DE4030827A1

DE4030827A1 - METHOD FOR ASSESSING THE COMPLETENESS OF MEASUREMENT OF TWO CELLS OF A MOBILE RADIO SYSTEM

Info

Publication number: DE4030827A1
Application number: DE19904030827
Authority: DE
Inventors: Krister Gunmar; Ulf Tegth
Original assignee: Televerket
Current assignee: Televerket
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1991-04-11
Anticipated expiration: 2010-09-29
Also published as: GB2236456A; SE8903209L; SE8903209D0; SE465003B; GB9019758D0; GB2236456B; DE4030827C2

Description

Die Erfindung hat Bezug auf ein Mobilfunksystem mit einer Anzahl von ortsfesten Basisstationen und einer Anzahl von Mobileinheiten, die jeweils als Sender und Empfänger ausge bildet sind und miteinander kommunizieren. Die Basisstatio nen können an das öffentliche Telefonnetz angeschlossen sein, sodaß man ein Mobiltelefonsystem erhält. Jeder Basis station ist ein als "Zelle" bezeichneter Empfangsbereich zugeordnet, in welchem die Mobileinheiten mit der betref fenden Basisstation kommunizieren. Der Bereich, in welchem die Signalfeldstärke für die Kommunikation zwischen einer Basisstation und den Mobileinheiten über einem für einwand freien Betrieb ausreichenden Grenzwert liegt, wird als Ab deckungsbereich bezeichnet. Es wird selbstverständlich an gestrebt, daß sich der Abdeckungsbereich möglichst voll ständig mit der der Basisstation zugeordneten Zelle deckt. The invention relates to a mobile radio system with a Number of fixed base stations and a number of Mobile units, each made out as a transmitter and receiver are educated and communicate with each other. The base station can be connected to the public telephone network be so that you get a mobile phone system. Any base station is a reception area called a "cell" assigned in which the mobile units with the base station. The area in which the signal field strength for communication between a Base station and the mobile units over one for perfect free operation is sufficient limit is called Ab coverage area. It goes without saying strived for the coverage area to be as full as possible constantly covers with the cell assigned to the base station.

Für die Planung und Festlegung der Zellen ist es wichtig zu wissen, inwieweit der Abdeckungsbereich einer Basisstation die zugeordnete Zelle vollständig abdeckt und wie weit er darüberhinaus auf benachbarte Zellen übergreift und dort zu Interferenzen mit der benachbarten Basisstation führt.It is important to plan and determine the cells know to what extent the coverage area of a base station completely covers the assigned cell and how far it also spreads to neighboring cells and there Interference with the neighboring base station.

Die Technik der Zellenplanung für sogenannte Mikrozellensy steme befindet sich derzeit in rascher Entwicklung, insbe sondere seitdem ein Verfahren entwickelt wurde, mit dem es möglich ist, die Feldstärken zu messen, die von den Mobileinheiten sowohl von ihrer zugeordneten Basisstation als auch von allen benachbarten, interferierenden Basissta tionen empfangen werden. Diese Messungen können für alle wichtigen Straßen und Verkehrswege z. B. in einem Groß stadtgebiet durchgeführt werden, und hierdurch können die Einzelheiten der Wellenausbreitung zwischen Mobileinheit und Basisstation mit großer Genauigkeit bestimmt und karto graphisch aufgezeichnet werden. Für Einzelheiten wird auf die älteren Anmeldungen PCT-SE-90-00 130 und PCT-SE-90-00 119 verwiesen, deren Offenbarung, soweit erforderlich, ergän zend zu der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung heran zuziehen ist. The technology of cell planning for so-called micro cell systems steme is currently in rapid development, especially especially since a process was developed with which it it is possible to measure the field strengths by the Mobile units both from their assigned base station as well as from all neighboring, interfering base stations tions are received. These measurements can be made for everyone important roads and traffic routes z. B. in a large urban area, and this allows the Details of wave propagation between mobile units and base station determined with great accuracy and cardboard be recorded graphically. For details, go to the older applications PCT-SE-90-00 130 and PCT-SE-90-00 119 referenced, their disclosure, if necessary, supplement zend to the description of the present application is moving.

Wenn Messungen dieser Art durchgeführt werden, ist es wich tig, daß die für jede Zelle gemessenen Werte vollständig und repräsentativ sind, da sonst die Zellenplanung von falschen Annahmen ausgeht. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert eine wertvolle Hilfe für die Zellenplanung dadurch, daß sie eine direkte Aussage darüber ermöglicht, inwieweit das Ausmaß der Messungen ausreichend ist für eine korrekte Beurteilung von kritischen Paaren von Zellen.When taking measurements of this kind, it is important tig that the values measured for each cell are complete and are representative, otherwise the cell planning of wrong assumptions. The method according to the invention provides valuable help for cell planning by that it allows a direct statement on the extent to which the extent of the measurements is sufficient for a correct one Assessment of critical pairs of cells.

Da die vorgenannten, bei der Anmelderin entwickelten Arten von Messungen bisher nirgendwo sonst bei der Planung von Mobilfunkzellen verwendet wurden, ist auch das Problem der repräsentativen und vollständigen Vermessung von Zellen mittels einer derartigen Meßmethode bisher noch nicht auf getreten. Bei bisherigen Mobilfunksystemen wurde die Zel lenplanung nach ganz anderen Methoden durchgeführt auf der Grundlage von Beurteilungen ohne Detailkenntnis der Charak teristiken der Wellenausbreitung.Since the aforementioned types developed by the applicant of measurements so far nowhere else when planning Cellular cells have been used is also the problem of representative and complete measurement of cells by means of such a measuring method has not so far kicked. In previous mobile radio systems, the Zel planning using completely different methods at the Basis of assessments without detailed knowledge of the Charak statistics of wave propagation.

Die Erfindung liefert ein Verfahren, welches sicherstellt, daß Interferenzen von einer Zelle in repräsentativer und vollständiger Weise im Abdeckungsbereich einer anderen Zelle gemessen werden. In der Praxis brauchen nur bestimmte kritische Paare von Zellen untersucht zu werden. The invention provides a method which ensures that interference from a cell in representative and completely in another's coverage area Cell to be measured. In practice only need certain critical pairs of cells to be examined.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Interferenzbe reiche und Abdeckungsbereiche einer jeweiligen Basisstation in dem Paar von Zellen berechnet, und die Überlappung des Interferenzbereiches in der ersten Zelle und des Abdeckungsbereiches in der zweiten Zelle, und umgekehrt, wird berechnet und mit dem zweiten bzw. ersten Abdeckungs bereich verglichen. Der Quotient zwischen den Größen jedes Überlappungssatzes und zugehörigen Empfangsbereiches wird berechnet und mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert des Quotienten verglichen, der ausreichend ist, um das Zellen paar als vollständig vermessen anzusehen.In the method according to the invention interference rich and coverage areas of each base station calculated in the pair of cells, and the overlap of the Interference area in the first cell and the Coverage area in the second cell, and vice versa, is calculated and with the second or first cover compared area. The quotient between the sizes of each Overlap rate and associated reception area is calculated and with a predetermined lower limit of Quotient compared, which is sufficient to the cells couple to be considered completely presumptuous.

Eine graphische bzw. kartographische Darstellung des Über lappungsbereiches, oder eine einfache geometrische Figur, die den Überlappungsbereich begrenzt, wird vorzugsweise für einen Sichtvergleich mit dem Abdeckbereich aufgezeichnet.A graphic or cartographic representation of the over lapping area, or a simple geometric figure, that limits the overlap area is preferably used for a visual comparison with the coverage area is recorded.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeich nungen näher erläutert.An embodiment of the invention is based on the drawing nations explained in more detail.

Fig. 1 zeigt die Basisstation in Lidingö mit dem Straßen netz im Interferenzbereich der Station. Das punktiert um randete Rechteck zeigt das Gebiet, in dem Messungen bezüg lich der Feldstärken von der Basisstation in Karolinska durchgeführt wurden. Fig. 1 shows the base station in Lidingö with the road network in the interference area of the station. The dotted rectangle shows the area in which measurements of the field strengths were carried out by the base station in Karolinska.

Fig. 2 zeigt denjenigen Teil des Straßennetzes, der Abdeckung von der Basisstation Lidingö aufweist. Fig. 2 shows that part of the road network which has coverage from the base station Lidingö.

In einem Mobilfunksystem mit Zelleneinteilung kann man je weils Paare von Zellen in drei verschiedene Klassen eintei len, die wie folgt beschrieben werden können:
1. Ein Zellenpaar welches den gleichen Kanal benutzen kann, ohne daß nennenswerte gegenseitige Interferenzen auf treten;
2. ein Zellenpaar, welches wegen starker gegenseitiger Interferenzen auf keinen Fall den gleichen Kanal benutzen kann;
3. andere Zellenpaare, bei denen es zweifelhaft ist, ob der gleiche Kanal benutzt werden kann oder nicht. Diese Zellenpaare werden im folgenden "kritische Zellenpaare" genannt.In a mobile radio system with cell division, pairs of cells can be divided into three different classes, which can be described as follows:
1. A cell pair which can use the same channel without significant mutual interference occurring;
2. a pair of cells that can never use the same channel because of strong mutual interference;
3. other cell pairs where it is doubtful whether the same channel can be used or not. These cell pairs are called "critical cell pairs" in the following.

Ein erfahrener Zellenplaner kann mit einfachen Mitteln be werten, welche Zellenpaare kritisch sind. Die Erfindung be zieht sich auf ein Verfahren, mit dem entschieden werden kann, ob kritische Zellenpaare hinreichend vollständig und daher repräsentativ vermessen wurden. Dies ist sehr wich tig, da es von der korrekten Bestimmung der kritischen Zel lenpaare abhängt, ob mit der Zellenplanung eine gute Ökono mie bei der Nutzung des Frequenzspektrums erreicht wird. Wenn ein Zellenpaar einmal repräsentativ vermessen ist, kann man mit einem hohen Maß von Zuverlässigkeit die rele vante Interferenz-Wechselwirkung berechnen und bestimmen. Hiervon hängt entscheidend die Möglichkeit ab, in den bei den Zellen den gleichen Kanal oder benachbarte Kanäle zu benutzen.An experienced cell planner can be with simple means evaluate which cell pairs are critical. The invention be draws on a process by which decisions are made can whether critical cell pairs are sufficiently complete and were therefore measured representative. This is very important due to the correct determination of the critical cell lenpaare depends on whether a good economy with the cell planning mie is achieved when using the frequency spectrum. Once a pair of cells is measured representative, the rele Calculate and determine vante interference interaction. The possibility in which at cells have the same channel or neighboring channels to use.

Repräsentative Vermessung einer einzelnen Zelle bedeutet, daß die Feldstärken innerhalb der betreffenden Zelle in der Weise gemessen und aufgezeichnet werden, daß alle Straßen, die einen merklichen Beitrag zu dem Kommunikationsverkehr in dem Mobilfunksystem erbringen, durchfahren werden und dabei die Feldstärken von der betreffenden Zelle, entspre chend RMS-Werten der Interferenz und Grenzwerten der Abdeckung (z. B. -130 bzw. -97 dBm) gemessen werden. Eine repräsentative Anzahl von Messungen einer einzelnen Zelle ergibt den Interferenzbereich und den Abdeckungsbereich der Zelle. Der Interferenzbereich ist natürlich größer als der Abdeckungsbereich und erstreckt sich in die Abdeckungsbe reiche benachbarter Zellen hinein.Representative measurement of a single cell means that the field strengths within the cell in question in the Are measured and recorded so that all roads, which makes a noticeable contribution to communication traffic bring in the mobile radio system, be driven through and the field strengths of the cell in question correspond corresponding RMS values of the interference and limit values of the Coverage (e.g. -130 or -97 dBm) can be measured. A representative number of measurements of a single cell gives the interference area and the coverage area of the Cell. The interference range is of course larger than that Coverage area and extends into the cover area rich neighboring cells.

Die vorliegende Erfindung sieht vor, daß eine vollständige Vermessung des Abdeckbereiches und Interferenzbereiches ei ner Zelle nicht vorliegt, wenn nicht eine Überprüfung der repräsentativen Vermessung von kritischen Zellenpaaren er folgt ist. Damit ist gemeint, daß Interferenzen für die Zelle 1 im gesamten Abdeckungsbereich der Zelle 2 gemessen werden, und umgekehrt. Der Abdeckbereich und Interferenzbe reich der Zelle 1 wird mit T1 bzw. I1 bezeichnet, und ent sprechend T2 und I2 für die Zelle 2. Hierbei wird vorausge setzt, daß die Abdeckbereiche vollständig vermessen und da her repräsentativ sind. Dies gilt jedoch nicht notwendiger weise für die Interferenzbereiche.The present invention provides that a complete measurement of the coverage area and interference area of a cell is not available unless the representative measurement of critical cell pairs has been checked. This means that interference for cell 1 is measured in the entire coverage area of cell 2 , and vice versa. The coverage and interference area of cell 1 is designated T 1 and I 1, respectively, and T 2 and I 2 for cell 2 . It is assumed that the cover areas are completely measured and are representative. However, this does not necessarily apply to the interference areas.

Die Erfindung sieht ein Verfahren vor, mit dem aus gemesse nen Feldstärkewerten, die geographischen Koordinaten zuge ordnet sind, der gemeinsame Teil von T1 und I2 oder umge kehrt von T2 und I1 berechnet bzw. geschätzt werden kann, d. h. der Überlappungsbereich der beiden Bereiche bzw. die Schnittmenge der beiden Bereichen angehörenden Meßpunkte. Dieser gemeinsame Teil wird dann mit der Größe des Abdeckungsbereiches in der jeweiligen Zelle verglichen, z. B. wird T1 ∩ I2 mit T1 verglichen. Falls diese Größen zu mehr als 90% zusammenfallen, kann die Messung als reprä sentativ angesehen werden.The invention provides a method with which the common part of T 1 and I 2 or vice versa of T 2 and I 1 can be calculated or estimated, ie the overlap area of the measured field strength values, the geographic coordinates are assigned the two areas or the intersection of the measurement points belonging to the two areas. This common part is then compared with the size of the coverage area in the respective cell, e.g. B. T 1 ∩ I 2 is compared with T 1 . If these quantities coincide to more than 90%, the measurement can be regarded as representative.

Fig. 1 zeigt die kartographische Darstellung einer Ausfüh rungsform, die erstellt wurde mittels eines berechneten Rechtecks, das den gemeinsamen Teil der Interferenzbereiche I1 und I2 für die Zellen mit den Basisstationen in Lidingö und am Karolinska Hospital in Stockholm. Da T1 in I1 ent halten ist, umschließt das Rechteck auch T1 ∩ I2 und ist somit ein Beispiel für eine großzügige Abschätzung der Flä che T1 ∩ I2. Fig. 1 shows the cartographic representation of an embodiment, which was created by means of a calculated rectangle, which is the common part of the interference areas I 1 and I 2 for the cells with the base stations in Lidingö and at the Karolinska Hospital in Stockholm. Since T 1 is contained in I 1 , the rectangle also encloses T 1 ∩ I 2 and is therefore an example of a generous estimate of the area T 1 ∩ I 2 .

Wie man aus Fig. 2 erkennt, überdeckt das Rechteck nicht den Abdeckungsbereich von der Basisstation in Lidingö, wo raus zu folgern ist, daß die Interferenzen von Karolinska in Lidingö unvollständig gemessen wurden. Auch bei großzü giger Abschätzung ist die gemeinsame Fläche zu klein, um die Messungen als repräsentativ und vollständig anzusehen. Ganz allgemein kann der gemeinsame Teil von T1 und I2 in der Weise berechnet werden, daß alle Koordinaten in T1 und I2 durchlaufen werden und jeweils bestimmt wird, ob eine Koordinate in beiden Koordinatensätzen T1 und I2 enthalten ist.As can be seen from Fig. 2, the rectangle does not cover the coverage area from the base station in Lidingö, from which it can be concluded that the interference from Karolinska in Lidingö was not fully measured. Even with a generous estimate, the common area is too small to view the measurements as representative and complete. In general, the common part of T 1 and I 2 can be calculated in such a way that all coordinates in T 1 and I 2 are run through and in each case it is determined whether a coordinate is contained in both coordinate sets T 1 and I 2 .

Wie oben erwähnt, zielt die Erfindung nicht darauf ab, ein Verfahren anzugeben, welches eine repräsentative Messung einer Zelle entsprechend der oben gegebenen Definition lie fert. Falls jedoch Zellen in einem Mobilfunksystem bezüg lich der Abdeckung vollständig und repräsentativ vermessen worden sind, erhält man durch Anwendung der Erfindung auch Repräsentativität bezüglich der Interferenzbereiche, da nur diejenigen Teile der Interferenzbereiche von Bedeutung sind, die in einen Abdeckungsbereich fallen. In einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit der Bezeich nung "Verfahren zur Zellenplanung für ein Mobilfunksystem" ist ein Verfahren beschrieben, welches mittels eines itera tiven Prozesses eine repräsentative und vollständige Abdeckung bezüglich eines geschätzten Funkverkehrbedarfes gewährleistet. In Kombination mit diesem Verfahren stellt das erfindungsgemäße Verfahren sicher, daß die Zellen voll ständig vermessen werden. In einer weiteren gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Verfah ren zur Bestimmung des Abdeckungsgrades in einem Mobilfunk system" ist ein Verfahren beschrieben, welches ergänzend verwendet werden kann, wenn die Vollständigkeit der Abdeckung eines gesamten Mobilfunksystems auf der Grundlage verschiedener vorgegebener Abdeckungsgrenzwerte untersucht wird.As mentioned above, the invention is not aimed at Procedure to indicate which is a representative measurement a cell according to the definition given above finished. However, if cells in a mobile radio system are related measured completely and representative of the cover have also been obtained by applying the invention Representativeness with regard to the interference areas, since only those parts of the interference areas of importance that fall within a coverage area. In a simultaneously filed patent application with the designation "Cell planning procedure for a mobile radio system" describes a method which is carried out using an itera a representative and complete process Coverage regarding an estimated radio traffic requirement guaranteed. In combination with this procedure the method according to the invention ensures that the cells are full be constantly measured. In another at the same time filed patent application with the designation "proced ren to determine the degree of coverage in a mobile radio system "is a method that is described as a supplement can be used if the completeness of the Coverage of an entire cellular system based various predetermined coverage limits were examined becomes.

Claims

1. A method for determining whether pairs of cells of a mobile radio system have been completely measured, the mobile radio system comprising a number of base stations with associated reception areas and mobile units, characterized by the following measures:
The interference areas (I 1 , I 2 ) and coverage areas (T 1 , T 2 ) are calculated for one base station in each of the two cells,
the overlap or intersection of the interference area in the first cell and the coverage area in the second cell (I 1 ∩ T 2 ) is calculated and compared with the coverage area (T 2 ) of the second cell, and
the overlap or intersection of the interference area of the second cell and the coverage area of the first cell (I 2 ∩ T 1 ) is calculated and compared with the coverage area (T 1 ) of the first cell,
the quotient between the size of each overlap region (intersection) and the associated coverage area is calculated and this quotient is compared with a predetermined value which indicates the lowest quotient at which the two cells can still be regarded as completely measured .

2. The method according to claim 1, characterized in that a graphical representation of the in the overlap area (I 1 ∩ T 2 or I 2 ∩ T 1 ) lying point coordinates is created for a visual comparison with the respective coverage area (T 1 or T 2 ).

3. The method according to claim 2, characterized in that the graphic representation in relation to coordinates for the outline of the overlap set (I 1 ∩ T 2 , I 2 ∩ T 1 ) is created.

4. The method according to claim 3, characterized in that the graphic representation with reference to a single geometric figure, in particular a rectangle, is created, which a group of coordinate values of the overlap theorem (I 1 ∩ T 2 , I 2 ∩ T 1 ) closes.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized that the lowest accept table quotient is set to 0.9 (90%).