CN103096324A

CN103096324A - 一种小区动态频率规划方法

Info

Publication number: CN103096324A
Application number: CN2011103375674A
Authority: CN
Inventors: 汪波; 彭江萍; 郝瑞晶; 沈正辉
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Shenzhen Fu Hai Sunshine Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: WO2013063947A1; CN103096324B

Abstract

本发明公开了一种小区动态频率规划方法，通过对相同动态频率组的多个小区构造共享频率资源池，在有新的载频上电或有频载关闭时动态进行频点调整，实现频点资源利用最大化，节省频点资源，提高系统频谱效率。本发明还可以结合对频率资源池内诸频点的干扰测量决定上/下电载频的使用频率，以及使用基站跳频模式来随时间改变载频使用在所述频率资源池中的频点资源，还可以进一步减少系统干扰，保证网络质量。

Description

一种小区动态频率规划方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种在GSM(Global System of Mobilecommunications，全球移动通信系统)网络中实现小区动态频率规划的方法，进一步涉及支持小区跳频的动态频率规划技术。

背景技术

传统GSM系统为了在有限的频率资源条件下最大提升网络容量而又不恶化用户通信质量，需要合理的对整网的频率复用进行规划。一般的处理原则是：每一个小区仅使用系统频带中特定的一组频率，相邻小区不能使用该小区频率组中的频率甚至邻频，这些频率仅能在距离该小区足够远的小区中使用。此外，为了进一步降低频率间的干扰，跳频技术也开始被广泛应用。跳频是一种收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行变化的通信方式，可以通过频率分集和干扰分集改善网络质量，减少网络干扰，并且在网络软拥塞不上升的情况下，保证更小的频率复用度，提高频谱利用率。

另外，随着城市化步伐的加快，城市中的大型社区、CBD(Central Business District中央商务区)商圈越来越多，无线网络话务量出现了一段时间从某地迁移到另一地区的现象(例如：工作时间人们在CBD商圈大量聚集，下班后又向居民区大量迁移)，即所谓的“潮汐话务”。这种环境下当话务量突发增加时，最容易出现网络拥塞，无法接入的现象；而话务量突然减少又会使资源闲置，浪费网络资源。这给网络频率规划带来难度，因为传统规划方式为静态分配各小区的载频和频点，如果按照最高话务量进行组网，虽然能保证通话质量，但却与目前绿色环保的建网原则背道而驰；如果按照平均话务组网，当遇到话务量激增时，网络又不堪重负。在各种通信系统中频谱资源都非常宝贵，随着3G和4G无线通信技术的快速发展，不断提高GSM网络频谱效率，以节省出频率带宽用于3G和4G网络的建设是各大运营商的迫切需要。因此，需要建立一种新的小区频率规划方法，改变传统的静态分配方式中由于话务不均衡导致无法科学的分配频点的难题。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种小区动态频率规划方法，实现在话务不均衡的情况下减少频点的分配数量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种小区动态频率规划方法，包括以下处理过程：将可用频率资源分成多个互不相交的动态频率组，每个频率共享区对应不同的动态频率组，每个频率共享区包括至少一个小区，将各小区对应的动态频率组作为该小区的动态频率资源池；为所述各小区的高优先级TCH载频配置MAIO，并将上述各MAIO的状态标记调整为已分配；根据各动态频率组中的MAIO值、各MAIO的状态标记、当前帧号以及所述动态频率资源池，进行载频上电动态频率分配和/或载频关闭动态频率回收处理。

进一步的，所述进行载频上电动态频率处理包括以下处理过程：当小区话务有载频需要上电时，根据状态标记为已分配的MAIO和当前帧号计算上电载频当前使用的频点，在所述动态频率池中剔除上述频点后选择一个频点做为待上电载频的初始使用频点，并将该频点对应的MAIO的状态标记调整为已分配。

进一步的，所述进行载频关闭动态频率回收处理包括以下处理过程：当小区话务有载频需要关闭时，如果该载频使用的MAIO没有其他采用相同动态频率组的小区的载频在使用，则根据该载频使用的MAIO和当前帧号计算该载频当前使用的频点，将该频点回收，并将该载频使用的MAIO的状态标记调整为未分配。

其中，当采用相同动态频率组的小区对上电载频进行跳频处理时，所述计算载频当前使用的频点具体为：根据该载频使用的MAIO、当前帧号以及跳频序列号计算载频当前使用的频点。

本发明的有益效果是：由于每个频点都可以通过当前帧对应的MAIO来表示，在小区频率分配时根据频点的使用情况设置MAIO的状态标记，通过MAIO、MAIO的状态标记和当前帧号实现频率的动态分配和回收处理，从而实现了不同小区之间的频率资源共享，从而节省频点资源，提高系统频谱效率。此外本发明还支持小区的跳频方式，可以进一步减少系统干扰，保证网络质量。

附图说明

图1为本发明动态频率资源池状态示意图；

图2为本发明载频状态迁移原理图；

图3为本发明实施例的潮汐话务小区拓扑图；

图4为图3中的实施例的支持跳频的动态频率规划方法流程图。

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。

本发明的核心构思是对采用相同动态频率组的多个小区构造共享频率资源池，在有新的载频上电时从中挑选合适的频点使用，实现频点资源利用最大化。并根据MAIO、MAIO的状态标记和当前帧号来确定选择的频点。

本发明在实现时可以结合频点干扰检测技术。本发明中，频率资源池是所有共享频率的总和，频率资源池中的每一个频点都可用其频率和当前帧对应的MAIO表示，其中频点的频率固定不变，但是其MAIO每一帧都不同。如图1所示为帧号为X时的频率资源池。图示中内椭圆部分为由经过干扰检测后满足干扰要求的频点构建的可用频率集，外椭圆部分为经过干扰检测后不满足干扰要求的频点的集合。两个同心椭圆示意区中的上部有一个扇形区域，该区域为MAIO的状态标记为已分配的频点集合，剩余部分为MAIO的状态标记为未分配的频点集合。该频率资源池中各频点可分为如下4种状态：

1.未分配MAIO，不可用状态

如图示中频率为f3，MAIO为2的频点。表示当前帧频点未被使用且其干扰不满足门限要求，此状态频点不能被分配。

2.未分配MAIO，可用状态

如图示中频率为f4，MAIO为1、频率为f5，MAIO为3、频率为f6，MAIO为5的三个频点。表示当前帧频点未被使用且干扰满足门限要求，此状态频点可以被分配。

3.已分配MAIO，不可用状态

如图示中频率为f2，MAIO为4的频点。表示当前帧频点已被使用且干扰不满足门限要求，此状态频点不能被分配。

4.已分配MAIO，可用状态

如图示中频率为f1，MAIO为0的频点。表示当前帧频点已被使用且干扰满足门限要求，当所有MAIO都被分配时，此状态频点才能被分配。

上述频点的可用和不可用状态由周期性的可用频率集计算进行动作驱动，频点的MAIO的状态标记由载频关闭/上电动作驱动。

本发明的频点干扰检测处理时通过各小区周期性计算频率资源池中各频点的干扰情况，并根据计算结果得出可用频率集。计算各个频点干扰情况的一个方法是根据上行干扰带来计算。因为基站会周期性地对空闲信道的上行干扰带进行测量，因此可以在测量空闲信道干扰带时对频率资源池中频点进行扫描获取它们的干扰情况，各频点干扰情况采用8个信道干扰带等级的平均值表征，当频点的干扰带级别超过特定门限时就认为此频点不可用，而不放入小区可用频率集，可用频点按干扰带等级从小到大的顺序依次放入可用频率集。也可以由移动终端测量上报的本小区和邻接小区的BCCH电平估算各频点的上下行干扰情况。

本发明在实现时还可以结合跳频技术。例如使用小区基站跳频模式来随时间改变载频使用在所述频率资源池中的频点资源。频点的MAIO的状态标记还由载频跳频动作驱动。为了实现跳频功能，每个使用相同动态频率组的小区必须同步并配置相同的HSN(HSN，HoppingSequence Number，跳频序列号)，如果这些小区共BTS或者BTS机柜位于同一位置，则可以通过共有一个时钟实现同步，否则需要采用GPS同步或者“软同步”技术实现同步。

如果同时结合了干扰检测和跳频技术，当BTS处于初始状态，高优先级TCH载频进行预分配，这些载频根据分配的MAIO、帧号及HSN确定每帧使用的频率。接着小区开始对频率资源池中所有频点进行干扰测量，当频点干扰满足门限要求时，则放入可用频率集。根据跳频算法，为了实现跳频还需结合小区当前帧号及HSN反推出此频点对应的MAIO，标记为“已分配”状态并分配给上电载频，这样后续帧载频就可依照跳频算法改变自己使用的频率，即后续帧载频可以根据帧号、HSN及MAIO改变它使用的频率。

如图2所示的载频状态迁移示意图，当小区有载频上电时，从可用频率集中挑选未分配MAIO中干扰最小的频点使用，图示中选择了MAIO为m，频率为q的频点。如果MAIO全部分配完毕则直接从可用频率集中挑选干扰最小的频点。之后将选定的频点当前帧对应的MAIO标记为“已分配”。当资源分配成功后，后续帧载频依照跳频算法改变自己使用的频率。如图示中在跳频状态下MAIO不变，频率随时间发生变化。

当小区有载频下电时，如果其MAIO没有其他采用相同动态频率组的小区的载频在使用，则将其MAIO从已分配状态迁移为未分配状态。

为了便于实施与理解本发明，下面参照附图通过实施例描述本发明的方法，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图3是一个频率共享区的拓扑结构图示例，包含6个小区，每个小区有5个TCH载频。如果使用全静态的频率规划方法，6个小区的TCH载频总需要使用30个频点。而实际因为潮汐话务，按照本发明的动态频率规划方法，由于平均每小区只需开启4个TCH载频，使用24个频点即可满足需求。

图4所示为本发明图3实施例的具体实施流程图，包括的方法如下：

步骤1：初始化静态配置网络BCCH，即先对频率共享区中的每个小区的BCCH载频静态配置频点。

步骤2：将系统所有的非BCCH频率资源划为若干互不相交的动态频率组，为频率共享区中的每个小区构建频率资源池。下面以图3所示拓扑结构的六小区为例解释频率资源池的构造过程，首先根据小区的地理位置，可以得到三组频率共享小区对：(1，5)、(2，6)、(3，4)，每一对小区位置不相邻，以减少网络中的干扰。在频率共享区中的小区配置上主要考虑的原则还包括：将话务高峰存在明显时间差的小区分配到同一个频率共享区中。确定共享频率小区组后，就可以按照如下步骤为每个共享频率组构造频率资源池：

a)初始化参数i＝0，j＝0，p＝0，n＝共享频率组数，m＝共享频率小区总数，C_k＝共享频率组k中的小区数；

b)令j＝1，i＝1，p＝1，将第i个频率分配到共享频率组j；

c)i＝i+1，若i＞系统总频率数，则算法结束；

d)判断如下条件：

1)如i-(p-1)*m小于或等于将第i个频率分配到共享频率组j，跳到步骤c；

2)如i-(p-1)*m大于则跳到步骤e；

e)j＝j+1，判断如下条件：

1)若j小于或等于n，将第i个频率分配到共享频率组j，跳到步骤c；

2)若j大于n，跳到步骤f；

f)p＝p+1，j＝1，将第i个频率分配到共享频率组j，跳到步骤c。

直观上分配频点的过程可用如下方法表示：

第一轮频点分配过程：频点1、2分配给共享频率组1，频点3、4分配给共享频率组2，频点5、6分配给共享频率组3；

第二轮频点分配过程：频点7、8分配给共享频率组1，频点9、10分配给共享频率组2，频点11、12分配给共享频率组3；

第四轮频点分配过程：频点19、20分配给共享频率组1，频点21、22分配给共享频率组2，频点23、24分配给共享频率组3。

最终得到共享频率组1小区的频率资源池为{1，2，7，8，13，14，19，20}，共享频率组2小区的频率资源池为{3，4，9，10，15，16，21，22}，共享频率组3小区的频率资源池为{5，6，11，12，17，18，23，24}。

步骤3：为高优先级TCH载频配置MAIO，如果每小区有2个高优先级TCH载频。则小区1中两个载频可配置MAIO为{0，2}，小区5为{1，3}，类似地小区2和小区3中两载频MAIO为{0，2}，小区4和小区6为{1，3}。这样再结合配置的小区频点信息列表，就可以根据GSM跳频算法确定载频每一帧采用的频率。例如当选择循环跳频(HSN＝0)时，如果FN＝1100，则小区1中MAIO＝0的载频MAI为(1100+0)modulo 8＝4，所以选择频点13。

步骤4：各小区实时测量频率资源池中各频点的干扰情况，并周期性地计算其可用频率集。当一个可用频率集计算周期到达时，小区首先根据测量的结果计算各频点的干扰情况，然后将干扰计算结果与表1所示的门限要求进行比较，当频点干扰满足要求时，则放入可用频率集。可以利用基站测量的空闲信道上行干扰带等级进行计算，或者利用手机上报的本小区和邻小区BCCH接收电平进行估算。

步骤5：当小区因为业务需求而开启载频时，从可用频率集中查找未分配MAIO中干扰最小的频点，并更新此频点对应的MAIO状态为“已分配”，如果所有MAIO都为“已分配”状态，则挑选干扰最小的频点使用。

步骤6：当小区因为话务量的变化关闭载频时，如果该载频的MAIO没有其他小区载频使用，则将其MAIO从已分配状态迁移为未分配状态。

表1可用频率门限要求

综上所述，本发明所述的方法通过构造一个频率资源池，系统中的载频动态的从该频率资源池中挑选合适的频点使用。使用本发明的方法后，频率共享区各TCH载频占用的频点数(24个)少于不使用本方法时的占用频点个数(30个)。因此，采用本发明可以节省频点资源，提高系统频谱效率。还可以基于对频率资源池内诸频点的干扰测量决定上/下电载频的使用频率，以及使用基站跳频模式来随时间改变载频使用在所述频率资源池中的频点资源，还可以进一步减少系统干扰，保证网络质量。

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；因此，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

1.一种小区动态频率规划方法，其特征在于，包括以下处理过程：

将可用频率资源分成多个互不相交的动态频率组，每个频率共享区对应不同的动态频率组，每个频率共享区包括至少一个小区，将各小区对应的动态频率组作为该小区的动态频率资源池；

为所述各小区的高优先级TCH载频配置MAIO，并将上述各MAIO的状态标记调整为已分配；

根据各动态频率组中的MAIO值、各MAIO的状态标记、当前帧号以及所述动态频率资源池，进行载频上电动态频率分配和/或载频关闭动态频率回收处理。

2.根据权利要求1所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，所述进行载频上电动态频率分配处理包括以下处理过程：当小区话务有载频需要上电时，根据状态标记为已分配的MAIO和当前帧号计算上电载频当前使用的频点，在所述动态频率池中剔除上述频点后选择一个频点做为待上电载频的初始使用频点，并将该频点对应的MAIO的状态标记调整为已分配。

3.根据权利要求1所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，所述进行载频关闭动态频率回收处理包括以下处理过程：当小区话务有载频需要关闭时，如果该载频使用的MAIO没有其他采用相同动态频率组的小区的载频在使用，则根据该载频使用的MAIO和当前帧号计算该载频当前使用的频点，将该频点回收，并将该载频使用的MAIO的状态标记调整为未分配。

4.根据权利要求1-3任一项所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，当采用相同动态频率组的小区对上电载频进行跳频处理时，所述计算载频当前使用的频点具体为：根据该载频使用的MAIO、当前帧号以及跳频序列号计算载频当前使用的频点。

5.根据权利要求4所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，所述的跳频处理为：保持采用相同动态频率组的各小区同步，且为各小区配置相同的跳频序列号。

6.根据权利要求1-3任一项所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，还包括：各小区实时测量小区对应的动态频率资源池中各频点的干扰情况，周期性的计算小区的可用频率集；所述进行载频上电动态频率分配处理中分配的频点来自所述可用频率集。

7.根据权利要求6所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，所述分配的频点来自所述可用频率集具体为：根据状态标记为已分配的MAIO和当前帧号计算上电载频当前使用的频点，在所述可用频率集中剔除上述频点后，在其中选择一个干扰最小的频点做为待上电载频的初始使用频点。

8.根据权利要求7所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，当所述可用频率集中剔除已用频点后无剩余频点时，在可用频率集中选择干扰最小的频点做为待上电载频的初始使用频点。

9.根据权利要求1-3任一项所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，所述频率共享区中的各小区满足以下条件：各小区为非相邻位置或各小区的话务高峰存在时间差。

10.根据权利要求1-3任一项所述的小区动态频率规划方法，其特征在于，在所述将各小区对应的动态频率组做为该小区的动态频率资源池处理之前还包括：为所述频率共享区中的每个小区BCCH载频静态配置频点，在对应的动态频率组中剔除已静态配置的频点后做为所述频率共享区更新后的对应动态频率组。