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Hintergrund
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der zellularen Telekommunikation.
Im Besonderen schließt
die vorliegende Erfindung ein Einstellen des Neigungswinkels einer
Basisstationsantenne in einer Zielzelle ein zum Zweck eines Verbesserns
der durch die Basisstation empfangenen Aufwärts-Signalqualität und zum
Verbessern der Signalqualität,
die durch in Zellen mit einem gleichen Kanal betriebene Mobileinheiten empfangenen
wird.
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In
einem zellularen Telekommunikationssystem (zum Beispiel einem zellularen
Mobiltelekommunikationssystem) ist ein Aufrechterhalten und/oder
ein Verbessern der Sprachqualität
von großer
Wichtigkeit. Ein Faktor, der sich signifikant und beeinträchtigend
auf die Sprachqualität
auswirken kann, ist die Anwesenheit einer Interferenz aus dem gleichen
Kanal. Eine Interferenz aus dem gleichen Kanal tritt auf, wenn zwei
oder mehrere Zellen (d.h. Zellen mit einem gleichen Kanal), die
benachbart zueinander sind oder in relativ dichter Nähe zueinander
sind, dieselbe Frequenz oder Menge von Frequenzen wieder verwenden
(d.h. gemeinsam nutzen bzw. teilen). Ein über eine wiederverwendete Frequenz
in einer Zelle übermitteltes
Signal wird als Interferenz in der anderen Zelle wahrgenommen.
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Ein
Weg, auf welchem eine Interferenz aus dem gleichen Kanal vermieden
werden kann, ist ein Zuweisen einer Gruppe dedizierter Frequenzen
an jede Zelle in dem System, so dass keine zwei Zellen dieselbe Frequenz
wieder verwenden. Unglücklicherweise
gibt es aber eine begrenzte Anzahl von Frequenzen, die verfügbar sind
zum Abdecken eines ständig
zunehmenden Bedarfs für
einen zellularen Dienst. Demgemäß ist ein Zuweisen
einer dedizierten Gruppe von Frequenzen an jede Zelle im Allgemeinen
nicht eine durchführbare
Lösung
für das
Problem einer Interferenz aus dem gleichen Kanal.
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Eine
andere Technik, die oft eher zum Minimieren, als zum Eliminieren,
einer Interferenz aus dem gleichen Kanal verwendet wird, schließt ein Maximieren
einer Wiederverwendungsdistanz ein. Die Wiederverwendungsdistanz
wird im Allgemeinen als die Distanz zwischen zwei Zellen verstanden
(d.h. Zellen mit einem gleichen Kanal bzw. Co-Kanal-Zellen), die
dieselbe Frequenz oder Menge von Frequenzen wieder verwenden. Ein Fachmann
wird leicht erkennen, dass mit zunehmender Wiederverwendungsdistanz
eine Interferenz aus dem gleichen Kanal abnimmt (d.h., die Signalstärke vermindert
sich mit der Distanz). Da jedoch der Bedarf für einen zellularen Dienst zunimmt,
während
die Anzahl verfügbarer
Frequenzen die gleiche bleibt, sind Provider für einen zellularen Dienst zum
Errichten zusätzlicher
Zellen gezwungen, die im Allgemeinen kleinere Abdeckungsflächen haben.
Dieses führt
wiederum eher zu einer abnehmenden als einer zunehmenden Wiederverwendungsdistanz.
Folglich sind Techniken, die auf eine zunehmende Wiederverwendungsdistanz
bauen, um dem Effekt einer Interferenz aus dem gleichen Kanal entgegenzuwirken,
auch nicht eine all zu sehr praktische Lösung.
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Noch
ein anderes Verfahren zum Reduzieren einer Interferenz aus dem gleichen
Kanal schließt
ein Einstellen der Orientierung oder des Neigungswinkels der Basisstationsantenne
ein. Im Allgemeinen übermittelt
und empfängt
die Basisstationsantenne Telekommunikationssignale an und von den
vielfältigen
Mobileinheiten, die innerhalb der entsprechenden Zelle arbeiten,
die hier im Nachfolgenden als die Zielzelle bezeichnet wird. Durch
Neupositionieren der Antenne, so dass der Antennenstrahl weiter
und weiter unterhalb des Horizontes zeigt, wird die mit dem Antennenstrahl
verknüpfte
Energie, zu einem größeren Ausmaß, in die
Zielzelle und weg von irgendwelchen benachbarten Zellen oder Zellen
mit gleichem Kanal in dichter Nähe
zu der Zielzelle gerichtet. Folglich wird die durch die Basisstationsantenne
in der Zielzelle empfangene Aufwärts-Interferenz
reduziert, wie auch eine Interferenz aus dem gleichen Kanal, die
durch Mobileinheiten empfangen wird, die in Zellen mit gleichem
Kanal arbeiten, die durch von der Basisstationsantenne in der Zielzelle
ausstrahlenden Übertragungen
verursacht wird.
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Wie
auch für
die anderen oben identifizierten Techniken zum Vermeiden oder Minimieren
einer Interferenz aus dem gleichen Kanal ist ein Neupositionieren
der Basisstationsantenne zum Reduzieren einer Interferenz aus dem
gleichen Kanal mit einem Kompromiss verbunden. Der hauptsächliche,
mit einem Neupositionieren der Basisstationsantenne verknüpfte Kompromiss
wird am besten durch 1 veranschaulicht. Wenn der
Neigungswinkel 101 in 1 erhöht wird,
wodurch veranlasst wird, dass die Spitze des Antennenstrahls 103 nach
innengehend weg von der Begrenzung 105 der Zielzelle gerichtet
wird, wird die Signalstärke
oder das Träger-zu-Interferenz-Verhältnis (d.h.
C/I) unerwünscht
für diese
Signale abnehmen, die zwischen der Basisstation und Mobileinheiten übermittelt
werden, die in der Zielzelle bei oder in der Nähe der Zielzellenbegrenzung 105 arbeiten.
Anders ausgedrückt
reduziert ein Anstieg in dem Neigungswinkel 101 des Antennenstrahls 103 effektiv
die Abdeckungsfläche
der Zielzelle trotz der Tatsache, dass er auch den Pegel einer Interferenz aus
dem gleichen Kanal in der Zielzelle als auch in nahe gelegenen Zellen
mit gleichem Kanal reduziert. Demgemäß ist es wichtig, den Antennenneigungswinkel
zu bestimmen, bei welchem eine Interferenz aus dem gleichen Kanal
ausreichend reduziert worden ist, während der Verlust in der mit
der Zielzelle verknüpften
Abdeckungsfläche
minimiert wird.
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Trotz
der Tatsache, dass sowohl die Interferenzreduzierung als auch die
Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung
berücksichtigt
werden sollten beim Bestimmen eines optimalen Antennenneigungswinkels, gibt
es keine zellularen Kommunikationssysteme, die solch eine Technik
einsetzen. Zum Beispiel beschreibt US Patent Nr. 4 249 181 ("Lee") ein System, wobei
der Pegel einer Interferenz aus dem gleichen Kanal in einer Zelle
mit gleichem Kanal reduziert wird durch Neigen des Antennenstrahls
abwärts
um eine vorbestimmte Menge. Genauer genommen wird der Antennenstrahl
so umgeleitet, dass der "Einschnitt" bzw. "Notch" in dem Antennenmuster
zwischen der Hauptkeule und der ersten Nebenkeule im Allgemeinen
in die Richtung der benachbarten Zelle oder Zelle mit gleichem Kanal
zeigt. Während
diese Technik eine Interferenz aus dem gleichen Kanal in der Zielzelle
und Zellen mit gleichem Kanal reduziert, gibt es keine Garantie,
dass die Signalqualität
für alle
Mobileinheiten in der Zielzelle als ein Gesamtes verbessert worden
ist, weil beim Umleiten des Antennenstrahls die mit der Zielzelle
verknüpfte
Abdeckungsfläche
im Wesentlichen reduziert worden sein kann, was bei der Begrenzung
der Zielzelle arbeitende Mobileinheiten effektiv ohne Dienst zurücklässt.
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Ein
anderes Beispiel, US Patent Nr. 5 093 923 ("Leslie"), beschreibt ein Einstellen eines Antennenneigungswinkels
zum Reduzieren einer Interferenz. Im Besonderen beschäftigt sich
Leslie mit einem Einstellen der Orientierung einer mit einem Zellularzwischenverstärker oder
Verstärker
verknüpften
Antenne relativ zu der Antenne der Geberzelle. Jedoch ändert sich
die Orientierung der Zwischenverstärker- oder Verstärkerantenne nicht, die zum Übermitteln
und Empfangen von Signalen mit Mobileinheiten verwendet wird. Deshalb
hat die Orientierung der Antenne keine Auswirkung auf die durch
den Zwischenverstärker
abgedeckte Region und die Begrenzung der Geberzelle (d.h. Zielzelle).
Demgemäß berücksichtigt
Leslie nicht eine Zielzellen-Abdeckungsfläche beim Bestimmen des angemessensten
Antennenneigungswinkels.
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Maragoudakis
M.E., "Antenna Pattern
Considerations in Optimizing Cellular RF Designs", Proceeding of the International Communications
Forum, 45 (1991), Chicago, IL, US, offenbart Auswirkungen einer
Antennenabwärtsneigung
auf die Abdeckungsfläche.
Die Optimierung einer Hochfrequenzsignalabdeckung im Verhältnis zu
einer Minimierung einer Interferenz aus dem gleichen Kanal wird
diskutiert. Ein Vergleich zwischen dem Abwärtsneigungswinkel und der Abdeckungsfläche wird
angegeben. Gemäß dieser
Offenbarung können sowohl
mechanische als auch elektrische Abwärtsneigungen das Strahlungsmuster
einer Basisstationsantenne signifikant abändern. Maragoudakis schlägt eine
Kombination sowohl elektrischer als auch mechanischer Abwärtsneigungen
vor, die eingesetzt werden sollen, um ein optimales horizontales
Antennenmuster zu produzieren.
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Wie
erläutert,
berücksichtigt
keiner der zwei existierenden Entwürfe zum Umorientieren eines
Antennenneigungswinkels noch irgendein anderer bekannter Entwurf
eine Zielzellen-Abdeckungsreduzierung. Nichts desto trotz ist eine
Zielzellen-Abdeckungsreduzierung eine wichtige Überlegung beim Bestimmen eines optimalen Antennenneigungswinkels.
Demgemäß wäre es höchst wünschenswert,
eine Technik zum Reduzieren einer Interferenz aus dem gleichen Kanal
bereitzustellen durch Optimieren eines Antennenneigungswinkels,
der sowohl eine Reduzierung für
eine Interferenz aus dem gleichen Kanal als auch eine Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung
berücksichtigt.
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Zusammenfassung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Orientierung einer
Basisstationsantenne bezüglich einer
Interferenzreduzierung und einer Zellenabdeckungsfläche optimal
einzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren von Anspruch 1 und einer Vorrichtung
von Anspruch 18 gelöst.
Weitere Aspekte, Verbesserungen und Ausführungsformen der Erfindung
sind in den abhängigen
Ansprüchen
aufgeführt
und können
aus der folgenden Beschreibung ersichtlich sein.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und/oder eine
Vorrichtung zum Optimieren eines Zielzellen-Basisstations-Antennenneigungswinkels,
wobei das Verfahren und/oder die Vorrichtung ein Bestimmen eines
Interferenzreduzierungsmaßes
und ein Bestimmen eines Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierungs-Maßes für jede einer
Vielzahl von Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkeln einschließen. Der
optimale Basisstations-Antennenneigungswinkel wird dann identifiziert,
aus der Vielzahl von Basisstations-Antennenneigungswinkeln, als eine Funktion
einer Interferenzreduzierung und einer Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung.
Die Basisstationsantenne kann dann gemäß dem optimalen Basisstations-Antennenneigungswinkel
neu positioniert werden.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Reduzieren einer Interferenz aus dem gleichen Kanal durch Optimieren
eines Basisstations-Antennenneigungswinkels
in einer Zielzelle, wobei das Verfahren die Basisstationsantenne
bei jedem einer Vielzahl von Kandidaten-Antennenneigungswinkeln positioniert.
Während
eines Testintervalls für
jeden dieser Kandidaten-Antennenneigungswinkel werden Aufwärts-Interferenzpegel
in der Zielzelle periodisch gemessen und ein Gesamtinterferenzpegel
für jeden
der Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkel wird als eine
Funktion der periodisch gemessenen Aufwärts-Interferenzpegel bestimmt. Basierend
auf dem Gesamtinterferenzpegel für
jeden Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkel
und einem Interferenzpegel eines Referenz-Antennenneigungswinkels
wird dann ein Interferenzreduzierungsmaß für jeden Neigungswinkel errichtet.
Das Verfahren und/oder die Vorrichtung schließen auch ein Bestimmen einer
Zielzellen-Abdeckungsfläche
für jeden
der Vielzahl von Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkeln
ein. Dann wird ein Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierungs-Maß für jeden
der Vielzahl von Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkeln errichtet, basierend
auf der Zielzellen-Abdeckungsfläche
für jeden
Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkel.
Ein optimaler Basisstations-Antennenneigungswinkel wird dann als
eine Funktion einer Interferenzreduzierung und einer Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung
identifiziert, und ein Basisstations-Antennenneigungswinkel wird
durch Neupositionieren der Basisstationsantenne in der Zielzelle
gemäß dem einen
Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkel
optimiert.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch Lesen der folgenden
detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verstanden
werden, in welchen:
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1 die
Beziehung zwischen dem Antennenneigungswinkel und der Zielzellen-Abdeckungsfläche gemäß dem Stand
der Technik veranschaulicht;
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2 ein
zellulares Telekommunikationsnetzwerk gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;
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3A und 3B die
Beziehung zwischen einem Interferenzpegel und einem Antennenneigungswinkel
veranschaulichen;
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4A und 4B die
Beziehung zwischen einem Antennenneigungswinkel, einer Zielzellen-Abdeckungsfläche und
der mit einer benachbarten Zelle verknüpften Signalstärke veranschaulichen;
und
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5 ein
Flussdiagramm einer Technik zum Praktizieren einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Detaillierte
Beschreibung
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2 veranschaulicht
ein beispielhaftes zellulares Telekommunikationsnetzwerk 200,
das die Zellen C1-C10 umfasst. 2 veranschaulicht
auch, dass jede Zelle C1-C10 wenigstens eine Basisstation enthält, zum
Beispiel Basisstationen B1-B10. Im Allgemeinen kommunizieren die
Basisstationen direkt mit den vielfältigen Mobileinheiten M1-M10.
In dem Advanced Mobile Phone System AMPS) ist eine Mobilvermittlungszentrale
(MSC, Mobile Switching Center) 220 üblicherweise mit einigen Basisstationen,
wie veranschaulicht, verbunden. Die MSC stellt eine Anzahl von Funktionen
bereit, mit, aber nicht notwendiger begrenzt auf, einer Frequenzzuteilung
und einer Senderleistungspegel-Steuerung. In dem in Europa eingesetzten
Groupe Special Mobile (GSM) System werden diese Funktionen eher
durch eine Basisstationssteuereinheit (BSC, Base Station Controller)
als eine MSC erreicht, wie es wohl in dem Fachgebiet bekannt ist.
Es wird aus der hier unten folgenden Beschreibung verstanden werden,
dass die vorliegende Erfindung primär in Software implementiert wird,
und dass in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung diese Software entweder in der MSC oder der BSC gespeichert
und ausgeführt
werden würde.
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In
einem typischen Frequenzzuteilungsplan verwenden zwei oder mehrere
Zellen in dem zellularen Netzwerk 200 dieselbe Frequenz
oder Menge von Frequenzen wieder (d.h. nutzen diese gemeinsam bzw.
teilen sich diese). Wie oben erläutert,
verursacht ein Wiederverwenden von Frequenzen häufig eine Interferenz aus dem
gleichen Kanal. Anders als frühere
Entwürfe
adressiert die vorliegende Erfindung das Problem einer Interferenz
aus dem gleichen Kanal durch Errichten eines optimalen Basisstations-Antennenneigungswinkels für jede Basisstationsantenne
als eine Funktion sowohl einer Interferenzreduzierung als auch einer
Zielzellen-Abdeckungsreduzierung, wobei die Interferenz und Zielzellen-Abdeckung
während
einer festgelegten Zeitperiode für
jeden einer Anzahl von Kandidaten-Antennenneigungswinkeln gemessen
werden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Interferenzreduzierung
quantifiziert durch Messen einer Aufwärts-Interferenz für einen
oder mehrere Frequenzkanäle
bei dem Basisstationsempfänger in
der Zielzelle. Die Aufwärts-Interferenzmessungen
werden dann von der Basisstation in der Zielzelle an die MSC/BSC übermittelt.
Es wird verstanden werden, dass in einem typischen zellularen System,
so wie AMPS oder GSM, die Basisstationsempfänger bereits konfiguriert sind
zum Messen und dann Weiterleiten von Aufwärts-Interferenzmessungsberichten an die
MSC/BSC.
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Ein
Fachmann wird leichtfertig erkennen, dass die Aufwärts-Interferenzmessungen über die
Zeit variieren. Demgemäß enthält die vorliegende
Erfindung ein Interferenz-Messungsfilter. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist dieses Filter in Software implementiert, und wird in der MSC/BSC
gespeichert bzw. durch diese ausgeführt. Im Allgemeinen erzeugt
das Interferenz-Messungsfilter eine Gesamtinterferenzmessung für jeden
der Kandidaten-Basisstations-Antennenneigungswinkel
basierend auf den Aufwärts-Interferenzmessungen,
die die MSC/BSC von der Basisstation empfängt.
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Selbstverständlich ist
irgendeine Anzahl unterschiedlicher Interferenzfilter möglich. In
einer ersten beispielhaften Ausführungsform
kann das Interferenz-Messungsfilter kontinuierlich die Aufwärts-Interferenzmessungen
mitteln, welche die MSC/BSC periodisch von der Basisstation empfängt. Bei
dem Ende der Messungsperiode für
jeden Kandidaten-Antennenneigungswinkel
stellt die durchschnittliche Interferenzmessung die Gesamtinterferenzmessung
für diesen
Antennenneigungswinkel dar.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann das Interferenz-Messungsfilter in der MSC/BSC jede Aufwärts-Interferenzmessung
nehmen und einen 90-Prozent-Kumulativ-Wahrscheinlichkeitswert
für jeden
Kandidaten-Antennenneigungswinkel
ableiten. Der 90-Prozent- Kumulativ-Wahrscheinlichkeitswert
wird dann als die Gesamtinterferenzmessung für den Kandidaten-Antennenneigungswinkel
verwendet. Der 90-Prozent-Kumulativ-wahrscheinlichkeitswert
ist die Interferenzmessung, wobei 90 Prozent sämtlicher Interferenzmessungen geringer
sind als der 90-Prozent-Kumulativ-Wahrscheinlichkeitswert
und 10 Prozent sämtlicher
Interferenzmessungen größer sind
als der 90-Prozent-Kumulativ-Wahrscheinlichkeitswert.
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Ein
Fachmann wird leichtfertig erkennen, dass eine relativ große Gesamtinterferenzmessung
für einen gegebenen
Antennenneigungswinkel, wie in 3B zum
Beispiel veranschaulicht, einen Bedarf zum Erhöhen des Antennenneigungswinkels
angeben kann. Ein Erhöhen
des Antennenneigungswinkels, wie in 3A veranschaulicht,
hat wahrscheinlich den Effekt eines Reduzierens einer Aufwärts-Interferenz
bei der Zielzellen-Basisstation und einer Interferenz aus dem gleichen
Kanal, die durch Mobileinheiten empfangen wird, die in Zellen mit
gleichem Kanal arbeiten.
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Während ein
Erhöhen
des Antennenneigungswinkels in der Zielzelle zu einem Reduzieren
einer Interferenz aus dem gleichen Kanal tendiert, reduziert ein
Erhöhen
des Neigungswinkels auch die Abdeckungsfläche der Zielzelle. Dies ist
in 4A und 4B veranschaulicht.
Wenn zum Beispiel die Spitze des Antennenstrahls 405 weiter
und weiter nach innen in Richtung der Mitte der Zielzelle 410 gerichtet
wird, wird sich die Signalstärke
vermindern, die mit Signalen zwischen der Basisstation in der Zielzelle
und Mobileinheiten verknüpft
ist, die sich bei oder nahe der Grenze der Zielzelle befinden, so
wie Mobileinheit 415. Folglich wird die effektive Abdeckungsfläche der
Zielzelle auch vermindert. Um wahrhaftig den optimalen Basisstations-Antennenneigungswinkel
zu bestimmen, ist es deshalb unerlässlich sowohl eine Interferenzreduzierung
als auch eine Zielzellen-Abdeckungsreduzierung zu berücksichtigen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Zielzellen-Abdeckungsfläche für einen
gegebenen Antennenneigungswinkel indirekt als eine Funktion der
Signalstärke
gemessen werden, die mit einer benachbarten Zelle verknüpft ist,
wie durch in der Zielzelle arbeitende Mobileinheiten beobachtet. Wenn
die Spitze des Antennenstrahls 405, unter erneutem Verweis
auf 4A und 4B, nach
innen in Richtung der Mitte der Zielzelle 410 gerichtet
wird, verringert sich die mit der Zielzelle verknüpfte Abdeckungsfläche, während die
Distanz zwischen der Signalquelle in der benachbarten Zelle und
in der Zielzelle arbeitenden Mobileinheiten im Mittel zunimmt. Demgemäß nimmt
die mit der benachbarten Zelle verknüpfte Signalstärke ab,
wie durch die Mobileinheiten in der Zielzelle gemessen. Ein Fachmann
wird leichtfertig erkennen, dass diese Abnahme an mit der benachbarten
Zelle verknüpften
Signalstärke,
wie durch die Mobileinheiten in der Zielzelle gemessen, ein indirektes
Maß einer
Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung
bereitstellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Vorteil aus der Tatsache
zu ziehen, dass in einem typischen zellularen System, so wie AMPS
und GSM, Mobileinheiten entworfen sind zum Messen der Signalstärke, die
mit der Zielzelle als auch irgendeiner Anzahl benachbarter Zellen
verknüpft
ist. Die Signalstärkenmessungen
werden dann an die Zielzellen-Basisstation übermittelt, die wiederum die
Signalstärkenmessungen
an die MSC/BSC weiterleitet zum Zweck des Bestimmens, ob ein mobilunterstützer Handover
(MAHO, Mobile Assisted Handover) garantiert wird. Es ist wohl bekannt
im Fachgebiet, dass MAHO eine Prozedur ist, wodurch die Steuerung über eine
Mobileinheit von der Basisstation in einer Zielzelle an die Basisstation
in einer benachbarten Zelle weitergegeben werden kann, wenn die
mit der benachbarten Zelle verknüpfte
Signalstärke
die der Zielzelle überschreitet.
In den meisten Fällen
ist die MAHO-Prozedur für
den Teilnehmer der Mobileinheit transparent.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung indirekt als
eine Funktion der mit einer benachbarten Zelle verknüpften Signalstärke gemessen
werden, wie durch jede Mobileinheit gemessen, die einen MAHO von
der Zielzelle zu der benachbarten Zelle während der Messungsperiode für einen
gegebenen Kandidaten-Antennenneigungswinkel durchläuft. Wie
bei den Interferenzmessungen können
die über
die Messungsperiode für
einen gegebenen Kandidaten-Antennenneigungswinkel
genommenen Signalstärkenmessungen
Bemittelt werden, um eine einzelne Gesamt-Zielzellen-Abdeckungsflächenmessung
bereitzustellen.
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In
einer zweiten alternativen Ausführungsform
kann die Verkehrslast in der Zielzelle und der Nachbarzelle überwacht
und verwendet werden zum indirekten Messen einer Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung.
Wenn zum Beispiel die Zielzellen-Abdeckungsfläche als ein Ergebnis eines
Umleitens der Spitze des Antennenstrahls 405 nach innen
in Richtung der Mitte der Zielzelle 410 reduziert wird,
wie in 4A und 4B veranschaulicht,
wird die Verkehrslast in der Zielzelle selbstverständlich abnehmen,
während
die Verkehrslast in der benachbarten Zelle selbstverständlich zunehmen
wird, da Mobileinheiten, die gerade innerhalb der ursprünglichen
Begrenzung der Zielzelle arbeiten, wahrscheinlich an die Basisstation
der benachbarten Zelle mittels Handover gemäß der oben beschriebenen MAHO-Prozedur
abgegeben werden. Da die effektive Abdeckungsfläche der Zielzelle zunimmt,
als ein Ergebnis des Umleitens der Spitze des Antennenstrahls nach außen in Richtung
der benachbarten Zelle, wird im Gegensatz dazu die Verkehrslast
in der Zielzelle selbstverständlich
zunehmen, während
die Verkehrslast in der benachbarten Zelle abnehmen wird. Wiederum
kann die Verkehrslast als ein indirektes Maß einer Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung
verwendet werden.
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Nach
Quantifizieren sowohl eines Gesamtinterferenzpegels als auch der
Zielzellen-Abdeckungsfläche bei
einem gegebenen Basisstations-Antennenneigungswinkel wird die Antenne
bei dem nächsten
Kandidaten-Antennenneigungswinkel
neu positioniert. Es ist im Fachgebiet wohl bekannt, dass die Antenne
elektrisch oder elektro-mechanisch physikalisch neu positioniert
werden kann, ohne direktes Einschließen von zusätzlichem Personal. Dieser Prozess
wird wiederholt, bis der Gesamtinterferenzpegel und die Zielzellenabdeckung für jeden
Kandidaten-Antennenneigungswinkel quantifiziert sind.
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Tabelle
I stellt beispielhafte Interferenz- und Signalstärkenmaße für jeden einer Anzahl von Kandidaten-Antennenneigungswinkeln
bereit, wobei die Signalstärkenmaße als ein
indirektes Maß einer Zielzellen-Abdeckungsfläche wie
oben beschrieben dienen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die Aufwärts-Interferenzmessung und
die Signalstärkenmessungen
entsprechend einem Antennenneigungswinkel von 0° als Referenzmessungen verwendet.
Die verbleibenden, in Tabelle I gezeigten Interferenz- und Signalstärkenmessungen
(d.h. die mit Antennenneigungswinkeln 2°, 4°, 6° und 8° verknüpften Messungen) können dann
zum Bestimmen der Änderung
in dem Interferenzpegel (d.h. Interferenzreduzierung) und der Änderung
in der Zielzellen-Abdeckungsfläche
(d.h. Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierung) für jeden
Kandidaten-Antennenneigungswinkel verwendet werden. Es wird jedoch
verstanden werden, dass andere als die mit dem 0°-Antennenneigungswinkel verknüpften Interferenz- und Signalstärkenmessungen
für Referenzzwecke
verwendet werden können.
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Tabelle
II enthält
beispielhafte Werte, die die Änderungen
in der Interferenz R und die Änderungen
in der Signalstärke
S für jeden
Kandidaten-Antennenneigungswinkel
basierend auf den in Tabelle I dargestellten Interferenz- und Signalstärkenmessungen
darstellen. Die vorliegende Erfindung kann dann bestimmen, welcher
der Kandidaten-Antennenneigungswinkel optimal ist, durch Maximieren
eines Interferenzreduzierungs-zu-Zielzellen- Abdeckungsflächenreduzierungs-Verhältnisses
gemäß der folgenden
Beziehung:
wobei N die Anzahl von Nachbarzellen
darstellt, für
welche Signalstärkenmessungen
genommen werden. In dem vorliegenden Beispiel gibt es zwei solcher
Nachbarzellen A und B (d.h. N=2).
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Tabelle
III präsentiert
Werte, die das Interferenzreduzierungs-zu-Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierungs-Verhältnis für jeden
der Kandidaten-Antennenneigungswinkel darstellen, basierend auf
den in Tabelle II dargestellten Werten. In dem vorliegenden Beispiel
entspricht das maximale Interferenzreduzierungs-zu-Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierungs-Verhältnis von
2,33 einem Antennenneigungswinkel von 4°. Demgemäß ist der optimale Antennenneigungswinkel
4°.
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Es
sollte beachtet werden, dass das Interferenzreduzierungs-zu-Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierungs-Verhältnis für jeden
Kandidaten-Antennenneigungswinkel eher basierend auf Änderungen
in der Verkehrslast als auf Änderungen
in der Signalstärke,
wie oben erläutert,
bestimmt werden kann. Darüber
hinaus kann die vorliegende Erfindung, beim Bestimmen des optimalen
Antennenneigungswinkels, veranlassen, dass die MSC/BSC Steuersignale
an die Zielzellen-Basisstation übermittelt,
was die Basisstation zum automatischen Neupositionieren der Basisstationsantenne
zum Wiedergeben des optimalen Antennenneigungswinkels veranlasst.
Wie oben angegeben, kann dieses wiederum elektrisch oder elektro-mechanisch
durch einen Servomechanismus erreicht werden.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Technik 500 zum Errichten eines
optimalen Basisstations-Antennenneigungswinkels
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in Block 505 gezeigt,
wird die Basisstationsantenne in der Zielzelle auf einen Kandidaten-Antennenneigungswinkel
neu positioniert, in Ansprechen auf ein durch die MSC/BSC erzeugtes
Antennensteuersignal. Sobald die Antenne neu positioniert ist, überwacht
und filtert die MSC/BSC kontinuierlich Aufwärts-Messungen, wie durch den
Basisstationsempfänger
gemessen, wie in Block 510 gezeigt. Durch Filtern der Aufwärts-Interferenzmessungen
leitet die MSC/BSC letztlich ein Gesamtinterferenzmaß für die Zielzelle
bezüglich des
Kandidaten-Antennenneigungswinkels
ab, wie in Block 515 gezeigt. Ähnlich überwacht und filtert die MSC/BSC
kontinuierlich die Signalstärkenmessungen,
die an die Basisstation durch Mobileinheiten übermittelt werden, die in der
Zielzelle arbeiten, oder durch Mobileinheiten, die einen MAHO während der
Messungsperiode durchlaufen, wie in Block 520 gezeigt.
Die MSC/BSC errichtet schließlich
ein Gesamtsignalstärkenmaß für jede Nachbarzelle,
wie in Block 525 gezeigt. Basierend auf dem Gesamtinterferenzmaß und den
Signalstärkenmaßen berechnet
die MSC/BSC die Änderung
der Interferenz R und jedes Signalstärkenmaßes Si für jede benachbarte Zelle, wie
in Block 530 gezeigt. Selbstverständlich wird die Änderung
in der Interferenz R und die Änderung
in der Signalstärke
Si für
den Referenz-Antennenneigungswinkel (zum Beispiel einen Antennenneigungswinkel
von 0°)
Null sein. Beim Bestimmen der Änderung
in der Interferenz R und der Änderung
in der Signalstärke
Si für
jede benachbarte Zelle wird ein Interferenzreduzierungs-zu-Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierungs-Verhältnis abgeleitet,
wie in Block 535 gezeigt.
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Die
oben-identifizierte Technik 500 wird dann für irgendeine
Anzahl von Kandidaten-Antennenneigungswinkeln wiederholt, wie durch
den "JA"-Pfad aus dem Entscheidungsblock 540 heraus
veranschaulicht. Nachdem alle Kandidaten-Antennenneigungswinkel
gemäß dem "NEIN"-Pfad aus dem Entscheidungsblock 540 heraus
getestet worden sind, wird der mit dem maximalen Interferenzreduzierungs-zu-Zielzellen-Abdeckungsflächenreduzierungs-Verhältnis verknüpfte Neigungswinkel
identifiziert, wie in Block 545 gezeigt; dieser Winkel
stellt den optimalen Antennenneigungswinkel dar. Die MSC/BSC kann
dann ein Antennenpositionssteuersignal zum Neupositionieren der
Basisstationsantenne auf den optimalen Antennenneigungswinkel übermitteln,
gemäß Block 550.
Wie oben angegeben, kann die Antenne elektrisch oder elektro-mechanisch neu
positioniert werden.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass eine Basisstation unterschiedliche
Antennen zum Empfangen von Signalen und zum Übermitteln von Signalen einsetzen
kann. Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird sowohl die Empfangsantenne
als auch die Senderantenne auf denselben Kandidaten-Antennenneigungswinkel
während
jeder Messungsperiode positioniert.
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Die
vorliegende Erfindung ist mit Verweis auf einige beispielhafte Ausführungsformen
beschrieben worden. Es wird jedoch vom Fachmann verstanden werden,
dass es möglich
ist, die Erfindung in spezifischen, anderen als den oben beschriebenen
beispielhaften Ausführungsformen
zu verkörpern.
Diese beispielhaften Ausführungsformen
sind lediglich veranschaulichend und sollten nicht als auf irgendeine
Weise einschränkend betrachtet
werden. Der Bereich der Erfindung wird eher durch die beigefügten Ansprüche bestimmt
als durch die vorhergehende Beschreibung, und sämtliche Variationen, die in
den Bereich der Ansprüche
fallen, sollen darin eingeschlossen sein.
