CN1859655A - 基站设备初始化过程中选择初始信道的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基站设备初始化过程中选择初始信道的方法和装置，该方法主要包括：在基站设备初始化过程中，根据区域内能唯一标识基站设备的特征信息，使用设定的映射方法，得到基站的初始信道。利用本发明所述方法，可以避免基站频率互相干扰，或最大限度地降低基站频率互相干扰的概率。

Description

基站设备初始化过程中选择初始信道的方法和装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种基站设备初始化过程中选择初始信道的方法和装置。

背景技术

在无线通信系统中，一个终端往往可以同时收到不同基站的信号，如果该不同基站使用了相同的频率，则该终端收到的不同基站的信号将互相干扰，导致该终端无法进行正常的通信。

比如，在图1所示的宽带无线接入系统基站示意图中，该宽带无线接入系统可以为802.16 WiMAX(世界微波接入互操作组织)系统。从图1中可以看到，如果BS1(基站1)、SS1(终端1)之间和BS2(基站2)、SS2(基站2)之间使用不同频率进行通讯，则SS1、SS2互不受干扰，皆可以正常通讯。如果BS1、SS1之间和BS2、SS2之间使用相同的频率进行通讯，则BS1和SS1可以正常通讯，SS2将收到2个BS(基站)的信号，2个BS的信号将互相干扰，导致SS2无法正常通讯。

在现有技术中，解决上面所述的基站频率干扰问题的一种方法为：各基站在初始化时使用各自的默认信道。

该方法的缺点为：一般基站的默认信道是相同的，因此，该方法将导致频率干扰的情况非常多，没有事先对频率干扰现象进行预防。

在现有技术中，解决上面所述的基站频率干扰问题的另一种方法为：基站初始化时使用预先规划好的信道，该方法能事先对频率干扰现象进行预防。

该方法的缺点为：需要根据实际组网情况，人工进行信道规划，成本比较高；特别对于宽带接入系统基站中的免许可频段，由于基站可能属于不同管理者，很难做到甚至不可行预先对信道进行规划。

在现有技术中，解决上面所述的基站频率干扰问题的另一种方法为：基站初始化时，先侦听其他相邻基站的信道，然后选择一个不和其他相邻基站冲突的信道。该方法能事先对频率干扰现象进行预防。

该方法的缺点为：在实际应用中，基站互相可能收不到对方的信号，但基站信号重叠覆盖的区域仍然会有频率干扰，该方法将导致部分频率干扰情况无法避免。

上述三种解决基站频率干扰问题的方法的综合介绍如表1所示。

                        表1：解决基站频率干扰问题的方法

	解决方法	优缺点
			1	预先进行信道规划，相邻的基站使用不同信道。	事前避免，能很好的解决干扰问题。但在使用免许可频段时，同一个地区的基站可能属于不同管理者，预先进行信道规划很难做到，甚至不可行。
2	基站加入网络时，先侦听已存在基站的信道，然后根据侦听结果来选择信道，避免干扰。	事前避免，能解决部分干扰问题。在图1所示系统中，BS之间是互相侦听不到信号的，然而SS2所在区域有干扰。
			3	检测到干扰发生后，启用共存机制。如更改信道、降低发射功率等。	事后弥补。能解决干扰问题，需要复杂的共存机制。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基站设备初始化过程中选择初始信道的方法和装置，从而可以避免基站频率互相干扰，或最大限度地降低基站频率互相干扰的概率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，包括：

A、在基站设备初始化过程中，获得区域内能唯一标识基站设备的特征信息；

B、根据设定的映射方法，将所述特征信息通过映射得到基站的初始信道。

所述的基站设备的特征信息包括：

基站标识号BSID或媒体接入控制MAC地址或IPv4地址或IPv6地址或地理位置或基站启动时间。

所述的步骤B所述的映射方法可以采用具有离散、随机的特点映射方法。

所述的步骤B所述的映射方法包括哈希hash函数。

所述的步骤B具体包括：

B1、根据基站设备所在地区、所使用的频段和信道的划分方式，确定基站设备的可用信道集合；

B2、利用所述设定的映射方法，从所述可用信道集合中将所述特征信息通过映射得到基站的初始信道。

所述的步骤B具体包括：

B3、根据基站设备所在地区、所使用的频段和信道的划分方式，确定基站设备的可用信道集合；

B4、基站设备侦听其它相邻的基站设备已经使用的信道，根据侦听的结果，对所述可用信道集合进行筛选；

B5、利用所述设定的映射方法，从所述经过筛选后的可用信道集合中将所述特征信息通过映射得到基站的初始信道。

所述的基站设备包括所有无线通讯系统中的基站设备。

一种基站设备初始化过程中选择初始信道的装置，包括：

特征信息模块：用于在基站设备初始化过程中，输入基站设备的特征信息，并将该特征信息传递给映射模块；

映射模块：用于根据设定的映射方法和基站的可用信道集合，将接收到的特征信息映射成基站的初始信道。

所述的装置包括：

侦听模块：用于在基站设备初始化过程中，侦听其它相邻基站已经使用的信道，并将侦听到的信道信息传递给映射模块。

所述的映射模块包括：

可用信道集合模块：用于保存根据基站设备所在地区、所使用的频段和信道的划分方式而确定的基站的可用信道集合，并根据侦听模块传递过来的信道信息，对保存的可用信道集合进行筛选。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过把同一频段可用的信道，离散、均匀地分配到不同的基站，对基站的可用信道集合进行优化，自动对基站信道进行规划，从而可以避免基站频率互相干扰，或最大限度地降低基站频率互相干扰的概率；本发明无需在基站初始化前，根据实际组网情况进行手工信道规划，降低了无线基站系统的成本，克服了由于基站可能属于不同管理者无法预先对信道进行规划的问题。

附图说明

图1为宽带无线接入系统基站示意图；

图2为本发明所述方法的具体处理流程图；

图3为美国和欧洲的5G频段划分示意图；

图4为基站的初始化基本流程图；

图5为本发明所述一种基站的初始化流程图；

图6为本发明所述新基站加入网络示意图；

图7为本发明所述实施例1中计算各基站获得信道号的过程示意图；

图8为本发明所述实施例2中计算各基站获得信道号的过程示意图；

图9为本发明所述装置的结构图。

具体实施方式

本发明提供了一种基站设备初始化过程中选择初始信道的方法和装置。本发明的核心为：通过离散、随机的映射方法，将区域内能唯一标识基站设备的特征信息映射成基站的初始信道。

下面结合附图来详细描述本发明，本发明所述方法的具体处理流程图如图2所示。包括如下步骤：

步骤2-1、在基站初始化过程中，输入在一个区域内能唯一标识基站设备的特征信息。

本发明首先需要确定在一个需要避免频率干扰的区域内不同基站的特征信息，该特征信息在该区域内能唯一标识基站设备。该特征信息可以是BSID(基站标识号)、MAC(媒体接入控制)地址、IPv4地址、IPv6地址、地理位置、基站启动时间等。

本发明以BSID为例来说明。

步骤2-2、是否侦听其它相邻基站的信道。

在输入了基站设备的特征信息后，本发明所述方法可以根据实际情况，选择是否侦听其它相邻基站已经使用的信道，如果选择侦听，则执行步骤2-3；否则，执行步骤2-4。

步骤2-3、侦听其它相邻基站的信道，根据侦听的结果对基站的可用信道集合进行筛选。

基站设备侦听其它相邻基站已经使用的信道。

从整体上看，基站设备的可用信道集合跟地区、频段、频段划分相关。比如，美国和欧洲的5G频段划分示意图如图3所示。

在图3所示的信道划分图中，Mhz(信道中心频率)的计算公式为：

Mhz＝5000+5*Nch

Nch为信道号，范围是0-199，每个有5Mhz空间，标识5Ghz-6Ghz空间上的所有信道。上图中的56，60，64......，即为Nch。

因此，相同的信道号在不同范围的频段划分中映射的目的空间不是唯一的。但一个网络中的一个具体基站所在的位置、频段、频段划分是固定的，因此，一个网络中的一个具体基站的可用信道空间是固定的。

因此，基站设备根据侦听的结果，将基站设备的可用信道集合进行筛选，筛选的方法不一定是简单的减法关系。

步骤2-4、利用所述设定的映射方法，将所述特征信息映射成基站的初始信道。

在确定了基站的可用信道集合后，然后，采取一定的映射方法，将基站设备的特征信息映射成初始信道。映射的结果需要得到离散、随机的目的，以达到相邻的基站使用不同的信道的目的。

该映射方法可以通过hash(哈希)函数来实现。

Hash函数的功能为把任意长度的输入(又叫做预映射，pre-image)，通过散列算法变换成固定长度的输出。该输出就是散列值。

Hash函数实现的映射一种压缩映射。也就是说，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，因此，不可能从散列值来唯一地确定输入值。

对于一个具体的函数y＝f(x)，如果该函数具有如下特性：x的值域很大，而y的值域很小，当x1不等于x2时，f(x1)不等于f(x2)的概率很大。则函数y＝f(x)就称为Hash函数。

因此，通过上面所述的步骤，就可以把同一频段可用的信道，离散、均匀地分配到不同的基站。如果信道数量多于相邻基站数量，基站得到的初始信道就可以充分离散，就可以完全避免基站频率互相干扰；在信道数量小于相邻基站数量时，本发明也能最大限度地降低基站频率互相干扰的概率。

本发明的前提条件为一个基站只有一个载频，如果一个基站有多个载频，则不同的载频具有不同的初始信道。

本发明适合于宽带无线接入系统、全球移动通讯系统、宽带码分多址系统和通用无线分组业务系统中的基站设备。

根据本发明，一个基站的初始化基本流程图如图4所示。

图4虚线中的部分表示的是：基站初始化时不同的获取初始信道的方法。

其中流程1对应两种情况：一种是使用基站自身的默认信道，这种方法是最差的，因为基站自身的默认信道一般是相同的。另外一种情况是使用预先配置的信道，即预先进行信道规划，给每个基站配置了不同的信道。该方法成本比较高，不能适合于宽带接入系统基站中的免许可频段。

其中流程3对应的是先侦听再选择初始信道的方法。由于在实际应用中，基站互相可能收不到对方的信号，因此，该方法无法避免基站频率互相干扰的现象。

其中流程2对应本发明所述的方法。即把同一频段可用的信道，离散、均匀的分配到不同的基站。

本发明还将流程3和流程2结合起来，形成一个如图5所示的基站的初始化流程。在该流程中：在基站设备上电后，先侦听其它相邻基站的信道，根据侦听的结果对基站的可用信道集合进行筛选。这样基站设备的目的空间更加优化了。

下面我们示例说明本发明所述方法。

在图6所示的新基站加入网络示意图中，如果信道规划不好，A、B、C、D、E 5个终端都可能有频率互相干扰的问题。尤其是终端A，有3个基站覆盖到，会出现严重的频率干扰现象。

下面我们通过2个实施例来说明本发明所述的基站通过随机化选择初始信道，避免出现频率干扰问题的方法。

实施例1：基站工作地区为USA，频段为UNII_middle(5.25G-5.35G)，信道频带宽度为10M。该频段的信道划分示意图如图3所示。

输入的特征信息为：基站的BSID；

hash函数为：y＝x％3；

信道号目标空间为：56、60、64。

计算各基站获得信道号的过程如图7所示。根据各基站获得的信道号，可以计算出各基站初始信道的中心频率。

实施例2：基站工作地区为Europe，频段为CEPT Band B(5.47G-5.725G)，信道频带宽度为20M。该频段的信道划分示意图如图3所示。

输入的特征信息为：基站的BSID；

hash函数为：y＝x％10；

信道号目标空间为：100、104、108、112、116、120、124、128、132、136。

计算各基站获得信道号的过程如图8所示。根据各基站获得的信道号，可以计算出各基站初始信道的中心频率。

本发明还提供了一种基站设备初始化过程中选择初始信道的装置，其具体结构图如图9所示，包括：

特征信息模块：用于在基站设备初始化过程中，输入基站设备的特征信息，并将该特征信息传递给映射模块。

侦听模块：用于侦听其它相邻基站已经使用的信道，并将侦听到的信道传递给映射模块，侦听模块在实际应用中是可选的。

映射模块：用于根据设定的映射方法和基站的可用信道集合，将接收到的特征信息映射成基站的初始信道。根据侦听模块传递过来的信道信息，对基站的可用信道集合进行筛选。映射模块包括：可用信道集合模块。

其中，可用信道集合模块：用于保存根据基站设备所在地区、所使用的频段和信道的划分方式而确定的基站的可用信道集合。并根据侦听模块传递过来的信道信息，对保存的可用信道集合进行筛选。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，其特征在于，包括：

A、在基站设备初始化过程中，获得区域内能唯一标识基站设备的特征信息；

B、根据设定的映射方法，将所述特征信息通过映射得到基站的初始信道。

2、根据权利要求1所述基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，其特征在于，所述的基站设备的特征信息包括：

基站标识号BSID或媒体接入控制MAC地址或IPv4地址或IPv6地址或地理位置或基站启动时间。

3、根据权利要求1所述基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，其特征在于，所述的步骤B所述的映射方法可以采用具有离散、随机特点的映射方法。

4、根据权利要求3所述基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，其特征在于，所述的步骤B所述的映射方法包括哈希hash函数。

5、根据权利要求1、2、3或4所述基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

B1、根据基站设备所在地区、所使用的频段和信道的划分方式，确定基站设备的可用信道集合；

B2、利用所述设定的映射方法，从所述可用信道集合中将所述特征信息通过映射得到基站的初始信道。

6、根据权利要求1、2、3或4所述基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

B3、根据基站设备所在地区、所使用的频段和信道的划分方式，确定基站设备的可用信道集合；

B4、基站设备侦听其它相邻的基站设备已经使用的信道，根据侦听的结果，对所述可用信道集合进行筛选；

B5、利用所述设定的映射方法，从所述经过筛选后的可用信道集合中将所述特征信息通过映射得到基站的初始信道。

7、根据权利要求1所述基站设备初始化过程中选择初始信道的方法，其特征在于，所述的基站设备包括所有无线通讯系统中的基站设备。

8、一种基站设备初始化过程中选择初始信道的装置，其特征在于，包括：

特征信息模块：用于在基站设备初始化过程中，输入基站设备的特征信息，并将该特征信息传递给映射模块；

映射模块：用于根据设定的映射方法和基站的可用信道集合，将接收到的特征信息映射成基站的初始信道。

9、根据权利要求8所述基站设备初始化过程中选择初始信道的装置，其特征在于，所述的装置包括：

侦听模块：用于在基站设备初始化过程中，侦听其它相邻基站已经使用的信道，并将侦听到的信道信息传递给映射模块。

10、根据权利要求8或9所述基站设备初始化过程中选择初始信道的装置，其特征在于，所述的映射模块包括：

可用信道集合模块：用于保存根据基站设备所在地区、所使用的频段和信道的划分方式而确定的基站的可用信道集合，并根据侦听模块传递过来的信道信息，对保存的可用信道集合进行筛选。

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