CN101785337A - 采用irc的蜂窝无线电系统的频率规划的方法 - Google Patents

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Abstract

在采用IRC的蜂窝无线电系统的频率规划的方法和装置中，提供代价函数，其中考虑了该蜂窝系统的IRC能力。使用该方法和装置可以使频率优化考虑采用多载波技术的系统，凭此运营商的规划复杂性和时间降低了。

Description

采用IRC的蜂窝无线电系统的频率规划的方法
技术领域
本发明涉及用于分配频率规划的频率的方法和装置。特别地本发明涉及在采用某种干扰抑制组合(IRC)或干扰抵消的蜂窝无线电系统中分配频率的方法和系统。
背景技术
GSM演进的增强型数据速率(EDGE)演进当前正按3GPP Rel-7标准化。工作项目包括高阶调制、双载波传输下行链路、减少延迟和双天线端子(其在3GPP中称为MSRD-移动台接收分集)。双天线端子能够采用接收器分集以与BTS相同的方式进行干扰抑制组合(IRC)。IRC可以有效地抑制来自具有高达20dB的单个主要同信道干扰源的干扰。然而，在具有多个干扰源的情况下，IRC的益处是较低的。
也有单天线干扰抵消(SAIC)的算法，其可以抑制干扰，但具有较低的增益。类似于IRC，对于SAIC有益的是一个主要的干扰源而不是多个干扰源。此后，仅使用IRC，但应该认识到，不管干扰抑制是用一个还是用多个天线完成，基本特性是类似的。
自动频率规划(AFP)由主要运营商使用以简化频率规划并且在网络中获得低干扰。这些运营商一般具有许多频谱。AFP通常由提供技术优化算法的状态的较小公司完成。
AFP中的优化一般通过给频率规划的不同方面/参数分配代价来完成，例如高的同信道干扰可以一般被赋予非常高的代价。因此，所有不同的被分配代价的方面/参数的总代价通过优化算法来最小化，该优化算法改变不同的方面/参数并且找出频率规划的该区域的整体(或局部)代价最小值。
然而，现有的AFP算法仅最小化整体干扰而不会考虑IRC(或SAIC)的潜在益处。AFP优化可能建议用许多中等干扰源代替单个强干扰源来进行频率规划。这将不会产生EDGE演进和IRC的最佳性能。
利用IRC而不需要任何频率规划考虑的解决方案将是在小区内重复使用频率，于是将不需要AFP变化。但该解决方案存在若干缺点。例如，最大感知C/I(即在干扰抑制之后，可以从两个相等强载波获得)等于干扰抑制的最大水平，例如，至多20dB。现今甚至该最佳情况对于EDGE也是不足的，因为EDGE可以从高达大约30dB的C/I中获益，并且它将比EDGE演进所可能的最大性能还要更低。
同样，由于遗留原因，在小区中至少需要三个信道组，即两个用于能够IRC的移动方，一个用于无IRC的移动电话。在信道组中不可能使相同的频率出现两次。因此，对于IRC移动方需要两组。不需要重复使用来自自己小区的频率，仅需要两个信道组，即一个IRC的和一个无IRC的。如果用于IRC的两个信道组不具有十分相同的频率，那么这将影响频率跳变分集，因为用每扇区三组与两组相比每组的跳变长度将较短。另外，要求每小区至少两个训练序列代码(TSC)和每小区至少两个跳变序列号(HSN)，而不是每个一个(产生更加复杂的跳变序列号/移动分配索引补偿(HSN/MAIO)规划)。最后，需要每扇区额外的天线以在独立的天线上发射IRC信道组。
考虑上文概述的缺点，与允许来自另一个小区的强干扰源相比不建议在小区中重复使用相同的频率。因此，存在如何产生频率规划的问题，该频率规划中考虑导致引入IRC(或SAIC)的潜在益处。
发明内容
本发明的目标是克服或至少减少与在蜂窝无线电系统中引入IRC(或SAIC)所关联的问题中的一些。
本发明的另一个目标是向采用IRC(或SAIC)技术的蜂窝无线电系统提供能够产生优化频率规划的方法和装置。
这些目标和其他的目标通过如在附上的权利要求中阐述的方法和装置获得。因而，通过在自动频率分配技术中引入代价函数(其中考虑IRC(或SAIC)的性质)可以获得更好的频率规划。例如，当运行AFP优化算法时，与具有许多中等干扰源相比单个强干扰源的代价可降低。
在蜂窝无线电系统中使用包括代价函数(反映IRC(或SAIC)的存在))的频率规划装置将使得频率规划工具能够产生与当前可能的频率规划相比改进的频率规划。
附图说明
本发明现在将通过非限制性的示例并且参照附图更加详细地描述，其中：
图1是图示用于分配频率的工具的全视图；
图2是图示用于频率规划的程序的流程图。
具体实施方式
在图1中示出用于帮助频率规划的工具100的全视图。该工具包括用于接收关于运营商进行频率规划的系统的数据的输入端101。该工具100还包括用户输入端103，通过该端103用户可以输入用户特定数据，例如为不同的干扰分配不同的代价等的数据，参见下文。端103还可以用于停止不同优化程序的执行，该不同的优化步骤由频率规划工具100在不同的阶段执行，如在下文中更加详细地描述的。输入端101和103连接到优化模块105。优化模块105包括设计成根据从输入端101和103接收的输入数据执行不同的优化程序的计算机，该不同的优化程序编入该计算机。优化模块105进一步连接到输出端107。输出端107可以例如是屏幕，其可以由工具100的用户查看。输出端还可以是通用数据输出端，或它可以既是屏幕又是数据输出端。
为了从干扰抑制组合(IRC)和单天线干扰抵消(SAIC)中充分获益，在频率分配过程中包括代价函数以实现改进的和优化的IRC性能(例如用于EDGE演进)。这通过频率分配和AFP基于IRC能力(例如来自3GPP的)的方法获得。
如果IRC能力没有被适当地考虑，频率分配和AFP将导致不是最优的IRC性能。因而根据本发明的一个实施例，基于IRC能力的输入(例如来自3GPP的标准化性能)用在频率分配和AFP优化中。
例如，与具有许多中等干扰源相比，AFP算法可以适用于降低或消除单个同信道干扰源的代价。在一个示范性实施例中这通过消除或降低干扰源的代价到较低水平而完成，例如，在它对应于单个同信道干扰源的20dB较低干扰的情况下。
在频率分配程序中用于分配频率给第一小区A的代价可以例如在无线电设备层面上描述。这意味网络的总代价是网络中所有无线电上的总和。无线电代价可以描述为：
CIA＝gIA(f)            (公式1)
其中：
CIA＝分配频率给小区A的无线电设备1的代价
gIA(f)＝用于分配频率给小区A的无线电设备1的代价函数
f＝分配给小区A的无线电设备1的频率
根据一个示范性实施例CIA可计算为：
CIA(f)＝P1*∑(cA，f，k)-P2*max(∑cA，f，k)*(I/GIRC)        (公式2)
k＝所有干扰性小区            k＝所有干扰性小区
其中：
Pi＝用于调整总代价水平的用户可配置的优先级设定值。例如，该设定值可用于增加扇区或扇区数量相关的其他无线电设备、扇区或扇区的数量、无线电设备的代价。
cA，f，k＝当在小区A中使用来自干扰小区k的频率f时在无线电设备1上产生的干扰代价。注意cA，f，k可以是若干个类型的代价函数(例如干扰代价和近邻代价等)的总和。例如，重复使用频率可引起来自重复使用扇区的多重代价，即同时可有近邻和干扰代价。在IRC的情况下，与扇区关联的所有代价可以设置为将受影响的。GIRC＝线性度量的来自IRC的增益，例如根据3GPP中的标准化性能。例如，3dB意味干扰的一半将被IRC消除。此外，一般GIRC可以变化并且它取决于干扰水平和干扰源的数量并且对于单个主要同信道干扰源可以例如是20dB并且对于具有多个干扰源的情况一般更小。这意味GIRC可以考虑(∑cA，f，k)项的分布和值而计算。
在上文等式2中的第二项因此降低与IRC性能和干扰水平有关的代价。
根据本发明的一个实施例，当找到最小总代价AFP算法时可以适用于考虑IRC的益处，并且从而获得优化采用IRC的系统的性能的解决方案。
在上文如在公式2中列出的第二项中，对于目标和干扰性扇区之间关系的最大干扰源代价按IRC增益因数降低。根据一个实施例，根据系统的IRC能力可以降低一个以上的代价。例如在包括采用三个天线的IRC的蜂窝无线电系统中，可以降低最大两个主要干扰源。在这样的配置中可以修改上文的公式以将此考虑进去，例如通过降低那些主要干扰源的代价到低值或甚至零。
此外，在现有AFP方法中，仅优化/考虑下行链路。在某些情况下，上文的IRC考虑因素将对上行链路性能也具有影响。原因是如果小区在下行链路中被干扰，它同时可以对下行链路干扰小区引起强上行链路干扰。为了保护上行链路，在最大项上的IRC考虑因素可以设成仅当干扰小区在它的基站具有IRC能力时应用。在该情况下，在下行链路干扰小区的上行链路IRC可以消除由下行链路被干扰小区引起的上行链路干扰。
本发明的另一个方面是AFP可以用于训练序列代码(TSC)规划。TSC规划目标在于获得正交干扰源。IRC也需要这样来识别干扰源并且能够抑制干扰源。因此，IRC降低项优选地不包括在TSC优化中，因为期望识别强干扰源(其对适当的IRC操作需要不同的TSC)。因此，当TSC优化时考虑在上文等式2中的第二项(P2*..)。此外，根据本发明的一个实施例，TSC优化在频率优化之后执行。
优化的频率规划通常导致非零干扰代价，即它在某些扇区之间包括频率重复使用(违规)。在TSC优化中仅可以考虑重复使用的扇区之间的代价。TSC优化可以通过分配TSC使得重复使用的扇区使用不同的TSC而用于进一步降低代价。
在示范性实施例中，具有相同频率但具有不同TSC的两个扇区被给予0TSC代价(即无TSC重复使用的结果)。具有不同频率的扇区根本不被给予任何代价，因为仅同频或邻频重复使用是TSC感兴趣的。在频率优化期间，由于如上文的IRC考虑因素，某些代价是不考虑的。隐含了假定不同的TSC用于IRC以相应地工作。结果，TSC优化优选适用于考虑所有可用的频率重复使用代价/违规并且不包括如上文的IRC降低项，例如上文公式2的第二项(即在上文公式2中的项(P2*..))等。
一般情况下，在AFP中需要关于IRC能力的输入以执行上文步骤。该信息可以例如是哪些收发器将承载能够IRC的移动台、IRC信道组以及哪些扇区在基站上行链路中使用IRC。
在图2中示出图示用于频率规划的程序的流程图。在第一步骤201中输入并且分析数据以确保数据输入是正确的。并且构建模型。当频率规划时，输入数据可例如是关于位置的数据、收发器数据、干扰数据、转交数据和可能有关于考虑的其他数据。特别的数据可以包括IRC能力。该模型使用可用的指定频谱构建。具有类似性质的收发器还可归在一起。例如所有BCCH无线电设备可归在一组以便于干扰代价的分配。
在步骤201中的建模还包括指定干扰代价并且决定哪个代价将作为最高代价。指定代价一般是重要步骤，其在频率分配期间的后期可能不得不重复访问。如果结果是优化的频率规划具有不期望的效果则代价的分配可能例如不得不重复访问。一个这样的例子可能是，如果近邻小区存在频率的重复使用并且这样的规划是不期望的，转交违规的代价可能增加。特别地，代价的分配可以包括将IRC能力考虑其中的代价。例如可使用在上文描述的方法中的任何方法。另外例如在上文公式2中的P1和P2和GRIC等用户指定参数可由用户在步骤201中指定。
接着，在步骤203中，频率优化算法基于在步骤201中指定的建模参数执行。从而，包括上文公式2定义的代价的代价使用优化工具计算。在典型优化工具中，代价在显示器上向用户显示使得当确定代价处于满意水平时或如果优化程序花费太久则用户可以停止优化程序。如果优化工具找到给出零代价的解决方案，即可以分配频率给所有收发器而不产生任何代价，频率优化器停止而不牵涉用户。如果优化工具没有找到产生零代价的解决方案则它一般适用于设法找到比已经找到的那个更好的解决方案。
接着，在步骤205中，当频率优化程序已经停止时(因为找到零解决方案或因为用户或预定阈值水平已经确定停止程序)，分析结果。步骤205中的分析一般牵涉剩余代价(即优化程序确定的当前最低代价产生的代价)的分析。例如，分析可包括查看那些剩余代价并且确定它们是否是可接受的。如果代价可以接受则程序进入下一步骤207，否则如果存在不可接受的剩余代价，可以再次运行在步骤203中的频率优化程序，其中可以对于不同的干扰代价采用新的代价权重。
在步骤207中，如果优化工具找到给出零代价的解决方案，优化器停止而不牵涉用户，则执行基站识别码(BSIC)和TSC优化。如果优化工具没有找到产生零代价的解决方案，它一般适用于设法找到比已经找到的那个更好的解决方案。
接着，在步骤209中，当BSIC/TSC优化程序已经停止时(因为找到零解决方案或因为用户或预定阈值水平已经确定停止程序)，分析结果。步骤209中的分析一般牵涉剩余代价(即优化程序确定的当前最低代价产生的代价)的分析。例如分析可包括查看那些剩余代价并且确定它们是否是可接受的。如果代价可以接受则程序进入下一步骤211，否则如果存在不可接受的剩余代价则可以再次运行优化程序，其中可以对于不同的干扰代价采用步骤201中设置的新的代价权重。
因此，在步骤211中，如果优化工具找到给出零代价的解决方案，优化器停止而不牵涉用户，执行跳变序列号(HSN)优化代码。如果优化工具没有找到产生零代价的解决方案，则它一般适用于设法找到比已经找到的那个更好的解决方案。
接着，在步骤213中，当HSN优化程序已经停止时(因为找到零解决方案或因为用户或预定阈值水平已经确定停止程序)，分析结果。步骤211中的分析一般牵涉剩余代价(即优化程序确定的当前最低代价产生的代价)的分析。例如分析可包括查看那些剩余代价并且确定它们是否是可接受的。如果代价可以接受则程序进入下一步骤215，否则如果存在不可接受的剩余代价则可以再次运行优化程序，其中可以对于不同的干扰代价采用步骤201中设置的新的代价权重。
最后，在步骤215中，确定并且从频率规划工具输出包括频率规划和BSIC和HSN规划的最终频率规划。
当对采用IRC的无线电网络系统进行频率规划时，使用如上文描述的方法和系统是有利的。如本文描述的方法和系统通过在频率分配和AFP中考虑IRC能力的方法而实现了采用IRC的系统(例如EDGE演进)的改进的和优化的性能。由于改进的频率规划的结果，无线电系统的运营商将获得网络的增加的比特率、更好的效率和更高的容量。

Claims (14)

1.一种在蜂窝无线电系统中分配频率的方法，其中所述蜂窝无线电系统能够进行干扰抑制组合(IRC)，其特征在于步骤：
收集关于所述蜂窝无线电系统的数据
分配关于干扰性干扰源数量的代价，
基于考虑关于干扰性干扰源数量的所述代价来分配频率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分配的代价降低了关于IRC性能和干扰水平的代价。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，执行训练序列代码(TSC)优化而不降低关于IRC性能和干扰水平的代价。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，当且仅当干扰源的数量高于一定预定数量时，干扰性干扰源数量的分配代价强加代价。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，当所述蜂窝无线电系统包括采用两个天线的IRC时，其特征在于，降低一个主要干扰源的分配代价。
6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，当所述蜂窝无线电系统包括采用三个天线的IRC时，其特征在于，降低一个或两个主要干扰源的分配代价。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，训练序列代码(TSC)优化在所述频率优化已经执行之后执行。
8.一种用于在蜂窝无线电系统中分配频率的装置，其中所述蜂窝无线电系统特征在于：
用于收集关于所述蜂窝无线电系统的数据的部件
用于确定所述蜂窝无线电系统的干扰抑制组合(IRC)能力的部件
分配关于干扰性干扰源数量的代价，
基于考虑关于干扰性干扰源数量的所述代价来分配频率。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，适用于降低关于IRC性能和干扰水平的分配代价的部件。
10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，适用于执行训练序列代码(TSC)优化而不降低关于IRC性能和干扰水平的代价的部件。
11.如权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于，适用于当且仅当干扰源数量高于一定预定数量时强制使得关于干扰性干扰源数量的代价的分配代价强加代价的部件。
12.如权利要求8-11中任一项所述的装置，当所述蜂窝无线电系统包括采用两个天线的IRC时，其特征在于用于降低一个主要干扰源的分配代价的部件。
13.如权利要求8-11中任一项所述的装置，当所述蜂窝无线电系统包括采用三个天线的IRC时，其特征在于用于降低代价的部件使得一个或两个主要干扰源的分配代价被降低。
14.如权利要求8-13中任一项所述的装置，其特征在于用于在所述频率优化已经执行之后执行训练序列代码(TSC)优化的部件。
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