一種天線波瓣圖數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)一種天線波瓣圖數(shù)據(jù)處理方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 動(dòng)通信系統(tǒng)也稱數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)打電話或上網(wǎng)。移動(dòng)通信系統(tǒng)將城市從 地圖上劃分為眾多六角形小網(wǎng)格，就好像蜂窩一樣，因此叫"蜂窩系統(tǒng)"，目前2G、3G、4G都 是屬于數(shù)字蜂窩系統(tǒng)類型。每個(gè)六角形蜂窩格就代表1個(gè)小區(qū)（cellular)，基站建在小區(qū) 之間的交叉點(diǎn)上，安裝3副天線，各負(fù)責(zé)1個(gè)小區(qū)的通信信號(hào)。天線是移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要 組成部分。其中天線波瓣圖是室外天線工作的重要特性指標(biāo)。波瓣圖也稱方向圖，可以反 映出天線的輻射特性，一般情況下天線的方向圖表示天線輻射電磁波的功率或場(chǎng)強(qiáng)在空間 各個(gè)方向的分布圖形，因此是立體圖（如圖2)。但實(shí)際應(yīng)用中最關(guān)注天線發(fā)射信到達(dá)地面 手機(jī)時(shí)的強(qiáng)弱分布，可以簡(jiǎn)化為平面圖（如圖3)，用不同色彩表示信號(hào)強(qiáng)度的等級(jí)。一般情 況下強(qiáng)度等級(jí)圖類似同心環(huán)，因此網(wǎng)優(yōu)分析時(shí)，只需要畫出一個(gè)環(huán)代表無(wú)線的波瓣圖。天線 波瓣圖正常是移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)小區(qū)正常工作的根本，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作都至關(guān) 重要。如果天線波瓣圖方向角錯(cuò)誤或圖形畸變，可能造成網(wǎng)絡(luò)天線覆蓋范圍不合理、覆蓋不 足、越區(qū)覆蓋、增加小區(qū)干擾、乒乓切換等問題，最終導(dǎo)致掉話或通信質(zhì)量下降。
[0003] 影響天線波瓣圖變化的因素是多方面的，由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中存在許多散射、反射和 折射的物體，基站天線的無(wú)線信號(hào)可能經(jīng)過多種傳輸路徑先后達(dá)到手機(jī)，這些不同路徑的 信號(hào)相互疊加或抵消，使得合成信號(hào)強(qiáng)度表現(xiàn)為快速的起伏變化，可能小幅增強(qiáng)，也可能大 幅衰落，總體表現(xiàn)為衰落，技術(shù)上稱之為"快衰落"，也稱為"多徑衰落"、"瑞利衰落"（以科 學(xué)家瑞利（Rayleigh)的名字命名）。主要特點(diǎn)：
[0004] (1)周期變化快----可能每秒變化30多次。
[0005] (2)空間變化快可能幾米范圍內(nèi)衰落情況完全變化。
[0006] (3)衰落幅度大----可能造成30dB的信號(hào)衰減，即信號(hào)強(qiáng)度被減弱1000倍；
[0007] 正是由于"快衰落"現(xiàn)象，實(shí)際接收的信號(hào)強(qiáng)度可能是快速而劇烈變化。數(shù)據(jù)采集 時(shí)可能采到嚴(yán)重失真的數(shù)據(jù)，失真程度可達(dá)1000倍。[注：30dB相當(dāng)于1000倍]。
[0008] 天線的波瓣圖檢查對(duì)于網(wǎng)優(yōu)維護(hù)工作非常實(shí)用，是網(wǎng)優(yōu)維護(hù)工作的重要手段，然 而目前網(wǎng)優(yōu)工作中很少被運(yùn)用，這里從兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，首先是數(shù)據(jù)采集的環(huán)節(jié)，移動(dòng) 通信網(wǎng)絡(luò)的天線數(shù)量多而且處于工作狀態(tài)，只能在實(shí)際工作環(huán)境中測(cè)量，目前測(cè)量方法有 兩大類，第一類是駕駛汽車在道路上進(jìn)行測(cè)量，業(yè)內(nèi)稱為DT路測(cè)（英文DriveTest)，缺點(diǎn) 是測(cè)量位置受限，難以做到360度范圍的測(cè)量；第二類是采用無(wú)人機(jī)在空中飛行，圍繞天 線360度進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)較為全面。然而無(wú)論哪種方法，在現(xiàn)實(shí)中不可避免存在"快衰落"等 現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)量采集的數(shù)據(jù)存在部分"嚴(yán)重失真"的問題。其次是數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)，現(xiàn)有數(shù) 據(jù)采集技術(shù)下，數(shù)據(jù)可能存在部分"嚴(yán)重失真"，失真程度可達(dá)30dB (即失真1千倍）。如果 后續(xù)不能有較處理數(shù)據(jù)失真問題，則繪制出來(lái)的天線波瓣圖可能存在較大誤差，難以作為 天線波瓣圖檢查的依據(jù)。在目前數(shù)據(jù)采集技術(shù)下，數(shù)據(jù)可能存在部分"嚴(yán)重失真"，因此如何 有效處理失真數(shù)據(jù)是關(guān)鍵問題，不同數(shù)據(jù)處理方法，處理失真數(shù)據(jù)的效果不同，生成的天線 波瓣圖的誤差范圍也不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種天線波瓣圖數(shù)據(jù)處理方法，其能 夠提高失真數(shù)據(jù)處理效果，生成更科學(xué)的天線波瓣圖。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0011] -種天線波瓣圖數(shù)據(jù)處理方法，包括如下步驟：
[0012] 獲取每個(gè)采樣點(diǎn)與基站的距離，將與基站的距離小于預(yù)設(shè)最小距離和大于預(yù)設(shè)最 大距離的采樣點(diǎn)濾除；
[0013] 獲取每個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采集平面與天線之間的高度，結(jié)合每個(gè)采樣點(diǎn)與基站的 距離，計(jì)算得到每個(gè)采樣點(diǎn)的補(bǔ)償路損，并對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行路損補(bǔ)償；
[0014] 獲取每個(gè)采樣點(diǎn)與基站間的方位角，按照第一預(yù)設(shè)角度將所有采樣點(diǎn)分成若干個(gè) 第一小組，計(jì)算得到每個(gè)第一小組的過濾數(shù)量F1，將所有采樣點(diǎn)依照信號(hào)強(qiáng)度從小到大排 序，濾除每個(gè)第一小組內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度排名前Fl的采樣點(diǎn)；
[0015] 根據(jù)第二預(yù)設(shè)角度將所有采樣點(diǎn)分成若干個(gè)第二小組，依照方位角符合對(duì)應(yīng)范圍 的采樣點(diǎn)設(shè)置為同一個(gè)第二小組，將每一個(gè)第二小組內(nèi)的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行平方 平均數(shù)計(jì)算。
[0016] 優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟"獲取每個(gè)采樣點(diǎn)與基站的距離，將與基站的距離小于預(yù)設(shè)距 離或大于預(yù)設(shè)距離的采樣點(diǎn)濾除"之前還包括如下步驟：
[0017] 獲取每個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)煒度，建立以基站為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系，并根據(jù)采樣點(diǎn)的經(jīng)煒 度獲取與采樣點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。
[0018] 優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟"根據(jù)第二預(yù)設(shè)角度對(duì)所有采樣點(diǎn)分成若干個(gè)第二小組，依照 方位角符合對(duì)應(yīng)范圍的采樣點(diǎn)設(shè)置為同一個(gè)第二小組，將每一個(gè)第二小組內(nèi)的所有采樣點(diǎn) 的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行平方平均數(shù)計(jì)算"之后還包括如下步驟：
[0019] 以采樣點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度為極徑，以采樣點(diǎn)的方位角為極角，在平面上繪制每個(gè)采樣 點(diǎn)，將所有采樣點(diǎn)按順序進(jìn)行直線連接最終獲取天線波瓣圖。
[0020] 優(yōu)選的，所述"獲取每個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采集平面與天線之間的高度，結(jié)合每個(gè)采 樣點(diǎn)與基站的距離，計(jì)算得到每個(gè)采樣點(diǎn)的補(bǔ)償路損"具體包括如下子步驟：
[0021] 獲取每個(gè)采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采集平面與天線之間的高度；
[0022] 通過公式
計(jì)算得到傳播距離，其中A為傳播距離，D為采樣 點(diǎn)與基站的距離，H為采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采集平面與天線之間的高度；
[0023] 通過公式B = 20*lg (A)計(jì)算得到采樣點(diǎn)的補(bǔ)償路損，其中，B為補(bǔ)償路損；
[0024] 根據(jù)每個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償路損對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行路損補(bǔ)償。
[0025] 優(yōu)選的，所述"獲取每個(gè)采樣點(diǎn)與基站間的方位角，按照第一預(yù)設(shè)角度將所有采樣 點(diǎn)分成若干個(gè)第一小組，計(jì)算得到每個(gè)第一小組的過濾數(shù)量F，將所有采樣點(diǎn)依照信號(hào)強(qiáng)度 從小到大排序，濾除每個(gè)第一小組內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度排名前F的采樣點(diǎn)"具體包括如下子步驟：
[0026] 獲取每個(gè)采樣點(diǎn)與基站間的方位角；
[0027] 根據(jù)第一預(yù)設(shè)角度將所有采樣點(diǎn)分成若干個(gè)第一小組，同時(shí)根據(jù)公式
得到 百分比概率，其中，P為比分比概率，α為第一預(yù)設(shè)角度；
[0028] 根據(jù)公式
計(jì)算得到第一小組的總數(shù)量，C為第一小組的總數(shù)量，Int表 示向下取整；
[0029] 將方位角滿足對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)設(shè)置為同一個(gè)第一小組；
[0030] 根據(jù)公式
計(jì)算得到每個(gè)第一小組對(duì)應(yīng)的過濾數(shù)量F，其中，Nl為任意 一個(gè)第一小組內(nèi)的采樣點(diǎn)總數(shù)量；
[0031] 將所有采樣點(diǎn)依照信號(hào)強(qiáng)度從小到大排序，濾除每個(gè)第一小組內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度排名前 F的采樣點(diǎn)。
[0032] 優(yōu)選的，所述"根據(jù)第二預(yù)設(shè)角度將所有采樣點(diǎn)分成若干個(gè)第二小組，將方位角滿 足對(duì)應(yīng)范圍的采樣點(diǎn)設(shè)置為同一個(gè)第二小組，將每一個(gè)第二小組內(nèi)的所有采樣點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng) 度進(jìn)行平方平均數(shù)計(jì)算"具體包括如下子步驟：
[0033] 根據(jù)第二預(yù)設(shè)角度將所有采樣點(diǎn)分成若干個(gè)第二小組，并根據(jù)公式
計(jì)算得到第二小組的總數(shù)量，D為第二小組的總數(shù)量，β為第二預(yù)設(shè)角度；
[0034] 將方位角滿足對(duì)應(yīng)范圍的采樣點(diǎn)設(shè)置為同一個(gè)第二小組；
[0035] 將每一個(gè)第二小組內(nèi)的所有采樣點(diǎn)根據(jù)公式
進(jìn)行平方平均數(shù)計(jì)算，其 中，QnS平方平均數(shù)，X 采樣點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0036] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
[0037] 本發(fā)明針對(duì)快衰落等現(xiàn)象，對(duì)DT路測(cè)或者無(wú)人機(jī)采集的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處 理，濾除失真數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，能夠生產(chǎn)比較接近真實(shí)情況的天線波瓣圖。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發(fā)明的一種天線波瓣圖數(shù)據(jù)處理方法的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
[0040] 參見圖1，本發(fā)明提供一種天線波瓣圖數(shù)據(jù)處理方法，是移動(dòng)通信網(wǎng)優(yōu)技術(shù)的一項(xiàng) 方法改進(jìn)，對(duì)通過DT路測(cè)或無(wú)人機(jī)采集的具有信號(hào)強(qiáng)度特征的采樣點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，過濾 部分失真數(shù)據(jù)，綜合加權(quán)處理，補(bǔ)償失真數(shù)據(jù)。
[0041] 主要處理亮點(diǎn)是，1、按距離進(jìn)行判斷，過濾掉距離基站太遠(yuǎn)或者太近的數(shù)據(jù)，減少 失真影響；2、安裝方位角進(jìn)行分組處理，過濾部分嚴(yán)重失真的數(shù)據(jù)；3、采用失真補(bǔ)償方式， 比算術(shù)平均值更加科學(xué)。
[0042] 主要包括如下步驟：
[0043] Sl :獲取每個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)煒度，建立以基站為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系，并根據(jù)采樣點(diǎn)的經(jīng) 煒度獲取與采樣點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。此步驟為前序步驟，旨在方便后續(xù)數(shù)據(jù)處理，根據(jù)經(jīng) 煒度換算為坐標(biāo)的工作原理是現(xiàn)有技術(shù)在，例如可以采用Great-circle distance公式， JavaScript語(yǔ)言算法描述如下：
[0046] S2:獲取每個(gè)采樣點(diǎn)與基站的距離，將與基站的距離小于預(yù)設(shè)最小距離和大于預(yù) 設(shè)最大距離的采樣點(diǎn)濾除。
[0047] 距離