CN101170356B - 基于多载波基站的载波控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多载波基站的载波控制方法及系统。在上述方法中，使多载波基站允许并发的载频频率集满足以下条件：载频频率集中的任一载频频率元素都不包含在由载频频率集生成的三阶交调频率集中；在上述系统中包括：载频频率集生成模块，用于生成多载波基站允许并发的载频频率集；三阶交调频率集生成模块，用于根据载频频率集生成模块生成的载频频率集生成三阶交调频率集。通过本发明，可以降低或消除BTS同时发射多个载频时产生的三阶交调带来的带内干扰，从而可以减小或消除对系统容量、覆盖的影响，进而可以提高空中接口的无线资源利用率。

Description

基于多载波基站的载波控制方法及系统

技术领域

本发明涉及全球移动通信系统(Global System of Mobilecommunication，简称为GSM)，具体地，涉及一种基于多载波基站(Base Transceiver Station，简称为BTS)的载波控制方法及系统，用于消除GSM系统中多载波BTS对本系统容量及覆盖的影响。 

背景技术

在GSM系统(Global System of Mobile communication，全球移动通信系统)中，多载波基站(Base Transceiver Station，简称为BTS)可以在下行使用一个发射机和一个功率放大器，同时发送几个GSM载频，这种硬件上的共享可以在很大程度上降低BTS系统设备成本。 

但是，当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时，将互相调制，产生新频率信号输出，如果该频率正好落在其他无线通讯系统接收机工作信道带宽内，则将会构成对该接收机的干扰，称之为交调干扰。 

由于运营商在运营GSM系统时，可以使用带通滤波器将带外干扰滤掉，因此，三阶交调影响GSM系统性能的主要方式表现为带内干扰。 

发射机产生带内交调干扰的场景如附图1所示。多载波BTS分别与移动设备(Mobile Station，简称为MS)MS1、MS2经一个发射机同时通讯。BTS与MS1下行采用载频f1；BTS与MS2为多载波通讯，且使用载频包括f2，f3。当MS2远离BTS时，BTS就会满功率发射，此时f2、f3产生的三阶交调达到最大。 

当2f2-f3＝f1时，也就是多载波产生的三阶交调产物刚好与另外一个信道使用载频频率重合时，就对其造成了干扰，从而影响了系统容量及覆盖。 

因此需要一种能够降低甚至消除这种干扰，提高无线资源利用效率的技术。 

发明内容

考虑到相关技术中存在的多载波基站会产生三阶交调带内干扰的问题而提出本发明，为此，本发明旨在提供一种基于多载波基站的载波控制技术，来消除三阶交调带来的带内干扰，从而提高系统容量和覆盖。 

根据本发明的一个方面，提供了一种基于多载波基站的载波控制方法，其中，多载波基站的配置最大载频并发数大于2。 

在根据本发明的载波控制方法中，使多载波基站允许并发的载频的载频频率集满足以下条件：载频频率集中的任一载频频率元素都不包含在由载频频率集生成的三阶交调频率集中。 

其中，载频频率集的载频频率元素均在多载波基站支持的载频频率范围之内，且载频频率集的元素的数量大于等于配置最大载频并发数。 

优选地，还使载频频率集满足以下条件：载频频率集中任意两个相邻载频频率元素之间的间隔都大于一预设保护间隔。其中，预设保护间隔为G与全球移动通信系统载频宽度的乘积，其中，G为大于等于1的正整数。 

另一方面，通过如下操作来产生三阶交调频率集：遍历载频频率集中的任意两元素f_i、f_j；将三阶交调频率集设置为所有2f_i-f_j以及2f_j-f_i组成的集合，其中i不等于j。 

优选地，通过如下操作来产生载频频率集： 

步骤1，对于载频频率集，使得f₁＝多载波基站使用的最低频率；f₂＝f₁+预设保护间隔； 

步骤2，通过遍历载频频率集生成三阶交调频率集； 

步骤3，对于载频频率集，使得f_n+1＝f_n+预设保护间隔； 

步骤4，判断f_n+1是否属于三阶交调频率集，如果判断结果为是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回到步骤4，否则，进行到步骤5； 

步骤5，使得更新的载频频率集＝载频频率集+f_n+1；并通过遍历更新的载频频率集生成更新的三阶交调频率集； 

步骤6，判断更新的载频频率集与更新的三阶交调频率集的交集是否非空，如果是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回步骤4，否则，进行到步骤7； 

步骤7，使得载频频率集＝更新的载频频率集，并使得三阶交调频率集＝更新的载频频率集； 

步骤8，使得n＝n+1，在n大于等于配置最大载频并发数的情况下，输出载频频率集，否则，返回到步骤3。 

根据本发明的另一方面，提供了一种基于多载波基站的载波控制系统，其中，多载波基站的配置最大载频并发数大于2。 

根据本发明的载波控制系统包括：载频频率集生成模块，用于生成多载波基站允许并发的载频频率集；三阶交调频率集生成模块，用于根据载频频率集生成模块生成的载频频率集生成三阶交调频率集；其中，载频频率集满足以下条件：载频频率集中的任一载频频率元素都不包含在三阶交调频率集中。 

优选地，上述载波控制系统进一步包括：保护带宽系数设定模块，用于设定保护带宽系数，其中，保护带宽系数为大于等于1的正整数。并且，载频频率集中任意两个相邻载频频率元素之间的间隔都大于保护带宽系数与全球移动通信系统载频宽度的乘积。 

优选地，三阶交调频率集生成模块通过如下操作来生成三阶交调频率集：遍历载频频率集中的任意两元素f_i、f_j；将所有2f_i-f_j以及2f_j-f_i组成的集合作为三阶交调频率集。 

本发明的至少一个技术方案可以实现以下有益效果：通过根据三阶交调干扰的特点控制BTS的载频频率集，可以降低或消除BTS同时发射多个载频时产生的三阶交调带来的带内干扰，从而可以减小或消除对系统容量、覆盖的影响，进而可以提高空中接口的无线资源利用率。 

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 

图1是根据相关技术的发射机产生交调干扰的场景示意图； 

图2是根据本发明实施例的交调失真规律示意图； 

图3是根据本发明实施例的基于BTS的载波控制方法的流程图； 

图4是根据本发明实施例的基于BTS的载波控制系统的结构框图。 

具体实施方式

发明人在实现本发明的过程中发现，三阶交调失真的产生有如下规律：当多载波BTS同时发射两个载频时，假设其频率分别为f1、f2，则此时产生的三阶交调失真频率为(2f1-f2)和(2f2-f1)，如图2所示。 

因此，只要三阶交调频率不落在其他无线通讯设备使用的载频上，就不会对其造成影响。基于这种考虑，在本发明实施例提供的以下技术方案中，通过控制BTS系统的并发载频频率组合(下文中称为载频频率集)，并使得瞬时使用的载频不与三阶交调失真频率重合来消除干扰。 

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 

方法实施例 

根据本发明实施例，提供了一种基于BTS的载波控制方法。根据本发明实施例的载波控制方法优选地可以应用于无线网络频率规划初期或为BTS选择跳频频率范围的场景，也可以应用于BTS的配置并发载频数大于2的场景(N＞2)。 

在上述载波控制方法中，使BTS允许并发的载频频率集(用F表示)满足以下条件：F中的任一载频频率元素都不包含在由集合F生成的三阶交调频率集(用IMD表示)中。 

其中，集合F的元素均在BTS支持的载频频率范围(用[fa，fb]表示，可以为[935，960]或[1805，1880])之内，且集合F的元素的数量(n)大于等于配置最大载频并发数(N)，即，n＞＝N。 

除此之外，优选地，还使集合F满足以下条件：集合F中任意两个相邻载频频率元素之间的间隔都大于一预设保护间隔(用guard_band表示)。其中，预设保护间隔为G与GSM载频宽度的乘积，即，guard_band＝G×200kHz，其中，G为大于等于1的正整数。 

另一方面，在上述方法中，通过如下操作来产生集合IMD：遍历集合F中的任意两元素f_i、f_j；将集合IMD设置为所有2f_i-f_j以及2f_j-f_i组成的集合，其中，i不等于j。 

优选地，通过如下操作来产生载频频率集： 

首先，确定BTS的最大配置并发载频数(N)，并且在N＞2的情况下，应用根据本发明实施例的载波控制方法，否则，结束处理； 

确定BTS支持的载波频率范围[fa，fb]以及保护带宽系数G，并确定guard_band＝G×200；之后进行如下的后续处理。 

步骤1，对于集合F，确定BTS使用的最低频率为f1；f1属于[fa，fb]，且f2＝f1+guard_band； 

步骤2，通过遍历集合F生成集合IMD(如上所述，遍历集合F中的任意两元素f_i、f_j；将集合IMD设置为所有2f_i-f_j以及2f_j-f_i组成的集合，其中，i不等于j)； 

步骤3，对于集合F，使得f_n+1＝f_n+guard_band； 

步骤4，判断f_n+1是否属于集合IMD，如果判断结果为是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回到步骤4，否则，进行到步骤5； 

步骤5，使得集合F’(更新的载频频率集)＝F+f_n+1；即，F’为{F+{fn+1}}，并通过遍历集合F’生成集合IMD’(方法与步骤2类似)； 

步骤6，判断集合F’与集合IMD’的交集是否非空，如果是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回步骤4，否则，进行到步骤7； 

步骤7，使得F＝F’，并使得集合IMD＝集合IMD’； 

步骤8，使得n＝n+1，在n＞＝N的情况下，输出集合F，否则，返回到步骤3。 

系统实施例 

根据本发明实施例，提供了一种基于BTS的载波控制系统，其中，BTS的配置最大载频并发数大于2。根据本发明实施例的载波控制系统优选地可以应用于无线网络频率规划初期或为BTS选择跳频频率范围的场景，如上所述，也可以应用于BTS的配置并发载频数大于2的场景(N＞2)。 

如图4所示，根据本发明的载波控制系统包括载频频率集生成模块402、三阶交调频率集生成模块404，并且优选地还包括保护带宽系数设定模块406。以下将进一步描述上述各个模块。 

载频频率集生成模块402用于生成BTS允许并发的载频频率集；三阶交调频率集生成模块404与载频频率集生成模块402互连，用于根据载频频率集生成模块402生成的载频频率集生成三阶交调频率集。 

其中，上述的载频频率集满足以下条件：载频频率集中的任一载频频率元素都不包含在三阶交调频率集中。 

保护带宽系数设定模块406用于设定保护带宽系数(G)，其中，G为大于等于1的正整数。并且，载频频率集中任意两个相邻载频频率元素之间的间隔都大于G与GSM载频宽度的乘积(即，G×200kHz)。 

优选地，三阶交调频率集生成模块404通过如下操作来生成三阶交调频率集：遍历载频频率集中的任意两元素f_i、f_j；将所有2f_i -f_j以及2f_j-f_i组成的集合作为三阶交调频率集。 

如上所述，借助于本发明的上述至少一个技术方案可以实现以下有益效果：通过根据三阶交调干扰的特点控制BTS的载频频率集，可以降低或消除BTS同时发射多个载频时产生的三阶交调带来的带内干扰，从而可以减小或消除对系统容量、覆盖的影响，进而可以提高空中接口的无线资源利用率。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种基于多载波基站的载波控制方法，其中，所述多载波基站的配置最大载频并发数大于2，其特征在于：

使所述多载波基站允许并发的载频频率集满足以下条件：所述载频频率集中的任一载频频率元素都不包含在由所述载频频率集生成的三阶交调频率集中；

其中，通过如下操作来产生所述载频频率集：

步骤1，对于所述载频频率集，使得f₁＝所述多载波基站使用的最低频率；f₂＝f₁+预设保护间隔；

步骤2，通过遍历所述载频频率集生成所述三阶交调频率集；

步骤3，对于所述载频频率集，使得f_n+1＝f_n+所述预设保护间隔；

步骤4，判断所述f_n+1是否属于所述三阶交调频率集，如果判断结果为是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回到所述步骤4，否则，进行到步骤5；

所述步骤5，使得更新的载频频率集＝所述载频频率集+f_n+1；并通过遍历所述更新的载频频率集生成更新的三阶交调频率集；

步骤6，判断所述更新的载频频率集与所述更新的三阶交调频率集的交集是否非空，如果是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回步骤4，否则，进行到步骤7；

所述步骤7，使得所述载频频率集＝所述更新的载频频率集，并使得所述三阶交调频率集＝所述更新的载频频率集；

步骤8，使得n＝n+1，在n大于等于所述配置最大载频并发数的情况下，输出所述载频频率集，否则，返回到所述步骤3。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载频频率集的元素均在所述多载波基站支持的载频频率范围之内，且所述载频频率集的载频频率元素的数量大于等于所述配置最大载频并发数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

使所述载频频率集满足以下条件：所述载频频率集中任意两个相邻载频频率元素之间的间隔都大于一预设保护间隔。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设保护间隔为G与全球移动通信系统载频宽度的乘积，其中，G为大于等于1的正整数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过如下操作来产生所述三阶交调频率集：

遍历所述载频频率集中的任意两元素f_i、f_j；

将所述三阶交调频率集设置为所有2f_i-f_j以及2f_j-f_i组成的集合，其中i不等于j。

6.一种基于多载波基站的载波控制系统，其中，所述多载波基站的配置最大载频并发数大于2，其特征在于，包括：

载频频率集生成模块，用于生成所述多载波基站允许并发的载频频率集；

三阶交调频率集生成模块，用于根据所述载频频率集生成模块生成的所述载频频率集生成三阶交调频率集；

其中，所述载频频率集满足以下条件：所述载频频率集中的任一载频频率元素都不包含在所述三阶交调频率集中；

其中，所述载频频率集通过如下操作来产生：

步骤1，对于所述载频频率集，使得f₁＝所述多载波基站使用的最低频率；f₂＝f₁+预设保护间隔；

步骤2，通过遍历所述载频频率集生成所述三阶交调频率集；

步骤3，对于所述载频频率集，使得f_n+1＝f_n+所述预设保护间隔；

步骤4，判断所述f_n+1是否属于所述三阶交调频率集，如果判断结果为是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回到所述步骤4，否则，进行到步骤5；

所述步骤5，使得更新的载频频率集＝所述载频频率集+f_n+1；并通过遍历所述更新的载频频率集生成更新的三阶交调频率集；

步骤6，判断所述更新的载频频率集与所述更新的三阶交调频率集的交集是否非空，如果是，则使得f_n+1＝f_n+1+200kHz，并返回步骤4，否则，进行到步骤7；

所述步骤7，使得所述载频频率集＝所述更新的载频频率集，并使得所述三阶交调频率集＝所述更新的载频频率集；

步骤8，使得n＝n+1，在n大于等于所述配置最大载频并发数的情况下，输出所述载频频率集，否则，返回到所述步骤3。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括：

保护带宽系数设定模块，用于设定保护带宽系数，其中，所述保护带宽系数为大于等于1的正整数。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述载频频率集中任意两个相邻载频频率元素之间的间隔都大于所述保护带宽系数与全球移动通信系统载频宽度的乘积。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述三阶交调频率集生成模块通过如下操作来生成所述三阶交调频率集：

遍历所述载频频率集中的任意两元素f_i、f_j；

将所有2f_i-f_j以及2f_j-f_i组成的集合作为所述三阶交调频率集，其中i不等于j。

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