專利名稱：無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法及裝置。
背景技術(shù)：
在WCDMA(寬帶碼分多址)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的巨大花費(fèi)和無線資源的短缺，使得合理的基站布局便顯得十分重要。在基站布局過程中，要求從候選站點(diǎn)中選出一組合理的位置部署基站，從而能夠使網(wǎng)絡(luò)在滿足覆蓋要求和容量要求的前提下，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)所需要的花費(fèi)最小。
由于WCDMA系統(tǒng)采用碼分多址技術(shù)，所有鏈路共享系統(tǒng)帶寬，因此，網(wǎng)絡(luò)中每路用戶的信號(hào)都會(huì)作為噪聲對(duì)其他用戶形成干擾。小區(qū)的覆蓋和容量會(huì)隨用戶間干擾的變化而改變。所以，在WCDMA網(wǎng)絡(luò)的基站布局規(guī)劃中需要考慮功率控制，并對(duì)每個(gè)用戶受到的干擾進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。
目前提供了相應(yīng)的建立的混合整型WCDMA基站布局規(guī)劃優(yōu)化模型的實(shí)現(xiàn)方法。解上述優(yōu)化模型是一個(gè)NP-hard(非多項(xiàng)式確定困難的組合優(yōu)化)問題。由于實(shí)際問題中基站布局規(guī)劃的規(guī)模非常大，一般采用啟發(fā)式算法來搜索上述NP-hard問題的一個(gè)近似最優(yōu)解。在這個(gè)過程中首先需要求解滿足約束條件的可行解，該過程也是對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行快速評(píng)估的過程。在整個(gè)評(píng)估過程中必須要考慮移動(dòng)臺(tái)的分配策略問題，即選定了一組基站S后，處于規(guī)劃區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)m應(yīng)該與哪個(gè)基站s(∈S)相連。
在目前的WCDMA基站布局規(guī)劃中，一種常用的移動(dòng)臺(tái)分配策略是依據(jù)移動(dòng)臺(tái)m與基站s之間的鏈路衰減γms的大小來確定移動(dòng)臺(tái)的分配。這種分配策略中，移動(dòng)臺(tái)總是選擇與鏈路衰減最小的基站相連。一般鏈路衰減越小，發(fā)射機(jī)所需的發(fā)射功率也越小，對(duì)系統(tǒng)中其它用戶的干擾也就越小，系統(tǒng)的容量與覆蓋也就越大。這種實(shí)現(xiàn)方案與實(shí)際系統(tǒng)中的情形相類似。依據(jù)鏈路衰減進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配的策略比較簡(jiǎn)單、直觀。
然而，這種移動(dòng)臺(tái)分配策略存在以下缺點(diǎn)(1)它沒有考慮不同發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)在接收端受到的干擾的不同；參見下述公式 從上述公式可知，在接收信號(hào)信干比一定的情況下，發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率除了與鏈路衰減有關(guān)外還與接收端受到的干擾有關(guān)。
(2)現(xiàn)有技術(shù)沒有考慮各小區(qū)下行負(fù)載的影響；在寬帶功率基礎(chǔ)上的下行鏈路負(fù)載定義為基站總的傳輸功率與小區(qū)最大傳輸功率容限的比值。
下行鏈路的發(fā)射功率除了受每條鏈路最大允許發(fā)射功率的限制外，還要受基站最大允許發(fā)射總功率的限制，即受小區(qū)下行負(fù)載的限制。如果過多的移動(dòng)臺(tái)被分配給同一個(gè)基站會(huì)導(dǎo)致該小區(qū)的負(fù)載過大，從而是一些移動(dòng)臺(tái)被阻塞掉。因此，下行鏈路的移動(dòng)臺(tái)分配要考慮各小區(qū)負(fù)載的均勻分布。
由此可見，依據(jù)鏈路衰減的移動(dòng)臺(tái)分配方法并沒有將移動(dòng)臺(tái)分配給最合理的基站，用于基站布局規(guī)劃得到的是一個(gè)比較保守的結(jié)果，還有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法及裝置，從而可以有效克服采用依據(jù)鏈路衰減進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配帶來的網(wǎng)絡(luò)基站布局規(guī)劃結(jié)果偏保守的問題。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種無線通信系統(tǒng)中為移動(dòng)臺(tái)分配基站的方法，包括在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，計(jì)算下行鏈路中各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，以及各基站的下行負(fù)載，并根據(jù)計(jì)算獲得的發(fā)射功率及下行負(fù)載為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站。
所述的方法具體包括A、在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中，確定一組與移動(dòng)臺(tái)之間的鏈路衰減符合預(yù)定要求的基站，作為該移動(dòng)臺(tái)的候選基站集，并為移動(dòng)臺(tái)選定相應(yīng)的基站；B、基于為移動(dòng)臺(tái)選定的基站，計(jì)算各下行鏈路中基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值；C、依據(jù)所述的各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率計(jì)算此時(shí)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中各基站的合理系數(shù)；D、根據(jù)所述的候選基站集中各基站的合理系數(shù)重新為各移動(dòng)臺(tái)選擇分配相應(yīng)的基站。
所述的步驟A包括在所述的候選基站集中，為移動(dòng)臺(tái)選擇分配一個(gè)與移動(dòng)臺(tái)之間鏈路衰減最小的基站。
所述的步驟B包括根據(jù)公式 計(jì)算獲得當(dāng)前為移動(dòng)臺(tái)分配的基站向該移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率；所述的步驟C包括根據(jù)基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值計(jì)算各基站的總發(fā)射功率值；根據(jù)所述的基站發(fā)射總功率值計(jì)算各基站的下行負(fù)載值；
根據(jù)基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值計(jì)算其他候選集中的基站在被選擇分配給移動(dòng)臺(tái)時(shí)需要的向該移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率；根據(jù)所述的基站在被選擇分配給移動(dòng)臺(tái)時(shí)需要的向該移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，以及該基站的下行負(fù)載計(jì)算基站的合理系數(shù)，基站k的合理系數(shù)σmk為σmk=1/(pk,m×lk↓),]]>其中，pk，m為基站k向移動(dòng)臺(tái)m的發(fā)射功率，lk↓為基站k的下行負(fù)載因子。
所述的移動(dòng)臺(tái)接收端收到的干擾信號(hào)功率包括移動(dòng)臺(tái)接收到的本小區(qū)的專用信道和公共信道的干擾信號(hào)功率，以及移動(dòng)臺(tái)接收到的其他小區(qū)的專用信道和公共信道的干擾信號(hào)功率。
所述的步驟D包括當(dāng)根據(jù)候選基站集中存在其他的合理系數(shù)大于當(dāng)前為移動(dòng)臺(tái)分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站時(shí)，則在候選基站集中為移動(dòng)臺(tái)重新分配合理系數(shù)最大且下行負(fù)載小于1的基站。
所述的方法還包括當(dāng)重新為所有移動(dòng)臺(tái)分配了基站后，則重新執(zhí)行步驟B，直到無法在候選基站集中找到合理系數(shù)大于當(dāng)前移動(dòng)臺(tái)分配的基站的合理系數(shù)的基站或超過預(yù)定的為移動(dòng)臺(tái)重新選擇分配基站的處理次數(shù)時(shí)止。
本發(fā)明還提供了一種無線通信中下行鏈路的分配裝置，包括基站發(fā)射功率計(jì)算模塊用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值；基站合理系數(shù)計(jì)算模塊用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中各基站的合理系數(shù)；基站分配處理模塊用于根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中各基站的合理系數(shù)為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站。
所述的基站分配處理模塊包括
判別模塊判斷移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中是否存在合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)的基站，并將判斷結(jié)果通知基站選擇模塊；基站選擇模塊根據(jù)判別模塊的判斷結(jié)果為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站，具體為當(dāng)根據(jù)判斷結(jié)果確定存在合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站時(shí)，則該基站分配給移動(dòng)臺(tái)。
所述的裝置還包括控制模塊用于控制當(dāng)基站選擇模塊完成基站選擇處理后，觸發(fā)基站發(fā)射功率計(jì)算模塊和基站合理系數(shù)計(jì)算模塊工作，重新為移動(dòng)臺(tái)分配基站，并且，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)無法找到合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站，或者，循環(huán)重新為移動(dòng)臺(tái)分配基站的次數(shù)超過預(yù)定的數(shù)值時(shí)，控制為移動(dòng)臺(tái)分配基站的處理過程結(jié)束。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在WCDMA基站布局規(guī)劃的下行鏈路中采用的基于基站所需發(fā)射功率與小區(qū)下行負(fù)載的移動(dòng)臺(tái)分配方法，與傳統(tǒng)的依據(jù)鏈路衰減進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配的方法相比有如下特點(diǎn)1、在移動(dòng)臺(tái)的分配方法中，除了考慮鏈路衰減外，還考慮了用戶受到的干擾和小區(qū)下行負(fù)載的影響。這種方法與傳統(tǒng)的只考慮鏈路率衰減的方法相比，與實(shí)際的WCDMA系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)分配策略更加接近，同時(shí)可以克服采用依據(jù)鏈路衰減進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配帶來的WCDMA網(wǎng)絡(luò)基站布局規(guī)劃結(jié)果偏保守的問題。
2、本發(fā)明在計(jì)算量增加不大的情況下可以有效的解決下行鏈路中由傳統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)分配方法導(dǎo)致的WCDMA基站布局規(guī)劃結(jié)果偏保守的問題。
3、本發(fā)明可以用于當(dāng)前第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)WCDMA的基站布局規(guī)劃中。在當(dāng)前最常用的優(yōu)化模型下，任何一種啟發(fā)式算法都可利用本發(fā)明來提高基站布局的效果。


圖1為本發(fā)明所述的方法的處理過程示意圖；圖2為本發(fā)明所述的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)效果對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于基站布局規(guī)劃的下行鏈路移動(dòng)臺(tái)分配方法，在下行鏈路計(jì)算中依據(jù)基站所需發(fā)射功率與小區(qū)下行負(fù)載進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配，可以在計(jì)算量增加不大的情況下，明顯改善WCDMA基站布局規(guī)劃的效果。
本發(fā)明在WCDMA基站布局規(guī)劃的下行鏈路移動(dòng)臺(tái)分配中，充分考慮了接收端干擾以及小區(qū)下行負(fù)載的影響。也就是將移動(dòng)臺(tái)盡可能與所需發(fā)射功率小且下行負(fù)載小的基站相連。
在實(shí)現(xiàn)過程中，本發(fā)明首先將各移動(dòng)臺(tái)分配給與其之間鏈路衰減最小的基站，求出各基站發(fā)射功率后，并計(jì)算此時(shí)如果將該移動(dòng)臺(tái)分配給其它基站，其所需發(fā)射功率與下行負(fù)載。然后，再依據(jù)其它基站所需發(fā)射功率與下行負(fù)載的大小對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的分配關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，直到每個(gè)移動(dòng)臺(tái)都分配給了所需發(fā)射功率和下行負(fù)載最滿足事先設(shè)定的要求的基站。
本發(fā)明提供的在基站布局規(guī)劃中考慮接收端干擾以及小區(qū)下行負(fù)載的影響的下行鏈路移動(dòng)臺(tái)分配方法與實(shí)際系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)按照接收到的CPICH(公共導(dǎo)頻)信號(hào)的信干比大小選擇小區(qū)，同時(shí)，CPICH信號(hào)的發(fā)射功率需要依據(jù)下行鏈路負(fù)載進(jìn)行優(yōu)化盡量使每個(gè)小區(qū)的負(fù)載均勻的處理一致。
本發(fā)明在具體實(shí)施過程中具體包括以下步驟(1)首先，為規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)建立一個(gè)其可能選擇的基站集(Possible Set)，即候選基站集；該基站集定義為與移動(dòng)臺(tái)之間的鏈路衰減與最小衰減相差在一定范圍之內(nèi)的幾個(gè)基站的集合，即在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)與移動(dòng)臺(tái)之間的鏈路衰減符合預(yù)定要求的一組基站構(gòu)成的基站集。
(2)根據(jù)在基站布局規(guī)劃初始階段計(jì)算好的各移動(dòng)臺(tái)與各基站之間的鏈路衰減數(shù)據(jù)，將規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的各個(gè)移動(dòng)臺(tái)分配給與其之間鏈路衰減最小的基站。
(3)計(jì)算各條下行鏈路中基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值；具體為根據(jù) 構(gòu)成的方程組進(jìn)行功率分配，計(jì)算出各條下行鏈路中基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。
(4)計(jì)算將該移動(dòng)臺(tái)改連到其可能選擇的基站集中的其它基站，該基站所需的發(fā)射功率以及下行負(fù)載；定義移動(dòng)臺(tái)可能選擇的基站集中的基站的合理系數(shù)為該基站所需發(fā)射功率與下行負(fù)載的乘積的倒數(shù)，基站所需發(fā)射功率與下行負(fù)載越小合理系數(shù)越大；(5)對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)，檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)可能選擇的基站集中是否有合理系數(shù)比當(dāng)前選擇的基站的合理系數(shù)更大的基站，如果有，則將移動(dòng)臺(tái)改分配到其中合理系數(shù)最大的基站；如果沒有，不改變?cè)撘苿?dòng)臺(tái)的分配關(guān)系；同時(shí)，為了體現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)分配關(guān)系改變后下行負(fù)載的變化，將新基站的發(fā)射總功率增加一個(gè)估計(jì)值，原來移動(dòng)臺(tái)相連的基站的發(fā)射總功率減去一個(gè)估計(jì)值，估計(jì)值取下行鏈路平均發(fā)射功率的經(jīng)驗(yàn)值。
(6)重復(fù)上述步驟(3)計(jì)算出每條下行鏈路的基站發(fā)射功率，重復(fù)步驟(4)、(5)檢測(cè)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)是否需要改變分配關(guān)系，如此反復(fù)循環(huán)，直到檢測(cè)不出有移動(dòng)臺(tái)的可能選擇的基站集中還有基站比當(dāng)前與該移動(dòng)臺(tái)連接的基站的合理系數(shù)還要大，或者循環(huán)次數(shù)大于某個(gè)設(shè)定閾值為止。
經(jīng)過上述步驟(1)至步驟(6)的處理，各移動(dòng)臺(tái)與基站之間的連接關(guān)系即為所求的移動(dòng)臺(tái)分配。
以上對(duì)本發(fā)明所述方法的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了說明，下面將再對(duì)本發(fā)明在WCDMA基站布局規(guī)劃中的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明。
本發(fā)明中的基于基站所需發(fā)射功率與小區(qū)下行負(fù)載的下行鏈路移動(dòng)臺(tái)分配方法可用于任何采用啟發(fā)式算法實(shí)現(xiàn)的WCDMA基站布局規(guī)劃中。在基站布局規(guī)劃處理過程中，當(dāng)依據(jù)啟發(fā)式算法選定了一組基站及其配置后，則需要對(duì)由各基站組成的網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行快速評(píng)估。在針對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的快速評(píng)估過程中，將會(huì)利用到本發(fā)明提供的為移動(dòng)臺(tái)分配基站的方法，以確定規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)所屬的基站。
為便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，首先對(duì)說明過程中涉及的參數(shù)變量等進(jìn)行定義，具體定義如下1、假設(shè)在基站布局規(guī)劃過程中，啟發(fā)式算法選定了一組具有一定配置的基站集BS，當(dāng)前規(guī)劃區(qū)域中未被阻塞的移動(dòng)臺(tái)集合為MS。
2、基站b∈BS，移動(dòng)臺(tái)m∈MS。
3、移動(dòng)臺(tái)m與基站b之間的下行鏈路增益用gmb↓表示。
4、基站b的最大允許發(fā)射功率為Pbmax，公共信道發(fā)射功率設(shè)為 。
5、移動(dòng)臺(tái)m的接收機(jī)噪聲功率用ηm表示。
6、μm↓為移動(dòng)臺(tái)m所需的下行鏈路目標(biāo)信干比。
7、α為下行鏈路的正交化因子，α＝1-α。
8、移動(dòng)臺(tái)與基站的連接關(guān)系用一個(gè)|MS|×|BS|維矩陣x表示，其中，xmb＝1表示移動(dòng)臺(tái)m分配給了基站b，xmb＝0則表示移動(dòng)臺(tái)m沒有分配給基站b。
基于上述假設(shè)，本發(fā)明提供的為移動(dòng)臺(tái)分配基站的實(shí)現(xiàn)方法的具體實(shí)施過程如圖1所示，具體包括以下步驟步驟101為每個(gè)移動(dòng)臺(tái)m(∈MS)建立一個(gè)其可能選擇的基站集(Possible Set)PSm；PSm定義為與移動(dòng)臺(tái)m之間的鏈路衰減與最小衰減相差一定范圍(PSwindow＝αdB)之內(nèi)的幾個(gè)基站的集合；假設(shè)PSm中的基站數(shù)目為Km，在該步驟中還需要將PSm中的基站按到移動(dòng)臺(tái)m的鏈路衰減大小依次從小到大排列，以便于為移動(dòng)臺(tái)選擇分配鏈路衰減最小的基站。
步驟102將每個(gè)移動(dòng)臺(tái)m(∈MS)分配給PSm中的第1個(gè)基站，設(shè)該基站為bm1，即xmbm1=1.]]>步驟103計(jì)算獲得基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值；具體為通過解方程組pb,m·gmb↓α‾(Σh∈MS,xhb=1pb,hgmb↓-pb,mgmb↓)+Σt∈BS,t≠bΣh∈MSpt,hgmt↓xht+α‾p~bgmb↓+Σt∈BS,t≠bp~tgmt↓+ηm=μm↓;]]>(其中，m∈MS，b∈BS∩xmb=1)進(jìn)行功率分配，求得各基站b向移動(dòng)臺(tái)m的發(fā)射功率Pb，m，其中計(jì)算條件包括使移動(dòng)臺(tái)m接受到基站bm1的信號(hào)的信干比等于目標(biāo)信干比μm↓；同時(shí)，還可以計(jì)算各基站b的發(fā)射總功率pb=Σb∈BSΣm∈MSpb,m·xmb+p~b.]]>步驟104利用計(jì)算獲得的各基站b的發(fā)射功率，計(jì)算如果移動(dòng)臺(tái)m分配給PSm中余下的基站，該基站所需的發(fā)射功率以及此時(shí)該基站的下行負(fù)載。
假設(shè)k為其中的某一個(gè)基站，其所需發(fā)射功率pk,m=μm↓×Ik/gmk↓,]]>其中Ik為此時(shí)移動(dòng)臺(tái)m接受到的干擾信號(hào)功率，Ik=α‾×pkgmk↓+Σb∈BS∩b≠kpbgmb↓;]]>基站k的下行負(fù)載lk↓=pkPkmax.]]>步驟105根據(jù)步驟104中獲得的基站所需的發(fā)射功率及下行負(fù)載值計(jì)算基站的合理系數(shù)；在PSm中的基站k的合理系數(shù)σmk=1/(pk,m×lk↓).]]>步驟106確定PSm中合理系數(shù)最大的基站bmmax；步驟107判斷是否符合條件σmbmmax>σmbm1,]]>而且lbmmax↓<1,]]>如果是，則執(zhí)行步驟108，否則，執(zhí)行步驟110；步驟108將基站bmmax與基站bm1在PSm中的位置互換，且令xmbmmax=1,]]>xmbm1=0,]]>基站bmmax的發(fā)射總功率pbmmax=pbmmax+Δp,]]>基站bm1的發(fā)射總功率pbm1=pbm1-Δp,]]>Δp取下行鏈路平均發(fā)射功率的經(jīng)驗(yàn)值，并執(zhí)行步驟109；步驟109判斷循環(huán)重新為移動(dòng)臺(tái)分配基站的次數(shù)是否超過預(yù)定的數(shù)值，如果是，執(zhí)行步驟110，否則，重新執(zhí)行步驟103；步驟110不作任何改動(dòng)，過程結(jié)束；即重復(fù)執(zhí)行步驟103，并進(jìn)一步檢測(cè)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)是否需要改變分配關(guān)系，如此反復(fù)循環(huán)，直到檢測(cè)不出任何PSm中存在合理系數(shù)大于當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站，或者循環(huán)次數(shù)大于事先設(shè)定的最大要求循環(huán)次數(shù)Times。
經(jīng)過上述圖1所示的處理過程后，各PSm中的基站bm1即為移動(dòng)臺(tái)m應(yīng)該分配給的基站。分配關(guān)系如矩陣x所示。
根據(jù)本發(fā)明的方法完成移動(dòng)臺(tái)分配之后，基站布局規(guī)劃過程則可繼續(xù)進(jìn)行功率分配。如果有下行鏈路的發(fā)射功率大于最大允許發(fā)射功率或者有基站的發(fā)射總功率大于最大允許發(fā)射功率，則按照一定規(guī)則阻塞掉一個(gè)移動(dòng)臺(tái)。的發(fā)射總功率大于最大允許發(fā)射功率，則按照一定規(guī)則阻塞掉一個(gè)移動(dòng)臺(tái)。然后再重新進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配，如此反復(fù)，直到規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的所有被覆蓋到的移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率都滿足要求。從而完成下行鏈路的快速性能評(píng)估，即對(duì)于一組選定的基站及其配置，規(guī)劃區(qū)域內(nèi)能夠被覆蓋到的移動(dòng)臺(tái)及其發(fā)射功率。獲得這些網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)后，再依據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值，確定下一步啟發(fā)式算法的搜索方向。
本發(fā)明還提供了一種無線通信中為移動(dòng)臺(tái)分配基站的裝置，如圖2所示，該裝置具體包括以下功能模塊(1)基站發(fā)射功率計(jì)算模塊用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值，具體的計(jì)算方法前面已經(jīng)描述，此處不再詳述；(2)基站合理系數(shù)計(jì)算模塊用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的可能選擇的基站集中各基站的合理系數(shù)；(3)基站分配處理模塊用于根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的可能選擇的基站集中各基站的合理系數(shù)為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站，所述的基站分配處理模塊包括判別模塊判斷移動(dòng)臺(tái)的可能選擇的基站集中是否存在合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)的基站，并將判斷結(jié)果通知基站選擇模塊；基站選擇模塊根據(jù)判別模塊的判斷結(jié)果為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站，具體為當(dāng)根據(jù)判斷結(jié)果確定存在合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站時(shí)，則該基站分配給移動(dòng)臺(tái)；(4)控制模塊用于控制當(dāng)基站選擇模塊完成基站選擇處理后，觸發(fā)基站發(fā)射功率計(jì)算模塊和基站合理系數(shù)計(jì)算模塊工作，重新為移動(dòng)臺(tái)分配基站，并且，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)無法找到合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)其下行負(fù)載小于1的基站，或者，循環(huán)重新為移動(dòng)臺(tái)分配基站的次數(shù)超過預(yù)定的數(shù)值時(shí)，控制為移動(dòng)臺(tái)分配基站的處理過程結(jié)束。
為了對(duì)本發(fā)明的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，以下給出一組具體的基站布局規(guī)劃實(shí)例，以比較本發(fā)明提出的移動(dòng)臺(tái)分配方法與當(dāng)前常用的依據(jù)鏈路衰減的移動(dòng)臺(tái)分配方法用于WCDMA基站布局規(guī)劃的優(yōu)化效果。由于本發(fā)明為基于下行鏈路性能參數(shù)實(shí)現(xiàn)，因此在所述布局規(guī)劃中，僅考慮下行鏈路的性能參數(shù)。
在實(shí)驗(yàn)中，采用了一個(gè)人工的包含實(shí)際WCDMA基站布局規(guī)劃特征的中小規(guī)模的基站布局規(guī)劃實(shí)例。
該布局規(guī)劃實(shí)例的實(shí)驗(yàn)條件如下規(guī)劃區(qū)域2km×2km的正方形規(guī)劃區(qū)域。
候選站點(diǎn)一共選擇了4組50個(gè)隨機(jī)分布的候選站點(diǎn)進(jìn)行基站布局規(guī)劃，每個(gè)站點(diǎn)均采用全向天線。
業(yè)務(wù)分布500個(gè)移動(dòng)臺(tái)分別按照均勻分布和具有不同標(biāo)準(zhǔn)差的二維正態(tài)分布分布在規(guī)劃區(qū)域中。
目標(biāo)函數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)覆蓋的移動(dòng)臺(tái)總數(shù)、建站總花費(fèi)和部署的基站的發(fā)射總功率。
在采用本發(fā)明提出的移動(dòng)臺(tái)分配方法時(shí)取PSwindow＝10dB，最多允許循環(huán)次數(shù)Times＝5。Δp＝250mw。
基站布局規(guī)劃程序采用Tabu Search(禁忌搜索)法，共運(yùn)行50個(gè)run(步)。
基于上述條件，相應(yīng)布局規(guī)劃實(shí)例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下對(duì)于4組候選站點(diǎn)，采用基于鏈路衰減和基于基站所需發(fā)射功率與小區(qū)下行負(fù)載的移動(dòng)臺(tái)分配方法得到的規(guī)劃結(jié)果的平均目標(biāo)函數(shù)值隨規(guī)劃區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)分布的變化如圖3所示。圖3中method1(方法1)表示基于鏈路衰減的移動(dòng)臺(tái)分配方法，method2(方法2)表示基于基站所需發(fā)射功率與小區(qū)下行負(fù)載的移動(dòng)臺(tái)分配方法。
由圖3可見，當(dāng)業(yè)務(wù)分布均勻時(shí)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)提供的兩種移動(dòng)臺(tái)分配策略的計(jì)算結(jié)果基本相同。而當(dāng)業(yè)務(wù)分布不均勻時(shí)，本發(fā)明提供的根據(jù)基站所需發(fā)射功率與小區(qū)下行負(fù)載進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配的基站布局會(huì)使選擇的基站數(shù)目減少或者至少使規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射總功率降低。并且業(yè)務(wù)分布越不均勻，基站布局效果的改善越明顯。
從計(jì)算復(fù)雜度來看，對(duì)于上面的優(yōu)化實(shí)例，基于MATLAB(矩陣實(shí)驗(yàn)室)平臺(tái)的基站布局規(guī)劃程序在Athlon XP 1800+CPU，256M RAM的PC機(jī)上采用本發(fā)明及現(xiàn)有技術(shù)提供的兩種移動(dòng)臺(tái)分配策略分別需要運(yùn)行2小時(shí)左右和7小時(shí)左右。由此可見，基于基站所需發(fā)射功率與小區(qū)下行負(fù)載的移動(dòng)臺(tái)分配方法對(duì)基站布局規(guī)劃的效果的改善是在計(jì)算量增加不大(沒有導(dǎo)致數(shù)量級(jí)的提升)的情況下獲得的。
綜上所述，本發(fā)明提出的下行鏈路移動(dòng)臺(tái)分配策略可以在計(jì)算量增加不大的情況下克服采用原來的移動(dòng)臺(tái)分配方法在基站布局時(shí)出現(xiàn)的計(jì)算結(jié)果偏保守的問題。目前，移動(dòng)通信系統(tǒng)將逐步開始從2G向3G過渡，基站布局規(guī)劃作為WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個(gè)重要內(nèi)容在提高系統(tǒng)效率、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本方面將起著至關(guān)重要的作用。因此，本發(fā)明提出的這種用于WCDMA基站布局規(guī)劃下行鏈路的移動(dòng)臺(tái)分配方法是很有現(xiàn)實(shí)意義的。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，包括在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，計(jì)算下行鏈路中各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，以及各基站的下行負(fù)載，并根據(jù)計(jì)算獲得的發(fā)射功率及下行負(fù)載為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，所述的方法具體包括A、在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中，確定一組與移動(dòng)臺(tái)之間的鏈路衰減符合預(yù)定要求的基站，作為該移動(dòng)臺(tái)的候選基站集，并為移動(dòng)臺(tái)選定相應(yīng)的基站；B、基于為移動(dòng)臺(tái)選定的基站，計(jì)算各下行鏈路中基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值；C、依據(jù)所述的各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率計(jì)算此時(shí)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中各基站的合理系數(shù)；D、根據(jù)所述的候選基站集中各基站的合理系數(shù)重新為各移動(dòng)臺(tái)選擇分配相應(yīng)的基站。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，所述的步驟A包括在所述的候選基站集中，為移動(dòng)臺(tái)選擇分配一個(gè)與移動(dòng)臺(tái)之間鏈路衰減最小的基站。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，所述的步驟B包括根據(jù)公式 計(jì)算獲得當(dāng)前為移動(dòng)臺(tái)分配的基站向該移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，所述的步驟C包括根據(jù)基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值計(jì)算各基站的總發(fā)射功率值；根據(jù)所述的基站發(fā)射總功率值計(jì)算各基站的下行負(fù)載值；根據(jù)基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值計(jì)算其他候選集中的基站在被選擇分配給移動(dòng)臺(tái)時(shí)需要的向該移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率；根據(jù)所述的基站在被選擇分配給移動(dòng)臺(tái)時(shí)需要的向該移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，以及該基站的下行負(fù)載計(jì)算基站的合理系數(shù)，基站k的合理系數(shù)σmk為σmk=1/(pk,m×lk↓),]]>其中，pk，m為基站k向移動(dòng)臺(tái)m的發(fā)射功率，lk↓為基站k的下行負(fù)載因子。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，所述的移動(dòng)臺(tái)接收端收到的干擾信號(hào)功率包括移動(dòng)臺(tái)接收到的本小區(qū)的專用信道和公共信道的干擾信號(hào)功率，以及移動(dòng)臺(tái)接收到的其他小區(qū)的專用信道和公共信道的干擾信號(hào)功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，所述的步驟D包括當(dāng)根據(jù)候選基站集中存在其他的合理系數(shù)大于當(dāng)前為移動(dòng)臺(tái)分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站時(shí)，則在候選基站集中為移動(dòng)臺(tái)重新分配合理系數(shù)最大且下行負(fù)載小于1的基站。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法，其特征在于，所述的方法還包括當(dāng)重新為所有移動(dòng)臺(tái)分配了基站后，則重新執(zhí)行步驟B，直到無法在候選基站集中找到合理系數(shù)大于當(dāng)前移動(dòng)臺(tái)分配的基站的合理系數(shù)的基站或超過預(yù)定的為移動(dòng)臺(tái)重新選擇分配基站的處理次數(shù)時(shí)止。
9.一種無線通信中下行鏈路的分配裝置，其特征在于，包括基站發(fā)射功率計(jì)算模塊用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率值；基站合理系數(shù)計(jì)算模塊用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中各基站的合理系數(shù)；基站分配處理模塊用于根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中各基站的合理系數(shù)為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線通信中下行鏈路的分配裝置，其特征在于，所述的基站分配處理模塊包括判別模塊判斷移動(dòng)臺(tái)的候選基站集中是否存在合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)的基站，并將判斷結(jié)果通知基站選擇模塊；基站選擇模塊根據(jù)判別模塊的判斷結(jié)果為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站，具體為當(dāng)根據(jù)判斷結(jié)果確定存在合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站時(shí)，則該基站分配給移動(dòng)臺(tái)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線通信中下行鏈路的分配裝置，其特征在于，所述的裝置還包括控制模塊用于控制當(dāng)基站選擇模塊完成基站選擇處理后，觸發(fā)基站發(fā)射功率計(jì)算模塊和基站合理系數(shù)計(jì)算模塊工作，重新為移動(dòng)臺(tái)分配基站，并且，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)無法找到合理系數(shù)大于移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前分配的基站的合理系數(shù)且下行負(fù)載小于1的基站，或者，循環(huán)重新為移動(dòng)臺(tái)分配基站的次數(shù)超過預(yù)定的數(shù)值時(shí)，控制為移動(dòng)臺(tái)分配基站的處理過程結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)中下行鏈路的分配方法及裝置。本發(fā)明主要包括在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，計(jì)算在移動(dòng)臺(tái)與各基站之間的下行鏈路中各基站向移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，以及各基站的下行負(fù)載，并根據(jù)計(jì)算獲得的發(fā)射功率及下行負(fù)載為移動(dòng)臺(tái)分配相應(yīng)的基站。因此，本發(fā)明除了考慮鏈路衰減外，還考慮了用戶受到的干擾和小區(qū)下行負(fù)載的影響。本發(fā)明與傳統(tǒng)的僅考慮鏈路率衰減的為移動(dòng)臺(tái)分配基站的實(shí)現(xiàn)方案相比，與實(shí)際的WCDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)分配策略更加接近，同時(shí)，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)還可以有效克服采用依據(jù)鏈路衰減進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)分配帶來的WCDMA網(wǎng)絡(luò)基站布局規(guī)劃結(jié)果偏保守的問題。
文檔編號(hào)H04W16/18GK1867156SQ200510127439
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者何晨, 姚立, 蔣玲鴿 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 華為技術(shù)有限公司