CN105323771B - 一种分析直放站时延色散的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种分析直放站时延色散的方法和装置，建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置；如果直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。综合分析信源小区覆盖范围与直放站覆盖范围，定位准确率高，采用分析算法判断信源小区下挂的直放站是否出现时延色散问题，简单易行、高效和直观。

Description

一种分析直放站时延色散的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别是指一种分析直放站时延色散的方法和装置。

背景技术

时间色散产生的原因是多径信号之间存在时延差。在陆地移动通信系统中，主要的传播模式是视距内的直射波和反射波传播。大部分情况是移动台附近散色体产生的多个反射波，即多径传播模式。由于在传播路径上障碍物产生的反射波和原来直射波之间的传播路程不相同而产生了时延差，使信号在时间上扩散了。由于时间色散，接收信号中一个码元的波形会时延扩展到后续码元周期中，这样携带同一信息、先后到达的直射波和反射波在接收端就会产生码间干扰。全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobilecommunication)在设计时考虑到了时间色散，并利用均衡技术来克服时间色散。均衡技术是指各种用来处理码间串扰的算法和实现方法，GSM规范要求基站均衡器最大可以均衡4bits时延15μs发射信号延时，GSM的bit速率为270kbit/s，则1bit时间为3.7μs，换算为时间＝4bit*3.7us/bit＝14.8us＝14.8*10-6s，以15μs约对应4bit时间，相当于无线信号在空间传播4.4Km的时延。时延差超过4bits传播时间(约15us)时从移动终端上来看就是质差，连续7级质差后就会导致掉话，实是超过1bits时就已经开始有质差，超过4bits时就已经很恶劣了，恶劣到连续的7级而掉话。

时延差计算：直放站信号与基站信号时延差＝主机时延+路径差/光速，如果是光纤传输，路径差还需乘上1.5的折射系数，GRRU本身时延就已经达到13.8us≈14us，一般都以14us考虑，因此只要与基站信号有重叠，而且信号差值在12dB以内，就必然会有时间色散，从移动终端上来看就是质差，连续7级质差后就会导致掉话。

如图1所示，L1为基站至GRRU远端的光纤长度，由于光信号在光纤中是折射传播，光程约为光纤长度的1.5倍，路径时延为t1；L2为GRRU远端到达移动终端的距离，路径时延为t2；L3为基站到达移动终端的距离，路径时延为t3；GRRU拉远系统的时延为14us，因此，基站通过不同路径达到移动终端的时延差t1+t2+14-t3>14.8us，即t1+t2-t3>0.8us时会产生时间色散。

由此可见，对于有室外天线覆盖的基站在做GRRU拉远系统的信源时，为了避免产生时间色散，不能出现基站覆盖区域与拉远系统覆盖重合区域，需采用GRRU取代基站进行覆盖，基站只作为GRRU的信源使用，而不接室外天线进行覆盖。

直放站覆盖评估方法有两种：测量报告汇总(MRR，Measurement ReportRecording)分析，小区话务记录(CTR，Cell Traffic Recording)工具分析。MRR分析又包括常规MR和特殊MR。

通过常规MR的小区时间提前量(TA，Timing Advance)分布，分析小区下挂直放站的分布情况，该方法简单易行，适合大范围网元分析。但无法分辨出小区下挂的故障直放站网元与非故障直放站网元。因为常规MR采集包含了接收信号电平(Rxlev，Received SignalLevel)Rxlev0-63的采样点，所以对于一个弱覆盖MRR的TA分布，采样点既包含0-10的弱覆盖部分，也包含了11-63的非弱覆盖部分。因此常规MR分析局限于分析直放站的分布情况，而无法对弱覆盖直放站进行定位。

CTR工具可以把小区的质差情况与TA分布情况等指标关联起来分析，较直观呈现出小区话务分布距离，同时可以实现不同TA、Rxqual和Rxlev等指标的关联分析，定位弱覆盖直放站，但是只能进行小区级任务制定与分析，无法大范围统一采集，时效性差，人力成本大，不合适全网分析。

现有技术存在如下问题：目前针对直放站监控及弱覆盖排查的方法均具有一定的局限性：常规MR分析通过TA分布可以分析信源小区话务分布情况，但是无法精确定位弱覆盖直放站网元；CTR分析可以实现TA与Rxlev关联分析，但是无法实现批量分析，时效差，效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种分析直放站时延色散的方法和装置，解决现有技术中，常规MR分析无法精确定位弱覆盖直放站网元，特别是无法精确定位信源小区下挂的直放站是否出现时延色散问题的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种分析直放站时延色散的方法，方法包括：建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置；如果存在至少一个直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

所述的方法中，建立信源小区覆盖模型包括：根据信源小区工作参数中的天线有效高度、移动终端天线有效高度、天线下倾角、载波频率和方向角计算出信源小区的覆盖范围。

所述的方法中，建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围包括：采用奥村模型

L_b城＝69.55+26.16lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ分析传播损耗，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率，以及终端天线有效高度修正因子

远距离传播修正因子

其中，a是天线下倾角，小区覆盖距离d＝Hb/tana。

所述的方法中，建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围包括：采用欧洲模型

L_b城＝46.3+33.9lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ进行传播损耗分析，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率。

所述的方法中，通过计算直放站的经纬度得到直放站的位置。

所述的方法中，还包括：计算信源小区的基站与终端之间的距离d＝(TA+Δta)*550米，其中，TA是时间提前量，校正量Δta＝0.5。

一种分析直放站时延色散的装置，包括：覆盖模型单元，用于建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；直放站位置单元，用于获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置；时延色散分析单元，用于判断如果存在至少一个直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

所述的装置中，覆盖模型单元包括：计算模块，用于根据信源小区工作参数中的天线有效高度、移动终端天线有效高度、天线下倾角、载波频率和方向角计算出信源小区的覆盖范围。

所述的装置中，覆盖模型单元包括：奥村模型模块，用于采用

L_b城＝69.55+26.16lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ分析传播损耗，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率，以及终端天线有效高度修正因子

远距离传播修正因子

其中，a是天线下倾角，小区覆盖距离d＝Hb/tana。

所述的装置中，覆盖模型单元包括：欧洲模型模块，用于采用欧洲模型

L_b城＝46.3+33.9lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ进行传播损耗分析，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：综合分析信源小区覆盖范围与直放站覆盖范围，定位准确率高，采用分析算法判断信源小区下挂的直放站是否出现时延色散问题，简单易行、高效和直观。

附图说明

图1表示产生时间色散的原理示意图；

图2表示一种分析直放站时延色散的方法的流程示意图；

图3表示建立信源小区覆盖模型的原理示意图；

图4表示各个远端直放站的光纤传输时延原理示意图；

图5表示直放站的时延色散分析的效果示意图；

图6表示直放站的时延色散分析流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例中通过MRR采样点分布，以及直放站的地理位置信息-直放站天线方位角、直放站经纬度等，分析信源小区覆盖范围与直放站覆盖范围，判断信源小区下挂的直放站是否出现时延色散。

直放站，由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成上行、下行放大链路。

常规MR，MRR测量是Channel Group级别的，MRR通过统计移动终端上报测量报告(Measurement Report)得到使用者需要的信息，统计内容可以个性化设定。具体测量报告内容有：

RXLEV：信号强度，包括上行和下行，取值范围0～63，即-110～-47dBm。

RXQUAL：信号质量，包括上行和下行，取值范围0～7，0为最好，7为最差。

Path Loss UL：上行路损，取值范围30～153dB。

Path Loss DL：下行路损，取值范围30～190dB。

小区的时间提前量(TA，Timing Advance)：移动终端信号到达基站的实际时间和假设该移动终端与基站距离为0时移动终端信号到达基站的时间的差值，取值范围0～219，当TA<＝63时，统计步长为1，TA>63时统计步长为10。

Mobile Station Power Level：移动终端发送功率，取值范围0～39dBm。

Base Station Power Reduction：基站功控幅度，取值范围0～30dB，取偶数，统计时对应为0～15。

Pathloss difference：等于Pathloss DL-Pathloss UL，取值范围<-24，-24～24，>24dB。

误帧率FER：包括上行和下行，取值范围0～96，表示0～96％，对于爱立信设备需要开启增强型测量报告EMR和语音质量检测SQS功能才能激活FER，同时在使用DTX时也无法计算FER。

特殊MR，特殊MR通过自定义的约束条件，实现质差采样及弱覆盖采样：

上行弱覆盖采样：采集RxlevUL<＝-100条件下的MRR；

下行弱覆盖采样：采集RxlevDL<＝-94条件下的MRR；

上行质差采样：采集上行Rxqual5～7条件下的MRR；

下行质差采样：采集下行Rxqual5～7条件下的MRR。

用户进行无线通话的过程中，移动终端会自动按照一定时间间隔进行数据采样和向基站上报MR，每个采样点包含很多信息，例如质差信息、信号强度信息、TA信息等。用户进行一次通话，会产生若干数量的MR采样点，通话时长越长，采样点越多，之后可以根据该基站(也适用于小区)总的采样点的TA分布，确认这个基站(小区)的话务分布情况。

例如关于采样点TA和直放站位置的关系中：如果正常情况，小区没有下挂直放站，那么小区的话务多数集中在小区附近1000米左右，那么采样点的TA多数是TA＝0和TA＝1，一个TA＝550米；但是，当小区下挂直放站的时候，情况会变得不同，如果距离小区3000米有个直放站，这个直放站也会吸收话务，此时，小区的TA分布会在TA＝0，＝1，＝5，＝6的位置都存在采样点。

本发明实施例提供一种分析直放站时延色散的方法，如图2所示，包括：

步骤201，建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；

步骤202，获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置；

步骤203，如果存在至少一个直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

应用所提供的技术，综合分析信源小区覆盖范围与直放站覆盖范围，定位准确率高，采用分析算法判断信源小区下挂的直放站是否出现时延色散问题，简单易行、高效和直观。

在一个优选实施例中，如图3所示，建立信源小区覆盖模型包括：根据信源小区工作参数中的天线有效高度、移动终端天线有效高度、天线下倾角、载波频率和方向角计算出信源小区的覆盖范围。这一过程中，信源小区工作参数中的半功率角和发射功率P也有可能被采用来建立信源小区的覆盖模型。具体包括：

在一个应用场景中，对于GSM900小区，采用Okumura-Hata奥村模型分析传播损耗：

L_b城＝69.55+26.16lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ，Hb是基站天线有效高度，Hm是移动终端(MS)天线有效高度，单位为米，信源小区覆盖距离d的单位为km，载波频率f，以及

MS天线有效高度修正因子

远距离传播修正因子

天线下倾角a，推导出小区覆盖距离d＝Hb/tana。

在一个应用场景中，对于DCS1800小区，采用欧洲模型(COST-231，Co-Operationin the field of Scientific and Technical research-231)分析传播损耗：

L_b城＝46.3+33.9lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是移动终端(MS)天线有效高度，单位为米，信源小区覆盖距离d的单位为km，载波频率f，

MS天线有效高度修正因子

远距离传播修正因子

在建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围之后，需要获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置。

在一个优选实施例中，时间提前量TA波峰差值的第一阈值是5。存在TA波峰差值大于5的直放站，在一个优选实施例中，根据小区MR统计筛选出TA波峰差值大于5的直放站。

由于已经知道了各个TA之间的排列顺序，因此，根据TA分布，以及信源小区下各个远端直放站到近端信源小区基站的光纤传输时延大小进行匹配，则可定位出信源小区下挂的各个直放站。理论上，远端到近端时延最大的，即代表信源小区基站的天线到下挂直放站x的距离dx最远，相应的，TA数值应该是最大的，这一原则应用到匹配过程中，则能够定位到具体的直放站。

基于TA分布，以TA值计算信源小区覆盖距离d时，需要修正TA。

表1，修正后的TA以及覆盖距离

在一个优选实施例中，还包括：计算信源小区的基站与远端直放站之间的距离dx＝(TA+Δta)*550米，其中，TA是时间提前量，校正量Δta＝0.5，x＝1，2，......，n。

信源小区下各个远端直放站到近端信源小区基站的光纤传输时延的计算过程中，如图4所示：若直放站的处理时延是T，光纤的每千米传输时延T0，远端R1/R2/R3的光纤传输时延Tg为：

Tg(R1)＝L1*T0+T；

Tg(R2)＝(L1+L2)*T0+2*T；

Tg(R3)＝(L1+L2+L3)*T0+3*T；

因此：

Tg(R1)<Tg(R2)<Tg(R3)；

Tg从大到小，刚好与常规MR的TA分布相互匹配。

在一个优选实施例中，通过计算直放站的经纬度得到直放站的位置。

在一个优选实施例中，如果存在至少一个直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

如图5所示，信源小区基站的天线方向角是正负30°，覆盖范围d是300米，信源小区基站的天线到下挂直放站1的距离是d1，到下挂直放站2的距离是d2，到下挂直放站3的距离是d3。其中，直放站1在信源小区覆盖范围内，出现由于重叠覆盖导致的时延色散，而直放站2和直放站3不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

在一个应用场景中，如图6所示，直放站的时延色散分析过程包括：

步骤601，建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；

步骤602，信源小区的时间提前量TA波峰差值是否大于5，如果是，转步骤603，否则转步骤605。

步骤603，判断直放站是否在信源小区覆盖范围内，如果是，转步骤604，否则转步骤605。

步骤604，直放站在信源小区覆盖范围内，则会出现由于重叠覆盖导致的时延色散。

步骤605，直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

当模拟光纤直放站、数字光纤直放站和移频直放站这些不同远端的TA波峰差值大于5，且信源小区宏基站与远端、不同远端之间出现重叠覆盖时，C/I<12dB，会产生由于时延色散干扰导致的严重质差，无法通话。

本发明实施例提供一种分析直放站时延色散的装置，包括：

覆盖模型单元，用于建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；

直放站位置单元，用于获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置；

时延色散分析单元，用于判断如果直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

在一个优选实施例中，覆盖模型单元包括：

计算模块，用于根据信源小区工作参数中的天线有效高度、方向角、半功率角、天线下倾角和发射功率计算出信源小区的覆盖范围。

在一个优选实施例中，覆盖模型单元包括Okumura-Hata奥村模型模块，用于采用L_b城＝69.55+26.16lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ进行传播损耗分析，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是MS天线有效高度，单位为米，信源小区覆盖距离d的单位为km，以及

MS天线有效高度修正因子

远距离传播修正因子

其中，基站发射功率P0，天线增益G，下倾角大小a，小区覆盖距离d＝Hb/tana。

在一个优选实施例中，覆盖模型单元包括：

欧洲模型模块，用于采用COST-231模型

L_b城＝46.3+33.9lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ进行传播损耗分析，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是MS天线有效高度，单位为米，信源小区覆盖距离d的单位为km。

采用本方案之后的优势是：如图5所示，计算出信源小区覆盖范围，筛选出TA波峰差值大于5的信源小区，再把上述小区进行位置分析，如果直放站网元位置在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散，如果直放站不落在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种分析直放站时延色散的方法，其特征在于，方法包括：

建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；

获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置；

如果存在至少一个直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散；

建立信源小区覆盖模型包括：根据信源小区工作参数中的天线有效高度、移动终端天线有效高度、天线下倾角、载波频率和方向角计算出信源小区的覆盖范围；

通过计算直放站的经纬度得到直放站的位置；

建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围包括：采用奥村模型

L_b城＝69.55+26.16lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ分析传播损耗，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率，以及

终端天线有效高度修正因子

远距离传播修正因子

其中，a是天线下倾角，小区覆盖距离d＝Hb/tan a；

或

建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围包括：采用欧洲模型

L_b城＝46.3+33.9lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ进行传播损耗分析，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

计算信源小区的基站与终端之间的距离d＝(TA+Δta)*550米，其中，TA是时间提前量，校正量Δta＝0.5。

3.一种分析直放站时延色散的装置，其特征在于，包括：

覆盖模型单元，用于建立信源小区覆盖模型，计算出信源小区覆盖范围；

直放站位置单元，用于获取时间提前量TA波峰差值大于第一阈值的直放站，以及这些直放站的位置；

时延色散分析单元，用于判断如果存在至少一个直放站在信源小区覆盖范围内，则出现由于重叠覆盖导致的时延色散；如果直放站不在信源小区覆盖范围内，则不会出现时延色散；

覆盖模型单元包括：

计算模块，用于根据信源小区工作参数中的天线有效高度、移动终端天线有效高度、天线下倾角、载波频率和方向角计算出信源小区的覆盖范围；通过计算直放站的经纬度得到直放站的位置；

覆盖模型单元包括：

奥村模型模块，用于采用

L_b城＝69.55+26.16lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ分析传播损耗，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率，以及

终端天线有效高度修正因子

远距离传播修正因子

其中，a是天线下倾角，小区覆盖距离d＝Hb/tan a；

或

欧洲模型模块，用于采用欧洲模型

L_b城＝46.3+33.9lgf-13.82lgH_b-a(H_m)+(44.9-6.55lgH_b)(lgd)^γ进行传播损耗分析，其中，Hb是基站天线有效高度，Hm是终端天线有效高度，d是信源小区覆盖距离，f是载波频率。