CN104081807B - 在无线通信网络中确定小区配置参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在数字蜂窝无线通信网络(100)的多个小区(108；110；112)中确定用于传输的替换传输参数集合的方法，其中所述方法包括：确定(S1)约束条件；确定(S2)当前传输参数集合，其中所述当前传输参数集合包括当前在多个小区(108；110；112)中使用的参数；考虑到所述约束条件，对替换传输参数的多个候选集合进行评估(S3)，其中每个候选集合均适于替换当前传输参数集合；为多个候选集合中的每个候选集合仿真(S4)多个小区(108；110；112)的网络状况；对仿真出的网络状况进行比较(S5)；通过使用所述比较的结果，从候选集合中确定(S6)最优集合；将所述最优集合设置(S7)为替换传输参数集合；在多个小区(108；110；112)中使用(S8)替换传输参数集合进行无线通信。

Description

在无线通信网络中确定小区配置参数的方法

技术领域

本发明涉及无线数字电信领域，更具体地涉及数字蜂窝无线通信网络。

背景技术

本领域的公知常识是为了优化各自小区中的移动通信，可以改变一个或多个小区中的数据传输参数。所述数据传输参数的改变可以引起或降低干扰。例如提高传输功率将增大小区的尺寸并同时加大对相邻小区的干扰。其它的参数例如切换参数、天线参数或发送数据使用的频率对电信网络的服务质量和/或电信网络的能源消耗具有影响。

WO 2009/083035A1描述了对已部署在现场的无线移动通信网络进行升级的方法，包括：从所述无线移动通信网络中捕捉网络事件；从自动化的网络仿真规划工具中获得网络仿真数据；将捕捉到的网络事件和所述网络仿真数据结合以获得适合于当前网络配置中的临界迹象的诊断指标；并且调整当前网络配置以克服该临界问题。

US 2010/298022A1描述的蜂窝无线通信网络包括多个无线小区。目标无线电覆盖范围与每个无线小区相关。每个运行中的无线小区提供由所述无线小区传输功率值限定的实际无线覆盖范围。给定的传输功率值被应用至特定的无线小区组。随后选择无线小区。此后即可获得与包括该被选择的无线小区及其相邻小区的无线小区组相关的小区信息。在所述小区信息的基础上，对所述组的小区实际信号覆盖范围和所述组的小区各自的目标信号覆盖方位进行比较。如果所述无线小区组中至少一个小区的实际信号覆盖范围小于其目标覆盖范围，在所述小区组的无线小区应用各自新的传输功率值。特定步骤随后可酌情重复。

发明内容

本发明的目的在于提供根据独立权利要求改进过的方法、改进过的网络实体、和改进过的计算机程序产品来对替换传输参数集合进行确定。从属权利要求给出了本发明的实施例。

本发明涉及用于确定数字蜂窝无线通信网络中多个小区的替换传输参数集合的方法，所述参数用于在数字蜂窝无线通信网络中进行数据传输。所述方法包括确定约束条件。约束条件可为例如不可更改的参数，不可使用的频率或其它不可被本方法更改的约束条件。例如，本方法可能由网络实体执行，但另一个网络实体，如另一个供应商的基站，不接受本方法中执行的更改。例如约束条件还可能是可被各自小区中的数据传输使用的特定频率。例如欧洲认知无线电项目QOSMOS定义的在特定情况下可被数字蜂窝无线通信网络使用的频率。

进一步地，确定当前传输参数集合，其中所述当前传输参数集合包括当前在多个小区中数据传输使用的参数。传输参数可能还被称为小区配置参数。传输参数可能例如包括传输时间、传输频率、传输功率、切换相关参数，和/或天线参数。切换相关参数可为例如当执行切换时的补偿或涉及移动设备从第一基站至第二基站的切换流程的其它参数。天线参数可为例如天线的辐射方向或天线俯仰角。

此外，根据对约束条件的考虑对替换传输参数的多个候选集合进行评估。每个候选集合包括可用于多个小区中无线通信的传输参数。此处对约束条件的考虑是指对由约束条件导致的特定参数可能不可改变或可能仅可以在特定的范围内进行改变进行考虑。例如特定频率可能不能被数字蜂窝无线通信网络使用。在这种情况下，这就是评估多个候选集合时考虑的约束条件。另一个约束可能是小区不接受不是其自己确定的替换参数。每个候选集合均适合于替换当前的传输参数集合。这意味着每个候选集合均可用于在多个小区进行数据传输。但是，相较于当前的传输参数集合，这不等于每个候选集合可以使多个小区获得更好的服务质量或者更大的吞吐量。

随后，为多个候选集合中每个候选集合仿真多个小区的网络状况。此处的仿真指的是所述候选集合并没有在所述多个小区中应用。仅仅是仿真而已。换句话说，当所述仿真执行完毕时，离线的计算执行完毕。在所述多个小区中进行的数据传输不受这些仿真的影响。之后，仿真出的网络状况彼此进行比校，并且与当前的网络状况进行比较。通过使用所述比较的结果确定出所述候选集合中的最优集合。例如，为每个候选集合确定质量指标，其可以为相对值或者绝对值。然后相互比较这些值并确定最优集合。例如，所述候选集合A、B和C的网络状况已经仿真出来，并且当使用当前传输参数集合D的当前网络状况也已知时。例如确定出参数A优于其它所有参数。在这种情况下，候选集合A将被确定为最优集合。

为了确定最优的集合，多种因素被考虑以确定仿真结果，例如以不同或相同的权重因数考虑服务质量、数据吞吐量和/或能源消耗。例如，服务质量和数据吞吐量的权重就非常高。能源消耗的权重可能就不如上述两个指标那样高。此处所说的最优候选集合应理解为在多个小区中优化网络状况的候选集合。对网络状况的优化包括改善能源消耗、和/或服务质量、和/或数据吞吐量、和/或干扰状况。有可能最优候选集并非明显数值上的最优集(如，一个提供了最佳服务质量的候选集)。

这样，将所述最优集设置为替换的传输参数集合。所述替换的传输参数集合用于在多个小区上替代当前的传输参数进行无线通信。换句话说，当前传输参数被所述替换的传输参数所替换。

根据本发明的实施例，所述约束条件包括多个小区中至少一个小区的固定参数、和/或允许在多个小区中供无线通信使用的无线电频率。例如所述多个小区中的至少一个小区的参数可为固定的，其原因为网络管理员由于网络所不知道的原因将这些参数设置为固定的。另一个可能性是所述多个小区中的至少一个小区的基站不与所述无线通信网络的其它基站协作，并且不接受根据本发明实施例确定的修改参数。

此处术语基站指的是用于为数字蜂窝无线通信网络中至少一个小区提供服务的网络实体。多个小区可由同一基站提供服务。小区亦可被称为扇区。

允许被无线通信使用的无线电频率还可以是允许被无线通信使用的整个频带或子频带。换句话说，此处使用的术语无线电频率指的是频率范围。

根据本发明的实施例，允许的无线电频率为认知无线电频率。在认知无线电的背景下，主要挑战之一是组织和决定哪一个无线电接入实体(如基站)以哪种功率使用哪一部分频谱。所述挑战受制于基站之间强烈的相互作用，例如小区内干扰和不同节点“覆盖区域”的相互作用。

由于这个问题对于人工解决来说过于复杂，需要强有力的自组织网络(SON)技术来解决这个认知无线电的自动自组织问题。

因而需要分布式的SON功能，因为所述认知系统的多样性——若干都希望加入系统的不同“参与者”潜在地使用可用频谱的一部分，并且不可能“对一切”进行集中控制。

更进一步的，所述分布式SON方案可分别优化每个小区的状况，根据潜在的非常多样化的认知无线电场景，对于各个小区使用同样的配置是不可能的；考虑到与其它小区和其它无线电节点的全部相互作用和耦合，需要对每个小区都进行优化。

作为特别的挑战，针对外部“干扰”所述SON实体和算法必须“鲁棒”，并且针对整个认知系统中其它节点“非理想、奇怪、非合作、……”的行为“鲁棒”。例如，另一个节点可能表现的不“正确”并且在频谱的特定部分导致了大量的干扰，或者另一个节点不合作并且进行任何其它节点“想”做的事。在这些情况下，所述分布式认知SON系统需要采用这样的方法来优化那个“干扰节点”周围的自身并且在随后优化其分布式认知SON参与节点自身，即它们认为所述干扰就是一种外部约束条件并且针对不配合的其它无线电节点的周边进行优化。

将来自不同供应商的非合作基站进行混合是一个相关的挑战。例如，当供应商希望出售小型多载波基站至现有的另一个供应商的非合作宏蜂窝网络时，那么小型基站必须以最可行的办法针对由其它供应商的宏蜂窝施加的外界情况修改和优化其自身。这样的X自身特性可允许所述小型多载波基站有效地与其它供应商现有的非合作宏基站一起工作。

欧洲认知无线电项目QoSMOS(http://www.ict-qosmos.eu)正是用来应对这一挑战，并且引入的架构具有不同认知无线电实体，“频谱数据库/仓库等”、“频谱管理器”以及“资源管理器”。

为了清楚，回顾在QoSMOS项目中使用并与蜂窝移动网络中典型节点相关的名称与功能：

1)(认知无线电)频谱数据库、仓库、感知信息……：

这些是可能独立于运营商的实体，提供了关于特定区域可用的频谱数量以及频带信息。这可被(或多或少的)比作静态网络规划。该信息可被认为是用于频谱管理的所述SON实体必须遵守的外部约束条件。

2)(认知管理器)频谱管理器(“CM-SM”):

该功能协调和确定特定小区允许使用具体哪个频率资源和功率等级。这需要考虑不同小区之间的相互作用。这与其它半静态系统优化如半静态负载均衡有关。该认知管理器的所述功能可能涉及运行和维护中心或者获得和设置小区或基站配置参数的强大SON功能。

3)(认知管理器)资源管理器(“CM-RM”)：

该功能在非常短的时间标度上动态的调度给移动用户的资源。这与小区的资源调度器有关。

此处的“频谱管理器”可还被称为执行多种方法步骤的网络实体。

对于QoSMOS项目，本发明解决了频谱及功率配置、适应和优化挑战，同样被发明的分布式SON方案可在需要解决与强烈的相互作用+耦合的参数相关的SON挑战的LTE基站产品中同样地实施，所述SON方案还可用于多个其它的SON使用案例以及灵云无线(LightRadio)。最佳之处在于这是通用的解决方案，其可以作为构件被增加或修改以供不同应用中的多个SON使用。

换句话说，认知无线电还可被称作动态频谱接入。动态频谱接入指的是允许在特定的时间使用特定的频率。由测量值或其它信息来确定是否允许使用这些频率。例如如果它们已经被其它与该数字蜂窝无线通信网络没有联系的系统或实体所使用，那么就不允许使用所述频率。

根据本发明的实施例，所述约束条件检索自数据库、和/或由测量的执行来确定、和/或由手动输入、和/或由多个小区中的至少一个基站处接收。

例如，所述约束条件可检索自数据库，其中所述数据库位于其中的网络实体与执行根据本发明的实施例的方法的网络实体是同一个网络实体。该数据库可以例如存储到如硬盘驱动器、固态驱动器、随机存取存储器、只读存储器和/或光存储驱动器这样的存储介质上。例如，所述数据库定义了网络中那些不合作以及不接受根据本发明实施例的方法确定的参数的基站。另一个例子为数据库包括允许被数字蜂窝无线通信网络使用的特定频率范围。另一个可能性为所述约束条件由测量的执行来确定。这还可被称为对频谱进行感知。对频谱进行感知是指例如由还执行其他方法步骤的网络实体或其它基站来对在网络中哪些频率可用于通信进行测量。例如一些频率范围被定义为可选的被其它系统所使用。在这种情况下对这些频率范围是否被其它系统使用进行测量。如果所述频率范围没有被其它系统使用，那么它们就可被电信网络的通信使用。另一个可能的是手动输入约束条件。这可为例如由运行和维护中心的管理员所完成。该管理员可以例如定义特定的不允许网络使用的频率范围或其它被固定或仅能在特定范围改变的参数。另一个可能性是所述约束条件接收自多个小区中至少一个基站。这意味着至少一个基站发送所述约束条件至执行根据本发明实施例的方法的网络实体。例如所述基站发送信号至所述执行根据本发明实施例的方法的网络实体，其中该信号定义了所述至少一个基站应用的特定的参数是固定的。另一个可能性为所述至少一个基站发送信号至所述执行根据本发明实施例的方法的网络实体，其中该信号为特定参数的允许范围定义了特定范围。这意味着所述至少一个基站可应用这些范围之内的参数。这些范围之外的参数不能被所述至少一个基站所应用。

根据本发明的实施例，与第一小区相关的网络实体执行所述方法。所述多个小区包括第一小区和位于第一小区相邻地区的小区。换句话说，所述方法为在此处被称为第一小区的中心小区和该中心小区相邻区域执行。所述网络实体对依照本发明实施例所述方法的执行可与基站或基站的部分相关。所述第一小区的相邻区域至少包括所述第一小区直接邻居。优选地，甚至第二或第三邻居也包括在所述相邻区域中。所述相邻区域的大小可根据网络状况来确定。选择相对较大的第一小区相邻区域具有的优点是：根据本发明实施例的方法确定的参数是对大量小区仿真得出的。该结果事实上是所述替换的参数最可能有利于网络大的区域。选择相对较小的相邻区域可减少计算工作。

根据本发明实施例，所述相邻区域包括第一小区直接的邻居和直接邻居的邻居。换句话说，所述相邻区域包括第一小区的第一邻居和第一小区的第二邻居。所述第二邻居即为邻居的邻居。

根据本发明实施例，步骤：评估、仿真、比较、最优设置的确定以及最优集的使用均由周期定时器、和/或随机定时器、和/或触发消息、和/或当前传输参数的改变、和/或约束条件的改变、和/或传输负载阈值触发。使用周期定时器来触发所述步骤有利于如定义时间段，在该时间段后根据本发明实施例的方法将被执行。

使用随机定时器有利于避免在第一网络实体执行的第一改变被第二网络实体再次改变，之后它们再一次被第一网络实体改回先前设置的参数。这可以在例如当第一网络实体例如设置参数集合A，然后第二网络实体设置参数集合B并且随后第一网络实体再次设置参数集合A时发生。通过使用所述随机定时器，其可以避免总是第一网络实体在第二网络实体之前执行根据本发明实施例的方法。通过使用随机定时器如第三网络实体可以在第一和第二网络实体之间执行根据本发明实施例的方法。通过这个变化可以避免之前描述的此类环形改变。

用于触发所述方法步骤的触发消息可以为例如从多个小区中的至少一个基站发送至执行根据本发明实施例的方法的网络实体的消息。所述触发消息可以例如简单的是用来执行所述方法的步骤的触发器或另一个指示执行所述方法的步骤的消息。当前传输参数的改变也可以触发所述方法的步骤。例如所述传输参数可被另一个网络实体、管理员人工或另一个基站所改变。在这种情况下当传输参数的改变被删除时可触发所述方法的执行。

这同样适用于约束条件。如果所述约束条件的改变被删除，那么整个网络状况可能就改变了，并且替换的参数集合可能有利于在网络中进行数据传输。

传输负载阈值也可以用来触发所述方法步骤。例如在已定义传输负载阈值并且多个小区中至少一个小区的传输负载达到所述传输负载阈值时，执行所述方法步骤。当替换的参数可能更适合应对高传输负载时，这可能是有利地。

根据本发明的实施例，当被指示当前传输参数的集合将被改变时，中断或取消所述方法。这可能在例如当第二网络实体执行根据本发明实施例的方法并且替换的传输参数集合已被该第二网络实体确定时发生。在这种情况下执行根据本发明实施例的方法的第一网络实体中断或取消所述方法。这是有利的，之前由第一网络实体执行的所有方法步骤都是基于先前使用的传输参数，由于这些传输参数已经被改变，所述方法步骤的基础已经不再有效，因而优选中断或取消所述方法的执行。所述方法还可在当前传输参数集合由于另一个原因被改变时被中断或取消，所述改变例如基站基于其自身的计算改变当前传输参数或管理员设置了另一个当前传输参数集合。

根据本发明实施例当前传输参数的集合接收自多个小区的基站。最优传输参数集合被发送至所述多个小区中的每个基站。在这种情况下，仅当最近确定了约束条件和/或当前传输参数集合之后，确定的约束条件和/或当前传输参数集合已被显著地改变，步骤：评估、仿真、比较、最优集的确定以及最优集的使用至少被第二次执行。例如当前传输参数集合与最优集合之间的差异被用于确定是否所述参数已被明显地改变。例如如果确定当前传输参数集合与最优传输参数集合的差异大于差异阈值，那么所述步骤仅在至少第二次执行。这同样类似地应用于约束条件。例如如果约束条件仅有略微的差异，由于该变化引起的所述步骤就不被第二次执行。但是，如果所述约束条件已改变并且新的约束条件与旧约束条件的差异大于约束条件阈值，可以确定所述步骤至少被再次执行。

根据本发明的实施例，每个传输参数集合包括至少如下参数之一：传输时间、传输频率、传输功率、切换相关参数、和/或天线参数。参数传输时间和传输频率可用于例如避免干扰。例如同样的频率可被相邻小区在不同的传输时间使用。传输功率定义了各个小区的尺寸并且还与一个小区对于另一个造成的干扰相关。天线参数包括如辐射方向和天线俯仰角这类的参数。切换相关参数可为用于确定何时应执行切换的信号阈值和/或切换流程的目标小区的信号必须强于信号功率阈值多长的时间。

根据本发明实施例，所述仿真步骤由划分多个小区的每个小区成为虚拟子区域以及对子区域中的干扰情况及数据传输效率进行仿真来实现。使用用于仿真的子区域有利于减少计算工作并获得好的仿真结果。

术语“数据传输效率”可还被称为“资源效率”。

根据本发明的实施例，所述仿真基于之前执行过的测量而执行。例如，当施加特定的参数时，执行所述方法的网络实体从之前执行过的测量中得知网络状况。例如当传输功率被特定值改变时，网络实体知道小区尺寸如何改变的方程。

根据本发明的实施例，仅当在过去预定的时间段中替换传输参数集合没有被用在无线通信上、和/或替换传输参数集合位于预设的被允许的传输参数区域中、和/或替换传输参数集合未使多个小区中的至少一个小区网络状况的降级大于降级阈值时，替换传输参数集合被用于无线通信。

通过使用过去预设的时间段，避免了由第一网络实体设置完成的改变未被第二网络实体改回，并且随后再次被第一网络实体改回，以此往复。例如可能的情况是第一网络实体设置参数集合A，然后第二网络实体设置参数集合B并且随后第一网络实体再次设置参数集合A。通过使用预设时间段可以避免这种情况。如果参数集合A已经被设置，在该预设时间段内参数集合A就不能被再次设置以避免前述乒乓(ping-pong)更改。进一步地，这可能有利于确定允许传输参数的区域。例如，由于法律限制或管理员设置的限制，仅有一些频率允许无线通信使用。此外，这还避免了多个小区中的一个特定小区网络状况的降级超过了降级阈值，因为这对位于该小区的用户太不利了。

本发明的另一个方面涉及包括用于确定约束条件的装置、用于确定当前传输参数集合的装置的网络实体，其中当前传输参数集合包括当前在多个小区的集合中使用的参数。进一步地，所述网络实体包括用于评估替换传输参数的多个候选集合的装置，其中每个候选集合均适于替换当前传输参数集合。此外，所述网络实体包括用于为多个小区的多个候选集合中的每个候选集合进行网络状况仿真的装置，用于对仿真出的网络状况进行比较的装置、用于通过使用比较结果从候选集合中确定出最优集合的装置、用于将最优集合设置为替换传输参数集合的装置、以及用于在多个小区中使用替换传输参数集合来进行无线通信的装置。所述网络实体的多种装置可通过处理器执行存储在存储介质上的程序指令来实现。所述网络实体适于执行根据本发明实施例的方法。

本发明的另一方面涉及计算机程序产品，其包括在被执行时使网络实体执行根据本发明实施例的指令。

如下描述以更详细的方式对本发明实施例进行说明。

1)完全分布的CM-SM SON架构：

位于(或用于)每个(例如)无线接入节点的单独“认知管理器频谱管理器”(CM-SM)，如用于每个基站或用于每个小区。

该CM-RM在“较长的”，例如半静态时间尺度，选定“认知管理器频谱管理器”(CM-RM)允许使用的频谱组合的哪一部分(带宽部分的哪些(哪一)部分、频率的哪些(哪一)部分、频谱的哪些(哪一)部分)以及其它相关配置参数(即传输功率)。该CM-RM随后在较短的时间尺度上(如动态)在该CM-SM设置的所述频谱组合及配置约束之内运行。

2)所述CM-SM的SON实体在“分布的本地区域运行”：

每个CM-SM对“本地区域”进行优化，这意味着其为自身和在“本地区域”中其它“相邻的”CM-SM对频谱组合和相关参数(诸如传输功率之类)进行优化。

由于相互作用和干扰，相邻CM-SM实体的频谱和功率设置是高度耦合的，它们不能被单独地优化，并且在参数发现过程中必须考虑到所述状况、设置以及对于和受到相邻实体的相互作用。本地区域包括需要(或应该)被认为与“中心”CM-SM直接相互作用的CM-SM组。

3)CM-SM SON实体优化程序

所述“中心”CM-SM的SON实体/功能对本地区域中CM-SM之中的全部可能参数集合组成的完整参数集合空间之外的可能的参数集合的候选集合进行评估。最简单的算法是通过强制评估所有的选项，但是具有更聪明并且在运行时更有效的搜索算法。因此通过“足够适合”预测模型来对每个特定参数集合进行预测以在当载入该特定参数集合后接近期望的系统性能。对未来网络性能的预测是非常棘手的，需要具有创新性的新方法，并且该方案是另一个发明的一部分。再次提醒注意，这是对可能的候选参数集合的离线评估，并未在实际上在现场载入(测试试验)这些。在对候选组合的大集合进行评估之后，所述SON实体随后选择最合适的一组并将这些参数载入到本地区域中。

通过这样的方法，找到了最优(预测的)参数集并载入到本地区域中的每个CM-SM中。

4)CM-SM信令/消息交换

CM-SM之间交换下述类型的信息

a)关于它们当前配置和设置的信息，如分配使用频谱组合的哪一部分以及参数配置如传输功率。

b)与如关于当前经历过的(平均)“无线电及负载状况”的平均值有关的信息，例如关于它们的传输负载以及在频谱组合的特定部分上观察到的干扰情况。

c)由一个CM-SM至另一个CM-SM的指令(建议)以使用频谱组合的特定部分，以及使用特定的配置参数，如特定的传输功率。

d)可选地，直接触发消息以初始化如启动本地区域评估+优化程序这样的动作。

由此本发明不被实际的消息交换路径所限制，也就是说，本发明保护所有的选择，无论所述交换是否通过所述CM-RM实体之间的直接消息，无论所述消息交换是否路经核心网或者无论是否可能——如通过隧道技术——淡化传统网络的传输格式。

5)CM-SM触发器、定时器、延迟、中断

一个CM-SM的SON实体的本地优化程序会，或能够，被下述事件触发：

a)可选地具有短随机时间变化的周期定时器：每个CM-SM的每个SON实体可“周期性地”触发自身来对所述状态进行检查并评估是否运行本地区域优化程序。

b)当所述CM-SM收到新的状态信息时，例如其邻居配置改变、或者新的负载或干扰信息、或者新的外部约束条件(如频谱数据库)，则所述CM-SM的所述SON实体触发其自身以评估所述状态以评估是否运行完整的本地区域优化程序。

c)外部触发器，询问所述CM-SM以评估并在需要的情况下优化所述状况。

外部实体(如频谱数据库)或CM-RM有可能询问CM-SM以优化其本地区域状态。CM-RM可评估其自身具有用于优化的空间(例如，CM-RM评估其自身被分配更多频谱资源的话可以更好)并且随后要求其CM-SM对所述状态进行重新评估——并从而对在CM-RM中新的——如高负载——状态进行考虑。

d)所有的触发时间选择均有——例如小的——随机组件以令它可能使不同的小区在不同的时间开始和完成它们的优化程序。(但是当该情况在某个时刻发生时，那么见下一点)。不同类型的动作/事件可能具有不同的定时器延迟以优先排列CM-SM首先运行(以较大的概率)其SON优化的顺序。

e)中断：如果CM-SM目前正在运行所述优化程序，而且正好在执行计算工作的时候该CM-SM同时接收到新的外部信息，例如相邻小区频谱组合的改变，则终止已经启动的优化程序，不改变频谱或参数，并安排在最近重新启动新的优化程序(使用小的随机延迟组件)。

先使用变化的全部参数集合运行实际优化程序，SON算法可以可选地检查或评估自最后一次优化程序以来所述状态是否已经“足够地”改变，以此决定是否实际运行旨在提升所述状态的优化程序，或者是否由于之前优化运行的结果依然有效所以没有必要再次运行，并且因此该新近被触发的优化程序可被跳过。

6)在这些分布式CM-SM SON实体中确保和迫使稳定性及收敛：

这些稳定性及收敛问题是非常关键的内容，并且需要智能和先进的技术来加以解决。不同的SON实体彼此并且对其它小区优化参数，因为不同SON实体的本地区域大量的重叠，多个——非独立的——SON实体都试图对同一参数进行设置/配置。但这还不是由“本地区域”这一工具引起的问题。即使每个SON实体只能配置其自身拥有的CM-SM，那么在相邻的CM-SM之间仍然具有强烈的相互作用(干扰，频谱状况问题、“CM-SM控制的区域”(如小区)等)。

在这些分布式CM-SM实体中，两种稳定性影响有着发生的风险：

1)乒乓和循环乒乓：一个CM-SM的SON实体正在更改参数，而在此时另一个CM-SM实体将该参数改回其原始值。

2)改变的扩散波：一个(第一)CM-SM的一个(第一)SON实体改变(第一)参数。该改变随后引起了(第二)CM-SM的(第二)SON实体新的SON决定，该决定的结果为(第二)参数被改变。这个(第二)参数的改变随后导致——通过第三SON进程来改变第三参数……然后继续。

将采用如下稳定性和鲁棒性解决方案：

a)历史列表，包括周边小区信息，以监测乒乓和环乒乓。

b)选择可能的适当参数集合以打破(环)乒乓循环。

□临时存储(大的)可接受参数设置集合并且

□随后从预先存储的集合中选择出适当的组合以打破所述循环。

c)考虑用于执行特定类型的参数改变的“改变成本”。

d)可选地包括自学习功能以动态调整单独小区的所述参数改变成本。

e)对尽可能小的本地区域进行的任何调整优先进行限制。

可选地，灵敏(衰减)阈值可由自学习建立。例如，这样，如果需要或者如果有利的话，该阈值可被小幅的提高。

7)处理和优化周边非合作节点并处理错误或干扰状况。

最佳地，所有节点均具有正确地执行、配合及工作的SON实体。但是有这样的情况可能发生，即有节点不具备有力的SON功能、或其不配合例如不服从命令，并且还可能发生节点表示错误或特定固定行为，例如某节点在特定频带上进行传输但SON系统没有任何可能性来影响某其它节点的行为。这种非合作行为可能发生在如当支持SON的基站安装在当时同样具有其它供应商的非SON支持基站的区域之中。在这种情况下，该支持SON的基站必须处理这个状况并以最优的可能方式相对给定的状况自组织优化它们自身，所述给定的状况受到其它供应商节点干扰的影响。

在本地区域参数优化中，在(中心)小区中的SON算法查询并评估包括修改相邻小区配置参数选项的本地区域中的可用参数空间。在这种情况下，本地区域中的另一个小区，如引起干扰的小区旁边的另一个小区，不支持(出于任何原因)所述SON特性，那么该(中心)小区把其它非合作小区的设置视为不能修改的固定的约束条件。那么所述参数查询算法对本地区域中那些支持SON特性的小区可能的参数变化进行分析。因此，所述SON算法“优化周边”非合作节点；支持SON的小区对它们自身进行自优化以达到最优可能性方案，使用它们的SON-自由度来使它们自身适应其它小区给定的外部状况。

一个典型的应用是增加新的小区至已存在的不支持SON的网络——如老的或是其他供应商的宏小区网络。那么所述支持SON的小型多载波小区优化以上述方式优化它们拥有的可能的配置参数，这些参数是应对该外部状况的最佳集合。结果是，所述新加入的小区自动调适它们自身以确保它们与已存在的非合作网络一同良好的工作。

附图说明

图1为数字蜂窝无线通信网络的示意图，

图2为适用于执行根据本发明实施例的方法的网络实体和基站的框图，

图3为适用于执行根据本发明实施例的方法的多个基站和网络实体的示意图，

图4为示出了根据本发明实施例在网络实体之间进行消息交换的框图，

图5为示出了根据本发明实施例在网络实体和基站之间进行消息交换的框图，

图6为根据本发明实施例的数字蜂窝电信网络示意图，

图7根据本发明实施例的网络实体的框图，以及

图8为根据本发明实施例的方法的流程图。

具体实施方式

图1为数字蜂窝无线通信网络100的示意图，包括多个小区108、110和112。所述小区108-112可还被称为扇区。小区108由基站102提供服务，小区110由基站102’提供服务，以及小区112由基站102”提供服务。虽然图1中每个小区都由一个基站提供服务，可能的情况是一个基站对多个小区提供服务。图1进一步包括为位于小区108、110、112之内的小区提供服务的小一些的基站(没有参考标记)。每个基站102使用用于与移动设备进行数字通信的资源块)。资源块可为如在各自小区中一段时间内用于通信的频率范围。在图1中所述资源块如图所示描述为位于各个基站102之下的块。例如基站102使用六个资源块中的三个。基站102使用第一、第二和第六资源块。基站102’使用全部六个资源块以及基站102”使用名为第一和第四、第五和第六的四个资源块。相邻小区使用同样的资源块在两个小区重叠区域可引起对与移动设备通信的干扰。进一步地，干扰可由为小区108、110和112之内的小区服务的所述较小的基站引起。各自小区中用于通信的参数例如是资源块，以及传输功率。所述传输功率可能用于改变如图1中箭头表示的小区尺寸。例如，当基站102的传输功率提高时，小区108的小区尺寸也被提高，并且小区108和小区110及小区112之间的干扰可能也变得更加明显。另一个可为每个基站102设置的参数是资源块。资源块是用于在小区中传送数据的频率范围和时间段。当在相邻小区的同一时间使用了同样的频率时可能会发生干扰。通过优化上述参数，可能会降低干扰并使得网络100中的通信对用户来说更为舒适。

例如，基站102、102’和102”适用于接受由根据本发明实施例的方法确定的参数改变。但是，为所述位于小区108-112之内的小区提供服务的所述较小基站可能不适于接受外部改变。例如，一个或更多较小的基站使用由管理员手动设置的参数。所述被这些较小的基站使用的参数按照本发明实施例的方法被认为是像网络100的其它约束条件似的的约束条件。这是有利的，因为即使所述较小的基站不能使用根据本发明实施例的方法进行优化，基站102、102’和102”的参数也能够使用根据本发明实施例的方法进行优化。对于根据本发明实施例的方法来说，其它约束条件可为如事实上仅有特定的频率范围允许被小区108-112中的数据传输使用。

图2为网络实体200以及基站202的框图。所述网络实体适于执行根据本发明实施例的方法。该网络实体从频谱数据库210、频谱感知212检索信息和/或关于网络状况进一步的信息214。基站202从其它基站204处、移动设备206处检索信息，和/或从其它网络设备或数据库处检索关于干扰的信息。在图2的例子中，网络实体200使用检索自频谱数据库210、频谱感知212的信息以及进一步的信息214来确定约束条件，所述约束条件可为例如允许使用的频率或者其它基站不能改变的参数。然后该网络实体200确定当前传输参数集合。所述当前传输参数集合通过向基站202对其的请求来确定。然后，网络实体200对替换的传输参数的多个候选集合进行评估。在执行评估步骤时，网络实体200对所述约束条件进行考虑。优选地，通过变化的当前传输参数来评估所述多个候选集合。

然后，该网络实体200为多个小区的多个候选集合中的每一个候选集合进行仿真。对所述仿真的结果进行相互比较并确定出候选集合中的哪一个集合为最优集合。之后，将该最优集合传输至基站202并在将其用于在各自的小区内进行数据传输。

当执行该方法时，所述网络实体200对信息210、212和214进行考虑。所述信息可在先前获得或在执行所述方法时直接测量得到。例如所述网络实体200从频谱数据库中检索与可用于通信的频率范围有关的信息。随后，进一步的信息从频谱感知212处检索得到。频谱感知为例如指的是在允许使用的特定频率范围内对来自其它系统的数据传输进行感知。如果没有来自其它系统的数据传输，则各自的频率范围可被基站202用于进行无线通信。基站202可以从其它基站检索诸如关于干扰、服务质量、能源消耗、和/或传输负载这类的信息，并将该信息204转发至网络实体200。随后，网络实体200还可在评估候选集合以及确定最优集合时考虑该信息。进一步地，基站202可使用来自移动设备的信息206并也将该信息206转发至网络实体200。所述信息206可能为例如通过移动设备感知到的感知信息。同样还有关于网络状况208的信息，如有关干扰、服务质量、能源消耗、和/或传输负载之类的信息也可被基站202转发至网络实体200。

图3为多个基站202、202’和202”与各自的网络实体200、200’和200”的示意图。每个网络实体200均与基站202相关联。网络实体200可相互交换信息并且从数据库210和/或频谱感知212处检索进一步的信息。

图4示出了网络实体200和200’之间进行消息交换的框图。首先，网络实体200请求来自数据库210、频谱感知212的信息和/或通过发送请求消息400至数据库获得的关于网络状况的进一步信息214。所述数据库可以例如位于网络实体200之内或者在另一个网络实体如中心网络实体之中。所述数据库可以例如保存在存储介质中。被网络实体200请求的信息通过传送作为请求消息400响应的消息402从所述数据库传输至网络实体200。可选地，网络实体200还可通过传送请求消息400’至网络实体200’来从第二网络实体200’请求信息。网络实体200’随后传送包括被请求信息的响应消息402’至网络实体200。之后，网络实体200确定候选集合并使用这些候选集合对网络状况进行仿真，然后确定出最优候选集合。需注意重要的是网络实体200仅对网络状况进行仿真。在这个时候无线通信网络中没有参数被改变。最优参数集合随后被确定并在消息404中传送至网络实体200’。消息404可为命令网络实体200’应用确定出的参数集合的载入指令。备选地，消息404可以仅仅为建议，并且不会强迫网络实体200’应用所述确定出的参数。

图5为示出了两个网络实体200、200’与基站202之间消息交换的框图。首先，通过传送请求500至基站202，网络实体200向基站202请求关于网络状况和/或当前使用的参数的信息。基站202随后通过传送信息502来回答该请求。信息502可为例如关于当前使用的参数、约束条件的信息、和/或关于网络状况的信息。关于网络状况的信息可为例如干扰信息、小区负载信息或者与由基站202服务的小区使用的切换参数有关的信息。

可选地，基站202还可传输对资源504的请求至网络实体200。该对资源的请求指示了基站需要多少和/或何种资源以在各个小区进行数据传输。当评估候选集合时，请求504可被网络实体200所考虑。网络实体200也可能忽略所述请求504。

网络实体200可还在步骤506与另一个网络实体200’交换信息。该信息交换有利于网络实体200和200’双方，因为两个网络实体需要尽可能多的关于多个小区的信息以确定所述多个小区的替换参数集合以便确定最优可能的集合。网络实体200还可能从频谱感知212、频谱数据库210处请求信息和/或通过传输请求消息400至所述数据库请求关于网络状况进一步的信息214。所述数据库可传送包括被请求信息的响应消息402至网络实体200。在响应消息402内传送的信息可能为之前获得的信息或者在那时获得的信息。在步骤508中网络实体200对所述候选集合进行评估、为每个候选集合仿真网络状况并确定最优候选集合。随后，通过发送消息509，替换的参数集合被传送至基站202，并且可选地，还可传送至图5中未描述的其它基站。基站202随后在步骤510中使用所述替换参数集合来在由基站202服务的小区中进行数据传输。

图6为包括多个基站102的数字蜂窝无线通信网络的示意图。每个基站102服务一个还可被称为扇区的小区。在每个小区中至少有一个较小的基站600。该较小的基站600可被根据本发明实施例的方法认为是约束条件。该较小的基站600的参数可能不能被根据本发明实施例的方法所改变。换句话说，根据本发明实施例的网络实体可以确定用于基站102、102’以及102”的传输参数的替换集合。但是，所述方法可能不能确定用于所述较小基站600的替换参数。这就是为什么从本发明的意义上来说这些参数被认为是约束条件。通过对所述较小基站600不可改变的参数进行考虑，这有助于优化基站102、102’以及102”的参数。

图7为网络实体700的框图。该网络实体700包括处理器702和存储介质704。所述存储介质704包括可被处理器702执行的程序指令705。所述网络实体700进一步包括适于根据本发明实施例与另一个网络实体和/或基站进行通信的界面706。可选地，所述存储介质704还可包括包含之前获得的根据本发明实施例可用于确定候选集合的信息的数据库。

在运行中，处理器702执行存储介质704中的程序指令705。这使得处理器702确定出约束条件。该约束条件可为例如多个小区中至少一个小区的固定参数和/或多个小区中允许用于无线通信的无线频率。随后，所述处理器702确定当前传输参数集合。这些当前参数集合当前在多个小区内被基站用于进行无线通信。所述处理器702随后在考虑所述约束条件的情况下评估替换传输参数的多个候选集合。之后，所述处理器702为所述多个小区的多个候选集合中的每一个集合仿真网络状况。对所述网络状况的仿真意味着所述参数没有被设置。仿真通过仿真算法来得到实现。处理器700对仿真出的网络状况进行比较，然后从候选集合中确定出最优集合。该最优集合随后被作为传输参数的替换集合被设置，并且通过界面706将其传送至基站，并且可选地，还可传送至其它网络实体。

所述网络实体700可仅与一个基站相关联，这意味着所述方法根据自组织分布式方式实现。

图8为根据本发明实施例的方法的流程图。在步骤S1中被所述蜂窝无线通信系统设置的约束条件即被确定。这些可能为例如由管理员设置的固定参数或者允许被无线通信使用的频率范围。在步骤S2中确定了当前传输参数集合。例如，当前传输参数集合通过基站传送至网络实体。在步骤S3中对多个候选集合进行了评估。这些候选集合可能为替换传输参数并且对约束条件进行了考虑。在步骤S4中为每个候选集合仿真网络状况。在步骤S5中对这些网络状况进行比较并在步骤S6中从所述候选集合中确定出最优集合。在步骤S7中所述最优集合被设置为替换传输参数集合，其随后在步骤S8中在多个小区中被无线通信所使用。

附图标记列表

100 数字蜂窝无线通信网络

102 基站

108 小区

110 小区

112 小区

200 网络实体

202 基站

204 来自其它基站的信息

206 来自移动设备的信息

208 干扰

210 频谱数据库

212 频谱感知

214 关于网络状况进一步的信息

400 请求

402 响应

404 载入指令

500 请求

502 信息

504 请求资源

506 信息交换

508 决定

509 替换的参数集合

510 使用替换的参数集合

600 其它基站

700 网络实体

702 处理器

704 存储介质

705 程序指令

706 界面

Claims (14)

1.一种为数字蜂窝无线自组织电信网络(100)中的多个小区(108；110；112)确定用于传输的替换传输参数集合的方法，其中所述方法包括：

-确定(S1)约束条件，其中所述约束条件包括下述至少之一：

i.多个小区(108；110；112)中至少一个小区的固定参数；

ii.允许用于所述多个小区(108；110；112)中的无线电信的无线电频率；

-确定(S2)当前传输参数集合，其中所述当前传输参数集合包括当前在所述多个小区(108；110；112)中使用的参数；

-通过对所述约束条件的考虑，评估(S3)替换传输参数的多个候选集合，其中每个候选集合适于用来替换当前传输参数集合；

-为所述多个候选集合中的每个候选集合仿真(S4)所述多个小区(108；110；112)的网络状况；

-将仿真出的网络状况相互之间进行比较以及与当前的网络状况之间进行比较(S5)；

-通过使用比较的结果从所述候选集合中确定(S6)最优集合，其中所述最优集合为在所述多个小区中优化网络状况的候选集合；

-将所述最优集合设置(S7)为替换传输参数集合；

-将所述替换传输参数集合用于所述多个小区(108；110；112)中的无线电信。

2.如权利要求1所述的方法，其中允许的无线电频率为认知无线电频率。

3.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述约束条件从数据库检索、和/或由执行测量来确定、和/或手工输入、和/或从所述多个小区(108；110；112)的至少一个基站(202)接收。

4.如前述权利要求之一的方法，其中所述方法由与第一小区相关的网络实体(200；700)执行，其中所述多个小区(108；110；112)包括第一小区以及位于所述第一小区相邻区域的小区。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述相邻区域包括所述第一小区的直接邻居和所述直接邻居的邻居。

6.如前述权利要求之一所述的方法，其中评估、仿真、比较、确定最优集合、设置和使用最优集合的步骤由下述至少之一触发：

-周期定时器；

-随机定时器；

-触发消息；

-当前传输参数的改变；

-约束条件的改变；

-业务负载阈值。

7.如前述权利要求之一所述的方法，其中当有指示表明所述当前传输参数集合将被改变时，所述方法被中断或取消。

8.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述当前传输参数集合是从所述多个小区(108；110；112)的基站接收的，并且其中传输参数的最优集合被发送至所述多个小区(108；110；112)的每个基站(202)。

9.如前述权利要求之一所述的方法，其中每个传输参数集合包括下述至少之一：

-传输时间；

-传输频率；

-传输功率；

-切换相关参数；

-天线参数。

10.如前述权利要求之一所述的方法，其中通过将所述多个小区(108；110；112)中的每个小区分成虚拟子区域以及对所述子区域中的干扰状况和数据传输效率进行仿真来执行所述仿真步骤。

11.如前述权利要求之一所述的方法，其中基于先前执行过的测量来执行所述仿真。

12.如前述权利要求之一所述的方法，其中，仅当所述替换传输参数集合在过去预定的时间段中没有用于无线电信、和/或所述替换传输参数集合位于允许的传输参数的预定区域中、和/或所述替换传输参数集合不使所述多个小区(108；110；112)中的至少一个小区的网络状况降级超过降级阈值时，所述替换传输参数集合被用于无线电信。

13.一种用于自组织电信网络的网络实体(200；700)，包括：

-用于确定约束条件的装置(702)，其中所述约束条件包括下述至少之一：

i.多个小区(108；110；112)中至少一个小区的固定参数；

ii.允许用于所述多个小区(108；110；112)中的无线电信的无线电频率；

-用于确定当前传输参数集合的装置(702)，其中所述当前传输参数集合包括当前在所述多个小区(108；110；112)中使用的参数；

-用于对替换传输参数的多个候选集合进行评估的装置(702)，其中每个候选集合适于替换当前传输参数集合；

-用于为所述多个候选集合中的每个候选集合仿真所述多个小区(108；110；112)的网络状况的装置(702)；

-用于将仿真出的网络状况进行相互比较并与当前网络状况进行比较的装置(702)；

-用于通过使用比较的结果，从所述候选集合中确定最优集合的装置(702)，其中所述最优集合为在所述多个小区中优化网络状况的候选集合；

-用于将所述最优集合设置为替换传输参数集合的装置(702)；

-用于将所述替换传输参数集合用于所述多个小区(108；110；112)中的无线电信的装置(702)。

14.一种存储了程序指令的非瞬态计算机可读介质，当所述程序指令被处理器执行时使得处理器控制的网络实体执行根据权利要求1-12之一所述的方法。