CN108702227A - 用于测定无线电基站与至少一个无线电用户站之间的无线电连接的信号质量的方法以及无线电基站 - Google Patents
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Abstract
为了测定无线电基站和至少一个无线电用户站之间的无线电连接的信号质量，无线电基站周期性地发送关于在无线电基站处测量的信号参数的可用性的第一数据报文。在启动测定在无线电基站和无线电用户站之间的无线电连接的信号质量之后并且在接收第一数据报文之时，无线电用户站将具有用于测量信号参数的请求的第二数据报文发送到无线电基站。在接收第二数据报文时，无线电基站和无线电用户站同时执行对在无线电基站和无线电用户站之间的无线电连接的本地测量信号参数的俘获。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测定在无线电基站和至少一个无线用户站之间的无线电连接的信号质量的方法以及一种适合执行该方法的无线电基站，尤其是工业自动化系统的无线电基站。工业自动化系统用于技术过程的监视、控制和调节，尤其是在制造、处理和楼宇自动化的领域中，并允许控制装置、传感器，机器和工业设备运行，该运行应该尽可能独立地且不受人工干预地实现。由于信息技术对于包括大量联网的控制和计算单元的自动化系统的重要性日益增加，因此用于可靠地提供由自动化系统分配的用于提供监视、控制和调节功能的功能越来越重要。
背景技术
工业自动化系统或自动化设备的计算机单元之间的通信连接的中断可能引起不期望或不必要地重复发送服务请求。这导致工业自动化系统的通信连接上的额外负载，这可能引起进一步的系统干扰或故障。另外，未被发送或未被完全发送的消息会阻止例如工业自动化系统转换到或保留在安全运行状态中。这最终可能导致整个生产设施的故障和高成本的生产停工。工业自动化系统中的特定问题通常来自具有相对较多但相对较短的消息的信息通信量，这放大了上述问题。
由EP 2 328 370 A1中已知一种用于测量无线通信系统中的干扰的方法，其中，无线通信系统的通信设备首先停止有效数据的发送并生成具有测试数据的数据包。该数据包被发送到无线通信系统内的其他通信设备。对于具有测试数据的数据包的发送，在此在相应的无线电信道接入中测定平均延迟。基于平均无线电信道接入延迟测定无线通信系统内的干扰。
在EP 2 421 297 B1中描述了一种用于在包括接入节点和多个客户端的无线通信网络中改变信道的方法。通信网络在预定频率范围中使用若干可能信道之一作为数据通信的次级用户。在接入节点和客户端之间，通过第一可能信道上的接入节点的第一发送/接收接口进行数据通信。经过第一发送/接收接口，与数据通信并行地通过接入节点的第二发送/接收接口检查可能的信道，以查看哪些信道是未被任何主用户使用的空闲信道。当通信网络的接入节点确定主用户优先使用第一信道时，进行从第一信道到一个空闲信道的信道改变。
US 7 929 508 B1涉及一种用于对由WLAN通信设备接收的无线电信号处理和分类的信号分析方法。在此，记录多个频谱数据测量值，其包括时频数据和接收信号强度说明符，其被分配给由WLAN通信设备接收的无线电信号。分析每个频谱数据测量值的时频数据和接收信号强度说明符，以确定相应的频谱数据测量值是否被分配给窄带信号。如果存在窄带信号，则测定、更确切地说基于频谱数据测量的参数测定被分配给由WLAN通信设备接收的无线电信号的窄带干扰信号。
特别是在工业自动化系统中，在WLAN接入点和WLAN客户端之间的准确连接分析在开始运行和持续运行期间非常有用，特别是对于链路和产生的数据速率的分类而言。这种连接分析基于接收的单向信号的参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于以改进的精度测定无线电基站和至少一个无线电用户站之间的无线电连接的信号质量的方法以及一种用于执行该方法的合适的设备。
该目的通过具有权利要求1所述特征的方法和具有权利要求11所述特征的无线电基站来实现。在从属权利要求中详细说明了本发明的有利改进方案。
相应于根据本发明用于测定无线电基站和至少一个无线电用户站之间的无线电连接的信号质量的方法，无线电基站周期性地发送关于在无线电基站处测量的信号参数的可用性的第一数据报文。第一数据报文最好是信标帧。在开始测定在无线电基站和无线电用户站之间的无线电连接的信号质量之后并且在接收第一数据报文时，无线电用户站将具有用于测量信号参数的请求的第二数据报文发送到无线电基站。第二数据报文包括测量的一个时间段的至少一个说明。另外，第二数据报文可以包括例如待俘获的至少一个信号参数的说明，其表示在第一数据报文中指定的信号参数的选择。
根据本发明，无线电基站在接收第二数据报文时和无线电用户站同时执行对在无线电基站和无线电用户站之间的无线电连接的分别本地测量信号参数的俘获。有利地，当俘获信号参数时，无线电基站周期性地将具有测量值的第三数据报文发送到无线电用户站。本地测量的信号参数可以一起显示，例如，在分配给无线电用户站的用户接口处显示。
本发明提供的优点是，不再局限于在WLAN客户端等处实现连接分析，而是与之并行地也在WLAN接入点处实现。以这种方式，可以认识到连接失败或数据速率下降的原因，这些原因在WLAN客户端上通过单向分析无法轻易检测到。这种情况的示例是从WLAN客户端到WLAN接入点的削弱的或弱化的传输功率或者在WLAN接入点附近增加的噪声影响。
相应于根据本发明的方法的有利设计方案，第二数据报文包括采样率的至少一个说明。因此，无线电基站和无线电用户站以该采样速率执行对分别本地测量的信号参数的俘获。原则上，无线电基站可以连接到多个无线电用户站。在这种情况下，当接收相应的第二数据报文时，无线电基站连同多个无线电用户站分别同时执行对本地测量的信号参数的俘获。
相应于根据本发明的优选设计方案，无线电基站或无线电用户站在无线电用户站从无线电基站到另外的无线电基站的移交过程中将一个第二数据报文发送给另外的无线电基站，第二数据报文具有用于测量在剩余时段期间对待获取的信号参数的请求。有利地，另外的无线电基站在接收第二数据报文时开始俘获在另外的无线电基站和无线电用户站之间的无线电连接的本地测量的信号参数，并且将关于俘获开始的第四数据报文发送到无线电基站。在接收第四数据报文时，无线电基站可以终止对本地测量的信号参数的俘获。
相应于根据本发明方法的另一设计方案，另外的无线电基站在俘获信号参数时周期性地将具有测量值的第三数据报文发送到无线电用户站。因此，通过无线电基站、另外的无线电基站和无线电用户站分别本地测量的信号参数有利地在分配给无线电用户站的用户接口处一起显示。
为了执行根据前述设计方案的方法，根据本发明的无线电基站设计和配置用于周期性地发送关于在无线电基站处测量的信号参数的可用性的第一数据报文。另外，无线电基站设计和配置用于从无线电用户站接收具有用于测量信号参数的请求的第二数据报文。在此，第二数据报文包括用于测量的一个时间段的至少一个说明。另外，无线电基站设计和配置用于在接收第二数据报文时同时连同无线电用户站执行对在无线电基站和无线电用户站之间的无线电连接的本地测量信号参数的俘获。
附图说明
将参考附图借助于实施例更详细地解释本发明。在此：
图1示出了具有WLAN接入点和WLAN客户站的WLAN通信系统，
图2示出了在移交过程期间具有两个WLAN接入点和一个移动WLAN客户站的WLAN通信系统。
具体实施方式
图1中所示的WLAN通信系统包括WLAN接入点101和WLAN客户端站201，其经由无线电连接与WLAN接入点101连接。后续设计方案不限于WLAN通信系统，而是通常适用于无线电通信系统，其中，无线电用户站通过无线电连接与无线电基站连接。就此而言，WLAN接入点101代表无线电基站，而WLAN客户站201代表无线电用户站。原则上，代替WLAN站，无线电收发器站也可以用于WiMAX移动无线电网络、UMTS移动无线电网络、LTE移动无线电网络或一其它的移动无线电网络。
在双向测定WLAN接入点101和WLAN客户站201之间的无线连接的信号质量的范畴中，WLAN接入点101周期性地将关于在WLAN接入点处测量的信号质量的可用性的第一数据报文301在WLAN客户站的作用范围中发送给该客户站。在本实施例中，第一数据报文101是信标帧。
在受用户控制地启动测定与WLAN客户站201连接的、以计算机为基础的控制单元202处的信号质量之后，并且在存在关于在WLAN接入点101处测量的信号参数的可用性的第一数据报文301时，WLAN客户站201发送具有用于测量在WLAN接入点101处的信号参数的请求的第二数据报文302。这样的第二数据报文302包括用于测量的一个时间段的说明和待俘获的信号参数的说明，其表示在第一数据报文301中说明的信号参数的选择。另外，第二数据报文302包括用于要由WLAN接入点101执行的测量的采样率的说明。
基于计算机的控制单元202可以例如在管理系统层面分配给SCADA系统(监督控制和数据采集)或在现场层面分配给工业自动化系统的传感器系统或致动器系统。这种传感器系统或致动器系统又可以包括生产机器人、用于输送机系统的驱动器或生产线上的操作和监测站。
在接收第二数据报文302时，WLAN接入点101连同WLAN客户站201同时执行对WLAN接入点101和WLAN客户站201之间的无线电连接的本地测量的信号参数的俘获。不仅WLAN接入点101而且还有WLAN客户站201都利用第二数据报文302中说明的采样率执行对分别本地测量的信号参数的俘获。
WLAN接入点101周期性地借助于第三数据报文将俘获到的信号参数或测量值发送到WLAN客户站201。然后，分别本地测量的信号参数一起显示在基于计算机的控制单元202的显示单元上。原则上，WLAN接入点101可以同时连接到多个WLAN客户站。在这种情况下，当接收一个相应的第二数据报文302时，该WLAN接入点101连同若干WLAN客户站同时执行对本地测量的信号参数的俘获。
在图2中示出了WLAN通信系统，其包括两个WLAN接入点101-102和一个移动WLAN客户端站201。在移交过程期间，移动WLAN客户端站201将其无线连接从WLAN接入点101切换到另一WLAN接入点102，并且在此将第二数据报文302′发送到另外的WLAN接入点102，该第二数据报文具有用于测量在剩余时段期间待俘获的信号参数的请求。基本上，该第二数据报文302′可以通过无线接入点101发送到另外的无线接入点102。
在接收第二数据报文302′时，另外的WLAN接入点102开始俘获在另外的WLAN接入点102和移动WLAN客户站201之间的无线连接的本地测量的信号参数，并将关于俘获开始的第四数据报文304直接或经由移动WLAN客户站201发送到WLAN接入点101。WLAN接入点101在接收第四数据报文304时终止俘获本地测量的信号参数。相反，在俘获信号参数时，另外的WLAN接入点102周期性地将具有测量值的第三数据报文303′发送到WLAN客户站201。通过WLAN接入点101、另外的WLAN接入点102和WLAN客户端站201分别本地测量的信号参数一起显示在基于计算机的控制单元202的显示单元上。
Claims (11)
1.一种用于测定在无线电基站和至少一个无线电用户站之间的无线电连接的信号质量的方法，其中，
-无线电基站(101)周期性地发送关于在所述无线电基站测量的信号参数的可用性的第一数据报文(301)，
-在启动测定在所述无线电基站和所述无线电用户站之间的所述无线电连接的所述信号质量之后并在接收第一数据报文时，无线电用户站(201)将具有用于测量所述信号参数的请求的第二数据报文(302)发送到所述无线电基站，其中，所述第二数据报文包括用于所述测量的一个时间段的至少一个说明，
-所述无线电基站在接收第二数据报文时同时连同所述无线电用户站执行对在所述无线电基站和所述无线电用户站之间的所述无线电连接的分别本地测量的信号参数的俘获。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二数据报文包括至少一个待俘获的信号参数的说明，所述待俘获的信号参数表示在所述第一数据报文中指定的信号参数的选择。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二数据报文包括采样率的至少一个说明，并且其中，所述无线电基站和所述无线电用户站以所述采样率执行对分别本地测量的信号参数的俘获。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其中，所述无线电基站(101)在俘获信号参数时周期性地将具有测量值的第三数据报文(303)发送到所述无线电用户站(201)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述分别本地测量的信号参数一起显示在分配给所述无线电用户站(201)之一的用户接口(202)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述无线电基站与多个无线电用户站连接，并且在接收相应的第二数据报文时连同多个无线电用户站分别同时执行对本地测量的信号参数的俘获。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述无线电基站或所述无线电用户站在所述无线电用户站(201)从所述无线电基站(101)到另外的无线电基站(102)的移交过程中将一第二数据报文(302′)发送给所述另外的无线电基站，其中，所述第二数据报文具有用于测量在剩余时段期间待俘获的信号参数的请求。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述另外的无线电基站(102)在接收第二数据报文(302′)时开始俘获在所述另外的无线电基站和所述无线电用户站之间的所述无线电连接的本地测量的信号参数，并且将关于俘获开始的第四数据报文(304)发送到所述无线电基站(101)，并且其中在接收第四数据报文时所述无线电基站终止对所述本地测量的信号参数的俘获。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述另外的无线电基站(102)在俘获到信号参数时周期性地将具有测量值的第三数据报文(303′)发送到所述无线电用户站(201)，并且其中通过所述无线电基站、所述另外的无线电基站和所述无线电用户站分别本地测量的信号参数在分配给所述无线电用户站的所述用户接口(202)处一起显示。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述第一数据报文是信标帧。
11.一种无线电基站，用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法，
-其中，所述无线电基站设计和配置用于周期性地发送关于在所述无线电基站处测量的信号参数的可用性的第一数据报文，
-其中，所述无线电基站设计和配置用于从无线电用户站接收具有用于测量信号参数的请求的第二数据报文，其中，所述第二数据报文包括用于所述测量的一个时间段的至少一个说明，以及
-其中，所述无线电基站设计和配置用于在接收第二数据报文时和所述无线电用户站同时执行对在所述无线电基站和所述无线电用户站之间的无线电连接的本地测量的信号参数的俘获。
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