CN103974264A - 一种频点优选方法 - Google Patents

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刘勋
李大伟
张宝平
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Abstract

本申请公开了一种频点优选方法，该方法包括：采集定义邻区电平测量值和未定义邻区电平测量值；根据所采集的信息生成干扰矩阵；根据干扰矩阵计算每扇区每频点的噪声值；根据噪声值的大小选择频点。应用本申请公开的技术方案，能够解决当前大型频率优化软件灵活性不足的缺点，使日常频率优化频点选择更加具有科学的依据，并提高精确度；同时能够使新频点入网后给现网带来的干扰降到最低。

Description

一种频点优选方法
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域，特别涉及无线网络日常频率的智能优选方法。
背景技术
随着通信网络的不断成熟，特别是数据业务的不断增长，用户对网络质量的要求也越来越高。为了满足更高的用户需求，使现网设备性能最优化，使物理资源和网络设备资源得到合理的分配，运营商不断的建设、扩容和优化移动通信网络，优化频率资源使整个网络的资源和性能达到最优化，这一直是通信网络规划和优化的重要环节。对于各运营商来说，可用频率资源十分有限，为了节省资源，使运营商在最小的投资下获得最大的效益，一般会采用更紧密的频率复用方式。在基站密度日趋缩小的条件下，更紧密的频率复用方式带来了更多不可控的频率干扰，而现有日常频率选择方法的不足也日益成为频率优化工作的瓶颈。
下面首先简要介绍相关的背景技术。
1)频率复用
频率复用又称频率再用，即重复使用(reuse)频率，在GSM网络中频率复用就是：使同一无线频率覆盖不同的区域，这些使用同一频率的区域彼此需要相隔一定的距离(称为同频复用距离)，使同频干扰抑制到允许的范围以内。
采用更紧密的频率复用方式就意味着其同频复用距离减小，同频干扰增大。但由于GSM数字移动通信本身具有许多抗干扰措施，如跳频、动态功率控制、不连续发射等，将这些技术的有效使用，将明显地提高信号的载干比(C/I)，从而使得更紧密的频率复用成为可能。
2)频率规划
频率复用提高了网络容量，但却造成了通话质量的恶化，频率复用越紧密，带来的网络干扰也越大。一个良好的频率规划可以在维持良好话音质量的基础上实现网络容量的提升。频率规划就是在频率利用率与网络容量之间寻找平衡点，做到在保证一定网络质量的前提下，使网络容量最大化，即在建网过程中，根据某地区的话务量分布分配相应的频率资源，以实现有效覆盖和最优的网络质量。
在GSM网络中，同邻频干扰将屏蔽低电平的载波信号，造成话音质量的下降，将会导致出现MS接收电平虽然很好，但接收质量却较差的情况，甚至引起分配失败、SDCCH掉话、TCH掉话等一系列严重影响网络指标和用户感知度的现象，最终导致网络性能下降，从而使用户感知度降低。故在频率规划时，必须满足最基本的原则：要在符合当地实际情况的前提下，将相同和相邻的频率尽可能分隔开来，以避免同频、邻频干扰。
3)干扰矩阵
通过采集加工系统测量报告，建立反映全网任意两个扇区之间电平相对关系的矩阵，称为干扰矩阵。干扰矩阵可以用作频率规划、覆盖分析、网络干扰分析等GSM网络优化工作。
现有日常频率规划和优化主要通过MAPINFO软件进行，基于GIS图层呈现每个扇区的频点配置，每选择一个频点均需要遍历所有可用频点，如可用频点范围是1-69，则每修改或者新增一个频点均需要将1-69所有的频点在GIS图层上查看一遍，如图1所示。
在选择频点的同时，需要遵循以下原则：
1、同站扇区频点配置不能同频或者邻频；
2、避免覆盖统一区域扇区同频或邻频；
3、同邻频距离尽量拉远。
一些大型的频率优化软件，如OPTIMIZER、AFOS等采用遗传算法，比较适合大规模的全网性的翻频操作，但是由于其算法没有公开，对单站点、小范围的频率优化工作中，在灵活性方面存在明显不足。
由上述可见，当前GSM整网翻频主要借助一些自动化的频率优化软件，但是此类软件一般比较昂贵，算法不公开，而且对电脑硬件要求较高，不利于日常频率优化的开展。日常频率规划和优化主要通过MAPINFO软件进行，这样的频率分配存在以下问题：
1、大型频率优化软件算法保密，成本和硬件要求较高无法普及运用；
2、通过MAPINFO软件的二维平面图层结合复用距离判断频点优劣，与实际无线环境偏差较大；
3、对选出频点优劣性的判断比较主观，没有明确的标准；
4、无法准确判断选出的频点对网络的干扰；
5、选择频点效率较低，每一个频点分配均需要遍历所有可用频点；
6、大量基于MAPINFO软件选择频点很容易导致网络质量的下滑。
发明内容
本申请提供了一种频点优选方法，以解决当前大型频率优化软件灵活性不足的缺点，提高频点选择的精确度，并使频点入网后给现网带来的干扰降到最低。
本申请提供的一种频点优选方法，包括：
A、采集定义邻区电平测量值和未定义邻区电平测量值；
B、根据所采集的信息生成干扰矩阵；
C、根据干扰矩阵计算每扇区每频点的噪声值；
D、根据噪声值的大小选择频点。
较佳地，所述A包括：用广播控制信道分配(BA)表对定义邻区的广播控制信道(BCCH)频点的信号电平进行测量，并用BA表的空闲位置对除邻区BCCH频点之外的BCCH频点的信号电平进行轮询测量。
较佳地，A中所述采集包括：
预先划分3个电平区间；
对同一服务小区下测量到的同一频点的电平值落所述3个电平区间的次数分别进行统计。
较佳地，所述B包括：根据统计得到的同一频点的电平值落所述3个电平区间的次数，计算服务小区受到所述频点的同频干扰系数和邻频干扰系数。
较佳地，服务小区i受到频点j的同频干扰系数为：频点j在服务小区i的测量报告中出现且两者信号强度差大于-12dB的比例；
服务小区i受到频点j的邻频干扰系数为：频点j在服务小区i的测量报告中出现且两者信号强度差大于6dB的比例。
较佳地，所述C包括：对于每个频点，将与所述频点同频的小区的同频干扰系数和与所述频点邻频的小区的邻频干扰系数累加，得到该频点的噪声值。
较佳地，该方法可以进一步包括：对于与服务小区具有干扰关系的小区没有使用到的频点，将所述频点的噪声值置为0。
较佳地，所述D包括：
在进行频点选择时，优先选择噪声值为0的频点；
如果没有噪声值为0的频点，在满足同站不能出现同邻频的前提下，按照噪声值由小到大的原则进行频点选择。
由上述技术方案可见，本申请提供的技术方案能够解决当前大型频率优化软件灵活性不足的缺点；依据干扰矩阵，使日常频率优化频点选择更加具有科学的依据，并提高精确度；同时本方法的数据基础是大量的反映网络真实情况的测量数据，使新频点入网后给现网带来的干扰降到最低。
附图说明
图1为现有在GIS图层选择频点的示意图；
图2为本申请一较佳方法的整体流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。
本申请的核心思想是：通过深入研究GSM相关测量统计数据，对测量数据进行挖掘分析，建立能够反映网络中任意两个扇区之间电平强弱关系的干扰矩阵，并在此基础上实现对每扇区每个频点的噪声值(以下记为NOISE)的量化计算，进而以频点的噪声值NOISE大小为依据判断频点优劣，实现频率优化以及频点的智能优选。
图2为本申请一较佳方法的整体流程图，主要包括以下步骤：
步骤201a和201b：采集定义邻区电平测量值和未定义邻区电平测量值；
步骤202：根据所采集的电平测量值生成干扰矩阵；
步骤203：计算每扇区每频点的噪声值；
步骤204：根据频点的噪声值的大小选择频点。
下面对图2所示整体流程图中各步骤的具体实施方式进行进一步详细说明。
步骤201a和201b涉及测量数据的准备，本申请以诺西GSM系统设备的测量数据为例进行说明。严格来说，本申请实施例收集到的Nokia系统下的测量报告是一个统计后的结果，具体地，预先划分3个电平区间(各电平区间的取值范围可以根据需要进行设定)，然后在网络设定的统计上报时间内，对同一小区下测量到的频点的电平值落在这3个区间的次数分别进行统计，同时对主服务小区的电平值、邻区的电平均值和方差进行统计。
表1为一较佳测量报告的格式详解。
表1
完整的测量报告由两个文件构成：DAC(Defined Adjacent Cell)和CF(ChannelFinder)，分别对应定义邻区(即：有邻区关系的频点)的测量统计结果和未定义邻区(即：没有邻区关系的频点)的测量统计结果。需要指出的是：CF文件比DAC文件缺少表1中13，14，15这3个统计值，因为对于一个小区同一段时间内的统计来说，主服务小区的电平测量值是相同的，因此，CF中的这些值与DAC中相应字段的值是相同的。将两个文件合并可以得到完整的测量报告。下面简要说明表1所示测量数据中各重要字段的作用。
1)获得服务小区测量上报次数和服务小区平均电平：
DAC中的字段AVE_DL_SIG_STR_SERV_CELL_DEN为主服务小区的测量上报次数，如表1的字段14所示；
DAC中的字段13除以字段14得到服务小区平均电平，即：
AVE_DL_SIG_STR_SERV_CELL_SUM/AVE_DL_SIG_STR_SERV_CELL_DEN。
2)获得邻区测量上报次数
DAC中的NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_1、NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_2、NBR_OF_SAMPLES_IN_CLASS_3的总和为邻区测量上报次数；
DAC和CF中的AVE_DL_SIG_STR_ADJ_CELL为邻区平均电平。
诺西GSM系统测量的开启命令为：
ZTPM:MEASUR,CHAN_FIN:ALL,09-00-21-00,1:DB1＝-12,DB2＝6；定义CF测量为早上9点开始晚上21点结束。
ZTPS：MEASUR，CHAN_FIN；开始CF的测量。
ZTPM：MEASUR，DAC：ALL，09-00-21-00，1:DB＝-12,DB2＝6；定义DAC的测量为早上9点开始晚上21点结束。
ZTPS：MEASUR，DAC；开始测量。
上述命令中，DB1和DB2为诺西GSM系统定义的在测量过程中服务小区与邻小区电平的差值，单位为db，取值范围为-63至63。
诺西GSM系统采集测量的方式是通过利用其双BA(BCCH Allocation，广播控制信道分配)表实现的，即空闲模式表(对应于IDLE状态)和通话状态表(对应于ACT状态)。如正常状态下小区的BA表状态为：
ID.OF BCCH FREQUENCY LIST........(IDLE)...0(ADJACENT CELL LIST USED)
BCCH ALLOC.USAGE FOR ACTIVE MS...(ACT)....ADJ(ADJACENT CELL LIST USED)
MEASUREMENT BCCH ALLOCATION LIST..(MEAS)...Y
即空闲(IDLE)和激活(ACT)两种状态均采用邻区BCCH频点。一个在空闲状态下的MS将不断测量服务小区和邻小区的BCCH载波的信号强度，所得到的测量结果用于选择最好的小区来锁定。在激活状态下，MS测量服务小区的信号强度和误码率，同时也测量邻小区的BCCH载波的信号强度，所得到的测量结果用于定位运算和BTS的功率控制。双BA表的功能为空闲模式和激活模式这两种模式提供合适的测量频率。BA表通过BCCH上的系统信息发送给MS，该表可能包含GSM900和/或DCS1800的频率。
NOKIA系统的BA表最多测量31个频点，正常情况下邻区BCCH不会达到31个，为了测量现网所有小区的信号电平，本申请利用BA表的空闲位置进行所有频点的轮询测量。利用BA表的空闲位置对除邻区BCCH之外的其他BCCH频点进行轮询测量的示例如表2所示：
During Measurement Period:BA List＝ALL BCCH
表2
较佳地，在采集测量期间，可以每天修改全网小区的BA表，并定期通过FTP登录网管进行下载。
步骤202涉及干扰矩阵生成算法，需要计算同频干扰系数和邻频相关系数。
同频干扰系数COij的计算公式如式(1)：
式(1)
其中，i是指服务小区，j是指相邻小区，且j小区的场强-i小区的场强＞-12dB。
COij表示邻区j对服务小区i的同频相关系数，其物理意义为：邻区j在服务小区i的测量报告中出现且两者信号强度差大于-12db的比例。根据表1，假设邻区电平落在2区间和3区间时与服务小区的信号强度差大于12dB，那么，可以通过计算下式得到COij：
(NUM_OF_SAMPLES_IN_CLASS_2+NUM_OF_SAMPLES_IN_CLASS_3)/
(AVE_DL_SIG_STR_SERV_CELL_DEN)
同频干扰系数COij的取值范围为0-1的小数。
邻频相关系数ADJij的计算公式如式(2)：
式(2)
其中，i是指服务小区，j是指相邻小区，且j小区的场强-i小区的场强＞6db
ADJij表示邻区j对服务小区i的邻频相关系数，其物理意义为：邻区j在服务小区i的测量报告中出现且两者信号强度差大于6 db的比例，即:
NUM_OF_SAMPLES_IN_CLASS_3/AVE_DL_SIG_STR_SERV_CELL_DEN
邻频相关系数ADJij的取值范围为0-1的小数。
频点智能优选算法的核心思想是：在干扰矩阵的基础上计算每个频点的干扰噪声值NOISE。NOISE等于干扰矩阵中与服务小区存在同频相关系数或者邻频相关系数的小区，如果配置相同或者相邻的频点所产生的干扰值之和，公式如下：
NOISE＝Σ(同频小区的COij+邻频小区ADJij) 式(3)
通过测量收取和加工，建立干扰矩阵如表3所示：
表3
服务小区ID 邻区ID 同频相关系数COij 邻频相关系数ADJij
14376_15762 14376_25719 0.50598 0.118008723
14376_15762 14376_15719 0.4992 0.114681764
14376_15762 14376_25701 0.41957 0.080308419
14376_15762 14376_35762 0.35234 0.057168029
14376_15762 14376_35759 0.31348 0.0458979
14376_15762 14376_25710 0.31277 0.045705614
14376_15762 14376_15783 0.2473 0.029850184
14376_25701 14376_15762 0.26369 0.03347571
14376_35759 14376_15762 0.20868 0.022162728
14376_25759 14376_15762 0.16354 0.014628731
14376_15719 14376_15762 0.16256 0.014481124
14376_15701 14376_15762 0.1284 0.009797861
14376_25710 14376_15762 0.11391 0.008064132
14376_57018 14376_15762 0.09045 0.005574399
表3是以ID为14376_15762的服务小区(以下称为小区14376_15762)为例进行说明的。表3中：
第2～8行为小区14376_15762收到邻区14376_25719、14376_15719、14376_25701、14376_35762、14376_35762、14376_35759、14376_25710、14376_15783的同频相关系数和邻频相关系数；
第9～15行以粗体示出的是小区14376_25701、14376_35759、14376_25759、14376_15719、14376_15701、14376_25710、14376_57018收到小区14376_15762的同频相关系数和邻频相关系数。
结合如表4所示的小区频点配置表：
表4
表4中，LAC_CI为小区标识，TRX_NUM为小区配置的载频数，BCCH为小区的广播信道，TRX1—TRX6为小区的载频标识。
以频点70为例，如果小区14376_15762使用频点70检查干扰矩阵：
与小区14376_25759频点69邻频，根据表3，小区14376_15762与小区14376_25759为单边干扰关系，邻频相关系数为0.014628731；
与小区14376_25701频点70同频，小区14376_15762与小区14376_25701为互相干扰关系，根据表3，同频相关系数为：0.41957+0.26369＝0.68326；
那么，频点70的干扰噪声值NOISE＝0.014628731+0.68326＝0.697889。
按照上述方法计算可用频点70-90每个频点的NOISE，将得到表5：
表5
频点 NOISE
76 not used
77 not used
78 not used
79 not used
80 not used
75 0.129162889
71 0.181844758
73 0.197223516
72 0.52216
74 0.66176
70 0.697889
其中，not used为与服务小区14376_15762具有干扰关系的小区没有使用到该频点，可以认为NOISE为0，可以直接使用，如果小区频点NOISE没有not used的频点，在满足同站不能出现同邻频的前提下，按照NOISE由小到大的原则优先使用，从而实现频点选择的智能化和准确化。
本申请上述技术方案能够获得以下有益效果：
1)频率分配的高效性：本申请技术方案具有较好的通用性，按照本申请实现工具化后，日常的改频、扩容频点优选效率远远高于日常的手工查阅所有频点的方法；
2)频率分配的客观性：本申请技术方案频率优选的频点完全基于终端上报的测量数据，能够客观反映网络的真实情况，所有使用数据均为OMC统计数据，能够客观准确地为频率判断提供依据；
3)频率分配对网络影响的准确评估：本申请技术方案在计算最频点NOISE的同时，也能够计算出新增频点对网络影响程度的大小，新增频点的NOISE可以使我们提前预知本次频率分配对网络造成多大的影响，造成的影响是针对哪个扇区的哪个频率；
4)可推广性强：对电脑硬件要求较低，算法公开、实用灵活，只需完成干扰矩阵的建立，就可以不受数据源和系统设备的影响大范围推广。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种频点优选方法，其特征在于，包括：
A、采集定义邻区电平测量值和未定义邻区电平测量值；
B、根据所采集的信息生成干扰矩阵；
C、根据干扰矩阵计算每扇区每频点的噪声值；
D、根据噪声值的大小选择频点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A包括：
用广播控制信道分配BA表对定义邻区的广播控制信道BCCH频点的信号电平进行测量，并用BA表的空闲位置对除邻区BCCH频点之外的BCCH频点的信号电平进行轮询测量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，A中所述采集包括：
预先划分3个电平区间；
对同一服务小区下测量到的同一频点的电平值落所述3个电平区间的次数分别进行统计。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述B包括：
根据统计得到的同一频点的电平值落所述3个电平区间的次数，计算服务小区受到所述频点的同频干扰系数和邻频干扰系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
服务小区i受到频点j的同频干扰系数为：频点j在服务小区i的测量报告中出现且两者信号强度差大于-12dB的比例；
服务小区i受到频点j的邻频干扰系数为：频点j在服务小区i的测量报告中出现且两者信号强度差大于6dB的比例。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述C包括：
对于每个频点，将与所述频点同频的小区的同频干扰系数和与所述频点邻频的小区的邻频干扰系数累加，得到该频点的噪声值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
对于与服务小区具有干扰关系的小区没有使用到的频点，将所述频点的噪声值置为0。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述D包括：
在进行频点选择时，优先选择噪声值为0的频点；
如果没有噪声值为0的频点，在满足同站不能出现同邻频的前提下，按照噪声值由小到大的原则进行频点选择。
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