CN104365133B - 绿色移动网络中的针对无线电资源激活的网络分析 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于优化移动通信网络(1)内的无线电覆盖和功率消耗的方法和装置。根据本发明的一个实施例，收集由订户设备(11)和/或无线电基站(21；23)实施的无线电测量(UE_meas1；BS_meas1；BS_meas2)，以及实施所述无线电测量时的用户地理位置(UE_pos1；UE_pos2；UE_pos3)。随后从无线电测量和用户地理位置导出天线地理位置(ant_pos22；ant_pos23)，以及来自最佳地拟合用户地理位置处的无线电测量的天线地理位置的无线电传播模型(rpm22；rpm23)。随后将来自如此导出的天线地理位置的如此导出的无线电传播模型提供到无线电资源控制器(41)以用于激活休眠蜂窝(C22；C23)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于优化移动或无线通信网络内的无线电覆盖和功率消耗的方法和装置。
背景技术
随着当今的移动网络中的数据通信量需求的不断增大，运营商正在寻求针对容量改进的直接解决方案。通过对于频谱的更高空间重复利用，处于50到100米范围内的小半径蜂窝作为一种满足高带宽通信量需求并且增强移动用户的体验质量(QoE)的富有前景的解决方案而出现。
异构网络(HetNet)现在正被部署，其中足迹尺寸较小的蜂窝(所谓的微微蜂窝、城市蜂窝或微蜂窝)被嵌入在更大的伞蜂窝(所谓的宏蜂窝)的覆盖区域内，这主要是为了在数据通信量集中的目标区域内提供更大的容量。HetNet尝试利用用户和通信量分布的空间变化来高效地增大移动网络的总体容量。
HetNet为高效的网络规划和运营提出了新的挑战。
到目前为止，网络规划和运营都是基于用于收集给定地理区域内的无线电测量并且识别出可能的覆盖空洞的代价高昂的驱动测试(drive test)以及大量的网路配置，其中包括添加或移动天线场地以及优化无线电传送参数(天线倾斜和增益、传送频谱、传送功率等等)。
或者，网络规划和运营可以是基于来自已知的天线位置处的无线电传播模型。随后将3D地理地图连同另外的无线电传送参数馈送到无线电传播模型，以便猜测特定地理位置处的预期的接收信号和干扰信号，并且进一步确定最优的网络配置。
这些网络规划工具非常适合于传统移动网络，其主要适应已知位置处的宏蜂窝。随着对于下一代移动网络部署的小蜂窝的数目的日益增多，这些工具被证明是低效并且不准确的。
此外，由于新的施工工程(例如新的高建筑物、老的建筑物被拆除)，或者由于新的蜂窝开始服务或者现有的蜂窝退出服务(从而可能改动在给定位置处观测到的干扰水平)，或者还由于天气或季节影响(例如树叶、下雪)，无线电传播环境总是在改变，因此当前的网络配置很快就会过时，从而导致非最优的网络性能。
现今的移动网络的另一个重要问题是可持续发展，这是对于全世界所有人的长期承诺。制造商应当通过改进移动网络的功率效率尽力应对资源短缺和环境恶化，从而减轻温室效应和运营开销(OPEX)。因此，基础设施和终端中的功率效率成为移动网络中的与成本有关的要求的一个至关重要的部分，并且在研究可能的网络能量节省方面存在强烈的动因。
其中一种此类解决方案是在低活动时段期间将较小的空闲蜂窝切换到某种睡眠(或休眠)状态，其通信量由仍然活跃的相邻蜂窝处理，其还被称作覆盖蜂窝。
但是关闭蜂窝可能会导致覆盖空洞和/或QoE降低，并且需要一种每当在适当时候唤醒休眠蜂窝的解决方案。
由第三代合作伙伴计划(3GPP)在2011年9月公布的标题为“Potential Solutionsfor Energy Saving for E-UTRAN(Release 10)(针对E-UTRAN的能量节省的潜在解决方案(第10版))”(3GPP TR 36.927V10.1.0)的技术规范描述了用于将休眠蜂窝切换回到操作中的不同方法。
蜂窝可以基于集中式操作和维护(OAM)决定进入或离开休眠模式，所述决定是基于例如负荷信息、质量量度等统计信息做出的。OAM决定可以被预先配置或者直接通过信号传达到蜂窝。
作为一种替换解决方案，当蜂窝处于休眠模式并且覆盖蜂窝上的负荷增大时，覆盖蜂窝可能不知道将要唤醒哪些最适当的休眠蜂窝。覆盖蜂窝可以唤醒其中一个或多个相邻的休眠蜂窝。但是离开休眠模式的最终决定由休眠蜂窝基于本地可用的信息做出。
作为第三种解决方案，当覆盖蜂窝检测到高负荷时，其使用专有算法来决定应当激活哪些休眠蜂窝。所述算法可以依赖于对应于每一个相邻蜂窝的预先定义的“低负荷时段”策略。可以首先从基于OAM的性能计数器导出“低负荷时段”信息，随后是实施在覆盖蜂窝中的决定。
作为第四种解决方案，当覆盖蜂窝检测到高负荷时，其可以请求一些休眠蜂窝开启其侦听能力，以便实施并且报告如在3GPP TS 36.214中定义的干噪比(Interferenceover Thermal,IoT)测量。
作为第五种解决方案，当覆盖蜂窝检测到高负荷时，其可以请求一些休眠蜂窝对于至少一段较短时间间隔(所谓的“探测”间隔)传送导频信号。在这一间隔之后，这些蜂窝当中的全部或一部分将返回休眠模式。由覆盖蜂窝覆盖的用户装备(UE)将被配置来在这一间隔期间对这些蜂窝实施无线电测量，并且发送回测量结果。基于测量结果，覆盖蜂窝随后将决定应当开启哪些蜂窝。
作为第六种解决方案，当覆盖蜂窝检测到高负荷时，其可以使用UE位置、蜂窝位置以及蜂窝半径/传送功率的组合来决定应当开启哪些休眠蜂窝。此外，可以将定时器数值包括在从覆盖蜂窝发送到所选休眠蜂窝的激活请求消息中。在定时器到期时，该蜂窝检验是否满足对于保持开启所需要的条件，如果不满足的话则回到休眠模式。
发明内容
本发明的一个目的是通过高功率效率和成本有效的方式操作其中嵌入有许多小蜂窝的移动通信网络。
根据本发明的第一方面，一种用于优化移动通信网络内的无线电覆盖和功率消耗的网络分析器被配置来收集由订户设备和/或无线电基站实施的无线电测量，以及实施所述无线电测量时的用户地理位置。所述网络分析器还被配置来从无线电测量和用户地理位置导出天线地理位置，以及来自最佳地拟合用户地理位置处的无线电测量的天线地理位置的无线电传播模型，并且将来自如此导出的天线地理位置的如此导出的无线电传播模型提供到无线电资源控制器以用于激活休眠蜂窝。
根据本发明的第二方面，一种用于优化移动通信网络内的无线电覆盖和功率消耗的计算机程序产品包括第一代码部分，其用于收集由订户设备和/或无线电基站实施的无线电测量，以及实施所述无线电测量时的用户地理位置。所述计算机程序产品还包括：第二代码部分，其用于从无线电测量和用户地理位置导出天线地理位置，以及来自最佳地拟合用户地理位置处的无线电测量的天线地理位置的无线电传播模型；以及第三代码部分，其用于将来自如此导出的天线地理位置的如此导出的无线电传播模型提供到无线电资源控制器以用于激活休眠蜂窝。
根据本发明的第三方面，一种用于优化移动通信网络内的无线电覆盖和功率消耗的方法包括以下步骤：收集由订户设备和/或无线电基站实施的无线电测量，以及实施所述无线电测量时的用户地理位置。所述方法还包括以下步骤：从无线电测量和用户地理位置导出天线地理位置，以及来自最佳地拟合用户地理位置处的无线电测量的天线地理位置的无线电传播模型；以及将来自如此导出的天线地理位置的如此导出的无线电传播模型提供到无线电资源控制器以用于激活休眠蜂窝。
在本发明的一个实施例中，所述网络分析器包括蜂窝覆盖数据库，其被配置来由无线电资源控制器针对特定蜂窝进行查询，并且返回来自对应于该特定蜂窝的特定天线地理位置的特定无线电传播模型。
或者，所述蜂窝覆盖数据可以针对特定地理位置(例如用户地理位置)被查询，并且可以返回来自位于该特定地理位置附近的所选天线地理位置的所选无线电传播模型。
或者，所述蜂窝覆盖数据库可以针对特定地理区域被查询，并且可以返回来自位于该特定地理区域内或其附近的所选天线地理位置的所选无线电传播模型。
在本发明的一个实施例中，所述网络分析器还被配置来使得早前的无线电测量自动过期，相应地更新天线地理位置和无线电传播模型，并且将来自如此更新后的天线地理位置的如此更新后的无线电传播模型提供到无线电资源控制器。
在本发明的一个实施例中，所述无线电测量包括由订户设备对蜂窝信标信号实施的下游测量。
此外，所述无线电测量可以包括在活跃通信会话期间由基站对上游通信信号实施的上游测量。
在本发明的一个实施例中，所述下游测量是由运行在订户设备上的原生或第三方应用提供的离线测量。
在本发明的一个实施例中，用户地理位置由订户设备从全球定位系统(GPS)数据确定。
或者，用户地理位置可以由订户设备通过对无线电环境加指纹来确定。
或者，用户地理位置可以由移动通信网络例如通过定时提前和/或到达角度测量确定。
根据本发明的计算机程序产品的实施例或者根据本发明的方法的实施例对应于根据本发明的网络分析器的实施例。
本发明提出从由UE和/或基站实施的无线电测量以及从实施所述无线电测量时的UE地理方位直接确定蜂窝覆盖信息。所述蜂窝覆盖信息包括来自将由无线电资源控制器使用的各个天线位置的无线电传播模型，以便确定对于呼叫处理最适合的蜂窝。
首先，例如通过众所周知的三角定位方法从UE和/或基站测量以及对应的UE位置确定对应于特定蜂窝的特定天线场地的位置。接下来，调节来自如此确定的天线位置的无线电传播模型的参数，从而例如通过最小化成本函数来最佳地拟合可以获得测量的那些特定UE位置处的UE和/或基站测量。
无线电传播模型通常包括作为主要输入参数的UE地理位置，以及作为主要输出参数的对应于该UE位置处的特定蜂窝的预期信号强度(幅度、功率)。所述模型可以包括另外的输入参数和/或输出参数，例如需要由基站本身设定以用于进一步网络优化的输入参数(例如基站传送功率)。
随后把来自如此导出的天线位置的如此调节后无线电传播模型提供到无线电资源控制器，并且特别被用于激活休眠蜂窝。每当接收到针对与特定UE的新通信会话的请求时，无线电资源控制器基于所提供的无线电传播模型并且基于特定UE位置以及另外的标准来检查是否有更加适当的蜂窝可以接管这一通信会话，所述另外的标准比如有所引发的功率消耗影响、所引发的干扰和QoE影响等等。如果找到这样的蜂窝并且如果该蜂窝是休眠的，则唤醒该蜂窝并且将通信会话转移到该处。
通过对于给定地理区域内的每一个蜂窝运行这些无线电传播模型，可以以足够好的准确度确定其中的用以处理特定位置处的特定UE的最适当的蜂窝，即使在该特定位置处并没有UE测量可用。由于这一算法，可以承担将大多数(如果不是全部)空闲蜂窝切换到休眠模式，从而实现显著的功率降低。
所述无线电测量通常是由UE对蜂窝的信标信号实施的下游测量。可以在UE处于空闲模式并且侦听正在经过的对应蜂窝的同时实施下游测量以便检测位置区域改变(离线测量)，或者可以在活跃通信会话期间实施下游测量以便检测将与之通信的最适当的蜂窝(在线测量)。
所述无线电测量还可以是在活跃通信会话期间由服务基站对UE上行链路信号实施的上游测量(仅有在线测量)。
在实施测量时的UE地理位置或者其近似被附加到无线电测量之后。UE位置可以由UE确定(例如从GPS数据或无线电加指纹确定)，或者由网络确定(例如从定时提前测量确定)。
无线电测量和对应的UE位置由服务基站或基站控制器收集，或者由运行在订户设备上的原生或第三方应用收集，并且接下来被提供到网络分析器以用于进一步处理和确定蜂窝覆盖信息。
此外，所述网络分析器可以跟踪无线电测量时间：当新的无线电测量到来时，使得早前的无线电测量过期，更新无线电传播模型并且再次将其提供到无线电资源控制器，从而跟踪总是在改变的无线电环境。
本发明是特别有利的，这是因为与基于地图的测量相比，与测量位置有关的无线电上下文数据的收敛要快得多，另外还因为可以在无需有用户存在以供测量的情况下估计无线电接入，另外还因为不需要由运营商进行驱动测试，并且另外还因为整个处理都是自动化的，从而易于处理和维护现场数据，并且使得新的处理更加适合于小蜂窝部署和下一代网络。
我们还认为这样的机制优于基于网格的方法，在基于网格的方法中，主要在粗粒度下对于各个网格单元提供信号强度。实际上，网格通常需要具有粗粒度结构，以便具有足够的样本来计算对应于各个网格单元的平均度量。此外，网格通常不满足环境形状，比如地面高度轮廓、街道拐角等等。
附图说明
通过参照后面结合附图对于一个实施例进行的描述，本发明的前述和其他目的及特征将变得更加显而易见，并且本发明本身将会得到最好的理解，其中：
-图1代表包括根据本发明的网络分析器的移动网络；以及
-图2和3代表对应于激活休眠蜂窝的消息流程图。
具体实施方式
如图1中所见，移动(或无线)通信网络1包括以下功能块：
-UE 11；
-操作具有较大无线电覆盖区域31的宏蜂窝C21的覆盖基站21；
-操作小半径蜂窝C22和C23的容量基站22和23，所述小半径蜂窝C22和C23具有完全地或者部分地包含在无线电覆盖区域31内的对应的有限无线电覆盖区域32和33；
-无线电资源控制器41；以及
-网络分析器100。
宏蜂窝C21在特定地理区域(即无线电覆盖区域31)内提供总是开启的无线电接入，从而使得UE 11可以总是连接到移动网络1。
或者，UE 11可以经由专用的仅有信令的接入点连接到移动网络1，所述接入点可以构成移动通信网络1的一部分，或者构成利用另一种移动/无线技术的另一个移动/无线网络的一部分，或者UE 11可以通过专用卫星链路连接到移动网络1。所述请求随后被转发到无线电资源控制器，以用于移动网络1内的自组织无线电资源激活和指派。
小半径蜂窝C22和C23在数据通信量集中的目标区域内提供更大的容量，并且通常在低活动时段(例如夜间、周末、预测日期)期间被关停。
由基站21、22和23从该处通过空中广播无线电信号的天线地理位置分别被标记为ant_pos21、ant_pos22和ant_pos23。
UE 11对于在从一个位置漫游到另一个位置的同时所经历的信标信号实施无线电测量。此外，UE 11和基站21、22和23都在彼此之间进行通信的同时对通信信号实施无线电测量。这些无线电测量连同实施所述测量时的对应的UE位置被报告给网络分析器100以供进一步处理。当前在图1中，UE 11被显示为报告第一无线电测量和UE位置{UE_meas1；UE_pos1}；容量基站23被显示为报告第二无线电测量和UE位置{BS_meas1；UE_pos2}；并且覆盖基站21被显示为报告第三无线电测量和UE位置{BS_meas2；UE_pos3}。
无线电资源控制器41主要用于指派和管理由基站和UE使用来通过空中接口进行无线电通信的下行链路和上行链路无线电资源，也就是说是被指派给对应的无线电载体以用于传输用户和信令通信量的代码和/或频率和/或时间资源的集合。
无线电资源控制器41还被配置来用于对移动网络1进行高效的无线电资源管理(RRM)。
RRM是对于移动通信网络中的同信道干扰和其他无线电传输特性的系统层级控制。RRM涉及用于控制例如传送功率之类的参数、蜂窝和信道分配、切换标准、调制方案、差错编码方案等等的策略和算法。其目的是尽可能高效地利用有限的无线电频谱资源和无线电网络基础设施，其中还包括总体网络功率消耗。
RRM在受到同信道干扰而不是噪声限制的系统中特别重要，例如在由可以重复利用相同信道频率的许多邻近接入点构成的网络中。
因此，RRM的目的是最大化系统频谱效率和功率效率，并且同时保证特定服务等级。后者涉及覆盖特定区域，以及避免由于同信道干扰、噪声、长距离造成的衰减、遮蔽和多径造成的衰落等等而导致的服务中断或减损。服务等级还受到由于许可控制、调度匮乏或者无法保证所请求的QoS而导致的阻塞的影响。
动态RRM方案针对通信量负荷、用户方位、QoS要求等等自适应地调节无线电网络参数。在移动网络的设计中考虑动态RRM方案，以期望最小化代价高昂的人工蜂窝规划并且实现更紧密的频率重复利用模式，从而导致改进的系统频谱效率。
动态RRM方案的实例有功率控制算法、链路适配算法、动态信道分配(DCA)或动态频率选择(DFS)算法、通信量自适应切换、自适应滤波(例如单天线干扰抵消(SAIC))、动态分集方案(例如软切换、具有波束成形和/或多输入多输出(MIMO)通信和/或空间-时间编码的相控阵列天线)、许可控制、认知无线电等等。
无线电资源控制器41可以被实施为例如无线电网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)内的中央功能，或者可以分布在各个无线电基站上。一些RRM方案可以是自主算法，或者是在彼此之间交换信息的协调算法。
无线电资源控制器41还与网络分析器100连接以便获取对应于一个或更多特定蜂窝或者围绕特定UE位置或者处于特定地理区域内的无线电传播模型，例如其无线电资源由无线电资源控制器41控制的覆盖区域(参见图1中的“get_cell_coverage_info”和“cell_coverage_info(rpm22；rpm23)”，其中rpm22和rpm23标示由网络分析器100建模的对应于容量蜂窝c22和c23的无线电传播模型)。
无线电传播模型连同对应的UE方位以及另外的标准被用来根据用以处理特定通信会话的最佳蜂窝做出最适当的决定。
将要考虑的第一方面是UE是否可以由移动网络1的基站达到。关于最佳蜂窝的计算针对各个基站的当前激活状态加上其中一个睡眠基站的激活计算当前UE方位处的预期信号和干扰水平。所述计算通过利用当前UE方位并且对于该UE附近(例如围绕当前UE方位的几百米或几千米)的每一个据推测是活跃的蜂窝运行对应的无线电传播模型来实施。随后将结果与对应于在当前UE方位处预测的绝对信号水平和信干噪比(SNIR)水平的阈值数值进行比较。所述处理在选择UE附近的将要激活的另一个睡眠基站的同时重复迭代，从而产生用于处理当前UE方位处的呼叫的预期最佳的蜂窝。
接下来，无线电资源控制器41将所选蜂窝和相应的基站装备切换回到操作模式，并且通过切换规程将呼叫转移到该处，或者通过令UE自主附接到其认为是处理所述呼叫的最适合的蜂窝的该蜂窝(这或者是基于自主UE测量，或者是基于从覆盖基站返回到UE的蜂窝接入信息)。
还可以计算对应于其他当前活跃的UE的SNIR状况。当新的容量基站被激活时，对于其他站检查其接入状况变差的程度。如果成本高于通过激活新的基站以及添加新的会话所得到的益处(对应于其他站的无线电状况变差到掉落其他会话的程度)，则将重新考虑蜂窝激活(例如可以在不激活容量基站的情况下由覆盖基站处理呼叫请求)。
蜂窝选择处理还可以考虑另外的标准，比如由于给定的容量基站被唤醒所涉及的移动网络1中的功率消耗影响。
网络分析器100包括以下功能块：
-未经处理测量数据库110(或MDB)，其中保存来自UE和/或基站的未经处理测量以供进一步取回；
-蜂窝估计器120，其用于选择对应于给定蜂窝的无线电传播模型类型，以及调节所选模型类型的参数值，以便在可以获得测量的那些特定UE位置处最佳地拟合该给定蜂窝的未经处理测量；以及
-蜂窝覆盖数据库130(或CCDB)，其中存储如此调节后的无线电传播模型以供无线电资源控制器41进一步取回和使用。
未经处理测量数据库110包括基于来自UE和/或基站的测量报告填充的未经处理测量记录。
测量记录特别包括以下信息：
-测量实施者的独有标识符，比如UE标识符或基站标识符；
-所测量的(一个或多个)蜂窝的独有标识符；
-所实施的测量类型，比如参考信号接收功率(RSRP)测量，或者参考信号接收质量(RSRQ)测量，或者接收信号代码功率(RSCP)测量，或者接收干扰功率(RIP)测量，或者参考信号时间差(RSTD)测量，或者定时提前(TA)测量，或者到达角度(AoA)测量；
-被表示为二项数值{经度；纬度}的实施给定测量实例时的UE位置，其可能通过用于3D传播建模的UE高度数值而得到增强；以及
-实施给定测量实例时的年份、日期和GMT时间。
蜂窝覆盖数据库130充当用于特定地理区域内的经过调节后的蜂窝传播模型的存储场所。举例来说，对于德国这样的版图需要存储50000个到500000个之间的无线电传播模型实例。这些数目是针对全国范围的单一提供商，而没有考虑到竞争者的网络信息。
蜂窝覆盖数据库130实施一个标准化查询原语集合，通过所述查询原语可以对数据库进行查询(参见图1中的“get_cell_coverage_info”和“cell_coverage_info(rpm22；rpm23)”)。如果我们仅允许无线电资源控制器查询数据库，则对应于该存储服务器的请求速率(或读取速率)可以是中等速率，或者如果允许用户应用或中间件功能访问数据库，则可以是更高速率。于是我们可以考虑高达每秒一百万次的请求速率(如果我们考虑中间件机会性消息通信功能，则是一天当中每分钟每用户一次)。但是请求的数量不应当是问题，这是因为我们具有相对静态的数据和清除写入权限(clear write authorities)，因此可以应用已知的数据复制和分离技术。
用于蜂窝覆盖数据库130的数据结构是具有子条目的记录(例如具有XML结构的数据)。蜂窝记录特别包括以下信息：
-蜂窝的独有标识符；
-蜂窝类型，比如蜂窝的无线电接入技术(GSM、UMTS、CDMA、LTE、wifi、Wimax等等)、蜂窝范围(宏、微、微微、毫微微等等)等等；
-蜂窝操作在其中的无线电频谱带；
-蜂窝接入信息(公共、私有、混合)；以及
-对应于该蜂窝的经过调节后的无线电传播模型。
蜂窝覆盖数据库130可以包括另外的信息，比如对应于操作蜂窝的基站的功率消耗唤醒成本，以及/或者用于计算对应于给定的路径损耗和所需服务等级的平均消耗功率的功率消耗模型。
对于蜂窝覆盖数据库130的查询可以利用蜂窝标识符或者特定地理方位或者特定地理区域来进行。相关的无线电传播模型的阵列将被返回到发出请求的实体，即无线电资源控制器41。
返回到无线电资源控制器41的无线电传播模型被编码成数学公式，从而得到非常高的解析准确度(比如与位图图形相比的矢量图形)。通过这样做，所交换的蜂窝覆盖信息的数量显著减少，并且对于无线电资源控制器41的存储要求显著降低，这意味着随着所部属的容量蜂窝的数目增多的更高可伸缩性。
作为一个编码实例，蜂窝覆盖数据库130可以返回无线电传播模型的类型，以便用作具有可识别参数的预定数学公式集合当中的指针。蜂窝覆盖数据库130还返回对应于这些可识别参数当中的一些的参数值，所述参数值由蜂窝估计器120根据UE和/或基站测量调节。所返回的无线电传播模型还包括一个或更多未知的参数，比如将要计算该处的信号水平的地理方位、基站传送功率等等，其将由无线电资源控制器41直接填充。
蜂窝估计器120被配置来通过存储在未经处理测量数据库110中的未经处理的UE和/或基站测量(参见图1中的“raw_meas”)确定来自所估计的天线位置的无线电传播模型。
蜂窝估计器120首先被配置来确定特定蜂窝的天线位置，例如没有GPS接收器的一些随机部署的微微蜂窝或城市蜂窝。
首先将评估UE与所测量蜂窝的天线之间的距离。所测量的蜂窝可能是当前服务蜂窝，这是因为需要表明往返时间的测量。但是如果有良好的定时来源可用的话，即使被动测量看起来也是可能的。
随后从已知的三角定位方法确定所测量蜂窝的天线位置：在一定容限内从第一UE位置处可用的第一无线电测量估计的第一距离产生以该UE位置为中心的第一圆环(环宽度匹配测量容差)。基站天线被认为处于该第一圆环内。对于至少两个其他UE位置重复所述处理，从而产生所测量蜂窝的天线位置的估计方位。还可以使用例如到达角度之类的另外的测量。
例如对于宏蜂窝或者对于其中嵌入有GPS装备的微微蜂窝，还可以从现场或GPS数据直接取回一些天线位置。
蜂窝估计器120接下来被配置来对于特定蜂窝确定来自最佳地拟合对于该蜂窝可用的UE和/或基站测量的该蜂窝的天线位置的无线电传播模型。
首先应当注意到的是，UE和/或基站测量会受到许多因素的不良影响。举例来说，取决于用户的头部、手或身体如何遮盖天线以及取决于其所使用的保护外壳的类型，UE测量将会发散。在各种设备类型之间以及相同类型的设备之间也会有发散。此外，UE和基站测量与来自使用在驱动测试中的特殊测量装备的测量的质量不同。
另一方面，我们将可以获得多得多的测量数据，并且可以对其应用所有类型的数据改进想法。举例来说，假设测量误差的平均值为零，则蜂窝估计器120可以在许多设备之间对于给定位置处可用的所有测量进行平均，以便得出更加可靠的数字。
蜂窝估计器120还可以容纳用于丢弃出于任何原因(设备故障等等)而不适当或不准确的无线电测量的机制。
蜂窝估计器120通过最佳拟合方法确定对应于给定蜂窝的无线电传播模型，即通过找到使得成本函数最小化的给定的无线电传播模型的参数值。所述成本函数通常在所有可用的测量位置处量化由模型预测的接收信号功率与由UE实际测量的信号功率之间的差异。
蜂窝估计器120可以使用下列众所周知的无线电传播模型当中的任一项：两路径模型，单斜率模型，Hata-Okumura模型，Walfish-Ikegami模型，双斜率模型，Berg模型等等。
接下来把已经由蜂窝估计器120为了最佳地拟合可用的UE和基站测量而调节其参数值的无线电传播模型存储到蜂窝覆盖数据库130中，以供无线电资源控制器41进一步取回(参见图1中的“rpm22；rpm23”)。
蜂窝估计器120还被配置来扫描未经处理测量数据库110，以便找出并且删除超出特定期限的UE和/或基站测量。随即再次估计天线位置和无线电传播模型，并且将其推入到蜂窝覆盖数据库130中。
在图2中可以看到代表呼叫请求下的移动网络的网络单元之间的最值得注意的消息/数据交换的消息流程图。
所述设置包括在任何时间-任何地点提供信令接入的信令基站SBS，当前被关闭的数据基站DBS1和DBS2，以及请求新的通信会话的UE。此外还涉及无线电资源控制器RRC和蜂窝覆盖数据库CCDB。
UE首先通过经由信令基站SBS发出接入请求来请求数据会话。所述接入请求包括当前UE位置UE_pos(如果其为UE所知的话)，以及独有的UE标识符UE_id(参见图2中的“1.getAccess(UE_id,UE_pos)”)。或者可以由信令基站SBS估计并附加UE位置。
信令基站SBS将所接收到的请求转发到无线电资源控制器RRC，以便找到适当的蜂窝(参见图2中的“2.getAccess(UE_id,UE_pos)”)。
无线电资源控制器RRC查询蜂窝覆盖数据库CCDB，以便获得对应于UE方位UE_pos的特定附近的各个蜂窝的覆盖信息(参见图2中的“3.getCellCoverageInfo(UE_pos)”)。或者，相关的覆盖信息可能由于先前的通信会话而已经可用，或者可以在发生任何通信之前被预先获取。
蜂窝覆盖数据库CCDB将所请求的覆盖信息作为蜂窝信息记录的列表来递送。所述蜂窝信息记录包括来自各个蜂窝天线位置的对应的无线电传播模型(参见图2中的“4.CellCoverageInfo(rpm_list)”，其中rpm_list标示无线电传播模型的列表)。
无线电资源控制器RRC计算对应于UE当前方位的最佳蜂窝的经过排序的列表(参见图2中的“5.最佳蜂窝计算”)。
无线电资源控制器RRC接下来向操作所述列表中的第一蜂窝的数据基站(当前是数据基站DBS1)发信号，以便激活相应的蜂窝(参见图2中的“6.CellActivate(Ci,UE_context)”和“7.蜂窝激活”，其中Ci标示所选择的最佳蜂窝)，并且开启相应的装备(收发器、功率放大器等等)。所述激活信息可以已经包括UE的会话上下文信息。
信令基站SBS可以向UE返回蜂窝接入信息，比如将要附接到的蜂窝的标识符。
或者，信令基站可以令UE检测数据基站DBS1的苏醒和相应的信标信号传送，并且令UE自主附接到相应的蜂窝并且与之建立新的通信会话。
在图3中可以看到一种替换使用情况，其中UE通过数据基站，即数据基站DBS2，直接附接到移动网络。
UE从睡眠模式进入激活模式，并且请求去到数据基站DBS2的新的通信会话(参见图3中的“1.getAccess(UE_id,UE_pos)”)。这同样是连同UE位置UE_pos进行的。
现在，数据基站DBS2可以直接服务于UE，或者可以将所述请求转发到无线电资源控制器RRC，以便确定是否可以由另一个睡眠容量蜂窝更好地服务于该UE(参见图3中的“2.getAccess(UE_id,UE_pos)”)。
为了实现这一点(如在纯粹的唤醒规程中那样)，无线电资源控制器RRC从蜂窝覆盖数据库CCDB请求蜂窝覆盖信息(参见图3中的“3.getCellCoverageInfo(UE_pos)”和“4.CellCoverageInfo(rpm_list)”)，并且计算可能的替换附接点(参见图3中的“5.最佳蜂窝计算”)。如果找到这样的附接点，即数据基站DBS1，则无线电资源控制器RRC将其激活(参见图3中的“6.CellActivate(Ci)”和“7.蜂窝激活”)，并且一旦目标基站激活规程完成则发起到该处的切换(参见图3中的“8.HOPrepare(UE_context)”和“9.HOCommand”)。
虽然在图2和3中将无线电资源控制器RRC绘制成单独的功能实体，其也可以构成信令和/或数据基站的一部分。
应当注意到的是，术语“包括”不应当被解释成限制到随后所列出的装置。因此，“设备包括装置A和B”这一表达法的范围不应当被限制到仅由组件A和B构成的设备。其意味着关于本发明，所述设备的具有相关性的组件是A和B。
这里的描述和附图仅仅是说明本发明的原理。因此应当认识到，本领域技术人员将能够设想到具体实现本发明的原理的各种设置，尽管其未在这里被明确描述或示出。此外，这里所引述的所有实例主要意图是特别仅用于教育目的，以便帮助读者理解本发明的原理和(多位)发明人对于推进本领域所贡献的概念，并且应当被解释成不限于这样的具体引述的实例和条件。此外，这里引述本发明的各项原理、方面和实施例以及其具体实例的所有声明都意图涵盖其等效方案。
附图中所示出的各个元件的功能可以通过使用专用硬件以及能够与适当的软件相关联地执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，所述功能可以由单一专用处理器提供、由单一共享处理器提供或者由多个单独的处理器(其中一些可以被共享)提供。此外，处理器不应当被解释成排他性地指代能够执行软件的硬件，而是可以隐含地包括而不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等等。还可以包括其他传统的和/或定制的硬件，比如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及非易失性存储装置。
Claims (13)
1.一种用于优化移动通信网络内的无线电覆盖和功率消耗的网络分析器(100)，其被配置来收集由订户设备(11)和/或无线电基站(21；23)实施的无线电测量(UE_meas1；BS_meas1；BS_meas2)，以及实施所述无线电测量时的用户地理位置(UE_pos1；UE_pos2；UE_pos3)，以便从无线电测量和用户地理位置导出天线地理位置(ant_pos22；ant_pos23)，以及来自最佳地拟合用户地理位置处的无线电测量的天线地理位置的给定的无线电传播模型(rpm22；rpm23)的参数值，并且将来自如此导出的天线地理位置的如此导出的给定的无线电传播模型的参数值提供到无线电资源控制器(41)以用于激活休眠蜂窝(c22；c23)。
2.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，所述网络分析器包括蜂窝覆盖数据库(130)，其被配置来由无线电资源控制器针对特定蜂窝进行查询，并且返回来自对应于该特定蜂窝的特定天线地理位置的给定的无线电传播模型的参数值。
3.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，所述网络分析器包括蜂窝覆盖数据库(130)，其被配置来由无线电资源控制器针对特定地理位置进行查询，并且返回来自位于该特定地理位置附近的所选天线地理位置的给定的无线电传播模型的参数值。
4.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，所述网络分析器包括蜂窝覆盖数据库(130)，其被配置来由无线电资源控制器针对特定地理区域进行查询，并且返回来自位于该特定地理区域内或其附近的所选天线地理位置的给定的无线电传播模型的参数值。
5.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，所述网络分析器还被配置来使得早前的无线电测量自动过期，相应地更新天线地理位置和给定的无线电传播模型的参数值，并且将来自如此更新后的天线地理位置的如此更新后的给定的无线电传播模型的参数值提供到无线电资源控制器。
6.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，所述无线电测量包括由订户设备对蜂窝信标信号实施的下游测量。
7.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，所述无线电测量包括在活跃通信会话期间由基站对上游通信信号实施的上游测量。
8.根据权利要求6的网络分析器(100)，其中，所述下游测量是由运行在订户设备上的原生或第三方应用提供的离线测量。
9.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，用户地理位置由订户设备从全球定位系统GPS数据确定。
10.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，用户地理位置由订户设备通过对无线电环境加指纹来确定。
11.根据权利要求1的网络分析器(100)，其中，用户地理位置由移动通信网络确定。
12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有用于优化移动通信网络(1)内的无线电覆盖和功率消耗的计算机代码，当所述计算机代码被执行时，被执行的代码包括：
-第一代码部分，其用于收集由订户设备(11)和/或无线电基站(21；23)实施的无线电测量(UE_meas1；BS_meas1；BS_meas2)，以及实施所述无线电测量时的用户地理位置(UE_pos1；UE_pos2；UE_pos3)；
-第二代码部分，其用于从无线电测量和用户地理位置导出天线地理位置(ant_pos22；ant_pos23)，以及来自最佳地拟合用户地理位置处的无线电测量的天线地理位置的给定的无线电传播模型(rpm22；rpm23)的参数值；以及
-第三代码部分，其用于将来自如此导出的天线地理位置的如此导出的给定的无线电传播模型的参数值提供到无线电资源控制器(41)以用于激活休眠蜂窝(c22；c23)。
13.一种用于优化移动通信网络(1)内的无线电覆盖和功率消耗的方法，其包括以下步骤：
-收集由订户设备(11)和/或无线电基站(21；23)实施的无线电测量(UE_meas1；BS_meas1；BS_meas2)，以及实施所述无线电测量时的用户地理位置(UE_pos1；UE_pos2；UE_pos3)；
-从无线电测量和用户地理位置导出天线地理位置(ant_pos22；ant_pos23)，以及来自最佳地拟合用户地理位置处的无线电测量的天线地理位置的给定的无线电传播模型(rpm22；rpm23)的参数值；以及
-将来自如此导出的天线地理位置的如此导出的给定的无线电传播模型的参数值提供到无线电资源控制器(41)以用于激活休眠蜂窝(c22；c23)。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20180904 Termination date: 20190523 |