CN101420258B

CN101420258B - 一种在cdma网络中自动pn规划的方法

Info

Publication number: CN101420258B
Application number: CN2007101653912A
Authority: CN
Inventors: 吴峰; 李晟; 薛傲; 欧阳俊; 孙继勇; 张三喜
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-10-26
Also published as: CN101420258A

Abstract

本发明公开了在CDMA网络中自动PN规划的方法，包括：根据用户设置PN规划区域，设置参与该PN规划扇区及其参数、约束因素、条件设置和规划模式，及PN规划迭代次数门限值；根据上述设置对PN规划进行迭代，通过计算得到规划区域内每一个栅格到每一个参与规划扇区导频强度和路径时延；并通过计算得到所有待指配PN指配优先级，将优先级最高PN分配给优先级最高站点或扇区；计算得最大干扰功率系数，并判断完成PN指配中是否产生PN干扰，发生干扰时输出PN规划结果计算并输出PN指配质量；没有发生干扰时则根据PN规划迭代次数是否小于设定门限值，如小于则增大最小的同PN复用门限距离，否则输出PN规划结果计算并输出PN指配质量。实现在网络中合理的自动PN规划。

Description

一种在CDMA网络中自动PN规划的方法

技术领域

本发明涉及一种码分多址通讯(CDMA，Code Division Multiple Access)系统中的自动PN(Pseudorandom Noise，导频)规划的方法。

背景技术

CDMA通讯网络是一种数字扩频通讯系统。其系统的前向信道包括导频信道，同步信道，寻呼信道，业务信道等，用于从基站侧到终端侧的通信。前向信道首先由Walsh函数进行扩频，然后由PN短码进行正交调制。

CDMA系统中的PN短码由两组PN序列——I序列和Q序列正交生成。I序列和Q序列导频是由15阶移位寄存器产生的m序列，并且每个周期在导频序列的特定位置插入一个全零的序列，使其周期变为2¹⁵。不同基站使用不同相位的m序列进行调制，其相位至少相差64个chip，这样最多可有512个不同的相位(0～511)可用。

由于可用的PN数量有限，因此需要对PN的应用进行规划，以避免同相位的PN发生混淆。即使使用不同PN的基站，在移动台端看来，由于传播时延，也会使一些非相关的导频信号产生干扰。如果两个基站的导频信号之间的传输延时刚好补偿其PN差异，在跟踪导频信号时就会产生错误，如果错误发生在移动台识别系统的呼叫过程中，就会导致切换到错误的小区，严重时甚至会掉话。相邻的PN干扰是影响宏小区基站覆盖的主要因素，而相同PN干扰是影响微小区基站覆盖的主要因素。

目前，在实际的CDMA无线网络PN规划过程中，存在着手工和自动的PN规划方法。

手工的PN规划方法，通常将实际中复杂多变的网络拓扑结构简化为理想、均衡的拓扑结构(例如，典型的六边形镶嵌结构)，利用将PN分簇、分组等方法来保证同PN的复用距离。涉及这方面的专利主要有：中国专利CN1556601，名称为《一种用于CDMA蜂窝系统的PN规划方法》，该专利的主要内容是：将PN资源分为若干PN资源组，将基站分为若干复用组，然后按照一定规则进行手工分配。

美国专利US6317453，名称为《Method and apparatus for configuringPN-offsets for a non-uniform CDMA cellular network》，该专利的主要内容是：介绍了一种在相对稀疏基站群中包含相对密集基站群的情况下进行PN规划的方法。

以上两种方法自动化程度低，规划人员工作量大，且因为没有考虑真实的传播环境因素，PN规划质量难以保证。

自动的PN规划方法，通常利用计算机，通过无线仿真的方法，考虑传播环境、站点无线参数设置等因素，计算不同PN设置引起的干扰强度，从而得到较为合理的PN规划结果。涉及这方面的专利主要有：美国专利US 6618432，《Systems and methods for minimizing interference and optimizingPN planning in CDMA networks》，该专利的主要内容是：以扇区为单位逐个指配最合适的PN，是产生的干扰最小。但是这种方式也存在缺陷，例如，不支持业界常用的同一站点下扇区的PN指配规则(例如连续指配和固定间隔指配方式)，此外，对于邻PN的指配进行了过度约束，没有考虑引起PN干扰和混淆的重要因素——传播时延，还有不支持对现有网络的PN指配质量进行分析等。

综上所述，如何实现在CDMA网络中合理的自动PN规划成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种在CDMA网络中自动PN规划的方法，以解决在手工PN规划中工作量大，规划质量难以保证的问题；以及解决当前存在的自动PN规划方法中不支持同站PN指配规则，邻PN指配过度约束、没有考虑传播时延和不支持现有网络PN指配质量进行分析等的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种在CDMA网络中自动PN规划的方法，包括以下步骤：

(1)根据用户设置的PN规划区域，设置参与该PN规划的扇区及其参数，设置该PN规划的约束因素、条件设置和规划模式，以及PN规划迭代次数门限值；

(2)根据步骤(1)的设置对PN规划进行迭代，通过计算得到所述PN规划区域内的每一个栅格到每一个参与PN规划的扇区的导频强度和路径时延；并通过计算得到所有待指配PN的指配优先级，将优先级最高的PN分配给优先级最高的站点或扇区；

(3)根据上述结果计算得到最大干扰功率系数，并根据该系数判断完成的PN指配中是否产生了PN干扰，发生PN干扰时转入步骤(5)，没有发生PN干扰时转入步骤(4)；

(4)根据PN规划迭代次数是否小于设定的门限值，如小于则增大最小的同PN的复用门限距离，如大于则直接执行步骤(5)；

(5)输出PN规划结果，计算并输出PN指配质量。

本发明所述的方法，其中，所述最大干扰功率系数，为一个扇区同与其覆盖有交叠的其他扇区间，由PN干扰引起的最大干扰功率系数。

其中，所述PN干扰包括：同PN干扰、邻PN干扰。

本发明所述的方法，其中，步骤(3)中所述根据上述结果计算得到最大干扰功率系数，进一步包括如下步骤：

(a1)设置最大干扰功率系数的初始值为0；

(b1)在PN规划的扇区中取一个当前扇区的潜在干扰扇区；

(c1)取所述当前扇区和潜在干扰扇区交叠区域的一个栅格；

(d1)分别计算该栅格与所述当前扇区和潜在干扰扇区的总相位偏移；

(e1)以所述当前扇区和潜在干扰扇区中导频强度的作为参考导频，再以激活集搜索窗宽度、总相位偏移、DSV判断是否有PN干扰进入搜索窗；

(f1)如果发生PN干扰进入激活集搜索窗，则计算当前最大干扰功率系数并保存；否则，如所述当前扇区和该潜在干扰扇区还存在没有计算过最大干扰功率系数的栅格，转入步骤(c1)继续执行；否则，转入步骤(g1)；

(g1)如果所述当前扇区还存在没有计算过最大干扰功率系数的潜在干扰扇区，转入步骤(b1)继续执行；否则，输出当前扇区与所有潜在干扰扇区覆盖交叠区域的栅格中的最大干扰功率系数。

其中，所述潜在干扰扇区，为覆盖有交叠且PN相同的扇区或PN相邻的扇区；

所述总相位偏移，为由路径时延引起的相位偏移与PN相位偏移之和。

步骤(d1)中所述计算当前最大干扰功率系数，为根据所述当前扇区和潜在干扰扇区中导频强度最强的一个作为Server扇区，令C等于Server扇区的导频强度减去另一扇区的导频强度，如果C小于干扰门限T，并且Server扇区的导频强度大于等于Server扇区门限T，并且另一扇区的导频强度大于等于干扰扇区门限T，则干扰功率系数等于干扰门限T减去C；否则，干扰功率系数等于0；其中，所有变量的单位为dB。

本发明所述的方法，其中，步骤(5)中所述计算并输出PN指配质量，进一步包括如下步骤：

(a2)根据用户设置的PN规划区域内取一个栅格；

(b2)取所述栅格上导频强度最强的扇区作为该栅格的最佳覆盖扇区，如果存在最佳覆盖扇区，则继续执行步骤(c2)；否则执行步骤(f2)；

(c2)当前作为最佳覆盖扇区的总所属栅格数加1，同时计算并保存当前栅格的最大干扰功率系数；

(d2)如果该栅格的最大干扰功率系数大于0，则转入步骤(e2)；否则，转入步骤(f2)；

(e2)当前作为最佳覆盖扇区的存在干扰的栅格数加1；

(f2)如果所述用户设置的PN规划区域内还存在未计算PN指配质量的栅格，转入步骤(a2)；否则输出PN指配质量。

其中，所述PN指配质量，为对于每个扇区计算归属于该扇区没有发生PN干扰的栅格占归属于该扇区的总栅格的百分比，以及规划区域内发生干扰的栅格的位置和其最大干扰功率系数。

本发明所述的方法，其中，步骤(1)中所述规划模式，包括站点模式和扇区模式，其中，所述扇区模式以扇区为单位进行PN指配；所述站点模式以站点为单位进行PN指配，在所述站点模式下，用户可设定同一站点下的扇区间的PN指配。

本发明所述的方法，其中，所述PN还可为PN组。

采用本发明所述方法产生的有益效果：

1、可以自动化的完成空白、增容网络的PN规划。

2、可以自动化的完成对一种PN规划方案的质量分析。

3、即可以以扇区为单位指配PN，以得到最佳PN指配质量；又可以以站点为指配单位，从而支持业界常用的同站扇区间的PN指配规则。有很强的适应性。

4、在PN干扰计算中，即考虑了同PN引起的干扰，也考虑了邻PN引起的干扰，提高了PN干扰计算的可信度。

5、采用迭代的方法使得同PN的复用距离尽可能增大，提高了PN规划质量。

附图说明

图1是本发明实施例中所述的一种在CDMA网络中自动PN规划的方法流程图；

图2是图1中本发明实施例中所述步骤107的具体实施流程图；

图3是图1中本发明实施例中所述步骤111的具体实施流程图。

具体实施方式

本发明在这里提供了一种在CDMA网络中自动PN规划的方法，以解决在手工PN规划中工作量大，规划质量难以保证的问题；以及解决当前存在的自动PN规划方法中不支持同站PN指配规则，邻PN指配过度约束、没有考虑传播时延和不支持现有网络PN指配质量进行分析等的问题。以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

为了解决上述问题，本发明实施例提出一种自动PN规划的方法，包括以下步骤：

如图1所示，描述了自动PN规划的主流程。

在步骤101中，由用户设置PN规划的区域，设置参与PN规划、分析的扇区，以及这些扇区的参数设置。

在步骤102中，由用户设置在PN规划中需要考虑的约束因素和条件设置以及规划模式、PN规划迭代次数门限值等。

本发明所述的方法，其中，所述的规划模式包括站点模式和扇区模式，其中，所述扇区模式以扇区为单位进行PN指配，所述站点模式以站点为单位进行PN指配，在所述站点模式下，用户可以设定同一站点下的扇区间的PN指配规则。

在步骤103中，计算PN规划区域内每一个栅格到每一个参与PN规划、分析的扇区的导频强度(Ec)和路径时延。

在步骤104中，根据用户设置决定进行PN规划，如果是进行PN分析，则转入步骤111。

在步骤105中，基于上述约束因素和条件设置开始一次PN规划迭代。

在步骤106中，基于上述约束因素和条件设置确定当前所有待指配PN的扇区或站点的优先级，随后计算所有允许指配的PN(或PN组)的优先级，并将优先级最高的PN(或PN组)分配给优先级最高的扇区或站点。如此，循环往复，直到所有扇区或站点都完成分配。

在步骤107中，根据最大干扰功率系数(CMIP)，(如图2所示)判断是否当前的PN分配结果是否发生同PN或邻PN干扰，发生干扰的情况下转入步骤110，没有发生干扰的情况下转入步骤108。

在步骤108中，根据迭代次数是否小于设定的门限值，决定是否允许增大同PN的复用门限(Re-Use)距离。

在步骤109中，增大允许的同PN的复用门限(Re-Use)距离。

在步骤110中，输出PN规划的最佳结果。

在步骤111中，计算并输出PN指配质量(如图3所示)。

如图2所示，描述了一个扇区同与其覆盖有交叠的其他扇区间，由同PN或邻PN引起的最大干扰功率系数(CMIP)的计算步骤。

在步骤201中，设置CMIP的初始值为0。

在步骤202中，取一个当前扇区的潜在干扰扇区。

本发明所述的方法，其中，步骤202所述潜在干扰扇区，是指覆盖有交叠且PN相同的扇区或PN相邻的扇区。

在步骤203中，取当前扇区和一个潜在干扰扇区交叠区域的一个栅格。

在步骤204中，分别计算该栅格与当前扇区和一个潜在干扰扇区的总相位偏移。

本发明所述的方法，其中，步骤204所述总相位偏移，是指由路径时延引起的相位偏移与PN相位偏移之和。

在步骤205中，以当前扇区和潜在干扰扇区中Ec强的作为参考导频，再以激活集搜索窗宽度、总相位偏移、DSV(Delay Spread Value)判断是否有干扰进入搜索窗。

在步骤206中，如果发生干扰进入激活集搜索窗，转入步骤207；否则，转入步骤208。

在步骤207中，计算当前干扰功率系数并保存CMIP。

本发明所述的方法，其中，步骤207所述的干扰功率系数的计算方法为：两个扇区中Ec强的一个作为Server，令C＝Ec Server-Ec_Interf，如果C＜T干扰门限，并且Ec_Server＞＝T_Server门限，并且Ec_Interf＞＝T_Interf门限，则认为存在干扰，干扰功率系数＝T干扰门限-C。否则，干扰功率系数＝0。本段描述中，所有变量的单位为dB。

本发明所述的方法，其中，步骤207所述CMIP，是指一个扇区同与其覆盖有交叠的其他扇区间，由同PN或邻PN引起的最大干扰功率系数。

在步骤208中，如果当前扇区和一个潜在干扰扇区还存在没有计算过干扰功率系数的栅格，转入步骤203；否则，转入步骤209。

在步骤209中，如果当前扇区还存在没有计算过干扰功率系数的潜在干扰扇区，转入步骤202；否则，转入步骤210。

在步骤210中，输出当前扇区与所有潜在干扰扇区覆盖交叠区域的栅格中的CMIP。

如图3所示，描述了计算并输出PN指配质量的步骤：

在步骤301中，在整个规划区内取一个栅格。

在步骤302中，取该栅格上Ec最强的扇区作为该栅格的最佳覆盖扇区(下文简称为Best Server)。

在步骤303中，如果该栅格的Best Server存在，转入步骤304；否则，转入步骤308。

在步骤304中，当前作为Best Server的扇区的总所属栅格数+1。

在步骤305中，计算并保存当前栅格的CMIP。

在步骤306中，如果该栅格的CMIP＞0，转入步骤307；否则，转入步骤308。

在步骤307中，当前作为Best Server扇区的存在干扰的栅格数+1。

在步骤308中，如果整个规划区内还存在未计算PN指配质量的栅格，转入步骤301；否则，转入步骤309。

在步骤309中，输出PN指配质量。

本发明所述的方法，其中，步骤309所述PN指配质量，是指对于每个扇区计算归属于该扇区没有发生PN干扰的栅格占归属于该扇区的总栅格的百分比，以及规划区域内发生干扰的栅格的位置和其CMIP。

下面结合上述附图，对本发明实施例再作详细的说明。以一个新建的100个站点(300个扇区)的CDMA网络PN规划为例，介绍本发明的实现过程。

第一步：设定本次PN规划的地理区域，因为区域选择影响PN规划结果，应该尽可能的包含这100个站点的有效覆盖区域；设定参与本次PN规划的站点及其下属扇区，以及这些站点、扇区的导频发射功率、邻区设置、激活集搜索窗宽度、DSV等属性。

第二步：设置在PN规划中需要考虑的约束因素和条件设置。这些条件和约束可包括：Pilot_Inc，规划模式，允许进行指配的PN(或PN组)，邻区间和邻区的邻区间同PN的复用限制，最小允许的同PN复用距离门限，最小允许的同PN复用距离增长迭代门限等。例如Pilot_Inc＝3，规划模式为站点模式，邻区间和邻区的邻区间同PN的复用限制为禁止复用，最小允许的同PN复用距离门限为10Km，允许进行指配的PN组为下表所示的51组。

PN组序列号	PN1	PN2	PN3
				1	3	171	339
2	6	174	342
				3	9	177	345
4	12	180	348
				……	……	……	……
48	144	312	480
				49	147	315	483
50	150	318	486
				51	153	321	489

第三步：计算并保存区域内每一个栅格到每一个扇区的导频强度(Ec)和路径时延。

第四步：计算所有待指配PN的站点的指配优先级，和所有允许进行指配的PN组的优先级，将优先级最高的PN组分配给优先级最高的站点。

所述的扇区或站点的优先级，对于某个扇区是指与该扇区发生覆盖交叠的扇区数量，数量越大，则该扇区优先级越高，交叠扇区数量相同时，与交叠扇区的距离之和越小的扇区优先级越高。当处于站点模式时，站点的优先级是站点下各扇区优先级之和。

所述的PN(或PN组)优先级，由高到低依次分类为：

1)没有发生邻区的PN复用，且没有发生最小设定复用距离内的复用，且没有发生覆盖有交叠扇区间复用，且没有发生相邻PN干扰。同属本优先级分类内的PN(或PN组)，已经使用的次数越少，优先级越高。

2)发生最小设定复用距离内的复用，或者发生覆盖有交叠扇区间复用，或者发生相邻PN干扰。同属本优先级分类内的PN(或PN组)，发生PN干扰的最大干扰功率系数(下文简称CMIP，其计算方法如图3所示)越小，优先级越高。

3)发生与邻区间的同PN复用，或者发生与邻区的邻区间的同PN复用。

完成一个站点的PN指配后，更改站点指配状态为已指配。再次计算所有待指配PN的站点的指配优先级，和所有允许进行指配的PN组的优先级，将优先级最高的PN组分配给优先级最高的站点，如次，循环往复，直到所有站点完成PN指配。

第五步：判断第四步完成的PN指配方案中是否产生了PN干扰，即是否有足够强度的干扰信号进入搜索窗

所述的干扰进入搜索窗的判断方法是：设将A扇区作为参考导频，判断B扇区是否对其产生PN干扰(包括同PN干扰和邻PN干扰)。设该栅格相对扇区A的路径时延为D_Path，扇区A的PN为Offset_A，则该栅格相对于扇区A的总相位偏移为TD_A＝D_Path+Offset_A*64，同理，可得到栅格相对于扇区B的总相位偏移为TD_B，同时令扇区A的激活集搜索窗宽度为S，令DSV为D，分别计算扇区A的激活集搜索窗范围P_A＝TD_A±S/2，以及扇区B信号到达的范围P_B＝TD_B±D/2，如果P_A和P_B的范围发生重叠，则认为有干扰进入搜索窗。本段描述中，所有变量的单位为CDMA系统中的码片(chip)。

如没有产生干扰，则增大最小允许的同PN复用距离门限，再次执行第四步；如果已经产生干扰或者已经达到迭代次数门限，则记录PN规划的最佳结果。

所述PN规划的最佳结果，是指在没有迭代或第一次迭代就发生干扰的情况下的PN规划结果；在多次迭代的情况下，同PN复用距离最大且没有发生干扰的PN规划结果。

第六步：遍历规划区域内所有栅格，按照Ec强度的原则，将各个栅格互斥的归属于对于该栅格Ec最强的扇区(Best Server)。计算各个扇区在作为Best Server的栅格中发生PN干扰的栅格比例，将这一比例作为该扇区指配质量，扇区指配质量＝(1-本扇区发生干扰的bin/本扇区总的bin)*100％。此外，还需计算规划区域内发生干扰的栅格的位置和其CMIP。

第七步：输出所有扇区的PN规划结果，以及对现有PN规划方案的质量分析(包括各扇区指配质量和规划区域内发生干扰的栅格的位置和其CMIP)。

本发明所述方法的有益效果在于：

1、可以自动化的完成空白、增容网络的PN规划。

2、可以自动化的完成对一种PN规划方案的质量分析。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种在CDMA网络中自动PN规划的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(5)输出PN规划结果，计算并输出PN指配质量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大干扰功率系数，为一个扇区同与其覆盖有交叠的其他扇区间，由PN干扰引起的最大干扰功率系数。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述PN干扰包括：同PN干扰、邻PN干扰。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述根据上述结果计算得到最大干扰功率系数，进一步包括如下步骤：

(a1)设置最大干扰功率系数的初始值为0；

(b1)在PN规划的扇区中取一个当前扇区的潜在干扰扇区；

(c1)取所述当前扇区和潜在干扰扇区交叠区域的一个栅格；

(e1)以所述当前扇区和潜在干扰扇区中导频强度强的作为参考导频，再以激活集搜索窗宽度、总相位偏移、DSV判断是否有PN干扰进入搜索窗；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述潜在干扰扇区，为覆盖有交叠且PN相同的扇区或PN相邻的扇区；

步骤(f1)中所述计算当前最大干扰功率系数，为根据所述当前扇区和潜在干扰扇区中导频强度最强的一个作为Server扇区，令C等于Server扇区的导频强度减去另一扇区的导频强度，如果C小于干扰门限T，并且Server扇区的导频强度大于等于Server扇区门限T，并且另一扇区的导频强度大于等于干扰扇区门限T，则干扰功率系数等于干扰门限T减去C；否则，干扰功率系数等于0；其中，所有变量的单位为dB。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述计算并输出PN指配质量，进一步包括如下步骤：

(a2)根据用户设置的PN规划区域内取一个栅格；

(e2)当前作为最佳覆盖扇区的存在干扰的栅格数加1；

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述PN指配质量，为对于每个扇区计算归属于该扇区没有发生PN干扰的栅格占归属于该扇区的总栅格的百分比，以及规划区域内发生干扰的栅格的位置和其最大干扰功率系数。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述规划模式，包括站点模式和扇区模式，其中，所述扇区模式以扇区为单位进行PN指配；所述站点模式以站点为单位进行PN指配，在所述站点模式下，用户可设定同一站点下的扇区间的PN指配。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PN还可为PN组。