蜂窩通信系統中的物理小區標識自適應分配方法

專利名稱：蜂窩通信系統中的物理小區標識自適應分配方法
技術領域：
本發明涉及一種用于無線通信網絡的無線參數自動規劃和自動配置的方法， 確切地說，涉及一種無線蜂窩網絡中基于位置信息的物理小區標識PCI (Physical Cell Identity)的自適應分配方法,屬于移動通信的技術領域。
背景技術：
隨著通信技術和數據業務的高速發展，無線網絡的規模越來越大，多種通信技術共存，又引入家庭基站，使得通信網絡變得日益復雜。如果仍然依靠傳統的無線網絡規劃和優化手段，人工完成海量網絡參數的配置，其操作難度也越來越復雜，網絡規劃、優化和運營的成本也越來越高。運營商在關注系統性能的同時，更加關注網絡操作維護的效率，如何降低運營成本OPEX(Operating Expense)是運營商優先考慮的問題。因此,歐美主流高端運營商發起自組織網絡SON(Self-Organizing Network)技術,希望通過引入SON來減少運營成本，提高操作效率，提升網絡的性能和穩定性。針對不同的網絡參數，第三代合作伙伴計劃3GPP組織在相應的標準規范中擬定了不同的自組織用例，例如物理層小區標識自動分配、自動鄰區關系功能、網絡容量自優化等等。傳統的物理層小區標識PCI是在網絡規劃的初期，由網絡規劃工程師依靠實際的網絡測量和規劃工具手動配置完成的。PCI用于在物理層唯一標識小區的序列，其作用是加擾于主同步和輔同步的信道，使得終端在檢測同步信道的同時，獲得小區標識。在LTE (Long Term Evolution)無線通信系統中,PCI被分成168組,每組包含3個 PCI，故共能提供504個可用PCI。更具體地，每組的三個PCI是依靠主同步序列PSS (Primary Synchronization Series)區分的(PSS分別取值0,1, 2) ,PCI組與組之間是依靠輔同步序列 SSS(Second Synchronization Series)進行區分的(SSS 的取值 0 167)。PCI 用于對主同步信道(PSCH)和輔同步信道(SSCH)進行加擾，使得移動終端設備能夠在進行小區主輔同步和獲得時隙同步和幀同步的同時，解調得到小區的物理層標識。但是，若相鄰小區采用相同的PCI，就會產生相互干擾，故要對PCI進行合理的分配。傳統網絡規劃的一項重要工作是在網絡的初期部署中，人工手動給每個小區分配小區標識。這需要網絡規劃人員進行實地的數據測量，并依靠網絡規劃工具的幫助來完成之。在新一代通信網絡中，隨著微小區以及微微小區在熱點區域的大規模部署，手動配置小區的物理標識遇到了很多工程和實際操作部署上的困難。另外，考慮到小區標識數量的限制，在微小區和家庭基站大規模部署的熱點區域，物理小區標識必然涉及到復用，因此在設計小區標識復用和分配算法時必須考慮到以下兩個PCI配置要求PCI不沖突原則(Collision-free):所配置的小區標識在小區覆蓋范圍內是唯一的；即終端在本小區覆蓋面積內，采用相同物理小區標識的小區所產生的干擾值必須低于設定門限值。PCI不混淆原則(Confusion-free):在每個小區的任意兩個相鄰小區所使用的物理小區標識都是相異的。
PCI自動分配功能是依靠終端、甚至基站自身的測量結果，結合高層獲得的所有基站的基本信息(地理位置、發射功率、PCI使用情況等)自動地為所有新基站配置的最佳物理小區標識，

發明內容
有鑒于此，本發明的目的是提供一種用于蜂窩移動通信系統中基于位置信息的物理小區標識PCI自適應分配方法，以使加入網絡的新基站所控制的小區能夠獲得相互之間不沖突和不混淆的PCI，且各新增小區獲得的PCI與網絡中的運行基站所控制小區的PCI也是互不沖突和互不混淆，從而把網絡維護人員從復雜的PCI配置工作中解放出來。為了達到上述發明目的，本發明提供了一種用于蜂窩移動通信系統中的物理小區標識PCI (Physical Cell ID)自適應分配方法，其特征在于，所述方法包括下述兩個操作階段初始配置階段網絡管理服務器接收到新基站上報的各自地理位置和發射功率信息；基于已經獲取的所有新基站與其周圍運行基站的地理位置、發射功率和傳播損耗信息， 判斷每個新基站的PCI自配置應用場景；再基于確定的PCI自配置應用場景，網絡管理服務器自動選擇基站優先還是PCI優先的PCI初始分配算法，并根據所選擇的算法集中地為新基站分配初始的PCI資源組；合理性驗證階段所有新基站獲得初始的PCI后，開機進入預運行pre-operation 狀態，并根據終端在本階段的通信行為驗證該初始的PCI配置是否合理；若存在沖突或混淆，則立即關閉問題基站，并向網絡管理服務器發送PCI沖突報告、PCI沖突域信息和重配置PCI請求，網絡管理服務器為問題基站重新配置并下發PCI。本發明是以簡化手動PCI配置操作、實現網絡自動分配PCI作為目標而提出的，該方法的優點和創造性在于由網絡管理服務器收集包括所有新基站及其周圍的運行基站的地理位置和發射功率信息，進行集中式的PCI初始配置，然后利用網絡實驗運行階段的自動鄰區關系 ANR(Automatic Neighbor Relations)功能進行PCI的合理性驗證,從而實現PCI的正確與合理的配置。因此，本發明方法能自動實現自組織網絡中為新基站自動分配物理小區標識的功能，同時不僅做到所配置的PCI既要滿足不沖突與不混淆的兩個基本要求，還要盡可能地有效減少PCI配置過程中可能出現的沖突和混淆，保證網絡中各小區受到來自使用相同PCI小區的干擾盡可能小；也就是使得PCI的復用距離盡可能遠，以降低相同PCI小區之間的干擾，從而提高終端的小區搜索的性能，還降低了因網絡自治愈而引起的PCI沖突與混淆的風險。而且，本發明自適應分配方法操作簡單，實現容易，故其推廣應用的前景看好。


圖I是本發明方法的應用場景示意圖。圖2是本發明的PCI的自適應分配方法操作步驟流程圖。圖3(A)、⑶、(C)分別是本發明中使用的PCI優先算法的操作步驟流程圖、PCI組當前復用次數排列表和選定PCI的基站干擾估算示意圖。圖4(A)、⑶、(C)分別是本發明中使用的PCI優先算法的操作步驟流程圖、待配置新基站對應的PCI干擾矩陣和干擾矩陣中的各個元素計算方法示意圖。圖5是本發明方法中的基站內部PCI分配示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細描述。本發明是在某個區域部署無線通信系統過程中，自適應分配物理小區標識PCI的方法。PCI用于在物理層唯一標識各個小區。在自組織網絡技術中，由網絡管理服務器自動為新基站分配PCI。不同于PCI的其它自動配置的方法，它們大都是為在一個已經運行的網絡中插入一個網絡節點(基站)，并為該節點配置合理PCI。本發明方法是應用于一定規模的網絡建設過程中，運營商已經完成選址、建站、通電、有線連接到OAM等操作，且新基站依靠自身和網絡管理服務器自動完成相關參數的配置，人工干預盡可能少和自動進入到運行狀態，從而降低網絡建設的成本，提高網絡建設的效率。參見圖1，介紹本發明方法的實際應用場景，圖中的圓形表示全向天線基站，三葉草形狀表示三扇區天線基站，其中空心標識的三葉草是新基站，帶有部分陰影的是處于運行狀態的基站。本發明方法可以應用于下述三種PCI自適應分配的場景場景A是人們研究最多的在一個正常運行的現有網絡的弱覆蓋或盲覆蓋區域插入單個基站，網絡僅需要給這一個基站配置PCI，先前的自配置方法是通過基站自測發現周圍鄰區PCI信息，再通過鄰區匯報其鄰區的PCI信息，以便為其選擇“兩跳”內唯一的PCI， 滿足不沖突與不混淆的配置原則。但是，其要求基站具備下行接收的功能，對已有系統的改動很大。本發明針對這類單個基站加入網絡時，采用新基站請求網絡管理服務器為其分配 PCI，僅需要新基站上報自己的地理位置和發射功率信息，再發起PCI配置請求。場景B是在一個較大區域(如一個城市)部署一個新的通信網絡，需要建設一定數量的新基站，而且，這個新的網絡覆蓋區域邊緣的基站的PCI分配必須考慮其周圍存在的已經運行的同頻無線通信網絡基站使用了哪些PCI。場景C與場景B有類似之處，也是為了在較大開闊區域建設較大規模的網絡而部署多個基站；區別是該場景的PCI分配僅需要考慮新基站間的相互影響。這種場景通常是在運營商網絡建設的早期，在某個地區建設網絡時，該地區以外地區還沒有建成通信網絡； 或者新建網絡內的基站與其周圍運行基站使用的PCI資源是彼此完全獨立的集合。本發明方法能夠為上述三種不同場景的新基站分配合適的PCI資源，且分配結果既能夠滿足新基站之間不存在PCI沖突與混淆，同時還必須保證新基站和運行基站之間也不會有PCI沖突與混淆。參見圖2，描述本發明PCI自適應分配方法的操作流程圖。該方法包括下述兩個階段初始配置階段新基站向網絡管理服務器上報各自的地理位置和發射功率信息； 網絡管理服務器基于已經獲取的所有新基站以及周圍運行基站的地理位置、發射功率和傳播損耗信息，判斷新基站PCI的自適應配置應用場景；再基于確定的PCI自適應配置應用場景(若上報請求的基站數量為1，則確定為配置場景A ;若上報請求的基站數大于1，且PCI 配置要受到周圍基站的影響，則確定為配置場景B ;若上報請求的基站數較多，且新基站的PCI配置不受周圍基站影響，則確定為配置場景C)，網絡管理服務器自動選擇基站優先還是PCI優先的PCI初始分配算法，并根據所選擇的算法集中為新基站分配初始的PCI資源組。合理性驗證階段因為任何PCI自配置方法都無法保證完全避免分配的PCI沒有問題，因此，所有新基站獲得初始的PCI后，開機進入預運行pre-operation狀態，并根據覆蓋范圍內的終端在本階段的通信行為，驗證該初始的PCI配置是否合理；也就是支持實現自動鄰區關系功能，建立X2接口和利用X2接口交換的鄰區列表信息判斷是否存在PCI配置不合理的小區。如果存在沖突或混淆，則立即關閉問題基站，并向網絡管理服務器發送 PCI沖突報告、PCI沖突域(給網絡服務器上報的其肯定不能使用的PCI集合)信息和重配置PCI請求，網絡管理服務器為問題基站重新配置并下發PCI。完成上述兩個階段的操作，就完成本發明PCI自配置的全部過程，所有新基站都能夠獲得合理的PCI配置結果。參見圖2，具體介紹本發明方法的詳細操作步驟，其中的前三個步驟屬于初始配置階段，后三個步驟屬于合理性驗證階段步驟1，網絡管理服務器從其存儲設備中提取影響新基站的PCI分配的運行基站、 即新基站周圍的運行基站的參數；再根據已獲取的所有新基站及其周圍運行基站的地理位置、傳播損耗和發射功率(用于估算初始分配PCI的干擾，如果新基站沒有上報發射功率， 則在估算干擾時設置所有新基站的發射功率都相同，例如46dBm)信息，判斷新基站PCI的自配置應用場景。網絡管理服務器根據收集到的新基站信息和選擇出來的運行基站的數據，判斷本次PCI自配置的應用場景的具體方法如下如果新基站數為1，則按照場景A進行PCI初始分配；如果新基站數大于1，且運行基站集合Otjld不為空，則按照應用場景B進行PCI的初始分配；如果新基站數大于PCI資源數，且運行基站集合Otjld為空，則按照應用場景C進行PCI的初始分配；如果此時新基站數小于PCI資源數，就無需復用PCI而為新基站隨機分配不重復的PCI資源組。需要說明的是該步驟I在執行前，新基站已經完成了選址、建設、通電、連接到網絡管理服務器的各項準備操作，只需完成必需配置的無線參數就能進入運行狀態。該步驟I中，因網絡管理服務器存儲有其管轄的所有運行基站的參數，對于PCI 的初始配置，網絡管理服務器只需要運行基站的地理位置和發射功率的信息；當網絡管理服務器獲取所有新基站信息后，據此提出影響PCI分配的運行基站集合O-，即從所有新基站周圍的運行基站中選出影響新基站PCI分配的運行基站，并考慮這些基站分別使用的 PCI對本次分配的影響。其中選出影響新基站PCI分配的運行基站的方法是先遍歷一個較大地理區域的所有運行基站，再估算這些運行基站分別到所有新基站的干擾值；如果某個運行基站到達所有新基站的干擾值都低于設定干擾門限值，表明該運行基站對新基站的 PCI分配的影響可忽略不計；否則，表明該運行基站對新基站的PCI分配有影響而將其添加至集合①。ld。步驟2，網絡管理服務器根據新基站PCI的自配置應用場景自動選擇基站優先或
8PCI優先的PCI初始分配算法，并根據選擇的算法為新基站分配PCI資源組。該步驟包括下列操作內容(21)網絡管理服務器根據新基站PCI的自配置應用場景自動選擇基站優先或PCI 優先的PCI初始分配法，并根據選擇的算法為新基站分配PCI資源組。參見圖3，介紹PCI優先法先確定本次迭代分配的PCI組，再把該PCI組按照干擾值大小分配給某個新基站。具體方法是每次迭代時，網絡管理服務器先統計PCI資源集合 Stotal中各PCI當前復用次數，從中選擇當前復用次數最少的PCI資源組PCI_SeleCted ;若多個PCI資源組的復用次數相等時，則從中隨機選擇一個；再利用選定的無線電波傳播模型進行干擾估算，并計算全部待配置新基站分別受到所有使用PCI為PCI_SeleCted的基站的干擾值，從中選擇干擾值最小的PCI作為本次迭代分配的對象，并把該PCI_SeleCted分配給該新基站。圖3中的“數據準備”的實質是前面描述的基站上報請求和參數信息、網絡管理服務器確定可用的PCI集合等。步驟301 :選定無線電傳播模型(應選擇當地的無線電波經驗傳播模型)，用于為后面估算基站間的相互干擾做準備。如上所述，本發明以最大化PCI復
37.6xlg(D)+15.3
用距離為目的，例如，電磁波在自由空間的傳播模型是:PL(D) = 10--^~ ,其中，設
定的載波頻率為2GHz，故該公式是一個路徑損耗與距離的關系。步驟302 :尋找當前復用次數最少的PCI組，網絡管理服務器保存有一個PCI復用次數排列表(如圖3(B)所示)，該表記錄當前PCI的分配情況，如圖中所示的當前PCI 3#復用次數最少，僅為2次，所以本次確定的PCI組為PCI 3#，這是本發明方法的重要思想，保證最后分配結果是在整個區域內PCI 復用的次數均勻。因此，在每次迭代過程中，首先確定PCI資源，然后把選定的資源分配給某個最佳的新基站。所述整個區域是新基站即將覆蓋的區域和影響新基站的PCI分配的運行基站所覆蓋的區域。步驟303 :當多個PCI組的當前復用次數相同時，網絡管理服務器需要從中隨機選擇一個PCI組，作為本次分配的PCI資源。步驟304:完成干擾值的估算。步驟305 :確定把選擇的PCI分配給哪個基站，具體方法如圖3(C)所示若選定的PCI為3#， 則如圖所示的使用PCI 3#的基站是基站a和b，則新基站X、Y和Z分別利用選擇的傳播模型計算基站a和b對這三個新基站的干擾之和，再把PCI 3#分配給干擾值最小的新基站， 即復用距離最大的新基站。步驟306 :新基站分配到的PCI組內包含三個PCI，還要根據自己扇區天線水平方向角把這3個PCI分配到各小區。步驟307 :完成本次分配的本次迭代操作，某個新基站獲得PCI，再將剛分配的PCI組的復用次數加I。步驟308 :網管服務器判斷是否完成本次PCI分配，若是，則進入下一階段；否則，繼續執行迭代計算。參見圖4，介紹基站優先法先確定本次迭代分配PCI的哪個新基站(這也是基站優先法和PCI優先法的最大不同)，再確定為該新基站分配的PCI組。具體方法是每次迭代過程中，先計算一個RXP干擾矩陣，式中，R為待配置新基站數，P為網絡管理服務器能配置的PCI資源數，且P = IstotalI，矩陣中的元素為每個待配置新基站對應的各PCI的干擾值；再按照設定的干擾門限值判斷各新基站分別能夠復用的PCI資源組對于某個待配置新基站，先判斷其遭受到的各PCI的干擾值，如果某個PCI對應的干擾值大于干擾門限值， 則表明該新基站不能復用該PCI資源組；然后，將其中PCI選擇權最少的基站作為本次迭代過程的分配對象，并從該基站可復用的PCI資源組中選擇對應干擾值最小的PCI資源組作為該選定基站的分配結果。圖4中的數據準備和步驟401中的確定無線電波傳播模型與圖3相同，這里不再贅述。步驟402，計算所有新基站對應的每個PCI組下的干擾值，并形成如圖4(B)所示的 “干擾矩陣”。該“干擾矩陣”的大小為RXP，其中，R是要配置PCI的新基站數，P是PCI組的數；干擾矩陣中各元素值的計算方法如圖4(C)所示(圖4(C)中R = 3，P = 3)，新基站 X要分別計算對應PCI 1\ PCI 2#、PCI 3#的干擾值，即分別是點劃線(小區h、f、d)、虛線 (小區b、g)和實線(小區a、c)標識的干擾之和；類似地，再計算基站Y和Z對應的干擾值。最終得到類似于圖4(B)的“干擾矩陣”。步驟404，把“干擾矩陣”中的每個元素與預設的門限值進行比較，以確定每個新基站可以選擇的PCI組的個數先為選擇權最小的新基站分配PCI，如圖4(B)所示，用陰影標記的干擾值低于預設的干擾門限值，因此，新基站 1#可用的PCI是PCIa，新基站2#可用的PCI是PCIb和PCIe，新基站3#可用的PCI是PCId 和PCIa，新基站4#可用的PCI是PCIe、PCIb, PCIa和PCIc。由于新基站1#的選擇權只有 I種，因此選出的基站為新基站1#。步驟405，選出某個新基站(如1#)后，查看它對應的 “干擾矩陣”，為其選擇干擾值最小的PCI組。步驟406，新基站分配到一個PCI組內包含三個PCI，再根據自己控制的扇區天線水平方向角，把這3個PCI分配到各小區。步驟407，完成本次分配的本次迭代，某個新基站獲得PCI，剛分配的PCI組復用次數加I。(22)網絡管理服務器獲得由網絡規劃人員預設的本次分配可供配置的PCI資源集合Sttrtal，該資源集合需要考慮各種異構網絡，且要為微微基站和家庭基站預留足夠數量的PCI資源；(23)網絡管理服務器選擇一個特定的無線電波傳播波形，用于下一步基站間的干擾值估算；并根據不同應用場景，分別選擇執行下列操作步驟若應用場景為A，則采用遍歷方法，利用傳播模型依次計算每個新基站對應的PCI 資源集合Stotal中每個PCI組的干擾值，從中選擇干擾值最小的PCI組，作為該新基站的初始分配的PCI ;或若應用場景為B，則由網絡管理服務器為新基站集中地逐個分配PCI :利用傳播模型估算使用相同PCI的基站相互間的干擾值，再按照干擾值最小和PCI在網絡中均勻分布的原則進行分配；也就是整個PCI分配方法是一個迭代過程，迭代次數等于待配置PCI的新基站數，每次迭代采用PCI優先法或基站優先法為新基站配置初始的PCI :或若應用場景為C，則仍然適用針對應用場景B的PCI初始分配方法，即網絡管理服務器選擇PCI優先法或基站優先法為所有新基站分配初始PCI組；其不同之處是應用場景B中的運行基站集合Otjld不為空，此時的應用場景C中的運行基站集合為空集。步驟3，網絡管理服務器把PCI分配結果下發到各個新基站，隨后，每個新基站根據扇區天線的水平方向角，把組內的PCI分配給其控制的各個小區；參見圖5，介紹各新基站在獲得PCI組后，如何按照設定原則把組內的PCI分配給其控制的各個小區。圖示為新建網絡覆蓋區域的一部分，該區域內的基站(包括扇區天線和全向天線)都通過初始的PCI自配置規劃獲得了一個PCI組。圖中的基站501、502、503、 504、505、506、507、508和509都是三扇區天線類型，這些基站要根據各扇區的水平方向角， 把每組內的3個PCI分配到對應扇區。通常整個區域內，水平角度為90度、210度和330度的各個扇區分別分配的PCI的PSS為O、I和2。對類似基站510、511的全向天線基站，獲得一個PCI組后，它僅要把PSS為0的PCI分配到該基站控制的小區，剩余的兩個PCI就閑置不用。通過這次分配，每個新建蜂窩小區都獲得一個PCI，就為通過實際網絡的運行，發現 PCI規劃存在的問題提供了條件。步驟4，各個新基站獲得各自初始的PCI組號，結合所配置的其它無線參數，開機進入預運行pre-operation狀態；并通過自組織網絡技術中的自動鄰區關系功能ANRF獲知其配置的各個小區的鄰區關系列表和各基站間的X2接口信息。步驟5，各個新基站通過X2接口交互鄰區關系信息，獲知自己兩跳范圍、即其相鄰小區的相鄰小區正在使用的PCI，并判斷這些小區中是否存在與自己使用的PCI相同的小區，若沒有，則表明所有PCI的分配結果是合理的，結束全部操作；否則，表明存在PCI沖突或混淆的小區，執行后續步驟6。步驟6，為存在PCI不合理配置的小區重新配置PCI :該新基站立即向網絡管理服務器發起重配置PCI請求，同時上報PCI沖突域，即給網絡服務器上報自己不能使用的PCI 集合；網絡管理服務器為其重新分配新的PCI。上述后三個步驟4、5和6完成了 PCI合理性驗證。至此，本發明的PCI自動規劃與自動配置過程全部結束。所有新基站都可以獲得合理的PCI資源。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。
權利要求
1.一種蜂窩移動通信系統中物理小區標識PCI自適應分配方法，其特征在于，所述方法包括下述兩個操作階段初始配置階段網絡管理服務器接收到新基站上報的各自地理位置和發射功率信息； 基于已經獲取的所有新基站與其周圍運行基站的地理位置、發射功率和傳播損耗信息，判斷每個新基站的PCI自配置應用場景；再基于確定的PCI自配置應用場景，網絡管理服務器自動選擇基站優先還是PCI優先的PCI初始分配算法，并根據所選擇的算法集中地為新基站分配初始的PCI資源組；合理性驗證階段所有新基站獲得初始的PCI后，開機進入預運行pre-operation狀態，并根據終端在本階段的通信行為驗證該初始的PCI配置是否合理；若存在沖突或混淆， 則立即關閉問題基站，并向網絡管理服務器發送PCI沖突報告、PCI沖突域信息和重配置 PCI請求，網絡管理服務器為問題基站重新配置并下發PCI。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述初始配置階段包括下列操作內容(1)網絡管理服務器從其存儲設備中提取影響新基站的PCI分配的運行基站、即新基站周圍的運行基站的參數；再根據已獲取的所有新基站與其周圍運行基站的地理位置、發射功率和傳播損耗的信息，判斷每個新基站PCI的自配置應用場景；(2)網絡管理服務器根據新基站PCI的自配置應用場景自動選擇基站優先或PCI優先的PCI初始分配算法，并根據選擇的算法為新基站分配PCI資源組；(3)網絡管理服務器把PCI分配結果下發到各個新基站，隨后，每個新基站根據扇區天線的水平方向角，把組內的PCI分配給其控制的各個小區。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(I)在執行前，新基站已經完成了選址、建設、通電、連接到網絡管理服務器的各項準備操作，只需完成必需配置的無線參數就能夠進入運行狀態；所述新基站上報的發射功率信息是用于估算初始分配PCI的干擾，且如果新基站沒有上報發射功率，則在估算干擾時設置所有新基站的發射功率都相同。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(I)中，因網絡管理服務器存儲有其管轄的所有運行基站的參數，對于PCI的初始配置，網絡管理服務器只需要運行基站的地理位置和發射功率的信息；當網絡管理服務器獲取所有新基站信息后，據此提出影響 PCI分配的運行基站集合Φ-，即從所有新基站周圍的運行基站中選出影響新基站PCI分配的運行基站，并考慮這些基站分別使用的PCI對本次分配的影響；所述選出影響新基站PCI分配的運行基站的方法是先遍歷一個較大地理區域的所有運行基站，再估算這些運行基站分別到所有新基站的干擾值；如果某個運行基站到達所有新基站的干擾值都低于設定干擾門限值，表明該運行基站對新基站的PCI分配的影響可忽略不計；否則，表明該運行基站對新基站的PCI分配有影響而將其添加至集合Φ-。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(I)中，網絡管理服務器根據新基站和運行基站信息，確定本次PCI分配的應用場景有三類A、在已正常運行的網絡弱覆蓋或盲覆蓋區域插入一個新基站；B、在沒有網絡覆蓋的區域內部署一個以上的新基站，且該沒有網絡覆蓋區域周圍存在先前部署的同頻無線通信網絡；C、在較大的開闊區域部署多個基站，建設一個較大規模的新網絡，其周圍沒有現存的同頻無線通信網絡；或者其周圍雖然已有網絡覆蓋，但是那些運行基站使用的PCI資源即將分配的PCI資源沒有交集。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟(I)中，網絡管理服務器根據收集到的新基站信息和選擇出來的運行基站的數據，判斷本次PCI自配置的應用場景的具體方法如下如果新基站數為1，則按照場景A進行PCI初始分配；如果新基站數大于1，且運行基站集合Φ-不為空，則按照應用場景B進行PCI的初始分配；如果新基站數大于PCI資源數，且運行基站集合Φ-為空，則按照應用場景C進行PCI 的初始分配；如果此時新基站數小于PCI資源數，就無需復用PCI而為新基站隨機分配不重復的PCI資源組。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述步驟(2)包括下列操作內容(21)網絡管理服務器根據新基站PCI的自配置應用場景自動選擇基站優先或PCI優先的PCI初始分配法，并根據選擇的算法為新基站分配PCI資源組；(22)網絡管理服務器獲得由網絡規劃人員預設的本次分配可供配置的PCI資源集合 Stotal，該資源集合需要考慮各種異構網絡，且要為微微基站和家庭基站預留足夠數量的PCI 資源；(23)網絡管理服務器選擇一個特定的無線電波傳播波形，用于下一步基站間的干擾值估算；并根據不同應用場景，分別選擇執行下列操作步驟若應用場景為A，則采用遍歷方法，利用傳播模型依次計算每個新基站對應的PCI資源集合Stotal中每個PCI組的干擾值，從中選擇干擾值最小的PCI組，作為該新基站的初始分配的PCI ;或若應用場景為B，則由網絡管理服務器為新基站集中地逐個分配PCI :利用傳播模型估算使用相同PCI的基站相互間的干擾值，再按照干擾值最小和PCI在網絡中均勻分布的原則進行分配；也就是整個PCI分配方法是一個迭代過程，迭代次數等于待配置PCI的新基站數，每次迭代采用PCI優先法或基站優先法為新基站配置初始的PCI :或若應用場景為C，則仍然適用針對應用場景B的PCI初始分配方法，即網絡管理服務器選擇PCI優先法或基站優先法為所有新基站分配初始PCI組；其不同之處是應用場景B中的運行基站集合Φ-不為空，此時的應用場景C中的運行基站集合為空集。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述PCI優先法是先確定本次迭代分配的PCI組，再把該PCI組按照干擾值大小分配給某個新基站；具體方法是每次迭代時，網絡管理服務器先統計PCI資源集合Stotal中各 PCI當前復用次數，從中選擇當前復用次數最少的PCI資源組PCI_selected ;若多個PCI資源組的復用次數相等時，則隨機選擇一個；再利用無線電波傳播模型進行干擾估算，并計算全部待配置新基站分別受到所有使用PCI為PCI_selected的基站的干擾值，從中選擇干擾值最小的PCI作為本次迭代分配的對象，并把該PCI_selected分配給該新基站；所述基站優先法是先確定本次迭代分配PCI的新基站，再確定為該新基站分配的PCI 組；具體方法是每次迭代過程中，先計算一個RXP干擾矩陣，式中，R為待配置新基站數， P為網絡管理服務器能配置的PCI資源數，且P = I Stotal I，矩陣中的元素為每個待配置新基站對應的各PCI的干擾值；再按照設定的干擾門限值判斷各新基站分別能夠復用的PCI資源組對于某個待配置新基站，先判斷其遭受到的各PCI的干擾值，如果某個PCI對應的干擾值大于干擾門限值，則表明該新基站不能復用該PCI資源組；然后，將其中PCI選擇權最少的基站作為本次迭代過程的分配對象，并從該基站可復用的PCI資源組中選擇對應干擾值最小的PCI資源組作為該選定基站的分配結果。
9.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述合理性驗證階段包括下列操作內容(4)各個新基站獲得各自初始的PCI組號，結合所配置的其它無線參數，開機進入預運行pre-operation狀態；并通過自組織網絡技術中的自動鄰區關系功能ANRF獲知其配置的各個小區的鄰區關系列表和各基站間的X2接口信息；(5)各個新基站通過X2接口交互鄰區關系信息，獲知自己兩跳范圍、即其相鄰小區的相鄰小區正在使用的PCI，并判斷這些小區中是否存在與自己使用的PCI相同的小區，若沒有，則表明所有PCI的分配結果是合理的，結束全部操作；否則，表明存在PCI沖突或混淆的小區，執行后續步驟(6)；(6)為存在PCI不合理配置的小區重新配置PCI:該新基站立即向網絡管理服務器發起重配置PCI請求，同時上報PCI沖突域，即給網絡服務器上報自己不能使用的PCI集合； 網絡管理服務器為其重新分配新的PCI。
全文摘要
一種蜂窩通信系統中物理小區標識PCI自適應分配方法，包括兩個操作階段(1)初始配置網絡管理服務器接收到新基站上報的各自地理位置和發射功率信息，基于已獲取的所有新基站與其周圍運行基站的地理位置、發射功率和傳播損耗信息，判斷新基站PCI的自配置應用場景；再基于應用場景自動選擇基站優先還是PCI優先的PCI初始分配法，并根據所選擇算法集中地為新基站分配初始的PCI資源組；(2)合理性驗證所有新基站獲得初始PCI后，開機進入預運行狀態，并根據終端的通信行為驗證初始PCI配置是否合理；若存在沖突或混淆，則立即關閉問題基站，并向網絡管理服務器發送PCI沖突報告、PCI沖突域信息和重配置PCI請求，網絡管理服務器為問題基站重新配置并下發PCI。
文檔編號H04W16/02GK102595416SQ20121003498
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月16日 優先權日2012年2月16日
發明者彭木根, 王文博, 閔仕君, 魏垚 申請人:北京郵電大學