專利名稱：小區(qū)規(guī)劃的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動電信系統(tǒng)中與帶寬相關(guān)的小區(qū)規(guī)劃。
背景技術(shù)：
當(dāng)構(gòu)建蜂窩系統(tǒng)時，第一件要關(guān)注的事就是具有足夠數(shù)量的基站來建立期望的覆蓋區(qū)域。當(dāng)期望的區(qū)域被覆蓋并且通信量開始增長時，該系統(tǒng)必須在容量上擴(kuò)展。實現(xiàn)此的第一步就是向現(xiàn)有的基站添加更多的收發(fā)信機(jī)單元(TRU)以及盡可能緊密地再用系統(tǒng)中的頻率。由于允許由每個操作者使用的頻譜是有限的這個事實，所以TRU的添加僅僅能在一定程度上滿足增加的容量需求。在更長的運(yùn)行中，系統(tǒng)中將發(fā)生擁塞，并且系統(tǒng)中察覺到的質(zhì)量將非常低。然后必須建立新的更小的站點以便維護(hù)增加的容量；即需要所謂的小區(qū)分裂(cell split)。
現(xiàn)在出現(xiàn)了在哪里建立新站點的問題。當(dāng)然，應(yīng)在盡可能靠近通信量產(chǎn)生的地方建立新站點，以便有效地“卸載”擁塞的小區(qū)。在那里建立小區(qū)還將賦予系統(tǒng)更高的質(zhì)量，因為呼叫將經(jīng)受到較高可能的信號強(qiáng)度，從而允許到可能的干擾呼叫的足夠的界限?；贕PS和三角測量方法在移動系統(tǒng)中使用可用的定位方法(例如小區(qū)ID/TA和E-OTD)從不同移動站收集位置提示操作者系統(tǒng)中何處進(jìn)行了呼叫。使用該信息，操作者將非常清楚在哪里建立新的站點?；谕ㄐ帕康墓β孰娖胶偷乩矸植汲鲇诟雍唵蔚哪康拇_定小區(qū)內(nèi)通信量密度的方法在轉(zhuǎn)讓給法國電信的US5 828 962中有所描述。
在現(xiàn)代的2.5G和3G系統(tǒng)中，用戶共享來自公共資源庫的資源。此外，不同的用戶業(yè)務(wù)消耗或多或少這些公共的資源。例如，在WCDMA系統(tǒng)中，在小區(qū)中能夠被傳送的總功率是有限的，使用384kbps分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶將比從同一個位置發(fā)出語音呼叫(典型地為15kbps，或者甚至更少)的用戶消耗更多的功率。如果該384kbps用戶接近小區(qū)邊界，那么就需要幾乎小區(qū)中所有可用的功率來支持該連接。但是如果該384kbps用戶接近該站點，從而經(jīng)受到高的信號強(qiáng)度，則該功率控制算法將減小該連接的被傳送的輸出功率，其將從資源庫中釋放資源，并為小區(qū)中更多的用戶制造空間。這顯示了在區(qū)域內(nèi)定位新站點的必要性，在這個區(qū)域內(nèi)許多高比特率業(yè)務(wù)的用戶能夠盡可能有效地被服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)前面的背景技術(shù)，僅僅使用目前可用的定位方法來獲知哪里是最有效的新的站點位置是不夠的。還需要有關(guān)使用哪種業(yè)務(wù)的信息。作為一個實例，很可能在某區(qū)域中在辦公室使用高比特率分組業(yè)務(wù)，而在街道和開闊場地中，語音呼叫更加普遍。在其他區(qū)域中，可能是另一種模式，所有的都取決于用戶的行為。
解決方法就是把在哪里進(jìn)行連接的信息與所使用的業(yè)務(wù)結(jié)合起來。通過以規(guī)則的間隔執(zhí)行該測量，就能夠建立統(tǒng)計圖。該信息然后可以被存儲和被顯示給操作者，用來改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)以便優(yōu)化其性能。
因此本發(fā)明的目的在于，測量通信量在哪里，以及測量在特定位置處正進(jìn)行的通信量的種類。
另一個目的在于設(shè)計小區(qū)規(guī)劃工具，其使用測量結(jié)果來決定在需要新站點的地方新基站的最佳站點，從而避免嚴(yán)重的擁塞。
本發(fā)明的另一個方面是為小區(qū)規(guī)劃使用無線電連接的其他參數(shù)。其中一個參數(shù)是分配給特定用戶的信道的路徑損耗。該參數(shù)是與位置相關(guān)的，并且也與用戶的環(huán)境相關(guān)-高的建筑和窄的街道帶來了高的路徑損耗，而像大廣場和曠野那樣的開闊場地帶來了更低的損耗。
本發(fā)明的目的和方面由與正在進(jìn)行的業(yè)務(wù)的類別的信息一起測量移動站的位置相關(guān)數(shù)據(jù)的方法、小區(qū)規(guī)劃工具和蜂窩電信系統(tǒng)來實現(xiàn)，所有這些都進(jìn)一步被定義在所附的權(quán)利要求中。


圖1示出其中使用本發(fā)明的移動電信網(wǎng)絡(luò)的概觀。
圖2和圖3示出典型小區(qū)內(nèi)的通信量分布。
圖4示出本發(fā)明的實現(xiàn)實例。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的測量收集的流程圖。
具體實施例方式
在圖1中，示出典型設(shè)計的移動通信網(wǎng)絡(luò)。控制網(wǎng)絡(luò)被連接到不同小區(qū)C1-4內(nèi)的許多基站，在本例中是4個基站BS 1-4，這些基站具有與移動站的無線電連接，在該圖中示出只有一個移動站MS。該控制網(wǎng)絡(luò)、例如根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)的基站控制器(BSC)或是根據(jù)WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)具有與固定公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)和/或互聯(lián)網(wǎng)的通信。
為了得到移動站的位置，必須發(fā)送定位命令到該移動站。所使用的定位方法例如是標(biāo)準(zhǔn)化的OTDOA或A-GPS方法或是本領(lǐng)域眾所周知的其他一些方法。有關(guān)正在使用的哪種業(yè)務(wù)駐留在控制網(wǎng)絡(luò)(或者是系統(tǒng)的某個其他節(jié)點)的信息被收集并與所得到的定位數(shù)據(jù)一起被存儲。當(dāng)命令發(fā)送時，該位置/業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能夠被二者選一地直接從移動站發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。這要求該移動站知道所有的相關(guān)數(shù)據(jù)。該組合的業(yè)務(wù)/位置數(shù)據(jù)被存儲在控制網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫中或另一個節(jié)點中。
當(dāng)已經(jīng)收集了足夠的數(shù)據(jù)時，使用不同業(yè)務(wù)的地方的統(tǒng)計圖能夠被顯示并當(dāng)決定應(yīng)當(dāng)在哪建立新站點時用作輸入。當(dāng)實踐本發(fā)明時該圖形是結(jié)果并且被使用以便在最佳位置處建立新的站點。這產(chǎn)生了小區(qū)規(guī)劃的成本有效的方法。為了改進(jìn)該圖形，當(dāng)計算最有效的新站點位置時，可以使用優(yōu)化算法(例如，最小平方根)。
圖2是小區(qū)內(nèi)的許多用戶的位置的說明性實例。黑點標(biāo)記具有低比特率的普通語音連接的用戶，而○標(biāo)記具有更高比特率的諸如分組交換數(shù)據(jù)的另一種業(yè)務(wù)的用戶。在圖3中考慮了用戶的比特率。在圖3中，左邊的4個小區(qū)域標(biāo)記具有低比特率的語音連接。右邊的2個分組連接獲得更大區(qū)域，對應(yīng)于所使用的更高比特率。圖2和圖3示出，如果考慮的不僅僅是位置還有使用的業(yè)務(wù)，則需要將標(biāo)記為X的新基站的位置移動到右邊。
在另一個實例中，還考慮了路徑損耗。這由圖4和以下表格示出。


該表格示出圖4中來自11個用戶(位置為n＝1-11)的數(shù)據(jù)所使用的比特率(BR)和它們的無線電信道的以dB為單位的路徑損耗(PL)。根據(jù)圖4，來自小區(qū)的用戶的數(shù)據(jù)由RNC/BSC收集并傳輸?shù)叫^(qū)規(guī)劃系統(tǒng)節(jié)點CPS。該CPS包括數(shù)據(jù)收集和計算設(shè)備，以便使用例如蒙特卡羅法(Monte Carlo)分析來執(zhí)行對潛在的新站點位置的預(yù)測。新站點的最佳位置(xopt，yopt)就是在分析過程中發(fā)現(xiàn)的每路徑損耗衰減的最大比特率的位置。對于被選擇區(qū)域，即圖4的小區(qū)內(nèi)的所有移動用戶來說，這由下面的表達(dá)式總結(jié)xopt，yopt＝maxf(BRn/PLn，xn，yn)所發(fā)現(xiàn)的“新站點”在圖中被顯示在右邊，其接近于使用高比特率和具有高路徑損耗的用戶9和4。對于構(gòu)建新站點人員，來自CPS的輸出可以被看作是地圖。
圖5的流程圖描述了實踐本發(fā)明的一些步驟。步驟1是發(fā)現(xiàn)特定小區(qū)內(nèi)使用某些業(yè)務(wù)的或多或少處于激活模式的移動站的位置。在步驟2中，系統(tǒng)登記每個移動站所使用的比特率，可選地還登記所使用的無線電信道的路徑損耗。基于這些數(shù)據(jù)，通信量密度的圖形在步驟3中被估計，并且如果小區(qū)變得擁塞或者過載(步驟4)并且如果沒有其他方法來擴(kuò)展小區(qū)容量的話，那么就在步驟5中采取判決“是”來在基于步驟6作出的計算的地方建立新的基站(步驟7)。只要沒有小區(qū)分裂的需要(步驟5的判決“否”)，就以或大或小的規(guī)則間隔重復(fù)步驟1-4。當(dāng)然，小區(qū)過載的判決能夠基于除了根據(jù)流程圖的步驟的其他根據(jù)來作出。然而，無論何時需要小區(qū)分裂，都要使用本發(fā)明的原理來發(fā)現(xiàn)新的基站站點。
權(quán)利要求
1.一種在蜂窩移動電信系統(tǒng)中對將要擁塞或過載的小區(qū)進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃的方法，其特征在于，對于移動用戶(MS)的與位置有關(guān)的數(shù)據(jù)和每個用戶在比特率方面使用何種業(yè)務(wù)一起登記，并且其中小區(qū)內(nèi)的通信量密度的估計被建立。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，與位置相關(guān)的數(shù)據(jù)是移動站的位置(x，y)，以及它們的無線信道(CH)上所經(jīng)受的路徑損耗。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，新基站的最佳站點基于所登記的數(shù)據(jù)而建立。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，最大化以下函數(shù)為新基站給出最佳站點(xopt，yopt)xopt，yopt＝max f(BRn/PLn，xn，yn)，對于所有的n其中n是小區(qū)的移動用戶的索引號，BRn是所使用的比特率，PLn是路徑損耗，而xn，yn是用戶n的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，建立示出新基站站點的地圖。
6.一種在蜂窩電信系統(tǒng)中的小區(qū)規(guī)劃工具，該蜂窩電信系統(tǒng)包括控制網(wǎng)絡(luò)(RNC/BSC)，用于使用該系統(tǒng)登記移動站(MS)的與位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，其特征在于，包括用于登記移動站所使用的業(yè)務(wù)的裝置，還包括用于基于定位和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)估計小區(qū)的通信量密度的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的小區(qū)規(guī)劃工具，其中，該工具還包括用于登記分配給移動用戶的無線電信道(CH)的路徑損耗的裝置。
8.如權(quán)利要求6或7所述的小區(qū)規(guī)劃工具，其中，新站點的最佳位置(xopt，yopt)是在工具的小區(qū)規(guī)劃系統(tǒng)節(jié)點(CPS)中建立的。
9.如權(quán)利要求8所述的小區(qū)規(guī)劃工具，其中，系統(tǒng)節(jié)點(CPS)基于以下表達(dá)式的最大值建立最佳位置(xopt，yopt)xopt，yopt＝max f(BRn/PLn，xn，yn)，對于所有的n其中n是小區(qū)的移動用戶的索引號，BR是所使用的比特率，PL是路徑損耗，而x，y是用戶的位置。
10.一種蜂窩電信系統(tǒng)，包括在控制網(wǎng)絡(luò)(RNC/BSC)的監(jiān)督下在小區(qū)中互相通信的基站(BS)和移動站(MS)，其特征在于小區(qū)規(guī)劃系統(tǒng)節(jié)點(CPS)，其從電信系統(tǒng)收集有關(guān)移動站(MS)的位置(x，y)、它們在它們的無線電信道上的路徑損耗和它們所使用的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，并且其中所述節(jié)點(CPS)包括數(shù)據(jù)收集和計算設(shè)備，當(dāng)小區(qū)否則將過載時，該設(shè)備為新的基站預(yù)測最佳位置(xopt，yopt)。
全文摘要
在蜂窩電信系統(tǒng)中測量激活移動站的位置和它們在比特率方面所使用的業(yè)務(wù)。第一幅圖示出多個用戶，4個黑點具有低比特率的語音連接，兩個用戶○具有更高比特率的分組交換連接。在第二幅圖中，所使用的比特率被考慮，并且如更大區(qū)域的分組交換用戶所示，更真實的通信量密度圖形被建立。如果小區(qū)將要過載，需要小區(qū)分裂，則第二幅圖和第一幅圖相比，新基站的站點X將被移動到右邊。
文檔編號H04W16/00GK1795690SQ200480014228
公開日2006年6月28日 申請日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者S·利德布林克 申請人:艾利森電話股份有限公司