CN110856221B - 一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法及其装置，包括以下步骤：步骤一：对新呼叫或正在进行的呼叫进行业务分类；步骤二：从预存的频谱地图数据中提取辅助信息，根据辅助信息和所述业务分类结果对信道进行可用性分类，根据所述可用性分类结果对所述新呼叫或正在进行的呼叫进行干扰规避。本发明通过对新呼叫或正在进行的呼叫进行干扰规避，可以有效降低通话的新呼叫阻塞率、切换失败率、掉话率，同时减少已经接入的呼叫由于干扰严重无法实现正确通信的情况产生。

Description

一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法及其装置。

背景技术

卫星通信系统由于其全球覆盖、不受地形地势影响等优点，一直是一种重要的通信手段。然而，对于卫星通信系统，除地球同步静止轨道(Geosynchronous Earth Orbit,GEO)卫星相对地面静止以外，其余的卫星一般都是按照一定的轨迹在空中不断运动，除此之外用户也有可能是不断移动的。因此，对于接入的呼叫来说，在其通信期间，有可能会进入不同的卫星覆盖区域，为了保持通话的继续，需要对呼叫进行切换，所以，接入与切换技术的研究是卫星通信系统相关技术中一个重要的组成部分。

目前，业界对该部分技术及其信道分配策略等进行了相应的研究。一般来说，典型的接入与切换的信道分配策略是无优先级、信道预留、排队等，这些策略各有各的优缺点，在这些策略的基础上，各位研究者进行了各种优化研究，提出了各种各样的策略方法，针对不同场景、不同标准、不同设想，可以得到各种各样的分配策略。其中，研究了信道预留策略、排队策略、软切换策略、接入控制策略、双层网络接入切换控制等，而这里面研究较多的是信道预留策略。根据如何进行信道预留提出了不同的方法：基于业务量预测、阴影衰落环境信道情况、基于排队时间、基于位置等。

对于卫星通信系统，其中会存在各种各样的干扰，包括人为干扰等，另外，在战时等特殊时期，除了一些自然干扰等以外，敌方同样也会人为的制造干扰，以期造成我方无法正常通信。对于这些干扰，有的时候进行干扰消除，而有的时候可以对干扰进行规避。现有技术在进行干扰规避时，如果遇到干扰信道，会直接舍弃这个信道，对通信资源造成了很大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的不足，提供一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法及其装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，包括以下步骤：

步骤一：对新呼叫或正在进行的呼叫进行业务分类；

步骤二：从预存的频谱地图数据中提取辅助信息，根据辅助信息和所述业务分类结果对信道进行可用性分类，根据所述可用性分类结果对所述新呼叫或正在进行的呼叫进行干扰规避。

优选的，对所述新呼叫或正在进行的呼叫进行业务分类的业务类别包括：语音业务、图像业务和数据业务。

优选的，所述预存的频谱地图数据包括：位置信息、当前波束信息、相邻波束信息、呼叫切换门限值、各业务类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值。

优选的，所述提取辅助信息的步骤为：

S201：根据所述位置信息确定所述新呼叫或正在进行的呼叫所处位置的波束信息；

S202：从所述波束信息中提取当前波束中信道的干扰温度。

优选的，所述干扰温度计算公式为：

其中，其中,B是带宽，f是中心频点，T_I(f,B)为带宽B内、中心频点在f处的的干扰温度，P_I(f,B)为带宽B内、中心频点在f处的平均干扰功率，k＝1.38×10^-23为玻尔兹曼常数。

优选的，根据所述各业务类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值和所述新呼叫或正在进行的呼叫的业务类别，对信道进行可用性分类，分为：可用信道、条件可用信道和不可用信道。

优选的，所述对信道进行可用性分类的步骤为：

信道干扰温度为0时，判断信道为可用信道；

当信道存在干扰，但是所述新呼叫或正在进行的呼叫的业务类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值大于或等于信道干扰温度时，判断信道为可用信道；

当信道存在干扰，但是所述新呼叫或正在进行的呼叫的类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值小于信道干扰温度时，判断信道为不可用信道。

优选的，所述对新呼叫进行干扰规避的步骤为：

S11：如果存在可用信道，执行S13，反之，查看是否存在条件可用信道，若存在，执行S14；若不存在，执行S12；

S12：呼叫失败；

S13：为新呼叫分配可用信道。

S14：为新呼叫分配条件可用信道。

优选的，所述对正在进行的呼叫进行干扰规避的步骤为：

S21：当用户离波束覆盖的边缘的距离小于呼叫切换门限值的时，执行S22；反之，执行S27；

S22：判断相邻波束是否存在可用信道，如果存在执行S23，反之，执行S24；

S23：为正在进行的呼叫重新分配可用信道；

S24：判断相邻波束是否存在条件可用信道，若存在，执行S25；否则，执行S26；

S25：为正在进行的呼叫重新分配条件可用信道；

S26：呼叫掉话；

S27：判断当前波束是否存在可用信道，若存在，执行S23；反之，执行S28；

S28：判断当前波束是否存在条件可用信道，若存在，执行S25；反之，执行S26。

一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的装置，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明通过对频谱地图数据进行采集分析，可以提取出频谱地图的辅助信息。

2、本发明通过提取频谱地图的辅助信息，并根据辅助信息中提供的干扰情况，对干扰进行规避，以满足接入用户的QoS要求。

3、本发明通过对呼叫进行干扰规避，可以有效降低通话的新呼叫阻塞率、切换失败率、掉话率，同时减少已经接入的呼叫由于干扰严重无法实现正确通信的情况产生，有效的利用信道资源。

附图说明：

图1是本发明的呼叫到达情况下接入/切换流程图；

图2是本发明的信道受干扰情况下呼叫干扰规避流程图；

图3是本发明和传统方法的新呼叫阻塞率对比图；

图4是本发明和传统方法的切换失败率对比图；

图5是本发明和传统方法的服务等级对比图；

图6是本发明和传统方法的掉话率对比图。

图7是本发明所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

本发明流程图如附图1所示。当新呼叫到达时，对新呼叫进行业务分类，并根据当前位置信息、波束信息提取辅助信息。辅助信息包括用户地理位置信息、波束信息，读取用户的地理位置信息可以判断用户当前所处的波束信息，通过波束信息可以判断当前波束下所有信道的干扰情况。本实施例主要把呼叫分成三个类别，分别是语音业务、数据业务和图像业务，其中语音业务可以忍受的误码率相较于图像业务高，因此语音业务可以忍受的干扰强度大于图像业务，图像业务可以忍受的误码率相较于数据业务高，因此图像业务可以忍受的干扰强度大于数据业务，本实例中将语音业务最大干扰温度门限值设置为80dBW，图像业务最大干扰温度门限值设置为78dBW，数据业务最大干扰温度门限值设置为10dBW，依次将语音业务分为第一级，图像业务分为第二级，数据业务分为第三级，最大干扰温度门限值设置为每级用户可以承受的最大干扰对应计算的干扰温度，干扰温度计算公式为：

其中，其中,B是带宽，f是中心频点，P_I(f,B)为带宽B内、中心频点在f处的平均干扰功率，k＝1.38×10^-23为玻尔兹曼常数。在带宽一定的情况下，受到的干扰越严重，其干扰温度越大。将用户分为三级，将每个信道的干扰温度与每个业务类别的最大干扰温度门限值进行比较，判断其信道可用性。当干扰为0时，信道为可用信道，对应类别的呼叫业务可以接入，当信道干扰温度小于或等于其呼叫类别的最大干扰温度门限值，则信道为条件可用信道，对应类别的呼叫业务可以接入，当信道干扰温度大于其呼叫类别的最大干扰温度门限值，则信道不可用，对应类别的呼叫业务呼叫失败。

实施例2

如图2所示，本实施例和实施例1的区别在于，本实施例是对正在进行的的呼叫进行干扰规避的方法，现有技术中呼叫切换分为两种：一种是由于卫星及用户的移动性导致的覆盖变化需要正常通信中的呼叫切换到相邻波束内继续通信；另一种是由于信道受干扰情况变化导致该信道无法再支撑正在通信的用户进行有效传输，因此需要切换到允许的信道进行通信。前一种需要根据接入切换模块对信号的跟踪，将其与呼叫切换门限值进行比较，判断其是否需要进行切换；后一种需要根据信道干扰情况，得到其可以接受的业务类别，判断该信道是否能够继续维持呼叫。本实施例利用频谱地图得到辅助信息，辅助信息包括信道干扰信息、相邻波束信息、呼叫切换门限值，信道干扰信息是通过干扰情况计算当前信道的干扰温度，相邻波束信息是当接入切换是由当前正在进行的呼叫属于卫星及用户的移动性导致切换的时候，需要读取相邻波束信道的干扰情况，呼叫切换门限值是根据门限值来判断用户是否处在波束覆盖的边缘，当用户离波束覆盖的边缘的距离小于呼叫切换门限值的时候就会切换到相邻信道。

对已经接入的呼叫的信道进行滚动查询，当用户离波束覆盖的边缘的距离小于呼叫切换门限值的时，确定当前正在进行的呼叫属于卫星及用户的移动性导致切换，此时查询相邻波束的信息，确定相邻波束中是否存在可用信道，如果存在可用信道，为正在进行的呼叫分配可用信道；如果不存在可用信道，查询是否存在条件可用信道；如果存在条件可用的信道则为正在进行的呼叫分配条件可用信道，反之，则认为其掉话。当接入切换是因为信道干扰导致时，则确定当前信道是否能够继续使用，如果可以继续使用，则继续使用，如果不能，则在切换的时候分析用户的Qos信息，查询是否存在符合干扰规避的可用信道存在或条件可用的信道，如果存在，为用户分配可用信道；反之，则认为其掉话。

对于轨道高度800km的低轨卫星通信系统，假设其波束覆盖半径300km，每个波束所含信道数为50个，呼叫持续时间均值为180s，用户运动速度3马赫。对使用基于频谱地图的卫星通信下进行干扰规避的接入切换与不进行干扰规避的传统方案进行对比，其中SP表示采用基于频谱地图的卫星通信下进行干扰规避的接入切换的方法所得到的曲线，NON表示不进行干扰规避的传统方案所得到的曲线，图3、图4、图5和图6为两种方法所得到相应的新呼叫阻塞率、切换失败率、服务等级以及掉话率结果对比图。可以发现使用频谱地图进行干扰规避的接入与切换方法得到的性能结果明显优于不考虑干扰规避得到的结果，大大提升了系统性能，同时减少已经接入的呼叫由于干扰严重无法实现正确通信的情况产生。

实施例3

如图7所示，一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的装置，即电子设备310(例如具备程序执行功能的计算机服务器)，其包括至少一个处理器311，电源314，以及与所述至少一个处理器311通信连接的存储器312和输入输出接口313；所述存储器312存储有可被所述至少一个处理器311执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器311执行，以使所述至少一个处理器311能够执行前述实施例1所公开的方法；所述输入输出接口313可以包括显示器、键盘、鼠标、以及USB接口，用于输入输出数据；电源314用于为电子设备310提供电能。

本领域技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

当本发明上述集成的单元以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对新呼叫或正在进行的呼叫进行业务分类；

步骤二：从预存的频谱地图数据中提取辅助信息，根据辅助信息和所述业务分类结果对信道进行可用性分类，根据所述可用性分类结果对所述新呼叫或正在进行的呼叫进行干扰规避；

对所述新呼叫或正在进行的呼叫进行业务分类的业务类别包括：语音业务、图像业务和数据业务；

所述预存的频谱地图数据包括：位置信息、当前波束信息、相邻波束信息、呼叫切换门限值、各业务类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值；

将语音业务最大干扰温度门限值设置为80dBW，图像业务最大干扰温度门限值设置为78dBW，数据业务最大干扰温度门限值设置为10dBW，依次将语音业务分为第一级，图像业务分为第二级，数据业务分为第三级。

2.根据权利要求1所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，其特征在于，所述提取辅助信息的步骤为：

S201：根据所述位置信息确定所述新呼叫或正在进行的呼叫所处位置的波束信息；

S202：从所述波束信息中提取当前波束中信道的干扰温度。

3.根据权利要求2所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，其特征在于，所述干扰温度计算公式为：

其中,B是带宽，f是中心频点，T_I(f,B)为带宽B内、中心频点在f处的干扰温度，P_I(f,B)为带宽B内、中心频点在f处的平均干扰功率,k＝1.38×10^-23为玻尔兹曼常数。

4.根据权利要求3所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，其特征在于，根据所述各业务类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值和所述新呼叫或正在进行的呼叫的业务类别，对信道进行可用性分类，分为：可用信道、条件可用信道和不可用信道。

5.根据权利要求4所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，其特征在于，所述对信道进行可用性分类的步骤为：

信道干扰温度为0时，判断信道为可用信道；

当信道存在干扰，但是所述新呼叫或正在进行的呼叫的业务类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值大于或等于信道干扰温度时，判断信道为条件可用信道；

当信道存在干扰，但是所述新呼叫或正在进行的呼叫的类别满足接入呼叫的QoS要求的最大干扰温度门限值小于信道干扰温度时，判断信道为不可用信道。

6.根据权利要求5所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，其特征在于，所述对新呼叫进行干扰规避的步骤为：

S11：如果存在可用信道，执行S13，反之，查看是否存在条件可用信道，若存在，执行S14；若不存在，执行S12；

S12：呼叫失败；

S13：为新呼叫分配可用信道；

S14：为新呼叫分配条件可用信道。

7.根据权利要求6所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法，其特征在于，对正在进行的呼叫进行干扰规避的步骤为：

S21：当用户离波束覆盖的边缘的距离小于呼叫切换门限值的时，执行S22；反之，执行S27；

S22：判断相邻波束是否存在可用信道，如果存在执行S23，反之，执行S24；

S23：为正在进行的呼叫重新分配可用信道；

S24：判断相邻波束是否存在条件可用信道，若存在，执行S25；否则，执行S26；

S25：为正在进行的呼叫重新分配条件可用信道；

S26：呼叫掉话；

S27：判断当前波束是否存在可用信道，若存在，执行S23；反之，执行S28；

S28：判断当前波束是否存在条件可用信道，若存在，执行S25；反之，执行S26。

8.一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的装置，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一所述的一种基于频谱地图的对呼叫进行干扰规避的方法。

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