CN1795690B - 小区规划的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

在蜂窝电信系统中测量激活移动站的位置和它们在比特率方面所使用的业务。第一幅图示出多个用户，4个黑点具有低比特率的语音连接，两个用户○具有更高比特率的分组交换连接。在第二幅图中，所使用的比特率被考虑，并且如更大区域的分组交换用户所示，更真实的通信量密度图形被建立。如果小区将要过载，需要小区分裂，则第二幅图和第一幅图相比，新基站的站点X将被移动到右边。

Description

小区规划的方法和装置
技术领域
本发明涉及移动电信系统中与带宽相关的小区规划。
背景技术
当构建蜂窝系统时，第一件要关注的事就是具有足够数量的基站来建立期望的覆盖区域。当期望的区域被覆盖并且通信量开始增长时，该系统必须在容量上扩展。在容量上扩展该系统的第一步就是向现有的基站添加更多的收发信机单元(TRU)以及尽可能紧密地再用系统中的频率。由于允许由每个运营商使用的频谱是有限的这个事实，所以TRU的添加不可能完全满足增加的容量需求。从更长远来看，系统中将发生拥塞，并且系统中察觉到的质量将非常低。然后必须建立新的更小的站点以便维护增加的容量；即需要所谓的小区分裂(cell split)。
现在出现了在哪里建立新站点的问题。当然，应在尽可能靠近通信量产生的地方建立新站点，以便有效地“卸载”拥塞的小区。在那里建立小区还将赋予系统更高的质量，因为呼叫将经受到较高的可能的信号强度，从而允许与可能的干扰呼叫之间有足够的裕度。使用在移动系统中可用的定位方法(例如基于GPS和三角测量方法的小区ID/TA和E-OTD)从不同移动站收集位置提示运营商在系统中的何处进行了呼叫。使用该信息，运营商将非常清楚在哪里建立新的站点。出于类似的目的，基于通信量的功率电平和地理分布确定小区内通信量密度的方法在转让给法国电信的US 5 828 962中有所描述。
在现代的2.5G和3G系统中，用户共享来自公共资源库的资源。此外，不同的用户业务或多或少消耗这些公共的资源。例如，在WCDMA系统中，在小区中能够被传送的总功率是有限的，使用384kbps分组数据业务的用户将比从同一个位置进行语音呼叫(典型地为约15kbps，或者甚至更少)的用户消耗多得多的功率。如果该384kbps用户接近小区边界，那么就需要几乎小区中所有可用的功率来支持该连接。但是如果该384kbps用户接近该站点，从而经受到高的信号强度，则该功率控制算法将减小该连接的被传送的输出功率，这将从资源库中释放资源，并为小区中更多的用户留有余地。这显示了在区域内定位新站点的必要性，在这个区域内许多高比特率业务的用户能够尽可能有效地被服务。
发明内容
根据前面的背景技术，仅仅使用目前可用的定位方法来获知哪里是最有效的新的站点位置是不够的。还需要有关使用哪种业务的信息。作为一个实例，很可能在某区域中在办公室使用高比特率分组业务，而在街道和开阔场地中，语音呼叫更加普遍。在其他区域中，可能是另一种模式，所有的都取决于用户的行为。
解决方法就是把在哪里进行连接的信息与所使用的业务结合起来。通过以规则的间隔执行该测量，就能够建立统计图。该信息然后可以被存储和被显示给运营商，用来改进网络以便优化其性能。
因此本发明的目的在于，测量通信量在哪里，以及测量在特定位置处正进行的通信量的种类。
另一个目的在于设计小区规划装置，其使用测量结果来决定在需要新站点的新基站的最佳站点，从而避免严重的拥塞。
本发明的另一个方面是为小区规划使用无线电连接的其他参数。其中一个参数是分配给特定用户的信道的路径损耗。该参数是与位置相关的，并且也与用户的环境相关-高的建筑和窄的街道带来了高的路径损耗，而像大广场和旷野那样的开阔场地带来了低得多的损耗。
本发明的目的和方面由测量移动站的位置相关数据和正在进行的业务的类别信息的方法、小区规划装置和蜂窝电信系统来实现，所有这些都进一步被定义在所附的权利要求中。
附图说明
图1示出其中使用本发明的移动电信网络的概观。
图2和图3示出典型小区内的通信量分布。
图4示出本发明的实现实例。
图5是示出根据本发明的收集测量结果的流程图。
具体实施方式
在图1中，示出典型设计的移动通信网络。控制网络被连接到不同小区C1-4内的许多基站，在本例中是4个基站BS 1-4，这些基站具有与移动站的无线电连接，在该图中示出只有一个移动站MS。该控制网络、例如根据GSM标准的基站控制器(BSC)或是根据WCDMA标准的无线电网络控制器(RNC)具有与固定公共交换电话网络(PSTN)和/或互联网的通信。
为了得到移动站的位置，必须发送定位命令到该移动站。所使用的定位方法例如是标准化的OTDOA或A-GPS方法或是本领域众所周知的其他一些方法。有关正在使用的哪种业务的信息驻留在控制网络(或者是系统的某个其他节点)中，并与所得到的定位数据一起被收集并被存储。当如此命令时，该位置/业务数据备选地能够被直接从移动站发送到网络。这要求该移动站知道所有的相关数据。该组合的业务/位置数据被存储在控制网络中或另一个节点中的数据库中。
当已经收集了足够的数据时，使用不同业务的地方的统计图能够被显示并当决定应当在哪建立新站点时用作输入。当实践本发明时该图形是结果并且被使用以便在最佳位置处建立新的站点。这将产生经济有效的小区规划方法。为了改进该图形，当计算最有效的新站点位置时，可以使用优化算法(例如，最小平方根)。
图2是小区内的许多用户的位置的说明性实例。黑点标记具有低比特率的普通语音连接的用户，而○标记具有高得多的比特率的诸如分组交换数据的另一种业务的用户。在图3中考虑了用户的比特率。在图3中，左边的4个小区域标记具有低比特率的语音连接。右边的2个分组连接获得大得多的区域，对应于所使用的高得多的比特率。图2和图3示出，如果考虑的不仅仅是位置还有使用的业务，则需要将标记为X的新基站的位置移动到右边。
在另一个实例中，还考虑了路径损耗。这由图4和以下表格示出。
 位置(n)   比特率(kbps)   路径损耗(dB)
  1   12.2   130
  2   64   123
  3   12.2   123
  4   384   156
  5   384   100
  6   64   112
  7   384   133
  8   12.2   124
  9   384   140
  10   12.2   135
  11   64   138
该表格示出图4中来自11个用户的数据：位置n＝1-11、所使用的比特率(BR)和它们的无线电信道的以dB为单位的路径损耗(PL)。根据图4，来自小区的用户的数据由RNC/BSC收集并传输到小区规划系统节点CPS。该CPS包括数据收集和计算设备，以便使用例如蒙特卡罗法(Monte Carlo)分析来执行对潜在的新站点位置的预测。新站点的最佳位置(xopt，yopt)就是在分析过程中发现的每路径损耗衰减的最大比特率的位置。对于被选择区域即图4的小区内的所有移动用户n来说，这由下面的表达式总结：
xopt，yopt＝maxf(BRn/PLn，xn，yn)
所发现的“新站点”在图中被显示在右边，其接近于使用高比特率和具有高路径损耗的用户9和4。对于构建新站点的人员，来自CPS的输出可以被看作是地图。
图5的流程图描述了实践本发明的一些步骤。步骤1是发现特定小区内使用某些业务的或多或少处于激活模式的移动站的位置。在步骤2中，系统登记每个移动站所使用的比特率，可选地还登记所使用的无线电信道的路径损耗。基于这些数据，通信量密度的图形在步骤3中被估计，并且如果小区将要变得拥塞或者过载(步骤4)并且如果没有其他方法来扩展小区容量的话，那么就在步骤5中采取判决“是”来在基于步骤6作出的计算的地方建立新的基站(步骤7)。只要没有小区分裂的需要(步骤5的判决“否”)，就以或大或小的规则间隔重复步骤1-4。当然，小区过载的判决能够基于除了根据流程图的步骤的其他根据来作出。然而，无论何时需要小区分裂，都要使用本发明的原理来发现新的基站站点。

Claims (9)

1.一种准备在蜂窝电信系统中进行小区分裂的小区规划方法，其特征在于，包括移动用户(MS)的位置(x，y)的与位置有关的数据与在比特率方面移动用户在所述位置使用的业务一起登记，其中基于所登记的数据而建立小区内的通信量密度的估计，并且其中新基站的最佳站点位置基于所登记的数据而建立。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在移动用户(MS)的无线电信道CH上经受的路径损耗被登记。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，最大化以下函数给出新基站的最佳站点位置(xopt，yopt)
xopt，yopt＝max f(BRn/PLn，xn，yn)，对于所有的n
其中n是小区的移动用户的索引号，BRn是所使用的比特率，PLn是路径损耗，而xn，yn是移动用户n的位置。
4.如权利要求3所述的方法，其中，建立示出新基站的最佳站点位置的地图。
5.一种准备在蜂窝电信系统中进行小区分裂的小区规划设备，蜂窝电信系统包括控制网络，控制网络用于使用该系统登记移动用户(MS)的位置(x，y)，其特征在于，所述设备包括用于登记移动用户在所述位置所使用的业务的装置，还包括用于基于所述位置和移动用户在所述位置所使用的业务估计小区的通信量密度的装置，其中新站点的最佳位置(xopt，yopt)是在该设备的小区规划系统节点(CPS)中建立的，并且其中系统节点(CPS)基于以下表达式的最大值建立最佳位置(xopt，yopt)：
xopt，yopt＝max f(BRn/PLn，xn，yn)，对于所有的n
其中n是小区的移动用户的索引号，BRn是所使用的比特率，PLn是路径损耗，而xn，yn是移动用户n的位置。
6.如权利要求5所述的小区规划设备，其中，所述控制网络为RNC/BSC。
7.如权利要求5所述的小区规划设备，其中，该设备还包括用于登记分配给移动用户的无线电信道CH的路径损耗的装置。
8.一种蜂窝电信系统，包括在控制网络的监督下在小区中互相通信的基站(BS)和移动站(MS)，其特征在于小区规划系统节点(CPS)，其从电信系统收集有关移动站(MS)的位置(x，y)、移动站在其无线电信道上的路径损耗和移动站在所述位置所使用的业务的数据，并且其中所述节点(CPS)包括数据收集和计算设备，当小区将过载时，该设备基于所收集的数据预测新基站的最佳位置(xopt，yopt)。
9.如权利要求8所述的蜂窝电信系统，其中，所述控制网络为RNC/BSC。
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