专利名称：高速移动条件下智能天线性能测试方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种移动通信网络中高速移 动条件下智能天线性能的测试方法。
背景技术：
在移动通信系统(例如TD-CDMA)的外场试验环境中，为了验 证高速移动条件下TD-SCDMA系统智能天线性能，需要将同一地点 的高速移动条件下的智能天线性能测试结果(例如天线增益和方位角 DOA)与静止条件下的智能天线性能测试结果进行比较。在实际环境 中，由于测试车辆移动速度和车栽GPS系统定位精度等因素的影响， 很难将高速移动条件下与静止条件下获得的测试数据进行精确比较， 从而无法得出准确合理的结论。
例如在智能天线增益测试中，需要将同一测试点在移动条件下和 静止条件的智能天线增益进行比对。因此在移动条件下，随着运栽车 辆的移动，路测系统应当准确记录当经过对比测试点时的测试数据， 以便能够与该测试点的静止测试结果进行准确对比。作为路测系统的 一部分，车栽GPS系统主要用于获得和记录移动过程中每次测量所在 的地理位置信息，通常按照预定时间间隔(例如0.5s)。因此在高速 移动(80km/h以上)条件下，通过GPS将很难捕捉到与静止点地理 位置完全相同的点；同时，在高速移动条件下，GPS还导致记录位置 信息不准确的问题，即所谓飘移现象。
又例如在移动条件下智能天线DOA测试中，为了衡量智能天线 跟踪能力，需要在路测系统中记录测试点的地理位置信息，并且需要 将同 一 时刻基站中的测试结果和路测系统中的真实测试结果进行比 对。然而GPS地理位置信息的飘移现象导致难以获得准确的测试数
据，并且基站时间与路测系统时间难以准确对准。
发明内容
本发明提供了一种移动通信系统中移动条件下测量基站智能天线
跟踪能力的方法，包括步骤
通过路测系统在移动条件下经由呼叫和正常通话过程获得一组终 端侧测试数据，其中该组终端侧测试数据包括含有与来自基站预定信 令信号对应的信息的信令记录，和N个均含有用于计算方位角的测试 数据的测试数据记录，每个所述测试数据记录按预定时间间隔记录；
在上述过程的同时，在基站中记录与所述终端侧测试数据对应的 一组基站侧测试数据，其中该组基站侧测试数据包括含有与所述预定 信令信号的回应消息对应的信令信息的系统帧记录，和含有基站所测 量的路测系统所针对的终端的方位角的帧记录； 针对该组所述终端侧测试数据，
搜索到所迷信令记录以获得该信令记录含有的时间Tts;
搜索到这样的测试数据记录，即其地理位置信息所指示的地 理位置与预定静止点地理位置最接近，从而获得该记录的时间Tl;
计算该时间Tl与Tts之间的时间差T;
在该组终端侧测试数据中，以时间Tl的记录为中心，前后 各取第一预定数目的测试记录，进行时间统计平均，然后依据计算结 果计算平均终端真实方位角；
针对该组基站侧测试数据，
搜索到搜索到所述信令记录的回应消息的相应的系统帧记录 以获得相应的系统帧号Fbs;
根据下式计算该组基站测试数据中的测试点对应帧号测试 点帧号-Fbs+MOD ( (T/物理子帧时间周期)/超帧长度)+1NT ( ( T/ 物理子帧时间周期)/超帧长度)*超帧长度，其中MOD为求余函数； 和
在该组基站侧测试数据中，以测试点帧号的帧记录中心，前
后各取第二预定数目的帧记录，对该测试点帧号的帧记录和所述取得
的帧记录的方位角进行时间统计平均，以获得平均方位角；和
比较所述平均终端方位角和所迷平均方位角。
本发明还提供了一种移动通信系统中移动条件下测量基站智能天 线赋形增益的方法，包括步骤
针对多个被测终端的每一个，通过路测系统在移动条件下经由与 基站的通信过程获得一组终端侧测试数据，该组终端侧测试数据包括 含有N个均含有用于计算赋形增益的测试数据的测试数据记录，每个 所述测试数据记录按预定时间间隔记录，并且每第INT (i/M) *1\1个 测试数据记录含有获得该记录的测试数据时路测系统所位于的地点的 地理位置信息，每个所述测试数据记录还含有获得该记录的路测系统 端时间的定时信息，其中N、M是大于1的整数，N大于等于M，i^ N， 并且INT是取整函数；
针对每组所述终端侧测试数据，
搜索到这样的测试数据记录，即其地理位置信息所指示的地 理位置与预定静止点地理位置最接近，以该记录作为基准记录；和 以该基准记录为中心，前后各取预定数目的测试记录，分别
对该基准记录和所述取得的测试记录中的每个用于计算赋形增益的数 据进行时间统计平均以获得平均数据；
基于所述多个终端的多组所述终端侧测试数据的平均数据进一 步 计算平均数据；和
根据所述进一步计算的平均数据计算赋形增益。
根据下面结合附图对实施例所进行的描述可更加全面地理解本发 明的上述和其它目的、特征和优点，其中
图1基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件 下智能天线跟踪能力测试具体环境；
图2基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件
下智能天线赋形增益测试具体环境；
图3基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件 下智能天线跟踪能力测试方法的例子；
图4基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件 下智能天线赋形增益测试方法的例子。
具体实施例方式
在下面的描述中，给出了某些具体细节以便提供对本发明多个实 施例的充分理解。不过，本领域技术人员可知，没有这些细节也能实 现本发明。在其他情况下，没有详细表示或描述与计算机、传输介质、 测量设备、记录设备等设备有关的公知结构，以避免不必要地干扰对 本发明实施例的描述。
除非内容需要，否则在后面的说明书和权利要求书中，词语"包 括"及其变化被解释成开放的"包含"的意思，即"包括，但不限于"。
本发明提出了一种基于位置平均和时间平均的综合数据分析方 案，有效地提高了数据分析的精确度和结论的准确性。
图1基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件 下智能天线跟踪能力测试具体环境。
优选地，测试区域为高速公路3，四周空旷，公路方向应尽可能 与基站1的面状天线方向平行。
由路测车辆2携带测试系统，该测试系统包括测试终端，路测系 统(含GPS系统) 一套，测试终端与路测系统直接相连。
在测试时测试车辆l携带测试终端和路测系统沿高速公路3高 速行使(速度保持在80km/h以上)，路测系统记录相应终端侧数据， 基站侧记录网络侧数据。
图3基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件 下智能天线跟踪能力测试方法的例子。
如图3所示，在步骤S1，通过路测系统在移动条件下经由呼叫和 正常通话过程获得一组终端侧测试数据，其中该组终端侧测试数据包括含有与来自基站预定信令信号对应的信息的信令记录，和N个均含 有用于计算方位角的测试数据的测试数据记录，每个所述测试数据记 录按预定时间间隔记录。
在步骤S2，在基站中记录与所述终端侧测试数据对应的一组基站 侧测试数据，其中该组基站侧测试数据包括含有与所述预定信令信号 的回应消息对应的信令信息的系统帧记录，和含有基站所测量的路测 系统所针对的终端的方位角的帧记录。
接着，在测试数据处理系统中，针对该组所述终端侧测试数据， 在步骤S3，搜索到所述信令记录以获得该信令记录含有的时间Tts; 在步骤S4，搜索到这样的测试数据记录，即其地理位置信息所指示的 地理位置与预定静止点地理位置最接近，从而获得该记录的时间Tl; 在步骤S5，计算该时间Tl与Tts之间的时间差T;在步骤S6，在该 组终端侧测试数据中，以时间Tl的记录为中心，前后各取第一预定 数目的测试记录，进行时间统计平均，然后依据计算结果计算平均终 端真实方位角；在步骤S7，针对该组基站侧测试数据，搜索到相应的 系统帧记录以获得相应的系统帧号Fbs;在步骤S8，根据下式计算该 组基站测试数据中的测试点对应帧号测试点帧号-Fbs+MOD ( (T/ 物理子帧时间周期)/超帧长度)+INT ( (T/物理子帧时间周期)/超 帧长度)*超帧长度，其中MOD为求余函数；在步骤S9,在该组基 站侧测试数据中，以测试点帧号的帧记录中心，前后各取第二预定数 目的帧记录，对该测试点帧号的帧记录和所述取得的帧记录的方位角 进行时间统计平均，以获得平均方位角；在步骤SIO，比较所述平均 终端方位角和所述平均方位角。
测试数据处理系统可以是基于计算机的数据处理系统，其能够通 过例如有线/无线网络、专用连接、移动存储介质等传输介质从路测系 统和基站获得测试数据，并通过软件、硬件或其结合的方式来执行上 迷步骤S3 S10。
下面将结合图1的具体例子来说明上述方法。 针对高速移动条件下的智能天线跟踪能力的具体测试方法是将基
站侧记录的DOA信息与同一时间的GPS记录的终端位置信息进行比 较。在实际测试中，需要克服以下困难
1) 路测系统时间与基站时间无法准确对齐。
2) 高速移动条件下，GPS系统将出现飘移现象，记录精度降低。 针对上述影响，本发明提出了一种简单易行的时间校准方法和时
间统计平均方法，较好地满足高速移动条件下智能天线的跟踪能力的 分析要求，具体方法如下
1) 在路测系统记录的上述终端侧测试数据中，找到Call setup信 令(即上述信令记录)，记录该信令对应的终端侧记录时间为Tts。
2) 在终端侧测试数据中，依据GPS位置信息，找出与静止点(例 如测试点Pl、 P2、 P3)地理位置最接近的测试点，记录与该点对应 的时间，计算该时间点与Tts之间的时间差T。
3) 在终端侧测试数据中，以此点为中心，前后各取5组测试数 据(假定参数上报周期为100ms)，进行时间统计平均，并计算终端 真实方位角。
4) 在基站侧测试数据中中，找到与Call setup对应的回应消息 IN一syc (即系统帧记录)，记录该信令对应的系统幀号为Fbs。
5) 计算测试点对应帧号，公式如下
测试点帧号-Fbs+MOD( ( T/物理子帧时间周期)/超帧长度)+INT ((T/物理子帧时间周期)/超帧长度)*超帧长度。
6) 在基站侧测试数据中，以测试点帧号为中心，前后各取5组 DOA测试数据，进行时间统计平均。
7) 参数比较(例如求DOA与终端真实方位角的差)。
图2基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件
下智能天线赋形增益测试具体环境。
优选地，测试区域为高速公路3，四周空旷，公路方向应尽可能 与基站1的面状天线方向平行。
由路测车辆2携带测试系统，该测试系统包括测试终端Ml和 M2，路测系统(含GPS系统) 一套，测试终端Ml和M2与路测系 统直接相连。
在测试时测试车辆l携带测试终端Ml、 M2和路测系统沿高速 公路3高速行使(速度保持在80km/h以上)，路测系统记录相应终 端侧数据，基站侧记录网络侧数据。
图4基于本发明的一个实施例示出了在外场测试中高速移动条件 下智能天线赋形增益测试方法的例子。
如图4所示，在步骤S20,针对多个被测终端的每一个，通过路 测系统在移动条件下经由与基站的通信过程获得一组终端侧测试数 据，该组终端侧测试数据包括含有N个均含有用于计算赋形增益的测 试数据的测试数据记录，每个所述测试数据记录按预定时间间隔记录， 并且每第INT (i/M) ^M个测试数据记录含有获得该记录的测试数据 时路测系统所位于的地点的地理位置信息，每个所述测试数据记录还 含有获得该记录的路测系统端时间的定时信息，其中N、 M是大于1 的整数，N大于等于M， i=l~N，并且INT是取整函数。
在测试数据处理系统中，针对一组所述终端侧测试数据，在步骤 S21，搜索到这样的测试数据记录，即其地理位置信息所指示的地理位 置与预定静止点地理位置最接近，以该记录作为基准记录；在步骤 S22,在该组终端侧测试数据中，以该基准记录为中心，前后各取预定 数目的测试记录，分别对该基准记录和所迷取得的测试记录中的每个
用于计算赋形增益的数据进行时间统计平均以获得平均数据；在步骤 S23，判断是否处理了所有终端的数据。如果还有数据要处理，则返回 到步骤S21，否则继续到步骤S24。在步骤S24，基于所述多个终端的 多组所述终端侧测试数据的平均数据进一步计算平均数据；在步骤 S25，根据所述进一步计算的平均数据计算赋形增益。
测试数据处理系统可以是基于计算机的数据处理系统，其能够通 过例如有线/无线网络、专用连接、移动存储介质等传输介质从路测系 统获得测试数据，并通过软件、硬件或其结合的方式来执行上述步骤 S21 S25。
下面将结合图2的具体例子来说明上述方法。
针对高速移动条件下的智能天线赋形增益测试方法是将针对同一 点的高速移动条件下智能天线赋形增益(根据路测系统的数据计算)
与静止条件下的智能天线赋形增益进行比较，其中要克服以下困难
1) 高速移动条件下的测量参数选取的精确度将主要依赖于路测系 统的GPS系统精度.目前，GPS系统打点精度为0.5S，因此在高速移 动条件下(80km/h以上)))将不能满足测试精度要求，无法实现与 静止点的位置精确对准。
2) 高速移动条件下，GPS系统将会出现小范围飘移现象，精度 再次降低。
针对上述局限性，本发明提出了 一种基于位置平均和时间平均的 测试和分析方法，具体如下
测试方法测试车辆携带多部测试终端同时进行高速移动测试。 进一步地，可以通过测试车辆进行多次高速移动测试并对结果进
一步求平均值。 处理方法
1) 在终端侧测试数据中找到与静止点(例如测试点Pl、 P2、 P3) 地理位置最接近的的测试点的相应测试数据(例如测试时间，位置信 息和性能测试数据)。
2) 考虑测试数据上报周期，GPS的飘移特性(20m左右)和信 号接收功率的抖动特性(误差+Z-5DB)等因素，在终端侧测试数据中， 测试点前后各取5组测试数据(例如PCCPCH-RSCP， DPCH-RSCP )，
(假定移动速度-80km/h，上报周期为100ms)，进行时间统计平均。
3) 针对其他测试终端，数据处理方法同步骤l-2。
4) 将多部测试终端的数据处理结果，进行位置平均，得出最终 数据。
5) 计算移动条件下智能天线赋形增益。
应该理解，此处方法中所指的特定步骤可通过硬件及/或软件实 现。例如，利用一个或多个处理模块上所执行的软件及/或固件可执行 的特定的步骤。通常，用于处理的系统可包含更多常规处理模块及存
储器。处理模块可以是单一处理设备或多个处理设备。这样的处理设 备可以是微处理器、微控制器、数字处理器、微型计算机、中央处理 单元的部分、状态机、逻辑电路及/或操作信号的任何设备。处理数据 的操作通常是基于操作指令的。存储器可以是单一存储器器件或多个 存储器器件。这样的存储器器件可以是只读存储器、随机访问存储器、 软盘存储器、磁带存储器、可擦除存储器、系统存储器的部分，及/ 或以数字格式存储操作指令的任何设备。注意到，当处理模块实现一 个或多个其功能成为状态机或逻辑电路时，以相应操作指令方式存储 的存储器被嵌入在包括该状态机及/或其他逻辑电路的电路内。例如， 这样的系统可以是具有可编译存储器单元以利于存储器的实现的电路 设计工具，如此处所描述的。
尽管上述根据优选实施例对本发明进行了阐述，但这些描述只是 为了说明本发明的目的，不应理解为对本发明的任何限制。例如，虽 然实施例中对移动速度、各种定时间隔和数目等参数进行了限定，然 而上述限定是针对一种特定的测试环境提出的，当系统和设备性能和 环境条件发生改变时，本领域技术人员完全能够根据本发明的原理和
测量精度要求设定相应的参数。虽然实施例中采用GPS获得位置信 息，然而也可以采用已有的或将来可能出现的任何适于获得位置信息 的技术。本领域技术人员可以对本发明进行各种可能的修改和改进，
和精神内。
权利要求
1.一种移动通信系统中测量基站智能天线跟踪能力的方法，包括步骤通过路测系统在移动条件下经由呼叫和正常通话过程获得一组终端侧测试数据，其中该组终端侧测试数据包括含有与来自基站预定信令信号对应的信息的信令记录，和N个均含有用于计算方位角的测试数据的测试数据记录，每个所述测试数据记录按预定时间间隔记录；在上述过程的同时，在基站中记录与所述终端侧测试数据对应的一组基站侧测试数据，其中该组基站侧测试数据包括含有与所述预定信令信号的回应消息对应的信令信息的系统帧记录，和含有基站所测量的路测系统所针对的终端的方位角的帧记录；针对该组所述终端侧测试数据，搜索到所述信令记录以获得该信令记录含有的时间Tts；搜索到这样的测试数据记录，即其地理位置信息所指示的地理位置与预定静止点地理位置最接近，从而获得该记录的时间T1；计算该时间T1与Tts之间的时间差T；在该组终端侧测试数据中，以时间T1的记录为中心，前后各取第一预定数目的测试记录，进行时间统计平均，然后依据计算结果计算平均终端真实方位角；针对该组基站侧测试数据，搜索到搜索到所述信令记录的回应消息的相应的系统帧记录以获得相应的系统帧号Fbs；根据下式计算该组基站测试数据中的测试点对应帧号测试点帧号＝Fbs+MOD((T/物理子帧时间周期)/超帧长度)+INT((T/物理子帧时间周期)/超帧长度)＊超帧长度，其中MOD为求余函数；和在该组基站侧测试数据中，以测试点帧号的帧记录中心，前后各取第二预定数目的帧记录，对该测试点帧号的帧记录和所述取得的帧记录的方位角进行时间统计平均，以获得平均方位角；和比较所述平均终端方位角和所述平均方位角。
2. 根据权利要求1所迷的方法，其中所迷预定信令信号为呼叫建 立信令信号，所述回应消息为IN—syc。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述地理位置信息为GPS位 置信息。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一预定数目为5。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二预定数目为5。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述移动条件为80km/h以上。
7. —种移动通信系统中测量基站智能天线赋形增益的方法，包括 步骤针对多个被测终端的每一个，通过路测系统在移动条件下经由与 基站的通信过程获得一组终端侧测试数据，该组终端侧测试数据包括 含有N个均含有用于计算赋形增益的测试数据的测试数据记录，每个 所述测试数据记录按预定时间间隔记录，并且每笫INT (i/M ) *M个 测试数据记录含有获得该记录的测试数据时路测系统所位于的地点的 地理位置信息，每个所述测试数据记录还含有获得该记录的路测系统 端时间的定时信息，其中N、M是大于1的整数，N大于等于M，i=l~N， 并且INT是取整函数；针对每组所述终端侧测试数据，搜索到这样的测试数据记录，即其地理位置信息所指示的地 理位置与预定静止点地理位置最接近，以该记录作为基准记录；和以该基准记录为中心，前后各取预定数目的测试记录，分别 对该基准记录和所述取得的测试记录中的每个用于计算赋形增益的数 据进行时间统计平均以获得平均数据；基于所述多个终端的多組所述终端侧测试数据的平均数据进一步计算平均数据；和根据所述进一步计算的平均数据计算赋形增益。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述地理位置信息为GPS位 置信息。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中所述预定时间间隔为100ms。
10. 根据权利要求7所述的方法，其中所迷预定数目为5。
11. 根据权利要求7所述的方法，其中所迷移动条件为80km/h以上。
12. 根据权利要求7所述的方法，还包括步骤 针对同一静止点获得多个所述赋形增益；和 计算所述多个赋形增益的平均值。
13. 根据权利要求7所述的方法，其中所述用于计算赋形增益的数 据包括PCCPCH-RSCP和DPCH-RSCP。
全文摘要
本发明提供了一种移动通信系统中测量基站智能天线跟踪能力的方法，包括步骤通过路测系统在移动条件下经由呼叫过程获得一组终端侧测试数据；在上述过程的同时，在基站中记录与所述终端侧测试数据对应的一组基站侧测试数据；针对该组所述终端侧测试数据，通过时间统计平均以获得平均终端真实方位角，并进行时间统计平均以获得基站侧平均方位角；和比较所述平均终端方位角和所述平均方位角。
文档编号H04W24/08GK101179808SQ20061013837
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者杨峰义, 敏 王, 谢伟良, 欣 马 申请人:中国电信股份有限公司