针对诊断和性能优化具有集成的基于位置的测量的无线通 信系统 相关申请的交叉引用
将 授 予 KUMMETZ， HANSON 和 DUSSMANN 的 名 称 为 “System for Automatic Configuration of a Mobile Communication System” 的美国专利公开 US 2010265848A1 通过引用的方式整个并入本文。
技术领域
本发明一般涉及无线通信系统， 例如转发器和分布式天线系统， 更具体地， 涉及用 于在具有变化的条件和变化的位置的移动环境中进行操作的移动无线装置的通信系统。背景技术
转发器、 分布式天线系统以及类似系统是用于将无线覆盖扩展到来自基站 (BTS) 的无线信号通常非常稀薄的区域或不存在无线信号的区域中的通信系统。 这些区域可能位 于建筑物内部、 隧道内、 位于山脉后面的被遮挡的区域中或者在地铁系统中以及其它隔离 的区域。通常， 这种通信系统的应用涉及转发器或分布式天线系统在其中是固定的以及被 安装在永久位置的设施。也就是说， 其是固定的设施。
在其它应用中， 具有 RF 信号的有限穿透的区域是移动的。也就是说， 将转发器或 分布式天线系统安装在运动的或移动的系统中， 例如火车、 轮船、 汽车、 公交车或飞机。 这种 应用呈现了在固定设施中未曾遇到过的独特的性能问题。
当转发器或分布式天线系统 (DAS 系统 ) 用在移动应用中时， 转发器或 DAS 系统在 其中进行操作的环境是不断变化的。当转发器或 DAS 系统贯穿不同的区域进行移动时， 转 发器或 DAS 系统已处理的想要的和不想要的信号随着转发器或 DAS 系统接近以及然后远离 这些信号的源而在电平上进行变化。此外， 转发器或 DAS 系统已处理的信号可以随着该系 统穿入以及穿出不同信号源的范围而在频率上进行变化。 将在这些环境中使用的转发器和 DAS 系统设计成适应这些变化， 但是， 在特定位置处信号的某些组合可能使系统运作得很 差。
转发器或 DAS 系统在移动应用中的另一独特的特性是其操作环境可以变化的速 率。在固定设施中， 该环境通常是相当静态的， 并且可以通过缓慢地调适转发器或 DAS 系统 来适应任何变化。然而， 在移动设施中， 信号环境可能是非常动态的， 并且需要修改操作的 条件可能只在一段很短的时间内存在。因此， 如果移动设施中使用的转发器或 DAS 系统需 要适应这些变化， 则其必须快速地进行调适。通常， 转发器或 DAS 系统以反应的方式来调适 其操作。换句话说， 转发器或 DAS 系统在检测到需要改变其操作的条件之后， 才修改其操 作。在缓慢变化的环境中以反应的方式进行操作是可接受的， 但是在快速变化的移动环境 中以反应的方式进行操作可能带来较差的性能， 这是因为在该系统能够对变化进行反应并 修改其操作之前， 条件可能不断变化。发明内容 提供一种针对无线转发器和分布式天线系统的集成的测量和分析系统， 其使用位 置数据和其它信息来增强移动设施中使用的转发器和分布式天线系统的诊断和优化能力。 所述系统包括 ： 控制器， 其不断地根据一输入来确定所述系统的当前地理位置。 所述控制器 将所述系统的位置与在该位置处进行的其它测量一起进行记录。 所得到的依赖于位置的测 量的数据库有助于诊断特定于位置的性能问题， 并改善所述系统的能力， 以在所述系统处 于这些不同位置时优化所述系统的性能。
本发明的实施例对测量和分析模块与位置信息进行集成， 以在转发器或 DAS 系统 用在移动应用中时， 对特定于位置的性能问题的存在性进行检测， 并对特定于位置的性能 问题的来源进行诊断。 本发明的实施例通过以下操作改善在移动环境中所使用的转发器或 DAS 系统的性能 ： 实现用于维持具有不同位置处的过去操作条件的历史数据库的机制， 从 而允许所述转发器或 DAS 系统在进入特定区域之前预期该区域内的环境条件， 使得所述转 发器或 DAS 系统能够在其进入该区域时主动地 (proactively) 调适其操作， 而不是反应式 地进行等待直到进入该区域之后为止。 除了将基于位置的历史信息存储在本地数据库中以 外， 还可以将其发送到为将在相同区域中操作的其它移动转发器和 / 或 DAS 系统服务的中 央系统， 使得这些设备能够预期它们尚未在其中进行操作的区域中的操作条件。
在一个具体的实施例中， 提供一种通信系统， 其包括 ： 至少一个接收天线， 用于接 收通信信号 ； 以及处理电路， 用于处理所接收的通信信号。所述系统还包括 ： 至少一个发射 天线， 用于发送已处理的信号。所述处理电路在处理所接收的通信信号中使用至少一个可 配置的设置， 每个可配置的设置可调适用于改变所述处理的操作。所述处理电路可操作以 用于接收与所述系统的当前地理位置有关的信息， 并基于所述当前位置信息选择性地调适 所述系统的所述至少一个可配置的设置。
在另一个具体的实施例中， 提供一种通信系统， 其包括 ： 至少一个接收天线， 用于 接收通信信号 ； 处理电路， 用于处理所接收的通信信号 ； 以及至少一个发射天线， 用于发送 已处理的信号。 所述处理电路可操作以用于在至少一个临时日志文件中对与所接收的通信 信号以及所发送的已处理的信号相关联的数据进行日志记录， 然后在检测到与所述系统相 关联的故障之后在预定量的时间内继续进行日志记录。 所述处理电路进一步可操作以用于 响应于检测到所述故障而将所述至少一个临时日志文件中的数据存储到至少一个日志文 件中。
根据下面的附图以及详细描述， 这些以及其它优点将很明显。
附图说明 附图被并入本说明书中， 并且构成了本说明书的一部分， 附图示出了本发明的实 施例以及上文给出的本发明的一般描述和下文给出的实施例的详细描述， 用于解释本发明 的原理。
图 1 示出了根据本发明实施例在具有自适应移动系统的移动环境中使用的移动 通信系统 ；
图 2A 的图示出了在图 1 的移动通信系统中配置的自适应移动系统的一个实施例 的组件 ；
图 2B 的图示出了在图 1 的移动通信系统中配置的自适应移动系统的另一实施例 的组件 ；
图 3 的流程图示出了采用图 1 中的自适应移动系统来捕获信号特性数据以及相对 于位置显示该信号特性数据的操作序列 ；
图 4 是用户查看与图 1 中的自适应移动系统所捕获的信号的信号特性有关的信息 的屏幕的屏幕截图， 其中该信号特性与位置有关 ；
图 5 的流程图示出了针对图 1 中的自适应移动系统所收集的特定信号特性来过滤 数据并向用户显示与该所过滤的数据相关联的信息的操作序列 ；
图 6 的流程图示出了针对与图 1 中的自适应移动系统相关联的特定位置来过滤数 据以及与该所过滤的位置相关联的显示信息的操作序列 ；
图 7 的流程图示出了选择性地在图 1 的自适应移动系统中激活日志记录的操作序 列；
图 8 的流程图示出了基于图 1 的自适应移动系统的位置选择性地在该系统中激活 日志记录的操作序列 ；
图 9 的流程图示出了基于在图 1 的自适应移动系统中检测到故障而选择性地在该 系统中激活日志记录的操作序列 ； 图 10 的流程图示出了基于与图 1 的自适应移动系统相关联的信号的输入和输出 信号特性而指示错误或引起警报的操作序列 ；
图 11 的流程图示出了基于信号的信号特性以及该信号特性与先前信号的先前确 定的信号特性的比较来指示错误或引起警报的操作序列， 其中该先前信号与图 1 的自适应 移动系统相关联 ；
图 12 是用户查看与图 1 的自适应移动系统所检测的位置有关的信息以及与这些 位置相关联的信号的信号特性的屏幕的屏幕截图 ；
图 13 是用户查看与图 1 的移动通信系统特别是其至少一个自适应移动系统相关 联的信息的屏幕的屏幕截图 ；
图 14 是用户查看与图 1 的移动通信系统中的一个自适应移动系统相关联的信息 的屏幕的屏幕截图 ；
图 15 是用户查看与图 1 的移动通信系统中的多个自适应移动系统相关联的信息 的屏幕的屏幕截图 ；
图 16 的流程图示出了在预期事件和 / 或条件之前， 指示或进行对图 1 的自适应移 动系统的至少一个可配置设置的调整的操作序列 ；
图 17 的流程图示出了在图 1 的自适应移动系统所检测的信号的至少一个信号特 性以及预期的事件和 / 或条件之前， 指示或进行对该自适应移动系统的至少一个可配置设 置的调整的操作序列 ；
图 18 的流程图示出了响应于信号特性的映射和 / 或至少一个基站的已知位置， 指 示或进行对图 1 的自适应移动系统的至少一个可配置设置的调整的操作序列 ； 以及
图 19 的流程图示出了识别热点并响应于这种识别来对图 1 的自适应移动系统的 可配置设置的变化进行优化的操作序列。
应当理解的是， 不必按比例绘制附图， 而是提供了对本发明的实施例的基本原理
进行表示的各种特征的稍微简化的呈现。本文公开的本发明的实施例的具体设计特征 ( 例 如包括各种示出的组件的具体大小、 方向、 位置和形状 ) 以及操作的具体顺序 ( 例如， 包括 并发的和 / 或顺序的操作 ) 将部分地由特定的预期应用以及使用环境来确定。为了有助于 观看和清楚理解， 示出的实施例的某些特征可能已经相对于其它特征被放大或变型。 具体实施方式
硬件和软件环境
转到附图， 其中相同的数字贯穿几个示图表示相同的部分， 图 1 示出了示例性移 动通信系统 10， 其包括移动设施中的至少一个自适应系统 12( 例如自适应移动转发器或自 适应移动分布式天线系统 )， 以有助于一个或多个基站 14 与移动平台或运动环境 ( 例如图 1 中所示的火车 18) 中使用的一个或多个移动设备 16 之间的通信。虽然将自适应移动系 统 12 示出为在火车 18 上， 但是可以将自适应移动系统 12( 下文中称为 “系统” 12) 布置在 任何其它适当的移动环境 ( 例如飞机、 轮船或汽车 ) 中。
图 2A 图示了系统 12a( 下文中称为 “转发器” 12a) 的一个实施例的组件。转发器 12a 包括施主 (donor) 天线 20， 施主天线 20 与一个或多个基站 14 进行通信 ( 例如， 发送、 接 收和 / 或收发信号 )。转发器 12a 还包括覆盖天线 22， 覆盖天线 22 与移动环境中 ( 例如， 火车车厢的单元内 ) 的一个或多个移动设备 16 传输信号。覆盖天线 22 包括通过信号分离 器和 / 或组合器进行耦合的一个或多个天线。由于其经常用在受限区域 ( 例如隧道， 建筑 物等等 ) 中， 所以另一种形式的覆盖天线 22 是泄露电缆 (leaky feeder cable)。
在一些实施例中， 转发器 12a 包括耦合到存储器 26 的至少一个控制器 24a。通常 使用一个或多个物理集成电路设备或芯片上布置的电路逻辑来以硬件形式实现每个控制 器 24a。 每个控制器 24a 可以是一个或多个微处理器、 微控制器、 现场可编程门阵列或 ASIC， 而存储器 26 可以包括随机存取存储器 (RAM)、 动态随机存取存储器 (DRAM)、 静态随机存取 存储器 (SRAM)、 闪存和 / 或其它数字存储介质。 通常， 也使用一个或多个物理集成电路设备 或芯片上布置的电路逻辑来实现存储器 26。 因此， 可以将存储器 26 视为包括物理上位于转 发器 12a 中的别处的存储器存储 ( 例如， 控制器 24a 中的任何高速缓存存储器 ) 以及用作 虚拟存储器的任何存储容量 ( 例如， 耦合到控制器 24a 的大容量存储设备 ( 未示出 ) 上所 存储的 )。
在一些实施例中， 控制器 24a 被配置为捕获并记录与转发器 12a 和 / 或至少一个 基站 14 中的任一个相关联的信息， 并使用该信息来维持或选择性地改变或调适转发器 12a 的设置。例如， 控制器 24a 可以响应于所捕获的信息， 调整施主天线 20 和 / 或覆盖天线 22 所接收的信号的功率和 / 或衰减。并且， 控制器 24a 还可以响应于所捕获的信息， 调整滤波 器以放大和 / 或衰减施主天线 20 和 / 或覆盖天线 22 所接收的和 / 或所传输的信号。在一 些实施例中， 控制器 24a 还被配置为将所捕获的信息存储在存储器 26 中。这种信息可以包 括转发器 12a 所接收的和 / 或所传输的信号的功率、 转发器 12a 所接收的和 / 或所传输的 信号的质量、 转发器 12a 所接收的和 / 或所传输的信号的频率、 转发器 12a 所接收的和 / 或 所传输的信号类型、 转发器 12a 在其上进行通信的特定网络、 转发器正在与之通信的基站 14 的标识、 转发器正在与之通信的基站 14 的位置、 当捕获数据时转发器 12a 的位置、 捕获 信息的时间、 转发器 12a 的使用 ( 例如， 当前使用转发器 12a 进行通信的移动设备 16 的数量 ) 和 / 或转发器 12a 的标识 ( 例如， 序列号、 型号、 网络标识符 ) 以及其它移动环境信息、 移动网络信息和 / 或其它信息。在可替换的实施例中， 转发器 12a 可以不接收对基站 14 的 位置的指示。相反， 转发器 12a 可以基于其它捕获的信息和 / 或对这种位置的预配置指示 来自己确定基站 14 的位置。
在示例性实施例中， 控制器 24a 使用至少一个适当的接口 28 与至少一个外部设 备、 外围设备和 / 或数据源进行通信。具体地， 转发器 12a 被配置为通过至少一个用户接口 36( 例如， 包括键盘、 鼠标、 扫描仪和 / 或其它用户接口 ) 接收数据， 和 / 或通过至少一个输 出设备 32( 例如， 包括至少一个显示器、 扬声器和 / 或其它输出设备 ) 输出数据。附加地和 / 或可替换地， 转发器 12a 被配置为从至少一个计算系统 37 接收数据， 并向至少一个计算系 统 37 发送数据。具体地， 计算系统 37 被配置为接收来自转发器 12a 的输出数据， 并在基于 网页的接口 ( 例如， 网页浏览器 ) 中显示数据。类似地， 计算系统 37 被配置为在网页浏览 器中接收用户输入， 并将该输入数据提供给转发器 12a。
在一些实施例中， 转发器 12a 被配置为接收来自至少一个位置识别设备 ( 例如全 球导航卫星系统接收机， 更具体地如图 2A 中所示的 GPS 接收机设备 34) 的位置数据。在进 一步具体的实施例中， 转发器 12a 被配置为接收来自另外的测量设备 ( 例如时钟和 / 或速 度计， 以及可能与移动环境和 / 或室外环境相关联的温度、 湿度、 海拔和 / 或其它测量设备 ) 的数据。因此， 这些测量设备还可以通过接口 28 与转发器 12a 进行通信。虽然并未示出， 但是例如用于局域网 ( 例如， 有线网络 ) 或短距离无线网络 ( 例如， 802.xx 标准的无线网 络 ) 的网络接口或者其它外围接口 ( 例如， USB 接口 ) 可以耦合到或者并入到至少一个接 口 28 中 ( 例如， 以与计算系统 37 进行通信 )。因此， 可以从转发器 12a 下载转发器 12a 所 收集的信息， 或者将信息上载到转发器 12a。例如但并不旨在限于， 这种信息可以包括转发 器配置数据、 包括基站信息以及更具体地其位置信息的数据库， 以及其它系统 10 的参数、 软件和固件数据。
如图 2A 所示， 转发器 12a 被配置为与用户接口 36 和输出设备 32 进行通信。在可 替换的实施例中， 转发器 12a 被配置为通过组合起来用作用户接口和输出设备的设备 ( 例 如， 触摸屏显示器 ( 未示出 )) 来接收并输出数据。也如图 2A 中所示， 转发器 12a 被配置为 与位置确定设备 ( 例如 GPS 接收机设备 34) 进行通信。在可替换的实施例中， GPS 接收机 设备 34、 另一全球导航卫星系统接收机或另一位置确定设备被并入转发器 12a 中和 / 或直 接连接到控制器 24a。
在示例性实施例中， 转发器 12a 的存储器 26 配置有用于在输出设备 32 上提供用 户接口组件的程序代码。这样， 该图形用户接口 (“GUI” ) 程序代码 38 可以允许用户向转 发器 12a 输入或输出数据， 以及允许用户对转发器 12a 的设置进行配置 ( 例如， 以指示系统 12a 选择性地收集信息 )。本领域普通技术人员将会理解， 存储器 26 可以配置有用于实现 本发明实施例的另外的程序代码。
在示例性实施例中， 转发器 12a 还包括至少一个自动增益控制电路 39( 示为并且 在下文中称为 “AGC” 39) 或至少一个可替换的信号特性修改电路， 以修改功率， 修改增益， 滤波、 调制或以其它方式调整至少一个所接收和 / 或所发送的信号的至少一个信号特性。 以这种方式， 控制器 24a 被配置为动态地改变转发器 12a 的可配置设置， 以对当前和 / 或将 来的条件做出反应。图 2B 图示了分布式天线系统形式的自适应移动系统 12b( 下文中称为 “分布式系 统” 12b) 的可替换实施例的组件， 其中分布式系统 12b 作为主机单元或中心进行操作以与 多个远程覆盖天线或覆盖天线单元 22a-22c 进行通信。如图 2B 中所示的， 分布式系统 12b 包括控制器 24b， 控制器 24b 被配置为对适当的接口电路 40 进行控制， 用以处理与多个覆盖 天线 22a-22c 相关联的信号， 从而操作分布式系统 12b， 正如本领域所熟知的。这样， 控制 器 24b 只被配置为在施主天线 20 上接收来自基站 14 的信号， 处理该信号并在多个覆盖天 线 22a-22c 上发送多个信号， 但是控制器 24 还可以被配置为动态地改变分布式系统 12b 的 可配置设置， 以对当前和 / 或未来的条件做出反应。
有利的是， 本发明的实施例将位置信息提供给全部数据和信号特性， 使得用户能 够确定系统 12( 例如， 转发器 12a 或分布式系统 12b 中的任一个 ) 的位置， 并能够参考该位 置在位置的上下文内确定故障、 错误和 / 或其它信息。有利的是， 在将位置确定功能集成到 系统 12 中时， 不需要将外部和 / 或售后市场设备连接到系统 12， 并且系统 12 对信息进行收 集以作为其标准日志记录例程的一部分。
因此， 本发明的实施例使用来自 GPS 接收机设备 34 或其它位置信息源的位置信 息， 以在将测量或其它类型的数据记录在一个或多个日志文件中时， 用基站 14 和 / 或系统 12 的位置来标注全部测量。 附加地， 如通常对测量数据所进行的， 对这些测量进行时间戳标 记。 在一些实施例中， 将位置数据和测量数据存储在不同的文件中。通过维持公共时 间参考或同步时间参考， 可以确定进行每个测量时基站 14 或系统 12 的位置。
转发器可以使用系统 12 所记录的数据来生成图表、 图和数据的其它表示， 或者另 外导出该数据以供计算系统 37 进行分析或显示。具体地， 当用户查看测量时， 可以使用位 置信息来增强其数据的可视化。例如， 可以经由二维呈现来显示基站 14 的位置和系统 12 的路线， 并且可以通过改变表示该路线的线条的颜色来反应测量数据的大小。可替换地， 可以使用三维呈现， 其中 X 和 Y 轴用于路线的纬度和经度， 并且 Z 轴用于测量数据的大小。 以这种方式， 并根据本发明， 可以对系统性能进行监测和分析， 并可以对问题进行诊断和隔 离。例如， 如果系统性能下降， 则可以使用位置信息来确定系统 12 是否出现问题或者外部 基站 14 是否出现问题， 或者两者都出现问题。
例如， 系统 12 捕获的信息包括系统的地理位置。为了诊断的目的， 系统 12 还捕获 对从一个或多个基站 14 接收的信号的质量的指示 ( 例如， 功率、 增益、 频率、 信号数量、 载波 与干扰比或 “C/I” 、 误差向量大小或 “EVM” 、 调制误差比或 “MER” 、 信标类型 )、 基站 14 的地 理位置、 基站 14 的小区全球标识符 ( 或 “CGI” )、 对发送到一个或多个移动设备 16 的信号 的质量的指示 ( 例如， 功率、 增益、 频率、 信号数量、 载波与干扰比、 误差向量大小、 调制误差 比、 信标类型 )、 对从一个或多个移动设备 16 接收的信号的质量的指示 ( 例如， 功率、 增益、 频率、 信号数量、 载波与干扰比、 误差向量大小、 调制误差比、 信标类型 )、 对发送到一个或多 个基站 14 的信号的质量的指示 ( 例如， 功率、 增益、 频率、 信号数量、 载波与干扰比、 误差向 量大小、 调制误差比、 信标类型 )。 反过来， 基站的 CGI 可以包括移动区域代码 (MCC)、 移动网 络代码 (MNC) 和 / 或与基站 14 相关联的小区标识符 (CI)。此外， 还捕获与组有关的信息， 其中将该系统 12 分配给该组。 还捕获移动环境的速度。 此外， 系统 12 可以被配置为确定与 移动环境内部和 / 或外部的环境相关联的信息 ( 例如， 包括温度、 湿度和 / 或其大小 )。就
捕获信标类型 ( 例如， GSM、 CDMA、 UMTS) 或信标协议信息 ( 例如， BCCH、 MNC、 MCC、 CID、 BCC、 NCC) 而言， 系统 12 可以被配置为确定其处理的信号的信标类型 ( 例如， 系统 12 被配置要接 收和 / 或发送的信号类型 ) 以及其不处理的信号的信标类型 ( 例如， 针对其不配置系统 12 的信号类型 )。
例如， 图 3 的流程图 100 示出了用于沿着系统 12 的路线显示与系统 12 相关联的 数据的操作序列。具体地， 可以使用图 3 的操作序列来沿着系统 12 的路线显示系统 12 所 接收的信号的信号特性 ( 例如该信号的接收功率 ) 的大小。在一些实施例中， 由系统 12 执 行图 3 的操作序列， 从而系统 12 被配置为生成沿着路线对信号特性的显示。在可替换的实 施例中， 由与系统 12 分离的计算系统 37 执行图 3 的操作序列， 其中该计算系统被配置为生 成该显示。从而， 系统 12 沿着其行进路线捕获包括其位置和信号特性的数据 ( 方框 102)。 然后系统 12 或者分离的计算系统 37 连同系统 12 所接收的信号的至少一个信号特性的大 小一起显示系统 12 的路线 ( 方框 104)。具体地， 显示可以包括系统 12 的路线的二维呈现， 其中沿着路线将信号特性的大小显示为彩色梯度， 或者显示可以包括三维呈现， 其中 X 和 Y 轴用于路线的纬度和经度， 而 Z 轴用于信号特性的大小。
因此， 图 4 示出了功率相对于位置的屏幕 110( 下文称为 “PVL” 屏幕 110)， 其可以 根据本发明的实施例而生成。如图 4 中所示的， PVL 屏幕 110 指示了至少一个系统 12 所接 收的信号的功率， 该功率与位置有关， 更具体地与火车 18 的路线 112 有关。具体地， PVL 屏 幕 110 示出了多个位置以及至少一个系统 12 检测的信号接收功率电平， 并在二维图表中 将信号功率电平显示为彩色梯度。在一些实施例中， PVL 屏幕 110 配置有覆盖或图像 114， 例如卫星图像、 地势起伏图像、 街道图像、 地图图像和 / 或其它图像 ( 例如， 来自存储器 26 或在线位置， 例如在线地图服务 )， 以为用户提供上下文从而在位置的上下文中查看信号特 性。此外， 并且如图 6 中所示， PVL 屏幕 110 可以在图像 114 中示出可以与至少一个系统 12 通信的一个或多个基站 14 的位置。
在一些实施例中， PVL 屏幕 110 可以是可交互的。例如， PVL 屏幕 110 可以配置有 用户交互捕获组件， 用以确定用户是否在一位置 ( 例如图像 114 上的位置 ) 上进行了点击， 以显示与所选择的位置相关联的信息 ( 例如， 所选择位置处的接收功率电平 )。
位置信息的可用性增强了用于确定出现特定问题的区域的能力。例如， 在捕获到 数据之后， 用户可以过滤该数据中的在指定范围之外和 / 或超过或低于指定阈值的信号特 性。可以包括这些测量的位置以允许用户确定哪里出现了问题， 从而他们可以修改网络以 改善性能。图 5 的流程图 120 示出了可以由系统 12 或分离的计算系统 37 执行的操作序 列， 用以对系统 12 所接收的信号在指定范围之外和 / 或超过或低于指定阈值的位置进行隔 离， 以及确定与其相关联的特定位置信息、 与其相关联的基站以及参与基站的位置。因此， 该操作序列过滤日志数据中的在指定范围之外和 / 或超过或低于指定阈值的信号的至少 一个指定信号特性 ( 方框 122)。例如， 过滤可以包括 ： 对与接收信号的功率相关联的日志 数据进行过滤以确定哪些信号在指定的功率范围之外 ； 对与接收信号的功率相关联的日志 数据进行过滤以确定哪些信号超过或低于功率阈值 ； 和 / 或对与应用于接收信号的增益相 关联的日志数据进行过滤以确定哪些信号超过和低于增益阈值。 然后该操作序列确定在系 统 12 经历从所应用的滤波器得到的至少一个信号特性 ( 至少一个 “所过滤的信号特性” ) 时系统 12 的位置 ( 方框 124)。以这种方式， 确定了在移动系统 12 经历所过滤的信号特性时该移动系统 12 的位置。
在一些实施例中， 图 5 的操作序列识别与系统 12 对接的、 并输出系统 12 所接收的 并与至少一个所过滤的信号特性相关联的信号的至少一个基站 14 以及该至少一个基站 14 的位置 ( 方框 126)。 以这种方式， 用户可以确定哪些基站 14 正在提供与所过滤的信号特性 相关联的信号以及它们各自的位置。 从而， 可以产生对至少一个所过滤的信号特性、 至少一 个所过滤的信号特性的相应位置、 与至少一个所过滤的信号特性相关联的至少一个基站 14 和 / 或与该至少一个基站 14 相关联的相应位置进行指示的显示 ( 方框 128)。
可替换地， 当在某个位置识别出问题时， 可以用报告该问题的区域的位置来过滤 数据库， 并可以审查针对该区域的测量以识别问题源。例如， 图 6 的流程图 130 示出了可以 由系统 12 或分离的计算系统 37 执行的操作序列， 用以过滤数据中的与系统 12 相关联的特 定位置， 并显示与这些特定的所过滤的位置相关联的信息。 从而， 可以过滤日志数据中的与 特定位置相关联的信息 ( 方框 132)， 使得显示与该过滤的位置相关联的至少一个信号特性 ( 方框 134)。此外， 可以确定发送系统 12 在所过滤的位置处接收到的信号的至少一个基站 14 以及该基站 14 的位置 ( 方框 136)。从而， 可以显示所确定的基站 14 连同其所确定的位 置 ( 方框 138)。
当对数据进行解码时， 可以连同系统 12 的位置一起解码系统 12 所接收到的信号。 例如， 系统 12 可以连同其它标识信息一起来解码其接收和 / 或重发的基站信号的坐标， 以 识别哪些基站信号正在任意特定位置被转发。
捕获数据以得到位置和 / 或测量信息可以由用户选择性地开启和 / 或关闭， 可以 被配置为连续地运行使得它们在所分配的内存空间循环， 和 / 或被配置为响应于预定事件 和 / 或条件而运行。例如， 图 7 的流程图 140 示出了根据本发明实施例用于确定是否开始 在系统 12 中对数据进行日志记录的操作序列。具体地， 系统 12 起初确定用户是否已经选 择性地激活了日志记录 ( 方框 142)。当用户尚未激活日志记录特征时 ( 判断方框 142 的 “否” 分支 )， 系统 12 再次循环以检测何时选择性地激活日志记录 ( 方框 142)。当已经激活 日志记录时 ( 判断方框 142 的 “是” 分支 )， 系统 12 激活诊断和位置日志记录， 并对与系统 12 相关联的数据进行日志记录， 例如系统 12 的位置、 速度以及行进方向、 系统 12 从至少一 个基站 14 接收的至少一个信号的信号特性、 系统 12 向至少一个移动单元 16 发送的至少一 个信号的信号特性、 系统 12 从至少一个移动单元 16 接收的至少一个信号的信号特性、 系统 12 向至少一个基站 14 发送的至少一个信号的信号特性、 与基站 14 有关的信息、 与移动单元 16 有关的信息、 与关联于系统 12 的内部或外部环境有关的信息 ( 例如， 移动环境内部或外 部的环境 ) 以及对数据进行日志记录的时间 ( 方框 144)。具体地， 系统 12 在一个或多个数 据结构 ( 例如， 文件、 数据库或数据库中的表 ) 中对该信息进行日志记录。然后系统 12 确 定是否已经取消了日志记录 ( 方框 146)。当系统 12 确定日志记录未被取消时 ( 判断方框 146 的 “否” 分支 )， 系统 12 继续对数据进行日志记录并再次循环以确定何时取消日志记录 特征 ( 方框 146)。当系统 12 确定日志记录已经被取消了 ( 判断方框 146 的 “是” 分支 )， 系统 12 取消日志记录 ( 方框 148)。
另外有关的特征是基于位置对数据捕获的触发。为了调试某些问题， 可能需要记 录非常频繁的测量或由非常大的数据集组成的测量。让这些测量不断地运行是不实际的， 这是因为这些测量会迅速地填满可用的存储器 26。因此， 用户具有对将在其中激活这些测量的区域进行定义的能力。当系统 12 在用户定义的区域中时， 启动数据捕获。当系统 12 离开该区域时， 禁止数据捕获。图 8 的流程图 150 示出了根据本发明实施例基于系统 12 的 所确定的位置来激活和 / 或取消日志记录的操作序列。具体地， 系统 12 初始地确定其位置 ( 方框 152)， 然后基于该位置确定是否激活日志记录 ( 方框 154)。这样， 系统 12 可以相对 于将发起日志记录的至少一个预定位置来分析所确定的位置。从而， 当系统 12 确定在当前 位置和预定位置之间存在匹配使得应当激活该日志记录时 ( 判断方框 154 的 “是” 分支 )， 系统 12 激活日志记录 ( 方框 156)。在确定不应当激活该日志记录之后 ( 判断方框 154 的 “否” 分支 )， 或者在系统 12 已经激活了日志记录之后 ( 方框 156)， 系统 12 基于所确定的位 置确定是否取消日志记录 ( 方框 158)。 例如， 系统 12 可以被配置为只沿着路线的某个部分 或者在某些区域中才对数据进行日志记录。这样， 系统 12 可以相对于将要取消日志记录的 至少一个预定位置来分析所确定的位置 ( 方框 158)。 从而， 当系统 12 确定应当取消日志记 录时 ( 判断方框 158 的 “是” 分支 )， 系统 12 取消日志记录 ( 方框 160)。在确定不应当取 消日志记录之后 ( 判断方框 158 的 “否” 分支 ) 或者在系统 12 已经取消日志记录之后 ( 方 框 160)， 系统 12 循环至方框 212 以确定其位置。
在系统 12 的特定环境中， 因为可能需要再现几个特定的因素， 所以在移动网络的 覆盖内进行故障检测是非常困难的。这些至少包括 ： (1) 系统 12 的位置， (2) 来自基站 14 的当前覆盖， 以及 (3) 移动环境内部的移动单元 16 的情况。因为不可能容易地再现引起故 障的特定条件， 所以提供了用于在出现故障时捕获信息的模块。这要求针对内部日志记录 和诊断的类似驱动测试的能力， 其能够在故障期间识别来源和条件， 而不需要在故障出现 后进行任何额外测量。从而， 图 9 的流程图 162 示出了根据本发明实施例响应于检测到故 障而选择性地激活日志记录的操作序列。具体地， 系统 12 不断地将数据日志记录到一个或 多个临时文件 ( 方框 164)， 然后确定是否已经出现了故障 ( 方框 165)。当已经出现故障或 检测到故障时 ( 判断方框 165 的 “是” 分支 )， 系统 12 继续在预设量的时间内 ( 例如， 如大 约一分钟 ) 将与故障相关联的数据日志记录到一个或多个临时文件 ( 方框 166)， 然后响应 于检测到故障将临时文件中的数据作为一个或多个相应的日志文件存储到系统 12 的存储 器中 ( 方框 167)。但是， 当系统 12 确定尚未出现故障时 ( 判断方框 165 的 “否” 分支 )， 系 统 12 确定预定的时间段是否到期 ( 方框 168)。当预定时间段已经到期时 ( 判断方框 168 的 “是” 分支 )， 系统 12 删除一个或多个临时文件中的数据 ( 例如， 通过删除文件中的实际 数据或简单地删除文件 )( 方框 169)， 然后该操作序列返回至方框 164。但是， 当预定的时 间段尚未到期时 ( 判断方框 168 的 “否” 分支 )， 该操作序列返回至方框 164。以这种方式， 系统 12 能够选择性地在故障之前的很短的一段时间内以及故障之后的很短的一段时间内 对数据进行日志记录。这通过将数据日志记录到一个或多个临时文件中， 然后在存在故障 时存储一个或多个临时文件来完成。否则， 删除与一个或多个临时文件相关联的数据。从 而， 用户能够准确地确定就在故障发生前、 故障时以及就在故障之后系统 12 处发生了什么 以及系统 12 的位置和条件及其环境。在可替换的实施例中， 系统 12 可以被配置为一检测 到故障就开始日志记录， 并且在检测到故障之后在预定的时间段内保持进行日志记录。这 样， 系统 12 可以只检测与该故障相关联的信息以及检测到故障之后不久的信息。
在系统 12 层实现的本发明实施例向系统 12 提供了基于位置的诊断， 该诊断能够 为移动环境的终端用户确定覆盖失灵的原因。其内部算法能够分析与系统 12 的输入和输出有关的全部信息， 并可以进一步确定系统 12 外部的基站 14 或系统 12 本身在任意时间和 地点的可能故障的原因。此外， 可以用日志文件对全部操作条件进行完全存档。
一个用于确定移动网络覆盖中的故障的示例性过程涉及以下步骤 ： (1) 用对与这 些输入信号相关联的信标进行标识的数据 (BCCH、 MNC、 MCC、 CID、 BCC、 NCC 等 ) 来确定输入 信号、 其频率、 质量 (C/I、 EMV 或 MER)、 信号强度以及信号类型 ； (2) 使用与 (1) 中的相同的 参数列表来确定输出信号 ； (3) 比较在 (1) 和 (2) 中所确定的参数， 并且如果它们的差别多 于预定幅度则引起警报 ( 在一些实施例中， 这可能是指示系统 12 的问题 ) ； 以及 (4) 将 (1) 中的参数与先前确定的数据或预定的阈值中的任意一个进行比较， 并且如果差别超过或者 低于阈值或先前进行的数据加或减某个幅度， 则引起报警。 将会清楚的是， 可以同时针对下 行链路和上行链路信号和 / 或时隙进行类似的测量， 以同时识别出上行链路信号中的可能 问题。
额外的功能允许在移动网络的每个位置处在施主路径中对移动网络覆盖进行完 全分析。系统 12 作为自主的驱动测试工具， 如果给该工具提供足够的内存空间， 其允许对 移动网络的条件进行不断的分析。在使用其位置传感器的情况下， 系统 12 甚至可以将先前 的覆盖电平和质量与当前值进行比较， 并在显著变化的情况下发出警报。 可替换地， 该分析 可能只限于某个地理地区， 并由系统 12 的位置来触发。这允许对先前识别的问题地区进行 特定监测。 例如， 图 10 的流程图 170 示出了根据本发明实施例在系统 12 所接收和所发送的 信号的信号特性变化多于预定幅度时指示警报和 / 或错误的操作序列。具体地， 该操作序 列确定系统 12 所接收的信号的信号特性 ( 方框 172) 以及系统 12 所输出的信号的信号特 性 ( 方框 174)。然后系统 12 比较输入和输出信号特性 ( 方框 176)。具体地， 该操作序列 比较输入和输出信号特性， 并确定它们的差别是否多于预定的幅度 ( 方框 178)。 例如， 在系 统 12( 例如， 对移动单元 16 或对基站 14) 的输出信号的功率显著低于 ( 例如分别来自基站 14 或来自移动单元 16) 的输入信号的功率时， 系统 12 可能遭受内部错误。当信号特性的 差别多于预定的幅度时 ( 判断方框 178 的 “是” 分支 )， 指示错误和 / 或警报 ( 方框 180)。 当信号特性的差别没有多于预定幅度时 ( 判断方框 178 的 “否” 分支 ) 或在指示了错误和 / 或警报之后 ( 方框 180)， 该操作序列结束。
还例如， 图 11 的流程图 190 示出了根据本发明实施例在信号特性没有满足预定阈 值时和 / 或在信号特性与不同信号的先前确定的信号特性不同时， 指示警报和 / 或错误的 操作序列。 在一些实施例中， 图 11 的操作序列由系统 12 执行， 并且因而系统 12 自动地确定 警报或错误。在可替换的实施例中， 图 11 的操作序列由与系统 12 分离的计算系统来执行， 该计算系统单独地指示警报或错误。 具体地， 该操作序列确定第一信号的第一信号特性， 并 将该第一信号特性与预定阈值进行比较 ( 方框 192)， 然后确定该第一信号特性相对于该阈 值是否可接受 ( 方框 194)。 例如， 信号特性可以是信号功率， 并且阈值可以是系统 ( 其可以 是转发器 12a 或分布式系统 12b) 转发可理解信号的最小功率。这样， 当第一信号特性不可 接受时 ( 判断方框 194 的 “否” 分支 )， 指示错误或警报 ( 方框 196)。当第一信号特性可接 受时 ( 判断方框 196 的 “是” 分支 )， 将第一信号特性与第二信号的先前已经确定的相应的 第二信号特性进行比较 ( 方框 198)。 当第一和第二信号特性的差别多于预定量时 ( 判断方 框 200 的 “是” 分支 )， 这可能指示系统 12 的问题， 指示错误或警报 ( 方框 196)。当特性的
差别不多于预定量时 ( 判断方框 200 的 “否” 分支 )， 或者在指示了错误或警报之后 ( 方框 196)， 该操作序列结束。
在一些实施例中， 根据对系统 12 的当前和过去性能进行存档的日志数据生成信 息。具体地， 图 12 的位置 / 轨迹屏幕 210 示出了系统 12 的位置及其相关的信号特性。在 一些实施例中， 并且如图 12 所示， 用户可以选择 GPS 轨迹位置区域中 ( 如 212 处 ) 的特定 数据实例 ( 例如， “GPS 轨迹” 区域中的特定值 )， 并且可以查看与 RF 轨迹位置区域中 ( 如 214 中， 例如 “RF 轨迹” 区域 ) 的所选择的数据实例相关联的信号特性。以这种方式， 用户 可以手动地查看位置数据和与其相关联的信号特性。但是， 这常常是耗时的。在特定的实 施例中， 对于 GPS 轨迹位置区域 212 中的每个数据实例 ( 如图 12 中所示的， 具有四个数据 实例 ) 而言， 位置 / 轨迹屏幕 210 在标有 “时间” 的列中指示在捕获数据时系统 12 所生成的 数据的本地时间戳， 以及在标有 “UTC” 的列中指示在捕获数据时从 GPS 接收机设备 34 报告 的协调通用时间 (“UTC” ) 时间戳。位置 / 轨迹屏幕 210 进一步在相应的 “纬度” 、 “经度” 、 “海拔” 、 “速度” 和 “方向” 列中指示捕获数据时由 GPS 接收机设备 34 报告的维度、 经度、 海 拔、 速度和辐射方向。此外， 位置 / 轨迹屏幕 210 进一步在 “视角” 列中指示 GPS 接收机设 备 34 从其 ( 或 “视角” ) 接收信号的卫星的数量， 以及在 “FIX” 列中指示卫星 “fix” 。卫星 fix 的值针对无 fix 是 “00” ， 针对 2D fix 是 “10” ， 以及针对 3D fix 是 “11” 。最后， 位置 / 轨迹屏幕 210 进一步在 “HDoP” 列中指示精度的水平稀释度 (dilution)( 如系统 12 的控制 器 24 所计算的或 GPS 接收机设备 34 所计算的 )。精度的水平稀释度使用卫星几何来在从 其接收的信号中确定精度级别， 并且可以在从 1.0( 最佳可能读数 ) 到 25.0( 最坏可能读 数 ) 的范围内变化。
除了 GPS 轨迹区域 212 以外， 位置 / 轨迹屏幕 210 还包括 RF 轨迹区域 214， RF 轨 迹区域 214 指示与特定数据实例相关联的信号特性。如图 12 中所示的， 已经选择了 GPS 轨 迹区域 212 中的第一数据实例， 导致用与该特定的数据实例相关联的信号特性填充 RF 轨迹 区域 214。在特定的实施例中， RF 轨迹区域 214 包括 ： 用以指示接收到的消息的类型的 “消 息” 列； “时间” 列中的对数据实例进行日志记录的本地时间的时间戳 ； 以及， “模块” 列中的 对系统 12 中的哪个模块 ( 例如， 哪个转发器 12a 或分布式天线系统 12b) 报告了数据的指 示。此外， RF 轨迹区域 214 在 “帧” 列中包括信号中的数据的帧指示 ( 其可以从 0 到 1000 的范围内进行变化 ) 以及在 “帧 SEQ” 列中包括信号中的数据的帧序列指示 ( 当在信号增 益的变化超过预定电平时， 帧序列递增， 系统 12 的每个转发器 12a 和 / 或分布式天线系统 12b 跟踪其各自的帧序列 )。RF 轨迹区域 214 还在 “TRC 计数” 列中包括多个消息轨迹的剩 余轨迹测量的计数。
在一些实施例中， RF 轨迹区域 214 还在 “组” 列中包括与从其报告数据的子 “组” 相对应的数量的组指示， 以及在 “增益” 列中包括以 dB 为单位的组增益指示。RF 轨迹区域 214 还在 “Pk RSSI dBfs” 列中包括针对组的以 dB 全标准 (“dBfs” ) 为单位的峰值接收信 号强度指示符， 在 “Pk RSSI dBm” 列中包括针对组的以 dBm 为单位的峰值接收信号强度指 示符， 在 “PRED RSSI dBfs” 列中包括针对组的以 dBfs 为单位的预测接收信号强度指示符， 在 “PRED RSSI dBm” 列中包括针对组的以 dBm 为单位的预测接收信号强度指示符， 在 “AVG RSSI dBfs” 列中包括以 dBfs 为单位的接收信号强度指示符的平均值， 以及在 “AVG RSSI dBm” 列中包括以 dBm 为单位的接收信号强度指示符的平均值。此外， 本发明的实施例允许自动生成预定报告， 用于对系统 12 的当前和过去性能 进行存档。例如， 如图 14 中所示， 可以在地图显示上示出对覆盖信号电平的报告， 该报告具 有对基站的最可能位置的指示。此外， 图 13 示出了日志文件选择和信息屏幕 220( “文件屏 幕” 220)， 其可以由输出设备进行显示， 在该屏幕中用户可以选择文件进行上载以查看与其 相关联的信息。 如图 13 中所示， 文件屏幕 220 包括文件选择模块 222、 系统选择模块 224、 组 选择模块 226、 视角选择模块 228、 前端轨迹选择模块 230、 组轨迹选择模块 232 以及预览模 块 234。文件选择模块 222 允许用户指定日志文件进行装载以查看与其相关联的信息。具 体地， 文件选择模块 222 允许用户装载最多三个日志文件。在一些实施例中， 用于文件选择 模块 222 的程序代码在系统 12 和 / 或计算系统的特定目录中查找日志文件， 使得用户可以 简单地键入日志文件的名称。在可替换的实施例中， 用于文件选择模块 222 的程序代码包 括对文件选择功能的调用， 例如 文件选择对话框， 以指定将包括哪些文件。如 图 13 中所示的， 用户已经装载了 ： 样本日志文件 ( 例如， “SAMPLE.TXT” )， 其包含与至少一 个系统 12 有关的样本信息 ； 位置日志文件 ( 例如， “GPS_DATA.TXT” )， 其包含与至少一个系 统 12 有关的位置信息 ； 以及， 修改日志文件 ( 例如， “MODINFO.TXT” )， 其包含与至少一个系 统 12 的可配置设置的修改有关的信息。用户通过选择 “加载文件” 按钮 236 来装载至少一 个日志文件， 或者通过选择 “清除” 按钮 238 来清除所选择的日志文件。
在系统选择模块 224 中， 用户可以选择特定的系统 12( 例如， 特定的转发器 12a 或 分布式天线系统 12b) 来查看与其相关联的信息。类似地， 在组选择模块 226 中， 用户可以 选择系统 12 的组来参看与其相关联的信息。具体地， 可以在特定移动环境上配置多个系统 12。这些系统 12 的子集可以被配置成一组。例如， 火车 18 可以配置有四个系统 12( 例如， 四个同构或异构系统 12)。 最接近火车 18 的前端的两个系统 12 可以被配置成第一组， 而最 接近火车 18 的尾部的两个系统 12 可以被配置成第二组。这样， 用户可以单独地或以定义 的组的方式查看与多个系统 12 有关的信息。本领域普通技术人员还将清楚的是， 用户还可 以一起查看与多个系统 12 有关的信息。用户通过选择 “Reset” 按钮 240 来清除所选择的 系统 12， 或者通过选择 “Reset” 按钮 242 来清除所选择的系统 12 组。在查看选择模块 228 中， 用户可以从下拉选择 224 中选择一选项， 以例如在预览模块 234 中作为单独的图或包括 所选信息的子图来查看图或直方图。
在前端轨迹选择模块 230 中， 用户可以选择与系统 12 相关联的用于查看的轨迹。 例如， 用户可以选择查看特定系统 12 所接收的信号的增益相对于时间的图、 系统 12 所接收 的信号的接收功率相对于时间的图、 系统 12 所接收的信号的接收功率的直方图以及系统 12 所接收的信号的接收功率变化的直方图。 用户可以通过在前端轨迹选择模块 230 中选择 相应的复选框来查看公开的信息。 此外， 本领域普通技术人员将清楚的是， 用户可以选择另 外的数据进行查看， 例如系统 12 所接收的信号的增益相对于时间的变化、 系统 12 相对于时 间的接收功率预测误差 ( 例如， 系统 12 将要接收的信号的功率相对于时间的预测误差， 例 如在系统 12 正在沿着路线移动期间 )、 系统 12 所接收的信号的与时间或位置有关的接收功 率以及示出了与系统 12 相关联的与时间或位置有关的 BCCH 信息的图。
在组轨迹选择模块 232 中， 用户可以选择与系统 12 相关联的用于查看的轨迹。例 如， 用户可以选择以查看转发器组所接收的信号增益相对于时间的图、 系统 12 组所接收的 信号相对于时间的接收功率、 系统 12 组所接收的信号的接收功率的直方图、 以及系统 12 组所接收的信号的接收功率变化的直方图。与前端轨迹选择模块 220 类似， 用户可以通过在 组轨迹选择模块 232 中选择相应的复选框来查看公开的信息。此外， 本领域普通技术人员 将清楚的是， 用户可以选择另外的数据进行查看， 例如系统 12 组所接收的信号的增益相对 于时间的变化、 系统 12 组相对于时间的接收功率预测误差 ( 例如， 系统 12 组将要接收的信 号的功率相对于时间的预测误差， 例如在系统 12 组正在沿着路线移动期间 )、 系统 12 组所 接收的与时间或位置有关的信号的接收功率以及示出了与系统 12 组相关联与时间或位置 有关的 BCCH 信息的图。
用户可以通过选择 “Generate Report(s)” 按钮 146 来生成图表、 子图表、 图或其 它直方图， 或者通过选择 “Clear Axes” 按钮 148 来清除图表、 子图表、 图或其它直方图。
在一些实施例中， 用户可以查看来自系统 12 的各种额外的测量， 例如特定信号特 性相对于时间的损坏 (breakdown) 或与其相关联的直方图。例如， 图 14 示出了系统屏幕 250， 系统屏幕 250 在第一图表 252 中示出了系统 12 所接收的信号相对于时间的增益， 在第 二图表 254 中示出了系统 12 所接收的信号相对于时间的接收功率， 以及在第三图表 256 中 示出了用于指示系统 12 所接收的信号的接收功率的直方图。可替换地， 用户可以查看与系 统 12 组有关的各种信息。作为另一个例子， 图 15 示出了组屏幕 260， 组屏幕 260 在第一图 表 262 中示出了第一组系统 12 所接收的信号的功率的直方图， 在第二图表 264 中示出了第 二组系统 12 所接收的信号的功率的直方图， 以及在第三图表 266 中示出了用于指示第三组 系统 12 所接收的信号的功率的直方图。
通常， 设计系统 12 的一个挑战是设计有效的自动增益控制电路 ( 例如 AGC 39)， 其对于改变施主信号电平反应迅速， 而对于损害信号真实性或不利地影响功率控制环路就 反应得不那么迅速， 功率控制环路在通过系统 12 进行通信的基站 14 和移动单元 16 之间操 作。通常， AGC 电路 39 或算法通过对接收信号强度的变化进行反应来操作。本发明的实施 例通过提供一种系统 12 来改善 AGC 电路 39 的性能， 其中在系统 12 正在其中移动的区域中， 该系统 12 使用系统 12 的位置和其进行的路径， 连同其正在转发的信号的源的位置以及典 型的接收信号强度的存储简挡来预测信号强度的变化。
在系统 12 通过不同区域时， 系统 12 基于其在先前通过相同区域期间记录的或者 以其它方式从计算系统 37 或另一系统 12 所获得的先前确定的测量和位置信息来预期接收 信号强度变化。系统 12 被配置为在预期到出现信号改变时而不是在事实发生之后， 使用该 过去的信息来主动地进行适当的 AGC 变化。因为需要针对接收信号强度变化维持更少的幅 度， 所以这提高了系统 12 的平均动态范围， 并且降低了信号路径断开或饱和的可能性。附 加地， 基于系统 12 的当前速度和 / 或位置， 根据预期的信号强度变化率来延长或缩短 AGC 算法的时间平均参数。
根据本发明的特征通过几种方法来获得预期信号强度。 本发明的一个实施例对信 号源所发送的地理坐标进行解码， 并基于位置进行调整。系统 12 对这些坐标进行解码， 并 且系统 12 通过将信号源 ( 例如， 基站 14) 的坐标与系统 12 的坐标进行比较， 来预期接收信 号的信号电平将由于发射机和接收机之间的距离的变化而如何变化。
本发明的另一实施例涉及学习信号电平相对于系统 12 的位置如何变化的系统 12。通常， 系统 12 遵守定义好的路径 ( 例如， 如果系统 12 在火车 18 内 )。系统 12 可以生 成并维持信号电平相对于位置的数据库， 以在其行进特定路径时帮其预期接收信号电平。可替换地， 可以从外部源将信号强度相对于位置的数据库上传到系统 12。这可以是一般的 数据库， 覆盖系统 12 可能位于的全部区域， 或者可以是针对系统 12 将遵守的特定路径而制 定的更具体的数据库。 该数据库还可以包括信号源的基站 14 的位置， 该信号源将由系统 12 接收。
另一实施例使用来自其它组合实施例的特征。可以由系统 12 测量并记录信号相 对于位置的信号以及系统 12 所接收的信号的解码的位置， 然后将该数据定期地上传到中 心位置， 在该中心位置中， 可以收集并分析来自许多系统 12 的数据， 以产生组合的信号强 度相对于位置的数据库。然后将这种组合的数据库整个或部分地下载到系统 12。
从而， 图 16 的流程图 270 示出了根据本发明实施例响应于系统 12 的位置、 速度和 / 或行进方向以及其与基站 14 的关系， 来指示或进行对至少一个系统 12 的至少一个可配 置设置的调整的操作序列。在一些实施例中， 图 16 的操作序列由系统 12 执行， 并且从而系 统 12 自动地对其可配置设置进行调整。在可替换的实施例中， 图 16 的操作序列由与系统 12 分离的计算系统来执行， 其中， 一旦确定了， 就将如何调整系统 12 的至少一个设置的结 果装载到系统 12 中。具体地， 该操作序列确定至少一个系统 12 的位置、 速度和 / 或行进方 向 ( 方框 272)， 并确定在已经针对该系统确定的位置处与系统 12 进行通信的至少一个基站 14 的位置 ( 方框 274)。然后该操作序列基于系统 12 与同该系统联系的基站 14 之间的距 离的预期变化， 来确定是否改变系统 12 的可配置设置 ( 方框 276)。例如， 如果系统 12 移向 基站 14， 那么在系统 12 移向基站时降低应用于从基站 14 接收到的信号的增益以降低信号 噪声、 阻止信号干扰和 / 或保护转发器的组件方面可以是有利的。相应地， 并且例如， 如果 系统 12 正在远离基站 14， 那么在系统 12 远离基站 14 时增加应用于从基站 14 接收到的信 号的增益， 以增加转发的信号的功率方面可以是有利的。在上面的例子中， 系统 12 的设置 的变化率可以基于系统 12 相对于基站 14 的速度。例如， 系统 12 相对于基站 14 的速度越 快， 其设置的调整就越快。
从而， 在该操作序列确定将改变系统 12 的设置时 ( 判断方框 276 的 “是” 分支 )， 指示和 / 或进行基于来自至少一个基站 14 的至少一个信号的至少一个信号特性由于至少 一个系统 12 与至少一个基站 14 之间的距离的预期变化将如何改变， 对至少一个系统 12 的 至少一个可配置设置的调整 ( 方框 278)。例如， 在系统 12 远离基站 14 时， 可以增加系统 12 的增益， 在系统 12 远离基站 14 时， 可以降低系统 12 所接收的信号的增益， 在系统 12 远 离基站 14 时系统 12 可以从信号中过滤更多的噪声等等。当该操作序列确定不改变系统 12 的设置 ( 判断方框 276 的 “否” 分支 ) 时或者在已经指示和 / 或进行了调整之后 ( 方框 278)， 该操作序列可以返回到方框 272 以确定系统 12 的位置、 速度和 / 或行进方向。
图 17 的流程图 280 示出了用于响应于系统 12 的所测量或所确定的位置、 速度和 / 或行进方向以及与所测量或所确定的参数相关联的信号电平和特性， 来指示或进行对系统 12 的至少一个可配置设置的调整的操作序列。例如， 可以实现信号电平相对于位置的数据 库。也可以在数据库中维持相对于位置的各种不同的测量参数或特性。
在一些实施例中， 图 17 的测量 / 确定以及操作序列由系统 12 执行， 以生成并维持 测量的数据库， 从而系统 12 自动地基于那些先前的测量对其可配置设置进行调整。在可替 换实施例中， 图 17 的测量 / 确定以及操作序列由与系统 12 分离的计算系统 37 执行， 以生成 并维持数据库， 其中一旦确定了就将结果上传到系统 12 的存储器中。具体地， 该操作序列确定至少一个系统 12 的位置、 速度和 / 或行进方向 ( 方框 282)， 并且进行测量来确定去往 和 / 或来自至少一个基站 14 的至少一个信号的信号特性 ( 方框 284)。将这种信息存储在 存储器或数据库中以供系统 12 在将来使用。然后， 在操作期间， 系统 12 使用存储的信息， 并基于先前测量和存储的数据 ( 已知的未来信号特性 ) 以及基于所确定的位置、 速度和 / 或行进方向， 来为移动系统确定在其行进中未来或即将到达的信号特性可能是什么 ( 方框 286)。从而， 系统 12 将一个或多个当前信号特性与一个或多个存储的或 “未来的” 信号特 性进行比较， 并基于当前信号特性与未来信号特性之间的差别来确定是否改变系统 12 的 可配置设置。
例如， 该操作序列可以确定在特定位置处以及沿着特定的行进方向， 未来的信号 特性指示其接收功率将增加。从而， 系统 12 主动地降低应用于该信号的增益以降低信号噪 声、 阻止信号干扰和 / 或保护其组件可以是有利的。可替换地， 并且例如， 该操作序列可以 确定在特定位置处以及沿着特定的行进方向， 未来的信号特性指示其接收功率将降低。从 而， 系统 12 主动地增加应用于该信号的增益可以是有利的。
根据本发明的一个实施例， 系统 12 的设置的变化率是基于系统 12 相对于未来信 号特性的位置的速度的。例如， 系统 12 相对于未来信号特性的位置的速度越快， 就越快地 实现系统 12 的调整以进行调适。
这样， 当该操作序列确定将改变系统设置时 ( 判断方框 288 的 “是” 分支 )， 指示和 / 或进行对系统 12 的至少一个可配置设置的调整 ( 方框 290)。例如， 当未来信号特性指示 接收信号的功率电平较低时， 可以增加系统 12 的增益。或者当未来信号特性指示移动系统 将遇到的未来信号需要较少的衰减时， 可以增加信号的增益。当该操作序列确定将不改变 转发器设置 ( 判断方框 288 的 “否” 分支 ) 时或者已经指示和 / 或进行了调整之后 ( 方框 290)， 该操作序列可以循环返回至方框 282， 以基于所存储的信息确定未来的调整。
在另一实施例中， 来自多个系统的针对特定位置的所测量和所存储的数据由所述 系统使用。 也就是说， 对来自多个系统的数据进行收集、 分析、 相对于位置进行确定， 并将所 述数据存储在数据库中。然后将组合的数据库整个或部分地下载到该系统。图 18 的流程 图 300 示出了用于基于来自多个系统的数据的映射， 响应于系统 12 的所测量或所确定的位 置、 速度和 / 或行进方向以及与该所测量或所确定的参数相关联的信号电平和特性来指示 或进行对系统 12 的至少一个可配置设置的调整的操作序列。具体地， 系统 12 确定至少一 个系统 12 的位置、 速度和 / 或行进方向 ( 方框 302)。然后， 系统 12 使用来自多个系统的所 存储的数据库信息， 基于系统 12 的位置、 速度和 / 或行进方向并基于未来信号特性的已知 映射或基站 14 的已知位置来确定至少一个未来信号特性 ( 方框 304)。然后系统 12 基于 该映射或至少一个基站 14 的所确定的位置来确定是否改变系统 12 的至少一个可配置设置 ( 方框 306)。例如， 当该操作序列确定系统 12 正在进入该映射指示的与较高信号强度相关 联的区域时， 或者系统 12 正在接近至少一个基站 14 时， 系统 12 主动地将较小增益应用于 信号以降低信号噪声、 阻止信号干扰和 / 或保护其组件可以是有利的。相应地， 当该操作序 列确定系统 12 正在进入该映射指示的与较低信号强度相关联的区域时， 或者系统 12 正在 远离至少一个基站 14 时， 系统 12 主动地增加系统 12 的增益可以是有利的。因此， 当该操 作序列确定将改变系统 12 的设置时 ( 判断方框 306 的 “是” 分支 )， 指示和 / 或进行基于该 映射和 / 或至少一个基站 14 的位置对系统 12 的至少一个可配置设置的调整 ( 方框 308)。当该操作序列确定将不改变转发器的设置时 ( 判断方框 306 的 “否” 分支 ) 或者已经指示 和 / 或进行了调整之后 ( 方框 308)， 该操作序列可以循环返回至方框 302 以基于所存储的 信息来确定未来的调整。
为了降低信号强度相对于位置的数据库的大小， 可以优选地识别 “热点” ， “热点” 是信号强度非常高的区域。这些热点通常是非常靠近基站 14 的相对较小的区域。当系统 12 穿过这些热点时， 信号强度可能变化非常快， 所以通过识别这些区域， 在系统 12 进入热 点时可以针对快速信号变化来优化 AGC 算法。因此， 图 19 的流程图 310 示出了用于优化该 算法以在热点改变可配置设置的操作序列。具体地， 系统 12 基于信号强度或热点的已知位 置来识别热点 ( 方框 312)。 作为响应， 系统 12 在位于该热点时优化其用于改变配置设置的 算法 ( 方框 314)。这种优化可以包括 ： 增加系统 12 确定信号特性时的速度 ； 增加系统 12 将当前信号特性与未来信号特性和 / 或映射进行比较时的速度 ； 关闭对数据的日志记录以 降低系统的计算需求但仍然监测信号特性以确定是否需要对配置设置进行调整和 / 或类 似的测量。
因此， 根据本发明实施例的系统 12 可以通过使用以下各项来预期信号特性的变 化以调整与其相关联的可配置设置 ： 系统 12 的位置、 其速度和 / 或其行进的路径以及基站 14 的位置、 所存储的对改变信号特性的指示和 / 或另外的因素。根据本发明实施例的系统 12 可以对改变信号电平迅速反应， 并且可以被配置为以这样的速度进行反应从而阻止损害 信号真实性或以其它方式不利地影响功率控制环路， 该功率控制环路在通过系统 12 进行 通信的基站 14 和移动单元 16 之间进行操作。将清楚的是， 可配置设置的改变可以包括对 温度、 湿度和 / 或其它环境信息的额外考虑。例如， 当天气过于炎热和 / 或潮湿时， 以及未 来的信号特性指示应当增加信号功率时， 系统 12 可以由于天气炎热和 / 或潮湿而将信号功 率增加到超过标准量。相应地， 当天气过于寒冷和 / 或干燥时， 以及系统 12 正在移向基站 的已知位置时， 系统 12 可以由于天气寒冷和 / 或干燥而将来自基站的信号的增益降低到低 过标准量。
本领域普通技术人员将认识到图 1、 2A、 2B 和 3-19 所示出的环境并不旨在限制本 发明实施例的范围。具体地， 根据本发明的可替换实施例， 系统 12 可以包括更少的或额外 的组件和 / 或可通信地耦合到更多或更少的组件。事实上， 本领域技术人员将认识到可以 使用其它可替换的硬件和 / 或软件环境， 而不脱离本发明的范围。 例如， 系统 12 可以被配置 为与除了 GPS 接收机设备 34 以外的可替换的位置识别设备对接， 例如无线导航系统设备或 可替换的卫星导航系统， 例如 GLONASS 系统和 / 或即将的 Galileo 和 / 或 COMPASS 导航系 统。另外， 本领域普通技术人员将认识到， 系统 12 可以包括另外的数据结构， 例如数据库、 数据表和 / 或其它数据存储组件。因此， 可以使用其它可替换的硬件和软件环境， 而不脱离 本发明的范围。
被执行用以实现本发明实施例的例程， 不管是实现为操作系统的一部分还是实现 成由一个或多个转发器或其它计算系统执行的特定应用、 组件、 程序、 对象、 模块或指令序 列， 在本文中已经被称为 “操作序列” 、 “程序产品” ， 或更简单地被称为 “程序代码” 。程序代 码通常包括在任何时候驻留在转发器或计算系统的各种存储器和存储设备中的一个或多 个指令， 并且当该指令由系统 12 或计算系统 37 的一个或多个处理器读取和执行时， 使得系 统 12 或计算系统 37 执行必要的步骤以运行实现本发明各个方面的步骤、 单元和 / 或方框。虽然已经在完全功能的转发器、 分布式天线系统和计算系统的上下文中描述了本 发明的实施例， 但是本领域技术人员将清楚的是本发明的各个实施例能够作为各种形式的 程序产品进行分布， 并且本发明同样适应， 而不管用于实际执行该分布的计算机可读信号 承载介质的特定类型。 计算机可读信号承载介质的例子至少包括但不限于物理和有形的可 记录类型的介质， 例如易失性和非易失性存储器设备、 闪存和其它移动磁盘、 硬盘驱动器、 光盘 ( 例如， CD-ROM、 DVD 等 )， 以及例如数字和模拟通信链路的传输类型的介质。
此外， 可以基于在本发明特定实施例中实现各种程序代码的应用或软件组件， 来 标识各种程序代码。但是， 应当清楚的是， 任何特定的程序术语仅仅是为了方面才使用的， 并且因此不应当将本发明限制为只使用在这种术语所标识和 / 或暗示的任何特定应用中。 此外， 给出可以将计算机程序组织成例程、 过程、 方法、 模块、 对象等的典型的无止境数量的 方式， 以及可以在驻留在典型计算机内的各种软件层 ( 例如， 操作系统、 库、 API、 应用程序、 应用程序接口等 ) 之间分配程序功能的各种方式， 应当理解的是， 本发明并不限于本文描 述的程序功能的特定组织和分配。
此外， 虽然通过对各种实施例和例子的描述， 已经示出了本发明的实施例， 以及虽 然已经以可考虑的细节描述了这些实施例， 但是将所附权利要求的范围限制或以任何方式 限制到这种细节， 并不是申请人的意图。另外的优点和修改对本领域技术人员将是显而易 见的。 因此， 本发明在更宽的方面并不限于示出和描述的具体的细节、 表示装置和方法以及 示出的例子。具体地， 本领域普通技术人员将清楚的是， 根据本发明实施例的原理， 上述流 程图中的任意方框可以被删除、 增加、 与其它方框同时发生、 组合、 或以其它方式被改变。 相 应地， 可以脱离这些细节， 而不脱离申请人的总发明构思的精神或范围。
其它修改对于本领域普通技术人员将是显而易见的。因此， 本发明在于后面所附 的权利要求。