CN101730111B - 一种应用于gsm-r系统的频率规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于铁路无线通信领域的一种应用于GSM-R系统的频率规划方法。该方法通过混合频率分配算法对GSM-R系统中的频点进行分配，其中一部分频点用于固定分配，另一部分频点用于动态分配。本发明通过合理的频率规划增大系统的容量，适用于铁路多业务应用环境，同时还能满足多种业务的不同质量要求。
Description
技术领域
本发明涉及铁路无线通信领域，尤其涉及一种应用于GSM-R系统的频率规划方法。
背景技术
铁路GSM-R系统属于资源严重受限系统，其可利用的频率资源仅为4M，而承载的应用却很多，如铁路紧急呼叫、列车调度、列车控制、旅客信息服务等业务。此外，不同的业务根据业务等级的差别对频率资源的需求也不同，例如列车控制业务对实时性和可靠性要求极高，而旅客信息服务的业务等级则相对要低。
传统的频率资源规划方法包括固定分配方法和动态分配方法。两种方法各有优缺点：固定分配方法的优点在于管理和和控制过程容易，系统的可靠性高，缺点在于系统的资源不能得到有效利用，尤其是当用户数量突然增加时，系统的呼损率较大；动态分配方法的优点在于有效地利用了资源，降低了呼损率，缺点在于控制复杂，系统的可靠性较低。
考虑到铁路无线通信系统的多业务性，特定业务的高可靠性和实时性要求，采用灵活的频率资源复用策略十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中所描述的目前铁路无线通信系统中频谱资源规划方法存在的问题，提出了一种应用于GSM-R系统的频率规划方法。
其特征在于，所述方法通过混合频率分配算法对GSM-R系统中的频点进行分配，其中一部分频点用于固定分配，另一部分频点用于动态分配；该混合频率分配算法的具体步骤是：
初始条件：在已知小区所服务的业务种类和各种业务的话务量和质量要求的情况下，为各种业务分配静态频点和动态频点，制定小区的频点预分配方案。根据小区的频点预分配方案，统计各个群在簇中所有基站中的分布情况，并将其结果存于一个二维数组；算法的研究单位为所有业务的复用距离的最小公倍数，称为簇。算法中的群是指分给相同的基站且分配方式相同的频点的集合。定义两个群，分别将其群号的参数设定为num1和num2；设定频点的参数为i；所述系统中总的频点数和群数为已知；
步骤一：令num1和num2的值为0；
步骤二：令i＝1，将第i个频点分配到群号为num1的群；
步骤三：将第i+1个频点分配到群号为num2的群，将其与第i个频点所在的群进行比较，若满足下列三个条件中的任何一个：
1)第i+1个频点和第i个频点被分配到同一个群；
2)第i+1个频点和第i个频点所在的群工作于同一个基站；
3)第i+1个频点被分配到的群的已有的频点数超过要求；
num2＝num2+1，若num2的值大于该系统中的群数，算法跳到步骤六；否则，算法跳到步骤三；
若第i+1个频点和第i个频点所在的群的比较结果，不满足上述三个条件中的任何一个，算法跳到步骤四；
步骤四：i＝i+1；
若i的值不大于该系统中的总频点数，num1＝num2，算法跳到步骤三；否则，算法跳到步骤五；
步骤五：计算所得结果中的邻频干扰，与系统初始设置的干扰要求阈值进行比较；
若邻频干扰不高于该干扰要求阈值，步骤三中的频点分配成功；否则，算法跳到步骤六；
步骤六：num1＝num1+1；
若num1不大于该系统中的群数，算法跳到步骤二；否则，算法结束。
所述每个频点只能属于一个群，所述群中的频点数由业务量确定。
本发明适用于铁路多业务应用环境，不仅能为多种业务服务，同时还能满足多种业务的不同质量要求，在此基础上进行频率规划，增大系统的容量。
附图说明
图1：混合频率算法流程图。
具体实施方式
下面结合图1，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
本发明提供了一种应用于GSM-R系统的频率规划方法，通过混合频率分配算法对GSM-R系统中的频点进行分配，其中一部分频点用于固定分配，另一部分频点用于动态分配。对于不同等级的业务，采用不同等级的复用距离来满足业务需求。
现将GSM-R系统的19个频点分为三组，一组用于列调业务的固定分配，一组用于列控业务的固定分配，还有一组进行动态分配。由于列控业务的QoS要求高于列调业务，在设计中，用于列控业务的频率复用距离要大于列调业务的频率复用距离。
假设两种业务需要的固定频点各为1，两种业务所需的动态分配的频点的个数总和为4。列控业务的质量要求高，复用距离为6个小区；列调业务的质量要求比列控业务低，复用距离为4个小区。因此该簇中含12个小区，亦即12个基站。因为每个小区有一个基站，所以算法中小区和基站的概念是等同的。
直观上，小区的频点预分配方案可以用下面的写法来表示：
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 7 8 9 10 7 8 9 10
11 12 11 12 11 12 11 12 11 12 11 12
其中，最后一行代表所有业务分配到的动态频点的群号，其余每行代表一种业务分配到的静态频点的群号，每一列代表一个基站分配到的群号。每个频点只能属于一个群。群中的频点数由业务量确定，达到规定的频点数，则不能继续将频点分配到群中。在此频点预分配方案中，群1，群7分别只包含1个静态频点，群11只包含4个动态频点。
根据上述小区的频点预分配方案，算法统计各个群在簇中所有基站中的分布位置，将每个群分给基站的次数、其中包含的频点的个数分别写入二维数组。该二维数组的每一行代表一个群，最后一列为每个群规定频点数，倒数第二列为簇中分配到该群的基站数，剩余列分别为簇中分配到该群的基站的标号。
执行算法后，输出多组符合要求的运行结果。选取的一组结果为：
7 9 8 10 1 3 5 2 4 6 11 12 11 12 11 12 11 12
结果共有18个数，分别代表频点1到频点18被分配到的群的群号。结合小区的频点预分配方案，可以得到如下结果：
5 8 6 9 7 10 5 8 6 9 7 10
1 3 2 4 1 3 2 4 1 3 2 4
11 12 11 12 11 12 11 12 11 12 11 12
13 14 13 14 13 14 13 14 13 14 13 14
15 16 15 16 15 16 15 16 15 16 15 16
17 18 17 18 17 18 17 18 17 18 17 18
其中，频点5、8、6、9、7、10为业务1固定频点，频点1、3、2、4为业务2固定频点，频点11、12、13、14、15、16、17、18动态分配，可随火车的移动交替使用。频点5、1、11、13、15、17为被分配到第一个基站中的频点。
剩下的频点0可以不分配，作为系统的扩展备用，也可以根据业务的需求作为静态频点或动态频点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种应用于GSM-R系统的频率规划方法，其特征在于，所述方法通过混合频率分配算法对GSM-R系统中的频点进行分配，其中一部分频点用于固定分配，另一部分频点用于动态分配；该混合频率分配算法的具体步骤是：
初始条件：根据小区的频点预分配方案，统计各个群在簇中所有基站中的分布情况，并将其结果存于一个二维数组；定义两个群，分别将其群号的参数设定为num1和num2；设定频点的参数为i；所述系统中总的频点数和群数为已知；簇为所有业务的复用距离的最小公倍数；群为分给相同的基站且分配方式相同的频点的集合；
步骤一：令num1和num2的值为0；
步骤二：令i＝1，将第i个频点分配到群号为num1的群；
步骤三：将第i+1个频点分配到群号为num2的群，将其与第i个频点所在的群进行比较，若满足下列三个条件中的任何一个：
1)第i+1个频点和第i个频点被分配到同一个群；
2)第i+1个频点和第i个频点所在的群工作于同一个基站；
3)第i+1个频点被分配到的群的已有的频点数超过num2中的频点要求；
num2＝num2+1，若num2的值大于该系统中的群数，算法跳到步骤六；否则，算法跳到步骤三；
若第i+1个频点和第i个频点所在的群的比较结果，不满足上述三个条件中的任何一个，算法跳到步骤四；
步骤四：i＝i+1；
若i的值不大于该系统中的总频点数，num1＝num2，算法跳到步骤三；否则，算法跳到步骤五；
步骤五：计算所得结果中的邻频干扰，与系统初始设置的干扰要求阈值进行比较；
若邻频干扰不高于该干扰要求阈值，步骤三中的频点分配成功；否则，算法跳到步骤六；
步骤六：num1＝num1+1；
若num1不大于该系统中的群数，算法跳到步骤二；否则，算法结束。
2.根据权利要求1所述的一种应用于GSM-R系统的频率规划方法，其特征在于，所述每个频点只能属于一个群，所述群中的频点数由业务量确定。
3.根据权利要求1所述的一种应用于GSM-R系统的频率规划方法，其特征在于，所述二维数组的每一行代表一个群，该数组的最后一列为每个群规定频点数，倒数第二列为簇中分配到该群的基站数，剩余列分别为簇中分配到该群的基站的标号。
4.根据权利要求1所述的一种应用于GSM-R系统的频率规划方法，其特征在于，所述方法中分配总的频点数小于等于GSM-R系统中全部的19个，如果有剩余频点，则不分配。
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