1.本发明涉及无线网络技术领域，尤其涉及一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法。
背景技术：2.5g nr无线网络技术因为引入高频段频谱，普遍应用大规模天线阵列，促使整个系统设计以波束为中心，这个是相对于前代系统(lte)的显著变化；同时，为了在网络的覆盖和容量方面至少10倍以上的性能提升，大规模地引入微基站，跟宏基站联合组网，微基站具有覆盖范围较小(几十到几百米)，部署密度大的特征，这个也是相对于前代系统的重大变化。
3.在上述背景下，从建网成本，能耗效率，用户体验等目的考虑，根据多样化的环境场景和用户需求特征，在网络部署的设计上，必然出现很多前代系统没有考虑过或者不能实现的，针对具体需求和问题的新的技术方案。
4.不同功能用途的建筑物存在于同一建筑群，近距离相邻混合分布，这一现象在目前的城市环境中大量存在。比如住宅和写字楼位于相邻的建筑体，距离在几十到几百米的量级上。无线网络的用户人群在此类相邻建筑物中的分布密度出现明显的时间相反的潮汐现象。比如，白天工作时段集中在写字楼，写字楼成为用户分布的热点区域，而旁边相邻的住宅楼中，可能出现80％以上的用户离开的状态。到了晚上下班后的休息时间，情况正好相反。这种相邻建筑因为功能不同，而出现这种时间相反的潮汐分布，在现实场景中大量存在。从建筑种类来说，同时还存在很多其他种类的建筑情况，比如，住宅和商场相邻，住宅和学校相邻，住宅和集会场馆相邻，写字楼和周边餐饮服务场地相邻等等。从时间分布来说，还存在一些其他情况，比如，除了在上述工作日的一天中的不同时段，还有工作日和节假日的全天时段，公共场馆的集会活动时段和非集会活动时段。
5.在上述场景下，部署的用于不同功能用途的相邻建筑的基站或微基站，有可能存在网络资源的低效利用。即当一种建筑物中的基站高负荷运行的时段，相邻建筑物中的基站处于资源较大程度闲置的状态，反之亦然。这种网络资源的低效利用，从部署成本，维护成本，能耗效率和用户体验等角度，都存在通过新的部署设计方案，获得较大幅度的优化和提升的可能性。
技术实现要素：6.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法。
7.本发明提出的一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法，包括如下步骤：
8.s1选择适合部署共享微基站的相邻建筑区域，判断是否满足几个必要的条件：
9.1.被选择的相邻的建筑因为功能种类不同，建筑中的无线网络用户人群的具有时间上相反的潮汐分布现象，即当一侧的建筑处于热点时段时，相邻的另一侧建筑正好处于
闲置时段，例如，住宅楼中从早上8点到晚上6点，处于闲置程度较高的时段，从晚上6点到第二天早上8点，处于热点时段，相邻的写字楼的状态时段正好相反；
10.2.相邻建筑处于共享微基站的定向覆盖范围之内，即从共享微基站的部署位置，相邻建筑的距离，建筑物的穿透特性综合考虑，保证当共享微基站的波束定向覆盖到其中一侧的建筑时，被覆盖的建筑中的信号质量可以满足系统的吞吐率和覆盖距离关键性能指标；
11.s2建筑物忙闲时段和区域监测方法：
12.采用综合的探测方式，比如包括网络对不同方向区域的业务量统计，网络管理模块跟建筑本身的监控系统连接以获取通过例如视频监控方式获得的不同方向区域的忙闲状态信息，综合这些探测信息，实时地获得不同方向区域的忙闲状态程度，以及对同一侧的建筑物，也可以分区域地获得这种忙闲状态信息，这种信息，可以用于随后对不同方向的建筑物投射波束和投放网络资源，也可以更进一步对同一建筑物内的不同区域采用区别化的投放策略，因为同一建筑物内的不同区域的人群聚散时间并不完全同步；
13.s3部署规划方案；
14.s31预先制定共享微基站对相邻建筑的覆盖范围规划,确定微基站的波束投射和网络资源投放的主要方向在不同的建筑物之间切换时，各个微基站负责的覆盖范围，原则是保证信号接收质量和网络的kpi指标；
15.s32非均匀的共享微基站部署密度，因为建筑物的室内布局并不是均匀分布，即使同一建筑物在不同方位角上的室内人群密度也并不均匀，所以部署的共享微基站的密度，不一定采用均匀的方式，而是跟建筑室内布局和人群密度协调，保证信号接收质量；
16.s33非对称的角度范围的波束投射方式，对潮汐时间段互补的两侧建筑物，因为建筑物内的室内布局和人群密度并不对称，所以对每一个共享微基站，在波束的主要投射方向在两侧建筑物之间切换前后，对每一侧建筑物主要投射的波束的角度范围，采用非对称的方式，跟每一侧的室内布局和人群密度协调，保证信号接收质量；
17.共享微基站1对a1区域覆盖的角度范围，比对b1区域覆盖的角度范围更大，共享微基站2对a2区域覆盖的角度范围，比对b2区域覆盖的角度范围更小；
18.s34非统一方向的波束投射方式，两侧建筑物中各个室内区域的人群潮汐时间段并不完全一致，假设一侧建筑物a中有a1，a2两个区域，当a1已经开始空闲时，a2的人群还未离开，仍处于热点状态，另一侧建筑物b中b1，b2两个区域，b1处于热点状态，b2仍处于空闲状态，微基站1规划为负责a1和b1区域的覆盖，微基站2规划为负责a2和b2的覆盖，那么在上述情况下，当微基站1的波束主要投射方向从a1切换到b1后，微基站2的波束主要投射方向仍然保持在a2，即对每个共享微基站独立处理波束主要投射方向的切换，而不是对整个共享微基站群统一切换；
19.s4在上述基站部署和网络规划的框架下，对共享微基站的内部实现，采用相应的适配和优化方式；
20.s41网络管理模块下发定向模式信令；
21.网络管理模块在通过上述步骤s2获得的建筑物忙闲时段和区域分布信息后，通过复用现有协议框架下已有的信令接口，或者另外新设计的信令接口，把该信息下发到无线接入网协议栈内部的链路控制即调度模块；
22.s42调度模块的波束选择功能；
23.在调度模块内部，设计和实现专门支持这种潮汐切换的调度功能模块，在收到上述网络管理模块下发的定向模式信令后，触发这种调度功能，因为在上述已经设计好的网络规划方案下，每个共享微基站对位于不同方向的建筑物，根据其室内布局和忙闲状态，已经规划了覆盖方案，即波束的方向和角度范围，已经有一些预定义的方案，所以这里设计的专门的调度功能模块，可以优化在该模式下的跟波束方向相关的调度功能的实现效率，比如调度模块可以针对该微基站主要负责覆盖的几个方向和角度范围的波束，分别给每个方向和角度范围分配一个固定的波束索引值，该波束索引值可以通过接口发送给基带，一个索引值用以标示一个固定的方向的波束，这样，当共享微基站已经通过网络管理模块获得当前主要负责覆盖的热点区域后，可以简化调度模块给该区域的用户分配波束索引的过程，更进一步地，可以简化基带计算波束权值的过程；
24.s43基带的波束权值计算和应用模块；
25.基带根据用户的信道测量信息，实时地计算波束权值的过程，是波束成形功能的核心的计算工作，运算量和耗时巨大，对系统负荷量形成关键性的压力，在上述设计方案下，每个共享微基站对规划好的覆盖范围，可以针对惯常的信道条件，提前计算和存储波束权值，并且按照方向和角度范围使用上述波束索引值来标识，这样在一些特定的条件下，比如信道统计特征较平稳的时间段，结合上述调度功能的配合，基带可以使用这种提前计算好的波束权值，大幅地降低权值计算的负荷。
26.本发明中，所述一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法，可以通过在建筑物间分时段共享微基站的方式，减少微基站总的部署数量，大幅提升微基站和相应的网络资源的利用效率，大幅降低微基站的部署成本和维护成本，提高能耗效率，同时保障和提升用户体验(例如，假设原来一侧建筑物使用的微基站数量为1，那么两侧就一共是2，现在假设共享微基站的部署数量为1.5，总数减少，但在潮汐错开的热点时段，对热点状态的建筑物，1.5的微基站主要投放在该热点区域，系统的覆盖性能相对于原来的1可能有一定程度的提升)。
27.在上述共享微基站提前划分覆盖区域的设计方案下，可以简化基站内部的调度和基带的对实现波束成形的功能过程，提高基站的计算性能和降低维护难度。
28.本发明针对不同功能用途的建筑物近距离相邻混合分布的区域，利用携带大规模天线阵列的微基站或基站具有受控的波束定向覆盖能力，提出一种在不同功能用途的建筑物之间，部署共享微基站的设计方案，同时，在这种部署方式下，相应地从网络不同协议层次考虑的重要的支持性技术设计。
29.本发明可以提高无线网络资源的利用效率，降低无线基站和网络的部署成本和维护成本，同时提升高负荷区域和时段的用户体验。
附图说明
30.图1为本发明提出的一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法的相邻建筑部署共享微基站示意图；
31.图2为本发明提出的一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法的不同密度的微基站部署方式示意图。
具体实施方式
32.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.参照图1-2，一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法，包括如下步骤：
34.s1选择适合部署共享微基站的相邻建筑区域，判断是否满足几个必要的条件：
35.1.被选择的相邻的建筑因为功能种类不同，建筑中的无线网络用户人群的具有时间上相反的潮汐分布现象，即当一侧的建筑处于热点时段时，相邻的另一侧建筑正好处于闲置时段，例如，住宅楼中从早上8点到晚上6点，处于闲置程度较高的时段，从晚上6点到第二天早上8点，处于热点时段，相邻的写字楼的状态时段正好相反；
36.2.相邻建筑处于共享微基站的定向覆盖范围之内，即从共享微基站的部署位置，相邻建筑的距离，建筑物的穿透特性综合考虑，保证当共享微基站的波束定向覆盖到其中一侧的建筑时，被覆盖的建筑中的信号质量可以满足系统的吞吐率和覆盖距离关键性能指标；
37.s2建筑物忙闲时段和区域监测方法：
38.采用综合的探测方式，比如包括网络对不同方向区域的业务量统计，网络管理模块跟建筑本身的监控系统连接以获取通过例如视频监控方式获得的不同方向区域的忙闲状态信息，综合这些探测信息，实时地获得不同方向区域的忙闲状态程度，以及对同一侧的建筑物，也可以分区域地获得这种忙闲状态信息，这种信息，可以用于随后对不同方向的建筑物投射波束和投放网络资源，也可以更进一步对同一建筑物内的不同区域采用区别化的投放策略，因为同一建筑物内的不同区域的人群聚散时间并不完全同步；
39.s3部署规划方案；
40.s31预先制定共享微基站对相邻建筑的覆盖范围规划,确定微基站的波束投射和网络资源投放的主要方向在不同的建筑物之间切换时，各个微基站负责的覆盖范围，原则是保证信号接收质量和网络的kpi指标；
41.s32非均匀的共享微基站部署密度，因为建筑物的室内布局并不是均匀分布，即使同一建筑物在不同方位角上的室内人群密度也并不均匀，所以部署的共享微基站的密度，不一定采用均匀的方式，而是跟建筑室内布局和人群密度协调，保证信号接收质量；
42.s33非对称的角度范围的波束投射方式，对潮汐时间段互补的两侧建筑物，因为建筑物内的室内布局和人群密度并不对称，所以对每一个共享微基站，在波束的主要投射方向在两侧建筑物之间切换前后，对每一侧建筑物主要投射的波束的角度范围，采用非对称的方式，跟每一侧的室内布局和人群密度协调，保证信号接收质量；
43.共享微基站1对a1区域覆盖的角度范围，比对b1区域覆盖的角度范围更大，共享微基站2对a2区域覆盖的角度范围，比对b2区域覆盖的角度范围更小；
44.s34非统一方向的波束投射方式，两侧建筑物中各个室内区域的人群潮汐时间段并不完全一致，假设一侧建筑物a中有a1，a2两个区域，当a1已经开始空闲时，a2的人群还未离开，仍处于热点状态，另一侧建筑物b中b1，b2两个区域，b1处于热点状态，b2仍处于空闲状态，微基站1规划为负责a1和b1区域的覆盖，微基站2规划为负责a2和b2的覆盖，那么在上述情况下，当微基站1的波束主要投射方向从a1切换到b1后，微基站2的波束主要投射方向仍然保持在a2，即对每个共享微基站独立处理波束主要投射方向的切换，而不是对整个共
享微基站群统一切换；
45.s4在上述基站部署和网络规划的框架下，对共享微基站的内部实现，采用相应的适配和优化方式；
46.s41网络管理模块下发定向模式信令；
47.网络管理模块在通过上述步骤s2获得的建筑物忙闲时段和区域分布信息后，通过复用现有协议框架下已有的信令接口，或者另外新设计的信令接口，把该信息下发到无线接入网协议栈内部的链路控制即调度模块；
48.s42调度模块的波束选择功能；
49.在调度模块内部，设计和实现专门支持这种潮汐切换的调度功能模块，在收到上述网络管理模块下发的定向模式信令后，触发这种调度功能，因为在上述已经设计好的网络规划方案下，每个共享微基站对位于不同方向的建筑物，根据其室内布局和忙闲状态，已经规划了覆盖方案，即波束的方向和角度范围，已经有一些预定义的方案，所以这里设计的专门的调度功能模块，可以优化在该模式下的跟波束方向相关的调度功能的实现效率，比如调度模块可以针对该微基站主要负责覆盖的几个方向和角度范围的波束，分别给每个方向和角度范围分配一个固定的波束索引值，该波束索引值可以通过接口发送给基带，一个索引值用以标示一个固定的方向的波束，这样，当共享微基站已经通过网络管理模块获得当前主要负责覆盖的热点区域后，可以简化调度模块给该区域的用户分配波束索引的过程，更进一步地，可以简化基带计算波束权值的过程；
50.s43基带的波束权值计算和应用模块；
51.基带根据用户的信道测量信息，实时地计算波束权值的过程，是波束成形功能的核心的计算工作，运算量和耗时巨大，对系统负荷量形成关键性的压力，在上述设计方案下，每个共享微基站对规划好的覆盖范围，可以针对惯常的信道条件，提前计算和存储波束权值，并且按照方向和角度范围使用上述波束索引值来标识，这样在一些特定的条件下，比如信道统计特征较平稳的时间段，结合上述调度功能的配合，基带可以使用这种提前计算好的波束权值，大幅地降低权值计算的负荷。
52.本发明方案是在上述新一代无线网络面对新的问题场景下(包括大规模引入微基站和基站联合组网，微基站高密度分布)和新的技术特征的支持下(系统设计以波束为中心等)提出的，因为前代网络并不具备新的系统技术特征的支持，大部分现有技术方案并没有考虑本方案设计场景和问题，也不具备使用本专利方案的相似方式解决该问题的技术支持能力，所以本方案属于针对新问题的新方法，跟现有技术的重合程度很低，下面列出一些相关度较高的现有技术方案，并说明跟本专利方案的技术差异点：
53.1、cn201410495984.5，一种调整微微基站覆盖范围的方法和装置；
54.该专利主要是针对宏微基站联合组网场景下的cre(小区覆盖范围扩展)技术的优化，即通过对微微小区的负荷状态信息的获取和判断，通过调整微微小区偏置值(跟宏基站的发射功率有关)，来自动地调整微微小区的覆盖范围。
55.本文的专利方案(a)跟该专利技术(b)考虑的问题都涉及了负载均衡，解决方法都涉及了网络覆盖范围的调整，但又存在本质的差异，主要差异在于，
56.1.1，要解决的问题不同，a是解决不同种类的相邻建筑中，在时间上相反的用户密度的潮汐分布，造成的同一时段的热点区域网络负荷较高，空闲区域网络闲置程度较高的
问题，可以看做是同一小区(同一基站覆盖范围)内的不同位置区域的业务负荷的均衡。b要解决的是，不同小区(宏微基站的各自的覆盖范围)之间的负载均衡以及干扰协调。
57.1.2，a的方法主要是利用波束的定向特征，在获取同一基站覆盖的热点和空闲区域的位置和状态信息后，以波束为中心，来设计基站和网络资源的调配，提升网络资源的利用效率和用户体验。b的方法主要是通过调整发射功率偏置值，来调整微微基站的覆盖范围的大小，不具备针对区域方向性的处理能力，更进一步，实际上不具备减小微基站部署密度的效果。
58.2、cn201511017975.6，基于能量效率和流量负载的联合优化微微基站休眠方法；
59.该专利针对宏微基站联合组网，基于能量效率和流量负载信息，来设计休眠微微基站的方案。
60.跟本文的专利方案的主要区别是，休眠微微基站的方式并不能减小微基站的部署密度，部署成本和维护成本。从方法上来说，没有采用基于方向性的网络资源的调度。
61.3、cn201110275983.6，确定微基站部署位置的方法与装置；
62.该专利提供了一种确定微基站部署位置的方法与装置，基于定位算法统计待分析地理区域话务地理分布，以达到快速准确找到最适合部署微基站位置的目的。
63.跟本文的专利方案的主要区别是，话务分布的统计并没有考虑同一位置不同时间段的潮汐现象，更没有考虑相邻区域同一时间段潮汐分布密度相反的现象。另外解决问题的方法，是固定部署位置和覆盖范围，达不到减小微基站部署密度的效果。
64.本发明在建筑物之间共享微基站的部署设计方案，针对不同功能种类的建筑物近距离相邻分布的场景，建筑物中的无线网络用户人群呈现时间上相反的潮汐分布，提出一种宏微基站联合组网的共享部署方案，利用作为5g系统设计中心的波束的方向性，在相邻建筑物之间共享微基站，动态地调整共享微基站的网络资源的主要投入区域，从而从整体上提升微基站的利用效率，降低微基站部署密度和成本，同时保障和提升热点区域在热点时段的用户体验。
65.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法，其特征在于，包括如下步骤：s1选择适合部署共享微基站的相邻建筑区域，判断是否满足几个必要的条件：（1）.被选择的相邻的建筑因为功能种类不同，建筑中的无线网络用户人群的具有时间上相反的潮汐分布现象，即当一侧的建筑处于热点时段时，相邻的另一侧建筑正好处于闲置时段，例如，住宅楼中从早上8点到晚上6点，处于闲置程度较高的时段，从晚上6点到第二天早上8点，处于热点时段，相邻的写字楼的状态时段正好相反；（2）.相邻建筑处于共享微基站的定向覆盖范围之内，即从共享微基站的部署位置，相邻建筑的距离，建筑物的穿透特性综合考虑，保证当共享微基站的波束定向覆盖到其中一侧的建筑时，被覆盖的建筑中的信号质量可以满足系统的吞吐率和覆盖距离关键性能指标；s2建筑物忙闲时段和区域监测方法：采用综合的探测方式，比如包括网络对不同方向区域的业务量统计，网络管理模块跟建筑本身的监控系统连接以获取通过例如视频监控方式获得的不同方向区域的忙闲状态信息，综合这些探测信息，实时地获得不同方向区域的忙闲状态程度，以及对同一侧的建筑物，也可以分区域地获得这种忙闲状态信息，这种信息，可以用于随后对不同方向的建筑物投射波束和投放网络资源，也可以更进一步对同一建筑物内的不同区域采用区别化的投放策略，因为同一建筑物内的不同区域的人群聚散时间并不完全同步；s3部署规划方案；s31预先制定共享微基站对相邻建筑的覆盖范围规划,确定微基站的波束投射和网络资源投放的主要方向在不同的建筑物之间切换时，各个微基站负责的覆盖范围，原则是保证信号接收质量和网络的kpi指标；s32非均匀的共享微基站部署密度，因为建筑物的室内布局并不是均匀分布，即使同一建筑物在不同方位角上的室内人群密度也并不均匀，所以部署的共享微基站的密度，不一定采用均匀的方式，而是跟建筑室内布局和人群密度协调，保证信号接收质量；s33非对称的角度范围的波束投射方式，对潮汐时间段互补的两侧建筑物，因为建筑物内的室内布局和人群密度并不对称，所以对每一个共享微基站，在波束的主要投射方向在两侧建筑物之间切换前后，对每一侧建筑物主要投射的波束的角度范围，采用非对称的方式，跟每一侧的室内布局和人群密度协调，保证信号接收质量；共享微基站1对a1区域覆盖的角度范围，比对b1区域覆盖的角度范围更大，共享微基站2对a2区域覆盖的角度范围，比对b2区域覆盖的角度范围更小；s34非统一方向的波束投射方式，两侧建筑物中各个室内区域的人群潮汐时间段并不完全一致，假设一侧建筑物a中有a1，a2两个区域，当a1已经开始空闲时，a2的人群还未离开，仍处于热点状态，另一侧建筑物b中b1，b2两个区域，b1处于热点状态，b2仍处于空闲状态，微基站1规划为负责a1和b1区域的覆盖，微基站2规划为负责a2和b2的覆盖，那么在上述情况下，当微基站1的波束主要投射方向从a1切换到b1后，微基站2的波束主要投射方向仍然保持在a2，即对每个共享微基站独立处理波束主要投射方向的切换，而不是对整个共享微基站群统一切换；s4在上述基站部署和网络规划的框架下，对共享微基站的内部实现，采用相应的适配和优化方式；
s41网络管理模块下发定向模式信令；网络管理模块在通过上述步骤s2获得的建筑物忙闲时段和区域分布信息后，通过复用现有协议框架下已有的信令接口，或者另外新设计的信令接口，把该信息下发到无线接入网协议栈内部的链路控制即调度模块；s42调度模块的波束选择功能；在调度模块内部，设计和实现专门支持这种潮汐切换的调度功能模块，在收到上述网络管理模块下发的定向模式信令后，触发这种调度功能，因为在上述已经设计好的网络规划方案下，每个共享微基站对位于不同方向的建筑物，根据其室内布局和忙闲状态，已经规划了覆盖方案，即波束的方向和角度范围，已经有一些预定义的方案，所以这里设计的专门的调度功能模块，可以优化在该模式下的跟波束方向相关的调度功能的实现效率，比如调度模块可以针对该微基站主要负责覆盖的几个方向和角度范围的波束，分别给每个方向和角度范围分配一个固定的波束索引值，该波束索引值可以通过接口发送给基带，一个索引值用以标示一个固定的方向的波束，这样，当共享微基站已经通过网络管理模块获得当前主要负责覆盖的热点区域后，可以简化调度模块给该区域的用户分配波束索引的过程，更进一步地，可以简化基带计算波束权值的过程；s43基带的波束权值计算和应用模块；基带根据用户的信道测量信息，实时地计算波束权值的过程，是波束成形功能的核心的计算工作，运算量和耗时巨大，对系统负荷量形成关键性的压力，在上述设计方案下，每个共享微基站对规划好的覆盖范围，可以针对惯常的信道条件，提前计算和存储波束权值，并且按照方向和角度范围使用上述波束索引值来标识，这样在一些特定的条件下，比如信道统计特征较平稳的时间段，结合上述调度功能的配合，基带可以使用这种提前计算好的波束权值，大幅地降低权值计算的负荷。
技术总结本发明公开了一种无线网络对相邻建筑的共享部署方法，包括如下步骤：选择适合部署共享微基站的相邻建筑区域；建筑物忙闲时段和区域监测方法；部署规划方案；在上述基站部署和网络规划的框架下，对共享微基站的内部实现，采用相应的适配和优化方式。本发明可以提高无线网络资源的利用效率，降低无线基站和网络的部署成本和维护成本，同时提升高负荷区域和时段的用户体验。段的用户体验。段的用户体验。
技术研发人员：王鹏 张建 刘志成
受保护的技术使用者：新拓尼克科技（成都）有限公司
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/5
