CN102150451A - 用于无线网络的覆盖优化 - Google Patents

Abstract

在包括部署在指定覆盖区域中的接入点的无线网络中，通过响应于来自在限定位置处的测量接收信号功率的传感器的测量来控制接入点的发射功率和/或辐射图，从而按照位置函数优化从接入点的辐射产生的射频场强，其中接收功率与射频场强有关。传感器可以部署在指定覆盖区域内部、该区域边缘处和/或该区域外部，并且，除了传感器处的接收功率以外，还考虑传感器的位置来执行发射功率和/或辐射图方面对接入点的发射参数的优化。

Description

用于无线网络的覆盖优化

技术领域

本发明一般地涉及数据通信网络，并且更具体地，涉及用于优化包括无线接入点的网络的覆盖的方法和装置。

背景技术

数据通信网络常常包括通过无线链路连接的元件。无线连接有许多益处，特别是提供无线连接的设备的移动性以及与有线基础设施的减少相关联的便利和潜在的成本节省。通常，许多静态无线接入点可以部署在移动设备可与之形成无线连接的本地区域内，这些连接通常遵循诸如IEEE 802.11标准(例如，IEEE 802.11n)之类的工业标准。优选地，无线连接点被以在所关心的区域中给出有用覆盖这样的方式布置并通过有线或无线链路连接到数据网络。然而，可用无线带宽通常由于管理机构强加的频谱分配而受到限制，因此希望确保无线资源被以高效的方式利用。这通常通过仔细地规划无线连接点的定位、发射功率和操作频率来实现。

随着无线网络使用的增长，一个无线网络变得越来越有可能与另一网络邻近。例如，一个网络可能在由占据相邻大楼的不同公司使用的网络旁边，以致在网络之间可能经历干扰。此外，由于网络安全性的考虑，通常不希望在所需覆盖区域外面可以进行无线连接。因此，希望将覆盖限制在限定区域内，通常是大楼或公司内。如果信号可以在某位置处被以可接受的质量接收，则可以说此位置具有无线覆盖；存在许多可用来限定覆盖的公知信号质量测量，其中有信号功率电平、信号与噪声和干扰比以及误比特率。通常，无线网络可以在无许可限制频带中操作，无许可限制频带例如是诸如视频发送器之类的许多其他设备可以在其中操作的大约2.4GHz或5GHz的工业、科学和医疗无许可限制频带。并且，诸如微波炉之类的设备可以在这些频带内发射杂散信号，潜在地干扰在相同频带内操作的无线网络的操作。

已知使用传感器作为在接入点的定位、发射功率和操作频率方面规划无线网络的辅助；这样的传感器可以测量来自网络内的接入点的发射的接收信号功率以及检测来自其他网络或其它设备的干扰信号。接收信号功率与传感器的天线的位置处的根据该天线的增益的射频场强有关。因此，接收信号功率的测量可以用作射频场强的指示。这样的传感器通常是手持设备，并且例如可以用于搜索给定区域中的活动接入点。传感器可以执行频谱分析功能来识别由信号和干扰占据的频率并且执行信号分析来区分信号和干扰。传感器可以执行对可用接入点的搜索，该搜索包括被动式或主动式扫描；被动式扫描仅包括接收信号的测量，而主动式扫描包括发送信标探针，可用接入点可以被安排为对信标探针进行响应。

已知传感器可以连接到服务器和网络管理站，例如如在美国专利申请US718477中所公开的。这样的系统可以包括用于发起减轻当前射频条件的影响的动作的性能管理器。该性能管理器可以响应于由传感器检测到的高干扰电平来将接入点配置为在其它信道上操作或者对接入点的发射功率进行调节。

通常，可以借助规划工具来执行无线网络规划，例如Nortel WLAN Management Software 2300 Series。这样的工具通常提供一种将需要无线覆盖的区域的地图输入模型的方法，并且操作员可以向该地图添加已知射频障碍物的细节。该工具可以预测该区域内的射频覆盖，并且可以在该模型内调节操作功率和频率来给出所需要的覆盖区域。然而，此模型的准确性受操作员所输入的数据的限制；传播条件可能是复杂的，并且不是所有射频障碍物和反射物都可以被认识到。此外，定位接入点的灵活性可能受实际约束的限制，并且接入点的发射功率和操作频率的调节给出了有限的优化覆盖范围。

本发明的一个目的是提供解决这些不利的方法和装置。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供根据权利要求1的一种方法。将至少一个传感器置于指定覆盖区域的边缘处的益处在于可以通过将覆盖限制在该指定区域中来优化覆盖。将至少一个传感器置于指定覆盖区域外部的优点在于可以通过最小化在该指定区域外部的覆盖来优化覆盖。根据在多个传感器的每一个传感器处的测量功率与多个传感器的每一个传感器处的预期功率电平之间的差以及根据每个传感器的位置来控制接入点的发射功率具有这样的益处：可以根据预定的用于取得每个传感器处有可能冲突的需求之间的平衡的算法来实现控制，从而优化所产生的无线覆盖与指定覆盖区域之间的对应关系。

优选地，无线接入点的辐射图根据每个传感器处的功率测量和每个传感器相对于指定覆盖区域的位置来控制。控制辐射图的益处在于：接入点的发射功率可以作为方向的函数而被控制，以使得相比于由具有固定辐射图的接入点所实现的覆盖，可以更有效地在所需覆盖区域内最大化覆盖并且在所需覆盖区域外部最小化覆盖。

有利地，每个传感器处的接收信号的信号与干扰比被测量，并且对接入点的辐射功率的控制依赖于此测量。其益处在于：如果经历干扰，则可以根据信号与干扰比来优化覆盖，相比于通过仅测量信号功率获得的覆盖预测相比提供更精确的覆盖预测。

方便地，网络包括多个接入点并且对接入点的发射功率的控制依赖于每个传感器处接收到的最佳服务器的功率。最佳服务器是提供在传感器处提供信号强度方面最佳的信号的接入点。测量最佳服务器的信号强度的益处在于目标函数将代表在具有多个接入点的网络中所获得的覆盖。

有利地，在每个传感器处接收的信号的总功率被测量。这是对最佳服务器的信号功率的近似，并且具有使能经济的传感器实现的益处。

优选地，每个接入点的发射功率依赖于接入点的流量载荷。其益处在于：在具有多个接入点的网络中，载荷重的接入点的覆盖区域可以被缩小并且载荷轻的接入点的覆盖区域可以被增大，从而平衡网络中的载荷，并且潜在地减轻网络拥塞。该平衡可以通过最小化目标函数来实现，其中对目标函数的贡献基于流量载荷。

附图说明

图1是示出根据本发明一个实施例的无线通信网络的示意图。

图2示出位于指定覆盖区域外部的传感器对目标函数的典型贡献作为接收功率的函数；

图3示出位于指定覆盖区域边缘的传感器对目标函数的典型贡献作为接收功率的函数；

图4示出位于指定覆盖区域内的传感器对目标函数的典型贡献作为接收功率的函数；

图5示出采用受控制的天线图案的接入点的覆盖区域；

图6示出根据本发明一个方面的接入点；

图7示出根据本发明一个方面的馈送网络和天线波束；

图8示出根据本发明一个方面的天线波束在网络内的覆盖区域；

图9示出根据本发明一个方面的传感器在网络中的多跳网络；

图10是示出被实现为本发明一个实施例的具有一个接入点的系统中的消息的典型逻辑流的示图；以及

图11是示出被实现为本发明一个实施例的具有两个接入点并且每个接入点具有4个波束的系统中的消息的典型逻辑流的示图。

具体实施方式

一般而言，本发明针对用于优化包括无线接入点的网络的覆盖的方法和设备。

借助于示例，现在将在诸如设有无线接入点的网络的商业楼宇之类的区域的上下文中描述本发明的实施例，无线接入点也可以称为连接点或基站，一个或多个用户设备可以通过无线接入点形成无线连接。接入点通常包括收发机，收发机适合于到数据网络另一部分的无线连接也适合于到数据网络另一部分的有线连接，数据网络可以是包括在另一位置的数据中心的公司网络或者其可以包括到互联网的连接。装备无线收发机的各种设备可以经由连接点连接到网络，这各种设备例如是个人计算机(PC)和诸如PDA(个人数字助理)之类的移动数据单元，它们可以在商业楼宇内一个接入点的无线覆盖区域内移动，也可以在接入点之间的无线覆盖区域内移动。

本发明可以应用于用来进行任意类型的数据的通信的数据网络，这些数据包括但不限于数字编码的语音信号、一般的音频信号、图像和视频流。无线信号可以遵循诸如IEEE 802.11 WiFi之类的工业标准，但也可以遵循诸如超宽带无线电之类的其他工业标准，或者遵循私有标准，或者可以不遵循特定的被接受的标准。

图1示出根据本发明一个实施例的网络，其包括：位于指定覆盖区域12内的3个接入点2a、2b和2c以及部署在3种位置的传感器；部署在所需覆盖区域内的被指定为中间传感器或“M”传感器4a……4e的传感器，位于所需覆盖区域边缘的被指定为边缘传感器或“E”传感器6a……6g的那些传感器，以及位于所需覆盖区域外部的被指定为外部传感器或“O”传感器8a……8e的那些传感器。所需覆盖区域是通常由网络规划商或管理员指定的希望可以在用户设备与接入点或多个接入点之一之间建立射频链路的区域。在大楼里，可以依照用户想要在其上能够接收可接受质量的射频(RF)信号的地板空间(floor space)的面积，来方便地定义区域。质量通常用信号电平来限定。因此，假定覆盖的范围表示在地板空间延展的容积或区域，用户设备可以被期望适当地定位在其中并且其高度将取决于应用；例如，在货仓中，所需覆盖区域会比在办公室空间中延展到更高的高度。因此，可以明白，尽管指定覆盖被方便地描述为面积，但是本发明并不限于对二维面积的覆盖的优化；覆盖也可以在三维空间中在垂直尺度上被优化。传感器除了可以被部署在大楼的墙壁上以外，例如也可以被部署在地板上和天花板上。

每个传感器与无线电网络控制器通信，无线电网络控制器可以位于接入点本地或者位于与之远离的位置；通信可以借助接入点所使用的无线电资源，或者借助不同的无线电资源，从而能够按照与用于接入点与设备之间的通信的标准不同的标准操作。例如，接入点可以在5GHz WiFi频带中操作，并且传感器与无线电网络控制器之间的通信可以包含2.4GHz WiFi频带的使用，反之亦然。

可替换地或者另外地，传感器可以使用被优化用于低数据速率通信的诸如Zigbee之类的无线电协议或可以用于传感器网络的其它协议来与无线电网络控制器通信。传感器可以是小型便宜的低功率设备并且它们可以从环境中吸取电力，从而使得不需要为传感器提供电池或供电干线电源。传感器可以通过调制正如在射频ID标签(tag)领域公知的反射的射频信号来通信，从而使能低功率操作。

可替换地，传感器可以由供电干线电源供电，并且这样可以方便地位于可被插入供电干线电力插座中的外壳内。传感器与无线电网络控制器之间的通信可以方便地部分通过电力线通信技术来实现，通过此电力线通信技术，信号可以从传感器被发送到方便的位置以用于连接到到无线电网络控制器的数据链路。

一般地，位于覆盖区域外部的传感器被布置为使用由接入点使用的无线电资源以外的通信手段。然而，在某些情况中，如果通信以低数据速率进行从而使得能够以比对于到与接入点通信的用户设备的通信可接受的信噪比更弱的信噪比来建立链路的话，位于所需覆盖区域外部的传感器能够使用由接入点使用的无线电资源。

如图1中所示，无线电网络控制器10经由数据链路与无线接入点2a、2b和2c通信，该数据链路通常是传统的有线电信连接，其可以具有涉及无线电链路或其它链路的组件。无线电网络控制器10根据每个传感器处的测量以及每个传感器相对于所需覆盖区域的位置，来控制辐射功率并且优选地也控制来自每个无线接入点的辐射图(radiation pattern)。每个接入点的辐射图和/或发射功率被控制，以使得无线接入点的覆盖区域14a、14b和14c的合成尽可能接近地对应所需覆盖区域12。在图1的示例中，接入点12c被示出具有全向辐射图；覆盖区域14c受接入点2c的发射功率控制。接入点2a和2b被示出具有这样的覆盖区域，所述覆盖区域由对相应接入点的辐射功率的控制和/或由对相应接入点的辐射图的控制来确定。

对接入点2a、2b和2c的辐射功率和/或辐射图的控制可以借助成本函数的最小化来进行，成本函数也称为目标函数。目标函数基于传感器的贡献(contribution)的组合，目标函数被设计为使得其最小化将导致与所需解决方案更接近的情形；这可以是将给出被优化为与所需或指定覆盖区域尽可能接近这样的无线覆盖范围的场强方图。如已经提及的，如果信号可以在某位置处被以可接受的质量接收到，则可以说此位置具有无线覆盖，可接受的质量例如可以用信号功率水平、信号与噪声和干扰比或误比特率来限定。这些测量中的每一个都与所讨论的位置处的射频场强有关。目标函数最小化的目标可以视为射频场强图的优化。因此，无线电网络控制器10以使得目标函数最小化这样的方式来控制每个接入点的辐射图和/或发射功率。

应当注意，本发明的实施例可以仅包括单个接入点。在该情况中，目标函数被预先定义，以使得目标函数的最小化(这通常在无线电网络控制器的控制下)导致从自该接入点发射的功率辐射产生的场强被优化。

图2、3和4示出将由传感器接收到的信号的功率测量与该传感器对目标函数的贡献16关联的典型函数。这些示图分别地针对位于网络的所需覆盖区域外部的传感器(图2)、位于该区域边缘的传感器(图3)和在该区域内的传感器(图4)示出由传感器接收到的功率与传感器的贡献之间的关系。在该情况中，目标函数是被设计为这样的函数，其作为网络的覆盖和所需覆盖图之间的对应关系的函数而变化。例如，当所需区域内的覆盖增大时，目标函数可以减小，但是，如果在所需覆盖区域外面检测到增大的功率量，则目标函数可以增大。

从图2中可见，位于所需覆盖区域外部的传感器对目标函数的贡献16在低于最大可接受接收功率值时是恒定的，并且对于在该值以上的接收功率则增大。可接受接收功率值，也称为阈值，在这里示为在无线链路的操作信道(通常为20MHz)内是-95dBm；阈值被设置成不可能进行连接的电平。根据特定系统的要求，阈值可以被设置成其它电平；例如，在特定系统中，将阈值设置为本底噪声可能会方便。针对在阈值以上的接收功率定义对目标函数的贡献16的曲线可以根据与给定功率电平的信号接收相关联的感知损益(perceived penalty or benefit)而被设置为方便的形状。例如，该曲线的方便形式可以是接收功率与阈值功率之比的取对数的平方；即，分贝值的平方。可替换地，可以发现接收功率电平与对目标函数的贡献之间的线性、对数或多项式关系或者这些关系的组合是有益的。类似的考虑适用于如图3和图4中所示的对目标函数的贡献。

如图3中所示，对于位于指定覆盖区域边缘的传感器，当接收功率偏离到与最小可接受信号电平对应的值以上或以下时，对目标函数的贡献16会增大。在所图示的情况中，-70dBm的功率电平被示为最小可接受信号电平，还是假定是在20MHz带宽中测得的；可接受电平是系统特定的并且将依赖于调制格式和所期望的数据速率。另外，可接受电平可以依赖于干扰环境，以使得如果预料到干扰，则可以设置比如果环境是无干扰的时所设置的可接受信号电平更高的可接受信号电平。

如图4中所示，对于位于指定覆盖区域内的传感器，当接收功率偏离到与最小可接受信号电平相对应的值以下时，对目标函数的贡献16会增大。如在图3的情况中一样，-70dBm的功率电平被示为最小可接受信号电平。如果接收到的信号功率在该可接受电平以上，则对目标函数的贡献是恒定的；这图示出相比于以可接受电平接收的信号，在可接受电平以上的信号功率中没有感知获益。通常，恒定值可以是零，但是根据目标函数的形式可以是其他值；在某些情况中，可以是不恒定的值；例如，因为功耗可能与从一个或多个接入点发射的功率有关，所以，例如，对目标函数的贡献可能再次上升到指定的最大所需接收功率电平以上，以使网络中的功耗最小化。

在图2、3和4中所图示出的每种情况中，优选地，信号功率是传感器所看到的最佳服务器的功率，最佳服务器即提供在信号电平或信噪比方面最佳的信号的接入点。当控制器优化覆盖图时，作为最佳服务器的接入点的选择可能改变。因此，可以明白，最小化目标函数的适应过程按照迭代过程而进行，所述迭代过程可能例如由于选择不同的最佳服务器来产生传感器的输出而经历中断。

在一个变形例中，作为对最佳服务器选择的近似，在传感器处接收到的服务器的总功率被用来计算对目标函数的贡献。该近似在简化传感器的设计从而潜在地使传感器的成本和功耗最小化这些方面是有益的。

可以使用使目标函数最小化的各种算法来控制接入点的发射功率和/或辐射图。应当注意，目标函数或成本函数的最小化等同于使表示覆盖的品质因数(figure of merit)的函数最大化。使目标函数最小化的一种公知方法是Nelder-Mead Downhill Simplex算法。这样的算法通过扰乱可控变量并测量该扰乱对目标函数的影响来运算，可控变量例如是被应用于天线元件的发射功率、天线波束的衰减或复数权重。可控变量然后被更新以最小化目标函数。还知道用于最小化目标函数的其它算法，例如，简单顺序扰乱算法，其中每个变量依次被各个扰乱并且在最小化目标函数的方向上进行更新。

图5图示出通过控制应用于多个天线波束的增益来控制接入点2的辐射图。各个波束的覆盖区域14a、14b、14c、14d由于对各个波束的增益控制而不同。示出了4个波束的示例，但是应当明白，可以采用任意数目的波束，包括在俯仰和方位上不同的波束，从而形成三维辐射图。

在这些波束的覆盖区域重叠的地区中，例如，覆盖区域14a和14b之间的重叠区域中，各个波束之间的干扰会引起辐射图中的零点(null)，这在最大化覆盖方面是不希望的。为了避免形成零点，在申请人的美国专利US7181245中公开了将空间上相邻的波束布置为正交极化地操作，从而避免相邻波束之间的干扰。

图6以示意的形式示出可以实现图5的波束图的接入点2。无线电网络控制器10控制天线馈送网络20，天线馈送网络20将去往和来自无线收发机22的信号馈送给波束天线18a、18b、18c和18d。波束天线可以用正交极化地收发信的元件来布置。可以有两个或多个无线电信道(例如，分集支路)从收发机22经由相应连接21a、21b连接到馈送网络20；这些信道可以用来在分集天线图(例如，极化分集图)上操作。

图7更详细地示出馈送网络20和波束天线18a、18b、18c和18d。馈送网络根据如下公知的基本原理操作：通过其间在一个臂上布置相位偏移器的背靠背3dB混合电路的网络可以无损地实现不相等的功率划分；相位偏移器的调节决定功率划分，从而避免使用衰减器的低效率。

可以通过考虑3dB混合电路24a和24b来图示出操作的基本原理。相位偏移器26a的调节决定应用于3dB混合电路24a的端口A和3dB混合电路24b的端口B和C之间的功率的划分。一系列相似的可变划分器结构被布置，以使得在21a处应用于馈送网络20的输入将分别在波束天线18a、18b、18c和18d的天线元件VA、HB、VC和HD之间划分，其中V表示垂直极化而H表示水平极化。应当明白，极化的指定是任意的并且也可以使用其它正交极化状态对，例如+/-45度线性极化或左手和右手圆极化。功率划分由无线电网络控制器10控制的相位偏移器26a、26b和26d的设置决定。

类似地，在21b处应用于馈送网络20的输入将分别在波束天线18a、18b、18c和18d的天线元件HA、VB、HC和VD之间划分。类似地，功率划分将由无线电网络控制器10控制的相位偏移器26d、26e和26f的设置决定。

对于多输入多输出(MIMO)应用(例如在使用标准IEEE 802.11n时可以采用)，两个MIMO支路MIMO1和MIMO2可以包括馈送网络20的相应端口21a和21b。因此，本发明的实施例特别适合用于这样的MIMO应用。

可以实现这样的可替换布置，其中3dB混合电路24d、24e、24j和24k连接到波束天线18a、18b、18c和18d的与图7中所示出的相应天线元件不同的各个天线元件。原则上，可以实现给定MIMO输入21a或21b连接到4个天线元件的任意排列。一般地，优选每个MIMO输入21a或21b应当连接到覆盖范围不重合的天线元件，以给出对覆盖的最佳控制。此外，优选用于给定MIMO输入21a或21b的相邻波束被正交极化，以避免任意波束间重叠地区中的干扰。

对本领域技术人员显而易见的是，通过使用合适数目的级联功率划分器，图7的馈送网络可以扩展为馈送任意数目的天线元件，功率划分器例如可以由以上已经提及的如图7中用元件24a、24b和26a示出的背靠背3dB混合电路和相位偏移器来形成。

图8图示出接入点2a、2b、2c的波束增益控制的效果，其中接入点被如图6所示地配置。各个波束图的覆盖区域14a……14l在无线电网络控制器10的控制下被调节以如上所述地优化指定的所需覆盖区域12内的覆盖。

图9图示出在例如如图1所示的网络的传感器与无线电网络控制器10之间的通信的方法。传感器接入点28被提供用于与传感器4a……4e，6a……6g和8a……8d的通信。如已经提到的，通信可以是在未被无线接入点用于与用户设备的通信的频带内。

可见，图9图示出在多跳网络中连接的传感器，每个传感器被布置为从一个传感器向另一个传感器传递消息；例如，外部传感器8a经由无线电通信链路(称为“跳”)连接到边缘传感器6b，然后经由外部传感器8b和8c连接到传感器接入点28。如已经提到的，传感器接入点28在与有效负载接入点2a、2b和2c不同的频带中操作。以这种方法，通过部署单个传感器接入点可以维持与较广区域上的传感器的通信。这在部署硬件方面是经济的，并且相对低数据速率的传感器数据很适合以该多跳方式传送，该多跳方式可以以时间共享的方式再利用频率，从而导致相对低的数据容量但是能够经济地利用无线电频谱。

因此，可以构想到这样的传感器网络，其中这些传感器被部署为围绕指定的所需覆盖区域的周边，并且优选也被部署在该区域内部和外部。优选地，这些传感器是小型的、便宜的并且理想地是低供电操作的或通过从环境吸取的电力而自供电的。可以部署大量传感器，由于传感器之间的距离短，所以以低发射功率、多跳方式进行通信。这些传感器例如可以分布在大楼内某区域的墙壁、天花板和地板上，以使得通过响应于传感器处的测量来控制该区域内接入点的发射功率和/或天线图，使得覆盖被限制在该区域内。这使得相邻企业的网络之间能够无干扰地共存并且增强网络安全性。另外，在维持足够的覆盖的同时最小化发射功率使得无线网络的功耗能够被最小化，从而得益于减少的运作成本和较低的碳排放量。

图10示出本发明一个实施例中的典型信令，其中接入点2的发射功率由无线电网络控制器10根据来自传感器4、6和8的输出来控制。典型操作涉及通常将被迭代执行的以下步骤；即，发射参数可以通过许多迭代周期被逐渐改变。第一步骤涉及测量在传感器处接收到的功率；如已经讨论的，接收到的功率可以在中间传感器4、边缘传感器6和外部传感器8处被测量(步骤S10.1)。从每个传感器向无线电网络控制器发送指示接收到的功率并标识传感器的消息。无线电网络控制器在接收到每个消息之后，基于依赖于传感器位置的贡献函数来计算对目标函数的贡献(步骤10.2)；位置例如可以归类到中间类别、边缘类别或外部类别。也可以使用其他的位置类别，并且实际上可以使用传感器的坐标来加权作为连续函数的对目标函数的贡献。例如，外部传感器的贡献可以根据传感器的位置与指定覆盖范围的边缘之间的距离而被加权。应当注意，作为替换例，对目标函数的贡献可以在每个传感器处被计算，并且被发送给无线电网络控制器的消息传递计算出的贡献；即，步骤S10.1在传感器处被执行。

然后，计算出的贡献被组合来评估目标函数(步骤S10.3)。简单的组合方法包括将每个计算出的贡献相加。可替换地，计算出的贡献可以根据预定因子被加权并且然后相加到一起。这样的预定因子例如可以反映在M传感器处接收良好信号的相对重要性。目标函数和确定传感器对目标函数的贡献的函数通常由网络运营商或网络设计人预先确定。通常，设备销售商可以提供默认的目标函数。

然后，发射参数可以基于目标函数的计算值而被优化(步骤10.4)。根据典型的扰乱算法，发射参数(例如，发射功率)将被向上扰乱，即，被增大一小量(通常小于3dB)，并且目标函数将基于在传感器处的接收功率测量被计算出。然后，发射参数例如作为指示发射功率的消息TXP被发送给接入点2(步骤S10.5)。接入点的发射功率响应于该消息被设置(步骤S10.6)。然后，发射参数将被向下扰乱，即被减小一小量，并且目标函数将基于在传感器处的接收功率测量被再次计算出。然后，发射参数将在产生目标函数较低的值的方向上被更新。因此可见，目标函数将通过图10中所示出的处理通过许多迭代被最小化。

图11示出本发明另一实施例中的典型信令，其中两个接入点2a、2b的发射参数由无线电网络控制器10根据传感器4、6和8的输出来控制。在该示例中，每个接入点具有4个波束14a……14d以及14e……14h，并且发射参数表示各个波束的发射功率。典型操作与图10中所示出的系统的操作类似，并且被迭代执行；然而，在该情况中，需要更多的迭代，因为每个波束的功率轮流被扰乱了。替代地，发射参数可以被扰乱，并且目标函数可以用公知的Nelder-Mead Downhill Simplex算法来被优化，Nelder-Mead Downhill Simplex算法通常可以使用比上述简单的向上/向下扰乱算法更少的步骤来实现目标函数的最小化。

将理解，以上实施例是本发明的说明性示例。应当理解，与任意一个实施例相关地描述的任意特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征结合使用，并且还可以与这些实施例中的任意其它实施例或这些实施例中的任意其它实施例的组合的一个或多个特征相结合使用。此外，在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，也可以采用未在以上说明的等同例和修改例。

Claims (18)

1.一种优化无线电通信网络中的射频场强的方法，所述网络包括无线接入点，所述无线接入点被布置为以可配置的功率电平发送信号，所述射频场强依赖于发射信号功率电平，并且所述网络还包括多个传感器，每个传感器相对于指定无线覆盖区域具有限定的位置，所述方法包括：

在每个传感器处接收从所述无线接入点发送的信号；

在每个传感器处测量接收信号的功率，所述接收信号的功率依赖于传感器的位置处的射频场强；以及

根据在每个传感器处测量的功率与每个传感器处的预期功率电平之间的差来控制所述无线接入点的发射功率，每个传感器处的预期功率电平是每个传感器相对于所述指定无线覆盖区域的位置的函数，

其中，传感器中的至少一个传感器位于所述指定无线覆盖区域的边缘或外部。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

根据每个传感器处的测量并且根据每个传感器相对于指定覆盖区域的位置来控制从所述无线接入点发射的信号的辐射图，所述控制基于每个传感器处的测量功率与预期功率电平之间的差。

3.根据权利要求2所述的方法，包括向天线阵列的元件应用元件加权值，从而控制所述辐射图。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述接入点包括形成多个波束的天线布置，所述方法包括向多个天线波束应用多个增益特性。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述天线布置包括多个天线元件，每个天线元件被布置为生成在空间上与由另一天线元件生成的波束相邻的波束，所述方法包括将每个天线元件布置为以相对于生成在空间上相邻的波束的天线元件相互正交极化的状态进行辐射。

6.根据权利要求5所述的方法，包括通过在天线波束之间不相等地划分发射功率来控制所述天线布置的辐射图。

7.根据之前任一权利要求所述的方法，包括：

在每个传感器处测量接收信号的信号与干扰比，

其中，所述发射功率根据每个传感器处对接收信号的信号与干扰比的测量而被控制。

8.根据之前任一权利要求所述的方法，其中，所述网络包括多个无线接入点，所述方法还包括：

在每个传感器处接收多个信号，每个信号发射自所述多个无线接入点中的一个无线接入点；

为每个传感器选择作为最佳服务器的无线接入点；以及

在每个传感器处测量从最佳服务器接收的信号的功率，

其中，所述发射功率根据每个传感器处对从最佳服务器接收的信号的测量而被控制。

9.根据权利要求8所述的方法，包括：

根据接入点的流量载荷来控制从最佳服务器的辐射功率，

其中，所述发射功率根据如果载荷增大则增大接入点的发射功率的算法而被控制。

10.根据之前任一权利要求所述的方法，其中，所述网络包括多个无线接入点，所述方法还包括：

在每个传感器处接收多个信号，每个信号发射自所述多个无线接入点中的一个无线接入点；

在每个传感器处测量接收信号的总功率，

其中，所述发射功率根据每个传感器处对接收信号的总功率的测量而被控制。

11.根据之前任一权利要求所述的方法，包括

控制无线接入点的发射功率，所述控制依赖于最小化目标函数，

其中，所述目标函数包括在指定覆盖区域边缘处的传感器的贡献，所述贡献具有随从目标接收信号功率偏离的增大而增大的特性。

12.根据之前任一权利要求所述的方法，包括

根据最小化目标函数来控制无线接入点的发射功率，其中，所述目标函数包括从包括以下传感器的群组中选出的两个或更多传感器的贡献：

第一传感器，所述第一传感器在所述指定覆盖区域边缘处，所述第一传感器的贡献具有随着从目标接收信号功率的偏离增大而增大的特性；

第二传感器，所述第二传感器在所述指定覆盖区域的内部，所述第二传感器的贡献具有随着接收信号功率向目标接收信号功率增大而减小并且当信号功率在目标信号功率以上时基本恒定的特性；以及

第三传感器，所述第三传感器在所述指定覆盖区域的外部，所述第三传感器的贡献具有在接收信号功率的阈值以上随着接收信号功率增大而增大并且当信号功率低于所述阈值时基本恒定的特性，所述阈值低于所述目标接收功率。

13.根据权利要求12所述的方法，

其中，所述发射功率根据所述目标函数最小化、根据所确定的所述目标函数对接入点的辐射功率的依赖关系而被控制。

14.一种利用计算机可执行指令编码的计算机可读介质，所述计算机可执行指令用于使得处理器将无线电网络控制器配置为根据之前任一权利要求所述的方法来优化无线电通信网络的覆盖。

15.一种无线电通信网络，包括发射信号的无线接入点和多个传感器，每个传感器相对于指定无线覆盖区域具有限定的位置，所述网络还包括：

在每个传感器处的接收机，用于接收从所述无线接入点发射的信号；

在每个传感器处的检测器，用于测量所接收到的信号的功率，所接收到的信号的功率依赖于传感器的位置处的射频场强；以及

无线电网络控制器，用于根据在每个传感器处测量的功率与每个传感器处的预期功率电平之间的差来控制所述无线接入点的发射功率，每个传感器处的预期功率电平是每个传感器相对于指定覆盖区域的位置的函数，

其中，传感器中的至少一个传感器位于指定无线覆盖区域的边缘或外部，

从而优化射频场强。

16.根据权利要求15所述的无线电通信网络，其中，天线布置包括

能够形成多个波束的多个天线元件；

能够设置每个天线波束的增益的可控馈送网络，

其中，在空间上相邻的波束被配备为相互正交极化地进行辐射。

17.根据权利要求16所述的无线电通信网络，其中，所述可控馈送网络包括功率划分器，所述功率划分器能够在定位于方位角辐射图的相对象限内的天线波束之间不相等地划分发射功率。

18.根据权利要求17所述的无线电通信网络，其中，所述功率划分器包括第一3dB混合电路网络，可控相位偏移器和第二3dB混合电路网络，

其中，所述第一3dB混合电路网络的输入端口中的一个输入端口连接到发射功率的源，

所述第一3dB混合电路网络的一个输出端口经由所述可控相位偏移器连接到所述第二3dB混合电路网络的一个输入端口，

所述第一3dB混合电路网络的另一输出端口连接到所述第二3dB混合电路网络的另一输入端口，以及

所述第二3dB混合电路网络的两个输出端口中的每一个连接到相应的天线元件，每个天线元件形成波束并且这些波束定位于方位角辐射图的不同象限内。

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