SE517839C2 - Metod och anordning för att mäta trafikintensiteten i ett digitalt mobiltelefonsystem - Google Patents

Description

35 gsw 839 2 antaganden om var trafik genereras. Om planeraren har kännedom om var trafik genereras får han/hon en mycket bättre möjlighet att göra ett bra val för platsen för en basstation och antennplacering.

Med hjälp av den föreliggande uppfinningen, som mäter GSM-trafik i en upplänk, får han/hon en trafikprofil för ett specifikt område som beslutsunderlag. Den föreliggande uppfinningen gör det möjligt för all trafik som förmedlas av alla operatörer i ett givet omràde att loggas samtidigt.

Detta ger ett bättre statistiskt underlag för resultaten information om områden där en och ger, samtidigt, nätoperatör ej har täckning, men hans/hennes konkurrenters nät har.

Det finns ett antal problem som mäste övervinnas för att estimera trafikintensitet fràn mätningar gjorda pà upplänk i GSM; dessa listas nedan. l. Själva TDMA-strukturen ger en betydande svårighet att mäta trafikintensitet. Problemet härrör fràn det faktum att ett anrop belägger endast en àttondel av en GSM- frekvenskanal pà 200 kHz. Detta betyder att trafikintensiteten inte kan estimeras pà ett enkelt sätt genom att mäta signalintensiteten pà en frekvenskanal. 2. Frekvensspektret för GSM-modulering finns i en grenkanal (branch channel) undertryckt med endast l8 dB.

Detta betyder att en stark signal i en grenkanal felaktigt kan uppfattas som trafik i den aktuella kanalen. Dà spektralsvepet ej trafik, är synkroniserat till alla mobilers eftersom basstationerna i de flesta GSM-nät ej är synkroniserade, betyder detta att ett anrop kan loggas tva gånger i samma svep. 10 20 25 30 517 839 _@}fi;¥ 3. DTX (Discontinuous Transmission) maste också ordnas för vid mätning av trafikintensitet. Användningen av denna funktion betyder att sändaren, i ett mobiltelefonsystem, är aktiv endast när användaren talar i mobiltelefonen. Detta betyder i sin tur att signalintensiteten för ett anrop endast kommer att loggas för omkring halva den tid som ett samtal är aktivt, när DTX är aktiverad. 4. Mobiler i mätomràdet, kopplade till olika basstationer, kan ha olika uteffekter. Detta resulterar i att bedömningar av storleken pà upptagningsomràdet, dvs det omràde i vilket en mobil transceiver maste befinna sig för att registreras, är nàgot mindre än som skulle vara fallet om alla mobiler sände med samma effekt.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen anordnas för en metod att mäta trafikintensitet i ett digitalt mobiltelefonsystem, karakteriserat av att en spektralanalysator används för att mäta ett radiospektrum för radiosändningar pá en, eller flera, platser med användning av ett snabbt frekvenssvep inom ett frekvensband tilldelat nämnda digitala mobiltelefonsystem.

Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen anordnas för en metod att mäta trafikintensitet i ett digitalt GSM-mobiltelefonsystem, karakteriserat av att en spektralanalysator används för att mäta ett radiospektrum för radiosändningar fràn nämnda system, och av att nämnda spektralanalysator använder ett snabbt radiofrekvenssvep sä att varje kanal i nämnda digitala GSM-mobiltelefonsystem mäts under en tidsperiod som är mindre än en GSM-tidslucka. 20 25 30 35 517 839 4 Nämnda metod kan anpassas att mäta trafikintensitet i alla GSM-system som har trafik pà en given plats där mätningar utförs.

Radiosändningar i upplänk fràn mobila transceivrar kan mätas med användning av nämnda spektralanalysator.

Nämnda metod kan inkludera de följande stegen: - ställa in nämnda frekvensanalysator för att göra frekvenssvep över valda GSM-kanaler pà ett GSM- frekvensband; - ställa in nämnda frekvensanalysators sveptid sä att, för varje GSM-kanal, signalintensitet mäts pá flera punkter under ett tidsintervall som är mindre än en GSM TDMA-tidslucka; och - om signalintensiteten som mäts i nämnda flertal punkter överskrider ett av användare inställt tröskelvärde, registreras en uppmätt signal som trafik.

Nämnda flertal punkter kan vara sju punkter.

Nämnda av användare inställda tröskelvärde kan varieras för att variera ett upptagningsomráde för radiosändingar fràn mobila transceivrar.

Svep med nämnda spektralanalysator kan vara synkroniserade till nämnda GSM TDMA-tidsluckor, och trafik kan mätas pä varje kanal med totalt àtta svep av nämnda spektralanalysator.

Nämnda spektralanalysatorsvep kan vara ”icke- synkroniserade” till nämnda GSM TDMA-tidsluckor och trafik 20 25 30_ 35 o o . 517 839 'fi§"' kan mätas pà varje kanal genom att göra ett stort antal svep med nämnda frekvensanalysator.

En detekterad signalintensitet i tvá närliggande kanaler kan registreras som ett enda anrop, och en kalibreringsfaktor, Kl, kan användas för att korrigera mätningar i trafikintensitet för att räkna med fall där tvà närliggande kanaler förmedlar separata anrop.

En kalibreringsfaktor, K2, kan användas för att korrigera avläsning som visar för lägt värde för trafikintensitet vilket orsakas av diskontinuerlig sändning.

K2 kan sättas lika med 2.

Kl och K2, för ett nät som undersöks genom att man utför mätningar i Nämnda kalibreringsfaktorer, kan kalibreras en nätcell med begränsad utbredning och placerar en antenn ansluten till nämnda spektralanalysator nära en antenn pà en basstation som betjänar nämnda cell.

Nämnda metod kan tillämpas för att mäta trafikintensitet pä ett stort antal punkter i ett valt omràde och därigenom befrämja produktion av en trafikprofil för nämnda omràde.

Enligt en tredje aspekt av den föreliggande uppfinningen anordnas för en anordning att mäta trafikintensitet i ett digitalt GSM-telefonnätsystem, karakteriserat av att nämnda anordning inkluderar en spektralanalysator, ansluten via en radiomottagare till en mottagande antenn, för att mäta radiospektret pá sändningar frän nämnda system, och svepanordning för att fä nämnda spektralanalysator att snabbt svepa över frekvenser i ett GSM-radioband sä att varje kanal i nämnda digitala GSM- 15 20 25 30 -n c u nu 1 n 517 839 Ijg” telefonsystem mäts under en tidsperiod som är mindre än en GSM-tidslucka.

Nämnda anordning kan anpassas att mäta trafikintensitet i alla GSM-system som har trafik pà en given plats där mätningar utförs.

Nämnda anordning kan anpassas att mäta radiosändningar pà upplänk fràn mobila transceivrar.

Nämnda svepanordning kan anpassas att göra frekvenssvep över valda GSM-kanaler pà ett GSM- frekvensband; där nämnda frekvensanalysators sveptid kan anpassas att ställas in sä att varje GSM-kanal mäts pä ett flertal punkter under ett tidsintervall som är mindre än en GSM TDSM-tidslucka; för att fastställa om den signalintensitet som mäts pä och detektoranordning kan anordnas för, nämnda flertal punkter överskrider ett av användare satt tröskelvärde eller ej.

Anordning kan anordnas för, för att variera nämnda av användare satta tröskelvärde sä, att ett upptagningsomräde för radiosändningar, fràn mobila transceivrar, kan varieras.

Synkroniseringsanordning kan anordnas för, för att synkronisera svep av nämnda spektralanalysator till nämnda GSM-TDMA-tidsluckor, svepanordning kan anpassas att mäta trafik pà varje kanal i och nämnda spektralanalysator och totalt àtta svep med nämnda spektralanalysator.

En detekterad signalintensitet i tva närliggande kanaler kan registreras som ett enda anrop, och första kompensationsanordning kan anordnas för att tillämpa en kalibreringsfaktor, Kl, för att korrigera mätningar av 10 15 20 25 30 35 o 517 839 qi; trafikintensitet genom att räkna med fall i vilka tvà närliggande kanaler förmedlar separata anrop*.

Andra kompensationsanordning kan anordnas för, för att tillämpa en kalibreringsfaktor, K2, för att korrigera för för lagt avläsningsvärde för trafikintensitet orsakat av diskontinuerlig sändning.

K2 kan sättas lika med 2.

Kalibreringsanordning kan anordnas för, för att möjliggöra kalibrering av nämnda anordning för ett nät som undersöks, genom att utföra mätning pä en nätcell med begränsad utbredning, där nämnda antenn kan placeras nära en antenn för en basstation som betjänar nämnda cell.

Nämnda anordning kan anpassas att mäta trafikintensitet pä ett stort antal punkter i ett valt omràde och därigenom underlätta produktion av en trafikprofil för nämnda omràde.

Enligt en fjärde aspekt av den föreliggande uppfinningen anordnas för en metod att välja en plats för en GSM-basstation fràn ett flertal möjliga basstationsplatser, karakteriserad av att nämnda val baseras, átminstone delvis, pà data hämtade frän den metod som skildrats i nagot av föregående stycken, eller data hämtade genom användning av den anordning som skildrats i nàgot av föregäende stycken.

Enligt en femte aspekt av den föreliggande uppfinningen anordnas för en metod att bestämma en antennplacering för en GSM-basstation, karakteriserad av att den metod som skildrats i nàgot av föregående stycken, eller den anordning som skildrats i nagot av föregående 15 20 25 30 35 517 839 8 stycken, används för att mäta trafikintensitet pá atminstone nägra möjliga antennplaceringar.

Utförandeformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas, genom exempel, med referens till mätning av trafikintensitet i ett GSM-mobiltelefonsystem.

Mätningstekniken i den föreliggande uppfinningen baseras pà användning av en spektralanalysator för att mäta radiospektret i ett GSM-band. Spektralsvepet görs tillräckligt snabbt sà att varje kanal mäts under en tidsperiod av en längd som ej är längre än en GSM- tidslucka, dvs 0,557 ms.

Som nämnts i introduktionen till denna patentspecifikation, mäste mätmetoden hos den föreliggande uppfinningen klara av fyra grundläggande problem. Det sätt pä vilket dess problem klaras av i den föreliggande uppfinningen behandlas nedan.

Det första problemet som mäste klaras av avser den inre strukturen i GSM TDMA-ramstrukturen. Eftersom ett anrop endast belägger en àttondel av en 200 kHz GSM-kanal, kan trafikintensiteten inte estimeras genom att man enkelt mäter signalintensiteten pá en frekvenskanal. Genom att använda de följande metodstegen kan emellertid detta problem klaras av pä ett adekvat sätt. TDMA-radiosändningen pà upplänk i en frekvenskanal mäts med användning av följande metodik: 1. Spektralanalysatorn ställs in sà att den gör frekvenssvep över de erforderliga kanalerna pá frekvensbandet. 2. Sveptiden ställs in sä att varje 200 kHz-kanal mäts i, till exempel, 7 punkter under ett tidsintervall som är en 15 20 25 30 35 u u nu no n n o a u 517 839 o w o co o: TDMA-tidslucka lång, dvs 0,577 ms. Detta innebär att ett svep innehåller information om huruvida det finns radiosignaltrafik över en tidslucka för varje frekvenskanal i det valda frekvensområdet. En 200 kHz GSM-kanal mäts sålunda i 0,577 ms, dvs under ett tidsintervall som har en längd på en tidslucka, efter vilken den följande GSM- kanalen mäts under de nästa 0,577 ms etc. 3. Om signalintensiteten för de uppmätta värdena överskrider ett tröskelvärde, som valts av användaren, registreras den uppmätta signalen som trafik och loggas i en fil. Genom att variera tröskelvärdet kan upptagningsområdet varieras.

Under förutsättning att svepen kan synkroniseras till tidsluckor i TDMA-ramstrukturen, kan trafiken på varje frekvenskanal mätas med åtta svep. Frånvaro av synkronisering kan kompenseras genom att man gör ett stort antal svep, eftersom en slumpmässig tidslucka påträffas under varje svep. Det vill säga, om ett tillräckligt stort antal svep görs, kommer mätningar att utföras över varje tidslucka under omkring en åttondel av svepen.

Som tidigare påpekats, är frekvensspektrat för GSM- modulering i en grenkanal undertryckt med endast 18 dB.

Detta betyder att en stark signal i en grenkanal felaktigt kan estimeras som trafik i den aktuella kanalen. Då spektralsvepet ej är synkroniserat med trafiken i alla mobiler, eftersom basstationerna i de flesta GSM-nät ej är synkroniserade, finns det en risk att ett anrop kan loggas två gånger i samma svep. För att undvika att en signal under ett svep registreras som ett anrop två gånger, i två grenkanaler, registreras signalintensiteten i två närliggande kanaler som ett anrop. Detta betyder att ett anrop kanske inte alltid registreras. Detta problem ökar- något med trafikbelastning på kringliggande basstationer. 10 15 20 25 30 35 51 7 859 10 -n-»- 1 I --ua Det kan emellertid kompenseras genom att man använder en kalibreringsfaktor Kl.

GSM-mobiltelefonsystem använder DTX (Discontinuous Transmission). Användningen av denna funktion betyder att en mobil sändare är aktiv endast när användaren talar i mobiltelefonen. Detta betyder att loggning av signalintensiteten för ett anrop utförs endast under ungefär halva tiden när DTX är aktiverad. Det fel som införs av DTX i mätningarna, dvs att kanalen inte används hela tiden, kan kompenseras genom att man inför en kalibreringsfaktor, K2, som skalenligt ökar det uppmätta värdet för att ge den korrekta trafikintensiteten.

Erfarenhet visar att en anropande talar ungefär halva tiden, vilket betyder att ett värde pà 2 är rimligt för K2, Mobiler i mätningsomràdet kan vara kopplade till olika basstationer och kan, följaktligen, ha olika utvärden.

Detta betyder att bedömningar angáende storleken pà upptagningsomràdet kan vara tvivelaktiga. Simuleringar har emellertid visat att detta fenomen har liten effekt pà möjligheten att pricka in en hög trafikpunkt i nätet.

Simuleringarna visade att trafikintensitetsnivàerna och upplösningen (resolution) endast ändrades i liten omfattning.

För att göra en god estimering av trafik i ett omràde, maste kompensationfaktorerna kalibreras för det aktuella nätet. Kalibrering kan utföras pä en cell med begränsad utbredning, där mätanordningen i den föreliggande uppfinningen har sin antenn placerad nära antennen för den aktuella basstationen.

Genom att variera tröskelvärdet, kan upptagningsomràdet för mätningen väljas. Ett högt tröskelvärde ger information om ett litet omrade, eftersom IO 20 25 30 35 gsw ass f: ll endast de allra närmaste mobilerna ger tillräckligt hög signaleffekt, medan däremot trafik i ett större omräde registreras vid ett làgt tröskelvärde.

Den föreliggande uppfinningen har tre huvud- applikationer, nämligen: - genom att mäta trafikintensiteten pà ett stort antal punkter i ett omràde, kan en trafikprofil för detta omràde skapas som gör det möjligt att se var trafik genereras. - användning av den föreliggande uppfinningen kan underlätta beslut när det gäller valet mellan nägra tänkbara platser; om projektören har ett antal platser tillgängliga för en ny basstationsplats, kan den föreliggande uppfinningen användas för att tillhandahålla information om vilken av de tillgängliga BTS- platserna som kommer att ta mest trafik. - om en plats har valts, kan placering av antenn vara avgörande för hur en cell uppträder; den föreliggande uppfinningen kan användas för att undersöka trafikintensiteten för olika antennplaceringar.

En operatör kan använda den föreliggande uppfinningen för att registrera trafikintensiteten i sitt eget och/eller sina konkurrenters TDMA-nät(GSM). Detta har tidigare inte varit möjligt för en teknik i vilken signalintensiteten loggas med en mätningsmottagare, eller spektralanalysator.

Under mätning i analoga system är det tillräckligt att bedöma signalintensiteten pä olika kanaler för att estimera trafikintensiteten. 333917 839 12 Detaljer om mätanordningen har här beskrivits i funktionella termer; det kommer, av den beskrivning som här tillhandahàlles, att vara uppenbart för de som har kunskaper inom omràdet hur man konstruerar och använder mätutrustning enligt den föreliggande uppfinningen.

Claims (27)

15 20 25 30 517 839 13 PATENTKRAV

1. En metod att mäta trafikintensitet i ett digitalt mobiltelefonsystem med tidsmultiplexeringsaccess (TDMA), k ä n n e t e c k n a d av att en spektralanalysator används för att mäta ett radiospektrum för radiosändningar pà en eller flera platser med användning av ett snabbt frekvenssvep inom ett frekvensband tilldelat nämnda digitala mobiltelefonsystem sä att varje kanal i nämnda digitala telefonsystem mäts under en tidsperiod som är mindre än en tidslucka och att en kalibreringsfaktor, K2, används för att korrigera för för laga avläsningsvärden för trafikintensitet orsakade av diskontinuerlig sändning.

2. En metod enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att mobiltelefonsystemet är ett GSM-system.

3. En metod enligt antingen patentkrav l eller 2, k å n n e t e c k n a d av att nämnda metod är anordnad att mäta trafikintensitet i alla mobiltelefonsystem som har trafik pà en given plats där mätningar utförs.

4. En metod enligt antingen patentkrav 2 eller patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d av att radiosändningar i upplänk fràn mobila transceivrar mäts med användning av nämnda spektralanalysator.

5. En metod enligt nàgot av patentkrav l till 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda metod inkluderar följande steg: - inställning av nämnda frekvensanalysator för att göra frekvenssvep över valda kanaler pà ett frekvensband; 10 15 20 25 30 35 u ~ | - ø n 517 ass šëïfë 14 - inställning av nämnda frekvensanalysators sveptid sa att för varje kanal en signalintensitet mäts vid ett flertal punkter under ett tidsintervall som är mindre än en TDMA-tidslucka; och - om signalintensiteten som mäts upp vid nämnda flertal punkter överskrider ett av användare satt tröskelvärde, registreras en uppmätt signal som trafik.

6. En metod, enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda flertal punkter är sju punkter.

7. En metod, enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att värdet pa nämnda av användare satta tröskelvärde varieras för att variera ett upptagningsomrade för radiosändningar fran mobila transceivrar.

8. En metod, enligt nagot av patentkraven 5 till 7, k ä n n e t e c k n a d av att svep med nämnda spektral- analysator synkroniseras till nämnda TDMA-tidsluckor, och av att trafik mäts pa varje kanal med totalt átta svep av nämnda frekvensanalysator.

9. En metod, k ä n n e t e c k n a d av att svep med nämnda spektral- enligt nagot av patentkraven 5 till 7, analysator ej synkroniseras till nämnda TDMA-tidsluckor, och av att trafik mäts pa varje kanal genom att ett stort antal svep görs med nämnda frekvensanalysator.

10. En metod, k ä n n e t e c k n a d av att detekterad signalintensitet enligt nagot av patentkraven 5 till 9, i tva närliggande kanaler registreras som ett enda anrop, och en kalibreringsfaktor, Kl, används för att korrigera 10 15 20 25 30 35 51 7 aäsvj-äjjëzff; 15 nun.-o u trafikintensitetsmätningar för att ta hänsyn till att tvà närliggande kanaler förmedlar separata anrop.

11. ll. En metod enligt nagot av föregáende patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att K2 sättes lika med 2.

12. l2. En metod, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kalibreringsfaktorer, Kl och K2, att mätningar utförs i en nätcell med begränsad utbredning enligt något av patentkraven 10 och ll, för ett nät under undersökning, kalibreras genom och placering av en antenn ansluten till nämnda spektral- analysator nära en antenn pà en basstation som betjänar nämnda cell.

13. Anordning, för mätning av trafikintensitet i ett digitalt mobiltelefonsystem med tidsmultiplexeringsacces (TDMA), k å n n e t e c k n a d av att nämnda anordning inkluderar en spektralanalysator, ansluten via en radio- mottagare till en mottagande antenn för att mäta radio- spektret pá sändningar fràn nämnda system och en svep- anordning som fàr nämnda spektralanalysator att snabbt svepa genom frekvenser pa ett radioband sä att varje kanal i nämnda digitala telefonsystem mäts under en tidsperiod som är mindre än en tidslucka.

14. En anordning enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k n a d av att mobiltelefonsystemet är ett GSM-system.

15. k ä n n e t e c k n a d av att nämna anordning är anpassad Anordning, enligt patentkrav 13 eller l4, att mäta trafikintensitet i alla mobiltelefonsystem som har trafik pà en given plats där mätningar utförs.

16. Anordning enligt nàgot av patentkrav 13 till 15, N 25 30 35 517 339 16 k å n n e t e c k n a d av att nämnda anordning är ordnad att mäta upplänks-radiosändningar fràn mobila transceivrar.

17. Anordning, enligt nàgot av patentkrav 13 till 16, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda svepanordning är ordnad att göra frekvenssvep över valda kanaler pà ett frekvensband; av att nämnda frekvensanalysators sveptid är anordnad att ställas in sa att varje kanal mäts pà ett flertal punkter under ett tidsintervall som är mindre än en TDMA-tidslucka; och av att detektoranordning anordnas för, för att bestämma om den signalintensitet som mäts i nämnda flertal punkter överskrider ett av användare satt tröskel- värde, eller ej.

18. Anordning, k ä n n e t e c k n a d av en anordning för att mäta nämnda enligt patentkrav 14, av användare satta tröskelvärde sa att ett upptagnings- omràde för radiosändningar frän mobila transceivrar kan varieras.

19. Anordning, enligt antingen patentkrav 17 eller 18, k ä n n e t e c k n a d av en synkroniseringsanordning för att synkronisera svep av nämnda spektralanalysator till nämnda TDMA-tidsluckor, analysator och svepanordning är anordnade att mäta trafik och av att nämnda spektral- pa varje kanal med totalt atta svep av nämnda spektral- analysator. 20. k ä n n e t e c k n a d av att en detekterad signalinten- Anordning, enligt nàgot av patentkraven 17 till 19, sitet i tva närliggande kanaler registreras som ett enda anrop, och av att första kompensationsanordning är tillhandahállen för att använda en kaliberingsfaktor Kl, för att korrigera mätning av trafikintensitet för att ta hänsyn till fall där dessa tva närliggande kanaler överför separata anrop. 10

20. 25 30 35 ang 511 839 17

21. k ä n n e t e c k n a d av en andra kompensationsanordning Anordning, enligt nàgot av patentkraven 17 till 20, för att använda en kalibreringsfaktor, K2, för att korrigera för för laga avläsningsvärden av trafikintensitet orsakade av diskontinuerlig sändning.

22. k ä n n e t e c k n a d av K2 sättes lika med 2. Anordning, enligt patentkrav 21,

23. k ä n n e t a c k n a d av en kalibreringsanordning med en Anordning, enligt nagot av patentkraven 20 till 22, antenn för att utföra kalibrering av nämnda anordning för ett nät under undersökning, genom att mätningar utförs i en nätcell med begränsad utbredning, där nämnda antenn placeras nära en antenn för en basstation som betjänar nämnda cell.

24. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda metod tillämpas för En metod, enligt nagot av patentkraven l till 13, att mäta trafikintensitet pà ett stort antal punkter i ett valt omràde och därigenom underlätta produktion av en trafikprofil för nämnda omràde.

25. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda anordning är anordnad Anordning, enligt nagot av patentkraven 13 till 23, att mäta trafikintensitet pá ett stort antal punkter i ett valt omráde och därigenom underlätta produktion av trafik- profiler för nämnda omràde.

26. flertal möjliga basstationsplatser, En metod att välja en plats för en basstation frän ett k ä n n e t e c k n a d av att nämnda val baseras, átmins- tone delvis, pà data hämtade fràn metoden enligt nàgot av patentkraven l till 12, eller data hämtade med användning av anordningen enligt nagot av patentkraven 13 till 23. ¿.:=;517 2839 18

27. En metod att bestämma antennplacering för en bas- station, k ä n n e t e c k n a d av att metoden enligt något av patentkraven l till 12, eller anordningen enligt nàgot av patentkraven 13 till 23, används för att mäta trafikintensitet för átminstone nàgra möjliga antenn- placeringar.