专利名称：天线调整方法、系统和网络单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统的一种天线调整方法，系统和网络单元。
背景技术：
在所有小区共享同样频率的码分多址(CDMA)网络中，小区服务区域的规划是至关重要的。如果两个CDMA小区的频段重叠增加了，由干扰引起的质量下降也会增加，因为处理增益不会完全消除干扰的影响。在不改变硬件的情况下无线小区的大小只能通过改变发射功率或者天线配置(天线倾斜度或者天线方位)来改变。改变功率潜在地要求基站复位，也就意味着清除小区业务。在UMTS(全球移动通信系统)中，基站也称为节点B。此外，减少小区功率会降低整个小区区域的接收功率，而不仅仅是小区边缘。改变天线方位的代价往往是很昂贵的。
现有的用于寻找合适的天线倾斜角度的方法是根据对小区服务区域的规划工具预测来实现的。驱动测试测量已经被用来完成计划工具结果，但是这既昂贵又耗时。对于天线来说，每个扇区有几个可能的倾斜角不同倾斜角配置的总数为AB(A的B次方)，其中A是每个小区的不同倾斜设置的数目，B是网络中的小区数。对大城市来说，不同倾斜配置的数目可能会达到101000的量级。可以看到，问题在于实际中尝试所有的或甚至是相当的一部分天线倾斜组合来决定最佳配置是不可能的。
发明内容
本发明提供了通信系统的一种改进的天线调节方法，系统和网络单元。根据本发明的一个方面，提供一种天线调节方法，包含在预定无线小区中收集干扰信息，以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理，为每个预定无线小区确定一个与其带给其它小区的干扰有关的倾斜系数，搜索天线倾斜系数满足设定准则的无线小区，以及倾斜搜索到的无线小区的天线。
根据本发明的另一个实施例，提供一种天线调节系统，包括用于在预定无线小区中收集干扰信息的装置，用于以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理的装置，用于为每个预定无线小区确定一个与其带给其它小区的干扰有关的倾斜系数的装置，以及用于搜索天线倾斜系数满足设定准则的无线小区的装置。
根据本发明的另一个实施例，提供一种网络单元，包括用于在预定无线小区中收集干扰信息的装置，用于以特定于无线小区的方式安排收集到的信息进行处理的装置，用于为每个预定义无线小区确定一个倾斜系数的装置，其中倾斜系数与无线小区带给其它小区的干扰有关，以及用于搜索天线倾斜系数满足设定准则的无线小区的装置。
根据本发明的另一个实施例，提供一种天线调节系统，其被构造成用于在预定无线小区中收集干扰信息，以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理，为每个预定无线小区确定一个倾斜系数，其中倾斜系数与无线小区带给其它小区的干扰有关，以及搜索天线倾斜系数满足设定准则的无线小区。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于天线调节的网络单元，其被构造成用于在预定无线小区中收集干扰信息，以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理，为每个预定无线小区确定一个倾斜系数，其中倾斜系数与无线小区带给其它小区的干扰有关，以及搜索天线倾斜系数满足设定准则的无线小区。
本发明的一个实施例使用了由用户终端进行的导频信道信号强度测量，来给出哪个小区应该被下倾的指示。形成有关测量的统计信息，并且根据该统计信息明确哪些小区与很多其它小区重叠并因此应该被下倾以减小重叠区域。可选地，软切换统计可以被用来确定与其它小区有大量重叠的小区。
本发明的方法和系统提供了若干优点。例如，本发明的实施例节省了测量时间和资源，另一个优点是在确定天线倾斜时考虑到了实际用户分布。
下面将参考优选实施例和附图对本发明进行详细的描述，其中图1示出了通信系统的一个例子；图2是根据本发明一个实施例的用于减少小区干扰的方法的流程图；图3示出了两个小区的重叠；图4示出了一个例子，有关产生其它小区对本小区干扰的场合，以及如何根据本发明的一个实施例以特定于无线小区的方式安排信号强度测量结果以进行处理；而图5示出了无线网络控制器的逻辑结构的例子。
具体实施例方式
图1示出了一个可以应用本发明的优选实施例的数据传输系统的例子。本发明可以被应用于多种无线通信系统。UMTS(全球移动通信系统)无线接入网络便是此类通信系统的一个例子。它是一个包含WCDMA(宽带码分多址)技术的无线接入网络，还能够提供实时的基于IP(网际协议)的服务，例如通过到IP网络的连接提供的IP电话技术(IPT)、基于IP的流以及IP多媒体。本领域技术人员明白，根据本发明的方法能够被应用于使用不同调制方法或者不同空中接口标准的系统中。
图1简要图解了可以应用根据本发明的实施例的数字数据传输系统。如图1的例子所示，这是蜂窝无线系统的一部分，包括基站(或所谓的节点B)100，其具有针对用户终端106和108的双向无线链路102和104。用户终端可以是固定的，车载的或者便携式的。基站包括例如发射机。存在从基站的收发信机到天线单元的连接，其建立了到用户终端的双向无线链路。基站进一步连接到无线网络控制器110，该控制器将终端的连接送到网络的其它部分。基站控制器集中控制与它连接的多个基站。
蜂窝无线系统也可以与其它网络通信，例如公共交换电话网或互连网。
然而，实施例并不限于所示例的系统，本领域技术人员也可以将本发明应用于其它具有必要特性的无线系统中。
图2是说明用于降低存在于蜂窝通信系统重叠区域中、由其它小区对本小区的干扰的天线调节方法的一个实施例的流程图。该实施例是一种方法，应用这种方法，在寻找天线需要被倾斜的小区时可以节省需要的时间而且节约资源。换句话说，该实施例的目标是获得要倾斜的候选小区的列表。倾斜通常是下倾。
首先来描述一种重叠情况的例子。图3示出了两个小区的重叠。示例中的系统包含产生无线小区300的基站100和产生无线小区302的基站304。重叠区域306的大小可以通过调节天线倾斜度来改变。下倾减小重叠区域，上倾加大重叠区域。在小区的重叠区域过大的情况下，当干扰增大时会导致蜂窝无线网络质量和/或容量的下降。小区的过度重叠会导致用户终端从太多扇区接收导频信号。这样就引起其它小区对本小区的干扰，从而降低小区容量。此外，由于在密集网络中一个小区区域内能够测量超过最大数目的相邻小区，相邻小区列表规划就变得很困难。这会导致相邻小区的丢失以及相邻小区列表以外的小区产生的干扰。
图2是本发明过程的实施例的示例，其执行从模块200开始。
在模块202中，收集预定无线小区中的干扰的信息。该实施例使用了现有技术的由用户终端进行的导频信号强度测量、切换统计或其它相关信息。这样，举例来说，数据源可以是周期性导频信道信号强度测量、基于事件的导频信道信号强度测量、指示从一个小区到每个邻近小区的软切换的次数的软切换统计、或在每个确定的小区对(源小区/目标小区)之间的软切换上所花费的时间，可能还包括一段时间内基站发射的总平均功率(例如时间长度可能相对较长，或只包含忙时)。
在模块204中，特定地根据无线小区安排收集到的信息以进行处理。例如，可以将数据安排成矩阵格式。图4示出了一个矩阵的例子。
图4示出了有关一个情况的例子，其中产生其它小区对本小区的干扰，并且以特定于无线小区的方式安排从用户终端接收的信号强度测量结果以进行处理。现有技术的由用户终端执行的导频信号测量的一个例子是EcIo(码片能量/总宽带功率)测量。
图1，3，4所示实施例的系统包括产生重叠无线小区的基站(节点B)100，304，402以及具有连往基站304，402的无线连接408，410的用户终端106。该系统通常还包括可以用于存储和处理测量信息的无线网络控制器。在本实施例中，用户终端测量其监听的导频信道的信号强度并发送测量结果到基站，基站则将信号强度转发给无线网络控制器。
在矩阵400中，第一行对应小区A，第二行对应小区B，相应地，矩阵中第一栏对应小区A，第二栏对应小区B。通常，行指示当前服务小区。每个测量报告的服务小区是激活集(active set)中被报告小区中最强的。激活集是同时涉入用户终端与无线接入网(RAN)接入点之间特定通信服务的一组无线链路。
在本例中，矩阵大小是3×3，但是矩阵大小会根据监听到的小区的数目，即测量到的小区的数目而改变。
可以设想用户终端106发送了一个测量报告，其中包含来自三个基站A304，B100和C402产生的小区的测量样本。本例中也用基站名指称小区。基站100的导频信号可以是最强的。这样，相应的小区就是服务小区。测量报告中有关基站B100的所有样本给出矩阵的行B。小区A(图4中的x，也用虚线404表示)的导频信号强度测量报告给出位于行B(第二行)列A(第一列)的EcIo矩阵元素。相应地，小区C(图4中的y，也用虚线406表示)的信号强度样本给出位于行B列C(第二行第三列)的EcIo矩阵元素。最后，最强小区B本身的结果给出EcIo矩阵中的元素B(未在图4中示出)。图4中，用户终端连接到小区B。
测量结果与矩阵元素的关联方式可以变化。例如，它可以是元素当前值的合计，也可以是更复杂的数学运算。通常，每个矩阵元素都由从若干用户终端测量报告收集的若干样本形成。
在模块206中，确定了涉及无线小区正对其它小区造成的干扰的倾斜系数。天线倾斜系数可以通过计算用户终端测量到的信号强度测量结果的平均或者加权平均来确定。也可以运用其它的数学变换。倾斜系数是针对预定小区确定的，例如，这意味着倾斜系数是针对特定地理区域中的小区确定的。理论上，倾斜系数越大，下倾该小区中的天线就更可能改善网络性能。在实际当中，本实施例通常用于确定用于倾斜的候选小区。接着可以针对候选小区，而不是所有预定小区进行任何进一步考察。
接下来解释确定倾斜系数的一个示例。EcIo矩阵中位于行i列j的元素ei，j可以表达为 等式(1)其中Ni，j是测量报告的数目，其中小区i是服务小区，小区j是测量小区之一，t表示测量报告，EcIoi表示用户终端测量的服务小区中每总宽带功率的码片能量，EcIoj表示用户终端测量的小区j中每总宽带功率的码片能量，EcIoj(t)是测量报告t中小区j的Ec/Io值，通常表示为分贝(dB)，∑是一个求和运算。
根据等式(1)不考虑参数Ni，j也可以计算倾斜系数，其中将EcIo值的平均变成它们的和。也可以用其它方法确定倾斜系数。提出以dB而不是线性单位计算均值的原因是因为以分贝为单位的计算更容易。
通常，基站将其从用户终端收到的测量报告送往无线网络控制器。因此，计算(和信息安排)最好在无线网络控制器中进行。如果考虑到在一段时间内基站发送的总平均功率(举例来说，时间段可能相对较长，也可能仅包含忙时)以改进倾斜系数，则无线网络控制器会将矩阵发送给OSS(操作和系统支持)单元。在小区负载不均的通常情况下，将基站发射的总平均功率考虑进来是非常有利的。例如，利用下列等式在计算中考虑一段时间内基站发送的总平均功率e~i,j=Pjlog10(ei,j10),]]>等式(2)其中，ei，j是EcIo矩阵中第i行第j列的元素，Pj是一段时间内基站发射的总平均功率。
等式(2)的目的在于考虑到EcIo值是从导频信道测量得到的，所以不反映该小区对其它小区造成的总干扰。使用对数(log10)将结果从分贝变换为毫瓦。
可以为每个预定小区计算一个倾斜系数。这可以使用如下等式得到Ti=Σjne~i,jk,]]>等式(3)其中n是EcIo矩阵的行数，k是加权因子，∑表示求和运算。
适当选择加权因子k对所选的倾斜系数进行加权。最好是，加权因子k确定大倾斜系数被加重到多大程度以影响等式(3)计算得到的总倾斜系数。参数k可以根据主要情况进行改变。
在模块208中，搜索天线倾斜系数满足设定准则的无线小区。准则有很多不同选择。例如，准则可以是倾斜系数超出天线倾斜系数平均值一个预定量(可以使用门限)。
在模块210中，搜索到的无线小区的天线被上倾或者下倾。通常情况下，倾斜是下倾以减少干扰。倾斜的精确值由测试给出。倾斜的调整可以是连续的，也可以是渐进的。
实施例的执行结束于模块212。箭头214描述了一种重复实施例的可能情况。
参见图5，一个简化框图示出了一个无线网络控制器(RNC)的结构示例。如前所述，RNC是UTRAN的交换和控制单元。交换单元500负责核心网络与用户终端之间的连接。无线网络控制器位于在Iub502和Iu514接口之间。无线网络控制器通过接口单元504，512连接到这些接口。还有一个用于RNC间传输的接口，称为Iur516。无线网络控制器的具体实现取决于设备提供商。
无线网络控制器的功能可以分为两类UTRAN无线资源管理508和控制功能506。操作与管理接口功能510作为针对网络管理功能传送信息的介质。无线资源管理功能是一组用于共享和管理无线路径连接，使得连接有足够的质量和容量的算法。无线资源管理算法的例子有切换控制、功率控制、准入控制、分组调度和码管理。UTRAN控制功能负责有关建立，维持和释放基站与用户终端之间的无线连接的功能。在本实施例中，控制功能还执行了确定倾斜系数、搜索要倾斜的无线小区、以及当远程倾斜能够实现时倾斜所选天线的功能。在本实施例中，控制功能还包括一个存储单元518，用于以例如矩阵形式存储确定倾斜系数所需的信息。存储单元也可以是一个独立的单元。
本发明的实施例的功能，例如安排导频信号强度测量信息和确定倾斜系数，可以用软件方式由UTRAN控制功能实现。例如，实现方案也可以是ASIC(专用集成电路)元件。不同实现方法的混合也是可行的。
天线倾斜可以本地或者远程进行，如果所需的装置可用的话。
虽然上文是参考根据附图的例子来描述本发明的，但是很显然，本发明并不限于此，而是可以按照在所附权利要求的范围内的方式进行修改。
权利要求
1.一种天线调节方法，包含收集有关预定无线小区中干扰的信息；以特定于无线小区的方式安排收集的信息以进行处理；为至少一个预定无线小区确定一个倾斜系数，该倾斜系数与该无线小区带给其它小区的干扰有关；搜索天线倾斜系数满足预定准则的无线小区；以及倾斜搜索到的无线小区的天线。
2.根据权利要求1的方法，其中收集步骤包含收集有关干扰的信息，其中包含由用户终端测量的导频信道信号强度测量结果。
3.根据权利要求1的方法，其中收集步骤包括收集包含软切换统计的信息。
4.根据权利要求1的方法，其中收集步骤包括收集包含在一段预定时间内基站发射的总平均功率的信息。
5.根据权利要求1的方法，其中收集步骤包含收集排列在一个矩阵中的所收集的信息。
6.根据权利要求1的方法，其中确定步骤包含通过计算用户终端测量的信号强度测量结果的平均或加权平均来确定天线倾斜系数。
7.根据权利要求1的方法，其中搜索步骤包括搜索天线倾斜系数满足预定准则的无线小区，该预定准则是超出所确定的天线倾斜系数的平均值一个预定量的数值。
8.一种天线调节系统，包含收集装置，用于收集有关预定无线小区中的干扰的信息；安排装置，用于以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理；确定装置，用于为至少一个预定无线小区确定一个倾斜系数，该倾斜系数与该无线小区带给其它小区的干扰有关；和搜索装置，用于搜索天线倾斜系数满足预定准则的无线小区。
9.根据权利要求8的系统，其中有关干扰的信息包含由用户终端测量的导频信道信号强度测量结果。
10.根据权利要求8的系统，其中信息包括软切换统计。
11.根据权利要求8的系统，其中信息包含在一段预定时间内基站发射的总平均功率。
12.根据权利要求8的系统，其中安排装置将收集的信息排列在一个矩阵中。
13.根据权利要求8的系统，其中确定装置通过计算用户终端测量的信号强度测量结果的平均或加权平均来确定天线倾斜系数。
14.根据权利要求8的系统，其中预定准则是超出所确定的天线倾斜系数的平均值一个预定量的数值。
15.一种用于调节天线的网络单元，包含收集装置，用于收集有关预定无线小区中的干扰的信息；安排装置，用于以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理；确定装置，用于为至少一个预定无线小区确定一个倾斜系数，该倾斜系数与该无线小区带给其它小区的干扰有关；和搜索装置，用于搜索天线倾斜系数满足预定准则的无线小区。
16.根据权利要求15的网络单元，其中有关干扰的信息包含由用户终端测量的导频信道信号强度测量结果。
17.根据权利要求15的网络单元，其中信息包括软切换统计。
18.根据权利要求15的网络单元，其中信息包含在一段预定时间内基站发射的总平均功率。
19.根据权利要求15的网络单元，其中安排装置将收集的信息排列在一个矩阵中。
20.根据权利要求15的网络单元，其中确定装置通过计算用户终端测量的信号强度测量结果的平均或加权平均来确定天线倾斜系数。
21.根据权利要求15的网络单元，其中预定准则是超出所确定的天线倾斜系数的平均值的数值。
22.根据权利要求15的网络单元，其中预定准则是超出所确定的天线倾斜系数的平均值一个预定量的数值。
23.一种天线调节系统，被构造成用于收集有关预定无线小区中的干扰的信息；以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理；为至少一个预定无线小区确定一个倾斜系数，该倾斜系数与该无线小区带给其它小区的干扰有关；和搜索天线倾斜系数满足预定准则的无线小区。
24.一种用于调节天线的网络单元，被构造成用于收集有关预定无线小区中的干扰的信息；以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理；为至少一个预定无线小区确定一个倾斜系数，该倾斜系数与该无线小区带给其它小区的干扰有关；和搜索天线倾斜系数满足预定准则的无线小区。
全文摘要
根据本发明的一个实施例，提供一种天线调节方法、系统和网络单元。该系统包含用于在预定义无线小区中收集干扰信息的机制，用于以特定于无线小区的方式安排收集到的信息以进行处理的机制，用于为每个预定无线小区确定一个倾斜系数的机制，其中倾斜系数与该无线小区带给其它小区的干扰有关，以及用于搜索天线倾斜系数满足设定准则的无线小区的机制。
文档编号H04M3/18GK1578523SQ20041006168
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月24日 优先权日2003年6月27日
发明者安蒂·库尔尼, 艾利·哈玛雷宁, 艾奇姆·韦克, 卡里·斯皮拉 申请人:诺基亚公司