CN102860057A - 用于调整无线通信系统的参数的方法和无线通信系统 - Google Patents

Abstract

一种无线通信系统，其包括中继装置和基站，在新基站安装时，自主地调整参数以保持与中继装置的通信。新基站发送无线电信号并同时增加发送功率，而中继装置在检测到该无线电信号后将指示对该信号的检测的信号发送至现有基站。现有基站在接收到指示该检测的信号后将其发送功率减少至最小功率以维持与中继装置之间的通信，并调整参数以将发送功率设置为该最小发送功率。新基站基于中继装置检测到无线电信号时的发送功率来设置发送功率的参数。

Description

用于调整无线通信系统的参数的方法和无线通信系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年4月26日提交的第2010-101434号日本专利申请的优先权和益处，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地，本发明涉及包括中继装置和无线基站的无线通信系统以及用于调整该无线通信系统的参数的方法。

背景技术

包括基站和移动站的通信系统的通信环境在远离基站的区域和信号情况较差的区域会恶化。在这种情况下，安装例如中继器的中继装置来改善通信条件。即使通信条件通过中继装置而得到改善，通信条件仍可能因环境改变而恶化，并因此导致移动站可能不能维持与基站或中继装置之间的通信。因此，在包括现有中继装置和基站的通信系统中安装新基站，以便增强并改善现有的通信条件。

当安装新基站时，必须在安装前进行现场试验（Field Test：FT）以获取与安装位置附近的现有通信条件有关的信息。接下来，基于现场试验的结果，手动地调整新基站的参数并通过用于控制基站的EMS（Element Management System，元素管理系统）来调整现有基站的参数。这里，基站的参数为与区域形成有关的信息诸如发送功率和用户容量、与切换有关的信息诸如切换目的地候选基站和非切换目的地候选基站的标识数据（ID）、以及反映操作策略的设置信息诸如通信调度算法。通常，电信公司通过生成反映参数的信息文件并将该信息文件经由EMS应用到基站来调整用于基站通信的参数。然而，毫无疑问，该工作需要人力成本并给电信公司带来了经济负担。该成本被称为CAPEX/OPEX（Capital Expenditure/Operation Expenditure，资本支出/运营支出）。CAPEX/OPEX是表示用于安装和操作包含在系统中的装置诸如基站的成本的术语。

已考虑了对基站和参数设置进行自动调整来作为减少CAPEX/OPEX的方法。因此，考虑了允许新基站自主地获取周边基站的设置信息并调整其自身参数的技术（例如，参见专利文献1）。

另一方面，对于通信系统的自动化控制，已考虑了LTE（Long TermEvolution，长期演进）的SON（Self Organizing Network，自组织网络）的概念。SON是用于对操控LTE的基站进行自动调整和参数设置的概念。遵循SON能够减少在对操控LTE的基站进行安装和保持上的成本。因此，可减少从基站的安装到运行所需的CAPEX/OPEX。此外，除了减少CAPEX/OPEX之外，这种自动化还能避免人为差错。

在LTE系统中，通常利用FDD（Frequent Division Duplex，频分复用）来配置通信系统。因此，为了在安装新基站时测量现有基站的干扰，新基站需要获取与下行链路信号关联的信息，诸如来自其他基站的下行链路信号的存在性以及信号强度。因此，可向基站提供从其他基站接收下行链路信号的功能，当然这成本较高。可替换地，基站可从与该基站进行通信的移动站获取与其他基站的下行链路信号有关的信息。然而，由于所获取的信息的内容和精确度随移动站的移动而改变，所以可能不能稳定地测量现有基站的干扰。

为了解决这个问题，基站可从用作中继装置的中继器而非移动站获取与下行链路信号有关的信息。由于中继器除具有下行链路信号接收功能之外还具有上行链路信号发送功能并且被固定地安装，所以中继器可确定从固定位置接收到的下行链路信号的存在性和信号强度。因此，基站可通过利用中继器获取比利用移动站获取的信息更稳定的信息来测量下行链路信号。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：第20051125249号国际公布文本

发明内容

技术问题

然而，在包括中继装置和基站的通信系统中，在安装新基站时在新基站与现有基站之间自主地调整参数时，移动站经由中继装置与基站之间已经存在的通信可能受到影响。这是因为，由于中继装置通常被安装在通信情况较差的区域中且容易受到通信条件改变的影响，所以中继装置与用作接入点的现有基站之间的连接容易由于在基站之间进行自主控制使得接入点的发送功率等改变而变得不稳定。

考虑到这个问题，本发明的目的在于提供一种无线通信系统和方法，该方法在包括中继装置和基站的通信系统中用于自主地调整参数以便在新基站开始运行时可维持与中继装置的通信。

解决问题的技术方案

为了实现以上目的，根据本发明的第一方面的用于调整无线通信系统的参数的方法，所述无线通信系统包括通过网络彼此连接的多个基站和用于对所述基站中的一个基站与移动站之间的通信进行中继的至少一个中继装置，所述方法包括以下步骤：

新安装的新基站发送无线电信号并同时增加发送功率；

所述中继装置在检测到来自所述新基站的无线电信号时，将指示检测到所述无线电信号的信号发送至与所述中继装置连接的现有基站；

所述现有基站在接收到所述指示检测到所述无线电信号的信号时，将所述现有基站的无线电信号的发送功率减少为维持与连接到所述现有基站的所述至少一个中继装置之间的通信的最小发送功率；

所述现有基站对所述现有基站的发送功率的参数进行调整以将所述现有基站的发送功率设置为所述最小发送功率；以及

所述新基站经由所述网络获取与所述中继装置检测到来自所述新基站的无线电信号的时间有关的信息，并基于所述新基站在该时间处的发送功率来设置所述新基站的发送功率的参数。

本发明的第二方面为根据第一方面的用于调整参数的方法，该方法还包括：所述至少一个中继装置基于来自所述多个基站中的每个基站的发送功率来选择待连接的基站的步骤。

本发明的第三方面为根据第二方面的用于调整参数的方法，其中，所述至少一个中继装置具有用于控制天线的方向的天线方向控制单元，并且所述方法还包括所述天线方向控制单元基于所述待连接的基站控制所述天线的方向的步骤。

为了实现以上目的，根据本发明的第四方面的无线通信系统，包括通过网络彼此连接的多个基站和用于对所述基站中的一个基站与移动站之间的通信进行中继的至少一个中继装置，其中，

所述基站包括：

第一发送/接收单元，配置为发送和接收无线电信号；

管理单元，配置为管理用于发送所述无线电信号的发送功率的参数；以及

第一控制单元，配置为控制所述发送功率，

所述中继装置包括：

第二发送/接收单元，配置为将无线电信号发送至所述基站和接收来自所述基站的无线电信号；以及

第二控制单元，配置为在所述第二发送/接收单元接收到预定无线电信号时将指示检测到所述预定无线电信号的信号发送到所连接的基站，以及其中，

当所述基站是新安装的新基站时，所述第一控制单元进行控制以从所述第一发送/接收单元发送所述预定无线电信号并同时增加发送功率，并且所述管理单元经由所述网络获取与所述中继装置检测到所述预定无线电信号的时间有关的信息，并基于该时间处的发送功率来设置发送功率的参数，或者

当所述基站是现有基站时，在接收到所述指示检测到所述预定无线电信号的信号后，所述第一控制单元将所述无线电信号的发送功率减少至维持与连接到所述现有基站的至少一个中继装置之间的通信的最小发送功率，并且所述管理单元对所述发送功率的参数进行调整以将所述发送功率设置为所述最小发送功率。

有益效果

根据本发明，当新基站被安装并且开始运行时，可将新基站的参数调整为使得利用作为接入点的现有基站与现有中继装置的通信可被维持。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施方式构成无线通信系统的基站的示意配置的功能性框图；

图2是示出根据本发明的一个实施方式构成无线通信系统的中继器的示意配置的功能性框图；

图3是示出根据本发明的一个实施方式的无线通信系统的通信区域的配置的视图；

图4是示出根据本发明的一个实施方式的无线通信系统的通信区域的配置的视图；

图5是示出根据本发明的一个实施方式用于调整参数的方法的时序图；以及

图6是示出根据本发明的一个实施方式的无线通信系统的通信区域的配置的视图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施方式。

图1是示出根据本发明的一个实施方式构成无线通信系统的基站的示意配置的功能性框图。每个基站通过利用FDD与移动站（终端）进行通信。基站100通过网络接口（IF）单元105与无线通信系统中的另一基站108和EMS 109进行通信。EMS 109例如安装在用于管理该无线通信系统的管理中心处并具有用于监控和操作整个系统的系统参数确定单元113，这将在以下进行描述。

基站100包括无线电接收单元101和无线电发送单元102，以用于与终端或诸如中继器的中继装置进行通信。无线电单元103将无线电接收单元101接收到的接收频率上的无线电信号转换为数据。而且，无线电单元103将无线电发送单元102待发送的数据转换为发送频率上的无线电信号。基于通过网络IF单元105从EMS 109获取的并由包括存储单元110的系统参数管理单元107所管理的参数，无线电特征控制单元104控制无线电单元103的发送功率。在从所连接的中继器接收到检测到新基站的预定无线电信号的通知之后，无线电特征控制单元104将无线电信号的发送功率减少为维持与所连接的中继器之间的通信的最小发送功率（以下将进行详细的描述）。数据发送/接收单元106通过网络IF单元105将与基站108或EMS 109进行通信中所获取的数据发送至无线电单元103。基站100还包括设置信息存储单元111和GPS位置测量单元112，其中设置信息存储单元111用于存储进行通信所需的设置信息（例如IP地址），GPS位置测量单元112用于获取基站100自身的位置信息。基站108具有与基站100同样的配置。

图2是示出根据本发明的一个实施方式构成无线通信系统的用作中继装置的中继器的示意配置的功能性框图。中继器200包括用于与终端211交换数据的终端发送/接收单元201和用于与基站208交换数据的基站发送/接收单元202，基站208具有与上述基站100和108同样的配置并且用作接入点。为了将从终端211接收到的数据中继至基站208，中继器200通过使用无线电单元203A对终端发送/接收单元201所接收的数据进行处理并将该数据经由数据发送/接收单元206发送至无线电单元203B。无线电单元203B将接收到的数据例如处理成上行链路频率的信号。接下来，基站发送/接收单元202将无线电单元203B处理后的数据发送至基站208。在将从基站208接收到的数据中继至终端211的过程中，中继器200将基站发送/接收单元202从终端发送/接收单元201接收到的数据经由无线电单元203B、数据发送/接收单元206以及无线电单元203A发送至终端211。

基于系统参数管理单元207自身管理的系统参数，系统参数管理单元207使无线电特征控制单元204（第二控制单元）对无线电单元203A和203B进行控制，而且控制天线方向控制单元205。天线方向控制单元205例如通过进行倾斜和波束形成来控制天线。存储单元210存储通过基站发送/接收单元202和无线电单元203B所接收的系统参数。这些系统参数由EMS 109设置并从用作接入点的基站208发送。

无线电特征控制单元204基于所管理的系统参数对无线电单元203A和203B的发送功率进行控制。与发送功率关联的系统参数对应于EMS 109的系统参数确定单元113所确定的值。而且，当基站发送/接收单元202接收到预定无线电信号时，无线电特征控制单元204将指示对该预定无线电信号的检测的信号发送至所连接的基站。

参见图3至图6，下面描述当新基站被安装在根据本实施方式的无线通信系统中时用于调整参数来扩大通信区域的方法。这里，假设无线通信系统通过利用图3所示的通信区域300构成。图3至图6所示的基站A至D具有与上述基站100、108和208同样的配置。而且，中继器1至7具有与上述中继器200同样的配置。在图3中，基站A至D周围的各个圆圈表示各基站的小区。利用基站A至D中的任意一个基站作为接入点的中继器1至7被用于扩大通信区域300。例如，基站A设有中继器4，基站B设有中继器2和5，基站C设有中继器1和6，而基站D设有中继器3和7。在不属于基站B、C和D中任一个的区域301中，能够通过中继器1至3来进行通信。

基站A至D中的每个保存切换目的地候选基站的信息及其IP地址信息。例如，基站C将其邻近的基站A、B和D的IP地址信息保存为切换目的地候选基站的信息。

现在，假设基站A至D中的每个均与超过其最大终端容量80%的终端进行通信。在这种情况下，当携带多个通信终端的运输体（例如运送乘客的巴士或火车）进入图3所示的通信区域300中时，存在引起通信区域300中通信拥塞的风险。因此，根据本实施方式，在能够通过中继器1至3进行通信的区域301中新设置基站E。

在开始实际通信前，基站E首先在无线电特征控制单元104的控制下通过利用控制信道（Control Channel：CCH）以低发送功率发送无线电信号（预定的无线电信号）并同时逐渐增加发送功率。在这个过程中，设置在基站E周围的中继器1至3能够补充基站E的控制信道信号。在基站E逐渐增加发送功率的同时，基站E附近存在的基站B至D逐渐减少其发送功率。因此，如图4所示，基站B和D的小区变得比图3中所示的基站B和D的小区更小，从而减少了对基站E产生干扰的风险。

参见图5所示的示意性时序图，以下对根据本发明的一个实施方式用于调整参数的方法进行描述。在图5中，虚线表示无线通信，而实线在原则上表示有线通信。

一旦被安装，基站E就通过DHCP（Dynamic Host ConfigurationProtocol，动态主机配置协议）经由网络自动地被分配IP地址。另外，基站E在安装后通过GPS位置测量单元112自动地获取其位置信息。接下来，基站E将所分配的IP地址和获取的位置信息通知到EMS 109。由此，EMS 109的系统参数确定单元113获取基站E、基站E附近存在的基站、以及中继器之间的位置关系，并且还获取基站E周围的区域配置。

基站E在向EMS 109通知其位置信息和IP地址后，通过CCH从无线电发送单元102发送无线电信号，并逐渐增加发送功率。基站E分级增加或连续增加发送功率。这里，假设最靠近基站E的中继器2比基站E附近的任何其他中继器更快地接收到基站E所发送的信号。当基站发送/接收单元202接收到基站E所发送的无线电信号时，中继器2相应地将其通知到用作接入点的基站B。这时，除了通知接收到来自基站E的无线电信号之外，中继器2还向基站B通知与接收时间有关的信息。与接收时间有关的信息然后被提供到基站E，以使基站E保存与接收时间有关的信息以及在该时间与彼此关联的发送功率。

得到通知的基站B通过网络IF单元105向EMS 109通知中继器2已从基站E接收到信号，并且基站B开始逐渐减少其自身的发送功率。基站B在与利用基站B作为接入点的中继器5进行通信的过程中，无线电特征控制单元104控制无线电单元103以便将发送功率逐渐减少至维持与中继器5的通信的最小发送功率。接下来，在确定最小发送功率后，基站B将所确定的最小发送功率通知到EMS 109。虽然在图6中未示出，但是作为接入点的基站D同样将发送功率减少至维持与利用基站D但没有从基站E接收到信号的中继器7的通信的最小发送功率，并且将该最小发送功率通知到EMS 109。

接下来，EMS 109指示基站E确定发送功率并向基站E通知与中继器2从基站E接收到信号的时间有关的信息。为了使基站E与中继器2之间进行稳定的通信，基站E基于接收到信号时的发送功率来设置基站E自身的发送功率。例如当发送功率分级增加时，基站E将发送功率设置为接收到信号的时间之后一级或多级时的信号输出值。当发送功率线性地增加时，基站E将发送功率设置为自接收到信号的时间起经过预定时间后的发送功率。由此，基站E将其发送功率设置成稍微高于在接收到信号时的发送功率，例如，比标准发送功率高10-20%。接下来，基站E将所设置的发送功率通知到EMS 109。

接下来，中继器2向基站B和E中的每个通知来自各基站的信号的接收水平。基站B和E中的每个将中继器2的接收水平通知到EMS 109。接下来，EMS 109的系统参数确定单元113对这些接收水平进行比较，并将基站中具有最高接收水平的一个确定为中继器2的接入点。在图4所示的通信区域400中，当中继器2对来自基站E的信号的接收水平高于对来自基站B的信号的接收水平时，EMS 109决定将中继器2的接入点从基站B变更为基站E。同样地，EMS 109还对中继器3接收到的、基站D和E所发送的信号的接收水平进行比较，并决定将中继器3的接入点从基站D变更为基站E。接下来，EMS 109将包含与中继器2的接入点变更有关的信息的系统参数通知到基站B，还将包含与中继器3的接入点变更有关的信息的系统参数通知到基站D。当基站B和D从EMS109接收到信息时，系统参数管理单元107将该信息存储在设置信息存储单元111中。

另外，EMS 109基于从基站E获取的位置信息和IP地址，确定基站E与现有基站A至D之间的位置关系。接下来，EMS 109指示基站E附近的基站B至D将基站E的ID添加为切换目的地候选基站。在接收到指示后，基站B至D的设置信息存储单元111添加基站E的ID作为切换目的地候选基站。此外，EMS 109指示基站E将基站B至D的ID存储为切换目的地候选基站。EMS 109的系统参数确定单元113基于基站A至E之间的位置关系以及这些基站的小区的大小，确定基站A的小区与基站E的小区地理位置靠近却彼此不重叠，并且指示基站E将基站A的ID存储为非切换目的地基站。在接收到指示后，基站E相应地存储在设置信息存储单元111中。

随后，EMS 109基于各基站和各中继器的位置信息以及各基站的发送功率，生成用于对设置在区域中的中继器1至7进行波束成形和倾斜的参数，即，用于调整天线方向的参数，以便优化区域配置。接下来，EMS 109将生成的参数经由基站E发送至已分别将接入点变更为基站E的中继器2和3中的每个的系统参数管理单元207。中继器2和3的天线方向控制单元205基于系统参数管理单元207接收到的参数控制天线的方向，以便调整波束成形和倾斜，如图6所示。由此，能够进行稳定的系统操作。另外，如图6所示，将基站C用作接入点的中继器1基于EMS 109经由基站C所发送的参数控制天线的方向，以例如防止对基站E的干扰，并控制发送功率。因此可减少功耗。

如上所述，根据本实施方式用于调整参数的方法，由于中继器接收到新基站发送的信号并相应地通知现有基站，现有基站无需增加基站的成本（例如，新提供接收单元）就可稳定地获取与新基站所发送的信号有关的信息。另外，根据本实施方式用于调整参数的方法使现有基站和新基站能够自主地优化发送功率并同时保持与中继器的通信。

尽管根据本发明的一个实施方式描述了用于调整通信系统的参数的方法，但是应该理解，本领域技术人员可以基于本发明的公开内容以多种方式容易地进行变化或变更。例如，尽管根据本实施方式由EMS确定系统参数，但是基站自身也可确定系统参数。

另外，尽管基于在最接近基站E的中继器2从基站E接收到信号时的信号输出值来确定基站E的发送功率，但是EMS可通过例如利用多个中继器接收到信号的时间来确定基站E的发送功率。在这种情况下，EMS可基于加权或统计处理来计算发送功率。

参考标号列表

100            基站

101            无线接收单元

102            无线发送单元

103            无线电单元

104            无线特征控制单元

105         网络IF单元

106、206    数据发送/接收单元

107、207     系统参数管理单元

108、208     基站

109          EMS

110、210     存储单元

111          设置信息存储单元

112          GPS位置测量单元

113          系统参数确定单元

200          中继器

201          终端发送/接收单元

202          基站发送/接收单元

203A、203B   无线电单元

204          无线特征控制单元

205          天线方向控制单元

211          终端

300、400、500通信区域

301          区域

Claims (4)

1.用于调整无线通信系统的参数的方法，所述无线通信系统包括通过网络彼此连接的多个基站和用于对所述基站中的一个基站与移动站之间的通信进行中继的至少一个中继装置，所述方法包括以下步骤：

新安装的新基站发送无线电信号并同时增加发送功率；

所述中继装置在检测到来自所述新基站的无线电信号时，将指示检测到所述无线电信号的信号发送至与所述中继装置连接的现有基站；

所述现有基站在接收到所述指示检测到所述无线电信号的信号时，将所述现有基站的无线电信号的发送功率减少为维持与连接到所述现有基站的所述至少一个中继装置之间的通信的最小发送功率；

所述现有基站对所述现有基站的发送功率的参数进行调整以将所述现有基站的发送功率设置为所述最小发送功率；以及

所述新基站经由所述网络获取与所述中继装置检测到来自所述新基站的无线电信号的时间有关的信息，并基于所述新基站在该时间处的发送功率来设置所述新基站的发送功率的参数。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：所述至少一个中继装置基于来自所述多个基站中的每个基站的发送功率来选择待连接的基站的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个中继装置具有用于控制天线的方向的天线方向控制单元，并且所述方法还包括所述天线方向控制单元基于所述待连接的基站控制所述天线的方向的步骤。

4.一种无线通信系统，包括通过网络彼此连接的多个基站和用于对所述基站中的一个基站与移动站之间的通信进行中继的至少一个中继装置，其中，

所述基站包括：

第一发送/接收单元，配置为发送和接收无线电信号；

管理单元，配置为管理用于发送所述无线电信号的发送功率的参数；以及

第一控制单元，配置为控制所述发送功率，

所述中继装置包括：

第二发送/接收单元，配置为将无线电信号发送至所述基站和接收来自所述基站的无线电信号；以及

第二控制单元，配置为在所述第二发送/接收单元接收到预定无线电信号时将指示检测到所述预定无线电信号的信号发送到所连接的基站，以及其中，

当所述基站是新安装的新基站时，所述第一控制单元进行控制以从所述第一发送/接收单元发送所述预定无线电信号并同时增加发送功率，并且所述管理单元经由所述网络获取与所述中继装置检测到所述预定无线电信号的时间有关的信息，并基于该时间处的发送功率来设置发送功率的参数，或者

当所述基站是现有基站时，在接收到所述指示检测到所述预定无线电信号的信号后，所述第一控制单元将所述无线电信号的发送功率减少至维持与连接到所述现有基站的至少一个中继装置之间的通信的最小发送功率，并且所述管理单元对所述发送功率的参数进行调整以将所述发送功率设置为所述最小发送功率。

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