CN103024894A - 多基站干扰源定位方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多基站干扰源定位方法及设备。该方法包括获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率；根据所述每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率；根据所述每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，定位对所述多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源。

Description

多基站干扰源定位方法及设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种多基站干扰源定位方法及设备。

背景技术

随着移动通信的飞速发展，越来越多的用户开始使用移动终端通信。由于无线通信的开放性，需要解决大量的通信设备之间的相互干扰。为了解决干扰问题，首先需要定位干扰源。常用的定位技术都是利用无线信号的到达时间(Time of Arrival，TOA)、到达角度(Angle of Arrival，AOA)和信号强度来定位。但是，这些方案对基站的天线有要求，可能需要对现有设备进行改造。

发明内容

本发明实施例是提供一种多基站干扰源定位方法及设备，实现多基站时的干扰源定位，并且不需要对现有设备进行改造。

本发明实施例提供了一种多基站干扰源定位方法，包括：

获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率；

根据所述每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率；

根据所述每个基站的接收差分功率，以及所述每个基站的增益差分，定位对所述多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源。

本发明实施例提供了一种多基站干扰源定位设备，包括：

获取模块，用于获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率；

计算模块，用于根据所述每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率；

定位模块，用于根据所述每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，定位对所述多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过基站的接收功率定位干扰源，并不需要对天线有特殊要求，因此可以不对现有设备进行改造而实现干扰源定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明多基站干扰源定位方法一实施例的流程示意图；

图1b为本发明多基站干扰源定位系统的结构示意图；

图2为本发明多基站干扰源定位方法另一实施例的流程示意图；

图3为本发明多基站干扰源定位设备一实施例的结构示意图；

图4为本发明多基站干扰源定位设备另一实施例的结构示意图；

图5为本发明多基站干扰源定位设备另一实施例的结构示意图；

图6为本发明多基站干扰源定位设备另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1a为本发明多基站干扰源定位方法一实施例的流程示意图，包括：

步骤11：多基站干扰源定位设备获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率；

其中，该多基站干扰源定位设备可以位于基站控制器内、核心网设备或者独立设置。该多基站干扰源定位设备可以接收每个基站发送的该基站的不同扇区天线上的接收功率，以获取上述的多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率。

上述的多个基站可以为预先选择的N个基站，通常来讲，N越大定位越准确。可以将接收功率大于设定阈值的基站选为上述的N个基站。

本发明实施例中的多个基站是指至少两个的基站。

为了保证检测的准确度，本发明实施例中将根据多个基站的接收功率，例如，可以选取接收功率大于设定阈值的多个基站的接收功率进行干扰源定位。

步骤12：多基站干扰源定位设备根据每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率；

其中，通常每个基站对应三个扇区，假设基站i在三个扇区天线上的接收功率分别为P_ri(0)、P_ri(1)和P_ri(2)，则接收差分功率为：P_Di(1)＝P_ri(1)-P_ri(0)和P_Di(2)＝P_ri(2)-P_ri(0)。

步骤13：多基站干扰源定位设备根据每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，定位对多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源；

其中，干扰源可以为能够发出无线信号并对上述多个基站内的至少部分基站造成干扰的无线电设备，例如为电台、其余的基站等。

以多基站干扰源定位设备位于基站控制器内为例，本发明实施例对应的系统可以如图1b所示，图1b为本发明多基站干扰源定位系统的结构示意图，包括多基站干扰源定位设备的基站控制器1、用于向多基站干扰源定位设备提供接收功率的多个基站2，对多个基站2中的部分基站造成干扰的干扰源3。

例如，该选择的多个基站可以为同一个运营商的基站，如都是移动运营商的基站，要定位的干扰源是指对移动运营商的基站造成干扰的干扰源，如，干扰源是电信运营商的基站。

上述的增益差分可以是干扰源的位置坐标的函数。在定位时，可以采用最优解的方式，如根据该每个基站的接收差分功率以及每个基站的增益差分，得到接收差分功率与增益差分间的均方差，之后，求该均方差最小时的最优解作为干扰源的位置。即如果为单干扰源，则将均方差最小时的位置坐标确定为干扰源的位置坐标。其中，基站的增益差分是干扰源的位置坐标的函数，例如，对于上述多个基站内的某一基站i，其增益差分是(x，y，z)的函数，(x，y，z)是干扰源的位置坐标。具体可以参见下一实施例。本实施例通过基站的接收功率定位干扰源，并不需要对天线有特殊要求，因此可以不对现有设备进行改造而实现干扰源定位。

图2为本发明多基站干扰源定位方法另一实施例的流程示意图，包括：

步骤21：获取每个基站的接收功率。

步骤22：根据基站的接收功率判断是否存在干扰，若是，执行步骤23，否则重复执行步骤21及其后续步骤。

其中，可以根据基站的接收功率在时间和空间上的相关性判断是否存在干扰。

假设接收功率最大的基站为x₀，其周围接收功率大于设定阈值的基站按平均接收功率大小排序为x₀，x₁，K，x_k，K，相应的接收功率为P₀(t)＞P₁(t)＞K＞P_k(t)＞K。其中，当检测的接收功率为每个基站的每个扇区天线上的接收功率时，则对于第i个基站，其接收功率P_i(t)为其扇区天线上接收功率中的最大值，即P_i(t)＝max{P_ri(0)，P_ri(1)，P_ri(2)}。

计算接收功率在时间和空间上的相关系数为：

${\mathrm{\ρ}}_i=\mathrm{\ρ}(P_i\left(t\right),P_{i+1}\left(t\right))=\frac{\∫(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})\mathrm{dt}}{\sqrt{\∫{(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)}^2\mathrm{dt}\∫{(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})}^2\mathrm{dt}}}$

其中，

分别为基站i和基站i+1的接收功率在时间上均值，计算公式为： ${\stackrel{\‾}{P}}_i=\frac{1}{T}{\∫}_0^T{P}_i\left(t\right)\mathrm{dt},$ ${\stackrel{\‾}{P}}_{i+1}=\frac{1}{T}{\∫}_0^T{P}_{i+1}\left(t\right)\mathrm{dt}.$

如果相关系数大于设定的阈值，则判断为有干扰。

上述计算相关系数时可以根据接收功率的采样时间进行简化，例如只取几个离散的时间点t₀，t₁，K，t_k，K上的功率信息进行上述的时间和空间上的相关系数计算。

步骤23：根据每个基站在不同扇区天线上的接收功率，得到每个基站的接收差分功率，并得到每个基站的接收差分功率以及每个基站的增益差分之间的均方差，并得到均方差最小时的位置坐标(x_t，y_t，z_t)。

其中，基站i的接收差分功率可以表示为：

P_Di(1)＝P_ri(1)-P_ri(0)、P_Di(2)＝P_ri(2)-P_ri(0)，

P_ri(0)、P_ri(1)和P_ri(2)分别为基站i在三个扇区天线上的接收功率。

假设干扰源的位置坐标为(x，y，z)，第i个接收天线位置为(x_ri，y_ri，z_ri)，则从干扰源到基站间的方向为

对应的天线增益分别为G_i(α_ti，β_ti)和G_r(α_ri，k，β_ri，k)，其中，α_ti，β_ti为发射方向对应的垂直角和水平角，G_r(α_ri，k，β_ri，k)为接收天线增益，α_ri，k，β_ri，k为接收方向对应的垂直角和水平角。当干扰源的位置确定后，G_t(α_ti，β_ti)和G_r(α_ri，k，β_ri，k)的值也是确定的。

增益差分为：G_rD(i，1)(x，y，z)＝G_r(α_ri，1，β_ri，1)-G_r(α_ri，0，β_ri，0)

G_rD(i，2)(x，y，z)＝G_r(α_ri，2，β_ri，2)-G_r(α_ri，0，β_ri，0)

由于α_ri，k，β_ri，k可以采用(x，y，z)表示，因此上述的均方差的表达式为：

$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2],$

x＝(x，y，z)

本发明实施例可以通过搜索算法得到上述的f(x)的最小值，即，定位问题可以用如下最优化问题表述：

x＝(x，y，z)

上述的最优算法可以采用搜索算法得到最优解。

搜索算法从步骤上可以分为粗估计和细估计。即先对干扰源位置作一个粗略的估计，得出干扰源的大致位置或者大致范围，然后再作进一步的细估计。

粗估计的方法有很多种，这里给出两种方法。一种是采用接收功率最大的基站覆盖的区域或者接收功率最大的扇区覆盖的区域中心点作为粗估计的值。第二种是利用少数几个基站的扇区天线接收功率信息来估算出到达角，然后根据到达角画线，取这些线的交点的均值作为粗估计的值。

细估计的方法有网格法和迭代搜索法。网格法精度较高但复杂度也高。迭代搜索法复杂度低但精度不能保证。

网格搜索算法是一种直接搜索算法，它把干扰源所在的可能区域划分成一个个小的网格，每个网格用它的中心点来表示，然后假设干扰源位于每个网格中心位置，对这些位置计算其到达基站天线端的接收功率，得出其与实际接收功率间的均方差，其中最小的就认为是一个比较接近真实干扰源位置的近似解。更传统的优化算法是迭代算法，其基本原理就是从某个初始点开始，逐步迭代，每一步都使得目标函数变小，直到接近或者到达最优解。迭代搜索的关键是如何从当前点到达下一个点，即搜索方向如何确定。一般搜索方向的选择都需要获得目标函数在当前位置的一阶和二阶导数。由于上述的目标函数f(x)不是一个解析式，因此只能通过近似的方法求导数，这样二阶导数的精度要比一阶导数的精度差，因此可以采用一阶导数来确定搜索方向。

步骤24：判断是否为单干扰源，若是，执行步骤25，否则执行步骤26。

其中，可以如下方式确定是否为单干扰源：

如果接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值小于设定的阈值，则确定为单干扰源；例如，选择5个基站，采用上述方法得到上述均方差的最小值，之后如果该最小值小于设定的阈值则确定为单干扰源；也可以是，分别选择5个、10个基站，分别计算5个基站时上述均方差的最小值，以及10个基站时上述均方差的最小值，之后判断该两个最小值中较大的值是否小于设定的阈值，若是则确定为干扰源。

或者，

获取多个最小均方差，如果多个最小均方差之间的方差小于设定的阈值，则确定为单干扰源，其中，多个最小均方差是指在选择不同个数的多个基站时，分别对应的接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值。例如，分别选择5个、10个基站，分别计算5个基站时上述均方差的最小值，以及10个基站时上述均方差的最小值，之后计算该两个最小值之间的方差，如果方差小于设定的阈值则确定为单干扰源。

步骤25：将上述计算得到的均方差最小时的位置坐标确定为干扰源的位置坐标。

例如，如果最小的均方差小于设定阈值则表明为单干扰源，那么如果x^*＝(x_t，y_t，z_t)时，f(x^*)为最小值，则干扰源的位置坐标为(x_t，y_t，z_t)。

步骤26：采用多干扰源定位算法确定干扰源。

由于本发明实施例主要是针对单干扰源时的干扰定位，对多干扰源时的方式不作限定。

采用上述最优解作为干扰源的位置的理论推导过程可以如下：

假设干扰源位置坐标为(x，y，z)，第i个接收天线位置为(x_ri，y_ri，z_ri)，则从干扰源到基站间的方向为

可以理解的是，上述的位置坐标，包括干扰源的位置坐标和基站的位置坐标都是在一个预定的坐标系内，干扰源和基站处于同一个坐标系内，对应相同的已知的坐标原点。

首先，基站天线的接收功率可以表达为：

P_ri(k)＝P_t+G_t(α_ti，β_ti)-L_Pi+G_r(α_ri，k，β_ri，k)+V_ri，k。

其中，P_t是发射功率，G_t(α_ti，β_ti)为发射天线在方向

上的增益，α_ti，β_ti为发射方向对应的垂直角和水平角，G_r(α_ri，k，β_ri，k)为接收天线增益，α_ri，k，β_ri，k为接收方向对应的垂直角和水平角，L_Pi为路径损耗，V_ri，k为测量误差。

在实际计算天线增益时，由于一般供应商提供的天线增益只有两个主方向即水平和垂直切面的两维方向图，而本实施例中需要三维天线图，因此可以采用三维线性插值来得出其它方向上的增益值。

路径损耗的计算公式为： $L_{\mathrm{Pi}}=-10\mathrm{lo}{g}_{10}{\left(\frac{4\mathrm{\πf}}{c}\right)}^2-{10\log }_{10}{d}_i^2---\left(1\right)$

其中，

为干扰源与基站间距离，f和c分别为发射频率和光速。

测量误差包括由于天线设置角度引起的误差，风吹引起的误差，以及由三维方向图线性插值的误差。

对第i个基站，对于三扇区天线，得到三个接收功率值，假设为P_ri(0)，P_ri(1)，P_ri(2)

根据接收功率计算公式，三个天线的接收功率为

$\left[\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ri}}\left(0\right)\\ P_{\mathrm{ri}}\left(1\right)\\ P_{\mathrm{ri}}\left(2\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{P}_t+G_t({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ti}},{\mathrm{\β}}_{\mathrm{ti}})-L_{\mathrm{Pi}}\\ P_t+G_t({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ti}},{\mathrm{\β}}_{\mathrm{ti}})-L_{\mathrm{Pi}}\\ P_t+G_t({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ti}},{\mathrm{\β}}_{\mathrm{ti}})-L_{\mathrm{Pi}}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{G}_r({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ri},0},{\mathrm{\β}}_{\mathrm{ri},0})\\ G_r({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ri},1},{\mathrm{\β}}_{\mathrm{ri},1})\\ G_r({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ri},2},{\mathrm{\β}}_{\mathrm{ri},2})\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{ri},0}\\ V_{\mathrm{ri},1}\\ V_{\mathrm{ri},2}\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中上一公式右边第一项是和基站位置有关的常数，取决于发射功率、对应方向的发射天线增益和路径损耗；第二项是三个接收天线的增益，和每个扇区天线的指向有关；第三项是天线功率测量误差，这里假设呈高斯分布(如果知道其分布，还是可以通过处理使得得到的功率误差呈高斯分布)。对于干扰源，由于无法知道发射功率和方向性增益，因此采用差分法把常数项避免掉

P_Di(1)＝P_ri(1)-P_ri(0)＝G_r(α_ri，1，β_ri，1)-G_r(α_ri，0，β_ri，0)+V_ri，1-V_ri，0

P_Di(2)＝P_ri(2)-P_ri(0)＝G_r(α_ri，2，β_ri，2)-G_r(α_ri，0，β_ri，0)+V_ri，2-V_ri，0    (3)

这样利用差分功率P_Di(1)，P_Di(2)，就可以避免对发射功率和发射天线方向图的估计问题。在差分功率表达式里，只剩下接收天线增益，这取决于干扰源到基站的方向，基站天线的指向和倾角，一般这些参数都是已知的。因此当干扰源位置给定时，可以根据已知基站位置和天线参数计算出接收到的差分功率，这样就建立起干扰源位置和差分功率的对应关系，其准确程度取决于功率的误差值。又由于α_ri，k，β_ri，k是(x，y，z)的函数，因此接收天线增益也是(x，y，z)的函数，上述的G_r(α_ri，k，β_ri，k)以及α_ri，k，β_ri，k与(x，y，z)的关系均可以采用现有技术得到，由于其表达式非常复杂在此不再给出其具体表达式。因此差分功率表达式可以简化为

P_Di(k)＝G_rD(i，k)(x，y，z)+V_Dr(i，k)    (4)

由于实际系统中存在各种偏差，测量功率的误差值会很大，因此单靠一个基站接收到的功率值是无法准确的定位干扰源的。为了降低功率误差的影响，可以利用分布在干扰源周围的多个基站来联合定位。对于第i个基站：

P_Di(1)＝G_rD(i，1)(x，y，z)+V_Dr(i，1)

P_Di(2)＝G_rD(i，2)(x，y，z)+V_Dr(i，2)    (5)

当功率测量误差为高斯分布时，上式的最大似然解为

$x_{\mathrm{ML}}=\arg \underset{(x,y,z)}{\min }[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2]---\left(6\right)$

其中x_ML＝(x，y，z)_ML是干扰源位置。对于N个基站，(5)式最大似然解变成

$x_{\mathrm{ML}}=\arg \underset{(x,y,z)}{\min }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2]---\left(7\right)$

在实际中功率测量的误差分布不一定是高斯分布的，这时上面的解变成最小均方解。这里假设每个基站的测量误差都是等分布的，而实际上每个基站的测量误差的分布都不一样，并且每个基站对于定位的重要性也不一样。例如离干扰源越近的基站显然对定位越重要，在干扰源周围分布越均匀，定位效果越好。此时，首先确定基站和干扰源的大致位置，估计出测量误差的分布，然后可以近一步的优化定位结果，最后的定位结果变成如下形式

$x_{\mathrm{ML}}=\arg \underset{(x,y,z)}{\min }\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2]---\left(8\right)$

其中w_i＞0代表了各个基站重要性和测量误差大小。式(7)(8)表达式不是解析式，因此无法直接求解。这时一般可以采取搜索算法来求解。实际上上述问题是一个无约束的最优化问题，可以采用最优化算法来求解。用数学表达式来描述的话，定位问题变成最优化问题

其中x＝(x，y，z)    (9)

$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2]---\left(10\right)$

当然公式(10)也可以采用系数方式，即

$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2]$

目标函数就是实际接收差分功率和给定干扰源位置下采用上述模型计算得到的差分功率间的均方差MSE(Mean Square Error)。

由于本发明实施例是针对单干扰源定位的，能够准确定位单干扰源，对于多干扰源需要其他算法进行定位。因此，在得到MSE后，可以根据MSE判断是单干扰源还是多干扰源，如果是单干扰源则将上述的作为干扰源的位置。单干扰源和多干扰源的判定有两种方法。一种是利用绝对的MSE值，另一种是利用相对的MSE值。前面的估计算法除了给出干扰源的位置，还有和估计位置对应的差分功率的MSE值。理想条件下，如果没有噪声和测量误差，如果是单个干扰源的话，那么MSE值应该等于零。实际由于噪声和测量误差的原因，MSE值应该是一个很小的值。如果存在多个干扰源，那么MSE值就是一个很大的值。比如，分别使用不同数目的基站如5、10、20和100个，计算最终估计位置对应的MSE值，根据这四个MSE值中的最大的MSE值来判断出是否存在多干扰源。如果MSE值大于设定阈值，那么判断为多干扰源，否则为单干扰源。

相对MSE值判断法利用不同数量基站MSE值的相对大小来判断。同样的，可以分别使用不同数目的基站如5、10、20和100个，计算最终估计位置对应的MSE值，然后计算这些MSE值的方差，如果方差大于设定阈值，那么判断为多干扰源，否则为单干扰源。这里的阈值根据实际情况作调整。

本实施例通过基站的接收功率定位干扰源，并不需要对天线有特殊要求，因为可以不对现有设备进行改造而实现干扰源定位。根据多个基站间的接收功率进行定位，可以提高准确度。根据时间空间相关系数判断是否存在干扰，可以方便的得到判断结果。根据MSE的值可以判断是否为单一干扰源，并在单一干扰源时给出准确定位结果。通过上述计算可以简便的得到上述均方差的最优解，实现简单地得到干扰源的位置坐标。

图3为本发明多基站干扰源定位设备一实施例的结构示意图，该设备为执行上述方法的设备，该设备可以为基站控制器、核心网设备或者单独设置的设备。该设备包括获取模块31、计算模块32和定位模块33；获取模块31用于获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率；计算模块32用于根据每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率；定位模块33用于根据每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，定位对该多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源。

可以是，计算模块具体用于采用如下计算公式得到每个基站的接收差分功率：

P_Di(1)＝P_ri(1)-P_ri(0)，P_Di(2)＝P_ri(2)-P_ri(0)，

其中，P_Di(1)和P_Di(2)为接收差分功率，P_ri(0)、P_ri(1)和P_ri(2)分别为基站i在三个扇区天线上的接收功率。

进一步地，图4给出了该设备的另一实施例，该实施例中，该定位模块33可以包括第一单元331和第二单元332；

第一单元331用于根据每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，得到接收差分功率与增益差分间的均方差，其中，该增益差分是干扰源的位置坐标的函数；

第二单元332用于如果为单干扰源，则将该接收差分功率与增益差分间的均方差最小时的位置坐标确定为干扰源的位置坐标。

可以是，第一单元331具体用于采用如下计算公式得到差分功率与增益差分间的均方差：

$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2],x=(x,y,z)$

其中，f(x)为接收差分功率与增益差分间的均方差，P_Di(1)和P_Di(2)为基站i的接收差分功率，G_rD(i，1)(x，y，z)和G_rD(i，2)(x，y，z)为基站i的增益差分，N为该多个基站的个数，(x，y，z)为干扰源的位置坐标。

进一步地，图5给出了该设备的另一实施例，该实施例中，该定位模块进一步包括第三单元333，用于如果接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值小于设定的阈值，则确定为单干扰源；或者，获取多个最小均方差，如果多个最小均方差之间的方差小于设定的阈值，则确定为单干扰源，其中，多个最小均方差是指在选择不同个数的多个基站时，分别对应的接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值。

本发明实施例可以通过搜索算法得到上述的f(x)的最小值，即，定位问题可以用如下最优化问题表述：

x＝(x，y，z)

上述的最优算法可以采用搜索算法得到最优解，即得到干扰源的位置坐标。

搜索算法从步骤上可以分为粗估计和细估计。即先对干扰源位置作一个粗略的估计，得出干扰源的大致位置或者大致范围，然后再作进一步的细估计。

粗估计的方法有很多种。这里给出两种方法。一种是采用接收功率最大的基站覆盖的区域或者接收功率最大的扇区覆盖的区域中心点作为粗估计的值。第二种是利用少数几个基站的扇区天线接收功率信息来估算出到达角，然后根据到达角画线，取这些线的交点的均值作为粗估计的值。

细估计的方法有网格法和迭代搜索法。

进一步地，图6给出了该设备的另一实施例，该实施例在上述设备实施例的基础上还包括：判断模块34，用于将每个基站在不同扇区天线上的接收功率中的最大值确定为对应基站的接收功率，并根据基站的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，确定是否存在该干扰源，以便在存在该干扰源时进行干扰源定位。

可以是，判断模块34具体用于：

计算基站的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，计算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_i=\mathrm{\ρ}(P_i\left(t\right),P_{i+1}\left(t\right))=\frac{\∫(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})\mathrm{dt}}{\sqrt{\∫{(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)}^2\mathrm{dt}\∫{(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})}^2\mathrm{dt}}},$

其中，ρ_i为基站i的接收功率与基站i+1的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，P_i、P_i+1分别为基站i和基站i+1的接收功率，

分别为基站i和基站i+1的接收功率在时间上的均值，计算公式为：

P_i、P_i+1为依次排列的大于设定阈值的接收功率；

如果存在大于设定的阈值的相关系数，则确定存在该干扰源。

可选的，上述计算相关系数时可以根据接收功率的采样时间进行简化，例如只取几个离散的时间点t₀，t₁，K，t_k，K上的功率信息进行上述的时间和空间上的相关系数计算。

本实施例通过基站的接收功率定位干扰源，并不需要对天线有特殊要求，因此可以不对现有设备进行改造而实现干扰源定位。通过上述计算可以简便的得到上述均方差的最优解，实现简单地得到干扰源的位置坐标。

可以理解的是，上述方法及设备中的相关特征可以相互参考。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种多基站干扰源定位方法，其特征在于，包括：

获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率；

根据所述每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率；

根据所述每个基站的接收差分功率，以及所述每个基站的增益差分，定位对所述多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率之后，所述方法还包括：

将每个基站在不同扇区天线上的接收功率中的最大值确定为对应基站的接收功率，并根据基站的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，确定是否存在所述干扰源，以便在存在所述干扰源时进行干扰源定位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据基站的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，确定是否存在所述干扰源，包括：

计算基站的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，计算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_i=\mathrm{\ρ}(P_i\left(t\right),P_{i+1}\left(t\right))=\frac{\∫(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})\mathrm{dt}}{\sqrt{\∫{(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)}^2\mathrm{dt}\∫{(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})}^2\mathrm{dt}}},$

其中，ρ_i为基站i的接收功率与基站i+1的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，P_i、P_i+1分别为基站i和基站i+1的接收功率，

分别为基站i和基站i+1的接收功率在时间上的均值，计算公式为：

P_i、P_i+1为依次排列的大于设定阈值的接收功率；

如果存在大于设定的阈值的相关系数，则确定存在所述干扰源。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率的计算公式为：

P_Di(1)＝P_ri(1)-P_ri(0)，P_Di(2)＝P_ri(2)-P_ri(0)，

其中，P_Di(1)和P_Di(2)为基站i的接收差分功率，P_ri(0)、P_ri(1)和P_ri(2)分别为基站i在三个扇区天线上的接收功率。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个基站的接收差分功率，以及所述每个基站的增益差分，定位对所述多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源，包括：

根据所述每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，得到接收差分功率与增益差分间的均方差，其中，所述增益差分是干扰源的位置坐标的函数；

如果为单干扰源，则将所述接收差分功率与增益差分间的均方差最小时的位置坐标确定为干扰源的位置坐标。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，得到接收差分功率与增益差分间的均方差的计算公式为：

$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2],x=(x,y,z)$

其中，f(x)为接收差分功率与增益差分间的均方差，P_Di(1)和P_Di(2)为基站i的接收差分功率，G_rD(i，1)(x，y，z)和G_rD(i，2)(x，y，z)为基站i的增益差分，N为所述多个基站的个数，(x，y，z)为干扰源的位置坐标。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值小于设定的阈值，则确定为单干扰源；或者，

获取多个最小均方差，如果所述多个最小均方差之间的方差小于设定的阈值，则确定为单干扰源，其中，所述多个最小均方差是指在选择不同个数的所述多个基站时，分别对应的接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值。

8.一种多基站干扰源定位设备，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取多个基站中每个基站在不同扇区天线上的接收功率；

计算模块，用于根据所述每个基站在不同扇区天线上的接收功率得到每个基站的接收差分功率；

定位模块，用于根据所述每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，定位对所述多个基站中至少部分的基站造成干扰的干扰源。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：

判断模块，用于将每个基站在不同扇区天线上的接收功率中的最大值确定为对应基站的接收功率，并根据基站的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，确定是否存在所述干扰源，以便在存在所述干扰源时进行干扰源定位。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述判断模块具体用于：

计算基站的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，计算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_i=\mathrm{\ρ}(P_i\left(t\right),P_{i+1}\left(t\right))=\frac{\∫(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})\mathrm{dt}}{\sqrt{\∫{(P_i\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_i)}^2\mathrm{dt}\∫{(P_{i+1}\left(t\right)-{\stackrel{\‾}{P}}_{i+1})}^2\mathrm{dt}}},$

其中，ρ_i为基站i的接收功率与基站i+1的接收功率之间在时间和空间上的相关系数，P_i、P_i+1分别为基站i和基站i+1的接收功率，

分别为基站i和基站i+1的接收功率在时间上的均值，计算公式为：

P_i、P_i+1为依次排列的大于设定阈值的接收功率；

如果存在大于设定的阈值的相关系数，则确定存在所述干扰源。

11.根据权利要求8至10任一项所述的设备，其特征在于，所述计算模块具体用于采用如下计算公式得到每个基站的接收差分功率：

P_Di(1)＝P_ri(1)-P_ri(0)，P_Di(2)＝P_ri(2)-P_ri(0)，

其中，P_Di(1)和P_Di(2)为接收差分功率，P_ri(0)、P_ri(1)和P_ri(2)分别为基站i在三个扇区天线上的接收功率。

12.根据权利要求8至10任一项所述的设备，其特征在于，所述定位模块包括：

第一单元，用于根据所述每个基站的接收差分功率，以及每个基站的增益差分，得到接收差分功率与增益差分间的均方差，其中，所述增益差分是干扰源的位置坐标的函数；

第二单元，用于如果为单干扰源，则将所述接收差分功率与增益差分间的均方差最小时的位置坐标确定为干扰源的位置坐标。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一单元具体用于采用如下计算公式得到差分功率与增益差分间的均方差：

$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{(P_{\mathrm{Di}}\left(1\right)-G_{\mathrm{rD}(i,1)}(x,y,z))}^2+{(P_{\mathrm{Di}}\left(2\right)-G_{\mathrm{rD}(i,2)}(x,y,z))}^2],$ x＝(x，y，z)

其中，f(x)为接收差分功率与增益差分间的均方差，P_Di(1)和P_Di(2)为基站i的接收差分功率，G_rD(i，1)(x，y，z)和G_rD(i，2)(x，y，z)为基站i的增益差分，N为所述多个基站的个数，(x，y，z)为干扰源的位置坐标。

14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述定位模块还包括：

第三单元，用于如果所述接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值小于设定的阈值，则确定为单干扰源；或者，获取多个最小均方差，如果所述多个最小均方差之间的方差小于设定的阈值，则确定为单干扰源，其中，所述多个最小均方差是指在选择不同个数的所述多个基站时，分别对应的接收差分功率与增益差分间的均方差的最小值。

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