用於基地臺網絡的測試設備的製作方法
2023-05-02 23:05:21
專利名稱：用於基地臺網絡的測試設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及在採用定時超前控制的時分多址(TDMA)無線電系統中，用於基地臺網絡的一種測試設備。其中，規定的定時超前最大值決定了基地臺和移動臺之間的最大距離。所述的的測試設備被設置在某一個基地臺所在地點，在有關的基地臺控制下實現對多個基地臺的測試程序，在所述的測試程序期間，測試設備在無線電通道口模擬一個正常移動臺的工作。
在無線電系統中，例如蜂窩狀系統，最關鍵的因素是基地臺和移動臺之間無線電聯繫的質量。這種無線電聯繫的質量主要受基地臺無線電零部件無線和無線電收發機狀態的影響。因此，重要的是能用不同的測量和測試方法對基地臺的狀態進行監視。
一種已知的解決方法是向基地臺提供具有專用天線和無線電收發機的測試設備，使之能經過無線電通道建立與基地臺的聯繫，就像正常的用戶電臺那樣；此外，還向這個測試設備提供必需的測量設備，以便對基地臺實現所希望的測試測量和測試要求。設置在基地臺所在地的測試設備還能用於測量鄰近的基地臺，從而避免對每個基地臺提供專用的測試設備。
在數字時分多址(TDMA)無線電系統中，許多移動無線電臺可利用按時分原理的同樣的載波(無線電信道)與基地臺聯絡。載波劃分為依次循環的幀，並進一步劃分為時隙，例如劃分為8個時隙，當有需要時可分配給用戶。短促的數據脈衝串在時隙中進行發送。移動無線電臺和來自基地臺的信號實現同步，並按照這種同步發送脈衝串，使得在分配給這個特定移動臺的時隙中，基地臺接收到移動臺的這個脈衝串。然而，移動臺可能設置在離開基地臺不同距離的地方，這就需要把由於存在距離而使傳送延時考慮在內，使各個移動臺的發送時刻與基地臺實現同步，使基地臺在正確的時隙中接收到信號。為了做到這一點，基地臺要測量它自己發送的信號與收到來自移動臺所發送的信號之間的時間差，並在此基礎上為移動以確定一個合適的定時超前，藉助於定時超前，移動臺提前發送時刻，這是相對於從基地臺獲得的同步所提供的基準時刻而言的。系統內在的不同因素限制了定時超前所最高可能達到的某個最大值。這個定時超前的最大值決定了基地臺所可能提供服務的最大的網絡規模。例如在全歐移動通信系統GSM(用於移動通信的全球系統)中，定時超前可能在0～233微秒的範圍內，它最大等效於半徑為35公裡的一個網絡規模。
這種由於定時超前的限制導致位於某個基地臺位置的測試設備不能用來對超過距離的相鄰的基地臺進行測試，例如超過35公裡。至於談到有效作用範圍，也即無線電通道上的衰減和自然障礙等方面，因為被測試的基地臺的天線和測試設備的天線通常設置在地勢的高處，在多數情況下，超長距離的無線電聯絡是可能的。
本發明的目的是用於基地臺網絡的一種測試設備，它能用來對超過定時超前所決定的最大距離之外的電臺進行測試。
根據本發明，用於基地臺網絡的這種測試設備得到實現，其特徵在於這種測試設備包含一個預置的定時超前偏移，它使正常的定時超前範圍向上移動，以這種方式使得測試設備能對與它相距工大於上述最大距離的基地臺進行測試。
本發明的測試設備採用了預置定時超前偏移，用以測量位於遠距離的基地臺。所不同的是在測試設備的發送中預置了一個附加的定時超前偏移，所述的定時超前偏移使定時超前增加，即便基地臺位置超出了距離，而採用這種方法能使法得被測試基地臺的距離得到補償。當超出預置定時超前偏移的數值時，根據被測試的基地臺的控制，能在一個正常的範圍內調整定時超前。換句話說，被測試的基地臺以一種正常的方式測量測試設備的距離，並在此基礎上調整測試設備，使之採用一個合適的定時超前數值。因此，預置定時超前偏移的選擇不必特別精確，測試設備修改發自被測試基地臺的定時超前指令，在預置定時超前偏移上增加所指定的定時超前。在存取脈衝中，測試設備用預置定時超前偏移數值代替正常值零。更可取的是，對於本區域(對於正常網絡規模的距離)，預置定時超前偏移數值取為零；對於遠距離的區域即超出距離之外的，則取不同於零的一個或多個數值。
下面將以本發明的優先實施方式參照附圖對本發明作更詳細的說明，其中
圖1示出本發明的無線電系統；圖2說明本區域和基地臺網絡遠距離區域測量的形成；圖3說明在本區域內測試設備的發送和接收的正常定時；圖4說明根據本發明，在遠距離區域內測試設備的定時；以及圖5是本發明的測試設備框圖。
本發明是供給任何採用數字時分多址(TDMA)和定時超前的無線電網絡使用的。
圖1說明一種無線電系統。其中，本發明的測試設備STM用固定的控制鏈路11與基地臺所在地SITE1的基地臺BTS1相接。在含有基地臺BTS1的無線電系統中，其次的一個高一級網絡元件是基地臺控制器BSC，它通過固定的數字發送鏈路12，諸如一個脈衝編碼調製(PCM)鏈路，與基地臺BTS1相接。基地臺控制器BSC通過數字發送鏈路13與移動交換機MSC相接；通過發送鏈路14與控制整個系統運行的操縱和維護中心OMC相接。無線電系統操作人員可從中心OMC改變網絡的不同參數，控制網絡中諸單元的運行，例如基地臺BTS。此外，基地臺BTS2和BTS3也通過數字發送鏈路與基地臺控制器BSC相接。
利用設置於基地臺所在地SITE1的測試設備，可以對所述基地臺所在地的基地臺BTS1以及一個或多個鄰近的基地臺進行測試。在這種方式中，可避免為基地臺網絡中的每個基地臺提供專用的測試設備。利用測試設備STM，例如，可以建立測試呼叫，通過想要的基地臺作測試呼叫，以實現靈敏度和幹擾的測量等。特別是說到測試呼叫，測試設備STM必須能夠在無線電通道上模擬無線電網絡中正常移動臺的工作。由此，測試設備可利用例如一個常規移動無線電臺設備而能得以實現，它由接至基地臺的鏈路11來供給，而且在基地臺的控制下它的軟體被安排去完成測量一和測試。
圖5示出本發明的測試設備STM的簡化框圖，所述的測試設備被設置在一個基地臺。為簡單起見，框圖僅表示出理解本發明所必需的測試設備中的那些部分。測試設備包括天線ANT，複式濾波器51，接收機52，發送機53，幀單元55和56，以及控制單元57。無線電接收器52和無線電發送器53包括測試設備STM的全部無線電頻率部件。幀單55地獄56中包括涉及接收和發送的全部基帶信號處理，例如頻道編碼，交錯，脈衝形成等。控制單元57控制運行以及測試設備的定時，以使測試設備STM在無線電通道上完全地模擬一個常規移動臺的工作。控制單元57通過控制鏈路11與基地臺聯繫，接收控制指令，也可能發送測量報告。控制單元還產生涉及發送和接收定時的所有信號，同步發送和接收，並根據本發明的預置調整必需的定時超前，以及通過無線電通道從被測試的基地臺接收定時超前數值。
如上所述，用於TDMA系統的定時超前區域決定基地臺BTS和移動臺之間的最大距離rmax，這個距離在GSM系統中是大約35公裡。在本應用中，這個正常的網絡規模稱為測試設備的本區域，超出這個最大距離rmax的區域稱為測試設備STM的遠距離區域。圖2說明設置在基地臺BTS1的測試設備STM的本區域和遠距離區域。圖1的基地臺BTS2位於離測試設備20公裡的本區域內，位於基地臺所在地SITE1的測試設備採用常規定時超前就能對BTS2進行測試。對於基地臺BTS3，因它位於離測試設備45公裡的遠距離區域，基地臺所在地SITE1無法利用常規的方法對它進行測試，因此，按常規在基地臺BTS3處需要有另一個測試設備，或者有一個離它足夠近的測試設備。
圖3是按照在本區域進行測試操作的技術要求，說明測試設備STM發送和接收的定時。不論下行鏈路載波(BTS-STM)，還是上行鏈路載波(STM-BTS)都劃分為依次循環的幀，並進一步劃分為TDMA的時隙，例如劃分為8個時隙，從TS0～TS7，當有需要時把它分配給用戶。在時隙TS0～TS7中發送短促數據脈衝串，STM使它的上行鏈路發送的TX與從基地臺收到的下行鏈路信號相同步。常規移動臺發送的TX和收到的RX，以及測試設備STM在本區域測量基地臺而發送的TX和收到的RX，它們都準確地按照對移動臺所作的規定發生，以這種方式使得STM發送自己的脈衝串至基地臺BTS，而與STM收到來自基地臺BTS的脈衝串的時刻(例如時隙TS0)相比，有三個時隙的偏移。因此移動臺可能位於離基地臺不同距離的地點，每個移動臺的發送時刻應與無線電系統中的基地臺實現同步，並要考慮由於距離不同而產生的傳輸延時，以使得基地臺能在正確的時隙裡接收信號。為了做到這一點，基地臺BTS要測量它的下行鏈路發送與收到來自移動臺的上行鏈路發送之間的時間差，並在此基礎上為移動臺確定一個合適的「定時超前」。藉助於這個定時超前，移動臺超前於上行鏈路方向發送時刻，這是相對於由基地臺同步所的基準時刻而言的。倘若STM要對它自己基地臺所在地SITE1的基地臺BTS2進行測試，那末這個距離就是零，定時超前值也是零。倘若STM要對基地臺BTS12進行測試，基地臺BTS2應通過測量查明這個距離，並給STM提供補償這個距離的定時超前，同時測試呼叫的設立可按通常方式繼續進行。
當測試設備工作於本區域測試模式時，測試設備的操作可按前面所述進行，對於遠距離區域的測試，STM可藉助於由基地臺BTS1經過控制連接11發來的指令，調整到遠距離測試模式。
在遠距離測試狀態中，STM接受指令，除正常的定時超前外，還要用預置定時超前偏移。這個預置超前偏移移動正常定時超前範圍的低限，從零到所要求的預置定時超前偏移的數值。作為一個例子，假設正常定時超前範圍在0到63之間，並假設在遠距離測試狀態中所採用的預置定時超前偏移值是30，那末定時超前調整為30到93的範圍之內，它所對應的距離，舉例說，為15到60公裡的範圍之內。
圖4說明在遠距離測試模式中，本發明測試設備STM接收RX和發送TX的定時。為測試基地臺BTS，基地臺BTS1將測試設備STM調整為遠距離測試狀態，STM採用預置定時超前偏移TDoffset。在測試呼叫開始時，不論是要對移動臺進行測試而提出詢句的始發端呼叫，還是移動臺的終端呼叫，STM在隨機存取通道RACH上發送一個存取脈衝至基地臺BTS，在上述脈衝中採用了定時超前偏移值TDoffset代替數值零。基地臺BTS收到存取脈衝，以正常方式確定基地臺和測試設備STM之間的距離。在確定的過程中，基地臺BTS假設STM在發送存取脈衝中所採用的是正常定時超前零，因此，BTS所估計的測試設備STM的距離比實際的距離要小，這是根據預置定時超前位置Tdoffset所得出的距離而得來的。然後，BST以發出下行鏈路信號的方法向測試設備STM提供正常定時超前值TDnormal，它對應於所估計的較短的距離。STM修改從基地臺BTS得到的正常定時超前值TDnormal，方法是加上預置定時超前偏移值Tdoffset，這樣，總的定時超前就是TDTOT＝TDOFFSET+TDNORMAL。
例如，假設TDOFFSET＝30，STM在存取脈衝中採用這個定時超前值30，發送到基地臺BTS2，基地臺BTS2提供給測試設備STM一個定時超前TDNORMAL＝10，由此，在聯絡繼續進行時STM採用數值TDTOT＝30+10＝40。在這個例子中，預置定時超前位移實際上並非必需的，只要正常定時超前區域已足夠了。基地臺BTS2以它所作出的測量為基礎，做出實際的調整使測試設備STM直接採用數值40。
另一個例子，假設TDOFFSET＝30，STM發送存取脈衝給基地臺BTS3，基地臺BTS3給測試設備STM提供正常定時超前值TDNORMAL＝40。由此，STM在聯絡繼續進行時採用定時超前值TDTOT＝30+40＝70。這個對基地臺BTS3的測試之所以可能是因為按照本發明的方式，STM有能力採用超量的定時超前值。
應該注意到，本發明的定時超前預置可以用遠距離控制以取代基地臺，或者還可以從無線電網絡系統的某些其它網絡無件來控制測試的運行，這種網絡元件可以是，例如，基地臺控制器BSC或者是操縱和維護中心OMC。
迄今所涉及的這些附圖和敘述只是試圖說明本發明。顯然，所公開的測試設備能加以修改或變化而不偏離所附權利要求書的範圍和精神。
權利要求
1.在採用定時超前控制的時分多址(TDMA)無線電系統中，用於基地臺網絡的一種測試設備，其中規定的定時超前最大值決定了基地臺和移動臺之間的最大距離，所述的測試設備(STM)被設置在某一個基地臺所在地點，在有關的基地臺(BTS)控制下實現對多個基地臺的測試程序，在所述的測試程序期間，測試設備在無線電通道上模擬一個正常的移動臺(MS)的工作，其特徵在於測試設備包括一個預置定時超前偏移，它使正常的定時超前範圍向上移動，以這種方式使測試設備也能對與它相距超過所述最大距離的基地臺進行測試。
2.按照權利要求1的測試設備，其特徵在於這種測試設備在存取脈衝中採用所述的預置定時超前偏移。
3.按照權利要求1或2的測試設備，其特徵在於，這種測試設備採用的定時超前值是下列兩者之和被測試的基地臺所提供的定時超前，所述的預置定時超有偏移。
4.按照權利要求1、2或3的測試設備，其特徵在於，當本地基地臺所在地點的基地臺被測試時，以及鄰近的基地臺被測試時，所述的預置定時超前偏移的數值為零。
5.按照前面任何一項權利要求的測試設備，其特徵在於，為了對所在位置已超出所述最大距離的基地臺進行測試，至少有一個不同於零的數值能夠被選作預置定時超前偏移。
6.按照前面任何一項權利要求的測試設備，其特徵在於，所述預置定時超前偏移是被基地臺遠距離控制的；或者被某些控制測試運行的其它網絡元件遠距離控制的。
全文摘要
本發明涉及在採用定時超前的時分多址無線電系統中，用於基地臺的一種測試設備。這種測試設備(STM)設置在某個基地臺所在地點，在基地臺(BTS)的控制下實現對多個基地臺的測試程序。在所述測試程序中，測試設備在無線電通道上模擬一個正常的移動臺的工作。在常規系統中，測試設備和受測試的基地臺之間的最大距離決定於定時超前的最大值。本發明的測試設備(STM)包括一個預置定時超前偏移(TD
文檔編號H04B7/26GK1138936SQ95191292
公開日1996年12月25日 申請日期1995年11月20日 優先權日1994年11月21日
發明者於卡·蘇昂維裡 申請人:諾基亞電信公司