CN100369516C - 一种固定波束智能天线基站***的容量测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种固定波束地智能天线基站***的容量测试方法，所述方法包括：单波束前反向容量测试，测试移动台分别分布于各个波束主瓣方向时在单个波束内的前反向容量情况，多波束理想情况前反向容量测试，测试移动台同时分布于各个波束主瓣方向时的前反向容量情况，多波束非理想情况前反向容量测试，测试移动台同时分布于各个波束的每两个波束切换区域时的前反向容量情况，将所述测试结果分组记录，并将各种情况下记录的各组测试数据导入现有的前反向容量计算公式，计算出***的前反向极限容量。采用本发明所述的方法，确定了各种条件下固定波束智能天线***的容量情况，为全面了解***性能提供了保障。

Description

一种固定波束智能天线基站***的容量测试方法

技术领域

本发明涉及无线蜂窝通信领域，尤其涉及使用固定波束智能天线的CDMA(CodeDivision Multiple Access，频分多址)基站***的容量测试方法。

背景技术

在针对CDMA***的容量测试过程中，目前的方法均是以扇区为单位进行测试的，对于扇区反向容量的测试，通常采用的是基于RSSI(Reverse Signal Strength Indicator，接收信号强度指标)的测试方法，通过测量扇区接收端底噪的抬高，来计算***的极限容量，对于扇区前向容量的测试，则通常采用的是基于采集各信道有效发射功率的方法来计算***的极限容量。对于当前的CDMA***来说，每个扇区的容量大小受***负载在扇区内的分布影响较小，所以，在现有测试方法在测试***容量时并不关心负载的分布情况。

随着移动通信的发展，尽管CDMA***与TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)***、FDMA(Frequency Division Multiple Access，频分多址)***相比具有容量和业务质量上的优势，但是由于CDMA***用户共享一个宽带的信道，由此引起的各用户之间的共信道干扰限制了CDMA***的容量，因此任何程度的干扰降低都将直接带来容量的改善。通常，在基站侧使用定向天线将小区划分为多个扇区的方法，可以将容量提高许多，扇区越窄，容量提高的越多，但是扇区过多会导致软切换区过多、空中资源利用的降低、导频污染加重等问题。由此引入了一些新的技术来克服这些影响，例如智能天线技术，智能天线技术是移动通信领域的一项新技术，它包括固定波束智能天线和自适应智能天线两大类，其中，以固定波束智能天线便于实现，研发成本低而首先得到使用。采用固定波束智能天线，将小区划分为多个波束，使同小区和相邻小区用户的同信道干扰降低，带来容量的增加，但是干扰的降低意味着***所允许的空中链路损耗增大，从而在容量一定的情况下带来了覆盖距离的扩大。

下面对智能天线容量理论依据做简单的描述。

假设s(t)是用户到达基站天线阵列的信号，那么经过天线阵列之后，数据向量等于

U(t)＝s(t)*α(θ，φ)+N(t)(公式1)

其中α(θ，φ)称为引导向量，表示当平面波从(θ，φ)方向入射时各个阵元与参考阵元(阵元0)信号间的相位差：

α(θ，φ)＝[1α₁(θ，φ)...α_M-1(θ，φ)](公式2)

公式(2)中M是阵列个数。

公式(1)中向量N(t)包含噪声对各个阵元的贡献，N(t)的每个元素是方差为σ_n ²的复高斯随机变量。

对于U(t)信号，我们选择合适的向量

W＝[w₀w₁...w_M-1]                   (公式3)

可以得到某个波束的信号z(t)，为简单起见，我们令

W＝α(θ，φ)                      (公式4)

则经过合并网络之后的波束信号为：

z(t)＝U(t)*W^H＝s(t)*α(θ，φ)*α^H(θ，φ)+N(t)*α^H(θ，φ)

＝M*s(t)+N(t)*α^H(θ，φ)          (公式5)

进一步求得经过阵列的波束信号的信噪比为

${\mathrm{\γ}}_z=M*\frac{E\left[\right|s\left(t\right){|}^2]}{{{\mathrm{\σ}}_n}^2}=M*{\mathrm{\γ}}_u$ (公式6)

其中 ${\mathrm{\γ}}_u=\frac{E\left[{\left|s\left(t\right)\right|}^2\right]}{{{\mathrm{\σ}}_n}^2},$ 是单个阵元上的信号的信噪比。

由此可以看到，多波束天线阵元提高了信号的信噪比，从而提高了容量并改善覆盖。以上计算是在非常理想的情况下得出的结论，实际***中的增益要比计算出来的小，由推导过程可以看到，我们设定不同的W就可以得到不同的波束，而W的取值是与(θ，φ)相关的，也就是说与用户所在的地理位置有关，智能天线***在空间上区分了用户，从而增加了覆盖和容量，所以对智能天线基站***的容量测试除了考虑普通小区测试的方法外，还要基于用户空间的分布。使用固定波束智能天线的基站***，每个扇区的覆盖区域被划分成了几个波束的覆盖区域，对于移动台来说，并不能感受处于哪个波束的覆盖范围之内，但通过基站的信号处理***，可以大大降低同扇区内波束之间用户的相互干扰，提高***的容量。因为对于当前的CDMA***来说，每个扇区的容量大小受***负载在扇区内的分布影响较小，所以在测试***覆盖和容量时并不关心负载的分布情况，但是，***负载的不同分布，却影响波束及扇区的容量水平，不能为全面了解***的性能提供保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定波束智能天线基站***的容量测试方法，在现有容量测试方法的基础上，增加了对不同***负载分布对容量的影响测试环节，克服现有测试方法的不足。

为了实现上述发明目的，本发明提出了一种智能天线基站***的容量测试方法，包括如下处理步骤：

步骤1，单波束前反向容量测试，测试移动台分别分布于各个波束主瓣方向时在单个波束内的前反向容量情况，分波束分组记录测试结果；

步骤2，多波束均匀分布时前反向容量测试，测试移动台同时均匀分布于各个波束主瓣方向时的前反向容量情况，分组记录测试结果；

步骤3，多波束非均匀分布时前反向容量测试，测试移动台同时均匀分布于各个波束的每两个波束的切换区域时的前反向容量情况，分组记录测试结果；

步骤4，将以上情况下记录的各组测试数据导入现有的前反向容量计算公式，计算出***的前反向极限容量。

本发明是在现有容量测试方法的基础上，充分考虑到应用固定波束智能天线新技术的基站***的容量受***负载分布影响的特点，在测试步骤中增加了不同负载分布对应前反向容量的测试环节，弥补了现有方法的不足，能够充分、准确、全面地确定各种条件下固定波束智能天线***的容量情况，提出了容量和空间对应关系的测试方法，为全面了解***性能提供保证。

附图说明

图1是前反向容量测试流程图。

具体实施方式

本发明所述的固定波束智能天线***容量测试方法可以按以下步骤具体实现，流程图参见图1所示：

(1)准备过程：

基于前述的覆盖测试方法，获得实际三个波束覆盖范围和切换区域，已知待测小区***底噪。

在容量测试方法中，不仅包括前向和反向容量测试，两类测试还均包括单波束容量测试，三波束负载均匀分布容量测试和三波束负载非匀分布容量测试三个项目，这三个测试项目在准备阶段有所不同：

单波束容量测试要求将参与测试的移动台依次分布于每一波束主瓣方向覆盖区域内。三波束负载均匀分布容量测试要求将参与测试的移动台平均分成三组，同时均匀地分布于三个波束主瓣方向覆盖区域内。三波束负载非匀分布容量测试要求将参与测试的移动台平均分成两组，同时均匀地分布于三个波束之间的两个波束切换区域内。

(2)同时激活所有移动台，拨打Markov全速率呼叫，平均话音激活因子为1，持续呼叫30分钟。

要求所有移动台均保持呼叫状态，如果发生掉话，停止测试，所有移动台重新建立呼叫。

(3)采集相关数据：

前向和反向容量测试采集的数据不同：前向容量测试要求记录各测试移动台业务信道增益，记录其中一部测试移动台的全速率前向FER(Frame Error Rate，帧差错率)。反向容量测试要求记录各移动台的反向FER，记录其中一部测试移动台全速率反向FER、前向ERP(Effective Radiated Power，前向有效辐射功率)或数字增益，各波束的RSSI。

(4)在持续呼叫30分钟后，结束本次测试。为排除因移动台分布的局限性，在预定覆盖区域内改变原有移动台分布，重新进行测试，如前述采集相关数据。

(5)使移动台遍历所有指定区域，按照上述步骤进行测试。

根据前反向容量计算的算法，要求在所述测试方法的基础上，按照移动台数目的不同，测试3～4组值，将结果进行平均，以获得最终的***前反向极限容量。

Claims (4)

1.一种智能天线基站***容量测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，单波束前反向容量测试，测试移动台分别分布于各个波束主瓣方向时在单个波束内的前反向容量情况，分波束分组记录测试结果；

步骤2，多波束均匀分布时前反向容量测试，测试移动台同时均匀分布于各个波束主瓣方向时的前反向容量情况，分组记录测试结果；

步骤3，多波束非均匀分布时前反向容量测试，测试移动台同时均匀分布于各个波束的每两个波束切换区域时的前反向容量情况，分组记录测试结果；

步骤4，将以上三种情况下记录的各组测试数据导入现有的前反向容量计算公式，计算出***的前反向极限容量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前反向容量测试采集的数据中，前向容量测试记录各测试移动台前向业务信道增益，记录其中一部测试移动台的全速率前向帧差错率；反向容量测试记录各移动台的反向帧差错率，记录其中一部移动台全速率反向帧差错率、前向有效辐射功率、数字增益及各波束的接收信号强度指标。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在结束了所有步骤的测试后，在预定覆盖区域内，改变原有移动台分布，重新进行测试。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照移动台数目的不同，测试3～4组值，将结果进行平均，以获得最终的***前反向极限容量。

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