CN100359979C - 一种扩大覆盖范围的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩大覆盖范围的方法，设置语音编码速率与通信距离之间的对应关系，所述通信距离为用户设备与基站之间的距离，该方法包含：网络侧获取用户设备与基站之间的距离；网络侧根据该距离和所述对应关系，为用户设备配置语音编码速率。根据本发明提出的方法，将AMR语音编码技术应用于通信距离与语音质量的均衡之中，当用户设备与基站之间的距离过大时，通过降低用户设备使用的语音编码速率，就可扩大基站的覆盖范围，不必增加基站的数量就能够获得较大的覆盖范围，大大节省了通信网络的建设成本和维护成本；并且能够为用户设备提供优良的服务质量，显著地提高了通信网络的整体性能。

Description

一种扩大覆盖范围的方法

技术领域

本发明涉及移动通信网络的覆盖技术，特别是指一种应用于宽带码分多址(WCDMA)通信网络中的扩大覆盖范围的方法。

背景技术

对于移动运营商而言，移动通信网络所能提供的服务质量是其最关心的问题之一，而覆盖范围又是体现服务质量的重要方面。目前采用的覆盖方案都是对基站(NodeB)配置固定的最大覆盖距离，某一基站最大覆盖距离的边缘区域以外的区域为其他基站的覆盖范围。如果基站的覆盖范围不够，则通过增加基站的数量来扩大覆盖范围，从而增加通信网络的建设成本。

另外，用户设备(UE)建立通信后，基站会为该用户设备配置一定的传输速率，这个配置好的传输速率在该用户设备的整个通信过程中始终保持不变。通常情况下，考虑覆盖主要是考虑发射机与接收机之间的链路损耗，如果用户设备在通信过程中存在位置移动，那么随着用户设备与基站之间的距离越来越远，信号在空中传输的链路损耗将越来越大，有效信号的强度越来越弱，很可能使用户设备无法正常通信，出现掉话等通信中断的情况，导致服务质量的下降。

根据以上描述可见，如何在降低基站数量的同时，扩大各基站的覆盖范围、体现高质量的服务是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扩大覆盖范围的方法，有效扩大移动通信系统中的覆盖范围，从而提高移动通信系统整体的服务质量和网络性能。

为了达到上述目的，本发明提供了一种扩大覆盖范围的方法，设置语音编码速率与通信距离之间的对应关系，根据所述对应关系，将基站的覆盖范围设置为与自适应多速率AMR编码中的最小语音编码速率相对应的通信距离，所述通信距离为用户设备与基站之间的距离，

网络侧获取用户设备与基站之间的距离；

网络侧根据该用户设备与基站之间的距离和所述对应关系，为用户设备配置AMR编码中的语音编码速率。

所述网络侧获取用户设备与基站之间的距离包括：网络侧接收用户设备发起的随机接入请求，根据设定的随机接入请求发起时刻与该随机接入请求到达时刻的时间差，以及无线电波的空间传输速度，计算用户设备与基站之间的距离。

所述网络侧获取用户设备与基站之间的距离为：网络侧的基站接收用户设备发起的随机接入请求，根据设定的随机接入请求发起时刻与该随机接入请求到达时刻的时间差，以及无线电波的空间传输速度，计算用户设备与基站之间的距离，然后向网络侧的基站控制器RNC上报计算出的距离。

所述网络侧根据该用户设备与基站之间的距离和所述对应关系，为用户设备配置AMR编码中的语音编码速率之后进一步包括：

C、用户设备与网络侧根据配置的语音编码速率进行通信。

用户设备在通信过程中进行位置移动，所述步骤C之后进一步包括：

D、网络侧根据用户设备与基站的当前距离、以及所述对应关系，动态调整用户设备当前使用的语音编码速率。

用户设备与基站之间的距离增大，则步骤D中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：减小为用户配置的语音编码速率。

用户设备与基站之间的距离减小，则步骤D中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：增大为用户配置的语音编码速率。

该方法进一步包括：

a、网络侧根据通信网络的当前负荷，动态调整用户设备当前使用的语音编码速率。

通信网络的当前负荷增大，则步骤a中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：减小为用户配置的语音编码速率。

通信网络的当前负荷减小，则步骤a中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：增大为用户配置的语音编码速率。

本发明中，将AMR语音编码技术应用于通信距离与语音质量的均衡之中，网络侧获知用户设备与基站之间的距离，根据设定的语音编码速率与通信距离的对应关系，为用户设备配置语音编码速率，当用户设备与基站之间的距离过大时，通过降低用户设备使用的语音编码速率，扩大基站的覆盖范围。

并且，用户设备在通信过程中存在位置移动时，本发明还可根据用户设备与基站之间的当前距离，动态调整用户设备当前使用的语音编码速率，保持用户设备的正常通信，进而保证为用户设备提供的服务质量，使得通信网络为用户设备提供的服务质量不会由于用户设备的位置移动而降低。

另外，本发明还可将AMR语音编码技术主要应用于通信距离与语音质量均衡之中的同时，将AMR语音编码技术应用于通信网络容量和语音质量的均衡之中，使通信网络具有更加良好的性能。

根据本发明提出的方法，不必增加基站的数量就能够获得较大的覆盖范围，大大节省了通信网络的建设成本和维护成本；并且能够为用户设备提供优良的服务质量，显著地提高了通信网络的整体性能。

附图说明

图1为本发明的实现过程示意图；

图2为AMR语音编码速率与覆盖面积的关系示意图；

图3为本发明一实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

第三代WCDMA通信网络属于码分多址通信网络，是通过信道码区分同一载波上的不同用户设备的。虽然同一小区内不同用户设备的信道码相互正交，理论上，各用户设备间没有互干扰，但是由于移动通信中无线传播环境的复杂性，发射机与接收机之间传输的信号经过多径传播后，同一小区内不同用户设备之间的信号已不能完全正交了，这样，各用户设备之间必然存在互干扰，直接对通信网络支持的容量产生影响，致使通信网络支持的容量降低。在WCDMA通信网络中，为减少用户设备之间的互干扰，在语音业务中采用自适应多速率(AMR)语音编码技术，根据通话语音的信源情况对用户设备使用的语音编码速率进行控制，可选用的语音编码速率包括4.75Kbps、5.15Kbps、5.9Kbps、6.7Kbps、7.4Kbps、7.95Kbps、10.2Kbps和12.2Kbps。

通信网络的负荷较轻时，可采用高一些的语音编码速率为用户设备提供语音业务，即网络侧为用户设备配置高一些的语音编码速率，如7.95Kbps、或10.2Kbps、甚至12.2Kbps；如果通信网络的负荷继续降低，则网络侧可适当提高用户设备当前使用的语音编码速率，为用户设备提供质量更好的语音业务，如网络侧将用户设备当前使用的语音编码速率由7.95Kbps提高至10.2Kbps，最高可将用户设备使用的语音编码速率提高至12.2Kbps，使得在通信网络负荷较低的情况下，网络侧能够为用户设备提供良好的语音质量。如果通信网络的负荷增加，则网络侧可适当降低用户设备当前使用的语音编码速率为用户设备提供语音业务，如网络侧将用户设备当前使用的语音编码速率由10.2Kbps降低至7.4Kbps，最低可将用户设备使用的语音编码速率降低至4.75Kbps，通过降低用户设备使用的语音编码速率，降低用户设备间的互干扰，从而提高通信网络支持的容量。

由于信源编码与信道编码之间存在一一对应的关系，AMR语音编码技术能够根据通信信道的改变而动态调整信源编码与信道编码之间的比特分配，在优化频谱资源的同时，增强通信网络的灵活性并提高语音质量，减少用户设备间的互干扰，提高通信网络支持的容量。

根据以上描述可见，基于通信网络性能的AMR语音编码技术，通过对语音连接的信源编码速率与信道参数进行协调考虑，合理有效地利用系统负载：能够在通信网络负载较轻时，为用户设备提供良好的语音质量；而在通信网络负载较重时，通过适当降低为用户设备提供的语音质量，提高通信网络支持的容量，使通信网络能够容纳更多的用户设备。

虽然现有技术中将AMR语音编码技术应用于通信网络容量与语音质量的均衡之中，但是考虑到覆盖是体现服务质量的重要方面，本发明中将AMR语音编码技术主要应用于通信距离与语音质量的均衡之中；较佳地，本发明还可将AMR语音编码技术主要应用于通信距离与语音质量均衡之中的同时，将AMR语音编码技术应用于通信网络容量和语音质量的均衡之中。以上所述的通信距离为用户设备与基站之间的距离。

本发明中，网络侧获知用户设备与基站之间的距离，根据设定的语音编码速率与通信距离的对应关系，为用户设备配置语音编码速率；进一步地，某用户设备在通信过程中存在位置移动时，网络侧能够根据该用户设备与基站的当前距离，动态调整该用户设备使用的语音编码速率，使得通信网络为用户设备提供的服务质量不会由于用户设备的位置移动而降低。根据本发明提出的方法，能够保持用户设备的正常通信，大大提高服务质量。另外，本发明中仍然可将AMR语音编码技术应用于通信网络容量与语音质量的均衡之中，即根据用户设备与基站的当前距离，以及当前的通信网络容量，为用户设备配置当前使用的语音编码速率，并且，根据用户设备与基站距离和通信网络容量的改变，动态调整用户设备的语音编码速率。

图1为本发明的实现过程示意图，如图1所示，本发明中，根据用户设备与基站的距离，配置用户设备的语音编码速率的实现过程包括以下步骤：

步骤101～步骤102：用户设备向网络侧发起随机接入请求。基站收到用户设备的随机接入请求后，计算用户设备与基站自身的距离，然后向基站控制器(RNC)上报用户设备与基站之间的距离，即通信距离。

在WCDMA通信网络中，由于用户设备只能在系统设定的特定时刻发送随机接入请求，因此基站能够根据该特定时刻与收到随机接入请求时刻的时间差，以及无线电波在空间传输的速度，计算出用户设备与基站之间的距离。

步骤103～步骤104：RNC收到基站上报的通信距离后，根据预先设定的语音编码速率与通信距离之间的对应关系，为相应用户设备配置语音编码速率，然后向基站发送配置好的语音编码速率。基站收到配置好的语音编码速率后，在通信信道上为用户设备配置语音编码速率。

步骤105：用户设备与基站之间，基站与RNC之间按照配置好的语音编码速率进行通信。

进一步地，如果以上所述的用户设备在通信过程中存在位置移动时，则网络侧根据用户设备当前与基站之间的距离，动态调整用户设备使用的语音编码速率：如果用户设备与基站之间的距离减小，则网络侧可根据用户设备与基站之间的当前距离，适当提高用户设备使用的语音编码速率，如网络侧将用户设备当前使用的语音编码速率由7.4Kbps提高至7.95Kbps，最高可将用户设备使用的语音编码速率提高至12.2Kbps，在用户设备与基站相距较近时，通信网络为用户设备提供更好的语音质量；如果用户设备与基站之间的距离增大，则网络侧可根据用户设备与基站之间的当前距离，适当降低用户设备使用的编码速率，如网络侧将用户设备当前使用的语音编码速率由7.4Kbps降低至6.7Kbps，最低可将用户设备使用的语音编码速率降低至4.75Kbps，通过降低用户设备使用的语音编码速率，保持用户设备的正常通信，进而保证为用户设备提供的服务质量，使得通信网络为用户设备提供的服务质量不会由于用户设备的位置移动而降低。网络侧可根据定位等技术，获知用户设备在通信过程中的位置移动。

根据以上描述可见，本发明中将AMR语音编码技术应用于通信距离与语音质量的均衡之中，网络侧根据用户设备与基站之间的当前距离，配置用户设备当前使用的语音编码速率，当用户设备与基站之间的距离过大时，通过降低用户设备使用的语音编码速率，扩大基站的覆盖范围。根据预先设定的语音编码速率与通信距离之间的对应关系，可将每个基站的覆盖范围设置为与最小语音编码速率相对应的通信距离，在用户设备与基站之间的距离为该通信距离时，为该用户设备配置最小语音编码速率，从而使得基站的覆盖范围不再是确定的范围，而是根据覆盖范围与配置的语音编码速率相对应，大大提高了基站的覆盖范围，如图2所示，图中实线为覆盖增益，虚线为覆盖面积的增加值，为用户设备配置最小语音编码速率4.75Kbps与为用户设备配置最大语音编码速率12.2Kbps相比，能够获取2.2dB的边缘覆盖增益，相当于增加30％的覆盖面积，显著地提高了通信网络的整体性能。

虽然用户设备与基站之间的距离增大，信号在空中传输的链路损耗将增加，但是由于基站向用户设备发射的信号的总能量是相同的，那么语音编码速率大的信号能量就小，相反的，语音编码速率小的信号能量就大，经过传输的链路损耗后，能量小的信号的剩余能量就十分微弱，导致信号解调困难或根本无法解调，使用户设备的正常通信受到影响，甚至中断用户设备的正常通信；而能量大的信号的剩余能量就会相对多一些，能够正确解调，使用户设备的正常通信不受影响。

另外，AMR语音编码技术在应用于通信距离与语音质量均衡之中的同时，还可应用于通信网络容量和语音质量的均衡之中，即根据用户设备与基站之间的距离配置用户设备使用的语音编码速率后，如果通信网络的负荷降低，则网络侧可适当提高用户设备当前使用的语音编码速率，如果通信网络的负荷增大，则网络侧可适当降低用户设备当前使用的语音编码速率。

图3为本发明一实施例示意图，如图3所示，用户设备301位于基站的覆盖范围A中，用户设备302位于基站的覆盖范围B中，用户设备303位于基站的覆盖范围C中，并且网络侧预先设定的语音编码速率与通信距离之间的对应关系为：覆盖范围A与10.2Kbps相对应，覆盖范围B与7.4Kbps相对应，覆盖范围C与5.15Kbps相对应，这样，网络侧为用户设备301配置的语音编码速率为10.2Kbps，为用户设备302配置的语音编码速率为7.4Kbps，为用户设备303配置的语音编码速率为5.15Kbps。如果用户设备301向靠近基站的方向移动，则网络侧可根据其与基站之间的距离，增大用户设备301当前使用的语音编码速率，如增大至12.2Kbps。如果用户设备302向远离基站的方向移动，则网络侧可根据其与基站之间的距离，减小用户设备302当前使用的语音编码速率，如减小至5.9Kbps。此时，如果通信网络的负荷增大，则网络侧可适当降低用户设备当前使用的语音编码速率，如将用户设备301当前使用的语音编码速率由12.2Kbps降低至10.2Kbps，将用户设备302当前使用的语音编码速率由5.9Kbps降低至5.15Kbps，将用户设备303当前使用的语音编码速率由5.15Kbps降低至4.75Kbps。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种扩大覆盖范围的方法，其特征在于，设置语音编码速率与通信距离之间的对应关系，根据所述对应关系，将基站的覆盖范围设置为与自适应多速率AMR编码中的最小语音编码速率相对应的通信距离，所述通信距离为用户设备与基站之间的距离，

网络侧获取用户设备与基站之间的距离；

网络侧根据该用户设备与基站之间的距离和所述对应关系，为用户设备配置AMR编码中的语音编码速率。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧获取用户设备与基站之间的距离包括：网络侧接收用户设备发起的随机接入请求，根据设定的随机接入请求发起时刻与该随机接入请求到达时刻的时间差，以及无线电波的空间传输速度，计算用户设备与基站之间的距离。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络侧获取用户设备与基站之间的距离为：基站接收用户设备发起的随机接入请求，根据设定的随机接入请求发起时刻与该随机接入请求到达时刻的时间差，以及无线电波的空间传输速度，计算用户设备与基站之间的距离，然后向网络侧的基站控制器RNC上报计算出的距离。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧根据该用户设备与基站之间的距离和所述对应关系，为用户设备配置AMR编码中的语音编码速率之后进一步包括：

C、用户设备与网络侧根据配置的语音编码速率进行通信。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，用户设备在通信过程中进行位置移动，所述步骤C之后进一步包括：

D、网络侧根据用户设备与基站的当前距离、以及所述对应关系，动态调整用户设备当前使用的语音编码速率。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

用户设备与基站之间的距离增大，则步骤D中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：减小为用户配置的语音编码速率。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

用户设备与基站之间的距离减小，则步骤D中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：增大为用户配置的语音编码速率。

8、根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

a、网络侧根据通信网络的当前负荷，动态调整用户设备当前使用的语音编码速率。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

通信网络的当前负荷增大，则步骤a中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：减小为用户配置的语音编码速率。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

通信网络的当前负荷减小，则步骤a中所述动态调整用户设备当前使用的语音编码速率为：增大为用户配置的语音编码速率。