CN1667990B

CN1667990B - 一种减少相邻蜂窝小区间干扰的方法

Info

Publication number: CN1667990B
Application number: CN2004100084499A
Authority: CN
Inventors: 吕武
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: CN1667990A

Abstract

本发明公开了一种减少相邻蜂窝小区间干扰的方法，该方法包括：基站控制器通过Iub接口向基站发送数据帧，如果基站在系统设定时间内未接收到该可到达数据帧或者基站接收到的数据帧误码率大于系统设定的误码率阈值时，基站停止与Iub接口传输中出现异常情况的数据传输通道对应的小区天线的功率发射，且基站关闭其内部与出现异常情况的Iub接口的数据传输通道相对应的收发通道。本发明方法大大减少了出现异常情况的数据传输通道所对应的小区对其相邻小区的干扰，从而提高了相邻小区支持的用户数量，进而提高了整个网络系统的容量。

Description

一种减少相邻蜂窝小区间干扰的方法

技术领域

本发明涉及宽带码分多址(CDMA)技术，特别是涉及在基于CDMA技术的蜂窝网络系统中减少相邻蜂窝小区间干扰的方法。

背景技术

在无线通信系统中，每一组连接都需要专门的频率，但无线通信系统能够使用的频率数量却是有限的，因此，蜂窝网络系统将一个大的地理区域分割成多个蜂窝小区(cell)，并为每一个小区分配一定数量的频率，不同的小区可以使用相同的频率。

码分多址(CDMA)系统和宽带码分多址(WCDMA)系统均为蜂窝网络系统。在CDMA系统或WCDMA系统中，相邻小区使用的频率可能相同，并且，为了保证业务提供的连续性，在蜂窝建设时，相邻小区之间存在用于实现系统软切换的重叠区域，因此，相邻小区之间存在很大的干扰。

以WCDMA系统为例，WCDMA系统中小区下行链路(从基站到用户终端的传输链路)和小区上行链路(从用户终端到基站的传输链路)支持的用户数量可通过以下公式表示。

小区下行链路支持的用户数量：

N_{1} = \frac{W}{Eb_No \times R \times v \times (1 - a + i_{1})} - - - (1)

小区上行链路支持的用户数量：

N_{2} = \frac{W}{Eb_No \times R \times v \times (1 + i_{2})} - - - (2)

在公式(1)和公式(2)中，W为WCDMA系统扩频码片速率，其值为3.84Mcps，R为语音速率，v为语音激活因子，而参数W、R和v的值是在网络规划时预先设定好的；Eb_No为接收机解调所要求的门限值，公式(1)中的参数Eb_No由终端的设计能力确定，公式(2)中的参数Eb_No由基站的设计能力确定；在公式(1)中参数a为小区内正交化因子，由传播环境确定；公式(1)中i₁为相邻小区下行干扰指数，公式(2)中i₂为相邻小区上行干扰指数，i₁和i₂的取值范围为30％～50％，并且在相同的相邻小区中，i₁ 和i₂的取值一般不同。

在实际使用时，公式(1)和公式(2)中其它参数均为固定值，所以相邻小区干扰指数i越大，小区上行链路或下行链路支持的用户数量则越少，反之，相邻小区干扰指数i越小，小区上行链路或下行链路支持的用户数量则越多。由此可见，相邻小区之间的干扰指数是影响小区所支持用户数量的重要因素。

在WCDMA系统中，基站控制器(RNC)对分布在不同区域站址的各个基站(NodeB)进行控制，RNC和NodeB之间通过Iub接口进行信号的传输。Iub接口的传输方式可以采用E1传输、城域网传输、微波传输、数字用户线(xDSL)传输、本地多点分配业务(LMDS)传输、自由空间光通信(FSO)传输和卫星传输等。

在实际使用中，由于气候的影响或传输设备老化等原因，RNC和NodeB之间的数据传输通道经常会出现传输通道不稳定或传输链路断掉等异常情况，从而使得NodeB接收到的数据帧误码率较高或NodeB根本接收不到RNC发来的数据帧。

在下行链路方向，NodeB通过Iub接口接收到RNC发来的数据帧后，进行的数据处理过程包括：对接收到的数据帧进行校验，如果数据帧错误则向设备管理员发出告警信息；无论NodeB接收到的数据帧是否正确，在完成数据帧校验后，NodeB均对接收到的数据帧进行信道编码、扩频、调制、上变频处理和功率控制；NodeB将处理后的数据信号通过小区天线发射到相应的小区内。

如果NodeB在系统设定时间内未接收到RNC发来的可到达的数据帧，则NodeB向设备管理员发出告警信息，并且不进行上述数据处理过程。但是，由于NodeB内小区天线的发射功率仍然存在，其小区天线仍然不断地向小区内发射信号。

在上行链路方向，NodeB通过小区天线接收到从小区内发来的信号后，进行的数据处理过程包括：对接收到的信号进行放大、下变频、数字化处理、解调、解扩和信道译码等处理；然后NodeB将处理后的数据信号通过Iub接口传输给RNC。

从以上描述的NodeB在下行和上行链路方向的处理过程可看出：

在现有技术中，当NodeB检测到其与RNC之间的数据传输通道出现数据帧误码率较高的异常情况时，仅仅向管理员发出告警信号，而并未停止对接收到的数据进行处理的后续不必要操作，并且在数据传输通道出现异常情况导致NodeB接收到的数据帧误码率较高或根本无法接收到数据时，NodeB中小区天线仍然向小区内发射信号，那么发射的信号必然对该小区的相邻小区的下行链路产生干扰。

由于该小区下行链路发射信号的存在，该小区内的用户仍然能够检测到小区内的导频信号和广播信道信息，从而给用户形成虚假信号，使得选择该小区作为主小区的用户无法进行正常通话；并且，该小区内用户会继续向NodeB发起无法接入成功的随机接入请求，从而对相邻小区的上行链路产生干扰，减少了相邻小区上行链路和下行链路支持的用户数量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种减少相邻蜂窝小区间干扰的方法，大大提高蜂窝小区支持的用户数量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种减少相邻蜂窝小区间干扰的方法，包括以下步骤：基站NodeB判断其与基站控制器RNC之间Iub接口的数据传输通道是否出现异常情况，如果出现异常情况，则NodeB停止与出现异常情况的Iub接口的数据传输通道相对应的小区天线的功率发射，且NodeB关闭其内部与出现异常情况的 Iub接口的数据传输通道相对应的收发通道。

所述NodeB判断其与RNC之间Iub接口的数据传输通道是否出现异常情况的步骤包括：NodeB判断已等待接收可到达数据帧的时间长度是否大于系统预先设定的等待时间阈值。

所述NodeB判断其与RNC之间Iub接口的数据传输通道是否出现异常情况的步骤包括：NodeB判断接收到数据帧的误码率是否大于系统预先设定的误码率阈值。

可见，本发明提出的方法具有以下优点：

1、根据本发明提出的方法，停止发生异常情况的数据传输通道对应的小区天线的功率发射，可大大减少发生异常情况的数据传输通道对应小区对其相邻小区下行链路的干扰，并使得发生异常情况的数据传输通道所对应小区内的用户无法发起随机接入请求，从而减少了发生异常情况的数据传输通道所对应小区对其相邻小区上行链路的干扰。

2、根据本发明提出的方法，NodeB在接收到的数据帧的误码率大于系统设定值时，无需进行不必要的下行数据处理；并且在停止发生异常情况的数据传输通道对应的小区天线的功率发射后，NodeB接收不到该小区发来的数据信号，无需进行不必要的上行数据处理，因此对NodeB内的硬件设备起到了保护作用，从而延长了NodeB的使用寿命。

3、在本发明提出的方法中，当NodeB管理多个小区时，NodeB仅关闭发生异常情况的数据传输通道所对应的收发通道，并且仅停止与发生异常情况的数据传输通道所对应的小区天线的功率发射，而未影响到RNC和NodeB之间其它的数据传输通道，从而确保了其它数据传输通道的正常传输。

4、由于本发明提出的方法大大减少了发生异常情况数据传输通道所对应小区对其相邻小区的干扰，所以大大提高了其相邻小区的下行链路和上行链路支持的用户数量，进而提高了网络系统的容量。

附图说明

图1是在实现本发明方法的实施例中3×1基站配置各个小区信号通道的示意图；

图2是在实现本发明方法的实施例中在3×1基站的一个E1通道发生异常情况时配置各个小区信号通道的示意图；

图3是实现本发明方法的实施例的流程图；

图4是WCDMA网络无线接入网覆盖组网图；

图5是采用本发明方法后接入网组网容量分析示意图。

具体实施方式

本发明提出的方法是从基于CDMA技术网络系统的自干扰特点出发，消除发生异常情况的数据传输通道所对应的小区对其相邻小区产生的不必要干扰，从而大大提高其相邻小区支持的用户数量，进而提高整个网络系统的容量。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及实施例对本发明作进一步地详细描述。

在本实施例中，基于CDMA技术的网络系统为WCDMA系统。

在WCDMA系统中，一个NodeB的配置为M×N，M表示扇区的个数，N表示每个扇区配置的载波个数。扇区是一个地理概念，小区(cell)是一个逻辑概念。一个基站管理的小区数＝扇区数×载波数。例如，一个基站的配置为1×1，即一个基站管理1个扇区，每个扇区配置1个载波，那么该基站管理的小区数为1×1＝1。

在WCDMA系统中，配置为3×1的基站管理3个扇区，每个扇区配置1个载波，所以该基站管理的小区数为3×1＝3。图1是在实现本发明方法的实施例中3×1基站配置各个小区信号通道的示意图。参见图1，将基站101管理的3个小区分别标记为小区1、小区2和小区3。基站101与基站控制器104之间的Iub接口有3条E1通道，分别标记为E1通道1、E1通道2和E1通道3。基站101中包括基站射频收发信机102和基站控制处理系统103，基站射频收发信机102与基站控制处理系统103之间有3条收发通道，分别标记为收发通道1、收发通道2和收发通道3。基站射频收发信机102有3条小区天线，分别标记为小区天线1、小区天线2和小区天线3。在基站控制处理系统103中包括与各个E1通道对应的处理单元，分别标记为处理单元1、处理单元2和处理单元3。

参见图1，以小区1的信号走向为例。在下行链路方向，RNC 104将需要发送给小区1的信号，放在E1通道1中发送给NodeB 101的基站控制处理系统103；在基站控制处理系统103中，与E1通道1对应的处理单元1接收该信号后，通过收发通道1发送给基站射频收发信机102；基站射频收发信机102通过小区天线1，将接收到的信号发送到小区1内。

在上行链路方向，基站射频收发信机102通过小区天线1接收来自小区1的信号；基站射频收发信机102通过收发通道1，将接收到的信号发送给基站控制处理系统103中的处理单元1；处理单元1通过E1通道1，将接收到的信号发送给RNC 104。

图2是在实现本发明方法的实施例中在3×1基站的一个E1通道发生异常情况时配置各个小区信号通道的示意图，图3是实现本发明方法的实施例的流程图，参见图2和图3，当NodeB 101接收需要发送到小区3内的数据信号时，本发明方法实现减少相邻蜂窝小区间干扰的具体过程包括以下步骤：

步骤301、RNC 104将数据帧放在E1通道3中发送给NodeB 101。

步骤302、在NodeB 101中，基站控制处理系统103的处理单元3判断E1通道3的传输是否出现异常情况，如果E1通道3的传输出现异常情况，则执行步骤304，否则，执行步骤303。

以上所述的处理单元3判断E1通道3的传输是否出现异常情况的具体过程可以为：处理单元3判断等待接收来自于RNC 104的可到达数据帧的时间是否大于系统预先设定的等待时间阈值，或处理单元3在对接收到RNC104发来数据帧进行检测和校验后判断该接收到的数据帧的误码率是否大于系统预先设定的误码率阈值。相应地，所述E1通道3的传输出现异常情况表现为：NodeB 101等待接收可到达数据帧的时间大于系统预先设定的等待时间阈值，或NodeB 101接收到数据帧的误码率大于系统预先设定的误码率阈值。

步骤303、NodeB 101正常传输数据帧，并结束本流程。

步骤304、在NodeB 101内部，基站控制处理系统103的处理单元3通过收发通道3向基站射频收发信机102发送停止向小区3发射信号的命令。基站射频收发信机102接收到该命令后，停止小区天线3的功率发射。然后，基站控制处理系统103的处理单元3关闭收发通道3。

图4是WCDMA网络无线接入网覆盖组网图，参见图4，一个WCDMA网络无线接入网由一个RNC和受其控制的6个NodeB构成一定区域的连续覆盖。每个NodeB的配置都为3×1，即3扇区×1小区配置。

图5是采用本发明方法后接入网组网容量分析示意图，参见图5，当NodeB3所辖的一个小区(编号为cell6)的Iub接口出现异常而不能正常传输时，本发明方法关闭NodeB3中传输cell6信号的收发通道，并停止用于发送cell6信号的小区天线的功率发射。因为对应cell6的小区天线不再有发射功率，所以cell6的下行链路不再对与其相邻小区cell3、cell4、cell5、cell8、cell13和cell14的下行链路产生干扰。同时，由于cell6内的用户无法检测到导频信号和广播信道信息，从而无法向NodeB3发起随机接入请求，所以cell6的上行链路不再对与其相邻小区的上行链路产生干扰。因此，与cell6相邻的小区cell3、cell4、cell5、cell8、cell13和cell14支持的用户数量大大提高。

参见图5，以与cell6相邻的小区cell3支持的用户数量增长为例：

小区cell3的相邻小区有6个，即cell1、cell2、cell4、cell6、cell14和 cell16，该6个小区对cell3的干扰指数相同。在未停止与cell6对应的小区天线的功率发射之前，经系统仿真后得到，cell3的相邻小区上行干扰指数为42％，下行干扰指数为36％。在停止与cell6对应的小区天线的功率发射之后，cell3的相邻小区有5个，即cell1、cell2、cell4、cell14和cell16，系统仿真后得出cell3的相邻小区上行干扰指数降低为35％，下行干扰指数降低为30％。

由小区上行链路支持的用户数量计算公式

N_{2} = \frac{W}{Eb_No \times R \times v \times (1 + i_{2})}

可得，cell3的上行链路支持的用户数量增加比例为：

由小区下行链路支持的用户数量计算公式

N_{1} = \frac{W}{Eb_No \times R \times v \times (1 - a + i_{1})},

并取公式中正交化因子为0.6，可得，cell3的上行链路支持的用户数量增加比例为：

\frac{W}{Eb_No \times R \times v \times (1 - 0.6 + 30 %)} / \frac{W}{Eb_No \times R \times v \times (1 - 0.6 + 36 %)} = 108.57 %

所以，cell3支持的用户数量至少增加了5％，

进而，在停止与cell6对应的小区天线的功率发射之后，与cell6相邻的6个小区cell3、cell4、cell5、cell8、cell13和cell14支持的用户总数量至少增加了5％×6＝30％。

由此可见，停止传输通道出现异常情况的小区天线的功率发射可大大降低与该小区相邻小区的上行链路干扰指数和下行链路干扰指数，并可大大提高与该小区相邻的小区支持的用户数量，进而可提高整个网络系统的容量。

本实施例描述的是一个基站(NodeB)管理多个小区时，减少相邻小区间干扰的具体实现过程。根据本发明提出的方法，对于一个基站(NodeB)管理一个小区的情况，减少相邻小区间干扰的具体实现过程原理与本实施例所述实现过程的原理相同。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种减少相邻蜂窝小区间干扰的方法，其特征在于，基站NodeB判断其与基站控制器RNC之间Iub接口的数据传输通道是否出现异常情况，如果出现异常情况，则NodeB停止与出现异常情况的Iub接口的数据传输通道相对应的小区天线的功率发射，且NodeB关闭其内部与出现异常情况的Iub接口的数据传输通道相对应的收发通道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NodeB判断其与RNC之间Iub接口的数据传输通道是否出现异常情况的步骤包括：NodeB判断已等待接收可到达数据帧的时间长度是否大于系统预先设定的等待时间阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NodeB判断其与RNC之间Iub接口的数据传输通道是否出现异常情况的步骤包括：NodeB判断接收到数据帧的误码率是否大于系统预先设定的误码率阈值。