WO2002073996A2 - Verfahren zum testen eines mobilfunksystems - Google Patents

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WO2002073996A2
WO2002073996A2 PCT/DE2002/000849 DE0200849W WO02073996A2 WO 2002073996 A2 WO2002073996 A2 WO 2002073996A2 DE 0200849 W DE0200849 W DE 0200849W WO 02073996 A2 WO02073996 A2 WO 02073996A2
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transmitter
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mobile radio
radio system
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Günther Klenner
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Willtek Communications Gmbh
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/391—Modelling the propagation channel

Definitions

  • the present invention relates to a method for testing a mobile radio system with a test transmitter, the mobile radio system having at least one fixed station which transmits in a first frequency range (downlink) and a number of mobile stations which can transmit and receive, one mobile station in a second Frequency range (uplink) sends. Furthermore, the present invention relates to a test transmitter according to the preamble of patent claim 14, and a measuring receiver according to the preamble of patent claim 15. Finally, the present invention relates to a test system according to the preamble of patent claim 16.
  • Such mobile radio networks which use different frequency bands for the downlink and uplink transmission, are known in the prior art and are referred to as frequency division duplex (FDD) mobile radio networks.
  • FDD frequency division duplex
  • the present invention is equally applicable for mobile radio networks that are installed inside a building, but also for mobile radio networks that are used outdoors.
  • Three important mobile radio systems, which are assigned to the TDMA systems (TDMA Time Division Multiplex Access), differ in the frequency range specified for the downlink and the uplink, which is illustrated in the table below:
  • the planner of the mobile radio system can either rely on his experience or use a software simulation.
  • the actual environment in which the base station or antennas are to be placed is simulated on the basis of mathematical models.
  • a digital "map" of the environment is generated and parameters, such as attenuation or attenuation by obstacles, such as buildings, and the signal power of the antennas can be set.
  • Fixed stations are then set up in the simulated environment and the Signal power is measured in a number of spatial points, parameters can be changed during the measurement, antennas can be moved in the simulated environment, etc.
  • the object of the present invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art, and in particular to realize the radio illumination and furik grain communication quality in a simple and inexpensive manner for an already set up mobile phone system, but also for the planning and modification of such a mobile phone system ,
  • test transmitter has a transmitting device which sends signals in the first and second frequency ranges to at least one measuring receiver.
  • a particular advantage of the present invention is that the propagation conditions and the communication quality are determined without establishing an actual radio connection. This means that the local measurement data acquisition takes place in a purely passive manner and without the transmission of signals, which in particular precludes a health hazard due to high radio wave strengths on the person receiving the measurement data.
  • the transmitting device of the test transmitter preferably sends signals from the first and second frequency ranges alternately. In this way, both the uplink and the downlink range can be measured simply and quickly, which in a first approximation allows conclusions to be drawn about the communication quality, since, compared to the prior art, the uplink channel is also taken into account.
  • the signals transmitted by the transmitting device of the test transmitter are preferably unmodulated. According to an advantageous development of the invention, the
  • test transmitter By using the test transmitter and measuring receiver, no two path connection, ie communication in accordance with the mobile radio standard of the mobile radio system used, as a result of which high radio field strengths on the person recording the measured data are further excluded. Furthermore, a simply constructed test transmitter can also be used here. The requirements placed on the measurement receiver by using unmodulated, analog, in particular pulsed, signals are also sufficiently low.
  • the signals sent by the transmitter of the test transmitter advantageously have pulses.
  • the use of pulses is particularly preferred because the signals are easy to generate and the signals received with the measuring receiver are easy to evaluate.
  • the radio illumination, but also the communication quality, can thus be determined in a first approximation in a quick and inexpensive manner. It is further preferred that the pulses alternately come from the first and second frequency ranges.
  • the first frequency range advantageously has a first set of a multiplicity of frequencies or frequency channels and the second frequency range has a second set of a multiplicity of frequencies or frequency channels, in each case one frequency or frequency channel in the first set each having a frequency or a frequency channel in the second set is assigned, wherein a plurality of pairs of frequencies or frequency channels is formed, and wherein the transmission device of the test transmitter alternately transmits to the at least one test receiver on a plurality of pairs of frequencies or frequency channels.
  • An evaluation device associated with the measuring receiver preferably evaluates the received signals in order to determine the communication conditions in the mobile radio system.
  • the evaluation device can be included in the measurement receiver, but can also be implemented by a measurement computer connected to it, in particular a personal computer.
  • the received signals are saved and z. B. compared with experimentally or theoretically predetermined target curves. In particular, in order to evaluate the received signals, only a comparison of the same with the signals emitted by the test transmitter can be carried out. All relevant parameters of the transmitted signals can be used to obtain information about the propagation conditions and the communication quality.
  • the evaluation device advantageously evaluates the intensity of the received signals.
  • the evaluation device preferably evaluates a distortion of a received pulse shape relative to the transmitted pulse shape of the received signals.
  • the evaluation device preferably evaluates a time delay of the received signals.
  • the test transmitter is preferably set up at at least one planned installation location of a base station.
  • the evaluation device then advantageously determines the optimal location for the installation of a base station.
  • the object on which the present invention is based is achieved by a test transmitter for testing a mobile radio system, the mobile radio system having at least one fixed station which transmits in a first frequency range and a multiplicity of mobile stations which can transmit and receive, the mobile stations transmit in a second frequency range, and wherein the test transmitter has a transmission device that sends signals in the first and second frequency range to at least one measurement receiver.
  • the object on which the present invention is based is achieved by a measuring receiver for testing a mobile radio system, the mobile radio system being tested with a test transmitter, the mobile radio system having at least one fixed station which transmits in a first frequency range and a large number of mobile stations, which can transmit and receive, a mobile station transmitting in a second frequency range, and the measurement receiver receiving signals transmitted by a transmitter of the test transmitter in the first and second frequency ranges.
  • the object on which the present invention is based is achieved by a test system for testing a mobile radio system which has a test transmitter and / or a measurement receiver, as described above.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a test method for a mobile radio system according to the prior art
  • FIG. 2 shows a schematic diagram which represents an exemplary embodiment of the method according to the invention for testing a mobile radio system
  • FIG. 3 shows a schematic diagram to illustrate the evaluation of the transmitted or received signals in the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 2.
  • a base or base station is designated by reference number 1.
  • a mobile station 2 used as a test mobile is located in the coverage area of the base station 1.
  • a radio connection ie a two-way connection, is established. This means that the data stream established between the base station 1 and the mobile station 2 is encoded or decoded in accordance with the mobile radio system used.
  • the data connection is bidirectional, ie signals are sent from the base station 1 to the mobile station 2 via the so-called downlink or forward channel 3.
  • transmission from the mobile station to the base station takes place on the uplink or reverse channel 4.
  • High radio field strengths occur in particular on the person recording the measurement data due to the transmission on the uplink channel 4.
  • the frequency range for the downlink channel 3 differs from that of the uplink range 4.
  • only the field strength at the location of the mobile station 2 is determined in order to obtain a first statement about the quality of the radio connection.
  • This pure field strength measurement especially in environments with multiple connections, cannot give any clear and conclusive statements about the communication conditions. This is based on the fact that multiple connections can be caused, for example, by reflection on an obstacle. This results in phase deletions or amplifications in particular, which can severely impair the quality of communication.
  • the reflection factor describing the reflection at the obstacle 5 is generally frequency-dependent.
  • a second radio path 31 from the fixed station 1 to the mobile station 2 and a second radio path 41 from the mobile station 2 to the fixed station 1 are shown in the drawing, which comes about by reflection at the obstacle 5.
  • the influence of the second reflected signal 31 on the signal 3 received by the mobile station 2 is different from that of the reflected signal 41, which was transmitted by the mobile station, on the signal 4 transmitted directly by the mobile station 2.
  • FIG. 2 A first exemplary embodiment of the present invention is shown schematically in FIG. 2.
  • the method according to the invention is particularly suitable for testing a mobile radio system before it is actually installed, in order in this way to determine the optimal position of a base station or an antenna.
  • the present invention uses a test transmitter 11 which transmits CW signals with an adjustable amplitude.
  • a measurement receiver 12 with a high measurement speed is used to receive the signals emitted by the test transmitter.
  • statements can be made about all communication conditions and the communication quality.
  • a variably positionable test transmitter 11 is used according to the present invention, which in particular has no reception capability. Between the test transmitter 11 and the measurement receiver 12 there is therefore only the possibility of sending unidirectional data from the test transmitter 11 to the measurement receiver 12.
  • the test transmitter 11 transmits a pulsed, modulated signal alternately on the downlink frequency or in the downlink frequency range, which is indicated by the arrow 3, and on the uplink frequency or in the uplink frequency range, what is indicated by arrow 42.
  • reflections and other influences that can occur, in particular on an obstacle 5 are independent of the direction.
  • reflections from obstacles are not linear in frequency, they are linear in level.
  • the path loss and transmission quality from the mobile phone to the base station is the same as that from the test transmitter 11 to the test receiver 12 if the transmission is on the same frequency.
  • the measuring receiver 12 can determine the signals emitted alternately by the test transmitter 11 on the uplink and downlink frequencies (42, 3) with regard to their field strength on both frequencies.
  • the communication quality is also determined.
  • FIG. 3 A pulse 7 is shown schematically in FIG. 3, which is sent from the test transmitter 11 to the measuring receiver 12.
  • the pulse 7 is shown schematically in a diagram in which the power P is shown against the time t.
  • Such a pulse 7 is preferably transmitted alternately in the uplink and downlink frequency range, in particular on respectively assigned uplink and downlink pairs by the test transmitter 11.
  • FIG. 3 is idealized to the extent that the pulse 7 emitted by the test transmitter 11, on the one hand, reaches the measuring receiver 12 directly via the path 3 and, on the other hand, indirectly, ie it reflects on an obstacle 5 via the path 31 , Due to the reflection on the obstacle 5, the signal sent via the path 31 is delayed in time or phase.
  • FIG. 3 only serves to schematically illustrate an exemplary embodiment of the present invention.
  • the signal 8 also shown in a Pt diagram with a solid line is the one which was received with the measuring receiver 12 at the same location. In the simple model on which the representation of FIG.
  • the signal 8 received by the measuring receiver 12 is obtained by superimposing or adding the signal 80 received directly via the path 3 with the indirectly, ie via the path 31, received signal 81 arises.
  • the directly received signal 80 which is indicated by a dash-dotted line, has a lower intensity than the signal emitted by the test transmitter 11.
  • the signal 81 shown in broken lines has a significantly lower intensity than the originally transmitted pulse 7 and the directly received signal 80.
  • the signal 81 also has a considerable time delay compared to the signal 80.
  • the signal 8 actually received at the measuring receiver 12 therefore has a distortion with respect to the pulse 7 emitted by the test transmitter 11.
  • the degree of distortion of the received sum signal 8 allows a determination of the reception quality, both on the uplink and the downlink frequency.
  • the signal 8 can be evaluated in particular with regard to its intensity or the time course.
  • the present invention also permits the use of a plurality of measurement receivers 12, all of which can be set up at different locations to measure the full coverage area of the test transmitter, whereby, for example, the location of a planned base station can be measured more quickly.
  • several test transmitters 11 can be used simultaneously on different frequencies at different positions in order to obtain information about several possible base station locations with one measurement.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Testen eines Mobilfunksystems mit einem Testsender (11), wobei das Mobilfunksystem wenigstens eine Feststation aufweist, die in einem ersten Frequenzbereich sendet, und eine Vielzahl von Mobilsttionen, welche senden und empfangen können, wobei eine Mobilstation in einem zweiten Frequenzbereich sendet, ergibt sich die Bestimmung der Funkausleuchtung und Funkkommunikationsqualität für ein bereits eingerichtetes Mobilfunksystem, aber auch für die Planung und Änderung eines derartigen Mobilfunksystems dadurch, dass der Testsender (11) eine Sendeeinrichtung aufweist, die Signale in den ersten und zweiten Frequenzbereichen an wenigstens einen Messempfänger (12) sendet.

Description

Verfahren zum Testen eines Mobilfunksystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen eines Mobilfunksystems mit einem Testsender, wobei das Mobilfunksystem wenigstens eine Feststation aufweist, die in einem ersten Frequenzbereich (Downlink) sendet, und eine Nielzahl von Mobilstationen, welche Senden und Empfangen können, wobei eine Mobilstation in einem zweiten Frequenzbereich (Uplink) sendet. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Testsender gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14, sowie einen Meßempfänger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 15. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Testsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
Derartige Mobilfunknetze, welche unterschiedliche Frequenzbänder für die Downlink- und Uplink-Übertragung verwenden, sind im Stand der Technik bekannt und werden als Frequency Division Duplex (FDD)-Mobilfunknetze bezeichnet. Die vorliegende Erfm- düng ist gleichermaßen für Mobilfunknetze, welche innerhalb eines Gebäudes installiert werden, aber auch für Mobilfunknetze, welche im Freien eingesetzt werden anwendbar. Drei wichtige Mobilfunksysteme, welche den TDMA-Systemen zuzurechnen sind (TDMA = Time Division Multiplex Access), unterscheiden sich in dem für den Downlink und den Uplink vorgegebenen Frequenzbereich, was in der vorliegenden Tabelle veranschaulicht wird:
Figure imgf000002_0001
Selbstverständlich gibt es viele weitere Mobilfunksysteme, beispielsweise CDMA- und TDMA-Systeme, PCS-Systeme nach dem nordamerikanischen digitalen Mobilfunk- Standard, oder auch das im nordischen Mobiltelefon (ΝMT)-System verwendete FD- MA-System, welche unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzbänder für den Uplink und den Downlink verwenden. Insbesondere bei den vorerwähnten Mobilfunksystemen tritt das Problem auf, die Ausbreitungsbedingungen, sowie die Kommunikationsqualität zu ermitteln. Hierzu verwendet ein gebräuchliches Verfahren zur Ausbreitungsermittlung spezielle, mobile Kommunikationsmittel, wie z. B. Testmobiles, welche eine Zweiwegeverbindung mit einer Basisstation aufbauen. Diese Punktverbindung wird dann vermessen und der demodulierte/decodierte Datenstrom bewertet.
Beispielsweise aus der Beschreibungseinleitung der Druckschrift WO 99/13669 ist es bekannt, eine Zellenaufteilung vor der Installierung von Antennen durch die Verwen- düng eines Continuous Wave (C W) Testsenders und eines Testempfängers zu überprüfen. Dabei werden analoge HF-Signale eingesetzt. Der Testsender wird dort positioniert, wo die Basisstation oder die Antenne aufgestellt werden soll, und das von dem Testsender ausgestrahlte Signal wird an verschiedene Positionen unter Verwendung des Testempfängers registriert. Dabei wird allerdings lediglich eine reine Ausbreitungsmessung des Testsenders durchgeführt und lediglich die Feldstärke am Ort der Mobilstation vermessen.
Insbesondere vor der Errichtung oder bei der Erweiterung eines derartigen Systems stellt sich auch das Problem, an welcher Stelle Feststationen oder Antennen, welche alle mit einer Feststation verbunden sind, aufgestellt werden sollen. Zu diesem Zweck kann sich der Planer des Mobilfunksystems einerseits auf seine Erfahrung verlassen oder eine Software-Simulation einsetzen. Dabei wird die tatsächliche Umgebung, in welcher die Basisstation oder Antennen plaziert werden sollen aufgrund von mathematischen Modellen simuliert. Eine digitale „Karte" der Umgebung wird erzeugt und Parameter, wie z. B. Abschwächung bzw. Dämpfung durch Hindernisse, wie z. B. Gebäude, und die Signalleistung der Antennen können eingestellt werden. Feststationen werden sodann in der simulierten Umgebung aufgestellt und die Signalleistung wird in einer Anzahl von Raumpunkten gemessen. Während der Messung können die Parameter verändert werden, Antennen können in der simulierten Umgebung bewegt werden usw.
Allerdings zeigt die Praxis, daß weder Erfahrung noch die vorerwähnte Simulation oder Werkzeuge ein gutes Ergebnis liefern. Parameter, wie z. B. die der Abschwächung oder HF-Interferenz, müssen abgeschätzt oder vorhergesagt werden und diese Abschätzungen werden mehr oder weniger von den wahren Werten abweichen. Insbesondere treten Schwierigkeiten auf, wenn sich die Anzahl der Anwender des Mobilfunksystems erhöht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und insbesondere auf eine einfache und kostengünstige Weise die Funkausleuchtung und Furikkornmunikationsqualität für ein bereits eingerichtetes Mobilfuriksystem, aber auch für die Planung und Änderung eines derartigen Mobilfünk- Systems zu realisieren.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Testsender eine Sendeeinrichtung aufweist, welche Signale in den ersten und zweiten Frequenzbereichen an wenigstens einen Meßempfänger sendet.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Ausbreitungsbedingungen und die Kommunikationsqualität, ohne eine eigentliche Funkverbindung aufzubauen, ermittelt werden. Dies bedeutet, daß die lokale Meßdatenaufhahme rein passiv und ohne Aussendung von Signalen erfolgt, wodurch insbesondere eine gesund- heitliche Gefährdung durch hohe Funkwellenstärken an der Meßdaten aufnehmenden Person ausgeschlossen ist.
Vorzugsweise sendet die Sendeeinrichtung des Testsenders Signale aus den ersten und zweiten Frequenzbereichen alternierend. Auf diese Weise kann einfach und schnell so- wohl der Uplink- als auch der Downhnkbereich vermessen werden, was in erster Näherung Rückschlüsse über die Kommunikationsqualität gestattet, da, gegenüber dem Stand der Technik, auch der Uplink-Kanal berücksichtigt wird.
Bevorzugt sind die von der Sendeeinrichtung des Testsenders gesendeten Signale un- moduliert. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die von der
Sendeeinrichtung des Testsenders gesendeten Signale analoge, insbesondere gepulste,
Signale. Durch die Verwendung von Testsender und Meßempfänger wird keine Zwei- wegeverbindung, d. h. einen Kommunikation gemäß dem Mobilfunkstandard des verwendeten Mobilfunksystems eingesetzt, wodurch hohe Funkfeldstärken an der meßda- tenaufhehmenden Person weiter ausgeschlossen werden. Ferner kann hier durch auch ein einfach aufgebauter Testsender verwendetet werden. Ebenfalls sind die Anforderun- gen an den Meßempfänger durch Verwendung von unmodulierten, analogen, insbesondere gepulsten, Signalen hinreichen niedrig.
Vorteilhafterweise weisen die von der Sendeeinrichtung des Testsenders gesendeten Signale Pulse auf. Die Verwendung von Pulsen ist insbesondere deshalb bevorzugt, da die Signale einfach zu erzeugen sind und die mit dem Meßempfänger empfangenen Signale einfach auszuwerten sind. Auf eine schnelle und kostengünstige Art und Weise kann somit die Funkausleuchtung, aber auch die Kommunikationsqualität, in erster Näherung bestimmt. Dabei ist ferner bevorzugt, daß die Pulse alternierend aus den ersten und zweiten Frequenzbereichen stammen.
Vorteilhafterweise weist der erste Frequenzbereich einen ersten Satz einer Vielzahl von Frequenzen oder Frequenzkanälen auf und der zweite Frequenzbereich einen zweiten Satz einer Vielzahl von Frequenzen oder Frequenzkanälen auf, wobei jeweils eine Frequenz oder Frequenzkanal des ersten Satzes jeweils einer Frequenz oder einem Fre- quenzkanal des zweiten Satzes zugeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Paaren von Frequenzen oder Frequenzkanälen gebildet wird, und wobei Sendeeinrichtung des Testsenders alternierend auf einer Vielzahl von Paaren von Frequenzen oder Frequenzkanälen an den wenigstens ein Testempfänger sendet.
Bevorzugt wertet eine mit dem Meßempfänger assoziierte Auswerteeinrichtung die empfangenen Signale aus, um die Kommunikationsbedingungen in dem Mobilfunksys- tem zu bestimmen. Die Auswerteeinrichtung kann dabei von dem Meßempfänger umfaßt sein, aber auch durch einen mit diesem verbundenen Messrechner, insbesondere einen Personalcomputer, realisiert werden. Die empfangenen Signale werden gespei- chert und z. B. mit experimentell oder theoretisch vorgegeben Sollkurven verglichen. Insbesondere kann zur Auswertung der empfangenen Signale auch lediglich ein Vergleich derselben mit den vom Testsender ausgesandten Signalen durchgeführt werden. Dabei können alle relevanten Parameter der gesendeten Signale zur Gewinnung einer Information über die Ausbreitungsbedingungen und die Kommunikationsqualität herangezogen werden.
Vorteilhafterweise wertet die Auswerteeinrichtung die Intensität der empfangenen Signale aus. Vorzugsweise wertet die Auswerteeinrichtung eine Verzerrung einer empfangenen Pulsform zu der gesendeten Pulsform der empfangenen Signale aus. Bevorzugt wertet die Auswerteeinrichtung eine zeitliche Verzögerung der empfangenen Signale aus.
Bevorzugt wird der Testsender an wenigstens einem geplanten Installationsort einer Feststation aufgestellt. Vorteilhafterweise bestimmt dann die Auswerteeinrichtung den optimalen Ort der Installation einer Feststation.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Testsender zum Testen eines Mobilfunksystems gelöst, wobei das Mobilfunksystem wenigstens eine Feststation aufweist, die in einem ersten Frequenzbereich sendet, und eine Vielzahl von Mobilstationen, welche senden und empfangen können, wobei die Mobilstationen in einem zweiten Frequenzbereich senden, und wobei der Testsender eine Sendeeinrichtung aufweist, die Signale in dem ersten und zweiten Frequenzbereich an wenigstens einen Meßempfänger sendet.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Meßempfänger zum Testen eines Mobilfunksystems gelöst, wobei das Mobilfunksystem mit einem Testsender getestet wird, wobei das Mobilfunksystem wenigstens eine Feststation aufweist, die in einem ersten Frequenzbereich sendet, und eine Vielzahl von Mobilstationen, welche senden und empfangen können, wobei eine Mobilstation in einem zweitem Frequenzbereich sendet, und wobei der Meßempfänger von einer Sendeeinrichtung des Testsenders gesendete Signale in dem ersten und zwei- ten Frequenzbereich empfängt. Gemäß einem weiteren Aspekt wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Testsystem zum Testen eines Mobilfunksystems gelöst, welches einen Testsender und/oder einen Meßempfänger, wie zuvor beschrieben, aufweist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die Erfindung, sowie weitere Merkmale, Ziele, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten derselben wird bzw. werden nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben oder entsprechende Bezugszeichen dieselben bzw. entsprechende Elemente. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm, welches ein Testverfahren für ein Mobilfunksystem gemäß dem Stand der Technik darstellt;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm, welches ein Ausführungsbeispiel des erfmdungs- gemäßen Verfahrens zum Testen eines Mobilfunksystems darstellt; und
Fig. 3 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung der Auswertung der ausgesandten bzw. empfangenen Signale bei dem, in Fig. 2 dargestellten, Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, wie ein bereits installiertes Mobilfunksystem gemäß dem Stand der Technik ausgetestet wird. Eine Basis- oder Feststation ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Eine als Testmobile verwendete Mobilstation 2 befindet sich im Abdeckungsfeld der Feststation 1. Zur Funkvermessung, d. h. um Aussagen über die Kommunikationsbedingungen, sowie über die Kommunikationsqualität des Standortes der Feststation 1, aber auch über deren Leistungsfähigkeit in Bezug auf deren Abdeckungsfeld zu erlangen, wird zwischen der Feststation 1 und der Mobilstation 2 eine Funkverbindung, d. h. eine Zweiwegeverbindung, aufgebaut. Dies bedeutet, daß der zwischen der Feststation 1 und der Mobilstation 2 aufgebaute Datenstrom gemäß dem verwendeten Mobilfunksystem codiert bzw. decodiert wird. Die Datenverbindung ist bidirektional, d. h. es werden Signale von der Feststation 1 über den sogenannten Downlink- oder Forward-Kanal 3 zu der Mobilstation 2 gesandt. Ebenfalls findet auf dem Uplink- bzw. Reverse-Kanal 4 ein Senden von der Mobilstation zu der Basisstation statt. Insbesondere durch das Senden auf dem Uplink-Kanal 4 treten an der meßdate- naufhehmenden Person, hohe Funkfeldstärken auf. Bei sehr vielen Mobilfuhksystemen unterscheidet sich der Frequenzbereich für den Downlink-Kanal 3 von demjenigen des Uplink-Bereichs 4. Typischerweise wird zur Erlangung einer ersten Aussage über die Qualität der Funkverbindung lediglich die Feldstärke am Standort der Mobilstation 2 bestimmt. Diese reine Feldstärkenmessung kann insbesondere in Umgebungen mit Mehrfachverbindungen keine eindeutigen und schlüssigen Aussagen über die Kommunikationsbedingungen geben. Dies beruht darauf, daß Mehrfachverbindungen bei- spielsweise durch eine Reflektion an einem Hindernis hervorgerufen werden können. Dies hat insbesondere Phasenauslöschungen oder -Verstärkungen zur Folge, welche die Kommunikationsqualität stark beeinträchtigen können. Hierzu sei darauf aufmerksam gemacht, daß der die Reflektion an dem Hindernis 5 beschreibende Reflektionsfaktor in der Regel frequenzabhängig ist. In der Zeichnung ist zur besseren Veranschaulichung ein zweiter Funkweg 31 von der Feststation 1 zu der Mobilstation 2 und ein zweiter Funkweg 41 von der Mobilstation 2 zu der Feststation 1 eingezeichnet, welche über Reflektion an dem Hindernis 5 zustandekommt. Der Einfluß des zweiten reflektierten Signals 31 auf das von der Mobilstation 2 empfangene Signal 3 ist verschieden von demjenigen des reflektierten Signals 41, welches von der Mobilstation ausgesandt wur- de, auf das von der Mobilstation 2 direkt ausgesandte Signal 4.
Ebenfalls im Stand der Technik, beispielsweise in der eingangs erwähnten Druckschrift WO 99/13669 ist es bekannt, als Ersatz für die Feststation 1 einen Testsender einzusetzen. Jedoch kann bei dieser abgewandelten Meßtechnik weder die Empfangsstärke noch die Empfangsqualität an der Position der Feststation 1 bestimmt werden. Dies wäre lediglich im Endausbau mit Meßfunktionen an der Meßstation 1 möglich, was aber enorme Infrastrukturaufwendungen erfordert und wirtschaftlich nicht sinnvoll ist. Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere dazu ein Mobilfunksystem vor dessen eigentlichen Installierung auszutesten, um auf diese Weise die opti- male Position einer Feststation oder einer Antenne zu bestimmen. Hierzu verwendet die vorliegende Erfindung einen Testsender 11, der mit einer einstellbaren Amplitude CW- Signale aussendet. Für den Empfang der vom Testsender ausgesandten Signale wird ein Meßempfänger 12 mit hoher Meßgeschwindigkeit eingesetzt. Mit der, in Fig. 2 gezeigten, Anordnung können Aussagen über alle Kornmunikationsbedingungen und die Kommunikationsqualität gewonnen werden. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein variabel positionierbarer Testsender 11 verwendet, welcher insbesondere keine Empfangsfähigkeit besitzt. Zwischen dem Testsender 11 und dem Meßempfänger 12 gibt es daher nur die Möglichkeit, unidi- rektional Daten von dem Testsender 11 zu dem Meßempfänger 12 zu senden. Erfin- dungsgemäß sendet der Testsender 11 ein gepulstes, ummoduliertes Signal abwechselnd auf der Downlink-Frequenz bzw. in dem Downlink-Frequenzbereich, was durch den Pfeil 3 angezeigt wird, sowie auf der Uplink-Frequenz bzw. in dem Uplink- Frequenzb ereich, was durch den Pfeil 42 angezeigt wird. In erster Näherung sind Reflektionen und andere Einflüsse, welche, insbesondere an einem Hindernis 5, auftreten können, unabhängig von der Richtung. Obwohl, wie oben erwähnt, Reflektionen an Hindernissen nicht linear in der Frequenz sind, so sind sie doch linear im Pegel. Damit kann man davon ausgehen, daß die Streckendämpfung und Übertragungsqualität von Mobiltelefon zur Basisstation die gleich ist, wie vom Testsender 11 zum Meßempfänger 12, wenn auf der gleichen Frequenz gesendet wird. Dies bedeutet, daß gemäß der vor- liegenden Erfindung die rein passive Meßdatenaufnahme an dem Ort des Meßempfängers 12 dazu ausreicht, die erforderlichen Meßergebnisse zu erhalten. Der Meßempfänger 12 kann die abwechselnd von dem Testsender 11 auf der Uplink- und Downlink- Frequenz (42, 3) ausgesandten Signale im Hinblick auf deren Feldstärke auf beiden Frequenzen ermitteln. Auf diese Weise ist es möglich, durch passive Messung an dem Standort des Meßempfängers 12 Aussagen über die Ausbreitungsbedmgungen, sowohl für den Weg von dem Ort des Testsenders 11, d. h. insbesondere einem für eine Feststa- tion 1 geplanten Ort, zu dem Ort des Meßempfängers 12, d. h. dem geplanten bzw. möglichen Aufenthaltsort eines Mobiltelefons, wie auch umgekehrt zu treffen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird neben der Funkausleuchtung, d. h. der meßtechnischen Aufnahme der Intensität der von der Basisstation 1 bzw. vom Testsender 11 ausgesandten Signale, auch die Kommunikationsqualität ermittelt. Hierzu wird auf die schematische Darstellung der Fig. 3 verwiesen. In der Fig. 3 ist schematisch ein Puls 7 gezeigt, der von dem Testsender 11 zu dem Meßempfänger 12 gesandt wird. Der Puls 7 ist dabei schematisch in einem Diagramm ge- zeichnet, in welchem die Leistung P gegen die Zeit t dargestellt ist. vorzugsweise wird ein derartiger Puls 7 alternierend in dem Uplink- und Downlink-Frequenzbereich, insbesondere auf jeweils zugeordneten Uplink- und Downlinkpaaren von dem Testsender 11 ausgesandt. Die schematische Darstellung der Fig. 3 ist insoweit idealisiert, daß der vom Testsender 11 ausgesandte Puls 7 zum einen direkt über den Pfad 3 und zum ande- ren indirekt, d. h. er reflektiert an einem Hindernis 5 über den Pfad 31, zu dem Meßempfänger 12 gelangt. Durch die Reflektion an dem Hindernis 5 ist das über den Pfad 31 gesandte Signal zeit- bzw. phasenverzögert. Selbstverständlich sind die realen Übertragungsverhältnisse wesentlich komplizierter und die Fig. 3 dient lediglich der schematischen Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das mit einer durchgezogenen Linie ebenfalls in einem P-t-Diagramm gezeigt Signal 8 ist dasjenige, welches mit dem Meßempfänger 12 am Ort desselben empfangen wurde. In dem einfachen Modell, welches der Darstellung der Fig. 3 zugrundeliegt, ergibt sich, daß das vom Meßempfänger 12 empfangene Signal 8 durch eine Überlagerung bzw. Addition des direkt über den Pfad 3 empfangenen Signals 80 mit dem indirekt, d. h. über den Pfad 31, empfangenen Signal 81 entsteht. Aus der Fig. 3 erkennt man, daß das direkt empfangene Signal 80, welches mit einer strichpunktierten Linie angezeigt ist, eine geringere Intensität als das vom Testsender 11 ausgesandte Signal besitzt. Das gestrichelt eingezeichnete Signal 81 besitzt eine wesentlich geringere Intensität als der ursprünglich ausgesandte Puls 7 und das direkt empfangene Signal 80. Ferner weist das Signal 81 auch eine erhebliche Zeitverzögerung gegenüber dem Signal 80 auf. Das tatsächlich am Meßempfänger 12 empfangene Signal 8 weist daher eine Verzerrung gegenüber dem vom Testsender 11 ausgesandten Puls 7 auf. Der Grad der Verzerrung des empfangenen Summensignals 8 erlaubt eine Bestimmung der Empfangsqualität, und zwar sowohl auf der Uplink- als auch der Downlinkfrequenz. Das Signal 8 kann insbesondere im Hinblick auf dessen Intensität oder des zeitlichen Verlaufs ausgewertet werden. Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung auch den Einsatz einer Vielzahl von Meßempfängern 12 gestattet, welche alle an verschiedenen Orten zur Vermessung des vollständigen Abdeckungsfeldes des Testsenders aufgestellt werden können, wodurch beispielsweise der Ort einer geplanten Basisstation, schneller vermessen werden kann. Ebenfalls können mehrere Testsender 11 gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen an verschiedenen Positionen eingesetzt werden, um mit einer Vermessung Aussagen über mehrere mögliche Basisstationsstandorte zu erhalten.
Die Erfindung wurde zuvor anhand von bevorzugten Ausführungsformen derselben näher erläutert. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, daß unterschiedliche Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne den der Erfindung zu- grundeliegende Gedanken zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Testen eines Mobilfunksystems mit einem Testsender (11), wobei das Mobilfunksystem wenigstens eine Feststation (1) aufweist, die in einem ersten
Frequenzbereich sendet, und eine Vielzahl von Mobilstationen (2), welche senden und empfangen können, wobei eine Mobilstation (2) in einem zweiten Frequenzbereich sendet, dadurch gekennzeichnet daß der Testsender (11) eine Sendeeinrichtung aufweist, die Signale in den ersten und zweiten Frequenzbereichen an wenigs- tens einen Meßempfänger (12) sendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Sendeeinrichtung des Testsenders (11) Signale aus den ersten und zweiten Frequenzbereichen alternierend sendet.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet daß die von der Sendeeinrichtung des Testsenders (11) gesendeten Signale unmoduliert sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die von der Sendeeinrichtung des Testsenders (11) gesendeten Signale analoge Signale sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die von der Sendeeinrichtung des Testsenders (11) gesendeten Signale Pulse aufweisen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulse alternierend aus den ersten und zweiten Frequenzbereichen stammen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Frequenzbereich einen ersten Satz einer Vielzahl von Frequenzen oder Frequenzkanälen aufweist, der zweite Frequenzbereich einen zweiten Satz einer Vielzahl von Frequenzen oder Frequenzkanälen aufweist, wobei jeweils eine Frequenz oder Frequenzkanal des ersten Satzes jeweils einer Frequenz oder Frequenzkanal des zweiten Satzes zugeordnet ist, wodurch eine Vielzahl von Paaren von Frequenzen oder Frequenzkanälen gebildet wird, und wobei die Sendeeinrichtung des Testsenders (11) alternierend auf einer Vielzahl von Paaren von Frequenzen oder Fre- quenzkanälen an den wenigstens ein Testempfänger sendet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß eine mit dem Meßempfänger (12) assoziierte Auswerteeinrichtung die empfangenen Signale auswertet, um die Kommunikationsbedingungen in dem Mobilfunk- system zu bestimmen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Auswerteeinrichtung die Intensität der empfangenen Signale auswertet.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung eine Verzerrung einer empfangenen Pulsform zu der gesendeten Pulsform der empfangenen Signale auswertet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung eine zeitliche Verzögerung der empfangenen Signale auswertet.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Testsender (11) an wenigstens einem geplanten Installationsort einer Fest- Station aufgestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung den optimalen Ort der Installation einer Feststation (1) bestimmt.
14. Testsender (11) zum Testen eines Mobilfunksystems, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mobilfunksystem wenigstens eine Feststation (1) aufweist, die in einem ersten Frequenz- bereich sendet, und eine Vielzahl von Mobilstationen (2), welche senden und empfangen können, wobei die Mobilstationen (2) in einem zweiten Frequenzbereich senden, dadurch gekennzeichnet, daß der Testsender (11) eine Sendeeinrichtung aufweist, die Signale in dem ersten und zweiten Frequenzbereich an wenigstens ei- nen Meßempfänger (12) sendet.
15. Meßempfänger (12) zum Testen eines Mobilfunksystems, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Mobilfunksystem mit einem Testsender (11) getestet wird, wobei das Mobilfunksystem we- nigstens eine Feststation (1) aufweist, die in einem ersten Frequenzbereich sendet, und eine Vielzahl von Mobilstationen (2), welche senden und, empfangen können, wobei eine Mobilstation (2) in einem zweitem Frequenzbereich sendet, und wobei der Meßempfänger (12) von einer Sendeeinrichtung des Testsenders (11) gesendete Signale in dem ersten und zweiten Frequenzbereich empfängt.
16. Testsystem zum Testen eines Mobilfunksystems mit einem Testsender (11), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß das Testsystem einen Testsender (11) gemäß Anspruch 14 und/oder einen Meßempfänger (12) gemäß Anspruch 15 aufweist.
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