CN102415186A - 确定网络小区之间的时变射频隔离特性 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网络计算系统，包括多个网络基站、用户设备以及有利于在该网络计算系统中的所有装置之间进行数据通信的数据通信网络。所述两个网络基站之间的射频隔离度通过获取与至少一个干扰源相关的射频操作参数的测量值来确定。位于所述两个网络基站中的一个附近的区域网络装置被配置用来定期地测量所述射频操作参数然后将该测量值传送给无线通信控制器。所述无线通信控制器随后基于所接收到的测量值与已知的射频操作参数的广播级的比较，为用户设备分配网络通信资源并且可选择地为一个或多个网络基站指定射频操作电平。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年2月24日提交的美国临时申请No.61/155,035的权益。
技术领域
本发明的技术领域一般地涉及测量分布式无线通信网络中的相邻无线接入节点之间的射频隔离度。更具体地，本发明涉及利用通过现有网络资源得到的实时信道测量值，在射频隔离度确定时准确地考虑对相邻小区隔离度作出贡献的难以建模的动态和静态因素。
背景技术
当前无线通信网络包括许多不同的网络拓扑，这些网络拓扑包括宏小区、微小区、微微小区和毫微微小区资源的各种组合。对于最高级的无线覆盖，宏小区为较大物理区域提供蜂窝服务，通常在网络流量密度低的区域。在流量密度更大的区域中，宏小区可以用作总体服务提供者，主要负责为小型网络小区之间的服务区间隙提供连续性。在流量密度增大的区域，通常利用微小区来为需要增大带宽的小型物理区域增加网络容量和提高信号质量。大量的微微小区和毫微微小区通常为人口聚居的大城市中的小型物理区域和大型数据通信网络的住宅区增加网络容量。
本领域技术人员应当理解的是，在所有无线服务提供商的网络中，宏小区一般将许可的频谱提供给最大的无线覆盖区域，紧接着是微小区，然后是微微小区，最后是毫微微小区。举例而言，在一般的无线数据通信网络中，宏小区基站可以提供的无线覆盖区域范围在从小区中心起半径一到五公里之间；微小区基站可以提供半径在0.5到一公里之间的覆盖区域范围；微微小区基站可以提供半径在100到500米之间的覆盖区域范围；毫微微小区基站可以提供半径小于100米的覆盖区域。这些网络小区或基站类型中的每个通常被配置为利用各种常用的有线通信技术，与特定服务提供商的网络相连接，所述有线通信技术包括但不限于：光纤、双绞线、电力线和/或同轴电缆(将小区连接到回程网络)。
宏小区和微小区网络部署一般由无线通信工程师和科学家来设计和构建，无线通信工程师和科学家在网络规划阶段建立理想的无线传播(包括考虑各种路径损耗)模型和频率规划方案，以便为各种网络资源提供优化的小区配置。通常利用计算机建模来确定网络小区的频谱分配，包括给不同网络基站的频率再用指配和射频操作电平(例如，功率电平和/或调制与编码方式)指配。
这些建模操作经常试图通过使用多种理论路径损耗模型来模拟射频隔离因素。这些理想的模型需要对接入节点间隔离度的相对保守的估计，以便使得无线网络中的相邻基站之间的同信道干扰(CCI，co-channel interference)的可能性最小。这些数字工具不能准确地预知/预测有挑战性的射频传播环境(例如，在大多数现实的都市环境)，包括总体的宏小区和在结构上包含的微微小区和/或毫微微小区(例如，在写字楼或居民楼内包含的小区)之间的干扰。这些当前规划工具在准确地估计时变射频隔离因素方面也存在不足(由于过于保守)，所述射频隔离因素诸如改变的季节性树叶、随时间变化的区域车辆交通模式、响应于接入节点利用率的无线接入节点功率控制等等。
为了降低再使用相同频谱的网络小区之间的CCI的可能性，保守的网络规划和资源优化过程通常会导致网络基站不必要地降低射频操作电平。由于不当地压制网络资源的利用，这些过度限制资源的操作会过多地浪费网络容量。本领域技术人员应该理解，同信道干扰或CCI通常指由在一个无线通信网络区域内工作在相同频率上的多个网络基站所引起的干扰。在许多蜂窝通信网络(例如，在LTE(长期演进，Long Term Evolution)、GSM(全球移动通信系统，Global Systems for Mobile)、和UMTS(通用移动通信系统，UniversalMobile Telecommunications System)网络)中，频谱是稀缺资源，被划分为可以根据特定频率规则方法指派给不同网络小区的不重叠频带。通常，频率规划限制需要频率信道再用，使得相同的频段或信道以特定规则在相邻网络小区中重新指派。在存在大量CCI的情况下，位于干扰小区边界的用户经常会经历有效容量下降、掉线和频繁的切换。
在许多现有蜂窝网络中，服务提供商利用移动网络资源测试车辆来定期收集信息，以便帮助他们人工补偿现实的射频隔离因素和相邻干扰源的影响。不幸的是，这些移动测试解决方案需要人工操作以及在网络资源站点人工调节射频操作参数。经常性地采用这些方案花费多，而且很少利用它们来跟踪动态改变的射频隔离源和干扰源。因此，现有理论模型和人工测试/补偿技术对于有效地确定和抵消与动态改变的网络环境相关的许多负面影响来说不是合适的解决方案，随着无线通信网络的演变(例如，4G通信网络的演变)中大量小型网络小区的快速部署，所述网络环境已经变得越来越复杂。
这些新部署的拓扑会导致在重叠的无线服务区内网络小区覆盖的混乱的混合。具体地，许多当前低功率基站(例如，微微小区和毫微微小区装置基站)在现有通信网络中由末端用户快速移动。这种移动性会造成这样的情况，许多小型小区基站可能移动到网络内难以预料的位置，而它们的工作潜在地对周围的网络架构产生许多干扰，除非它们的最大发射功率被强制降低以减少不希望的网络干扰的实例。这些自组织(ad-hoc)小区部署难以建模，因为末端用户经常不向他们的本地服务提供商注册他们的装置的新位置。因此，没有频繁地利用当前移动网络资源的优化解决方案，使其足以及时地了解它们的存在，然后在特定网络小区内补偿他们的干扰影响。
此外，由移动解决方案进行的难以估计的相邻小区隔离信息的有限的采样会不当地用于确定动态的区域无线资源分配(例如，诸如相邻小区之间的公共无线承载信道的时变分配)。在本地或临时的相邻小区隔离被准确地确定为足够时，即使在小区的地理位置彼此邻近(例如，在小型小区构建在诸如砖建筑的高路径损耗环境的情况下)时，也可以在小区之间进行无线信道的再用。类似地，准确的射频隔离度确定也可以用于先进本地优化算法，诸如，根据优化本地覆盖范围的目标调节本地基站发射功率的自动公共信道功率控制例程，同时最小化对相邻小区的干扰。不幸地，当前计算路径损耗的建模技术不够准确和可靠，并且大多数移动测试解决方案提供的动态改变的隔离环境的采样不足以有效地用于当前网络资源规划和优化。
因此，由于这些隔离因素通常难以利用当前计算机建模和移动测试技术准确地估计/确定，因此能够充分地补偿实际的时变和静态无线信道隔离因素是有帮助的。它的优点还在于具有改进的系统和方法，能够估计在相邻网络小区之间的可视路径上一天之内变化的射频隔离源(例如，每小时的交通图)。为了有助于准确地确定不同网络基站之间和其中的网络射频隔离特性，能够利用现有网络资源(例如，分布的用户设备和相邻基站)来估计实际的网络资源工作情况是有帮助的。它的优点还在于如果这些改进的解决方案通过利用优化的信道指派算法以基于对动态网络环境中变化的隔离和干扰源进行不间断的自动测量来有效地管理无线资源，提高了无线接入网络性能。这些改进的、自优化网络工具可以有效地自动处理之前主要由人工作业的过程，由此减少了成功的网络操作所需的人工介入的程度。这样的结果是节约操作和/或部署并且可以提供诸多其它性能、特性和操作益处。熟悉与自组织网络相关联的许多常见益处的人会理解这些益处的价值。
发明内容
本公开是提供用来(以简单的形式)引入在下面的详细描述中要进一步描述的一些概念。该总结不是意图说出所要求保护的主题的关键特性，也不是意图被用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
为了克服与为相邻网络基站之间的射频隔离建模的当前系统和方法相关的上述缺点，本发明公开了网络计算系统和方法，有利于实时测量网络资源之间射频隔离度。在一个实施例中，所述网络计算系统可以包括多个网络基站、一个或多个用户设备以及有利于在该网络计算系统中的所有通信装置之间的数据通信的数据通信网络。在第一网络基站与第二网络基站之间的射频隔离度可以通过测量与至少一个干扰源相关联的射频操作参数来确定。
根据本发明的另一方面，位于所述第一网络基站或所述第二网络基站附近的区域网络装置可以被配置来定期地测量所述射频操作参数。
根据本发明的再一方面，所述区域网络装置可以是所述数据通信网络的网络基站或用户设备。
根据本发明的另一方面，所述区域网络装置也可以被配置来向无线通信控制器传送在不同操作时间获取的所述射频操作参数的测量值。
根据本发明的又一方面，所述无线通信控制器可以被配置来基于所接收到的射频操作参数的测量值与已知的射频操作参数的广播级之间的比较，为一个或多个用户设备分配网络通信资源或者为一个或多个网络基站指定射频操作电平。
根据本发明的再一方面，所述第一网络基站与第二网络基站之间的射频隔离度会受时变隔离源影响，所述时变隔离源包括：车辆交通模式、季节性环境隔离源、可预见的不利大气条件或者响应于网络负载模式的无线接入节点功率控制。
根据本发明的又一方面，所述射频操作参数测量值会受在地理上位于所述数据通信网络中所述第一网络基站和第二网络基站之间的时变和/或静态的隔离源影响。
根据本发明的另一方面，提供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确定与无线网络资源相关联的时变射频隔离特性，当执行所述计算机可执行指令时，执行包括以下步骤的方法：测量与数据通信网络内的至少一个干扰源相关联的射频操作参数，然后基于所述射频操作参数的测量值确定所述数据通信网络的第一网络基站和第二网络基站之间的射频隔离度。
根据本发明的又一方面，提供一种计算机实现的方法，用于确定与无线网络资源相关联的时变射频隔离特性，所述方法包括：测量与数据通信网络内的至少一个干扰源相关联的射频操作参数，然后基于所述射频操作参数的测量值确定所述数据通信网络的第一网络基站和第二网络基站之间的射频隔离度。
附图说明
下面参考附图详细描述本发明的优选和替换例子。
图1示出了根据本发明一个实施例的分布式数据通信网络的透视图；
图2示出了根据本发明一个实施例的用户设备的方框图；
图3示出了根据本发明一个实施例的网络基站的方框图；
图4示出了根据本发明一个实施例的网络拓扑，该网络拓扑包括不同的相邻基站，所述相邻基站具有地理位置位于成对的基站之间的时变和静态隔离源；
图5示出了根据本发明一个实施例的网络拓扑，该网络拓扑包括多个基站和多个用户设备，其中该用户设备用来执行网络信道测量；
图6示出了根据本发明一个实施例的流程图，该流程图描绘了通过利用区域用户设备测量的无线信道操作级来进行无线信道隔离度确定；
图7示出了根据本发明一个实施例的流程图，该流程图描绘了通过利用相邻基站测量的无线信道操作级来进行无线信道隔离度确定；以及
图8示出了根据本发明一个实施例的流程图，该流程图描绘了通过利用多个区域用户设备测量的无线信道操作级来进行无线信道隔离度确定。
具体实施方式
根据本发明的一个示例性实施例，图1示出了包括各种有线和无线计算装置的网络计算系统100，可以用于实现与本发明的不同实施例相关的无线信道隔离度确定和网络资源分配过程的任意一个。网络计算系统100可以包括但是不限于：一组服务提供商控制器装置110、112和114；远程基站106a-b，可以与大型小区(例如，宏小区和/或微小区)相连并且对于网络计算系统100的特定区域内的其它本地基站118、120和122中任意一个来说可以是总体基站和/或相邻基站；多个远程用户设备108a-c(例如，可选择地包括移动电话、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、上网本、电子书装置等)，可以由远程基站106a-b中的任意一个提供服务；数据通信网络102，包括广域网(WAN，Wide Area Network)和局域网(LAN，Local Area Network)部分；一个或多个网关、路由器或交换机装置116，能够便于在数据通信网络102的LAN中以及LAN与WAN之间进行的数据通信过程；可以与小型小区(例如，微微小区和毫微微小区)相连的本地基站118、120和122，能够为任意数量或类型的本地用户设备124、126a-c、128、130和132提供无线服务；以及各种本地无线用户设备，包括：上网本124、各种移动电话和/或PDA装置126a-c、便携式电脑128、电子书装置130、手持游戏机132以及本领域公知的任何其它通用便携无线计算装置265(例如，个人音乐播放器、录像机、平板电脑等等)，该无线用户设备能够利用由远程或本地基站106a-b、118、120和122中的一个或多个提供的无线服务或者利用任何其它公共无线或有线网络通信技术与数据通信网络102进行通信。
在一个实施例中，服务提供商控制器装置110、112和114以及网络基站106a-b、118、120和122中的任意一个可以单独或协作用于控制/管理与本发明的不同实施例相关的无线信道隔离度确定和网络资源分配过程中的任意一个。此外，可以通过本领域公知的任意公用通信技术(诸如，当前全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)和长期演进(LTE)网络架构中公用的那些技术)进行无线信道隔离度确定和网络资源分配过程中的任意一个。依照标准GSM网络，服务提供商控制器装置110、112和114的任意一个可以与基站控制器(BSC，base station controller)、移动交换中心(MSC，mobile switching center)或者本领域公知的任意其它公用服务提供商控制装置(诸如无线资源管理器(RRM，radio resource manager))相连。依照标准UMTS网络，服务提供商控制器装置110、112和114的任意一个可以与无线网络控制器(RNC，radio network controller)、GPRS服务支持节点(SGSN，servingGPRS support node)或者本领域公知的任意其它公用服务提供商控制装置(诸如无线资源管理器(RRM))相连。依照标准LTE网络，服务提供商控制器装置110、112和114的任意一个可以与eNodeB基站、移动性管理实体(MME，mobility management entity)或者本领域公知的任意其它公用服务提供商控制装置(诸如无线资源管理器(RRM))相连。
在一个实施例中，服务提供商控制器装置110、112和114以及网络基站106a-b、118、120和122中的任意一个，以及用户设备108a-c、124、126a-c、128、130和132中的任意一个，可以配置用来运行任意公知操作系统，包括但不限于：
或者配置用来运行任意移动操作系统，包括
Windows 
Mobile
等等。在一个实施例中，服务提供商控制器装置110、112和114中的任意一个或者远程基站106a-b中的任意一个可以采用任意数量的公用服务器、桌面电脑、便携式电脑和个人计算装置。
在一个实施例中，用户设备108a-c、124、126a-c、128、130和132中的任意一个，可以包括采用任意公用无线数据通信技术的具有无线通信功能的常用移动计算装置(例如，便携式电脑、上网本、移动电话、PDA、手持游戏机、电子书装置、个人音乐播放器、MiFiTM装置、录像机等等)的任意组合，所述无线通信技术包括但不限于：GSMTM，UMTSTM，LTETM，LTEAdvancedTM，Wi-MaxTM，Wi-FiTM等。
在一个实施例中，图1的数据通信网络102的LAN或WAN部分(例如，回程(backhaul)或本地部分)可以采用以下公用通信技术中任意一种：光纤、同轴电缆、双绞线、以太网线和电力线，以及本领域公知的任意无线通信技术。在一个实施例中，服务提供商控制器装置110、112和114，网络基站106a-b、118、120和122，或者用户设备(108a-c、124、126a-c、128、130和132)中的任意一个，可以包括在网络计算系统100内相互进行数据处理、存储和通信所需的任意标准计算软件和硬件。由网络计算系统100的任意一个装置(106a-b、108a-c、110、112、114、116、118、120、122、124、126a-c、128、130或132)实现的计算硬件可以包括但是不限于：一个或多个处理器、易失性和非易失性存储器、用户接口、代码转换器、调制解调器、有线和/或无线通信收发器等。
此外，网络计算系统100的任意一个装置(106a-b、108a-c、110、112、114、116、118、120、122、124、126a-c、128、130或132)可以配置为包括一个或多个利用一组计算机可读指令编码的计算机可读介质(例如，公用易失或非易失存储器的任意一种)，当执行所述指令时，所述装置进行与本发明的不同实施例相关的无线信道隔离度确定和网络资源分配过程中的任意一个的一部分。
在本发明的各个实施例的上下文下，应该理解，与各种数据通信技术和小区类型相关的无线通信覆盖范围一般基于网络的特定区域内部署的系统架构和网络类型而在不同服务提供商网络中变化(例如，在GSM、UMTS和LTE网络中和在各个网络类型中部署的资源的差异)。本领域技术人员应该理解，在无线网络内，宏小区一般将许可的频谱提供给最大的无线覆盖区域，紧接着是微小区，然后是微微小区，最后是毫微微小区。主要基于参照小区(与所讨论的小区进行比较的小区)来确定一个小区被视为是大型小区还是小型小区。例如，微小区在与宏小区相比时可以被视为小型小区，而在与微微小区和毫微微小区相比时，可以被视为大型小区。类似地，微微小区在与宏小区和微小区相比时可以被视为小型小区，而在与毫微微小区相比时可以被视为大型小区。此外，基于两个微微小区之间的覆盖区域比较和小区所采用的技术，一个微微小区与其它微微小区相比可以被视为大型小区。总之，在比较不同小区类型时，宏小区总是被视为大型小区，而毫微微小区总是被视为小型小区。
图2示出了用户设备200的方框图，用户设备200可以表示图1描绘的用户设备108a-c、124、126a-c、128、130和132中的任意一个。根据本发明的一个实施例，用户设备200可以包括但是不限于：一个或多个包括中央处理器(CPU)202的数据处理装置。在一个实施例中，CPU 202可以包括执行算术和逻辑运算的算术逻辑单元(ALU，arithmetic logic unit，未示出)和一个或多个控制单元(CU，control unit，未示出)，该控制单元从存储器中提取指令和所存储的内容然后执行和/或处理它们，在程序执行期间必要时访问ALU。CPU 202可以负责执行存储在用户设备200的易失性系统存储器(RAM)和非易失性系统存储器(ROM)206和208中的所有计算机程序。
用户设备200还可以包括但是不限于：用户接口204，可以有利于用户与用户设备200的本地硬件和软件资源进行交互；软件/数据库存储库208，包括信道测量元件210、用于存储用户设备的操作系统以及任意数量的本地应用程序的存储设备212、以及用于存储与个人信息和数据内容相关的各种用户数据的存储设备214；代码转换器216，用于对进入和输出的数据通信进行格式化或重新格式化；无线收发器元件218，用于向各种网络资源发送网络通信和从各种网络资源接收网络通信，所述网络资源包括服务提供商控制器装置110、112和114，网络基站106a-b、118、120和122，或者用户设备(108a-c、124、126a-c、128、130和132)中的任意一个；以及系统总线220，便于用户设备200的所有硬件资源中的数据通信。
根据本发明的一个实施例，信道测量元件210可以配置用来测量与射频发射功率电平相关的下行链路射频操作电平参数和/或不同网络基站信道的MCS(Modulation and Coding Scheme，调制和编码方案)级。信道测量元件210还可以包括地理位置确定功能(例如，由可以作为无线收发器元件218一部分的内置GPS单元(未示出)帮助实现)，从而提供额外的地图解析并且提供关于实际的小区覆盖区域和在特定网络基站的服务扇区内的相邻小区的重叠程度的有价值的信息。
图3示出了网络基站300(例如，宏小区、微小区、微微小区或毫微微小区基站)的方框图，该网络基站300可以表示图1的本地或远程网络基站106a-b、118、120和122中的任意一个。根据本发明的一个实施例，网络基站300可以包括但是不限于：包括中央处理器(CPU)302的基带处理电路。在一个实施例中，CPU 302可以包括执行算术和逻辑运算的算术逻辑单元(ALU，未示出)和一个或多个控制单元(CU，未示出)，该控制单元从存储器中提取指令和所存储的内容然后执行和/或处理它们，在程序执行期间必要时访问ALU。CPU 302负责执行存储在基站300的易失性系统存储器(RAM)和非易失性系统存储器(ROM)304和326中的所有计算机程序。
网络基站300可以包括但是不限于：用于向网络传送数据和从网络接收数据的射频(RF)电路。RF电路可以包括但是不限于传送路径，该传送路径包括：用于将来自系统总线320的数字信号转换为待传送的模拟信号的数字-模拟转换器310；用于设置模拟信号频率的上变频器308；以及用于将待发送到天线312的模拟信号放大的发送放大器306。RF电路还可以包括但是不限于接收路径，该接收路径包括：用于将天线312所接收的信号放大的接收放大器314；用于降低所接收信号的频率的下变频器316；以及用于将所接收信号输出到系统总线320的模拟-数字转换器318。系统总线320有利于在基站装置300的所有硬件资源中进行数据通信。网络基站300还可以包括但是不限于：用户接口322、操作和维护接口324、用于存储应用程序和协议处理软件的存储器326、以及网络接口电路328，该网络接口电路328便于数据通信网络102(例如回程网络)的LAN和/或WAN部分中的通信。
在一个实施例中，可以采用网络基站300的RF电路接收路径312、314、316和318(结合存储器326的应用程序和协议处理软件的测量工具(未示出))来测量与射频发射功率电平相关的下行链路射频操作电平参数和/或不同网络基站的MCS级。在测量模式中工作的网络基站可以被看作从一个或多个相邻小区接收下行链路通信的“嗅探(sniffer)”基站。通常，网络基站300知晓它自身的地理位置，但是在内置GPS单元(未示出)的帮助下它也可以具有地理位置确定功能(例如，在基站是诸如微微小区或毫微微小区的小型小区装置的情况下)，从而提供额外的地图解析并且提供关于实际的小区覆盖区域和在被测量的特定网络基站的服务扇区内的相邻小区的重叠程度的有价值的信息。
在一个实施例中，本发明可以采用一个或多个网络基站300以及一个或多个区域用户设备200来测量与特定网络基站的通信相关的本地通信操作参数，以便确定网络小区之间的射频隔离度。在一个实施例中，控制网络基站可以使用本地下行链路接收器/嗅探器或在本地工作的用户设备来进行相邻基站通信的接收到的射频操作参数测量。这些测量可以基于任何可唯一标识的通信信道来进行，诸如，编码的广播信道、同步信道或可以被定期地触发以支持这种测量功能的瞬时承载信道。
在一个或多个相邻网络基站300配备有下行链路接收器/嗅探器作为其接收路径312、314、316和318的一部分的实施例中，可以在抑制基站300的RF电路的传送路径310、308、306和312的噪声时，执行相邻小区所接收的能量测量。在该实施例中，网络基站300可以短暂地停止服务，使得相邻基站隔离度测量可以在预定的空闲时间内充分地执行。在大多数实际情况中，这些空闲时间可以安排在网络容量减少的期间内或者在已知的在深夜经常出现的低业务量时段内。
在一个实施例中，通过网络基站300查询本地用户设备200以利用它们各自的信道测量元件210进行通信测量，可以获得所接收的相邻小区射频操作参数(例如，发射功率电平)。在一个实施例中，可以在非高峰工作期间或者在相邻小区信道资源通常可用的时间内(例如，在3GPP(3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)LTE标准中定义的诸如X2相邻小区通信链路的点对点链路上通过查询相邻小区所确定的)执行这些用户设备测量。
对隔离度确定进行初始化的所述基站和/控制器装置(例如，图1的网络基站106a-b、118、120和122中的任意一个或者服务提供商控制器装置110、112和114中的任意一个)可以向目标相邻基站发出隔离度测量请求，由此指导相邻基站初始化专用于下行链路接收装置(例如基站300中的嗅探器)进行这种测量的瞬时传输。进行初始化的基站和/或控制器装置也可以指示工作的用户设备(例如，用户设备200)来监控特定无线承载信道，从而进行下行链路能量测量，然后将测量的结果报告给进行初始化的基站。或者，进行初始化的小区可以查询相邻小区的工作中的承载信道和特定目标信道的平均功率控制能量。这样就可以指示在本地工作的用户设备执行目标承载信道上的接收能量测量，并且随后将测量结果报告给控制小区。
在一个实施例中，网络基站(例如，图1的网络基站106a-b、118、120和122)也可以确定所监控的目标信道的发射功率。用于实现这种目的的特定网络资源主要取决于要评估的信道种类。在一个实施例中，凭借本地节点到节点(node-to-node)通信链路(例如，3GPP LTE网络中定义的X2链路)和消息内容可以确定信道的发射功率，该消息内容诸如：广播信道上发布的发射功率或者作为消息有效载荷包括在被激活用于定期隔离度测量的瞬时承载信道中。
在一个实施例中，本发明通过利用在实际射频传播环境中进行的持续的实时的测量来生成用于不同网络基站的本地隔离度表，可以使得网络性能和网络资源利用率提高。在这些不断更新的表中的值随后可以由网络性能监控工具和/或自我优化和动态信道分配算法使用，以有效地基于变化的区域网络环境来管理无线资源。
在一个实施例中，各个网络基站可以基于下行链路接收器和/或用户设备测量值的至少以下射频操作参数来编辑并维持列表，所述参数为：目标信道的发射能量、目标信道的接收能量和接入节点间的隔离度，该隔离度定义为在测量的目标信道中发射与接收功率的比率(线性功率关系)或者差异(以dB表示的对数)。这个列表可以按时间平均以减小短期信道衰落效应，但仍然保持在伪实时方式从而足以用作各种无线资源管理工具(诸如动态信道分配(DCA，dynamic channel allocation)算法)的输入，或者帮助选择最优的调制模式或功率设置。本领域技术人员应该理解，DCA是在频率再用无线系统中用于分配业务信道的自动过程。在DCA中，基站可以连续地监控所有空闲信道中的干扰，然后通过使用确定产生最小额外干扰的信道的小区选择算法进行服务分配。
图4示出了根据本发明一个实施例的网络拓扑400，该网络拓扑400包括不同相邻基站，所述相邻基站具有地理位置位于成对的基站之间的时变和静态隔离源。网络拓扑400包括可以表示各个宏小区、微小区、微微小区或毫微微小区基站的多个网络基站402a、404a、406a、412a。这些基站402a、404a、406a、412a可以各自具有不同小区覆盖区域402b、404b、406b、412b，这些覆盖区域可以基于确定和调节与环境隔离因素(诸如区域交通模式410、季节性树叶改变408、由于写字楼或居民楼内放置网络基站412a导致的建筑材料414影响等等)相关的不同无线信道隔离源而选择性地增大或减小。这些隔离因素408、410和414可以组成位于相邻小区之间的动态/时变和静态的射频隔离源的任意组合，一般难以利用计算机建模技术来估计或利用移动车辆测试方案来准确地测量。
在给定的一天时间内，可以期望网络基站404a和网络基站406a之间的动态射频隔离度基于所述相邻小区之间的可视路径中的车辆交通模式而改变。类似地，由于有生命的隔离因素408的季节性树叶变化，可以期望在网络基站404a和网络基站402a之间的动态射频信道隔离度在数月甚至年的时间内改变。网络基站404a和网络基站412a之间的静态射频信道隔离度相对稳定，但是很可能由于不可预计的室内到室外建筑物的穿透损耗而比通过一般的大传播路径损耗模型工具预计的更高。
在一个实施例中，各个网络基站可以维持包括与所有相邻基站有关的无线信道隔离特性/指标的列表的单独的射频隔离度表。例如，网络基站404a可以维持它自身和每个网络基站402a、406a、412a的射频隔离特性列表。在一个实施例中，该列表可以包括通过获取特定网络基站404a的已知发射功率与在第二网络基站(例如，基站402a、406a或412a中任意一个)附近接收到的发射功率(例如，通过嗅探器或用户设备所示的)之间的差异而确定的隔离度，在网络基站404a与第二网络基站之间具有一个或多个动态和静态隔离源。
在能够准确确定本地或临时相邻小区的隔离度(任意网络基站402a、406a、412a之间的隔离度)的情况下，小区之间的信道可以再用，即使小区地理位置彼此邻近(小区402a和小区412a之间的信道再用)。类似地，射频隔离度测量可以用于先进本地优化算法，诸如，自动公共信道功率控制程序，该程序根据优化本地覆盖范围的目标调节本地接入节点发射功率，同时最小化相邻小区之间的干扰。本地获得的随时间变化的网络基站之间实际无线信道隔离度测量值是帮助共享无线资源的实时优化必不可少的。
图5示出了根据本发明一个实施例的网络拓扑500，该网络拓扑500包括多个基站502和504、以及多个用户设备506和508，其中，用户设备可以用于进行网络信道测量。网络拓扑500展示了一个系统，该系统被配置用于查询工作的用户设备506和508，来对无线承载和/或公共信道从附近网络基站502和504接收到的能量进行测量。在一个实施例中，基站504利用在本地工作的用户设备508以及通过在适当的通信信道进行的点对点相邻小区通信而获得的信息。在这种情况下，基站504可以首先发出请求，请求获得基站502的当前激活的信道和功率控制信息(例如，在LTE X2链路上的点对点通信中的激活的承载信道信息和功率控制设定值)。基站504随后可以指示在本地工作的用户设备508来测量基站502的激活信道的接收功率。用户设备508随后可以进行所请求的测量过程，并且将结果报告给初始基站504。然后基站504可以计算并将与基站502相关的通信的无线信道隔离度记录在在无线信道隔离度表中。
该隔离度测量与从其它相邻小区的类似隔离度测量一起，可以用于提供共享的无线资源的动态优化和分配(例如，通过在蜂窝网络的区域内确定最优的动态信道再用)。根据本发明的其它实施例，确定合适的下行链路功率测量的额外方法可以包括监控相邻节点的公共控制信道、把承载信道暂时用于“隔离测量探测”以及利用适当地配备有下行链路接收器功能从而在抑制发射器功能的同时监控相邻小区接收到的功率的接入节点。
图6示出了根据本发明一个实施例的流程图600，该流程图600描绘了通过利用区域的用户设备测量的无线信道操作级来进行无线信道隔离度确定。应该理解，该过程600可以利用位于图1的网络计算系统100的基站106a-c、118、120和122，控制器装置110、112和114中的任意一个，或者协作地在用户设备124、126a-c、128、130和132中任意一个上的一个或多个计算机可读介质中所存储的一个或多个计算机可执行程序来执行。在块602，第一基站请求获得第二相邻网络基站的激活信道和功率控制信息。接着在块604，相邻基站用所请求的激活信道和功率控制信息来响应第一基站的请求。随后在块606，第一基站请求本地用户设备测量第二相邻基站的激活信道的发射功率操作电平的测量值。然后在块608，本地用户设备用所请求的发射功率操作电平测量信息响应第一基站的请求。接着，在块610，第一基站再通过将所述功率控制信息与所测量到的发射功率操作电平进行比较而确定第一基站与所述相邻基站之间的接入节点间隔离度。之后，该过程在块612结束。
图7示出了根据本发明一个实施例的流程图700，该流程图700描绘了通过利用相邻基站测量的无线信道操作级来进行无线信道隔离度确定。应该理解，该过程700可以利用位于图1的网络计算系统100的基站106a-c、118、120和122，控制器装置110、112和114中的任意一个，或者协作地在用户设备124、126a-c、128、130和132中任意一个上的一个或多个计算机可读介质中所存储的一个或多个计算机可执行程序来执行。在块702，第一基站请求获得第二相邻网络基站的激活信道和功率控制信息。接着在块704，相邻基站用所请求的激活信道和功率控制信息来响应第一基站的请求。随后在块706，第一基站于是请求第三相邻网络基站测量第二相邻基站的激活信道的发射功率操作电平。然后在块708，第三相邻基站用所请求的发射功率操作电平测量信息响应第一基站的请求。接着，在块710，第一基站再通过将所述功率控制信息与所测量到的发射功率操作电平进行比较而确定第一基站与所述相邻基站之间的接入节点间隔离度。之后，该过程在块712结束。
图8示出了根据本发明一个实施例的流程图800，该流程图800描绘了通过利用多个区域的用户设备测量的无线信道操作级来进行无线信道隔离度确定。应该理解，该过程800可以利用位于图1的网络计算系统100的基站106a-c、118、120和122，控制器装置110、112和114中的任意一个，或者协作地在用户设备124、126a-c、128、130和132中任意一个上的一个或多个计算机可读介质中所存储的一个或多个计算机可执行程序来执行。在块802，第一基站请求获得多个相邻网络基站的激活信道和功率控制信息。接着在块804，多个相邻基站定期地用所请求的激活信道和功率控制信息来响应第一基站的请求。随后在块806，第一基站再请求分别在所述多个相邻基站中每一个的范围内的多个本地本地用户设备定期地测量所述多个相邻基站中每一个的激活信道的发射功率操作电平。然后在块808，所述多个相邻基站用所请求的定期的各个相邻基站的发射功率操作电平测量值信息来响应第一基站的请求。接着，在块810，第一基站再通过将所述功率控制信息与它的测量到的发射功率操作电平进行比较而确定第一基站自身与所述多个相邻基站中每一个之间的接入节点间隔离度。之后，在块812，第一基站接着基于相邻网络基站之间的变化的隔离度情况而生成定期更新的本地隔离度表，该表由一个可多个网络性能监控工具和/或自我优化和信道分配过程使用，以管理网络内的无线资源。其后，该过程在块814结束。
在一个实施例中，本发明的目的是利用现有的、已部署的网络资源，诸如网络基站300和用户设备200(通过该网络基站工作的UE)来进行相邻网络基站之间的射频隔离度或有效路径损耗的经常性的和实时的测量。通过这种方式，本发明的实施例可以利用场地设备来测量附近相邻基站之间的静态和时变隔离特性，并且随后将该测量信息发送到请求该信息的自动化无线资源控制器和/或基站。网络控制器和/或基站于是可以处理该测量值从而有利于无线资源(诸如承载信道)的有效和动态分布以及为不同网络小区进行发射功率设置。通过获得诸如建筑物穿透损耗、时变多径反射体(例如，随时间变化的车辆交通模式)、季节性树叶变化、雪等网络隔离因素的本地评估，网络服务提供商可以自动地计算出当前难以建模和测量到的现实情况。
尽管在此已经示例和描述了本发明的若干实施例，但在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以进行多种改变。因此，本发明的范围不限于所公开的任意实施例。相反，本发明的范围由所附权利要求书确定。
Claims (20)
1.一种网络计算系统(100)，用于确定与无线网络资源相关联的时变射频隔离特性，该网络计算系统(100)包括：
多个网络基站(106a-b、118、120、122)；
至少一个用户设备(108a-c、124、126a-c、128、130、132)；以及
数据通信网络，便于所述网络计算系统(100)中的所有通信装置之间的数据通信，
其中，第一网络基站(106a)和第二网络基站(120)之间的射频隔离度通过测量与至少一个干扰源(118)相关联的射频操作参数来确定。
2.根据权利要求1所述的网络计算系统(100)，其中，位于所述第一网络基站(106a)或所述第二网络基站(120)附近的区域网络装置(108a或106b)被配置来：
定期地测量所述射频操作参数。
3.根据权利要求2所述的网络计算系统(100)，其中，所述区域网络装置是所述数据通信网络的网络基站(106a)或用户设备(108a)。
4.根据权利要求2所述的网络计算系统(100)，其中，所述区域网络装置(108a或106b)进一步被配置来：
向无线通信控制器(114)传送在不同操作时间获取的所述射频操作参数的测量值。
5.根据权利要求4所述的网络计算系统(100)，其中，所述无线通信控制器(114)被配置来：
基于所接收到的射频操作参数的测量值与已知的射频操作参数的广播级的比较，为一个或多个用户设备(108b-c)分配网络通信资源或者为至少一个网络基站(120)指定射频操作电平。
6.根据权利要求1所述的网络计算系统(100)，其中，所述第一网络基站(106a)和第二网络基站(120)之间的射频隔离度受时变隔离源影响，所述时变隔离源选自于由以下各项组成的组：车辆交通模式(410)、季节性环境隔离源(408)、可预见的不利大气条件以及响应于网络负载模式的无线接入节点功率控制。
7.根据权利要求1所述的网络计算系统(100)，其中，所述射频操作参数测量值受在地理上位于所述数据通信网络中所述第一网络基站(106a)和第二网络基站(120)之间的时变和静态隔离源影响。
8.一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确定与无线网络资源相关联的时变射频隔离特性，当执行所述计算机可执行指令时，执行包括以下步骤的方法：
测量与数据通信网络内的至少一个干扰源(118)相关联的射频操作参数；以及
基于所述射频操作参数的测量值，确定所述数据通信网络的第一网络基站(106a)和第二网络基站(120)之间的射频隔离度。
9.根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述方法进一步包括：
位于所述第一网络基站(106a)或第二网络基站(120)附近的区域网络装置(10ga或106b)定期地测量所述射频操作参数。
10.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中，所述区域网络装置是所述数据通信网络的网络基站(106b)或用户设备(10ga)。
11.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中，所述方法进一步包括：
向无线通信控制器(114)传送在不同操作时间获取的所述射频操作参数的测量值。
12.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，所述方法进一步包括：
基于所接收到的射频操作参数的测量值与已知的射频操作参数的广播级的比较，为一个或多个用户设备(10gb-c)分配通信资源或者为至少一个网络基站(120)指定射频操作电平。
13.根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述第一网络基站(106a)与第二网络基站(120)之间的射频隔离度受时变隔离源影响，所述时变隔离源选自于由以下各项组成的组：车辆交通模式(410)、季节性环境隔离源(408)、可预见的不利大气条件以及响应于网络负载模式的无线接入节点功率控制。
14.根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述射频操作参数测量值受在地理上位于所述数据通信网络内的所述第一网络基站(106a)和第二网络基站(120)之间的时变和静态隔离源影响。
15.一种计算机实现的方法，用于确定与无线网络资源相关联的时变射频隔离特性，所述方法包括：
测量与数据通信网络内的至少一个干扰源(118)相关联的射频操作参数；以及
基于所述射频操作参数的测量值，确定所述数据通信网络的第一网络基站(106a)和第二网络基站(120)之间的射频隔离度。
16.根据权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，所述方法进一步包括：
位于所述第一网络基站(106a)或第二网络基站(120)附近的区域网络装置(10ga或106b)定期地测量所述射频操作参数。
17.根据权利要求16所述的计算机实现的方法，其中，所述区域网络装置是所述数据通信网络的网络基站(106a)或用户设备(10ga)。
18.根据权利要求16所述的计算机实现的方法，其中，所述方法进一步包括：
向无线通信控制器(114)传送在不同操作时间获取的所述射频操作参数的测量值。
19.根据权利要求18所述的计算机实现的方法，其中，所述方法进一步包括：
基于所接收到的射频操作参数的测量值与已知的射频操作参数的广播级之间的比较，为一个或多个用户设备(108b-c)分配通信资源或者为至少一个网络基站(120)指定射频操作电平。
20.根据权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，所述第一网络基站(106a)与第二网络基站(120)之间的射频隔离度受时变隔离源影响，所述时变隔离源选自于由以下各项组成的组：车辆交通模式(410)、季节性环境隔离源(408)、可预见的不利大气条件以及响应于网络负载模式的无线接入节点功率控制。
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