CN101909301A - 消除相邻小区干扰的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除相邻小区干扰的方法和系统，该方法包括：从基站覆盖区域中划分出内环区域和外环区域；使相邻基站彼此协商所占用的频带，使得各自外环区域的占用频带彼此不同；基站向其覆盖区域内的终端传输检测信号；基于终端对检测信号进行响应而生成的反馈信号来判断终端对应的用户类型，其中，用户类型为内环用户或外环用户；以及基于用户类型的判断结果，使基站对终端应用与其用户类型相对应的频带。通过本发明的上述技术方案，在WiMAX同频组网系统中，对于小区内的用户能够准确的判断其类型，尤其避免了位于内外环边界上用户可能产生的乒乓效应，并且通过自适应调整门限值的算法，提升了整个网络的性能。

Description

消除相邻小区干扰的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种用于WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，微波接入全球范围的互操作性)网络系统中的消除相邻小区干扰的方法和系统。
背景技术
随着网络技术的高速发展，微波存取全球互通(WorldwideInteroperability for Microwave Access，简称为WiMAX)无线网络逐步本人们所认可，并成为新的第3代(3rd Generation，简称为3G)标准。
在WiMAX系统中，位于小区之间重叠覆盖区域的终端可以接收到重叠覆盖该区域的各个小区发送的下行帧信号。如果这些小区采用相同频段进行信号发送，对于终端而言，其没有接入的小区基站发送的信号就构成了对该终端的干扰。
图1是相关技术中多小区重叠覆盖的示意图。如图1所示，A小区基站、B小区基站和C小区基站同时覆盖了终端MS1所在的区域。其中，MS1接入到A小区基站，此时，B小区基站和C小区基站发送的信号对于终端MS1而言就是干扰。
目前，为了避免上述重叠覆盖区域中产生的干扰，通常所采用的解决方案是部分频率复用(Fractional Frequency Reuse，简称为FFR)方法，在该方法中，使得不同小区的发送帧占用不同的频段。图2是相关技术中通过FFR技术抑制重叠覆盖区域中信号干扰的示意图。如图2所示，A小区基站、B小区基站和C小区级站在非重叠区域为了最大限度利用带宽，发送全频段F1+F2+F3的下行链路帧信号，由于各个小区非重叠区域信号强度不同，因此即使同频也不会产生干扰。对于重叠区域，A小区基站为接入到重叠区域的终端发送部分频段F1，B小区基站为接入到重叠区域的终端发送部分频段F2，C小区基站为接入到重叠区域的终端发送部分频段F3。
在图2所示的方式中，通常可以将使用全部频带的区域称之为内环区域，将使用部分频带的区域称之为外环区域。这样，由于A、B、C小区基站在外环区域发送的下行帧占用不同的频段，因此接入到A小区基站的终端将不会解调处于频段F2或F3的下行帧信号，这样，对于重叠区域中的终端，各个小区发送下行帧之间不会产生干扰，也就是说，B小区基站和C小区基站发送的下行信号将不会对终端接收A小区基站发送的下行信号造成干扰，同样，接入C小区基站或B小区基站的终端也不会受到其它小区基站的下行干扰。
为了实现上述方案，基站需要选择提高部分频带的发射功率，对于其他的频带则采用较低的发射功率。例如，对于A小区基站而言，需要在F1频带采用较高的发射功率，而在F2+F3频带采用较低的发射功率，这样才能都使得位于不重叠区域的终端不受干扰；同时，位于重叠区域的终端因为相邻小区使用的是不同频带，因此同样不产生干扰，这种方法能够较有效的解决小区间存在干扰的问题。但这种方法最核心的一个问题就是小区内的用户如何准确的判断属于内环区域还是外环区域，尤其是当用户在内外环区域之间移动时，用户会在内外环类型之间来回切换，从而造成乒乓效应，严重影响用户和网络性能。如何准确的判断小区内的用户类型是本发明需要解决的问题。
发明内容
考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种消除相邻小区干扰的方法和系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种消除相邻小区干扰的方法，该方法包括：从基站覆盖区域中划分出内环区域和外环区域；使相邻基站彼此协商所占用的频带，使得各自外环区域的占用频带彼此不同；基站向其覆盖区域内的终端传输检测信号；基于终端对检测信号进行响应而生成的反馈信号来判断终端对应的用户类型，其中，用户类型为内环用户或外环用户；以及基于用户类型的判断结果，使基站对终端应用与其用户类型相对应的频带。
其中，在内环区域与外环区域之间还包括保护带，该方法还包括：对保护带内的终端按照预定规则确定其用户类型。
其中，在对保护带内的终端按照预定规则确定其用户类型的步骤中，基站将连续接收到的N个(N为大于0的自然数)反馈信号按照时间窗的方式与阈值进行比较，判断终端对应的用户类型。
其中，阈值包括第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值表示内环用户切换到外环用户的阈值，第二阈值表示外环用户切换到内环用户的阈值，并且第一阈值小于第二阈值。
其中，当用户从外环区域向内环区域切换时，基站采用固定窗口的方式，对于每采集到的N个反馈信号，计算其大于第二阈值的次数，并且在次数大于预定值时，将用户判决为内环用户。
其中，当用户从内环区域向外环区域切换时，基站采用滑动窗口的方式，对于最近采集到的N个反馈信号，计算其小于第一阈值的次数，并且在次数大于预定值时，将用户判决为外环用户。
其中，第一阈值和第二阈值分别对应于保护带的外径和内径。
其中，第一阈值和第二阈值是基于小区网络的性能参数而动态可调整的。
其中，基站将终端对应的用户初始预设为外环用户。
根据本发明的另一方面，提供了一种消除相邻小区干扰的系统，该系统包括：基站，将其覆盖区域划分出内环区域、外环区域，并且相邻基站彼此协商所占用频带，使得各自所述外环区域的占用频带彼此不同，并且基站向其覆盖区域内的终端传输检测信号；终端，对检测信号进行响应而生成反馈信号；以及判决装置，基于来自终端的反馈信号来判断终端对应的用户类型，其中，用户类型为内环用户或外环用户，并且基于用户类型的判断结果，使基站对终端应用与其用户类型相对应的频带。
其中，基站还在内环区域与外环区域之间包括保护带，系统还包括：过渡装置，用于对保护带内的终端按照预定规则确定其用户类型。
其中，在通过过渡装置对保护带内的终端按照预定规则确定其用户类型的过程中，过渡装置对基站连续接收到的N个(N为大于0的自然数)反馈信号按照时间窗的方式与阈值进行比较，判断终端对应的用户类型，其中，阈值包括第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值表示内环用户切换到外环用户的阈值，第二阈值表示外环用户切换到内环用户的阈值，并且第一阈值小于第二阈值。
其中，当用户从外环区域向内环区域切换时，过渡装置采用固定窗口的方式，对于每采集到的N个反馈信号，计算其大于第二阈值的次数，并且在次数大于预定值时，将用户判决为内环用户。
其中，当用户从内环区域向外环区域切换时，过渡装置采用滑动窗口的方式，对于最近采集到的N个反馈信号，计算其小于第一阈值的次数，并且在次数大于预定值时，将用户判决为外环用户。
其中，第一阈值和第二阈值分别对应于保护带的外径和内径。
其中，系统还包括调整装置，用于基于小区网络的性能参数而动态调整第一阈值和第二阈值。
其中，判决装置将终端对应的用户初始预设为外环用户。
通过本发明的上述技术方案，在WiMAX同频组网系统中，对于小区内的用户能够准确的判断其类型，尤其避免了位于内外环边界上用户可能产生的乒乓效应，并且通过自适应调整门限值的算法，提升了整个网络的性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中多小区重叠覆盖的示意图；
图2是相关技术中通过FFR技术抑制重叠覆盖区域中信号干扰的示意图；
图3是根据本发明的实施例的各个相邻小区使用的频带资源的示意图；
图4是根据本发明的实施例的内外环用户类型判决的原理图；
图5是根据本发明的实施例的内外环用户类型判决方法的流程图；以及
图6是根据本发明的另一实施例的消除相邻小区干扰的系统示意图。
具体实施方式
图5是是根据本发明的实施例的内外环用户类型判决方法的流程图，需要说明的是，在以下方法中描述的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在图5中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图5所示，该方法包括以下处理：
步骤S502，各个相邻小区基站初始化后，完成内外环区域的划分以及外环频带资源的协商，需要注意的是，一定要保证各个相邻小区的外环区域所使用的频带互不干扰，这样才能有效的消除小区间存在的干扰，例如，如图3所示，各个相邻小区在其外环区域中占用彼此不同的频带；
步骤S504，用户终端根据基站所发送的preamble(前同步码)来计算下行CINR(Carrier to Interference+Noise Ratio，载波与干扰+噪声比)，并将该值实时上报；其中，对于每一个小区基站来说，无论是内环区域还是外环区域其发射的Preamble信号的功率是固定的，按照Wimax协议规定，preamble信号比普通的数据包的发射功率要高，而且其功率值是固定的，在小区基站覆盖的范围内，距离基站越近preamble信号越强，距离基站越远preamble信号越弱，因此由preamble信号强度计算出来的CINR和RSSI能够反映小区中的用户距离小区基站的距离；此外，处理根据基站所发送的preamble来计算下行CINR之外，还可以基于基站所发送的导频来计算CINR，并且，在仅根据下行CINR和RSSI不能很好的反映出用户终端距离基站的距离的情况下，可以增加相应的其他参数，比如下行误包率等等，以便提高基站对用户信号强度的判断；
步骤S506和步骤S508，小区基站根据终端反馈的CINR和RSSI信息进行内外环用户判决；基站通过终端上报的前向CINR并基于从本地数据库获取的用户终端参数，从而将终端区分为内环终端和外环终端，其中，当终端当前为外环终端时，如果其上报的CINR大于CINR_THS_HIGH，将终端划分为内环终端，其中在图4中示出了判断阈值的示意图，CINR_THS_LOW表示由内环终端切换为外环终端时的CINR门限，CINR_THS_HIGH表示由外环终端切换为内环终端时的CINR门限，且CINR_THS_LOW＜CINR_THS_HIGH，判断阈值CINR_THS_LOW和CINR_THS_HIGH分别构成了下述保护带的内外径；同时，为了防止终端在内环和外环之间频繁切换而导致的“乒乓效应”，基站根据前向CINR来设置保护带，并且当用户初始接入时，无法判定终端的内外环属性的情况下，为了保证初始接入时的稳定性，无论用户处于什么位置，基站将用户类型的初始状态设置为外环用户；
步骤S510至步骤S516，当步骤S508处判决用户为外环用户时，当用户从外环区域向内环区域切换时，采取“固定窗口”统计的方式，即每采集到n次终端上报的前向CINR，判断其中大于CINR_THS_HIGH的次数，如果这一次数高于某一设定的值，则将终端切换为内环。每次统计完成后将统计的内容全部清空，并开始统计下n次的CINR值，当再次统计到n次后才进行下一次的内外环判决；
步骤S518至步骤S524，当步骤S508处判决用户为内环用户时，当用户从内环区域向外环区域切换时，由于终端处于内环边缘时可能产生较多的错包，因此需要以较快的速度进行，故采用“滑动窗口”的统计方法，即在完成最初n次统计后，不清空统计值，当下一次终端上报的CINR到来时，仅将之前统计的CINR中最先获取量替换为新值并进行内外环判决。如果这n次统计中小于CINR_THS_LOW的次数高于某一设定的值，则将终端切换为外环；
步骤S526，基站统计相当长一段时间内整个小区系统的网络性能，根据实际环境变化，自适应调整内外环判决门限，提高整个网络的性能；其中，小区内网络性能指标可以有多个参数构成，比如内外环用户比例、整个小区的吞吐量变化等等。当小区的内环用户数目和外环用户数目比例过大或者内环用户的吞吐量和外环用户的吞吐量比例过大时，可以适当提高外环用户的判决门限值，使得外环用户增加而内环用户减少，提高网络带宽利用率；当小区的内环用户数目和外环用户数目比例过小或者内环用户的吞吐量和外环用户的吞吐量比例过小时，可以适当降低内环用户的判决门限值，使得外环用户减少而内环用户增多，提高网络带宽利用率，从而提升整个网络的性能。
图6示出了根据本发明的另一实施例的用于降低消除相邻小区干扰的系统。如图6所示，该系统包括：基站602，将其覆盖区域划分出内环区域、外环区域，并且相邻基站彼此协商所占用频带，使得各自外环区域的占用频带彼此不同，并且基站向其覆盖区域内的终端传输preamble(前同步码)；终端604，对preamble(前同步码)进行响应而生成下行CINR(Carrier to Interference+Noise Ratio，载波与干扰+噪声比)；以及判决装置606，基于来自终端的CINR来判断终端对应的用户类型，其中，用户类型为内环用户或外环用户，并且基于用户类型的判断结果，使基站对终端应用与其用户类型相对应的频带。
其中，基站602还在内环区域和外环区域之间包括保护带，该系统还包括过渡装置(未示出)，用于对保护带内的终端按照预定规则确定其用户类型；其中，在通过过渡装置对保护带内的终端按照预定规则确定其用户类型的过程中，过渡装置对基站连续接收到的N个(N为大于0的自然数)CINR按照时间窗的方式与阈值进行比较，判断终端对应的用户类型，其中，阈值包括第一阈值CINR_THS_LOW和第二阈值和CINR_THS_HIGH，其中，CINR_THS_LOW表示所述内环用户切换到所述外环用户的阈值，CINR_THS_HIGH表示所述外环用户切换到所述内环用户的阈值，且CINR_THS_LOW＜CINR_THS_HIGH，CINR_THS_LOW和CINR_THS_HIGH分别构成了保护带的内外径，当判决装置606判决用户为外环用户时，当用户从外环区域向内环区域切换时，过渡装置采取“固定窗口”统计的方式，即每采集到n次终端上报的前向CINR，判断其中大于CINR_THS_HIGH的次数，如果这一次数高于某一设定的值，则将终端切换为内环。每次统计完成后将统计的内容全部清空，并开始统计下n次的CINR值，当再次统计到n次后才进行下一次的内外环判决；当判决装置606判决用户为内环用户时，当用户从内环区域向外环区域切换时，由于终端处于内环边缘时可能产生较多的错包，因此需要以较快的速度进行，故过渡装置采用“滑动窗口”的统计方法，即在完成最初n次统计后，不清空统计值，当下一次终端上报的CINR到来时，仅将之前统计的CINR中最先获取量替换为新值并进行内外环判决。如果这n次统计中小于CINR_THS_LOW的次数高于某一设定的值，则将终端切换为外环。
该系统还可以包括调整装置(未示出)，统计相当长一段时间内整个小区系统的网络性能，根据实际环境变化，自适应调整内外环判决门限，提高整个网络的性能；其中，小区内网络性能指标可以有多个参数构成，比如内外环用户比例、整个小区的吞吐量变化等等。当小区的内环用户数目和外环用户数目比例过大或者内环用户的吞吐量和外环用户的吞吐量比例过大时，可以适当提高外环用户的判决门限值，使得外环用户增加而内环用户减少，提高网络带宽利用率；当小区的内环用户数目和外环用户数目比例过小或者内环用户的吞吐量和外环用户的吞吐量比例过小时，可以适当降低内环用户的判决门限值，使得外环用户减少而内环用户增多，提高网络带宽利用率，从而提升整个网络的性能。
其中，系统中的判决装置606当用户初始接入时，无法判定终端的内外环属性，为了保证初始接入时的稳定性，无论用户处于什么位置，将用户类型的初始状态设置为外环用户。
综上所述，借助于本发明的技术方案，通过相邻小区之间协商外环占用频带并精确划分小区用户类型，以及通过设置保护带，可以有效地消除相邻小区之间的干扰尤其避免了位于内外环边界上用户可能产生的乒乓效应，并且通过自适应调整门限值的算法，提升了整个网络的性能。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种消除相邻小区干扰的方法，其特征在于，所述方法包括：
从基站覆盖区域中划分出内环区域和外环区域；
使相邻所述基站彼此协商所占用的频带，使得各自所述外环区域的占用频带彼此不同；
所述基站向其覆盖区域内的终端传输检测信号；
基于所述终端对所述检测信号进行响应而生成的反馈信号来判断所述终端对应的用户类型，其中，所述用户类型为内环用户或外环用户；以及
基于所述用户类型的判断结果，使所述基站对所述终端应用与其用户类型相对应的所述频带。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内环区域与所述外环区域之间还包括保护带，所述方法还包括：
对所述保护带内的所述终端按照预定规则确定其用户类型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
在对所述保护带内的所述终端按照预定规则确定其用户类型的步骤中，所述基站将连续接收到的N个(N为大于0的自然数)所述反馈信号按照时间窗的方式与阈值进行比较，判断所述终端对应的用户类型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述阈值包括第一阈值和第二阈值，其中，所述第一阈值表示所述内环用户切换到所述外环用户的阈值，所述第二阈值表示所述外环用户切换到所述内环用户的阈值，并且所述第一阈值小于所述第二阈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述用户从所述外环区域向所述内环区域切换时，所述基站采用固定窗口的方式，对于每采集到的N个所述反馈信号，计算其大于所述第二阈值的次数，并且在所述次数大于预定值时，将所述用户判决为所述内环用户。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述用户从所述内环区域向所述外环区域切换时，所述基站采用滑动窗口的方式，对于最近采集到的N个所述反馈信号，计算其小于所述第一阈值的次数，并且在所述次数大于预定值时，将所述用户判决为所述外环用户。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一阈值和所述第二阈值分别对应于所述保护带的外径和内径。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一阈值和所述第二阈值是基于小区网络的性能参数而动态可调整的。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站将所述终端对应的用户初始预设为所述外环用户。
10.一种消除相邻小区干扰的系统，其特征在于，所述系统包括：
基站，将其覆盖区域划分出内环区域、外环区域，并且相邻所述基站彼此协商所占用频带，使得各自所述外环区域的占用频带彼此不同，并且所述基站向其覆盖区域内的终端传输检测信号；
终端，对所述检测信号进行响应而生成反馈信号；以及
判决装置，基于来自所述终端的反馈信号来判断所述终端对应的用户类型，其中，所述用户类型为内环用户或外环用户，并且基于所述用户类型的判断结果，使所述基站对所述终端应用与其用户类型相对应的所述频带。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述基站还在所述内环区域与所述外环区域之间包括保护带，所述系统还包括：过渡装置，用于对所述保护带内的所述终端按照预定规则确定其用户类型。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
在通过所述过渡装置对所述保护带内的所述终端按照预定规则确定其用户类型的过程中，所述过渡装置对所述基站连续接收到的N个(N为大于0的自然数)所述反馈信号按照时间窗的方式与阈值进行比较，判断所述终端对应的用户类型，其中，所述阈值包括第一阈值和第二阈值，其中，所述第一阈值表示所述内环用户切换到所述外环用户的阈值，所述第二阈值表示所述外环用户切换到所述内环用户的阈值，并且所述第一阈值小于所述第二阈值。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，当所述用户从所述外环区域向所述内环区域切换时，所述过渡装置采用固定窗口的方式，对于每采集到的N个所述反馈信号，计算其大于所述第二阈值的次数，并且在所述次数大于预定值时，将所述用户判决为所述内环用户。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，当所述用户从所述内环区域向所述外环区域切换时，所述过渡装置采用滑动窗口的方式，对于最近采集到的N个所述反馈信号，计算其小于所述第一阈值的次数，并且在所述次数大于预定值时，将所述用户判决为所述外环用户。
15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第一阈值和所述第二阈值分别对应于所述保护带的外径和内径。
16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述系统还包括调整装置，用于基于小区网络的性能参数而动态调整所述第一阈值和所述第二阈值。
17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述判决装置将所述终端对应的用户初始预设为所述外环用户。
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