CN107889125B - 自适应调整通信频段的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应调整系统带宽的方法，用于宽带无线通信系统，该方法包括在开始业务前，执行以下步骤：a.获得该宽带无线通信系统所支持的频段内的功率分布；b.获得该频段内的不同子频段处，该宽带无线通信系统所支持的一个或多个系统带宽中的每个系统带宽内的平均信号强度；c.根据各平均信号强度统计各个系统带宽下的最小平均信号强度和对应子频段序号；d.比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限，且选择最小平均信号强度低于干扰门限的系统带宽和对应中心频点进行布网设置。

Description

自适应调整通信频段的方法和设备

技术领域

本发明主要涉及宽带无线通信系统，尤其涉及一种宽带无线通信系统中自适应调整通信频段的方法和设备。

背景技术

宽带无线通信系统(Broadband Wireless Communication System)是指数据传输速度在1Mbit/S以上的通信系统。它涵盖多种不同标准的通信协议，例如WLAN、WiMAX、3G、4G等。

宽带无线通信系统因为带宽较大而容易受干扰。特别是在公用频段(如2.4G频段)，不同的通信系统夹杂，相互独立而无法相互协调，很容易遇到干扰影响传输性能的问题。在这个场景下，通用的一些方法是降低编码效率，增加冗余，让传输更可靠；或者进行一些频率选择的调度传输，让宽带系统中的部分频带来承载业务。这些方法虽然通过一些策略降低了干扰的影响，但是因为干扰是相互的，本系统也同时对其他系统造成同样的干扰，因此在整个空口环境中，整体传输效率并没有提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自适应调整通信频段的方法，可以让通信系统在避免干扰的同时，也减少对其他通信系统的干扰，以增加频谱的利用率，提升公共频段的传输效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应调整系统带宽的方法，用于宽带无线通信系统，该方法包括在开始业务前，执行以下步骤：a.获得该宽带无线通信系统所支持的频段内的功率分布；b.获得该频段内的不同子频段处，该宽带无线通信系统所支持的一个或多个系统带宽中的每个系统带宽内的平均信号强度；c.根据各平均信号强度统计各个系统带宽下的最小平均信号强度和对应子频段序号；d.比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限，且选择最小平均信号强度低于干扰门限的系统带宽和对应中心频点进行布网设置。

在本发明的一实施例中，该步骤a包括：获得该频段内的一个或多个子频段的信号强度、信号电平或信号功率。

在本发明的一实施例中，比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限的顺序是按照带宽从大到小依次比较。

在本发明的一实施例中，在比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限的步骤中，如果无法找到最小平均信号强度低于该干扰门限的系统带宽，则选择各个系统带宽下的最小平均信号强度中最小的最小平均信号强度。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括在业务过程中执行如下步骤：e.获得各个子带的信号质量测量结果；f.判断各测量结果是否在预定时间内均持续低于质量门限；g.如果各测量结果在预定时间内均持续低于质量门限，则认为整个该频段都受到干扰，重新执行该步骤a-d；h.如果部分测量结果在预定时间内未低于质量门限，则获得未受干扰影响的最大连续带宽；i.根据未受干扰影响的最大连续带宽重新选择系统带宽和对应中心频点。

在本发明的一实施例中，该步骤h包括：将各子带中信号质量测量结果中达到该质量门限的子带索引汇总成一个集合；对于该集合中的元素，将计算数字上连续的元素组合成子集合；以及计算每个子集合对应的带宽。

在本发明的一实施例中，该步骤h包括：选择最大带宽的子集合，以小于等于所选子集合的最大系统带宽作为新的可用系统带宽；以及以该子集合对应的中间频率作为新的中心频点。

在本发明的一实施例中，该步骤h包括：选择最大带宽的子集合，以小于等于所选子集合的最大系统带宽作为新的可用系统带宽；以及将该子集合分为多个连续的子带集合，依次统计每个子带集合的平均信号质量，以信号质量最高子带集合的中间频点作为新的中心频点。

在本发明的一实施例中，该步骤h包括：按照系统带宽从大到小依次选择系统带宽，判断每个子集合对应的带宽中是否有大于等于所选系统带宽的可用带宽，如果存在，则以该可用带宽作为新的系统带宽，以该可用带宽对应的子集合的中间频点作为新的中心频点；以及当存在多个该可用带宽时，进一步选择平均信号质量更高的子集合及其对应的可用带宽。

本发明还提出一种自适应调整通信频段的设备，用于宽带无线通信系统，该设备包括一处理器，该处理器用于在开始业务前，执行以下步骤：a.获得该宽带无线通信系统所支持的频段内的功率分布；b.获得该频段内的不同子频段处，该宽带无线通信系统所支持的一个或多个系统带宽中的每个系统带宽内的平均信号强度；c.根据各平均信号强度统计各个系统带宽下的最小平均信号强度和对应子频段序号；d.比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限，且选择最小平均信号强度低于干扰门限的系统带宽和对应中心频点进行布网设置。

本发明还提出一种宽带无线通信系统，包括如上所述的自适应调整通信频段的设备。

与现有技术相比，本发明能够自主检测到空口信号强度以评估干扰情况，据此自适应的进行调整通信频段。因此本发明在本系统通信质量的同时，也避免对其他系统的干扰，从而提升整个空口环境的传输质量。

附图说明

图1是本发明一实施例的宽带无线通信系统示意图。

图2是本发明一实施例的自适应调整通信频段的方法流程图。

图3是本发明另一实施例的自适应调整通信频段的方法流程图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明的实施例描述宽带无线通信系统中自适应调整通信频段的方法。在本发明的上下文中，宽带无线通信系统应作广义理解，是数据传输速度快(如在1Mbit/S以上)的通信系统。宽带无线通信系统的例子包括但不限于WLAN、蓝牙、WiMAX、3G、4G等标准的通信系统。

图1是本发明一实施例的宽带无线通信系统示意图。参考图1所示，本实施例的宽带无线通信系统可包括第一设备101、第二设备102、第三设备103和第四设备104。这些设备101-104通过无线网络110连接，它们中任意两者之间可以进行通信。在通信时，由其中一个设备，如设备101发起通信，另一个设备，如设备102响应通信。发起通信的设备101根据检测到的干扰来自适应地调整通信频段。如果需要，响应通信的设备102也可以协助进行自适应调整。

在本发明的实施例中，对通信频段的调整可包括对中心频点的调整以及/或者系统带宽的调整。在系统带宽可以自适应调整的情况下，宽带通信系统本身需要支持多种传输带宽，比如类似LTE系统一样，支持20MHz/15MHz/10MHz/5MHz/3MHz/1.4MHz等。对于固定带宽的系统，只需对中心频点进行调整。

在下文中，将以普遍的方式描述通信频段的调整，其包含中心频点的调整以及系统带宽的调整。本领域技术人员可以理解，单独对中心频点或系统带宽的调整是下文描述的方法的特例。

图2是本发明一实施例的自适应调整通信频段的方法流程图。此方法是在开始业务前的布网阶段进行，且由发起通信的设备，如图1的设备101执行。设备101例如包括处理器，其适于执行图2所示的步骤。布网的作用就是选定一个特定的频点进行工作，而布网前，首先会对可用的频段整体进行扫描，确认周围空口的信号功率。这些信号对本通信系统来说，可以认为是干扰。因此，通过扫描获取到周围信号功率后，就需要进行筛选，根据本系统支持的带宽大小和干扰水平，挑选一个合适的频点和带宽。参考图2所示，此方法包括在开始业务前，执行以下步骤：

步骤201，获得宽带无线通信系统所支持的频段内的功率分布；

获得频段内的功率分布是将频段划分为一个或多个子频段，计算每个子频段的信号强度、信号电平或信号功率等功率指标，由此各个子频段的功率指标组成整个频段内的功率分布。

在此，假设宽带无线通信系统所支持的频段总带宽为Total_BW，按照ΔBW子带宽列出每个子带宽的信号强度RSSI_n(也可以使用信号电平、信号功率)，共分

个结果，RSSI_n中的n为整数且n的范围为

步骤202，获得频段内的不同子频段处，宽带无线通信系统所支持的一个或多个系统带宽中的每个系统带宽内的平均信号强度。

如前所述，宽带无线通信系统可以支持一个系统带宽(如固定带宽的系统)或多个系统带宽(如可变带宽的系统)。为此需要了解在频段内不同子频段处，每个系统带宽的平均信号强度，作为选择系统带宽和频点的依据。

假设，本系统支持的系统带宽为SysBW₁,SysBW₂,……SysBW_M，M为支持的带宽种类，M为正整数。分别统计不同系统带宽，频段内不同子频段的平均信号强度：

这里m,i是变量。m为1,2,3,…,M。

由此，两维结果

表征了在不同子频段处(以i作为序号表示)，每个系统带宽(以m为序号表示)内的平均信号强度。

步骤203，根据各平均信号强度统计各个系统带宽下的最小平均信号强度和对应子频段序号。

具体地说，针对步骤202计算得到的两维结果

统计每个系统带宽下最小的平均信号强度

并保存每个系统带宽下取得最小平均信号强度时的i值MinRSSI_Index[m]＝i。

在步骤204，比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限，且选择最小平均信号强度低于干扰门限的系统带宽和对应中心频点进行布网设置。

具体地说，根据本系统的抗干扰能力，定义干扰门限RSSI_Threshold。按照带宽从大到小依次比较

和RSSI_Threshold的大小，如果

则认为可以接受，以此系统带宽作为布网的带宽，以如下方式确定中心频点：

其中Freq_Start为频段的起始频率。

当然可以理解，本发明的实施例并不限定以从大到小的顺序来进行上述的比较，只要能够获得低于干扰门限的最小平均信号强度即可。

在得到系统带宽和中心频点后，即可进行通信系统网络的设置。

在步骤204中，可能出现无法找到最小平均信号强度低于干扰门限的系统带宽的情况。在这种情况下，可以选择各个系统带宽下的最小平均信号强度中最小的最小平均信号强度。具体地说，无法找到一个带宽的

满足条件，则认为所有带宽下均存在干扰，则可以选择最小的

对应的系统带宽进行布网。通常情况下，这一系统带宽也会是最小的系统带宽。

另外，在开始业务后的业务阶段，可能会出现新的干扰，如果干扰持续存在，影响了正常的业务，则需要对无线网络进行一些调整，以达到改善通信质量的目的。

图3是本发明另一实施例的自适应调整通信频段的方法流程图。此方法是在业务阶段进行，且由发起通信的设备，如图1的设备101执行。设备101例如包括处理器，其适于执行图3所示的步骤。参考图3所示，此方法包括在业务过程中执行如下步骤：

在步骤301，获得各个子频段的信号质量测量结果；

假设当前工作中心频点为Freq_curr，工作带宽为BW_curr。业务过程中，响应通信的设备，例如设备102周期性的上报测量结果给发起通信的设备，例如设备101。测量结果中包含对整个系统带宽的测量情况，其可以用系带宽内的多个子带的测量情况来表征。假设以ΔBW_meas为子带测量带宽，则整个系统带宽共分为

个子带，每个子带测量平均信号质量(如信噪比SNR)。按照子带宽组合测量结果SNR_subband[n]，其中n的范围是

子带测量结果将汇总上报给设备101。

在步骤302，判断各测量结果是否在预定时间内均持续低于质量门限。

这里，判断从两个方面进行。一是判断本次测量的结果相对之前测量结果的总体变化情况，二是判断本次测量结果中各个子带之间的差异情况。

对总体变化判断而言，在步骤303，如果各测量结果在预定时间内均持续低于质量门限，则认为整个该频段都受到干扰，重新执行布网阶段的步骤，即执行图2所示的步骤201-204。

具体地说，如果本次测量结果中SNR_subband[n]均低于门限SNR_Threshold，则开始计时，如果在预定时间内持续保持这一状态，则可以认为整个带宽都受到了干扰，相反，如果在预定时间内多次测量结果SNR_subband[n]超过门限SNR_Threshold，则停止计时。可以使用定时器T_OutOfSync来进行前述的计时。

对各子带的差异判断而言，在步骤304，如果部分测量结果在预定时间内未低于质量门限，即只是部分子带出现了信号质量的恶化，则说明干扰出现在部分子带上，并非全部带宽，那么获得未受干扰影响的最大连续带宽。

具体地说，可将各子带中信号质量SNR_subband[n]中高于质量门限SNR_Threshold的子带索引汇总成一个集合M，m∈M,if SNR_subband[m]≥SNR_Threshold。对于集合M中的元素，将计算数字上连续的元素组合成子集合M＝{M₁,M₂,……,M_n}，其中M_i＝{m_a,m_a+1,m_a+2……}。然后计算每个M_i对应的带宽BW_i＝card(M_i)×ΔBW_meas。

在步骤305，根据未受干扰影响的最大连续带宽重新选择系统带宽和对应中心频点。

在一个示例中，可以选择最大带宽的子集合M_i，以小于等于所选子集合M_i的最大系统带宽作为新的可用系统带宽SysBW_a≤M_i，SysBW_a+1＞M_i；以该子集合M_i对应的中间频率作为新的系统中心频点。

在另一个示例中，可以选择最大带宽的子集合M_i，以小于等于所选子集合M_i的最大系统带宽作为新的可用系统带宽SysBW_a≤M_i，SysBW_a+1＞M_i；将子集合M_i再细分为多个连续的子带集合，子带个数为

依次统计每个子带的平均信号质量(可以以SNR表征)，以平均信号质量最高的子带集合的中间频点作为系统的中心频点。

在又一个示例中，可以按照系统带宽从大到小依次选择系统带宽SysBW_a，判断每个子集合对应的带宽BW_i中是否有大于等于所选系统带宽SysBW_a的可用带宽BW_a，如果存在，则选择此可用带宽BW_a对应的SysBW_a作为新的系统带宽。以此可用带宽对应的子集合的中间频点作为新的中心频点。

当存在多个可用带宽BW_i满足条件，则可以通过进一步判断子带平均信号质量更高的子集合及其对应的系统带宽BW_i，作为布置新频点的选择依据。

在步骤306，设置新的中心频点和带宽，进行重新布网或频点、带宽调整。

设备102会将该决定通知设备102，整个系统进入调整阶段。

调整完成后，重新开始通信，并重复步骤301-306的过程。

本发明的上述实施例的方法和系统，能够自主检测到空口信号强度以评估干扰情况，据此自适应的进行调整通信频段。因此本发明在本系统通信质量的同时，也避免对其他系统的干扰，从而提升整个空口环境的传输质量。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种自适应调整系统带宽的方法，用于宽带无线通信系统，该方法包括在开始业务前，执行以下步骤：

a.获得该宽带无线通信系统所支持的频段内的功率分布；

b.获得该频段内的不同子频段处，该宽带无线通信系统所支持的一个或多个系统带宽中的每个系统带宽内的平均信号强度；

c.根据各平均信号强度统计各个系统带宽下的最小平均信号强度和对应子频段序号；

d.比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限，且选择最小平均信号强度低于干扰门限的系统带宽和对应中心频点进行布网设置；

e.获得各个子带的信号质量测量结果；

f.判断各测量结果是否在预定时间内均持续低于质量门限；

g.如果各测量结果在预定时间内均持续低于质量门限，则认为整个该频段都受到干扰，重新执行该步骤a-d；

h.如果部分测量结果在预定时间内未低于质量门限，则获得未受干扰影响的最大连续带宽；

i.根据未受干扰影响的最大连续带宽重新选择系统带宽和对应中心频点；

其中，该步骤h包括：将各子带中信号质量测量结果中达到该质量门限的子带索引汇总成一个集合；对于该集合中的元素，将计算数字上连续的元素组合成子集合；以及计算每个子集合对应的带宽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该步骤a包括：获得该频段内的一个或多个子频段的信号强度、信号电平或信号功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限的顺序是按照带宽从大到小依次比较。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限的步骤中，如果无法找到最小平均信号强度低于该干扰门限的系统带宽，则选择各个系统带宽下的最小平均信号强度中最小的最小平均信号强度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该步骤h包括：

选择最大带宽的子集合，以小于等于所选子集合的最大系统带宽作为新的可用系统带宽；以及

以该子集合对应的中间频率作为新的中心频点。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该步骤h包括：

选择最大带宽的子集合，以小于等于所选子集合的最大系统带宽作为新的可用系统带宽；以及

将该子集合分为多个连续的子带集合，依次统计每个子带集合的平均信号质量，以信号质量最高子带集合的中间频点作为新的中心频点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该步骤h包括：

按照系统带宽从大到小依次选择系统带宽，判断每个子集合对应的带宽中是否有大于等于所选系统带宽的可用带宽，如果存在，则以该可用带宽作为新的系统带宽，以该可用带宽对应的子集合的中间频点作为新的中心频点；以及

当存在多个该可用带宽时，进一步选择平均信号质量更高的子集合及其对应的可用带宽。

8.一种自适应调整通信频段的设备，用于宽带无线通信系统，该设备包括一处理器，该处理器用于在开始业务前，执行以下步骤：

a.获得该宽带无线通信系统所支持的频段内的功率分布；

b.获得该频段内的不同子频段处，该宽带无线通信系统所支持的一个或多个系统带宽中的每个系统带宽内的平均信号强度；

c.根据各平均信号强度统计各个系统带宽下的最小平均信号强度和对应子频段序号；

d.比较各个系统带宽下的最小平均信号强度与干扰门限，且选择最小平均信号强度低于干扰门限的系统带宽和对应中心频点进行布网设置；

e.获得各个子带的信号质量测量结果；

f.判断各测量结果是否在预定时间内均持续低于质量门限；

g.如果各测量结果在预定时间内均持续低于质量门限，则认为整个该频段都受到干扰，重新执行该步骤a-d；

h.如果部分测量结果在预定时间内未低于质量门限，则获得未受干扰影响的最大连续带宽；

i.根据未受干扰影响的最大连续带宽重新选择系统带宽和对应中心频点；

其中，该步骤h包括：将各子带中信号质量测量结果中达到该质量门限的子带索引汇总成一个集合；对于该集合中的元素，将计算数字上连续的元素组合成子集合；以及计算每个子集合对应的带宽。

9.一种宽带无线通信系统，包括如权利要求8所述的自适应调整通信频段的设备。

Images