CN103607719B - Lte网络中小区pci设置方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LTE网络中小区PCI设置方法，包括：获取需进行PCI设置的区域，将所述区域划分为多个相同大小的正六边形的小区；将所述区域按预设的PCI复用距离进行等距离分簇；从所述区域中选择其中一簇作为小区簇，生成所述小区簇的图；接收输入的可用PCI，根据mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；将设置后的小区簇在所述区域内其他分簇进行复制并平移，完成所述区域的PCI设置。本发明还提供一种LTE网络中小区PCI设置系统，能在LTE网络中快速高效完成小区无线网络PCI设置。

Description

LTE网络中小区PCI设置方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信网络领域，特别是涉及一种LTE网络中小区PCI设置方法，以及一种LTE网络中小区PCI设置系统。

背景技术

在LTE无线网络中，由于大面积的采用同频组网，PCI(Physical CellIdentifier,物理层小区ID)设置变得更加重要。合理高效的PCI设置，可以有效地避免小区间的干扰，帮助UE(User Equipment，用户设备)完成定位等。UE可以通过下行物理层同步信号来获取其所在小区的PCI。同步信号分为主同步(Primary Synchronized Signal，P-SS)和辅同步信号(Secondary Synchronized Signal，S-SS)。物理层小区ID其中，物理层小区ID组标示的取值范围是0～167，组内物理层ID标示的取值范围是0～2。辅同步信号与主同步信号的序列索引号分别与一一对应。计算可得，在LTE系统中，共有504个PCI。然而，与GSM网络和TD-SCDMA等网络相比，LTE网络中其所用的频段较高，单个小区的覆盖范围比2G和3G的小区更小，造成小区的总体数量大幅增长。与小区总的数量相比，可用PCI的数量是远远不够的。此外，在进行网络规划时，还需要保留一部分PCI用于家庭基站或者微基站的使用，以帮助完成热点地区和室内的覆盖。因此，需要对PCI进行规划。PCI规划需要考虑PCI复用及确定PCI的复用距离。不合理的PCI规划会产生一些冲突，给小区之间的用户移动管理带来混淆，小区之间产生干扰。

现有的PCI设置一般遵循两个原则：

不冲突：两个相邻的小区PCI不一样。若是两个相邻的小区PCI一致的话，处于小区边缘的用户或者处于两个小区重叠区域的用户将无法检测到PCI，这将会造成冲突。

不混淆：两个小区不相邻，却与同一个小区相邻，则该两个小区的PCI不一样。反之，则会影响到基站进行移动管理。当UE移动，需要进行小区切换时，其需要向基站提交切换申请，若是与同一个小区相邻的两个小区PCI一样的话，小区切换会产生混淆，UE无法识别具体切换到哪一个小区。

现有的PCI设置方法在对小区进行分簇之后，只是任意的在满足两个原有原则的前提下选取PCI，这可能会导致小区中间的PCI选取产生冲突，且不利于快速推广。另外，原有的方法对小区进行分簇后，并没有一个完整的数学模型来表示那一簇小区，这不利于快速完成PCI规划。

发明内容

基于此，本发明提供一种LTE网络中小区PCI设置方法和系统，能在LTE网络中快速高效完成小区无线网络PCI设置。

一种LTE网络中小区PCI设置方法，包括如下步骤：

获取需进行物理层小区标识PCI设置的区域，将所述区域划分为多个相同大小的正六边形的小区；

将所述区域按预设的PCI复用距离进行等距离分簇；

从所述区域中选择其中一簇作为小区簇，生成所述小区簇的图；

接收输入的可用PCI，根据LTE网络中小区PCI的mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；

将设置后的小区簇在所述区域内其他分簇进行复制并平移，完成所述区域的PCI设置；

其中，所述生成所述小区簇的图的步骤为：以所述小区簇包围的每个小区的中心点为顶点，连接各个顶点，得到所述小区簇的图；

所述根据LTE网络中小区PCI的mod3不同的准则的对所述小区簇的图进行PCI设置的步骤为：

将所述可用PCI进行mod 3计算后，根据计算结果将PCI分配到三个数组；

根据三个数组中记录的PCI，从所述小区簇的图中任一顶点开始，将PCI分配给各个顶点，其中，每个顶点的PCI所属的数组不等于与其相邻顶点的PCI所属的数组；

所述将PCI分配给各个顶点的步骤为：

将所述三个数组中记录的PCI数按顺序排列；

从所述小区簇的图的中心点开始，分配各个顶点所属的数组，其中每个顶点分配的数组不等于与其相邻顶点分配的数组；

根据每个顶点分配的数组，从对应的数组中按顺序选取PCI分配给所述顶点。

一种LTE网络中小区PCI设置系统，包括：

划分模块，用于获取需进行物理层小区标识PCI设置的区域，将所述区域划分为多个相同大小的正六边形的小区；

分簇模块，用于将所述区域按预设的PCI复用距离进行等距离分簇；

图生成模块，用于从所述区域中选择其中一簇作为小区簇，生成所述小区簇的图；

小区簇设置模块，用于接收输入的可用PCI，根据LTE网络中小区PCI的mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；

区域设置模块，用于将设置后的小区簇在所述区域内其他分簇进行复制并平移，完成所述区域的PCI设置；

其中，所述图生成模块还用于以所述小区簇包围的每个小区的中心点为顶点，连接各个顶点，得到所述小区簇的图；

所述小区簇设置模块还用于将所述可用PCI进行mod 3计算后，根据计算结果将PCI分配到三个数组；根据三个数组中记录的PCI，从所述小区簇的图中任一顶点开始，将PCI分配给各个顶点，其中，每个顶点的PCI所属的数组不等于与其相邻顶点的PCI所属的数组；

所述小区簇设置模块还用于：

将所述三个数组中记录的PCI数按顺序排列；

从所述小区簇的图的中心点开始，分配各个顶点所属的数组，其中每个顶点分配的数组不等于与其相邻顶点分配的数组；

根据每个顶点分配的数组，从对应的数组中按顺序选取PCI分配给所述顶点。

上述LTE网络中小区PCI设置方法和系统，在对需设置的区域等距离分簇后，对小区簇生成图，用图来表示每一簇小区，得到完整规矩的正六边形模型，可以精确地调整每一簇之间的PCI复用距离；基于mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；最后通过对已设置好的PCI小区簇进行复制，快速高效地完成全局网络的PCI设置，由于分簇后的小区簇模型是一个正六边形，可以无缝地衔接起来，实现整个无线网络的PCI无缝覆盖。

附图说明

图1为本发明LTE网络中小区PCI设置方法在一实施例中的流程示意图。

图2为图1中将需设置区域划分为多个小区的示意图。

图3为图1中将需设置区域进行分簇的示意图。

图4为图1中小区簇的示意图。

图5为图1中对小区簇分配PCI的示意图。

图6为图1中区域PCI设置示意图。

图7为本发明LTE网络中小区PCI设置系统在一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，是本发明一种LTE网络中小区PCI设置方法在一实施例中的流程示意图，包括如下步骤：

S11、获取需进行PCI设置的区域，将所述区域划分为多个相同大小的正六边形的小区；

接收输入的需要进行PCI设置的区域，在整片区域中，划分出多个小区，如图2所示，本实施例将每个小区设定为正六边形，各个小区的大小相同，小区的大小可根据实际需要而设定。

S12、将所述区域按预设的PCI复用距离进行等距离分簇；

在做无线网络规划前，设计人员可以根据可用PCI数、基站频率、发射功率、覆盖区地形地貌和话务量等因素来综合决定PCI的复用距离r。例如，采用同频组网，若是基站的发射功率较大，或者话务量较大的时候，PCI的复用距离就较大，反之，可以设定的小一些。另外，可用的PCI数直接决定了PCI的复用距离。若是可用的PCI较多的话，可设定PCI的复用距离较大，反之，设定的小一些。如图3所示，根据预设的PCI复用距离，以小区的中心为圆点，以复用距离为半径生成多个分簇，完成所述区域的等距离分簇操作。

S13、从进行分簇后的所述区域中选择其中一簇作为小区簇，生成所述小区簇的图；

选择其中一簇作为小区簇模型，根据图理论生成所述小区簇的图，用于表示一个簇内的小区与小区之间的相邻关系；

在一较佳实施例中，所述生成所述小区簇的图的步骤为：

以所述小区簇包围的每个小区的中心点为顶点，连接各个顶点，得到所述小区簇的图；

如图4所示，小区簇的图中，可用一个顶点表示一个小区；若簇内的两个小区相邻，则图中表示小区的两个顶点相连，否则两个顶点不相连；因此，一个簇内的小区可以用一个非常规矩的图来表示，该图的所有区域均由等边三角形构成，并且图的边界恰好构成一个正六边形。

S14、接收输入的可用PCI，根据mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；

本实施例中对小区簇进行PCI设置时，除去常规的两个规划原则外，还考虑了如下限制条件：

同一个基站下，相邻小区PCI需要mod 3不同。UE进入一个基站的覆盖范围内，需要分析基站的下行同步信号，以和系统同步，包括时间同步和频率同步。相邻小区为了避免干扰，需要采用不用的主同步信号，这是由直接决定的，而辅同步信号的循环偏移是由和两者共同决定的。由此，同一个基站内，相邻小区的PCI需要mod 3不同，以帮助UE与其所在的系统同步；

相邻小区PCI需要mod 6不同。UE需要利用下行专属参考信号(Common ReferenceSignal,CRS)对信道进行估计。在LTE同频组网中，小区之间的干扰协调成为重要的干扰源。为了避免小区间的干扰，需要将下行专属参考信号(CRS)设置成不一样，而其本质要求是参考信号在所占频段上的频域位置k不同。

k＝6m+(v+v_shift)mod 6

式中，

p表示天线端口，与天线的发射的预编码矩阵有关系，l表示的是参考信号所占用的符号位置，属于时间域的

由以上分析可知，应该保证相邻小区的PCI mod 6不同，从而保证小区之间的专属参考信号不一样，从而避免小区间的相互干扰。

在一较佳实施例中，所述基于mod3准则的对所述小区簇的图进行PCI设置的步骤为：

将所述可用PCI进行mod 3计算后，根据计算结果将PCI分配到三个数组；

根据三个数组中记录的PCI，从所述小区簇的图中任一顶点开始，将PCI分配给各个顶点，其中，每个顶点的PCI所属的数组不等于与其相邻顶点的PCI所属的数组。

图着色理论研究的是如何用最少的颜色对一个平面图内的顶点进行着色，其条件是需要保证相邻的两个顶点颜色不一样。图着色理论与PCI设置有相似之处，图着色理论是要求用最少的颜色对顶点进行着色，而PCI设置是要求在满足相关条件下用最少的PCI对小区进行完整覆盖，两者本质上是相似的。因此通过图着色理论，可以完成对小区的PCI设置。

在本实施例中，将可用的PCI进行mod 3计算后，分成三组，分别为M₀,M₁和M₂。

M₀＝[0,3,6,9,12,…]

M₁＝[1,4,7,10,13,…]

M₂＝[2,5,8,11,14,…]

若是可用的PCI不理想(PCI不连续或者是分段的一些PCI等),则同样通过PCI mod3不同的原则对其进行划分,分成三组，这并不会影响到最终的结果。通过分析，本实施例的PCI设置技术一共考虑了四个条件，分别是相邻小区PCI不一样，两个小区不相邻，却与同一个小区相邻，该两个小区PCI不一样，和同一个基站下三个小区PCI mod 3不同以及为了减小相邻小区的干扰，需要做到相邻小区的PCI mod 6不同。将上述四个条件进行糅合，PCImod 6不同，显然同样能做到相邻小区PCI不同，同时，若是相邻小区PCI mod 3不同，则其同样满足mod 6不同，所以，上述四个限制条件简化成两个，即相邻小区mod 3不同以及与同一个小区相邻的两个小区PCI不同。

在一较佳实施例中，所述将PCI分配给各个顶点的步骤为：

将所述三个数组中记录的PCI数按顺序排列；

从所述小区簇的图的中心点开始，分配各个顶点所属的数组，其中每个顶点分配的数组不等于与其相邻顶点分配的数组；

根据每个顶点分配的数组，从对应的数组中按顺序选取PCI分配给所述顶点。

在本实施例中，可设定M₀,M₁和M₂为三组颜色，基于图理论利用顺序着色算法对簇内的小区进行PCI设置。在本实施例中其伪代码可如下所示：

假定V＝{x₁,…,x_n,…,x_N}为所有顶点的集合，N(x_n)表示与顶点x_n相邻的全部顶点的集合。对顶点x_n着色M，记作：π(x_n)＝M。

a.i:＝1

b.j:＝1

c.若对有π(y)＝M_j，则令π(x_i)＝M_j，并转至步骤e；

d.j:＝j+1，并转至步骤c；

e.若n＜N，则n:＝n+1，并转至步骤b；否则停止着色。

根据顺序着色算法，对图4所示的图进行顶点着色。在两两相邻的三个顶点中，需要三种颜色进行颜色，而向外扩散时任意两个相邻的顶点可以决定与之两两相邻的另一个顶点的颜色，因而只需要三种颜色就可以完成着色。为简单起见，从中心点开始进行着色，并逐步向外扩散完成染色，则三种不同的颜色即可将一簇小区进行染色，即是从中心点开始，任意分配该点所属的数组，如图5所示，为该中心点先分配M₀数组，从该点向外扩散，分配各个顶点所属的数组，需要满足每个顶点分配的数组不等于与其相邻顶点分配的数组。

通过上述的顺序着色算法，可以保证在一簇内部相邻小区的PCI mod 3不同。

除去mod 3不同外，还需要满足与同一个小区相邻的两个小区PCI不同限制条件。为此，在那些标示为M₀的顶点，从M₀＝[0,3,6,9,12,…]数组中，以轮询算法选择不同的数对其进行填充，做到两两不同。具体步骤如下所示：

将M₀数组中的数由小到大以递增的顺序进行排列；

从图中的中心结点开始，逐层向外填充。每个PCI只能用一次，直至PCI全部用完。

然后，与M₀相类似，依次对标示为M₁和M₂的顶点进行填充，直到填满整个簇内小区，如图5所示，各个数组分配完成后，再按顺序分配每个数组中记录的PCI。轮询算法可以保证最大限度的降低PCI的复用率，同时，PCI的复用距离最大化。

S15、将设置后的小区簇在所述区域内其他分簇进行复制并平移，完成所述区域的PCI设置；

对做好PCI设置的一簇小区进行复制并平移，以实现无缝覆盖。对一个簇内小区进行PCI设置后，只需对其进行复制，根据预设的PCI复用距离进行平移。由于在图中，用图的顶点表示小区，图的边表示小区相邻关系。由于小区簇对应得到的图的边界是一个正六边形，而正六边形的半径相当于簇的半径，设定为PCI的复用距离的一半所以对小区簇的平移可以实现无缝覆盖。

如图6所示，通过复制和平移来完成对整个区域的PCI覆盖，其主要的优点在于：(1)可以实现无缝覆盖；(2)根据图理论用一个图表示一簇内的小区，其建立的图非常的规矩完整，不同簇之间的小区的PCI复用距离是一致的，这有利于工程实现。

如图7所示，是本发明一种LTE网络中小区PCI设置系统的结构示意图，包括：

划分模块71，用于获取需进行PCI设置的区域，将所述区域划分为多个相同大小的正六边形的小区；

接收输入的需要进行PCI设置的区域，在整片区域中，划分出多个小区，如图2所示，本实施例将每个小区设定为正六边形，各个小区的大小相同，小区的大小可根据实际需要而设定。

分簇模块72，用于将所述区域按预设的PCI复用距离进行等距离分簇；

在做无线网络规划前，设计人员可以根据可用PCI数、基站频率、发射功率、覆盖区地形地貌和话务量等因素来综合决定PCI的复用距离r。例如，采用同频组网，若是基站的发射功率较大，或者话务量较大的时候，PCI的复用距离就较大，反之，可以设定的小一些。另外，可用的PCI数直接决定了PCI的复用距离。若是可用的PCI较多的话，可设定PCI的复用距离较大，反之，设定的小一些。如图3所示，根据预设的PCI复用距离，以小区的中心为圆点，以复用距离为半径生成多个分簇，完成所述区域的等距离分簇操作。

图生成模块73，用于从所述区域中选择其中一簇作为小区簇，生成所述小区簇的图；

选择其中一簇作为小区簇模型，根据图理论生成所述小区簇的图，用于表示一个簇内的小区与小区之间的相邻关系；

在一较佳实施例中，所述图生成模块73还用于：

以所述小区簇包围的每个小区的中心点为顶点，连接各个顶点，得到所述小区簇的图。

如图4所示，小区簇的图中，可用一个顶点表示一个小区；若簇内的两个小区相邻，则图中表示小区的两个顶点相连，否则两个顶点不相连；因此，一个簇内的小区可以用一个非常规矩的图来表示，该图的所有区域均由等边三角形构成，并且图的边界恰好构成一个正六边形。

小区簇设置模块74，用于接收输入的可用PCI，根据mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；

在一较佳实施例中，所述小区簇设置模块74还用于：

将所述可用PCI进行mod 3计算后，根据计算结果将PCI分配到三个数组；

根据三个数组中记录的PCI，从所述小区簇的图中任一顶点开始，将PCI分配给各个顶点，其中，每个顶点的PCI所属的数组不等于与其相邻顶点的PCI所属的数组。

在一较佳实施例中，所述小区簇设置模块74还用于：

将所述三个数组中记录的PCI数按顺序排列；

从所述小区簇的图的中心点开始，分配各个顶点所属的数组，其中每个顶点分配的数组不等于与其相邻顶点分配的数组；

根据每个顶点分配的数组，从对应的数组中按顺序选取PCI分配给所述顶点。

区域设置模块75，用于将设置后的小区簇在所述区域内其他分簇进行复制并平移，完成所述区域的PCI设置。

对做好PCI设置的一簇小区进行复制并平移，以实现无缝覆盖。对一个簇内小区进行PCI设置后，只需对其进行复制，根据预设的PCI复用距离进行平移。由于在图中，用图的顶点表示小区，图的边表示小区相邻关系。由于小区簇对应得到的图的边界是一个正六边形，而正六边形的半径相当于簇的半径，设定为PCI的复用距离的一半所以对小区簇的平移可以实现无缝覆盖。

目前无线网络规划中PCI设置技术中，由于PCI的可用数量不够，对小区进行分簇，在每一簇内PCI复用技术成为研究的热点。然而，现有的研究对一簇内的小区大都没有建立相应的模型，且并不能合理的预先设定PCI的复用距离。本发明从无线网络全局规划出发，突出简易性和可实现性。通过预先设定PCI的复用距离，将规划小区等距离的分簇，利用图表示每一簇内部的小区及其相互之间的相邻关系，通过结合mod 3不同和顺序着色算法对簇内的小区进行PCI设置，最后直接将设置好的PCI进行平移复制，快速高效地完成全局网络的PCI设置。

本发明所提出的联合分簇与图着色理论的PCI设置技术在原有的两个限制条件的基础上，增加考虑了两个限制条件，使其更加贴近实际需求。

在对小区等距离分簇之后，本发明根据图着色理论用图来表示每一簇小区，得到完整规矩的正六边形模型。在该模型下，可以精确地调整每一簇之间的PCI复用距离。联合考虑4个限制条件，利用顺序着色算法对其进行PCI设置。此外，该模型还可以在全网范围内推广，快速有效地完成PCI设置，可以更好的指导工程施工。

在本发明所提出的技术中，分簇后的小区簇模型是一个正六边形，可以无缝地衔接起来，这样可以帮助快速完成PCI设置，覆盖所有的小区。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种LTE网络中小区PCI设置方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取需进行物理层小区标识PCI设置的区域，将所述区域划分为多个相同大小的正六边形的小区；

将所述区域按预设的PCI复用距离进行等距离分簇；

从所述区域中选择其中一簇作为小区簇，生成所述小区簇的图；

接收输入的可用PCI，根据LTE网络中小区PCI的mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；

将设置后的小区簇在所述区域内其他分簇进行复制并平移，完成所述区域的PCI设置；

其中，所述生成所述小区簇的图的步骤为：以所述小区簇包围的每个小区的中心点为顶点，连接各个顶点，得到所述小区簇的图；

所述根据LTE网络中小区PCI的mod3不同的准则的对所述小区簇的图进行PCI设置的步骤为：

将所述可用PCI进行mod 3计算后，根据计算结果将PCI分配到三个数组；

根据三个数组中记录的PCI，从所述小区簇的图中任一顶点开始，将PCI分配给各个顶点，其中，每个顶点的PCI所属的数组不等于与其相邻顶点的PCI所属的数组；

所述将PCI分配给各个顶点的步骤为：

将所述三个数组中记录的PCI数按顺序排列；

从所述小区簇的图的中心点开始，分配各个顶点所属的数组，其中每个顶点分配的数组不等于与其相邻顶点分配的数组；

根据每个顶点分配的数组，从对应的数组中按顺序选取PCI分配给所述顶点。

2.一种LTE网络中小区PCI设置系统，其特征在于，包括：

划分模块，用于获取需进行物理层小区标识PCI设置的区域，将所述区域划分为多个相同大小的正六边形的小区；

分簇模块，用于将所述区域按预设的PCI复用距离进行等距离分簇；

图生成模块，用于从所述区域中选择其中一簇作为小区簇，生成所述小区簇的图；

小区簇设置模块，用于接收输入的可用PCI，根据LTE网络中小区PCI的mod3不同的准则对所述小区簇的图进行PCI设置；

区域设置模块，用于将设置后的小区簇在所述区域内其他分簇进行复制并平移，完成所述区域的PCI设置；

其中，所述图生成模块还用于以所述小区簇包围的每个小区的中心点为顶点，连接各个顶点，得到所述小区簇的图；

所述小区簇设置模块还用于将所述可用PCI进行mod 3计算后，根据计算结果将PCI分配到三个数组；根据三个数组中记录的PCI，从所述小区簇的图中任一顶点开始，将PCI分配给各个顶点，其中，每个顶点的PCI所属的数组不等于与其相邻顶点的PCI所属的数组；

所述小区簇设置模块还用于：

将所述三个数组中记录的PCI数按顺序排列；

从所述小区簇的图的中心点开始，分配各个顶点所属的数组，其中每个顶点分配的数组不等于与其相邻顶点分配的数组；

根据每个顶点分配的数组，从对应的数组中按顺序选取PCI分配给所述顶点。