CN1166239C - 用于确定无线通信系统中小区关系的方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

用于确定诸如蜂窝通信系统(10)的无线通信系统中小区(18)关系(114)的一种方法(102)及相关设备，此小区关系描述了其他小区中的通信如何干扰一个小区中的通信。例如，此小区关系用于频率规划程序及用于确定相邻小区表的程序中。

Description

用于确定无线通信系统中小区关系的方法及相关设备

本发明一般涉及这样一种无线通信系统，在其中使用定向天线在发送与接收站之间进行通信。更具体地，本发明涉及用于确定在无线通信系统中定义的小区之间的小区关系的方法及相关设备。小区关系描述其他小区中的通信如何干扰一个小区中的通信。例如，此小区关系用于频率规划程序中，这些频率规划程序用于分配在各个小区中用于通信的频率。

在确定小区关系时，要考虑小区中的业务分布，而该业务分布是由利用天线波束图在该小区中进行通信的频繁程度表示的。所确定的小区关系从而提供一个小区中的通信将干扰其他小区中的通信的可能性的准确表示。而且，在小区关系用于频率规划程序中时，能进行频率的分配以便有效地使用可用于通信系统中通信的频率。

通信技术的发展已允许在蜂窝通信系统的用途上进行创新和普及。已在广大的地理区域中安装这样的通信系统的基础结构，并且使蜂窝基础结构所覆盖的区域内的用户能够进行蜂窝通信。

蜂窝通信系统的网络基础结构包括多个位于蜂窝系统所覆盖的地理区域内间隔开的位置上设置的、分隔开的无线基站。由于多个无线基站位于整个地理区域内的分隔开的位置上，所以由无线基站生成的下行链路信号和由移动终端生成的上行链路信号构成的通信信号仅需具有相对较低的功率电平来在移动终端与无线基站之间实现通信。

蜂窝通信系统固有的重要优势是“复用”分配给蜂窝通信系统的频率的能力。由于通信信号具有相对较低的功率电平，所以相同频率能分配用于通信系统的不同小区中的通信。也就是说，同一频率能同时在由蜂窝通信系统所覆盖的地理区域内的多个位置上使用，以允许同时在多个不同用户之间进行多个不同的通信。

必须仔细选择以相同频率实施通信的小区，以使不同小区中通信信号的同时生成不会显著地相互干扰。如果在相互太靠近的位置上重复使用这些频率，可能导致相同频率上同时发送的信号之间的干扰。

然而随着通信系统的使用增加，有时出现容量问题。已提出了各种方式的用于增加蜂窝通信系统的通信容量的建议。

例如，已建议使用能生成定向天线波束图的自适应天线。基站常规地使用一种能形成非可变的例如120°或360°的宽天线波瓣的天线。基站发送下行链路信号给移动站并从天线波瓣所覆盖的区域内的移动站中接收上行链路信号。相反地，自适应天线能形成定向天线波束图，此定向天线波束图可覆盖一个小于一般由常规基站天线所形成的天线波瓣所覆盖区域的区域。利用能形成定向天线波束图的天线设备，有可能以至少两种方式之中任何一种方式来增加通信容量。

由于使用定向天线，使得不需要的信号对所需通信信号的传输的干扰得到更好的抑制，所以能减少频率复用距离。通过减少复用距离，可用于蜂窝通信系统的频率就能更频繁地被加以使用。

通过在单个小区内形成两个或多个非重叠天线波束图也能增加容量，从而允许单个小区内的两个或多个移动终端在同一频率上的同时通信。

通过执行频率规划程序可以分配频率给在蜂窝通信系统中定义的小区。在常规蜂窝通信系统(在其中，基站具有仅生成单个天线图的天线设备)的频率规划程序中，不必考虑小区中的业务特点，即在基站与移动终端之间传送的通信信号在整个小区内进行分布。因此，在制定频率规划程序时，不必考虑小区中的业务特点。然而，如果基站使用能生成定向天线波束图的天线设备，在进行频率规划程序时必须考虑业务分布。

由于现有的频率规划程序一般不考虑业务特点和分布，所以这样的现有频率规划分布将不能以优化方式适当地分配频率。

正是鉴于涉及蜂窝通信系统及其频率规划程序的这种背景信息，因此本发明的显著改善涉及到了蜂窝通信系统及其频率规划程序。

本发明因此有益地提供一种用于确定在使用定向天线的无线通信系统中定义的小区之间的小区关系的方法及相关设备。小区关系能用于根据给小区分配频率的频率规划程序来分配频率。

在确定小区关系时考虑小区中的业务分布，由于考虑这样的业务分布，所以所确定的小区关系提供一个关于小区中的通信将干扰其他小区中的通信的可能性的准确表示。从而，能在频率规划程序期间分配频率给小区以便有效使用可用于无线通信系统中的通信的频率。

在本发明的一个方面中，将计算描述一个小区中的通信如何被其他小区中通信干扰的小区关系。为了确定这样的小区关系，测量通信系统中每个小区内的实际业务分布。利用在小区中形成特定天线波束图的频繁程度来表示小区内的业务分布。形成一个表示特定小区中特定天线波束图的使用概率的概率矢量。概率矢量从而与每个小区有关并因此与无线通信系统的每个基站有关。

形成测量位置的像元在由无线通信系统覆盖的地理区域中进行定义。测量由通信系统的基站生成的下行链路信号的信号强度电平。例如，一个像元能与生成在此像元上进行检测时的最大信号功率的小区有关。然后计算每个其他基站生成的每个干扰信号的载波干扰矢量，计算由这样的基站用于发送下行链路信号的每个天线波束图的各个单独的矢量元素。

业务概率还与每个测量位置有关。这样的业务概率具有响应于与测量位置有关的环境特性的值。例如，位于城区的测量位置一般认为比位于郊区的测量位置传送更多的业务。根据与小区有关的像元所关联着的载波干扰比和业务概率值来建立小区关系。

在本发明的另一方面中，动态地形成由通信系统的基站天线设备生成的天线波束图。也通过考虑能被基站的天线设备采用的可能的天线波束图来考虑根据基站形成的天线波束图而实现的各个小区内的实际业务分布的测量。

因此，在这些和其他方面中，提供了一种确定无线通信系统中的小区关系的方法及相关设备。此无线通信系统包括在地理区域范围内间隔开的多个无线基站。每个基站定义一个小区和至少一个能生成根据天线波束图进行广播的下行链路信号的基站。至少一个基站还能形成所选择数量的定向天线波束图，通过它，能够有选择地广播下行链路信号。此地理区域还具有多个遍及此区域定义的测量位置。确定能在每个基站上形成的所选数量定向天线波束图中每个定向天线波束图的形成概率。每个测量位置与基站有关。由分别与每个测量位置有关的基站生成的下行链路信号形成了与每个相应测量位置有关的所需载波信号。由其他基站生成的下行链路信号形成各个测量位置上的干扰信号。相对于在每个测量位置上检测到的每个干扰信号，计算载波信号质量指标。计算广播每个干扰信号所使用的每个天线波束图的单独值，确定每个测量位置上的业务概率值。这些业务概率值表示与其有关的所需要的载波信号广播到此测量位置上的概率，根据此载波信号质量指标和业务概率值来建立无线通信系统的小区之间的小区关系。

从下面简单概括的附图、下面的本发明当前优选实施例的详细描述和所附权利要求书中，可以获得本发明及其范畴的更全面理解。

图1表示能实施本发明实施例的方法和设备的蜂窝通信系统的一个部分的分布图；

图2A与2B表示图1所示的蜂窝通信系统的单个小区和呈现宽波瓣的天线波束图，该波束图在两种独立的业务情形中由无线基站的天线设备所形成。

图3A与3B表示类似于图2A与2B所示的蜂窝通信系统的单个小区，但其中天线波束图呈现窄波瓣。

图4表示类似于图2A-B与3A-B所示的蜂窝通信系统的单个小区，但这里表示由无线基站的天线设备形成的四个单独波瓣形成的四个单独的天线波束图。

图5表示图1所示的蜂窝通信系统的两个小区，其中由定义第一小区的无线基站广播的下行链路信号形成了干扰第二小区中通信的干扰信号。

图6表示类似于图5所示的两个小区，在此其中定义第一与第二小区的基站的天线设备生成窄波瓣天线波束图。

图7表示类似于图5-6所示的两个小区，在此其中第一小区的无线基站由具有形成多个窄波瓣天线波束图的天线设备的无线基站定义，并且其中定义第二小区的无线基站具有能形成不变的宽波瓣天线波束图的天线设备。

图8表示类似于图5-7所示的两个小区，但这里其中定义第一小区的无线基站的天线设备生成不变的宽波瓣天线波束图，并且其中定义第二小区的无线基站的天线设备生成多个窄波瓣天线波束图。

图9表示类似于图5-8所示的两个小区，这里表示由一个窄波瓣天线波束图覆盖的整个区域内的第一小区中下行链路信号的广播。

图10表示由在本发明实施例的操作期间收集的、并用于形成蜂窝通信系统的小区之间的小区关系的数据形成的累积密度函数的图形表示。

图11表示列出本发明实施例的方法步骤的方法流程图。

首先参见图1，它示出总的以10表示的蜂窝通信系统的一部分。虽然下面的描述将描述常规的诸如GSM(全球移动通信系统)系统的地面蜂窝通信系统的操作，但系统10也是其他类型无线通信系统的类似示例。

通过在由通信系统10覆盖的整个区域内在分隔开的位置上定位多个基站16从而可形成蜂窝通信系统10。在图1所示的通信系统10中，共同定位3个基站16的组。每个基站16定义这里为示意目的而表示为一般具有六边形结构的小区18。每个基站16一般包括固定位置的收发信机，它们在移动终端位于相应基站的通信范围内时允许与远程位置的诸如示例性移动终端22的移动终端进行无线通信。

多个基站16组耦合到基站控制器(BSC)24。线路26将基站耦合到BSC 24，BSC 24通过线路28耦合到移动交换中心(MSC)，诸如MSC 27。其中一个MSC表示在图1中，这些MSC耦合到公用交换电话网(PSTN)29。

PSTN接下来又耦合到其他通信站，其中，通信站30是一个示意性的通信站。通信站30例如可以由有线电话设备或诸如类似于移动终端22的移动终端的其他设备形成。

如前所述，蜂窝通信系统在整个系统内的各个小区中复用频率。由于在移动终端与无线基站之间传送相对较低功率的信号，所以相同频率能同时在不同小区中进行复用。只要这样同时发送的通信信号不相互显著干扰，就能传送在各个单独的移动终端与单独的基站之间同时发送的信号。然而，在分配频率给各个基站和所规定的小区时必须小心。必须这样地来进行频率的分配，以便能实现同时通信而不会允许这种同时传输引入显著的干扰电平。还必须以能有效地利用可用于该通信系统的频率的方式来进行频率分配。

在开始进行操作以确定在分配频率给小区时使用的小区关系时，形成像元点的测量位置在由蜂窝通信系统覆盖的整个地理区域范围内被加以定义。在一个小区中示出的点32代表这样的测量位置。虽然未单独示意，但在其它小区18中类似地建立这样的测量位置。

本发明的实施例通过提供由于其他小区中的通信而对一个小区中的通信所引入的干扰的表示而有助于这样的频率分配。应注意：下述的示例性操作有关于对无线基站生成的下行链路信号的检测。在其他实施例中，类似操作利用由移动终端生成的上行链路信号或者同频或相邻信道信号测量。这样的表示定义了小区之间的小区关系。此小区关系考虑了由具有能形成窄波瓣天线波束结构的天线设备的无线基站所生成的信号特性。

图2表示单个小区18，它代表图1所示的任一小区18。定义小区18的无线基站16也表示在此图中，无线基站18在这里包括能形成宽波瓣天线波束图26的天线设备。天线波束图26基本上覆盖小区18，以使无线基站16广播的下行链路信号能在整个小区18内进行广播。

在这里位于小区18内任意位置的汽车28内的移动终端能检测由基站16广播给它的下行链路信号并且也发送上行链路信号给无线基站16。

图2A所示的无线基站16广播的下行链路信号的信号能量具有取决于测量位置离开无线基站的距离的幅度。由于天线波束图26覆盖整个小区18，所以此小区以外的天线波束图和下行链路信号的信号能量与小区内移动终端的位置无关。此小区18外的下行链路信号的剩余信号能量电平同样不受小区18内移动终端的位置的影响。

例如，在此小区18外的测量位置32上测量的无线基站16广播的下行链路信号的信号能量取决于测量位置32离开无线基站16的距离，在这里此一个距离可用距离段34来表示。

运载移动终端的汽车28也沿距离段34定位。然而，由于在整个小区18内广播下行链路信号，所以在测量位置32上检测到的剩余信号能量与移动终端运载汽车28在小区18内的位置无关。

图2B又表示具有形成宽波瓣波束图26的天线设备的无线基站16。与无线基站16相隔一个由距离分段34表示的距离的测量位置32也再次表示在此图中。

这里，其中设有移动终端的汽车28位于小区18内的不同位置上。也就是说，汽车28位于在无线基站16与测量位置32之间扩展的距离段34之外的位置上。然而，当在测量位置32上进行检测时，由无线基站16广播给汽车28中运载的移动终端的下行链路信号的信号能量与汽车沿距离段34定位时在测量位置32上检测到的信号能量相同(如图2A所示)。

当在其中仅形成无变化的宽波瓣天线波束图的系统中建立小区之间的小区关系时，不必考虑小区18内的业务分布模式。由具有生成宽波瓣的天线设备的无线基站广播的下行链路信号的剩余信号能量与移动终端的位置无关。因此，在建立小区关系时，不必考虑小区内的业务分布。

图3A与3B再次表示无线基站16和根据该基站定义的小区18。这里，无线基站16的天线设备能生成窄波瓣天线波束图38。

图3A表示在从无线基站16向外径向扩展的纵向方向中延伸的窄瓣天线波束图38，天线波束图38覆盖包含移动终端的汽车38所位于的位置。在图3A中，汽车28位于与图2A中汽车28的位置相同的位置上(即，沿距离段34)。

由无线基站16广播给位于汽车28内的移动终端的下行链路信号在由天线波束图38覆盖的整个区域上进行广播。可以在这样一些测量位置上来测量下行链路信号的剩余能量电平，其中，与无线基站相隔开了一个距离段34的长度的测量位置32就是这些测量位置中的一个示例性的测量位置。

图3B又表示具有能生成定向的窄波瓣天线波束图的天线设备的无线基站。然而，在这里，包含移动终端的汽车28被重新定位成远离距离段34。这里，汽车位于对应图2B所示的汽车位置的位置上，并且，形成了天线波束图42以便与移动终端进行通信。

由于无线基站16在这里包含能形成窄波瓣天线波束图的天线设备，所以在测量位置32上检测到的剩余信号能量取决于天线波束图伸展的方向。当形成图3A所示的天线波束图38时，在测量位置32上进行检测时由无线基站广播的下行链路信号的剩余信号能量具有比在此天线设备形成天线波束图42时更高的电平。

因此，在建立蜂窝通信系统的小区之间的小区关系时，应考虑移动终端的位置、即能决定天线波束图选择的业务分布。本发明的一个实施例允许在计算小区关系时考虑这样的业务分布。

图4表示可以由形成无线基站一部分的自适应天线射线生成的示例性的天线波束图系列。这里，又示出无线基站16和根据它们定义的小区18。无线基站16包括诸如使用Butler矩阵的天线阵的天线设备。

天线阵能形成四个天线波束图中任何一个波束，这里为天线波束图46，48，52与54。天线波束图46-54均形成延伸的窄波瓣天线波束图。各个天线波束图的覆盖区域合起来基本上覆盖小区18的区域。由于每个天线波束图的定向特性，所以下行链路信号能广播给移动终端并由于天线波束图的定向特性而对下行链路信号引入较少干扰。而且，单独的下行链路信号能利用定向天线波束图而同时广播给单个小区内的两个或多个移动终端。

在图4的示例表示中，天线波束图46-54的结构固定。在其他实施例中，自适应天线阵可用于形成附加数量的天线波图。用于建立蜂窝通信系统的小区之间的小区关系的本发明示例实施例的下面说明将结合具有能形成图4所示的天线波束图结构的至少一个基站的系统来进行描述。

在示例实施例中，确定小区关系，其中考虑在各小区之间建立小区关系的这些小区中的业务分布。小区对之间的小区关系表示小区对的一个小区中的通信如何干扰此对小区的另一个小区中的通信。在具有多个小区的典型蜂窝通信系统中，形成具有多个元素Gij的矩阵G，每个元素Gij描述小区i与小区j之间的关系。

为了计算G，测量在测量位置32上检测到的信号的信号能量电平。对于每个测量位置，确定诸如在多个测量位置上检测到的控制信号的下行链路信号的信号能量电平的大小。在常规方式中，以不同的频率定义不同的控制信道，并测量在以不同频率定义的控制信道上生成的控制信号的信号能量电平。

根据这样的测量，各个测量位置与各个小区和定义这样的小区的基站有关。在示例实施例中，每个测量位置与在此测量位置上进行检测时能生成最大信号能量的下行链路信号的基站所定义的小区有关。同样，能根据其他信号质量指标来得到测量位置与小区的关系。

一旦得到测量位置与特定小区和基站之间的关系，由其他基站发送的下行链路信号就表示在正常电话操作期间使用的业务信道上将可能出现的干扰电平。需要确定与各个测量位置相关的基站所生成的下行链路信号的信号能量电平与其他基站所生成的形成干扰信号的下行链路信号的信号能量电平的比率。

与测量位置有关的基站所生成的下行链路信号在下面将被称为载波信号，而由其他基站发送的下行链路信号将被称为相对这样的测量位置的干扰信号。每个元素Gij可以是这样的一个C/I值(例如，16dB)，该C/I值如同当定义小区j的基站生成的下行链路传输对小区i产生干扰时在小区i上所定义的C/I值。如下文所提到的，元素Gij可选择为其他值，如部分地取决于C/I值的其他值。例如，元素Gij可以是表示C/I值小于(或大于)所选择电平的概率的概率值(诸如，3％)。

在一个实施例中，假定每个测量位置具有相等的业务概率。也就是说，假定特定小区内每个测量位置上的业务分布传送相等的业务量。当利用在其中作了这样的假定的小区关系时，这种小区关系评估被称为干扰区域小区关系评估。

在另一个实施例中，小区中的一些测量位置被确定为具有与之相关的较高业务概率。也就是说，位于呈现较高业务密度的小区部分中的测量位置比位于呈现较低业务密度的小区区域上的测量位置具有与之相关的更高的业务概率。例如，在城区定义的测量位置一般比位于郊区的测量位置呈现更高的业务概率。

小区对之间的小区关系例如可选择为呈现低于所选值的C/I电平的小区区域或小区中业务的百分比(部分)，这可利用累积分布函数来表示。通过对所有小区对实行这样的确定，就能形成G矩阵。

在小区关系用于频率规划目的时，在分配频率给小区时利用这些小区关系。根据特定小区的业务要求分配频率，即根据每个小区必须能提供服务的业务来分配频率。例如，通过利用一种可将小区关系用于确定可能的同频道小区的优化工具来实现频率规划程序。

图5表示图1所示的蜂窝通信系统的两个小区18，这里利用小区18A与小区18B来标识。小区18A与18B在此为不相邻小区。为了解释的目的，小区18A应是将要确定其性能特征的小区，并且由定义小区18B的基站生成的信号形成了会干扰小区18A中的通信的干扰信号。在小区18A内定义的每个测量位置32上进行测量。

首先，确定小区内实际业务分布的指示。当定义小区的无线基站的天线设备由诸如图4所示的波瓣46-54的多个窄波瓣天线波束图之一形成时，通过确定利用每一个天线波束图提供的业务的概率来提供实际业务分布的指示。例如，通过监视每个波束图被激活的时间段能获得这样的概率测量值。

图6又表示小区18A与18B，这里还表示由能形成窄波瓣天线波束图的无线基站的天线设备形成的天线波束图。例如，定义概率矢量P_A＝(P_a1，P_a2，P_a3，P_a4)，其中P_an是小区18A中激活的第n天线波束图的概率。在小区18B类似地定义概率矢量P_B。而且，在蜂窝通信系统的其他小区上同样地形成其他矢量P。形成每个概率矢量的元素的概率和加起来具有100％的概率值。

例如，通过将计数值n与能在每个无线基站上呈现的每个波瓣相关，就能形成组成概率矢量的元素值。标志n_ai是小区A中波瓣i的计数值。每当利用与计数值相关的波瓣发送脉冲串时，就增加此计数值。如果例如从基站同时发送两个单独的脉冲串或例如两个波瓣被用于发送单个脉冲串，能在基站上同时增加多于一个的计数值。

波瓣概率P_ai的值是：Pai＝n_a1/(n_a1+n_a2+n_a3+n_a4)。

图7又表示两个小区18A与18B，在这里其中定义小区18B的无线基站的天线设备形成宽波瓣天线波束图，而小区18A的无线基站的天线设备又形成多个窄波瓣天线波束图。当确定概率P_B时，此矢量由100％概率的单个值形成。

图8也表示两个小区，小区18A与18B。这里，定义小区18A的无线基站的天线设备生成宽波瓣天线波束图。而且，定义小区18B的无线基站的天线设备生成窄波瓣天线波束图。这里，矢量P_A包含一个其值为1的单个元素。

在由蜂窝通信系统覆盖的整个区域定义的每个测量位置上测量信号能量电平。对于能根据多于一个的天线波束图发送的下行链路信号，对能发送下行链路信号的每个可能的天线波束图进行单独的测量。一旦已进行测量，各个测量位置与各个小区及其相关基站有关。

如前所述，在一个实施例中，测量位置与在此测量位置上进行检测时生成最大信号能量的下行链路信号的基站有关。与测量位置相关的基站所生成的下行链路信号形成与那个测量位置有关的载波信号。由其他基站生成的下行链路信号形成那个测量位置上的干扰信号。

在每个测量位置计算载波干扰(C/I)比。参见图9所示的小区18A与18B，计算测量位置X的C/I矢量。测量位置X由小区18A中的一个天线波束图提供服务。而且，参见小区18B生成的干扰信号，测量位置X上的载波干扰比取四个单独值之一。干扰信号的值取决于小区18B的无线基站的天线设备形成哪一种天线波束图。

于是，由定义小区18B的无线基站生成的下行链路信号所形成的测量位置X上的干扰形成了干扰矢量I_B，其中I_B＝(i_b1，i_b2，i_b3，i_b4)，由小区18B的第n天线波束图造成的干扰定义元素i_bn。

与定义小区18B的基站的天线波束图有关的波瓣概率P_B表示这样的干扰值的似然性(likelihood)，与此测量位置有关的载波信号仅取一个值。从而，两个矢量与此测量位置X有关。第一矢量C/I_B描述可能的C/I配置，第二矢量P_B包含经历此C/I配置的相应概率，对每个测量位置执行这样的测量。

然后对诸如小区18A与18B的每个小区对计算小区关系。利用所有与选择进行分析的小区有关的像元所涉及的C/I与P矢量。然而，仅知道基于测量位置而不是基于每个小区的C/I概率。执行测量位置概率至整个小区概率的变换。通过将每个P矢量与相应的测量位置的业务概率相乘来进行这样的变换。形成小区关系、即矩阵G的元素值。

如果天线设备能形成动态成形的波瓣而不是固定的窄波瓣天线波束图，则P与I矢量将被扩展为可以包括其相应小区内所有可能的角度，诸如一个扇区小区中-60°-+60°。

计算每个测量位置i的业务概率PSi。对于其中小区中的业务分布假定为相等的干扰区域评估，PSi＝1/(小区中测量位置的总数)。相反地，对于其中根据业务概率测量位置加权业务分布的干扰业务评估，PSi＝(测量位置与之相关的波瓣的P_A值)/(指定给那个天线波束图的测量位置的总数)。因而，对于小区18A中的每个测量位置i，(C/I_B)_i矢量与业务概率值Psi是已知的。由于具有四个(对应天线波束图数量)C/I值，计算修正的业务概率矢量，四个C/I值中每一个值具有相应的业务概率值。这也就是说，PS_amended-i＝Psi×P_B。因而，例如，载波干扰值C/i_b1(测量位置X的可能的C/I值之一)出现在具有PSx×P_b1概率的小区18A中。

从小区18A中所有测量位置的所有(C/I_B)_i与PS_amended-i矢量值中形成载波干扰比的累积分布函数(CDF)。

图10表示示例性的累积密度函数(CDF)的曲线96。如所示的，CDF是下行链路C/I值的函数。累积密度函数曲线96的值表示利用沿横坐标轴的值表示的在某一电平之下的C/I电平沿纵坐标轴标度的定标后的概率。

小区关系被选择为所测量的载波干扰电平的累积分布函数中的特定电平。例如，在图10的示例表示中，百分之十(10¹)范围的CDF对应于16dB的C/I电平。在这样的一个范围上，即在小区18A中实施通信的情况为90％，则对应于经历大于16dB的C/I。可选择地，小区关系能被确定为那些低于所选的C/I电平的通信的概率。例如，10dB的C/I电平对于图10的示例性表示中约3％的概率。在小区18A中实施的3％的通信具有低于10dB的C/I电平。

通过建立每个小区中的小区关系，可以形成G矩阵的元素。一旦形成这样的矩阵，如上所述，就能执行频率分配程序。

在另一实施例中，G矩阵用于确定相邻小区表。蜂窝通信系统10中的每个小区18具有与之相关的相邻小区表。此相邻小区表指定在与这样的小区相邻的小区中使用的频率。传送相邻小区表给移动终端的方法被定义在合适的空中接口标准中提出的协议中。例如，GSM空中接口标准定义了在GSM系统中提供相邻小区表给移动终端的方法。

如果小区关系被定义为等于所选概率电平上的C/I值，则两个小区之间的低值的小区关系表示这些小区是相邻的。如果小区关系选择为低于所选C/I值的概率，则高值的小区关系表示这些小区是相邻的。从而，能指定各个小区的允许的、和不允许的邻区的合适表示。

图11表示了总的以102表示的本发明实施例的方法。方法102确定由多个无线基站形成的无线通信系统中的小区关系，其中每个基站定义一个小区。

如方框104所示，首先确定波束图形成概率，这样的值表示在每个基站上形成的每个天线波束图形的概率。

然后如方框106所示，每个测量位置以诸如前述的方式与基站相关。例如，通过首先将每个测量位置与基站形成的所选数量的天线波束图中的一个天线波束图覆盖的地理区域的一部分相关来形成这样的相关。然后，与每个测量位置相关的地理区域部分还与形成覆盖此部分地理区域的天线波束图的基站相关。

随后如方框108所示，在每个测量位置上计算对于每个测量位置上的每个干扰信号的载波信号质量指示，诸如C/I比。而后如方框112所示，确定每个测量位置上的业务概率值。而且，如方框114所示，根据载波信号质量指示值和业务概率值建立无线通信系统的小区之间的小区关系。

前面的描述是实施本发明的优选示例，本发明范围不应由此描述来限制，而是由下面的权利要求书来定义本发明的范畴。

Claims (21)

1、一种用于确定无线通信系统中小区关系的方法，其中此无线通信系统由整个地理区域中间隔开的多个无线基站形成，每个基站定义一个小区，每个基站能生成根据天线波束图广播的下行链路信号，至少一个基站还能形成用于有选择地广播下行链路信号的、所选数量的定向天线波束图，此地理区域还具有遍及此区域而定义的多个测量位置，所述方法包括以下步骤：

确定表示在每个基站上形成的每个天线波束图的形成概率的波束图形成概率值；

将每个测量位置与基站相关，与每个测量位置分别相关的基站所生成的下行链路信号形成了与每个相应测量位置有关的所需载波信号，其他基站生成的下行链路信号形成了各个测量位置上的干扰信号；

计算相对于在每个测量位置上检测的每个干扰信号的载波信号质量指示，对广播每个干扰信号的每个天线波束图计算一个单独的值；

确定每个测量位置上的业务概率值，此业务概率值表示在每个测量位置上与其相关的所需载波信号广播到此测量位置的业务概率；和

根据在所述计算步骤期间计算的载波信号质量指示的值和在确定业务概率值的所述步骤期间确定的业务概率值，建立无线通信系统小区之间的小区关系。

2、根据权利要求1所述的方法，其中确定业务概率值的所述步骤包括：通过组合测量位置业务概率和与每个天线波束图相关的波束图形成概率来将测量位置业务概率与每个测量位置相关，并计算与每个天线波束图相关的业务概率。

3、根据权利要求2所述的方法，其中与各个基站相关的测量位置的测量位置业务概率具有相等的值。

4、根据权利要求2所述的方法，其中与能形成所选数量的定向天线波束图的至少一个基站有关的测量位置的测量位置业务概率具有与在确定波束图形成概率值的所述步骤期间所确定的相应的波束图形成概率值相关的值。

5、根据权利要求2所述的方法，其中与各个基站有关的测量位置的业务概率值之和形成百分之百的概率。

6、根据权利要求1所述的方法，其中能在至少一个基站上形成的所选数量的天线波束图的波束图形成概率值共同形成百分之百的概率。

7、根据权利要求1所述的方法，其中在确定业务概率值的所述步骤期间确定的业务概率具有相等的值。

8、根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：根据在建立小区关系的所述步骤期间建立的小区关系，分配用于与基站进行通信的频率。

9、根据权利要求1所述的方法，其中至少一个基站能生成的定向天线波束图包括所选数量的固定天线波束图，和其中在确定所选数量的固定天线波束图的波束图形成概率值的所述步骤期间确定的波束图形成概率值之和形成了百分之百的概率。

10、根据权利要求1所述的方法，包括另一中间步骤：在每个测量位置上测量由每个基站生成的下行链路信号的信号特性，和其中根据在所述测量步骤期间测量的信号特性来进行在所述相关步骤期间进行的分配。

11、根据权利要求10所述的方法，其中在所述测量步骤期间测量的信号特性包括下行链路信号的信号能量电平。

12、根据权利要求11所述的方法，其中将在所述相关步骤期间得到的每个测量位置与在相应测量位置上呈现最大信号能量电平的基站相关。

13、根据权利要求12所述的方法，其中在所述建立步骤期间建立的小区关系包括具有所选概率值的所需载波信号干扰比。

14、根据权利要求12所述的方法，其中在所述计算步骤期间生成的载波信号质量指示组合了在各个测量位置上定义的、相对于干扰信号的信号能量电平的载波信号的信号能量电平比值。

15、根据权利要求12所述的方法，其中在建立小区关系的所述步骤期间建立的小区关系包括小于所选门限值的比值的概率。

16、根据权利要求1所述的方法，其中至少一个基站能生成的定向天线波束图包括所选数量的动态地可选择的天线波束图，和其中在确定波束图形成概率值的所述步骤期间确定的波束图形成概率值包括所选数量中每一个动态地可选择的天线波束图的形成概率，该所选数量的动态地可选择的天线波束图的形成概率之和形成了百分之百的概率。

17、根据权利要求1所述的方法，在使每个测量位置与基站相关的所述步骤之前，还包括中间步骤：

使每个测量位置与在至少一个基站上形成的所选数量波束图中的一个天线波束图所覆盖的地理区域的一部分相关；和

将与每个测量位置有关的此部分地理区域与形成覆盖此部分地理区域的天线波束图的基站相关。

18、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤：

确定每个基站上能在此基站上形成的所选数量的定向天线波束图中每个定向天线波束图的形成概率；

在每个测量位置上测量由每个基站在形成所选数量的天线波束图中每个天线波束图时所生成的下行链路信号；

将每个测量位置分配给基站，由每个测量位置所分配的基站生成的下行链路信号形成了与每个相应测量位置有关的所需载波信号，由其他基站生成的下行链路信号形成了与每一个相应测量位置有关的干扰信号；

计算每个测量位置上检测的每个干扰信号的载波信号与干扰信号的比值，给广播每个干扰信号的每个天线波束图计算一个单独值；

确定每个测量位置上的业务概率值，此业务概率值表示每个测量位置上与其相关的所需载波信号广播到此测量位置的业务概率；和

根据在所述计算步骤期间计算的载波信号与干扰信号的比值和在确定业务概率值的所述步骤期间确定的业务概率值，建立小区关系。

19、一种用于确定无线通信系统中小区关系的设备，其中此无线通信系统由在整个地理区域中间隔开的多个无线基站形成，每个基站定义一个小区，每个基站能生成根据天线波束图广播的下行链路信号，至少一个基站还能形成用于有选择地广播下行链路信号的所选数量的定向天线波束图，此地理区域还具有遍及此区域定义的多个测量位置，所述设备包括：

波束图概率确定器，被耦合成可以接收每个基站能形成的天线波束图的表示，所述波束图概率确定器用于确定每个基站上在此基站上能形成的每个天线波束图的形成概率；

分配器，被耦合成可以接收由每个基站生成的并在遍及每个天线波束图所覆盖的区域上广播的下行链路信号的信号特性的指示，所述分配器用于分配每个测量位置给基站，由每个测量位置所分别分配的基站生成的下行链路信号形成了与每个相应测量位置有关的所需载波信号，由其他基站生成的下行链路信号在相应测量位置上形成了干扰信号；

计算器，被耦合成可以接收由分配器进行的分配指示以及每个测量位置上的载波信号与干扰信号的指示，所述计算器用于计算相对在每个测量位置上检测的每个干扰信号的载波信号质量指示，并且，给广播每个干扰信号的每个天线波束图计算一个单独值；

业务概率确定器，用于确定每个测量位置上与其相关的所需载波信号广播到此测量位置的业务概率值；和

小区关系确定器，可至少根据由所述计算器计算的载波信号质量指示值和所述业务概率确定器所确定的业务概率值来进行操作，所述小区关系确定器用于确定无线通信系统的小区之间的小区关系。

20、权利要求19的设备，还包括频率分配器，可根据响应所述小区关系确定器所确定的小区关系来进行工作，所述频率分配器用于分配与基站进行通信所使用的频率。

21、权利要求19的设备，还包括信号强度测量器，可设置成用来检测在测量位置上由基站生成的下行链路信号的信号强度，和其中所述分配器所接收的信号特性指示包括所述测量器所测量的信号强度指示。

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