CN101087168B - 时分多址蜂窝通讯系统中基站扇区朝向的检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分多址蜂窝通讯系统中基站扇区朝向检查方法，在所要检查的网络范围内，设置一小区为发射小区，其他为接收小区，为所有小区配置载频及同步测量帧，发射小区配置同步测量帧中的发射时隙，所有接收小区配置同步测量帧中的接收时隙；发射小区内的各扇区依次发射信号，其他所有接收小区接收所述发射信号；记录发射小区的发射信号、时间及强度，并对所有接收到信号的扇区，记录接收到信号时间、信号特征及强度；重复上述所有步骤，直至检查范围内的所有小区均曾被设置为发射小区；根据记录的数据及接收、发射扇区之间位置信息，判断发射扇区朝向是否正确。按照本发明所述方法，可以实现简单、快速地检查基站扇区朝向。

Description

时分多址蜂窝通讯系统中基站扇区朝向的检查方法

技术领域

本发明涉及TDD(TimeDivision Duplex，时分双工)无线蜂窝通讯领域，具体地说，是涉及一种在TDD无线蜂窝通讯网络中，检查基站扇区朝向的方法。

背景技术

所谓时分多址系统，是指通过不同时隙区分不同用户的语音、数据信息，以避免不同用户之间产生干扰。对于采用TDD通讯模式的时分多址系统，其上下行链路共享同一频率资源，在上下行时隙之间留有足够大的保护时隙，以避免在上下行时隙之间由于空中传输延时导致的串扰，如图1所示。基于TDD的时分多址无线网络要求严格的网络同步。

无线通讯基站通常支持三扇区发射，这里称三扇区为alfa扇区、beta扇区、gamma扇区。每个扇区典型覆盖范围是120°，三个扇区构成360°范围的无线覆盖。

在实施蜂窝网络工程建设过程中，工程规范对三扇区基站的扇区朝向有明确的要求，并对三扇区的空间排布顺序作规定。比如Alfa、beta、gamma扇区要求按顺时针顺序配置，并要求alfa扇区配置为靠正北方向最近的朝向等等。但是由于种种原因，总会有部分基站的扇区在工程安装和配置过程中，扇区朝向和空间排布顺序发生错位。例如：三扇区的设计要求是30°/150°/270°，alfa扇区配置为北偏东30°，beta扇区配置为南偏东30°，gamma扇区配置为正西朝向。但实际工程配置的朝向可能是gamma扇区配置为北偏东30°，alfa扇区配置为南偏东30°，beta扇区配置为正西。三扇区顺序错位既不影响该基站的通讯功能，也不影响基站的性能。因此在施工过程中以及在工程质量检查过程中很难发现。但这类工程质量问题会对网络性能造成不同程度的影响。例如三扇区错位安装就可能造成邻区错误配置，因为网络规划人员默认alfa扇区是朝向北面，那么在alfa扇区北面的邻区就很可能被配置位alfa扇区的邻区。但实际上alfa扇区是朝向东南方向。邻区配置错误将导致切换掉话，影响网络性能指标。

以往定位这类问题的方法是通过对路测数据进行分析，发现、定位扇区朝向错位的问题，再通过后台调整扇区配置和邻区配置，完成工程整改。经验表明，在城区对每个扇区错位的基站的问题定位、工程整改，通常需要至少2名工程师，2-3天的工作量。如果基站在偏远的县城，工程整改工作的难度和工作量将大得多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种时分多址蜂窝通讯系统中基站扇区朝向的检查方法，来实现简单、快速地检查基站扇区朝向。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

时分多址蜂窝通讯系统中基站扇区朝向的检查方法，包括如下步骤：

(1)、在所要检查的网络范围内，设置一个小区为发射小区，其他小区均为接收小区，为所有小区配置载频及至少一个同步测量帧，为发射小区配置同步测量帧中的发射时隙，并为所有接收小区配置同步测量帧中的接收时隙；

(2)、发射小区在指定载频、指定测量帧中的指定发射时隙发射信号，所述网络检查范围内的其他所有接收小区在指定载频、指定测量帧中的指定时隙接收所述发射小区发射的发射信号；

(3)、记录发射小区的发射信号、发射信号的时间及信号强度，并对所有接收到信号的扇区，记录接收到信号的时间、信号特征及接收信号的强度；

(4)、重复上述步骤(1)-步骤(3)，直至检查范围内的所有小区均曾被设置为发射小区；

(5)、根据所述记录及接收扇区与发射扇区之间的位置信息，判断发射扇区的朝向是否正确。

本发明所述的方法，其中，所述所要检查的网络范围是全业务区网络范围。

本发明所述的方法，其中，所述所要检查的网络范围是局部业务区域网络范围。

本发明所述的方法，其中，所述同步测量帧是多个时，同步测量帧的选择是连续的，或在一段时间内随机选择的。

本发明所述的方法，其中，所述接收时隙包含TS0、整个发射时隙和延时保护带宽。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(2)中的发射信号是某一随机序列或工作频带内某一频点上的单音信号。

本发明所述的方法，其中，所述接收小区在指定载频、指定测量帧中的指定时隙接收所述发射扇区发射的发射信号，当接收信号的R值超出设定的门限值时，则认为接收到发射信号。所述接收信号的R值＝接收时隙宽带接收功率/时隙零的宽带接收功率。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(4)中，所述重复上述步骤(1)-步骤(3)，直至检查范围内的所有小区均已被设置为发射小区，扇区朝向检查只需要遍历新增站点的所有扇区即可。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(5)是通过公式：扇区朝向矢量＝∑接收导频强度×站间距×站间距矢量，来计算扇区朝向角的估计值，当扇区朝向角估计落在[扇区朝向角±偏差门限]范围内时，认为扇区朝向正确，其中‘∑’表示矢量累加和‘×’表示乘法运算。

本发明所述的方法，其中，所述偏差门限设置为±30°。

本发明所述方法，通过在所要检查的网络范围内，依次以唯一一小区为发射小区配置测量帧中的发射时隙并发送发射信号至其他小区接收，通过记录的发射及接收信号的时间、强度及发射和接收扇区的位置关系，实现了判断发射扇区朝向是否正确；实现了一次性通过后台完成工程整改，大大提高了工作效率。

本发明所要解决的技术问题、技术方案要点及有益效果，将结合实施例，参照附图作进一步说明。

附图说明

图1为TDD通讯模式示例；

图2为TD-SCDMA系统10ms帧结构

图3为TD-SCDMA系统5ms子帧结构

图4为典型的时分多址蜂窝通讯系统结构图；

图5为时分多址蜂窝通讯系统中本发明实施例所述方法流程图；

图6为时分多址蜂窝通讯系统中本发明另一实施例所述方法流程图。

具体实施方式

下面我们以TD-SCDMA蜂窝通讯系统为例，对本发明所述基站扇区朝向检查方法作进一步说明。

TD-SCDMA的时隙结构，如图2和图3所示。基本无线帧为10ms帧，每个10ms无线帧又被分为两个5ms子帧。每个5ms子帧包含7个突发时隙和一个特殊时隙。标准规定0时隙作为下行时隙，1时隙作为上行时隙。相邻的上下行突发时隙之间被称为业务转换点，协议规定每个无线子帧包含两个业务转换点(参见TS25.2215A.1)。第一个转换点位于特殊时隙。特殊时隙由下行导频时隙DwPTS，保护带宽GP和上行导频时隙UpPTS组成。下行导频与上行导频中间隔着96chips的保护带宽，用于克服上下行链路之间的干扰。

参照图4，典型的蜂窝移动网络通常包括无线接入网RAN和核心网CN两个部分。RAN与用户终端在空中建立通讯链路，完成语音、数据信息的双向传送。业务数据(语音或数据)通过核心网接入公网(可能是公用交换电话网络，也可能是Internet网络)。核心网还负责完成对合法用户的鉴权和移动漫游控制等功能。基站系统RAN中包括基站收发信机NODE-B和基站控制器RNC。在时分多址系统中，所有NODE-B要求同步，比如同步于全球定位系统GPS。每个基站控制器留有操作维护接口，可以连接操作维护模块OMM。在拓扑图中，OMM作为单个RAN网络的集中点，可以与多个NODE-B建立通信路由。OMM负责完成对所辖RAN系统的数据配置和设备维护等功能。对于配置有多个RNC的网络，在多个OMM上一级可以配置地区操作维护控制台LOMC。在拓扑图中，LOMC作为多个RAN网络的集中点，可以与多个RAN系统下挂的所有NODE-B建立通信路由。LOMC负责完成对所辖多个RAN系统的数据配置和设备维护等功能。

对于单个RAN系统覆盖的网络区域，可以通过图5流程图所示的流程，实现TD-SCDMA基站扇区朝向的检查。

501、通过OMM后台配置天线朝向检查的范围。可以是整个RAN业务区，也可以只配置RAN业务区中的局部区域(如某一个地理区域，由于地貌特点决定了该区域受相邻地域的同频网络的影响较小；或者针对新增站点周围地域，作合理的区域边界放大，确保同频网络业务干扰可以忽略不计)；

502、通过OMM后台在步骤501中指定区域范围内，依次配置唯一发射小区，其它所有小区配置为接收小区；

503、通过OMM后台为业务区测试范围内的所有小区配置载频、同步测量帧(该帧的起始时间同步)；

这里，同步测量帧数目可以通过下述方式确定：满足信号检测的可靠性要求。同步测量帧至少需要配置1帧，也可以设置多帧，以保证检测结果的可靠性。如果同步测量帧配置多个，多个同步测量帧的选择可以是连续的，也可以在一段时间里随机选择若干同步测量帧；

504、通过OMM后台配置指定载频、发射小区测量帧中DwPTS时隙为发射时隙；所有接收小区测量帧中的TS0和DwPTS+GP为接收时隙；这里，TS0代表时隙0，发射小区在测量帧中的TS0不发射任何信号；

505、发射小区在指定载频、指定测量帧的发射时隙发射该小区的导频信号，业务区中的其它小区指定载频、在指定测量帧的指定时隙接收信号，并通过设置门限判定是否接收到信号。门限值可以按以下公式计算：门限值R＝接收时隙的RTWP/TS0的RTWP，其中，RTWP表示宽带接收功率。若R的设定门限为3dB，如果检测到的R值超过3dB，或接收通道被阻塞，则认为接收到信号；否则认为没有接收到信号。如果判断接收到信号，对接收信号进行解调。

506、记录相关数据，并上报OMM。记录发射小区的导频信号，发射导频信号的时间及强度等信息。对于所有接收到导频信号的扇区记录接收到信号的时间，解调出的导频序列以及接收信号的强度。

507、判断是否已遍历所有待检小区。对于前面提到的第一种应用场景，即检查整个RAN业务区时，重复502-506步骤，直至测试范围内的所有小区的所有扇区均曾被指配为发射扇区。对于第二种应用场景，即检查RAN业务区中的局部区域，扇区朝向检查只需要遍历新增站点的所有扇区即可。

508、根据所记录的测试数据及周边接收到某发射扇区信号的基站位置，判断该发射扇区的朝向，即，通过计算扇区朝向角的估计值，来验证该扇区的朝向是否正确。粗略的计算公式可以表示为：扇区朝向矢量＝∑接收导频强度×站间距×站间距矢量。其中‘∑’表示矢量累加和‘×’表示乘法运算。扇区朝向矢量所指的方向就是扇区朝向角的估计值。当扇区朝向角估计落在[扇区朝向角±偏差门限]范围内时，认为扇区朝向正确。偏差门限可以根据网络环境特点设置，通常建议偏差门限设置为±30°。

本实施例仅仅是说明一种针对单个RAN网络的扇区朝向检测实现方式。其中，发射、接收时隙配置方式、门限设置值等包含多种，均在本专利保护范围内。比如考虑到实现方便，也可以配置UpPTS为发射小区的发射时隙，接收时隙宽度配置为UpPTS+GP；考虑到具体环境特征，判断接收信号门限设置为2dB或4dB等等。

对于多个RAN系统覆盖的区域网络，可以通过图6流程图所示的流程，实现TD-SCDMA基站扇区朝向的检查。

601、通过LOMC后台配置天线朝向检查的范围。可以是整个多RAN业务区，也可以只配置多RAN业务区中的局部区域(如某一个地理区域，由于地貌特点决定了该区域受相邻地域的同频网络影响较小；或者针对新增站点周围地域，作合理的区域边界放大，确保同频网络业务干扰可以忽略不计)；

602、LOMC后台通过多个OMM后台在指定区域范围内，依次配置唯一发射小区，指令其它所有小区为接收小区；

603、LOMC后台通过OMM后台为业务区测试范围内的所有小区配置载频、同步测量帧(该帧的起始时间同步)；

这里，同步测量帧数目确定原则：满足信号检测的可靠性要求。至少需要配置1帧，也可以设置多帧，保证检测结果的可靠性。如果同步测量帧配置多个，多个测量帧的选择可以是连续的，也可以在一段时间里随机选择若干同步测量帧；

604、LOMC后台通过OMM后台配置指定载频、指定发射小区测量帧中的DwPTS时隙为发射时隙；所有接收小区测量帧中的TS0和DwPTS+GP为接收时隙。TS0代表时隙0，发射小区在测量帧中的TS0不发射任何信号；

605、发射小区在指定载频、指定测量帧的发射时隙发射该小区的导频信号，业务区中的其它小区在指定载频、指定测量帧的指定时隙接收信号，并通过设置门限判定是否接收到信号。门限值可以按以下公式计算：门限值R＝接收时隙的RTWP/TS0的RTWP，公式中的RTWP表示宽带接收功率。R的设定门限为3dB，如果检测到的R值超过3dB，或接收通道被阻塞，则认为接收到信号；否则认为没有接收到信号。如果判断接收到信号，对接收信号进行解调；

606、记录相关数据，并上报LOMC。记录发射小区的导频信号，发射导频信号的时间及强度等信息。对于所有接收到导频信号的扇区记录接收到信号的时间，解调出的导频序列以及接收信号的强度，发送给对应的OMM后台，OMM后台再将所有扇区接收到的信息上报个LOMC；

607、判断是否已遍历所有待检小区。对于前面提到的第一种应用场景，即，检查整个多RAN业务区，重复602-606步骤，直至测试范围内的所有小区均曾被指配为发射扇区。对于第二种应用场景，即，检查多RAN业务区中的局部区域，扇区朝向检查只需要遍历新增站点的所有扇区即可；

608、根据所述记录的测试数据及周边接收到某发射扇区信号的基站位置，判断该发射扇区的朝向，即，通过计算扇区朝向角的估计值，来验证该扇区的朝向是否正确。粗略的计算公式可以表示为：扇区朝向矢量＝∑接收导频强度×站间距×站间距矢量。其中‘∑’表示矢量累加和‘×’表示乘法运算。扇区朝向矢量所指的方向就是扇区朝向角的估计值。当扇区朝向角估计落在[扇区朝向角±偏差门限]范围内时，认为扇区朝向正确。偏差门限可以根据网络环境特点设置，通常建议偏差门限设置为±30°。

本实施例仅仅是说明一种针对多个RAN网络的扇区朝向检测实现方式。其中，发射、接收时隙配置方式、门限设置值等包含多种，均在本专利保护范围内。比如考虑到实现方便，也可以配置UpPTS为发射小区的发射时隙，接收时隙宽度配置为UpPTS+GP；考虑到具体环境特征，判断接收信号门限设置为2dB或4dB等等。

本发明所述的时分多址蜂窝通讯系统中基站扇区朝向的检查方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.时分多址蜂窝通讯系统中基站扇区朝向的检查方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、在所要检查的网络范围内，设置一个小区为发射小区，其他小区均为接收小区，为所有小区配置载频及至少一个同步测量帧，为发射小区配置同步测量帧中的发射时隙，并为所有接收小区配置同步测量帧中的接收时隙；

(2)、发射小区在指定载频、指定测量帧中的指定发射时隙发射信号，所述网络检查范围内的其他所有接收小区在指定载频、指定测量帧中的指定时隙接收所述发射小区发射的发射信号；

(3)、记录发射小区的发射信号、发射信号的时间及信号强度，并对所有接收到信号的扇区，记录接收到信号的时间、信号特征及接收信号的强度；

(4)、重复上述步骤(1)-步骤(3)，直至检查范围内的所有小区均曾被设置为发射小区；

(5)、根据所述记录及接收扇区与发射扇区之间的位置信息，判断发射扇区的朝向是否正确。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述所要检查的网络范围是全业务区网络范围。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述所要检查的网络范围是局部业务区域网络范围。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述同步测量帧是多个时，同步测量帧的选择是连续的，或在一段时间内随机选择的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收时隙包含TS0、整个发射时隙和延时保护带宽。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的发射信号是某一随机序列或工作频带内某一频点上的单音信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收小区在指定载频、指定测量帧中的指定时隙接收所述发射扇区发射的发射信号，当接收信号的R值超出设定的门限值时，则认为接收到发射信号，所述接收信号的R值＝接收时隙宽带接收功率/时隙零的宽带接收功率。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述重复上述步骤(1)-步骤(3)，直至检查范围内的所有小区均已被设置为发射小区，扇区朝向检查只需要遍历新增站点的所有扇区即可。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(5)是通过公式：扇区朝向矢量＝∑接收导频强度×站间距×站间距矢量，来计算扇区朝向角的估计值，当扇区朝向角估计落在[扇区朝向角±偏差门限]范围内时，认为扇区朝向正确，其中‘∑’表示矢量累加和‘×’表示乘法运算。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述偏差门限设置为±30°。

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