專利名稱：一種固定波束智能天線基站系統(tǒng)的容量測試方法
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的CDMA(CodeDivision Multiple Access，頻分多址)基站系統(tǒng)的容量測試方法。
背景技術(shù)：
在針對CDMA系統(tǒng)的容量測試過程中，目前的方法均是以扇區(qū)為單位進行測試的，對于扇區(qū)反向容量的測試，通常采用的是基于RSSI(Reverse Signal Strength Indicator，接收信號強度指標(biāo))的測試方法，通過測量扇區(qū)接收端底噪的抬高，來計算系統(tǒng)的極限容量，對于扇區(qū)前向容量的測試，則通常采用的是基于采集各信道有效發(fā)射功率的方法來計算系統(tǒng)的極限容量。對于當(dāng)前的CDMA系統(tǒng)來說，每個扇區(qū)的容量大小受系統(tǒng)負載在扇區(qū)內(nèi)的分布影響較小，所以，在現(xiàn)有測試方法在測試系統(tǒng)容量時并不關(guān)心負載的分布情況。
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大。
下面對智能天線容量理論依據(jù)做簡單的描述。
假設(shè)s(t)是用戶到達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，N(t)的每個元素是方差為σn2的復(fù)高斯隨機變量。
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，從而提高了容量并改善覆蓋。以上計算是在非常理想的情況下得出的結(jié)論，實際系統(tǒng)中的增益要比計算出來的小，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，從而增加了覆蓋和容量，所以對智能天線基站系統(tǒng)的容量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。因為對于當(dāng)前的CDMA系統(tǒng)來說，每個扇區(qū)的容量大小受系統(tǒng)負載在扇區(qū)內(nèi)的分布影響較小，所以在測試系統(tǒng)覆蓋和容量時并不關(guān)心負載的分布情況，但是，系統(tǒng)負載的不同分布，卻影響波束及扇區(qū)的容量水平，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)的容量測試方法，在現(xiàn)有容量測試方法的基礎(chǔ)上，增加了對不同系統(tǒng)負載分布對容量的影響測試環(huán)節(jié)，克服現(xiàn)有測試方法的不足。
為了實現(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)的容量測試方法，包括如下處理步驟步驟1，單波束前反向容量測試，測試移動臺分別分布于各個波束主瓣方向時在單個波束內(nèi)的前反向容量情況，測試結(jié)果需要分波束分組記錄；步驟2，多波束理想情況前反向容量測試，測試移動臺同時分布于各個波束主瓣方向時的前反向容量情況，測試結(jié)果需要分組記錄；步驟3，多波束非理想情況前反向容量測試，測試移動臺同時分布于各個波束的每兩個波束切換區(qū)域時的前反向容量情況，測試結(jié)果需要分組記錄；步驟4，將各種情況下記錄的各組測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入現(xiàn)有的前反向容量計算公式，計算出系統(tǒng)的前反向極限容量。
本發(fā)明是在現(xiàn)有容量測試方法的基礎(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)的容量受系統(tǒng)負載分布影響的特點，在測試步驟中增加了不同負載分布對應(yīng)前反向容量的測試環(huán)節(jié)，彌補了現(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)的容量情況，提出了容量和空間對應(yīng)關(guān)系的測試方法，為全面了解系統(tǒng)性能提供保證。


圖1是前反向容量測試流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的固定波束智能天線系統(tǒng)容量測試方法可以按以下步驟具體實現(xiàn)，流程圖參見圖1所示(1)準(zhǔn)備過程基于前述的覆蓋測試方法，獲得實際三個波束覆蓋范圍和切換區(qū)域，已知待測小區(qū)系統(tǒng)底噪。
在容量測試方法中，不僅包括前向和反向容量測試，兩類測試還均包括單波束容量測試，三波束負載均勻分布容量測試和三波束負載非勻分布容量測試三個項目，這三個測試項目在準(zhǔn)備階段有所不同單波束容量測試要求將參與測試的移動臺依次分布于每一波束主瓣方向覆蓋區(qū)域內(nèi)。三波束負載均勻分布容量測試要求將參與測試的移動臺平均分成三組，同時均勻地分布于三個波束主瓣方向覆蓋區(qū)域內(nèi)。三波束負載非勻分布容量測試要求將參與測試的移動臺平均分成兩組，同時均勻地分布于三個波束之間的兩個波束切換區(qū)域內(nèi)。
(2)同時激活所有移動臺，撥打Markov全速率呼叫，平均話音激活因子為1，持續(xù)呼叫30分鐘。
要求所有移動臺均保持呼叫狀態(tài)，如果發(fā)生掉話，停止測試，所有移動臺重新建立呼叫。
(3)采集相關(guān)數(shù)據(jù)前向和反向容量測試采集的數(shù)據(jù)不同前向容量測試要求記錄各測試移動臺業(yè)務(wù)信道增益，記錄其中一部測試移動臺的全速率前向FER(Frame Error Rate，幀差錯率)。反向容量測試要求記錄各移動臺的反向FER，記錄其中一部測試移動臺全速率反向FER、前向ERP(Effective Radiated Power，前向有效輻射功率)或數(shù)字增益，各波束的RSSI。
(4)在持續(xù)呼叫30分鐘后，結(jié)束本次測試。為排除因移動臺分布的局限性，在預(yù)定覆蓋區(qū)域內(nèi)改變原有移動臺分布，重新進行測試，如前述采集相關(guān)數(shù)據(jù)。
(5)使移動臺遍歷所有指定區(qū)域，按照上述步驟進行測試。
根據(jù)前反向容量計算的算法，要求在所述測試方法的基礎(chǔ)上，按照移動臺數(shù)目的不同，測試3～4組值，將結(jié)果進行平均，以獲得最終的系統(tǒng)前反向極限容量。
權(quán)利要求
1.一種智能天線基站系統(tǒng)容量測試方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，單波束前反向容量測試，測試移動臺分別分布于各個波束主瓣方向時在單個波束內(nèi)的前反向容量情況，測試結(jié)果需要分波束分組記錄；步驟2，多波束理想情況前反向容量測試，測試移動臺同時分布于各個波束主瓣方向時的前反向容量情況，測試結(jié)果需要分組記錄；步驟3，多波束非理想情況前反向容量測試，測試移動臺同時分布于各個波束的每兩個波束切換區(qū)域時的前反向容量情況，測試結(jié)果需要分組記錄；步驟4，將各種情況下記錄的各組測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入現(xiàn)有的前反向容量計算公式，計算出系統(tǒng)的前反向極限容量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述前反向容量測試采集的數(shù)據(jù)中，前向容量測試要求記錄各測試移動臺前向業(yè)務(wù)信道增益，記錄其中一部測試移動臺的全速率前向幀差錯率；反向容量測試要求記錄各移動臺的反向幀差錯率，記錄其中一部移動臺全速率反向幀差錯率、前向有效輻射功率、數(shù)字增益及各波束的接收信號強度指標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在結(jié)束測試后，在預(yù)定覆蓋區(qū)域內(nèi)，改變原有移動臺分布，重新進行測試。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照移動臺數(shù)目的不同，測試3～4組值，將結(jié)果進行平均，以獲得最終的系統(tǒng)前反向極限容量。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種固定波束地智能天線基站系統(tǒng)的容量測試方法，所述方法包括單波束前反向容量測試，測試移動臺分別分布于各個波束主瓣方向時在單個波束內(nèi)的前反向容量情況，多波束理想情況前反向容量測試，測試移動臺同時分布于各個波束主瓣方向時的前反向容量情況，多波束非理想情況前反向容量測試，測試移動臺同時分布于各個波束的每兩個波束切換區(qū)域時的前反向容量情況，將所述測試結(jié)果分組記錄，并將各種情況下記錄的各組測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入現(xiàn)有的前反向容量計算公式，計算出系統(tǒng)的前反向極限容量。采用本發(fā)明所述的方法，確定了各種條件下固定波束智能天線系統(tǒng)的容量情況，為全面了解系統(tǒng)性能提供了保障。
文檔編號H04W24/08GK1809201SQ200510032970
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月21日
發(fā)明者李晟 申請人:中興通訊股份有限公司