專利名稱：在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中調(diào)整天線輻射的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中調(diào)整天線輻射以最小化同信道干擾的系統(tǒng)和方法。
無(wú)論何時(shí)開(kāi)始安裝或擴(kuò)展一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，各種無(wú)線參數(shù)都必須在完全商業(yè)運(yùn)行前調(diào)整到合適的值。無(wú)線參數(shù)的調(diào)整是指射頻(RF)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。RF優(yōu)化典型包括調(diào)整基站天線的方向和下行鏈路發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
無(wú)線業(yè)務(wù)提供者經(jīng)常依賴嘗試法策略以優(yōu)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)或其它地理區(qū)域的射頻天線覆蓋。嘗試法策略需要通過(guò)反復(fù)的測(cè)試驅(qū)動(dòng)(test drive)在相同的位置重復(fù)測(cè)量直到為每個(gè)基站發(fā)現(xiàn)天線方向的可行性星座(constellation)。測(cè)試驅(qū)動(dòng)是指從一種交通工具取得射頻測(cè)量樣值，裝備該交通工具以便測(cè)量射頻參數(shù)比當(dāng)行駛經(jīng)過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域時(shí)的位置。根據(jù)一個(gè)測(cè)試驅(qū)動(dòng)期間在一簇小區(qū)中的記錄的參數(shù)測(cè)量值，建立調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)的建議。但是如果把不正確的建議用于運(yùn)行的系統(tǒng)則嘗試法方案有時(shí)會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量惡化或業(yè)務(wù)中斷。在實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)建議的改變后，典型地完成另一個(gè)測(cè)試驅(qū)動(dòng)以證實(shí)系統(tǒng)性能。如果最新的測(cè)試驅(qū)動(dòng)沒(méi)有表示足夠的性能，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或擴(kuò)展則可能延遲商業(yè)運(yùn)行，而隨后由相應(yīng)的測(cè)試驅(qū)動(dòng)進(jìn)行另一輪的參數(shù)調(diào)整。
即使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，但不合適的射頻優(yōu)化可能會(huì)降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的容量。不能正確地優(yōu)化射頻覆蓋將導(dǎo)致資金密集型的蜂窩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的不必要的花費(fèi)。例如，可能會(huì)增加并不真正需要的附加的信道容量或附加的小區(qū)基站以補(bǔ)償錯(cuò)誤優(yōu)化的無(wú)線系統(tǒng)。
由于經(jīng)常需要反復(fù)的或多次場(chǎng)地測(cè)量以得到射頻優(yōu)化的可接收方案，用于優(yōu)化的嘗試法方案浪費(fèi)了寶貴的設(shè)計(jì)時(shí)間和技術(shù)資源。嘗試法的重復(fù)特性使得該方案難以或不可能處理大型網(wǎng)絡(luò)。因此，存在改進(jìn)優(yōu)化精確性而不依賴消耗時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)偶然積累的需要。
當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從第二代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向第三代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展時(shí)，把嘗試法技術(shù)用于射頻覆蓋的優(yōu)化將變得落伍了，因?yàn)槠谕谌鸁o(wú)線網(wǎng)絡(luò)需要在與天線輻射圖有關(guān)的變量和排列的數(shù)目上有顯著的復(fù)雜性。第二代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)主要涉及在垂直方向上改變天線方向，即通常所說(shuō)的向下傾斜(down-tilt)。相比之下，期望第三代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能垂直和水平地改變基站天線輻射圖。
根據(jù)本發(fā)明，一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中調(diào)整射頻覆蓋的方法涉及以受控的方式改變天線的天線輻射方向以允許信號(hào)參數(shù)(例如，信號(hào)強(qiáng)度)的測(cè)量。當(dāng)天線輻射方向改變時(shí)，測(cè)試接收機(jī)在測(cè)量位置測(cè)量來(lái)自天線的信號(hào)參數(shù)。處理系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量的信號(hào)參數(shù)為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的每個(gè)天線或其分段確定合成天線輻射方向。
下行鏈路天線的合成天線輻射方向指導(dǎo)天線輻射方向，結(jié)果對(duì)于整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中所選擇的測(cè)量位置，在測(cè)試接收機(jī)的載波干擾比是充足的、最大化、或者符合另一個(gè)可接收的性能標(biāo)準(zhǔn)。天線輻射方向表示方向性或向下傾斜的輻射圖關(guān)于所接收或發(fā)射的電磁信號(hào)具有最大增益的方位角、向下傾斜角、或兩者兼有。通過(guò)消除采用依據(jù)傳統(tǒng)的嘗試法方案的場(chǎng)地測(cè)量的循環(huán)或反復(fù)特性，該方法及其相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)屬性提高了射頻優(yōu)化的效率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖2是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中調(diào)整天線輻射的方法的流程圖。
圖3A到圖3C是根據(jù)本發(fā)明可能的合成天線輻射方向的圖形描述。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量過(guò)程的方框圖。
圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)量信號(hào)干擾比的位置矩陣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)量干擾和背景噪聲的位置矩陣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖7是表示在根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用于確定合成天線輻射方向以最小化平均干擾的密集過(guò)程的流程圖。
圖8是表示在根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用于確定合成天線輻射方向以最小化平均干擾的模擬韌化過(guò)程(annealing procedure)的流程圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的第二個(gè)實(shí)施例的方框圖。
根據(jù)本發(fā)明，圖1表示一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包括經(jīng)通信線路與多個(gè)基站控制器16耦合的移動(dòng)交換中心10。一個(gè)基站控制器16耦合到一個(gè)基站18和一個(gè)天線系統(tǒng)20。實(shí)際上，基站控制器16、基站18、和天線系統(tǒng)20可以在同一位置以便經(jīng)射頻覆蓋形成服務(wù)一地理區(qū)域的小區(qū)基站(cell site)。
移動(dòng)交換中心10通常包括適于和基站控制器16合作支持交換和控制功能的任何電信交換機(jī)。實(shí)際上，移動(dòng)交換中心10與至少另一個(gè)電信交換機(jī)通信以使移動(dòng)交換中心10連接到公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、或者兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
移動(dòng)交換中心10在兩個(gè)方面不同于許多標(biāo)準(zhǔn)的可用于商業(yè)的交換機(jī)。第一，移動(dòng)交換中心10包括用于調(diào)度(schedule)每個(gè)天線系統(tǒng)20的天線方向的調(diào)度器12。第二，移動(dòng)交換中心10包括與調(diào)度器12通信的中心天線控制器14。中心天線控制器14和調(diào)度器12包括用于在移動(dòng)交換中心10的一個(gè)位置控制天線系統(tǒng)20的軟件指令和兼容的處理系統(tǒng)。
中心天線控制器14適于經(jīng)基站控制器16向天線系統(tǒng)20發(fā)送命令信號(hào)。命令信號(hào)可以從每個(gè)基站控制器16經(jīng)過(guò)基站18發(fā)送到各自的天線系統(tǒng)20。在任何給定的瞬間，中心天線控制器14利用命令信號(hào)控制相應(yīng)天線系統(tǒng)20中每個(gè)天線的輻射方向。中心天線控制器14通常在可用天線輻射方向限定范圍內(nèi)對(duì)每個(gè)測(cè)量位置改變天線輻射方向。對(duì)每個(gè)測(cè)試位置中心天線控制器14通過(guò)天線輻射狀態(tài)的已定義范圍旋轉(zhuǎn)到天線輻射方向的峰值增益至少一次。中心天線控制器14按照調(diào)度向每個(gè)天線系統(tǒng)20發(fā)送命令信號(hào)，這樣用協(xié)調(diào)的方式可以轉(zhuǎn)動(dòng)每個(gè)被控制的天線系統(tǒng)20的天線輻射方向。
調(diào)度器(scheduler)12包括協(xié)調(diào)每個(gè)天線的輻射方向變化的第一列表和一個(gè)第二列表。第一列表和第二列表一起作為一個(gè)調(diào)度。第一列表將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的天線按照天線測(cè)量順序組織在一起。天線測(cè)量順序確定一個(gè)序列，在該序列中測(cè)量來(lái)自不同的天線的電磁傳輸。
第二列表為每個(gè)天線組織輻射方向測(cè)量順序。方向測(cè)量順序確定一個(gè)序列，以該序列測(cè)量來(lái)自每個(gè)天線在不同輻射方向上的的電磁傳輸。按照第一和第二列表，位于移動(dòng)交換中心10處的中央天線控制器14，發(fā)送命令信號(hào)到每個(gè)基站18以便控制相應(yīng)天線方向圖到一個(gè)給定方向。因此，在任何時(shí)刻，一個(gè)天線輻射圖的峰值增益通常指向一個(gè)確定的方向。調(diào)度通常需要一個(gè)超過(guò)基站18數(shù)目和每個(gè)天線的可能天線輻射方向數(shù)的組合的存儲(chǔ)容量。
調(diào)度確定一個(gè)持續(xù)時(shí)間，在此持續(xù)時(shí)間內(nèi)每個(gè)天線輻射圖將保持導(dǎo)向一個(gè)給定的方向。按照此調(diào)度的一個(gè)更好的結(jié)構(gòu)，中央天線控制器14分別且連續(xù)地在可能的輻射方向狀態(tài)的范圍中掃描每個(gè)天線，以便測(cè)試接收機(jī)21在任意時(shí)刻僅從一個(gè)天線接收。當(dāng)中央天線控制器14中的控制器指針到達(dá)調(diào)度中的最后一個(gè)天線的最后一個(gè)輻射方向之后，控制器指針重置為下一個(gè)天線的第一個(gè)方向；下一個(gè)天線的下一個(gè)測(cè)量循環(huán)將開(kāi)始。在整個(gè)測(cè)試驅(qū)動(dòng)期間在每個(gè)測(cè)量位置測(cè)量過(guò)程從第一個(gè)天線的第一個(gè)輻射方向執(zhí)行到最后一個(gè)天線的最后一個(gè)輻射方向，直到覆蓋整組測(cè)量位置或是至少覆蓋統(tǒng)計(jì)上足夠的部分的測(cè)量位置以便達(dá)到所選擇的可信度水平。如果射頻最優(yōu)化方法僅應(yīng)用于部分無(wú)線網(wǎng)絡(luò)則不需要覆蓋所有的測(cè)量位置。
在一個(gè)測(cè)試驅(qū)動(dòng)期間采集的測(cè)量信號(hào)參數(shù)(例如，信號(hào)強(qiáng)度)數(shù)據(jù)用于確定每個(gè)天線合成天線輻射方向。如果天線輻射方向是以合成天線輻射方向排列的，則在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的地理覆蓋區(qū)上產(chǎn)生的總載波干擾比將是最大的，或者至少是充足的從而足以達(dá)到實(shí)際射頻設(shè)計(jì)目的。
天線系統(tǒng)20通常包括相控天線陣天線或動(dòng)態(tài)可控制輻射圖的天線。天線輻射方向是指包括相控天線陣天線的任何設(shè)計(jì)的方向性天線的主波瓣峰值增益的方向。相控天線陣天線包括移相器或者另外響應(yīng)于中央天線控制器14或是別的天線控制器而改變天線系統(tǒng)20的輻射圖的別的信號(hào)處理技術(shù)。用相控天線陣天線，不僅能電子改變天線的輻射方向，而且也能電子改變天線的輻射圖的形狀。因此，網(wǎng)絡(luò)操作員能優(yōu)化或提高關(guān)于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和通信量的網(wǎng)絡(luò)性能。根據(jù)本發(fā)明，調(diào)整天線輻射的系統(tǒng)和系統(tǒng)化方法非常適用于開(kāi)發(fā)在相控天線陣天線的輻射圖方向變化中的適應(yīng)性。
理論上，每個(gè)天線都能采用給定的范圍內(nèi)的任何輻射方向；天線輻射方向域是一個(gè)連續(xù)區(qū)間。但實(shí)際上，許多適用于商業(yè)的天線系統(tǒng)20僅提供天線輻射方向的離散的輻射狀態(tài)。天線輻射方向和輻射方向變化能相應(yīng)于來(lái)自中央天線控制器14的命令信號(hào)而調(diào)整到離散的狀態(tài)?；诿總€(gè)天線系統(tǒng)20的通常希望的射頻覆蓋來(lái)選擇輻射狀態(tài)范圍以便限制在每個(gè)位置需要的測(cè)量范圍。例如，如果建立一個(gè)天線系統(tǒng)20服務(wù)多-扇區(qū)小區(qū)中的某一扇區(qū)，則天線輻射方向范圍可以限制在響應(yīng)于天線系統(tǒng)20的那個(gè)扇區(qū)(或稍微超出它一些)。限制天線輻射圖的范圍可減少確定合成輻射方向的數(shù)據(jù)處理的負(fù)擔(dān)并減少測(cè)量處理的持續(xù)時(shí)間。如果多單元天線與每個(gè)基站有關(guān)，則每個(gè)天線有一個(gè)由基站傳輸?shù)南鄳?yīng)的天線識(shí)別符以便允許同時(shí)或是連續(xù)的識(shí)別在一特殊時(shí)間發(fā)射電磁信號(hào)的現(xiàn)用天線。
測(cè)試接收器21包括用來(lái)從基站18接收已發(fā)射的下行鏈路電磁信號(hào)的接收器。在一個(gè)天線場(chǎng)地已發(fā)射的下行鏈路電磁信號(hào)來(lái)自天線系統(tǒng)20?；?8適合為識(shí)別有源輻射天線系統(tǒng)20和與之相關(guān)的輻射方向而發(fā)射一個(gè)唯一的基站識(shí)別碼。測(cè)試接收器21可以簡(jiǎn)化相應(yīng)于作為隨后參考的信號(hào)參數(shù)的基站識(shí)別碼記錄。天線系統(tǒng)20通過(guò)諸如同軸電纜的傳輸媒質(zhì)更好地耦合到基站18的一個(gè)相應(yīng)傳輸射頻端口。測(cè)量電磁信號(hào)的信號(hào)參數(shù)(例如，信號(hào)強(qiáng)度)的信號(hào)參數(shù)測(cè)量器耦合到測(cè)量接收器21。信號(hào)參數(shù)測(cè)量器，例如已接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)，包括在記錄媒質(zhì)上記錄已測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的記錄設(shè)備。記錄設(shè)備可包括一個(gè)具有與信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量器相連的適合的模擬或是數(shù)字接口的普通用途的計(jì)算機(jī)?？蓽y(cè)量信號(hào)強(qiáng)度是指具有超過(guò)背景噪聲的信號(hào)強(qiáng)度的任何信號(hào)。一個(gè)可測(cè)量信號(hào)可以由具有適當(dāng)噪聲系數(shù)的測(cè)試接收器21來(lái)檢測(cè)和測(cè)量。測(cè)試接收器21在每個(gè)測(cè)量位置需要一個(gè)逗留時(shí)間，這由上述調(diào)度規(guī)定。
記錄設(shè)備用由調(diào)度確定的一種方法和格式將從接收器接收的數(shù)據(jù)抽樣記錄到記錄媒質(zhì)上。記錄媒質(zhì)與一個(gè)由用來(lái)保存所期望的數(shù)據(jù)抽樣所需要的多個(gè)寄存器組成的緩沖器相連。數(shù)據(jù)抽樣可以包括相應(yīng)于不同的測(cè)量位置和不同的天線場(chǎng)地的信號(hào)參數(shù)值(例如，信號(hào)功率或信號(hào)強(qiáng)度)。因此，在每個(gè)緩沖器中的寄存器的數(shù)目應(yīng)至少和在不同天線場(chǎng)地的相應(yīng)天線指定的天線輻射方向數(shù)一樣。
在其它因素中，記錄媒質(zhì)的整個(gè)存儲(chǔ)容量與天線的數(shù)目(n)，每個(gè)天線的天線輻射方向狀態(tài)數(shù)目(l)，以及位置數(shù)(m)相當(dāng)。用數(shù)學(xué)方式表達(dá)，在測(cè)試驅(qū)動(dòng)中，有n×m×l個(gè)數(shù)據(jù)抽樣要測(cè)量。
圖2表示按照本發(fā)明的一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中調(diào)整天線輻射的方法。從步驟S100開(kāi)始，整個(gè)天線輻射方向的范圍內(nèi)天線組的天線輻射方向改變(例如，周期地)。雖然在另一個(gè)實(shí)施例中天線輻射方向由在每個(gè)地點(diǎn)的一組與公共基準(zhǔn)時(shí)間同步合作的本地天線控制器控制，但是天線輻射方向最好由位于移動(dòng)交換中心10的中央天線控制器14控制。
天線輻射周期表示天線在狀態(tài)范圍內(nèi)從第一個(gè)狀態(tài)到最后一個(gè)狀態(tài)變化輻射方向的持續(xù)時(shí)間。天線控制器或中央天線控制器14最好設(shè)置天線輻射周期作為相當(dāng)?shù)脑谂c測(cè)量位置一致的測(cè)量接收器位置處的測(cè)試接收器21的靜止或是移動(dòng)的持續(xù)時(shí)間。例如，如果每個(gè)天線系統(tǒng)的掃描速度比移動(dòng)速度快，則對(duì)于在測(cè)量位置移動(dòng)的移動(dòng)測(cè)試接收器可以忽略測(cè)量錯(cuò)誤。因此，中央天線控制器14按照天線輻射周期為每個(gè)天線的獨(dú)立輻射方向變化的協(xié)作建立了一個(gè)通用調(diào)度。
在步驟S102，測(cè)試接收器21為多個(gè)測(cè)量位置的不同天線輻射方向測(cè)量信號(hào)參數(shù)。例如，測(cè)試接收器21為一個(gè)輻射周期測(cè)試來(lái)自在每個(gè)被選擇的測(cè)量位置的天線的信號(hào)參數(shù)。測(cè)量的信號(hào)參數(shù)可以包括信號(hào)強(qiáng)度，雖然在另一個(gè)實(shí)施例中測(cè)量的信號(hào)參數(shù)可以包括信-噪(signal-to-noise)，載波-干擾(carrier-to-interference)，幀-差錯(cuò)率，比特差錯(cuò)率，或另一個(gè)射頻性能測(cè)量。N個(gè)基站18中的每一個(gè)服務(wù)于被稱為是小區(qū)的一個(gè)地理覆蓋區(qū)域?？傊xm個(gè)測(cè)量位置這樣它們表示網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)覆蓋區(qū)域。相應(yīng)地，需要有m個(gè)緩沖器來(lái)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。緩沖器的存儲(chǔ)容量由每個(gè)天線可能產(chǎn)生的方向性狀態(tài)的數(shù)目決定。對(duì)于步驟S102處的測(cè)量，通常測(cè)試接收器21在每個(gè)測(cè)量位置至少保持每個(gè)天線的一個(gè)掃描周期或是循環(huán)。
調(diào)整方法可以簡(jiǎn)化為在后續(xù)計(jì)算中僅測(cè)量和考慮網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)信道。通常信標(biāo)信道指示每個(gè)小區(qū)的射頻覆蓋。例如，移動(dòng)通信特別研究組(GSM)的廣播控制信道(BCCH)和在IS-95中描述的CDMA(碼分多址)中的導(dǎo)頻信道都是信標(biāo)信道。
在步驟S104，處理系統(tǒng)更好地將已測(cè)量信號(hào)參數(shù)編組為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如相應(yīng)于每個(gè)測(cè)量位置的位置測(cè)量矩陣。在步驟S106，基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如，位置測(cè)量矩陣)處理系統(tǒng)確定在無(wú)線通信系統(tǒng)(或其分段)中每一個(gè)天線的天線輻射狀態(tài)的范圍內(nèi)合成天線輻射方向。
在一個(gè)更好的實(shí)施例中，天線輻射方向定義為表示觀察峰值增益的方位角或是向下-傾斜角的二維矢量。在另一個(gè)更好的實(shí)施例中，合成天線輻射方向的候選者定義為包括表示輻射的主波瓣的峰值增益的中央矢量，表示主波瓣第一極限的第一極限矢量和表示主波瓣第二極限的第二極限矢量。第一和第二極限將對(duì)應(yīng)低于主波瓣的峰值增益的某個(gè)指定數(shù)量的輻射水平。
在已選擇的測(cè)量位置上處理系統(tǒng)最好確定干擾信號(hào)強(qiáng)度的系統(tǒng)寬度最小平均值(或近似值)從而獲得在下行鏈路設(shè)備地點(diǎn)處各個(gè)天線的相應(yīng)的合成天線輻射方向。另外，處理系統(tǒng)通過(guò)包括在所有已選擇的測(cè)量位置上的背景噪聲可以計(jì)算干擾信號(hào)強(qiáng)度的系統(tǒng)寬度最小平均值從而獲得相應(yīng)的合成天線輻射方向。在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)估計(jì)系統(tǒng)寬度最大值載波-干擾比(或它的一個(gè)近似值)來(lái)代替系統(tǒng)寬度干擾電平以獲得合成天線輻射方向。
本發(fā)明的調(diào)整方法，合并的測(cè)量過(guò)程和數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)處理為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有效地調(diào)整射頻覆蓋提供一個(gè)嚴(yán)格的框架。中央天線控制器14和調(diào)度器12控制測(cè)量操作，這樣雖然在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中所有可應(yīng)用的測(cè)量位置最好僅被測(cè)量一次，但是射頻仍然可能增強(qiáng)。
圖3A到圖3C每一個(gè)都表示包括四個(gè)天線位置的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)56的合成天線輻射方向54的可能星座的說(shuō)明性圖形描述。天線位置被標(biāo)注為S1到S4，每個(gè)位置的天線輻射方向54被標(biāo)注為e1到e4。除了每個(gè)圖中的天線輻射方向54是不相同的以外，圖3A到圖3C表示的是有相同測(cè)量位置50的相同通信系統(tǒng)。測(cè)量位置50被標(biāo)注為x0到x5。
對(duì)于無(wú)線系統(tǒng)中的一組測(cè)量位置50的每個(gè)圖形描述具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的平均干擾值。平均干擾也能根據(jù)載波-干擾比來(lái)表示，在此干擾包括載波帶寬中所有可測(cè)量的電磁能量(例如，噪聲)。根據(jù)本發(fā)明，處理系統(tǒng)確定一組測(cè)量位置的最低平均干擾并選擇與此最低平均干擾(或它的近似值)相關(guān)的合成下行鏈路天線輻射方向54。最低平均干擾(或它的近似值)可以表示為一個(gè)稱為e矢量的矢量，或象在圖3A到圖3C所示的參考數(shù)29一樣用圖形表示。矢量e表示所有天線位置或者只要測(cè)量位置組代表射頻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能的所選擇位置的系統(tǒng)寬度的解決方法。此外，根據(jù)一個(gè)特殊加權(quán)系數(shù)賦給測(cè)量位置一個(gè)有效值以便彈性地適合系統(tǒng)寬度解決方法從而達(dá)到特殊無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的射頻性能指標(biāo)。
圖4更詳細(xì)地表示了圖2的步驟S102。測(cè)試接收器21測(cè)量來(lái)自產(chǎn)生所示的相應(yīng)的輻射方向排列的天線的信號(hào)強(qiáng)度。在第一測(cè)量位置58，測(cè)試接收器21測(cè)量來(lái)自第一天線68，第二天線70，和第n天線72的信號(hào)強(qiáng)度。按照時(shí)分復(fù)用方式可以更好地對(duì)第一天線68，第二天線70，和第n天線72進(jìn)行單獨(dú)且連續(xù)的測(cè)量。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中利用將不是單獨(dú)一個(gè)接收器而是多個(gè)接收器調(diào)整到不同的頻率而得到信號(hào)強(qiáng)度的同時(shí)測(cè)量。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)單獨(dú)的擴(kuò)頻接收器接收不同的偽隨機(jī)噪聲碼或是正交碼以便允許來(lái)自可能提供由與之相關(guān)的基站所發(fā)射的唯一識(shí)別碼的不同天線的多信道同時(shí)測(cè)量。不同的天線甚至可能與共同基站或是共同地點(diǎn)相聯(lián)系。在圖4中，從第一測(cè)量位置58開(kāi)始，在天線輻射方向從輻射方向1.1到輻射方向1.L循環(huán)一個(gè)第一循環(huán)周期76期間測(cè)量第一天線68。測(cè)量第一天線68之后，當(dāng)?shù)诙炀€70從輻射方向(或輻射狀態(tài))2.1到2.L循環(huán)一個(gè)第二循環(huán)周期78期間，測(cè)試接收器21在第一測(cè)量位置58測(cè)量從第二天線70輻射的信號(hào)強(qiáng)度。當(dāng)?shù)诙炀€70的測(cè)量完成之后，過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行直到在第一測(cè)量位置58處第n天線72在從輻射圖n.1到n.L的第n循環(huán)周期中被測(cè)量為止。在第一測(cè)量位置58的所有循環(huán)周期的總和等于一個(gè)掃描周期82。
第一測(cè)量位置58之后，測(cè)量接收器21轉(zhuǎn)移到第二測(cè)量位置60，在此期間就象在第一循環(huán)周期76進(jìn)行的第一天線68，在第二循環(huán)周期進(jìn)行的第二天線70，在第n循環(huán)周期進(jìn)行的第n天線72一樣，連續(xù)地測(cè)量第一天線68，第二天線70，第n天線72。過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行直到所有所選擇測(cè)量位置到達(dá)第m個(gè)測(cè)量位置64且每個(gè)天線的所有循環(huán)周期都完成了為止。
圖5更詳細(xì)地表示了圖2的步驟S104。圖5表示用來(lái)組織測(cè)量的數(shù)據(jù)和調(diào)整射頻覆蓋的一種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式的數(shù)學(xué)表達(dá)。為測(cè)試接收器21的每個(gè)位置，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式包括位置測(cè)量矩陣100。由包括為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)天線的多個(gè)天線方向的信號(hào)參數(shù)(例如，信號(hào)功率)測(cè)量的數(shù)組組成了每個(gè)位置測(cè)量矩陣100。但是，任何不能在測(cè)量位置提供一個(gè)可測(cè)量信號(hào)的天線將被位置測(cè)量矩陣100所忽略。在記錄媒質(zhì)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被更好地存儲(chǔ)并用來(lái)為每個(gè)天線尋找最佳天線輻射方向。
隨后的已測(cè)量信號(hào)參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)包括在圖5的位置測(cè)量矩陣100中。Si(x，ei)表示天線i發(fā)射測(cè)量位置x接收的信號(hào)功率，在此ei指發(fā)射天線i的方向。輻射方向ei可以帶有下標(biāo)j這樣ei變成eij，在此i表示一個(gè)發(fā)射天線識(shí)別符, j表示發(fā)射天線i的方向性狀態(tài)。S的下標(biāo)i表示下行鏈路天線的識(shí)別，它是測(cè)量位置x處的信號(hào)功率測(cè)量的來(lái)源。如果僅有一個(gè)下行鏈路天線i和每個(gè)相應(yīng)的基站18相關(guān)，則天線i可以用作相應(yīng)的基站18的特性基準(zhǔn)。一個(gè)或多個(gè)天線和基站18可位于一個(gè)單獨(dú)的地點(diǎn)。如果一個(gè)天線從與一個(gè)單獨(dú)基站相聯(lián)系的其它天線中獨(dú)自地操作，則每個(gè)獨(dú)立的天線(例如，扇形天線)需要一個(gè)天線識(shí)別符以便由測(cè)試接收器容易識(shí)別現(xiàn)用天線。立體角是一個(gè)由下面的等式所定義的二維矢量ei＝(θi，φi) (1)在此θi角和Φi角分別是指天線輻射方向的垂直角和方位角。假設(shè)每個(gè)天線有一個(gè)清楚定義的參考方向且測(cè)量對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的天線i的參考方向的ei。例如，在扇形小區(qū)，或是另一個(gè)合適結(jié)構(gòu)中，每個(gè)天線i有由隨后的等式定義的輻射方向的給定范圍θi∈[θLi，θUi] (2)φi∈[φLi，φUi] (3)在此；Li和Ui分別是指第一極限(例如，低頻帶)和第二極限(例如，高頻帶)。在位置x移動(dòng)站將從站i接收如下的信號(hào)序列Si(x,e1i),Si(x,e2i),Si(x,e3i),K,Si(x,eqi),----(4)]]>在此I＝1，2，...，并每個(gè)天線假設(shè)q個(gè)方向。對(duì)任何給定位置，Si僅取決于e，因此，來(lái)自不同天線的信號(hào)能順序地被接收。由于天線間的輻射方向掃描同步，按照?qǐng)D5所示的位置測(cè)量矩陣100測(cè)量位置x處的測(cè)試接收器21將更好地記錄。
為了位置測(cè)量矩陣100中的表達(dá)式有效，測(cè)試接收器21在每個(gè)測(cè)量位置x停留一等于或是大于一個(gè)單獨(dú)的掃描周期的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于給定測(cè)量位置掃描周期等于輻射方向循環(huán)周期的和。每個(gè)天線循環(huán)周期是指對(duì)于在測(cè)量位置產(chǎn)生一個(gè)可測(cè)量信號(hào)的相應(yīng)的天線的q個(gè)可能輻射方向的完整范圍。I＝1，2，...，n，和j＝1，2，...，q，的立體角eij的所有值從隨后的表達(dá)式得到[θLi，θUi]×[φLi，φUi](6)按照?qǐng)D5的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為每個(gè)測(cè)量位置更好地記錄位置測(cè)量矩陣100。對(duì)于m個(gè)測(cè)量位置，有相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的m個(gè)矩陣。m個(gè)矩陣的集合表示一個(gè)三維塊(block)，如果提供了查尋規(guī)則的話，它使為所有的天線尋找正確的天線方向成為可能。
圖5的位置測(cè)量矩陣100的每一行表示不同的下行鏈路天線。每一行測(cè)量矩陣位置指由S的下標(biāo)和e的下標(biāo)所確定的天線。實(shí)際上，每一個(gè)下行鏈路天線可與相應(yīng)的基站18的一個(gè)下行鏈路發(fā)射相關(guān)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每一欄可表示欄與欄之間方向變化的相同增量。另外，可排列每一欄以便不同天線的天線方向面向同一個(gè)方向。那樣，例如，第一欄，表示方位角的0°天線輻射方向，而第二欄表示方位角的10°天線輻射方向。
通常，天線輻射方向和輻射圖的主波瓣的峰值增益一致。峰值增益唯一地定義為輻射圖的主波瓣中的任何一維或是多維范圍。實(shí)質(zhì)上輻射圖的任何形狀都可用來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。例如，如果僅考慮方位面，心形輻射圖的主波瓣可對(duì)應(yīng)于輻射圖增益的半功率點(diǎn)(比峰值增益低3dB)由一對(duì)方位角定義。
可以由慣例按照方位角從零到360度的范圍和垂直角從零到90度的范圍指定天線輻射方向。天線輻射方向可包括下行鏈路方位角，下行鏈路向下傾斜角，或是兩者。在一個(gè)更好的結(jié)構(gòu)中，每一行有一個(gè)等于零到360度之間的間隔數(shù)的項(xiàng)目數(shù)。間隔數(shù)最好與可能的天線方向性狀態(tài)數(shù)相當(dāng)。
圖5包含足夠的信息以便為一維測(cè)量位置x計(jì)算載波-干擾(或信-噪比)。相反，圖6包含位置矩陣處的足夠信息以便為通信系統(tǒng)中的所有x的值確定最小干擾(或其近似值)。這里，為了說(shuō)明的目的，天線地點(diǎn)或是矩陣S1被排除在外，這是由于測(cè)量位置x1由地點(diǎn)S1服務(wù),所以沒(méi)有將S1定義為一個(gè)干擾發(fā)射源。
因?yàn)閳D6所示的每個(gè)二維位置測(cè)量矩陣100都有高度和寬度，每個(gè)矩陣的深度由測(cè)量位置x的最大數(shù)m確定。圖6所示的矩陣較低組表示與圖6所示的矩陣較高組相似的背景噪聲矩陣。Ni(x，eij)表示可測(cè)量噪聲功率在此N的下標(biāo)i表示來(lái)自基站i，在測(cè)量位置x，在q種可能的天線輻射方向和n種可能的天線方向中的天線輻射方向eij的一個(gè)噪聲功率。X的上標(biāo)僅僅表示m種可能的測(cè)量位置中的一個(gè)特定的測(cè)量位置?？梢詾槊總€(gè)測(cè)試位置創(chuàng)造一個(gè)對(duì)測(cè)量位置x具有相同值的單獨(dú)的背景噪聲矩陣104并將其加到相應(yīng)的位置測(cè)量矩陣100上，以便指示無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線干擾。但是，在某些情況下背景噪聲矩陣可以和方向完全一致，以致信息可以被壓縮為標(biāo)量格式而不必犧牲計(jì)算平均系統(tǒng)寬度干擾水平的精確度。
對(duì)于每個(gè)天線位置的不同功率的設(shè)置要通過(guò)附加的測(cè)量來(lái)將功率控制算法考慮到天線調(diào)整過(guò)程中。這樣的過(guò)程將增加附加的維數(shù)到位置測(cè)量矩陣100。有利的是，在陣列中的高階次允許容易地應(yīng)用強(qiáng)大的數(shù)學(xué)技術(shù)來(lái)提高或是優(yōu)化在一個(gè)單獨(dú)的基底至少位置x的射頻覆蓋。此外，可以以一種模塊方式執(zhí)行測(cè)量過(guò)程，用這種方式可以容易地重新定義，增加，或是刪除測(cè)量位置以便達(dá)到實(shí)際的射頻覆蓋要求。
在圖5和圖6中描述的上面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括有關(guān)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息的有效量，對(duì)于諸如用被分別分配給不同測(cè)量位置的加權(quán)系數(shù)表示的任何通信量加權(quán)考慮，組織該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以允許來(lái)為每個(gè)天線的相應(yīng)于天線方向的最小平均干擾而解答數(shù)學(xué)運(yùn)算。
圖7的流程圖表示對(duì)每個(gè)天線確定合成天線輻射方向的密集比較方法(intensive comparison approach)。圖7表示為完成圖2的步驟S106的過(guò)程?；旧?，密集比較方法為一組測(cè)量位置成功地確定并比較其系統(tǒng)寬度平均干擾值。系統(tǒng)寬度平均干擾值覆蓋了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的整個(gè)一組測(cè)量位置或是所選擇的測(cè)量位置。一個(gè)建議的最小平均干擾值表示在所選擇測(cè)量位置的最低系統(tǒng)寬度平均干擾值的建議值。按照密集比較方法，同樣在所選擇的測(cè)量位置的一個(gè)建議的最小平均干擾值可以與另一個(gè)系統(tǒng)寬度干擾值比較以便確定最低系統(tǒng)寬度干擾或是一個(gè)可以接收的系統(tǒng)寬度干擾水平。在比較所有或是一些系統(tǒng)寬度平均干擾值之后，相應(yīng)于最低系統(tǒng)寬度干擾或是一個(gè)可以接受的系統(tǒng)寬度干擾水平的合成輻射方向表示密集比較方法的結(jié)果。
在一個(gè)更好的實(shí)施例中，為了確定無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的天線的合成輻射方向，密集過(guò)程包括比較干擾測(cè)量的連續(xù)平均值。干擾測(cè)量的每個(gè)平均值與相應(yīng)的天線輻射方向范圍的候選星座相關(guān)。處理系統(tǒng)包括干擾測(cè)量的一個(gè)現(xiàn)平均值和干擾測(cè)量的一個(gè)在前的最低平均值并為最低系統(tǒng)寬度干擾定義了作為建議的兩個(gè)數(shù)中的較低的那個(gè)平均值。處理系統(tǒng)相應(yīng)于最低系統(tǒng)寬度干擾的建議選擇合成天線方向。前面所述的比較過(guò)程可以重復(fù)比較更進(jìn)一步的干擾測(cè)量的連續(xù)平均值直到獲得一個(gè)可以接收的系統(tǒng)寬度干擾水平。一個(gè)可以接收的系統(tǒng)寬度干擾水平可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究或是根據(jù)來(lái)自任何類似的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際觀察的期望來(lái)優(yōu)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在需要準(zhǔn)確的最低干擾測(cè)量(或是其近似值)的情況下，過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行直到所有的平均系統(tǒng)寬度干擾都被比較。
為了提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的射頻性能，要為測(cè)量位置x所選擇的值或所有值和相關(guān)的位置矩陣計(jì)算或預(yù)測(cè)平均最小干擾。平均值最好包括一個(gè)加權(quán)平均，雖然在別的實(shí)施例中平均值是變量x(例如，測(cè)量位置)的覆蓋區(qū)域的任何函數(shù)。為了計(jì)算加權(quán)平均代替平均值給每個(gè)測(cè)量位置分配相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)。對(duì)應(yīng)于所有測(cè)量位置x的總的加權(quán)系數(shù)有一個(gè)總的近似或是精確等于一的加權(quán)系數(shù)。例如，如果給所有位置分配了相等的加權(quán)系數(shù)，則對(duì)于由測(cè)量位置數(shù)分開(kāi)的每個(gè)測(cè)量位置加權(quán)系數(shù)都等于一。如果一個(gè)區(qū)域由于較大的通信量負(fù)載能力而具有優(yōu)先權(quán)，則分配給在該優(yōu)先權(quán)區(qū)域中的測(cè)量位置的加權(quán)系數(shù)高于它們按照上述平等加權(quán)系數(shù)方法分配將得到的加權(quán)系數(shù)。因此，將產(chǎn)生某個(gè)低于平均值的加權(quán)系數(shù)作為優(yōu)先權(quán)區(qū)域的副產(chǎn)品，因?yàn)樗屑訖?quán)系數(shù)的和不能超過(guò)1。
上面的整個(gè)原理現(xiàn)在以一種數(shù)學(xué)的上下關(guān)系應(yīng)用到圖7中。理論上，系統(tǒng)寬度干擾的最小值，Q(e)，如果存在，應(yīng)該可在連續(xù)的域中得到。但是，數(shù)學(xué)原理的實(shí)際應(yīng)用指示的結(jié)果是在離散域中，在該離散域中可能是為了射頻最優(yōu)化的一個(gè)真正的結(jié)果。當(dāng)e的總的可能值的數(shù)目對(duì)于處理系統(tǒng)的可利用的處理容量，存儲(chǔ)容量和綜合性能是合理的時(shí)，密集比較方法是可行的并可用來(lái)獲得精確的結(jié)果。
密集比較過(guò)程包括如圖7所示的為尋找使Q(e)(例如，在考慮的測(cè)量位置上的系統(tǒng)寬度干擾)最小的e(例如，天線輻射方向星座)值的算法。從步驟S10開(kāi)始，處理系統(tǒng)設(shè)置初始值e(0)∈S，設(shè)置參數(shù)k＝0，Qmin＞0和emin＝e(0)。在步驟S12，處理系統(tǒng)計(jì)算Q(e(k))，在此k是迭代數(shù)，e∈[θli，θui]x[φl(shuí)i，φui]。K的圓括號(hào)表示k僅僅是一個(gè)上標(biāo)并不是升高e到k次冪。在該方法的剩余步驟敘述完之后下面將詳細(xì)敘述計(jì)算Q(e(k))的過(guò)程。
在步驟S14，處理系統(tǒng)確定Q(e(k)))是否小于表示建議的最小系統(tǒng)寬度平均干擾Qmin。如果表示平均系統(tǒng)寬度干擾的Q(e(k))小于Qmin，則方法繼續(xù)步驟S16。如果不是，則方法繼續(xù)步驟S18。在步驟S16，處理系統(tǒng)設(shè)置Qmin＝Q(e(k))且emin＝e(k)。在一整組測(cè)量位置或是所選擇的測(cè)量位置處所有天線的合成輻射方向最好與載波-干擾比(或至少最高的合理的期望)相關(guān)。例如，如果無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包括十個(gè)天線每個(gè)天線有五個(gè)可能的天線輻射方向，則對(duì)該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)合成輻射方向有100,000個(gè)可能結(jié)果。
雖然在表示在此的說(shuō)明的例子中，我們假設(shè)emin和e(k)是指每個(gè)具有固定形狀的天線圖，但是具有可變形狀的輻射圖將給本發(fā)明的最優(yōu)化過(guò)程增加一個(gè)參數(shù)。在此披露的同樣的數(shù)據(jù)過(guò)程通?？蓱?yīng)用來(lái)為具有可變形狀和可變方向的輻射圖同時(shí)提高射頻覆蓋，雖然這樣具有較高的復(fù)雜度。
在步驟S18，處理系統(tǒng)確定是否k等于N，K表示一個(gè)計(jì)算可能的天線輻射方向中的不同天線輻射方向的迭代。如果k等于N，則處理系統(tǒng)已經(jīng)為所有測(cè)量位置x處理了測(cè)量抽樣或位置測(cè)量矩陣。如果k小于N，方法繼續(xù)到步驟S20。在步驟S20，處理系統(tǒng)設(shè)置k＝k+1以增加用變量k表示的迭代數(shù)。從步驟S20，方法返回到步驟S12。當(dāng)完成由N值指示的所有必要的迭狀后，密集過(guò)程結(jié)束。因此，在密集過(guò)程完成基礎(chǔ)上，emin被存儲(chǔ)在處理系統(tǒng)的存儲(chǔ)器或是寄存器中并表示合成天線輻射方向星座的結(jié)果。該結(jié)果為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)天線提供了天線方向選擇設(shè)置或方向參數(shù)。
現(xiàn)在圖7的密集比較過(guò)程已經(jīng)敘述完畢，為步驟S12和步驟S16計(jì)算Q(e)和e的數(shù)學(xué)過(guò)程分別將在隨后的段落中敘述。
在網(wǎng)絡(luò)中的任意位置接收到的信號(hào)功率是由來(lái)自在相同頻率或是公用頻率范圍中發(fā)射信號(hào)的所有基站的各自的信號(hào)功率之和。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)所有n個(gè)基站在同一頻帶中發(fā)射，雖然本發(fā)明的方法可應(yīng)用在更復(fù)雜的情況。此外，假設(shè)所有的n個(gè)基站操作在同一頻率范圍內(nèi)，典型的例如在CDMA網(wǎng)絡(luò)中。上述假設(shè)不限定所建議的方法在具有不同頻率結(jié)構(gòu)的別的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。按照上述假設(shè)，在關(guān)于基站i的測(cè)量位置x處測(cè)量的載波-干擾比用如下的等式來(lái)模擬Si(x,ei)Σj=1nSj(x,ej)+N(x,e1,e2,K,en)----(7)]]>在此N(x，e1，e2，...，en)是指x處的背景噪聲。在方向e1，e2，...，en處的背景噪聲的依賴性是由使用相同頻帶的其它信道干擾，或是在頻帶中的相同載波的干擾引起的。對(duì)于未加載系統(tǒng)，背景噪聲根本不取決于所有基站天線的輻射方向，在忽略與基站天線相關(guān)的任何方向性分量后，對(duì)于未加載系統(tǒng)背景噪聲可以取樣為N(x)。
令Ci表示基站i的覆蓋區(qū)域，然后，上面給出的載波-干擾比僅定義在x∈Ci。因?yàn)樯鲜龅仁街С謎＝1，2，...，n，則有必要假設(shè)如下的關(guān)系式CiI Ci＝θ，對(duì)于i≠j (8)上述關(guān)系式確保定義的載波-干擾比是唯一的。上述關(guān)系式不適用于與最優(yōu)化活動(dòng)相聯(lián)系的越區(qū)切換。假設(shè)每個(gè)基站一個(gè)固定發(fā)射功率，為了得到合適的合成天線方向則載波-干擾比的值是首先的考慮因素?？紤]到以相應(yīng)的輻射方向?qū)蛎總€(gè)天線以及測(cè)試驅(qū)動(dòng)可包括不同測(cè)量位置，則按照上述等式的載波-干擾比的計(jì)算的計(jì)算量非常強(qiáng)大。因此，代替在測(cè)量位置的最大解答上述等式，在測(cè)量位置的最小干擾則解答下列等式
該等式僅包括加法，同樣的，可以加速最優(yōu)化過(guò)程的函數(shù)賦值，這里e＝(e1，e2，...，en)是2n維的矢量且表示如下e∈×i=1n[θLi,θUi]×[φLi,φUi]---(10)]]>既然每個(gè)測(cè)量位置x唯一地屬于集合CI，則網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量可以通過(guò)所有測(cè)量位置的Q(x，e)測(cè)量。在為每一個(gè)測(cè)量位置x最小化載波-干擾比的嘗試中，測(cè)量位置之間的明顯的沖突升高。因此，在小區(qū)中的一個(gè)測(cè)量位置的最大載波-干擾比可以在別的小區(qū)中的另一個(gè)測(cè)量位置的載波-干擾比損耗得到。
因?yàn)榇_定e是本調(diào)整方法的目的，所以不同x(例如，測(cè)量位置)的平均值允許從不同的測(cè)量位置和其相應(yīng)小區(qū)處得到的覆蓋范圍之間不相同。為了這個(gè)目的，我們按照如下的等式介紹一種測(cè)度μ∈
在
并定義了一個(gè)標(biāo)量Q(e)＝∫CQ(x，e)μ{dx}，(11)
這里μ不必是連續(xù)的。在離散的情況和按照基于上述等式的一個(gè)實(shí)際例子，上面的總和可以表達(dá)為加權(quán)和，該加權(quán)和中每個(gè)位置測(cè)量有相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)。加權(quán)和等式表示如下Q(e)=Σj=1mQ((xj,e)wj----(12)]]>這里xj是指離散位置且Σj=1mwj=1---(13)]]>測(cè)度μ的應(yīng)用能夠避免犧牲別的小區(qū)對(duì)一些小區(qū)過(guò)高估計(jì)。例如，如果在小區(qū)中的測(cè)試驅(qū)動(dòng)路線很短，則和其它的小區(qū)，或者甚至和平均載波-干擾比相比，不利地的是在這個(gè)小區(qū)中的載波-干擾比將被抑制。因此，為了避免由于不同的大小的C產(chǎn)生i的這種偏見(jiàn)情況，這樣選擇μ是合理的
這里的Ci絕對(duì)值是指小區(qū)i的測(cè)試驅(qū)動(dòng)路徑且i＝1，2，3，...，n。相應(yīng)地，離散情況的加權(quán)如下wi＝μ{d(xi，xi-1) (15)這里d(xi，xi-1)是指從位置xi-1到xi一個(gè)移動(dòng)端傳播的實(shí)際距離且x0是開(kāi)始點(diǎn)。
例如，用n個(gè)可能的基站識(shí)別符，如果每個(gè)天線有q個(gè)可能的方向且如果為了一個(gè)精確結(jié)果考慮所有的干擾值，按照?qǐng)D7的密集比較方法的計(jì)算對(duì)每個(gè)測(cè)量位置將需要N＝qn個(gè)函數(shù)賦值，這樣在最小干擾值到達(dá)及相應(yīng)的emin確定之前每個(gè)位置達(dá)到了m×qn的總數(shù)。因此，如果對(duì)于處理系統(tǒng)的處理性能來(lái)說(shuō)N太大，則在相關(guān)的圖8中敘述的的交互模擬韌化(annealing)方法用來(lái)代替圖7的密集比較方法。不論N是否太大都按照與用于實(shí)現(xiàn)該方法的一個(gè)或多個(gè)處理器計(jì)算機(jī)的處理容量和必要處理時(shí)間相涉及的標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)慣例和技術(shù)慣例的客觀一致性來(lái)確定。
圖8表示實(shí)現(xiàn)圖2的步驟S106的模擬韌化過(guò)程。圖8是圖7的可選擇過(guò)程。模擬韌化過(guò)程表示在圖8的流程圖中，對(duì)照?qǐng)D7的密集比較方法，模擬韌化過(guò)程統(tǒng)計(jì)地抽樣位置測(cè)量矩陣以降低處理容量，處理時(shí)間，或是二者。
按照模擬韌化過(guò)程，最低平均系統(tǒng)寬度干擾和每個(gè)天線位置的相應(yīng)的天線輻射方向可以預(yù)測(cè)來(lái)降低處理容量，處理時(shí)間，或是二者。模擬韌化過(guò)程包括產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)以便為所有測(cè)量位置或是所選擇測(cè)量位置上的平均最低系統(tǒng)寬度干擾(或其近似值)選擇一個(gè)建議值。估計(jì)概率以確定所選擇的候選者是否被接受作為平均最低系統(tǒng)寬度干擾的下一個(gè)估計(jì)。
隨后的數(shù)學(xué)表達(dá)和進(jìn)一步理解模擬韌化過(guò)程有關(guān)。模擬韌化過(guò)程定義結(jié)構(gòu)屬性，重新配置屬性，目標(biāo)函數(shù)，和有關(guān)韌化調(diào)度。結(jié)構(gòu)屬性包括編號(hào)為i＝1，2，...，n的基站。重新配置屬性相應(yīng)地包括兩個(gè)隨機(jī)數(shù)用來(lái)產(chǎn)生一對(duì)表示為(θ，φ)的新的隨機(jī)數(shù)。目標(biāo)函數(shù)定義為E＝Q(e)并指定在一個(gè)極小化問(wèn)題中。韌化調(diào)度器定義了表示不同偽-能量級(jí)的狀態(tài)。對(duì)應(yīng)的一個(gè)新的偽-能量級(jí)的狀態(tài)用來(lái)代替具有由如下的等式表達(dá)的概率的舊狀態(tài)
這里Ck是一個(gè)確定的迭代或是控制參數(shù)，En是當(dāng)前的偽-能量狀態(tài)而E0是初始或是先前的偽-能量狀態(tài)。根據(jù)屬于本發(fā)明調(diào)整方法的無(wú)線系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)，最初不同的Ck可以有一個(gè)值。當(dāng)En＜E0時(shí)，賦值給概率p＝1。韌化調(diào)度通常按能量級(jí)狀態(tài)進(jìn)行向下步驟，有時(shí)進(jìn)行可以抵銷能量級(jí)狀態(tài)中的先前向下步驟的一個(gè)向上步驟。
在
的韌化調(diào)度之后，函數(shù)a(Xk，yk+1，Ck)被建模。前面的向上(uphill)步驟被執(zhí)行以避免錯(cuò)誤選擇本地最小值為對(duì)于函數(shù)a(Xk，yk+1，Ck)的絕對(duì)估計(jì)最小值。函數(shù)a(Xk，yk+1，Ck)致力于加快與天線輻射方向的不同候選星座相關(guān)的系統(tǒng)寬度干擾的比較，找到天線輻射方向的一個(gè)星座。
在迭代完成之后為了用天線系統(tǒng)20的當(dāng)前的輻射方向狀態(tài)星座來(lái)代替先前的輻射方向狀態(tài)星座以便最終得到最優(yōu)的輻射方向狀態(tài)星座，函數(shù)a(xk，yk+1，ck)提供一個(gè)在0和1之間(包括0和1)的概率值。對(duì)于客觀無(wú)線服務(wù)提供者所選擇的輻射方向星座對(duì)應(yīng)最小系統(tǒng)寬度載波-干擾或是最低合理的可接受的系統(tǒng)寬度載波-干擾。
計(jì)算估計(jì)的最小系統(tǒng)寬度干擾水平的實(shí)際過(guò)程是以概率收斂的迭代。它重要的部分是為Ck定義一個(gè)確定或是自適應(yīng)調(diào)度器，這里k是指迭代步驟且可以表示為一個(gè)迭代。相應(yīng)于能量En＝E(xk)讓xk表示迭代k處的當(dāng)前點(diǎn)，在此xk＝e(k)這樣相應(yīng)于表示為e(k)的天線方向狀態(tài)候選星座xk表示一個(gè)隨機(jī)選擇的輻射方向狀態(tài)星座。
參照?qǐng)D8，從步驟S24開(kāi)始，對(duì)應(yīng)于一個(gè)最好是均勻分布的概率分布D(xk)產(chǎn)生一個(gè)新的點(diǎn)yk+1。接著，在步驟S26產(chǎn)生一個(gè)在
之間的均勻隨機(jī)數(shù)p。從步驟S26開(kāi)始利用隨機(jī)數(shù)p，在步驟S28，處理器執(zhí)行以下的表達(dá)式以確定xk+1是否被修正是否p≤a(xk，yk+1，ck)，這里a(xk，yk+1，ck)＝min{(1，exp[-(E(yk+1)-E(xk))]}？在上述等式中，yk+1表示天線輻射方向星座的新的建議值，而xk表示天線輻射方向星座的先前值。如果步驟S28的結(jié)果為真，在步驟S30設(shè)置xk+1等于yk+1。上述等式和如果對(duì)一組測(cè)量位置x，新的系統(tǒng)寬度干擾(Q)低于先前的系統(tǒng)寬度干擾(Q)，則新的系統(tǒng)寬度干擾是可以接受的這一原理是一致的。因此，系統(tǒng)寬度干擾(Q)通常，但不總是，由yk+1值的可接受性減少為一個(gè)新的值。
如果步驟S28完成的結(jié)果為假，則步驟S32設(shè)置xk+1＝xk。從而，上述等式和如果由yk+1值的可接受性增加Q的值和如果概率不指示yk+1值的可接受性，則保持xk的先前的值的這一原理是一致的。當(dāng)步驟S28的完成結(jié)果是假?gòu)亩乐筈被鎖定到系統(tǒng)寬度干擾的本地最小值，而不是獲得系統(tǒng)寬度干擾的全網(wǎng)最小值時(shí)，概率可以指示yk+1值的可接受性。在步驟S30或是步驟S32的之后的步驟S34，設(shè)置Ck+1等于u(x0，x1，...，xk，yk+1)，這里為了說(shuō)明的目的可以用如下等式表示u(x0，x1，...，xk，yk+1)u(x0,x1,K,xk,yk+1)=maxi=0k{|E(xi+1)-E(xi)|}/ln(k+1)---(20)]]>在上面等式中等式右邊的xk+1理解為yk+1。在步驟S36，處理器決定是否執(zhí)行停止標(biāo)準(zhǔn)。例如，在別的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)根據(jù)本發(fā)明的天線調(diào)整過(guò)程的至少一個(gè)先前的操作的實(shí)驗(yàn)證據(jù)則停止標(biāo)準(zhǔn)能確定系統(tǒng)寬度干擾(Q)是否在一個(gè)可接受的水平。一旦系統(tǒng)寬度干擾到達(dá)一個(gè)可接受的水平，即使系統(tǒng)寬度干擾的絕對(duì)估計(jì)最小值可能再也不能得到，天線調(diào)整過(guò)程也將停止。因此，相應(yīng)于模擬韌化方法則處理系統(tǒng)的負(fù)荷將減少且通過(guò)在達(dá)到工程目的的實(shí)際結(jié)果上停止來(lái)加速天線調(diào)整過(guò)程。上面的概念可以象應(yīng)用在系統(tǒng)寬度干擾最小值一樣等同地應(yīng)用于系統(tǒng)寬度干擾最大值。如果執(zhí)行停止標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)程在步驟S38結(jié)束。如果不執(zhí)行停止標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)程繼續(xù)從再次步驟S24開(kāi)始。
總之，模擬韌化方法表示獲得絕對(duì)系統(tǒng)寬度干擾，或絕對(duì)最大系統(tǒng)寬度干擾之間的折衷，和數(shù)據(jù)處理效率。相應(yīng)于系統(tǒng)寬度干擾的實(shí)際結(jié)果被分配一個(gè)概率這樣實(shí)際結(jié)果產(chǎn)生最低系統(tǒng)寬度干擾。例如，模擬韌化方法的實(shí)際結(jié)果可由一個(gè)位于70％到90％置信度范圍內(nèi)的估計(jì)置信度概率來(lái)補(bǔ)充，那樣實(shí)際結(jié)果反映了絕對(duì)最小系統(tǒng)寬度干擾。模擬韌化方法極其適用于CK和k+1的自然對(duì)數(shù)成比例的情況以便獲得覆蓋范圍的結(jié)果。
按照本發(fā)明，該方法通過(guò)將合理的原理基礎(chǔ)組合到科學(xué)的方法并組織多維矩陣的巨大數(shù)目的數(shù)據(jù)來(lái)容易地產(chǎn)生可重復(fù)的測(cè)量結(jié)果。有利的是，多維矩陣應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)圖7的密集方法，圖8的模擬韌化方法，或是二者的修正的軟件說(shuō)明的模塊特性，以便解決最小平均干擾和相應(yīng)的天線位置。此外，順序組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常適合用除了密集方法或是模擬韌化方法的其它數(shù)學(xué)方法來(lái)處理。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如位置測(cè)量矩陣，是很容易應(yīng)用到落入本發(fā)明范圍的巨大的分類的不同的數(shù)學(xué)算法中。
圖9表示關(guān)于圖1的一個(gè)備用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。就象圖1中是參考數(shù)字一樣圖9用元件表示。圖9的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)除了移動(dòng)交換中心11和基站控制器22以外和圖1的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)一樣。特別是圖9的移動(dòng)交換中心11可以包括沒(méi)有調(diào)度器12和中央天線控制器14的任意的適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)交換中心。取而代之，每個(gè)基站控制器22包括本地調(diào)度器24和本地天線控制器26。因此，圖9有利地允許在基站18或基站控制器22處執(zhí)行多個(gè)過(guò)程變化，而這在移動(dòng)交換中心11處是被反對(duì)的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解與基站18和基站控制器22聯(lián)系的軟件常常比移動(dòng)交換中心11的軟件更容易修改且具有制作精細(xì)程度更低。
本地天線控制器26和本地調(diào)度器24分別地控制每個(gè)相應(yīng)的天線系統(tǒng)20，但卻通過(guò)移動(dòng)交換中心11進(jìn)行通信而相互調(diào)整。然而，本地調(diào)度器24和移動(dòng)交換中心11之間的通信將限制在用來(lái)激活本地調(diào)度器24和關(guān)閉本地調(diào)度器24從而降低移動(dòng)交換中心11和基站控制器22之間的信號(hào)通信量。
只要對(duì)于在定義的相互間的時(shí)間偏移處產(chǎn)生輻射圖方向變化每個(gè)本地天線控制器26和其它本地天線控制器26同步則本地調(diào)度器24和移動(dòng)交換中心11之間的通信不需要被實(shí)時(shí)完成。在一個(gè)更好的實(shí)施例中，在每個(gè)基站每個(gè)本地天線控制器26由一個(gè)本地全球定位系統(tǒng)(GPS)時(shí)鐘提供同步。在另一個(gè)實(shí)施例中，位于基站控制器16或移動(dòng)交換中心10的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘(例如，銣-基，高-穩(wěn)定性振蕩器)為本地天線控制器26的同步提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘。
基于為了調(diào)整每個(gè)天線的輻射方向變化的調(diào)度則每個(gè)本地天線控制器26與其它本地天線控制器26相關(guān)以便適當(dāng)?shù)嘏袛嗾麄€(gè)無(wú)線系統(tǒng)的性能。本地天線控制器26合作執(zhí)行相同的功能且結(jié)果作為中央天線控制器14。類似地，圖9的本地調(diào)度器24合作執(zhí)行相同的功能且結(jié)果作為圖1的中央調(diào)度器12。
每個(gè)天線系統(tǒng)11的監(jiān)視面(watch face)符號(hào)表示在測(cè)量過(guò)程中的從相應(yīng)的天線系統(tǒng)20和基站18電磁發(fā)射的不同的唯一時(shí)隙。在測(cè)量位置每個(gè)基站18和相應(yīng)的天線系統(tǒng)20更適宜于在每一個(gè)掃描周期82分配一個(gè)時(shí)隙。正如用監(jiān)視面符號(hào)符號(hào)性表示的那樣時(shí)隙相互漂移并同步。因此，每個(gè)時(shí)隙更足以允許在如前面所定義的第一極限和第二極限內(nèi)改變每個(gè)相應(yīng)的天線系統(tǒng)20的每個(gè)輻射方向狀態(tài)。在無(wú)線系統(tǒng)時(shí)分復(fù)用模式下每個(gè)指定的基站18和天線系統(tǒng)20為它的時(shí)隙發(fā)射,而所有其它基站18和相應(yīng)的天線系統(tǒng)20保持空閑等待由唯一的時(shí)隙表現(xiàn)的它們的次序(turn)。
圖9的結(jié)構(gòu)非常適于測(cè)試與潛在合成天線輻射方向相關(guān)的載波-干擾比?；?8為經(jīng)天線系統(tǒng)20的發(fā)射產(chǎn)生識(shí)別符這樣在每個(gè)測(cè)量位置的測(cè)量期間每個(gè)基站18和與它相關(guān)的天線系統(tǒng)20將由測(cè)試接收器21識(shí)別。一旦所有的測(cè)量完成測(cè)試接收器21經(jīng)基站18通知移動(dòng)交換中心11中止測(cè)量過(guò)程并重新開(kāi)始正常操作，或是另一個(gè)操作模式。
這樣的詳述敘述了本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的不同實(shí)施例。權(quán)利要求書(shū)的范圍是指包括本說(shuō)明書(shū)中披露的說(shuō)明實(shí)施例的各種不同修改和等同物。因此，下面的權(quán)利要求根據(jù)的是包括與本發(fā)明在此披露的實(shí)質(zhì)和形式一致的修改，等同結(jié)構(gòu)，和特征的合理的廣泛的解釋。
權(quán)利要求
1.一種用于為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或其分段調(diào)整天線輻射的方法，該方法包括步驟改變?cè)谡麄€(gè)天線輻射方向范圍中多個(gè)天線的天線輻射方向；對(duì)多個(gè)測(cè)量位置的改變的天線輻射方向測(cè)量信號(hào)參數(shù)；根據(jù)所測(cè)量的信號(hào)參數(shù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或其分段中每個(gè)天線范圍內(nèi)確定合成天線輻射方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于合成天線輻射方向被定義為一個(gè)二維矢量表示來(lái)自相應(yīng)的天線的方位角和來(lái)自該相應(yīng)天線的向下傾斜角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，對(duì)于合成天線輻射方向，候選天線輻射方向，被定義為包括表示輻射主波瓣的峰值增益的中央矢量，表示輻射方向狀態(tài)的第一極限的第一極限矢量，和表示輻射方向狀態(tài)的第二極限的第二極限矢量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于測(cè)量步驟包括在測(cè)量位置測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度作為信號(hào)參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于確定步驟包括確定在一組測(cè)量位置上的干擾信號(hào)強(qiáng)度的系統(tǒng)寬度最小平均值和識(shí)別與該組的系統(tǒng)寬度最小平均值相關(guān)的合成天線輻射方向星座。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于確定步驟包括確定在一組測(cè)量位置上的加上背景噪聲的干擾信號(hào)強(qiáng)度的系統(tǒng)寬度最小平均值和識(shí)別與該組的系統(tǒng)寬度最小平均值相關(guān)的合成天線輻射方向星座。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于確定步驟包括確定在一組測(cè)量位置上的干擾信號(hào)強(qiáng)度的系統(tǒng)寬度最大信噪比平均值和識(shí)別與該組的系統(tǒng)寬度最大值相關(guān)的合成天線輻射方向星座。
8.一種用于為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或其分段調(diào)整天線輻射的方法，該方法包括步驟根據(jù)調(diào)度改變?cè)谡麄€(gè)天線輻射方向范圍中的多個(gè)天線的天線輻射方向；對(duì)多個(gè)測(cè)量位置的改變的天線輻射方向測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度；將所測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度組織到對(duì)應(yīng)每個(gè)測(cè)量位置的位置測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；根據(jù)位置測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)確定在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或其分段中的天線范圍內(nèi)的合成天線輻射方向以便降低或最小化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的射頻干擾。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括步驟從所測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度導(dǎo)出干擾平均值和將每個(gè)干擾平均值與合成天線輻射方向的候選者相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于確定步驟進(jìn)一步包括比較與合成天線輻射方向的相應(yīng)候選者相關(guān)的連續(xù)干擾平均測(cè)量值以便識(shí)別與當(dāng)前確定的干擾平均值和先前確定的最低干擾平均測(cè)量值二者中較低者相關(guān)的候選者。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括步驟選擇合成天線方向作為相應(yīng)于當(dāng)前確定的干擾平均值和干擾測(cè)量的一個(gè)先前確定的最低平均值二者中較低者的候選者。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于導(dǎo)出步驟進(jìn)一步包括分配給每個(gè)測(cè)量位置一個(gè)相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)以便計(jì)算一個(gè)加權(quán)平均從而代替并取代干擾平均值，整個(gè)測(cè)量位置有一個(gè)近似或精確等于一的總的加權(quán)系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于確定步驟進(jìn)一步包括步驟產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)來(lái)為與測(cè)量位置上的一個(gè)平均最低系統(tǒng)寬度干擾相關(guān)的合成輻射圖方向選擇候選者。估計(jì)所選擇的候選者實(shí)際提供平均最低系統(tǒng)寬度干擾的概率；如果所估計(jì)的可能性達(dá)到一個(gè)必要的置信度標(biāo)準(zhǔn)估測(cè)所選擇的候選者作為提供平均最低系統(tǒng)寬度干擾的合成輻射方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于確定步驟為確定與測(cè)量位置上的一個(gè)最低平均系統(tǒng)寬度干擾相關(guān)的一個(gè)合成天線輻射方向星座按照一個(gè)密集過(guò)程應(yīng)用下面的等式Q(e(k))＜Qmin，式中k是一個(gè)迭代數(shù)，e∈[θLi，θUi]×[φLi，φUi]，Qmin表示最低平均系統(tǒng)寬度干擾，Q(e(k))表示相應(yīng)于表示為e(k)的一個(gè)候選的天線輻射方向星座的一個(gè)建議的最小平均系統(tǒng)寬度干擾。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于確定步驟為確定與測(cè)量位置上的一個(gè)最低平均系統(tǒng)寬度干擾相關(guān)的一個(gè)合成天線輻射方向星座按照一個(gè)模擬-韌化過(guò)程應(yīng)用下面的等式
a(xk,yk+1,ck)=min{1,exp(-E(yk+1)-E(xk)ck)}]]>其中a(xk，yk+1，ck)是一個(gè)為了決定是否設(shè)置xk+1＝y(tǒng)k+1或xk+1＝xk而提供一個(gè)0和1之間的概率值的函數(shù)，在此E(yk+1)表示一個(gè)當(dāng)前的偽能量狀態(tài)，xk表示天線方向的一個(gè)候選星座的一個(gè)先前值，yk+1表示天線方向的一個(gè)候選星座的一個(gè)新的建議值，ck是一個(gè)迭代控制參數(shù)，k表示一個(gè)迭代級(jí)，且xk＝e(k)，這里e(k)表示相當(dāng)于一個(gè)迭代級(jí)k的一個(gè)天線輻射狀態(tài)的候選星座
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括按下面的等式為下一個(gè)迭代用ck+1更新ck的步驟u(x0,x1,K,xk,yk+1)=maxi=0k{|E(xi+1)-E(xi)|}/ln(k+1)]]>在此等式右邊的xk+1被理解為yk+1。
17.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于組織步驟包括由符合如下數(shù)學(xué)表達(dá)式的一個(gè)矩陣組成的位置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)S1(x,e11)S1(x,e21)......S1(x,eq1)S2(x,e12)S2(x,e22)......S2(x,eq2)............MSn(x,e1n)Sn(x,e2n)......Sn(x,eqn)]]>在此S表示用功率表示的已測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度，S的下標(biāo)表示第一基站識(shí)別符直到第n基站識(shí)別符，x表示一個(gè)測(cè)量位置，e表示在如e的下標(biāo)所表示的q種可能天線輻射方向，和如e的上標(biāo)所表示的n種可能的天線識(shí)別符中的一個(gè)天線輻射方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于確定步驟包括符合如下數(shù)學(xué)表達(dá)式的背景噪聲N1(x,e11)N1(x,e21)......N1(x,eq1)N2(x,e12)N2(x,e22)......N2(x,eq2)...............Nn(x,e1n)Nn(x,e2n)......Nn(x,eqn)]]>在此N表示所測(cè)量的噪聲功率，N的下標(biāo)表示第一基站識(shí)別符直到第n基站識(shí)別符，x表示測(cè)量位置，e表示在如e的下標(biāo)所表示的q種可能天線輻射方向，和如e的上標(biāo)所表示的n種可能的天線識(shí)別符中的一個(gè)天線輻射方向。
19.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，改變步驟以一種與相符于每個(gè)測(cè)量位置的測(cè)量接收機(jī)的固定或是移動(dòng)持續(xù)時(shí)間一致的方式來(lái)改變整個(gè)輻射狀態(tài)范圍的天線輻射方向。
20.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于改變步驟建立作為組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的天線為天線測(cè)量順序的第一列表和為每個(gè)天線組織輻射方向測(cè)量順序的第二列表的調(diào)度。
21.一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用于調(diào)整天線輻射的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與相應(yīng)的天線系統(tǒng)相關(guān)的多個(gè)基站；多個(gè)本地天線控制器，用于控制天線系統(tǒng)的天線輻射方向，與每個(gè)天線系統(tǒng)相關(guān)的天線輻射方向在整個(gè)天線輻射方向范圍內(nèi)被循環(huán)；用于和相應(yīng)的本地天線控制器中的一些通信的多個(gè)本地調(diào)度器，該本地調(diào)度器用時(shí)分復(fù)用方式調(diào)整天線系統(tǒng)中不同的一些的天線輻射圖這樣在測(cè)量程過(guò)程的任何時(shí)間僅有來(lái)自一個(gè)天線系統(tǒng)和與之相關(guān)的基站的一個(gè)天線輻射圖被產(chǎn)生。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于在所選擇的測(cè)量位置測(cè)量來(lái)自相應(yīng)的天線系統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)測(cè)試接收器。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于組織所測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度到對(duì)應(yīng)于每個(gè)所選擇的測(cè)量位置的位置測(cè)量矩陣的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，根據(jù)位置測(cè)量矩陣，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)確定在無(wú)線系統(tǒng)或其分段中的每個(gè)天線的范圍內(nèi)的合成天線輻射方向。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其特征在于合成天線輻射方向被定義為二維矢量表示來(lái)自相應(yīng)的天線系統(tǒng)的方位角和來(lái)自相應(yīng)天線系統(tǒng)的向下傾斜角。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于合成天線輻射方向的候選者被定義為包括表示輻射主波瓣的峰值增益的中央矢量，表示輻射方向狀態(tài)的第一極限的第一極限矢量，和表示輻射方向狀態(tài)的第二極限的第二極限矢量。
26.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其特征在于本地調(diào)度器調(diào)整天線系統(tǒng)不同的一些的天線輻射圖這樣每個(gè)天線系統(tǒng)和與它相關(guān)的基站有一個(gè)分配的時(shí)隙，來(lái)在與每個(gè)測(cè)量位置相關(guān)的每個(gè)掃描周期發(fā)射至少一輻射圖方向狀態(tài)。
27.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)基站適于發(fā)射一個(gè)唯一的基站識(shí)別碼來(lái)識(shí)別天線系統(tǒng)中的一些活躍地輻射的天線及與之相關(guān)的輻射方向。
28.一種用于在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中調(diào)整天線輻射的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與相應(yīng)的天線系統(tǒng)相關(guān)的多個(gè)基站；中央天線控制器，用于控制天線系統(tǒng)的天線輻射方向，使與每個(gè)天線系統(tǒng)相關(guān)的天線輻射方向在整個(gè)天線輻射范圍內(nèi)被循環(huán)；用于和中央天線控制器通信的中央調(diào)度器，該中央調(diào)度器用時(shí)分復(fù)用方式調(diào)整天線系統(tǒng)中不同的一些的天線輻射圖這樣在測(cè)量過(guò)程中的任何時(shí)間僅有來(lái)自一個(gè)天線系統(tǒng)和與之相關(guān)的基站的一個(gè)天線輻射圖被產(chǎn)生。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于在整個(gè)范圍內(nèi)所選擇的測(cè)量位置上測(cè)量來(lái)自相應(yīng)的天線系統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)試接收器。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于組織所測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度到對(duì)應(yīng)于每個(gè)所選擇的測(cè)量位置的位置測(cè)量矩陣的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，根據(jù)位置測(cè)量矩陣，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)確定在無(wú)線系統(tǒng)或其分段中的每個(gè)天線的范圍內(nèi)的合成天線輻射方向。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其特征在于合成天線輻射方向被定義為二維矢量表示來(lái)自相應(yīng)的天線系統(tǒng)的方位角和來(lái)自一個(gè)相應(yīng)天線系統(tǒng)的向下傾斜角。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于合成天線輻射方向的一個(gè)候選者被定義包括表示輻射主波瓣的峰值增益的中央矢量，表示輻射方向狀態(tài)的第一極限的第一極限矢量，和表示輻射方向狀態(tài)的第二極限的第二極限矢量。
33.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其特征在于中央調(diào)度器調(diào)整天線系統(tǒng)不同的一些的天線輻射圖這樣每個(gè)天線系統(tǒng)和與它相關(guān)的基站有一個(gè)分配的時(shí)隙，來(lái)在與測(cè)試接收器的每個(gè)測(cè)量位置相關(guān)的每個(gè)掃描周期發(fā)射至少一輻射圖方向狀態(tài)。
34.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)基站適合于發(fā)射唯一基站識(shí)別碼用于天線系統(tǒng)中的一些活躍輻射天線及與它們有關(guān)的輻射方向的識(shí)別。
全文摘要
在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用于調(diào)整天線輻射的一種方法包括在整個(gè)已定義的范圍內(nèi)改變天線的天線輻射方向。當(dāng)天線輻射方向被改變后測(cè)試接收器在測(cè)量位置處測(cè)量來(lái)自天線的信號(hào)參數(shù)。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或其分段中根據(jù)所測(cè)量的信號(hào)參數(shù),處理系統(tǒng)為每個(gè)天線確定合成天線輻射方向。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1269676SQ00104678
公開(kāi)日2000年10月11日 申請(qǐng)日期2000年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月12日
發(fā)明者戴維·迪·霍, 艾施瓦·皮特安姆派利 申請(qǐng)人:朗迅科技公司