用于执行在蜂窝电话网络之内本地业务测量的方法及装置

摘要

公布了一种用于测量在蜂窝电话系统(100)之内电话业务量的方法及装置。在第一种实施方案中,接收机(150)位于建议的微区站址(120)处以及接收机(150)测量由移动台(130)所发送的信号强度以便决定在建议微区站址(120)之内的蜂窝电话业务。在本发明的第二种实施方案中,测试基站(500)位于建议的微区站址(120)处。给在建议的微区站址(120)周围的宏区(110)提供业务的基站控制器(300)进行通信的处理器(510)提取从在建议的微区站址(120)之内及周围的移动台(130)发送到蜂窝电话网络(100)的信号强度测量报告。处理器(510)使用信号强度测量计算在建议的微区站址(120)之内的蜂窝电话业务量。在本发明的第三种实施方案中,测试基站(700)位于建议的微区站址(120)处以及给测试基站(700)分配了一个不同于建议微区(120)周围的宏区(110)身份的位置区域身份。要求工作于建议微区站址(120)之内及周围的移动台(130)在新的位置区域之内登记以及发送一个包括测试基站(700)的信号强度的信号强度报告。连接到测试基站(700)的处理器(710)使用收到的信号强度报告计算在建议微区站址(120)之内的蜂窝电话业务量。

说明书

                       发明背景

                     发明技术领域

本发明一般涉及在蜂窝电话网络之内小区站址的选择，更具体而言是涉及用于在“热点”微区的建议位置之内执行本地业务测量的方法及装置。

                     相关技术说明

随着蜂窝电话网络的利用日渐增加，必须给网络增加额外的容量以便提供增加的蜂窝电话业务。一种增加蜂窝电话网络容量的方法是给网络增加额外的小区。当给现存的蜂窝电话网络添加新小区时，有两种方法是可用的。在既有分层能力的蜂窝电话系统又有无分层能力的蜂窝电话系统之内，把现存的小区站址再划分成为两个或者更多地理上更小的微区，其中每个微区或者多个微区分配一组独立的用于实现与移动台无线通信的无线频率。随后一般由小区的基站发送由移动台测量的最强信号的小区给移动台提供服务。

在具有分层能力的蜂窝电话系统中，使用称作分层小区结构也可以给现存的蜂窝电话网络添加新的小区。藉此方法，当前小区不再划分成为两个或者更多的小区，然而，新的地理上更小的微区位于当前服务小区或者几个当前服务小区的地理业务区域之内。正如前面的方法一样，给新的微区分配一组用于实现与移动台通信的无线频率。然而，同前面的方法不同的是每当新小区的信号强度超过了门限值时且不是当新小区的信号强度是最强时，由新近添加的小区给移动台提供服务。就其它所关注的因素而言，门限电平一般代表可靠通信所要求的最小强度。此新小区一般位于经受慢速移动的移动台的高密度地理区域之内。微区分担了来自周围一个宏区或者几个宏区的蜂窝电话业务量，藉此增加了在周围区域之内的业务容量。

当添加新的小区时，一个蜂窝电话网络提供者所面临的问题是识别及证实建立新小区的合适位置，以便使新小区分担呼叫数量最大。为了有利于站址选择，需要测量在各种提出小区的站址处的蜂窝电话业务量。就在全球移动通信系统(GSM)的蜂窝电话网络之内测量蜂窝电话业务量的现有方法而言，称作热点信标的虚拟基站发射机位于建议的小区站址处，并发射虚拟的广播控制信道信号。在周围区域之内的移动台接收虚拟信号、测量信号强度、并在其通常发送到当前正在给某个移动台提供业务的基站的信号强度报告之内报告信号强度。位于周围基站之一处的处理器把虚拟基站及周围基站的信号强度测量相比较，以便决定测量到虚拟基站的信号强度强于周围基站的移动台的数量。这些移动台是由建议的微区所提供服务的候选者并表示蜂窝业务量，上述业务量将分担给在没有分层能力的蜂窝电话系统之内的微区。

几个问题存在于用于测量蜂窝电话业务量的当前方法。首先，当前方法要求分配无线频率给虚拟基站所使用。偶尔地无线频率可能是不可用的或者可能要求重新分配周围基站所使用的无线频率。此外，在用于测量蜂窝电话业务量的当前方法之内计算蜂窝业务量的处理器只截获了来自单个基站的信号强度报告。经常地，在建议的微区站址周围有多个基站，为了得到蜂窝电话业务量，在每个基站处必须执行单独的测量。因此，设计一种用于决定在蜂窝电话系统之内蜂窝电话业务量的方法及装置将是有利的。此外，设计一种不要求分配无线频率的测量蜂窝电话业务量的方法及装置也将是有利的。还有，设计一种用于从单个位置测量与来自单个位置的多个基站相关联的蜂窝电话业务量的方法及装置将是有利的。

                        发明综述

本发明包括一种用于测量在建议的微区位置之内蜂窝电话业务量的方法及装置。在本发明的第一种实施方案中，接收机位于建议的微区站址处，接收机测量从建议的微区站址之内及其周围的站址发送的自移动台的发送信号强度。同接收机通信的处理器记录信号强度测量及时长，并且基于这些测量推断蜂窝电话业务量。

在本发明的第二种实施方案中，发送广播信道的测试基站位于建议的微区站址处。在建议的微区站址之内及周围的移动台包括在发送到蜂窝电话网络的通常信号强度报告之内的测试基站的信号强度测量。同基站控制器通信的处理器提取从多个基站传送到基站控制器的信号强度报告，并使用该报告计算在建议微区站址之内的蜂窝电话业务量。本发明的处理器能够独立于基站控制器，或者可选择地编程基站以便执行处理器的功能，藉此消除处理器的需要。

在本发明的第三种实施方案中，测试基站位于建议的微区站址处，并被分配了一个不同于任何周围宏区身份的位置区域身份。在建议的小区站址周围没有任何小区也是可能的，在此种情况下，建议的小区站址将给不是当前服务的地理区域提供蜂窝电话业务。要求工作于建议微区站址之内及周围的空闲移动台在测试基站的位置区域之内登记。空闲移动台给测试基站发送位置更新请求再加上包含测试基站测量信号强度的信号强度报告。测试基站对来自移动台的位置更新请求延时发送拒绝，以便确保由移动台发送至少一个信号强度报告到基站。此种实施方案的目标是测量在有用区域之内的空闲移动台的数量。通过使用表示空闲及激活移动台数量之间的关系的前次采集统计，可估计激活移动台的数量，及藉此估计在该区域之内的业务量。

                     附图简述

为了全面地理解本发明，可以参照结合附图的下面的详述，其中：

图1说明了本发明的第一种实施方案的功能方框图，该实施方案部署于利用信号强度测量以便测量蜂窝电话业务量的单个宏区之内。

图2说明了划分为多个离散时隙的蜂窝电话发送的一部分。

图3说明了部署于由多个宏区所环绕的位置之内的本发明的第一种实施方案的功能方框图。

图4说明了本发明的第一种实施方案的流程图。

图5说明了本发明的第二种实施方案的功能方框图，此处收集来自多个宏区的移动台信号强度测量。

图6说明了本发明的第二种实施方案的流程图。

图7说明了本发明的第三种实施方案的功能方框图，其中迫使移动台在新的位置区域之内登记。

图8说明了本发明的第三种实施方案的流程图。

                      发明详述

尽管说明本发明是在全球移动通信标准(GSM)之内所实现的，但是可以理解的是本发明能够在其它任何蜂窝电话系统协议中实现。

现在参照图1，此处说明了蜂窝电话网络100，它包括给工作于宏区110之内的移动台130提供蜂窝电话业务的基站140。为了增加在宏区110之内蜂窝电话的容量，建立了此处称作“热点”的微区120。在没有分层能力的的蜂窝电话系统之内，基于来自宏区110与微区120的信号强度之间的比较，蜂窝电话呼叫从给微区110提供业务的基站140切换到基站(未示出)，该基站将给建议的微区120提供服务。尽管考虑了其它的因素，切换一般出现于来自建议的基站(未示出)的信号强度强于当前宏区110的时候。在具有分层能力的蜂窝电话系统之内，蜂窝电话呼叫一般从给宏区110提供服务的基站140切换到基站(未示出)，该基站给建议的微区120提供服务，此时来自基站(未示出)的信号强度处于最小门限水平之上。就其它因素而言，门限电平一般表示要求给在将要给微区120提供服务的建议基站(未示出)与移动台130之间提供可靠通信的最小信号强度。(门限电平也可以设置足够地高以便消除由使用在远距离小区之内所使用的同样载波频率的同频道干扰。)然而，微区120与宏区110相比较，具有相对有限的覆盖区域，因此，本发明的目的是把微区120放置于能够获得最大业务量的位置之内。为了决定微区120放置的最佳位置，需要在各种建议的站址处实施蜂窝电话业务量的测量。

尽管在实际工作中既有建议的微区120的基站(未示出)的下行链路信号强度又有移动台130的上行链路信号强度用于决定何时将发生切换，但是本发明的第一个实施方案取而代之地使用只有移动台130的信号强度计算蜂窝电话业务量。在本发明的第一个实施方案中，把具有接收指配给基站140所使用的一个或者多个蜂窝电话无线频率能力的接收机150放置于建议的微区站址120处。接收机150监控一个或者多个无线频率以及实施来自移动台130发送的信号强度测量。同接收机150通信的处理器160记录信号强度测量及测量时长。正如将要描述的，处理器160处理已经记录的数据以便决定出现于建议微区站址120处的蜂窝电话业务量。

现在再参照图2，此处说明了划分为多个离散时隙210的蜂窝电话发送200的一部分。尽管接收机150可以对来自移动台130的发送实施连续的信号强度测量，但是优选实施方案采用蜂窝电话发送200的离散样值。接收机150对每个时隙210实施信号强度测量以及处理器160记录测量并且给测量分配了一个等于时隙210时长的时长。在实施了一段时间周期测量之后，接收机150及处理器160得到统计上足够的样值数以便允许处理器根据所记录的数据推断蜂窝电话业务量。

为了推断蜂窝电话的业务量，处理器160把总样值数除以在信号强度高于门限值的部分时间到达所实施采样的总数，其中已测量信号强度大于门限值。在此种及全部的实施方案中，从不用于信令目的的频率中选择即将监控的频率。否则，推断方法必须首先消除那些分配用于信令目的以及不表示业务量的时隙。如果接收机150只对单个无线频率实施测量，那么通过把前次计算的部分时间乘以给基站140分配的无线频率的总数计算蜂窝电话业务量。另一方面，如果接收机监控了不止一个无线频率，那么通过首先把前次计算的部分时间除以所监控的无线频率总数并且乘以给基站140所分配的无线频率总数计算蜂窝电话业务量。

基于各种原因，包括需要延长电池寿命以及减少干扰，蜂窝电话网络能够改变移动台130的发射输出功率。为了对本发明的第一种实施方案进行蜂窝电话业务量的准确测量，每个移动台130需要按照同样的功率电平发射。因此，本发明的第一种实施方案给蜂窝电话网络100提供了在宏区位置110之内使移动台130功率调整无效的能力。

现在再参照图3，此处说明了由多个当前正在给建议的微区站址120的地理区域提供服务的宏区110所环绕的图1的建议微区站址120。由经由公共的基站控制器300与蜂窝电话网络通信的对应基站140给宏区110的每者提供服务。按照与图1之内所描述相一致的方式，接收机150监控给一个或者多个基站140所分配的一个或者多个无线频率。正如图1的描述，可以使移动台130的功率调整无效。接收机150测量每个时隙210的信号强度以及处理器160记录这些测量及其时长。根据处理器160所记录的数据推断蜂窝电话业务量。通过首先计算所测量信号强度大于门限值的部分时间决定蜂窝电话业务量。为了计算部分时间，处理器把样值的总数除以采样的总数，其中收到信号的已测量信号强度大于门限值。如果接收机150对只有单个无线频率实施测量，那么通过把前次计算部分时间乘以给使用改无线频率的基站140所分配无线频率的总数计算蜂窝电话业务量。另一方面，如果接收机监控了不止一个无线频率，那么通过首先把前次计算部分时间除以所监控的无线频率总数并且乘以给基站140所分配的无线频率总数计算蜂窝电话业务量。

现在再参照图4，此处说明了本发明的第一个实施方案的流程图。在实施信号强度测量之前，使移动台130的功率调整无效(步骤400)。在此步骤中，蜂窝电话网络100直接命令基站140使功率调整无效。一旦已经使功率调整无效，那么接收机150测量来自移动台130发送200的信号强度及时长(步骤410)。当接收机150实施信号强度测量时，处理器160记录数据以及推断蜂窝电话业务量(步骤420)。

现在再参照图5，此处说明了本发明的第二种实施方案。蜂窝电话网络100包括多个基站140，它们在对应的宏区110之内提供蜂窝电话业务。基站140的每者经由公共基站控制器300连接到蜂窝电话网络100。在本发明的第二种实施方案中，测试基站500位于建议的微区站址120之内。测试基站500限制于其功能并且最少包括用于发射广播控制信道的发射机。选择测试基站500的天线及发射机输出功率以便实现与建议微区120同样的覆盖。测试基站500意图只在于发射广播控制频率以及不实施移动台130与蜂窝电话网络100之间的通信，因此，在测试基站500与蜂窝网络100之间的通信是没有必要的。

当移动台漫游于整个蜂窝电话网络的地理服务区域时，应该提供包含有表示移动台所要求监控的小区位置的广播控制信道的无线频率表的广播控制频率分配表。这些小区时环绕在当前位置潜在地作为给移动台提供服务的候选者的移动台的小区。要求移动台测量由包含于该表之内的频率所表示的每个基站发射机的信号强度以及移动台把六个最强的信号强度测量报告到当前正在给移动台提供服务的基站。把信号强度报告进一步地通信到把正在提供服务的基站连接到蜂窝网络的基站控制器以及上述信号强度报告用于决定何时把移动台从当前正在给移动台提供服务的基站切换到另一个基站。

在本发明的第二种实施方案中，在蜂窝电话网络100之内建立测试基站500。尽管测试基站500不与蜂窝电话网络100进行通信，但是给测试基站500指配了无线频率发送广播控制信道。蜂窝电话网络100包括广播控制信道，该广播控制信道在广播控制信道分配表之内分配给测试基站500，上述广播控制信道表提供给由多个在建议的微区120周围的宏区110之内提供服务的移动台130。由于测试基站500的广播控制信道包含于提供给由多个宏区110所提供服务的移动台130的广播控制信道分配表之内，所以要求移动台130实施测试基站500的信号强度测量以及把测量包括于发送到蜂窝电话网络的信号强度测量报告之内，假定测试基站500处于六个最强的信号之中。信号强度测量报告每隔0.48秒经由当前正在给移动台130提供服务的基站140通信到基站控制器。为了防止移动台130尝试接入该测试基站500，设置了同测试基站500相关联的小区禁止标志。通过设置小区禁止接入指示器，防止多个移动台停留于小区，藉此使得不能够接入测试基站500。可选择地，能够保留空闲移动台停留于基站的必要信息从测试基站500广播，藉此使得测试基站500不适合于停留。因此，使用两种方法之一，要求在测试基站500周围的移动台130在其通常的信号强度测量报告之内报告测试基站500的信号强度，进而防止上述移动台接入测试基站500。

几种方法存在用于识别包含于信号强度测量报告设置到基站控制器300之内的测试基站信号强度。例如，能够使用测试基站500的基站身份码。然而，在优选实施方案中，测试基站500不包括于邻近小区表中以及据此标识为不可识别的邻区。在本发明的第二种实施方案中，处理器510于基站控制器300进行通信以及提取包含于未定义邻区的全部信号强度报告。正如早先所说明的，处理器510能够排除以及基站控制器能够执行由处理器510所执行的同样功能。处理器150记录标识为未定义邻区的测试基站500的信号强度以及周围基站140的信号强度。在提取及记录了一段时间之内地信号强度报告之后，处理器510得到了统计上足够数量的数据以便允许处理器510计算在建议微区站址120处的蜂窝业务量。

有两种基于依赖于蜂窝电话系统是否采用分层小区所收集到数据以便用于计算蜂窝电话业务量的方法。在没有采用分层小区的蜂窝电话系统之内，把移动台130切换到建议微区站址120的基站(未示出)的决定是基于由小区所提供的信号强度的比较。同样地，由于要求移动台130每隔0.48秒发送信号强度，所以每个信号强度表示在0.48秒期间的信号强度。因此，为了计算在没有采用分层小区的蜂窝电话系统之内的蜂窝电话业务，处理器510把信号强度报告的总数乘以0.48秒并且把结果除以实施测量期间的时间周期，其中测试基站500的信号强度超过了多个基站140的信号强度。为了计算在包含分层小区的蜂窝电话系统的蜂窝电话业务量，处理器510把信号强度报告的总数乘以0.48秒并且把上述积除以实施测量期间的时间周期，其中测试基站500的信号强度超过了多个基站140的信号强度。

现在再参照图6，此处说明了本发明第二种实施方案的流程图。在蜂窝电话网络100之内建立了测试基站500(步骤600)。该步骤进一步的包括分配无线频率(步骤610)、指导移动台130把测试基站500包括于信号强度报告之内(步骤620)、以及禁止移动台130接入测试基站(步骤630)的多个步骤。由测试基站500使用在步骤610内给测试基站500所分配的无线频率发送广播控制信道。在步骤620内，通过把测试基站500的广播控制信道包含于提供给由多个宏区110所服务的移动台130的广播控制信道之内，要求移动台130把测试基站500的测量包含于信号强度报告之内。在步骤630处，通过设置小区禁止标志或者通过忽略在测试基站500的广播控制信道内的关键信息来禁止移动台130接入测试基站500。

在蜂窝电话网络之内建立测试基站500之后，测试基站500发送广播控制信道(步骤640)。处理器510监控由移动台130发送到其各自提供服务的基站的信号强度报告(步骤650)，其中上述基站140把信号强度报告通信到基站控制器300。信号强度报告的监控(步骤650)包括从蜂窝电话网络100中提取信号强度报告(步骤660)以及记录信号强度报告(步骤670)的几个步骤。在步骤660中，通过忽略来自邻区表的测试基站500识别包含于测试基站500的信号强度测量的信号强度报告，藉此使信号强度报告包括未识别邻区的信号强度测量。处理器510提取发送到基站控制器300包含未识别邻区的记录的全部信号强度测量报告。由于多个大区100把信号强度报告通信到公共基站控制器300，所以处理器510能够从在建议微区站址120周围的全部宏区110之中提取信号强度报告。在从基站控制器300之中提取了信号强度报告(步骤660)之后，处理器510记录包含于在建议微区站址120的全部基站140的报告之内的信号强度测量以及测试基站500的信号强度。在提取及记录了产生统计上足够数量的数据的时间期间之内的信号强度报告之后，处理器510计算蜂窝电话业务量(步骤690)。在没有采用分层小区的蜂窝电话系统之内的蜂窝电话业务，处理器510把信号强度报告的总数乘以0.48秒并且把上述积除以实施测量期间的时间周期，其中测试基站500的信号强度超过了多个基站140的信号强度。在分层小区的蜂窝电话系统内，处理器510把信号强度报告的总数乘以0.48秒并且把上述积除以实施测量期间的时间周期，其中测试基站500的信号强度超过了多个基站140的信号强度。

现在再参照图7，此处说明了本发明的第三种实施方案。同本发明的第二种实施方案一样，测试基站700在分配给测试基站700的频率之上发送广播控制频率信道。然而，同第二种实施方案所不同的，通过使用不同于周围宏区110身份的位置区域身份，建立提出的微区120作为新的位置区域。由于位置区域的变化，要求在建议微区附近的工作于空闲模式的移动台120在测试基站700之内登记。为了登记，空闲移动台130向测试基站700发送位置更新请求以及发送包括测试基站700的测量信号强度的信号强度报告。测试基站700延时响应更新请求直到移动台130发送了信号强度测量报告为止。测试基站700采用拒绝响应移动台130的更新请求，藉此使得移动台130能够选择另一个停留的基站。该拒绝确保了由于尝试停留到测试基站700而导致网络不会阻断任何移动台130。同测试基站700通信的处理器710记录发送到测试基站700的信号强度报告以及计算在建议微区120之内的蜂窝电话业务量。

为了计算在建议微区120之内的蜂窝电话业务量，处理器710分别把测试基站700的信号强度与在没有采用分层小区的蜂窝电话系统之内地周围宏区110相比较或者与在采用分层小区的蜂窝电话系统之内的门限相比较以便决定允许停留于测试基站700之内的移动台130的数量。同前面实施方案一样，当测试基站700分别具有较强的信号时，测试基站700将给移动台提供服务。为了计算使用此种实施方案的蜂窝电话业务量，知道测量激活移动台与空闲移动台之比率的统计数据是必要的。使用此数据及说明将允许停留于测试基站700上的空闲移动台数量所采集的数据，处理器710推断表示在建议微区站址120之内蜂窝电话业务量的激活移动台的数量。

现在再参照图8，此处说明了本发明第三种实施方案的流程图。包含发射机及接收机的测试基站700位于建议的微区站址120处(步骤800)。给测试基站700分配了不同于给多个在建议微区120周围的宏区110所分配的位置区域的新位置区域(步骤810)。测试基站700在指配给测试基站700的无线频率之上发送广播控制信道(步骤820)。要求漫游到建议微区站址120附近的空闲移动台130在分配了新位置区域的测试基站700之内登记。移动台130也发送信号强度报告到由测试基站700所接收的测试基站700(步骤830)。测试基站700发送一个延时拒绝响应(步骤840)到移动台130，藉此禁止移动台130停留到测试基站700上。同测试基站通信的处理器710记录信号强度测量以及推断蜂窝电话业务量(步骤850)。如果允许，通过分别把测试基站700的信号强度与在没有采用分层小区的蜂窝电话系统之内的周围宏区110相比较或者与在采用分层小区的蜂窝电话系统之内的门限相比较，处理器710计算停留在测试基站700之上的空闲移动台的数量。为了计算使用此种实施方案的蜂窝电话业务量，知道测量激活移动台与空闲移动台之比率的统计数据是必要的。如果允许，使用此数据及说明将允许停留于测试基站700上的空闲移动台数量所采集的数据，处理器710推断表示在建议微区站址120之内蜂窝电话业务量的激活移动台的数量。

如果部署于使用全球移动通信系统(GSM)的蜂窝电话系统之内，本发明的第三种实施方案将工作于与第一阶段的移动台相比只有大多数的第二阶段移动台的区域。当来自一个位置区域遭到拒绝时，同寻找候选小区(位置区域)停留的第二阶段移动台不一样的是第一阶段的移动台取而代之地进入受限的服务状态。当进入此种状态时，移动台不能够打电话并且依然保持于此种状态直到它离开了发射机区域并且进入新的位置区域为止。

尽管在附图中已经表示了并在前面的详述中描述了本发明的方法及装置的最佳实施方案，但是可以理解本发明不限制于所公布的实施方案，而是能够具有多种重新组合配置、修改、以及替换，它们均不脱离由后面权利要求所提出和限定的本发明的精神。