基于天線方向圖綜合技術(shù)的蜂窩小區(qū)覆蓋控制與優(yōu)化研究.pdf

1、蜂窩通信系統(tǒng)是世界上應(yīng)用最廣泛的移動通信系統(tǒng)。蜂窩小區(qū)的合理覆蓋是蜂窩通信系統(tǒng)為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的先決條件。根據(jù)實際環(huán)境及其變化,對蜂窩小區(qū)進(jìn)行覆蓋控制與優(yōu)化,提高網(wǎng)絡(luò)的利用率和性能,是一項長期而重要的任務(wù)。
　　 本文以覆蓋控制與優(yōu)化為目標(biāo),研究基于陣列天線的方向圖綜合技術(shù)來實現(xiàn)蜂窩小區(qū)的覆蓋控制與優(yōu)化的方法。
　　 首先研究陣列方向圖的綜合算法。本文分析了Woodward-Lawson算法、最小二乘誤差算法和Mini

2、max算法這三種典型的陣列方向圖綜合算法的原理和實現(xiàn)步驟,通過對若干典型期望方向圖的仿真合成得到了三種算法的綜合性能,通過參數(shù)分析給出三種算法各自的適用場景、優(yōu)缺點及其特點。分析討論了陣列天線的陣元數(shù)對三種算法合成的方向圖的影響。推導(dǎo)出陣元數(shù)與期望方向圖的不連續(xù)跳變點位置之間的關(guān)系及對實際合成的方向圖的輻射特性的影響,推導(dǎo)出陣元數(shù)的奇偶性與實際方向圖的輻射特性之間的關(guān)系。
　　 研究基于陣列方向圖設(shè)計進(jìn)行蜂窩小區(qū)覆蓋控制的方法。

3、針對覆蓋控制的目標(biāo),推導(dǎo)出陣列天線的期望方向圖的數(shù)學(xué)表達(dá),得到期望方向圖與目標(biāo)覆蓋區(qū)域大小形狀、無線信號各向傳播損耗之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。為了得到符合小區(qū)實際的期望方向圖,分析討論了無線信號各向傳播損耗,包括路徑損耗和陰影衰落造成的損耗的工程化測量方法。在獲取了期望方向圖后,提出并詳細(xì)分析了利用期望方向圖和陣列方向圖綜合算法進(jìn)行小區(qū)／扇區(qū)覆蓋控制的方法。仿真比較了按照實際覆蓋范圍要求和傳播條件設(shè)計的方向圖與不考慮實際傳播條件時設(shè)計的方向圖在實

4、現(xiàn)小區(qū)／扇區(qū)覆蓋時的性能差異。仿真結(jié)果表明,前者得到的方向圖可以有效降低小區(qū)／扇區(qū)的弱覆蓋和過覆蓋面積比例,實現(xiàn)較優(yōu)的覆蓋效果。
　　 研究多小區(qū)／扇區(qū)覆蓋的聯(lián)合優(yōu)化算法。分析了進(jìn)行多小區(qū)／扇區(qū)覆蓋聯(lián)合優(yōu)化的必要性。提出了多小區(qū)／扇區(qū)覆蓋聯(lián)合優(yōu)化算法,推導(dǎo)出計算公式,給出算法步驟。仿真對比了僅優(yōu)化多小區(qū)／扇區(qū)基站天線發(fā)射功率可達(dá)到的覆蓋效果、各小區(qū)／扇區(qū)基站天線發(fā)射功率和方向圖分別進(jìn)行優(yōu)化可達(dá)到的覆蓋效果和多小區(qū)／扇區(qū)發(fā)射功率和