专利名称：蜂窝通信系统中的物理小区标识自适应分配方法
技术领域：
本发明涉及一种用于无线通信网络的无线参数自动规划和自动配置的方法， 确切地说，涉及一种无线蜂窝网络中基于位置信息的物理小区标识PCI (Physical Cell Identity)的自适应分配方法,属于移动通信的技术领域。
背景技术：
随着通信技术和数据业务的高速发展，无线网络的规模越来越大，多种通信技术共存，又引入家庭基站，使得通信网络变得日益复杂。如果仍然依靠传统的无线网络规划和优化手段，人工完成海量网络参数的配置，其操作难度也越来越复杂，网络规划、优化和运营的成本也越来越高。运营商在关注系统性能的同时，更加关注网络操作维护的效率，如何降低运营成本OPEX(Operating Expense)是运营商优先考虑的问题。因此,欧美主流高端运营商发起自组织网络SON(Self-Organizing Network)技术,希望通过引入SON来减少运营成本，提高操作效率，提升网络的性能和稳定性。针对不同的网络参数，第三代合作伙伴计划3GPP组织在相应的标准规范中拟定了不同的自组织用例，例如物理层小区标识自动分配、自动邻区关系功能、网络容量自优化等等。传统的物理层小区标识PCI是在网络规划的初期，由网络规划工程师依靠实际的网络测量和规划工具手动配置完成的。PCI用于在物理层唯一标识小区的序列，其作用是加扰于主同步和辅同步的信道，使得终端在检测同步信道的同时，获得小区标识。在LTE (Long Term Evolution)无线通信系统中,PCI被分成168组,每组包含3个 PCI，故共能提供504个可用PCI。更具体地，每组的三个PCI是依靠主同步序列PSS (Primary Synchronization Series)区分的(PSS分别取值0,1, 2) ,PCI组与组之间是依靠辅同步序列 SSS(Second Synchronization Series)进行区分的(SSS 的取值 0 167)。PCI 用于对主同步信道(PSCH)和辅同步信道(SSCH)进行加扰，使得移动终端设备能够在进行小区主辅同步和获得时隙同步和帧同步的同时，解调得到小区的物理层标识。但是，若相邻小区采用相同的PCI，就会产生相互干扰，故要对PCI进行合理的分配。传统网络规划的一项重要工作是在网络的初期部署中，人工手动给每个小区分配小区标识。这需要网络规划人员进行实地的数据测量，并依靠网络规划工具的帮助来完成之。在新一代通信网络中，随着微小区以及微微小区在热点区域的大规模部署，手动配置小区的物理标识遇到了很多工程和实际操作部署上的困难。另外，考虑到小区标识数量的限制，在微小区和家庭基站大规模部署的热点区域，物理小区标识必然涉及到复用，因此在设计小区标识复用和分配算法时必须考虑到以下两个PCI配置要求PCI不冲突原则(Collision-free):所配置的小区标识在小区覆盖范围内是唯一的；即终端在本小区覆盖面积内，采用相同物理小区标识的小区所产生的干扰值必须低于设定门限值。PCI不混淆原则(Confusion-free):在每个小区的任意两个相邻小区所使用的物理小区标识都是相异的。
PCI自动分配功能是依靠终端、甚至基站自身的测量结果，结合高层获得的所有基站的基本信息(地理位置、发射功率、PCI使用情况等)自动地为所有新基站配置的最佳物理小区标识，
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于蜂窝移动通信系统中基于位置信息的物理小区标识PCI自适应分配方法，以使加入网络的新基站所控制的小区能够获得相互之间不冲突和不混淆的PCI，且各新增小区获得的PCI与网络中的运行基站所控制小区的PCI也是互不冲突和互不混淆，从而把网络维护人员从复杂的PCI配置工作中解放出来。为了达到上述发明目的，本发明提供了一种用于蜂窝移动通信系统中的物理小区标识PCI (Physical Cell ID)自适应分配方法，其特征在于，所述方法包括下述两个操作阶段初始配置阶段网络管理服务器接收到新基站上报的各自地理位置和发射功率信息；基于已经获取的所有新基站与其周围运行基站的地理位置、发射功率和传播损耗信息， 判断每个新基站的PCI自配置应用场景；再基于确定的PCI自配置应用场景，网络管理服务器自动选择基站优先还是PCI优先的PCI初始分配算法，并根据所选择的算法集中地为新基站分配初始的PCI资源组；合理性验证阶段所有新基站获得初始的PCI后，开机进入预运行pre-operation 状态，并根据终端在本阶段的通信行为验证该初始的PCI配置是否合理；若存在冲突或混淆，则立即关闭问题基站，并向网络管理服务器发送PCI冲突报告、PCI冲突域信息和重配置PCI请求，网络管理服务器为问题基站重新配置并下发PCI。本发明是以简化手动PCI配置操作、实现网络自动分配PCI作为目标而提出的，该方法的优点和创造性在于由网络管理服务器收集包括所有新基站及其周围的运行基站的地理位置和发射功率信息，进行集中式的PCI初始配置，然后利用网络实验运行阶段的自动邻区关系 ANR(Automatic Neighbor Relations)功能进行PCI的合理性验证,从而实现PCI的正确与合理的配置。因此，本发明方法能自动实现自组织网络中为新基站自动分配物理小区标识的功能，同时不仅做到所配置的PCI既要满足不冲突与不混淆的两个基本要求，还要尽可能地有效减少PCI配置过程中可能出现的冲突和混淆，保证网络中各小区受到来自使用相同PCI小区的干扰尽可能小；也就是使得PCI的复用距离尽可能远，以降低相同PCI小区之间的干扰，从而提高终端的小区搜索的性能，还降低了因网络自治愈而引起的PCI冲突与混淆的风险。而且，本发明自适应分配方法操作简单，实现容易，故其推广应用的前景看好。
图I是本发明方法的应用场景示意图。图2是本发明的PCI的自适应分配方法操作步骤流程图。图3(A)、⑶、(C)分别是本发明中使用的PCI优先算法的操作步骤流程图、PCI组当前复用次数排列表和选定PCI的基站干扰估算示意图。图4(A)、⑶、(C)分别是本发明中使用的PCI优先算法的操作步骤流程图、待配置新基站对应的PCI干扰矩阵和干扰矩阵中的各个元素计算方法示意图。图5是本发明方法中的基站内部PCI分配示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。本发明是在某个区域部署无线通信系统过程中，自适应分配物理小区标识PCI的方法。PCI用于在物理层唯一标识各个小区。在自组织网络技术中，由网络管理服务器自动为新基站分配PCI。不同于PCI的其它自动配置的方法，它们大都是为在一个已经运行的网络中插入一个网络节点(基站)，并为该节点配置合理PCI。本发明方法是应用于一定规模的网络建设过程中，运营商已经完成选址、建站、通电、有线连接到OAM等操作，且新基站依靠自身和网络管理服务器自动完成相关参数的配置，人工干预尽可能少和自动进入到运行状态，从而降低网络建设的成本，提高网络建设的效率。参见图1，介绍本发明方法的实际应用场景，图中的圆形表示全向天线基站，三叶草形状表示三扇区天线基站，其中空心标识的三叶草是新基站，带有部分阴影的是处于运行状态的基站。本发明方法可以应用于下述三种PCI自适应分配的场景场景A是人们研究最多的在一个正常运行的现有网络的弱覆盖或盲覆盖区域插入单个基站，网络仅需要给这一个基站配置PCI，先前的自配置方法是通过基站自测发现周围邻区PCI信息，再通过邻区汇报其邻区的PCI信息，以便为其选择“两跳”内唯一的PCI， 满足不冲突与不混淆的配置原则。但是，其要求基站具备下行接收的功能，对已有系统的改动很大。本发明针对这类单个基站加入网络时，采用新基站请求网络管理服务器为其分配 PCI，仅需要新基站上报自己的地理位置和发射功率信息，再发起PCI配置请求。场景B是在一个较大区域(如一个城市)部署一个新的通信网络，需要建设一定数量的新基站，而且，这个新的网络覆盖区域边缘的基站的PCI分配必须考虑其周围存在的已经运行的同频无线通信网络基站使用了哪些PCI。场景C与场景B有类似之处，也是为了在较大开阔区域建设较大规模的网络而部署多个基站；区别是该场景的PCI分配仅需要考虑新基站间的相互影响。这种场景通常是在运营商网络建设的早期，在某个地区建设网络时，该地区以外地区还没有建成通信网络； 或者新建网络内的基站与其周围运行基站使用的PCI资源是彼此完全独立的集合。本发明方法能够为上述三种不同场景的新基站分配合适的PCI资源，且分配结果既能够满足新基站之间不存在PCI冲突与混淆，同时还必须保证新基站和运行基站之间也不会有PCI冲突与混淆。参见图2，描述本发明PCI自适应分配方法的操作流程图。该方法包括下述两个阶段初始配置阶段新基站向网络管理服务器上报各自的地理位置和发射功率信息； 网络管理服务器基于已经获取的所有新基站以及周围运行基站的地理位置、发射功率和传播损耗信息，判断新基站PCI的自适应配置应用场景；再基于确定的PCI自适应配置应用场景(若上报请求的基站数量为1，则确定为配置场景A ;若上报请求的基站数大于1，且PCI 配置要受到周围基站的影响，则确定为配置场景B ;若上报请求的基站数较多，且新基站的PCI配置不受周围基站影响，则确定为配置场景C)，网络管理服务器自动选择基站优先还是PCI优先的PCI初始分配算法，并根据所选择的算法集中为新基站分配初始的PCI资源组。合理性验证阶段因为任何PCI自配置方法都无法保证完全避免分配的PCI没有问题，因此，所有新基站获得初始的PCI后，开机进入预运行pre-operation状态，并根据覆盖范围内的终端在本阶段的通信行为，验证该初始的PCI配置是否合理；也就是支持实现自动邻区关系功能，建立X2接口和利用X2接口交换的邻区列表信息判断是否存在PCI配置不合理的小区。如果存在冲突或混淆，则立即关闭问题基站，并向网络管理服务器发送 PCI冲突报告、PCI冲突域(给网络服务器上报的其肯定不能使用的PCI集合)信息和重配置PCI请求，网络管理服务器为问题基站重新配置并下发PCI。完成上述两个阶段的操作，就完成本发明PCI自配置的全部过程，所有新基站都能够获得合理的PCI配置结果。参见图2，具体介绍本发明方法的详细操作步骤，其中的前三个步骤属于初始配置阶段，后三个步骤属于合理性验证阶段步骤1，网络管理服务器从其存储设备中提取影响新基站的PCI分配的运行基站、 即新基站周围的运行基站的参数；再根据已获取的所有新基站及其周围运行基站的地理位置、传播损耗和发射功率(用于估算初始分配PCI的干扰，如果新基站没有上报发射功率， 则在估算干扰时设置所有新基站的发射功率都相同，例如46dBm)信息，判断新基站PCI的自配置应用场景。网络管理服务器根据收集到的新基站信息和选择出来的运行基站的数据，判断本次PCI自配置的应用场景的具体方法如下如果新基站数为1，则按照场景A进行PCI初始分配；如果新基站数大于1，且运行基站集合Otjld不为空，则按照应用场景B进行PCI的初始分配；如果新基站数大于PCI资源数，且运行基站集合Otjld为空，则按照应用场景C进行PCI的初始分配；如果此时新基站数小于PCI资源数，就无需复用PCI而为新基站随机分配不重复的PCI资源组。需要说明的是该步骤I在执行前，新基站已经完成了选址、建设、通电、连接到网络管理服务器的各项准备操作，只需完成必需配置的无线参数就能进入运行状态。该步骤I中，因网络管理服务器存储有其管辖的所有运行基站的参数，对于PCI 的初始配置，网络管理服务器只需要运行基站的地理位置和发射功率的信息；当网络管理服务器获取所有新基站信息后，据此提出影响PCI分配的运行基站集合O-，即从所有新基站周围的运行基站中选出影响新基站PCI分配的运行基站，并考虑这些基站分别使用的 PCI对本次分配的影响。其中选出影响新基站PCI分配的运行基站的方法是先遍历一个较大地理区域的所有运行基站，再估算这些运行基站分别到所有新基站的干扰值；如果某个运行基站到达所有新基站的干扰值都低于设定干扰门限值，表明该运行基站对新基站的 PCI分配的影响可忽略不计；否则，表明该运行基站对新基站的PCI分配有影响而将其添加至集合①。ld。步骤2，网络管理服务器根据新基站PCI的自配置应用场景自动选择基站优先或
8PCI优先的PCI初始分配算法，并根据选择的算法为新基站分配PCI资源组。该步骤包括下列操作内容(21)网络管理服务器根据新基站PCI的自配置应用场景自动选择基站优先或PCI 优先的PCI初始分配法，并根据选择的算法为新基站分配PCI资源组。参见图3，介绍PCI优先法先确定本次迭代分配的PCI组，再把该PCI组按照干扰值大小分配给某个新基站。具体方法是每次迭代时，网络管理服务器先统计PCI资源集合 Stotal中各PCI当前复用次数，从中选择当前复用次数最少的PCI资源组PCI_SeleCted ;若多个PCI资源组的复用次数相等时，则从中随机选择一个；再利用选定的无线电波传播模型进行干扰估算，并计算全部待配置新基站分别受到所有使用PCI为PCI_SeleCted的基站的干扰值，从中选择干扰值最小的PCI作为本次迭代分配的对象，并把该PCI_SeleCted分配给该新基站。图3中的“数据准备”的实质是前面描述的基站上报请求和参数信息、网络管理服务器确定可用的PCI集合等。步骤301 :选定无线电传播模型(应选择当地的无线电波经验传播模型)，用于为后面估算基站间的相互干扰做准备。如上所述，本发明以最大化PCI复
37.6xlg(D)+15.3
用距离为目的，例如，电磁波在自由空间的传播模型是:PL(D) = 10--^~ ,其中，设
定的载波频率为2GHz，故该公式是一个路径损耗与距离的关系。步骤302 :寻找当前复用次数最少的PCI组，网络管理服务器保存有一个PCI复用次数排列表(如图3(B)所示)，该表记录当前PCI的分配情况，如图中所示的当前PCI 3#复用次数最少，仅为2次，所以本次确定的PCI组为PCI 3#，这是本发明方法的重要思想，保证最后分配结果是在整个区域内PCI 复用的次数均匀。因此，在每次迭代过程中，首先确定PCI资源，然后把选定的资源分配给某个最佳的新基站。所述整个区域是新基站即将覆盖的区域和影响新基站的PCI分配的运行基站所覆盖的区域。步骤303 :当多个PCI组的当前复用次数相同时，网络管理服务器需要从中随机选择一个PCI组，作为本次分配的PCI资源。步骤304:完成干扰值的估算。步骤305 :确定把选择的PCI分配给哪个基站，具体方法如图3(C)所示若选定的PCI为3#， 则如图所示的使用PCI 3#的基站是基站a和b，则新基站X、Y和Z分别利用选择的传播模型计算基站a和b对这三个新基站的干扰之和，再把PCI 3#分配给干扰值最小的新基站， 即复用距离最大的新基站。步骤306 :新基站分配到的PCI组内包含三个PCI，还要根据自己扇区天线水平方向角把这3个PCI分配到各小区。步骤307 :完成本次分配的本次迭代操作，某个新基站获得PCI，再将刚分配的PCI组的复用次数加I。步骤308 :网管服务器判断是否完成本次PCI分配，若是，则进入下一阶段；否则，继续执行迭代计算。参见图4，介绍基站优先法先确定本次迭代分配PCI的哪个新基站(这也是基站优先法和PCI优先法的最大不同)，再确定为该新基站分配的PCI组。具体方法是每次迭代过程中，先计算一个RXP干扰矩阵，式中，R为待配置新基站数，P为网络管理服务器能配置的PCI资源数，且P = IstotalI，矩阵中的元素为每个待配置新基站对应的各PCI的干扰值；再按照设定的干扰门限值判断各新基站分别能够复用的PCI资源组对于某个待配置新基站，先判断其遭受到的各PCI的干扰值，如果某个PCI对应的干扰值大于干扰门限值， 则表明该新基站不能复用该PCI资源组；然后，将其中PCI选择权最少的基站作为本次迭代过程的分配对象，并从该基站可复用的PCI资源组中选择对应干扰值最小的PCI资源组作为该选定基站的分配结果。图4中的数据准备和步骤401中的确定无线电波传播模型与图3相同，这里不再赘述。步骤402，计算所有新基站对应的每个PCI组下的干扰值，并形成如图4(B)所示的 “干扰矩阵”。该“干扰矩阵”的大小为RXP，其中，R是要配置PCI的新基站数，P是PCI组的数；干扰矩阵中各元素值的计算方法如图4(C)所示(图4(C)中R = 3，P = 3)，新基站 X要分别计算对应PCI 1\ PCI 2#、PCI 3#的干扰值，即分别是点划线(小区h、f、d)、虚线 (小区b、g)和实线(小区a、c)标识的干扰之和；类似地，再计算基站Y和Z对应的干扰值。最终得到类似于图4(B)的“干扰矩阵”。步骤404，把“干扰矩阵”中的每个元素与预设的门限值进行比较，以确定每个新基站可以选择的PCI组的个数先为选择权最小的新基站分配PCI，如图4(B)所示，用阴影标记的干扰值低于预设的干扰门限值，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#的选择权只有 I种，因此选出的基站为新基站1#。步骤405，选出某个新基站(如1#)后，查看它对应的 “干扰矩阵”，为其选择干扰值最小的PCI组。步骤406，新基站分配到一个PCI组内包含三个PCI，再根据自己控制的扇区天线水平方向角，把这3个PCI分配到各小区。步骤407，完成本次分配的本次迭代，某个新基站获得PCI，刚分配的PCI组复用次数加I。(22)网络管理服务器获得由网络规划人员预设的本次分配可供配置的PCI资源集合Sttrtal，该资源集合需要考虑各种异构网络，且要为微微基站和家庭基站预留足够数量的PCI资源；(23)网络管理服务器选择一个特定的无线电波传播波形，用于下一步基站间的干扰值估算；并根据不同应用场景，分别选择执行下列操作步骤若应用场景为A，则采用遍历方法，利用传播模型依次计算每个新基站对应的PCI 资源集合Stotal中每个PCI组的干扰值，从中选择干扰值最小的PCI组，作为该新基站的初始分配的PCI ;或若应用场景为B，则由网络管理服务器为新基站集中地逐个分配PCI :利用传播模型估算使用相同PCI的基站相互间的干扰值，再按照干扰值最小和PCI在网络中均匀分布的原则进行分配；也就是整个PCI分配方法是一个迭代过程，迭代次数等于待配置PCI的新基站数，每次迭代采用PCI优先法或基站优先法为新基站配置初始的PCI :或若应用场景为C，则仍然适用针对应用场景B的PCI初始分配方法，即网络管理服务器选择PCI优先法或基站优先法为所有新基站分配初始PCI组；其不同之处是应用场景B中的运行基站集合Otjld不为空，此时的应用场景C中的运行基站集合为空集。步骤3，网络管理服务器把PCI分配结果下发到各个新基站，随后，每个新基站根据扇区天线的水平方向角，把组内的PCI分配给其控制的各个小区；参见图5，介绍各新基站在获得PCI组后，如何按照设定原则把组内的PCI分配给其控制的各个小区。图示为新建网络覆盖区域的一部分，该区域内的基站(包括扇区天线和全向天线)都通过初始的PCI自配置规划获得了一个PCI组。图中的基站501、502、503、 504、505、506、507、508和509都是三扇区天线类型，这些基站要根据各扇区的水平方向角， 把每组内的3个PCI分配到对应扇区。通常整个区域内，水平角度为90度、210度和330度的各个扇区分别分配的PCI的PSS为O、I和2。对类似基站510、511的全向天线基站，获得一个PCI组后，它仅要把PSS为0的PCI分配到该基站控制的小区，剩余的两个PCI就闲置不用。通过这次分配，每个新建蜂窝小区都获得一个PCI，就为通过实际网络的运行，发现 PCI规划存在的问题提供了条件。步骤4，各个新基站获得各自初始的PCI组号，结合所配置的其它无线参数，开机进入预运行pre-operation状态；并通过自组织网络技术中的自动邻区关系功能ANRF获知其配置的各个小区的邻区关系列表和各基站间的X2接口信息。步骤5，各个新基站通过X2接口交互邻区关系信息，获知自己两跳范围、即其相邻小区的相邻小区正在使用的PCI，并判断这些小区中是否存在与自己使用的PCI相同的小区，若没有，则表明所有PCI的分配结果是合理的，结束全部操作；否则，表明存在PCI冲突或混淆的小区，执行后续步骤6。步骤6，为存在PCI不合理配置的小区重新配置PCI :该新基站立即向网络管理服务器发起重配置PCI请求，同时上报PCI冲突域，即给网络服务器上报自己不能使用的PCI 集合；网络管理服务器为其重新分配新的PCI。上述后三个步骤4、5和6完成了 PCI合理性验证。至此，本发明的PCI自动规划与自动配置过程全部结束。所有新基站都可以获得合理的PCI资源。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种蜂窝移动通信系统中物理小区标识PCI自适应分配方法，其特征在于，所述方法包括下述两个操作阶段初始配置阶段网络管理服务器接收到新基站上报的各自地理位置和发射功率信息； 基于已经获取的所有新基站与其周围运行基站的地理位置、发射功率和传播损耗信息，判断每个新基站的PCI自配置应用场景；再基于确定的PCI自配置应用场景，网络管理服务器自动选择基站优先还是PCI优先的PCI初始分配算法，并根据所选择的算法集中地为新基站分配初始的PCI资源组；合理性验证阶段所有新基站获得初始的PCI后，开机进入预运行pre-operation状态，并根据终端在本阶段的通信行为验证该初始的PCI配置是否合理；若存在冲突或混淆， 则立即关闭问题基站，并向网络管理服务器发送PCI冲突报告、PCI冲突域信息和重配置 PCI请求，网络管理服务器为问题基站重新配置并下发PCI。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述初始配置阶段包括下列操作内容(1)网络管理服务器从其存储设备中提取影响新基站的PCI分配的运行基站、即新基站周围的运行基站的参数；再根据已获取的所有新基站与其周围运行基站的地理位置、发射功率和传播损耗的信息，判断每个新基站PCI的自配置应用场景；(2)网络管理服务器根据新基站PCI的自配置应用场景自动选择基站优先或PCI优先的PCI初始分配算法，并根据选择的算法为新基站分配PCI资源组；(3)网络管理服务器把PCI分配结果下发到各个新基站，随后，每个新基站根据扇区天线的水平方向角，把组内的PCI分配给其控制的各个小区。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤(I)在执行前，新基站已经完成了选址、建设、通电、连接到网络管理服务器的各项准备操作，只需完成必需配置的无线参数就能够进入运行状态；所述新基站上报的发射功率信息是用于估算初始分配PCI的干扰，且如果新基站没有上报发射功率，则在估算干扰时设置所有新基站的发射功率都相同。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤(I)中，因网络管理服务器存储有其管辖的所有运行基站的参数，对于PCI的初始配置，网络管理服务器只需要运行基站的地理位置和发射功率的信息；当网络管理服务器获取所有新基站信息后，据此提出影响 PCI分配的运行基站集合Φ-，即从所有新基站周围的运行基站中选出影响新基站PCI分配的运行基站，并考虑这些基站分别使用的PCI对本次分配的影响；所述选出影响新基站PCI分配的运行基站的方法是先遍历一个较大地理区域的所有运行基站，再估算这些运行基站分别到所有新基站的干扰值；如果某个运行基站到达所有新基站的干扰值都低于设定干扰门限值，表明该运行基站对新基站的PCI分配的影响可忽略不计；否则，表明该运行基站对新基站的PCI分配有影响而将其添加至集合Φ-。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤(I)中，网络管理服务器根据新基站和运行基站信息，确定本次PCI分配的应用场景有三类A、在已正常运行的网络弱覆盖或盲覆盖区域插入一个新基站；B、在没有网络覆盖的区域内部署一个以上的新基站，且该没有网络覆盖区域周围存在先前部署的同频无线通信网络；C、在较大的开阔区域部署多个基站，建设一个较大规模的新网络，其周围没有现存的同频无线通信网络；或者其周围虽然已有网络覆盖，但是那些运行基站使用的PCI资源即将分配的PCI资源没有交集。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述步骤(I)中，网络管理服务器根据收集到的新基站信息和选择出来的运行基站的数据，判断本次PCI自配置的应用场景的具体方法如下如果新基站数为1，则按照场景A进行PCI初始分配；如果新基站数大于1，且运行基站集合Φ-不为空，则按照应用场景B进行PCI的初始分配；如果新基站数大于PCI资源数，且运行基站集合Φ-为空，则按照应用场景C进行PCI 的初始分配；如果此时新基站数小于PCI资源数，就无需复用PCI而为新基站随机分配不重复的PCI资源组。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤(2)包括下列操作内容(21)网络管理服务器根据新基站PCI的自配置应用场景自动选择基站优先或PCI优先的PCI初始分配法，并根据选择的算法为新基站分配PCI资源组；(22)网络管理服务器获得由网络规划人员预设的本次分配可供配置的PCI资源集合 Stotal，该资源集合需要考虑各种异构网络，且要为微微基站和家庭基站预留足够数量的PCI 资源；(23)网络管理服务器选择一个特定的无线电波传播波形，用于下一步基站间的干扰值估算；并根据不同应用场景，分别选择执行下列操作步骤若应用场景为A，则采用遍历方法，利用传播模型依次计算每个新基站对应的PCI资源集合Stotal中每个PCI组的干扰值，从中选择干扰值最小的PCI组，作为该新基站的初始分配的PCI ;或若应用场景为B，则由网络管理服务器为新基站集中地逐个分配PCI :利用传播模型估算使用相同PCI的基站相互间的干扰值，再按照干扰值最小和PCI在网络中均匀分布的原则进行分配；也就是整个PCI分配方法是一个迭代过程，迭代次数等于待配置PCI的新基站数，每次迭代采用PCI优先法或基站优先法为新基站配置初始的PCI :或若应用场景为C，则仍然适用针对应用场景B的PCI初始分配方法，即网络管理服务器选择PCI优先法或基站优先法为所有新基站分配初始PCI组；其不同之处是应用场景B中的运行基站集合Φ-不为空，此时的应用场景C中的运行基站集合为空集。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述PCI优先法是先确定本次迭代分配的PCI组，再把该PCI组按照干扰值大小分配给某个新基站；具体方法是每次迭代时，网络管理服务器先统计PCI资源集合Stotal中各 PCI当前复用次数，从中选择当前复用次数最少的PCI资源组PCI_selected ;若多个PCI资源组的复用次数相等时，则随机选择一个；再利用无线电波传播模型进行干扰估算，并计算全部待配置新基站分别受到所有使用PCI为PCI_selected的基站的干扰值，从中选择干扰值最小的PCI作为本次迭代分配的对象，并把该PCI_selected分配给该新基站；所述基站优先法是先确定本次迭代分配PCI的新基站，再确定为该新基站分配的PCI 组；具体方法是每次迭代过程中，先计算一个RXP干扰矩阵，式中，R为待配置新基站数， P为网络管理服务器能配置的PCI资源数，且P = I Stotal I，矩阵中的元素为每个待配置新基站对应的各PCI的干扰值；再按照设定的干扰门限值判断各新基站分别能够复用的PCI资源组对于某个待配置新基站，先判断其遭受到的各PCI的干扰值，如果某个PCI对应的干扰值大于干扰门限值，则表明该新基站不能复用该PCI资源组；然后，将其中PCI选择权最少的基站作为本次迭代过程的分配对象，并从该基站可复用的PCI资源组中选择对应干扰值最小的PCI资源组作为该选定基站的分配结果。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述合理性验证阶段包括下列操作内容(4)各个新基站获得各自初始的PCI组号，结合所配置的其它无线参数，开机进入预运行pre-operation状态；并通过自组织网络技术中的自动邻区关系功能ANRF获知其配置的各个小区的邻区关系列表和各基站间的X2接口信息；(5)各个新基站通过X2接口交互邻区关系信息，获知自己两跳范围、即其相邻小区的相邻小区正在使用的PCI，并判断这些小区中是否存在与自己使用的PCI相同的小区，若没有，则表明所有PCI的分配结果是合理的，结束全部操作；否则，表明存在PCI冲突或混淆的小区，执行后续步骤(6)；(6)为存在PCI不合理配置的小区重新配置PCI:该新基站立即向网络管理服务器发起重配置PCI请求，同时上报PCI冲突域，即给网络服务器上报自己不能使用的PCI集合； 网络管理服务器为其重新分配新的PCI。
全文摘要
一种蜂窝通信系统中物理小区标识PCI自适应分配方法，包括两个操作阶段(1)初始配置网络管理服务器接收到新基站上报的各自地理位置和发射功率信息，基于已获取的所有新基站与其周围运行基站的地理位置、发射功率和传播损耗信息，判断新基站PCI的自配置应用场景；再基于应用场景自动选择基站优先还是PCI优先的PCI初始分配法，并根据所选择算法集中地为新基站分配初始的PCI资源组；(2)合理性验证所有新基站获得初始PCI后，开机进入预运行状态，并根据终端的通信行为验证初始PCI配置是否合理；若存在冲突或混淆，则立即关闭问题基站，并向网络管理服务器发送PCI冲突报告、PCI冲突域信息和重配置PCI请求，网络管理服务器为问题基站重新配置并下发PCI。
文档编号H04W16/02GK102595416SQ20121003498
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者彭木根, 王文博, 闵仕君, 魏垚 申请人:北京邮电大学