CN103188798A - 一种通信系统中的抗干扰方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通信系统中的抗干扰方法，包括：用户接入所述系统时，根据所述用户的下行路径损耗和最高发射功率，计算所述用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR；确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目，当确定出的所述空闲码道数目不大于预设的预留数目时，在所述各个载频的各个时隙中，选择所述最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。本发明还提供了一种抗干扰装置。应用本发明，能够保证RRC和RAB接入时总是存在SIR足够的时隙和码道，从而有效改善无线通信系统的接入成功率和掉话率。

Description

一种通信系统中的抗干扰方法和装置
技术领域
本发明涉及抗干扰技术，特别涉及一种通信系统中的抗干扰方法和装置。
背景技术
目前，TD-SCDMA低码速率(LCR)系统组网为N频点组网，从N个频点中选择一个频点作为主载波，其余频点作为辅载波，并且相邻小区的主载波互不相同。在同一小区内，仅在主载波上发送下行同步信号(DwPTS)和广播信息及相关公共信道。
相对于单频点方案来说，N频点方案把公共信道的小区间干扰从同频干扰变为频间干扰，大大提高了公共信道的鲁棒性。但N频点方案没有考虑业务信道干扰如何降低。严重的同频干扰在N频点同频网络中是很难避免的，是N频点同频组网的主要风险，并且由于TD-SCDMA可用频点较少，同频干扰较为严重。
为解决同频干扰问题，在RRM侧提出了TFFR等同心圆解决算法和iDCA算法，用于规避同频干扰问题。
其中，TFFR(TD-SCDMA Flexible Frequency Reuse)算法：TD-SCDMA进行软频率复用，该技术主要设置静态的外圆载频和内圆载频，当用户处于小区边缘时，分配到外圆载频；当用户处于小区中心时，分配到内圆载频。内圆载频可以采用更高复用度的频点，但TFFR技术限于TD频点较少，无法真正的区分内圆和外圆载频，实际效果不明显。
iDCA(Intelligent Dynamic Channel Assignment只能动态信道分配)算法中，总是优先分配干扰最低的时隙，这样将导致干扰最低的时隙很快被耗尽，当真正需要干扰较低的时隙的用户接入时，则只能选择较差的时隙码道，从而无法保证更好的接入效果。
发明内容
本发明提供了一种通信系统中的抗干扰方法和装置，能够保证RRC和RAB接入时总是存在SIR足够的时隙和码道，从而有效改善无线通信系统的接入成功率和掉话率。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种通信系统中的抗干扰方法，包括：
用户接入所述系统时，根据所述用户的下行路径损耗和最高发射功率，计算所述用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR；
确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目，当确定出的所述空闲码道数目不大于预设的预留数目N时，在所述各个载频的各个时隙中，选择所述最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。
较佳地，当确定出的所述空闲码道数目不小于(N+所述UE请求的码道数目)时，选择最优时隙上的码道接入所述用户。
较佳地，当确定出的所述空闲码道数目大于所述N、且小于(N+所述UE请求的码道数目)时，则选择满足SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。
较佳地，若满足SIR门限的时隙只有一个或所有时隙均不满足SIR门限，则系统通知所述UE降低速率请求，直到确定出的空闲码道数目不小于(N+所述UE当前请求的码道数目)；若确定出的所述空闲码道数目小于(N+允许请求的最小码道数目)，则按照最低接入速率在最优时隙的码道上接入所述用户。
较佳地，当确定出的所述空闲码道数目不大于所述N时，若满足SIR门限的时隙只有一个或所有时隙的最强SIR均不满足SIR门限，则选择最优时隙上的码道接入所述用户。
较佳地，当确定出的所述空闲码道数目小于所述N时，启动拥塞控制操作，将干扰值低于预设干扰门限的非空闲码道上的用户进行切换，切换完成后，保证干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目不小于所述N，或保证干扰值最低的N个码道空闲。
较佳地，所述计算用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR为：
计算下行路径损耗Pathloss＝PCCPCH Power-PCCPCH RSCP；
计算满功率发射时到达NodeB  的最强信号强度MAX_UE_Signal_By_NodeB＝MAX_UE_Power-Pathloss；
计算在时隙n上的最强SIR为SIRn＝MAX_UE_Signal_By_NodeB-ISCPn-10log(UE请求的码道数目/2)；
其中，PCCPCH Power为PCCPCH的接收功率，PCCPCH RSCP为UE上报的PCCPCH RSCP值，MAX_UE_Power为所述用户的最大发射功率，ISCPn为时隙n的ISCP值，n为时隙索引。
较佳地，所述SIR门限为统一的，或针对不同的业务类别分别设置相应的SIR门限。
一种通信系统中的抗干扰装置，包括：最强SIR计算单元、空闲码道确定单元和码道分配单元；
所述最强SIR计算单元，用于在用户接入所述系统时，根据所述用户的下行路径损耗和最高发射功率，计算所述用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR；
所述空闲码道确定单元，用于确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目N；
所述码道分配单元，用于当确定出的所述空闲码道数目不大于预设的预留数目时，在所述各个载频的各个时隙中，选择所述最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。
较佳地，该装置进一步包括拥塞控制单元，用于当确定出的所述空闲码道数目小于所述N时，启动拥塞控制操作，将干扰值低于预设干扰门限的非空闲码道上的用户进行切换，切换完成后，保证干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目不小于所述N，或保证干扰值最低的N个码道空闲。
由上述技术方案可见，本发明中，用户接入系统时，根据下行路径损耗和最高发射功率，计算所述用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR。然后，确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目，当确定出的所述空闲码道数目不大于预设的预留数目时，选择满足SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。这样，在选择时隙码道资源进行用户接入时，如果预留的干扰较小的码道资源不多，就将用户接入到满足系统SIR要求的次优时隙上，而不将其接入最优时隙上，从而一方面保证用户SIR满足系统要求，另一方面预留足够的干扰较小的码道，为真正需要的用户，以保证RRC和RAB接入时总是存在SIR足够的时隙和码道，进而有效改善无线通信系统的接入成功率和掉话率。
附图说明
图1为本发明中抗干扰方法的具体流程图；
图2为本发明中抗干扰装置的具体流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
在背景技术中提到的iDCA算法中，进行动态信道分配，总是将优先分配干扰最低的时隙给接入用户。虽然对于接入的用户，总能尽量提高其信干比(SIR)，但是，这会导致干扰较低的时隙很快被耗尽。而事实上，对于接入用户，可能多个时隙都能保证其通信的信号质量，能够满足系统的SIR要求，这种情况下，没有必要将干扰最小的时隙码道资源分配给接入用户。基于此，本发明的基本思想是：当系统中干扰较小的码道资源紧张时，将用户接入满足SIR要求的次优时隙，预留出干扰较小的码道资源，给真正需要的用户使用。
图1为本发明中抗干扰方法的具体流程图，如图1所示，该方法流程包括：
步骤101，用户接入系统时，计算用户在系统各个载频的各个时隙上所能达到的最强SIR。
这里，首先说明的是，本发明中的用户接入系统包括：新用户接入系统，以及用户由其他系统切换到本系统的操作。
本步骤计算在用户的能力范围内，在每个时隙上能够达到的最强SIR。
具体计算方式可以为：
1、基于UE的RRC CONNECTION SETUP REQUEST或其他消息中上报的PCCPCH RSCP计算下行路径损耗Path Loss为：
Pathloss＝PCCPCH Power-PCCPCH RSCP，其中，PCCPCH Power为PCCPCH的接收功率，PCCPCH RSCP为UE上报的PCCPCH RSCP值。
2、根据下行路径损耗，计算UE满功率发射时达到NodeB的最强的信号强度MAX_UE_Signal_By_NodeB为：
MAX_UE_Signal_By_NodeB＝MAX_UE_Power-Pathloss，其中，MAX_UE_Power为所述用户的最大发射功率；
3、根据UE所能达到的最强信号强度和时隙的ISCP，计算出UE在时隙n可以达到的最强的SIRn为：
SIRn＝MAX_UE_Signal_By_NodeB-ISCPn-10log(UE请求的码道数目/2)，其中，ISCPn为时隙n的ISCP值，n为时隙索引，SIRn为UE在时隙n以最大功率发射时，按UE的需求速率所能达到的最大SIR。
如上，计算得到UE在每个时隙上以最大功率发射时能够达到的最大SIR，也即在UE能力范围内，能够达到的最大SIR。
如果上述最大SIR能够满足系统的SIR要求，则表明相应时隙上的码道分配给用户即可以满足信号质量要求，可以在这些满足要求的时隙码道资源中选择进行用户接入。具体选择时隙码道时，如果当前干扰较小的码道资源紧张，则不选择最优的时隙接入，以将干扰较小的码道资源预留出来；如果当前干扰较小的码道资源比较充足，则可以选择最优的时隙接入，以获得更好的信号质量。如果满足要求的时隙只有一个，就只能将该时隙上的码道分配给用户进行接入，则该用户即为真正需要干扰较小的时隙的用户，从而保证这些用户能够顺利接入系统。
步骤102，确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目。
对于真正需要干扰较小的时隙进行接入的用户，为保证其能够顺利接入系统，系统预留出一定数量的低干扰空闲码道，具体通过预设的干扰门限确定预留码道的干扰状况。在进行用户接入时，确定当前干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目，也即可以作为预留码道的空闲码道数目。
接下来，根据确定出该空闲码道数目，判定当前系统中预留码道资源是否紧张，如果紧张，则执行步骤103，为用户接入次优的时隙码道资源；如果不紧张，则执行步骤104，为用户接入最优的时隙码道资源；如果当前不紧张、接入后可能造成拥塞，则执行步骤105～107，根据情况降速处理；如果已经发生拥塞，则执行步骤108，进行拥塞控制操作。
步骤103，当步骤102确定出的空闲码道数目不大于预设的预留数目N时，在系统各个载频的各个时隙中，选择其最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道，进行用户接入。
在干扰较小的时隙码道资源紧张时，根据步骤101计算出的各个时隙的最强SIR，选择最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道，进行用户接入。其中，干扰较小的时隙码道资源紧张，即步骤102确定出的空闲码道数目不大于预设的预留数目N，即可以作为预留码道的空闲码道数目不大于N。其中，N为系统设置的预留出的干扰较小的码道数目，例如可以为8个码道。
这里，预设SIR门限为系统预设的SIR要求，可以对所有业务进行统一设定，或针对不同的业务类别分别设置相应的SIR门限。当最强SIR大于等于设置的相应SIR门限时，认为满足该SIR门限要求，否则认为不满足该SIR门限要求。由于当前干扰较小的时隙码道资源已经紧张，如果还选择最优的时隙进行接入，则只能造成干扰较小的码道资源更加紧张，可能导致将来需要干扰较小的时隙接入的用户无法接入；因此，在进行时隙选择时，在满足SIR门限要求的时隙中选择次优时隙进行接入，而将最优时隙的码道资源继续预留。
但是，如果满足SIR门限的时隙只有一个或者所有时隙的最强SIR均不满足SIR门限，那么需要将最优时隙的码道资源分配给用户，而不需要再预留相应码道，因为事实上，该用户即为真正需要干扰较小时隙的码道。
步骤104，当步骤102确定出的空闲码道数目不小于(N+UE请求的码道数目)时，选择最优时隙上的码道接入用户。
在干扰较小的时隙码道资源充足时，根据步骤101计算出的各个时隙的最强SIR，选择最强SIR满足预设SIR门限的最优时隙上的码道，进行用户接入，从而尽量为用户提供最优的信号质量。如果所有时隙的最强SIR均不满足SIR门限要求，则选择最优时隙上的码道接入用户，以尽量提高信号质量。其中，干扰较小的时隙码道资源充足，即步骤102确定出的空闲码道数目不小于(N+UE请求的码道数目)，即可以作为预留码道的空闲码道数目不小于(N+UE请求的码道数目)。这样，即使将干扰最小的时隙分配给用户，剩余的干扰较小的空闲码道数目仍然不小于预留数目，即有足够的空闲码道可以作为预留码道。
通过上述进行用户接入时的处理，即可以实现预留干扰较低的时隙码道资源的目的。
当步骤102中确定出的空闲码道资源少于预留数目时，则认为出现拥塞，这时，优选地，可以通过步骤105执行拥塞控制操作，从而保证预留的空闲码道数目至少等于预留数目。
步骤105，当步骤101确定出的空闲码道数目大于N、且小于(N+UE请求的码道数目)时，判断满足SIR门限的时隙数目，若多于1个，则执行步骤106，选择次优时隙上的码道接入用户，否则，执行步骤107，进行降速处理。
当步骤102确定出的空闲码道数目大于N、且小于(N+UE请求的码道数目)时，表明当前空闲码道资源不紧张，但是若按照请求的码道数目分配最优时隙可能造成拥塞，这时，尽量为用户分配满足信号质量要求的次优时隙，即执行步骤106；但是，如果满足信号质量要求的时隙只有一个或者所有时隙均不能满足信号质量要求，那么需要通过步骤107进行降速处理。
步骤106，选择次优时隙上的码道接入用户。
通过本步骤的处理，一方面能够满足用户的信号质量要求和请求的码道数目，另一方面也能够为系统预留出足够的低干扰门限。
步骤107，系统通知UE降低速率要求，在最优时隙上的码道接入用户。
如果满足SIR门限的时隙只有一个或所有时隙均不满足SIR门限，那么仍需要通过最优时隙上的码道接入用户。但是，这可能会造成系统的低干扰码道资源拥塞，为尽量避免拥塞，系统通知UE降低速率要求，减少请求的码道数目，直到步骤102确定出的空闲码道数目不小于(N+更新后UE请求的码道数目)，这样，通过最优时隙上的码道接入用户时，就不会造成拥塞。但是，如果UE已经请求以最低速率接入，即请求的码道数目为允许的最小码道数目时，仍然不能满足条件：空闲码道数目不小于(N+更新后UE请求的码道数目)，那么就按照最低接入速率在最优时隙上的码道接入用户。
步骤108，当步骤102确定出的空闲码道数目小于N时，启动拥塞控制操作，将干扰值低于预设干扰门限的非空闲码道上的用户进行切换，切换完成后，保证干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目不小于N或保证干扰值最低的N个码道空闲。
当步骤102确定出的空闲码道数目小于N时，判决为拥塞，启动拥塞控制操作。具体的拥塞控制操作，即将干扰值低于预设干扰门限的非空闲码道上的用户进行切换，例如小区内或RNC内切换或系统间切换，将位于干扰较低的时隙码道上的用户切换，空出符合要求的码道，从而保证预留的低干扰码道充足。如果通过切换无法保证干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目不小于N，即系统中低干扰的码道不足N，则将干扰值最低的N个码道预留出来，通过用户切换保证干扰值最低的N个码道空闲。
至此，本发明中的抗干扰方法流程结束。通过上述方式，一方面在进行用户接入(包括新用户接入和用户由其他系统切换到本系统中)时，通过接入码道的控制，既保证用户的信号质量，又预留出低干扰码道；另一方面在低干扰码道很少出现拥塞时，通过用户切换保证低干扰码道数目。这样，即能够保证RRC和RAB接入时总是存在SIR足够的时隙和码道，从而有效改善无线通信系统的接入成功率和掉话率。
本发明还提供了一种用于实施上述本发明方法的抗干扰装置，具体结构示意图如图2所示，包括：最强SIR计算单元、空闲码道确定单元和码道分配单元。
其中，最强SIR计算单元，用于在用户接入系统时，根据用户的下行路径损耗和最高发射功率，计算该用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR；空闲码道确定单元，用于确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目；码道分配单元，用于当确定出的空闲码道数目不大于预设的预留数目时，在各个载频的各个时隙中，选择最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道接入用户。
优选地，为进行拥塞控制处理，该装置还可以进一步包括拥塞控制单元，用于当确定出的所述空闲码道数目小于预设的预留数目时，启动拥塞控制操作，将干扰值低于预设干扰门限的非空闲码道上的用户进行切换，切换完成后，保证干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目不小于预设的预留数目。
为说明本发明的效果，对应用本发明的TD-SCDMA现网进行测试。在现网测试中，从10月18日起至10月29日应用本发明(其中10月22日，23日，26日和27日关闭了本发明算法)，10月30日其关闭了本发明算法，表1-表3为本发明算法开启和关闭时的性能对比结果。
由表1和表2可见，CS接通和PS接通率的绝对增益分别是0.09％、0.07％；由表3可见，CS掉话和PS掉线率的绝对值分别优化了0.09％、0.04％，相对都改善20％左右。
表2
表3
由测试结果可见，能明显的改善CS和PS的无线接入成功率，明显改善CS和PS的掉话率。
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 (10)

1.一种通信系统中的抗干扰方法，其特征在于，该方法包括：
用户接入所述系统时，根据所述用户的下行路径损耗和最高发射功率，计算所述用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR；
确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目，当确定出的所述空闲码道数目不大于预设的预留数目N时，在所述各个载频的各个时隙中，选择所述最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定出的所述空闲码道数目不小于(N+所述UE请求的码道数目)时，选择最优时隙上的码道接入所述用户。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定出的所述空闲码道数目大于所述N、且小于(N+所述UE请求的码道数目)时，则选择满足SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若满足SIR门限的时隙只有一个或所有时隙均不满足SIR门限，则系统通知所述UE降低速率请求，直到确定出的空闲码道数目不小于(N+所述UE当前请求的码道数目)；若确定出的所述空闲码道数目小于(N+允许请求的最小码道数目)，则按照最低接入速率在最优时隙的码道上接入所述用户。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定出的所述空闲码道数目不大于所述N时，若满足SIR门限的时隙只有一个或所有时隙的最强SIR均不满足SIR门限，则选择最优时隙上的码道接入所述用户。
6.根据权利要求1到5中任一所述的方法，其特征在于，当确定出的所述空闲码道数目小于所述N时，启动拥塞控制操作，将干扰值低于预设干扰门限的非空闲码道上的用户进行切换，切换完成后，保证干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目不小于所述N，或保证干扰值最低的N个码道空闲。
7.根据权利要求1到5中任一所述的方法，其特征在于，所述计算用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR为：
计算下行路径损耗Pathloss＝PCCPCH Power-PCCPCH RSCP；
计算满功率发射时到达NodeB的最强信号强度MAX_UE_Signal_By_NodeB＝MAX_UE_Power-Pathloss；
计算在时隙n上的最强SIR为SIRn＝MAX_UE_Signal_By_NodeB-ISCPn-10log(UE请求的码道数目/2)；
其中，PCCPCH Power为PCCPCH的接收功率，PCCPCH RSCP为UE上报的PCCPCH RSCP值，MAX_UE_Power为所述用户的最大发射功率，ISCPn为时隙n的ISCP值，n为时隙索引。
8.根据权利要求1到5中任一所述的方法，其特征在于，所述SIR门限为统一的，或针对不同的业务类别分别设置相应的SIR门限。
9.一种通信系统中的抗干扰装置，其特征在于，该装置包括：最强SIR计算单元、空闲码道确定单元和码道分配单元；
所述最强SIR计算单元，用于在用户接入所述系统时，根据所述用户的下行路径损耗和最高发射功率，计算所述用户在系统各个载频的各个时隙上的最强SIR；
所述空闲码道确定单元，用于确定干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目N；
所述码道分配单元，用于当确定出的所述空闲码道数目不大于预设的预留数目时，在所述各个载频的各个时隙中，选择所述最强SIR满足预设SIR门限的次优时隙上的码道接入所述用户。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括拥塞控制单元，用于当确定出的所述空闲码道数目小于所述N时，启动拥塞控制操作，将干扰值低于预设干扰门限的非空闲码道上的用户进行切换，切换完成后，保证干扰值低于预设干扰门限的空闲码道数目不小于所述N，或保证干扰值最低的N个码道空闲。
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