CN102150455B

CN102150455B - 基站测量

Info

Publication number: CN102150455B
Application number: CN200980134600.4A
Authority: CN
Inventors: 史蒂芬·惠特克
Original assignee: Ubiquisys Ltd
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2029-09-21
Also published as: WO2010035024A3; EP2340665B8; US20110159926A1; EP2340665A2; CN102150455A; GB2463708B; EP2340665B1; GB0817440D0; US8965456B2; WO2010035024A2; GB2463708A

Abstract

一种用于蜂窝通信网络中的基站，适合于在至少一个可用蜂窝通信网络中，通过在该可用网络的系统下行链路通道上发送信号，以及在该可用网络的系统上行链路通道上接收信号，提供蜂窝通信服务。基站也适合于在该可用网络的系统下行链路通道上接收信号。进一步，尽管基站不能在附加网络的系统下行链路通道上发送信号，但该基站适合于在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号。该附加网络可依照不同于该可用网络的蜂窝标准进行运作，并且/或者可以不同于该可用网络的蜂窝网络运营商进行运作。例如，当该可用蜂窝通信网络是UMTS网络时，该附加网络可能是GSM网络，这样，所述基站适合于在GSM网络的系统下行链路通道上接收信号，并且不能够在GSM网络的系统下行链路通道上发送信号。

Description

基站测量

本发明涉及一种用于蜂窝移动通信系统的基站，尤其是一种能在该移动通信系统以及其他移动通信系统中进行测量的基站。

国际申请号为WO2007/015066的专利公开了一种蜂窝基站，该基站试图在家庭或小型商业建筑物内进行配置，并成为蜂窝通信网络中的一部分，可为相对少数的移动用户提供蜂窝覆盖。

如WO2007/015066的专利所述，该蜂窝基站能够在GSM(全球移动通信系统)和UMTS(通用移动通信系统)蜂窝网络中使用。即，该蜂窝基站可以发送和接收，在GSM和UMTS系统中使用的频率和格式下的信号。特别是，该基站必须能够在相应的GSM和UMTS下行链路频率下发送信号，并在相应的GSM和UMTS上行链路频率下接收信号。这种发送的和接收的信号允许移动用户就像在传统的蜂窝基站中一样与蜂窝网络进行通信。

WO2007/015066进一步公开了该基站应具有有限的移动站以及具备用户设备调制解调功能。即，该基站也必须能够在相应的GSM和UMTS下行链路频率下接收信号。该功能允许基站从其他GSM和UMTS基站发送的信号中恢复广播通道。

基站在这些恢复的广播通道上所做的测量，使基站在初始安装期间以及之后的时间，均可检测本地的无线电环境，以用于设定和更改基站的配置。

申请号为GB-2446196A的专利公开了一种用于蜂窝通信网络的基站，尤其是一种WCDMA(宽带码分多址移动通信系统)超微蜂窝基站。为了进行测量，基站可以把其接收器调谐到网络中正使用的下行链路频率，以使其能够进行测量，并能够评估该网络的宏蜂窝层及网络中其他超微蜂窝基站周围的无线电环境。

因此，这两个专利公开了一种基站，这种基站适于接收在网络的系统下行通道上的或网络上的信号，在网络中，这些基站是可用的。

根据本发明的第一个方面，提供了一种基站，该基站还适于接收在至少一个附加网络的系统下行链路通道上的信号，其中，该基站不能够发送在该附加网络的系统下行链路通道上的信号。

基站能够在附加网络的系统下行链路通道上进行测量，这将具有优势，基站并能够利用这些测量结果，去实现一些目标，当基站仅能在网络中进行测量时，那些目标是难以实现的。在网络中，这些基站是可用的。

为了更好地理解本发明，并表示本发明如何实施，现以实施例作为参考，并参照以下附图进行说明，其中：

图1是依据本发明的一种基站的环境的示意图。

图2是方框图，表示了依据本发明的一种基站。

图3是流程图，表示了依据本发明的第一种方法。

图4是流程图，表示了依据本发明的第二种方法。

图5是流程图，表示了依据本发明的第三种方法。

图1表示了一种位于住宅或小型商业建筑物12之内的蜂窝基站10。要知道，基站10是超微蜂窝基站。即，该基站在其相对较小的覆盖范围内为数量有限的移动装置或用户设备提供蜂窝无线电通信服务。例如，基站10的运行参数将被设定以使其覆盖范围包括该基站所处的建筑物12，但该覆盖范围几乎不能延伸至那些建筑物之外。另外，基站10被编程设定以使得只有经用户注册的移动装置或用户设备才可通过基站获得蜂窝服务。

在某些方面，基站10的运行与其他蜂窝基站的运行是相似的，其中，基站都能够依照相应的蜂窝标准，通过无线电接口与一个或多个移动装置或用户设备建立通信，也都能够与相应移动网络运营商的核心网络进行通信。在其他方面，基站10作为超微蜂窝基站，其运行有别于宏蜂窝层中蜂窝基站的运行。在此不会详细描述基站10的运行，对理解本发明有帮助的除外。

图2更详细地表示了基站10的相关部件。在本实施例中，基站10是一个UMTS基站。更确切地说，基站10包括控制器14，该控制器14与IP接口16以及RF电路18进行通信，该RF电路18依次连接至天线20。在一种简化的形式中，基站10的蜂窝运行是这样的，即在覆盖范围内，以相应的UMTS系统下行链路频率，将无线电频率信号发送至合适的、已装备好的移动装置中，并在覆盖范围内，以相应的UMTS系统上行链路频率，接收来自移动装置的无线电频率信号。这些信号的格式由控制器18来确定。需要传输到移动网络运营商核心网络的信号，或来自该网络的信号，均通过IP接口16并经由宽带互联网连接至建筑物12。

如所了解的，控制器14是较为复杂的，并为基站10的运行提供多种选择。为了对应理解本发明，将在下文中进行更详细的描述。

图1表示了基站10所处的环境。这只是代表了一种典型的配置超微蜂窝基站的例子，并不是确切代表任何实际的情况。

在本实施例中，如上所述，基站10是一个UMTS基站，并由第一移动网络运营商控制。图1表示了基站10邻近的多个其他蜂窝基站，例如由第一移动网络运营商控制的UMTS宏蜂窝基站22、由第一移动网络运营商控制的GSM基站24、由第二移动网络运营商控制的UMTS宏蜂窝基站26和28、由第二移动网络运营商控制的GSM基站30、以及由第三移动网络运营商控制的UMTS宏蜂窝基站32和34。

如上所述，基站10的蜂窝运行是这样的，即在覆盖范围内，以相应的UMTS系统下行链路频率，将无线电频率信号发送至移动装置中，并在覆盖范围内，以相应的UMTS系统上行链路频率，接收来自移动装置的无线电频率信号。为了实现这些，控制器14要确保在RF电路18内的相关电路被调谐，以使该电路可在正确的频率下产生并检测信号。

超微蜂窝基站，例如基站10运行的一个重要方面就是，至少在一定程度上可自安装和自配置。其中的一种方式，就是可获得适用于基站10的相关信息，使基站10能够检测到从其他邻近基站发出的信号。为了实现这些，控制器14适于确保在RF电路18内的相关电路被调谐，以使该电路可在正确的频率下检测到信号。尤其是，控制器14适于确保在RF电路18内的相关电路被调谐，以使该电路可在其他网络的基站运行频率下检测到信号。

图3是流程图，表示了电源开启后基站10的运行情况。在步骤40，开启电源。在步骤42，基站10的RF电路18被调谐到所选择的周围基站的相应下行链路频率；在步骤44，基站10对多种参数进行测量，以及在步骤46，控制器14为其自身的使用设定基站10的多种参数。众所周知，基站10能够检测在同一网络中的其他基站发出的信号，即，如图1中实施例所示，基站10能够检测由UMTS宏蜂窝基站22所发出的信号，该UMTS宏蜂窝基站22也是由第一移动网络运营商所控制的。

所做的测量以及从这类信号中读取的信息，可以使基站10，例如，在考虑到蜂窝小区位置更新或越区切换时，建立可使用相邻UMTS基站的列表；并且设置基站的最大传输功率，以最大限度减少其他相邻UMTS基站的干扰。

当安装传统宏蜂窝基站时，是由网络来提供关于其无线电环境的信息的，尤其会提供相邻蜂窝小区列表。就传统UMTS宏蜂窝基站来说，这列表典型地包括相邻GSM宏蜂窝基站，从而使从UMTS基站到相邻GSM基站的越区切换成为可能。

然而，这对于超微蜂窝基站来说，那是不可能的，因为网络运营商预先不知道基站设置的精确位置，从而不能为基站提供关于其相邻基站的相关信息。

因此图4是一流程图，表示了基站10运行的流程，以获得该相关信息。

具体地说，在步骤50，基站10的RF电路18被调谐为相应的GSM下行链路频率，即，由第一移动网络运营商控制的GSM基站所使用的下行链路频率，如图1举例的网络中的基站24。在步骤52，基站10试图检测由相邻GSM基站所广播的蜂窝小区标识符(Cell IDs)和位置区域标识符(LAIs)。在步骤54，基站10建立一个相邻GSM蜂窝的列表，该列表可用作将来越区切换的基础。

在形成相邻GSM蜂窝的列表时，通过从所有接收到的WCDMA和GSM宏蜂窝中合并所有相邻蜂窝列表，首先形成的是所有可能的周围GSM宏蜂窝的列表。随后对该列表进行筛选，使得列表中仅包括最有可能用于蜂窝小区选择和越区切换的宏蜂窝。

该列表可根据任何所需的标准进行筛选。但在本发明的一个实施例中，如果超微蜂窝基站10与宏蜂窝顺利地同步并读取宏蜂窝的系统信息，将给GSM宏蜂窝更大的权重。更进一步，可以根据宏蜂窝在其他宏蜂窝的相邻蜂窝列表中被引用的次数，给出每个GSM宏蜂窝的权重。更具体地说，引用次数越多，其相应的权重就越大。

实际所做的GSM测量取决于蜂窝小区的同步状态。如果蜂窝小区是不同步的，则仅知道载波接收信号强度指示值(RSSI)。但是，如果蜂窝小区是同步的，则可能获得基站识别码(BSIC)、频率误差估计值、信噪比(SNR)以及蜂窝小区时间信息。如果蜂窝小区系统信息能被解码，则在其他信息中的位置区域编码(LAC)、关系地址编码(RAC)、蜂窝小区标识符(Cell ID)、公众陆地移动通信网标识符(PLMN ID)以及蜂窝小区中的WCDMA/GSM相邻蜂窝小区都是可用的。

在安装之后，这对于基站可从其他邻近基站获取信息是有用的，且这些信息具有多种目的用途，例如，涉及基站的运行参数、涉及基站的内部运行、或涉及网络运营商对蜂窝网络的管理。

图5是流程图，表示了在基站10的运行期间，其测量的流程。

在步骤60，要确定特定的时间周期，自之前的监控操作以后，是否已经到期。该特定的时间周期是动态配置的，典型地可能会达到100秒。该时间周期可由管理系统进行配置或可自我调整适应。例如，如果超微蜂窝基站10确定其能够从很多邻近基站中检测到信号，则其可以制定更频繁的测量计划。

当该特定的时间周期到期时，流程跳转至步骤62，在该步骤中，监测周期开始。在监测周期期间也可进行动态配置，典型地可能会达到10-60毫秒。必需的测量持续时间取决于基站的运行情况，并受标准化无线电接口的制约。例如，对于在WCDMA网络中可用的基站，其在另一网络中进行测量的可用时间则是有限的。

在步骤64，选择了众多可行的测量途径中的一种，下文将进行详细描述。

在步骤66，基站10的RF电路18被调谐为相应的频率，以使其能够从另一个邻近基站中检测到所需的信号，并且在步骤68进行相应的测量。

在步骤70，在测量完成后，考虑到有可能需要在多个监测周期内累积得到测量结果，要采取适当的措施，这同样将在下文中详细描述。

超微蜂窝基站能够从周围基站中检测到信号，并因此对这些信号进行测量或读取从那些基站发出的信息，这是很有利的。这种功能可用于不同的目的，其中一些功能已经被认可。

例如，为了将干扰减到最低，典型地，超微蜂窝基站必须选择其运行频率、发送功率和通道化参数(即，用于WCDMA基站的主扰码，或用于GSM基站的BSIC)。

作为另一实施例，为了将邻近基站的干扰减到最低，超微蜂窝基站可以调整其上行链路和下行链路时间以实现物理层同步。

作为另一实施例，基站配备有内部参考振荡器，该振荡器不必符合由相应标准强加的精确的时间安排要求，但在该情形下，基站可根据从周围基站得出的测量结果，改善由内部参考振荡器所提供的时间安排。

作为另外的实施例，当经由核心网络接口的系统参数不可用时，基站可以解码来自周围基站的系统参数，以使其作为网络的一部分，顺利运行。例如，就宏蜂窝基站来说，要预先知道基站设置的位置，因此，作为蜂窝计划流程的一部分，将会向基站提供相关的信息。但是，超微蜂窝基站则不然，典型地，超微蜂窝基站是以无计划方式配置的，因此，超微蜂窝基站能够从邻近基站的传输中解码相应的参数，这是有利的。这些参数的部分例子是：邻近基站的相邻蜂窝小区列表、蜂窝小区标识符、PLMN标识符、位置区域标识符以及路由区域标识符。

尤其是，虽然依照本发明所述实施例的基站仅能在WCDMA或UMTS网络中运行，但该基站能够从邻近WCDMA蜂窝小区和邻近GSM蜂窝小区发出的信号中提取蜂窝小区标识符和位置区域标识(LAI)，以支持超微蜂窝初始的越区切换。

此外，人们公认的是，在特定网络中运行的超微蜂窝基站(即，依照特定通信标准并在特定移动网络运营商的控制下)能够检测在该网络中的其他邻近基站所传输的信号，并且能够利用这些检测到的信号获取其内部参考频率的频率误差的估计值。

当超微蜂窝基站的电源开启，并经过周期性间隔之后，如上所述，基站能够检测到这些信号。

依照本发明所述实施例的基站运行于一个特定WCDMA或UMTS网络中，即，在由一个特定移动网络运营商运行的WCDMA网络中，在此指的是WCDMA家庭PLMN(HPLMN，其中缩写PLMN是指公知的公用陆地移动通信网络)。然而，这基站也能够监测HPLMN和任何其他的PLMNs(在此称作观察的PLMNs或OPLMNs)的GSM和WCDMA蜂窝小区。

尤其是，依照本发明所述实施例的基站能够利用从这些基站中检测到的信号，获取来自其内部参考频率中的频率误差估计值，并能够结合这些频率误差估计值获取更可靠的频率信息。

例如，如果超微蜂窝基站10不能够从HPLMN的其他WCDMA基站中检测到任何信号，则其可以改为利用该网络运营商的邻近GSM基站，以取得代替的参考频率。

在另一实施例中，如果超微蜂窝基站10不能够从HPLMN的任何其他基站中检测到任何信号，则利用OPLMN(WCDMA或GSM其中之一，或两者)作为代替。

这两个实施例可合并成为一个优选列表。例如，如果可行，可使用从HPLMN WCDMA基站得到的测量数据；若不可行，则使用从HPLMN GSM基站得到的测量数据；若两者都不可行，则要依次看使用从OPLMN WCDMA基站得到的测量数据是否可行；若仍不可行，则使用从OPLMN GSM基站得到的测量数据。使用这种算法，可获得充分的测量，以得到可靠的结果，并且，如有需要也能够用于衡量所获取的频率误差测量结果。

如上所述参照图5中流程的步骤64，其具有周期性的时机，可进行测量。在每一个这种时机中，基站10都能够确定应进行何种可能的测量。

例如，基站凭借其发现并测量了特定WCDMA频率上的所有主扰码，能够在WCDMAHPLMN蜂窝小区或WCDMA OPLMN蜂窝小区上执行一种操作(称作WCDMA识别)。为了更新用于给定频率的该WCDMA蜂窝小区的存储信息，一个WCDMA识别操作能够产生多个扰码，以及每个扰码的接收信号码功率(RSCP)、频率误差及蜂窝小区时间信息。

作为另一种方式，基站能够接收用于给定蜂窝小区的单个WCDMA系统信息块(称作WCDMA SI)，或试图与在给定频率上的新GSM蜂窝小区初始同步(称作GSM ISYNC)，或更新在给定频率上的GSM蜂窝小区同步(称作GSM USYNV)，或接收用于给定蜂窝小区的单个GSM系统信息块(称作GSM SI)或更新在一些GSM频率上的RSSI估计值(称作GSMPWR)。

每个时机期间所运行的实际测量是由分类的多路传输驱动，其中最需要运行的测量，要视具体情况而定。这使得GSM和WCDMA之间的特征等同，并且在正常的基站运行期间，也可以发现、跟踪并更新蜂窝小区。

在附加网络中监测从基站发出的信号的能力提供了附加的特性，判断它们是相同的网络运营商的网络，或使用不同蜂窝标准的任何其他网络运营商的网络，或者是使用相同蜂窝标准的其他网络运营商的网络。

例如，可提供一种网络监测系统。如果基站配置密集，则网络运营商可通过在一些中央实体中整理测量数据，以使用它们。这些整理的结果可被用于HPLMN宏网络填充监测(识别覆盖孔)和用于观察GSM和WCDMA的竞争网络运营商的覆盖范围。

另外，也可提供一种位置管理系统。如果基站配置在其计划的(国内)位置之外，基站可利用检测到的2G和3GPLMN标识符，作出检测并发出警报。这可以避免误用基站。

采用类似的系统可为用户提供关于位置的服务。通过检查所检测到的2G和3G宏蜂窝标识符，至少在某种精确程度上，可以确定超微蜂窝基站的地理位置。因此，超微蜂窝能够给多终端用户提供关于位置的服务，而不需要通过GPS接收器或人工位置定位。

因此，这提供了一种基站，该基站根据在无线电环境中所做的大范围的测量可调节其操作。

Claims

1.一种用于蜂窝通信网络的基站，其特征在于：

所述基站包括控制器、IP接口及RF电路，所述控制器与IP接口及RF电路进行通信，所述RF电路依次连接至天线；所述IP接口连接至蜂窝通信网络的核心网络；

所述基站适合于在至少一个可用蜂窝通信网络中，通过在所述可用蜂窝通信网络的系统下行链路通道上发送信号，以及在所述可用蜂窝通信网络的系统上行链路通道上接收信号提供蜂窝通信服务；

所述基站适合于在所述可用蜂窝通信网络的系统下行链路通道上接收信号；以及

所述基站适合于在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号，其中，所述基站不能在所述附加网络的系统下行链路通道上发送信号；以及

所述基站适合于根据在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收到的部分所述信号进行自我设置。

2.如权利要求1所述的基站，其特征在于：所述附加网络依照不同于所述可用蜂窝通信网络的蜂窝标准进行运作。

3.如权利要求1或2所述的基站，其特征在于：所述附加网络是由不同于所述可用蜂窝通信网络的蜂窝网络运营商进行运作。

4.如权利要求1所述的基站，当所述基站电源开启后，适合于在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号。

5.如权利要求1所述的基站，在所述基站运行期间，适合于在至少一个附加网络的系统下行链路通道上周期性地接收信号。

6.如权利要求1所述的基站，其特征在于：所述可用蜂窝通信网络是UMTS网络，所述附加网络是GSM网络，这样，所述基站适合于在GSM网络的系统下行链路通道上接收信号，并且不能在GSM网络的系统下行链路通道上发送信号。

7.如权利要求6所述的基站，其特征在于：所述基站适合于在GSM网络的系统下行链路通道上检测信号，并且，基于所检测到的信号，建立相邻GSM蜂窝小区的列表，以用于可能的GSM网络越区切换。

8.如权利要求1所述的基站，具有覆盖范围，所述覆盖范围可充分延伸，但仅限于所述基站所处位置的建筑物内。

9.一种蜂窝通信网络中基站的运行方法，其特征在于：所述基站适合于在至少一个可用蜂窝通信网络中，通过在所述可用蜂窝通信网络的系统下行链路通道上发送信号，以及在所述可用蜂窝通信网络的系统上行链路通道上接收信号，提供蜂窝通信服务；以及

所述基站适合于在所述可用蜂窝通信网络的系统下行链路通道上接收信号；

所述方法包括在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号，其中，所述基站不能在所述附加网络的系统下行链路通道上发送信号，以及

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述附加网络依照不同于所述可用蜂窝通信网络的蜂窝标准进行运作。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于：所述附加网络是由不同于所述可用蜂窝通信网络的蜂窝网络运营商进行运作。

12.如权利要求9所述的方法，包括当所述基站电源开启后，在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号。

13.如权利要求9所述的方法，包括在所述基站运行期间，在至少一个附加网络的系统下行链路通道上周期性地接收信号。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述基站的可用蜂窝通信网络是第一网络运营商的WCDMA网络，所述方法包括在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号，其中所述附加网络是：

第一网络运营商的GSM网络；

第二网络运营商的WCDMA网络；或

第二网络运营商的GSM网络。

15.如权利要求9所述的方法，包括在所述基站运行期间，确定测量时机，并且在每一个测量时机，选择所需要进行的测量。

16.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述基站的可用蜂窝通信网络是第一网络运营商的WCDMA网络，所述方法包括在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号，其中所述附加网络是第一网络运营商的GSM网络；

所述方法进一步包括：

基于所检测到的信号，建立相邻GSM蜂窝小区的列表，以用于可能的GSM网络越区切换。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述建立相邻GSM蜂窝小区的列表的步骤包括：

基于从所接收的WCDMA和GSM宏蜂窝中得到的相邻蜂窝小区列表，建立潜在的周围GSM宏蜂窝的列表；以及

筛选潜在的周围GSM宏蜂窝的列表，使所述列表仅包括最可能用于蜂窝小区重选和越区切换的宏蜂窝。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于：筛选潜在的周围GSM宏蜂窝的列表的步骤包括：

如果基站与宏蜂窝顺利同步并且读取其系统信息，则会优先选择GSM宏蜂窝。

19.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于：筛选潜在的周围GSM宏蜂窝的列表的步骤包括：

根据所述宏蜂窝在其他宏蜂窝的相邻蜂窝小区列表中被引用的次数，为每个GSM宏蜂窝给出权重。

20.如权利要求9所述的方法，其进一步包括：

通过在可用蜂窝通信网络的系统下行链路通道上和至少一个附加网络的系统下行链路通道上检测信号，确定所述基站是否配置在其计划的位置之外。

21.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述基站的可用蜂窝通信网络是第一网络运营商的WCDMA网络，所述方法包括在至少一个附加网络的系统下行链路通道上接收信号，其中所述附加网络是第一网络运营商的GSM网络；

所述方法进一步包括：

检查可用蜂窝通信网络中以及附加网络中所检测到的蜂窝小区的宏蜂窝标识符；

从所述检测到的宏蜂窝标识符中确定基站的地理位置。