CN103686759B - Td-lte系统基站的选址方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种TD‑LTE系统基站的选址方法和装置，所述方法包括如下步骤：将已有基站的位置点信息映射成平面上的全基站点集；将所述的全基站点集处理成剖分三角网格；计算三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，对三角网格上基站点进行干扰优先级排序；将基站点按照干扰优先级顺序以其干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，在该切割区域进行基站选址。本发明通过将基站位置点信息生成剖分三角网格，利用三角网格上的干扰三角形面积和层次间隔的比例值来确定基站点的干扰优先级，得出的干扰优先级是在平面中进行计算，不用考虑地形地貌的影响，无需进行复杂的数据统计。

Description

TD-LTE系统基站的选址方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种TD-LTE系统基站的选址方法和装置。

背景技术

在TD-LTE（Time Division Long Term Evolution）系统进行室外组网有同频、异频两种频率使用方式，其中，同频组网方式是指全网所有小区使用相同的频点，异频组网方式是指同一基站的不同小区采用不同频率。同频组网的优点是频率利用率高，频率部署灵活，终端支持频段需求低，减小终端射频通道的复杂度。

当TD-LTE系统使用同频组网时，近距离邻小区同频干扰和远距离上、下行交叉时隙同频干扰问题将给系统的整体性能带来严重的影响。同频干扰是指相近的两个或者多个小区之间由于使用相同的视频资源而发生的干扰，如图1所示，为近距离邻小区同频干扰的场景示意图，虚线表示的是存在干扰的情况。远距离上、下行交叉时隙同频干扰是指相隔较远的小区之间由于上行导频时隙和下行导频时隙之间产生交叉的情况TD-LTE系统采用Type2的TDD帧结构，该帧结构的特殊子帧中包含三个特殊时隙，分别为DwPTS（下行导频时隙）、GP（保护间隔）和UpPTS（上行导频时隙）。如图2所示，为远距离干扰的示意图，实扰基站在DwPTS中大功率发射的下行信息，经过传播时延后可能在受干扰基站的上行接收时隙UpPTS达到，从而对受扰基站的上行信息接收产生影响。

目前一些厂商都在寻找解决TD-LTE系统之中同频干扰的方法，其中一种基站选址方法是首先确定已有基站附近进行新建基站的干扰控制范围，该干扰控制范围为新建基站能够承受的已有基站的干扰距离，然后根据潜在被干扰基站的信息(如覆盖范围、服务用户数、用户QoS需求等)确定各潜在被干扰基站的优先级，再根据各潜在被干扰基站的优先级顺序来对待规划基站区域进行切割，在该切割区域进行选址建站。

上述方案确定干扰基站的优先级需要计算覆盖范围、服务用户数、用户QoS需求等，这些信息的获取需要进行复杂的统计，耗费较多的人力物力。而且进行优先级确定的标准不统一，有长度、用户数、QoS需求数据，这些数据衡量的方向不同，是以其中一个参数为主还是同等考虑，或者加权进行计算，从而无法实现一个较为客观的衡量标准，根据该标准选址所建的基站不能够将干扰分散化，无法真正提升网络整体通信质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在TD-LTE系统进行基站选址时需要考虑近距离邻小区同频干扰和远距离上、下行交叉时隙同频，尽可能避开现有基站的干扰，当在利用现有基站的干扰控制范围去切割待规划区域时，如何去确定现有基站的优先级顺序，没有一个较为简便、客观的实现方法，不能够将干扰分散化，无法真正提升网络整体通信质量，从而限制了基站选址的质量。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种TD-LTE系统基站的选址方法，包括：

将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集；

将所述的全基站点集处理成剖分三角网格；

确定三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序；

按照基站点干扰优先级顺序，利用基站点对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域。

本发明的实施例还提供了一种TD-LTE系统基站的选址装置，包括：

映射单元，用于将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集；

三角剖分单元，用于对全基站点集进行三角剖分处理，生成剖分三角网格；

干扰排序单元，用于确定三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序；

基站选址确定单元，用于将基站点按照干扰优先级顺序以其对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明通过将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集，并生成剖分三角网格，利用三角网格上的干扰三角形面积和层次间隔的比例值来计算基站点的干扰优先级，将基站点按照干扰优先级顺序以其对应已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域。按照该方法得出的干扰优先级是在平面中进行计算，干扰优先级是依据三角网格上干扰三角形面积和层次间隔的比例确定，不用考虑地形地貌的影响，无需进行复杂的数据统计，能够更加简单方便的计算。由于该方法进行基站选址具有简单易行的评价标准，通过该方法选择的建站区域能够真正提升网络整体通信质量。

附图说明

图1为TD-LTE系统中近距离邻小区同频干扰的场景示意图；

图2为TD-LTE系统中远距离上、下行交叉时隙同频干扰的帧结构示意图；

图3为本发明提供的一种实施例的TD-LTE系统中基站选址的流程图；

图4为本发明一种实施例的基站的点状分布图；

图5为图4中插入基站点后形成的示意图；

图6（a）、（b）、（c）为图5插入基站点进行三角剖分状态示意图；

图7为图4中的基站点三角剖分之后形成的示意图；

图8为基站点D和基站点L之间的直线DL经过的三角网格图；

图9为本发明利用邻接矩阵计算两个基站点之间层次间隔的流程图；

图10为一种实施例的三角剖分网格的邻接矩阵图；

图11为图10中的邻接矩阵进行二次方运算后的矩阵图；

图12为图10中的邻接矩阵多次乘方后生成的矩阵图；

图13为本发明利用基站点的干扰优先级对规划区域进行切割的流程图；

图14为基站点B1对待规划区域D进行切割的示意图；

图15为基站点B1-B4进行切割的示意图；

图16为本发明的基站选址装置的结构框图；

图17为本发明的干扰排序单元的结构框图；

图18为本发明的基站选址确定单元的结构框图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图3所示，为本发明提供的一种TD-LTE基站的选址方法框图，该方法包括如下步骤：

步骤S301：将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集。

步骤S302：将所述全基站点集处理成剖分三角网格。

步骤S303：确定三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序。

步骤S304：按照基站点干扰优先级顺序，利用基站点对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域。

本发明通过将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集，并生成剖分三角网格，利用三角网格上的干扰三角形面积和层次间隔的比例值来计算基站点的干扰优先级，该方法得出的干扰优先级是在平面中进行计算，干扰优先级是依据三角网格上干扰三角形面积和层次间隔的比例确定，不用考虑地形地貌的影响，无需进行复杂的数据统计，能够更加简单方便的计算。由于该方法进行基站选址具有简单易行的评价标准，通过该方法选择的建站区域能够真正提升网络整体通信质量。

在步骤S301中，选定的已有基站可以是全部已有基站，也可以是任意选择的部分已有基站，还可以是根据一定的规则选择的已有基站。其中，根据一定的规定选择的已有基站满足如下条件：已有基站中小区的覆盖半径和站高至少有一个大于待规划基站对应值。本发明通过对已有基站进行选择，将对待规划基站具有干扰的已有基站进行建立三角剖分网格，为后续处理减轻了处理数据，从而提高了该方法的处理速度。选择了已有基站之后，将选择的已有建站放入干扰控制集合中，便于管理和处理。

以下对选择已有基站的过程进行详细说明：将Ei表示待规划基站和已有基站之间的干扰因素，Ei=(Ri-Rnew)×(hi-hnew)，其中，Ri（i=1，2……n）为第i个基站对应小区的覆盖半径、hi为第i个基站的站高、Rnew为待规划基站小区的覆盖半径、hnew为待规划基站的站高，n为大于1的自然数。如果满足已有基站中的Ri-Rnew>0或者hi-hnew>0，则将该已有基站作为选定的基站，并将选定的基站放入干扰控制集合中。

步骤S302为生成剖分三角网格的步骤，具体包括如下步骤：

步骤S3021：选取三个或者三个以上的初始基站点形成当前站点集，确定所述初始基站点的初始凸包；

步骤S3022：确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，并将所述三角形加入三角形链表中；

步骤S3023：将除初始基站点以外的其他基站点依次插入到当前基站点集，每新插入一个后增基站点，即形成当前站点集的当前凸包；

步骤S3024：确定候选目的边。

当所述后增基站点在所述当前凸包内部，并且在所述凸包包含的三角形的内部时，在三角形链表中删除所述三角形，依次将该三角形中的三条边确定为目的边，对所述目的边进行剖分处理；

当所述后增基站点在所述当前凸包内部，并且在所述凸包包含的三角形边上时，在三角形链表中删除所述三角形，依次将该三角形中除后增基站点所在边以外的边确定为目的边，对所述目的边进行剖分处理；

当所述后增基站点在所述当前凸包外部时，以当前凸包上的任意一点为起始点，沿所述凸包逆时针找到所述后增基站点在其右侧的边；当所述边的数量为一个时，确定该边为目的边，将所述目的边的两端点与所述后增基站点相连，形成新的当前凸包，并对所述目的边进行剖分处理；当所述边数量为两个或两个以上时，选取所述边形成的边链的端点，将所述端点与所述后增基站点相连，形成新的当前凸包，并依次确定所述边为目的边，依次对所述目的边进行剖分处理。

针对目的边按照如下步骤进行处理：

当所述目的边在所述当前凸包边上时，将所述目的边与所述后增基站点形成的三角形加入到三角形链表中；

当所述目的边在所述当前凸包内部时，从三角形链表中获取包含所述目的边的三角形，当该三角形不在所述目的边与后增基站点形成的三角形的外接圆中时，将所述目的边与后增基站点形成的三角形加入到三角形链表中；否则，当该三角形在所述目的边与后增边为目的边，依次对所述目的边继续进行剖分处理，并从三角形链表中删除该三角形。

以下以一实施例对三角剖分的具体过程进行描述：将已有基站的位置信息映射成平面的点集，应用三角剖分算法将点集中的点插入三角形链表，构造一个超级三角形，包含点集中所有散点，放入三角形链表。一个散点实际上表示一个基站与其他点的相对位置，称之为基站点，将点集中的散点依次纳入，在三角形链表中找出其外接圆包含插入点的三角形，称为该点的影响三角形，删除影响三角形的公共边，将插入点与影响三角形的全部顶点连接起来，从而完成一个点在三角形链表中的插入；循环执行该操作，直到所有散点插入完毕，形成了网络基站的点状分布如图4所示，在某次插入基站点后形成如图5所示的三角形连线（每一个点表示一个基站），在插入基站点P后，由于基站点P在三角形ALJ、三角形AIJ的外接圆、三角形AHL的外接圆以及三角形LJK的外接圆内，如图6（a）-（c）所示，三角形ALJ、AIJ、AHL、LJK为影响三角形，则将公共边AI、AL、LJ删除，然后将基站点P分别与基站点A、I、J、K、L、H连线，形成新的三角连线，如图7所示，以此类推，继续插入下一个基站点，直至将所有基站点插入为止，最终形成全网基站点的三角形网格。

步骤S303是确定三角网格上基站点上干扰优先级，干扰优先级是根据基站点与其他基站点之间干扰因素确定，包括干扰三角形面积和层次间隔，按照两者的比例值的累加结果进行干扰排序。其中，干扰三角形面积是指三角网格上两个基站点的直线连线所经过的三角形。如图8所示，该基站点D和基站点L之间的直线DL经过根据三角形DIJ、IJP、PJK、PLK，三角形DIJ、IJP、PJK、PLK为基站点D与基站点L的干扰三角形，将这四个三角形进行累加，计算出基站点D和基站点L的干扰三角形面积。其中，两个基站点之间的层次间隔是指两个基站点相间隔层次，可以根据人工的方式进行计算，优选地，采用邻接矩阵的方法进行计算。

如图9所示，为本发明利用邻接矩阵计算两个基站点之间层次间隔的流程图，包括如下步骤：

步骤S901：将三角网格上的全基站点集按照基站点之间相邻距离为1、不相邻距离为0的方式建立起邻接矩阵。用邻接矩阵中的行号和列号代表三角形网格中的基站点，对于邻接矩阵中元素a_ij，假如在三角形网格中基站点i和基站点j相邻（存在连线），则判定基站点i和基站点j之间层次间隔为1，而元素a_ij的数值为1，若基站点i和基站点j不相邻（不存在连线），则a_ij的数值为0，其中，若两个小区同属一个基站则认为其层次间隔为1。如图10所示为其中一种实施例的邻接矩阵的示意图，为基站点A-P共13个基站点的邻接矩阵的示意图，记录住两个基站点间数值为0的位置。

步骤S902：将所述邻接矩阵进行幂运算。如图11为将图10的矩阵进行的二次方运算结果，图中方框标注所示为之前为0经过二次方运算为非0的位置。

步骤S903：对邻接矩阵中两个基站点的数值进行幂运算的结果进行判断，如果在幂运算时为0，在幂运算后还是为0，返回步骤S902，继续进行幂运算，如果不为0，则执行步骤S904。

步骤S904：根据两个基站点的数值从0到非0所进行的幂运算的次数来确定两个基站点之间的层次间隔。如果元素a_ij的数值在第k-1次方运算时为0，而在第k次方运算时不为0，表示基站点i和基站点j之间存在路径为k的通路，则判定基站点i和基站点j之间层次间隔为k，k为大于1的自然数。图11中的方框标注位置是经过二次乘方后从0变为非0，表示其关联的两基站点间层次间隔数目为2。以此类推，可以计算出任意两个基站点之间的层次间隔。图12为图10所示的三角形网格经过多次幂运算后生成的数值都为非0的结果。

在确定任意一基站点与第二基站点间的干扰三角形面积和层次间隔后，将两者进行做商，然后依次确定该基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔，并对所有的商值进行累计求和，根据该累计值来确定该基站点的干扰值。以下对图8所示的基站点D进行干扰值的计算过程分析如下：

首先，获取基站点D与其中一个基站点L之间的干扰因子H_DL

$H_{\mathrm{DL}}=\frac{S_{\mathrm{DIJ}}+S_{\mathrm{IJP}}+S_{\mathrm{PJK}}+S_{\mathrm{PLK}}}{N_{\mathrm{DL}}}$

其中，S_DIJ表示三角形DIJ的面积，S_IJP表示三角形IJP的面积，S_PJK表示三角形PJK的面积，S_PLK表示三角形PLK的面积，N_DL表示基站点D与基站点L之间的层次间隔。

然后，依次将基站点D与其他基站点进行干扰因子的计算。根据上述方法计算出全网各个基站点之间的干扰因子后，根据每个基站点与其他基站点的干扰因子，将该基站点与三角网格中其他基站点的干扰因子数值之和作为其干扰控制优先因子的数值，D基站点对应的为i小区，该小区的干扰控制因子Hi的计算方法为：（i≠j，n为基站数量）。

在确定了三角形网格上所有基站点的干扰因子之后，根据所有干扰因子求和之后的干扰值的大小来进行排序，可以是从大到小的顺序，也可以是从小到大的顺序，本发明按照从大到小的顺序进行排列。

如图13所示，为本发明利用基站点的干扰优先级对待规划区域进行切割的流程图，包括如下步骤：

步骤1301：确定基站点的干扰优先级，该干扰优先级是依据基站点的干扰值进行排序确定的。

步骤1302：将基站点按照干扰优先级以其对应已有基站干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，干扰控制范围为待规划基站处于该基站能够承受的干扰控制范围内。在TD-LTE系统中一般包括近距离邻小区同频干扰以及远距离上、下行交叉时隙同频干扰处于可承受的范围。其中待规划基站区域是根据覆盖需求、地形地貌等因素确定的，一般为基站规划时的选址范围。

步骤1303：确定该优先级的基站点的干扰控制范围与待规划区域的相交区域。也就是将该优先级的基站点的对应的已有基站干扰控制范围与待规划基站区域进行切割，该切割区域为该基站点对应的已有基站的干扰控制范围与待规划基站区域相交的区域。

步骤1304：对该切割区域进行判断，如果为空，则执行步骤1305，如果不为空，则返回步骤1302继续进行切割。

步骤1305：在该基站点的优先级的级别靠前一个的基站点进行切割的相交区域选址建站。如果该基站点的优先级为第N，利用该基站点对应的已有基站的干扰控制范围与上次切割而成的区域进行切割，如果切割为空，输出该次进行切割之前的切割区域作为建站选址区域，即在第N-1基站点切割后的区域进行选址建站。

本发明的基站的干扰控制范围Di的间距处于大于Ln_max并小于Lf_min的范围以及间距大于Lf_max的范围。用数学公式表示为：Di=(Ln_max，Lf_min)U(Lf_max，…),Ln_max为近距离邻小区干扰发生区域的最大距离，Lf_min为远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离，Lf_max为远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最大距离。

以下对基站的干扰控制范围的确定进行详细描述：

步骤1401：比较远距离上、下行交叉时隙干扰值I_ud和上行干扰功率门限P₁，如果大于0则转入步骤1404，如果小于0则执行步骤1402。当I_ud＞P₁时，表示不发生远距离上、下行交叉时隙干扰。

其中，I_ud=Cp_max+Ag_T+Ag_R-PL(Ledge)，Cp_max为基站分配给单个用户的最大发射功率，Ag_T为基站的发送天线增益，Ag_R为基站的接收天线增益，PL()为信号传播损耗函数，Ledge为远距离上、下行交叉时隙干扰的临界距离。Ledge=GP_T×3×10⁸/S，GP_T为保护间隔GP的长度。

当待规划基站和已有基站之间的距离大于Ledge时，则待规划基站在下行导频时隙中发送的信号会经过大于GP_T的传播时延之后，在已有基站上行导频时隙或者上行普通时隙中到达，可能导致其产生远距离的上、下行交叉时隙干扰，因此可以将Ledge称为可能发生远距离上、下行交叉时隙干扰的临界距离。当待规划基站和已有基站的间距大于临界距离Ledge时，可能会导致远距离上、下行交叉时隙干扰，但其不是决定性的，是否发生远距离上、下行交叉时隙干扰还要视乎待规划基站对已有基站的干扰值是否大于上行干扰功率门限。令上行干扰功率门限为P1，下行干扰功率门限为P2，然后根据所述射频参数以及公式I_ud=Cp_max+Ag_T+Ag_R-PL(Ledge)计算在所述Ledge下待规划基站对已有基站的远距离上、下行交叉时隙干扰值I_ud。其中，Cp_max为基站分配给单个用户的最大发射功率，Ag_T为基站的发送天线增益，Ag_R为基站的接收天线增益，PL()为信号传播损耗函数（根据实际覆盖环境和传输频率选择相应模型），Ledge为上述远距离上、下行交叉时隙干扰的临界距离。

根据远距离上、下行交叉时隙干扰值I_ud和上行干扰功率门限P1判断是否可能发生远距离上、下行交叉时隙干扰，当Iud>P1时，则确定可能发生远距离上、下行交叉时隙干扰，当I_ud＜P1时，不发生远距离上、下行交叉时隙干扰，则令Lf_max和Lf_min的数值为：Lf_max=+∞，Lf_min=+∞。

令Lf_min和Lf_max的数值为正无穷大，即待规划基站在部署时无需考虑与所述已有基站的远距离上、下行交叉时隙干扰问题。

步骤1403：计算出远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离Lf_min和最大距离Lf_max，其中，Lf_min=Ledge，Lf_max根据公式Cp_max+Ag_T+Ag_R-PL(Lf_max)=P₁求解得出。当I_ud>P1时，则待规划基站与已有基站可能发生远距离上、下行交叉时隙干扰，则必须计算出远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离Lf_min和最大距离Lf_max，以便于部署待规划基站时进行控制。

由于待规划基站与已有基站之间距离等于Ledge时，会导致上下行信号重叠和干扰功率足够大，即能够同时满足远距离上、下行交叉时隙干扰发生的两个条件，而当待规划基站与所述已有基站之间距离小于Ledge时其上下行信号不会重叠，即不可能发生远距离上、下行交叉时隙干扰。因此，远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离Lf_min可以为临界距离Ledge，即：Lf_min=Ledge。

然后根据所述上行干扰功率门限P1以及公式Cp_max+Ag_T+Ag_R-PL(Lf_max)=P1，将相关参数代入公式求解，可以计算待规划基站和已有基站间的远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最大距离Lf_max。其中，Cp_max为基站分配给单个用户的最大发射功率，Ag_T为基站的发送天线增益，Ag_R为基站的接收天线增益，PL()为信号传播损耗函数（根据实际覆盖环境和传输频率选择相应模型）。根据上述规则，当待规划基站和已有基站间距离大于Lf_max时，则待规划基站的信号在到达所述已有基站前将经过更大的传播损耗，从而使信号的功率小于上行干扰功率门限P1，则此时待规划基站和已有基站间的远距离上、下行交叉时隙干扰影响可以忽略。

步骤1404：计算上行近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max1和下行近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max2。

其中，Ln_max1是根据公式Up_max+Ug_T+Ag_R-PL(Ln_max1-R_max)=P₁求解得出，Up_max为用户终端的最大发射功率，Ug_T为用户终端的发送天线增益，Ag_R为基站的接收天线增益，R_max为待规划基站的最大覆盖范围。Ln_max2是根据公式Cp_max+Ag_T+Ug_R-PL(Ln_max2-r_max)=P₂求解得出，P₂为下行干扰功率门限。

步骤1405：得出待规划基站在已有基站的干扰控制范围是(Ln_max，Lf_min)U(Lf_max，…)，表示待规划基站和已有基站的间距处于大于Ln_max并小于Lf_min的范围，以及间距大于Lf_max的范围。其中，Ln_max=max(Ln_max1，Ln_max2)，表示上行和下行近距离邻小区干扰发生最大距离的最大值。

在计算出远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离Lf_min和最大距离Lf_max后，可以根据所述上行干扰功率门限P1和下行干扰功率门限P2、所述待规划基站和已有基站的射频参数以及基站覆盖范围计算近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max，具体方法为：

首先根据所述上行干扰功率门限P1以及公式Up_max+Ug_T+Ag_R-PL(Ln_max1-R_max)=P1，将相关参数代入公式求解，可以计算待规划基站和已有基站的上行近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max1。其中，Up_max为用户终端的最大发射功率，Ug_T为用户终端的发送天线增益，Ag_R为基站的接收天线增益，R_max为待规划基站的最大覆盖范围，PL()为信号传播损耗函数（根据实际覆盖环境和传输频率选择相应模型），则(Ln_max1-R_max)可以理解为处于待规划基站覆盖边缘的终端用户与所述已有基站之间的距离。

根据上述计算原理，当待规划基站和已有基站间的距离为Ln-max1时，则待规划基站覆盖区域内的终端用户对已有基站的上行近距离邻小区干扰功率值等于上行干扰功率门限P1。因此，Ln_max1的计算可根据已知的射频参数Up_max、Ug_T、Ag_R和R_max、确定的上行干扰功率门限P1以及信号传播损耗函数PL()（根据实际覆盖环境和传输频率选择相应模型）来分析。当待规划基站和已有基站之间的距离大于Ln_max1时，则终端用户的信号在传播到所述已有基站之前需要经过较大的传播损耗，从而使信号的功率小于上行干扰功率门限P1，因此，待规划基站和已有基站之间的上行近距离邻小区干扰的影响可以忽略。

计算出待规划基站和已有基站之间的上行近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max1后，可以根据所述下行干扰功率门限P2和公式Cp_max+Ag_T+Ug_R-PL(Ln_max2-r_max)=P2计算待规划基站和所述已有基站的下行近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max2。其中，Cp_max为基站分配给单个用户的最大发射功率，Ag_T为基站的发送天线增益，Ug_R为用户终端的接收天线增益，r_max为已有基站的最大覆盖范围，PL()为信号传播损耗函数（根据实际覆盖环境和传输频率选择相应模型），则Ln_max2-r_max可以理解为待规划基站到处于所述已有基站覆盖边缘的终端用户之间距离。

根据上述计算原理，当待规划基站和已有基站间的距离为Ln_max2时，则待规划基站对处于已有基站覆盖区域内的终端用户的下行近距离邻小区干扰功率值等于下行干扰功率门限P2。因此，Ln_max2的计算可根据已知的射频参数Cp_max、Ag_T、Ug_R、r_max、确定的下行干扰功率门限P2以及信号传播损耗函数PL()（根据实际覆盖环境和传输频率选择相应模型）来分析。当待规划基站和已有基站间距离大于Ln_max2时，则待规划基站的信号在到达已有基站覆盖边缘用户前将经过更大的传播损耗，从而使信号的功率小于下行干扰功率门限P2，此时待规划基站和已有基站之间的下行近距离邻小区干扰的影响可以忽略。

根据所述Ln_max1和Ln_max2可以确定近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max，其中，上行近距离邻小区干扰发生区域的最大距离为Ln_max1，下行近距离邻小区干扰发生区域的最大距离为Ln_max2，为了保证能够同时控制上行近距离邻小区干扰和下行近距离邻小区干扰，需要取近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max为上行和下行近距离邻小区干扰发生最大距离的最大值，即Ln_max=max(Ln_max1，Ln_max2)。

根据所述近距离邻小区干扰发生区域的最大距离Ln_max、远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离Lf_min和最大距离Lf_max确定所述待规划基站和已有基站的干扰控制范围，确定所述待规划基站和已有基站的干扰控制范围为待规划基站和已有基站的间距处于大于Ln_max并小于Lf_min的范围，以及待规划基站和已有基站的间距大于Lf_max的范围，即待规划基站和已有基站i的干扰控制范围Di为：

Di=(Ln_max，Lf_min)U(Lf_max，…)

当待规划基站与已有基站相隔距离满足上述的干扰控制范围约束条件时，则说明近距离邻小区干扰和远距离上、下行交叉时隙干扰都在设定的干扰功率门限之下，可近似地认为其干扰程度可以忽略。因此，可以在平面上寻找满足该条件的区域作为待规划基站的规划区域，以达到控制干扰的目的。

如图14所示，表示基站点B1对待规划区域D进行切割时的示意图，B1上的阴影部分的面积为干扰面积，如图所示的白色区域为能够避开基站点B1对应基站干扰的区域。如图15所示，为基站点B1、B2、B3、B4进行切割待规划区域D的示意图，将其干扰控制范围在待规划区域进行交集运算，可以得到如图所示的白色区域，在该白色区域进行建站能够同时避开B1、B2、B3、B4基站的干扰。

如图16所示，为本发明的基站选址装置的结构框图，该装置包括：

映射单元100，用于将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集；

三角剖分单元200，用于对全基站点集进行三角剖分处理，生成剖分三角网格；

干扰排序单元300，用于确定三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序；

基站选址确定单元400，用于将基站点按照干扰优先级顺序以其对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域。

该装置还包括选择基站单元，用于选择已有基站中小区的覆盖半径和站高至少有一个大于待规划基站对应值的已有基站。将选择的已有基站通过映射单元进行映射。

本装置的工作过程如下：映射单元100将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集，三角剖分单元200对全基站点集进行三角剖分处理，生成剖分三角网格，干扰排序单元300计算三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，并按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序，基站选址确定单元400将基站点按照干扰优先级顺序以其对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域。

如图17所示，为本发明的干扰排序单元的结构框图，该干扰排序单元还进一步包括：

邻接矩阵建立单元301，用于将三角网格上基站点之间相邻距离为1、不相邻距离为0的方式建立起邻接矩阵；

比例值计算单元302，用于计算三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，所述层次间隔是通过将邻接矩阵进行乘方运算而得到，如果邻接矩阵中两个基站点的数值在第k-1次方运算时为0，在第k次方运算时不为0，则认定该两个基站点之间的层次间隔为k，k为大于1的自然数，所述干扰三角形面积是通过计算两个基站点之间的直线连线经过的三角形面积之和而得到；

优先级排序单元303，用于根据基站点的所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序。

该干扰排序单元的工作过程如下：邻接矩阵建立单元301将三角网格上基站点之间相邻距离为1、不相邻距离为0的方式建立起邻接矩阵，比例值计算单元302计算三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，所述层次间隔是通过将邻接矩阵进行乘方运算而得到，如果邻接矩阵中两个基站点的数值在第k-1次方运算时为0，在第k次方运算时不为0，则认定该两个基站点之间的层次间隔为k，k为大于1的自然数，所述干扰三角形面积是通过计算两个基站点之间的连线经过的三角形面积之和而得到。优先级排序单元303根据基站点的所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序。

如图18所示，为本发明的基站选址确定单元的结构框图，该基站选址确定单元还进一步包括：

干扰控制范围确定单元401，用于确定基站点对应的已有基站的干扰控制范围，将与该基站点对应的已有基站的间距大于Ln_max并小于Lf_min的距离以及间距大于Lf_max的范围确定为干扰控制范围，其中,Ln_max为该已有基站近距离邻小区干扰发生区域的最大距离，Lf_min为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离，Lf_max为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最大距离；

切割单元402，用于将基站点按照干扰优先级顺序，以其对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割。

判断选址单元403，用于判断切割下的待规划基站区域是否为空，若不为空，继续切割，若为空，则输出该次进行切割之前的切割区域作为建站选址区域。

该站选址确定单元的工作过程如下：干扰控制范围确定单元401确定基站点对应已有基站的干扰控制范围，将与已有基站的间距大于Ln_max并小于Lf_min的距离以及间距大于Lf_max的范围确定为干扰控制范围，其中,Ln_max为该已有基站近距离邻小区干扰发生区域的最大距离，Lf_min为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离，Lf_max为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最大距离。切割单元402将基站点按照干扰优先级顺序以其对应已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割。判断选址单元403对切割下的待规划区域是否为空进行判断，若不为空，继续切割，若为空，则在该次进行切割之前的切割区域进行选址建站。

本发明通过将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集，利用三角网格上的干扰三角形面积和层次间隔的比例值来计算已有基站点的干扰优先级，将基站点按照干扰优先级顺序以其对应基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，在该切割区域进行基站选址。按照该方法得出的干扰优先级是在平面中进行计算，不用考虑地形地貌的影响，由于该方法进行基站选址具有简单易行的评价标准，能够真正提升网络整体通信质量。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种TD-LTE系统基站的选址方法，其特征在于，包括：

将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集；

将所述的全基站点集处理成剖分三角网格；

确定三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序；

按照基站点干扰优先级顺序，利用基站点对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域；

所述的全基站点集处理成剖分三角网格的步骤包括：

选取三个或者三个以上的初始基站点形成当前站点集，确定所述初始基站点的初始凸包；

确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，并将所述三角形加入三角形链表中；

将除初始基站点以外的其他基站点依次插入到当前基站点集，每新插入一个后增基站点，即形成当前站点集的当前凸包；

当所述后增基站点在所述当前凸包内部，并且在所述凸包包含的三角形的内部时，在三角形链表中删除所述三角形，依次将该三角形中的三条边确定为目的边，对所述目的边进行剖分处理；

当所述后增基站点在所述当前凸包内部，并且在所述凸包包含的三角形边上时，在三角形链表中删除所述三角形，依次将该三角形中除后增基站点所在边以外的边确定为目的边，对所述目的边进行剖分处理；

当所述后增基站点在所述当前凸包外部时，以当前凸包上的任意一点为起始点，沿所述凸包逆时针找到所述后增基站点在其右侧的边；当所述边的数量为一个时，确定所述边为目的边，将所述目的边的两端点与所述后增基站点相连，形成新的当前凸包，并对所述目的边进行剖分处理；当所述边数量为两个或两个以上时，选取所述边形成的边链的端点，将所述端点与所述后增基站点相连，形成新的当前凸包，并依次确定所述边为目的边，依次对所述目的边进行剖分处理；

针对目的边按照如下步骤进行处理：

当所述目的边在所述当前凸包边上时，将所述目的边与所述后增基站点形成的三角形加入到三角形链表中；

当所述目的边在所述当前凸包内部时，从三角形链表中获取包含所述目的边的三角形，当该三角形不在所述目的边与后增基站点形成的三角形的外接圆中时，将所述目的边与后增基站点形成的三角形加入到三角形链表中；否则，当该三角形在所述目的边与后增边为目的边，依次对所述目的边继续进行剖分处理，并从三角形链表中删除该三角形。

2.根据权利要求1所述的TD-LTE系统基站的选址方法，其特征在于，所述确定三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序，包括如下步骤：

将三角网格上基站点之间相邻距离为1、不相邻距离为0的方式建立起邻接矩阵；

计算三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，所述层次间隔是通过将邻接矩阵进行幂运算而得到，如果邻接矩阵中两个基站点的数值在第k-1次方运算时为0，在第k次方运算时不为0，则认定该两个基站点之间的层次间隔为k，k为大于1的自然数，所述干扰三角形面积是指两个基站点之间的直线连线经过的三角形面积之和；

根据基站点的所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序。

3.根据权利要求1所述的TD-LTE系统基站的选址方法，其特征在于，所述按照基站点干扰优先级顺序，利用基站点对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域，包括如下步骤：

确定基站点对应的已有基站的干扰控制范围，将与该基站点对应的已有基站的间距大于Ln_max并小于Lf_min的距离以及间距大于Lf_max的范围确定为干扰控制范围，其中,Ln_max为该已有基站近距离邻小区干扰发生区域的最大距离，Lf_min为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离，Lf_max为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最大距离；

将基站点按照干扰优先级顺序，以其对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割；

判断切割下的待规划基站区域是否为空，若不为空，继续切割，若为空，则输出该次进行切割之前的切割区域作为建站选址区域。

4.根据权利要求1所述的TD-LTE系统基站的选址方法，其特征在于，所述已有基站在进行映射前还进行选择，按照如下条件进行：

选择已有基站中小区的覆盖半径和站高至少有一个大于待规划基站对应值。

5.一种TD-LTE系统基站的选址装置，其特征在于，包括：

映射单元，用于将已有基站的经纬度对应的位置点信息映射成平面上的全基站点集；

三角剖分单元，用于对全基站点集进行三角剖分处理，生成剖分三角网格；

干扰排序单元，用于确定三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，按照所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序；

基站选址确定单元，用于将基站点按照干扰优先级顺序以其对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割，输出进行切割得到的切割区域作为基站选址区域；

所述三角剖分单元具体用于：

选取三个或者三个以上的初始基站点形成当前站点集，确定所述初始基站点的初始凸包；

确定初始凸包中满足空圆特性的三角形，并将所述三角形加入三角形链表中；

将除初始基站点以外的其他基站点依次插入到当前基站点集，每新插入一个后增基站点，即形成当前站点集的当前凸包；

当所述后增基站点在所述当前凸包内部，并且在所述凸包包含的三角形的内部时，在三角形链表中删除所述三角形，依次将该三角形中的三条边确定为目的边，对所述目的边进行剖分处理；

当所述后增基站点在所述当前凸包内部，并且在所述凸包包含的三角形边上时，在三角形链表中删除所述三角形，依次将该三角形中除后增基站点所在边以外的边确定为目的边，对所述目的边进行剖分处理；

当所述后增基站点在所述当前凸包外部时，以当前凸包上的任意一点为起始点，沿所述凸包逆时针找到所述后增基站点在其右侧的边；当所述边的数量为一个时，确定所述边为目的边，将所述目的边的两端点与所述后增基站点相连，形成新的当前凸包，并对所述目的边进行剖分处理；当所述边数量为两个或两个以上时，选取所述边形成的边链的端点，将所述端点与所述后增基站点相连，形成新的当前凸包，并依次确定所述边为目的边，依次对所述目的边进行剖分处理；

所述三角剖分单元针对目的边按照如下步骤进行处理：

当所述目的边在所述当前凸包边上时，将所述目的边与所述后增基站点形成的三角形加入到三角形链表中；

当所述目的边在所述当前凸包内部时，从三角形链表中获取包含所述目的边的三角形，当该三角形不在所述目的边与后增基站点形成的三角形的外接圆中时，将所述目的边与后增基站点形成的三角形加入到三角形链表中；否则，当该三角形在所述目的边与后增边为目的边，依次对所述目的边继续进行剖分处理，并从三角形链表中删除该三角形。

6.根据权利要求5所述的TD-LTE系统基站的选址装置，其特征在于，所述干扰排序单元包括：

邻接矩阵建立单元，用于将三角网格上基站点之间相邻距离为1、不相邻距离为0的方式建立起邻接矩阵；

比例值计算单元，用于计算三角网格上任一基站点与其他基站点之间的干扰三角形面积和层次间隔的比例值，所述层次间隔是通过将邻接矩阵进行幂运算而得到，如果邻接矩阵中两个基站点的数值在第k-1次方运算时为0，在第k次方运算时不为0，则认定该两个基站点之间的层次间隔为k，k为大于1的自然数，所述干扰三角形面积是通过计算两个基站点之间的直线连线经过的三角形面积之和而得到；

优先级排序单元，用于根据所述比例值累加的结果对三角网格上基站点进行干扰优先级排序。

7.根据权利要求5所述的TD-LTE系统基站的选址装置，其特征在于，所述基站选址确定单元还包括：

干扰控制范围确定单元，用于确定基站点对应的已有基站的干扰控制范围，将与该基站点对应的已有基站的间距大于Ln_max并小于Lf_min的距离以及间距大于Lf_max的范围确定为干扰控制范围，其中,Ln_max为该已有基站近距离邻小区干扰发生区域的最大距离，Lf_min为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最小距离，Lf_max为该已有基站远距离上、下行交叉时隙干扰发生区域的最大距离；

切割单元，用于将基站点按照干扰优先级顺序，以其对应的已有基站的干扰控制范围对待规划基站区域进行切割；

判断选址单元，用于判断切割下的待规划基站区域是否为空，若不为空，继续切割，若为空，则输出该次进行切割之前的切割区域作为建站选址区域。

8.根据权利要求5-7中任何一项所述的TD-LTE系统基站的选址装置，其特征在于，所述装置还包括选择基站单元，用于选择小区的覆盖半径和站高至少有一个大于待规划基站对应值的已有基站，将选择的已有基站通过映射单元进行映射。