CN101068125A - 用于确定基站天线接近状态的移动通信系统和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，移动终端201到203测量来自多个基站天线101到105的接收信号的强度，并将其发送到网络系统300。网络系统300基于从移动终端201到203发送的来自多个基站天线101到105的接收信号的强度来确定多个基站天线101到105之间的接近状态。从该确定中可以识别与移动终端的天线的位置或特征匹配的基站天线接近状态。

Description

用于确定基站天线接近状态的移动通信系统和方法
技术领域
本发明涉及用于确定基站天线接近状态的移动通信系统和方法。
背景技术
在使用无线介质作为移动终端和基站之间的通信介质的移动通信系统中，提高信号接收效率是增加通信容量的有效手段。更高的接收效率可以降低用于满足相同信号质量的发送功率，从而可以减小终端或基站生成的发送功率所引起的干扰功率。一般而言，诸如误比特率等接收信号质量是通过所需信号功率与干扰功率之比确定的。为了提高接收信号质量，需要提高所需信号功率或降低干扰功率。
为了使尽可能多的移动终端能够在移动终端存在于被多个无线基站覆盖的区域中的情形下执行通信，具有最高接收效率的基站和移动终端需要彼此通信。这意味着移动终端与就传播空间而言最近的基站通信。就传播空间而言的最短距离是平地上的最近的地理距离。但是，在具有大群建筑物的城市区域中，建筑物等反射或散射无线信号，因此即使地理距离很近，就传播空间而言的距离也未必很短。因此，移动终端设备通过估计移动终端与基站之间就传播空间而言的距离来估计和确定建立通信链路的基站。在估计中，在移动终端处接收到的从基站发送的功率被测量，并且其传播损耗根据功率衰减而被估计。
提高接收效率的另一方法是使用空间分集技术。该技术包括：接收分集，用于在就传播空间而言的多个不同位置处接收发送自单个发送点的无线电波；和发送分集，用于从就传播空间而言的多个不同位置向单个接收点发送无线电波。在实际的移动通信系统中，当在多个基站天线处接收发送自单个移动终端的无线电波，并且在各个天线处接收到的信号被组合时，接收增益可以被提高。接收增益的提高可以减小用于维持预定信号质量的发送功率。因此，影响另一移动终端的移动终端的干扰功率减小，于是从移动终端到基站天线的通信能力可以被提高。
码分多址系统包括用于通过在多个不同接收点接收发送自单个发送点的信号来提高接收效率的方法。第一方法是选择组合，用于分别在多个接收点处将发送自单个发送点的信号解码为基带信号、对在每个点接收到的信号执行质量估计、确定信号有效(没有差错)还是无效(有差错)，并确定要捕获的信号。第二方法是最大比率组合，用于把在多个接收点处接收的信号对齐以使得它们在相同时间到达，并将信号相加，然后将信号解码为基带信号。
在选择组合方法中，只需在多个接收点处接收的信号中的任意一个是有效的(没有差错)。如果两个或更多个信号有效，则它们中只有一个将被引用。很多分别具有若干差错的无效信号根本不起作用。
最大比率组合方法具有将在多个接收点接收的各个信号的能量相加的特征。因此，如果在接收点处接收的信号被收集，则可以获得足够用于对信号解码的接收功率，即使仅在单个接收点处接收的接收功率不足也是如此。因此，这使得接收效率高于在单个点处接收信号的情形。因此，这可以减小提供预定信号质量所需的发送点处的发送功率。
选择组合接收和最大比率组合接收方法的不同之处在于它们所需的发送信道。在选择组合接收方法中，因为发送信号在接收点处被解码为基带信号，因此只需要在组合点处通过与基带信号具有相似的信息速率的发送信道来收集信号。因此，低速发送信道足以作为接收点和组合点之间的发送信道。相反，在最大比率组合方法中，发送信号不在接收点处被解码为基带信号，并且无线扇区基站中的信号需要被收集，因为它们是通过多个发送信道到达组合点的。因此，接收点和组合点之间的发送信道需要高速发送信道。因此，实际的最大比率组合仅应用于接收点和组合点在地理上很近从而可确保接收点和组合点之间的高速发送信道的情形。在其他情形下采用选择组合。也就是说，最大比率组合是在扇区基站的扇区之间执行的组合方法，在扇区基站中单个基站具有多个接收天线。选择组合是在彼此在地理上远离的基站之间执行的组合方法。
如上所述，应用选择组合还是最大比率组合方法在逻辑上是根据多个接收点的位置是否在地理上靠近来确定的。但是，为了提高接收效率，希望不论接收点是否靠近都使用最大比率组合接收方法。
为了使用最大比率组合方法，用于利用无线扇区基站中的信号从多个接收点传送信号的高速发送信道是必要的。为了有效地在其中多个天线形成服务区的移动通信系统中执行最大比率组合接收，需要通过一般意义上的高速发送信道连接覆盖区域靠近的接收点。严格地讲，因为可以以一定程度的接收功率被接收的来自多个接收点的信号通过高速发送信道被收集到组合点，所以可以有效地执行最大比率组合接收。
如上所述，为了使用最大比率组合接收，在多个接收点处接收的无线扇区基站中的信号需要被组合。在此情形下，一般通过设置在充当接收点的同一基站中的具有不同方向性的多个天线执行最大比率组合。这就是为什么如果天线位于同一基站中则很容易确保高速发送信道。但是，最大比率组合需要确保用于长扇区的高速发送信道，在长扇区中，点在地理上彼此远离。在有线发送信道的低信息发送速率环境下，曾经认为最大比率组合不是很现实的。最大比率组合具有提高接收效率的特征，因为在发送自单个移动终端的无线电波被在多个天线处接收时，从单个点发送的信号可以在多个天线处被接收，并且信号可以就能量而言被相加。因此，不仅在诸如单个基站中包含的天线等接收点之间而且在如上所述的地理上不同的接收点之间执行最大比率组合可以提供进一步提高接收效率的效果。
但是，通过高速发送信道连接在地理上彼此靠近的任意接收点导致骨干线路中的大量发送频带消耗，因此增加了建立高速发送信道的成本。在此情形下，不能确保所有连接的高速发送信道都被使用，因而导致浪费高速发送信道。因此，就高效和实际的解决方案而言，需要从在地理上彼此靠近的接收点中发现将有效地执行最大比率组合的一对接收点。因此采用以下方法，该方法用于当不处于通信中的被放在服务区中的移动终端估计来自该移动终端周围的每个基站的下行链路电场的强度并选择具有高接收信号强度的基站时，发现该移动终端可以与之通信的基站。在越区切换过程中执行以下方法，该方法通过通知操作中的移动终端候选基站的ID来使该移动终端选择它在移动时可以与之通信的基站，该方法还使得终端测量来自基站的下行链路电场的强度、将强度通知给基站，并基于结果选择适当的基站。为了获得这里使用的周围基站的信息，通常使用以下方法，该方法将特定接收设备放置在某个基站中，使得该接收设备测量来自多个基站的下行链路电场的强度，并且基于测量结果生成关于周围基站的信息。该方法例如在日本专利早期公开No.2002-84567中公开。
但是，这种测量来自周围基站的下行链路电场强度的接收设备常常是由车辆上装载的具有大容量存储设备和较高接收性能的对象创建的，这种接收设备的范围受限于车辆可以移动的轨道。用于测量电场强度的设备的天线高度与用户实际使用的终端的天线高度有很大的不同。这种接收设备的问题在于它很难进行反映服务区中的用户实际使用的移动终端的不断变化的位置的测量，因此它很难正确地确定移动终端与之通信的基站天线。
发明内容
本发明希望提供可使得与实际用户拥有的移动终端的天线位置或天线特征相匹配的基站天线接近状态被识别出的用于确定基站天线接近状态的移动通信系统和方法。
为了实现上述目的，本发明具有：
移动终端；
与所述移动终端通信的多个基站天线；以及
控制所述多个基站天线的网络控制装置；
其中所述移动终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度，并将所述接收信号的强度发送到所述网络控制装置；并且
所述网络控制装置基于从所述移动终端发送的来自所述多个基站天线的接收信号的强度来确定所述多个基站天线之间的接近状态。
所述网络控制装置将从所述移动终端发送的来自所述多个基站天线的接收信号的强度按照两个阈值分类为3个级别，其中第一级别、第二级别和第三级别在接收信号的强度方面呈降序排列，并在所述多个基站天线中选择两个基站天线，如果来自所述两个基站天线两者的接收信号的强度都处于所述第一级别，则确定所述两个基站天线是天线就传播空间而言靠近的靠近基站天线对，如果来自所述两个基站天线中的一个的接收信号的强度处于所述第一级别而来自所述两个基站天线中另一个的接收信号的强度处于所述第二级别，则确定所述两个基站天线是相邻基站天线对，其种所述相邻基站天线对的天线就传播空间而言比所述靠近基站天线对中的大线彼此相距更远。
当所述移动终端未发送和接收信号，即所述用户未与所述基站通信时，所述终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
当所述移动终端发送和接收信号，即所述用户与所述基站通信时，所述终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
所述移动终端自动测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
所述移动终端基于来自所述网络控制装置的指令来测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
具有上述配置的本发明可以识别最大比率组合接收对其有效的一对接收点，以便提高多个基站天线覆盖的移动通信系统中的信号接收效率。本发明使得服务区中的移动终端测量来自彼此靠近的多个基站天线的接收信号的强度，基于测量结果估计移动终端和基站天线就电波传播而言的距离，并统计计算将在使用最大比率组合接收来自移动终端的信号时有效的天线对。由于移动终端测量的接收自多个基站天线的下行链路信号的强度是根据基站处的发送功率和传播扇区中的衰减确定的，因此通过接收到的下行链路信号的强度测量基站天线和移动终端之间就电波传播而言的等价距离。
移动终端测量的来自多个基站天线的接收信号的强度被针对多个基站天线中每一个进行估计。来自多个基站天线的接收信号的强度被按照两个阈值分类成3个级别：第一、第二和第三级别。然后，从多个基站天线中选择两个天线，如果来自这两个基站天线的接收信号的强度都处于第一级别(代表具有最高强度的接收信号)，则这两个基站天线被判断为彼此靠近的一对，就传播空间而言，基站天线之间的距离很近。如果来自这两个基站天线中的一个的接收信号的强度处于第一级别而来自另一个的处于第二级别(代表具有第二高强度的接收信号)，则这两个基站天线被判断为彼此相邻的一对基站天线，就传播空间而言，该距离长于彼此靠近的基站天线对之间的距离。然后，这些对被写入统计信息累积表。然后，统计数据被公开并且基站天线对被估计。这种估计基于已从移动终端发送的大量通知信息和统计地示出了具有移动终端的用户的分布的信息。
参考附图，从下面的描述可以清楚本发明的上述和其他目的、特征和优点，附图示出了本发明的示例。
附图说明
图1是示出了用于实现本发明的基站天线接近状态的方法的移动通信系统的实施例；
图2是示出了图1所示的移动通信系统中的移动终端检测到的来自基站天线的电波的示意图；
图3是示出了图1所示的移动通信系统中移动终端检测到的来自周围基站天线的电波的强度的示意图；
图4是示出了图1所示的移动通信系统中移动终端检测到的来自周围基站天线的电波的强度的示意图；
图5是示出了图1所示的移动通信系统中移动终端检测到的来自周围基站天线的电波的强度的示意图；
图6是示出了图3所示状态中移动终端从基站天线接收的电波的强度的示意图；
图7是示出了图4所示状态中移动终端从基站天线接收的电波的强度的示意图；
图8是示出了图5所示状态中移动终端从基站天线接收的电波的强度的示意图；
图9是示出了图6到图8所示的信息的累积的表；
图10是示出了图1所示移动通信系统中具有建筑物群的城市区域等的示例的示意图；
图11是示出了在图10所示状态中导出的结果的示意图；
图12是示出了由大量图1所示的基站天线组成的服务区状态的示例的示意图；
图13是描述图1所示网络系统中的数据存储器布置的初始化的流程图；
图14是描述在图1所示移动通信系统中的网络系统中将由移动终端测量的接收信号强度分为三个级别的过程的流程图；
图15是示出了基于图3所示情形、根据图14所示流程图的过程的结果的示意图；
图16是描述基于图14所示流程图的过程的分类结果来确定两个基站天线的接近状态的过程的流程图；
图17是示出了图3所示示例中的靠近基站天线对布置数据存储器和相邻基站天线对布置数据存储器的设置值的表；
图18是示出了图17所示的靠近基站天线对布置数据存储器和相邻基站天线对布置数据存储器的状态的示意图，其中设置值作为图4和图5所示示例的结果而被进一步累积；
图19是描述了用于最终确定具有多个基站天线的移动通信系统中任意基站天线的靠近关系或相邻关系的类型的过程的流程图；
图20是描述了在图1所示移动通信系统中的网络系统中，根据高级和低级阈值将对于每个基站天线而言不同的移动终端测量的接收信号强度分为三个级别的过程的流程图；以及
图21是示出了根据图20所示的流程图的过程的结果的示意图。
具体实施方式
图1是示出了用于实现本发明的用于确定基站天线接近状态的方法的移动通信系统的实施例的示意图。
该实施例包括基站天线101到105、由基站天线101到105形成的服务区中的移动终端201到203，以及作为用于控制图1所示的基站天线101到105的网络控制装置的网络系统300。基站天线101到105在网络系统300的控制下与移动终端201到203通信。这里虽然假设基站天线101到105中的每一个的方向性是全方向的(360°)，但是可以使用诸如60°或120°等任意方向性。
图2是示出了图1所示移动通信系统中移动终端201到203检测到的来自基站天线的电波的示意图。
在图1所示移动通信系统中，移动终端201、202分别检测来自基站天线101到105的电波，移动终端203检测来自基站天线102到105的电波，而不检测来自基站101的电波，如图2所示。因此，移动终端具有依赖于移动终端在服务区中的位置来检测不同的基站天线的特征。另一特征是移动终端检测到的电波强度对于每个移动终端而言是不同的。
移动终端201到203中的每一个测量来自周围基站天线的接收信号的强度有多种方法。这些方法中包括如下几种方法：在不发送或接收用户通信产生的信号的等待状态期间，或在发送或接收用户通信产生的信号的通信期间，移动终端201到203中的每一个周期性地测量来自基站天线101到105的接收信号的强度，并将接收信号强度通知网络系统300的方法；当移动终端201到203要开始通信时，移动终端201到203中的每一个响应于来自网络系统300的指令测量接收信号的强度，并将接收信号强度通知网络系统300的方法；移动终端201到203中的每一个自动测量接收信号强度，并且如果移动终端需要改变连接到另一基站以便在移动终端201到203在服务区中移动时维持通信，则将接收信号强度通知网络系统300的方法；以及当网络系统300意识到特定区域或所有区域需要根据要求被测量时，网络系统300指示所有移动终端或一些移动终端测量并通知测量结果的方法。
图3是示出了被移动终端201检测到的来自图1所示移动通信系统中的周围基站天线101到105的电波的强度的示意图。
如图3所示，移动终端201处在面对基站天线103的基站天线102的区域中。因此，检测到的来自基站天线102和103的电波具有足够的强度。由于移动终端201距离基站天线101和104较远，因此检测到的来自基站天线101、104的电波具有稍低的强度。因为移动终端201距离基站天线105较远，因此检测到的来自基站天线105的电波具有更低得多的强度。
为了指示接收信号强度之间的差，图中移动终端201检测到的电波强度由三种线示出。也就是说，可以检测到具有足够强度的电波(即来自基站天线102和103的电波)的情形用“实线”示出；可以检测到具有稍低强度的电波(即来自基站天线101和104的电波)的情形用“虚线”示出；可以检测到具有更低得多的强度的电波(即来自基站105的电波)的情形用“双点划线”示出。
图4是示出了被移动终端202检测到的来自图1所示移动通信系统中的周围基站天线101到105的电波的强度的示意图。
如图4所示，移动终端202在基站天线102的区域中，面对基站天线105。因此，检测到的来自基站天线102和105的电波具有足够的强度。由于移动终端202基站天线104较远，因此检测到的来自基站天线104的电波具有稍低的强度。因为移动终端202距离基站天线101和103较远，因此检测到的来自基站天线101和103的电波具有更低得多的强度。
图5是示出了被移动终端203检测到的来自图1所示移动通信系统中的周围基站天线101到105的电波的强度的示意图。
如图5所示，移动终端203在基站天线105的区域中，面对基站天线104。因此，检测到的来自基站天线105和104的电波具有足够的强度。由于移动终端203距离基站天线102和103较远，因此检测到的来自基站天线102和103的电波具有更低得多的强度。因为移动终端203距离基站天线101相当远，因此检测不到电波。
介绍用于估计上述移动终端201到203和基站天线101到105之间的物理关系的方法。
图6是示出了图3所示状态中移动终端201从基站天线接收的电波强度的示意图。
如图6所示，在移动终端201处从多个基站天线接收的信号的强度被根据图中由虚线标识的两个阈值分类成第一级别(足够强度)、第二级别(稍低强度)，和第三级别(更低得多的强度)。用于将接收信号强度分类为第一级别和第二级别的阈值是上阈值U，用于将接收信号强度分类为第二级别和第三级别的阈值是下阈值L。然后，移动终端201从基站天线101到105接收的电波强度被示为直方图。
通过以下操作执行对来自基站天线的电波的接收信号的强度的分类：将等于或高于上阈值U的接收信号强度视为足够强度，并将这些天线称为一组强接收基站天线；将小于上阈值U并等于或高于下阈值L的接收信号强度视为稍低强度，并将这些天线称为一组中等接收基站天线；以及将小于下阈值L的接收信号强度视为更低得多的强度，并将这些天线称为一组弱接收基站天线。
用于基站天线和用于移动终端的线的类型与图3中的不同就是因为这种确定。在图6中，与在图3中一样，接收信号强度等于或高于上阈值U的基站天线102和103被分类到具有足够强度的强接收基站天线组中，接收信号强度小于上阈值U并等于或高于下阈值L的基站天线101和104被分类到具有稍低强度的中等接收基站天线组中，接收信号强度小于下阈值L的基站天线105被分类到具有更低得多的强度的弱接收基站天线组中。
图6所示的两个表是用于在基站天线覆盖的区域中分类靠近关系或相邻关系的表。
这意味着从两个基站天线102和103接收的电波的强度等于或高于上阈值U。这还意味着从移动终端201看来，它们是一对就传播空间而言彼此靠近的基站天线。这里，基站天线102和103覆盖的区域被视为彼此靠近或具有类似的物理关系。这对基站天线102和103被称为一对靠近基站天线。从图3可以看出，由这对靠近基站天线(即基站天线102和103)覆盖的区域彼此相对。因此可以确认分类的有效性。在图6所示示例中，来自两个基站天线102和103的接收信号的强度都等于或高于上阈值U，但是如果来自多于其数目目的基站天线的接收信号的强度等于或高于上阈值U，则这些基站天线中的任意两个被视为一对。例如，如果来自三个基站天线(基站天线101到103)的接收信号的强度等于或高于上阈值U，则存储在表中的基站天线对是基站天线101和102、基站天线101和103，以及基站天线102和103。
图中右侧的表存储了属于强接收基站天线组的一个基站天线，并存储了属于中等接收基站天线组的一个基站天线作为一对。也就是说，它存储了以下四对中的每一对：一对是属于强接收基站天线组的基站天线102和属于中等接收基站天线组的基站天线101；一对是基站天线102和属于中等接收基站天线组的基站天线104；一对是属于强接收基站天线组的基站天线103和基站天线101；一对是基站天线103和基站天线104。这意味着两个基站天线中的一个属于接收信号强度等于或高于上阈值U的强接收基站天线组，两个基站天线中的另一个属于接收信号强度小于上阈值U并等于或高于下阈值L的中等接收基站天线组。这还意味着它们是这样的一对，其中从移动终端看来，它们中的一个是强接收基站天线，另一个是中等接收基站天线。虽然它们不像靠近基站天线对中的基站天线那样靠近，但是它们被视为其间有一定距离的彼此相邻的基站天线对。这个基站天线对被称为相邻基站天线对。可以针对相邻基站天线对(即以下四对：一对是基站天线102和101；一对是基站天线102和104；一对是基站天线103和101；一对是基站天线103和104)确认分类的正确性，因为从图3可以确认基站天线102和103所覆盖的区域彼此相邻，并且同属于中等接收基站天线组的基站天线101和基站天线104就传播空间而言彼此相距较远，因此，基站天线101和104这一对被从相邻基站天线对中去掉。
图7是示出了在图4所示状态中移动终端202从基站天线接收的电波的强度的示意图，并且移动终端202从基站天线101到105接收的信号的强度由直方图示出。
在图7中，与图4一样，接收强度等于或高于上阈值U的信号的基站天线102和105被分类到具有足够强度的强接收基站天线组，接收强度小于上阈值U并等于或高于下阈值L的信号的基站天线104被分类到具有稍低强度的中等接收基站天线组，接收强度小于下阈值L的信号的基站天线101和103被分类到具有更低得多的强度的弱接收基站天线组。
图中左侧的表存储了属于强接收基站天线组的一对基站天线，即基站天线102和105。这意味着它们从移动终端202看来是就传播空间而言彼此靠近的一对基站天线。这里，基站天线102和105覆盖的区域被视为彼此邻接或具有类似的物理关系。可以针对这对靠近基站天线(即基站天线102和105)来确认分类的正确性，因为从图4可以看出基站天线102和105覆盖的区域彼此相对。
图右侧的表存储了属于强接收基站天线组的一个基站天线和属于中等接收基站天线组的一个基站天线作为一对。也就是说，它存储了以下两对中的每一对：一对是属于强接收基站天线组的基站天线102和属于中等接收基站天线组的基站天线104；一对是属于强接收基站天线组的基站天线105和基站天线104。这意味着它们是这样的一对，其中从移动终端202看来，它们之一是强接收基站天线，另一个是中等接收基站天线。虽然它们不像靠近基站天线对的基站天线那样靠近，但是它们被视为其间有一定距离的彼此相邻的相邻基站天线对。
可以针对相邻基站天线对(即以下两对：一对是基站天线102和基站天线104，一对是基站天线105和基站天线104)确认分类的正确性，因为可以确认基站天线102和基站天线104覆盖的区域和基站天线105和基站天线104覆盖的区域彼此相邻。
图8是示出了图5所示状态中移动终端203从基站天线接收的电波的强度的示意图。然后，移动终端202从基站天线101到105接收的信号的强度用直方图示出。
在图8中，与图5一样，接收信号强度等于或高于上阈值U的基站天线104和105被分类到具有足够强度的强接收基站天线组，接收强度小于下阈值L的电波的基站天线102和103被分类到具有更低得多的强度的弱接收基站天线组。在此情形下，意识到基站天线101具有不能被移动终端203检测到的强度。
图中左侧的表存储了属于强接收基站天线组的一对基站天线，即基站天线104和105。这意味着它们从移动终端203看来是就传播空间而言彼此靠近的一对基站天线。基站天线104和105覆盖的区域被视为彼此邻接或具有类似的物理关系。可以针对基站天线104和105来确认分类的正确性，因为从图5可以看出基站天线104和105覆盖的区域彼此相对。
由于不存在属于中等接收基站天线组的基站天线，因此图中右侧的表显示不存在其间有一定距离的彼此相邻的相邻基站天线对。
如上所述，个体基站天线101到105处于靠近基站天线对中还是相邻基站天线对中或是处于其他情况是基于个体移动终端201到203从基站天线101到105接收的信号的强度的。这示出了个体基站天线覆盖的区域和其他基站天线覆盖的区域之间的物理关系。个体基站天线之间的物理关系是在如下区域中统计导出的，在该区域中，分布为移动终端201到203的移动终端测量来自基站天线101到105的电波的接收信号的强度，测量结果在网络系统300处被收集和累积。
图9是示出了图6到图8所示的信息累积的表。参考图9，可以看出服务区中基站天线的物理关系。表中左侧两列示出了基站天线的号码，其构成了两个天线的组合的对。从左数第三列示出了确定第一列和第二列中指示的两个基站天线的对是靠近基站天线对的次数。从左数第四列示出了确定第一列和第二列中指示的两个基站天线的对是相邻基站天线对的次数。
如图9所示，确定基站天线101和102这一对是相邻基站天线对的次数是1，这是从图6所示的结果导出的。类似地，确定基站天线101和103这一对是相邻基站天线对的次数是1，这也是从图6所示的结果导出的。
由于基站天线101和104这一对和基站天线101和105这一对没出现在图6到图8中，因此确定它们是相邻基站天线对和靠近基站天线对的次数都是0。确定基站天线102和103这一对是靠近基站天线对的次数是1，这是从图6所示的结果导出的。确定基站天线102和104这一对是相邻基站天线对的次数是2，这是从图6和7所示的结果导出的。类似地，确定基站天线102和105这一对是靠近基站天线对的次数是1，这是从图7所示的结果导出的。确定基站天线103和104这一对是相邻基站天线对的次数是1，这是从图6所示的结果导出的。确定基站天线103和105这一对是靠近基站天线对和相邻基站天线对的次数被导出是0。确定基站天线104和105这一对是相邻基站天线对的次数是1，这是从图7所示的结果导出的。其被确定是靠近基站天线对的次数是1，这是从图8所示的结果导出的。
图9所示的结果示出了考虑到移动终端的实际位置和移动终端的分布密度的统计结果，因为该结果是网络系统300基于在移动终端201到203所在的位置处测量的来自周围基站天线的接收信号的强度累积得出的。该结果反映了从基站天线到移动终端的贡献。
图10是示出了图1所示的移动通信系统中具有建筑物群的城市区域等的示例的示意图。图11是示出了从图10所示状态导出的结果的示意图。
移动通信系统覆盖的区域包括诸如城市区域等有很多人的地方。在此状态下，接收信号强度不一定是由移动终端和基站天线的简单地理布置(即移动终端和基站之间的地理距离)确定的，因此，接收信号强度依赖于它们之间的建筑物大小和反射电波的建筑物的存在而改变。
在图10所示示例中，基站天线101到105和移动终端201到203的地理位置与图3所示相同，除了建筑物挡住了基站天线102和移动终端201。在此情形下，如图11所示，从基站天线102接收的信号不能与图3中一样具有等于或高于上阈值U的强度，因为该强度低于或等于下阈值L。因此，从图3导出基站天线102和103这一对是靠近基站天线对，而从图11则不能导出这样的结果，并且从图11也不能导出基站天线101和102这一对以及基站天线102和104这一对是两对两个相邻基站天线对。这意味着从图3所示状态获得的服务区中的电波传播状态已经改变，表明从不存在所关注的建筑物的图3所示状态导出的信息在存在所关注的建筑物的图10所示状态中是没有用的。
这里，图3所示状态和图11所示状态是可逆的。例如，可以认为图3示出了建筑物被建造之前的状态，图11示出了建筑物已被建造之后的状态。作为比较，可以认为在图11中建筑物挡住了从基站接收的信号，而在建筑物被拆除后，状态返回图3所示的状态。图11所示的状态不限于电波被建筑物挡住的状态，而是可以包括建筑物的墙反射电波从而导致电波在最初认为的方向之外的方向被发送的状态。应当认为电波在服务区中的传播环境总是改变的。
图12是示出了由图1所示的大量基站天线组成的服务区状态的状态示例的示意图。
如图12所示，在该示例中，服务区包括22个基站天线，基站天线101到106、111到115、121到126和131到135，其中分布有大量移动终端。与图10所示情形一样，建筑物也分布于其中。移动终端以不同的密度分布在每个基站区域中。例如，大量移动终端分布在基站天线113、114和124附近。这种分布状态不是恒定的，而是具有依赖于时间、一周中的日期(是否是假日或周末)或是否举行某个活动而随时间改变的特征。
本发明具有能够在服务区中的电波传播不断改变的状态下适应改变的特征。
下面描述上述配置中指示的信息如何被处理。
上述信息是这样被处理的：移动终端201到203测量的接收信号的强度被发送到网络系统300并在网络系统300中提供的数据存储器布置(未示出)中被累积。
首先，将描述网络系统300中的数据存储器布置的初始化。
图13是描述图1所示网络系统300中的数据存储器布置的初始化的流程图。在该实施例中，假设基站数目是K。在该实施例中，为了简化处理的描述，用于标识基站天线的指示符是这样的：图3中的基站天线101到105对应于基站天线号码1、基站天线号码2、基站天线号码3，依此类推。
在网络系统300中，首先在步骤1，基站天线对中的一个被设置为第一基站天线1。如果在步骤2，基站天线1在K内，则在步骤3，第二基站天线2被设置为对应于基站天线1的基站天线。然后，如果在步骤4，基站天线2在K内，则在步骤5和6，用于累积两个基站天线1和2之间的关系的布置数据存储器(即用于导出靠近基站天线对的靠近基站天线对布置数据存储器AD(I，J)和用于导出相邻基站天线对的相邻基站天线对步骤数据存储器ND(I，J))被清空。
然后，在步骤7和8，I和J被分别递增，并且对第K个基站天线执行上述处理。
如果基站天线的数目是K，则要使用的数据存储器布置的存储单元数目是{K×(K-1)}÷2。如果例如图3到图5所示存在5个基站天线，则要使用的布置数据存储器的存储单元数目是10。这正如图9所示。在此情形下，值0被设置在靠近基站天线对布置数据存储器AD(I，J)中，即存储单元AD(1，2)、AD(1，3)、AD(1，4)、AD(1，5)、AD(2，3)、AD(2，4)、AD(2，5)、AD(3，4)、AD(3，5)和AD(4，5)。类似地，值0被设置在相邻基站天线对布置数据存储器ND(I，J)中，即存储单元ND(1，2)、ND(1，3)、ND(1，4)、ND(1，5)、ND(2，3)、ND(2，4)、ND(2，5)、ND(3，4)、ND(3，5)和ND(4，5)。
现在，描述将移动终端201到203测量的从多个基站天线101到105接收的信号的强度分类到“等于或高于高级阈值”、“小于高级阈值并等于或高于低级阈值”和“小于低级阈值”中的任意一种的过程。
图14是描述在图1所示移动通信系统中的网络系统300中将移动终端201到203测量的接收信号强度分类到3个级别的过程的流程图。图15是示出了基于图3所示情形根据图14所示流程图的处理结果的示意图。
参考图3所示情形作为示例来描述图14的流程图的操作。在图3所示情形下，移动终端201测量来自基站天线101到105的接收信号的强度，并将测量结果发送到网络系统300。因此，MN＝5。来自基站天线的接收信号的强度是这样的：来自基站天线101的接收信号的强度小于高级阈值并等于或高于低级阈值；来自基站天线102的接收信号的强度等于或高于高级阈值；来自基站天线103的接收信号的强度等于或高于高级阈值；来自基站天线104的接收信号的强度小于高级阈值并等于或高于低级阈值；来自基站天线105的接收信号的强度小于低级阈值，如图15左侧示意图所示。US是高级天线计数器，MC是中级天线计数器，它们被用于分类来自基站天线的接收信号的强度，其中0被设置为初始值。
由于MN的值为5，因此图14所示流程图循环五次。
在网络系统300中，高级天线计数器UC和中级天线计数器MC分别在步骤11被初始化，并且在步骤12第一次设置基站天线号码I。如果在步骤13，基站天线号码I是小于等于5的测量号码。则在网络系统300中将执行下面的处理。
首先，在步骤14第一次将来自基站天线101的接收信号的强度与高级阈值进行比较。由于来自基站天线101的接收信号小于高级阈值，因此来自基站天线101的接收信号的强度在步骤15被与下阈值进行比较。由于来自基站天线101的接收信号的强度等于或高于低级阈值，即MV(1)小于U并等于或高于L，于是在步骤16，+1被添加到MC以使其等于1。然后在步骤17，对ANM(1)设置1，并且在步骤18，I变为2。
第二次，由于来自基站天线102的接收信号的强度等于或高于高级阈值，所以在步骤19，+1被添加到UC以使其等于1。然后在步骤20，对ANU(1)设置2，I变为3。
第三次，由于来自基站天线103的接收信号的强度等于或高于高级阈值，即MV(3)等于或高于U，所以+1被添加到UC以使其等于2，对ANU(2)设置3，I变为4。
第四次，由于MV(4)小于U并等于或高于L，所以+1被添加到MC以使其等于2，对ANM(2)设置4，I变为5。
第五次，由于MV(5)小于L，所以I变为6。由于I是6，所以循环在MN大于5次时结束。
利用上述处理，获得图15所示结果。
现在将参考图3所示情形描述对累积的统计信息的处理，以用于基于对来自基站天线的接收信号的强度的分类结果(即根据接收信号的强度等于或高于高级阈值、小于高级阈值、等于或高于低级阈值)来确定任意两个基站天线具有靠近关系还是相邻关系。
图16是描述基于图14所示流程图的处理的分类结果来确定两个基站天线的接近状态的处理的流程图。
作为处理的输出结果的靠近基站天线对布置数据存储器AD(1，5)到AD(4，5)和相邻基站天线对布置数据存储器ND(1，5)到ND(4，5)的内容在图13所示处理中被设置为0作为初始值。
由于UC是高级天线计数器并且被设置为2，所以它循环两次作为大循环。该大循环包括由步骤32到36组成的循环和由步骤38到43组成的循环。靠近基站天线的关系在由步骤32到36组成的循环中确定，相邻基站天线的关系在由步骤38到43组成的循环中确定。
由于对于由步骤32到36组成的循环而言，UC是2，所以它循环一次。在步骤31到32中，从基站天线101开始依次执行与高级天线计数器的值的比较。然后在步骤33，基站天线与另一基站天线成为一对。如果在步骤34，构成这一对的基站天线等于或小于高级天线计数器，则在高级累积存储器ANU中累积的基站天线被设置为靠近天线对，并且1被添加到靠近基站天线对表AD(i，j)。然后在步骤36，构成一对的基站天线被更新，并且相同的处理被执行。在图3所示示例中，1被添加到靠近基站天线对表AD(2，3)作为结果。
由步骤38到43组成的循环一共循环四次，因为MC的数目是2，因此对于每个中级天线计数器MC循环两次。在步骤37和38，从基站天线101开始依次执行与中级天线计数器的值的比较。此外，在步骤39，执行与构成一对的基站天线的比较。然后在步骤40到42，在高级累积存储器ANU中累积的基站天线和在中级累积存储器ANM中累积的基站天线被设置为相邻天线对，并且1被添加到相邻基站天线对表ND(i，j)。然后在步骤43和44，基站天线被更新，并且相同的处理被执行。在图3所示示例中，作为结果1被添加到每个相邻基站天线对表ND(1，2)、每个相邻基站天线对表ND(2，4)、每个相邻基站天线对表ND(1、3)和每个相邻基站天线对表ND(3，4)。
这里，假设靠近基站天线对数据存储器AD(1，5)到AD(4，5)和相邻基站天线对数据存储器ND(1，5)到ND(4，5)的内容被图13所示处理设置为0作为初始值，则紧接着该处理，在图16中执行图3所示的接收信号的强度确定。在此情形下，靠近基站天线对布置数据存储器AD(2，3)变为1，相邻基站天线对表ND(1，2)变为1，相邻基站天线对表ND(2，4)变为1，相邻基站天线对表ND(1，3)变为1，并且相邻基站天线对表ND(3，4)变为1。
图17是示出了在图3所示示例中靠近基站天线对布置数据存储器和相邻基站天线对布置数据存储器的设置值的表。
如图17所示，在图3所示示例中，靠近基站天线对布置数据存储器AD(2，3)是1，相邻基站天线对表ND(1，2)是1，相邻基站天线对表ND(2，4)是1，相邻基站天线对表ND(1，3)是1，并且相邻基站天线对表ND(3，4)是1。
图18是示出了图17所示的靠近基站天线对布置数据存储器和相邻基站天线对布置数据存储器的状态的示意图，其中的设置值作为图4和图5所示示例的结果被进一步累积。
如图18所示，通过针对图3到图5所示的所有示例设置靠近基站天线对布置数据存储器和相邻基站天线对布置数据存储器，靠近基站天线对布置数据存储器AD(2，3)变为1，靠近基站天线对布置数据存储器AD(2，5)变为1，靠近基站天线对布置数据存储器AD(4，5)变为1，邻近基站天线对表ND(1，2)变为1，邻近基站天线对表ND(1，3)变为1，邻近基站天线对表ND(2，4)变为2，邻近基站天线对表ND(3，4)变为1，邻近基站天线对表ND(4，5)变为1。
现在将描述根据靠近基站天线对布置数据存储器AD(i，j)和邻近基站天线对布置数据存储器ND(i，j)的内容来最终确定个体基站天线是靠近关系类型还是邻近关系类型的处理，所述内容是通过大量移动终端的接收信号强度的估计处理累积得到的。
图19是描述具有多个基站天线的移动通信系统中最终确定任意基站天线是靠近关系类型还是邻近关系类型的处理的流程图。将参考图1所示移动通信系统的示例来描述该处理。这里，图1中示为基站天线101到105的基站天线对应于图13、图14和图16中的基站天线号码1到5。
在网络系统300中，首先在步骤51，对I设置1作为第一基站天线号码。然后在步骤52，如果I小于K，则对J设置2作为第二基站天线号码，该第二基站天线号码将在步骤53与网络系统300中的第一基站天线号码构成一对。在步骤54，如果J小于等于K，则用于确定基站天线的接近状态的靠近基站天线对布置数据存储器AD(1，2)的内容和靠近天线确定阈值ThA在步骤55被在网络系统300中比较。如果靠近基站天线对布置数据存储器AD(1，2)的内容超过了靠近天线对确定阈值ThA，则其最终被确定为确定的靠近基站天线对，并且在步骤56，对确定的靠近基站天线对布置数据存储器MRCA(1，2)设置1。
类似地，在步骤57，相邻基站天线对布置数据存储器ND(1，2)和调整天线确定阈值ThN之间的大小关系被比较。如果相邻基站天线对布置数据存储器ND(1，2)的内容超过了相邻天线确定阈值ThN，则其最终被确定为确定的相邻基站天线对，并且在步骤58，对确定的相邻基站天线对布置数据存储器MRCN(1，2)设置1。如果第一基站天线号码是1而且第二基站天线号码是2，则该过程设置确定的靠近基站天线对布置数据存储器MRCA(1，2)和确定的相邻基站天线对布置数据存储器MRCN(1，2)的内容。
然后，确定的靠近基站天线对布置数据存储器MRCA(i，j)和确定的相邻基站天线对布置数据存储器MRCN(i，j)的内容被设置，其中第二基站天线号码J是3、4、5，而第一基站天线号码I被保持为1。
类似地，确定的靠近基站天线对布置数据存储器MRCA(i，j)和确定的相邻基站天线对布置数据存储器MRCN(i，j)的内容被设置，其中：第一基站天线号码I是2，第二基站天线号码J是从3到5；第一基站天线号码I是3，第二基站天线号码J是从4到5；第一基站天线号码I是4，第二基站天线号码J是5。
以此方式，确定5个基站中的任意两对天线是确定的靠近基站天线对还是确定的相邻基站天线对。
(其他实施例)
在图14的流程图中，根据一种阈值(即单个高级阈值和单个低级阈值)来对来自每个基站天线的接收信号的强度进行确定。下面将描述阈值依赖于每个基站天线的位置要求或覆盖区域的面积而可能对每个天线有所不同的情形。在此情形下，假设将在终端处与来自基站天线的接收信号的强度进行比较的阈值被定义为与离终端最近的基站天线相对应。也就是说，该处理是这样的：其阈值被根据终端处的接收功率强度定义的基站天线在阈值流程图中被选择和参考，该阈值流程图被定义为与基站天线相对应。
图20是描述了在图1所示移动通信系统中的网络系统300中用于将移动终端201到203测量的接收信号的强度分类为3个级别的处理的流程图。图21示出了与图6所示相同的移动终端201到203测量的接收信号的强度，而用于将接收阈值分类为3个级别的阈值不同于图6所示。因此，图21是这样的示意图，其中基站天线101小于个体天线高级阈值并等于或大于个体天线低级阈值，移动终端102等于或大于个体天线高级阈值，基站天线103小于个体天线高级阈值并等于或大于个体天线低级阈值，基站天线104小于个体天线高级阈值并等于或大于个体天线低级阈值，基站天线105小于个体天线低级阈值。
参考图3所示情形作为示例来描述图20的流程图的操作。在图3所示情形下，移动终端201测量来自五个基站天线101到105的接收信号的强度，并将测量结果发送到网络系统300。因此，MN＝5。这里，由于处理不同于图14所示，所以终端确定来自五个基站天线的接收信号的强度，并找出具有最强功率的基站天线以便接收信号。
来自每个基站天线的接收信号的强度如图21左侧示意图所示。
如图20所示，在步骤61，1被代入IX以便临时假设具有最强接收功率的基站天线是基站天线101，I＝2被代入以假设要针对接收功率与基站天线1比较的基站天线是基站天线102。
接下来在步骤62，要被估计的若干基站天线的信号功率的强度被与基站天线的数目的上限相比较。由于要被比较的基站天线的数目小于要被估计的基站天线的数目的上限，所以操作进行到用于比较基站天线的接收功率的步骤。这里，由于IX是1，I＝2，所以基站天线101的接收功率MV(1)和基站天线102的接收功率MV(2)在步骤63被比较。由于MV(IX)(即基站天线101的接收功率MV(1))低于MV(I)(即基站天线102的接收功率MV(2))，因此确定MV(I)(即基站天线102的接收功率MV(2))较大。在步骤64，I的值指示该基站天线被代入IX(即在此情形下是2)，以便确定此时基站天线102是具有最强接收功率的基站天线。
在步骤65，1被添加到I以得到3，然后操作返回步骤62。
在步骤62，I和MN被彼此比较，由于I是3，MN是5，所以操作前进到步骤63。由于IX是2，I是3，并且MV(IX)(即基站天线102的接收功率MV(2))不低于MV(I)(即基站天线103的接收功率MV(3))，所以操作在这里什么都不做，并且在步骤65，1被添加到I以得到4，操作返回步骤62。
在步骤62，I和MN被彼此比较。由于I是4，MN是5，所以操作进行到步骤63。由于IX是2，I是4，并且MV(IX)(即基站天线102的接收功率MV(2))不低于基站天线104的接收功率MV(4)，所以操作在这里什么都不做，并且在步骤65，1被添加到I以得到5，操作返回步骤62。
然后I和MN被彼此比较，由于I是5，MN是5，所以操作进行到步骤63。由于IX是2，I是5，并且MV(IX)(即基站天线102的接收功率MV(2))不低于基站天线105的接收功率MV(5)，所以操作在这里什么都不做，并且在步骤65，1被添加到I以得到6，操作返回步骤62。
然后I和MN被彼此比较，由于I是6，MN是5，所以操作进行到步骤66。由于IX此时是2，所以基站天线102被导出作为从基站天线101到105的天线中具有最高接收功率的基站。
从步骤66到步骤75的处理与图14中步骤13和步骤18的处理相同，除了用于将来自每个基站天线的接收功率分类为3个级别的高级阈值和低级阈值的值不是确定的值(即不是如图14所示的高级阈值U和低级阈值L)，不论终端附近的基站天线是哪个，并且与终端附近的基站天线(即基站天线102，因为IX是2)有关的阈值表(即高级阈值U(2)和低级阈值L(2))被彼此比较。
图21中的右侧表示出了当图20的处理结束时获得的值。与图15相比较，只有2在ANU中，因此1在UC中，1、3、4在ANM中，3在MC中，因为图21中高级阈值略高。这显示出基站天线101小于个体天线高级阈值并且等于或大于个体天线低级阈值，基站天线102等于或大于个体天线个体天线高级阈值，基站天线103小于个体天线高级阈值并等于或大于个体天线低级阈值，基站天线104小于个体天线高级阈值并等于或大于个体天线低级阈值，基站天线105小于个体天线低级阈值，如图21左侧示意图所示。
本发明适用于通过使用来自实际保持通信连接的移动终端的测量结果来估计多个基站天线之间的接近状态，而不使用移动终端之外的特定设备。因此，利用本发明，可以识别与移动台的天线的位置或特征匹配的基站的接近状态。
传统移动终端之外的特定设备的数目一般小于移动终端的数目，并且它需要很长时间来测量特定区域的状态。因此，测量结果在不同时刻针对不同地方被收集。在本发明中，来自广泛分布在服务区中的移动终端的多个测量结果可以在并行状态下被接收和被估计，该并行状态可能在很短时间内对于特定时间(一周中的日期，时刻)而有所不同。如果最初认为的基站天线的接近状态由于建筑物被建造并出现在服务区中或建筑物被拆除并从服务区中消失而改变，则这可以有效地在很短时间内对基站天线的接近状态再次执行确定，而这对于传统移动终端之外的任意特定设备来说都是不可能的。例如，如果建筑物在诸如地震等灾难中倒塌，则服务区中的路况将变得很差，以至于人很难在除了移动终端之外还带着各种设备的情况下在路上移动。本发明是有效的，因为仅由在区域中行走的人利用移动终端就可以很容易地获得测量结果。
虽然使用专门术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅是示例性的，应当理解，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下可以作出改变和变型。
本申请基于2006年5月1日提交的日本专利申请No.2006-127387并要求享受其优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。

Claims (12)

1.一种移动通信系统，包括：
移动终端；
与所述移动终端通信的多个基站天线；以及
控制所述多个基站天线的网络控制装置；
其中所述移动终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度，并将所述接收信号的强度发送到所述网络控制装置；并且
所述网络控制装置基于从所述移动终端发送的来自所述多个基站天线的接收信号的强度来确定所述多个基站天线之间的接近状态。
2.如权利要求1所述的移动通信系统，其中
所述网络控制装置将从所述移动终端发送的来自所述多个基站天线的接收信号的强度按照两个阈值分类为3个级别，其中第一级别、第二级别和第三级别在接收信号的强度方面呈降序排列，并在所述多个基站天线中选择两个基站天线，如果来自所述两个基站天线两者的接收信号的强度都处于所述第一级别，则确定所述两个基站天线是天线就传播空间而言靠近的靠近基站天线对，如果来自所述两个基站天线中的一个的接收信号的强度处于所述第一级别而来自所述两个基站天线中另一个的接收信号的强度处于所述第二级别，则确定所述两个基站天线是相邻基站天线对，其中所述相邻基站天线对的天线就传播空间而言比所述靠近基站天线对中的天线彼此相距更远。
3.如权利要求1所述的移动通信系统，其中
当所述移动终端未与所述多个基站天线通信以发送和接收信号时，所述终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
4.如权利要求1所述的移动通信系统，其中
当所述移动终端与所述多个基站天线通信以发送和接收信号时，所述终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
5.如权利要求1所述的移动通信系统，其中
所述移动终端自动测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
6.如权利要求1所述的移动通信系统，其中
所述移动终端基于来自所述网络控制装置的指令来测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
7.一种用于确定基站天线接近状态以便确定移动通信系统中的多个基站天线之间的接近状态的方法，所述移动通信系统包括移动终端、与所述移动终端通信的所述多个基站天线，以及控制所述多个基站天线的网络控制装置，该方法包括：
利用所述移动终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度，并将所述接收信号的强度发送到所述网络控制装置的步骤；以及
利用所述网络控制装置基于从所述移动终端发送的来自所述多个基站天线的接收信号的强度来确定所述多个基站天线之间的接近状态的步骤。
8.如权利要求7所述的用于确定基站天线接近状态的方法，其中
所述网络控制装置将从所述移动终端发送的来自所述多个基站天线的接收信号的强度按照两个阈值分类为3个级别，其中第一级别、第二级别和第三级别在接收信号的强度方面呈降序排列，并在所述多个基站天线中选择两个基站天线，如果来自所述两个基站天线两者的接收信号的强度都处于所述第一级别，则确定所述两个基站天线是天线就传播空间而言靠近的靠近基站天线对，如果来自所述两个基站天线中的一个的接收信号的强度处于所述第一级别而来自所述两个基站天线中另一个的接收信号的强度处于所述第二级别，则确定所述两个基站天线是相邻基站天线对，其中所述相邻基站天线对的天线就传播空间而言比所述靠近基站天线对中的天线彼此相距更远。
9.如权利要求7所述的用于确定基站天线接近状态的方法，其中
当所述移动终端未与所述多个基站天线通信以发送和接收信号时，所述终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
10.如权利要求7所述的用于确定基站天线接近状态的方法，其中
当所述移动终端保持通信以发送和接收用户通信所产生的信号时，所述终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
11.如权利要求7所述的用于确定基站天线接近状态的方法，其中
所述移动终端自动测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
12.如权利要求7所述的用于确定基站天线接近状态的方法，其中
当所述移动终端与所述多个基站天线通信以发送和接收信号时，所述终端测量来自所述多个基站天线的接收信号的强度。
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