CN102316490A - 一种实现同频干扰自动监测与处理的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种WiMAX系统中实现相邻小区间同频干扰自动监测与处理的方法和系统，涉及WiMAX无线通信领域，它通过获取目标基站的无线配置信息通过与服务基站对比分析，计算出是否存在同频干扰及同频干扰程度，并根据服务基站和目标基站的无线配置情况，给出最优的降低同频干扰的方案，从而控制改变服务基站频段，有效降低WiMAX网络中同频干扰程度。

Description

一种实现同频干扰自动监测与处理的方法和系统

技术领域

本发明涉及WiMAX无线通信系统中同频干扰的监测与处理技术，具体涉及一种实现相邻小区间同频干扰自动监测与处理的方法和系统。

背景技术

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，微波存取全球互通，又称802.16无线城域网)系统，和所有其他通信系统一样，也存在着一个固有问题，那就是频段资源问题。在很多商用环境下，WiMAX运营商通常只能获取到有限的频段资源，所以在某些热点区域就会出现相邻小区使用同一个频点的情况。在大量开站以及多家设备厂商共同组网的时候，整个网络配置情况无法准确知道，或是较易出现人为操作失误，导致在网络中存在相邻小区间的同频干扰，从而影响到这些地区的网络覆盖质量和用户体验感觉。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种WiMAX系统中实现相邻小区间同频干扰自动监测与处理的方法和系统，它能有效降低WiMAX网络中同频干扰程度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种实现同频干扰自动监测与处理的方法，包括以下处理过程：

获取服务基站和目标基站的无线配置信息；

根据获取的无线配置信息，监测服务基站与目标基站是否存在同频干扰，以及同频干扰程度；

根据监测的同频干扰信息，对服务基站进行无线配置优化。

在一种实施例中，该方法还包括对RRM(无线资源管理)应答消息进行扩展，在所述RRM应答消息体中增加所属基站的无线配置信息构成扩展的RRM应答消息；所述获取基站的无线配置信息为：通过向基站发送RRM请求消息，基站反馈扩展的RRM应答消息，从该应答消息中获取基站的无线配置信息。

所述监测服务基站与目标基站是否存在同频干扰，以及同频干扰程度具体包括：根据相同逻辑子信道在各基站中映射出的物理子信道是否存在重复判断是否存在同频干扰；并根据重复比例确定同频干扰程度。

所述物理子信道重复的判断具体包括：根据上下行子帧中物理子信道和逻辑子信道的映射关系分别进行下行子帧的同频干扰监测和上行子帧的同频干扰监测。

所述根据监测的同频干扰信息，对服务基站进行无线配置优化的过程为：根据服务基站的无线配置参数的调整空间，确定出可以降低上下行子帧中物理子信道重复程度的服务基站无线配置参数。

一种实现同频干扰自动监测与处理的系统，包括：无线配置信息获取单元，用于获取服务基站和目标基站的无线配置信息；同频干扰监测单元，用于根据获取的无线配置信息，监测服务基站与目标基站是否存在同频干扰，以及同频干扰程度；优化单元，用于根据监测的同频干扰信息，确定降低同频干扰的服务基站无线配置优化方案，对服务基站进行无线配置优化。

在一种实施例中，所述系统还包括RRM应答消息扩展单元，用于在RRM应答消息体中增加所属基站的无线配置信息构成扩展的RRM应答消息；所述无线配置信息获取单元获取信息方式为：通过向基站发送RRM请求消息，根据基站反馈的扩展的RRM应答消息获取基站的无线配置信息。

所述同频干扰监测单元进行同频监测的方式具体为：根据相同逻辑子信道在各基站中映射出的物理子信道是否存在重复判断是否存在同频干扰；并根据重复比例确定同频干扰程度。

所述同频干扰监测单元进行物理子信道重复的判断具体包括：根据上下行子帧中物理子信道和逻辑子信道的映射关系分别进行下行子帧的同频干扰监测和上行子帧的同频干扰监测。

所述优化单元根据监测的同频干扰信息，对服务基站进行无线配置优化具体为：根据服务基站的无线配置参数的调整空间，确定出可以降低上下行子帧中物理子信道重复程度的服务基站无线配置参数。

一种实现同频干扰自动监测与处理的系统，包括：服务基站、目标基站、接入网关和后台配置单元；其中所述服务基站用于发送的RRM请求通过所述接入网关转发到所述目标基站，所述目标基站用于通过所述接入网关向所述服务基站反馈扩展的RRM应答消息；所述服务基站还用于从所述RRM应答信息中获取所述目标基站的无线配置信息，监测是否存在同频干扰，以及同频干扰程度，并将监测结果发送到后台配置单元；所述后台配置单元根据收到的监测结果对服务基站进行无线配置优化。

在一类实施例中，所述的服务基站中包括同频干扰监测与处理单元，所述同频干扰监测与处理单元用于监测是否存在同频干扰，以及同频干扰程度，以及将监测结果发送到后台配置单元。

本发明的有益效果是：通过获取服务基站和目标基站的无线配置信息，监测服务基站与目标基站是否存在同频干扰，以及同频干扰程度，并确定降低同频干扰的服务基站无线配置优化方案，对服务基站进行无线配置优化，有效降低WiMAX网络中同频干扰程度，提高网络覆盖质量。

附图说明

图1是本发明WiMAX无线通信系统实施例的工作原理示意图；

图2是本发明实施例中相邻小区间zone size划分一致的模型图；

图3是本发明实施例中相邻小区间zone size划分不一致的模型图；

图4是本发明在WiMAX无线通信系统中同频干扰监测与处理方法实施例流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示本发明一种WiMAX系统中实现相邻小区间同频干扰自动监测与处理的方法的优选实施例在WiMAX无线通信系统的工作原理示意图。其中，服务基站110的RRM消息处理单元112发送无线配置请求消息给接入网关(AGW)100，接入网关直接将该消息转发到目标基站120的RRM消息处理单元122，目标基站120的RRM消息处理单元122向目标基站120的配置处理单元121获取目标基站120的无线配置信息，然后将这些信息通过RRM应答消息回复到接入网关100，该RRM应答消息为扩展的RRM应答消息，即在现有协议的RRM应答消息体中增加同频干扰检测的相关参数构成扩展的RRM应答消息；接入网关100再转发该消息回给服务基站110，完成RRM消息的报告流程。服务基站110的RRM消息处理单元112接收到接入网关100转发过来的RRM应答消息后，经过对消息的处理，提取出同频干扰监测与处理单元113需要的参数集。服务基站的同频干扰监测与处理单元113在接收到RRM消息处理单元112提供的目标基站120的无线配置信息后，利用本发明提供的同频干扰监测机制(参见后述)，判断并输出相邻小区的同频干扰程度，以及最佳降低同频干扰的配置优化方案。并将该方案发送到后台配置单元(EMS)200。后台配置单元200根据同频干扰监测与处理单元113上报的优化方案作出对服务基站110的配置优化。

如图4并结合图1，本发明一种WiMAX系统中实现相邻小区间同频干扰自动监测与处理的方法的具体实施例，在服务基站对相邻小区同频干扰监测与处理过程具体实施例的流程如下：

S401，服务基站110启动，通过RRM消息处理单元112发送无线配置请求消息给接入网关100。

S402，接入网关转发该消息到目标基站120的RRM消息处理单元122。

S403、404，目标基站120的RRM消息处理单元122接收到RRM无线配置请求消息后，通过目标基站的配置处理单元121获取目标基站120的无线配置信息。

S405，目标基站120反馈RRM应答消息到接入网关100，该RRM应答消息为扩展的RRM应答消息，即在所述RRM应答消息体中增加所属基站的无线配置信息。

S406，接入网关100转发该消息到服务基站的RRM消息处理单元112.

S407，服务基站110的RRM消息处理单元112接收到该RRM应答消息后，将目标基站120的无线配置信息提取出来，送到服务基站的同频干扰监测与处理单元113。

S408，服务基站110的同频干扰监测与处理单元113按照本发明提出的同频干扰监测机制，计算出服务基站110与目标基站120间的同频干扰程度，并将无线配置优化方案发送到后台配置单元200。

S409，后台配置单元200按照服务基站110的无线配置优化方案通知服务基站110的配置处理单元111，完成对服务基站110的无线配置优化。

S410、411、412，服务基站110的配置处理单元111在完成配置变更后，通知服务基站的RRM消息处理单元112同频干扰监测与处理优化完成，服务基站RRM消息处理单元112随后通过接入网关100的转发，接入网关100向目标基站120发送RRM确认消息。

综上所述，本发明使得WiMAX系统在采用同频组网情况下，对同频干扰进行系统的自动监测与处理，大大提高了系统的覆盖质量，降低了同频干扰对网络服务的影响。

本发明的一个主要创新点是对RRM应答消息的扩展，在标准的NWG1.3.1版本中，RRM应答消息中携带了部分无线配置信息，但是这些信息不能实现完整的同频干扰检测，因此本发明提出在RRM应答消息中增加同频干扰检测的所有参数。

以下详细介绍本发明的同频干扰监测与处理机制的实施方式。

当细化到以ZONE(区域)为基本单元，该机制的原则是在相邻基站采用相同频点时，判断这两个基站对应位置的ZONE是否存在同频干扰，以及同频干扰程度，并通过服务基站的同频干扰监测处理单元计算出最佳降低同频干扰的无线配置优化方案。在ZONE的判断中，主要通过判断相邻基站对应位置ZONE相同逻辑子信道映射出的物理子信道是否存在重复，存在重复则必然有同频干扰，并根据重复比例判断这两个相邻小区在这组对应ZONE中的同频干扰程度。举个简单的例子，基站在发送数据时，是按照逻辑子信道编码的，如果基站A和B都在逻辑子信道1上发送了数据，那么A将逻辑子信道映射到物理子信道α上，而B将逻辑子信道映射到物理子信道β上，那么基站A和B实际传输数据就不会产生干扰。按照这种方式，将所有逻辑子信道与其映射的物理子信道统计出重复比例，即可判断基站A和B同频干扰的程度。

根据IEEE 802.16e(移动宽带无线接入的标准)的定义，每个下行或上行子帧都可以包含多个ZONE，每个ZONE的大小，位置，以及使用的逻辑子信道和物理子信道都是基站配置决定的，涉及的参数有：

NWG1.3.1原消息格式包含的参数有(参见IEEE 802.16e协议的R6Radio_Config_Update_Rpt参数表中)：Frequency：频点(DCD Setting中)；UL allocated subchannels bitmap：上行子帧指示使用的逻辑子信道(UCDSetting中)；UL Permbase：上行子帧强制zone的Permbase，用于计算逻辑子信道映射的物理子信道(UCD Setting中)。

本发明提出的扩展RRM应答消息的参数如下表：

IE	依据	M/O	注释
				>Preamble Index		0	邻区BS使用的Preamble Index
IE	依据	M/O	注释
				>Used Subchannelbitmap		O	邻区BS的强制zone和不使用全部子信道的可选zone使用的子信道组
>DL Zone Qty		O	下行可选zone个数
				>>DL Zone Index		O	下行可选zone的索引
>>Indicator to useall DL subchannels		O	指示下行可选zone是否使用下行全部子信道
				>>DL zonepermutation base		O	下行可选zone使用的Permbase
>>DL zone size		O	下行可选zone的大小，单位是Symbol
				>UL Zone Qty		O	上行可选zone个数
>>UL Zone Index		O	上行可选zone索引
				>>Indicator to useall UL subchannels		O	指示上行可选zone是否使用上行全部子信道
>>UL zonepermutation base		O	上行可选zone的Permbase
				>>UL zone size		O	上下可选zone大小，单位Symbol

表中：

Preamble Index(前导序号)：决定使用的Segment ID(载扇标识)；

Used Subchannel bitmap(使用子信道的位图)：决定使用的下行强制zone使用的逻辑子信道组，以及可选zone在不指定使用全部子信道时的逻辑子信道组；

DL Zone Qty：下行可选zone个数；

DL Zone Index：下行可选zone的索引；

Indicator to use all DL subchannels(子信道)：指示当前下行可选zone是否使用全部子信道；

DL zone permutation base(下行可选区域排列基数)：指示当前下行可选zone使用的Permbase(置换基)，用于计算逻辑子信道映射的物理子信道；

DL zone size：当前下行可选zone的大小；

UL Zone Qty：上行可选zone个数；

UL Zone Index：上行可选zone的索引；

Indicator to use all UL subchannels：指示当前上行可选zone是否使用全部子信道；

UL zone permutation base：指示当前上行可选zone使用的Permbase，用于计算逻辑子信道映射的物理子信道；

UL zone size：当前上行可选zone的大小；

WiMAX OFDMA PUSC中物理子信道和逻辑子信道的映射关系，在803.16e协议中均有相应的定义，该协议中分别提供了上行子帧中物理子信道和逻辑子信道的映射关系以及下行子帧中物理子信道和逻辑子信道的映射关系。

同频干扰监测与处理算法流程为：

首先判断服务基站与相邻小区是否采用相同频点，如果不是，则直接返回没有同频干扰，否则进行：接入网关转发RRM无线配置请求消息到目标基站的RRM消息处理单元，目标基站的RRM消息处理单元接收到RRM无线配置请求消息后，向目标基站的配置处理单元获取目标基站的无线配置信息。

判断下行同频干扰，具体过程是：

首先，判断下行强制zone和不使用全部子信道的可选zone是否存在同频干扰，在WiMAX系统中，下行强制zone和不使用全部子信道的可选zone，其逻辑子信道与物理子信道是按照固定的序列(RenumberingSeqeunce)进行映射，因此，只需要判断对应位置zone的逻辑子信道是否重复即可。而判断以上两类zone使用的逻辑子信道，按照802.16e协议规定，通过参数Preamble Index和Used Subchannel bitmap，Indicator to use all DL subchannels进行判断。判断过程具体为：由于协议中规定了，通过Preamble Index(前导序号)可以判断基站使用的Segment(载扇)，802.16e中还规定Segment 0必须包含SubChannel Group 0，Segment 1必须包含SubChannel Group 2，Segment 2必须包含SubChannel Group 4，也就是说如果Segment相同则必然存在同频干扰，则输出报告条例——Segment冲突，并给出针对Preamble Index的一条优化配置方案，使得这两个基站以上两类zone属于不同的Segment。如果相邻基站属于不同的Segment，对于上述两类zone使用的子信道组由Used Subchannelbitmap字段描述，如果判断两基站使用的子信道组有重复则判断存在同频干扰，输出报告条例——子信道组冲突，并给出针对Used Subchannel bitmap的一条优化配置方案，使得两个基站以上两类zone上使用的子信道组不重复。

其次，判断下行使用全部子信道的可选zone的同频干扰程度，在WiMAX系统中，下行使用全部子信道的可选zone，逻辑子信道与物理子信道的按照序列(RenumberingSeqeunce)和Permbase的偏移进行映射，按照802.16e中描述，通过参数DL Zone Index，DL Zone Size，DL zone permutation base和Indicatorto use all DL subchannels，就可以计算出每个使用全部子信道的可选zone每个逻辑子信道映射的物理子信道映射，然后遍历所有可用的DL zonepermutation base值，选择相同逻辑子信道映射后的物理子信道重复比例最小者作为推荐优化方案。

这里需要指出一点特殊情况，对于通常情况下，相邻小区间zone size的划分是一致的，即如图2所示，基站1和基站2的对应zone边界是对齐的。但802.16e协议允许zone的灵活配置，即可以存在图3所示情况，因此本发明在这种情况下，对于zone与zone之间的重叠情况如图3的BS(基站)2zone A与BS1的zoneA和zone B，就需要将这两个zone综合计算，先用BS2 zone A与BS1 zone A按照前面介绍的方法遍历出DL zone permutation base的推荐优化队列，队列按照DL zone permutation base最优到最差顺序排列，相同方法获得BS2 zone A与BS1 zone B的DL zone permutation base的队列，取这两个队列中对应位置第一个相同的值作为最优DL zone permutation base值。

接着还需要判断上行同频干扰，方法同下行子帧一样，只是在协议中上下行子帧在使用的子信道分配及使用的字段略有区别。在WiMAX系统中，上行子帧的逻辑子信道与物理子信道之间规定了映射方式。协议中，在Pt序列固定的情况下，映射关系即由UL_Permbase决定。具体过程是：

首先，判断上行强制zone是否存在同频干扰，上行强制zone的PermBase值是通过UCD Setting中的UL Permbase确定的，而上行强制zone使用的逻辑子信道是通过UL allocated subchannels bitmap确定的，代入前述公式2中即可判断两个相邻基站的上行强制zone相同逻辑子信道映射的物理子信道是否存在重复，以及存在重复的比例，据此判断同频干扰程度，并针对UL_PermBase和UL allocated subchannels bitmap给出一条配置优化方案，使得相邻基站相同逻辑子信道映射出的物理子信道重复比例最小；

其次，上行可选zone的判断与下行可选zone类似，使用参数UL allocatedsubchannels bitmap，Indicator to use all UL subchannels，UL zonepermutation base，UL Zone Index和UL zone size就可以完成对上行可选zone的同频干扰监测与处理，这里不再赘述。

当完成同频干扰监测与处理流程，并根据上述流程中的“接入网关100转发无线配置请求消到目标基站120的RRM消息处理单元122，RRM消息处理单元122再向目标基站的配置处理单元121转发”的输出报告汇总后给后台配置单元。

本发明的核心思想是将上述方法中涉及到的基站配置参数利用Radio_Config_Update_Rpt应答消息携带给相邻小区基站，即可完成同频干扰的监测与处理功能。服务基站的同频干扰处理单元将优化方案上报到后台配置单元，由后台配置单元完成对服务基站的无线配置优化。

在NWG1.3.1-4.9.3.2.1中定义了R6口的Radio_Config_Update_Rpt消息结构。该结构体中只包含了相邻小区的DCD(downlink channel descriptor，下行信道描述)和UCD(uplink channel descriptor，上行信道描述)，其中涉及同频干扰监测的参数只有相邻小区的频点，以及上行子帧强制zone使用的逻辑子信道和Permbase，所以采用标准的RRM应答消息结构并不能准确的监测到相邻小区的同频干扰程度；本发明提出了新的Radio_Config_Update_Rpt应答消息格式，其中包含了本发明同频检测机制需要的所有参数。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种实现同频干扰自动监测与处理的方法，其特征在于，所述方法包括以下处理过程：

获取服务基站和目标基站的无线配置信息；

根据获取的无线配置信息，监测服务基站与目标基站是否存在同频干扰，以及同频干扰程度；

根据监测的同频干扰信息，对服务基站进行无线配置优化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对RRM应答消息进行扩展，在所述RRM应答消息体中增加所属基站的无线配置信息构成扩展的RRM应答消息；所述获取基站的无线配置信息为：通过向基站发送RRM请求消息，基站反馈扩展的RRM应答消息，从该应答消息中获取基站的无线配置信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述监测服务基站与目标基站是否存在同频干扰，以及同频干扰程度具体包括：根据相同逻辑子信道在各基站中映射出的物理子信道是否存在重复判断是否存在同频干扰；并根据重复比例确定同频干扰程度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述物理子信道重复的判断具体包括：根据上下行子帧中物理子信道和逻辑子信道的映射关系分别进行下行子帧的同频干扰监测和上行子帧的同频干扰监测。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据监测的同频干扰信息，对服务基站进行无线配置优化的过程为：根据服务基站的无线配置参数的调整空间，确定出可以降低上下行子帧中物理子信道重复程度的服务基站无线配置参数，利用该参数对服务基站进行无线配置优化。

6.一种实现同频干扰自动监测与处理的系统，其特征在于，所述系统包括：

无线配置信息获取单元，用于获取服务基站和目标基站的无线配置信息；

同频干扰监测单元，用于根据获取的无线配置信息，监测服务基站与目标基站是否存在同频干扰，以及同频干扰程度；

优化单元，用于根据监测的同频干扰信息，对服务基站进行无线配置优化。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括RRM应答消息扩展单元，用于在RRM应答消息体中增加所属基站的无线配置信息构成扩展的RRM应答消息；所述无线配置信息获取单元获取信息方式为：通过向基站发送RRM请求消息，根据基站反馈的扩展的RRM应答消息获取基站的无线配置信息。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述同频干扰监测单元进行同频监测的方式具体为：根据相同逻辑子信道在各基站中映射出的物理子信道是否存在重复判断是否存在同频干扰；并根据重复比例确定同频干扰程度。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述同频干扰监测单元进行物理子信道重复的判断具体包括：根据上下行子帧中物理子信道和逻辑子信道的映射关系分别进行下行子帧的同频干扰监测和上行子帧的同频干扰监测。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述优化单元根据监测的同频干扰信息，对服务基站进行无线配置优化具体为：根据服务基站的无线配置参数的调整空间，确定出可以降低上下行子帧中物理子信道重复程度的服务基站无线配置参数，利用该参数对服务基站进行无线配置优化。

11.一种实现同频干扰自动监测与处理的系统，其特征在于，所述系统包括：服务基站、目标基站、接入网关和后台配置单元；其中

所述服务基站用于发送的RRM请求通过所述接入网关转发到所述目标基站，所述目标基站用于通过所述接入网关向所述服务基站反馈扩展的RRM应答消息；

所述服务基站还用于从所述RRM应答信息中获取所述目标基站的无线配置信息，监测是否存在同频干扰，以及同频干扰程度，并将监测结果发送到后台配置单元；

所述后台配置单元根据收到的监测结果对服务基站进行无线配置优化。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的服务基站中包括同频干扰监测与处理单元，所述同频干扰监测与处理单元用于监测是否存在同频干扰，以及同频干扰程度，以及将监测结果发送到后台配置单元。

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