发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种支持MUROS的跳频方法,能实现对MUROS的干扰分集作用,使支持MUROS的GSM网络,既能提高频谱的利用效率和整个系统的系统容量,又能降低同一时隙用户之间的干扰强度。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种支持多用户复用单时隙的跳频方法,该方法包括:
规划多用户复用单时隙MUROS干扰用户的跳频指针偏移MAIO,来实现干扰分集;所述规划MUROS干扰用户的MAIO来实现干扰分集包括:静态跳选MAIO值的方式和动态跳选MAIO值的方式;或者,
规划MUROS干扰用户的归属时隙,来实现干扰分集;所述规划MUROS干扰用户的归属时隙来实现干扰分集包括:顺序时隙的跳选方式和随机时隙的跳选方式;或者,
将所述MUROS干扰用户的MAIO,以及所述MUROS干扰用户的归属时隙结合起来规划,来实现干扰分集。
其中,所述规划MUROS干扰用户的MAIO、或者所述规划MUROS干扰用户的归属时隙、或者所述将MUROS干扰用户的MAIO以及归属时隙结合起来规划,来实现干扰分集后还包括:
A1、在资源占用表中搜索空闲MUROS资源,并相应于所述空闲MUROS资源,查询MUROS干扰用户将要接入的子信道和时隙;
A2、相应于所述查询到的查询结果,获取MAIO跳选参数和时隙跳选参数,并在相应的信道和相应的时隙接入当前MUROS干扰用户。
其中,所述步骤A3后还包括:
B1、通过信令传递跳频参数给所述当前MUROS干扰用户;
B2、当前MUROS干扰用户收到所述跳频参数后,根据所述跳频参数在不同时隙和频点间跳选,实现干扰分集和差异性分集。
其中,所述规划MUROS干扰用户的MAIO来实现干扰分集包括:静态跳选MAIO值的方式和动态跳选MAIO值的方式;
所述将MUROS干扰用户的MAIO以及归属时隙结合起来规划来实现干扰分集具体为:
将所述静态跳选MAIO值的方式和所述动态跳选MAIO值的方式中的任一种,与所述顺序时隙的跳选方式和所述随机时隙的跳选方式中的任一种进行组合。
其中,所述静态跳选MAIO值的方式具体为:根据预先设置的固定长度的MAIO跳选序列实现对MAIO值的跳选;
所述动态跳选MAIO值的方式具体为:根据MAIO跳选序列号和MAIO偏移值在可跳选MAIO集合上动态跳选MAIO值。
其中,所述顺序时隙的跳选方式具体为:根据设置的顺序时隙跳选图,来规划MUROS干扰用户的归属时隙;
所述随机时隙的跳选方式具体为:根据时隙跳选序列号在可跳选时隙集合上跳选,来规划MUROS干扰用户的归属时隙。
本发明实现对MUROS的干扰分集作用包括三方面内容:第一方面,通过规划MUROS干扰用户的MAIO来实现干扰分集作用;第二方面,通过规划MUROS干扰用户的归属时隙来实现干扰分集作用;第三方面,将对MUROS干扰用户的MAIO的规划和对MUROS干扰用户归属时隙的规划结合起来,来实现干扰分集作用。
采用本发明,通过以上三个方面的内容,能实现对MUROS的干扰分集作用,使支持MUROS的传统网络比如GSM网络,既能提高频谱的利用效率和整个系统的系统容量,又能降低同一时隙用户之间的干扰强度。其中,采用第三方面的内容,即:通过规划MUROS干扰用户的MAIO和MUROS干扰用户的归属时隙,来干扰分集作用,能实现MUROS环境下小区内最大限度的MUROS干扰分集,能大大提高GSM系统的抗MUROS干扰能力。
具体实施方式
本发明的基本思想是:通过规划MUROS干扰用户的MAIO;或者规划MUROS干扰用户的归属时隙;或者,规划MUROS干扰用户的归属时隙和MUROS干扰用户的MAIO,能实现对MUROS的干扰分集作用,使支持MUROS的GSM网络,既能提高频谱的利用效率和整个系统的系统容量,又能降低同一时隙用户之间的干扰强度。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
以下将现有技术和本发明进行对比阐述,以更好地体现本发明相对于现有技术的优点。
就现有技术而言,在现有的跳频技术中,每一个小区对应一组有限的跳频的频点集合,记作:MA={f1,f2,f3,...};每一个小区还对应着一个正整数跳频序列号(HSN),通过HSN可以得到MA上跳频的跳频指针序列,记作:MAI={i1,i2,i3,...};该小区还为每条信道分配一个跳频指针偏移,记作:MAIO={o1,o2,o3,...}。其中,这里的信道通常都是指除了广播控制信道之外的信道。那么有了MA、HSN和MAIO这三个参数,就能使每条信道在某一时刻被跳到一个特定的频点上。采用以下的公式(1)表示第m条信道在第n时刻的频点,通过公式(1)可以计算出小区中所有信道对应的频点序列。
Fmn=MA[(in+om)mod L] (1)
公式(1)中,Fmn表示第m条信道在第n时刻的频点;in表示第n时刻MA上的跳频指针;om表示第n时刻的跳频指针偏移;mod表示取模运算,L为有限集合MA的长度。
以下举一个具体的例子对上述现有的跳频技术进行阐述。
例子一为:为MUROS干扰用户分配固定的MAIO值。本例子中,设置小区拥有4个可跳频的频点,即MA={1,4,7,10};在本例子中为了简化,只考虑8帧的跳频指针序列,即MAI={1,3,2,0,2,0,1,3};该小区拥有3条信道,假设3条信道中,每一条信道的第一子信道的MAIO为:{0,1,2}。当前已经有3个用户M1,M2,M3,并为M1,M2,M3同时分配了该小区3条信道中每一条信道的第一子信道。为了提高频谱利用效率和系统容量,之后,再接入两个MUROS干扰用户M4和M5。分别为M4和M5分配2个第二子信道,因为某一时刻只有3个激活频点,所以M4和M5的MAIO取值应从第一子信道的MAIO集合中取出两个。如果我们设置这5个用户的MAIO为{0,1,2,1,2},并且这种MAIO的分配是固定不变的,则M1~M5所对应的频点序列如表1所示,表1中的频点序列可以通过上述公式(1)计算得到;M1~M5所对应的跳频效果如图1所示。这里,表1为一个支持MUROS技术的频点序列表;图1为现有技术中支持MUROS技术的跳频示意图。其中,M1,M2,M3是传统网络中的传统用户,当传统网络为GSM网络时,传统用户即为GSM用户,为了提高频谱利用效率和系统容量,在GSM网络中应用MUROS技术,增加的非传统用户M4和M5即为MUROS干扰用户。
表1
图1中,M1所占用的资源用横竖相交的线来填充表示,即
M2所占用的资源用横线来填充表示,即
M3所占用的资源用竖线来填充表示,即
M4所占用的资源用稀疏的点来填充表示,即
M5所占用的资源用密集的点来填充表示,即
未被占用资源不填充表示,即
那么,从图1可以直观看出,采用现有的跳频技术虽然能实现跳频的频率分集的作用,但是,由于M2与M4、M3与M5使用相同的MAIO,因此,如表1所示M2与M4、M3与M5频点序列总是相同的。图1中,原本归属M2,M3独占的一个信道资源被M4和M5分摊占用,而M1始终独占一个信道资源,并未被M4和M5分摊占用,可见,传统的GSM用户并未被MUROS干扰用户全部均摊占用,导致传统的GSM用户中,各个用户之间的信号差异大。也就是说,被MUROS干扰用户占用资源的GSM用户,信号相对差;而没被MUROS干扰用户占用资源的GSM用户,信号相对很好。综上所述,采用现有的跳频技术,不能实现跳频干扰分集的作用。
现有技术存在的缺点是:虽然采用现有技术能简单的实现跳频技术,对移动站也没有额外的要求。不需要增加新的信令也能够起到频率分集的效果。但是,采用现有技术不能起到对MUROS干扰用户的干扰分集作用。
本发明应运而生,解决了现有技术存在的缺点,通过规划MUROS干扰用户的MAIO;或者,规划MUROS干扰用户的归属时隙;或者,规划MUROS干扰用户的归属时隙和MUROS干扰用户的MAIO,能实现对MUROS的干扰分集作用。
以下举一个具体的例子对本发明采用的跳频技术进行阐述,并对照上述现有跳频技术,阐述采取本发明的好处。
例子二为:对MUROS干扰用户并不分配固定的MAIO值,而通过MAIO跳选序列号在可跳选MAIO集合上动态跳选MAIO值,并且本例子是对MUROS干扰用户的MAIO进行规划。本例子区别于上述例子一,无需像例子一揭示的现有技术那样,对MUROS干扰用户分配固定的MAIO值,而是对MUROS干扰用户并不分配固定的MAIO值,并通过MAIO跳选序列号,在可跳选MAIO集合上跳选。
本例子仍沿用上述例子一中的跳频参数,在本例子中,为MUROS干扰用户即M4,M5分配MAIO值时,并不分配固定的MAIO值。而是在可跳选MAIO集合即{0,1,2}上进行跳选。之后,设置M4、M5在8帧内的MAIO跳选序列表,如表2所示,则按照表2所示的跳选序列,这5个用户M1~M5对应的频点序列表如表3所示,表3中的频点序列可以通过上述公式(1)计算得到;M1~M5所对应的跳频效果如图2所示。这里,表2为MUROS干扰用户的一个MAIO跳选序列表,表中的FN指帧号;表3为另一个支持MUROS技术的频点序列表,频点序列可以随便排;图2为本发明支持MUROS技术的跳频示意图。其中,M1,M2,M3是传统网络中的传统用户,当传统网络为GSM网络时,传统用户即为GSM用户,为了提高频谱利用效率和系统容量,在GSM网络中应用MUROS技术,增加的非传统用户M4和M5即为MUROS干扰用户。
表2
表3
图2中,M1所占用的资源用横竖相交的线来填充表示,即
M2所占用的资源用横线来填充表示,即
M3所占用的资源用竖线来填充表示,即
M4所占用的资源用稀疏的点来填充表示,即
M5所占用的资源用密集的点来填充表示,即
未被占用资源不填充表示,即
那么,从图2可以直观看出,原本归属M1,M2,M3独占的一个信道资源被M4和M5分摊占用。可见,本例子是对上述现有跳频技术例子的改进,通过不分配固定MAIO值,而采用通过MAIO跳选序列号在可跳选MAIO集合上跳选,使传统的GSM用户被MUROS干扰用户全部均摊占用,导致传统的GSM用户中,各个用户之间的信号差异不大。这样,各个用户之间的信号差异就均匀了。
综上所述,采用本发明这个对MUROS干扰用户的MAIO进行规划的例子,由于将MUROS干扰用户即M4和M5的干扰分摊到了其他3个传统的GSM用户上,实现了干扰分集作用。进一步地,本发明通过规划MUROS干扰用户的归属时隙和MUROS干扰用户的MAIO,实现了MUROS环境下,小区内最大限度的MUROS干扰分集和差异性分集。这里,所谓差异性分集指:每个用户都有差异性,如果采用越随机的跳频,其产生的网络性能增益越大。
以下对本发明所采用的支持MUROS的跳频方法进行具体阐述。
一种支持多用户复用单时隙的跳频方法,该方法包括三方面内容,可以通过以下三种解决方案实现干扰分集作用。
第一种解决方案是:规划MUROS干扰用户的MAIO,来实现干扰分集。第二种解决方案是:规划MUROS干扰用户的归属时隙,来实现干扰分集。第三种解决方案是:将MUROS干扰用户的MAIO,以及MUROS干扰用户的归属时隙结合起来规划,来实现干扰分集。
针对第一种解决方案而言,其包括两种实现方式。一种实现方式是:可以根据预先设置的固定长度的MAIO跳选序列实现对MAIO值的跳选,也可以称为静态跳选MAIO值的方式。另一种实现方式是:可以根据MAIO跳选序列号在可跳选MAIO集合上动态跳选MAIO值,也可以称为动态跳选MAIO值的方式。
例子三为:MUROS干扰用户很多的情况下,采用动态跳选MAIO值的方式,规划MUROS干扰用户的MAIO得到的结果。本例子中,当有30个用户接入上述例子一中的小区,应用上述例子二中的MAIO跳选方法即动态跳选MAIO值的方式,那么这30个用户M1~M30对应的频点序列如表4所示,同样的,表4中的频点序列可以通过上述公式(1)计算得到;M1~M30所对应的跳频效果如图3所示。这里,表4为又一个支持MUROS技术的频点序列表;图3为本发明另一个支持MUROS技术的跳频示意图。其中,M1~M24是传统网络中的传统用户,当传统网络为GSM网络时,传统用户即为GSM用户,为了提高频谱利用效率和系统容量,在GSM网络中应用MUROS技术,增加的非传统用户M25~M30即为MUROS干扰用户。
表4
图3中,M1、M4、...、M22所占用的资源用稀疏的点来填充表示,即
M2、M5、...、M23所占用的资源用较密集的点来填充表示,即
M3、M6、...、M24所占用的资源用最密集的点来填充表示,即
M25、M27、M29所占用的资源用右斜线来填充表示,即
M26、M28、M30所占用的资源用左斜线来填充表示,即
未被占用资源不填充表示,即
那么,从图3可以直观看出,由于6个MUROS干扰用户M25~M30只在前三个时隙的9个用户上进行干扰分集,其他5个时隙的15个用户没有分集MUROS干扰用户,如果能将这6个MUROS干扰用户分集到小区内8个时隙的所有第1子信道上就好了,同时也能够起到很好的差异性分集作用。因此,分析本例子采用动态跳选MAIO值的方式规划所得到的结果可知,尽管采用动态跳选MAIO值的方式规划MUROS干扰用户的MAIO可以对现有技术进行改进,能够对MUROS干扰用户起到干扰分集作用,但是,由于MUROS干扰用户对被干扰用户即传统用户的干扰是很大的,很大程度上是占统治地位的,因此,只通过在同一时隙的MUROS干扰用户分集,对小区整体性能提升不是很大。特别是像本例子这种情况存在很多MUROS干扰用户时,采用动态跳选MAIO值的方式规划实现的干扰分集作用就更不明显了。此时,在这种MUROS干扰用户很多的情况下,要想达到更好的干扰分集作用,可以采用第三种解决方案。
针对第二种解决方案而言,其包括两种实现方式。一种实现方式是:采用顺序时隙的跳选方式,比如根据设置的顺序时隙跳选图来规划MUROS干扰用户的归属时隙。另一种实现方式是:可以采用随机时隙的跳选方式,比如根据时隙跳选序列号在可跳选时隙集合上跳选,来规划MUROS干扰用户的归属时隙。
为了实现MUROS干扰用户在时隙间的分集,要设置MUROS干扰用户的时隙跳选图。如图4所示,图4为本发明规划MUROS干扰用户归属时隙时采用顺序时隙跳选方式的顺序时隙跳选图;图5为本发明规划MUROS干扰用户归属时隙时采用随机时隙跳选方式的随机时隙跳选图。其中,图4和图5中,跳选的当前时隙用密集的点来填充表示,即
例子四为:采用图4所示的顺序时隙跳选图来规划MUROS干扰用户的归属时隙。因为顺序时隙跳选方式既简单又可以使得帧延迟最小。具体来说,采用顺序时隙跳选方式,MUROS干扰用户两帧之间的最大间隔为:(120/26+15/26)=5.19ms,而采用随机时隙的跳选方式,MUROS干扰用户两帧之间的最大间隔为:(2×120/26-15/26)=8.65ms。这里,GSM帧结构中,每个帧长度为120/26ms,每个帧含8个时隙,每个时隙为15/26ms。
针对第三种解决方案而言,将第一种解决方案中的两种实现方式任取一个,与第二种解决方案中两种实现方式的任一种进行组合;或者,将第二种解决方案中的两种实现方式任取一个,与第一种解决方案中两种实现方式的任一种进行组合。组合方式越随机,最终实现的干扰分集效果就越好。
例子五:如果按照上述例子四规划MUROS干扰用户的归属时隙,结合动态跳选MAIO值的方式规划MUROS干扰用户的MAIO,则按照规划后的MUROS用户的时隙跳选序列,和规划后的MAIO跳选序列,上述例子三中的30个用户所对应的跳频效果如图6所示。图6为本发明又一个支持MUROS技术的跳频效果示意图。其中,M1~M24是传统网络中的传统用户,当传统网络为GSM网络时,传统用户即为GSM用户,为了提高频谱利用效率和系统容量,在GSM网络中应用MUROS技术,增加的非传统用户M25~M30即为MUROS干扰用户。图6中,M1、M4、...、M8所占用的资源用稀疏的点来填充表示,即
M9、M10、...、M16所占用的资源用较密集的点来填充表示,即
M17、M18、...、M24所占用的资源用最密集的点来填充表示,即
M25、M26、M27所占用的资源用右斜线来填充表示,即
M28、M29、M30所占用的资源用左斜线来填充表示,即
未被占用资源不填充表示,即
那么,从图6可以直观看出,6个MUROS干扰用户M25~M30的干扰用户被分集到整个8个时隙上了。
本发明通过第三种解决方案,将MUROS干扰用户的归属时隙和MUROS干扰用户的MAIO结合起来规划,特别是:同时采用随机时隙跳选的方式规划MUROS干扰用户的归属时隙,以及采用动态跳选MAIO值的方式规划MUROS干扰用户的MAIO,能达到较好的效果。这样,采用本发明能使MUROS干扰用户在本小区所有时隙的所有载频上进行跳频。
如图7所示,一种支持MUROS的跳频方法,该方法包括以下步骤:
步骤101、规划MUROS干扰用户的MAIO、或者规划MUROS干扰用户的归属时隙、或者同时规划MUROS干扰用户的MAIO和MUROS干扰用户的归属时隙,来实现干扰分集。
步骤102、在MUROS资源占用表中搜索空闲MUROS资源。
步骤103、搜索到空闲MUROS资源,查询MUROS干扰用户将要接入的子信道和时隙。
步骤104、相应于上述查询到的查询结果,获取不同的MAIO跳选参数和时隙跳选参数,并在相应的信道和相应的时隙接入当前MUROS干扰用户。
这里,相应于获取不同的MAIO跳选参数和时隙跳选参数,以不同方式进行获取,即为:获取规划后的MUROS干扰用户的MAIO跳选参数、或者规划后的MUROS干扰用户的时隙跳选参数、或者同时获取规划后的MUROS干扰用户的MAIO跳选参数和MUROS干扰用户的时隙跳选参数。
步骤105、当MUROS资源占用表中的MUROS资源状态发生变化时,修改该资源占用表中的MUROS资源状态。
这里,MUROS资源状态包括:MUROS资源占用状态和MUROS资源释放后的空闲状态。其中,MUROS资源占用状态以1表示,MUROS资源释放后的空闲状态以0表示。
步骤106、通过信令传递跳频参数给当前接入的MUROS干扰用户。
这里,跳频参数包括:MA,HSN,MAIO,MAMAIO,HSNMAIO,MAIOMAIO等。其中,MAMAIO指可跳选MAIO集合;HSNMAIO指MAIO的跳选序列号;MAIOMAIO指MAIO的跳选指针偏移。
步骤107、当前接入的MUROS干扰用户收到该跳频参数后,根据该跳频参数在不同的时隙和频点间跳选,实现干扰分集和差异性分集。
以下结合实际应用,举一实施例对本发明的方法进行阐述。
方法实施例为:在支持MUROS技术的GSM网络中,同时采用顺序时隙跳选的方式规划MUROS干扰用户的归属时隙,以及采用动态跳选MAIO值的方式规划MUROS干扰用户的MAIO,来实现对MUROS的干扰分集作用。
步骤210、初始分配小区MUROS资源占用表,设置一共3条信道,每个信道包含两个子信道资源,所以该小区共有8个时隙,48个资源。
步骤220、初始规划小区中3条信道的所有第一子信道的跳频参数表,如表5所示。表5中的跳频参数包括:可跳频频点集合,以MA表示,跳频序列号,以HSN表示,以及跳频指针偏移,以MAIO表示。设置HSN=22对应的MAI在前8个帧值为{1,3,2,0,2,0,1,3}。
表5
步骤230、初始规划小区中3条信道的所有第二子信道的跳频参数表,如表6所示。表6中的跳频参数包括:可跳频频点集合,以MA表示,跳频序列号,以HSN表示,所有第二子信道的可跳选MAIO集合,以MAMAIO表示,MAIO的跳选序列号,以HSNMAIO表示,以及MAIO的跳选指针偏移,以MAIOMAIO表示。
这里,如果是静态跳选MAIO值的方式,MAMAIO与HSNMAIO两个参数可以替换成一个静态的MAIO跳选指针序列,用MAIMAIO表示。假设设置HSNMAIO对应的MAIMAIO在前8个帧的值为{1,2,0,1,2,0,2,1}或采用静态跳选MAIO值的方式设置长度为8帧的MAIMAIO静态序列,其值为{1,2,0,1,2,0,2,1}。具体参数如表6。
表6
步骤240、初始化规划第二子信道的时隙跳选参数。这里,本实施例采用顺序时隙的跳选方式,如表7所示,表7为根据接入时隙号的前8帧时隙序列表。
表7
步骤250、接入第一子信道用户。
这里,查询第一子信道空闲资源,如果有空闲资源,就将用户接入到该信道和时隙。当某个第一子信道用户被接入后,其对应的跳频参数根据其接入的信道号就得到了,此跳频参数指的是表5中列出的参数。假设M1~M8接入0信道的8个时隙,M9~M16接入1信道的8个时隙,M17~M24接入2信道的8个时隙。
步骤260、接入MUROS干扰用户。
这里,查询第二子信道空闲资源,如果有空闲资源,就将用户接入到该信道和时隙。当某个MUROS干扰用户被接入后,其对应的跳频参数根据其接入的信道号和时隙就得到了,此跳频参数指的是表6和表7中列出的参数。假设M25、M26、M27接入0信道的第二子信道的前3个时隙,M28、M29、M30接入1信道的第二子信道的前3个时隙。
根据表7,MUROS干扰用户M25~M30在前8帧的时隙跳选序列如表8所示。
表8
步骤270、当MUROS资源占用表中的MUROS资源发生变化,MUROS资源占用或释放时,应修改该MUROS资源占用表的MUROS资源状态。表9就是一个MUROS资源占用表,MUROS资源占用状态以1表示,MUROS资源释放后的空闲状态以0表示。
表9
步骤280、通过信令传递跳频参数给当前接入的MUROS干扰用户。跳频
参数包括有MA,HSN,MAIO,MAMAIO,HSNMAIO,MAIOMAIO等。
步骤290、当前接入的MUROS干扰用户收到该跳频参数后,根据该跳频参数在不同的时隙和频点间跳选,实现干扰分集和差异性分集的效果。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。