CN1220340C - 估算移动通信系统的多扇区天线系统中话务量的设备 - Google Patents

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Abstract

此项发明与移动通信网络的多扇区天线系统中估算话务量的设备有关，它通过每个扇区包括N(4的倍数)个天线单元的阵列天线接收多波束。话务量估算设备样本通过阵列天线接收的每个多波束的电子功率、计算每个多波束的平均功率、根据所计算的平均功率间的差估算每个波束的话务量，并根据每个估算的话务量，为了在整个多波束上均匀分布话务量实施波束转换控制。

Description

估算移动通信系统的多扇区天线系统中话务量的设备
1.技术领域
此项发明与使用在移动通信网络的多扇区天线系统中反向链接的接收信号功率来估算多个波束或多个扇区上的每一个话务量有关。
2.背景技术
在移动通信系统中，BTS(基站)被分为两类，“全向”和“扇区”。然而，大多数基站是“扇区”类的。在扇区类BTS中，它的服务区域被分为三个或六个扇区。在CDMA系统中的扇区类BTS通常由三个扇区。
扇区类BTS使用对于每个扇区有固定带宽的天线，这样一个扇区所覆盖的地理区域是固定的。然而，由于在BTS的扇区之间话务量通常是不平衡的，所以分配频率资源要足够一个扇区处理最重的话务量。结果，在轻话务量的扇区频率资源的效率就低，而在重话务量的扇区无线信道的效率就会降低并且覆盖区域也会缩小。因此就提出了诸如在具有务量不平衡扇区的BTS中低服务效率和高频率资源管理/维护成本的问题。
此外，如果话务量负荷的分布在其各扇区分别有固定覆盖区域的BTS中三个扇区之间有变化，那么这种情况是由人为处理的，也就是由操作员适当转动安装在铁塔上的天线以适应话务量负荷分布的变化。然而，这样的人为工作是危险的和乏味的，并且天线调节时间也太长了。总之，人为维护是效率低下的。
为了解决这个问题，提出了根据每个扇区上的话务量负荷改变每个扇区的覆盖区域的多扇区天线系统。实现这样的多扇区天线系统适当地需要话务量监控或估算技术。然而，直至现在提出的话务量监控或估算技术在应用到物理系统时有几个缺点。
因为传统的话务量估算技术间接根据前向链接的信号功率估算话务量的，并且必须与操作中BTS的硬件结合，所以它们需要复杂的硬件结构，并且从成本的观点来看是效率低下的，此外，它们的估算表现是不佳的。
特别地，在使用其中每个天线辐射几个(比如四个或八个)波束的阵列天线的多扇区天线系统中这些问题就成为很显著的特征了。因此，急切需要能估算每个个天线元件话务量的多波束话务量估算技术。
3.发明内容
此项发明的目标就是提供能与BTS分开实现的多波束或多扇区话务量估算设备，它接收从多个波束输入的各个信号功率，并根据在发射多个波束的多扇区天线系统中的每个接收信号估算每个波束或扇区的话务量。
依照此项发明的多扇区天线系统的话务量估算设备的特征在于多扇区天线系统装配有多个发射N(≥2)个波束的阵列天线，它包含对从阵列天线接收的N个波束的各个信号功率进行抽样的功率进行抽样模块；在给定时间间隔循环地顺序从功率抽样模块选择N个信号功率样本的N:1转换模块；把来自N:1转换模块的顺序功率输出转换为期望频带的各个信号并适当放大信号的滤波/放大模块；把从滤波/放大模块顺序输出每个信号的功率转换为各个电压的功率检测模块和提供N:1转换模块循环输入选择需要的定时时钟、计算各自电压值的每个平均值并使用计算得到的平均值估算在每个波束或每个扇区上话务量的系统控制模块。
依照结构非常简单的多波束或多扇区话务量估算设备，安装和维护成本就会显著地减少并且话务量估算的性能也会有所改进，此外通过每个波束或扇区的改进话务量估算就可以完成所有扇区间的话务量平衡，而这个改进型的估算将带来频率资源的有效使用。
4.附图简述
包括提供此项发明进一步理解的附图说明了发明的较佳实施例，并且有了这个描述，帮助解释此项发明的原理，其中：
图1是根据此项发明在移动通信系统的多扇区天线系统中估算话务量的设备的框图。
(5)发明实施方式
为了完全理解发明，现在根据附图描述它的较佳实施例。
依照此项发明移动通信网络多扇区天线系统话务量估算设备的实施例是按照下述假设描述的，这个假设就是BTS整个服务覆盖区域被分为3(＝K)个扇区并且发射4或8(＝M)波束的阵列天线被用于每个扇区。因此，此项发明的实施例根据总共K×M，也就是12(或24)个波束的独立接收的信号功率估算每个波束或每个扇区上的话务量。
图1是依照此项发明在发射K×M个波束的多扇区天线系统中估算话务量的设备的框图。图1的设备包含K个阵列天线100；功率抽样模块102；N:1转换模块104，其中N＝K×M；滤波/放大模块106；功率检测模块108和系统控制模块110。
如图1中所示，功率抽样模块102对从K个阵列天线100接收的N个波束中的每个进行抽样，每个阵列天线发射M个波束。功率抽样模块102可以用20分贝定向耦合器实现。N:1转换模块104在给定的时间间隔内顺序地从功率抽样模块102选择N个样本输出并根据选择的顺序依次输出。从系统控制模块110提供N:1转换模块104周期循环选择所需要的定时时钟。
滤波/放大模块106实施把来自N:1转换模块104的顺序的功率输出转换为期望频带的各个信号并适当放大信号的功能。
功率检测模块108把从滤波/放大模块106顺序输出的每个信号的功率转换为各个电压并把转换值顺序传送到下一个系统控制模块110。功率检测模块108可以把它的原始截止频率变为1KHz和10KHz之间适当的一个值，以适合消除相对高频的噪声，它可能被插入以上信号处理和前向过程中。功率检测模块108包含功能是消除上述噪声的电容滤波器(没有显示)。省略这个电容滤波器的详细解释因为对于本技术的普通技术人员这是显而易见的。
系统控制模块110根据波束或扇区把从功率检测模块108接收的电压值分类，然后对每个波束或扇区计算直到那时存储的电压值的每个平均值。从每个电压值计算得到的平均值，估算每个波束或扇区的平均话务量。在估算每个话务量之后，系统控制模块110还测量话务量在波束或扇区间如何不平衡。
此外，系统控制模块110也产生与提供给N:1转换模块104的定时时钟同步的多通道控制信号。多通道控制信号被用于每个波束的接收功率检测、传送、分类和存储过程中内部或耦合操作间的同步。
系统控制模块110进一步根据每个波束或扇区的估算平均话务量(波束或扇区间估算话务量差)实施多波束的波束转换控制。也就是它产生一个波束分开/结合控制信号使话务量在K个扇区之间均匀地分布。扇区间话务量的均匀分布将通过根据分开/结合信号把一个或几个波束变为或重新分配到其它话务量相对较重的扇区来完成。
以上解释的作为由扇区可改变的多个波束的BTS的子系统实现的话务量估算设备也可以应用于其他系统比如转换智能天线系统。
对于本技术普通技术人员来说是显而易见的是，在解释的实施例中不离开发明的精神或范围可以进行不同的修改和变化。这样，期望此项发明包括这项发明的修改和变化假若它们是在附加权力要求和它们的设备范围内的。

Claims (4)

1.一种有发射N个波束的多个阵列天线的多扇区天线系统的话务量估算设备，包含：
定向耦合器，用来对从阵列天线接收的N个波束的各个信号功率进行抽样；
N:1转换模块，用来在给定时间间隔顺序从功率抽样模块选择N个信号功率样本；
滤波/放大模块，用来把来自N:1转换模块的顺序功率输出转换为期望频带的各个信号并放大信号；
功率检测模块，用来把从滤波/放大模块顺序输出的每个信号的功率转换为各个电压；
系统控制模块，用来提供N:1转换模块的顺序输入选择需要的定时时钟、计算各个电压值的每个平均值并使用计算得到的平均值估算在每个波束或每个扇区上的话务量。
2.按权利要求1所述的话务量估算设备，其特征在于功率检测模块有截止频率来消除可能插入接收信号功率中的噪声。
3.按权利要求1所述的话务量估算设备，其特征在于截止频率是在1KHz到10KHz的范围内的。
4.按权利要求1所述的话务量估算设备，其特征在于系统控制模块进一步输出一个信号来根据在每个波束或每个扇区上的估算话务量控制N个波束的各个扇区的分配。
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