一种天线波瓣图数据处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动通信的网络优化技术领域，尤其设计一种天线波瓣图数据处理方 法。
【背景技术】
[0002] 动通信系统也称数字蜂窝系统，实现手机打电话或上网。移动通信系统将城市从 地图上划分为众多六角形小网格，就好像蜂窝一样，因此叫"蜂窝系统"，目前2G、3G、4G都 是属于数字蜂窝系统类型。每个六角形蜂窝格就代表1个小区（cellular)，基站建在小区 之间的交叉点上，安装3副天线，各负责1个小区的通信信号。天线是移动通信系统的重要 组成部分。其中天线波瓣图是室外天线工作的重要特性指标。波瓣图也称方向图，可以反 映出天线的辐射特性，一般情况下天线的方向图表示天线辐射电磁波的功率或场强在空间 各个方向的分布图形，因此是立体图（如图2)。但实际应用中最关注天线发射信到达地面 手机时的强弱分布，可以简化为平面图（如图3)，用不同色彩表示信号强度的等级。一般情 况下强度等级图类似同心环，因此网优分析时，只需要画出一个环代表无线的波瓣图。天线 波瓣图正常是移动通信无线网络小区正常工作的根本，对网络规划和网络优化工作都至关 重要。如果天线波瓣图方向角错误或图形畸变，可能造成网络天线覆盖范围不合理、覆盖不 足、越区覆盖、增加小区干扰、乒乓切换等问题，最终导致掉话或通信质量下降。
[0003] 影响天线波瓣图变化的因素是多方面的，由于现实环境中存在许多散射、反射和 折射的物体，基站天线的无线信号可能经过多种传输路径先后达到手机，这些不同路径的 信号相互叠加或抵消，使得合成信号强度表现为快速的起伏变化，可能小幅增强，也可能大 幅衰落，总体表现为衰落，技术上称之为"快衰落"，也称为"多径衰落"、"瑞利衰落"（以科 学家瑞利（Rayleigh)的名字命名）。主要特点：
[0004] (1)周期变化快----可能每秒变化30多次。
[0005] (2)空间变化快可能几米范围内衰落情况完全变化。
[0006] (3)衰落幅度大----可能造成30dB的信号衰减，即信号强度被减弱1000倍；
[0007] 正是由于"快衰落"现象，实际接收的信号强度可能是快速而剧烈变化。数据采集 时可能采到严重失真的数据，失真程度可达1000倍。[注：30dB相当于1000倍]。
[0008] 天线的波瓣图检查对于网优维护工作非常实用，是网优维护工作的重要手段，然 而目前网优工作中很少被运用，这里从两个环节进行分析，首先是数据采集的环节，移动 通信网络的天线数量多而且处于工作状态，只能在实际工作环境中测量，目前测量方法有 两大类，第一类是驾驶汽车在道路上进行测量，业内称为DT路测（英文DriveTest)，缺点 是测量位置受限，难以做到360度范围的测量；第二类是采用无人机在空中飞行，围绕天 线360度进行测量，数据较为全面。然而无论哪种方法，在现实中不可避免存在"快衰落"等 现象，导致测量采集的数据存在部分"严重失真"的问题。其次是数据处理的环节，现有数 据采集技术下，数据可能存在部分"严重失真"，失真程度可达30dB (即失真1千倍）。如果 后续不能有较处理数据失真问题，则绘制出来的天线波瓣图可能存在较大误差，难以作为 天线波瓣图检查的依据。在目前数据采集技术下，数据可能存在部分"严重失真"，因此如何 有效处理失真数据是关键问题，不同数据处理方法，处理失真数据的效果不同，生成的天线 波瓣图的误差范围也不同。
【发明内容】
[0009] 针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种天线波瓣图数据处理方法，其能 够提高失真数据处理效果，生成更科学的天线波瓣图。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0011] -种天线波瓣图数据处理方法，包括如下步骤：
[0012] 获取每个采样点与基站的距离，将与基站的距离小于预设最小距离和大于预设最 大距离的采样点滤除；
[0013] 获取每个采样点所对应的采集平面与天线之间的高度，结合每个采样点与基站的 距离，计算得到每个采样点的补偿路损，并对每个采样点进行路损补偿；
[0014] 获取每个采样点与基站间的方位角，按照第一预设角度将所有采样点分成若干个 第一小组，计算得到每个第一小组的过滤数量F1，将所有采样点依照信号强度从小到大排 序，滤除每个第一小组内信号强度排名前Fl的采样点；
[0015] 根据第二预设角度将所有采样点分成若干个第二小组，依照方位角符合对应范围 的采样点设置为同一个第二小组，将每一个第二小组内的所有采样点的信号强度进行平方 平均数计算。
[0016] 优选的，在执行步骤"获取每个采样点与基站的距离，将与基站的距离小于预设距 离或大于预设距离的采样点滤除"之前还包括如下步骤：
[0017] 获取每个采样点的经炜度，建立以基站为原点的极坐标系，并根据采样点的经炜 度获取与采样点一一对应的坐标。
[0018] 优选的，在执行步骤"根据第二预设角度对所有采样点分成若干个第二小组，依照 方位角符合对应范围的采样点设置为同一个第二小组，将每一个第二小组内的所有采样点 的信号强度进行平方平均数计算"之后还包括如下步骤：
[0019] 以采样点的信号强度为极径，以采样点的方位角为极角，在平面上绘制每个采样 点，将所有采样点按顺序进行直线连接最终获取天线波瓣图。
[0020] 优选的，所述"获取每个采样点所对应的采集平面与天线之间的高度，结合每个采 样点与基站的距离，计算得到每个采样点的补偿路损"具体包括如下子步骤：
[0021] 获取每个采样点所对应的采集平面与天线之间的高度；
[0022] 通过公式
计算得到传播距离，其中A为传播距离，D为采样 点与基站的距离，H为采样点所对应的采集平面与天线之间的高度；
[0023] 通过公式B = 20*lg (A)计算得到采样点的补偿路损，其中，B为补偿路损；
[0024] 根据每个采样点对应的补偿路损对采样点进行路损补偿。
[0025] 优选的，所述"获取每个采样点与基站间的方位角，按照第一预设角度将所有采样 点分成若干个第一小组，计算得到每个第一小组的过滤数量F，将所有采样点依照信号强度 从小到大排序，滤除每个第一小组内信号强度排名前F的采样点"具体包括如下子步骤：
[0026] 获取每个采样点与基站间的方位角；
[0027] 根据第一预设角度将所有采样点分成若干个第一小组，同时根据公式
得到 百分比概率，其中，P为比分比概率，α为第一预设角度；
[0028] 根据公式
计算得到第一小组的总数量，C为第一小组的总数量，Int表 示向下取整；
[0029] 将方位角满足对应范围内的采样点设置为同一个第一小组；
[0030] 根据公式
计算得到每个第一小组对应的过滤数量F，其中，Nl为任意 一个第一小组内的采样点总数量；
[0031] 将所有采样点依照信号强度从小到大排序，滤除每个第一小组内信号强度排名前 F的采样点。
[0032] 优选的，所述"根据第二预设角度将所有采样点分成若干个第二小组，将方位角满 足对应范围的采样点设置为同一个第二小组，将每一个第二小组内的所有采样点的信号强 度进行平方平均数计算"具体包括如下子步骤：
[0033] 根据第二预设角度将所有采样点分成若干个第二小组，并根据公式
计算得到第二小组的总数量，D为第二小组的总数量，β为第二预设角度；
[0034] 将方位角满足对应范围的采样点设置为同一个第二小组；
[0035] 将每一个第二小组内的所有采样点根据公式
进行平方平均数计算，其 中，QnS平方平均数，X 采样点的信号强度。
[0036] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0037] 本发明针对快衰落等现象，对DT路测或者无人机采集的采样点数据进行数据处 理，滤除失真数据，对数据进行补偿，能够生产比较接近真实情况的天线波瓣图。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明的一种天线波瓣图数据处理方法的工作流程图。
【具体实施方式】
[0039] 下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述：
[0040] 参见图1，本发明提供一种天线波瓣图数据处理方法，是移动通信网优技术的一项 方法改进，对通过DT路测或无人机采集的具有信号强度特征的采样点进行数据处理，过滤 部分失真数据，综合加权处理，补偿失真数据。
[0041] 主要处理亮点是，1、按距离进行判断，过滤掉距离基站太远或者太近的数据，减少 失真影响；2、安装方位角进行分组处理，过滤部分严重失真的数据；3、采用失真补偿方式， 比算术平均值更加科学。
[0042] 主要包括如下步骤：
[0043] Sl :获取每个采样点的经炜度，建立以基站为原点的极坐标系，并根据采样点的经 炜度获取与采样点一一对应的坐标。此步骤为前序步骤，旨在方便后续数据处理，根据经 炜度换算为坐标的工作原理是现有技术在，例如可以采用Great-circle distance公式， JavaScript语言算法描述如下：
[0046] S2:获取每个采样点与基站的距离，将与基站的距离小于预设最小距离和大于预 设最大距离的采样点滤除。
[0047] 距离