CN1237869A

CN1237869A - 码分多址网络中优化前向链路覆盖范围的方法

Info

Publication number: CN1237869A
Application number: CN99104418A
Authority: CN
Inventors: 金建烨; 魏平焕
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-03-28
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 1999-12-08
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: US6456652B1; KR100278019B1; CN1115927C; KR19990076181A; AU2140999A; AU730099B2

Abstract

在CDMA网络的小区中优化前向链路覆盖范围的方法，包括如下步骤：确定有关小区的前向链路覆盖范围的参数；在现场测试期间在小区中采集与RSSI、E_c/I_o、FFER和码片延迟有关的数据；分析现场测试数据，确定其中预定量的有关RSSI、E_c/I_o、FFER的数据不符合预定阈值的盲区；调整至少一参数以消除任何盲区；确定盲区是否超过总小区区域的所需百分比；及确定前向和反向链路是否均衡，如果不均衡，则调整至少一参数以均衡各链路。

Description

码分多址网络中优化前向链路覆盖范围的方法

本发明涉及一种在CDMA(码分多址)网络中优化前向链路覆盖范围的方法。

覆盖范围优化是可在CDMA网络中进行的几种优化之一。覆盖范围优化分成前向链路覆盖范围优化和反向链路优化覆盖范围优化。

当前向链路覆盖范围小于反向链路覆盖范围时，传统的前向链路覆盖范围优化方法通过简单地调整发射机衰减(TX_ATTEN)而增加导频信号的发射功率来扩展前向链路覆盖范围。类似地，当前向链路覆盖范围大于反向链路覆盖范围时，该方法通过简单地调整TX_ATTEN而降低导频信号的发射功率来减小前向链路覆盖范围。

如果发射功率的调整不足以控制前向链路覆盖范围，则根据基站高度和相邻建筑物高度而调整天线高度和倾角。

当在相邻基站之间出现干扰时，通常将两个基站或其中一个的天线的倾角向下调整3到5度，以降低干扰。

此外，将天线的主瓣方向调整至主要街道方向，以增大移动台的接收信号强度或改善越区切换的接入率。

优化CDMA网络中覆盖范围的现有方法不能实现CDMA网络的最大性能，这是因为这些方法仅调整基站的最大输出电平。

应理解的是，在整个说明书中，除非需要，词语“包括”及其相近词是指包含所提及的整数或整数组而不排除任何其他的整数或整数组。

本发明的目的在于提供一种在CDMA网络中优化前向链路覆盖范围的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种在CDMA网络的小区中优化前向链路覆盖范围的方法，该方法包括如下步骤：

确定与小区的前向链路覆盖范围有关的参数；

在现场测试期间在所述小区中采集与RSSI、E_c/I_o、FFER和码片延迟有关的数据；

分析现场测试数据，以确定其中预定量的有关RSSI、E_c/I_o、FFER的数据不符合预定阈值的盲区(shadow area)；

调整所述参数中的至少一个，以消除任何盲区；

确定所述盲区是否超过总小区区域的所需百分比；以及

确定前向和反向链路是否均衡，如果不均衡，则调整所述参数中的至少一个，以均衡所述各链路。

最好，确定参数的步骤包括采用一模型来估计最大路径损耗的步骤。

最好，该模型包括对小区的形态的补偿。

最好，确定参数的步骤还包括确定天线的方位、倾角、增益和类型的步骤。

最好，确定参数的步骤还包括确定开销信道(overhead channel)的数字增益和每个业务信道的数字增益的步骤。

最好，开销信道包括导频信道、同步信道和寻呼信道，并且选择该数字增益满足条件：导频覆盖范围=业务信道覆盖范围。

最好，选择该数字增益满足条件：导频覆盖范围≤同步信道覆盖范围。

最好，选择该数字增益满足条件：导频覆盖范围≤寻呼信道覆盖范围。

最好，该确定数字的步骤包括检查每个扇区每个频率指定的功率输出是否相等的步骤，在该步骤中，如果不相等，则调整相应的功率输出。

最好，该确定参数的步骤还包括确定小区的前向功率控制参数的步骤，所述前向功率控制参数包括Max_Tx_Gain、Min_Tx_Gain、Big_Up_Delta及Small_Up_Delta。

最好，该方法还包括在现场测试期间向所述小区附加正交载波噪声的步骤。

最好，该分析步骤包括将小区分成多个单元区域并逐个单元区域地分析现场测试数据的步骤。

最好，所述分析步骤包括一步骤，在该步骤中，如果单元区域中预定量的有关RSSI、E_c/I_o和FFER的数据与预定阈值相符，则将该单元区域认作覆盖区。

最好，如果单元区域中少于预定量的有关RSSI、E_c/I_o和FFER的数据与预定阈值相符，则将该单元区域认作盲区。

最好，所述预定量是95％。

最好，该调整所述参数中的至少一个的步骤包括一步骤，在该步骤中，当由于RSSI与其对应的阈值不符而引起盲区时，调整下列中的一个或多个：天线方位、天线倾角、前向功率控制参数的Max_Tx_Gain、基站的TX-ATTEN。

最好，该调整所述参数中的至少一个的步骤包括一步骤，在该步骤中，当由于E_c/I_o与其对应的阈值不符而引起盲区时，调整下列中的至少一个：天线方位、天线倾角、相邻小区的功率输出。

最好，所述调整所述参数中的至少一个的步骤包括一步骤，在该步骤中，当由于FFER与其对应的阈值不符而引起盲区时，调整下列中的至少一个：所述前向功率控制参数的Max_Tx_Gain、Min_Tx_Gain、Big_Up_Delta及SmallUp_Delta。

最好，所述调整所述参数中的至少一个的步骤还包括一步骤，在该步骤中，当由于FFER与其对应的阈值不符而引起盲区时，测量前向链路上的本底噪声，并消除噪声源。

最好，所述采集数据的步骤包括采集码片延迟数据，所述方法还包括一步骤，在该步骤中，在所述调整所述参数中的至少一个的步骤之后，将与码片延迟有关的所述现场测试数据与进一步的阈值相比较，指出预定量所述数据不与所述进一步的阈值相符合的区域，并调整下列中的至少一个：天线的倾角和方位、相邻基站输出。

最好，该确定是否存在任意盲区的步骤还包括如下步骤：

在进一步的现场测试期间，在所述小区中采集与RSSI、E_c/I_o、FFER和码片延迟有关的进一步的数据；

分析所述进一步的现场测试数据，以确定其中与RSSI、E_c/I_o、FFER有关的预定量的数据不与预定阈值相符的盲区。

下面将参照附图及本发明一实施例来描述本发明，附图中：

图1a和1b表示根据该实施例在CDMA网络中优化前向链路覆盖范围的方法的流程图。

采用如下方程1来确定CDMA网络中前向链路上的小区尺寸：

\frac{E_{c}}{N_{t}} = \frac{ζ_{p} \cdot P_{c} \cdot G_{c} \cdot G_{m} \cdot 1 / L}{{(N_{o} W)}_{m} + I_{o} W + I_{oc} W}

在方程1中，E_c/I_t是指导频信号码片能量与移动台总输入功率谱密度之比值；ζ_p是分配到导频信道的部分小区发射功率；P_c是小区发射功率(W,瓦特)，W是带宽；G_c和G_m分别是小区和移动台的天线增益，它们包括线缆损耗；L是前向链路上的传播损耗；(N_oW)_m是在移动台放大器输入端上的热噪声功率；I_oW是由于相同小区(same-cell)传输引起的干扰功率，其中相同小区是指移动台所处的小区；及I_ocW是由于其他小区传输引起的干扰功率。

确定前向链路上的小区尺寸的一个因素是最大可允许传播损耗L_MAX。L_MAX与基站和移动台的天线增益、噪声、干扰和基站的发射功率有关。

前向链路覆盖范围的优化包括保证前向链路上的传输损耗不超过前向链路上的最大可允许传播损耗L_MAX。但是，前向链路上的覆盖区还受到来自其他小区及相同小区中其他移动台的干扰、移动台与干扰源之间的传播损耗、CDMA网络中小区负载和业务量分布的影响。因此，最大可允许传输损耗L_MAX根据仿真来提供用于确定CDMA网络参数的起始值。根据现场测量来对网络参数进行进一步的校正，以优化网络。下面将详细描述该方法。估计最大路径损耗

在第一步，选择用于估计最大路径损耗的路径损耗模型。如果在设计网络时曾使用一模型，则最好在前向链路覆盖范围的优化期间使用相同的模型。在该实施例中，采用如下改进Hata模型：

路径损耗：L_mh=L_p+S_o+a_x+S_ks+B_o

其中：

L_p=69.55+26.16logf_c-13.82log(H_b)=[44.9-6.55log(H_b)]log₁₀d

S_o=(1-U_r)[(1-2U_r)L_po+4U_rL_px]

a_x=(1-U)a(H_m)+U[a₂(H_m)F₁+a₄(H_m)F₂]

S_{ks} [27 + \frac{f}{230}] \log [\frac{17 (H_{b} + 20)}{17 (H_{b} + 20) + d^{2}}] + 1.3 - \frac{| f - 55 |}{750}

B_o=25log(B₁)-30

F_{1} = \frac{300^{4}}{f^{4} + 300^{4}}

F_{2} = \frac{f^{4}}{f^{4} + 300^{4}}

S_o表示郊区/城区校正量，a_x表示整体高度校正量，S_ks表示地球曲率校正量，B_o表示建筑物百分比的校正量，F₁和F₂是传递函数。

下面的表格表示的是改进的Hata模型中所使用的参数及它们的有效范围。

参数	定义	有效范围
参数	定义	有效范围	H_bH_mUU_rB_rdf	基站天线高度，m移动天线高度，m0=小/中，1=大0=开放区，0.5=郊区，1=城区该区中建筑物百分比(额定值为B_r=15.849)范围，km(不超出水平线)频率，MHz	30-3001-100或10-13-501-100100-3000

参见：Kazimierz Siwiak，“个人通信的无线电波传播和天线(RadiowavePropagation And Antennas For Personal Communications)”，第七章，132-134页。

根据周围区域的形态及基站的工作频率来选择这些参数的值。这示于图1a的步骤S10中。

最大路径损耗是设计网络及求出与前向链路有关的参数的开始基础。确定天线参数

接下来，根据该区域的形态、业务量和相邻小区来确定基站天线的方位、倾角、增益及类型(扇形或全向)。这示于图1a的步骤S20中。确定每个信道的数字增益

然后，将总的基站发射功率在开销信道和业务信道之间分配。开销信道包括导频信道、同步信道和寻呼信道。将一些功率分配到开销信道上，而将剩余的功率分配给各业务信道。然后计算对应于每个业务信道的功率的数字增益。这示于图1a的步骤S30中。

例如，对于其总的功率输出为20瓦特的基站，功率是这样分配的。首先，校准该数字增益，以将其值为127的数字增益与5W(瓦特)的输出功率相对应。校准常数计算为5W/127²=0.31mW(毫瓦特)。

功率是首先以如下方式分配到开销信道上的。

信道	数字增益	功率	占总功率的％
信道	数字增益	功率	占总功率的％	导频信道同步信道	10834	3.62W0.36W	18.1％1.84％

寻呼信道

95

2.8W

14.3％

如上述表格所示，开销信道占用总功率的34.2％，即6.78W。其余功率13.22W均匀地在各业务信道之间分布。假定有21个业务信道，则

每个业务信道的功率=13.22W/21=0.629W

在上述示例中，假定了将在基站中使用最多21个业务信道。未分配到开销信道上的功率在21个可能的业务信道中分割，以实现每个业务信道的功率分配。然后采用该校准常数来确定每个业务信道的数字增益。

最好，分配到开销信道的功率满足如下条件：

导频覆盖范围=业务信道覆盖范围；

导频覆盖范围≤同步信道覆盖范围；

导频覆盖范围≤寻呼信道覆盖范围。确定每个FA/扇区的输出

当基站在超过一个的频率指定(FA)上工作或当天线类型为扇形天线时，求每个扇区上每个FA的功率输出的总和及对它们进行比较。如有必要，调整分配到业务和/或导频信道的功率，以使每个扇区每个FA的输出相等。硬切换需要相等的输出，这是由于每个FA的覆盖范围必须相等，以防止呼叫中断。这示于图1a的步骤S40中。附加正交信道噪声

接下来，采用正交信道噪声仿真器(OCNS)来将正交信道噪声引入小区。这样做是为了在进行现场测试(如下所述)时以所需电平来仿真小区中的业务。这示于图1a的步骤S50中。建立前向功率控制参数

下面建立和记录基站的前向功率控制参数。这些参数包括Nominal_Gain(额定增益)、Max_Tx_Gain(最大发射增益)、FER_Thershold(帧差错率阈值)、Big_Up_Delta(增大变量)及Small_Up_Delta(降低变量)。这示于图1a的步骤S60中。进行现场测试并分析结果

接下来，如图1a的步骤S70所示，当移动台在小区内运动时从移动台采集数据。采集到的数据与RSSI(接收信号强度指示符)、E_c/I_o(导频码片能量与总功率谱密度之比)、FFER(前向帧差错率)和码片延迟有关。

为了分析所采集到的数据，最好将小区分成多个单元区域，其每个单元区域为10米×10米。对在每个单元区域在现场测试期间获得的数据进行分析，以确定满足预定的服务覆盖范围标准的数据的百分比。如果有95％的数据满足服务覆盖范围标准，则将该单元区域认为是覆盖区域，否则将其认为是盲区(shadow area)。

服务覆盖范围的标准是：

RSSI必须大于第一阈值Th1；

E_c/I_o必须大于第二阈值Th2；及

FFER必须小于第三阈值Th3。

以上比较示于图1a和1b的步骤S80、S90和S100中。

在对小区的每个单元区域完成分析之后，调整天线、有效发射功率和/或前向功率控制参数，以消除任何盲区。

为了对其中RSSI≤Th1的盲区进行校正，通过调整TX_ATTEN、前向功率控制参数的Max_Tx_Gain值，来调整下列至少一个参数：天线倾角和/或方位、基站的有效发射功率。这示于图1a的步骤S150中。

为了对其中E_c/I_o≤Th2的盲区进行校正，对如下的一个或多个参数进行调整：天线倾角、天线方位、相邻基站的功率输出。这示于图1a的步骤S160中。

为了对其中FFER≥Th3的盲区进行校正，进行下述一个或多个步骤：通过调整TX_ATTEN来调整基站的有效发射功率；测量盲区中前向链路上的本底噪声并消除噪声源；调整前向功率控制参数Max_Tx_Gain、Min_Tx_Gain(最小发射增益)、Big_Up_Delta及Small_Up_Delta。这示于图1b的步骤S170中。

尽管图1a和1b中所示的流程图表示出分析步骤S80、S90和S100与相应的调整步骤S150、S160和S170同时进行，但应理解的是，可在进行调整之前对所有单元区域进行分析。这使得在进行任何调整之前能够对整个小区有了总体了解。

此外，将在现场测试期间测量到的与码片延迟有关的数据与第四阈值Th4相比较。在该实施例中，为第四阈值Th4赋予±5个码片的值。如果该码片延迟超过第四阈值Th4，则认为该单元区域具有码片延迟问题，不管该单元区域是盲区还是覆盖区。在已对整个小区进行码片延迟的比较之后，进行调整以消除具有码片延迟问题的任何区域。可进行任意一个或多个如下调整来消除码片延迟问题：调整相邻基站的输出；调整天线的倾角和/或方位。这示于图1b的步骤S180中。确定盲区

在进行所有调整之后进行进一步的现场测试。以与上述方式相同的方式对从该进一步的现场测试获得的数据进行分析，以确定是否存在任何遗留的盲区。这示于图1b的步骤S120中。如果小区的5％以上为盲区，则需要进一步的处理，如图1的步骤S190所示。这种进一步的处理通常要求修改CDMA网络设施如附加系统或中继站。

如果整个小区区域中有5％或更少的部分为盲区，则可认为该小区是令人满意的。均衡前向和反向链路

接下来，对前向和反向链路的覆盖范围进行比较，来查看它们是否均衡。这示于图1b的步骤S130中。如果比较结果表明前向和反向链路为均衡，则该前向链路覆盖范围已成功地得到优化。

如果前向链路覆盖范围小于反向链路覆盖范围，则不在相邻小区之间的一些重叠区域进行导频捕获，并且越区切换失败概率将增大。

如果前向链路覆盖范围大于反向链路覆盖范围，则不在相邻小区之间的一些重叠区域进行越区切换，并且两个基站的导频信号均引起干扰。

为了均衡前向和反向链路，进行如下调整中的一个或多个：调整天线的倾角和/或方位；通过调整TX_ATTEN来调整基站的有效发射功率。在进行调整之后，在步骤S130再次测试前向和反向链路。

本发明降低了在CDMA系统中优化前向链路覆盖范围所需的时间和劳动成本，并简化了其中要改变大量参数的优化处理。

已经在附图和详细描述中通过示例方式示出了本发明的具体实施例，但本发明还可采用各种变型或替换形式。应理解的是，本发明并不局限于所公开的特定形式，相反，本发明覆盖落入由所附权利要求书所限定的本发明精神和范围内的所有变型、等效和替换形式。

Claims

1．一种在CDMA网络的小区中优化前向链路覆盖范围的方法，包括如下步骤：

确定与小区的前向链路覆盖范围有关的参数；

在现场测试期间在所述小区中采集与RSSI(接收信号强度指示符)、E_c/I_o(导频码片能量与总功率谱密度之比)、FFER(前向帧差错率)有关的数据；

分析现场测试数据，以确定其中预定量的有关RSSI、E_c/I_o或FFER的数据不符合预定阈值的盲区(shadow area)；

调整所述参数中的至少一个，以消除任何盲区；

确定所述盲区是否超过总小区区域的所需百分比；以及

2．如权利要求1所述的方法，其中所述确定参数的步骤包括采用一模型来估计最大路径损耗的步骤。

3．如权利要求2所述的方法，其中所述模型包括对小区的形态的补偿。

4．如权利要求2或3所述的方法，其中所述确定参数的步骤还包括确定天线的方位、倾角、增益和类型的步骤。

5．如权利要求2至5中的任意一项所述的方法，其中所述确定参数的步骤还包括确定开销信道的数字增益和每个业务信道的数字增益的步骤。

6．如权利要求5所述的方法，其中所述开销信道包括导频信道、同步信道和寻呼信道，并且选择所述数字增益满足条件：导频覆盖范围=业务信道覆盖范围。

7．如权利要求5所述的方法，其中选择所述数字增益满足条件：导频覆盖范围≤同步信道覆盖范围。

8．如权利要求5或6所述的方法，其中选择所述数字增益满足条件：导频覆盖范围≤寻呼信道覆盖范围。

9．如权利要求5至8中的任意一项所述的方法，其中所述确定数字增益的步骤包括检查每个扇区每个频率指定的功率输出是否相等的步骤，在该步骤中，如果不相等，则调整相应的功率输出。

10．如权利要求2至9中的任意一项所述的方法，其中所述确定参数的步骤还包括确定小区的前向功率控制参数的步骤，所述前向功率控制参数包括Max_Tx_Gain(最大发射增益)、Min_Tx_Gain(最小发射增益)、Big_Up_Delta(增大变量)及Small_Up_Delta(降低变量)。

11．如前述权利要求中的任意一项所述的方法，还包括在所述现场测试期间向所述小区附加正交载波噪声的步骤。

12．如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述分析步骤包括将小区分成多个单元区域并逐个单元区域地分析现场测试数据的步骤。

13．如权利要求9所述的方法，其中所述分析步骤包括一步骤，在该步骤中，如果单元区域中预定量的有关RSSI、E_c/I_o和FFER的数据与预定阈值相符，则将该单元区域认作覆盖区。

14．如权利要求9或10所述的方法，其中如果单元区域中少于预定量的有关RSSI、E_c/I_o和FFER的数据与预定阈值相符，则将该单元区域认作盲区。

15．如权利要求9至11中的任意一项所述的方法，其中所述预定量是95％。

16．如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述调整所述参数中的至少一个的步骤包括一步骤，在该步骤中，当由于RSSI与其对应的阈值不符而引起盲区时，调整下列中的一个或多个：天线方位、天线倾角、前向功率控制参数的Max_Tx_Gain、基站的TX-ATTEN。

17．如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述调整所述参数中的至少一个的步骤包括一步骤，在该步骤中，当由于E_c/I_o与其对应的阈值不符而引起盲区时，调整下列中的至少一个：天线方位、天线倾角、相邻小区的功率输出。

18．如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述调整所述参数中的至少一个的步骤包括一步骤，在该步骤中，当由于FFER与其对应的阈值不符而引起盲区时，调整下列中的至少一个：所述前向功率控制参数的Max_Tx_Gain、Min_Tx_Gain、Big_Up_Delta及Small_Up_Delta。

19．如权利要求18所述的方法，其中所述调整所述参数中的至少一个的步骤还包括一步骤，在该步骤中，当由于FFER与其对应的阈值不符而引起盲区时，测量前向链路上的本底噪声，并消除噪声源。

20．如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述采集数据的步骤包括采集码片延迟数据，所述方法还包括一步骤，在该步骤中，在所述调整所述参数中的至少一个的步骤之后，将与码片延迟有关的所述现场测试数据与进一步的阈值相比较，指出预定量所述数据不与所述进一步的阈值相符合的区域，并调整下列中的至少一个：天线的倾角和方位、相邻基站输出。

21．如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述确定是否存在任意盲区的步骤还包括如下步骤：

在进一步的现场测试期间，在所述小区中采集与RSSI、E_c/I_o、FFER有关的进一步的数据；

分析所述进一步的现场测试数据，以确定其中与RSSI、E_c/I_o或FFER有关的预定量的数据不与预定阈值相符的盲区。