CN106851665A - 天线的下倾角调整方法和基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种天线的下倾角调整方法和基站。本发明天线的下倾角调整方法，包括：基站获取优化目标函数，所述优化目标函数是关于天线的下倾角的凸函数；所述基站确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角；所述基站在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站之间的夹角，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角，最优下倾角为优化目标函数的最优值对应的下倾角；所述基站将天线的下倾角调整为所述最优下倾角。本发明可以实现基站的天线的下倾角的优化调整，提高了天线的下倾角调整效率。

Description

天线的下倾角调整方法和基站

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种天线的下倾角调整方法和基站。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，基站的天线对网络性能乃至用户体验的影响越来越大。如何在部署无线通信网络(例如TD-LTE)时选择适合的天线，以保障最佳网络性能，进而保证用户体验，是无线通信组网日益关注的问题。其中，基站的天线的下倾角是小区覆盖半径的一个重要因素，天线的下倾角的设置不合理会导致小区弱覆盖、重叠覆盖等问题，进而对网络性能造成影响。

通常对基站的天线下倾角进行调整时，采用人工干预调整的方式，这种方式进行天线的下倾角调整效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种天线的下倾角调整方法和基站，以提升天线的下倾角调整效率。

第一方面，本发明实施例提供一种天线的下倾角调整方法，包括：

基站获取优化目标函数，所述优化目标函数包括所述基站的吞吐量的函数、所述基站的平均频谱效率的函数、所述基站的加权吞吐量的函数和所述基站的加权平均频谱效率的函数中任意一项，所述优化目标函数是关于天线的下倾角的凸函数；

所述基站确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角；

所述基站在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站之间的夹角，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角，所述最优下倾角为所述优化目标函数的最优值对应的下倾角；

所述基站将天线的下倾角调整为所述最优下倾角。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现的方式中，所述基站确定各用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述基站向各用户设备发送位置测量指示消息，所述位置测量指示消息用于指示所述用户设备进行位置测量，并向所述基站发送所述用户设备的位置信息；

所述基站接收各用户设备发送的位置信息；

所述基站分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述用户设备的位置信息包括所述用户设备到所述基站的水平距离和所述用户设备的高度，所述基站的位置信息包括所述基站的天线高度；

所述基站分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述基站分别根据各用户设备到所述基站的水平距离、所述用户设备的高度和所述基站的天线高度，利用反三角函数确定所述用户设备与所述基站之间的夹角；

其中，所述反三角函数包括反正切函数和反余切函数。

结合第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述位置测量指示消息还包括测量周期信息和发送方式信息中至少一项。

结合第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述基站获取优化目标函数之前，所述方法还包括：

所述基站接收网络管理***发送的天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息，所述天线的下倾角调整指示消息用于指示所述基站调整天线的下倾角，所述优化目标函数指示消息包括优化目标函数和所述优化目标的参数值。

结合第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述优化目标函数为所述基站的吞吐量的函数f(θ_m)，或

所述优化目标函数为所述基站的加权吞吐量的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；或

所述优化目标函数为所述基站的平均频谱效率的函数f(θ_m)，或

所述优化目标函数为所述基站的加权平均频谱效率的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的频谱效率的加权因子α_u；

其中，θ_m是基站的天线的下倾角，N为用户设备的个数，U为用户设备的集合，r_u(θ_m)为用户设备u的吞吐量，w_u为用户设备u的带宽。

结合第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述基站确定各用户设备的干扰信号强度，包括：

所述基站接收各用户设备发送的相邻小区的参考信号接收功率RSRP；

所述基站根据各用户设备的相邻小区的RSRP确定各用户设备的干扰信号强度。

结合第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述基站向各邻居基站发送下倾角指示消息，所述下倾角指示消息包括所述最优下倾角。

第二方面，本发明实施例提供一种基站，包括：

获取模块，用于获取优化目标函数，所述优化目标函数包括所述基站的吞吐量的函数、所述基站的平均频谱效率的函数、所述基站的加权吞吐量的函数和所述基站的加权平均频谱效率的函数中任意一项，所述优化目标函数是关于天线的下倾角的凸函数；

处理模块，用于确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角；

所述处理模块，还用于在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站之间的夹角，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角，所述最优下倾角为所述优化目标函数的最优值对应的下倾角；

所述处理模块，还用于将天线的下倾角调整为所述最优下倾角。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述基站还包括发送模块和接收模块；

所述处理模块，用于确定各用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述处理模块通过所述发送模块向各用户设备发送位置测量指示消息，所述位置测量指示消息用于指示所述用户设备进行位置测量，并向所述基站发送所述用户设备的位置信息；

所述处理模块通过所述接收模块接收各用户设备发送的位置信息；

所述处理模块分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述用户设备的位置信息包括所述用户设备到所述基站的水平距离和所述用户设备的高度，所述基站的位置信息包括所述基站的天线高度；

所述处理模块分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述处理模块分别根据各用户设备到所述基站的水平距离、所述用户设备的高度和所述基站的天线高度，利用反三角函数确定所述用户设备与所述基站之间的夹角；

其中，所述反三角函数包括反正切函数和反余切函数。

结合第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述位置测量指示消息还包括测量周期信息和发送方式信息中至少一项。

结合第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述接收模块还用于接收网络管理***发送的天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息，所述天线的下倾角调整指示消息用于指示所述基站调整天线的下倾角，所述优化目标函数指示消息包括优化目标函数和所述优化目标的参数值。

结合第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述优化目标函数为所述基站的吞吐量的函数f(θ_m)，或

所述优化目标函数为所述基站的加权吞吐量的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；或

所述优化目标函数为所述基站的平均频谱效率的函数f(θ_m)，或

所述优化目标函数为所述基站的加权平均频谱效率的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的频谱效率的加权因子α_u；

其中，θ_m是基站的天线的下倾角，N为用户设备的个数，U为用户设备的集合，r_u(θ_m)为用户设备u的吞吐量，w_u为用户设备u的带宽。

结合第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述处理模块用于确定各用户设备的干扰信号强度，包括：

所述处理模块通过所述接收模块接收各用户设备发送的相邻小区的参考信号接收功率RSRP；

所述处理模块根据各用户设备的相邻小区的RSRP确定各用户设备的干扰信号强度。

结合第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述发送模块还用于向各邻居基站发送下倾角指示消息，所述下倾角指示消息包括所述最优下倾角。

本发明实施例天线的下倾角调整方法和基站，基站通过获取优化目标函数后，触发进行天线的下倾角调整，基站在对天线的下倾角进行调整之前，通过确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角，在下倾角的预设调整区间内利用迭代分割算法获取优化目标函数的最优下倾角，进而将天线的下倾角调整为该最优下倾角，从而实现基站的天线的下倾角的优化调整，提高了天线的下倾角调整效率，并且优化了网络性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明天线的下倾角调整方法实施例一的流程图；

图2为一个基站的天线的下倾角示意图；

图3为基站利用迭代分割算法获取最优下倾角的方法流程图；

图4为迭代分割算法获取最优下倾角的示意图；

图5为本发明天线的下倾角调整方法实施例二的信令流程图；

图6为本发明天线的下倾角调整方法实施例三的流程图；

图7为本发明基站实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明天线的下倾角调整方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：

步骤101、基站获取优化目标函数，所述优化目标函数包括所述基站的吞吐量的函数、所述基站的平均频谱效率的函数、所述基站的加权吞吐量的函数和所述基站的加权平均频谱效率的函数中任意一项，所述优化目标函数是关于天线的下倾角的凸函数。

其中，该优化目标函数可以为基站预设的优化目标函数，当基站判断需要对天线的下倾角进行调整时，可以获取该优化目标函数，利用下述步骤确定最优下倾角，将天线的下倾角调整为最优下倾角，优化网络性能。该优化目标函数也可以是基站接收网络管理***(OAM)发送的天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息，从该优化目标函数指示消息中获取优化目标函数，并根据该天线的下倾角调整指示消息对天线的下倾角进行调整。

步骤102、所述基站确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角。

具体的，所述基站确定基站正在传输数据的各个用户设备，并确定各个用户设备的干扰信号强度和各个用户设备与所述基站之间的夹角。

步骤103、所述基站在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站之间的夹角，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角，所述最优下倾角为所述优化目标函数的最优值对应的下倾角。

具体的，由于优化目标函数是关于下倾角的凸函数，所以该优化目标函数存在极大值(即最优值)。

步骤104、所述基站将天线的下倾角调整为所述最优下倾角。

可选的，所述基站确定各用户设备与所述基站之间的夹角，具体为：所述基站向各用户设备发送位置测量指示消息，所述位置测量指示消息用于指示所述用户设备进行位置测量，并向所述基站发送所述用户设备的位置信息；所述基站接收各用户设备发送的位置信息；所述基站分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角。

可选的，所述用户设备的位置信息包括所述用户设备到所述基站的水平距离和所述用户设备的高度，所述基站的位置信息包括所述基站的天线高度；所述基站分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角，具体可以为：所述基站分别根据各用户设备到所述基站的水平距离、所述用户设备的高度和所述基站的天线高度，利用反三角函数确定所述用户设备与所述基站之间的夹角；其中，所述反三角函数包括反正切函数和反余切函数。

需要说明是，另一种可实现的方式，用户设备可以获取用户设备的绝对位置，相应的用户设备的位置信息可以包括用户设备的绝对位置和所述用户设备的高度，基站的位置信息可以包括基站的绝对位置和基站的天线高度，则基站可以根据用户设备的绝对位置和基站的绝对位置计算获取用户设备到基站之间的水平距离，进而根据用户设备到基站的水平距离、用户设备的高度和基站的天线高度，利用反三角函数确定用户设备与基站之间的夹角。

可选的，所述位置测量指示消息还包括测量周期信息和发送方式信息中至少一项。

可选的，所述基站确定各用户设备与所述基站之间的夹角，还可以采用到“到达角估计”方法等来实现，既，所述基站通过处理接收信号，通过“到达角估计”的方法，来获得各用户设备与所述基站之间的夹角。对于“到达角估计”的具体实现方法，此处不再赘述。

可选的，所述方法还可以包括：所述基站接收网络管理***发送的天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息，所述天线的下倾角调整指示消息用于指示所述基站调整天线的下倾角，所述优化目标函数指示消息包括优化目标函数和所述优化目标的参数值。

可选的，所述优化目标函数为所述基站的吞吐量的函数f(θ_m)，或

所述优化目标函数为所述基站的加权吞吐量的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；或

所述优化目标函数为所述基站的平均频谱效率的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值为各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；或

所述优化目标函数为所述基站的加权平均频谱效率的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；

其中，θ_m是基站的天线的下倾角，N为用户设备的个数，U为用户设备的集合，r_u(θ_m)为用户设备u的吞吐量，w_u为用户设备u的带宽。

具体的，对于各用户设备的吞吐量的加权因子α_u，小区中心用户设备和边缘用户设备可以采用不同的加权因子，可以达到平衡中心用户设备和边缘用户设备的频谱效率的效果。例如，可以为边缘用户设备采用比中心用户设备相比较大的加权因子α_u，可以有效改善边缘用户设备的频谱效率。

可选的，所述基站确定各用户设备的干扰信号强度，具体可以为：所述基站接收各用户设备发送的相邻小区的参考信号接收功率RSRP；所述基站根据各用户设备的相邻小区的RSRP确定各用户设备的干扰信号强度。

可选的，所述方法还可以包括：所述基站向各邻居基站发送下倾角指示消息，所述下倾角指示消息包括所述最优下倾角。

本实施例，基站通过获取优化目标函数后，触发进行天线的下倾角调整，基站在对天线的下倾角进行调整之前，通过确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角，在下倾角的预设调整区间内利用迭代分割算法获取优化目标函数的最优下倾角，进而将天线的下倾角调整为该最优下倾角，从而实现基站的天线的下倾角的优化调整，提高了天线的下倾角调整效率，并且优化了网络性能。

需要说明的是，本发明实施例中的一个基站对应一个小区，基站和小区的意义相同，其名称可以互换使用。当然可以理解的，基站可以包括多个小区，例如三小区，那么也可以对于每一个小区的天线的下倾角调整均可以采用本发明实施例的调整方式，其技术原理相同。

下面采用几个具体的实施例，对图1所示方法实施例的技术方案进行详细说明。

图2为一个基站的天线的下倾角示意图，如图2所示，基站的高度为h_m，用户设备(User Equipment，简称UE)的高度为h_u，基站与UE之间的水平距离为d_m,u，天线的下倾角为θ_m，天线的下倾角即为天线主瓣方向与水平方向之间的夹角，用户设备与基站之间的夹角为θ_m,u。天线具有可调整的下倾角θ_m，下倾角会对***的覆盖、吞吐量以及频谱效率等性能指标产生影响。天线的下倾角在合理的范围内调整，θ_min≤θ_m≤θ_max。根据如图2所示的基站m和用户设备u的位置关系和角度。其中可以利用下述公式(1)计算用户设备与基站之间的夹角θ_m,u。

首先，可以通过下述方式获取单个用户的吞吐量。具体的，对某个用户设备u，u∈U，U为用户设备集合，其服务基站记为m，u从m接收信号，并受到其他基站的干扰。

设G_m,u(θ_m)是基站m到用户设备u的天线增益，ρ_m,u是m与u之间的路损因子，P_m是基站m的发射功率。为简单起见，不考虑阴影衰落和快衰落。

这里，ρ₀是固定路损因子，d_m,u是m与u之间的距离(km)，β是路损系数。

天线增益G_m,u(θ_m)由水平天线增益和垂直天线增益两部分构成，其中水平天线增益与m和u之间的水平夹角有关，垂直天线增益与m和u之间垂直夹角θ_m,u有关。而这两个夹角取决于m与u的位置。

根据3GPP的定义，用户设备u的天线增益G_m,u(θ_m)的对数域的表达式是：

其中是水平天线增益，是u与天线主瓣方向之间的夹角：

A_V(θ)是垂直天线增益，θ是u与天线的垂直夹角：

其中，θ_3dB＝10°，SLA_v＝20dB。θ_etilt是天线下倾角。

为简化起见，水平天线增益和垂直天线增益可分别表示为：

据此，有

S_m,u(θ_m)＝G_m,u(θ_m)ρ_m,uP_m (8)

在本发明实施例中，基站独立地根据所能获得的信息，来优化调整自己的天线的下倾角，并将自己调整后的天线下倾角通过信令等方式告诉周边的邻基站。

对于基站m，其正在传输数据的用户设备有N_m个，构成用户设备集合U_m，N_m＝|U_m|。

基站m的邻小区构成一个集合，记为M_m。

设基站m调整天线的下倾角时，其他基站的天线的下倾角已知，且短时间内保持不变。

则，其他基站对于基站m的用户设备u(u∈U_m)的干扰为：

计算用户设备u的SINR的公式为：

相应地，用户设备u的吞吐量为：

r_u(θ_m)＝w_ulog(1+γ_u(θ_m)) (11)

可以证明，r_u(θ_m)是θ_m的凸函数。

对于选定的优化指标，可得到相应的优化目标函数。一般地，图1所示的实施例中的优化目标函数均是r_u(θ_m)的线性函数，根据凸函数理论，这些优化目标函数也是凸函数。

以小区m的加权平均频谱效率为例，有

这个优化目标函数是凸函数。凸函数具有单峰的特性，即在区间θ_min≤θ_m≤θ_max内，有且仅有一个极大值。故，可使用迭代分割算法求解。具体的：优化目标函数是天线的下倾角的单峰函数，可利用迭代分割搜索的方法来寻找最优值。迭代分割搜索方法是用于一元函数在给定初始区间内搜索极值的一种方法，它通过不断缩小单峰函数的最值的已知范围，从而找到最值。优选地，分割区间具有黄金分割特性时，又被称为黄金分割搜索方法。它是优化计算经典算法，以算法简单、收敛速度均匀、效果较好而著称，是许多优化算法的基础，但它只适用于一维区间上的凸函数，即只在单峰区间内才能进行一维寻优。其基本原理是：依照“去劣存优”原则、对称原则、以及等比收缩原则来逐步缩小搜索区间。

根据上述分析可知，为了计算小区m的用户设备u在不同下倾角θ_m的信号干扰噪声比SINR，需要服务小区m到用户设备u的有用信号强度S_m,u(θ_m)，以及其他小区的干扰信号强度I_u。其中，用户设备u受到的干扰I_u不受小区m的天线下倾角θ_m的影响，是常数。可通过u上报的邻小区RSRP信息进行估算。用户设备u在当前下倾角下的接收信号强度S_m,u(θ_m)，可以通过测量上报给服务小区。用户设备u为了估算在其他下倾角时的接收信号强度，需要使用天线增益G_m,u(θ_m)。天线增益由水平天线增益和垂直天线增益两部分构成，其中水平增益与m和u之间的水平夹角有关，垂直天线增益与m和u之间垂直夹角θ_m,u有关。为了使基站获得这两个信息，用户设备u可以通过测量并计算后直接上报，也可以让用户设备u上报自己的位置信息，由基站结合自身的位置信息，来计算出和θ_m,u。具体的，可以采用3GPP已经支持定位技术，即LTE的定位协议(LPP，3GPP TS 36.355)。

总体而言，本方法需要了解邻居基站的天线的下倾角信息、RSRP信息，以及用户设备的位置信息。其中邻小区RSRP信息属于LTE已经支持的常规测量信息，用户设备的位置信息可通过LTE的定位协议(LPP)测量上报给服务基站。

图3为基站利用迭代分割算法获取最优下倾角的方法流程图，图4为迭代分割算法获取最优下倾角的示意图，如图3所示，所述方法可以包括：

步骤301、基站初始化迭代分割算法的各个参数。

具体的，基站可以设置初始的搜索区间[θ_min,θ_max]，以及设置终止该算法的区间长度门限值ε。

步骤302、基站对搜索区间进行区间划分。

具体的，基站在初始的搜索区间[θ_min,θ_max]中选取两个点θ₁和θ₂(θ₁<θ₂)，把区间分为三段，具体可以参见图4，图4标示了算法中找最大值的一个步骤，优化目标函数值位于垂直坐标轴上，天线的下倾角θ位于水平坐标轴，选取θ₁和θ₂的方式有很多可选的方式。例如，可以按照黄金分割点来选取，即：

θ₁＝θ_min+0.382(θ_max-θ_min)

θ₂＝θ_min+0.618(θ_max-θ_min)

步骤303、基站对搜索区间进行区间舍弃。

如果f(θ₁)>f(θ₂)，说明最大值不在区域[θ₂,θ_max]中，则将这部分区域舍弃。接下来在[θ_min,θ₂]中继续搜索。即，令θ_max←θ₂。

如果f(θ₁)<f(θ₂)，说明最大值不在区域[θ_min,θ₁]中，则将这部分区域舍弃。接下来在[θ₁,θ_max]中继续搜索。即，令θ_min←θ₁。

需要说明的是，本实施例中的符号“←”表示赋值操作，例如“A←B”表示将B赋给A。

步骤304、判断搜索区间长度是否小于预设的门限值ε，若是，则执行步骤305，否则返回步骤302。

步骤305、结束搜索，得最优下倾角。

具体的，最优下倾角θ^*＝(θ_max-θ_min)/2，以及对应的最优化目标函数值：f(θ^*)。

本实施例，基站利用迭代分割算法获取最优下倾角，可以快速确定最优下倾角，从而以最优下倾角对天线的下倾角进行调整，优化网络性能。

图5为本发明天线的下倾角调整方法实施例二的信令流程图，如图5所示，本实施例包括网络管理***OAM、基站和用户设备集，其中用户设备集包括多个UE，各个UE均由该基站提供服务，本实施例的方法可以包括：

S401、OAM根据网络的运行状况，确定优化目标函数和优化目标函数的参数值。

S402、OAM向基站发送天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息。

其中，该天线的下倾角调整指示消息用于指示基站进行天线的下倾角调整，该优化目标函数指示消息可以包括优化目标函数和优化目标函数的参数值。其中，优化目标函数的参数值可以包括下倾角的预设调整区间，除此之外，还可以针对不同的优化目标函数包括相应的参数值，例如，各用户设备的吞吐量的加权因子。

S403、基站向各用户设备发送位置测量指示消息。

其中，该位置测量指示消息用于指示用户设备进行位置测量，并上报测量结果。该位置测量指示消息还可以包括测量周期、上报方式等测量配置信息。

S404、用户设备集中的各用户设备根据位置测量指示消息向基站发送自身的位置信息。

具体的，用户设备可以通过LTE的定位协议(LPP)进行位置测量。可以理解的，用户设备也可以采用其他方式进行位置测量，例如对配备卫星导航***的用户设备，可通过卫星导航***进行位置测量。

S405、用户设备集中的各用户设备向基站发送相邻小区RSRP信息。

S406、基站根据各用户设备的位置信息计算各用户设备与基站之间的夹角θ_m,u，以及根据各用户设备发送的相邻小区RSRP信息计算各用户设备的干扰信号强度。

具体的，基站可以根据用各户设备的位置信息和基站的位置信息确定各用户设备与基站之间的夹角θ_m,u，具体可以采用公式(1)进行计算。

S407、基站在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站的夹角θ_m,u，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角。

具体可以参见图3所示实施例，此处不再赘述。

S408、基站将天线的下倾角调整为最优下倾角。

S409、基站向各邻区基站发送下倾角调整指示信息。

其中，下倾角调整指示信息包括调整后的下倾角。

本实施例，基站根据OAM的指示进行天线的下倾角调整，在进行天线的下倾角调整过程中通过获取用户设备的位置信息和用户设备的相邻小区RSRP信息，利用迭代分割算法获取使得优化目标函数最大化的最优下倾角，该优化目标函数可以是基站的吞吐量或平均频谱效率，从而将天线的下倾角调整为最优下倾角，优化基站的性能，进而优化网络性能。

图6为本发明天线的下倾角调整方法实施例三的流程图，如图6所示，本实施例的方法可以包括：

S601、基站进行预处理。

其中，S601具体可以包括：S6011：基站确定本基站中正在传输数据的用户设备；S6012：基站接收用户设备上报的位置信息；S6013：基站根据用户设备上报的邻小区测量报告的情况，确定本基站的邻小区集合；S6014：基站对每个用户设备，根据用户设备上报的邻小区RSRP信息，估算干扰信号强度。

S602、基站进行天线的下倾角的优化处理。

其中，S602具体可以包括：S6021：基站确定OAM设置的优化目标函数及相关参数；S6022：基站根据优化目标函数及相关参数，使用迭代分割算法获取基站的最优下倾角。

S603、基站判断最优下倾角是否与天线当前的下倾角相同，若否，则执行S604，若是，则执行S605。

S604、基站对天线的下倾角调整为最优下倾角，并向邻居基站发送天线的下倾角调整通知。

S605、基站判断是否满足预定的时间段条件，或满足预定义的触发事件，若是，则执行S601。

具体的，预定的时间段条件可以是一个时间周期，相应的，当满足该时间周期，则执行S601。

本实施例，通过设置预设的时间段或预定义的触发事件，当满足时，基站进行下倾角优化处理，将天线的下倾角调整为优化后的下倾角，从而实现基站的天线的下倾角的优化调整，优化网络性能。

图7为本发明基站实施例一的结构示意图，如图7所示，本实施例的基站可以包括：获取模块11和处理模块12，其中，获取模块11用于获取优化目标函数，所述优化目标函数包括所述基站的吞吐量的函数、所述基站的平均频谱效率的函数、所述基站的加权吞吐量的函数和所述基站的加权平均频谱效率的函数中任意一项，所述优化目标函数是关于天线的下倾角的凸函数，处理模块12用于确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角；所述处理模块12，还用于在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站之间的夹角，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角，所述最优下倾角为所述优化目标函数的最优值对应的下倾角；所述处理模块12，还用于将天线的下倾角调整为所述最优下倾角。

所述基站还包括发送模块13和接收模块14；

所述处理模块12，用于确定各用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述处理模块12通过所述发送模块13向各用户设备发送位置测量指示消息，所述位置测量指示消息用于指示所述用户设备进行位置测量，并向所述基站发送所述用户设备的位置信息；

所述处理模块12通过所述接收模块14接收各用户设备发送的位置信息；

所述处理模块12分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角。

可选的，所述用户设备的位置信息包括所述用户设备到所述基站的水平距离和所述用户设备的高度，所述基站的位置信息包括所述基站的天线高度；所述处理模块12分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角，包括：所述处理模块12分别根据各用户设备到所述基站的水平距离、所述用户设备的高度和所述基站的天线高度，利用反三角函数确定所述用户设备与所述基站之间的夹角；其中，所述反三角函数包括反正切函数和反余切函数。

可选的，所述位置测量指示消息还包括测量周期信息和发送方式信息中至少一项。

可选的，所述接收模块13还用于接收网络管理***发送的天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息，所述天线的下倾角调整指示消息用于指示所述基站调整天线的下倾角，所述优化目标函数指示消息包括优化目标函数和所述优化目标的参数值。

可选的，所述优化目标函数为所述基站的吞吐量的函数f(θ_m)，或，所述优化目标函数为所述基站的加权吞吐量的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；或，所述优化目标函数为所述基站的平均频谱效率的函数f(θ_m)，或，所述优化目标函数为所述基站的加权平均频谱效率的函数所述优化目标的参数值包括各用户设备的频谱效率的加权因子α_u；其中，θ_m是基站的天线的下倾角，N为用户设备的个数，U为用户设备的集合，r_u(θ_m)为用户设备u的吞吐量。

可选的，所述处理模块12用于确定各用户设备的干扰信号强度，包括：所述处理模块通过所述接收模块接收各用户设备发送的相邻小区的参考信号接收功率RSRP；所述处理模块根据各用户设备的相邻小区的RSRP确定各用户设备的干扰信号强度。

可选的，所述发送模块13还用于向各邻居基站发送下倾角指示消息，所述下倾角指示消息包括所述最优下倾角。

本实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中的接收模块14可以与基站的接收器对应，也可以对应基站的收发器。发送模块13可以与基站的发送器对应，也可以对应基站的收发器。获取模块11和处理模块12可以与基站的处理器对应，这里处理器可以是一个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者完成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。基站还可以包括存储器，存储器用于存储指令代码，处理器调用存储器的指令代码，控制本发明实施例中的接收模块14和发送模块13执行上述操作。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (16)

1.一种天线的下倾角调整方法，其特征在于，包括：

基站获取优化目标函数，所述优化目标函数包括所述基站的吞吐量的函数、所述基站的平均频谱效率的函数、所述基站的加权吞吐量的函数和所述基站的加权平均频谱效率的函数中任意一项，所述优化目标函数是关于天线的下倾角的凸函数；

所述基站确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角；

所述基站在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站之间的夹角，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角，所述最优下倾角为所述优化目标函数的最优值对应的下倾角；

所述基站将天线的下倾角调整为所述最优下倾角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站确定各用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述基站向各用户设备发送位置测量指示消息，所述位置测量指示消息用于指示所述用户设备进行位置测量，并向所述基站发送所述用户设备的位置信息；

所述基站接收各用户设备发送的位置信息；

所述基站分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户设备的位置信息包括所述用户设备到所述基站的水平距离和所述用户设备的高度，所述基站的位置信息包括所述基站的天线高度；

所述基站分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述基站分别根据各用户设备到所述基站的水平距离、所述用户设备的高度和所述基站的天线高度，利用反三角函数确定所述用户设备与所述基站之间的夹角；

其中，所述反三角函数包括反正切函数和反余切函数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述位置测量指示消息还包括测量周期信息和发送方式信息中至少一项。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述基站获取优化目标函数之前，所述方法还包括：

所述基站接收网络管理***发送的天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息，所述天线的下倾角调整指示消息用于指示所述基站调整天线的下倾角，所述优化目标函数指示消息包括优化目标函数和所述优化目标的参数值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述优化目标函数为所述基站的吞吐量的函数f(θ_m)，或

所述优化目标函数为所述基站的加权吞吐量的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；或

所述优化目标函数为所述基站的平均频谱效率的函数f(θ_m)， $f\left({\mathrm{\&theta;}}_m\right)=\frac{1}{N}\underset{u\&Element;U}{\&Sigma;}{r}_u\left({\mathrm{\&theta;}}_m\right)/w_u;$ 或

所述优化目标函数为所述基站的加权平均频谱效率的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的频谱效率的加权因子α_u；

其中，θ_m是基站的天线的下倾角，N为用户设备的个数，U为用户设备的集合，r_u(θ_m)为用户设备u的吞吐量，w_u为用户设备u的带宽。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述基站确定各用户设备的干扰信号强度，包括：

所述基站接收各用户设备发送的相邻小区的参考信号接收功率RSRP；

所述基站根据各用户设备的相邻小区的RSRP确定各用户设备的干扰信号强度。

8.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站向各邻居基站发送下倾角指示消息，所述下倾角指示消息包括所述最优下倾角。

9.一种基站，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取优化目标函数，所述优化目标函数包括所述基站的吞吐量的函数、所述基站的平均频谱效率的函数、所述基站的加权吞吐量的函数和所述基站的加权平均频谱效率的函数中任意一项，所述优化目标函数是关于天线的下倾角的凸函数；

处理模块，用于确定各用户设备的干扰信号强度和各用户设备与所述基站之间的夹角；

所述处理模块，还用于在下倾角的预设调整区间内根据所述各用户设备的干扰信号强度和所述各用户设备与所述基站之间的夹角，利用迭代分割算法获取所述优化目标函数的最优下倾角，所述最优下倾角为所述优化目标函数的最优值对应的下倾角；

所述处理模块，还用于将天线的下倾角调整为所述最优下倾角。

10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述基站还包括发送模块和接收模块；

所述处理模块，用于确定各用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述处理模块通过所述发送模块向各用户设备发送位置测量指示消息，所述位置测量指示消息用于指示所述用户设备进行位置测量，并向所述基站发送所述用户设备的位置信息；

所述处理模块通过所述接收模块接收各用户设备发送的位置信息；

所述处理模块分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角。

11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于，所述用户设备的位置信息包括所述用户设备到所述基站的水平距离和所述用户设备的高度，所述基站的位置信息包括所述基站的天线高度；

所述处理模块分别根据各用户设备的位置信息和所述基站的位置信息确定所述用户设备与所述基站之间的夹角，包括：

所述处理模块分别根据各用户设备到所述基站的水平距离、所述用户设备的高度和所述基站的天线高度，利用反三角函数确定所述用户设备与所述基站之间的夹角；

其中，所述反三角函数包括反正切函数和反余切函数。

12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述位置测量指示消息还包括测量周期信息和发送方式信息中至少一项。

13.根据权利要求10至12任一项所述的基站，其特征在于，所述接收模块还用于接收网络管理***发送的天线的下倾角调整指示消息和优化目标函数指示消息，所述天线的下倾角调整指示消息用于指示所述基站调整天线的下倾角，所述优化目标函数指示消息包括优化目标函数和所述优化目标的参数值。

14.根据权利要求13所述的基站，其特征在于，所述优化目标函数为所述基站的吞吐量的函数f(θ_m)，或

所述优化目标函数为所述基站的加权吞吐量的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的吞吐量的加权因子α_u；或

所述优化目标函数为所述基站的平均频谱效率的函数f(θ_m)， $f\left({\mathrm{\&theta;}}_m\right)=\frac{1}{N}\underset{u\&Element;U}{\&Sigma;}{r}_u\left({\mathrm{\&theta;}}_m\right)/w_u;$ 或

所述优化目标函数为所述基站的加权平均频谱效率的函数f(θ_m)，所述优化目标的参数值包括各用户设备的频谱效率的加权因子α_u；

其中，θ_m是基站的天线的下倾角，N为用户设备的个数，U为用户设备的集合，r_u(θ_m)为用户设备u的吞吐量，w_u为用户设备u的带宽。

15.根据权利要求10至12任一项所述的基站，其特征在于，所述处理模块用于确定各用户设备的干扰信号强度，包括：

所述处理模块通过所述接收模块接收各用户设备发送的相邻小区的参考信号接收功率RSRP；

所述处理模块根据各用户设备的相邻小区的RSRP确定各用户设备的干扰信号强度。

16.根据权利要求10至12任一项所述的基站，其特征在于，所述发送模块还用于向各邻居基站发送下倾角指示消息，所述下倾角指示消息包括所述最优下倾角。