高速移動條件下智能天線性能測試方法

2023-06-08 13:29:11

專利名稱：高速移動條件下智能天線性能測試方法
技術領域：
本發明涉及移動通信領域，尤其涉及一種移動通信網絡中高速移 動條件下智能天線性能的測試方法。
背景技術：
在移動通信系統(例如TD-CDMA)的外場試驗環境中，為了驗 證高速移動條件下TD-SCDMA系統智能天線性能，需要將同一地點 的高速移動條件下的智能天線性能測試結果(例如天線增益和方位角 DOA)與靜止條件下的智能天線性能測試結果進行比較。在實際環境 中，由於測試車輛移動速度和車栽GPS系統定位精度等因素的影響， 很難將高速移動條件下與靜止條件下獲得的測試數據進行精確比較， 從而無法得出準確合理的結論。
例如在智能天線增益測試中，需要將同一測試點在移動條件下和 靜止條件的智能天線增益進行比對。因此在移動條件下，隨著運栽車 輛的移動，路測系統應當準確記錄當經過對比測試點時的測試數據， 以便能夠與該測試點的靜止測試結果進行準確對比。作為路測系統的 一部分，車栽GPS系統主要用於獲得和記錄移動過程中每次測量所在 的地理位置信息，通常按照預定時間間隔(例如0.5s)。因此在高速 移動(80km/h以上)條件下，通過GPS將很難捕捉到與靜止點地理 位置完全相同的點；同時，在高速移動條件下，GPS還導致記錄位置 信息不準確的問題，即所謂飄移現象。
又例如在移動條件下智能天線DOA測試中，為了衡量智能天線 跟蹤能力，需要在路測系統中記錄測試點的地理位置信息，並且需要 將同 一 時刻基站中的測試結果和路測系統中的真實測試結果進行比 對。然而GPS地理位置信息的飄移現象導致難以獲得準確的測試數
據，並且基站時間與路測系統時間難以準確對準。

發明內容
本發明提供了一種移動通信系統中移動條件下測量基站智能天線
跟蹤能力的方法，包括步驟
通過路測系統在移動條件下經由呼叫和正常通話過程獲得一組終 端側測試數據，其中該組終端側測試數據包括含有與來自基站預定信 令信號對應的信息的信令記錄，和N個均含有用於計算方位角的測試 數據的測試數據記錄，每個所述測試數據記錄按預定時間間隔記錄；
在上述過程的同時，在基站中記錄與所述終端側測試數據對應的 一組基站側測試數據，其中該組基站側測試數據包括含有與所述預定 信令信號的回應消息對應的信令信息的系統幀記錄，和含有基站所測 量的路測系統所針對的終端的方位角的幀記錄； 針對該組所述終端側測試數據，
搜索到所迷信令記錄以獲得該信令記錄含有的時間Tts;
搜索到這樣的測試數據記錄，即其地理位置信息所指示的地 理位置與預定靜止點地理位置最接近，從而獲得該記錄的時間Tl;
計算該時間Tl與Tts之間的時間差T;
在該組終端側測試數據中，以時間Tl的記錄為中心，前後 各取第一預定數目的測試記錄，進行時間統計平均，然後依據計算結 果計算平均終端真實方位角；
針對該組基站側測試數據，
搜索到搜索到所述信令記錄的回應消息的相應的系統幀記錄 以獲得相應的系統幀號Fbs;
根據下式計算該組基站測試數據中的測試點對應幀號測試 點幀號-Fbs+MOD ( (T/物理子幀時間周期)/超幀長度)+1NT ( ( T/ 物理子幀時間周期)/超幀長度)*超幀長度，其中MOD為求餘函數； 和
在該組基站側測試數據中，以測試點幀號的幀記錄中心，前
後各取第二預定數目的幀記錄，對該測試點幀號的幀記錄和所述取得
的幀記錄的方位角進行時間統計平均，以獲得平均方位角；和
比較所述平均終端方位角和所迷平均方位角。
本發明還提供了一種移動通信系統中移動條件下測量基站智能天 線賦形增益的方法，包括步驟
針對多個被測終端的每一個，通過路測系統在移動條件下經由與 基站的通信過程獲得一組終端側測試數據，該組終端側測試數據包括 含有N個均含有用於計算賦形增益的測試數據的測試數據記錄，每個 所述測試數據記錄按預定時間間隔記錄，並且每第INT (i/M) *1\1個 測試數據記錄含有獲得該記錄的測試數據時路測系統所位於的地點的 地理位置信息，每個所述測試數據記錄還含有獲得該記錄的路測系統 端時間的定時信息，其中N、M是大於1的整數，N大於等於M，i^ N， 並且INT是取整函數；
針對每組所述終端側測試數據，
搜索到這樣的測試數據記錄，即其地理位置信息所指示的地 理位置與預定靜止點地理位置最接近，以該記錄作為基準記錄；和 以該基準記錄為中心，前後各取預定數目的測試記錄，分別
對該基準記錄和所述取得的測試記錄中的每個用於計算賦形增益的數 據進行時間統計平均以獲得平均數據；
基於所述多個終端的多組所述終端側測試數據的平均數據進一 步 計算平均數據；和
根據所述進一步計算的平均數據計算賦形增益。


根據下面結合附圖對實施例所進行的描述可更加全面地理解本發 明的上述和其它目的、特徵和優點，其中
圖1基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件 下智能天線跟蹤能力測試具體環境；
圖2基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件
下智能天線賦形增益測試具體環境；
圖3基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件 下智能天線跟蹤能力測試方法的例子；
圖4基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件 下智能天線賦形增益測試方法的例子。
具體實施例方式
在下面的描述中，給出了某些具體細節以便提供對本發明多個實 施例的充分理解。不過，本領域技術人員可知，沒有這些細節也能實 現本發明。在其他情況下，沒有詳細表示或描述與計算機、傳輸介質、 測量設備、記錄設備等設備有關的公知結構，以避免不必要地幹擾對 本發明實施例的描述。
除非內容需要，否則在後面的說明書和權利要求書中，詞語"包 括"及其變化被解釋成開放的"包含"的意思，即"包括，但不限於"。
本發明提出了一種基於位置平均和時間平均的綜合數據分析方 案，有效地提高了數據分析的精確度和結論的準確性。
圖1基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件 下智能天線跟蹤能力測試具體環境。
優選地，測試區域為高速公路3，四周空曠，公路方向應儘可能 與基站1的面狀天線方向平行。
由路測車輛2攜帶測試系統，該測試系統包括測試終端，路測系 統(含GPS系統) 一套，測試終端與路測系統直接相連。
在測試時測試車輛l攜帶測試終端和路測系統沿高速公路3高 速行使(速度保持在80km/h以上)，路測系統記錄相應終端側數據， 基站側記錄網絡側數據。
圖3基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件 下智能天線跟蹤能力測試方法的例子。
如圖3所示，在步驟S1，通過路測系統在移動條件下經由呼叫和 正常通話過程獲得一組終端側測試數據，其中該組終端側測試數據包括含有與來自基站預定信令信號對應的信息的信令記錄，和N個均含 有用於計算方位角的測試數據的測試數據記錄，每個所述測試數據記 錄按預定時間間隔記錄。
在步驟S2，在基站中記錄與所述終端側測試數據對應的一組基站 側測試數據，其中該組基站側測試數據包括含有與所述預定信令信號 的回應消息對應的信令信息的系統幀記錄，和含有基站所測量的路測 系統所針對的終端的方位角的幀記錄。
接著，在測試數據處理系統中，針對該組所述終端側測試數據， 在步驟S3，搜索到所述信令記錄以獲得該信令記錄含有的時間Tts; 在步驟S4，搜索到這樣的測試數據記錄，即其地理位置信息所指示的 地理位置與預定靜止點地理位置最接近，從而獲得該記錄的時間Tl; 在步驟S5，計算該時間Tl與Tts之間的時間差T;在步驟S6，在該 組終端側測試數據中，以時間Tl的記錄為中心，前後各取第一預定 數目的測試記錄，進行時間統計平均，然後依據計算結果計算平均終 端真實方位角；在步驟S7，針對該組基站側測試數據，搜索到相應的 系統幀記錄以獲得相應的系統幀號Fbs;在步驟S8，根據下式計算該 組基站測試數據中的測試點對應幀號測試點幀號-Fbs+MOD ( (T/ 物理子幀時間周期)/超幀長度)+INT ( (T/物理子幀時間周期)/超 幀長度)*超幀長度，其中MOD為求餘函數；在步驟S9,在該組基 站側測試數據中，以測試點幀號的幀記錄中心，前後各取第二預定數 目的幀記錄，對該測試點幀號的幀記錄和所述取得的幀記錄的方位角 進行時間統計平均，以獲得平均方位角；在步驟SIO，比較所述平均 終端方位角和所述平均方位角。
測試數據處理系統可以是基於計算機的數據處理系統，其能夠通 過例如有線/無線網絡、專用連接、移動存儲介質等傳輸介質從路測系 統和基站獲得測試數據，並通過軟體、硬體或其結合的方式來執行上 迷步驟S3 S10。
下面將結合圖1的具體例子來說明上述方法。 針對高速移動條件下的智能天線跟蹤能力的具體測試方法是將基
站側記錄的DOA信息與同一時間的GPS記錄的終端位置信息進行比 較。在實際測試中，需要克服以下困難
1) 路測系統時間與基站時間無法準確對齊。
2) 高速移動條件下，GPS系統將出現飄移現象，記錄精度降低。 針對上述影響，本發明提出了一種簡單易行的時間校準方法和時
間統計平均方法，較好地滿足高速移動條件下智能天線的跟蹤能力的 分析要求，具體方法如下
1) 在路測系統記錄的上述終端側測試數據中，找到Call setup信 令(即上述信令記錄)，記錄該信令對應的終端側記錄時間為Tts。
2) 在終端側測試數據中，依據GPS位置信息，找出與靜止點(例 如測試點Pl、 P2、 P3)地理位置最接近的測試點，記錄與該點對應 的時間，計算該時間點與Tts之間的時間差T。
3) 在終端側測試數據中，以此點為中心，前後各取5組測試數 據(假定參數上報周期為100ms)，進行時間統計平均，並計算終端 真實方位角。
4) 在基站側測試數據中中，找到與Call setup對應的回應消息 IN一syc (即系統幀記錄)，記錄該信令對應的系統幀號為Fbs。
5) 計算測試點對應幀號，公式如下
測試點幀號-Fbs+MOD( ( T/物理子幀時間周期)/超幀長度)+INT ((T/物理子幀時間周期)/超幀長度)*超幀長度。
6) 在基站側測試數據中，以測試點幀號為中心，前後各取5組 DOA測試數據，進行時間統計平均。
7) 參數比較(例如求DOA與終端真實方位角的差)。
圖2基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件
下智能天線賦形增益測試具體環境。
優選地，測試區域為高速公路3，四周空曠，公路方向應儘可能 與基站1的面狀天線方向平行。
由路測車輛2攜帶測試系統，該測試系統包括測試終端Ml和 M2，路測系統(含GPS系統) 一套，測試終端Ml和M2與路測系 統直接相連。
在測試時測試車輛l攜帶測試終端Ml、 M2和路測系統沿高速 公路3高速行使(速度保持在80km/h以上)，路測系統記錄相應終 端側數據，基站側記錄網絡側數據。
圖4基於本發明的一個實施例示出了在外場測試中高速移動條件 下智能天線賦形增益測試方法的例子。
如圖4所示，在步驟S20,針對多個被測終端的每一個，通過路 測系統在移動條件下經由與基站的通信過程獲得一組終端側測試數 據，該組終端側測試數據包括含有N個均含有用於計算賦形增益的測 試數據的測試數據記錄，每個所述測試數據記錄按預定時間間隔記錄， 並且每第INT (i/M) ^M個測試數據記錄含有獲得該記錄的測試數據 時路測系統所位於的地點的地理位置信息，每個所述測試數據記錄還 含有獲得該記錄的路測系統端時間的定時信息，其中N、 M是大於1 的整數，N大於等於M， i=l~N，並且INT是取整函數。
在測試數據處理系統中，針對一組所述終端側測試數據，在步驟 S21，搜索到這樣的測試數據記錄，即其地理位置信息所指示的地理位 置與預定靜止點地理位置最接近，以該記錄作為基準記錄；在步驟 S22,在該組終端側測試數據中，以該基準記錄為中心，前後各取預定 數目的測試記錄，分別對該基準記錄和所迷取得的測試記錄中的每個
用於計算賦形增益的數據進行時間統計平均以獲得平均數據；在步驟 S23，判斷是否處理了所有終端的數據。如果還有數據要處理，則返回 到步驟S21，否則繼續到步驟S24。在步驟S24，基於所述多個終端的 多組所述終端側測試數據的平均數據進一步計算平均數據；在步驟 S25，根據所述進一步計算的平均數據計算賦形增益。
測試數據處理系統可以是基於計算機的數據處理系統，其能夠通 過例如有線/無線網絡、專用連接、移動存儲介質等傳輸介質從路測系 統獲得測試數據，並通過軟體、硬體或其結合的方式來執行上述步驟 S21 S25。
下面將結合圖2的具體例子來說明上述方法。
針對高速移動條件下的智能天線賦形增益測試方法是將針對同一 點的高速移動條件下智能天線賦形增益(根據路測系統的數據計算)
與靜止條件下的智能天線賦形增益進行比較，其中要克服以下困難
1) 高速移動條件下的測量參數選取的精確度將主要依賴於路測系 統的GPS系統精度.目前，GPS系統打點精度為0.5S，因此在高速移 動條件下(80km/h以上)))將不能滿足測試精度要求，無法實現與 靜止點的位置精確對準。
2) 高速移動條件下，GPS系統將會出現小範圍飄移現象，精度 再次降低。
針對上述局限性，本發明提出了 一種基於位置平均和時間平均的 測試和分析方法，具體如下
測試方法測試車輛攜帶多部測試終端同時進行高速移動測試。 進一步地，可以通過測試車輛進行多次高速移動測試並對結果進
一步求平均值。 處理方法
1) 在終端側測試數據中找到與靜止點(例如測試點Pl、 P2、 P3) 地理位置最接近的的測試點的相應測試數據(例如測試時間，位置信 息和性能測試數據)。
2) 考慮測試數據上報周期，GPS的飄移特性(20m左右)和信 號接收功率的抖動特性(誤差+Z-5DB)等因素，在終端側測試數據中， 測試點前後各取5組測試數據(例如PCCPCH-RSCP， DPCH-RSCP )，
(假定移動速度-80km/h，上報周期為100ms)，進行時間統計平均。
3) 針對其他測試終端，數據處理方法同步驟l-2。
4) 將多部測試終端的數據處理結果，進行位置平均，得出最終 數據。
5) 計算移動條件下智能天線賦形增益。
應該理解，此處方法中所指的特定步驟可通過硬體及/或軟體實 現。例如，利用一個或多個處理模塊上所執行的軟體及/或固件可執行 的特定的步驟。通常，用於處理的系統可包含更多常規處理模塊及存
儲器。處理模塊可以是單一處理設備或多個處理設備。這樣的處理設 備可以是微處理器、微控制器、數字處理器、微型計算機、中央處理 單元的部分、狀態機、邏輯電路及/或操作信號的任何設備。處理數據 的操作通常是基於操作指令的。存儲器可以是單一存儲器器件或多個 存儲器器件。這樣的存儲器器件可以是只讀存儲器、隨機訪問存儲器、 軟盤存儲器、磁帶存儲器、可擦除存儲器、系統存儲器的部分，及/ 或以數字格式存儲操作指令的任何設備。注意到，當處理模塊實現一 個或多個其功能成為狀態機或邏輯電路時，以相應操作指令方式存儲 的存儲器被嵌入在包括該狀態機及/或其他邏輯電路的電路內。例如， 這樣的系統可以是具有可編譯存儲器單元以利於存儲器的實現的電路 設計工具，如此處所描述的。
儘管上述根據優選實施例對本發明進行了闡述，但這些描述只是 為了說明本發明的目的，不應理解為對本發明的任何限制。例如，雖 然實施例中對移動速度、各種定時間隔和數目等參數進行了限定，然 而上述限定是針對一種特定的測試環境提出的，當系統和設備性能和 環境條件發生改變時，本領域技術人員完全能夠根據本發明的原理和
測量精度要求設定相應的參數。雖然實施例中採用GPS獲得位置信 息，然而也可以採用已有的或將來可能出現的任何適於獲得位置信息 的技術。本領域技術人員可以對本發明進行各種可能的修改和改進，
和精神內。
權利要求
1.一種移動通信系統中測量基站智能天線跟蹤能力的方法，包括步驟通過路測系統在移動條件下經由呼叫和正常通話過程獲得一組終端側測試數據，其中該組終端側測試數據包括含有與來自基站預定信令信號對應的信息的信令記錄，和N個均含有用於計算方位角的測試數據的測試數據記錄，每個所述測試數據記錄按預定時間間隔記錄；在上述過程的同時，在基站中記錄與所述終端側測試數據對應的一組基站側測試數據，其中該組基站側測試數據包括含有與所述預定信令信號的回應消息對應的信令信息的系統幀記錄，和含有基站所測量的路測系統所針對的終端的方位角的幀記錄；針對該組所述終端側測試數據，搜索到所述信令記錄以獲得該信令記錄含有的時間Tts；搜索到這樣的測試數據記錄，即其地理位置信息所指示的地理位置與預定靜止點地理位置最接近，從而獲得該記錄的時間T1；計算該時間T1與Tts之間的時間差T；在該組終端側測試數據中，以時間T1的記錄為中心，前後各取第一預定數目的測試記錄，進行時間統計平均，然後依據計算結果計算平均終端真實方位角；針對該組基站側測試數據，搜索到搜索到所述信令記錄的回應消息的相應的系統幀記錄以獲得相應的系統幀號Fbs；根據下式計算該組基站測試數據中的測試點對應幀號測試點幀號＝Fbs+MOD((T/物理子幀時間周期)/超幀長度)+INT((T/物理子幀時間周期)/超幀長度)＊超幀長度，其中MOD為求餘函數；和在該組基站側測試數據中，以測試點幀號的幀記錄中心，前後各取第二預定數目的幀記錄，對該測試點幀號的幀記錄和所述取得的幀記錄的方位角進行時間統計平均，以獲得平均方位角；和比較所述平均終端方位角和所述平均方位角。
2. 根據權利要求1所迷的方法，其中所迷預定信令信號為呼叫建 立信令信號，所述回應消息為IN—syc。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述地理位置信息為GPS位 置信息。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中所述第一預定數目為5。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中所述第二預定數目為5。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中所述移動條件為80km/h以上。
7. —種移動通信系統中測量基站智能天線賦形增益的方法，包括 步驟針對多個被測終端的每一個，通過路測系統在移動條件下經由與 基站的通信過程獲得一組終端側測試數據，該組終端側測試數據包括 含有N個均含有用於計算賦形增益的測試數據的測試數據記錄，每個 所述測試數據記錄按預定時間間隔記錄，並且每笫INT (i/M ) *M個 測試數據記錄含有獲得該記錄的測試數據時路測系統所位於的地點的 地理位置信息，每個所述測試數據記錄還含有獲得該記錄的路測系統 端時間的定時信息，其中N、M是大於1的整數，N大於等於M，i=l~N， 並且INT是取整函數；針對每組所述終端側測試數據，搜索到這樣的測試數據記錄，即其地理位置信息所指示的地 理位置與預定靜止點地理位置最接近，以該記錄作為基準記錄；和以該基準記錄為中心，前後各取預定數目的測試記錄，分別 對該基準記錄和所述取得的測試記錄中的每個用於計算賦形增益的數 據進行時間統計平均以獲得平均數據；基於所述多個終端的多組所述終端側測試數據的平均數據進一步計算平均數據；和根據所述進一步計算的平均數據計算賦形增益。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中所述地理位置信息為GPS位 置信息。
9. 根據權利要求7所述的方法，其中所述預定時間間隔為100ms。
10. 根據權利要求7所述的方法，其中所迷預定數目為5。
11. 根據權利要求7所述的方法，其中所迷移動條件為80km/h以上。
12. 根據權利要求7所述的方法，還包括步驟 針對同一靜止點獲得多個所述賦形增益；和 計算所述多個賦形增益的平均值。
13. 根據權利要求7所述的方法，其中所述用於計算賦形增益的數 據包括PCCPCH-RSCP和DPCH-RSCP。
全文摘要
本發明提供了一種移動通信系統中測量基站智能天線跟蹤能力的方法，包括步驟通過路測系統在移動條件下經由呼叫過程獲得一組終端側測試數據；在上述過程的同時，在基站中記錄與所述終端側測試數據對應的一組基站側測試數據；針對該組所述終端側測試數據，通過時間統計平均以獲得平均終端真實方位角，並進行時間統計平均以獲得基站側平均方位角；和比較所述平均終端方位角和所述平均方位角。
文檔編號H04W24/08GK101179808SQ20061013837
公開日2008年5月14日 申請日期2006年11月9日 優先權日2006年11月9日
發明者楊峰義, 敏 王, 謝偉良, 欣 馬 申請人:中國電信股份有限公司