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EP1273115B1

Method for planning mobile radio coverage inside buildings

Abstract

The invention relates to a method for planning radio coverage and for predicting the high-frequency received power level of a mobile radio transmitter in buildings for a number of floors above and below the floor in which the transmitter is positioned with a transmitting antenna. The method can be used for the most frequently existing building types, i.e. reinforced concrete framework buildings and masonry buildings. The invention is advantageous in that a complex series of measurements for planning the radio coverage in buildings can be forgone. In addition, no complex calculations using semi-emperical models, e.g. ray tracing methods, are necessary. The inventive method offers rapid adequately precise results concerning the radio coverage to be expected in a building and, at the same time, for a large number of floors.

EP1273115B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 43

Term

Term ended

Expired 10 April 2021, 5.5 years ago.

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5 claims: 5 independent, 0 dependent

  1. 1
    Process for planning the mobile telephone supply within a building to be supplied, having the following steps:a) positioning a virtual transmitting antenna while presetting certain transmitting parameters at any available site within the building;b) determining the size of the supply region of the transmitting antenna within the building with the aid of a prediction process for determining the HF receiving level, wherein the prediction of the size of the supply region is effected by determining the HF-receiving power level Pra(x, y) to be expected at any points (x, y) of the building using the equation:Pra (x, yj) = s[(|x|-Max(x1,|x2|)2 + (|yj|-Max(y1,|y2|))2]-f, wherein the part function s is produced to give:s = (5.2*10-3/(Max(xmax, ymax)-10)-2.5*10-5)*(i-8.5)4 /(|yj|+35) + 0.002, where xmax = Max(x1, |x2|) and ymax = Max(y1, |y2|) and i = number of the floor and the part function f is produced to give:f = 1.07* 10-2 * xmax * ymax+74 for the basement of the building, andf= 1.07*10-2 * xmax * ymax+63 for all other floors;c) testing whether the supply region determined/the supply regions determined comprises/comprise the entire building, and if applicable: ending the process;if inapplicable: enlarging the supply region by changing the transmitting parameters of the virtual transmitting antenna;and/orpositioning at least one further virtual transmitting antenna at any site of the building remote to the location of the first antenna and determining the size of the supply region of the further transmitting antenna within the building using the prediction process;d) continuing the process for process step c). Procédé pour planifier la couverture radiotéléphonique à l'intérieur d'un bâtiment à couvrir, comprenant les étapes suivantes : a) positionnement d'une antenne émettrice virtuelle avec prédéfinition de certains paramètres d'émission à un endroit disponible quelconque à l'intérieur du bâtiment ;b) calcul de la taille de la zone de couverture de l'antenne émettrice à l'intérieur du bâtiment, à l'aide d'un procédé de prédiction pour définir le niveau de réception H.F., la prédiction de la taille de la zone de couverture se faisant grâce au calcul du niveau de puissance de réception H.F. Pra(x,y) à prévoir au niveau de points quelconques (x, y) du bâtiment, à l'aide de l'équation :Pra(x,yj)=s[(|x|-Max(x1, (|x2|))2 + (|yj|-Max(y1,|y2|))2]-f, avec la fonction partielle s :s=(5.2*10-3 /(Max(xmax,ymax)-10)-2.5*10-5)*(i-8.5)4 / (|yj|+35) +0.002, dans laquelle xmax = Max(x1,|x2|) et ymax=Max(y1 ,|y2|) et i = numéro de l'étage, et avec la fonction partielle f :f = 1.07*10-2 * xmax * ymax+74 pour le rez-de-chaussée du bâtiment, etf = 1.07*10-2 * xmax * ymax+63 pour tous les autres étages ;c) vérification pour voir si la/les zones de couverture calculées comprennent tout le bâtiment, et si oui : fin du procédé ;sinon : augmentation de la zone de couverture grâce à une modification des paramètres d'émetteur de l'antenneémettrice virtuelle ;et/ou positionnement d'au moins une antenne émettrice virtuelle supplémentaire à un endroit quelconque du bâtiment situé loin de l'emplacement de la première antenne, et calcul de la taille de la zone de couverture de cette antenne émettrice supplémentaire à l'intérieur du bâtiment, à l'aide du procédé de prédiction ;d) poursuite du procédé en c). Verfahren zur Planung der Mobilfunkversorgung innerhalb eines zu versorgenden Gebäudes, mit folgenden Schritten: a)Positionieren einer virtuellen Sendeantenne unter Vorgabe bestimmter Sendeparameter an einem beliebigen zur Verfügung stehenden Ort innerhalb des Gebäudes;b)Ermitteln der Größe des Versorgungsbereichs der Sendeantenne innerhalb des Gebäudes mit Hilfe eines Prädiktionsverfahrens zur Bestimmung des HF-Empfangspegels, wobei die Prädiktion der Größe des Versorgungsbereichs durch Ermitteln des an beliebigen Punkten (x,y) des Gebäudes zu erwartenden HF-Empfangsleistungspegels Pra(x,y) anhand der Gleichung:Pra (x,yj)=s[(|x|-Max(x1,|x2|))2 + (|yj|-Max(y1,|y2|))2]-f erfolgt, wobei sich die Teilfunktion s ergibt zu:s=(5.2*10-3 / (Max(xmax,ymax)-10)-2.5*10-5)* (i-8.5)4 /(|yj|+35)+0.002, mit xmax = Max(x1, |x2| ) und ymax= Max(y1, |y2|) sowie i = Nummer des Stockwerks und sich die Teilfunktion f ergibt zu:f = 1.07*10-2 * xmax * ymax+74 für das Untergeschoss des Gebäudes,undf = 1.07*10-2 * xmax * ymax+63 für alle anderen Stockwerke;c)Prüfen, ob der ermittelte Versorgungsbereich / die ermittelten Versorgungsbereiche das gesamte Gebäude umfasst / umfassen, und Falls zutreffend: Beenden der Verfahrens;Falls unzutreffend: Vergrößern des Versorgungsbereichs durch Änderung der Senderparameter der virtuellen Sendeantenne;und/oderPositionieren mindestens einer weiteren virtuellen Sendeantenne an einem beliebigen, zum Standort der ersten Antenne entfernten Ort des Gebäudes und Ermitteln der Größe des Versorgungsbereichs der weiteren Sendeantenne innerhalb des Gebäudes anhand des Prädiktionsverfahrens;d)Fortsetzung des Verfahrens bei Verfahrensschritt c)
  2. 2
    Process according to claim 1, characterised in that for adaptation of the traffic capacity in the building, a change of the supply regions is effected by changing the transmitting parameters of the transmitting antenna(e) and fitting of additional virtual transmitters with transmitting antennae. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une adaptation de la capacité de trafic dans le bâtiment, une modification des zones de couverture a lieu grâce à une modification des paramètres d'émission de l'antenne émettrice ou des antennes émettrices et grâce à l'installation d'émetteurs virtuels supplémentaires avec des antennes émettrices. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Anpassung der Verkehrskapazität im Gebäude eine Änderung der Versorgungsbereiche durch Änderung der Sendeparameter der Sendeantenne(n) und eine Einrichtung zusätzlicher virtueller Sender mit Sende antennen erfolgt.
  3. 3
    Process according to one or more of the preceding claims, characterised in that for application of the prediction process, at least the following parameters of the building are used:- building construction- width and length of the building between the inner sides of the outer walls- number and height of the floors- type of glazing. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour l'application du procédé de prédiction, on utilise au moins les paramètres suivants du bâtiment : - type de bâtiment- largeur et longueur du bâtiment entre les côtés intérieurs des murs extérieurs- nombre et hauteur des étages- type du vitrage. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anwendung des Prädiktionsverfahrens wenigstens folgende Parameter des Gebäudes verwendet werden: - Gebäudebauart- Breite und Länge des Gebäudes zwischen den Innenseiten der Außenwände- Anzahl und Höhe der Stockwerke- Art der Verglasung.
  4. 4
    Process according to one or more of the preceding claims, characterised in that the process can be applied for all common building constructions, in particular reinforced concrete skeleton constructions and/or brickwork buildings. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé est applicable pour tous les types de construction de bâtiments courants, en particulier les constructions en ossature en béton armé et/ou les bâtiments en maçonnerie. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für alle gängigen Gebäudebauarten, insbesondere Stahlbetonskelett-Konstruktionen und/oder Mauerwerksgebäude anwendbar ist.
  5. 5
    Process for calculating the HF power level of a GSM base station transmitter arranged in a building at the receiver input of a mobile station within the building, using the equation:Pra (x, yj) = s[(|x|-Max(x1,|x2|)2 + (|yj|-Max(y1,|y2|))2 ]-f, wherein Pra (x, yj) indicates the HF receiving level at any points S(x, y) within the building for the floor on which the transmitter is situated and several floors above and below this floor,    wherein the part function s is produced to give:s = (5.2* 10-3/(Max(xmax, ymax)-10)-2.5*10-5)* (i-8.5)4 /(|yj|+35)+0.002, where xmax = Max(x1, |x2|) and ymax = Max(y1, |y2|) and i = number of the floor and the part function f is produced to give:f = 1.07*10-2 * xmax * ymax+74 for the basement of the building, andf = 1.07*10-2 * xmax * ymax+63 for all other floors, wherein the actual power level to be expected at the receiver input of the mobile station is calculated at any power at the foot point of the transmitting antenna, any antennae and antenna supply lines to the receiving antenna to give:Pr = Pra(x, yj) + Gt + Gr- ar + 10*log(Pt/1 W), where Gt: gain of the transmitting antenna,Gr: gain of the receiving antenna,ar: damping of the supply line to the receiving antenna,Pt: power at the foot point of the transmitting antenna. Procédé pour calculer le niveau de puissance H.F. d'un émetteur de station de base GSM disposé dans un bâtiment, à l'entrée de récepteur d'une station mobile à l'intérieur du bâtiment, en utilisant l'équation :Pra(x,yj) = s [ ( |x| - Max ( x1, |x2| ) )2 + ( |yj| - Max ( y1, |y2| ) )2 ] - f, Pra(x,yj) indiquant le niveau de réception H.F. à des points quelconques S(x,y) à l'intérieur du bâtiment pour l'étage où se trouve l'émetteur et pour plusieurs étages au-dessus et au-dessous de cet étage, avec la fonction partielle s :s = (5.2*10-3 /(Max(xmax,ymax)-10)-2.5*10-5)*(i-8.5)4 /(|yj|+35)+0.002, dans laquelle xmax = Max(x1,|x2|) et ymax=Max(y1 ,|y2|) et i = numéro de l'étage, et avec la fonction partielle f :f = 1.07*10-2 * xmax * ymax+74 ;pour le rez-de-chaussée du bâtiment, etf = 1.07*10-2 * xmax * ymax+63 ;pour tous les autres étages ;étant précisé que l'on calcule le niveau de puissance réel à prévoir, à l'entrée de récepteur de la station mobile pour une puissance quelconque à la base de l'antenne réceptrice, sur des antennes et conduites d'amenée d'antennes quelconques vers l'antenne réceptrice, de la manière suivante :Pr = Pra(x,yj) + Gt + Gr - ar + 10.log(Pt/1 W) , avec Gt :gain de l'antenne émettrice,Gr :gain de l'antenne réceptrice,ar : affaiblissement de la conduite d'amenée vers l'antenne réceptrice,Pt :puissance à la base de l'antenne émettrice. Verfahren zur Berechnung des HF-Leistungspegels eines in einem Gebäude angeordneten GSM-Basisstationssenders am Empfängereingang einer Mobilstation innerhalb des Gebäudes, unter Verwendung der Gleichung:Pra (x,yj) = s [ ( |x| - Max ( x1, |x2| ) )2 + ( |yj| - Max ( y1, |y2| ) )2]- f, wobei Pra (x,yj) den HF-Empfangspegel an beliebigen Punkten S(x,y) innerhalb des Gebäudes für das Stockwerk in dem sich der Sender befindet und mehrere Stockwerke oberhalb und unterhalb von diesem Stockwerk angibt,    wobei sich die Teilfunktion s ergibt zu:s = (5.2*10-3 / (Max(xmax,ymax)-10)-2.5*10-5)*(i-8.5)4 / (|yj|+35)+0.002, mit xmax = Max(x1, |x2| ) und ymax= Max(y1, |y2|) sowie i = Nummer des Stockwerks und sich die Teilfunktion f ergibt zu:f = 1.07*10-2* xmax * ymax+74;für das Untergeschass des Gebäudes, undf = 1.07*10-2* xmax * ymax+63;für alle anderen Stockwerke, wobei sich der tatsächliche zu erwartende Leistungspegel am Empfängereingang der Mobilstation bei beliebiger Leistung am Fußpunkt der Sendeantenne, beliebigen Antennen und Antennenzuleitungen zur Empfangsantenne berechnet zu:Pr = Pra(x,yj) + Gt + Gr - ar + 10*log(Pt/1 W) , mit Gt: Gewinn der Sendeantenne,Gr: Gewinn der Empfangsantenne,ar: Dämpfung der Zuleitung zur Empfangsantenne,Pt: Leistung am Fußpunkt der Sendeantenne.
Independent claims5