一种实现异系统同频组网的方法及装置与流程

本发明涉及多模基站技术，尤指一种基于UMTS和LTE两种不同系统的实现异系统同频组网的方法及装置。

背景技术：

宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multi-Access)是ITU确定的IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)标准之一，是由第三代移动通讯合作组织(3GPP，Third Generation Partnership Project)具体制定的、基于GSM MAP核心网，UMTS陆地无线接入网(UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network)为无线接口的第三代移动通信系统。相对于其他第二代和第三代移动通信系统，WCDMA主要特点是空中接口采用直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)、频分双工(FDD)方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz。

在WCDMA标准发布后，3GPP组织依然不断改进协议标准，以提升该系统的性能，分别在R5和R6版本的协议中引入了高速下行数据接入(HSDPA，High Speed Downlink Packet Access)和高速上行数据接入(HSUPA，High Speed Uplink Packet Access)技术。HSDPA和HSUPA统称高速数据接入(HSPA)，相对于以前版本的WCDMA主要技术改进在于将部分数据处理任务从无线网络控制器(RNC)移动到节点B(Node B)完成，并采用高阶调制、链路自适应、更小传输时间间隔(TTI)和多载频合并等新技术。在3GPP R7版本之后的HSPA技术又引入一些改进增强功能，也被称为HSPA+。为了方便描述，本文中不区分HSPA和HSPA+概念。

UTRAN在通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)中为用户设备(UE，User Equipment)提供无线接入服务，两者间的空中接口标准由3GPP具体协议定义，其中部分与本文相关概念和内容简述如下。

图1为现有UMTS系统的逻辑结构示意图，如附图1所示，UTRAN可以由多个无线网络子系统(RNS，Radio Network Subsystem)组成，与核心网(CN，Core Network)之间使用3GPP标准定义的Iu接口连接；每个RNS由多个Node B组成，并由一个无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)控制，RNC和Node B之间使用3GPP标准定义的Iub接口连接，RNC之间使用3GPP标准定义的Iur接口连接；每个Node B中的资源可以定义成为一个或多个小区(Cell)，作为UE与UTRAN通信的接入点，UTRAN和UE之间使用3GPP标准定义的Uu接口连接。需要说明的是，RNC和Node B这两种逻辑网元也可以设置在同一个物理设备中实现，这样3GPP定义的Iub接口变成这种物理设备的内部接口。本文在提到RNC和Node B的各种功能时，服从3GPP标准定义的RNC和Node B的功能分工，并不区分RNC和Node B分别使用不同的物理设备还是使用同一个物理设备来实现；本文在提到RNC和Node B间的相互功能时，也不区分是否使用Iub接口或使用内部接口。

长期演进(LTE，Long Term Evolution)是相对于UMTS的长期演进系统，同属于IMT标准协议家族，由3GPP组织具体制定，在R8协议版本开始引入。LTE是基于演进数据包核心网(EPC，Evolved Packet Core)的增强通用陆地接入网(eUTRAN，Evolved Universal Terrestrial Access Network)。LTE空中接口可以采用时分双工(TDD)模式或FDD模式，本文仅关注FDD模式。在FDD模式中，上下行无线分别基于单载波-频分复用(SC-FDMA，Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)和正交频分复用(OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)多址接入技术。由于基于OFDM技术，LTE空口可以使用灵活的无线带宽，3GPP已定义的标准频段带宽包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz等。

图2为现有LTE系统的逻辑结构示意图，如附图2所示，eUTRAN不同于UTRAN，采用扁平化架构，增强型基站eNB直接与EPC使用3GPP标准定义的S1接口连接，取消控制器节点；eNB之间使用3GPP标准定义的X2接口连接；每个eNB的资源可以定义成为一个或多个小区(Cell)，作为UE与eUTRAN通信的接入点，eUTRAN和UE之间使用3GPP标准定义的LTE Uu接口连接。

LTE空口基于OFDM技术，使用相互正交的子载波调制数据，这样，比传统FDM技术具备更高的频谱使用效率。之外，由于各子载波频宽较低如15KHz，调整符号速率也较低，但可以并行使用足够多的子载波提升整体传输速率。因此LTE系统具备频分调度能力，能够为不同用户分配不同的子载波。图3为现有LTE中子载波的示意图，如图3所示，一个子载波的一个符号定义为一个资源单元(RE，Resource Element)，连续一定数量子载波和符号定义为一个资源块(RB，Resource Block)。LTE基站eNB能以RB为单位给不同用户分配资源。

不论UMTS还是LTE，基站都可以使用多个天线完成对地理区域的无线覆盖，采用蜂窝型空间分集方式，每个天线覆盖的区域可以称为一个扇区。每个扇区中可以使用频率分集方式部署多个载频。UMTS和LTE分别都具备同频组网能力，即相邻两个扇区使用相同的载频部署。目前，业界已经广泛使用多模基站，即在同一个网元上同时部署Node B和eNB两种逻辑实体，以同时支持UMTS和LTE接入制式。多载波功放技术和产品也已经成熟使用，可以在每个扇区部署不同频宽的多个载波。运营商部署无线接入网络使用的频谱资源需要向无线频谱监管部门申请，并且只能得到有限频宽的频谱资源。

虽然UMTS和LTE各自系统都具备同频组网能力，但并没有明确UMTS和LTE两种不同的异系统同频组网的方案。其中，UMTS包括WCDMA及其演进HSPA技术；LTE也包括其演进LTE增强(LTE-A，LTE-Advanced)技术。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种实现异系统同频组网的方法及装置，能够实现UMTS和LTE异系统同频组网，同时降低异系统间同频干扰，保证系统性能。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种实现异系统同频组网的方法，包括：压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值；

错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段。

可选地，所述错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段包括：

重新调整所述同频相邻小区中的第二系统小区的中心频率，使其紧靠所述同频相邻小区间的非重合频谱的边缘。

可选地，所述同频相邻小区包括两对或两对以上；

所述压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽后，所述错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段之前，还包括：

对未经过所述压缩的一对或一对以上同频相邻第一系统小区实际使用的频宽进行压缩，使其小于所述带宽需求值；并调整各对同频相邻第一系统和/或第二系统小区的中心频率，使其频谱连续。

可选地，所述同频相邻小区包括两对或两对以上；

所述压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽后，所述错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段之前，还包括：合并所述同频相邻小区中位于同一基站的两个或两个以上频谱连续的第二系统小区；

所述错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段包括：重新调整合并压缩后的同频相邻小区的中心频率，使其紧靠所述同频相邻小区间的非重合频谱的边缘。

可选地，所述压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽后，所述错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段之前，还包括：

压缩所述同频相邻小区中第二系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值。

可选地，所述边缘为上边缘或下边缘。

可选地，所述第一系统为通用移动通信系统UMTS，所述第二系统为长期演进LTE系统。

可选地，该方法还包括：所述LTE的小区对于其边缘用户使用非重合频谱的资源进行数据传输。

可选地，所述压缩为双边频宽压缩方式或单边频宽压缩方式。

本发明还提供了一种实现异系统同频组网的装置，至少包括：压缩模块、处理模块；其中，

压缩模块，用于压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值；

处理模块，用于错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段。

可选地，所述处理模块具体用于：重新调整所述同频相邻小区的第二系统小区的中心频率，使其紧靠非重合频谱的边缘。

可选地，当所述同频相邻小区包括两对或两对以上时，所述压缩模块还用于：

对未经过拼块压缩的一对或一对以上同频相邻第一系统小区实际使用的频宽进行压缩，使其小于预先设置的带宽需求值；并调整各对同频相邻第一系统和/或第二系统小区的中心频率，使其频谱连续。

可选地，当所述同频相邻小区包括两对或两对以上时，所述压缩模块还用于：

合并所述同频相邻小区中位于同一基站的两个或两个以上频谱连续的第二系统小区；

相应地，所述处理模块具体用于：重新调整合并压缩后的同频相邻小区的中心频率，使其紧靠非重合频谱的边缘。

可选地，所述压缩模块还用于：压缩所述同频相邻小区中第二系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值。

与现有技术相比，本申请技术方案包括压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值；错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段。通过本发明提供的技术方案，使得同频相邻小区间产生了非重合频谱，并且第二系统尽可能通过非重合频谱进行数据传输，从而实现了降低同频相邻小区间的同频干扰。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有UMTS系统的逻辑结构示意图；

图2为现有LTE系统的逻辑结构示意图；

图3为现有LTE中子载波的示意图；

图4为本发明实现异系统同频组网的方法的流程图；

图5为本发明实现异系统同频组网的装置的组成结构示意图；

图6为本发明实施例应用的典型场景的示意图；

图7(a)为本发明第一实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图

图7(b)为现有第一实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图；

图8为本发明采用的双边频宽压缩方式的示意图；

图9(a)为本发明第二实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图；

图9(b)为现有第二实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图；

图10(a)为本发明第三实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图；

图10(b)为现有第三实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图；

图11(a)为本发明第四实施例中各同频组网小区的频谱分布示意；

图11(b)为现有第四实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图；

图12为本发明采用的单边频宽压缩方式的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图4为本发明实现同频组网的方法的流程图，如图4所示，包括：

步骤400：压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽，使其小于预 先设置的带宽需求值。

以异系统中的第一系统为UMTS和第二系统为LTE为例，当运营商有5MHz或以上频谱资源时，可以在基站压缩构成异系统的UMTS实际使用的频宽使其小于5MHz，比如，可以通过基站的收发信机对5MHz带宽的UMTS波形进行滤波，仅发送和接收中心频点两边2.1MHz的频率达到频谱压缩目的，具体实现属于本领域技术人员的公知技术，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。而且，业界应用已经证明采用4.2MHz带宽UMTS的系统性能相对于5MHz带宽的性能损失在可接受范围。

步骤401：错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段。

还以异系统中的第一系统为UMTS和第二系统为LTE为例，将同频相邻小区的UMTS和LTE使用的频段尽量错开部署，比如，重新调整未被压缩的同频相邻小区的中心频率，使其紧靠同频相邻小区间的非重合频谱(是可用频谱)的边缘如上边缘或下边缘，以减少UMTS和LTE频谱的重合带宽，从而达到了降低UMTS和LTE同频相邻小区间的干扰。

进一步地，还包括：使LTE小区对于其边缘用户尽量使用非重合频谱的资源进行数据传输。

通过本发明提供的技术方案，使得同频相邻小区间产生了非重合频谱，并且第二系统尽可能通过非重合频谱进行数据传输，从而实现了降低同频相邻小区间的同频干扰。同时，由于第一系统中的小区只有部分频谱能量落在第二系统的小区频谱内，也降低了第二系统中小区对第一系统中小区的同频干扰。

当同频相邻小区包括两对或两对以上时，进一步地，步骤400与步骤401之间，本发明方法还包括：对未经过步骤400处理的一对或一对以上同频相邻第一系统小区实际使用的频宽进行压缩，使其小于预先设置的带宽需求值；并调整各对同频相邻第一系统和/或第二系统小区的中心频率，使其频谱连续。

当同频相邻小区包括两对或两对以上时，进一步地，步骤400与步骤401之间，本发明方法还包括：合并所述同频相邻小区中位于同一基站的两个或 两个以上频谱连续的第二系统小区；并调整各对同频相邻小区的中频频率，使其频谱连续。

其中，如何实现中心频点的调整以使频谱连续，属于本领域技术人员的公知技术，是容易实现的，具体如何实现并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

进一步地，为了增加第一系统和第二系统同频相邻小区的非重合频谱，本发明方法中压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽后，错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段之前，还包括：

压缩所述同频相邻小区中第二系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值。这里的带宽需求值与步骤400中的带宽需求值可以相同，也可以不同。

图5为本发明实现异系统同频组网的装置的组成结构示意图，如图5所示，至少包括：压缩模块、处理模块；其中，

压缩模块，用于压缩同频相邻小区中第一系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值；

处理模块，用于错开同频相邻小区的第一系统和第二系统使用的频段。

其中处理模块可以具体用于：重新调整未被压缩的同频相邻小区的中心频率，使其紧靠非重合频谱(是可用频谱)的边缘如上边缘或下边缘。

进一步地，当同频相邻小区包括两对或两对以上时，压缩模块还用于：对未经过拼块压缩的一对或一对以上同频相邻小区中第一系统和/或第二系统实际使用的频宽进行压缩，使其小于预先设置的带宽需求值；并调整各对同频相邻小区的中心频率，使其频谱连续。

进一步地，当同频相邻小区包括两对或两对以上时，压缩模块还用于：合并位于同一基站的未被压缩的两个或两个以上同频相邻小区，并利用频宽压缩技术，使该基站实际使用压缩后的带宽；并调整各对同频相邻小区的中频频率，使其频谱连续；相应地，处理模块具体用于：重新调整合并压缩后的同频相邻小区的中心频率，使其紧靠非重合频谱(是可用频谱)的边缘如上边缘或下边缘。

进一步地，为了增加第一系统和第二系统同频相邻小区的非重合频谱，压缩模块还用于：压缩所述同频相邻小区中第二系统实际使用的频宽，使其小于预先设置的带宽需求值。

下面结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细描述。

图6为本发明实施例应用的典型场景的示意图，如图6所示，包括两个多模基站即多模基站A和多模基站B，多模基站内部存在Node B和eNB两种逻辑实体，分别连接到RNC和EPC，可以相同也可以不同即多模基站A和多模基站B可以连接同一个RNC和EPC，或者也可以各自连接到不同的RNC和EPC。

如图6所示，假设多模基站A和多模基站B分别在其某个扇区的天线上使用不同载波如频段F1、频段F2和频段F3，各自部署了三个小区如Cell A1、Cell A2、Cell A3和Cell B1、Cell B2、Cell B3。假设分属多模基站A和多模基站B的这两个扇区覆盖地理相邻区域，因此，Cell A1和Cell B1、Cell A2和Cell B2、Cell A3和Cell B3分别组成在频段F1、频段F2和频段F3上的同频相邻小区。

图7(a)为本发明第一实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图，结合图6，假设多模基站A的频段F1为5MHz频宽，部署UMTS小区如图中的Cell A1，如图7(a)所示，在第一实施例，压缩Cell A1的实际使用频宽到4.2MHz，图8为本发明采用的双边频宽压缩方式的示意图，如图8所示，可以通过基站的收发信机对5MHz带宽的UMTS波形进行滤波，仅发送和接收中心频点两边2.1MHz的频率达到频谱压缩目的，如图8所示的双边频宽压缩方式。业界应用已经证明采用4.2MHz带宽UMTS的系统性能相对于5MHz带宽的性能损失在可接受范围；

假设多模基站A和多模基站B的频段F2为5MHz频宽，分别部署UMTS小区如图中的Cell A2和Cell B2。为了空出足够的频宽，在第一实施例中，可以对Cell A2和Cell B2也进行带宽压缩，如图7(a)所示，均压缩Cell A2和Cell B2的实际使用频宽到4.2MHz；同时，将多模基站A的Cell A1和Cell A2小区的中心频点进行重配，使这两个小区的频谱连续并与频段F3上的Cell A3的频谱也连续；将多模基站B的Cell B2的中心频点进行重配，使其与频段 F3上的Cell B3频谱也连续；

假设多模基站A和多模基站B的频段F3为5MHz频宽，分别部署UMTS小区如图中的Cell A3和Cell B3。在第一实施例中，可以不对Cell A3和Cell B3进行带宽压缩，如图7(a)所示，Cell A3和Cell B3仍然使用实际频宽5MHz；

假设多模基站B的频段F1部署LTE小区如图中的Cell B1，理论上可以使用1.4MHz、3MHz或5MHz频宽，在第一实施例中，以频谱利用率最高的5MHz频宽为例，配置多模基站B的频段F1上的Cell B1的中心频点，使其紧靠可用的非重合频谱的下边缘。

如图7(a)所示的多模基站A和多模基站B的各小区频谱分布，这样，LTE小区如图中的Cell B1与同频UMTS小区如图中的Cell A1的频谱虽然还有重合频谱的区域，但是，与图7(b)所示的采用现有技术处理第一实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图相比，Cell B1频谱内能够产生约1.6MHz的非重合频谱，也就是说，Cell B1可以利用LTE技术原理尽量为其边缘用户分配这非重合频谱区域的1.6MHz频谱上的RB进行数据传输，从而实现了降低Cell B1对Cell A1的同频干扰。同时，由于UMTS小区如图中的Cell A1只有部分频谱能量落在LTE小区如图中的Cell B1频谱内，也降低了Cell A1对Cell B1的同频干扰。

需要说明的是，本实施例中的频段F2和频段F3也可以不存在，运营商只要有5MHz以上频谱带宽，就可以利用本发明进行部署。

图9(a)为本发明第二实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图，结合图6，在第一实施例的基础上进一步地，使用频宽压缩技术，将多模基站A和多模基站B的频段F3的5MHz频宽部署的UMTS小区如图中的Cell A3进行压缩得到4.2MHz。并重新配置多模基站A的Cell A1、Cell A2和Cell A3小区的中心频点，使其频谱连续并分布在整个频宽的上端；重新配置多模基站B的Cell B2和Cell B3小区的中心频点，使其频谱连续并分布在整个频宽的上端；同时，配置多模基站B的频段F1的LTE小区如图中的Cell B1的中心频点，使其紧靠可用频谱的下边缘。

如图9(a)所示的多模基站A和多模基站B的各小区频谱分布，这样，与图9(b)所示的采用现有技术处理第二实施例中各同频组网小区的频谱分布示 意图相比，LTE小区如图中的Cell B1频谱内产生了约2.4MHz的非重合频谱，同时UMTS小区如图中的Cell A1落在LTE小区Cell B1频谱内部分的能量也进一步减少，Cell B1可以利用LTE技术原理尽量为其边缘用户分配这2.4MHz频谱上的RB进行数据传输，相对于第一实施例，也进一步降低了Cell B1和Cell A1同频组网的相互干扰。

图10(a)为本发明第三实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图，结合图6，在第二实施例的基础上进一步地，也可以将多模基站B的频段F1和频段F2的频宽合并起来部署具有10MHz带宽的LTE小区如图中的Cell B1’。在第三实施例中，利用频宽压缩技术，将多模基站B的频段F1和频段F2的频宽的10MHz频宽部署的LTE小区如图中的Cell B1’进行压缩得到实际使用约9MHz带宽，业界应用已经证明这种频谱压缩技术对相对于10MHz带宽的系统性能损失在可接受范围；配置多模基站B的LTE小区Cell B1’中心频点，使其紧靠可用频谱的下边缘。如图10(a)所示，这样，LTE小区如图中的Cell B1’与相邻UMTS小区如图中的Cell A1和Cell A2之间都有重合频谱，都形成了同频邻区，因此是会产生相互干扰。但是，与图10(b)所示的采用现有技术处理第三实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图相比，Cell B1’频谱内与Cell A1有不重合的2.4MHz频宽，与Cell A2有不重合的1.8MHz频宽。Cell B1’可以利用LTE技术原理尽量为其边缘用户分配这些不重合频谱上的RB进行数据传输，从而降低了Cell B1’和Cell A1及Cell A2同频组网的相互干扰。

图11(a)为本发明第四实施例中各同频组网小区的频谱分布示意，结合图6，假设多模基站A的频宽F1，多模基站A和多模基站B的频宽F2都为5MHz频宽，分别部署UMTS小区如Cell A1，Cell A2和Cell B2，压缩其实际使用频宽到4.2MHz。图12为本发明采用的单边频宽压缩方式的示意图，如图12所示，可以通过基站的收发信机仅在5MHz带宽的某个单边进行滤波，而且Cell A1，Cell A2和Cell B2单边滤波的频谱连续。这种方式可以维持Cell A1，Cell A2和Cell B2的配置中心频点不变，这样，减少了对网络配置的改变；假设配置多模基站B的频段F1的LTE小区如图中的Cell B1的中心频点，使其和UMTS小区如图中的Cell B2的频谱连续。多模基站A和多模基站B的 各小区频谱分布如图11(a)所示，这样，与图11(b)所示的采用现有技术处理第四实施例中各同频组网小区的频谱分布示意图相比，LTE小区如图中的Cell B1频谱内产生了约1.6MHz的非重合频谱，而Cell B1正好可以利用LTE技术原理尽量为其边缘用户分配这些不重合频谱上的RB进行数据传输，从而降低了Cell B1和Cell A1和Cell A2同频组网的相互干扰。

需要说明，本文上述实施例仅是对本发明可行性及使用方法的一些示例性说明，并不代表所有可能的应用组合，即并不用于限定的发明的保护范围。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。