CN1189958A - 用于服务小区规划的收发机测试 - Google Patents

Abstract

在具有多个服务小区的蜂窝通信系统中,每个服务小区由多个现有基站中的至少一个服务,一种确定新微基站天线位置的方法包括首先在一个服务小区的测试位置处提供一个测试天线。然后,在一个预定时间段内,执行一个监视过程,确定有多少移动站与该测试位置足够接近,使它们可以被测试位置处的具有基站收发机天线的微服务小区服务。监视过程包括,在测试天线中接收从移动站向现有基站中所要的一个发射的上行链路接入尝试信号。然后,测量所接收的上行链路接入尝试信号的信号强度并将其与预定的门限电平相比较。如果所测量的信号强度大于预定的门限电平,那么计数值就加一。监视过程完成之后,将计数值与预定的计数值相比较。如果计数值大于预定计数值,那么就在该测试位置建立新的微基站。在本发明的另一个实施例中,监视过程在几个测试位置处执行。然后在具有最高计数值的一个测试位置处建立新的微基站。

Description

用于服务小区规划的收发机测试

                            背景

本发明涉及蜂窝通信系统，而且更具体地涉及蜂窝通信系统中收发机站点的选择。

蜂窝通信系统，例如AMPS和GSM标准所定义的那些，都是本领域中熟知的。这样的系统的特点是将地理区域划分成多个服务小区站点，每个由一个无线基站(RBS)来服务。图1说明了一个这样的系统的一部分。位于一个服务小区中的移动站(MS)可以与RBS进行无线通信，RBS再通过——例如——电缆或光缆可通信地连接到移动系统交换中心(MSC)。MSC可以在位于蜂窝通信系统内的几个MS之间建立连接，而且也可以通过——例如——到公共交换电话网(PSTN)的链路建立与系统外实体的连接。这些概念是熟知的，而且不需要在这里做更详细的描述。

为了避免临近服务小区之间的无线干扰(称为“同信道干扰”)，这样的系统被设计为在临近服务小区中避免使用相同的无线信道。但是，如果服务小区彼此距离足够远以致互相之间不会有很大干扰，就可以在不同的服务小区中使用相同信道。两个这样的服务小区之间的距离称为“复用距离”。

一般，蜂窝系统是为汽车中安装的电话而设计的。这样系统的每个服务小区覆盖大约一平方公里或更大的区域。蜂窝电话数目巨大以及手持便携蜂窝电话的引入增加了对系统容量以及对户内和行人可使用的其它区域的无线覆盖的需求。

作为在蜂窝通信系统中提供增加的业务处理容量问题的解决办法，提供了较小的服务小区，称为微或微微服务小区。这些较小的服务小区允许更频繁地复用信道(即，较小的复用距离)，因此提供了一种允许系统作为一个整体传输更多业务的机制。

微/微微服务小区用于对户外和户内提供系统覆盖。例如，将微或微微服务小区置于隧道以及类似地方是非常有利的。使用了很多小服务小区这个事实增加了小区规划的复杂性。为了限制服务小区的大小，收发机天线必须放置在接近地面的地方。但是，这会引起无线传播受到固定的和可移动的障碍物的影响，例如建筑、墙、门以及树等。

当设计包括小服务小区的系统时会出现的另一个问题是要精确地了解用户使用他们的蜂窝电话时最可能在什么地方。安装蜂窝无线设备必须承担与蜂窝无线设备、电气以及传输设施的提供等有关的相当大的成本。因此，当选择基站收发机天线站点时做出最佳选择具有很大的经济效益。站点位置必须针对无线传播方面以及业务需求方面必须都是最佳的(即，保证基站收发机天线处于允许它处理最大数目呼叫的位置)。这一般是通过进行或多或少的聪明猜测来实现的。但是，由于微/微微服务小区的覆盖区域与“常规”服务小区相比较小，它的性能对基站收发机天线位置要敏感得多。因此，确定这个天线位置中出现的错误可能对微/微微服务小区性能产生巨大影响。

不同类型的蜂窝通信系统测试设备是已知的，但是，大多数并不重视寻找使新服务小区站点能够处理的呼叫数目最大化的基站站点最佳位置的问题。例如，欧洲专利文件EP,A2,0431956揭示了一种评测由数字蜂窝无线电话通信系统服务的地理区域无线覆盖的系统和方法。在操作中，当基站收到一个呼叫时，要定位地理区域内至少一个移动用户的位置。基站监视呼叫的信号质量并收集与通信系统的性能有关的信息。位置数据以及相应的信号质量数据从基站传递到操作维护中心内的评测工具，在那里给出无线覆盖的特性。有了这个信息，系统操作员可以诊断覆盖的不足并采取必要的纠正措施。

PCT申请，WO，AL，94/00932描述了在蜂窝通信系统中测试话音传输质量的设备。一个编程为监视话音信道的测试装置处于服务小区站点内，在那里它呼叫一个应答机，该应答机连接到服务该服务小区的移动电话交换局(MSTO)的交换机。可以在基站提供带应答机的本地交换机，有利于精确定位服务小区站干线和无线通信通道之间的任何问题。

另一个PCT申请，WO，AL，91/15904揭示了用于蜂窝无线电话系统的基站收发机设备，测量移动收发机的参数(例如，定时、信号强度)并指示移动站调整其信号的那些参数。在临近基站收发机设备内提供诊断子系统或测试移动站。测试移动站可以改变它的传输参数，模拟距基站收发机设备的相对距离以测试基站设备发出了正确命令。

来自前苏联的专利文件摘要，SU，A，1185-626概述了监视无线发射机发射电平的无线站测试器。该测试器可用于检查移动无线站对校准电平的响应。

另一个PCT申请，WO，A2，92,07429描述了空中接口监视单元，具有记录不同消息和操作参数的能力。具有类似特性的单元在D.Yekta和F.Howat的“Product Review：Smith Myers CSM-8800 Cellular ServiceMonitor”，Celluar Business，1993年12月中有所描述。但是，这个单元收集的数据并不告诉用户有多少个MS会利用位于空中接口监视单元位置处的构想的新微/微微服务小区，因为该单元不区分从靠近该单元的MS收集的数据以及从远离该单元的MS收集的数据。为了规划新的微/微微服务小区站点的目的，重要的是了解有多个MS处于足够靠近的邻区内，可实际使用所建议的站点。

Smith Myers蜂窝系统模拟器CSS2100的广告描述了一种具有模拟蜂窝基站能力的单元。即，该单元可以向移动蜂窝电话发射信号，移动站藉此作出响应，好象连接到实际蜂窝系统一样并遵守和验证该单元发出的命令。特别是，CSS2100可以请求特定网络中临近区域的所有移动站注册，向用户给出临近区域中移动站的数目。根据该广告，这个单元适于研究特定地理区域中的用户数，以便有助于确定是否在那个区域中需要另一个服务小区站点。

但是CSS2100有缺点，因为通过给MS动态发射“虚拟”控制信号以便使它们注册，可能引起对那个服务小区正常功能的干扰。

因此，需要提供一种被动确定所建议的服务小区站点是否是放置新基站收发机天线的最佳位置的机制。

                          内容

因此本发明的一个目的是提供一种确定新微/微微基站收发机天线合适位置的方法和装置。

本发明的另一个目的是提供这样一种被动操作的方法和装置，不会引起对蜂窝通信系统正常操作的任何干扰。

根据本发明的一个方面，在具有多个服务小区的蜂窝通信系统中实现前述的以及其它目的，每个服务小区被多个现有基站中的至少一个所服务，其中，一种确定新微基站天线位置的方法包括首先在一个小区的测试位置处提供一个测试天线。然后，在一个预定时间段内，执行一个监视过程，确定有多少移动站与该测试位置足够接近，使它们可以被测试位置处的具有基站收发机天线的微服务小区所服务。监视过程包括，在测试天线中接收从移动站向现有基站中所要的一个发射的上行链路接入尝试信号。然后，测量所接收的上行链路接入尝试信号的信号强度并将其与预定的门限电平相比较。预定的门限电平优选地设置在代表最小信号强度的电平，该最小信号强度是期望从处于具有位于测试位置的基站收发机天线的所建议微服务小区内的移动站接收的。

如果所测量的信号强度大于预定的门限电平，那么计数值就加一。在本发明的一个实施例中，监视过程完成之后，将计数值与预定的计数值相比较。如果计数值大于预定计数值，那么新的微基站就在该测试位置建立。计数值的意义在于，它代表预定时间段内为保证具有处于测试位置的基站收发机天线的微服务小区的建立所需要的最小业务量。

在本发明的另一个实施例中，监视过程在几个测试位置处执行。然后在具有最高计数值的一个测试位置处建立新的微基站，因为该位置是处理了最临近的业务的位置。

在发明的另一个实施例中，测量的信号强度与预定门限信号强度值的比较不在数据测量阶段进行。相反，测量值此时存储在存储器中。当所有数据收集完毕之后，按如上所述对其进行分析，包括将测量的信号强度值与预定门限信号强度值相比较。

                    附图的简要描述

发明的目的和优势结合附图阅读如下详细描述会得到理解，其中：

图1是常规蜂窝通信系统一部分的框图；

图2A和2B是根据本发明评定所建议的收发机站点的合适性的测试设备的框图；

图3是说明根据本发明蜂窝通信系统中该测试设备的使用的框图；以及

图4是根据本发明的一个实施例所执行的步骤的流程图；

图5是根据本发明的另一个实施例所执行的步骤的流程图。

                          详细描述

发明的各种特性现在将针对图来描述，其中类似的部件用相同的参考符号来标识。

参考图2A，表示了根据本发明确定作为新基站收发机天线站点的测试站点合适性的测试单元200的框图。测试单元200包括连接到接收机203的天线201。接收机203的操作(即，侦听哪个频率，等)受到处理器205的控制。处理器205也连接到接收机203的输出，并配置为分析接收信号所传达的一次通信的性质。测试单元200还包括连接到接收机203和处理器205的信号强度测量单元211，而且也包括连接到处理器205的存储装置207(例如，随机存取存储器，或磁盘存储单元)，以便允许存储所收集的数据用于随后使用。测试单元200还优选地包括输入/输出(I/O)单元209，允许操作员输入命令和数据运算对象，并允许操作员得到测试的经验结果。

现在将参考图3和4描述所发明的测试单元200的操作。在蜂窝通信系统中表示了三个服务小区C1、C2、C3。服务小区分别由RBS1、RBS2和RBS3来服务。为本例起见，假设建议对该系统增加一个新的微服务小区C4。测试单元200被放置在靠近服务小区C1外围的某个地方，以便确定这是否是所建议的新基站收发机天线的较好地点。这是否是一个好位置至少部分上依赖于在所建议的新微服务小区C4的边界以内经常有多少MS。

测试单元200通过侦听一个或多个上行链路(即，从MS到RBS)控制信道(即，接入信道)频率来工作。如图3所说明的，可以监视三个上行链路控制信道：各与RBS1、RBS2和RBS3中的每个相关联。有关监视哪个频率的信息可以通过操作员手动设置。或者，可以将测试单元200设计为通过扫描控制信道信令所使用的所有下行链路(即，从RBS到MS)频率、然后选择接收到最高信号强度的一个(或多个)，从而自动确定监视哪个频率。

当测试单元200侦听用于控制信道信令的一个或多个上行链路频率时，它将检测来自移动站(例如，MS1、MS2、MS3、MS4)的试图接入到临近基站RBS1、RBS2、RBS3中一个的接入消息(步骤403)。例如，来自移动站的接入尝试可以通过移动站建立呼叫或当一个呼叫要建立到该移动站时移动站响应来自基站的寻呼消息而引起。例如，U.S.专利No.5,357,559中描述了一个这样的过程。

根据本发明，当测试单元200检测到接入消息时，它记录(例如，存入存储装置207)有关的接收信号强度(步骤405-407)。在发明优选的实施例中，测试单元200也记录测量的日期、时间和位置。

在预定的测量时间之后，例如一天或一周，所记录的接入事件提供给后处理工具250(见图2B)。后处理工具250可以是图2B中所描述的分立单元，或也可以是，例如，测试单元本身的处理器205运行后处理软件。在下面讨论中，提到后处理工具250时应认为是指可能实施例中任何一个。

后处理工具250的目的在于提供一个或多个信号强度门限，将接入事件归类。例如，接入事件的归类可以是这样的：有关的接收信号强度大于预定信号强度门限的接入消息代表那些会对放置在与测试单元200相同位置中的微基站产生的接入尝试。例如，参考图3，信号强度门限可以设置在期望只会被处于所建议的新微服务小区C4内的移动站接收的电平上。因此，只有那些来自移动站MS1和MS3的接入尝试的信号强度会大到可以归类为可能的微基站呼叫尝试。移动站MS2和MS4离测试单元200太远，信号强度不能处于或大于预定的门限电平，而且因此不会按这种方式对其归类。

然后后处理工具250计算归类为可能的微基站呼叫尝试的接入尝试数目(步骤401和411-419)。较高计数值可表示微基站应该安装在相应的位置处(步骤421和423)。低于预定计数值的计数可表示测试站点对放置新微基站不合适(步骤421和425)。基于呼叫尝试或所传输业务的数量，也可以用同样方式评测测试单元200的另一个位置以便找到微基站的最佳位置(图4中所描述的步骤将对新测试站点重复，而且来自各站点的计数值将彼此比较)。

在图5中所说明的发明的另一个实施例中，测试处理器200不记录每个所检测的接入消息以及相关的接收信号强度。而是首先将与所检测的接入消息有关的接收信号强度与一个或多个信号强度门限做比较(步骤507)。如果所测量的信号强度大于预定门限电平，那么处理器205将——例如——存储在存储装置207中的计数值加一(步骤501和509)。在经过预定时间完成测试位置的监视过程之后(步骤511)，计数值再与预定计数值比较(步骤513)。如果计数值大于预定计数值，那么新微基站可以在测试位置建立(步骤515)。否则，所监视的测试位置可能对放置新微基站不适合(步骤517)。

这个另外的实施例与上面参考图4描述的实施例相比有一个缺陷，那就是信号强度门限值(步骤507)必须在进行任何测试之前确定。不允许改变门限值来观察如何影响结果，相比而言，有参考图4所描述的后处理，就可以使用不同的信号强度门限值运行多次后处理工具250。然而，图5中所描述的发明实施例可用于实现可接受的结果。

发明针对寻找最佳位置，具体来说，但并不限制于此，就是寻找微基站天线位置(从使呼叫数目最大化的角度)，提供了非常有效的服务小区规划的帮助。由于现代蜂窝无线系统的微和微微服务小区需要放置得很低的天线以及低功率的基站，寻找服务小区站点最佳位置就变得比以往更加重要。

发明参考具体实施例进行了描述。但是，本领域的技术人员很清楚的是可以用特定的形式，而不是上面描述的优选实施例中的那些，实施本发明。这可以在不背离发明精神的情况下进行。优选实施例只是说明性的，而且不应认为会以任何方式进行限制。发明的范围由所附的权利要求给出，而不是前面的描述，而且所有落入权利要求范围内的改变和等价物都应认为是包括于其中的。

Claims (4)

1.在具有多个服务小区的蜂窝通信系统中，每个服务小区由多个现有基站中的至少一个服务，一种确定新微基站天线位置的方法包括如下步骤：

在一个服务小区的测试位置处提供一个测试天线；

在一个预定时间段内，执行一个监视过程，包括如下步骤：

在测试天线中接收从移动站向现有基站中所要的一个发射的上行链路接入尝试信号；

测量所接收的上行链路接入尝试信号的信号强度；

将所测量的信号强度与预定的门限电平相比较；而且

如果所测量的信号强度大于预定的门限电平，那么计数值就递增；而且

监视过程完成之后，将计数值与预定的计数值相比较，而且如果计数值大于预定计数值，那么就在该测试位置建立新的微基站。

2.在具有多个服务小区的蜂窝通信系统中，每个服务小区由多个现有基站中的至少一个服务，一种确定新微基站天线位置的方法包括如下步骤：

确定多个测试位置，每个测试位置处于至少一个服务小区中；

在每个测试位置处：

提供一个测试天线；

在一个预定时间段内，执行一个监视过程，包括如下步骤：

在测试天线中接收从移动站向现有基站中所要的一个发射的上行链路接入尝试信号；

测量所接收的上行链路接入尝试信号的信号强度；

将所测量的信号强度与预定的门限电平相比较；而且

如果所测量的信号强度大于预定的门限电平，那么计数值就递增；而且

在每个测试位置完成监视过程之后，将各个计数值彼此比较，确定哪个测试位置具有最高计数值，并在具有最高计数值的测试位置处建立新的微基站。

3.在具有多个服务小区的蜂窝通信系统中，每个服务小区由多个现有基站中的至少一个服务，一种确定新微基站天线位置的方法包括如下步骤：

在一个服务小区的测试位置处提供一个测试天线；

在一个预定时间段内，执行一个监视过程，包括如下步骤：

在测试天线中接收从移动站向现有基站中所要的一个发射的上行链路接入尝试信号；

测量所接收的上行链路接入尝试信号的信号强度；而且

在存储器中存储上行链路接入尝试和所测量的信号强度的记录；

监视过程完成之后，分析存储在存储器中的记录，对于每个记录，将测量的信号强度与预定的门限电平相比较，而且如果测量的信号强度大于预定的门限电平，就将一个计数值递增；而且

在分析完存储器中存储的记录之后，如果计数值大于预定计数值，那么新的微基站就在测试位置建立。

4.在具有多个服务小区的蜂窝通信系统中，每个服务小区由多个现有基站中的至少一个服务，一种确定新微基站天线位置的方法包括如下步骤：

确定多个测试位置，每个测试位置处于至少一个服务小区中；

在每个测试位置处：

提供一个测试天线；

在一个预定时间段内，执行一个监视过程，包括如下步骤：

在测试天线中接收从移动站向现有基站中所要的一个发射的上行链路接入尝试信号；

测量所接收的上行链路接入尝试信号的信号强度；

在存储器中存储上行链路接入尝试和所测量的信号强度的记录；

在每个测试位置完成监视过程之后，分析存储器中存储的每个测试位置的记录，对于每个记录，将所测量的信号强度与预定的门限电平相比较，而且如果所测量的信号强度大于预定的门限电平，那么与测试位置有关的一个计数值就递增；而且分析完存储器中存储的每个测试位置的记录之后，将各个计数值彼此比较，确定哪个测试位置具有最高计数值，并在具有最高计数值的测试位置处建立新的微基站。

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