CN1409565A

CN1409565A - 生成负载矩阵的方法及装置

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Publication number: CN1409565A
Application number: CN02149888A
Authority: CN
Inventors: 伊马德·法塔驰
Original assignee: FRANCE WIRE-LESS TELEPHONE Co
Current assignee: FRANCE WIRE-LESS TELEPHONE Co
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: US6892073B2; FR2828621B1; JP3895231B2; EP1283646A1; ATE448657T1; DE60234294D1; FR2828621A1; US20030073441A1; CN100382614C; JP2003087851A; ES2336310T3; EP1283646B1

Abstract

本发明涉及一种生成负载矩阵的方法及装置，其中在蜂窝网内设置数量一定的预先确定分配给多个无线电基站(11－14)的载波频率值(f_If_j)，并在服务区内预先确定发射位置和确定的发射功率，该方法包括步骤：根据服务蜂窝每个节点(P)的位置，计算系统制定一个表示在该服务区节点内在该服务蜂窝的多个预定频率中的一个频率(f_i)上接收到的场值C，在每个节点，计算系统计算除该系统假定为服务蜂窝以外的所有被认为是干扰蜂窝的每个蜂窝所产生的干扰场值I；在每个节点，计算系统为“服务”蜂窝计算C/I的比值，通过对整个服务区蜂窝的全部计算，计算系统算出服务蜂窝与干扰蜂窝的总干扰比tb_ij，系统根据该称作“初始”的负载矩阵确定出用于初始化服务的概率。

Description

生成负载矩阵的方法及装置

技术领域

本发明涉及生成负载矩阵的方法及所用装置，该矩阵用于规划载波频率分配给预料到的基站，以在蜂窝式无线电话网定义过程中管理蜂窝式无线电话网的蜂窝。

背景技术

蜂窝式无线电话网，例如GSM网，包括多个地面无线电基站，这些地面无线电基站通过有线电话网互联，并且当移动终端用户在一个站的无线电小区时，该移动终端用户就可以访问这些基站。所谓上行连接，也就是说从终端到电话网的连接，在第一个频段进行；而从电话网到终端的下行连接则在第二个频段进行。每个频段分成多个信道，例如为62个，每个信道的频段宽度都被确定，例如为200kHz。一个确定的频谱间距被称为“双向间隔”(ecart dupex)，是它将上行通信与下行通信的频段分隔开的。

每个基站需要具有足够的有效覆盖范围以使所考虑的蜂窝覆盖相邻站的范围，以避免当一个移动终端改换蜂窝时通信中断的所有危险。这就需要将发射功率增大到最起码的所需功率之上。

因而当一个移动无线终端处于两个蜂窝的覆盖区域时，该移动无线终端可在一个有效电平接收到两个站发射的信号。实际上，它可以接受更多的信号，当移动终端开机时，它会与最近的基站，也就在无线信号最强的六个基站中能向其提供最强无线信号的那个基站连通。在该覆盖区，因为与所接通到的蜂窝的有效信号大小相等，所以来被该终端选定的站发射的信号构成了干扰信号。此外，由于这些站的信号由相同结构的帧构成，因此该终端不能有效过滤特定频段以减轻信号干扰。

为了建立该无线电网，营运者设定一个分配给它的频率范围，该频率构成最佳的源。在该范围内，营运者有规律地分配载波频率或传输信道，考虑到接收机的选择性，分开两种载波的频率间距(pas)足以使各信道之间的相互干扰一直低于一个确定的正常工作阈值。

现有的载波频率值的数量远远低于整个网中所需的信道数。因此在该网中需多次使用同一频率值，但是必须对可预料到的每个蜂窝中校验相邻的另一个蜂窝频率站引起的一或多个载波频率的干扰电平，使其一直低于一个确定的正常工作阈值。换句话说，对于一个蜂窝的所有点，必须确保在所考虑频率下接收的有效信号电平与干扰信号电平之间的余量。对于一个包括几千个互相干扰的基站的网来说，用一台传统的中等功率的计算机来计算这些干扰需要很长的计算时间。

此外，由于一个已经与一个基站连接的终端可能会在从该站和另一个基站所接收的信号的相对电平中进行转换，并只有当电平之差超过滞后阈值的时候才接通另一个基站，这样就使得问题进一步复杂化。另外，根据无线发射和终端位置的情况，所接收的来自不同基站的电平也会在不同时间内随机改变。

此外，相隔一定距离的基站干扰信号场的强度为中等，它们会随通信业务量(trafic)而发生变化，并且其接收到载波频率相位也会相互偏移，从而使所接收到的复合干扰信号的瞬时幅度产生随机变换，该复合干扰信号是一个矢量和。

当营运者在做无线网规划、确定基站位置及无线特性时，频率分配计划应当是在考虑了上述各种偶然性，并尽量给使用信号以余量保障的基础上，给网内每个载波频率值都分配最多次任务的最佳计算结果。

它们彼此间的余量通过负载矩阵确定，负载矩阵表示无线网各个蜂窝之间的负载。

事实上，过去人们已经会运用被称为“硬性”的负载矩阵来做规划计算了，但这些矩阵过去通常是一开始就用由程序员制定的标准来确定，然后用于规划。

作为例子，程序员过去一直是通过指定一个系数来确定矩阵，比如把负载矩阵的Cj列与Ci行的交会点设为“零”，当Ci和Cj这两个蜂窝的两个信道之间的间距为零(即两个蜂窝的频率相同)时，两个频率之间的间距出现第一个确定值时便为“一”；两个频率之间的间距出现第二个确定值时便为“二”。

这种设定已成为过去一种约定俗成的方法。

发明内容

本发明旨在为蜂窝式无线电话网的规划提供一种工具，它通过最接近实际的负载矩阵使蜂窝式无线电话网的规划达到最优化。

为了达到这个目的，本发明涉及一种生成负载矩阵来规划蜂窝式无线电话网的方法，在该方法中，在蜂窝网内设置数量一定的预先确定分配给多个无线电基站的载波频率值，在服务区内预先确定的发射位置和确定的发射功率，其目的是管理那些起着服务或干扰作用的众多无线蜂窝，该方法包括以下步骤：

-根据服务蜂窝每个节点的位置，计算系统制定一个表示在该服务区节点内在该服务蜂窝的多个预定频率中的一个频率接收到的场值C，

-在每个节点，计算系统计算除该系统假定为服务蜂窝以外的所有被认为是干扰蜂窝的每个蜂窝所产生的干扰场值I；

-在每个节点，计算系统为“服务”蜂窝计算C/I的比值，其中I表示服务区内由每个干扰蜂窝所产生的干扰场，在节点所接收到的干扰场值高于该计算系统在开始时存储的预定值《CHAMP_MINI_ROUILLEUR》；

-通过对整个服务区蜂窝的全部计算，计算系统算出服务蜂窝与干扰蜂窝的总干扰比tb_ij，该值可显示或存储在上述负载矩阵上，表示或存储代表服务蜂窝行和干扰蜂窝列的交点的电平(Ki，Li，Mi)；

-系统根据该所述“初始”负载矩阵确定出用于初始化服务的概率，该概率表示某个指定的蜂窝就是能向移动电话提供最强场的服务蜂窝的概率，该服务概率是根据预计的场值与存储在文件《Frequences.txt》中的场《CHAMP_MINI》的修改值之差推导出来的。

根据该方法的另一特点，第一个负载矩阵或列表由假定每个服务蜂窝和每个干扰蜂窝都在同一个信道里加以确定。

根据该方法的另一特点，所述场CHAMP_MINI的修改值相应于50％的服务概率，以及

-计算系统通过比较矩阵的值选出三个构成最佳服务器的蜂窝，

-然后通过计算这些概率并将其存储到分配负载矩阵来确定分配概率。

根据该方法在每个节点的另一特点，计算系统为每个潜在的服务蜂窝赋予一个均衡系数，该系数由下面三部分组成：

-分配概率；

-服务概率；

-地形均衡，

这三个系数在每个节点被组合，使三个最佳蜂窝服务器中的每一个蜂窝均有一个加权值，并考虑它们中的每一个都是服务蜂窝的概率。

根据该方法的另一特点，该计算系统借助于三个最佳服务器的三个概率，以及它们与从一个蜂窝cell_i转换成另一个蜂窝cell_j的概率pij之间的关系，同时考虑到“切换”的滞后余量，逐渐形成唯一的一个Proba_init值，并确定一个初始概率矩阵。

根据该方法的另一特点，分配概率考虑了在通信期间内可能分配给三个潜在的服务蜂窝中每个蜂窝的时间，这个概率是基于上述潜在服务蜂窝之间的场差，同时考虑到相当于5dB的“HO_MARGIN”切换余量的平均值后计算出的。

根据该方法的另一特点，该概率值存储在“Proba_assig.txt”文件里。

根据该方法的另一特点，地形系数(或地貌系数)可以说明根据地势的高低起伏得出的自然起伏(flux)“切换”，与当前服务蜂窝地形相同的蜂窝较为理想，该系数由文件《Poids.txt》提供，以矩阵形式出现，可显示地形类别以及节点所属的回路(circulation)轴类型。

根据该方法的另一特点，对那些使用服务蜂窝信道相邻信道上的频率的蜂窝，计算系统的计算与权利要求1、3、4中任一个的计算相同。

根据该方法的另一特点，计算系统还要考虑干扰记录(constat)，并且在计算相邻站的频率时要加上覆盖区域计算所获结果对其影响的考虑(在同信道和相邻信道上的干扰)。该影响由存储记录在《Frequences.txt》文件中以比的形式给出。

根据该方法的另一特点，该计算系统还设置了一个无线传输条件变化统计列表，因为传输条件能影响基站发射信号的接收电平，该计算系统要确定相应的概率，以便在规定时间内使接收到的信号具有所有信号中最强的电平。

本发明的另一个目的在于提供一种能生成可更具有实用性的负载矩阵的装置。

该目的是这样实现的，生成负载矩阵的这个装置能用于一个可对蜂窝式无线电话网进行规划的系统，在该系统中，一个情报系统为多个无线电基站设置数量确定的预定载波频率值，并在服务区内预先确定发射位置和确定的发射功率并存储在一个数据库中，其目的是管理这些起着服务或干扰作用的多个通讯客户的无线蜂窝，还包括生成装置，根据对每个服务蜂窝的每个节点(P)的设定位置、该计算系统制定一个表示在该服务区节点内在该服务蜂窝的多个预定频率中的一个频率上的接收到的场值C的预定值，包括：

-为每个节点计算干扰场值的装置和存储各个干扰场值I的装置，该干扰场是由被计算系统假设为服务蜂窝以外所有被系统认为是干扰蜂窝的每个蜂窝制造的。

-为每个节点计算“服务”蜂窝的C/I的比值的装置，其中I表示服务区每个干扰蜂窝所产生的干扰场，在节点所接收到的干扰场值高于计算系统最初存储的“最小干扰场”的预定值。

-对整个服务区的蜂窝实施全部计算的装置，该计算系统确定服务蜂窝与干就蜂窝的总干扰比tb_ij，该值可由该装置显示或存储在上述初始负载矩阵上，表示或存储代表服务蜂窝的行和干扰蜂窝的列的交点的电平(Ki，Li，Mi)。

根据该装置的另一特点，利用装置在假设每个服务蜂窝均与每个干扰蜂窝在同信道上时计算第一个矩阵或确定的列表；而在假设每个服务蜂窝与每个干扰蜂窝在相邻的信道上时计算第二个矩阵。

根据该装置的另一特点，所述场CHAMP_MINI的修改值相应于50％的服务概率，所述装置包括：

该计算系统通过比较负载矩阵的值选出构成最佳服务器的三个蜂窝的选择装置；

以及通过计算分配概率并存储分配概率在分配负载矩阵内的确定装置。

根据该装置的另一特点，在每个节点中，该计算系统包括三个系数的存储装置，这三个系数由以下部分构成：

-分配概率

-服务概率

-地形均衡，以及组合这些系数的工具，将这些系数在每个节点进行组合，用于给三个最好的蜂窝服务器中的每一个蜂窝分配一个加权值，同时考虑到它们中的每一个都是服务蜂窝的概率。

根据该装置的另一特点，该计算系统借助于三个最佳服务器的三个概率提取计算的矩阵，以及它们与从一个蜂窝cell_i转换成另一个蜂窝cell_j的概率pij之间的关系，同时考虑到“切换”Hom的滞后余量，逐渐形成唯一的一个Proba_init值，并可确定一个初始概率矩阵。

根据该装置的另一特点，所分配的概率值存储在“Proba_assig.txt”文件里。

根据该装置的另一特点，地形系数由文件《Poids.txt》提供，其以矩阵形式表示地形类别以及节点所属的回路轴类型。

根据该装置的另一特点，计算系统还要考虑干扰和相邻站记录(constat)，并且在上述计算所获结果上加上它们对其的影响(在同信道和相邻信道上的干扰)。该影响由存储的《Frequences.txt》文件以比的形式给出。

因此，由于精确地定义了蜂窝的无线环境，因此只需有限的计算强度就能更好地规划频率。

因此，就容易选择有限的干扰最强的基站，由于负载矩阵能在预测干扰中更实际地考虑地形，使提供的数据非常精确，因而只要进行必需的功率计算即可。

这样，信号的值就构成清楚表示蜂窝各个点上不同无线条件的值，并能提供可靠的比较模式。

通过考虑临近频率的干扰，考虑到为移动电话受话器设定的抑制干扰的质量，也可改善上述模型。

附图说明

通过以下参考附图对实现本发明的方法的最佳实施方式的解释将能更好地理解本发明，附图中：

-图1示意性地表示在建立过程中的一个蜂窝式无线电话网的一部分；

-图2.1和图2.2分别表示实施本发明的方法得到的用于数据库的蜂窝之间的干扰系数矩阵；

-图3.1分别表示三个蜂窝之间的相互影响，用于建立蜂窝之间的干扰概率，利用数据库确定负载矩阵；

-图3.2表示用于计算三个蜂窝之间分配概率的状态图；

-图3.3代表三个服务蜂窝之间的分配概率；

-图4.1是根据C0与C2(当C1＝C2时)之间的场值差得出的分配概率值变化的曲线图；

-图4.2表示对于给定间距值的服务概率变化图；

-图4.3表示介入地形类别与回路轴类型的矩阵。

具体实施方式

图1表示在一个正在设定蜂窝式无线电话网的地理区域图31(cart)，图上标出了为4个无线蜂窝预留的位置，分别由附图标记1、2、3和4表示，蜂窝环绕着分别为附图标记11、12、13和14的基站。如图所示，蜂窝1至4彼此相邻，蜂窝1的边缘区域也被另外三个蜂窝2至4的区域所覆盖。

图面31表示存储在计算机30的数据库中的数据图32的数据。数据图32表示自然与人工造成的高低起伏，以及它们的性质，比如森林、房屋和其他，这可由数字图表32确定的地势高低起伏大概估算出无线传输的衰减。

设置该网的营运者设置一个频率范围并在此定义多个(例如62个)构成传输信道的载波频率值，在该实施例中信道是数字化的，例如GSM网的信道。频率值也在所考虑的作用范围内根据确定的频率间距(pas)被分配，而频率间距又是根据基站11到基站14以及预计的无线移动终端的频率选择性来确定的，如蜂窝1中的无线移动终端21。

如箭头41、42、43和44所示，终端21可同时接收到4个站或蜂窝11至14发送的信号，接收到的信号分别为由服务蜂窝提供的一个有效信号或由其它被称作干扰蜂窝发送的寄生干扰信号。位于无线网某个点上的服务蜂窝是保证通信的蜂窝，它是在建立通信时曾被无线移动终端选定的蜂窝，或是在“切换”服务蜂窝通信时被选做目标的蜂窝。可根据基站11至14与终端21之间的相应位置估算出相应的无线通信均衡，即计算出传输衰减。传输衰减主要取决于被考虑的发射机与接收终端21之间的距离，可根据单位长度衰减值非常容易地计算出在空气中自由空间中传播的衰减，被考虑的频率范围的单位长度衰减值在最初500米时大约为20dB/km，之后为30dB/km。如果必要，当出现无线障碍的情况时，数据库32提供的相关信息可用来估算在给定的传播路径上的通信均衡。当要为发射站12至14选择接收点时，为了确定接收电平，可以非常简单地计算出传播衰减，计算时可将衰减看成是自由空间中的传播衰减，用每公里预定的分贝数来表示(20或30dB/km)。还可通过对地势的计算得到接收电平的值。

从直观上看，人们已知的菲涅耳第一椭体显然不是能在无线障碍情况下得到的。但我们可以回想一下，菲涅耳第一椭体被定义为环绕一个椭面的纵向轴旋转而产生的空间，这个椭面包括距其各自的辐射源有确定距离的发射机和接收机21，由从整个椭面表面到辐射源两个距离之和而确定的离心率不超过辐射源间的距离加上一个载波频率波长。换句话说，从一个辐射源接收到的大部分能量都被传送到菲涅耳第一椭体里了。鉴于此，当椭面里没有大的障碍物时，就相当于在自由空间中传播，没有额外的衰减。

所以，如果预先设定了站11至站14的发射电平，图表31提供的信息可就使计算机30计算出信号站11至14在任何一点的接收无线电场C的预测接收电平。

如果预先选定站11至14的位置以及它们的发射功率，那么对于同值的载波频率来讲就可以确定能够接收到信号的地理范围。事实上，希望在完全不会因超过确定阈值彼此干扰而影响无线电服务质量的情况下能尽可能多次地反复应用一个同值的载波频率。

为了确定在蜂窝1中预计到的阈值，例如可进行一次模拟，采用计算机30装置来估算在确定的载波频率下的干扰场I的电平。

为此，为了规划蜂窝式无线电话网，我们在其中设置一定数量的，即有限的，载波频率值，以便分配给多个无线基站11至14，本发明的方法能通过以下步骤对负载矩阵进行评估：

构成负载矩阵的要素是由计算系统对每个服务区内施加影响的蜂窝所计算的预定值制定的。对一个蜂窝来说，该预定值是通过服务区内每个节点p(图4.1)所接收到的场值C来描述的。在每个节点，计算系统为“服务”蜂窝，例如Cell-1，以及服务区内其它的干扰蜂窝，例如图4.1的Cell-2，Cell-3，计算C/I比值(在节点所收到的场值高于预定的“CHAMP_MINI_BROUILLEUR(最小干扰场)”值，这个“最小干扰场”值被用户存储在计算系统30的《Frequence.txt》文件中)。值I表示作用于服务蜂窝(如Cell-I)的相应干扰蜂窝(如Cell-j)的干扰场。

人们可以根据这些值来推断是否存在由于同信道的其它蜂窝所造成的对服务蜂窝的干扰。同样也对每个节点P的相邻信道计算这个比。

通过对整个服务区的蜂窝的整体计算，可以确定服务蜂窝与干扰蜂窝相比的总干扰率tb_ij。这些值可被带入负载矩阵。

图2是一个表示蜂窝网中从蜂窝1至蜂窝4所有蜂窝之间相互干扰或影响值的方形矩阵50i，这被称作载波频率的负载矩阵，用于一个频率值f₁。这样，矩阵50i能以一种合成的方式，通过计算系统30采用的蜂窝式无线电话网的规划软件或操作人员使用该计算系统，给出服务蜂窝Cell-j矩阵上每个行-列交汇处的干扰率tb_ij，其中，Cell-j相应于干扰蜂窝的行j；Cell-i相应于列i，用于为站11至14选择分配频率。对干扰率tb_ij的评估可评估两个矩阵，第一评估同信道的干扰，第二评估相邻信道的干扰。同信道干扰的原因在于在相邻蜂窝中反复使用同一个载波频率。相邻信道干扰的原因则是在相邻蜂窝中使用相邻载波频率。

本发明的方法还可考虑干扰记录。在两个确定的蜂窝之间某个点上的干扰记录通常是由“地势”估算识别出的干扰。该计算系统在考虑干扰记录时要加上“FREQUENCE.TXT”文件里的“Taux_Exception”场值，该“FREQUENCE.TXT”文件存储在计算系统中，是负载矩阵中的相应的要素。

这样，蜂窝1被蜂窝2、3、4干扰的电平分别达到Ki、Li和Mi。同样，蜂窝2被蜂窝3和蜂窝4干扰的电平为Xi和Yi，而蜂窝3和蜂窝4之间相互干扰的电平为Zi。如图2.1中的确定载波频率f_j的矩阵50j一样，可为不同载波频率值建立同类型的矩阵，这样可以对无线干扰负载Kj、Lj、Mj、Xj、Yj和Zj有一个全面的了解。每个矩阵50i或50j实际上都是用于计算机30的数据信息块，此处的表示完全是为了说明的目的。

如果服务区中每个节点P内的服务蜂窝Cell-I一贯是“最佳服务”蜂窝，也就是说其一直有最佳概率，那么上述计算就将很快并且简单。不过，它们并不能反映该网工作的实际情况。移动电话在通信过程中接收场的变化及所处位置的变更都会导致变动，从而引起服务蜂窝的改变(转换)。对于一个指定的节点来说，根据GSM标准的切换原则，服务蜂窝可以是常用服务蜂窝或被认为是六个最好的相邻蜂窝中的一个。从实际考虑(计算时间及有限的信息源)，对服务区内每个节点来说，计算系统只有当蜂窝Cell_0、Cell_1和Cell_2有第一个场值(C0)、第二个值(C1)和第三个值(C2)时才被用作潜在服务蜂窝。

其目的是当人们需要三个均能成为最好的服务蜂窝(最佳服务器)的蜂窝时，对能够最好地反映系统实际情况的概率进行计算。这种计算基于使用图3.2中所表示的三个蜂窝的状态图及相应于移动电话开机时的初始状态。为了进行这种计算要使用下列表示法：

Proba_Ci(P)：用于覆盖区中的象素(pixel)P被分配给蜂窝cell_i的概率。

Proba_Ci_init(P)：能在移动电话开机时使覆盖区中的象素P被分配给蜂窝cell_i的概率(Proba_Ci(P)。

HOm：“切换”滞后作用的余量。

现在来看三个蜂窝Cell_0、Cell_1和Cell_2(图3.1)。在一个象素P上测到的被这三个蜂窝覆盖的区域的场分别为：源自Cell_0的C0(P)、源自Cell_1的C1(P)和源自Cell_2的C2(P)。

一部处在象素P中的移动电话收集一个场，该场随平均值分别为C0，C1和C2的改变，高斯统计法按正常log变化。使移动电话能在开机时(“初始”分配概率)分配给蜂窝i(i∈{ 0，1，2})的概率就是能使场Ci(P)为最大的概率。对三个在象素P上的场来说，其统计数据是一样的，该概率只取决于接收场的平均值Ci及传播方式的差值方式(在该实施方式中设为8dB)。

该计算系统30处理这些平均值。这样，在每个象素P上对于最好的三个服务器有三个有序的平均值C0、C1和C2。为了计算分配概率，该系统在三个平均值中加入特别的差值(ecart)。这使我们总能得到下面三种类型差值中的一种：

·0

·更大更强的场-更小更弱的场

·中等场-更小更弱的场

例如，假设平均值之间的排序是：C2≥C1≥C0，该计算系统对每个服务蜂窝Ci的概率Proba_Ci_init(C2-C0，C1-C0)进行计算。因而

·Proba_C0_init(C2-C0，C1-C0)表示三个平均值中最小的平均值的高斯计算得出的场为最大的时候的次数。

·Proba_C1_init(C2-C0，C1-C0)表示中间平均值的高斯计算得出的场为最大的时候的次数。

·Proba_C2_init(C2-C0，C1-C0)表示三个平均值中最大的平均值的高斯计算得出的场为最大的时候的次数。

图3.3上Proba_Ci_init所示的结果表示当概率一定时，蜂窝根据变量C2-C0的分配情况，变量C2-C0在0至30dB之间，C1-C0的值则保持在5dB不变。这样，当概率低于0.2时，服务蜂窝是产生场C0直至差值C2-C0＞12dB的蜂窝。当概率在0.4至0.6之间时，服务蜂窝是产生场C1直至差值7dB的蜂窝，之后，服务蜂窝变成产生场C2的蜂窝。

本发明的方法可对作为服务器工作的蜂窝计算分配概率，同时考虑“切换”HOm的滞后现象的余量。

上述计算出的Proba_Ci_init概率只表示用于计算分配概率的“初始”状态。参照图3.2，pij为蜂窝cell_i向另一个蜂窝cell_j转移时的概率，同时考虑“切换”HOm的滞后现象的余量。

在运行时刻n，概率取决于时刻n-1概率以及根据下列方程计算出的转移概率：

Proba_C0(n)＝Proba_C0(n-1)*p00+Proba_C1(n-1)*p10+Proba_C2(n-1)*20

Proba_C1(n)＝Proba_C1(n-1)*p11+Proba_C0(n-1)*p01+Proba_C2(n-1)*21

Proba_C2(n)＝Proba_C2(n-1)*p22+Proba_C0(n-1)*p02+Proba_C1(n-1)*12

其中：

p01＝proba(C1＞C0+HOm && C1＞C2)

p02＝proba(C2＞C0+HOm && C2＞C1)

p00＝proba(C0＞C1-HOm && C0＞C2-HOm)＝1-p01-p02

p10＝proba(C0＞C1+HOm && C0＞C2)

p12＝proba(C2＞C1+HOm && C2＞C0)

p11＝proba(C1＞C0-HOm && C1＞C2-HOm)＝1-p10-p12

p20＝proba(C0＞C2+HOm && C0＞C1)

p21＝proba(C1＞C2+HOm && C1＞C0)

p22＝proba(C2＞C0-HOm && C2＞C1-HOm)＝1-p21-p20

当Proba_Ci(n)≈Proba_Ci(n-1)时，可得到分配概率，也就是说分配概率多次向渐近线迭代后，分配概率就会集中。在图3.3上它们被表示，其中C1-C0＝5dB。

我们可以发现，概率之和几乎总是相等的。

另一方面，对于一个相同的平均值，就会有相同的概率。最后我们还要注意可预见到的滞后效应，该效应是日常服务所特别重视的(相对于“初始”概率)。

上述计算的分配概率还取决于服务蜂窝切换Hom的滞后现象余量的系数值。把这个概率参数保存在计算系统里是非常重要的。其方法可以如下：

1.输入时，该计算系统设置“初始”概率。它们是由该计算系统开始时进行计算的概率。这些概率不取决于“转换”HOm的滞后现象的余量，而只取决于场的平均值。对于三个最佳服务器的三个概率的关系，一个值能决定其余的另外两个值。由于我们将C、C1和C2之间的最大差值限定为36dB，超过该差值的概率接近于零，因而可得到一个矩阵Proba_init〔36〕〔36〕。

2.根据Proba_init〔36〕〔36〕和HOm，分配概率可在CONTRAINTES模块内在开始时就进行计算与存储。

3.然后，对每个象素，按照三个最佳服务器重新计算相应的概率。

在每个节点，该计算系统对每个潜在的服务蜂窝赋予一个均衡系数，该系数包含以下三个成分：

-分配概率，

-服务概率，

-地形概率。

分配概率考虑了在一次通信过程中可能要分配给三个潜在的服务蜂窝中每一个蜂窝的时间。该概率是以上述潜在服务蜂窝之间不同的场为基础，同时还考虑了相当于5dB的HO_MARGIN的切换余量的平均值计算出来的。概率值可从《Proba_assig.txt》文件中获得。图4.1给出了分配概率值根据C0与C2(当C1＝C2时)之间的场值差的变化图。

该服务概率可计算出能够有效地保障服务的一个蜂窝的能力(在节点接收到的该蜂窝的场值的作用下)。该服务概率是根据前边提到过的场值与《Frequences.txt》文件提供的《CHAMP_MINI》(可修改)的值之间的差推算出来的。CHAMP_MINI是相应于50％服务概率的场强值。该系数的作用是根据场强增加干扰比(场越强，干扰越大)。

图4.2给出了C-CHAMP_MINI差值的变化曲线。需要指出的是，当差值低于-12dB时，概率强制归0。

最后，地形系数(或地貌系数)可表示根据大地形态变化的自然起伏“转换”。与当前服务蜂窝地形相同的那些蜂窝是理想蜂窝。该系数由文件《Poids.txt》提供，此文件以一个矩阵地形式表示地形类别和节点所属的回路轴的类型。图4.3再现了这个矩阵。

这三个系数在每个节点处被组合，以便给三个最佳服务蜂窝中的每个蜂窝分配载荷，并表示了这些蜂窝中的每一个成为服务蜂窝的概率。

已经考虑了将干扰记录和相邻站的影响加入在覆盖层对所得到的结果的影响(在同信道和相邻信道)。该影响以文件《Frequences.txt>的形式给出。

其值如下：

-TAUX_EXCEPTION用于干扰；

-TAUX_ADJ_VOIS_REEL用于临近信道的邻近站；TAUX_COC_VOIS_REEL用于同信道的相邻站。

为了完成第一次评估或根据无线网的实际情况对其进行调整，该计算系统30允许在负载矩阵中增加以下信息：

-干扰记录:它能反映地形的实际情况，并能暂时解决上述没有提到过的或在覆盖层计算时被忽视了的干扰，

-相邻：它们是被强制引进覆盖区的；这些邻近站是被计算系统确定的站，但也是被用户要求加在网内的，

-中性区：它可以对某些区域(服务区内或服务区外，比如森林)里的干扰不做无用的计算。

该计算系统30准备、计算然后检验负载矩阵的功能可通过下列文件实现：

1)考虑干扰记录

2)考虑相邻站

3)考虑中性区

4)计算负载矩阵

考虑干扰记录的目的是为了通过增加在网上测定的干扰记录(地形，统计……)来加权理论计算值。

这里指的是该计算系统在理论计算之前就对地形进行干扰记录。这样可以避免对已知的不相容的蜂窝再进行信道分配的可能。计算系统30根据预计的覆盖确定干扰。最初的预计可能会因为数据库数据不精确或计算方法的问题而导致出现错误。

有些干扰并没有被计算系统30检测到。

对《地形》的测定以及用无线电工程师的经验可以更正这些预计方面的错误。应当把被称作干扰记录的相关信息作为工具，因而在计算干扰负载时能够运用它。

存在两种类型的干扰：

-同信道干扰

-相邻信道干扰

该工具允许在同一个文件(扩展名为.CBR)里表示这两种类型的干扰。这种表述在计算系统的界面处。

应在计算负载矩阵和进行连续频率规划之前通过增加或减小干扰记录来更新这个文件。

对服务区内的每个蜂窝必须通过《主题(thematique)矩阵》进行显示。例如，其可为同信道或相邻信道干扰显示干扰蜂窝和被干扰蜂窝之间的负载。

这种显示是校验负载的一个好方法。例如，当经验的“地形”与所测量结果相悖时，可将两个蜂窝进行比较，无需计算负载。在这种情况下，必须申请这个新的负载，并将其加入原有的列表中。

在两个确定的蜂窝之间的一个点上的干扰记录主要是通过《大地》测量鉴定的干扰。

计算系统30通过在负载矩阵内相应部分增加文件《FREQUENCE.TXT》的《Taux_Exception》场值来考虑干扰记录。

为此，该计算系统的使用者要使用一个软件界面，该界面可允许使用者在《Frequences》菜单中点击《Planification》命令，然后再点击子命令《Constatsde brouillage》(干扰记录)。屏幕上出现《Constats de Brouillage》(干扰记录)对话框，用该对话框调出“Frequences/Planification/Constats deBrouillage”目录。使用者可通过人机交互的方法点击《liste》。屏幕上出现《Constats》(记录)对话框。

如果记录文件已经存在，只需将其选中，点击《Valider》(允许操作)即可，不然就得在《Votre Selection》(您的选择)文件中打上文件名，再按《Entrée》(回车)键。

在后一种情况下，计算系统30要通过提问“Creation？”(建立)要求用户确认建立该文件。

回到对话框《Constats de brouillage》(或在《Valide>(允许操作)一个已存在的文件之后，或在《Cree》(建立)了新文之后》，用户点击《Ajouter》(增加)，屏幕上出现《Ajouter Un Constat》(增加一条记录)对话框。在场的《N°de site》(位置编号)(《公共有效》区域)栏中，用户打上蜂窝被干扰的区域的编号，并通过回车将其启动。显示该区域的蜂窝列表(以及位置名)。用户在该列表中选择干扰蜂窝，然后在《N°de site》(位置编号)(《公共有效》区域)里打上蜂窝被干扰了的位置编号，再通过回车启动。显示该位置的蜂窝列表(以及位置编号)。

使用者在该列表中选择干扰蜂窝，然后选择《Nature du brouillage》(干扰性质)，或是“同信道”，或是“相邻信道”。输入了《Nom de Responsable》(负责人姓名)和《Valide》(允许操作)之后，使用者回到《Constats deBrouillage》对话框，可将此项操作重复需要的次数(再次点击《Ajouter》(增加))。

该计算系统30还可考虑到相邻蜂窝或再一个邻近蜂窝。两个表示相邻的蜂窝可进行“切换”。它们的覆盖区有必要的重复覆盖区域。考虑这些相邻蜂窝的目的是为了能够通过增加相邻蜂窝的数据来均衡理论计算(相邻蜂窝的文件能够减少《HO Losses》)。

这就需要查询所指定的相邻蜂窝的工具(从网这方面，而并非一定要从地理方面考虑)。这种将相邻蜂窝从蜂窝中选出来可以避免给这些同样的蜂窝分配同信道或相邻相邻信道，从而避免了在这些蜂窝覆盖区的重复覆盖区被干扰的危险。

显而易见，在满足《HO Losses》数(切换丢失或者通话截断的应计算指数)要求的情况下应尽可能地限制这类干扰，以便提高制定频率规划结果的质量。

该计算系统30建议用下面三个不同的方法来说明相邻蜂窝：

1.建立个人文件，

2.输入数据，

3.通过计算系统30的《Voisinage》菜单进行计算。

该计算系统同样也考虑了中性区域。其目的是为了分辨无用户的区域，以便在需要的时候对非经营区不进行处罚。

为了简化并改进频率计算的结果，确定蜂窝不会去或很少去的经营区域的中性区域是有效的。实际上，最好忽视这些没有用户的区域，接受可能的干扰，以便对通信量大的区域给以优惠，并且可从而释放频率。

例如通过对高过城市的山峰的无效保护，这些中性区域可以不“干扰”频率计划的计算。

其它中性区域的例如：

-湖泊

-海洋

-山峰

-森林

-非经营区域

-外国

……

另一个例子就是边界。实际上，在国界以外担心可能被干扰是没用的。中性区域并非一定要包含在服务区内。

上述模式还可考虑到无线传输的偶发情况。

相同情况下，通过对影响相邻站12至14的发射接收电平的无线传输条件变化统计列表的设置，例如乘坐地铁时，该计算机30确定相应概率，在两个选定的信号电平中找出相对较强的电平并且改变类别序列，在计算机30内通过均衡接收到的信号，根据相应概率进行组合，在规定时间内使接收到的信号具有所有信号中最强的电平。

对于本领域的技术人员来说，显然本发明的实施方式可有许多其它的不偏离本发明权利要求限定范围的构成。因此，这些实施方式只能被认为是作解释用，而可被所附权利要求书限定的保护范围所修正，并且本发明并不被上述详细描述所限定。

Claims

1.用于规划蜂窝式无线电话网的负载矩阵的生成方法，在该方法中，在蜂窝网内设置数量一定的预先确定分配给多个无线电基站(11-14)的载波频率值(f_If_j)，并在服务区内预先确定发射位置和确定的发射功率，其目的是管理那些起着服务或干扰作用的众多通讯客户的无线蜂窝(1-4)，该方法包括以下步骤：

-根据服务蜂窝每个节点(P)的位置，计算系统制定一个表示在该服务区节点内在该服务蜂窝的多个预定频率中的一个频率(f_i)上接收到的场值C，

-在每个节点，计算系统为“服务”蜂窝计算C/I的比值，其中I表示服务区内由每个干扰蜂窝所产生的干扰场，在节点所接收到的干扰场值高于该计算系统一开始存储的预定值《CHAMP_MINI_BROUILLEUR》；

-通过对整个服务区蜂窝的全部计算，计算系统算出服务蜂窝与干扰蜂窝的总干扰比tb_ij，该值可显示或存储在上述负载矩阵上，表示或存储代表服务蜂窝的行和干扰蜂窝的列的交点的电平(Ki，Li，Mi)；

-系统根据该称作“初始”的负载矩阵确定出用于初始化服务的概率，该概率表示某个指定的蜂窝就是能向移动电话提供最强场的服务蜂窝的概率，该服务概率是根据预计的场值与存储在文件《Frequences.txt》中的场《CHAMP_MINI》的修改值之差推导出来的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中第一个负载矩阵或列表由假定每个服务蜂窝和每个干扰蜂窝都在同一个信道里加以确定。

3.如权利要求1和2所述的方法，其特征在于，其中所述场CHAMP_MINI的修改值相应于50％的服务概率，以及

-然后通过计算这些概率并将其存储到分配负载矩阵中来确定分配概率。

4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，其中对每个节点，该计算系统为每个潜在的服务蜂窝赋予一个均衡系数，该系数由下面三部分组成：

-分配概率；

-服务概率；

-地形均衡

这三个系数在每个节点被组合，用于给三个最佳蜂窝服务器中的每一个蜂窝分配一个加权值，同时考虑到它们中的每一个都是服务蜂窝的概率。

5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，其中该计算系统借助于三个最佳服务器的三个概率，以及它们与从一个蜂窝cell_i转换成另一个蜂窝cell_j的概率pij之间的关系，同时考虑到“切换”Hom的滞后余量，逐渐形成唯一的一个Proba_init值，并确定一个初始概率矩阵。

6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，其中该分配概率考虑了在通信时间内可能分配给三个潜在的服务蜂窝中每个蜂窝的时间，这个概率是基于上述潜在服务蜂窝之间的场值差，同时考虑到相当于5dB的“HO_MARGIN”转换余量的平均值后计算出的。

7.如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，其中该概率值存储在“Proba_assig.txt”文件里。

8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，其中该地形系数(或地貌系数)可以说明根据地势的高低起伏得出的自然起伏(flux)“转换”，与当前服务蜂窝地形相同的蜂窝较为理想，该系数由文件《Poids.txt》提供，以矩阵形式出现，可显示地形类别以及节点所属的回路(circulation)轴类型。

9.该计算系统对那些使用与服务蜂窝频率信道相邻的频率信道的蜂窝进行与权利要求1、3、4中任一个的计算相同的计算的方法。

10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，其中该计算系统还考虑干扰记录(constat)，并且在计算相邻站的频率时要加上由覆盖区域计算所获结果对其影响的考虑(在同信道和相邻信道上的干扰)，该影响由存储在《Frequences.txt》文件中以比的形式给出。

11.如权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，其中该计算系统还设置了一个无线传输条件变化统计列表，传输条件能影响基站(12-14)发射信号的接收电平，该计算系统要确定相应的概率，以便在规定时间内使接收到的信号具有所有信号中最强的电平。

12.一种能生成用于规划蜂窝式无线电话网的负载矩阵的装置，其中一个情报系统为多个无线电基站(11-14)设置确定数量的预定载波频率值(f_if_j)，并在服务区内预先确定发射位置和确定的发射功率并存储在一个数据库中，其目的是管理这些起着服务或干扰作用的多个通讯客户的无线蜂窝(1-4)，还包括制定装置，根据对每个服务蜂窝的每个节点(P)的位置，对该服务蜂窝的某个预定频率(f_i)制定表示在该服务区的该节点接收到的场值C的预定值，

-为每个节点计算干扰场值I的装置和存储各个干扰场值I的装置，该干扰场是由被计算系统假设为服务蜂窝以外所有被系统认为是干扰蜂窝的每个蜂窝制造的，

-为每个节点计算“服务”蜂窝的C/I的比值的装置，其中I表示服务区每个干就蜂窝所产生的干扰场，在节点所接收到的干扰场值高于计算系统最初存储的《CHAMP_MINI_BROUILLEUR》(最小干扰场)的预定值，

-对整个服务区的蜂窝实施全部计算的装置，该计算系统确定服务蜂窝与干扰蜂窝的总干扰比tb_ij，该值可由该装置显示或存储在上述初始负载矩阵上，表示或存储代表服务蜂窝的行和干扰蜂窝的列的交点的电平(Ki，Li，Mi)，

-根据这个叫做初始负载的矩阵确定初始时候的服务概率的装置，该初始服务概率表示某个指定的蜂窝是否能向移动蜂窝提供最强场的蜂窝的概率，服务概率是从预定的场值与存储在文件《Frequences.txt》内的场《CHAMP_MINI》的修改值之间的差推算出来的。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，在假设每个服务蜂窝与每个干扰蜂窝是在同信道上时采用装置计算第一个矩阵或确定的列表；而在假设每个服务蜂窝与每个干扰蜂窝是在相邻的信道上时计算第二个矩阵。

14.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，其中所述场CHAMP_MINI的修改值相应于50％的服务概率，所述装置包括：

-通过比较负载矩阵的值选出三个构成最佳服务器的蜂窝的该计算系统的选择装置；

以及通过计算确定分配概率并存储该分配概率在分配负载矩阵内的确定装置。

15.如权利要求12至14之一所述的装置，其特征在于，其中在每个节点中，该计算系统包括三个系数的存储装置，这三个系数由以下部分构成：

-分配概率，

-服务概率，

-地形均衡，以及组合这些系数的工具，将这些系数在每个节点上进行组合，用于给三个最好的蜂窝服务器中的每一个蜂窝分配一个加权值，同时考虑到它们中的每一个都是服务蜂窝的概率。

16.如权利要求12至14之一所述的装置，其特征在于，其中该计算系统借助于三个最佳服务器的三个概率，提取计算出的矩阵以及它们从一个蜂窝cell_i转换成另一个蜂窝cell_j的概率pij之间的关系，同时考虑到“切换”Hom的滞后余量，逐渐形成唯一的一个Proba_init值，并确定一个初始概率矩阵。

17.如权利要求12至16之一所述的装置，其特征在于，其中所分配的概率值存储在“Proba_assig.txt”文件里。

18.如权利要求12至17之一所述的装置，其特征在于，其中地形系数由文件《Poids.txt》提供，其以矩阵形式表示地形类别以及节点所属的回路轴类型。

19.如权利要求12至17之一所述的装置，其特征在于，其中该计算系统还要考虑干扰和相邻站记录(constat)，并且在上述计算所获结果上加上它们对其的影响(在同信道和相邻信道上的干扰)，该影响由存储在《Frequences.txt》文件中以比的形式给出。