一种提升无线网络容量的方法技术

本发明专利技术提供一种提升无线网络容量的方法，涉及城市轨道交通无线通信技术领域，包括步骤：对目标区域内进行探测，获取目标区域内的全局信道信息；基于基站侧的每根天线在不同天线模式下分别与每个不同的用户终端所组成的信道信息获取信道矩阵；对信道矩阵进行预处理，通过信道矩阵的最小条件数来获得最大信道容量的信道矩阵，生成信道配置信息；基于信道配置信息，选择对应天线的天线模式。本发明专利技术能在不依赖皮基站数量的前提下有效提升地铁地下车站内热点区域的容量，通过分离独立衰落的信道和选择质量较好的信道，有效提高了地铁热点区域内无线网络的容量，改善了地铁内乘客的上网体验，在成本可控的前提下实现了地下空间的高质量无线网络服务。的高质量无线网络服务。的高质量无线网络服务。

【技术实现步骤摘要】
一种提升无线网络容量的方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通无线通信
，尤其涉及一种提升无线网络容量的方法。

技术介绍

[0002]现有轨道交通场景已实现民用移动通信网络对地下车站空间的均匀全覆盖，乘客可在地下车站中使用网络服务。但地铁地下车站中的人流分布存在明显空间特征，安检及票检闸机处、上下行站台处，电扶梯处的人流密度高，站厅非付费区及付费区走道人流密度低，因此客流密集的热点区域始终存在移动网络容量受限、乘客上网体验不佳的问题，且此类问题在高峰客流时期愈专利技术显，大大降低了乘客候车体验和地铁运营服务质量。
[0003]目前，运营商网络在地铁中通常采用室分系统(分布式皮基站pRRU)来实现地下空间的网络覆盖，皮基站(pRRU)与传统的室分系统相比，覆盖半径减小，具备了精确覆盖的分区能力,可用于提升地铁地下空间热点区域的网络容量。
[0004]为了应对客流密集区域存在的上网体验不佳的问题，传统方案主要通过增加皮基站数量进一步分区来提升人流密集的热点区域的无线网络容量，但目前皮基站采用内置或外挂全向天线的方式，采用全向天线难以利用空间覆盖特性，这种方法存在不足之处：皮基站的建设、设备采购、人工成本较高；通过增加皮基站实现分区的方法存在着数量瓶颈，故移动网络容量的提升有限。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种提升无线网络容量的方法，用以解决上述现有技术中的缺陷。
[0006]本专利技术提供一种提升无线网络容量的方法，包括：
[0007]对目标区域内进行探测，获取所述目标区域内的全局信道信息；
[0008]基于基站侧的每根天线在不同天线模式下分别与每个不同的用户终端所组成的信道信息获取信道矩阵；
[0009]对所述信道矩阵进行预处理，通过信道矩阵的最小条件数来获得最大信道容量的信道矩阵，生成信道配置信息；
[0010]基于所述信道配置信息，选择对应天线的天线模式。
[0011]根据在选择对应天线的天线模式之后，生成信道配置信息矩阵，基于所述信道配置信息矩阵对每个天线的天线模式进行配置。
[0012]根据本专利技术提供的方法，每个所述天线模式对应当前天线的一个空间辐射区域。
[0013]根据本专利技术提供的方法，对所述信道矩阵进行预处理，通过信道矩阵的最小条件数来获得最大信道容量的信道矩阵，生成信道配置信息，包括：
[0014]对信道矩阵进行施密特正交化，基于正交化结果输出维度为N
×
Nd的初始矩阵；
[0015]基于所述初始矩阵，选择范数最大的一列为基准，将该列加入到已选集合，标记对应的天线为已选状态；
[0016]基于贪心算法，依次遍历每根未选天线的所有模式，将遍历列与所述选择范数最大的一列组成矩阵，计算矩阵的条件数；
[0017]选取条件数最小的矩阵所对应的列，将对应的天线标记为已选状态；
[0018]直至选出N列，输出N
×
N的信道矩阵，即为所述最大信道容量的信道矩阵；
[0019]其中，N为天线的总数量；d为对应的天线模式。
[0020]另一方面，本专利技术还提供一种基于MIMO智能天线的皮基站系统，包括前端单元和后端单元；
[0021]其中，所述前端单元为包括多个MIMO智能天线的皮基站，基于历史人流量数据将所述前端单元布置在人流密度大的区域，所述前端单元用于对目标区域内进行探测，获取所述目标区域内的全局信道信息，将接收到的全局信道信息传输至所述后端单元；
[0022]所述后端单元布置于通信设备机房内，包括智能天线选择模块和基带处理模块，通过基带处理模块接收所述全局信道信息，通过所述智能天线选择模块基于权利要求1
‑
4任一项所述的方法生成用于配置天线和天线对应模式的信道配置信息，并将所述信道配置信息传输至所述前端单元；
[0023]所述前端单元基于所述信道配置信息配置天线和天线对应的模式。
[0024]根据本专利技术提供的一种基于MIMO智能天线的皮基站系统，还包括中继单元，所述中继单元用于进行光电信号转换
[0025]所述中继单元和所述前端单元通过以太网双绞线连接，所述中继单元和所述后端单元通过单模光缆连接；
[0026]所述前端单元用于对目标区域内进行探测，获取所述目标区域内的全局信道信息，将接收到的全局信道信息通过所述中继单元传输至所述后端单元；
[0027]所述后端单元通过所述中继单元将所述信道配置信息传输至所述前端单元。
[0028]根据本专利技术提供的一种基于MIMO智能天线的皮基站系统，所述后端单元生成所述信道配置信息后，通过所述基带处理模块对所述信道配置信息进行基带处理后，传输至所述前端单元；
[0029]所述前端单元包括天线配置模块和射频处理模块，通过所述射频处理模块对所述信道配置信息进行预处理后发送至所述天线配置模块，通过所述天线配置模块基于所述信道配置信息对当前所述前端单元内的每根天线进行模式配置。
[0030]根据本专利技术提供的一种基于MIMO智能天线的皮基站系统，每个所述皮基站系统包括多个前端单元，基于所述信道配置信息依次对每个前端单元进行天线配置。
[0031]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述方法的步骤。
[0032]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述方法的步骤。
[0033]本专利技术提供的一种提升无线网络容量的方法，具有如下的技术效果：
[0034](1)使提升地铁地下车站内热点区域的容量不再依赖于增加皮基站的数量，在成本可控的前提下实现了地铁车站地下空间的高质量无线网络服务。
[0035](2)利用热点区域形成的富散射环境，通过分离独立衰落的信道和选择质量较好的信道，有效提高了地铁热点区域内无线网络的容量，极大改善了地铁内乘客的上网体验，
提升了地铁运营服务质量。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是本专利技术提供的方法的流程示意图；
[0038]图2是本专利技术提供的皮基站系统的结构示意图；
[0039]图3是本专利技术提供的空间辐射区域的示意图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升无线网络容量的方法，其特征在于，包括：对目标区域内进行探测，获取所述目标区域内的全局信道信息；基于基站侧的每根天线在不同天线模式下分别与每个不同的用户终端所组成的信道信息获取信道矩阵；对所述信道矩阵进行预处理，通过信道矩阵的最小条件数来获得最大信道容量的信道矩阵，生成信道配置信息；基于所述信道配置信息，选择对应天线的天线模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在选择对应天线的天线模式之后，生成信道配置信息矩阵，基于所述信道配置信息矩阵对每个天线的天线模式进行配置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述天线模式对应当前天线的一个空间辐射区域。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，对所述信道矩阵进行预处理，通过信道矩阵的最小条件数来获得最大信道容量的信道矩阵，生成信道配置信息，包括：对信道矩阵进行施密特正交化，基于正交化结果输出维度为N
×
Nd的初始矩阵；基于所述初始矩阵，选择范数最大的一列为基准，将该列加入到已选集合，标记对应的天线为已选状态；基于贪心算法，依次遍历每根未选天线的所有模式，将遍历列与所述选择范数最大的一列组成矩阵，计算矩阵的条件数；选取条件数最小的矩阵所对应的列，将对应的天线标记为已选状态；直至选出N列，输出N
×
N的信道矩阵，即为所述最大信道容量的信道矩阵；其中，N为天线的总数量；d为对应的天线模式。5.一种基于MIMO智能天线的皮基站系统，其特征在于，包括前端单元和后端单元；其中，所述前端单元为包括多个MIMO智能天线的皮基站，基于历史人流量数据将所述前端单元布置在人流密度大的区域，所述前端单元用于对目标区域内进行探测，获取所述目标区域内的全局信道信息，将接收到的全局信道信息传输至所述后端单元；所述后端单元布置于通信设备机房内，包括智能天线选择模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，杨承东，胡昌桂，陈光，石先明，胡侃，张伟，颜小军，胡祖翰，曹进，伍元忠，王贞凯，徐龙，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：