CN108615978B - 一种天线方向调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线方向调整方法及装置，该方法包括：采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定用户设备的集中区域的方向；根据用户设备的集中区域的方向，调整天线的方向，以使天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。本发明实施例提供的技术方案，能够保证将天线电磁波能量集中于小区内用户集中的区域，能够最大化小区覆盖和流量价值，同时解决了现有天线调整方案中以道路为主，不考虑现网实际用户分布的问题，也解决了现有调整方案多依据工参和经验，效率不高精准度不高的问题。

Description

一种天线方向调整方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种天线方向调整方法及装置

背景技术

移动通信系统通常是蜂窝系统，其中，系统中的每个小区具有至少一个对应的关联基站，其具有至少一个天线，用来向/从该系统的用户设备终端发送和接收信号。

基站天线被设计成使得从这种天线辐射的波束的倾斜角通常相对于水平面以一个角度向下偏转以便定义特定小区大小。然而，由于例如地理拓扑和/或存在建筑物，系统中的小区大小可能变化，并且基站天线的安装高度也可能变化。因此，必须根据天线所在的特定小区的大小以及天线的安装位置，将系统中不同天线的偏转角设置成不同的角度。

现有技术方案中一般通过路测发现无线环境劣化点，其出发点在于改善道路无线环境质差点，提升RSRP(参考信号接收功率)及SINR(信干噪比)，但基于路测得到的无线质量分析结果调整天线方向无法有效兼顾无线蜂窝小区内用户设备集中区域的覆盖，甚至可能出现小区天线主瓣方向明显偏离用户设备集中区域情况，造成用户设备价值的流失。另外，现有天线调整方案多依据工程参数和经验，属于人工操作，效率较低且精准度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种天线方向调整方法，解决现有的天线方向调整方法不考虑实际用户设备分布情况，造成流量浪费的问题。

为此目的，本发明提出了一种天线方向调整方法，包括：

采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；

根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；

根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在所述用户设备的集中区域。

可选的，所述根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，具体包括：

根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定信号来源方向的平均值；

根据所述信号来源方向的平均值，确定用户设备的集中区域的方向。

可选的，所述根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，具体包括：

根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定不同角度区间的用户设备数量；

根据所述不同角度区间的用户设备数量，确定用户设备数量最多的角度区间；

根据所述用户设备数量最多的角度区间，确定所述用户设备的集中区域的方向。

可选的，根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，具体包括：

根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向处于不同方向时，分别计算所述主瓣方向覆盖区域内的用户设备的第一数量占所有连接态的用户设备的第一比例；

根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向及旁瓣方向整体处于不同方向时，分别计算所述旁瓣方向覆盖区域内的用户设备的第二数量占所有连接态的用户设备的第二比例；

对所述第一比例和第二比例进行加权求和计算，确定求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

可选的，根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，还包括：

若求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向存在多个；则选择第一比例最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

另一方面，本发明实施例还提供了一种天线方向调整装置，包括：

角度采集模块，用于采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；

区域确定模块，用于根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；

天线调整模块，用于根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

可选的，所述区域确定模块包括：

平均角度计算单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定信号来源方向的平均值；

集中方向确定单元，用于根据所述信号来源方向的平均值，确定用户设备的集中区域的方向。

可选的，所述区域确定模块包括：

区间用户确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定不同角度区间的用户设备数量；

角度区间确定单元，用于根据所述不同角度区间的用户设备数量，确定用户设备数量最多的角度区间；

集中区域确定单元，用于根据所述用户设备数量最多的角度区间，确定所述用户设备的集中区域的方向。

可选的，所述区域确定模块包括：

第一比例确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向处于不同方向时，分别计算所述主瓣方向覆盖区域内的用户设备的第一数量占所有连接态的用户设备的第一比例；

第二比例确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向及旁瓣方向整体处于不同方向时，分别计算所述旁瓣方向覆盖区域内的用户设备的第二数量占所有连接态的用户设备的第二比例；

加权计算单元，用于对所述第一比例和第二比例进行加权求和计算，确定求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

可选的，所述加权计算单元还用于在求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向存在多个时；选择第一比例最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

本发明实施例提供的天线方向调整方法和装置，通过采集用户设备的信号来源方向，确定小区内用户分布最密集的区域，以此指导小区内天线的方向调整，本发明实施例提供的技术方案，能够保证将电磁波能量集中于小区内用户集中的区域，能够最大化小区覆盖和流量价值。同时解决了现有天线调整方案中以道路为主，不考虑现网实际用户分布的问题，也解决了现有调整方案多依据工参和经验，效率不高精准度不高的问题。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例提供的天线方向调整方法的流程示意图；

图2-7为本发明实施例提供的圆周旋转分片法的原理示意图；

图8为本发明实施例提供的天线方向调整装置的框架示意图；

图9为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明实施例针对现有天线调整方案多依据工程参数和经验，无法有效兼顾小区内用户集中区域的覆盖与流量价值的现状，提供了一种天线方向调整方法，该方法包括：

S1：采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；

具体的，本发明实施例以基站作为执行主体，基站可以采用特定的多天线阵列测量得到小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向，即波达角(AOA)，信号的到达方向。其中，连接态的用户设备是指已经与基站建立连接的用户设备，随时可以进行数据传输。需要说明的是，可以通过硬件设备可以感知发射节点信号的到达方向，从而计算接收节点与发射节点之间的相对角度。在本发明实施例中，通过测量波达角也即能确定用户设备与天线的相对角度。其中，波达角可以以小区中天线的法线方向为测量参考方向，按顺时针方向辅助计算用户设备所处的方位，精度可为5度。基站可以通过周期性地测量，并按照分区间统计天线波达角的样本个数。如表1所示。

表1 分区间统计天线波达角的样本个数表

S2：根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；

具体的，根据所有用户设备的信号来源方向，即波达角，可以统计出平均波达角或者采样点占比最高的角度区间(即表示波达角在该角度区间内的用户设备数量最多)，通过统计平均波达角或者确定采样点占比最高的角度区间，均可以确定小区内用户设备集中区域所在的方向。

S3：根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

基于步骤S2得到的数据，能够真实反映在小区覆盖范围内用户设备的分布情况，通过大数据平台按区间统计，能够获取用户设备实际集中的区域方向，进而可以以此指导小区中天线方向角的调整，将天线的电磁波能量集中于小区内用户集中的区域，最大化小区覆盖和流量价值。具体的，可以通过调整天线辐射的主瓣(位于天线方向图上的最大辐射波束)方向，使最大辐射波束方向朝向用户集中区域，即将天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

本发明实施例提供的天线方向调整方法，通过采集用户设备的信号来源方向，确定小区内用户分布最密集的区域，以此指导小区内天线的方向调整，本发明实施例提供的技术方案，能够保证将电磁波能量集中于小区内用户集中的区域，能够最大化小区覆盖和流量价值。同时解决了现有天线调整方案中以道路为主，不考虑现网实际用户分布的问题，也解决了现有调整方案多依据工参和经验，效率不高精准度不高的问题。

在上述实施例的基础上，步骤S2根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，具体包括：

S201a：根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定信号来源方向的平均值；

S202a：根据所述信号来源方向的平均值，确定用户设备的集中区域的方向。

具体的，可以通过所有连接态的用户设备的信号来源方向，即波达角，计算所有连接态的用户设备的波达角的平均值，根据波达角的平均值，就可以确定用户设备的集中区域与天线的相对角度，进而可以调整天线的方向，使天线的最大辐射波束朝向用户设备集中区域。

在其他实施方式中，步骤S2根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，具体可以包括：

S201b：根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定不同角度区间的用户设备数量；

S202b：根据所述不同角度区间的用户设备数量，确定用户设备数量最多的角度区间；

S202b：根据所述用户设备数量最多的角度区间，确定所述用户设备的集中区域的方向。

具体的，如下表2所示，根据基站的测量报告，可以以5度为精度，分72个角度区间段进行AOA采样点汇总统计，对每个区间段进行编号(i＝0,1,2…,71)，每个角度区间内的采样点数量可以表示为N₀、N₁……N₇₁，需要说明的是，某一角度区间内的采样点数量就是波达角在该区间内的用户设备的数量。进而根据每个角度区间内的用户设备数量，就可以确定用户设备数量最多的角度区间，即表示波达角在该角度区间内的用户设备数量最多。换句话说，用户集中区域在波达角为该角度区间的方向。进而可以以此指导调整天线的方向，使天线的最大辐射波束朝向用户设备集中区域。

表2 72个角度区间段AOA采样点汇总统计表

在其他实施方式中，步骤S2根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，具体可以包括：

S201c：根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向处于不同方向时，分别计算所述主瓣方向覆盖区域内的用户设备的第一数量占所有连接态的用户设备的第一比例；

具体的，如表2所示，据基站的测量报告，可以以5度为精度，分72个角度区间段进行AOA采样点汇总统计，对每个区间段进行编号(i＝0,1,2…,71)，每个角度区间内的采样点数量可以表示为N0、N1……N71，需要说明的是，某一角度区间内的采样点数量就是波达角在该区间内的用户设备的数量。利用“圆周旋转分片”算法计算主瓣方向AOA采样比例，如图2所示，首先，将小区全部AOA采样点按圆周形态分布，并汇总统计全部角度区间AOA采样点之和CELL_sum，作为小区AOA总采样点数，CELL_sum可以采用如下公式(1)进行计算。

其中，N_i为第i个角度区间内的采样内数，i为采样区间的编号。

进一步，如图3所示，定义小区天线主瓣方向夹角为α(α＝10*l,l＝1,2,…,36，单位：度，可参考小区天线水平波瓣宽度参数设置值)，并定义以α为圆心角的无限大扇形区域为小区主瓣方向覆盖区域。更进一步的，以0°线为扇形中心法线方向起点，如图4所示，将以α为圆心角的扇形区域以5°为精度顺时针旋转，使天线的主瓣方向处于不同的方向，定义扇形中心法线方向(扇形角平分线)与0°线的夹角为θ(θ＝5*i，i＝0,1,2,…,71，单位：度)。分别计算不同θ取值时，对应的小区主瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数MAJOR_sum(θ)(即第一数量)。其中，MAJOR_sum(θ)可以采用以下公式(2)进行计算。

由上述公式(2)即可计算得出小区主瓣方向AOA采样点数集合RM_sum：

RM_sum＝{MAJORsum(0),MAJORsum(5),MAJORsum(10),…,MAJORsum(350),MAJORsum(355)} (3)

最后，分别计算不同θ取值中，对应的小区主瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数MAJOR_sum(θ)与小区总AOA采样点CELL_sum的比例MAJOR_rate(θ)(即第一比例)为

由以上公式(4)即可计算得出小区主瓣方向AOA采样点比例集合RM_rate：

RM_rate＝{MAJORrate(0),MAJORrate(5),MAJORrate(10),…,MAJORrate(350),MAJORrate(355)} (5)

S202c：根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向及旁瓣方向整体处于不同方向时，分别计算所述旁瓣方向覆盖区域内的用户设备的第二数量占所有连接态的用户设备的第二比例；

同样的，利用“圆周旋转分片”算法计算小区旁瓣方向采样点比例，需要说明的是，天线方向图上，最大辐射波束叫做主瓣，主瓣旁边的小波束叫做旁瓣，本发明实施例综合考量主瓣方向采样点和旁瓣方向采样点比例，可以进一步准确确定用户设备最密集的区域，便于将最大辐射波束和小波束都集中在用户设备密集区域。

首先，如图2所示，仍将小区全部AOA采样点按圆周形态分布，并汇总统计全部角度区间AOA采样点之和CELL_sum，作为小区AOA总采样点数，如公式(6)所示，。

第二，如图5所示，定义小区天线“主瓣+旁瓣”夹角为β(β＝10*p,p＝1,2,…,36，且β≥α,单位：度，可参考小区天线水平波瓣宽度参数设置值),并定义以β为圆心角的无限大扇形区域为小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域。

第三，如6所示，以0°线为扇形中心法线方向起点，将以β为圆心角的扇形区域以5°为精度顺时针旋转，定义扇形中心法线方向与0°线的夹角为θ(θ＝5*i，i＝0,1,2,…,71，单位：度)。分别计算不同θ取值时，对应的小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域的AOA采样点数COVER_sum(θ)，COVER_sum(θ)可以采用以下公式(7)进行计算：

由上述公式(7)即可计算得出小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域AOA采样点数集合RC_sum：

RC_sum＝{COVERsum(0),COVERsum(5),COVERsum(10),…,COVERsum(350),COVERsum(355)} (8)

第四，如图7所示，在不同θ取值时，旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数SIDE_sum(θ)(即第二数量)，可以采用以下公式(9)进行计算：

SIDE_sum(θ)＝COVER_sum(θ)-MAJOR_sum(θ) (9)

进而可以计算获得小区旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数集合RS_sum：

RS_sum＝{SIDE_sum(0),SIDE_sum(5),SIDE_sum(10),…,SIDE_sum(350),SIDE_sum(355)} (10)

第五，分别计算不同θ取值中，对应的小区旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数与占小区总AOA采样点的比例SIDE_rate(θ)(即第二比例)，

由以上公式(11)即可计算得出小区旁瓣方向AOA采样点比例集合：

RS_rate＝{SIDE_rate(0),SIDE_rate(5),SIDE_rate(10),…,SIDE_rate(350),SIDE_rate(355)} (12)

S203c：对所述第一比例和第二比例进行加权求和计算，确定求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

具体的，针对旁瓣方向AOA采样点比例定义权重因子δ(δ∈[0,1])，分别计算不同θ取值时，主瓣方向AOA采样点比例(即第一比例)与旁瓣方向AOA采样点比例(即第二比例)的加权值W(θ)：

W(θ)＝MAJOR_rate(θ)+δ*SIDE_rate(θ) (13)

由以上公式即可计算得出小区不同主瓣+旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点比例加权值集合RW：

RW＝{W(0),W(5),W(10),…,W(350),W(355)} (14)

通过遍历集合RW中的所有元素，取集合中最大的一个或多个W(θ_m)，需要说明的是，最大的W(θ_m)表示θ值取θ_m时，主瓣及旁瓣方向整体覆盖区域内的用户设备数量最多，为用户设备集中区域，将相应的θ取值作为天线方向调整角度，即确定了天线的主瓣方向及旁瓣方向，将最大辐射波束和旁边的小波束都集中在用户设备集中区域。

在上述实施例的基础上，步骤S2根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，还包括：

若求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向存在多个；则选择第一比例最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

具体的，首先，遍历集合RW中全部元素，取集合中最大的一个或多个W(θ_m)，将相应θ取值纳入最优天线方向调整角度集合A1，若集合A1内仅存在1个元素θ_m，则最优天线方向调整角度为θ_m。

第二，若得到的集合A1中存在2个或以上元素θ_m1、θ_m2……θ_mn,则对比

取其中最大的一个或多个MAJOR_rate(θ)，将相应的θ取值纳入最优天线方向调整角度集合A2，若集合A2内仅存在1个元素θ_m，则最优天线方向调整角度为θ_m。

第三，若得到的集合A2中仍存在2个或以上元素，则最优天线方向调整角度θ_m为集合A2中最小的θ取值。当θ值取θ_m时，主瓣及旁瓣方向整体覆盖区域内的用户设备数量最多，为用户设备集中区域，将相应的θ_m取值作为天线方向调整角度，即最终确定了天线的主瓣方向及旁瓣方向，将最大辐射波束和旁边的小波束都集中在用户设备集中区域。

另一方面，如图8所示，本发明实施例还提供的一种天线方向调整装置，该装置可以采用上述实施例所述的天线方向调整方法，该装置可以为上述实施例所述的基站，该装置包括：依次连接的角度采集模块81、区域确定模块82和天线调整模块83；

其中，角度采集模块81用于采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；

区域确定模块82用于根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；

天线调整模块83用于根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向角，以使所述天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

具体的，角度采集模块81采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；区域确定模块82根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；天线调整模块83根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向角，以使所述天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

本发明实施例提供的天线方向调整装置，通过采集用户设备的信号来源方向，确定小区内用户分布最密集的区域，以此指导小区内天线的方向调整，本发明实施例提供的技术方案，能够保证将电磁波能量集中于小区内用户集中的区域，能够最大化小区覆盖和流量价值。同时解决了现有天线调整方案中以道路为主，不考虑现网实际用户分布的问题，也解决了现有调整方案多依据工参和经验，效率不高精准度不高的问题。

可选的，所述区域确定模块82包括：

平均角度计算单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定信号来源方向的平均值；

集中方向确定单元，用于根据所述信号来源方向的平均值，确定用户设备的集中区域的方向。

可选的，所述区域确定模块82包括：

区间用户确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定不同角度区间的用户设备数量；

角度区间确定单元，用于根据所述不同角度区间的用户设备数量，确定用户设备数量最多的角度区间；

集中区域确定单元，用于根据所述用户设备数量最多的角度区间，确定所述用户设备的集中区域的方向。

可选的，所述区域确定模块82包括：

第一比例确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向处于不同方向时，分别计算所述主瓣方向覆盖区域内的用户设备的第一数量占所有连接态的用户设备的第一比例；

第二比例确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向及旁瓣方向整体处于不同方向时，分别计算所述旁瓣方向覆盖区域内的用户设备的第二数量占所有连接态的用户设备的第二比例；

加权计算单元，用于对所述第一比例和第二比例进行加权求和计算，确定求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

可选的，所述加权计算单元还用于在求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向存在多个时；选择第一比例最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

对于与方法对应的天线方向调整装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，达到的技术效果也与方法实施例起到的效果相同，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

再一方面，如图9所示，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以是上述实施例所述的装置，该电子设备包括至少一个处理器(processor)91、通信接口(Communications Interface)92、至少一个存储器(memory)93和总线94，其中，处理器91，通信接口92，存储器93通过总线94完成相互间的通信。通信接口92可以用于该电子设备与用户设备之间的信息传输。处理器91可以调用存储器93中的逻辑指令，以执行上述实施例所述的方法，例如包括：采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

此外，上述的存储器93中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在用户设备的集中区域。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种天线方向调整方法，其特征在于，包括：

采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；

根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；

根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在所述用户设备的集中区域；

其中，所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，具体包括：

根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向处于不同方向时，分别计算所述主瓣方向覆盖区域内的用户设备的第一数量占所有连接态的用户设备的第一比例；

根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向及旁瓣方向整体处于不同方向时，分别计算所述旁瓣方向覆盖区域内的用户设备的第二数量占所有连接态的用户设备的第二比例；

对所述第一比例和第二比例进行加权求和计算，确定求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向；

其中，根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向处于不同方向时，分别计算所述主瓣方向覆盖区域内的用户设备的第一数量占所有连接态的用户设备的第一比例，具体包括：

根据基站的测量报告，以5度为精度，分72个角度区间段进行AOA采样点汇总统计，对每个区间段进行编号，每个角度区间内的采样点数量可以表示为N0、N1……N71，某一角度区间内的采样点数量为波达角在该区间内的用户设备的数量；利用圆周旋转分片算法计算主瓣方向AOA采样比例，将小区全部AOA采样点按圆周形态分布，并汇总统计全部角度区间AOA采样点之和CELL_sum，作为小区AOA总采样点数，CELL_sum采用如下公式(1)进行计算：

其中，N_i为第i个角度区间内的采样内数，i为采样区间的编号；

进一步，定义小区天线主瓣方向夹角为α，并定义以α为圆心角的无限大扇形区域为小区主瓣方向覆盖区域，以0°线为扇形中心法线方向起点，将以α为圆心角的扇形区域以5°为精度顺时针旋转，使天线的主瓣方向处于不同的方向，定义扇形中心法线方向与0°线的夹角为θ，其中，θ＝5*i，i＝0，1，2，...，71，分别计算不同θ取值时，对应的小区主瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数MAJOR_sum(θ)，其中，MAJOR_sum(θ)_采用以下公式(2)进行计算：

由公式(2)计算得出小区主瓣方向AOA采样点数集合RM_sum：

RM_sum＝{MAJORsum(0)，MAJORsum(5)，MAJORsum(10)，...，MAJORsum(350)，MAJORsum(355)} (3)

分别计算不同θ取值中，对应的小区主瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数MAJOR_sum(θ)与小区总AOA采样点CELL_sum的比例MAJOR_rate(θ)，即第一比例为

由公式(4)即可计算得出小区主瓣方向AOA采样点比例集合RM_rate：

RM_rate＝{MAJORrate(0)，MAJORrate(5)，MAJORrate(10)，...，MAJORrate(350)，MAJORrate(355)} (5)

其中，根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向及旁瓣方向整体处于不同方向时，分别计算所述旁瓣方向覆盖区域内的用户设备的第二数量占所有连接态的用户设备的第二比例，具体包括：

将小区全部AOA采样点按圆周形态分布，并汇总统计全部角度区间AOA采样点之和CELL_sum，作为小区AOA总采样点数，如公式(6)所示：

定义小区天线主瓣+旁瓣夹角为β，并定义以β为圆心角的无限大扇形区域为小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域；

以0°线为扇形中心法线方向起点，将以β为圆心角的扇形区域以5°为精度顺时针旋转，定义扇形中心法线方向与0°线的夹角为θ，其中，θ＝5*i，i＝0，1，2，...，71，分别计算不同θ取值时，对应的小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域的AOA采样点数COVER_sum(θ)，COVER_summ(θ)采用以下公式(7)进行计算：

由公式(7)计算得出小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域AOA采样点数集合RC_sum：

RC_sum＝{COVER_sum(0)，COVER_sum(5)，COVER_sum(10)，...，COVER_sum(350)，COVER_sum(355)} (8)

在不同θ取值时，旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数SIDE_sum(θ)，即第二数量，采用以下公式(9)进行计算：

SIDE_sum(θ)＝COVER_sum(θ)-MAJOR_sum(θ) (9)

计算获得小区旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数集合RS_sum：

RS_sum＝{SIDE_sum(0)，SIDE_sum(5)，SIDE_sum(10)，...，SIDE_sum(350)，SIDE_sum(355)} (10)

分别计算不同θ取值中，对应的小区旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数与占小区总AOA采样点的比例SIDE_rate(θ)，即第二比例：

由公式(11)计算得出小区旁瓣方向AOA采样点比例集合：

RS_rate＝{SIDE_rate(0)，SIDE_rate(5)，SIDE_rate(10)，...，SIDE_rate(350)，SIDE_rate(355)} (12)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向，还包括：

若求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向存在多个；则选择第一比例最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

3.一种天线方向调整装置，其特征在于，包括：

角度采集模块，用于采集小区内所有连接态的用户设备的信号来源方向；

区域确定模块，用于根据所述所有连接态的用户设备的信号来源方向，确定所述用户设备的集中区域的方向；

天线调整模块，用于根据所述用户设备的集中区域的方向，调整所述天线的方向，以使所述天线的电磁波能量集中在所述用户设备的集中区域；

其中，所述区域确定模块包括：

第一比例确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向处于不同方向时，分别计算所述主瓣方向覆盖区域内的用户设备的第一数量占所有连接态的用户设备的第一比例；

第二比例确定单元，用于根据所有连接态的用户设备的信号来源方向，利用圆周旋转分片法在所述天线的主瓣方向及旁瓣方向整体处于不同方向时，分别计算所述旁瓣方向覆盖区域内的用户设备的第二数量占所有连接态的用户设备的第二比例；

加权计算单元，用于对所述第一比例和第二比例进行加权求和计算，确定求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向；

其中，第一比例确定单元，具体用于：

根据基站的测量报告，以5度为精度，分72个角度区间段进行AOA采样点汇总统计，对每个区间段进行编号，每个角度区间内的采样点数量可以表示为N0、N1……N71，某一角度区间内的采样点数量为波达角在该区间内的用户设备的数量；利用圆周旋转分片算法计算主瓣方向AOA采样比例，将小区全部AOA采样点按圆周形态分布，并汇总统计全部角度区间AOA采样点之和CELL_sum，作为小区AOA总采样点数，CELL_sum采用如下公式(1)进行计算：

其中，N_i为第i个角度区间内的采样内数，i为采样区间的编号；

进一步，定义小区天线主瓣方向夹角为α，并定义以α为圆心角的无限大扇形区域为小区主瓣方向覆盖区域，以0°线为扇形中心法线方向起点，将以α为圆心角的扇形区域以5°为精度顺时针旋转，使天线的主瓣方向处于不同的方向，定义扇形中心法线方向与0°线的夹角为θ，其中，θ＝5*i，i＝0，1，2，...，71，分别计算不同θ取值时，对应的小区主瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数MAJOR_sum(θ)，其中，MAJOR_sum(θ)采用以下公式(2)进行计算：

由公式(2)计算得出小区主瓣方向AOA采样点数集合RM_sum：

RM_sum＝{MAJORsum(0)，MAJORsum(5)，MAJORsum(10)，...，MAJORsum(350)，MAJORsum(355)} (3)

分别计算不同θ取值中，对应的小区主瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数MAJOR_sum(θ)与小区总AOA采样点CELL_sum的比例MAJOR_rate(θ)，即第一比例为

由公式(4)即可计算得出小区主瓣方向AOA采样点比例集合RM_rate：

RM_rate＝{MAJORrate(0)，MAJORrate(5)，MAJORrate(10)，...，MAJORrate(350)，MAJORrate(355)} (5)

其中，第二比例确定单元，具体用于：

将小区全部AOA采样点按圆周形态分布，并汇总统计全部角度区间AOA采样点之和CELL_sum，作为小区AOA总采样点数，如公式(6)所示：

定义小区天线主瓣+旁瓣夹角为β，并定义以β为圆心角的无限大扇形区域为小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域；

以0°线为扇形中心法线方向起点，将以β为圆心角的扇形区域以5°为精度顺时针旋转，定义扇形中心法线方向与0°线的夹角为θ，其中，θ＝5*i，i＝0，1，2，...，71，分别计算不同θ取值时，对应的小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域的AOA采样点数COVER_sum(θ)，COVER_sum(θ)采用以下公式(7)进行计算：

由公式(7)计算得出小区主瓣+旁瓣方向覆盖区域AOA采样点数集合RC_sum：

RC_sum＝{COVER_sum(0)，COVER_sum(5)，COVER_sum(10)，...，COVER_sum(350)，COVER_sum(355)} (8)

在不同θ取值时，旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数SIDE_sum(θ)，即第二数量，采用以下公式(9)进行计算：

SIDE_sum(θ)＝COVER_sum(θ)-MAJOR_sum(θ) (9)

计算获得小区旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数集合RS_sum：

RS_sum＝{SIDE_sum(0)，SIDE_sum(5)，SIDE_sum(10)，...，SIDE_sum(350)，SIDE_sum(355)} (10)

分别计算不同θ取值中，对应的小区旁瓣方向覆盖区域内的AOA采样点数与占小区总AOA采样点的比例SIDE_rate(θ)，即第二比例：

由公式(11)计算得出小区旁瓣方向AOA采样点比例集合：

RS_rate＝{SIDE_rate(0)，SIDE_rate(5)，SIDE_rate(10)，...，SIDE_rate(350)，SIDE_rate(355)} (12)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述加权计算单元还用于在求和总体值最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向存在多个时；选择第一比例最大时的所述天线的主瓣方向及旁瓣方向。

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