一种用于FDD‑LTE系统中传播模型的多场景自适应优化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于FDD‑LTE无线网络的多场景自适应传播模型优化方法，使用优化校正后的传播模型进行场强预测，使得预测信号能够更接近实际测量信号。本发明专利技术涉及到COST231‑Hata与SPM这两种传播模型的校正，考虑到传播环境的多场景化，发明专利技术以单个基站数据为一组，以每组数据为研究对象，最后形成了一个基于每个基站的校正传播模型库。针对每个基站覆盖的场景的选择一个最优的校正后的传播，从而实现了传播模型多场景自适应调整。本发明专利技术还将不同场景的传播环境与传播模型通过传播模型库联系起来，对后续的网络规划和网络优化而言具有很高的指导好参考价值，在提升了校正准确度的同时也提高的应用范围。

For a multi scene adaptive optimization method of FDD propagation model in LTE system

The invention relates to a multi scene adaptive propagation model optimization method of FDD based on LTE wireless network optimization, using the corrected propagation model for field strength prediction, make the prediction signal can be more close to the actual measurement signal. The present invention relates to a correction of COST231 Hata and SPM these two kinds of propagation model, taking into account the scene of the propagation environment, the invention to a single base station data as a group, with each group of data as the research object, and finally the formation of a calibration based on propagation models of each base station. For each base station coverage of the scene to select an optimal corrected propagation, so as to achieve the propagation model of multi scene adaptive adjustment. The present invention also will be different scenes of communication environment and communication model linked by communication model base on network planning and network optimization for follow-up has very high reference value in guiding, enhance the application range of calibration accuracy but also improve.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信网络领域，特别是提出了一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化的方法。
技术介绍
近几年来随着LTE无线4G网络的广泛运用，信息社会进入了基于网络的大数据时代，快速发展并普及的智能化移动终端应用推动了全球移动数据流量的大幅增长，在移动大数据时代，海量数据、数据的多样性等特性给无线网络带来的发展的机遇与挑战。无线FDD-LTE是全球两大4G制式之一，其比TD-LTE研发更早，技术更成熟，终端更丰富，现已经是全球范围内使用最广泛的无线4G网络，与TD-LTE无线网络对比，FDD-LTE具有速度快、适合广域覆盖等优点。随着无线网络与无线传播环境的日渐复杂，传播模型的校正成为网络规划设计和网络优化等工作的关键环节，直接影响最终网络覆盖、网容量，通信质量等方面性能。由于无线电波在空中传播的过程中会受到传播环境的影响会存在反射、衍射、散射和直射等多种传播方式和途径，这会导致接收信号的多径衰弱、信号时延。无线传播模型主要是用来描述发射机到接收机间电波信号的传播行为和基站周围各点处接收信号的场强及其变化规律，且常用的无线传播模型是在大量数据测量的基础上，针对不同频段的电波在不同的传播环境下所得到的统计性经验模型。因此传播模型的传播特性与传播环境息息相关，为此传播模型与传播环境的匹配显得尤为重要，为此本专利技术专利提出了一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化的方法。目前传播模型校正方法中使用较多的是CW(Continuous Wave，连续波)测试，然后通过分析计算CW测试数据来进行传播模型的校正优化，进而再进行小区覆盖预测等网络规划设计。而CW测试是通过在建网之前搭建全向发射机来获取测试数据，其是以大片区域的无线环境传播模型校正为研究单位，这就使得对具体的某一小区的无线环境预测缺乏针对性，无形中增加了预测误差；与此同时大片区域无线环境具有复杂性，这样会导致在进行模型校正的时候需要考虑的变量参数增多，如测试点到发射机的距离，频点，发射天线有效高度，接收天线有效高度，传播环境类型等；再者就是CW测试并不对不同制式的移动通信网络进行区别对待。
技术实现思路
在本专利技术旨在克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种省时、省力、经济且具有较高准确性的用于FDD-LTE网络中传播模型的多场景自适应优化方法。本专利技术的具体技术实现方案如下：一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1.1、通过对待测区域的电子地图上基站分布情况进行分析，选择测试站点和路测路线；所述路测路线选择依据以下条件：条件一：测试路线包含沿途基站；条件二：测试路线经过至少两个不同的电磁传播环境，并涵盖所有道路；条件三：避免路测路线经过高楼阴影区，在待测区域内不同距离、不同方向都涵盖；所述站点选择依据以下条件：条件一：所选站点覆盖待测区域内所有地物类型；条件二：在各个站点间增加至少一个重叠区域；条件三：所选站点的基站天线高度大于20米，天线高于最近障碍物5米以上，站点所在建筑物应该高于周边建筑物的平均高度；步骤1.2、获取步骤1.1中所选定的待测站点的工程参数主要是指基站的基本工程参数，包括：基站编号，基站经纬度，基站天线的挂高，方位角，下倾角，然后下载步骤1.1所述的路测路线测量得到的路测数据；步骤1.3、对基于FDD-LTE网络系统所测的路测数据进行预处理、数据的筛选和过滤；步骤1.4、对步骤1.3处理后的数据进行数据离散化；由于GPS采样速率比接收机的采样速率慢，这使得在同一经纬度上按时间顺序排列着多个数据，为此需要将这些数据进行离散展开，假定测试过程中的速度保持一致，且每个数据之间的时间间隔也是相等的，那么久可以按时间顺序对数据进行内插处理，从而将重复在一点上的数据按时间顺序平铺开来；步骤1.5、使用经过上述方法处理过的有效数据，提取出测试点处接收到的主小区和邻区的基站信号强度，计算出测试点在FDD-LTE小区路测点整体的路径损耗，并利用数据进行传播模型的自适应优化；步骤1.6、分别完成COST231-Hata及SPM传播模型对特定传播环境的自适应校正优化，根据误差均值和标准差来选择一个更接近实测数据的校正传播模型，并将适用于各种场景的传播模型记录下来形成适用的传播模型库类。在上述的一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化的方法，所述步骤1.2中路测数据包括测试时间、测试点的经纬度、主服务基站小区号、邻区号、测试频点、主服务基站小区接收信号强度及邻区接收信号强度。在上述的一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化的方法，所述步骤1.3所述预处理是滤除在路测过程中路测设备遗失测试点经纬度、主小区的经纬度信息、主小区信号接收强度；数据的过滤主要有基于接收信号电平强度的过滤方式和基于测试点与主基站之间距离的过滤方式过滤条件一：基于接收信号电平强度的过滤方式，该过滤条件是基于接收信号强度来进行数据过滤的，在实际路测过程中接收信号强度太强或者太弱对数据处理的准确度都很大的影响，不利于传播模型的优化处理；为此在实际操作过程中通常设置电平过滤门限；过滤条件二：基于测试点与主基站之间距离的数据过滤方式，离基站较近的位置的测量点，受到基站塔下黑范围的影响，以及近基站测试点往往没有直射路径，LTE的近基站覆盖测试点在测试时候未接收到信号电平或接收到的信号电平太弱，设备未能进行识别，同理，在距离基站较远时，基站信号经过传播环境的反射、散射、衍射使得信号强度太弱导致接受设备未能接收到有效信息，在路径选择时避免近基站和远离基站的测试点。在上述的一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化的方法，所述步骤1.5中，对FDD-LTE小区路测点整体路径损耗计算方法为：步骤4.1、当路测数据显示测试点只接收到主服务小区信号，没有接收到邻区信号时，测试点实际路径损耗就为基站发射功率减去接收到的主服务小区信号强度，即PL＝PBS-PUE，其中PL(PathLoss)为路径损耗，PBS为基站发射功率，PUE为路测点接收信号强度；步骤4.2、当路测数据显示有两个或三个扇区接收信号时，剔除路测点经纬度为空所对应的扇区，只计算剩余的扇区，若只剩一个扇区，按上述步骤4.1计算；步骤4.3、若剩余扇区为两个扇区时，其中主扇区路径损耗为PL0＝PBS0-PUE0，另一邻区路径损失为PL1＝PBS1-PUE1；为了兼顾主小区和邻小区信息提升测试准确度，对主小区和邻区信号加权的办法来计算接收信号强度；经过多次测试实验，最后得出加权比例为7:3的时候能实现实验结果的最优化，所以最后测试点整合邻区接收信号后的路径损失为PL＝0.7*PL0+0.3*PL1；步骤4.4、若剩余三个扇区时，参考步骤4.3计算出主扇区路径损失PL0、第二扇区路径损失PL1和第三扇区路径损失PL2，对其中信号较强的第二个扇区计算按0.2*PL1，对于第三个扇区0.1*PL2，最后测试点整合邻区接收信号后的路径损失为PL＝0.7*PL0+0.2*PL1+0.1*PL2；步骤4.5、若剩余扇区多余三个的时候，保留主扇区和另外两个信号相对较强的扇区，并按照上述步骤4.4计算路测点路径损失，由于传播环境的复杂多样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于FDD‑LTE系统中传播模型的多场景自适应优化方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1.1、通过对待测区域的电子地图上基站分布情况进行分析，选择测试站点和路测路线；所述路测路线选择依据以下条件：条件一：测试路线包含沿途基站；条件二：测试路线经过至少两个不同的电磁传播环境，并涵盖所有道路；条件三：避免路测路线经过高楼阴影区，在待测区域内不同距离、不同方向都涵盖；所述站点选择依据以下条件：条件一：所选站点覆盖待测区域内所有地物类型；条件二：在各个站点间增加至少一个重叠区域；条件三：所选站点的基站天线高度大于20米，天线高于最近障碍物5米以上，站点所在建筑物应该高于周边建筑物的平均高度；步骤1.2、获取步骤1.1中所选定的待测站点的工程参数主要是指基站的基本工程参数，包括：基站编号，基站经纬度，基站天线的挂高，方位角，下倾角，然后下载步骤1.1所述的路测路线测量得到的路测数据；步骤1.3、对基于FDD‑LTE网络系统所测的路测数据进行预处理、数据的筛选和过滤；步骤1.4、对步骤1.3处理后的数据进行数据离散化；由于GPS采样速率比接收机的采样速率慢，这使得在同一经纬度上按时间顺序排列着多个数据，为此需要将这些数据进行离散展开，假定测试过程中的速度保持一致，且每个数据之间的时间间隔也是相等的，那么久可以按时间顺序对数据进行内插处理，从而将重复在一点上的数据按时间顺序平铺开来；步骤1.5、使用经过上述方法处理过的有效数据，提取出测试点处接收到的主小区和邻区的基站信号强度，计算出测试点在FDD‑LTE小区路测点整体的路径损耗，并利用数据进行传播模型的自适应优化；步骤1.6、分别完成COST231‑Hata及SPM传播模型对特定传播环境的自适应校正优化，根据误差均值和标准差来选择一个更接近实测数据的校正传播模型，并将适用于各种场景的传播模型记录下来形成适用的传播模型库类。...

【技术特征摘要】
1.一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1.1、通过对待测区域的电子地图上基站分布情况进行分析，选择测试站点和路测路线；所述路测路线选择依据以下条件：条件一：测试路线包含沿途基站；条件二：测试路线经过至少两个不同的电磁传播环境，并涵盖所有道路；条件三：避免路测路线经过高楼阴影区，在待测区域内不同距离、不同方向都涵盖；所述站点选择依据以下条件：条件一：所选站点覆盖待测区域内所有地物类型；条件二：在各个站点间增加至少一个重叠区域；条件三：所选站点的基站天线高度大于20米，天线高于最近障碍物5米以上，站点所在建筑物应该高于周边建筑物的平均高度；步骤1.2、获取步骤1.1中所选定的待测站点的工程参数主要是指基站的基本工程参数，包括：基站编号，基站经纬度，基站天线的挂高，方位角，下倾角，然后下载步骤1.1所述的路测路线测量得到的路测数据；步骤1.3、对基于FDD-LTE网络系统所测的路测数据进行预处理、数据的筛选和过滤；步骤1.4、对步骤1.3处理后的数据进行数据离散化；由于GPS采样速率比接收机的采样速率慢，这使得在同一经纬度上按时间顺序排列着多个数据，为此需要将这些数据进行离散展开，假定测试过程中的速度保持一致，且每个数据之间的时间间隔也是相等的，那么久可以按时间顺序对数据进行内插处理，从而将重复在一点上的数据按时间顺序平铺开来；步骤1.5、使用经过上述方法处理过的有效数据，提取出测试点处接收到的主小区和邻区的基站信号强度，计算出测试点在FDD-LTE小区路测点整体的路径损耗，并利用数据进行传播模型的自适应优化；步骤1.6、分别完成COST231-Hata及SPM传播模型对特定传播环境的自适应校正优化，根据误差均值和标准差来选择一个更接近实测数据的校正传播模型，并将适用于各种场景的传播模型记录下来形成适用的传播模型库类。2.根据权利要求1所述的一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化的方法，其特征在于，所述步骤1.2中路测数据包括测试时间、测试点的经纬度、主服务基站小区号、邻区号、测试频点、主服务基站小区接收信号强度及邻区接收信号强度。3.根据权利要求1所述的一种用于FDD-LTE系统中传播模型的多场景自适应优化的方法，其特征在于，所述步骤1.3所述预处理是滤除在路测过程中路测设备遗失测试点经纬度、主小区的经纬度信息、主小区信号接收强度；数据的过滤主要有基于接收信号电平强度的过滤方式和基于测试点与主基站之间距离的过滤方式过滤条件一：基于接收信号电平强度的过滤方式，该过滤条件是基于接收信号强度来进行数据过滤的，在实际路测过程中接收信号强度太强或者太弱对数据处理的准确度都很大的影响，不利于传播模型的优化处理；为此在实际操作过程中通常设置电平过滤门限；过滤条件二：基于测试点与主基站之间距离的数据过滤方式，离基站较近的位置的测量点，受到基站塔下黑范围的影响，以及近基站测试点往往没有直射路径，LTE的近基站覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：许贤泽，郑成林，程文强，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42