專利名稱：一種固定波束智能天線基站系統(tǒng)的覆蓋測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線蜂窩通信領(lǐng)域，尤其涉及使用固定波束智能天線CDMA(Code DivisionMultiple Access，頻分多址)基站系統(tǒng)的覆蓋測試方法。
背景技術(shù)：
在針對CDMA系統(tǒng)的覆蓋測試過程中，目前的方法均是以扇區(qū)為單位進(jìn)行測試的。對于扇區(qū)的覆蓋范圍，通常是用測試設(shè)備在目標(biāo)扇區(qū)的預(yù)定覆蓋區(qū)域測量接收總功率值，通過接收總功率值是否低于最小接收門限值來判斷覆蓋邊界。對于當(dāng)前的CDMA系統(tǒng)來說，每個扇區(qū)的覆蓋范圍受系統(tǒng)負(fù)載在扇區(qū)內(nèi)的分布影響較小，所以，現(xiàn)有測試方法在測試系統(tǒng)覆蓋時并不關(guān)心負(fù)載的分布情況。
隨著移動通信的發(fā)展，盡管CDMA系統(tǒng)與TDMA(Time Division Multiple Access，時分多址)系統(tǒng)、FDMA(Frequency Division Multiple Access，頻分多址)系統(tǒng)相比具有容量和業(yè)務(wù)質(zhì)量上的優(yōu)勢，但是由于CDMA系統(tǒng)用戶共享一個寬帶的信道，由此引起的各用戶之間的共信道干擾限制了CDMA系統(tǒng)的容量，因此任何程度的干擾降低都將直接帶來容量的改善。通常，在基站側(cè)使用定向天線將小區(qū)劃分為多個扇區(qū)的方法，可以將容量提高許多，扇區(qū)越窄，容量提高的越多，但是扇區(qū)過多會導(dǎo)致軟切換區(qū)過多、空中資源利用的降低、導(dǎo)頻污染加重等問題。由此引入了一些新的技術(shù)來克服這些影響，例如智能天線技術(shù)，智能天線技術(shù)是移動通信領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，它包括固定波束智能天線和自適應(yīng)智能天線兩大類，其中，以固定波束智能天線便于實(shí)現(xiàn)，研發(fā)成本低而首先得到使用。采用固定波束智能天線，將小區(qū)劃分為多個波束，使同小區(qū)和相鄰小區(qū)用戶的同信道干擾降低，帶來容量的增加，但是干擾的降低意味著系統(tǒng)所允許的空中鏈路損耗增大，從而在容量一定的情況下帶來了覆蓋距離的擴(kuò)大。
下面對智能天線覆蓋的理論依據(jù)做簡單的描述。
假設(shè)s(t)是用戶到達(dá)基站天線陣列的信號，那么經(jīng)過天線陣列之后，數(shù)據(jù)向量等于U(t)＝s(t)*α(θ，φ)+N(t) (公式1)其中α(θ，φ)稱為引導(dǎo)向量，表示當(dāng)平面波從(θ，φ)方向入射時各個陣元與參考陣元(陣元0)信號間的相位差α(θ，φ)＝[1α1(θ，φ)...αM-1(θ，φ)] (公式2)公式(2)中M是陣列個數(shù)。
公式(1)中向量N(t)包含噪聲對各個陣元的貢獻(xiàn)，N(t)的每個元素是方差為σn2的復(fù)高斯隨機(jī)變量。
對于U(t)信號，我們選擇合適的向量W＝[w0w1...wM-1] (公式3)可以得到某個波束的信號z(t)，為簡單起見，我們令W＝α(θ，φ) (公式4)則經(jīng)過合并網(wǎng)絡(luò)之后的波束信號為z(t)＝U(t)*WH＝s(t)*α(θ，φ)*αH(θ，φ)+N(t)*αH(θ，φ)＝M*s(t)+N(t)*αH(θ，φ)(公式5)進(jìn)一步求得經(jīng)過陣列的波束信號的信噪比為γz=M*E[|s(t)|2]σn2=M*γu]]>(公式6)其中γu=E[|s(t)|2]σn2,]]>是單個陣元上的信號的信噪比。
由此可以看到，多波束天線陣元提高了信號的信噪比，從而改善覆蓋。以上計(jì)算是在非常理想的情況下得出的結(jié)論，實(shí)際系統(tǒng)中的增益要比計(jì)算出來的小，由推導(dǎo)過程可以看到，我們設(shè)定不同的W就可以得到不同的波束，而W的取值是與(θ，φ)相關(guān)的，也就是說與用戶所在的地理位置有關(guān)，智能天線系統(tǒng)在空間上區(qū)分了用戶，從而增加了覆蓋，所以對智能天線基站系統(tǒng)的覆蓋測試除了考慮普通小區(qū)測試的方法外，還要基于用戶空間的分布。使用固定波束智能天線的基站系統(tǒng)，每個扇區(qū)的覆蓋區(qū)域被劃分成了幾個波束的覆蓋區(qū)域，對于移動臺來說，并不能感受處于哪個波束的覆蓋范圍之內(nèi)，但通過基站的信號處理系統(tǒng)，可以大大降低同扇區(qū)內(nèi)波束之間用戶的相互干擾，提高系統(tǒng)的容量。因?yàn)閷τ诋?dāng)前的CDMA系統(tǒng)來說，每個扇區(qū)的覆蓋范圍受系統(tǒng)負(fù)載在扇區(qū)內(nèi)的分布影響較小，所以在測試系統(tǒng)覆蓋時并不關(guān)心負(fù)載的分布情況，但是，系統(tǒng)負(fù)載的不同分布，卻影響波束及扇區(qū)的覆蓋范圍，不能為全面了解系統(tǒng)的性能提供保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種固定波束智能天線基站系統(tǒng)的覆蓋測試方法，在現(xiàn)有覆蓋測試方法的基礎(chǔ)上，增加了對不同系統(tǒng)負(fù)載分布對覆蓋的影響測試環(huán)節(jié)，克服現(xiàn)有測試方法的不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種智能天線基站系統(tǒng)的覆蓋測試方法，包括如下處理步驟步驟1，空載覆蓋測試，測試在小區(qū)近似空載，一個移動臺的情況下，前向業(yè)務(wù)信道和導(dǎo)頻的覆蓋距離以及反向業(yè)務(wù)信道的覆蓋距離，測試結(jié)果以圖形方式輸出，驗(yàn)證前向波束的方向圖；步驟2，均勻分布半載覆蓋測試，測試在負(fù)載為λ的情況下，λ一般取50％，也可以取其它比例，移動臺在各個波束內(nèi)均勻分布時的前反向業(yè)務(wù)信道覆蓋情況，測試結(jié)果以圖形方式輸出；步驟3，非均勻分布半載覆蓋測試，測試在負(fù)載為λ的情況下，λ一般取50％，也可以取其它比例，移動臺在各個波束內(nèi)非均勻分布時的前反向業(yè)務(wù)信道覆蓋情況，測試結(jié)果以圖形方式輸出。
本發(fā)明是在現(xiàn)有的覆蓋測試方法的基礎(chǔ)上，充分考慮到應(yīng)用固定波束智能天線新技術(shù)的基站系統(tǒng)覆蓋受系統(tǒng)負(fù)載分布影響的特點(diǎn)，在測試步驟中增加了不同負(fù)載分布對應(yīng)前反向覆蓋測試環(huán)節(jié)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有方法的不足，能夠充分、準(zhǔn)確、全面地確定各種條件下固定波束智能天線系統(tǒng)的覆蓋情況，提出了覆蓋和空間對應(yīng)關(guān)系的測試方法，為全面了解系統(tǒng)性能提供保障。


圖1是前反向覆蓋測試流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的固定波束智能天線系統(tǒng)的覆蓋測試方法可以按以下步驟具體實(shí)現(xiàn)，流程圖參見圖1所示(1)準(zhǔn)備過程準(zhǔn)備各種測試設(shè)備和軟件，將路測儀、測試移動臺、基站時鐘統(tǒng)一為GPS(Global PositionSystem，全球定位系統(tǒng))時間，連接好測試設(shè)備并啟動相關(guān)測試軟件，同時確定測試路線，路線需能夠盡可能地遍歷各個波束的預(yù)計(jì)覆蓋范圍，這里以三個波束為例。
前向業(yè)務(wù)信道覆蓋和反向業(yè)務(wù)信道覆蓋的測試，均包括空載覆蓋測試、均勻分布半載覆蓋測試和非均勻分布半載覆蓋測試三個項(xiàng)目，三項(xiàng)均要求將基站設(shè)置為全速率Markov(馬爾可夫)呼叫模式，測試移動臺開始撥打8k Markov呼叫，在準(zhǔn)備過程中有以下不同之處前反向業(yè)務(wù)信道覆蓋測試中，均勻分布半載測試需要在準(zhǔn)備過程階段，將傳統(tǒng)小區(qū)一半的負(fù)載均勻分布在三個波束的覆蓋區(qū)域內(nèi)，非均勻分布半載覆蓋測試則需要在第一波束的主瓣方向內(nèi)，用測試移動臺模擬傳統(tǒng)小區(qū)半載水平，其余兩個波束為空載配置，目的是為了了解負(fù)載集中于單個波束時對另外兩個波束覆蓋的影響。
(2)沿預(yù)定路線在預(yù)定的速率下運(yùn)動，采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息對于前向業(yè)務(wù)信道覆蓋和反向業(yè)務(wù)信道覆蓋的測試，采集數(shù)據(jù)信息不同之處如下前向業(yè)務(wù)信道覆蓋測試需要記錄移動臺全速率前向誤幀率、最強(qiáng)導(dǎo)頻信噪比、前向有效發(fā)射功率、前向接收總功率等，同步采集后臺提供的波束切換狀態(tài)指示；反向業(yè)務(wù)信道覆蓋測試需要記錄移動臺全速率反向誤幀率、移動臺發(fā)射功率等；(3)當(dāng)測試至移動臺發(fā)生掉話時，結(jié)束本次測試及數(shù)據(jù)采集；(4)測試車原路返回，直至移動臺可再次與基站建立呼叫，繼續(xù)背離基站運(yùn)行，開啟路測儀記錄，測試車運(yùn)行直至移動臺掉話，再次停止測試車，并結(jié)束此次數(shù)據(jù)采集；(5)幾次重復(fù)掉話，得到多次測試數(shù)據(jù)，把每一次測得的與基站之間的距離進(jìn)行平均，其結(jié)果作為這一波束業(yè)務(wù)信道在該方向的覆蓋邊緣，同時記錄在此邊緣處的導(dǎo)頻信道信噪比；(6)逐個波束遍歷各波束所有標(biāo)識的路徑，最終確定所有波束的覆蓋邊界。
權(quán)利要求
1.一種固定波束智能天線基站系統(tǒng)的覆蓋測試方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，空載覆蓋測試，測試在小區(qū)近似空載的情況下，前向業(yè)務(wù)信道和導(dǎo)頻的覆蓋距離以及反向業(yè)務(wù)信道的覆蓋距離，測試的結(jié)果以圖形方式輸出，驗(yàn)證前向波束的方向圖；步驟2，均勻分布半載覆蓋測試，測試載負(fù)載為λ的情況下，移動臺在各個波束內(nèi)均勻分布時的前反向業(yè)務(wù)信道覆蓋情況，測試結(jié)果以圖形方式輸出；步驟3，非均勻分布半載覆蓋測試，測試在負(fù)載為λ的情況下，移動臺在各個波束內(nèi)非均勻分布時的前反向業(yè)務(wù)信道覆蓋情況，測試結(jié)果以圖形方式輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基站設(shè)置為全速率馬爾可夫呼叫模式，測試移動臺開始撥打8K馬爾可夫呼叫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，負(fù)載λ取50％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的方法，其特征在于，在對前反向覆蓋的測試中，前向覆蓋測試需要記錄移動臺全速率前向誤幀率、最強(qiáng)導(dǎo)頻信噪比、前向有效發(fā)射功率、前向接受功率，并同步采集后臺提供的波束切換狀態(tài)指示；反向覆蓋測試需要記錄移動臺全速率反向誤幀率、移動臺發(fā)射功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線蜂窩通信領(lǐng)域，提出了一種固定波束的智能天線基站系統(tǒng)的覆蓋測試方法，所述方法在現(xiàn)有的測試方法的基礎(chǔ)上增加了不同系統(tǒng)負(fù)載分布對覆蓋影響的測試環(huán)節(jié)，測得在空載覆蓋、均勻分布半載覆蓋和非均勻分布半載覆蓋測試的情況下，前反向業(yè)務(wù)信道覆蓋情況，并將測試結(jié)果以圖形輸出。采用本發(fā)明所述的方法，彌補(bǔ)了現(xiàn)有方法的不足，能夠充分、準(zhǔn)確、全面地確定各種條件下固定波束智能天線系統(tǒng)的覆蓋情況，為全面了解系統(tǒng)性能提供了保障。
文檔編號H04W88/08GK1809198SQ200510002289
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者李晟 申請人:中興通訊股份有限公司