CN100433887C - 无线通信***中天线的倾角确定方法与倾角确定设备 - Google Patents
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Abstract
无线通信***中的倾角确定方法与***，用于获得减小了整个***劣化率的倾角。所述方法包括下述步骤：设置倾角初始值；计算倾角初始值处的劣化率；选择要减小倾角的天线；减小所选天线的倾角；在倾角减小后计算劣化率；以及重复用于减小倾角的前述过程，并确定继续重复；所述方法还具有以类似方式重复增大倾角的过程。所述方法还包括下述步骤：输出减小了劣化率的倾角；以及确定终止重复前述过程。这样定义的过程可以获得与倾角初始值相比减小了整个***的劣化率的倾角。
Description
技术领域
本发明涉及包括多个基站的无线通信***，更具体地说，涉及倾角确定方法与倾角确定设备，用于确定位于每个基站中的天线的倾角，以降低整个无线通信***的劣化率。
背景技术
考虑包括多个基站的无线通信***，其中多个基站向分布在多个区域内的固定用户和移动用户提供无线通信线路，当构建这样的无线通信***或在现有的无线通信***中设置额外的无线站时，需要确定位于每个基站中的在垂直面上具有指向性的天线的倾角，从而无线通信***可以提供高质量的无线通信线路。
不是为布置在各个基站中的所有天线确定倾角，而仅为下述天线确定倾角，其中，所述天线在其倾角从预定初始角改变的情况下，被认为对无线通信***提供较高质量的无线通信线路是有效果的。这样的天线被选定，并且选定天线的倾角被负责人员以下述过程进行确定。
首先，基于与基站的位置、标高、建筑、地形等有关的信息，由传播模拟器获得从每个天线到预定地点的传播损耗。此后，基于天线的发送功率、天线的取向、天线在水平面和垂直面上的波束方向图(beam pattern)以及较早获得的传播损耗，计算在预定地点处接收从每个天线发送的信号时的接收功率。此外，计算由S/N(信号噪声)比或SIR(信号功率与干扰比)表示的接收质量。这里，没有满足接收功率或接收质量的预定值的地点被定义为“劣化地点”。
从上述计算结果来计算出每个天线的覆盖范围劣化率。每个天线的覆盖范围被定义为下述区域，在所述区域中，来自该天线的信号的接收功率大于来自任何其它天线的信号的接收功率，并且同时，来自该天线的信号的接收功率为大于等于预定值。无线通信***所覆盖的区域被划分并分配给构成该无线通信***的各个无线站。每个分配区域充当所述覆盖范围，并且整个***的覆盖范围等于各个天线的覆盖范围之和。劣化率被定义为指定覆盖范围内的劣化地点的比率。
利用上面阐明的定义，可以获得每个天线的劣化率和整个***的劣化率。传播模拟器中提供的显示设备显示每个天线的覆盖范围，从而可以识别该覆盖范围内的劣化地点。负责确定天线倾角的人员基于显示内容选择将要改变倾角的天线，并且指定倾角。
图5是示出了天线倾角的调整操作的示图。天线1和2(每个都具有波束方向图)的倾角被调整以改善劣化率(各个天线的覆盖范围劣化率)X％和Y％(其表示天线覆盖范围内的通信质量)，以及整个***的劣化率Z％。
通过将天线的大倾角改变到小角，换句话说，通过将与天线的原始覆盖范围相比发送功率集中于内侧(更前方)的情形改变到发送功率分布于天线原始覆盖范围内的情形，天线覆盖范围内的接收功率趋于增加。
相反，通过将天线的小倾角改变为大倾角，换句话说，通过将充足的发送功率分布于天线原始覆盖范围内的情形改变到与天线的原始覆盖范围相比发送功率更集中于内侧(更前方)的情形，天线覆盖范围内的接收功率趋于减少。结果，天线的劣化率趋于增加。然而，在具有足够小劣化率的覆盖范围中，由于倾角的增大而导致的劣化率增加通常很小。在这种情况下，与邻近天线的覆盖范围相干扰的功率被降低，从而，在很多情况下，邻近天线的覆盖范围劣化率被降低。
负责人员基于上述减少劣化率的一般趋势来确定倾角。
对于天线倾角的调整，专利文件1(未经审查日本实用新型公布No.Hei02-135884)公开了一种计算器和比较控制器，所述计算器在使用雷达天线搜索目标的同时，使用天线的和搜索距离和安装高度来计算倾角，并且所述比较控制器将来自计算器的输出与从天线输出的倾角信号进行比较，以控制倾角。
专利文件2(未经审查日本专利公布No.2002-095040)公开了在设计以及调整或操作无线网络时，通过使用优化过程来确定操作参数，从而可以更容易地对无线网络进行设计与调整。该文件建议将天线取向用作操作参数之一。
专利文件3(未经审查日本专利公布No.Hei11-166964)公开了一种为进行卫星跟踪而利用步进跟踪***校正天线角度时使用的方法。在该方法中，在初始校正阶段以大步长校正天线角度，随后逐渐减小步长，使得天线朝向最优方向。
在上述的技术中，专利文件1中描述的技术涉及雷达，并且没有描述考虑到下述因素的天线倾角控制，即，考虑到具有多个天线的整个无线通信***的劣化率。
对于专利文件2中公开的技术，说明了在设计、调整和操作无线网络时，使用优化过程来确定包括天线取向在内的操作参数。然而，这里描述的具体方法仅涉及网络优化过程的使用，因此，该方法的内容并不清楚。
专利文件3中公开的技术是利用步进跟踪***校正天线的角度，用于进行卫星跟踪。与专利文件1相类似，没有描述考虑到整个无线通信***的劣化率的天线倾角控制。
专利文件1：未经审查日本实用新型公布No.Hei02-135884。
专利文件2：未经审查日本专利公布No.2002-095040。
专利文件3：未经审查日本专利公布No.Heisei11-166964。
如前所述，负责人员选择无线通信***中要改变倾角的天线，并且考虑到传播环境来确定其倾角。然而，该结果取决于负责人员的经验而变化，从而整个***的劣化率变得不一致。相应地，不能维持稳定的质量。此外，从许多天线中选择天线以及确定它们的角度是耗时的操作。
并且，当确定倾角时，同一天线的倾角有时改变不只一次，而每次倾角改变就进行传播模拟。这时，如果角度改变很大，则角度可能超过最优值并离最优值很远，而角度改变很小的度数需要多次角度改变。因此，为在调整角度过程中执行的角度改变设定度数很重要。
很难获得使得在有限时间段内整个***的劣化率充分小的倾角，尤其是在具有大量天线的大无线通信***中。
此外，在具有某一倾角的天线与邻近区域相干扰的情况下，该天线将影响其它天线的最优倾角，换句话说，对于天线彼此影响的无线通信***(例如，CDMA(码分多址))，倾角的优化愈发困难。由于天线彼此影响，所以如果天线之一被调整，则该调整结果影响其它天线，进而需要进一步调整受影响的天线。此外，天线的调整不总是仅影响邻近区域，这使得优化更困难。因此，很难获得实现整个***的充分小劣化率的倾角。
发明内容
已经考虑到传统技术的前述问题来实现本发明，本发明的一个目的是提供一种用于确定能够实现整个无线通信***的充分小劣化率的倾角的方法。本发明的另一目的是提供一种用于确定倾角的方法，其可以在不考虑操作者的情况下，获得实现在相同无线***中整个无线通信***的充分小劣化率的一致倾角。
一种根据本发明用于确定无线通信***的天线倾角的方法是一种用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的方法，所述天线被设置在多个无线基站中，多个无线基站构成了无线通信***，所述方法包括：第一步：选择要减小倾角的天线；第二步：当第一步中选择的天线倾角减小时计算整个***的劣化率，所述劣化率在倾角改变之后被计算至少一次；第三步：选择要增大倾角的天线；第四步：当第三步中选择的天线倾角增大后计算整个***的劣化率，所述劣化率在倾角改变之后被计算至少一次；以及第五步：输出下述倾角，所述倾角实现了在第二步与第四步中所计算的整个***的劣化率中的最小劣化率。
在这种情况下，所述方法还可以包括：第六步：确定是否重复第一步与第二步的过程，所述第六步在第一步与第二步之后执行；第七步：确定是否重复第三步与第四步的过程，所述第七步在第三步与第四步之后执行；以及第八步：确定是否重复第一步至第七步的过程，所述第八步在第一步至第七步之后执行。
并且，所述方法还可以包括：第九步：如果在第八步中确定重复第一步至第七步的过程，则根据第一步至第七步的过程的累积重复次数，改变用于在第二步中改变倾角的步长角，所述第九步恰好在第一步之前执行。
此外，所述方法还可以包括：第十步：如果在第八步中确定重复第一步至第七步的过程，则根据第一步至第七步的过程的累积重复次数，改变用于在第四步中改变倾角的步长角，所述第十步恰好在第三步之前执行。
并且，在该方法中，用于选择要减小倾角的天线的第一步和用于选择要增大倾角的天线的第三步中的一个或两者基于天线的覆盖范围劣化率来选择天线。
一种根据本发明用于确定无线通信***的天线倾角的设备是一种用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的设备，所述天线被设置在多个无线基站中，多个无线基站构成了无线通信***，所述设备包括：第一天线选择装置，用于选择要减小倾角的天线；第二天线选择装置，用于选择要增大倾角的天线；劣化率计算装置，用于在第一天线选择装置或第二天线选择装置所选择的天线的倾角改变之后，计算整个***的劣化率，所述劣化率在倾角改变之后被计算至少一次；数据存储装置，用于存储所述劣化率计算装置计算的劣化率以及与其相关联的倾角；以及用于从存储在数据存储装置中的倾角与劣化率的数据输出实现整个***最小劣化率的倾角的装置。
在这种情况下，第一天线选择装置与第二天线选择装置中的一个或两者可以基于天线的覆盖范围劣化率来选择天线。
并且，所述装置还可以包括：过程切换装置，用于输出与在下述操作中进行切换有关的信息：第一天线选择装置的操作、第二天线选择装置的操作以及过程的终止；切换频率计数器，用于对与从过程切换装置输出的切换有关的信息进行计数；以及用于设置倾角改变参数的装置，一旦所述切换频率计数器所计数的切换频率为大于等于预定数值，该装置就为第一天线选择装置或第二天线选择装置所选择的天线改变倾角改变的度数。
在上述本发明中，如第一步与第三步那样分别为倾角减小与倾角增加执行天线的选择，在为各个天线改变了倾角之后，计算整个***的劣化率，并且基于所计算的整个***的劣化率来确定倾角。由于分别为增加方向与减小方向执行天线的选择用于倾角调整，所以这样调整的结果取决于天线选择标准而彼此不同。从而获得了大自由度。
此外，在确定了一个天线的倾角并且随后选择不同天线来设置其倾角的情况下，处于某一倾角的天线与其邻近区域相干扰，进而影响无线通信***中其它天线的最优倾角。即使在这样的无线通信***中，本发明也能使各个天线的倾角实现整个***的充分小劣化率。
本发明的第一个有益效果是与从倾角的初始值获得的整个***劣化率相比，所获得的倾角能够实现整个***的小劣化率。
第二个有益效果是通过使确定倾角的过程自动化，在初始设置相同的情况下，任何操作者都可以获得相同的最优倾角结果，而与操作者的经验无关。
第三个有益效果是可以更快更准确地确定倾角。
附图说明
图1是本发明第一实施例的过程流图。
图2是本发明第一实施例的***示图。
图3是本发明第二实施例的过程流图。
图4是本发明第二实施例的***示图。
图5是示出了对两个天线的倾角进行调整的简要示图。
具体实施方式
接下来，将参考附图来描述本发明的实施例。
图1的流程图示出了在本发明第一实施例中执行的倾角确定方法的过程。该实施例是一个被执行用于确定无线通信***中的天线倾角的过程，所述无线通信***类似于CDMA蜂窝***，包括多个无线基站，每个基站具有天线，所述天线在垂直面内具有指向性。由具有模拟功能的模拟器来计算每个天线的劣化率。
根据本实施例的过程包括下面描述的步骤A0至A11。
该过程包括：设置倾角初始值的步骤(步骤A0)，计算倾角初始值处的劣化率的步骤(步骤A1)，基于预定评价指标选择要减小倾角的(多个)天线的步骤(步骤A2)，减小所选(多个)天线的倾角的步骤(步骤A3)，在减小倾角后计算劣化率的步骤(步骤A4)，确定是否重复在步骤A2和A4之间执行的重复减小倾角过程的步骤(步骤A5)，基于预定评价指标选择要增大倾角的(多个)天线的步骤(步骤A6)，增大所选(多个)天线的倾角的步骤(步骤A7)，在增大倾角后计算劣化率的步骤(步骤A8)，确定是否重复在步骤A6和A8之间执行的重复增大倾角过程的步骤(步骤A9)，输出减小了劣化率的倾角的步骤(步骤A10)，以及确定是否重复在步骤A2至A10之间执行的过程的步骤(步骤A11)。
从设置倾角初始值的步骤(步骤A0)开始，描述本实施例的操作。
在包括多个无线基站的无线通信***中，每个基站具有在垂直面内具有指向性的天线，如果没有实施任何用于优化倾角的操作，则通常设置了倾角的某些初始值。在这种情况下，这些倾角在步骤A0中被设置为初始值。初始值可以被设置为任意角度。然而，如果还没有设置初始倾角，则初始角度可以是例如下述角度，所述角度是当垂直面内的波束方向图的峰值取向到将基站之间的距离二等分的地点时获得的。之后，从步骤A0中设置的初始值计算劣化率(步骤A1)。
考虑到前述特性来执行步骤A2至A5。该特性是通过将天线的大倾角改变到小倾角，换句话说，通过将与天线的原始覆盖范围相比发送功率更集中于内侧(更前方)的情形改变到发送功率分布于天线原始覆盖范围内的情形，天线覆盖范围内的接收功率趋于增加。
选择要减小倾角的步骤(步骤A2)被描述，在该步骤中，基于预定评价指标来选择要减小倾角的天线。
存在预定评价指标的几个示例。这里用作示例的预定评价指标是在执行步骤A2时在一个地点获得的一个倾角下每个天线的覆盖范围劣化率。此外，该评价指标可以由覆盖范围的重要度进行加权。
随后，“其覆盖范围的劣化率为大于等于预定值的(多个)天线”被选为要减小倾角的(多个)天线。或者，“具有比其它天线更大覆盖范围劣化率的预定数目天线”被选作要减小倾角的天线。
接下来，描述减小倾角的步骤(步骤A3)。在该步骤中，减小在步骤A2中选择的一个或多个天线的(多个)倾角。在减小倾角时，每个倾角改变恒定度数(例如，1度)。
接下来，描述计算劣化率的步骤(步骤A4)。在该步骤中，在步骤A3中减小了天线的倾角之后，计算该天线的覆盖范围劣化率和整个***的劣化率。
接下来描述确定是否重复倾角减小过程的步骤(步骤A5)。在该步骤中，确定是否重复步骤A2、A3和A4中的过程序列。对于确定的标准，如果在步骤S4中获得的整个***的劣化率大于或等于预先确定的给定劣化率，则重复步骤A2、A3和A4。如果在步骤S4中获得的整个***的劣化率小于给定的“整个***的劣化率”，则不再重复步骤A2、A3和A4，并且过程前进到下一步。
为在步骤A2中选择的所有天线执行步骤A2、A3和A4中的过程。因此，重复步骤A2、A3和A4中的过程，直到在对“其覆盖范围的劣化率为大于等于预定值的(多个)天线”或“具有比其它天线更大覆盖范围劣化率的预定数目天线”的倾角进行改变之后，“整个***的劣化率”变得小于预定值为止。
步骤A5中的确定标准还可以是步骤A2、A3和A4的重复次数与前述标准的组合。即使在步骤A4中获得的整个***的劣化率等于或大于给定劣化率的情况下，如果重复的次数等于或大于给定数值，则终止步骤A2、A3和A4的重复。这可以限制用于重复步骤A2、A3和A4的过程的时间。
考虑到下述特性来执行步骤A6至A9。如前所述，该特性是通过将天线的小倾角改变到大倾角，换句话说，通过将充足的发送功率分布于天线原始覆盖范围内的情形改变到与天线的原始覆盖范围相比发送功率更集中于内侧(更前方)的情形，天线覆盖范围内的接收功率趋于减少。结果，天线的劣化率趋于增加。然而，在具有足够小劣化率的覆盖范围中，由于倾角的增大而导致的劣化率增加通常很小。在这种情况下，与邻近天线的覆盖范围相干扰的功率被降低，从而，在很多情况下，邻近天线的覆盖范围劣化率被降低。
对于选择要增大倾角的(多个)天线的步骤(步骤A6)、增大倾角的步骤(步骤A7)、计算已经增大了倾角的每个天线的覆盖范围劣化率以及整个***的劣化率的步骤(步骤A8)，重复步骤A6、A7和A8的重复过程，以及确定是否要再次重复所述重复过程的步骤(步骤A9)，除了倾角改变的方向(增大的方向或减小的方向)不同外，其过程与前述步骤A2、A3、A4和A5的过程相同。但是，在要改变倾角的(多个)天线时使用的评价指标、倾角改变的预定恒定度数等独立于减小倾角的过程而进行设置。
例如，对于在选择将要改变倾角的(多个)天线时使用的评价指标，使用的是在执行步骤A6时获得的一个倾角下每个天线的覆盖范围劣化率。此外，评价指标可以由覆盖范围的重要度进行加权。
随后，“其覆盖范围的劣化率为小于等于预定值的(多个)天线”被选为要增大倾角的(多个)天线。或者，“具有比其它天线更小覆盖范围劣化率的预定数目天线”被选作要增大倾角的天线。
选择倾角增大的步骤(步骤A6)被描述，在该步骤中，基于预定评价指标来选择要增大倾角的(多个)天线。
存在预定评价指标的一些示例。这里使用的预定评价指标作为示例是在执行了步骤A6之后获得的一个倾角下的每个天线的覆盖范围劣化率。此外，该评价指标可以由覆盖范围的重要度进行加权。
随后，“其覆盖范围劣化率为小于等于预定值的(多个)天线”被选为要增大倾角的(多个)天线。或者，“具有比其它天线更小覆盖范围劣化率的预定数目天线”被选作要增大倾角的天线。
接下来，描述增大倾角的步骤(步骤A7)。在该步骤中，增大在步骤A6中选择的一个或多个天线的倾角。在增大倾角时，每个倾角改变恒定度数(例如，1度)。
接下来，描述计算劣化率的步骤(步骤A8)。在该步骤中，在步骤A7中增大了天线的倾角之后，计算该天线的覆盖范围劣化率和整个***的劣化率。
接下来描述确定是否重复倾角增大过程的步骤(步骤A9)。在该步骤中，确定是否重复步骤A6、A7和A8中的过程序列。对于确定的标准，如果在步骤S8中获得的整个***的劣化率等于或大于预先确定的给定劣化率，则重复步骤A6、A7和A8。如果在步骤S8中获得的整个***的劣化率小于给定的“整个***的劣化率”，则不再重复步骤A6、A7和A8，并且过程前进到下一步。在步骤A9中使用的预定劣化率可以和步骤A5中使用的预定劣化率相同，也可以不同。
为在步骤A6中选择的所有天线执行步骤A6、A7和A8中的过程。因此，重复步骤A6、A7和A8中的过程，直到在对“其覆盖范围的劣化率为小于等于预定值的(多个)天线”或“具有比其它天线更小覆盖范围劣化率的预定数目天线”的倾角进行改变之后，“整个***的劣化率”变得小于预定值为止。
步骤A9中的确定标准还可以是步骤A6、A7和A8的重复次数与前述标准的组合。即使在步骤A8中获得的整个***的劣化率等于或大于给定劣化率的情况下，如果重复的次数等于或大于给定数值，则终止步骤A6、A7和A8的重复。这可以限制用于重复步骤A6、A7和A8的过程的时间。
接下来，是输出减小了劣化率的倾角的步骤(步骤A10)。在该步骤中，输出的是在步骤A3或A7中最终设置的每个天线的倾角，换句话说，输出的是为各个天线设置的多个倾角中的能够实现整个***最小劣化率的倾角。
接下来，描述确定是否重复所述过程的步骤(步骤A11)。在该步骤中，确定是否重复从前述步骤A2至A10的过程序列。对于确定的标准，是在步骤A10处输出的各个天线的倾角处获得的整个***的劣化率，并且如果劣化率的值为大于等于预定值，则继续重复步骤A2至A10。如果劣化率的值小于预定值，则终止重复。在步骤A11中使用的预定劣化率可以和步骤A5中使用的预定劣化率相同，也可以不同。并且，在步骤A11中使用的预定劣化率可以和步骤A9中使用的预定劣化率相同，也可以不同。
步骤A11中的确定标准还可以是步骤A2至A10的过程序列的重复次数与前述标准的组合。
接下来，参考图2来描述根据本发明的设备的构造。
图2的框图示出了执行图1的流程图中示出的过程的设备。该设备用于确定位于多个无线基站中的天线的倾角，其中多个无线基站被包含在无线通信***中。每个天线在垂直面内具有指向性。该设备用于确定多个天线的倾角，其操作可以由通用计算机来实现。因此，没有特别限定该设备的安装位置。每个天线都被设置于由该设备确定的倾角，并且可以手动对倾角进行设置。或者，可以在每个无线站中设置能够基于设备的输出来控制天线倾角的角度控制器，并且通过将设备的输出提供给角度控制器，可以自动设置天线倾角。
如图2所示，根据本发明用于确定倾角的设备包括：用于输出倾角初始值的装置5；用于计算倾角初始值处的劣化率的装置10，其计算并输出在上述倾角初始值处的劣化率；过程切换装置20，用于切换到增大或减小倾角的过程，或者切换到终止过程；用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30，其基于输入的劣化率，选择要减小倾角的(多个)天线；用于选择要增大倾角的(多个)天线的装置60，其基于输入的劣化率，选择要增大倾角的(多个)天线；第一倾角改变装置40，用于将所选(多个)天线的倾角减小恒定度数；第二倾角改变装置70，用于将所选(多个)天线的倾角增大恒定度数；用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45；过程切换控制装置50，用于基于整个***的劣化率值或输入该劣化率的频率来控制过程切换装置20的操作；用于存储倾角与劣化率数据的装置80，其存储所输入的倾角与劣化率数据；以及用于输出每个天线的最优倾角的装置90，所述最优倾角是基于来自用于存储倾角与劣化率数据的装置80的输出而输出的。
首先，描述用于输出倾角初始值的装置5。该装置执行与之前描述的步骤A0相类似的过程，并且输出倾角初始值。
下面描述用于计算倾角初始值处的劣化率的装置10。用于计算倾角初始值处的劣化率的装置10接收从用于输出倾角初始值的装置5输出的倾角，并且计算在所输入的倾角处的各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***的劣化率。计算这些劣化率的方法与步骤A1中的类似。随后，装置10将其计算结果即前述的劣化率输出到过程切换装置20。
过程切换装置20接收从过程切换控制装置50输出的信息作为输入。根据该输入，过程切换装置20随后在用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30和用于选择要增大倾角的(多个)天线的装置60之间切换分别输入的劣化率的输出目的地。否则，过程切换装置20结束该过程而没有向它们中的任何一个输出劣化率，并且终止该过程。
分别输入到过程切换装置20的劣化率是从用于计算倾角初始值处的劣化率的装置10或用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45提供的与各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***劣化率有关的信息。
通过使用从过程切换装置20输入的各个天线的覆盖范围劣化率，用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30选择要减小倾角的(多个)天线，并且将与所选(多个)天线有关的信息提供给第一倾角改变装置40。基于评价指标的选择操作与之前描述的步骤A2相同。
用于选择要增大倾角的(多个)天线的装置60与用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30不同，在于装置60选择要增大倾角的(多个)天线。与这里选择的(多个)天线有关的信息被提供给第二倾角改变装置70。
第一倾角改变装置40接收与(多个)天线有关的信息作为输入，该信息是从用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30输出的。第一倾角改变装置40随后将所选(多个)天线的倾角减小预定度数，并将减小后的倾角值提供给用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45和用于存储倾角与劣化率数据的装置80。
第二倾角改变装置70在倾角改变方向方面与第一倾角改变装置40不同。换句话说，第二倾角改变装置70接收与(多个)天线有关的信息作为输入，该信息是从用于选择要增大倾角的(多个)天线的装置60输入的。第二倾角改变装置70随后将所选(多个)天线的倾角增大预定度数，并将增大后的倾角值提供给用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45和用于存储倾角与劣化率数据的装置80。
过程切换控制装置50接收各个天线的覆盖范围劣化率和整个***的劣化率作为输入，各个天线的覆盖范围劣化率和整个***的劣化率都是从用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45输出的。如果整个***的劣化率等于或大于预定值，则过程切换控制装置50不执行切换，从而当前过程将继续。如果整个***的劣化率小于预定值，则过程切换控制装置50执行切换，并且将控制信号提供给过程切换装置20，从而当前过程移到下一过程。此时，可以不仅基于整个***劣化率还基于输入整个***劣化率的频率来执行切换操作。换句话说，如果输入整个***劣化率的频率为大于等于预定值，则过程切换控制装置50将控制信号提供给过程切换装置20以执行切换。一旦切换频率达到预定值或更大，则过程切换控制装置50提供用于终止该过程的控制信号。
此外，过程切换控制装置50接收整个***的劣化率和来自用于输出减小了劣化率的倾角的装置90的输出作为输入。如果整个***的劣化率为小于等于预定值，过程切换控制装置50向过程切换装置20提供用于终止过程的控制信号。
用于存储倾角与劣化率数据的装置80接收与从第一和第二倾角改变装置40和70输出的倾角有关的信息以及与各个天线的覆盖范围劣化率和整个***的劣化率有关的信息作为输入，其中各个天线的覆盖范围劣化率和整个***的劣化率都是从用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45输出的。之后，用于存储倾角与劣化率数据的装置80存储那些输入中的与倾角和整个***的劣化率有关的信息数据，并且将与倾角和整个***的劣化率有关的信息提供给用于输出减小了劣化率的倾角的装置90。
从用于存储倾角与劣化率数据的装置80输出的倾角和整个***的劣化率数据作为最优倾角而被用于输出减小了劣化率的倾角的装置90所输出，其中最优倾角最小化整个***的劣化率。并且，用于输出减小了劣化率的倾角的装置90向过程切换控制装置50提供与最优倾角处的整个***劣化率有关的信息。
接下来，详细描述本实施例的具体操作。
首先，用于输出倾角初始值的装置5向用于计算倾角初始值处的劣化率的装置10提供倾角初始值。用于计算倾角初始值处的劣化率的装置10随后向过程切换装置20提供所计算的各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***的劣化率。
过程切换装置20将这些接收到的劣化率提供给用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30或用于选择要增大倾角的(多个)天线的装置60。例如，在这些劣化率被提供给用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30的情况下，用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30基于提供给它的各个天线的覆盖范围劣化率来选择(多个)天线，然后将与所选(多个)天线有关的信息提供给第一倾角改变装置40。第一倾角改变装置40将所选(多个)天线的倾角减小恒定度数，并将改变后的倾角提供给用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45和用于存储倾角与劣化率数据的装置80。
用于计算改变后倾角处的劣化率的装置45基于倾角来计算各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***的劣化率，并且将所计算的劣化率提供给过程切换装置20、过程切换控制装置50和用于存储倾角与劣化率数据的装置80。
过程切换装置20再次向用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30提供各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***的劣化率，其中各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***的劣化率已经由用于计算改变后倾角处的劣化率的装置所提供。过程切换装置20进行的再次供应操作是在过程切换控制装置50的控制下执行的。
过程切换控制装置50基于整个***的劣化率值或输入整个***劣化率的频率来向过程切换装置20提供切换控制信号。基于来自过程切换控制装置50的控制信号，过程切换装置20将各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***劣化率的目的地从用于选择要减小倾角的(多个)天线的装置30切换到用于选择要增大倾角的(多个)天线的装置60。在输出切换控制信号的频率达到预定数值的情况下，过程切换控制装置50向过程切换装置20提供用于结束过程的控制信号。
用于存储倾角与劣化率数据的装置80存储输入的倾角、各个天线的覆盖范围劣化率以及整个***劣化率数据，并且将倾角和整个***劣化率提供给用于输出减小了劣化率的倾角的装置90。用于输出减小了劣化率的倾角的装置90不仅输出最优倾角，还输出在该最优倾角处获得的整个***劣化率。在该最优倾角处获得的整个***劣化率被提供给过程切换控制装置50。如果整个***的劣化率为小于等于预定值，则过程切换控制装置50向过程切换装置20提供用于结束过程的控制信号。过程切换装置20根据用于结束过程的控制信号来结束过程。
接下来，描述本发明第一实施例的工作效果。
在本发明的第一实施例中，计算倾角初始值处的整个***劣化率，并且在改变了倾角之后，进一步计算改变后的倾角处的整个***劣化率，从而输出减小了整个***劣化率的倾角。因此，可以获得下述倾角，在该倾角处，整个***劣化率变得比在倾角初始值处获得的整个***劣化率小。
并且，对于改变倾角的方法，存在增大倾角和减小倾角两个分离的简单步骤，并且这些步骤被重复。因此，该过程可以由计算机来执行，进而该方法适用于自动倾角调整。在传统方法中，操作者在估计传播环境的同时，马上将倾角改变到预测的最优角度，并且使用传播模拟器尝试许多不同的倾角。在本实施例中，与该传统方法不同，倾角以恒定的度数重复改变，从而可以实现与最优倾角接近的倾角，同时最小化对整个***劣化率的影响。
并且，在本实施例中，通过使用预定评价指标来实现对倾角改变的(多个)天线的选择，而该选择曾是由操作者基于他/她的经验来执行的。因此，可以自动选择要被调整的(多个)天线。这显示出本实施例在确定倾角方面节约了大量时间和工作。
此外，由于每一步是基于预定评价指标来操作的，所以不存在基于经验决定的操作。因此，所获得的结果能具有一定可靠性。换句话说，对于在无线通信***中设置了恒定评价指标和初始参数的情况，本发明的实施例能够获得恒定的非经验性结果。
并且，当减小倾角时，选择“其覆盖范围的劣化率为大于等于预定值的(多个)天线”或“具有比其它天线更大覆盖范围劣化率的预定数目天线”。具体而言，通过以这种方式选择(多个)天线，仅是具有大覆盖范围劣化率的(多个)天线的倾角被减小。一旦倾角被减小，这些天线的覆盖范围内的接收功率就趋于增加，进而这些天线的劣化率减小。在这种选择方式中，没有选择具有小覆盖范围劣化率的天线。由于具有小覆盖范围劣化率的天线的倾角没有减小，所以朝向邻近天线的覆盖范围的干扰波的功率没有增加，进而防止了邻近天线的劣化率的增加。相应地，天线的大覆盖范围劣化率被减小，并且具有小覆盖范围劣化率的天线不会让其它天线的覆盖范围劣化率增加，从而减小了整个***的劣化率。
另一方面，当增大倾角时，选择“其覆盖范围的劣化率为小于等于预定值的(多个)天线”或“具有比其它天线更小覆盖范围劣化率的预定数目天线”。具体而言，通过以这种方式选择(多个)天线，仅是具有小覆盖范围劣化率的(多个)天线的倾角被增大。一旦倾角被增大，这些天线的覆盖范围内的接收功率就减小，进而这些天线的劣化率趋于增加。但是，在具有充分小劣化率的覆盖范围内，劣化率的这种增加通常很小。同时，与邻近天线的覆盖范围相干扰的功率被减小，这通常使邻近天线的劣化率减小。相应地，通常是如下情形，即作为整体，邻近天线的覆盖范围劣化率的减小量大于倾角增加了的天线的覆盖范围劣化率的增加量。
当确定倾角时，从多个天线中选择对减小整个***劣化率有效果的天线，并且以上述方式改变其倾角，从而可以进一步减小整个***的劣化率。
接下来，参考附图详细描述本发明的第二实施例。
图3的流程图示出了本发明第二实施例的操作。在本实施例中，在示出第一实施例操作的图1的流程图中的步骤A1和A2之间添加根据整个过程的累积重复次数来设置用于减小倾角的参数的步骤(步骤A12)，并且在图1的流程图中的步骤A5和A6之间添加根据整个过程的累积重复次数来设置用于增大倾角的参数的步骤(步骤A13)。
如下所述，设置用于倾角减小的参数的步骤(步骤A12)根据“整个重复过程”(即，步骤A12、A2、A3、A4、A5、A13、A6、A7、A8、A9、A10和A11)已经重复的次数来设置在用于减小倾角的步骤(步骤A3)中使用的用于倾角改变的参数。
在第一过程中，设置用于倾角减小的参数的步骤(步骤A12)设置一个恒定度数(例如，1.0度)作为每个倾角减小的改变量。从第二过程起，在已经实现整个***的目前最小劣化率的倾角和已经实现整个***的次小劣化率的倾角之间设置倾角改变的范围，用于每个倾角减小的改变量被设置为先前步骤A12中设置的度数的一半(例如，0.5度)。并且，用于减小倾角的步骤(步骤A3)根据所设置的倾角改变参数在一个范围内将倾角减小一个度数。
与设置用于倾角减小的参数的步骤(步骤A12)相类似，如下所述，设置用于倾角增大的参数的步骤(步骤A13)根据“整个重复过程”(即，步骤A12、A2、A3、A4、A5、A13、A6、A7、A8、A9、A10和A11)已经重复的次数来设置在用于增大倾角的步骤(步骤A7)中使用的用于倾角改变的参数。
在第一过程中，设置用于倾角增大的参数的步骤(步骤A13)设置一个恒定度数(例如，1.0度)作为每个倾角增大的改变量。从第二过程起，在已经实现整个***的目前最小劣化率的倾角和已经实现整个***的次小劣化率的倾角之间设置倾角改变的范围，用于每个倾角增大的改变量被设置为先前步骤A13中设置的度数的一半(例如，0.5度)。用于增大倾角的步骤(步骤A7)根据所设置的倾角改变参数在一个范围内将倾角增大一个度数。
接下来，参考图4详细描述本发明第二实施例的构造。
图4的框图示出了执行图3的过程流图的***的构造。除了图2中示出的第一实施例的***构造外，该构造还设置有切换频率计数器100和用于设置倾角改变参数的装置110。切换频率计数器100对从过程切换装置20输出的切换信息进行计数。一旦切换的频率达到给定次数，通过使用来自用于存储倾角与劣化率数据的装置80的信息，用于设置倾角改变参数的装置110为第一倾角改变装置40和第二倾角改变装置70设置倾角改变参数。该构造的其它部分与图2中示出的那些部分相类似，因而省略了对它们的说明。
切换频率计数器100对从过程切换装置20输出的切换信息进行计数，并且一旦切换的频率达到给定次数，就向用于设置倾角改变参数的装置110提供启动指令。
根据来自切换频率计数器100的启动指令，用于设置倾角改变参数的装置110为第一倾角改变装置40将下一倾角改变的度数设置到所设置的前一参数中的倾角改变度数(例如，1.0度)的一半(例如，0.5度)。并且，用于设置倾角改变参数的装置110接收倾角、各个天线的覆盖范围劣化率和整个***劣化率作为输入，它们是从用于存储倾角与劣化率数据的装置80输出的过去的计算结果。基于该输入数据，用于设置倾角改变参数的装置110随后在已经实现整个***的目前最小劣化率的倾角和已经实现整个***的次小劣化率的倾角之间设置倾角改变的范围。
同时，根据来自切换频率计数器100的启动指令，用于设置倾角改变参数的装置110为第二倾角改变装置70将下一倾角改变的度数设置到所设置的前一倾角改变参数中的倾角改变度数(例如，1.0度)的一半(例如，0.5度)。并且，用于设置倾角改变参数的装置110接收倾角、各个天线的覆盖范围劣化率和整个***劣化率作为输入，它们是从用于存储倾角与劣化率数据的装置80输出的过去的计算结果。基于该输入数据，用于设置倾角改变参数的装置110随后在已经实现整个***的目前最小劣化率的倾角和已经实现整个***的次小劣化率的倾角之间设置倾角改变的范围。
本发明第二实施例的其它操作与第一实施例相同。添加的操作是：一旦用于设置倾角改变参数的装置110已经对切换次数计数了给定累积数，用于设置倾角改变参数的装置110就启动。在启动之后，用于设置倾角改变参数的装置110为为第一倾角改变装置40和第二倾角改变装置70设置倾角改变参数。
除了第一实施例的工作效果外，第二实施例还具有可以更快更准确确定倾角的工作效果。
这是因为，在第二实施例中，用于倾角改变的度数在开始时大，从而到倾角变得接近最优值时，只需要小数量的改变。换句话说，过程的持续时间很短，从而让倾角更快地接近最优值。随后，角度改变的度数被设置得更小，从而减小改变后得倾角和最优值之间得偏差。因此，可以获得更接近于最优值进而更精确的倾角。此外，由于倾角改变的范围被限制在在目前过程中实现整个***最小劣化率的倾角和实现整个***次小劣化率的倾角之间，所以可以减小倾角改变的频率。换句话说，过程持续时间变得更短，从而让倾角更快地接近最优值。相应地，与第一实施例相比，在相同时间段内，劣化率可以被进一步减小。
可以使用本发明来确定天线的倾角，使得整个无线通信***的劣化率被降低。
Claims (6)
1.一种用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的方法，所述天线被设置在构成无线通信***的多个无线基站中，所述方法包括：
第一步，用于选择要减小倾角的天线；
第二步，用于通过改变所述倾角，在减小第一步中所选择的天线的倾角的同时，计算整个***的劣化率；
第三步，用于选择要增大倾角的天线；
第四步，用于通过改变所述倾角，在第三步中所选择的天线的倾角增大的同时，计算整个***的劣化率；
第五步，用于输出与第二步中计算的整个***劣化率中的最小劣化率和第三步中计算的整个***劣化率中的最小劣化率相对应的倾角；
在第一步与第二步之后执行的第六步，用于确定是否重复第一步与第二步的过程；
在第三步与第四步之后执行的第七步，用于确定是否重复第三步与第四步的过程；以及
在第一步至第五步之后执行的第八步，用于确定是否重复第一步至第五步的过程。
2.根据权利要求1所述的用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的方法，还包括：
恰好在第一步之前执行的第九步，用于如果在第八步中确定重复第一步至第五步的过程，则根据所述过程的累积重复次数，改变用于在第二步中改变倾角的步长角。
3.根据权利要求1或2所述的用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的方法，还包括：
恰好在第三步之前执行的第十步，用于如果在第八步中确定重复第一步至第五步的过程，则根据所述过程的累积重复次数，改变用于在第四步中改变倾角的步长角。
4.根据权利要求1所述的用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的方法，
其中用于选择要减小倾角的天线的第一步和用于选择要增大倾角的天线的第三步中的一个或两者基于天线的覆盖范围劣化率来分别选择天线。
5.一种用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的设备，所述天线被设置在构成无线通信***的多个无线基站中，所述设备包括：
第一天线选择装置，用于选择要减小倾角的天线；
第二天线选择装置，用于选择要增大倾角的天线；
劣化率计算装置，用于在由第一天线选择装置或第二天线选择装置所选择的天线的倾角改变之后，计算整个***的劣化率，所述劣化率在倾角改变之后被计算至少一次；
数据存储装置，用于存储劣化率计算装置计算的劣化率以及与其相关联的倾角；
用于从存储在数据存储装置中的倾角与劣化率数据输出实现整个***最小劣化率的倾角的装置；
过程切换装置，用于输出与在下述操作中进行切换有关的信息：第一天线选择装置的操作、第二天线选择装置的操作、以及过程的终止；
切换频率计数器，用于对与从过程切换装置输出的切换有关的信息进行计数；以及
用于设置倾角改变参数的装置，一旦切换频率计数器所计数的切换频率为大于等于预定值，该装置就改变第一天线选择装置或第二天线选择装置所选择的天线的倾角改变度数。
6.根据权利要求5所述的用于确定在垂直面中具有指向性的天线的倾角的设备，
其中第一天线选择装置与第二天线选择装置中的一个或两者基于天线的覆盖范围劣化率来选择天线。
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