CN1171473C - 一种频率分配中频点的选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频率分配中频点的选择方法，该方法包括以下步骤，1〕确定待配置频点的小区并给出频率选择所需的相关数据；2〕进行初始化，需对可用频点的性能值进行统计，赋初值并给出统一的标准；3〕计算每个可用频点的干扰性能值；4〕进行最佳频点的选择，当以上的全部统计完成后，比较可用频点的性能值，取性能值最小的一个频点作为当前小区的频点，这个频点在这个小区上可能产生的干扰在理论上最小。

Description

一种频率分配中频点的选择方法

发明领域

本发明属于移动通信领域，尤其涉及，一种频率分配中频点的选择方法。

技术背景

随着移动用户的快速增加，各地方的移动通信网络也在不断的建设和扩容。频率资源的规划在移动通信网络的规划中是一个非常重要的环节，如果对网络进行整体规划时频率规划得不好，会造成整个网络建成或扩容后某些性能指标比较差，如相邻的小区分配了相同的载频，用户在其中一个小区内通话时就可能会受到相邻小区在同一载频上的干扰，造成接收电平较好接收质量却较差的情况，严重时会引起掉话。

在进行无线网络规划与优化的工程中往往需要有一个能够仿真实际网络运行情况的软件作为工具，在这个仿真工具中能够根据规划区域内基站的位置预测覆盖区域内各处的场强值的大小，能够根据预测的结果分析各个小区的相邻关系，能够根据各个小区的频点配置分析干扰的大小，能够预测接收质量的好坏，能够根据实测的场强值对预测值进行校正以使其结果更符合实际。

在进行GSM频率规划与优化中可以使用的频率规划的方法千变万化，仅仅频率的复用方式就有分组复用(包括：1*3，2*3，3*3，4*3，5*3，7*1，7*3的分组复用方式)、动态复用、多重频率复用(MRP)、智能多层频率复用等等，各种复用方式都有其优点和局限性，根据不同地区的基站布局可以选用不同的频率规划或优化的方法。无论选择什么样的频率复用方式都会遇到频率如何分配的问题，对于某一个特定的小区，应该选择哪一个频点才使可能产生的干扰最小一直是频率规划与优化人员研究的问题。

在现有的关于频点分配的技术，对开发频率的分组复用方式方面的研究比较多，而对于如何选择某个最佳的频点分配到指定小区方面的研究资料并不多，仅仅知道频点选择的原则是选择一个使其可能产生的干扰最小。在实际的无线网络中，每个小区都有它实际的覆盖区域，市区内的覆盖半径比较小，而郊区的覆盖半径比较大，一般来说由于无线传输过程中的路径损耗，信号会随着传输距离的增大而减小的，而对于规划区域内的某一点来讲又有可能会有多个小区都有信号覆盖，信号的强度可能有所不同而已，如果这多个小区的信号使用相同的频段时，就会造成相互之间的干扰，这就是同频干扰；如果这多个小区的信号使用相邻的频段时，由于频率发送过程中可能存在的偏移，也是非常容易造成干扰的，这就是邻频干扰。在进行频点选择的时候就是要尽量使这两种干扰降为最小。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用了以下步骤，

1〕确定待配置频点的小区并给出频率选择所需的相关数据，包括基站信息、可用频点范围、频点配置信息、各个小区的邻区关系信息；

2〕进行初始化，需对可用频点的性能值进行统计，赋初值并给出统一的标准；

3〕计算每个可用频点的干扰性能值；

4〕进行最佳频点的选择，当以上的全部统计完成后，比较可用频点的性能值，取性能值最小的一个频点作为当前小区的频点，这个频点在这个小区上产生的干扰在理论上最小。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本发明的较佳实施例的流程图；

图2是一待规划范围内有5个基站的较佳实施例的示意图；

图3是图2所示实施例的小区覆盖图；

图4给出图2所示实施例中33小区场强分布图；

图5给出图2所示实施例中13小区场强分布图；

图6给出图2所示实施例中23小区场强分布图；

图7给出图2所示实施例中43小区的场强分布图；

图8给出根据本发明方法应用于一个实际工程计算出来的频点分配方案所对应的同邻频干扰图。

具体实施方式

按照上述的说明，根据不同相邻小区关系设定不同权值以确定频点优先级的方法是本发明的内容，这种方法针对不同小区首先计算每个可用频点的性能值，再分析每个可用频点的优先级，以确定一个最佳频点作为当前小区的一个频点配置，符合实际网络运行的频点选择原则，在实践中得到了较好的应用，下面具体介绍这种分配方法。

首先在场强预测的时候可以计算出每个小区的覆盖半径以及在覆盖区域内各个点的场强值，对于每个点，对所有覆盖小区的场强值大于手机的最小接收电平的小区进行记录，选择其中覆盖场强最强的小区作为当前点的服务小区，而其它的小区就作为服务小区的干扰邻区集合。统计出各个小区的作为服务小区的覆盖区域后，可以根据小区的覆盖区域统计出在覆盖上相邻的小区作为覆盖邻区集合，至此，主要的邻区关系统计已经完成。

其次根据以上的统计结果计算频点的性能值以确定其优先级。在对某个小区进行频点分配的时候尽量保证这些可能引起干扰的小区不要分配相同或者相邻的频点，根据这个原则我们确定每个频点的优先级，频点的优先级越高就说明该频点分配在某小区可能产生的干扰越小，不同的频点分配在不同的小区可能产生的干扰是不同的，所以对于频点的分配要针对不同小区进行优先级的排列。

请参见图1，本方法说明的是一种根据邻区以及网络系统的要求确定某小区可选频点的优先级的方法(设定性能值基本单位为λ)，

步骤101，首先输入频率配置信息，确定待配置频点的小区，这里的原则是，相同的小区坚决不允许分配几个相同的频点，所以对于当前小区已经配置的频点以及其相邻的频点，其性能值应该增加得最多，同时由于不同厂家基站没备的不同要求，有可能对相同小区内的频点间隔会有一定的要求，这些是需要首先考虑的因素；

步骤102，初始化所有频点的性能值，包括基站信息、可用频点范围、频点配置信息、各个小区的邻区关系信息；

步骤103中，在算法中也必须以性能值的大小体现出来，具体步骤为，获得当前小区其它的已经配置的频点，将这些频点对应的性能值增加λ，将这些频点的上下邻频对应的频点的性能值增加λ/2±λ/4，将与当前已经配置的频点的载频间隔小于系统所要求的最小载频间隔的频点的性能值增加λ/4±λ/8；

步骤104，因为一个基站可能会存在三个小区，这三个小区是同站址的，只是由于天线的水平角度不同而使三个小区的覆盖区域不同，但是这三个小区由于距离比较近，所以相同基站不同小区的频点分配也需要严格禁止同频与邻频，其性能值的获得方法如下：获得当前小区所属基站所有小区的频率设置，将这些频点对应的性能值增加λ/8±λ/16，将这些频点的上下邻频对应的频点的性能值增加λ/16±λ/32；因覆盖上相邻的小区在边缘地带都会产生覆盖的重叠，也就有可能产生同频或邻频干扰，所以这些可能产生干扰的因素也应该列入性能值的考虑范围之内。

步骤105，获得与当前小区在小区场强覆盖上相邻小区的频率设置，将这些频点对应的性能值增加λ/32±λ/64，将这些频点的上下邻频对应的频点的性能值增加λ/64±λ/128；

步骤106，有时候由于地形或者其它一些因素的影响，某些小区的信号可能在距离基站很远的地方还有较强的信号强度，虽然不如主服务小区信号强，但是也足以构成对主服务信号的干扰，所以这些邻区的频点配置也将影响当前小区的频点配置，获得与当前小区可能产生干扰的小区的频率设置，无论其在覆盖上是否与当前小区相邻，将这些频点对应的性能值增加λ/128±λ/256，将这些频点的上下邻频对应的频点的性能值增加λ/256±λ/512；

步骤107，最后还需要考虑的是，本着频点使用均衡的原则，尽量使可用频段内的所有频点都可以被同等使用，避免出现某个频点使用次数过多，而另一个频点的使用次数过少的不平衡现象，统计规划区域内所有小区的频点使用情况，将任何小区使用过的频点每使用过一次其对应性能值就增λ/512±λ/1024。

步骤108，至此，所有频点的性能值统计完毕，性能值越大的频点优先级越低，根据性能值就可以将可用频点进行排序，选择出性能值最小的频点作为当前小区的一个最佳频点选择，该频点在当前网络状态下可能产生的同邻频干扰值最小。当存在多个频点的性能值相同的情况时，可以随机选择一个频点作为当前小区的配置频点。

在实际的频率选择过程中还可以根据经验将各种情况下的权值进行稍微的修改，性能值的统计可能不一定严格按照以上的比例，但是不同邻区关系下频点的性能值大小的取值应按照以上的大小趋势。

如图2所示，当前规划区范围内有5个基站，每个基站有三个扇区，所以规划区内共有小区15个，分别编号为11、12、13、21、22、23......51、52、53，最后一位1、2、3表示相同基站中的小区编号，前面的1、2..5表示基站编号，小区代号为11时，与其同基站不同小区的编号为12、13，五个小区的位置分布图如图2所示，可以发现基站的布局比较紧密。可用频点的范围是从101到120，共20个频点，相同小区的最小频点间隔为2，现在需要分配的小区是33，即3号基站的第三扇区，图中用圆圈表示出来的小区，现将各个小区已有的频点配置如表1。在33小区应该分配两个频点，现在已经分配了一个频点102，需要计算求出在101到120的频点范围内最佳的一个频点作为33小区的第二个频点。

             表1给出小区频点配置表。

小区编号	频点1	频点2	频点3
				11	101	117
12	104	107	112
				13	110	115	120
21	116	119
				22	111	114
23	103	106	110
				31	117	112
32	114	120	110

33	102	？
				41	109	119
42	105	108
				43	101	116	118
51	103	113
				52	101	107
53	115	119

根据场强分析的结果可以发现小区的覆盖图如图3所示，覆盖图统计每个栅格点上最大覆盖场强的所属小区为当前栅格点的覆盖小区，各个小区的覆盖范围也是通过这种方式统计出来的，将属于相同小区的栅格点用相同的颜色表示，按照相邻小区不同颜色的原则在图形中表示出来。从覆盖图上可以看出各个小区的覆盖邻区关系，针对33小区的覆盖情况可以看出，33小区在覆盖图上的区域为中间A区域，覆盖上的邻区明显地有G区的31小区、F区的32小区、B区的22小区、C区的12小区、E区的41小区和D区的51小区。覆盖邻区在实际网络中如果频点分配不好是极易产生干扰的，所以在计算频点性能值的时候应该认真考虑。

虽然从小区覆盖图上可以看出这几个覆盖相邻的小区，并不等于实际上就这些小区是可能产生干扰的邻区。每个小区的场强覆盖面积其实是比较大的，如图4所示是33小区的场强覆盖图。颜色最深的区域为场强值大于-76dB的区域，这样的场强值是足以对其它小区都产生干扰的，稍浅色的区域是场强值介于-85与-76dB之间的场强值，这样的场强值也会引起干扰。可以看出33小区的场强范围是非常远的。

同样对比图5、图6、图7所示的13、23、43小区的场强图可以明显地看出33小区除了影响刚才发现的覆盖邻区之外，还会影响13、23、43小区，各个图中颜色最深区域明显与图4中所示的颜色最深区域叠加，这几个小区就称为干扰小区，即无论覆盖上是否相邻，实际情况都有可能产生干扰的小区，应该包括除了覆盖邻区还有可能干扰的非覆盖邻区。

分析完成以上的邻区关系之后就可以进行各个频点的性能值统计了。首先将所有频点的性能值初始化为0。按照上面介绍的计算性能值的顺序计算各个频点的性能值：我们需要给33小区分配第二个频点，因为在33小区上已经分配了一个频点102，所以102对应的性能值就应该增加512，102的上下邻频101与103的性能值就应该增加256，由于网络要求相同小区的最小频点间隔为2，所以与102频点间隔2个频点的100和104频点的性能值就应该增加128，由于频点100不属于可用范围，所以就不必考虑其性能值，这是对于同小区其它频点的考虑；与33小区同基站的小区是31、32及33小区，31小区上的配置频点117、112以及32小区上的配置频点114、120、110以及33小区上的102对应的性能值都应该增加64，对应的上下邻频116、118、111、113、113、115、119、109、111、101、103对应的性能值应该增加32，这是同基站不同小区的频点性能值计算；33小区的覆盖邻区为31、32、22、12、41和51，干扰邻区为31、32、22、12、41、51、13、23和43，其相应性能值的增加以此类推。邻区关系的性能值统计完成后，最后还要统计每个频点的使用次数，每个频点每被使用过一次就对应增加其性能值1。

               表2给出经统计后的频点性能值。

频点	性能值	频点	性能值	频点	性能值
						101	295	108	21	115	60
102	591	109	67	116	50
						103	324	110	115	117	100
104	161	111	111	118	57
						105	13	112	126	119	69
106	15	113	125	120	100
						107	24	114	118

从表2中可以105频点的性能值最小也就是说其优先级最高，则选择105作为当前状态下33小区的第二个频点配置。如果计算得出存在多个频点的性能值相等，它们的优先级也就相同，则随机取一个频点作为当前小区的频点配置。

图8是根据以上方法应用于一个实际工程计算出来的频点分配方案所对应的同邻频干扰图，图8(a)是同频干扰覆盖图，图8(b)是邻频干扰覆盖图，该地区共有48个基站，142个小区，基站的最大配置为6/6/6的站型，共有83个可用频点资源，同小区的最小频点间隔为2，经过反复规划比较后，最后确定了一套频点配置方案，其同邻频干扰分布如图所示，优化的结果在实际应用后获得了较高的评价。图中颜色越深的区域表示相应的干扰值越大，白色区域表示没有干扰，同频干扰是从3dB为最大干扰域值开始计算的，每隔3dB为一个等级，共四个等级，邻频干扰是从9dB为最大干扰域值开始计算的，也是每隔3dB为一个等级，共四个等级。可以看出在频点资源有限，基站站型比较大，基站布局比较密集的区域获得了较好的配频效果，同频干扰的区域只有很小一部分，颜色最深的区域非常小，邻频干扰相对同频大一些。其各个小区的干扰及总干扰统计如表1所示。

                          表1各小区及总干扰统计报表

基站序号	小区序号	同频干扰百分比	邻频干扰百分比	总干扰百分比
					1	1	0.00％	26.85％	26.85％
1	2	0.00％	27.78％	27.78％
					1	3	0.00％	6.85％	6.85％
2	1	0.00％	35.24％	35.24％
					2	2	0.00％	24.29％	24.29％
2	3	0.00％	48.48％	48.48％
					3	1	8.70％	93.83％	95.04％
3	2	0.00％	23.47％	23.47％
					3	3	0.00％	5.00％	5.00％
4	1	0.00％	10.75％	10.75％
					4	2	0.60％	19.22％	19.82％
4	3	31.67％	0.83％	32.50％

…	…	…	…	…
					47	1	0.00％	6.67％	6.67％
47	2	0.00％	1.72％	1.72％
					47	3	6.52％	8.70％	15.22％
48	1	0.00％	1.52％	1.52％
					48	2	0.00％	39.13％	39.13％
48	3	27.45％	1.96％	27.45％
					总计		0.67％	14.94％	15.31％

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (4)

1、一种频率分配中频点的选择方法，该方法包括以下步骤，

1〕确定待配置频点的小区并给出频率选择所需的相关数据，包括基站信息、可用频点范围、频点配置信息、各个小区的邻区关系信息；

2〕进行初始化，需对可用频点的性能值进行统计，赋初值并给出统一的标准；

3〕根据待配置小区已配置的频点、相同基站的其他小区的配置频点、覆盖邻区及干扰邻区的配置频点、频点使用次数，计算每个可用频点的干扰性能值；

4〕进行最佳频点的选择，当以上的全部统计完成后，比较可用频点的性能值，取性能值最小的一个频点作为当前小区的频点，这个频点在这个小区上产生的干扰在理论上最小。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3〕的所述待配置小区的频点配置进一步包括三种情况：

1’〕同频、邻频和最小载频间隔的限制，则待进行频点配置小区的已有频点的性能值将增加λ；

2’〕已有频点的上下邻频的性能值的增加值满足λ/2±λ/4；

3’〕与已有频点相隔最小载频间隔之内的频点的性能值的增加值满足λ/4±λ/8，其中所述λ≠0。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3〕中所述的计算过程包括：

1”〕从基站信息可以分析出待配置小区的同基站邻区，对于同基站邻区的已配置频点，其性能值的增加值满足λ/8±λ/16；

2”〕对于同基站邻区的已有频点的上下邻频，其性能值的增加值满足λ/16±λ/32，其中所述λ≠0。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3〕中所述的计算过程进一步包括：

1〕从小区的覆盖分析出待配置小区的覆盖邻区，对于覆盖邻区的已配置频点，其性能值的增加值满足λ/32±λ/64，已有频点的上下邻频，其性能值的增加值满足λ/64±λ/128；

2〕对干扰邻区配置频点的性能值的累加：从小区的场强覆盖分析可以寻找出待配置小区的干扰邻区，对于干扰邻区的已配置频点，其性能值的增加值满足λ/128±λ/256，对于已配置频点的上下邻频，其性能值的增加值满足λ/256±λ/512；

3〕不同使用次数对性能值的影响：在整个网络中某频点每使用一次，其性能值就相应增加λ/512±λ/1024，其中所述λ≠0。

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