專利名稱：用于確定累積的地物干擾路徑損耗的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及無線電信網和應用，具體地，涉及使得網絡的信號強度最佳化的方法和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及確定在網絡內兩點之間的累積的地物干擾(clutter)路徑損耗的方法。
背景技術：
不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的背景是結合無線電信網作為例子描述的，利用倉(bin)的矩陣來預測地物干擾信號損耗，以便確定適合的功率電平。
今天的移動電話推動有線和無線通信技術快速進步。無線行業(yè)尤其是一個快速成長的行業(yè)，幾乎每天都出現進步、改進和技術突破。許多移動或無線電信系統(tǒng)，尤其是歐洲GSM系統(tǒng)，經歷了幾代改進和開發(fā)階段。系統(tǒng)設計者現在集中在對于系統(tǒng)的進一步改進上，包括系統(tǒng)改良和引入可任選的用戶業(yè)務。
大多數無線電信系統(tǒng)被實施為蜂窩電話網絡，其中一組基站收發(fā)信機(BTS)或基站由位于中心的交換機提供服務。交換機通常被稱為移動交換中心(MSC)?；颈环胖贸苫ハ喔糸_從半公里到二十公里范圍之間的距離。每個基站被分配以多個雙向話音和控制信道。話音信道發(fā)送話音信號到和自附近位置的移動手機，以及發(fā)送控制信息到和自這些移動手機，這通常是為了建立話音通信鏈路。由移動用戶作出的呼叫會受到干擾或無線電擾動事件影響，這進而又限制了網絡的效率。這樣，重要的是識別網絡內的、本身是無線電擾動事件的發(fā)源地而又受到無線電擾動事件的影響的那些小區(qū)。干擾本身可以是無線網絡外部的或無線網絡內部的。內部干擾是由網絡內的呼叫活動造成的。在這方面，把該小區(qū)稱為“侵犯的(offending)”或“擾動的”是適當的。另外，在這方面，無線電擾動事件典型地在蜂窩呼叫期間在下行鏈路(從基站到移動手機)或在上行鏈路(從移動手機到基站)上發(fā)生。擾動事件包括同信道干擾或相鄰信道干擾。同樣地，存在不同的外部干擾源，它們會在網絡中造成問題。諸如樹和建筑物那樣的物體，被本領域技術人員稱為“地物干擾體”。當信號通過這些物體傳播時，地物干擾體會影響該信號。
當前，存在有用于識別無線電信網內“被地物干擾的”區(qū)域的方法和系統(tǒng)。典型地，在無線網中，當信號在基站與移動手機之間傳播時，信號常常不得不傳送通過在基站與移動手機之間的許多物體。
在一個方法中，為了計及包括基站與移動手機的覆蓋區(qū)域內的地物干擾體，覆蓋區(qū)域被再劃分成地物干擾區(qū)域。每個地物干擾區(qū)域然后被指定一個平均地物干擾值，代表在該地物干擾區(qū)域內發(fā)現的地物干擾物體的類型。然后根據其中移動手機位于的地物干擾區(qū)域的地物干擾值來調節(jié)在基站與移動手機之間的信號強度。因此，信號被調節(jié)成適應于僅僅由于在該特定的地物干擾區(qū)域中的地物干擾體造成的信號強度的改變。例如，如果在沿著基站與移動手機之間的路徑的地物干擾區(qū)域中有產生重大的地物干擾信號的大的物體，則現有的識別地物干擾的技術不能正確地計及這個附加的地物干擾。這樣的預測的有效性取決于多個因素，例如，包括所利用的傳播模型的精度和地面數據的分辨率。
另一個現有技術的地物干擾處理方法涉及到使用干擾預測工具，連同反復試驗法與“駛過(drive-by)”方法，來預測和測量無線電網絡中的改變的影響。這些工具在給定由無線電基站產生的特定的輸出功率后預測在何處干擾將影響蜂窩系統(tǒng)時是有用的。只有在傳播模型是精確時預測才是精確的。干擾源可以被識別，但再次地，精度是傳播模型的函數。另一方面，駛過方法是相當精確的，因為這些方法是基于現場測量結果，但它們需要極大量的資源來實施。
這樣的工具有助于識別具有覆蓋和干擾問題的小區(qū)，但因為對預測的依賴性，所以將其合在一起常常是不精確的。也就是說，這樣的預測工具并不總是像通過更以經驗為依據的測量方法確定時一樣地計及在覆蓋區(qū)域中的“真實生活”干擾源。
雖然現有技術方法在識別、預測和測量網絡中覆蓋和干擾的影響時是有用的，但它們不能提出在網絡的一部分中的地物干擾對于該網絡的另一部分中的性能的影響有多大。所需要的是一種方法，它使得確定無線電信網中地物干擾對于信號強度的影響的方法最佳化。用于預測網絡覆蓋區(qū)域中地物干擾信號損耗的裝置提供許多好處。
發(fā)明概要本發(fā)明提供使得無線電信網中信號強度最佳化和干擾最小化的方法和系統(tǒng)。通過本發(fā)明，一旦網絡操作者識別地物干擾源，就可以使用這樣的信息來改進網絡的性能。也就是，計及在發(fā)射機與接收機之間的所有的倉的地物干擾物來調節(jié)在發(fā)射機與接收機之間的信號強度，以確定累積的地物干擾路徑損耗。
在一個實施例中揭示了確定電信網中覆蓋區(qū)域內兩個點之間的累積地物干擾路徑損耗的方法。初始地，覆蓋區(qū)域在地理上被劃分成倉的矩陣。每個倉代表覆蓋區(qū)域的子集。倉的尺寸可以變化，它取決于對于得到沿著路徑的精確的地物干擾值所需要的分辨率。
一旦覆蓋區(qū)域被劃分，就指定地物干擾值，它表示在信號傳播通過倉時信號經受的適當損耗。在一個實施例中，通過取一個平均值來指定該地物干擾值，該平均值是通過駛過測試一個倉以確定平均的信號損耗值而確定的。在另一個實施例中，該地物干擾值是根據倉中的物體而被指定的。在再一個實施例中，對于信號在傳播通過該倉時信號路徑穿越的每個物體來計算該地物干擾值。
最后，對于沿連接發(fā)射機與接收機的射線上的每個倉的地物干擾值被相加在一起，產生累積的地物干擾路徑損耗值。該累積的地物干擾路徑損耗值被使用來調節(jié)發(fā)射機與接收機之間的信號強度，以便計及沿著該路徑的所有有影響的物體。
在本發(fā)明的另一個實施例中，揭示了確定網絡的覆蓋區(qū)域內兩個點之間的累積地物干擾路徑損耗的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于把覆蓋區(qū)域劃分成地理上的倉的矩陣的裝置。這些倉被使用來允許在覆蓋區(qū)域上的信號損耗的更好的分辨率。該系統(tǒng)還包括用于為每個倉指定地物干擾值的裝置。該地物干擾值表示在信號傳播通過一個倉時該信號經受的適當損耗。該系統(tǒng)還包括用于相加沿著連接兩個點的射線的倉的地物干擾值的裝置，以便確定該累積的地物干擾路徑損耗。這兩個點代表發(fā)射機與接收機。在一個實施例中，該發(fā)射機是基站以及接收機是移動手機。在另一個實施例中，發(fā)射機是移動手機以及接收機是基站。
在另一個實施例中揭示了通過計及在兩個點之間的累積的地物干擾而最佳化這兩個點之間的信號強度的程序產品。該程序產品典型地是用于實行本發(fā)明的步驟的軟件程序。該程序產品包括用于把該覆蓋區(qū)域劃分成地理上的倉的矩陣的指令裝置，和用于給每個倉指定一個地物干擾值的指令裝置，該地物干擾值表示在信號傳播通過一個倉時該信號經受的適當損耗。該程序產品還包括用于把沿連接兩點的射線上的每個倉的地物干擾值相加的指令裝置。這兩個點典型地是發(fā)射機與接收機。在一個實施例中，基站和移動手機分別用作為發(fā)射機與接收機。
本發(fā)明的技術優(yōu)點包括對于覆蓋干擾的更精確的傳播預測。這樣，該傳播分析考慮在網絡內兩點之間的所有地物干擾的性狀，而不是只考慮終點的倉的地物干擾。
本發(fā)明的另一個技術優(yōu)點使得無線電網絡工程師能夠以最小化干擾為目的而使網絡最佳化。
附圖簡述為了更好地理解本發(fā)明，包括其特性和優(yōu)點，可以結合附圖參考本發(fā)明的以下的詳細說明，其中

圖1顯示其中可以實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例的電信網；圖2顯示由本發(fā)明的一個實施例描述的、傳送通過在基站與移動手機之間的地物干擾體的信號；圖3顯示按照現有技術的、沿著射線行進的信號，只有終點的倉被使用來計算；圖4顯示按照本發(fā)明的一個實施例的、沿著在基站與移動手機之間的射線行進的信號；圖5顯示按照本發(fā)明的一個實施例的、根據對于物體的指定信號損耗值的物體地物干擾的計算；圖6顯示按照本發(fā)明的一個實施例、給沿著信號路徑的物體指定信號損耗穿透性因子；圖7顯示按照本發(fā)明的一個實施例的、用于根據對于每個倉的指定信號損耗值計算累積地物干擾的倉的矩陣；圖8顯示按照本發(fā)明的一個實施例的、用于實行步驟的方法；以及圖9顯示按照本發(fā)明的一個實施例的、用于把穿透性因子應用到沿著射線的物體以確定該路徑損耗的步驟。
在圖上相應的數字和符號是指詳細說明中相應的部件，除非另外指出以外。
優(yōu)選實施例詳細描述雖然下面具體討論本發(fā)明的各種實施例的產生和使用，但應當看到，本發(fā)明提供許多可應用的創(chuàng)造性概念，它可以在各種各樣的特定的方面被實施。這里討論的特定實施例只是用于解釋本發(fā)明的產生和使用，而不是限制本發(fā)明的范圍。
為了更好地理解本發(fā)明，參照圖1，圖上顯示無線電信網，總地用10表示，其中可以實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例。電信網10包括交換系統(tǒng)(SS)12和基站系統(tǒng)(BSS)15。這些系統(tǒng)的每一個包含多個功能性單元，它們處理信息和實現功能性網絡10的操作。功能性單元本身通過利用電信硬件裝置被實施。
SS 12包括訪問者位置寄存器(VLR)19、歸屬位置寄存器(HLR)18、鑒權中心(AUC)14、設備識別寄存器(EIR)16和移動交換中心(MSC)17。BSS 15包括基站控制器(BSC)13和基站收發(fā)信機(BTS)20。操作和維護中心(OMC)11被連接到SS 12內的設備和BSC 13。圖1的虛線代表信息傳輸，而實線代表呼叫連接和信息傳輸。
圖1所示的電信網10可被實現為相鄰的無線電小區(qū)的網絡，它們一起提供對于業(yè)務區(qū)域的完全的覆蓋。業(yè)務區(qū)域是由給定的電信提供者服務的地理區(qū)域，以及其中提供者準備提供它的業(yè)務的區(qū)域。本領域技術人員將會看到，術語“業(yè)務區(qū)域”和“覆蓋區(qū)域”可以互換地利用。每個小區(qū)包含在一組無線信道上運行的BTS 20。為了避免干擾，這些信道不同于被相鄰的小區(qū)利用的信道。
每個BSC 13控制一組BTS 20。BSC 13控制熟知的電信功能，諸如“切換”和功率控制。多個BSC(例如，BSC 13)由MSC 17提供服務，它控制到和自公共交換電話網(PSTN)8的呼叫。MSC17還控制到和自綜合業(yè)務數字網(ISDN)2、公共地面移動網(PLMN)9、電路交換公共數據網(CSPDN)6以及諸如分組交換公共數據網(PSPDN)那樣的各種專用網的呼叫。
每個單元主動地參與在移動手機(MS)28與例如固定網(諸如PSTN8)中的用戶之間的語音連接。因為在完成MS 28終結的電話呼叫時涉及到的極大的困難，位于電信網10內的多個數據庫跟蹤MS 28。這些數據庫中最重要的是HLR 18。當用戶預訂無線電信網時，諸如圖1所示的電信網10，用戶被登記在HLR 18內。HLR 18包含用戶信息，諸如補充業(yè)務和鑒權參量。
描述MS 28的位置的數據，諸如其中MS 28當前位于的區(qū)域(MSC區(qū)域)，被包含在HLR 18內。MSC區(qū)域代表由單個MSC 17覆蓋的電信網10的那個部分。為了把呼叫路由到電信網(諸如圖1所示的電信網10)內的移動用戶，路徑通過網絡鏈接到在MSC區(qū)域中用戶當前所位于的MSC 17。當MS 28在電信網10內從小區(qū)移動到小區(qū)時，描述MS 28的位置的數據因此主動地改變。MS 28通過MSC 17和VLR 19把位置信息發(fā)送到相關的HLR 18，它允許MS 28接收呼叫。AUC 14被連接到HLR18，以及把用于安全目的的鑒權參量與加密密鑰提供給HLR 18。
而且，VLR 19是包含有關當前位于MSC區(qū)域中所有的移動手機的信息的數據庫。當MS 28在新的MSC區(qū)域中漫游時，被連接到在特定的區(qū)域中的MSC 17的VLR 19從HLR 18請求有關MS 28的數據。同時，把MS 28所處的MSC區(qū)域的位置提供給HLR 18。如果以后想要從MS 28發(fā)出呼叫，則VLR 19使對于呼叫建立所必須的所有信息都受其支配，而不用在每次發(fā)起呼叫時被迫去詢問HLR 18。這樣，VLR 19也包含有關在MSC區(qū)域中MS 28的位置的精確信息。
如果在固定網PSTN 8內的單獨的用戶想要發(fā)出呼叫到一個用戶，PSTN 8內的交換機把呼叫連接到MSC 17，該MSC 17配備有通常稱為“網關”的功能。在電信技術中，具有“網關”功能的MSC 17通常被稱為網關MSC(GMSC)。在圖1的電信網10中的MSC 17可被實施為GMSC。GSM電信網內的大多數MSC用作為GMSC。GMSC必須找到搜索的MS 28的位置，這可以通過詢問其中登記有MS 28的HLR 18而完成。HLR 18然后回答出當前的MSC區(qū)域的地址。此后，GMSC可以把呼叫重新路由到正確的MSC 17。當呼叫達到MSC 17時，VLR 19將具有有關MS 28的精確位置的附加信息。呼叫然后可被接通到完成。
圖1所示的電信網10可被實施為GSM型網絡。本領域技術人員將會看到，雖然本發(fā)明是結合GSM網絡標準被描述和被說明的，但本發(fā)明也可以按照其他標準和網絡(包括在北美和南美采用的AMPS/TDMA)被實施。這里討論的GSM標準僅僅是為了說明目的而給出的，而不是本發(fā)明的限制的特性。
圖2是傳送通過在基站20與移動手機之間的幾種不同類型的地物干擾體的說明圖。如圖所示，信號沿著射線21行進，作為例子，傳送通過一組樹木22、建筑物24和仙人掌26。當信號在基站20與移動手機28之間傳播時，信號強度被信號傳送通過的每個物體減小。這種信號損耗被稱為“地物干擾”。地物干擾體可以以許多方式被建模，正確的模型是確定信號調節(jié)量時的重要的因素，這是對于在基站20與移動手機28之間的成功連接所需要的。本領域技術人員將會看到MS28和移動手機28是互相等同的，這兩個術語對于本發(fā)明可以互換地使用。而且，BTS 20和基站20也是互相等同的，以及這兩個術語對于本發(fā)明可以互換地使用。
在圖3上顯示確定信號強度的改變的現有技術方法。覆蓋區(qū)域31被劃分成倉的矩陣30，每個倉代表覆蓋區(qū)域31的一個小的部分。在本例中，基站20物理地位于倉30A內，以及移動手機28物理地位于倉30D。當信號在基站20與移動手機28之間傳播時信號傳送通過三個地物干擾體。然而，在現有技術的信號調節(jié)方法中，只計及在30D中的物體。例如，如果對于沿射線21行進的信號僅僅使用仙人掌26來調節(jié)信號強度，則不能提供對于沿射線的所有的地物干擾的真實計算。
圖4顯示按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的累積的地物干擾路徑損耗方法。覆蓋區(qū)域31被劃分成倉的矩陣30?；?0位于倉30A中。倉30B和30C都包含造成地物干擾的物體。例如，倉30B具有一組樹木，而建筑物24位于倉30C。倉30D具有移動手機28和產生地物干擾信號的物體，仙人掌26?？梢钥吹皆诨?0與移動手機28之間的信號沿著射線21行進以及穿過倉30B，30C和30D。在每個倉，通過把在每個倉內的各個單個物體的物體值(object value)相加來計算地物干擾值。在本發(fā)明中，對于所有三個倉30B，30C和30D的地物干擾值將被相加，以產生一個累積的地物干擾損耗值，它被使用來計算接收信號損耗(RSL)。RSL代表信號需要被調節(jié)的損耗或增益的總量，以保持在基站20與移動手機28之間的適當的信號強度。通過相加沿著射線21的每個倉的地物干擾值而不是只著眼于終點的倉30D，可以得出地物干擾值和信號損耗的更精確的估值。因為使用更精確的RSL值，所以網絡內的通信被最佳化，以及該通信被更有效地在基站20與移動手機28之間路由。因此，使用移動手機28的呼叫將受到較小的干擾和較少的信號丟失。
另外，可以利用非常精確的信息對每個倉建模，以便允許提高在估值一個倉內的地物干擾損耗時的精確度。替換地，因為在倉內的地物干擾體可以更精確地建模，所以倉的尺寸可以增大，這樣對于精確地估計在基站20與移動手機28之間的通信所需要的信號強度，只需要較少的計算。
參照圖5，圖上顯示計算倉內的物體的地物干擾損耗的方法。為了對倉內的物體建模，把坐標指定為代表物體(諸如樹，建筑物，和其他障礙物)的長度、寬度和高度。描繪坐標的線用立方體57A，57B和57C顯示出。這些立方體57A，57B和57C被使用來代表在倉內的物體。該組樹木22用形成立方體57A的線來建模。從樹邊過來的物體穿過平面51A。平面51A被指定一個信號損耗的物體值，如由用51B來表示的Y＝-50分貝(dB)所指示的。
同樣地，如果信號從頂部穿過立方體，用52A表示，則將看到信號有X＝-4dB的強度的減小，用52B來表示。同樣地，建筑物24用立方體57B作為輪廓，以及具有與穿過面54A的信號損耗有關的物體值-260dB(54B)，和穿過頂面53A的損耗有關的物體值-2dB，被表示為53B。類似于樹木22和建筑物24的組，仙人掌26貢獻在基站20與移動手機28之間經受的信號損耗。仙人掌26具有穿過頂面55A的等于0dB(表示為55B)的信號損耗X。仙人掌26具有穿過平面56A的信號損耗Y＝-15dB，被表示為56B。如圖5所示，對于每個物體指定信號損耗物體值，然后，傳送通過該物體的任何信號具有加到其上的適用的信號損耗。
圖6上顯示按照本發(fā)明的、對于通過物體的信號損耗進行建模的另一個方法。在這個方法中，每個物體被給予一個穿透性值。對于每個物體，通過取射線21穿過物體的距離以及把它乘以穿透性因子而計算物體值。例如，當信號沿著射線21行進和穿過一組樹木22時，例如，按照例子61B中的數字，信號行進30英尺。樹22的穿透性因子已被規(guī)定為每英尺2dB的損耗。為了計算穿過樹22的信號的物體值，把距離乘以穿透性因子，就得到損耗。因此，30英尺乘以每英尺-2dB，等于-60dB損耗。
同樣地，當信號穿過建筑物24時，建筑物24的穿透性因子，被表示為62B，被乘以穿過建筑物24的距離，被表示為62A。具體地，穿過建筑物24的總的信號損耗是40英尺乘以每英尺-6dB，等于-240dB的RSL。同樣地，仙人掌26物體損耗值以同樣的方法得到。信號穿過具有每英尺-4dB的穿透性因子(被表示為63B)的物體的4英尺距離，被表示為63A，得到-16dB的總的損耗。
接著，必須把對于每個倉的損耗相加。在這種情形下，它是-60dB，-240dB和-16dB，即總共減小-316dB。應當指出，在這些例子中使用的數值只是用于說明的目的，并不代表真實的數據或在真實的無線電信網中可能發(fā)現的數值的范圍。
除了圖5和6所示的方法以外，有可能對于每個倉指定信號損耗的平均值或中值，以便估計每個倉的地物干擾值。不對倉中每個地物干擾物體進行建模，而是對于每個倉指定代表每個倉的地物干擾的數值。
為了測試累積地物干擾方法的優(yōu)點，進行了使用圖7所示的倉的矩陣31的實驗。為了計算對于由基站20A服務的倉204的RSL，可以計算在基站20A與倉204之間的路徑損耗，以及把與倉202、203和204有關的累積損耗相加?，F有技術方法只應用與倉204有關的地物干擾損耗。
為了驗證累積地物干擾體是確定路徑損耗與接收信號電平的較好的方法，進行了圖7所示的、沿著在24個倉區(qū)域周界的公路以及包圍區(qū)域的道路的測試。人工地確定對于每個倉的地物干擾體，發(fā)現樹是對于信號的主要障礙物。樹的高度范圍從約20-30英尺到約60-70英尺。一旦確定該地物干擾體的類型和高度，就可建立地物干擾體數據庫以及指定地物干擾值。為了指定地物干擾值，用在倉中由樹覆蓋的面積的百分數來估值每個倉。如果一個倉的至少50％被樹覆蓋，則對于該倉指定一個與樹的平均高度有關的地物干擾值。決定在測試區(qū)域中24個倉的每個倉需要單獨地駛過，鎖定到對于該特定的倉的服務器的模擬控制信道。確定對于每個倉的最好的服務的基站20a，20b，20c，20d，20e。
通過在指定的街道交叉點減速和停下來進行接收信號電平讀數，而進行駛過測試。最壞的情形是由于Rayleigh(瑞利)(快)衰落造成的，例如，這在24個倉的每個倉內的6-10個點之間發(fā)生。通過數據收集裝置取得平均讀數，并且對于每個倉，隨后把所有的讀數進行平均。這將提供對于每個倉的平均接收信號電平的良好的近似。然后把這些讀數與對于每個傳播預測模型的每個倉服務器的接收信號電平進行比較。通過利用標準路徑損耗公式，計算代表累積的地物干擾的接收信號電平。然后把基于每個倉的地物干擾值直接與在現場測試的和/或通過預測模型計算的那些數值進行比較。
在收集每個倉的現場數據后，在表1上列出接收信號電平，連同代表“累積的地物干擾”的接收信號電平值和從傳播預測模型得到的那些接收信號電平值。第1列表示圖7所示的倉。第2列表示對于在第1列中列出的倉的從傳播預測模型得到的RSL值。在這個事例中，對于模型中的倉指定為沒有地物干擾。第3列表示對于在第1列中列出的倉的從傳播預測模型得到的RSL值，其中只有終結的倉的地物干擾值被加到預測的路徑損耗。這代表只計及終結的倉204的地物干擾體的現有技術。第4列表示對于在第1列中列出的倉的從傳播預測模型得到的RSL值。在這個事例中，在終結的倉204中對于在基站20a與移動手機28之間的所有的倉202，203，204都指定了地物干擾值。第5列表示對于在第1列中列出的倉的從現場測試得到的RSL值。
表11 23 4 5
與倉201，209，210和212有關的數值被丟棄，因為如圖7所示，基站20a，20d和20e分別位于倉201，209，和212。另外，基站20d非常接近于倉209與210之間的邊界。所以，對于倉210的結果也被丟棄。在這四個倉201，209，210和212中，注意到在從模型得出的或計算的接收信號電平值與在現場收集的接收信號電平值之間有大的偏差。
在模型預測的RSL(無地物干擾數據庫)與現場的RSL值之間的平均差值被確定為約10dB，如表2所示。應當指出，每個圖的差值可以大到20dB。即使是在非常小的代表性測試區(qū)域，這也指出精確的地物干擾數據庫對于其中存在值得注意的地物干擾體的區(qū)域是重要的。
表2
在帶有終點的倉的地物干擾值的模型預測值與現場RSL值之間的平均差值被確定為約7dB，如表3所示。
表3
在收集的現場RSL值與計算的“累積的地物干擾”RSL之間的平均差值約為4dB，如表4所示。
表4
在比較各個倉差值時注意到，在某些情形下，差值之間的數字差別是相當大的。這些結果表明了移向“累積地物干擾”RSL值的一個有說服力的情形，以輔助該傳播預測模型。
圖8是顯示按照優(yōu)選實施例的、用于實施本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的步驟的流程圖，總的表示為70。本領域技術人員將會看到，正如這里顯示和描述的，圖8給出導致想要的結果的自身一致性步驟序列。該步驟是需要物理地操縱物理量的步驟。通常，盡管不是一定的，這些物理量取電信號或磁信號的形式，能夠被存儲、傳送、組合、比較和操縱。
本領域技術人員已經證明有時為了方便的目的可以稱這些信號為比特，數值，單元，符號，字符，能級，數，等等。然而，應當記住，所有這些和類似的術語是與適當的物理量有關的，以及僅僅是應用到這些量上的方便的標簽。
而且，所執(zhí)行的操縱在術語上常常被稱為諸如，“確定”，“劃分”，“指定”，“應用”，“相加”，或“計算”，它們通常與人類操作員執(zhí)行的智力操作有關。在這里描述的、構成本發(fā)明的大多數操作中，人類操作員的這樣的能力并不是必須或想要的。正如這里描述的，執(zhí)行操作主要是機器操作。執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選實施例的操作的有用機器包括數據處理系統(tǒng)，諸如通用數字計算機或其他類似的設備?？傊瑧斢涀〔僮饔嬎銠C時的操作方法與計算方法本身之間的差別。
本發(fā)明涉及用于處理電信號或其他(例如，機械的，化學的)物理信號來產生其他想要的物理信號的方法步驟，以及可以通過計算機或微計算機來實施。然而，不一定把實施這些方法步驟的指令保存在移動手機28或蜂窩電話用戶單元的計算機存儲器內。這樣的指令可被保存在無線電話基站20的計算機存儲器單元內，或在中央廣播中心處，這樣的基站20從其中接收指令。這里描述的方法的實施留給特定的、基于蜂窩的或者其他的無線電話系統(tǒng)設計者具體化。
本領域技術人員將會看到，這里描述的方法可被實施為程序產品(例如，位于計算機存儲器內的控制程序)。程序產品包含指令，它在CPU上被執(zhí)行時實行在圖8的邏輯流程圖上描述的操作。雖然本發(fā)明是結合全面功能性電信網10描述的，但本領域技術人員將會看到本發(fā)明能夠作為具有各種形式的程序產品被發(fā)行。本發(fā)明不管所利用的載送信號的媒體的具體類型，可以同樣地應用來實際地進行發(fā)行。載送信號的媒體包括例如可記錄類型的媒體，諸如軟盤、硬盤驅動和CD ROM，以及傳輸類型的媒體，諸如數字與模擬通信鏈路。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案可包括執(zhí)行這里描述的方法的實施方案，或在這里作為放置在微計算機的存儲器內的程序產品描述的方法。替換地，本發(fā)明的優(yōu)選實施例可包括放置在位于MSC(例如，圖1的MSC 127)處的微計算機存儲器中的程序產品。MSC 127控制在蜂窩電話網中的系統(tǒng)操作，由此管理呼叫、跟蹤收費信息和定位蜂窩用戶。程序產品因此包括用于執(zhí)行這里描述的方法和系統(tǒng)的指令組。在微計算機需要之前，指令組可以作為計算機程序產品被存儲在另一個計算機存儲器中。例如，指令組可以作為計算機程序產品被存儲在附著到微計算機的軟盤驅動(微計算機可包括可拆卸的存儲器，諸如在盤驅動中最終使用的光盤或軟盤)。
計算機程序產品也可被存儲在另一個計算機中，當想要時通過內部或外部網絡傳輸到用戶的工作站。本領域技術人員將會看到指令組的物理貯存實際上改變指令組被存儲的媒體，這樣，媒體載送計算機可讀的信息。改變可以是電的、磁的、化學的、或某種其他的物理改變。雖然通過指令、符號、字符等等描述本發(fā)明是方便的，但讀者應當記住，所有這些和類似的術語應當與適當的物理單元有關。
在圖8上顯示程序產品程序70的流程圖。程序使用以下步驟第一，確定倉分辨率，如在步驟71中表示的。下一個步驟是確定路徑損耗射線21，如在步驟72中執(zhí)行的?；镜湫偷鼐哂猩渚€的布局，以規(guī)定相對于基站20的方向，每條射線是一個已知的方向，以及規(guī)定當信號傳播到它的目的地時信號行進的方向。
在步驟73，每個倉被提供以描述在每個倉中的物體的信息。一旦射線21被確定，步驟74識別沿著射線21的倉和相關的信號損耗。計算機程序將射線21與在覆蓋區(qū)域31中存在的已知的物體進行比較，以及選擇與射線21相交的物體。最后，在步驟76，對于沿著射線21的每個倉的地物干擾值被相加在一起，產生累積的地物干擾路徑損耗值。
圖9顯示被使用來對于如圖6所描述的地物干擾信號損耗建立模型的方法。在步驟81，覆蓋區(qū)域31被劃分成倉的矩陣30，然后在步驟82，對于在倉中的每個物體指定長度、寬度和高度坐標。接著，在步驟83，對于在倉中的每個物體指定穿透性因子。在步驟84，確定射線21傳送通過每個物體的距離，以及把該距離乘以每個物體的穿透性值，得出對于沿著射線21的每個物體的物體值。
接著，在步驟85，對于每個倉計算地物干擾值，表示信號傳播通過倉時信號經受的適當損耗。最后，步驟86把沿著射線21的每個倉中的所有的地物干擾值相加，確定在發(fā)射機與接收機(例如，基站20與手持的移動手機28)之間的累積地物干擾路徑損耗。
本領域技術人員將會看到，這里描述的本發(fā)明揭示了用于使無線電信網中信號強度與干擾特性最佳化的方法和系統(tǒng)，它們可以取程序產品的形式。通過調節(jié)在發(fā)射機和接收機之間的信號強度，可以減輕干擾。這里描述的方法和系統(tǒng)通過允許更高的精度來提供優(yōu)于現有的方法的優(yōu)點。簡言之，利用這里描述的方法和系統(tǒng)的結果是無線電信網的性能的改進。
雖然本發(fā)明是參照說明性實施例描述的，但這個說明并不打算被看作有限制意義。本發(fā)明的說明性實施例以及其他實施例的各種修改與組合對于參考本說明的、本領域技術人員將是顯而易見的。所以，附屬權利要求打算包括任何這樣的修改方案或實施例。
權利要求
1.一種在電信網絡中確定在該網絡的覆蓋區(qū)域內的兩點之間的累積地物干擾路徑損耗的方法，包括以下步驟把該覆蓋區(qū)域劃分成地理上的倉的矩陣；對于該矩陣中的每個倉指定一個地物干擾值，表示當信號傳播通過該倉時該信號經受的適當損耗；以及把沿著連接所述兩點的射線的、矩陣中各倉的地物干擾值相加，以確定在位于所述兩點的發(fā)射機與接收機之間的累積的地物干擾路徑損耗。
2.按照權利要求1的方法，其中所述指定地物干擾值的步驟還包括對所述矩陣的每個倉中的物體指定長度、寬度和高度坐標的步驟。
3.按照權利要求2的方法，其中所述指定長度、寬度和高度坐標的步驟后面跟隨把穿透性值應用到沿著該射線的所述物體的步驟。
4.按照權利要求3的方法，其中所述把穿透性值應用到所述物體的步驟后面跟隨把該射線穿過沿著射線的每個物體的距離乘以與每個物體有關的穿透性值的步驟，以便得出對于沿著該射線的每個物體的物體值。
5.按照權利要求4的方法，其中所述乘以該射線穿過每個物體的距離的步驟后面跟隨通過對每個倉內沿著該射線的每個物體的物體值求和而計算對于每個倉的地物干擾值的步驟。
6.按照權利要求1的方法，其中所述指定地物干擾值的步驟還包括指定對于物體的每一維的物體值的步驟。
7.按照權利要求6的方法，其中所述指定對于物體的每一維的物體值的步驟后面跟隨通過對與所述射線相交的物體值求和而計算對于每個倉的地物干擾值的步驟。
8.按照權利要求1的方法，其中所述指定地物干擾值的步驟還包括估計對于每個倉的平均地物干擾值的步驟。
9.一種在電信網絡中用于確定在該網絡的覆蓋區(qū)域內的兩點之間的累積地物干擾路徑損耗的系統(tǒng)，包括用于把覆蓋區(qū)域劃分成地理上的倉的矩陣的裝置；用于指定一個表示當信號傳播通過一個倉時該信號經受的適當損耗的地物干擾值的裝置；以及用于把沿著連接所述兩點的射線的、矩陣中各倉的地物干擾值相加，以確定在位于所述兩點的發(fā)射機與接收機之間的累積的地物干擾路徑損耗的裝置。
10.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述用于指定地物干擾值的裝置還包括用于對所述矩陣的每個倉中的物體指定長度、寬度和高度坐標的裝置。
11.按照權利要求10的系統(tǒng)，其中所述用于指定長度、寬度和高度坐標的裝置還包括用于把穿透性值應用到沿著該射線的所述物體的裝置。
12.按照權利要求11的系統(tǒng)，其中所述用于把穿透性值應用到所述物體的裝置還包括用于把該射線穿過沿著射線的每個物體的距離乘以與每個物體有關的穿透性值，以便得出對于沿著該射線的每個物體的物體值的裝置。
13.按照權利要求12的系統(tǒng)，其中所述用于乘以射線穿過每個物體的距離的裝置還包括用于通過對每個倉內沿著該射線的每個物體的物體值求和而計算對于每個倉的地物干擾值的裝置。
14.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述用于指定地物干擾值的裝置還包括用于指定對于物體的每一維的物體值的裝置。
15.按照權利要求14的系統(tǒng)，其中所述用于指定對于物體的每一維的物體值的裝置還包括用于通過對與所述射線相交的物體值求和而計算對于每個倉的地物干擾值的裝置。
16.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述用于指定地物干擾值的裝置包括用于估計對于每個倉的平均地物干擾值的裝置。
17.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射機是移動手機。
18.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射機是基站。
19.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述接收機是移動手機。
20.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述接收機是基站。
21.按照權利要求9的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)位于基站內。
22.按照權利要求9的系統(tǒng)，還包括通過使用所述累積地物干擾路徑損耗而調節(jié)在所述發(fā)射機與所述接收機之間的信號強度的裝置。
23.一種在電信網絡中用于確定在該網絡的覆蓋區(qū)域內的兩點之間的累積地物干擾路徑損耗的程序產品，包括用于把該覆蓋區(qū)域劃分成地理上的倉的矩陣的、駐留在計算機中的指令裝置；用于指定一個地物干擾值的、駐留在計算機中的指令裝置，該地物干擾值表示當信號傳播通過該倉時信號經受的適當損耗；以及用于把沿著連接所述兩點的射線的、矩陣中各倉的地物干擾值相加，以確定在位于所述兩點的發(fā)射機與接收機之間的累積的地物干擾路徑損耗的、駐留在計算機中的指令裝置。
24.按照權利要求23的程序產品，其中所述用于指定地物干擾值的、駐留在計算機中的指令裝置還包括用于對所述矩陣的每個倉中的物體指定長度、寬度和高度坐標的、駐留在計算機中的指令裝置。
25.按照權利要求24的程序產品，其中所述用于指定長度、寬度和高度坐標的、駐留在計算機中的指令裝置還包括用于把穿透性值應用到沿著該射線的所述物體的、駐留在計算機中的指令裝置。
26.按照權利要求25的程序產品，其中所述用于把穿透性值應用到所述物體的、駐留在計算機中的指令裝置還包括用于把該射線穿過沿著射線的每個物體的距離乘以與每個物體有關的穿透性值，以便得出對于沿著該射線的每個物體的物體值的、駐留在計算機中的指令裝置。
27.按照權利要求26的程序產品，其中所述用于乘以該射線穿過每個物體的距離的、駐留在計算機中的指令裝置還包括用于通過對每個倉內沿著該射線的每個物體的物體值求和而計算對于每個倉的地物干擾值的、駐留在計算機中的指令裝置。
28.按照權利要求23的程序產品，其中所述用于指定地物干擾值的、駐留在計算機中的指令裝置還包括用于指定對于物體的每一維的物體值的、駐留在計算機中的指令裝置。
29.按照權利要求28的程序產品，其中所述用于指定對于物體的每一維的物體值的、駐留在計算機中的指令裝置還包括用于通過對與所述射線相交的物體值求和而計算對于每個倉的地物干擾值的、駐留在計算機中的指令裝置。
30.按照權利要求23的程序產品，其中所述用于指定地物干擾值的、駐留在計算機中的指令裝置包括用于估計對于每個倉的平均地物干擾值的、駐留在計算機中的指令裝置。
全文摘要
確定在電信網絡(30)的覆蓋區(qū)域內的兩點之間的累積地物干擾路徑損耗的方法和系統(tǒng)。網絡的覆蓋區(qū)域在地理上被劃分成倉的矩陣(31)。對于矩陣中的每個倉，指定一個地物干擾值，表示當信號傳播通過倉時信號經受的適當損耗。沿著連接兩點的射線(21)，把矩陣中的倉(31)的地物干擾值相加，以確定在發(fā)射機與接收機(諸如基站(20)與移動手機(28))之間的累積的地物干擾路徑損耗。
文檔編號H04B7/26GK1473446SQ01818484
公開日2004年2月4日 申請日期2001年9月5日 優(yōu)先權日2000年9月7日
發(fā)明者J·G·克蘭茨, J G 克蘭茨 申請人:艾利森公司