[发明专利]小区之间极化交错覆盖仿真方法及设备

说明书

技术领域

本发明设计蜂窝无线通信网络和航空公众通信的无线规划，特别涉及小区之间极化交错覆盖仿真方法及设备。

背景技术

2007年以来，第三代移动通信系统(cdma2000 EVDO)的地空覆盖网络在某发达国家投入商用运营。2010年以来，中国国内的航空公司，也开始考虑以合适的技术和商业模式，引入地空覆盖运营。

地空覆盖网络，是由航空器上的空中系统及地面的基站系统组成，其中，地面基站系统由传统移动通信基站改造形成，天线增益的主瓣方向朝上覆盖，只要地面基站之间保持合适的距离，就可实现空中航线的连续覆盖，如图1所示；航空器上配置移动终端，终端天线安装在航空器外壳腹部，这样可以避免航空器较大的壳体穿透损耗，扩大基站覆盖范围。

为了降低相邻小区之间的信号干扰，提高小区前反向链路的吞吐量，地空覆盖网络区别于传统的陆地公众移动通信网(PLMN)的一个技术特点是，邻区之间采用交错极化方式，因为与陆地复杂的传播环境不同，信号在天空中传播以直射路径为主，信号极化方向可以得到较好的保持，不同极化方向之间大约有十几dB的隔离度值，可以大幅降低相互的干扰，提高空中链路的信噪比。为了实现更合理、更完善的交错覆盖布局，每个地空基站应采用偶数个扇区，例如4扇区或6扇区，例如图2就是6扇区布局的一种方案。

实现此机制，离不开航空器终端接收天线的设计，终端侧实现方式是，设置2副接收/发射天线，安装在飞机外壳腹部的不同位置，目的是保证在任何飞行姿势下，至少有1副天线与基站天线之间视距可达，同时2副天线之间获得分集接收增益。每副天线又包括1根垂直极化天线和1根水平极化天线，因此终端射频部分共有4根天线，垂直和水平极化各2根，终端射频部分有选用垂直或水平极化天线的自动控制模块，在它的控制下，终端或者使用2根垂直极化分集天线，或者使用2根水平极化分集天线，具体选用哪种极化方式的天线，是自动实现的，取决于哪种极化信号的信噪比更高。

飞机在长途航线飞行过程中，一般情况下，垂直、水平极化方向的信号会交替成为信噪比最强的信号，终端侧配套监控系统可自动识别，控制极化选择器自动完成相关切换，切换优化算法可预防乒乓切换。当选择某种极化方向的天线进行信号接收时，终端发射的信号(反向链路信号)也使用相同极化方向的天线。

现有网络仿真软件已经实现单极化方向信号的地空网络覆盖仿真预测，但尚未实现小区之间极化方向交错的仿真功能，所以无法预测、显示采用该技术之后的无线性能参数的地理化分布效果，是地空网络仿真技术的一大欠缺，限制了无线规划设计水平的提高。

因地空覆盖网络的市场发展迅速，急需网络仿真软件实现小区极化方向交错的仿真功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现小区间极化交错条件下的网络仿真方法，以满足无线网络规划设计的要求，适应航空公众通信市场发展。

本发明的另一个目的是提供一种实现上述方法的设备。

根据本发明第一方面，提供了一种小区之间极化交错覆盖仿真方法，包括以下步骤：

A)利用水平-垂直极化隔离度值设置垂直极化层网络，利用垂直-水平极化隔离度值设置水平极化层网络；

B)对所设置的垂直极化层网络和水平极化层网络分别进行仿真，得到垂直极化层网络和水平极化层网络所有地理点对应的基本无线指标结果；

C)对于每个地理点，选择其基本无线指标最佳的终端天线极化方向，并得到终端天线极化方向对应的仿真结果图层；

D)根据对应于每个地理点的仿真结果图层，绘制终端极化方向和各种指标的地理化分布图。

优选地，所述水平-垂直极化隔离度值和所述垂直-水平极化隔离度值是通过航测获得的。

本发明通过航测获得水平-垂直极化隔离度值和所述垂直-水平极化隔离度值的步骤包括：

在基站小区仅使用垂直极化天线发射信号的情况下，针对测试路线的每一地理点，同时记录飞行器终端侧的垂直极化天线获得的第一垂直极化接收功率和水平极化天线获得的第一水平极化接收功率，并且当测得第一水平极化接收功率不小于信号频率带宽的热噪声与测试仪器的噪声系数之和时，将测试的该地理点确定为有效地理点；

在基站小区仅使用水平极化天线发射信号的情况下，针对测试路线的每一地理点，同时记录飞行器终端侧的水平极化天线获得的第二水平极化接收功率和垂直极化天线获得的第二垂直极化接收功率，并且当测得第二垂直极化接收功率不小于信号频率带宽的热噪声与测试仪器的噪声系数之和时，将测试的该地理点确定为有效地理点；