CN109152048A - 一种空分复用方法、基站及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空分复用方法、基站及计算机可读存储介质，该空分复用方法应用于基站，所述基站包括至少一个信号塔，每一信号塔上设置有两个射频拉远单元，所述方法包括：检测是否有列车进入预设空分区域，其中，所述预设空分区域为所述信号塔所处区域；当检测到有列车进入所述预设空分区域时，对位于列车上的用户终端执行空分配对；对执行了空分配对的用户终端进行空分调度。本发明中，设置与基站的信号塔对应的预设空分区域，当列车进入预设空分区域时，对列车上的用户终端进行空分配对，并执行空分调度，从而可以提升小区的吞吐量。

Description

一种空分复用方法、基站及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种空分复用方法、基站及计算机可读存储介质。
背景技术
专门为覆盖某一种场景而建设的网络，通常称为“专网”，例如为满足铁路上用户的通信需求而覆盖的网络，该种类型的网络的建设方式、网络参数配置和规划指标等，通常与普通商用网络(可称为“公网”)存在一些差异。
请参考图1，图1为现有的铁路覆盖网络的结构示意图，铁路覆盖网络采用在铁路沿线连续布置信号塔的方式，每个信号塔上配置2个RRU(射频拉远单元，Radio RemoteUnit)，2个RRU背靠背设置。为降低切换频率，通常将6～8个RRU合并组成一个小区。图1中，是将6个RRU合并组成一个小区为例。
通常一辆列车上4G RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)连接用户数为200个左右(与上座率和4G渗透率相关)，如遇列车交汇时，小区RRC连接用户数则可能会翻倍，此时，小区PRB(physical resource block，物理资源块)占用率较高，可达80％左右，对用户体验影响明显。
现网中，当PRB利用率高于某一门限时，通常采用载波扩容的方式解决容量受限的问题，但由于列车车厢穿透损耗较大，如采用高频段扩容，网络部署成本高，而低频段资源有限，且存在与公网同频干扰的问题，导致载波扩容存在一定难度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种空分复用方法、基站及计算机可读存储介质，用于解决铁路覆盖网络中容量受限的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种空分复用方法，应用于基站，所述基站包括至少一个信号塔，每一信号塔上设置有两个射频拉远单元，所述方法包括：
检测是否有列车进入预设空分区域，其中，所述预设空分区域为所述信号塔所处区域；
当检测到有列车进入所述预设空分区域时，对位于列车上的用户终端执行空分配对；
对执行了空分配对的用户终端进行空分调度。
优选地，所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤包括：
检测小区内的用户终端的上行频偏分布，当检测到小区内部分用户终端的上行信号频偏由不为零且方向一致，变化为不为零且部分方向相反时，判定列车进入预设空分区域。
优选地，所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤包括：
检测信号塔上的两个射频拉远单元是否均接收到位于列车上的用户终端的上行数据；
当检测到信号塔上的两个射频拉远单元均接收到位于列车上的用户终端的上行数据时，判定列车进入预设空分区域。
优选地，所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤之前，还包括：
检测是否有列车进入小区；
当检测到有列车进入小区时，执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
优选地，所述检测是否有列车进入小区的步骤之后，还包括：
当检测到有列车进入小区之后，检测列车是否离开小区；
当检测到列车离开小区时，停止执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
优选地，所述对位于列车上的用户终端执行空分配对的步骤包括：
从列车所处的预设空分区域对应的信号塔的两个射频拉远单元的两个空分用户集合中选择用户终端执行空分配对。
优选地，所述空分配对包括上行空分配对和/或下行空分配对。
优选地，当所述空分配对包括下行空分配对时，所述对执行了空分配对的用户终端进行空分调度的步骤包括：
对执行了空分配对的用户终端，在发送下行数据时，只在用户终端接入的射频拉远单元上发送该用户终端的下行业务信道数据，且在用户终端接入的射频拉远单元以及与用户终端接入的射频拉远单元属于同一信号塔的另一射频拉远单元上，均下发小区控制信道和公共信息。
本发明还提供一种基站，包括至少一个信号塔，每一信号塔上设置有两个射频拉远单元，还包括：
处理器，用于检测是否有列车进入预设空分区域，其中，所述预设空分区域为所述信号塔所处区域；当检测到有列车进入所述预设空分区域时，对位于列车上的用户终端执行空分配对；对执行了空分配对的用户终端进行空分调度。
优选地，所述处理器，还用于检测小区内的用户终端的上行频偏分布，当检测到小区内部分用户终端的上行信号频偏由不为零且方向一致，变化为不为零且部分方向相反时，判定列车进入预设空分区域。
优选地，所述处理器，还用于检测信号塔上的两个射频拉远单元是否均接收到位于列车上的用户终端的上行数据；当检测到信号塔上的两个射频拉远单元均接收到位于列车上的用户终端的上行数据时，判定列车进入预设空分区域。
优选地，所述处理器，还用于检测是否有列车进入小区；当检测到有列车进入小区时，执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
优选地，所述处理器，还用于当检测到有列车进入小区之后，检测列车是否离开小区；当检测到列车离开小区时，停止执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
优选地，所述处理器，还用于从列车所处的预设空分区域对应的信号塔的两个射频拉远单元的两个空分用户集合中选择用户终端执行空分配对。
优选地，所述空分配对包括上行空分配对和/或下行空分配对。
优选地，当所述空分配对包括下行空分配对时，所述处理器，还用于对执行了空分配对的用户终端，在发送下行数据时，只在用户终端接入的射频拉远单元上发送该用户终端的下行业务信道数据，且在用户终端接入的射频拉远单元以及与用户终端接入的射频拉远单元属于同一信号塔的另一射频拉远单元上，均下发小区控制信道和公共信息。
本发明还提供一种基站，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述空分复用方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述空分复用方法中的步骤。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
设置与基站的信号塔对应的预设空分区域，当列车进入预设空分区域时，对列车上的用户终端进行空分配对，并执行空分调度，从而可以提升小区的吞吐量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的铁路覆盖网络的结构示意图；
图2为本发明一实施例的空分复用方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例的小区内的预设空分区域的分布示意图；
图4为本发明一实施例的用户终端的上行频偏分布的示意图；
图5为本发明一实施例的基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决铁路覆盖网络中容量受限的问题，本发明实施例提供一种空分复用方法、基站及计算机可读存储介质，通过设置与基站的信号塔对应的预设空分区域，当列车进入预设空分区域时，对列车上的用户终端进行空分配对，并执行空分调度，从而可以提升小区的吞吐量。
本发明实施例中的铁路覆盖网络与图1所示的铁路覆盖网络的结构类似，铁路覆盖网络采用在铁路沿线连续布置信号塔的方式，每个信号塔上配置两个射频拉远单元，优选地，两个射频拉远单元背靠背设置，所谓背靠背设置即在铁路的延伸方向上，一个射频拉远单元的发射方向指向铁路的一个延伸方向，另外一个射频拉远单元的发射方向指向相反的方向。本发明实施例中，一个基站可以包括一个信号塔，为降低切换频率，也可以是一个基站包括多个信号塔，通常情况下，可以将6～8个射频拉远单元合并组成一个小区，即一个基站包括6～8个射频拉远单元。
请参考图2，图2为本发明一实施例的空分复用方法的流程示意图，该空分复用方法应用于基站，所述基站包括至少一个信号塔，每一信号塔上设置有两个射频拉远单元，优选地，所述两个射频拉远单元背靠背设置。
所述空分复用方法包括：
步骤21：检测是否有列车进入预设空分区域，其中，所述预设空分区域为所述信号塔所处区域；
请参考图3，图3为本发明一实施例的小区内的预设空分区域的分布示意图，从图3中可以看出，一个小区内包括三个信号塔31，每一信号塔31上设置有两个射频拉远单元311，两个射频拉远单元背靠背设置，每一信号塔31对应一预设空分区域32，预设空分区域32为对应的信号塔31附近的列车所经区域。
步骤22：当检测到有列车进入所述预设空分区域时，对位于列车上的用户终端执行空分配对；
步骤23：对执行了空分配对的用户终端进行空分调度。
通过本发明实施例提供的方法，当列车进入小区内的预设空分区域时，对列车上的用户终端进行空分配对，并执行空分调度，以提升小区的吞吐量。
本发明实施例中的基站可以是全球移动通讯(Global System of Mobilecommunication，简称GSM)或码分多址(Code Division Multiple Access，简称CDMA)中的基站(Base Transceiver Station，简称BTS)，也可以是宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，简称WCDMA)中的基站(NodeB，简称NB)，还可以是LTE中的演进型基站(Evolutional Node B，简称eNB或eNodeB)，或者中继站或接入点，或者未来5G网络中的基站等，在此并不限定。
本发明实施例中，可以通过多种方式检测是否有列车进入预设空分区域，下面举例进行说明。
在本发明的一些优选实施例中，可以通过以下方法检测是否有列车进入预设空分区域：检测小区内的用户终端的上行频偏分布，当检测到小区内部分用户终端的上行信号频偏由不为零且方向一致，变化为不为零且部分方向相反时，判定列车进入预设空分区域。
例如检测到列车上高于或不低于预设比例的用户终端的上行信号频偏由不为零且方向一致，变化为不为零且部分方向相反时，判定列车进入预设空分区域。
所述预设比例可以根据需要设置，例如80％。
由于用户终端在高速运动时，会引起多普勒偏移，且运动速度越快，多普勒偏移越严重，由于铁路上的列车运行的速度很快，因此，位于列车上的用户终端产生的多普勒偏移比较严重，因而，本发明实施例中，通过检测小区内的用户终端的上行频偏分布情况，来判断列车是否进入预设空分区域。
请参考图4，图4为本发明一实施例的用户终端的上行频偏分布的示意图，图4中，32为小区内的预设空分区域，33为相邻的信号塔31之间的非空分区域，曲线40为用户终端的上行信号的多普勒偏移量，从图4中可以看出，当用户终端从非空分区域进入预设空分区域时，列车上的用户终端的上行信号频偏的方向由相同变成部分相反的方向。
在本发明的另外一些优选实施例中，还可以通过以下方法检测是否有列车进入预设空分区域：检测信号塔上的两个射频拉远单元是否均接收到位于列车上的用户终端的上行数据；当检测到信号塔上的两个射频拉远单元均接收到位于列车上的用户终端的上行数据时，判定列车进入预设空分区域。
信号塔上的两个射频拉远单元均接收到位于列车上的用户终端的上行数据，则说明列车位于信号塔对应的预设空分区域中。
本发明实施例中，基站还需要首先判断出小区内的哪些用户终端是列车上的用户终端，具体的，可以通过多种方式判断，例如通过检测用户终端的上行频偏值，或者检测用户终端的移动速度等方式，从小区内的所有用户终端中选择出列车上的用户终端。
本发明实施例中，基站如果时刻检测是否有列车进入预设空分区域的话，则会浪费比较多的资源，优选地，本发明实施例中，基站可以首先检测是否有列车进入小区，当检测到列车进入小区后，再执行检测是否有列车进入预设空分区域的步骤，以降低基站的开销。
本发明实施例中，所述基站可以通过多种方式检测是否有列车进入小区，下面举例进行说明。
在本发明的一些实施例中，所述基站可以通过检测小区内的RRC连接态的用户终端的个数是否高于或不低于预设门限，当检测到小区内的RRC连接态的用户终端的个数高于或不低于预设门限时，判定有列车进入小区。
所述预设门限可以根据需要设置，例如可以是180。
在本发明的另外一些实施例中，所述基站可以通过检测小区内是否有预设比例的用户终端的移动速度高于或不低于预设速度门限，当检测到小区内有预设比例用户终端的移动速度高于或不低于预设速度门限时，判定有列车进入小区。
为进一步降低基站的开销，本发明实施例中，优选地，可以当检测到有列车进入所述小区之后，检测列车是否离开小区；当检测到列车离开小区时，停止执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
本发明实施例中，所述基站可以也通过多种方式检测列车是否离开小区，下面举例进行说明。
在本发明的一些实施例中，所述基站可以通过检测小区内的RRC连接态的用户终端的个数是否低于或不高于预设门限，当检测到小区内的RRC连接态的用户终端的个数低于或不高于预设门限时，判定列车离开小区。
在本发明的一些实施例中，所述空分配对可以包括上行空分配对，以提升上行频谱速率。
在本发明的另外一些实施例中，所述空分配对可以包括下行空分配对，以提升下行频谱速率。
或者，在本发明的一些优选实施例中，所述空分配对同时包括上行空分配对和下行空分配对，以同时提升上行和下行频谱速率。
本发明实施例中，优选地，对列车所处的预设空分区域对应的信号塔的两个射频拉远单元的两个空分用户集合中的用户终端执行空分配对。
优选地，基站可以根据列车所处的预设空分区域对应的信号塔的两个射频拉远单元接收到的上行数据，判断哪些用户终端属于空分用户集合。
具体配对时，可以从列车所处的预设空分区域对应的信号塔的其中一个射频拉远单元的空分用户集合中选取一个用户终端，从另外一个射频拉远单元的空分用户集合中选取一个用户终端，进行配对。
优选地，所述空分用户集合是实时更新的，以使得空分配对结果更准确。
当执行上行空分配对，优选地，基站根据所述空分用户集合中的用户终端的上行业务类型和/或上行信道质量，进行上行空分配对。例如，将空分用户集合中的上行业务类型相同的用户终端，进行上行空分配对。
当执行下行空分配对，优选地，基站根据所述空分用户集合中的用户终端的下行业务类型和/或下行信道质量，进行下行空分配对。例如，将空分用户集合中的下行业务类型相同的用户终端，进行下行空分配对。
当基站执行了下行空分配对时，优选地，所述对执行了空分配对的用户终端进行空分调度的步骤包括：对执行了空分配对的用户终端，在发送下行数据时，只在用户终端接入的射频拉远单元上发送该用户终端的下行业务信道数据，且在用户终端接入的射频拉远单元以及与用户终端接入的射频拉远单元属于同一信号塔的另一射频拉远单元上，均下发小区控制信道和公共信息。
下面举例对本发明实施例中的空分复用方法的效果进行评估，以上行业务为例，假设部署了基站的高铁站间距800米，高铁列车为16节车厢(约400米)，列车上的用户均匀分布，且上行业务类型基本一致，考虑单用户上行空分预期增益为60％(根据大数据统计结果得出)，那么小区上行吞吐量整体可提升15％左右，且高铁站间距越小，增益越高，计算小区上行吞吐量的增益计算公式如下：
其中，Gain为小区上行吞吐量的增益。
基于同一发明构思，本发明还提供一种基站，请参考图5，该基站包括至少一个信号塔31，每一信号塔31上设置有两个射频拉远单元311，所述基站还包括：
处理器34，与信号塔31上的两个射频拉远单元311连接，用于检测是否有列车进入预设空分区域，其中，所述预设空分区域为所述信号塔所处区域；当检测到有列车进入所述预设空分区域时，对位于列车上的用户终端执行空分配对；对执行了空分配对的用户终端进行空分调度。
通过本发明实施例提供的基站，当列车进入小区内的预设空分区域时，对列车上的用户终端进行空分配对，并执行空分调度，以提升小区的吞吐量。
优选地，所述处理器34，还用于检测小区内的用户终端的上行频偏分布，当检测到小区内部分用户终端的上行信号频偏由不为零且方向一致，变化为不为零且部分方向相反时，判定列车进入预设空分区域。
优选地，所述处理器34，还用于检测信号塔上的两个射频拉远单元是否均接收到位于列车上的用户终端的上行数据；当检测到信号塔上的两个射频拉远单元均接收到位于列车上的用户终端的上行数据时，判定列车进入预设空分区域。
优选地，所述处理器34，还用于检测是否有列车进入小区；当检测到有列车进入小区时，执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
优选地，所述处理器34，还用于当检测到有列车进入小区之后，检测列车是否离开小区；当检测到列车离开小区时，停止执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
优选地，所述处理器34，还用于从列车所处的预设空分区域对应的信号塔的两个射频拉远单元的两个空分用户集合中选择用户终端执行空分配对。
优选地，所述空分配对包括上行空分配对和/或下行空分配对。
优选地，当所述空分配对包括下行空分配对时，所述处理器34，还用于对执行了空分配对的用户终端，在发送下行数据时，只在用户终端接入的射频拉远单元上发送该用户终端的下行业务信道数据，且在用户终端接入的射频拉远单元以及与用户终端接入的射频拉远单元属于同一信号塔的另一射频拉远单元上，均下发小区控制信道和公共信息。
本发明还提供一种基站，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现上述空分复用方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述空分复用方法中的步骤。
上述实施例中的列车，可以是指铁路上的火车，也可以是地铁、城铁等列车。
上述计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
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 (18)

1.一种空分复用方法，应用于基站，所述基站包括至少一个信号塔，每一信号塔上设置有两个射频拉远单元，其特征在于，所述方法包括：
检测是否有列车进入预设空分区域，其中，所述预设空分区域为所述信号塔所处区域；
当检测到有列车进入所述预设空分区域时，对位于列车上的用户终端执行空分配对；
对执行了空分配对的用户终端进行空分调度。
2.根据权利要求1所述的空分复用方法，其特征在于，所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤包括：
检测小区内的用户终端的上行频偏分布，当检测到小区内部分用户终端的上行信号频偏由不为零且方向一致，变化为不为零且部分方向相反时，判定列车进入预设空分区域。
3.根据权利要求1所述的空分复用方法，其特征在于，所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤包括：
检测信号塔上的两个射频拉远单元是否均接收到位于列车上的用户终端的上行数据；
当检测到信号塔上的两个射频拉远单元均接收到位于列车上的用户终端的上行数据时，判定列车进入预设空分区域。
4.根据权利要求1所述的空分复用方法，其特征在于，所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤之前，还包括：
检测是否有列车进入小区；
当检测到有列车进入小区时，执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
5.根据权利要求4所述的空分复用方法，其特征在于，所述检测是否有列车进入小区的步骤之后，还包括：
当检测到有列车进入小区之后，检测列车是否离开小区；
当检测到列车离开小区时，停止执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
6.根据权利要求1所述的空分复用方法，其特征在于，所述对位于列车上的用户终端执行空分配对的步骤包括：
从列车所处的预设空分区域对应的信号塔的两个射频拉远单元的两个空分用户集合中选择用户终端执行空分配对。
7.根据权利要求1所述的空分复用方法，其特征在于，所述空分配对包括上行空分配对和/或下行空分配对。
8.根据权利要求7所述的空分复用方法，其特征在于，当所述空分配对包括下行空分配对时，所述对执行了空分配对的用户终端进行空分调度的步骤包括：
对执行了空分配对的用户终端，在发送下行数据时，只在用户终端接入的射频拉远单元上发送该用户终端的下行业务信道数据，且在用户终端接入的射频拉远单元以及与用户终端接入的射频拉远单元属于同一信号塔的另一射频拉远单元上，均下发小区控制信道和公共信息。
9.一种基站，包括至少一个信号塔，每一信号塔上设置有两个射频拉远单元，其特征在于，还包括：
处理器，用于检测是否有列车进入预设空分区域，其中，所述预设空分区域为所述信号塔所处区域；当检测到有列车进入所述预设空分区域时，对位于列车上的用户终端执行空分配对；对执行了空分配对的用户终端进行空分调度。
10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述处理器，还用于检测小区内的用户终端的上行频偏分布，当检测到小区内部分用户终端的上行信号频偏由不为零且方向一致，变化为不为零且部分方向相反时，判定列车进入预设空分区域。
11.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述处理器，还用于检测信号塔上的两个射频拉远单元是否均接收到位于列车上的用户终端的上行数据；当检测到信号塔上的两个射频拉远单元均接收到位于列车上的用户终端的上行数据时，判定列车进入预设空分区域。
12.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述处理器，还用于检测是否有列车进入小区；当检测到有列车进入小区时，执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
13.根据权利要求12所述的基站，其特征在于，所述处理器，还用于当检测到有列车进入小区之后，检测列车是否离开小区；当检测到列车离开小区时，停止执行所述检测是否有列车进入预设空分区域的步骤。
14.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述处理器，还用于从列车所处的预设空分区域对应的信号塔的两个射频拉远单元的两个空分用户集合中选择用户终端执行空分配对。
15.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述空分配对包括上行空分配对和/或下行空分配对。
16.根据权利要求15所述的基站，其特征在于，当所述空分配对包括下行空分配对时，所述处理器，还用于对执行了空分配对的用户终端，在发送下行数据时，只在用户终端接入的射频拉远单元上发送该用户终端的下行业务信道数据，且在用户终端接入的射频拉远单元以及与用户终端接入的射频拉远单元属于同一信号塔的另一射频拉远单元上，均下发小区控制信道和公共信息。
17.一种基站，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8任一项所述的空分复用方法。
18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的空分复用方法中的步骤。
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