CN103052070A - 一种多载频系统中载频配置优化方法和无线网络控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载频系统中载频配置优化方法和基于该方法的无线网络控制器。该方法包括：实时监控无线网络资源节点的状态信息；当无线网络资源节点的状态信息达到预设的状态信息参考条件时，获取与状态信息相匹配的无线参数配置信息，并对其进行评估；根据评估通过的无线参数配置信息，配置无线网络资源节点。本发明实现了根据网络资源节点状态信息的变化而随时更新无线网络资源节点配置。本发明可以迅速提升用户网络感知，并降低了无线网络建设成本，解决了TD-SCDMA系统中根据无线网络资源状况实现动态分配载频资源的问题。在进行无线资源管理时，根据相关小区间的干扰特性动态配置载频信息，从而达到网络中相关小区间频率复用度最小。

Description

一种多载频系统中载频配置优化方法和无线网络控制器

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种多载频系统中载频配置的优化方法和基于该方法的无线网络控制器。

背景技术

移动通信用户的迅速增长带来了移动通信网络规模的快速膨胀，为了确保网络畅通、解决投资和收益问题，如何在有限的频率资源下给用户分配载频资源，保障网络健康发展成为TD-SCDMA(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access，时分同步码分多址)系统发展面临的一个问题。同时随着TD(即TD-SCDMA)业务和用户数的不断增长，网络资源固定配置很难适应移动业务的潮汐效应，同时很难满足突发的业务热点需求，人工调整费时费力、实时不足，为应对突发的业务需求，网络将配置大量无效的资源，资源浪费明显。

为了提高TD-SCDMA系统性能，现有技术中，TD-SCDMA系统引入了N频点结构，该技术很好地解决了TD-SCDMA系统中公共信道干扰的问题，使得系统性能得到大幅度提高。N频点小区即一个小区有N个连续载频，但其中只有一个载频作为主载波(具有完整的公共信道)，另外的N-1个载频主要作为承载业务的载频，称为辅载波。主载波和辅载波使用相同的扰码和基本Midamble码。Midamble码是TD-SCDMA系统物理信道突发结构中的训练序列。在同一小区内，同一时隙内的不同用户所采用的Midamble码由一个基本的Midamble码经循环移位后产生。TD-SCDMA系统中，基本Midamble码长度为128chips，个数为128个，分成32组，每组4个，以对应32个SYNC-DL。由NODE B决定采用4个基本的Midamble码的哪一个。同一个用户的上下行通常配置在同一频点。各辅载波的TS0不使用，主载波和辅载波的上下行切换点一致。N频点小区实际上是一个逻辑小区，但由于在无线资源上多了一维频率参数，在增加无线资源管理(RRM，RadioResource Management，用来在网络话务量分布不均匀、信道特性因信道衰弱和干扰而起伏变化等情况下，灵活分配和动态调整无线传输部分和网络的可用资源，最大程度地提高无线频谱利用率，防止网络拥塞和保持尽可能小的信令负荷)灵活性的同时也增加了组网的复杂度。

目前网络每个RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器，是3G网络的一个关键网元，是接入网的组成部分，用于提供移动性管理、呼叫处理、链接管理和切换机制)侧的载频总数都由LICENSE(许可)控制总量，每个小区内固定配置一定数量的载频资源，整个NODE B(NODE B是对3G网络移动基站的称呼，通过标准的Iub接口与RNC互连，通过Uu接口与UE进行通信，主要完成Uu接口物理层协议和Iub接口协议的处理)所带小区的载频总数小于NODE B的硬件处理板支持的载频数量，整个RNC配置的载频数量小于LICENSE控制总量。同时为满足容量和业务需求，网络上还需固定配置一定数量的F频段(1880～1900MHz)和HSPA(High-SpeedPacket Access，高速信息包接入，包括HSDPA(High Speed Downlink PacketAccess，高速下行分组接入)和HSUPA(High Speed Uplink Packet Access，高速上行链路分组接入))资源，资源和用户需求的适应性非常差，难于满足实时的容量、业务的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多载频系统中载频配置优化方法，以解决TD-SCDMA系统中根据无线网络资源状况实现动态分配载频资源的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多载频系统中载频配置优化方法，包括：

实时监控无线网络资源节点的状态信息；

当所述无线网络资源节点的状态信息达到预设的状态信息参考条件时，获取与所述状态信息相匹配的无线参数配置信息，并对其进行评估；

根据评估通过的无线参数配置信息，配置所述无线网络资源节点。

进一步，从状态信息历史纪录中获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息。

进一步，通过多小区联合检测获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息。

进一步，当对无线参数配置信息的评估没有通过时，重新获取无线网络资源节点的状态信息，并重新获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息，并再次进行评估。

进一步，所述方法还包括：将所述无线网络资源节点的状态信息以及与该状态信息相匹配并且评估通过的无线参数配置信息，更新或者保存于状态信息历史纪录中的过程。

进一步，所述无线网络资源节点为NODE B节点。

进一步，所述无线网络资源节点的状态信息包括：所述节点的各个单载频的吞吐量、载频干扰水平和用户链接请求；所述状态信息参考条件包括：单载频额定负荷量、载频额定干扰水平、以及新的用户链接请求；所述状态信息达到预设的状态信息参考条件为：单载频吞吐量达到预设的单载频额定负荷量，或者载频干扰水平达到预设的载频额定干扰水平，或者发生新的用户链接请求。

进一步，所述无线参数配置信息包括载频频点信息和载频配置方式信息。

进一步，所述载频频点信息包括A频段和F频段的载频频点信息。

进一步，所述载频配置方式信息包括HSDPA信息和HSUPA信息。

根据上述方法，本发明还同时提供了一种无线网络控制器：

包括顺次连接的资源监控模块、配置信息获取模块和调整配置模块；

所述资源监控模块，用于对网络资源节点的状态信息进行实时监控，并当所述无线网络资源节点的状态信息达到预设的状态信息参考条件时，将所述无线网络资源节点的状态信息发送给所述配置信息获取模块；

所述配置信息获取模块，用于从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息，并对其进行评估，并将评估通过的无线参数配置信息发送给所述调整配置模块；

所述调整配置模块，用于从配置信息获取模块接收所述评估通过的无线参数配置信息，并将其发送给所述网络资源节点。

进一步，所述配置信息获取模块包括相互连接的判决存储模块和调度判决模块，所述判决存储模块还与所述资源监控模块连接，所述调度判决模块还分别与资源监控模块和调整配置模块连接；所述判决存储模块中存储状态信息历史纪录，并用于从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并根据该状态信息从状态信息历史纪录中获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息，并发送给所述调度判决模块；所述调度判决模块，用于从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并从判决存储模块接收与该状态信息相匹配的无线参数配置信息；或者，根据该状态信息通过多小区联合检测获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息；所述调度判决模块，还用于对所述无线参数配置信息进行评估，并将评估通过的无线参数配置信息发送给所述调整配置模块；若评估未通过，则所述调度判决模块重新从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并通知所述判决存储模块重新从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息。

进一步，所述调整配置模块通过IuB接口(无线网络控制器和网络资源节点之间的接口，它是一个标准接口)与所述网络资源节点连接，并通过该IuB接口将所述评估通过的无线参数配置信息发送给网络资源节点。

从上述方案可以看出，采用本发明的多载频系统中载频配置优化方法，实现了对无线网络资源节点的实时监控，并根据无线网络资源节点的状态信息的变化，实时利用与网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息，去配置网络资源节点，从而实现了根据网络资源节点状态信息的变化而随时更新无线网络资源节点配置；采用本发明的无线网络控制器，实现了根据网络资源节点状态信息的变化而随时自动更新无线网络资源节点配置。本发明可以迅速提升用户网络感知，并降低了无线网络建设成本。本发明解决了TD-SCDMA系统中根据无线网络资源状况实现动态分配载频资源的问题。

附图说明

图1为本发明提供的多载频系统中载频配置优化方法的流程示意图；

图2为本发明载频配置优化方法的一个具体实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的无线网络控制器结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件名称如下：

1、无线网络控制器，11、资源监控模块，12、配置信息获取模块，13、调整配置模块，121、判决存储模块，122、调度判决模块

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，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的多载频系统中载频配置优化方法，包括：

步骤A1：实时监控无线网络资源节点的状态信息。其中，所述无线网络资源节点的状态信息包括：所述节点的各个单载频的吞吐量、载频干扰水平和用户链接请求。

步骤A2：当所述无线网络资源节点的状态信息超过达到预设的状态信息参考值条件时，获取与所述状态信息最为相匹配的最优无线参数配置信息，并对其进行评估；。其中，所述状态信息参考条件包括：单载频额定负荷量、载频额定干扰水平、以及新的用户链接请求；所述的状态信息达到预设的状态信息参考条件即为：单载频吞吐量达到预设的单载频额定负荷量，或者载频干扰水平达到预设的载频额定干扰水平，或者发生新的用户链接请求；所述无线参数配置信息包括A频段(2010～2025MHz，共计15MHz，可供全国范围室内室外覆盖使用)和F频段(1880～1900MHz，共计20MHz，可供全国范围室内室外覆盖使用)的载频频点信息，以及HSDPA(High SpeedDownlink Packet Access，高速下行分组接入)和HSUPA(High Speed UplinkPacket Access，高速上行链路分组接入)的载频配置方式信息。

步骤A3：根据评估通过的无线参数配置信息，配置所述无线网络资源节点。

上述方法中，与所述状态信息相匹配的无线参数配置信息的获取可以采用两种方式。第一种：从状态信息历史纪录中获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息。如果上述第一种方式中无法找到能够相匹配的历史记录，则采用第二种方式：通过多小区联合检测获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息。

上述方法中，若对无线参数配置信息的评估没有通过，则重新获取无线网络资源节点的状态信息，并重新获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息，并再次进行评估。

上述方法在完成配置所述无线网络资源节点后，进一步地还可以包括：将所述无线网络资源节点的状态信息以及与该状态信息相匹配并且评估通过的无线参数配置信息，更新或者保存于状态信息历史纪录中的步骤。采用该步骤，扩大了状态信息历史纪录范围，可以为以后对无线网络资源节点的动态配置提供参考。

作为一个应用于TD-SCDMA网络的具体实施例，上述方法中的无线网络资源节点即为TD-SCDMA网络NODE B节点。如图2所示，上述方法可以采用如下的具体步骤实现。

步骤S110：实时监控NODE B节点的状态信息，并执行步骤S120；

步骤S120：判断所述状态信息是否达到预设的状态信息参考条件，若达到则执行步骤S130，否则执行步骤S110；

步骤S130：查询状态信息历史纪录是否存储有与所述状态信息相匹配的无线参数配置信息，如果是则执行步骤S140，否则执行步骤S150；

步骤S140：从状态信息历史记录中获取与所述状态信息相匹配的无线参数配置信息，并执行步骤S160；

步骤S150：根据所述状态信息执行多小区联合检测算法获得无线参数配置信息，并执行步骤S160；

步骤S160：根据所获得的无限参数配置信息，对所述NODE B节点进行评估，并执行步骤S170；

步骤S170：判断评估结果是否达到评估标准，如果达到则执行步骤S180，否则经过预设的延时后执行步骤S110；

步骤S180：根据评估通过的无线参数配置信息，配置所述NODE B节点，并将评估通过的无线参数配置信息更新或者保存于状态信息历史记录中。

在步骤S150中，多小区联合检测算法的具体内容为：

根据NODE B节点(c_i)所配置载波(f_i1、f_i2、...、f_ij)的发射功率(P_i1、P_i2、...、P_ij)来估计对簇内其他NODE B节点c₁、c₂、c₃、...、c_N的干扰；其中，NODE B节点(如c_t节点)各个载波收到的干扰表示为：

N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))＝c₁c_t×(P₁₁、P₁₂、...、P_1j)+c₂c_t×(P₂₁、P₂₂、...、P_2j)+...+c_Nc_t×(P_N1、P_N2、...、P_Nj)                                (1)

上述发射功率、载波以及(1)式均采用矩阵形式表述。如NODE B节点(c₁)配置的频点为 $\left(\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{1,1}}\\ f_{\mathrm{1,2}}\\ \·\\ \·\\ \·\\ f_{1,j}\end{array}\right),$ 其发射功率为 $\left(\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{1,1}}\\ P_{\mathrm{1,2}}\\ \·\\ \·\\ \·\\ P_{1,j}\end{array}\right).$

(1)式的矩阵形式表示为：

其中

为NODE B节点c₁与NODE B节点c_t的相关矩阵，即(1)式中c₁c_t为NODE B节点c₁与NODE B节点c_t的相关矩阵，c₂c_t(即

)是NODE B节点c₂与NODE B节点c_t的相关矩阵，...，c_Nc_t(即

)是NODE B节点c_N与NODE B节点c_t的相关矩阵。

在步骤S160中，对所述NODE B节点进行评估采用联合评估算法，该算法假定相关小区为c₁、c₂、c₃、...、c_i，所述相关小区的无线参数配置为c₁＝(f₁₁、f₁₂、...、f_1j)、c₂＝(f₂₁、f₂₂、...、f_2j)、...、c_i＝(f_i1、f_i2、...、f_ij)。则所述联合评估算法为：

F[c₁(f₁₁、f₁₂、...、f_1j)、c₂(f₂₁、f₂₂、...、f_2j)、...、c_i(f_i1、f_i2、...、f_ij)]＝N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))×N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))^T                        (2)

其中N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))^T为N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))的转置矩阵。

上述联合评估算法直接采用多小区联合检测算法中的NODE B节点c_t配置的载频c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj)所对应的各个载波收到的干扰N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))，通过(2)式进行评估。根据F[c₁(f₁₁、f₁₂、...、f_1j)、c₂(f₂₁、f₂₂、...、f_2j)、...、c_i(f_i1、f_i2、...、f_ij)]来评估相关小区c_t配置载频的干扰水平、以及给用户分配的无线资源得到单载频吞吐量。单用户单载频吞吐量即为用户吞吐量除以用户占用载波数，单载频吞吐量等于该载波所有用户的单用户单载频吞吐量之和，即单载频吞吐量定义为假设有某小区c₁有两个用户A和B，用户A占载频f1、f2、f3，吞吐量为E(A)；用户B占载频f1、f2，吞吐量为E(B)，那么该小区f1单载频吞吐量为＝E(A)/3+E(B)/2。

在步骤S170中的评估标准为：

NODE B节点c_t配置的载频c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))满足N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))×N(c_t(f_t1、f_t2、...、f_tj))^T为最小。

上述载频配置优化方法可以在与无线网络资源节点相连接的无线网络控制器中实现，对于NODE B节点来说，与其连接的无线网络控制器即为RNC，NODE B与RNC之间通过Iub接口连接。如图3所示，根据上述载频配置优化方法所设计的无线网络控制器1，包括顺次连接的资源监控模块11、配置信息获取模块12和调整配置模块13；资源监控模块11用于对网络资源节点的状态信息进行实时监控，并当无线网络资源节点的状态信息达到预设的状态信息参考条件时，将无线网络资源节点的状态信息发送给配置信息获取模块12；配置信息获取模块12用于从资源监控模块11接收网络资源节点的状态信息，并获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息，并对其进行评估，并将评估通过的无线参数配置信息发送给调整配置模块13；调整配置模块13通过IuB接口与网络资源节点连接，用于从配置信息获取模块12接收评估通过的无线参数配置信息，并将其通过IuB接口发送给网络资源节点。

进一步地，配置信息获取模块12还包括相互连接的判决存储模块121和调度判决模块122，判决存储模块121还与资源监控模块11连接，调度判决模块122还分别与资源监控模块11和调整配置模块13连接；判决存储模块121中存储状态信息历史纪录，判决存储模块121还用于从资源监控模块11接收网络资源节点的状态信息，并根据该状态信息从状态信息历史纪录中获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息，并将该无线参数配置信息发送给调度判决模块122；调度判决模块122，用于从资源监控模块11接收网络资源节点的状态信息，并从判决存储模块121接收状态信息历史纪录中的与该状态信息相匹配的无线参数配置信息；或者，根据该状态信息通过多小区联合检测获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息；调度判决模块122，还用于对与该状态信息相匹配的无线参数配置信息进行评估，并将评估通过的无线参数配置信息发送给调整配置模块13；若评估未通过，则调度判决模块122重新从资源监控模块11接收网络资源节点的状态信息，并通知判决存储模块121重新从资源监控模块11接收网络资源节点的状态信息。

上述实施例采用的RNC不仅仅具有上述实现本发明的功能模块，还具有实现其他功能的其他功能模块。在使用RNC对NODE B节点进行动态配置时，NODE B节点接收无线参数配置信息并对自身配置完成后，还向RNC发回配置响应消息，RNC根据NODE B节点发送来的配置响应消息对自身的无线资源配置数据进行相应的更新，并更新与载频相关的信息等。

本发明的上述方法，实现了对无线网络资源节点的实时监控，并根据无线网络资源节点的状态信息的变化，实时利用与网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息，去配置网络资源节点，从而实现了根据网络资源节点状态信息的变化而随时更新无线网络资源节点配置；上述无线网络控制器1，实现了根据网络资源节点状态信息的变化而随时自动更新无线网络资源节点配置。本发明可以迅速提升用户网络感知，并降低了无线网络建设成本。

本发明提出了在TD-SCDMA多载频小区覆盖的区域中，根据相关小区的用户业务需求动态配置载频的方法。使用该方法，可以在不影响或者最小化影响到当前存在的业务情况下，动态满足用户业务需求的变化，另外，使用本发明的方法和装置，在进行无线资源管理时，可以根据相关小区间的干扰特性动态配置载频信息，从而达到网络中相关小区间频率复用度最小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种多载频系统中载频配置优化方法，包括：

实时监控无线网络资源节点的状态信息；

当所述无线网络资源节点的状态信息达到预设的状态信息参考条件时，获取与所述状态信息相匹配的无线参数配置信息，并对其进行评估；

根据评估通过的无线参数配置信息，配置所述无线网络资源节点。

2.根据权利要求1所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：从状态信息历史纪录中获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息。

3.根据权利要求1所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：通过多小区联合检测获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息。

4.根据权利要求1所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：当对无线参数配置信息的评估没有通过时，重新获取无线网络资源节点的状态信息，并重新获取与所述无线网络资源节点的状态信息相匹配的无线参数配置信息，并再次进行评估。

5.根据权利要求1所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述无线网络资源节点的状态信息以及与该状态信息相匹配并且评估通过的无线参数配置信息，更新或者保存于状态信息历史纪录中的过程。

6.根据权利要求1至5任一项所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：所述无线网络资源节点为NODE B节点。

7.根据权利要求1至5任一项所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：

所述无线网络资源节点的状态信息包括：所述节点的各个单载频的吞吐量、载频干扰水平和用户链接请求；

所述状态信息参考条件包括：单载频额定负荷量、载频额定干扰水平、以及新的用户链接请求；

所述状态信息达到预设的状态信息参考条件为：单载频吞吐量达到预设的单载频额定负荷量，或者载频干扰水平达到预设的载频额定干扰水平，或者发生新的用户链接请求。

8.根据权利要求1至5任一项所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：所述无线参数配置信息包括载频频点信息和载频配置方式信息。

9.根据权利要求8所述的所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：所述载频频点信息包括A频段和F频段的载频频点信息。

10.根据权利要求8所述的所述的多载频系统中载频配置优化方法，其特征在于：所述载频配置方式信息包括HSDPA信息和HSUPA信息。

11.一种无线网络控制器，其特征在于：

包括顺次连接的资源监控模块、配置信息获取模块和调整配置模块；

所述资源监控模块，用于对网络资源节点的状态信息进行实时监控，并当所述无线网络资源节点的状态信息达到预设的状态信息参考条件时，将所述无线网络资源节点的状态信息发送给所述配置信息获取模块；

所述配置信息获取模块，用于从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息，并对其进行评估，并将评估通过的无线参数配置信息发送给所述调整配置模块；

所述调整配置模块，用于从配置信息获取模块接收所述评估通过的无线参数配置信息，并将其发送给所述网络资源节点。

12.根据权利要求11所述的无线网络控制器，其特征在于：

所述配置信息获取模块包括相互连接的判决存储模块和调度判决模块，所述判决存储模块还与所述资源监控模块连接，所述调度判决模块还分别与资源监控模块和调整配置模块连接；

所述判决存储模块中存储状态信息历史纪录，并用于从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并根据该状态信息从状态信息历史纪录中获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息，并发送给所述调度判决模块；

所述调度判决模块，用于从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并从判决存储模块接收与该状态信息相匹配的无线参数配置信息；或者，根据该状态信息通过多小区联合检测获取与该状态信息相匹配的无线参数配置信息；

所述调度判决模块，还用于对所述无线参数配置信息进行评估，并将评估通过的无线参数配置信息发送给所述调整配置模块；若评估未通过，则所述调度判决模块重新从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息，并通知所述判决存储模块重新从所述资源监控模块接收网络资源节点的状态信息。

13.根据权利要求11或12所述的无线网络控制器，其特征在于：所述调整配置模块通过IuB接口与所述网络资源节点连接，并通过该IuB接口将所述评估通过的无线参数配置信息发送给网络资源节点。

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