CN101871978B - 一种确定干扰源位置的方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种确定干扰源位置的方法、系统和装置。该方法包括：根据基站接收的干扰信号确定干扰源相对于基站的方向，判断两个以上的基站各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置。该系统包括两个以上的基站和第三设备。该装置包括干扰方向确定模块、干扰源判定模块和干扰源位置确定模块。应用本发明能够通过对干扰信号的分析快速确定干扰源位置，便于及时排除干扰源，保证通信质量。

Description

一种确定干扰源位置的方法、系统和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种确定干扰源位置的方法、系统和装置。 

背景技术

在移动通信系统中，基站经常受到比较严重的不明外部干扰。这种外部干扰通常表现为偶发信号，具体何时出现没有固定的规律，有时在一个小时内会出现多次。外部干扰会影响基站的正常工作，进而影响通信质量。为了消除这种影响，如何确定外部干扰源的位置是首当其冲的问题。 

目前，一般通过在各个小区中移动频谱仪，利用频谱仪来探测外部干扰，从而确定干扰源位置。 

现有这种利用频谱仪盲目寻找干扰源的方法，需要投入大量的人力和财力，并且耗费时间较长，不利于及时排除干扰源，影响通信质量。 

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种确定干扰源位置的方法、系统和装置，以便提高确定干扰源位置的速度。 

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的： 

一种确定干扰源位置的方法，该方法包括： 

根据基站接收的干扰信号确定干扰源相对于基站的方向，判断两个以上的基站各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置； 

其中，所述确定干扰源相对于基站的方向包括： 

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵， 计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向。 

一种确定干扰源位置的系统，该系统包括两个以上的基站以及第三设备； 

所述两个以上的基站，分别根据各自接收的干扰信号确定接收时间信息、干扰信号宽度以及干扰源相对于基站自身的方向，将确定出的接收时间信息、干扰信号宽度以及方向值发给所述第三设备； 

其中，确定干扰源相对于基站自身的方向包括： 

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵，计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向； 

所述第三设备，根据所述接收时间信息和干扰信号宽度，判断所述各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置。 

一种确定干扰源位置的系统，该系统包括两个以上的基站以及第三设备； 

所述两个以上的基站，分别将各自接收的信号发给所述第三设备； 

所述第三设备，根据所述各自接收的信号，确定各个基站接收的干扰信号的宽度及接收时间信息以及来波方向，根据干扰信号的宽度及接收时间信息，判断各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置； 

其中，确定基站接收的干扰信号的来波方向包括： 

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵，计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向。 

一种确定干扰源位置的装置，该装置包括干扰方向确定模块、干扰源判定 模块和干扰源位置确定模块； 

所述干扰方向确定模块，根据基站接收的干扰信号以及干扰源判定模块发来的起始位置和宽度截取相应的干扰信号，根据截取的干扰信号确定干扰源相对于该基站的方向，将确定出的方向值发给干扰源位置确定模块； 

其中，根据截取的干扰信号确定干扰源相对于该基站的方向包括： 

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵，计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向； 

所述干扰源判定模块，确定两个以上的基站各自接收的干扰信号的起始位置、宽度以及接收时间信息，将所述起始位置和宽度发给干扰方向确定模块，根据所述宽度以及接收时间信息判断所述各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，向干扰源位置确定模块发送判定指示； 

所述干扰源位置确定模块，根据来自干扰方向确定模块的方向值和干扰源判定模块的判定指示，以及所述两个以上的基站各自的地理位置，确定干扰源位置。 

由上述技术方案可见，本发明根据基站接收的干扰信号确定干扰源相对于基站的方向，根据两个以上的基站各自接收的干扰信号判断所述干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置，因此，通过对基站接收的干扰信号进行分析，可以直接确定干扰源位置，而不必在各个小区间移动频谱仪来探测干扰源，提高了确定干扰源位置的速度，有利于快速排除干扰源，并且节省了大量的人力财力，实用性强。 

附图说明

图1是本发明提供的确定干扰源位置的方法流程图。 

图2是对基站接收的midamble数据绘制的功率图。 

图3是本发明提供的确定干扰源相对于基站的方向的方法流程图。 

图4是本发明提供的确定干扰源位置的系统组成示意图。 

图5是本发明提供的确定干扰源位置的装置的结构图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。 

本发明通过对两个以上(包括两个)的基站接收的干扰信号进行分析来直接确定干扰源位置，其中，各个基站处于不同的地理位置。 

图1是本发明提供的确定干扰源位置的方法流程图，如图1所示，该流程包括： 

步骤101，根据基站接收的干扰信号确定干扰源相对于基站的方向。 

步骤102，根据两个以上的基站各自接收的干扰信号判断各个基站接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，执行步骤103，否则，结束本流程。 

步骤103，根据步骤101确定出的方向值和各个基站的地理位置确定干扰源的位置。 

对于图1所示确定干扰源位置的方法，在实际应用时，可以采用离线分析干扰信号的方式实现，也可以采用在线实时监控的方式实现。 

采用离线分析干扰信号的方式实现时，各个基站上传其物理层日志，该日志中有各个天线接收的信号数据，通过对各个基站接收的信号进行分析，确定是否有干扰，如果有，确定出干扰信号，根据确定出的干扰信号计算干扰源相对于基站的方向；根据各个基站同时接收到的干扰信号的宽度确定所述干扰信号是否来自同一干扰源，若是，则根据该干扰源相对于各个基站的方向值和各个基站的地理位置来确定干扰源位置。其中，如果各个基站接收的干扰信号的子帧号和时隙号相同，则判定各个基站同时接收到所述干扰信号。 

其中，可以通过对基站的中间(midamble)数据和/或上行导频信道 (upcch)数据进行分析确定是否有干扰，具体地，通过测量midamble数据和/或upcch数据的干扰信号功率来进行判断，如果信号功率超过预定的干扰阈值，则判定有干扰，否则判定没有干扰。 

参见图2，图2是对基站接收的midamble数据绘制的接收信号功率图。 

图2中的横坐标是midamble数据的chip序号，纵坐标是midamble数据的功率值，由图2可见，在第3chip左右到第40chip左右的midamble数据的功率值较高，如果预设的干扰阈值是10000000，则可以确定该基站在第3chip左右到第40chip左右的时段内受到了干扰。 

采用在线实时监控的方式实现时，各个基站根据预先设定的触发条件将各自确定出的干扰源相对于基站的方向和基站接收到的干扰信号发给第三设备，由第三设备判断各个基站的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，由该第三设备根据所述方向确定干扰源的位置。 

所述的第三设备可以是在现有通信系统基础上新设置的设备，也可以是现有通信系统中的无线资源管理(RNC)设备或者其他能够与两个以上的基站通信的设备。 

所述预先设定的触发条件，可以是周期触发，也可以是干扰信号超过预设的干扰阈值后触发。其中，干扰阈值的具体设定可以依据通信系统的设计指标而定，例如，如果要求较低的干扰，可以将干扰阈值设的相对低一点，如果为在第三设备和基站之间传输干扰信号和方向值预留的无线资源较少，则可以将干扰阈值设的相对高一点。 

下面对确定干扰源相对于基站的方向的方法和确定各个基站的干扰信号是否来自同一干扰源的方法进行详细介绍。 

图3是本发明提供的确定干扰源相对于基站的方向的方法流程图。 

如图3所示，该方法包括： 

步骤301，以基站接收的各天线数据为元素获取空间互相关矩阵。 

本步骤中，以接收的各天线数据中干扰信号的数据为元素形成空间矩阵，可以选取所有的干扰信号数据形成空间矩阵，也可以选取干扰信号数据中的部 分数据形成相关矩阵，如果要求更准确的计算结果，则选取全部的干扰信号数据，如果要求更高的计算速度，则选取部分的干扰信号数据。之后求其自相关矩阵(将所述空间矩阵与其共轭转置矩阵相乘)即空间互相关矩阵。 

步骤302，计算步骤301中的空间互相关矩阵的特征矢量。 

具体如何计算特征矢量是现有技术，此处不赘述。 

步骤303，将计算出的特征矢量与天线阵矢量表(该矢量表由天线阵类型，载频频率、天线间距以及来波方向决定)进行相关。 

天线阵矢量表的生成方法以及具体如何进行相关运算均是现有技术，此处不赘述。 

步骤304，将步骤303中相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向。 

确定各个基站的干扰信号是否来自同一干扰源时，如果各个基站同时接收到干扰信号，并且各个基站接收到的干扰信号宽度相同，则可以确定所述干扰信号来自同一干扰源。可以利用现有技术中的功率窗法来检测是否收到干扰信号，以及干扰信号的宽度。例如，干扰波形的宽度如果不超过20chip，以21chip为功率窗宽度，在midamble数据或upppts数据中逐chip搜索干扰信号，如果功率窗中后20chip的信号功率平均值比第1chip的信号功率值高出预定的倍数，比如3倍，则停止搜索，判定收到干扰信号。然后给出该干扰信号出现的位置以及宽度，即，给出所述20chip的起始位置，以及该干扰信号持续的chip数。如果各个基站在相同子帧和相同时隙同时接收到干扰信号，并且干扰信号持续的chip数相同，则判定各个基站接收的干扰信号来自同一干扰源。例如，在图2中，如果各个基站干扰信号均持续37chip，则可以确定各个基站的干扰信号来自同一干扰源。如果采用当前功率窗在midamble数据或upppts数据中未找到干扰信号，则将功率窗宽度减半，继续搜索干扰信号。如果功率窗宽度减小到1，仍未搜索到干扰信号，则给出功率窗起始位置为Ochip，宽度为midamble数据或upppts数据长度。 

如果干扰信号较宽，可以考虑在一个整时隙上检测，相应改变功率窗宽 度。 

图4是本发明提供的确定干扰源位置的系统组成示意图，如图4所示，该系统包括两个以上的基站(图4中仅示出基站401和基站402)和第三设备403。 

所述两个以上的基站，分别根据各自接收的干扰信号确定干扰源相对于基站自身的来波方向并上传所述来波方向和干扰信号及其接收时间信息，或者只上传干扰信号。所述干扰信号即为midamble数据或upppts数据。通常，在离线方式下，所述基站只需要上传其接收到的信号，后续由第三设备403来完成确定来波方向、干扰信号的宽度及接收时间信息的工作，并根据来波方向、干扰信号的宽度及接收时间信息确定干扰源位置；在在线方式下，需要由基站根据接收的信号确定来波方向、干扰信号的宽度及接收时间信息，再将确定出的来波方向值、干扰信号及接收时间信息发给第三设备403。所述的接收时间信息在不同的系统中可以有不同的表现形式，例如，在TDD系统中，该接收时间信息可以是接收到干扰信号的时隙号和子帧号，各个基站接收到干扰信号的时隙号和子帧号相同，则说明各个基站同时接收到干扰信号。 

第三设备403，根据所述两个以上的基站同时接收的干扰信号，判断所述两个以上的基站接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置。其中，若基站仅上传了干扰信号，则由第三设备403确定干扰信号相对于基站自身的来波方向。 

其中，可以由各个基站将自身接收的干扰信号和确定出的来波方向发给第三设备403。可以由基站上传物理层日志的方式将所述干扰信号发给第三设备403，第三设备403通过离线分析干扰信号，确定干扰信号来波方向、干扰信号宽度和各个基站是否同时接收到所述干扰信号，如果各个基站同时接收到干扰信号并且所述干扰信号宽度相同，则判定各个基站接收的干扰信号来自同一干扰源，并根据各个基站干扰信号的来波方向和各个基站的地理位置最终确定干扰源位置；也可以由基站在满足周期触发条件和/或干扰信号超过预定阈值的触 发条件后，根据自身接收的干扰信号确定干扰源相对于基站自身的方向，将确定出的干扰源方向和干扰信号宽度发给第三设备，即，由基站实时监控并上报干扰信号的情况，由第三设备实时确定干扰源位置。 

图5是本发明提供的确定干扰源位置的装置的结构图，如图4所示，该装置包括干扰方向确定模块501、干扰源判定模块502和干扰源位置确定模块503。 

干扰方向确定模块501，根据基站接收的干扰信号以及干扰源判定模块502发来的起始位置和宽度截取相应的干扰信号，根据截取的干扰信号确定干扰源相对于该基站的方向，将确定出的方向值发给干扰源位置确定模块503。 

干扰源判定模块502，确定两个以上的基站各自接收的干扰信号的起始位置、宽度以及接收时间信息，将所述起始位置和宽度发给干扰方向确定模块501，根据所述宽度以及接收时间信息判断所述各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，向干扰源位置确定模块503发送判定指示。 

其中，干扰源判定模块502可以通过功率窗来搜索干扰信号的起始位置和宽度。 

干扰源位置确定模块503，根据来自干扰方向确定模块501的方向值和干扰源判定模块502的判定指示，以及所述两个以上的基站各自的地理位置，确定干扰源位置。 

由上述技术方案可见，本发明通过对基站接收的干扰信号进行分析，可以直接确定干扰源位置，而不必在各个小区间移动频谱仪来探测干扰源，提高了确定干扰源位置的速度，有利于快速排除干扰源，并且节省了大量的人力财力，实用性强。 

特别地，如果采用在线实时监控的方式确定干扰源位置，则可以实时定位干扰源位置，极大地提高定位干扰源位置的速度，从而方便快速排除干扰源，保证通信质量。 

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，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (11)

1.一种确定干扰源位置的方法，其特征在于，该方法包括：

根据基站接收的干扰信号确定干扰源相对于基站的方向，判断两个以上的基站各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置；

其中，所述确定干扰源相对于基站的方向包括：

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵，计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

由基站根据自身接收的干扰信号确定干扰源相对于该基站的方向，所述两个以上的基站分别将各自确定出的方向和接收到的干扰信号发给所述基站以外的第三设备，该第三设备判断所述干扰信号是否来自同一干扰源，若是，由该第三设备根据所述方向确定该干扰源的位置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两个以上的基站根据预先设定的触发条件将各自确定出的方向和接收到的干扰信号发给所述第三设备。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述触发条件包括：周期触发和/或干扰信号超过预设的阈值后触发。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将基站自身接收的干扰信号发给第三设备，第三设备根据基站各自接收的干扰信号确定干扰源相对于基站的方向，并判断两个以上的基站各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，则第三设备根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置。

6.如权利要求1-5任一权项所述的方法，其特征在于，判断干扰信号是否来自同一干扰源包括： 

若各个基站同时接收到干扰信号，且各个基站接收的干扰信号宽度相同，确定为所述干扰信号来自同一干扰源。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

若各个基站接收到的干扰信号的子帧号和时隙号相同，则判定各个基站同时接收到所述干扰信号。

8.一种确定干扰源位置的系统，其特征在于，该系统包括两个以上的基站以及第三设备；

所述两个以上的基站，分别根据各自接收的干扰信号确定接收时间信息、干扰信号宽度以及干扰源相对于基站自身的方向，将确定出的接收时间信息、干扰信号宽度以及方向值发给所述第三设备；

其中，确定干扰源相对于基站自身的方向包括：

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵，计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向；

所述第三设备，根据所述接收时间信息和干扰信号宽度，判断所述各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述基站在满足周期触发条件和/或干扰信号超过预定阈值的触发条件后，根据自身接收的干扰信号确定干扰信号的宽度、接收时间信息以及干扰源相对于该基站自身的方向，将确定出的宽度、接收时间信息以及方向值发给第三设备。

10.一种确定干扰源位置的系统，其特征在于，该系统包括两个以上的基站以及第三设备；

所述两个以上的基站，分别将各自接收的信号发给所述第三设备；

所述第三设备，根据所述各自接收的信号，确定各个基站接收的干扰信号 的宽度及接收时间信息以及来波方向，根据干扰信号的宽度及接收时间信息，判断各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，根据该干扰源相对于所述两个以上的基站中各个基站的方向确定该干扰源的位置；

其中，确定基站接收的干扰信号的来波方向包括：

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵，计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向。

11.一种确定干扰源位置的装置，其特征在于，该装置包括干扰方向确定模块、干扰源判定模块和干扰源位置确定模块；

所述干扰方向确定模块，根据基站接收的干扰信号以及干扰源判定模块发来的起始位置和宽度截取相应的干扰信号，根据截取的干扰信号确定干扰源相对于该基站的方向，将确定出的方向值发给干扰源位置确定模块；

其中，根据截取的干扰信号确定干扰源相对于该基站的方向包括：

以基站接收的各天线数据中的干扰信号数据为元素获取空间互相关矩阵，计算该空间互相关矩阵的特征矢量，将计算出的特征矢量与该基站的天线阵矢量表进行相关，将相关得到的矢量中模最大的元素对应的来波方向确定为干扰源相对于基站的方向；

所述干扰源判定模块，确定两个以上的基站各自接收的干扰信号的起始位置、宽度以及接收时间信息，将所述起始位置和宽度发给干扰方向确定模块，根据所述宽度以及接收时间信息判断所述各自接收的干扰信号是否来自同一干扰源，若是，向干扰源位置确定模块发送判定指示；

所述干扰源位置确定模块，根据来自干扰方向确定模块的方向值和干扰源判定模块的判定指示，以及所述两个以上的基站各自的地理位置，确定干扰源位置。 

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