CN106851657B - 一种应急通信网络部署方法和基站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应急通信网络部署方法和基站，其中，该方法包括：获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案；如果是部分频率复用部署方案，则获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号；获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息；获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案；根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段和分配相应的功率。

Description

一种应急通信网络部署方法和基站
技术领域
本发明涉及一种应急通信网络部署方法和基站，属于通信技术领域。
背景技术
目前，应急通信一般是指在出现自然的或人为的突发性紧急情况(包括重要节假日、重要会议等通信需求剧增)时，综合利用各种通信资源，保障紧急救援、救助和必要通信所需的通信手段和方法。应急通信是一种具有暂时性、为应对自然或人为紧急情况而提供的特殊通信机制。在不同紧急情况下，对应急通信的需求不同，使用的技术手段也不相同。但无论如何，应急通信系统都应该能够做到迅速布设网络，保障重要信息的传输，快速有效地指挥发令。
应急通信涉及的情况包括个人紧急情况和公众紧急情况。公众紧急情况包括突发公众事件和突发话务高峰两种情况。突发公众事件是指突然发生，造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害，危及公众安全的紧急事件。突发公众事件具体又分为自然灾害、事故灾难、公众卫生事件和社会安全事件。突发话务高峰是指由于重大活动、重大节日等时间产生突发话务造成网络拥塞、导致用户无法正常使用的情况。
此外，在日益紧张的频谱资源情况下，未来应急通信系统势必要和原有的公众通信网部署使用相同频段的带宽。然而，采用相同带宽之后，随着频率利用率的提高，采用相同频率的用户之间会产生严重的干扰，即应急通信网用户和公众通信网用户会产生严重的同频干扰。因此，同频干扰成为了影响应急通信网和公众通信网容量和性能的主要的限制因素。
在公众通信网中，当前TD-LTE中为了避免同频干扰，提高频率利用率和系统容量，采用频率复用技术，其中部分频率复用技术(Fractional Frequency Reuse,FFR)被3GPP标准化组织采用作为TD-LTE及LTE FDD的通信标准现有技术。现有应急通信的组网技术主要是专网组网，即使用专用频段如卫星通信等，该发明提出的基于TD-LTE的应急通信网与公众通信网的互联互通技术目前在应急通信技术中还尚未存在。现有的一些频率复用方案存在应急通信网和公众通信网之间的干扰的问题，难以保证应急通信网与公众通信网互联互通。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何使用和公众通信网相同的频带资源来部署应急通信网，并减小应急通信网和公众通信网之间的干扰。
为实现上述的发明目的，本发明提供了一种应急通信网络部署方法和基站。
一方面，本发明提供一种应急通信网络部署方法，包括：
获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案；
如果是部分频率复用部署方案，则
获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号；
获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息；
获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案；
根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；
根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段；
根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的功率。
可选地，所述获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号包括：
将部分频率复用部署方案中3个两两相邻的公众通信网络小区作为一个区群；
获取应急通信网的部署区域的区群；
将所述区群中两两相邻的公众通信网络小区编号为第一小区、第二小区、第三小区。
可选地，所述获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息包括：
获取所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况。
可选地，所述向应急通信网络部署区域分配相应的频段包括：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署未重叠未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署公众通信网络小区中心部署的频段和未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠，则部署公众通信网络小区中心部署的频段。
可选地，所述向应急通信网络部署区域分配相应的功率包括：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且不在当前小区边缘区域；则所述待部署应急区域采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且在当前小区边缘区域；则所述待部署应急区域采用限制功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则所述待部署应急区域的第一频段采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠；则所述待部署应急区域采用全功率发射。
可选地，所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况是根据用户及其业务的分布和系统负载动态调整的。
可选地，所述根据应急通信网的部署区域确待定部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域包括：
根据当地的地理信息系统确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据待定部署的应急通信网所在小区实际的参考信号接收功率或者导频信号强度确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据实际公众通信网络小区的部分频率复用部署内外环半径确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。
可选地，所述功率可根据实际的信号与干扰加噪声比适时调整的。
可选地，所述获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案还包括：将公众通信网络的频率复用方案调整为部分频率复用部署方案的步骤。
另一方面，本发明还提供一种应急通信基站，包括：
频率复用方案获取单元，用于获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案；
小区部署信息获取单元，用于获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号；
区域划分信息获取单元，用于获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息；
频段和功率获取单元，用于获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案；
重叠区域识别单元，用于根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；
频段分配单元，用于根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段；
功率分配单元，用于根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的功率。
可选地，所述小区部署信息获取单元包括：
区群划分单元，用于将部分频率复用部署方案中3个两两相邻的公众通信网络小区作为一个区群；
编号单元，用于获取应急通信网的部署区域的区群，将所述区群中两两相邻的公众通信网络小区编号为第一小区、第二小区、第三小区。
可选地，所述区域划分信息包括：
所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况。
可选地，所述频段分配单元是通过以下方式向应急通信网络部署区域分配相应的频段的：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署公众通信网络小区中心部署的频段和未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果，待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠，则部署公众通信网络小区中心部署的频段。
可选地，所述功率分配单元是按以下方式分配应急通信网络部署区域的功率的：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且不在当前小区边缘区域；则所述待部署应急区域采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且在当前小区边缘区域；则所述待部署应急区域采用限制功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则所述待部署应急区域的第一频段采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠；则所述待部署应急区域采用全功率发射。
可选地，所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况是根据用户及其业务的分布和系统负载动态调整的。
可选地，所述重叠区域识别单元是通过以下方式确定待定部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域：
根据当地的地理信息系统确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据待定部署的应急通信网所在小区实际的参考信号接收功率或者导频信号强度确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据实际公众通信网络小区的部分频率复用部署内外环半径确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。
可选地，所述功率是根据实际的信号与干扰加噪声比适时调整的。
可选地，还包括：
频率复用方案调整单元，用于在所述获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案之后，将公众通信网络的频率复用方案调整为部分频率复用部署方案。
本发明提供的应急通信网络部署方法和基站，在应急通信网与公众通信网异构混合的情况下采用正交分配的原则，使用频率复用用以实现两者网络的互联互通。本发明可以在不用部署专网的情况下，在公众通信网基础上部署应急通信网，且可以保证互联互通。更好地提升公众通信网络用户与应急通信系统用户的性能，降低干扰、提高频谱利用率，有效保证了二者互联互通。
附图说明
图1是本发明应急通信网络部署方法流程示意图；
图2是本发明应急通信网络部署方法详细流程示意；
图3是本发明应急通信网络区群结构示意图；
图4是本发明应急通信网络FFR跑频率功率分布示意图；
图5是本发明应急通信网络部署场景1示意图；
图6是本发明应急通信网络部署场景2示意图；
图7是本发明应急通信网络部署场景3示意图；
图8是本发明应急通信网络部署场景4示意图；
图9是本发明应急通信网络部署场景5示意图；
图10是本发明应急通信基站结构示意图；
图11是图10的应急通信基站中小区部署信息获取单元结构示意图；
图12是本发明应急通信网络拓扑结构示意图；
图13是本发明应急通信网络互联互通时用户信干比曲线图；
图14是本发明应急通信网络互联互通时公众通信网络用户信干比曲线图；
图15是本发明应急通信网络互联互通时应急通信网用户频谱效率曲线图；
图16是本发明应急通信网络互联互通时公众通信网络用户频谱效率曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种应急通信网络部署方法，包括：获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案；如果是部分频率复用部署方案，则获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号；获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息；获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案；根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段；根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的功率。下面对本发明提供的应急通信网络部署方法展开详细的说明。
首先，介绍获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案的步骤。
如图2所示，在本发明中，获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案之前，需要先确定应急通信网络运营商在待部署应急通信网络所在公众通信网络地区对应急通信网络和公众通信网络的控制权。一般分为以下几种情形。
1、同时有应急通信网络及公众通信网络的控制权
当应急系统运营商同时有应急通信网络及应急通信网络所在公众通信网络的控制权时(即：应急系统运营商也同时为当地公众通信网络运营商)，应急通信网络运营商控制着应急地区的公众通信网络频段部署权限时和应急通信网络频段部署权限。应急通信网络所在公众通信网络小区的可分配频段是可以被应急通信网络运营商调度的。此时需要先确定当地公众通信网络所采用的频率复用方案，如果是部分频率复用部署方式时，通过本发明提供的应急通信网络部署方法部署应急通信网络。如果应急通信网络所在公众通信网络的频率复用方案不是部分频率复用部署方案，则调整应急通信网络所在公众通信网络的频率复用方案为部分频率复用部署方案，在执行本发明提供的应急通信网络部署方法部署应急通信网络。
2、仅有应急系统的控制权
当应急系统运营商仅有应急通信网络的控制权，而没有应急通信网络所在公众通信网络频段部署权限时(即：应急系统运营商不是当地公众通信网络运营商)，应急系统运营商只能部署应急通信系统而不能改变当地公众通信网络的频率分配情况。此时需要先确定当地公众通信网络所采用的频率复用方案，如果是部分频率复用部署方案时，通过本发明提供的应急通信网络部署方法部署应急通信网络。如果应急通信网络所在公众通信网络的频率复用方案不是部分频率复用部署方案，则不适用本发明提供的应急通信网络部署方法。
其次，介绍获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号的步骤。
获取应急地区公众通信网络的小区部署信息并编号。小区部署信息包括基站部署的位置信息，覆盖范围，小区位置信息等。如图3所示，部分频率复用部署方案中以3个两两相邻的公众通信网络小区作为一个区群，获取应急通信网的部署区域的区群；将应急通信网的部署区域的区群中两两相邻的公众通信网络小区编号为第一小区1、第二小区2、第三小区3。
再次，介绍获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息的步骤；
如图3所示，分频率复用部署方案将公众通信网无线蜂窝网络中每个小区中的用户分为小区边缘区域用户和小区中心区域用户。对应急通信网的部署区域的区群中两两相邻的公众通信网络小区编号后，获取公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况。在本发明中，公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况可以是根据用户及其业务的分布和系统负载动态调整的。获取应急通信网的部署区域的区群中三个小区的中心区域和边缘区域，将第一小区1的中心区域标记为C1，将第一小区1的边缘区域标记为E1；将第二小区2的中心区域标记为C2，将第二小区2的边缘区域标记为E2；将第三小区3的中心区域标记为C3，将第三小区3的边缘区域标记为E3。在本发明中，应急通信网由于其临时性和覆盖区域的有限性，整个应急通信网采用同一频段分配，即对应急通信网不划分中心和边缘。
第四，介绍获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案的步骤。
如图4所示，获取到部分频率复用部署方案中的频段划分和功率分配方案：部分频率复用部署方案将整个频段分为4个互不重叠的部分，将获取到的获取到的4个互不重叠的频段分记为a、b、c、d。如图3所示，其中a频段部署在第一小区1的中心区域C1、第二小区2的中心区域C2、第三小区3的中心区域C3，b频段部署在第一小区1的边缘区域E1，c频段部署在第二小区2的边缘区域E2，D频段部署在第三小区3的边缘区域E3。获取部分频率复用部署方案中的频段划分方案后进一步获取部分频率复用部署方案中功率分配情况。如图4所示，例如b、c、d频段采用全功率发射，a频段限制功率发射用以提高信噪比。
第五，介绍根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域的步骤。
在确定应急通信网络部署频率和功率之前，需要先确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。如图5至图9所示，要部署的应急通信网是重叠于公众通信网络地区小区中的哪一部分或者跨了哪几个部分。例如，记应急通信网为X，覆盖区域以第一小区1为例，确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域的方法有以下三种：1.根据当地的地理信息系统确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，例如，结合当地运营商部署的基站地址数据。2.根据待定部署的应急通信网所在小区实际的RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)或者导频信号强度确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；3.根据实际公众通信网络小区的部分频率复用部署方案内外环半径确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。具体的待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域遵循现有的标准或者根据实际情况调整。
第六、介绍根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段的步骤；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段。例如，当整个待部署应急通信网区域X都与第一小区1重叠，不论中心和边缘。即X∩C1、X∩(C1+E1)、X∩E1，X部署频段(c+d)。
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中两个相邻小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署公众通信网络小区中心部署的频段和未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段。例如，当待部署应急通信网区域X与两个相邻小区(第一小区1和第二小区2)重叠(与第一小区1和第二小区2的边缘重叠)。即X∩(E1+E2)，X部署频段(a+d)。
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中的三个小区均重叠，则部署公众通信网络小区中心部署的频段。例如，当待部署应急通信网区域X与三个小区(第一小区1、第二小区2和第三小区3)均有重叠(与第一小区1、第二小区2和第三小区3的边缘均重叠)，即X∩(E1+E2+E3)，X部署频段a。
最后、介绍根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的功率的步骤。
如图5、图6所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，且不完全在当前小区边缘区域；则待部署应急区域采用全功率发射。例如，当整个待部署应急通信网区域X都与第一小区1重叠，且不完全在第一小区1小区边缘区域E1，待部署应急区域X采用全功率发射。即，当X∩C1、X∩(C1+E1)时，X部署的频段(c+d)采用全功率发射。
如图7所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，且在当前小区边缘区域；则待部署应急区域采用限制功率发射。例如，当整个待部署应急通信网区域X都与第一小区1重叠，且在第一小区1小区边缘区域E1，部署应急区域X采用限制功率发射。即，当X∩E1时，X部署的频段(c+d)采用限制功率发射。
如图8所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中两个相邻小区重叠，则待部署应急区域的第一频段采用全功率发射。当待部署应急通信网区域X与两个相邻小区(第一小区1和第二小区2)重叠(与第一小区1和第二小区2的边缘重叠)，待部署应急区域X采用全功率发射。即X∩(E1+E2)，X部署的频段a采用全功率发射，X部署的频段d采用限制功率发射。
如图9所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中的三个小区均重叠；则待部署应急区域采用全功率发射。例如，当待部署应急通信网区域X与三个小区(第一小区1、第二小区2和第三小区3)均有重叠(与第一小区1、第二小区2和第三小区3的边缘均重叠)待部署应急区域X采用全功率发射。即X∩(E1+E2+E3)时，X部署的频段a采用全功率发射。
在本发明中，待部署应急通信网区域分配相应的功率可根据实际的信号与干扰加噪声比适时调整。
下面以一个应急通信网络部署实例作为本发明的优选例，对本发明和提供的应急通信网络部署方法进一步详细说明。
当前待部署应急通信网络所在公众通信网络小区采用10MHz的带宽，公众通信网络基站间距(ISD)为500m，内环半径为小区半径2/3，小区基站全功率发射功率即小区边缘地区E1/E2/E3的发射功率为46dB，限制功率发射功率(即第一小区中心C1、第二小区中心C2、第三小区中心C3)的发射功率为37dB，然后分给公众通信网络第一小区中心C1、第二小区中心C2、第三小区中心C3的带宽为第0-4MHz，分给公众通信网络小区边缘的带宽依次为第一小区边缘E1(第4-6MHz)、第二小区边缘E2(第6-8MHz)、第二小区边缘E3(第8-10MHz)。
下面以第一小区1为例，即第一小区中心区域C1采用第0-4M带宽，发射功率37dB，第一小区边缘E1边缘采用第4-6M带宽，发射功率46dB，分五种情况分别说明。
(1)、如图5所示，当应急通信网络区域X全部处于第一小区中心区域C1内时，给应急通信网络区域X部署6-10M带宽，并且发射功率设置为46dB。公众通信网络第一小区1中心C1的频率为：0-4MHz；公众通信网络第一小区1边缘的频率为：4-6MHz；应急通信网络区域X的频率设置为：第6-10MHz；应急通信网络区域X的功率设置为：46dB。
(2)、如图6所示，当应急通信网络区域X部分位于公众通信网络第一小区1中心C1，部分位于公众通信网络第一小区1边缘E1时，公众通信网络第一小区1部署第6-10MHz带宽，并且采用46dB功率发射。公众通信网络小区1中心C1的频率为：0-4MHz；公众通信网络小区1边缘E1的频率为：4-6MHz；应急通信网络区域X的频率设置为：第6-10MHz应急通信网络区域X的功率设置为：46dB。
(3)如图7所示，当应急通信网络区域X全部处于第一小区边缘区域E1时，公众通信网络第一小区1部署第6-10MHz带宽，并且采用37dB功率。公众通信网络小区1中心C1的频率为：0-4MHz；公众通信网络小区1边缘E1的频率为：4-6MHz；应急通信网络区域X的频率设置为：第6-10MHz；应急通信网络区域X的功率设置为：37dB。
(4)如图8所示，当应急通信网络区域X跨了两个小区(公众通信网络第一小区1、第二小区2)，即与两个小区有交集时，例如部分位于公众通信网络小区1边缘E1，部分位于公众通信网络小区2边缘E2(6-8MHz)时，这时给应急通信网络区域X部署0-4和8-10M带宽，同时第0-4MHz发射功率设置为46dB，第8-10MHz发射功率设置为37dB。公众通信网络小区1中心C1的频率为：0-4MHz；公众通信网络小区1的边缘E1的频率为：4-6MHz；应急通信网络区域X的频率设置为：第0-4+8-10MHz；应急通信网络区域X的功率设置为：0-4:46dB,8-10:37dB。
(5)如图9所示，当应急通信网络区域X处于三个小区(公众通信网络第一小区1、第二小区2、第三小区3)的交界处时，即部分位于公众通信网络小区1边缘E1，部分位于共通信网络小区2边缘E2，部分位于共通信网络小区3边缘E3，给应急通信网络区域X部署第0-4M的带宽，应急通信网络区域X的功率设置为46dB。公众通信网络小区1中心C1的频率为：0-4MHz；共通信网络小区1边缘E 1的频率为：4-6MHz；应急通信网络区域X的频率设置为：第0-4MHz；应急通信网络区域X的功率设置为：46dB。
为进一步体现本发明提供的应急通信网络部署方法的先进性，本发明还提供一种应用于上述应急通信网络部署方法的应急通信基站，如图9所示，该基站包括：频率复用方案获取单元，用于获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案；小区部署信息获取单元，用于获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号；区域划分信息获取单元，用于获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息；频段和功率获取单元，用于获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案；重叠区域识别单元，用于根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；频段分配单元，用于根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段；功率分配单元，用于根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的功率。下面对本发明和提供的应急通信基站展开详细的说明。
如图2所示，在本发明中，获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案之前，需要先确定应急通信网络运营商在待部署应急通信网络所在公众通信网络地区对应急通信网络和公众通信网络的控制权。一般分为以下几种情形。
1、同时有应急通信网络及公众通信网络的控制权
当应急系统运营商同时有应急通信网络及应急通信网络所在公众通信网络的控制权时(即：应急系统运营商也同时为当地公众通信网络运营商)，应急通信网络运营商控制着应急地区的公众通信网络频段部署权限时和应急通信网络频段部署权限。应急通信网络所在公众通信网络小区的可分配频段是可以被应急通信网络运营商调度的。此时需要先确定当地公众通信网络所采用的频率复用方案，如果是部分频率复用部署方式时，通过本发明提供的应急通信基站部署应急通信网络。如果应急通信网络所在公众通信网络的频率复用方案不是部分频率复用部署方案，通过频率复用方案调整单元，在获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案之后，将公众通信网络的频率复用方案调整为部分频率复用部署方案，再执行本发明提供的应急通信基站部署应急通信网络。
2、仅有应急系统的控制权
当应急系统运营商仅有应急通信网络的控制权，而没有应急通信网络所在公众通信网络频段部署权限时(即：应急系统运营商不是当地公众通信网络运营商)，应急系统运营商只能部署应急通信系统而不能改变当地公众通信网络的频率分配情况。此时需要先确定当地公众通信网络所采用的频率复用方案，如果是部分频率复用部署方案时，通过本发明提供的应急通信基站部署应急通信网络。如果应急通信网络所在公众通信网络的频率复用方案不是部分频率复用部署方案，则不适用本发明提供的应急通信基站。
如图10所示，小区部署信息获取单元包括：区群划分单元，用于将部分频率复用部署方案中3个两两相邻的公众通信网络小区作为一个区群；编号单元，用于获取应急通信网的部署区域的区群，将将应急通信网的部署区域的区群中两两相邻的公众通信网络小区编号为第一小区1、第二小区2、第三小区3。
如图3所示，对应急通信网的部署区域的区群中两两相邻的公众通信网络小区编号后，部分频率复用部署方案将公众通信网无线蜂窝网络中每个小区中的用户分为小区边缘区域用户和小区中心区域用户。在本发明中，将小区中的用户划分为中心区域和边缘区域可以是根据用户及其业务的分布和系统负载动态调整。获取应急通信网的部署区域的区群中三个小区的中心区域和边缘区域，将第一小区1的中心区域标记为C1，将第一小区1的边缘区域标记为E1；将第二小区2的中心区域标记为C2，将第二小区2的边缘区域标记为E2；将第三小区3的中心区域标记为C3，将第三小区3的边缘区域标记为E3。在本发明中，应急通信网由于其临时性和覆盖区域的有限性，整个应急通信网采用同一频段分配，即对应急通信网不划分中心和边缘。
如图4所示，获取到部分频率复用部署方案中的频段划分和功率分配方案：部分频率复用部署方案将整个频段分为4个互不重叠的部分，将获取到的获取到的4个互不重叠的频段分记为a、b、c、d。如图3所示，其中a频段部署在第一小区1的中心区域、第二小区2的中心区域、第三小区3的中心区域，b频段部署在第一小区1的边缘区域，c频段部署在第二小区2的边缘区域，d频段部署在第三小区3的边缘区域。获取部分频率复用部署方案中的频段划分方案后进一步获取部分频率复用部署方案中功率分配情况。如图4所示，例如b、c、d频段采用全功率发射，a频段限制功率发射用以提高信噪比。频段和功率获取单元，获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案。
重叠区域识别单元是通过以下方式确定待定部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域：根据当地的地理信息系统确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，根据待定部署的应急通信网所在小区实际的参考信号接收功率或者导频信号强度确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，根据实际公众通信网络小区的部分频率复用部署内外环半径确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。在确定应急通信网络部署频率和功率之前，需要先确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。如图5至图9所示，要部署的应急通信网是重叠于公众通信网络地区小区中的哪一部分或者跨了哪几个部分。例如，记应急通信网为X，覆盖区域以第一小区1为例，确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域的方法有以下三种：1.根据当地的地理信息系统确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，例如，结合当地运营商部署的基站地址数据。2.根据待定部署的应急通信网所在小区实际的RSRP(Reference Signal ReceivingPower，参考信号接收功率)或者导频信号强度确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；3.根据实际公众通信网络小区的部分频率复用部署方案内外环半径确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。具体的待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域遵循现有的标准或者根据实际情况调整。
频段分配单元是通过以下方式向应急通信网络部署区域分配相应的频段的：如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中两个相邻小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署公众通信网络小区中心部署的频段和未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；如果，待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中的三个小区均重叠，则部署公众通信网络小区中心部署的频段。如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署第三频段和第四频段；例如，当整个待部署应急通信网区域X都与第一小区1重叠，不论中心和边缘，即X∩C1、X∩(C1+E1)、X∩E1，X部署频段(c+d)。如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中两个相邻小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署第一频段和第四频段。例如，当待部署应急通信网区域X与两个相邻小区(第一小区1和第二小区2)重叠(与第一小区1和第二小区2的边缘重叠)。即X∩(E1+E2)，X部署频段(a+d)。如果，待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中的三个小区均重叠，则部署第一频段。例如，当待部署应急通信网区域X与三个小区(第一小区1、第二小区2和第三小区3)均有重叠(与第一小区1、第二小区2和第三小区3的边缘均重叠)，即X∩(E1+E2+E3)，X部署频段a。
功率分配单元是按以下方式分配应急通信网络部署区域的功率的：如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，且不在当前小区边缘区域；则待部署应急区域采用全功率发射；如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，且在当前小区边缘区域；则待部署应急区域采用限制功率发射；如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中两个相邻小区重叠，则待部署应急区域的第一频段采用全功率发射；如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中的三个小区均重叠；则待部署应急区域采用全功率发射。如图5、图6所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，且不完全在当前小区边缘区域；则待部署应急区域采用全功率发射。例如，当整个待部署应急通信网区域X都与第一小区1重叠，且不完全在第一小区1小区边缘区域E1，待部署应急区域X采用全功率发射。即，当X∩C1、X∩(C1+E1)时，X部署的频段(c+d)采用全功率发射。
如图7所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中其中一个小区重叠，且在当前小区边缘区域；则待部署应急区域采用限制功率发射。例如，当整个待部署应急通信网区域X都与第一小区1重叠，且在第一小区1小区边缘区域E1，部署应急区域X采用限制功率发射。即，当X∩E1时，X部署的频段(c+d)采用限制功率发射。
如图8所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中两个相邻小区重叠，则待部署应急区域的第一频段采用全功率发射。当待部署应急通信网区域X与两个相邻小区(第一小区1和第二小区2)重叠(与第一小区1和第二小区2的边缘重叠)，待部署应急区域X采用全功率发射。即X∩(E1+E2)，X部署的频段a采用全功率发射，X部署的频段d采用限制功率发射。
如图9所示，如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的区群中的三个小区均重叠；则待部署应急区域采用全功率发射。例如，当待部署应急通信网区域X与三个小区(第一小区1、第二小区2和第三小区3)均有重叠(与第一小区1、第二小区2和第三小区3的边缘均重叠)待部署应急区域X采用全功率发射。即X∩(E1+E2+E3)时，X部署的频段a采用全功率发射。
在本发明中，待部署应急通信网区域分配相应的功率可根据实际的信号与干扰加噪声比适时调整。
本发明提供的应急通信基站的工作原理与上述的的应急通信网络部署方法基本相同，具体工作过程可以参照上述的的应急通信网络部署方法，再次就不再一一赘述了。
为进一步体现本发明提供的应急通信网络部署方法和基站的优越性，对本发明提供的应急通信网络部署方法做进一步仿真实验，具体仿真方案如下。
(1)仿真场景：
应急通信网基站X随机出现在公众通信网络某一个区群的任意位置，根据提出的方案分配频段与功率，计算应急通信网用户，所在公众通信网络区群以及相邻18个区群用户信干比(SINR)。
对比方案为应急通信网与公众通信网络均使用全部频段，且采用全功率发射。
(2)部分仿真参数如下表1所示。
表1 仿真参数设置
考虑天线增益，路径损耗，阴影衰落，穿透损耗以及耦合损耗。仿真场景及参数依据:
[1]3GPP TR36.814 Table B.1.2.1 Path loss models.
[2]3GPP TR36.814 Table A.2.1.1.2-3.Heterogeneous system simulationbaseline parameters.
(3)仿真结果及分析：
本发明中应急通信网络的网络拓扑结构如图10所示。从仿真结果图11、图12中可以看出，当公众通信网络与应急通信系统采用提出的方案使用频段及功率时，较二者均使用全频段全功率，应急通信系统用户信干比提高约12dB，而公众通信网络用户信干比也提高5dB左右。
从图13、图14中可以看出，当公众通信网络与应急通信系统采用提出的方案使用频段及功率时，较二者均使用全频段全功率，应急通信系统用户频谱效率提高约43％，而公众通信网络用户的频谱效率也可以由于采用部分频率复用部署而获得频谱效率提升。
通过上述仿真实验可以表明本发明提供的应急通信网络部署方法和基站能在公众通信网络系统与应急系统互联互通情况下，更好地提升公众通信网络用户与应急通信系统用户的性能，降低干扰、提高频谱利用率，有效保证了二者互联互通。
综上所述，本发明提供的应急通信网络部署方法和基站，在应急通信网与公众通信网异构混合的情况下采用正交分配的原则，使用频率复用用以实现两者网络的互联互通。本发明可以在不用部署专网的情况下，在公众通信网基础上部署应急通信网，且可以保证互联互通。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (12)

1.一种应急通信网络部署方法，其特征在于，包括：
获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案；
如果是部分频率复用部署方案，则
获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号；
获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息；
获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案；
根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；
根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段；
根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的功率；其中，
所述获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号包括：
将部分频率复用部署方案中3个两两相邻的公众通信网络小区作为一个区群；
获取应急通信网的部署区域的区群；
将所述区群中两两相邻的公众通信网络小区编号为第一小区、第二小区、第三小区；
所述向应急通信网络部署区域分配相应的频段包括：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署公众通信网络小区中心部署的频段和未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠，则部署公众通信网络小区中心部署的频段；
所述向应急通信网络部署区域分配相应的功率包括：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且不在当前小区边缘区域，则所述待部署应急区域采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且在当前小区边缘区域，则所述待部署应急区域采用限制功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则所述待部署应急区域的第一频段采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠，则所述待部署应急区域采用全功率发射。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息包括：
获取所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况是根据用户及其业务的分布和系统负载动态调整的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据应急通信网的部署区域确待定部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域包括：
根据当地的地理信息系统确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据待定部署的应急通信网所在小区实际的参考信号接收功率或者导频信号强度确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据实际公众通信网络小区的部分频率复用部署内外环半径确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率可根据实际的信号与干扰加噪声比适时调整的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案还包括：将公众通信网络的频率复用方案调整为部分频率复用部署方案的步骤。
7.一种应急通信基站，其特征在于，包括：
频率复用方案获取单元，用于获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案；
小区部署信息获取单元，用于获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区的小区部署信息并编号；
区域划分信息获取单元，用于获取编号后的公众通信网络地区的小区部分频率复用部署方案中区域划分信息；
频段和功率获取单元，用于获取部分频率复用部署方案中频段划分方案和功率分配方案；
重叠区域识别单元，用于根据应急通信网的部署区域确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；
频段分配单元，用于根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的频段；
功率分配单元，用于根据待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域，向应急通信网络部署区域分配相应的功率；其中，
所述小区部署信息获取单元包括：
区群划分单元，用于将部分频率复用部署方案中3个两两相邻的公众通信网络小区作为一个区群；
编号单元，用于获取应急通信网的部署区域的区群，将所述区群中两两相邻的公众通信网络小区编号为第一小区、第二小区、第三小区；
所述频段分配单元是通过以下方式向应急通信网络部署区域分配相应的频段的：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则给待部署应急通信网区域部署公众通信网络小区中心部署的频段和未重叠公众通信网络小区边缘部署的频段；
如果，待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠，则部署公众通信网络小区中心部署的频段；
所述功率分配单元是按以下方式分配应急通信网络部署区域的功率的：
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且不在当前小区边缘区域，则所述待部署应急区域采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中其中一个小区重叠，且在当前小区边缘区域，则所述待部署应急区域采用限制功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中两个相邻小区重叠，则所述待部署应急区域的第一频段采用全功率发射；
如果待部署应急通信网区域与公众通信网络地区的所述区群中的三个小区均重叠，则所述待部署应急区域采用全功率发射。
8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述区域划分信息包括：
所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况。
9.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述公众通信网络小区中的中心区域和边缘区域划分情况是根据用户及其业务的分布和系统负载动态调整的。
10.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述重叠区域识别单元是通过以下方式确定待定部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域：
根据当地的地理信息系统确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据待定部署的应急通信网所在小区实际的参考信号接收功率或者导频信号强度确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域；或，
根据实际公众通信网络小区的部分频率复用部署内外环半径确定待部署的应急通信网与公众通信网络地区的小区的重叠区域。
11.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述功率是根据实际的信号与干扰加噪声比适时调整的。
12.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，还包括：
频率复用方案调整单元，用于在所述获取待部署应急通信网络所在公众通信网络地区所采用的频率复用方案之后，将公众通信网络的频率复用方案调整为部分频率复用部署方案。
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