专利名称：一种在码分多址系统中实现有序分配导频的方法
技术领域：
本发明涉及CDMA蜂窝移动通信领域，具体涉及网络规划阶段中的导频规划方法，尤其是一种在码分多址系统中实现有序分配导频的方法。
背景技术：
随着移动通讯技术的迅猛发展，用户对网络质量的要求越来越高，如何有效提高无线网络的通讯质量是网络建设过程中的一个重要课题。
网络建设过程中，涉及到网络规划、工程施工、网络优化等很多阶段，其中网络规划阶段决定了整个网络的架构，对最终建成的网络是否满足覆盖和容量需求有决定性的作用。在网络规划环节中，无线参数规划中一个重要的工作就是PN(Pseudo random Number，导频偏置号码)复用规划，不合适的PN复用规划会造成严重的后果，导致网络质量劣化。
PN复用规划的复杂度随着网络规模的增加急剧增加，由于潜在网络规模的难以预测、以及投资预算限制等因素使得无线网络的建设必定要分批分期进行，如果再没有一种具有前瞻性的PN复用规划方法，势必出现每次建设都要对PN进行重新规划，这不仅费时费力，而且有可能还会对现有网络造成极大的冲击。
业界目前仅有一些关于复用距离约束、导频增量pilot_INC(pilotincrement)选用等方面的一些指导性准则，至于如何对于一个网络，特别是特大型网络的PN复用进行规划没有比较通用的做法。
现有专利主要有两个
美国专利，专利号为6618432，发明人为Ganesh等，发明名称为在CDMA网络中用于最小化干扰和PN规划方案的系统及方法(System andmethod for minimizing interferonco and optimizing PN planning inCDMA networks)的思想是用仿真的方法实现PN规划，首先给各个小区分配PN，根据分配的PN模拟系统性能，标示出性能比较差的小区，然后对这些小区的PN进行调整，再次模拟系统性能，直到最后满足性能要求。
美国专利，专利号为6490313，发明人为Ganesh等，发明名称为在一个数字CDMA蜂窝系统中PN偏置检索方案的系统及方法(System andmethod for PN offset index planning in a digital CDMA cellularnetwork)的思想是用仿真的方法实现PN规划，首先给各个小区分配PN，然后用工具仿真得到各小区之间的干扰，对干扰设置合理门限，对于超出门限的情况，调整相关基站的PN，直到满足要求。
现有专利的主要思想都是利用仿真工具，对已经完成初步PN规划的基础上，利用仿真工具查找可能存在的问题，然后对存在问题的区域进行PN的调整来解决问题。这样做的不足之处主要在于1.初次PN规划的人为随意性太大，不同规划者的初次规划结果不同，后继调整的复杂度也不同。
2.由于初次规划的不同，会带来最终调整后的结果不同，这实际上不利于工程应用和存档。
3.没有或者很少考虑到加站带来的影响，事实上，由于调整算法的整体关联性，新加站往往引起全网或网络大部分基站需要重新进行PN分配；而重新进行全网规划的代价是巨大的，整体调整意味着邻区设置等一大批参数的变动以及工程档案的更改。
4.使用仿真工具进行干扰计算、指导调整，这在部分实际工程中是不允许的，希望有一个能够保证复用距离的，更加简便可操作的方式来进行PN规划。
专利“一种用于CDMA蜂窝系统的PN规划方法”中将人为的操作阶段化，使用了密集区和非密集区分组内的基站一一映射的方式，在一定程度上通过PN分组保证了复用距离不至于过近，但是由于这种映射关系基于基站，所以无法给出通用的映射规则，PN复用距离还是要靠规划者人为保证，该方法本身并不能预计出理论最小复用距离。另外，该方法通过预留PN的方式来保证加站，预留多少PN才能保证既满足加站要求又保持复用组覆盖范围不至于过小，都还有待回答。
发明内容
基于目前CDMA网络规划中对导频规划的无序性给无线网络运行质量带来潜伏不稳定因素，以及给网络后期扩容建设带来规划瓶颈的技术问题，本发明提出一种能够有效进行导频规划且满足平滑扩容需求的方法，具体是一种在码分多址系统中实现有序分配导频的方法。
本发明是这样实现的一种在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，至少包括如下步骤第一步骤根据网络规模和扩容需求，确定密集区、非密集区最小小区的覆盖半径；第二步骤根据实际的网络复杂程度，确定导频增量的取值和一个基站下多个小区的导频差值，进而将所有可用导频划分为若干导频组；第三步骤根据最小小区的覆盖半径，和确定的导频增量取值，得到导频复用距离；第四步骤设定导频复用区域的栅格，将每个栅格按顺序分配导频组，实现区域间的导频复用。
还包括如下步骤第五步骤对整个网络非密集区基站的导频复用距离，作进一步的放大；
第六步骤对整个网络进行校核，排除导频复用距离偏小的结果；第七步骤收集导频复用的相关结果，用于复核以及扩容。
所述第一步骤中，通过分析潜在的网络规模和扩容需求，对比相同频段或者相近频段的网络规模，确定最小小区的覆盖半径。
在基站设备采用高通解调芯片，两个扇区的导频间隔为导频增量且主瓣方向为正对情况下，可以根据基站反向解调能力推算出所述第二步骤中导频增量的取值。
所述第四步骤以最小小区覆盖半径的两倍长度作为栅格线尺度，导频复用区域为正方形，边长为导频复用距离，对该复用区域内的栅格按顺序依次编号，将导频组依次赋值给复用区域内的栅格。
如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频对于位于栅格划分边界上的基站，位于水平线上的属于上面的方格，位于垂直线上的属于右面的方格。
如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频对于某个小栅格中导频组不够用，优先使用一次分配之后尚剩余的导频组，如果剩余的导频组被用完则优先向四周的小方格借用，顺序是从右边开始，顺时针或逆时针走向8个邻居借用。
如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频如果栅格数量大于导频组的数量，则从头开始赋值，直到全部都被赋值。
如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频如果导频组的数量是栅格数量的倍数则每个栅格中赋给多个导频。
如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频如果一次赋值完成之后还有剩余，则留作备用，可以借给本次赋值的某些基站数量较多栅格用，也可以留给今后的扩容调整用。
对比已有专利，本发明的主要技术特点在于1、变无序的分配为有序的填空，方法规范快捷；2、可以预计由PN资源所限制的最小PN复用距离；3、“先挖坑，再种萝卜”的地理化填空方式，可以保证不会因为人为原因和少量的加站因素导致最小PN复用距离明显变小；4、在相当长时间内保证新加站规划PN已经预先确定，不会因为加站引起全网重新规划PN；采用本发明所述方法，具有流程清楚、适应性广的效果，可以一次高效、简洁地规划出特大型网络的导频，而且在建设初期就考虑了今后的扩容问题，因此今后网络扩容不需要重新规划已用导频，不会给在用网络造成冲击。
图1是本发明提供的用于CDMA无线网络有序分配PN复用的流程；图2是本发明PN复用处理流程的一个具体实施例。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明所述方法作进一步描述本发明提出了对CDMA网络导频进行规划的方法。该方法在对规划中小区最小覆盖半径和导频增量(Pilot_INC)进行合理设定的前提下，通过设定导频复用区域的栅格尺寸，将每个栅格按顺序分配导频组，然后进行区域间的导频复用。
本发明可用于CDMA无线网络初期导频规划过程中，也可用于后期网络扩容假设的导频规划中，具有平滑扩容、对现网冲击小的特点。
本发明所述方法流程图如图1所示。
下面描述该方法实现的关键过程1、分析潜在的网络规模和扩容需求，进而确定在密集城区、一般城区、郊区、农村的最小小区覆盖半径。进行潜在网络规模的分析可以采用比对的方法，参照本运营商或者竞争对手在相同频段或者相近频段的网络规模；2、假设基站设备采用高通解调芯片，在两个扇区的导频间隔为导频增量(Pilot_INC)且主瓣方向对打情况下，可以根据基站反向解调能力推算出密集城区和非密集城区下小区的覆盖半径，结合实际的网络复杂程度，决定本网络的导频增量(Pilot_INC)取值。另外需要确定一个基站下多个小区的导频差值，这样结合已经确定的导频增量(Pilot_INC)取值，将所有可用导频划分为若干导频组(PN组)；3、PN的复用距离原则上是越大越好，但是理论推导表明导频组的复用距离最终受限于导频增量(Pilot_INC)取值。首先考虑基站均匀分布的情况假设小区半径为r，覆盖形状为标准正六边形无线蜂窝，则一个基站的覆盖面积为6×1/2×sin(60)×r2＝2.6×r2，一个n×n个小区的理想复用区域中基站覆盖的面积近似为2.6r2×n2，基站群覆盖的正方形复用块的边长为(2.6r2×n2)1/2＝1.61n×r，假设复用距离为k×r，则1.61n×r＝k×r，k＝1.61n，也即是n＝0.62k。
总的基站数量n×n＝(0.62k)2＝0.3844k2。
全部PN码资源为512个，假设基站有3个扇区，则按照确定的导频增量(pilot_INC)，可用的导频组数量为512/pilot_INC/3。为了匹配基站数量与可用导频组，有以下等式0.3844k2＝512/pilot_INC/3，k＝(443.98196/pilot_INC)1/24、获取规划中小区的最小覆盖半径，以该半径的两倍长度作为栅格线尺度。一个导频复用区域为正方形，边长为导频复用距离，即为k×r，因此共有k2/4个栅格，对该区域内的栅格按顺序依次编号；5、将导频组依次赋值给复用区域内的小栅格。如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将按照一定的原则借用导频；这些原则简述如下(1)位于栅格划分边界上的基站的归属位于水平线上的属于上面的方格，位于垂直线上的属于右面的方格。
(2)某个小栅格中导频组不够用优先使用一次分配之后尚剩余的导频组，如果剩余的导频组被用完则优先向四周的小方格借用，顺序是从右边开始，顺时针或逆时针向8个邻居借用。
(3)如果栅格数量大于导频组的数量，则从头开始赋值，直到全部都被赋值。
(4)如果导频组的数量是栅格数量的倍数则每个栅格中赋给多个导频。
(5)如果一次赋值完成之后还有剩余，则留作备用，可以借给本次赋值的某些基站数量较多栅格用，也可以留给今后的扩容调整用。
6、根据整个网络中不同区域、不同地形地貌对上面的PN规划进行适当的调整，对于某些农村、乡下的导频复用距离可以进一步的放大；7、借助计算机或者人工手动校核全网规划的结果，排除导频复用距离偏小的结果，确保全网合格；8、将最后的导频规划相关输出文档进行归档，便于今后的复核以及扩容规划。
下面以某地CDMA网络建设初期的导频规划为例，介绍本发明的实现过程。
该网络集中在一个市区及周边的城乡结合部，基站数目近200个，案例使用方法流程如图2所示，整个研究时段共计800个小时。
方法处理主要阶段如下1、网络规模分析市区本次规划有186个基站，参照运营商的1800GSM系统(基站接近700个)，存在将来加站扩容的潜在需求，PN规划必须作全面考虑，不仅要解决目前网络的需求，而且要为将来的扩容留下充分的余地，将来加站、扩容就不需要对全网的PN作重新规划。否则后面的规划将十分困难。
2、PILOT_INC选取以及PN组的确定考虑到将来的基站密度等因素，采用PILOT_INC为3，基站全部为3扇区，则所有可用导频一次完全使用，可以分配给512/3/3＝56个基站，每个基站的PN称为一个PN组，即便有双扇区、全向基站我们也仍然分配一个PN组。采用各扇区之间168增量的方式来设置PN。
3、PN复用距离的确定根据比对分析XX市的最小小区覆盖半径将会达到0.5km，所以复用距离为6km。为了确保6km的复用距离，增加1km，选用7km×7km的复用块。
4、小栅格尺寸的确定以及有序化将复用块划为1km×1km的49个小栅格，按照右上角开始螺旋型依次1～49赋值。
5、栅格PN组赋值将1～49号PN组依次赋值给小栅格，剩余的备用。
6、全网调整根据实际的地形地貌，该市的西部、东部、南部属于基站密度较小的郊区、农村复用距离可以加大进而增加各个基站的覆盖半径。
7、全网校核通过手动在电子地图上校核和使用优化工具进行复用距离检查，本次规划的最小复用距离为7.1km。
8、规划文档归档《XX市PN规划模板图层》(mapinfo图层)，将作为今后复核以及加站规划的蓝本；《XX市PN规划模板图层说明》，便于归档使用；《XX市PN规划列表》，加入基站信息表中作为开站使用。
权利要求
1.一种在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，至少包括如下步骤第一步骤根据网络规模和扩容需求，确定密集区、非密集区最小小区的覆盖半径；第二步骤根据实际的网络复杂程度，确定导频增量的取值和一个基站下多个小区的导频差值，进而将所有可用导频划分为若干导频组；第三步骤根据最小小区的覆盖半径，和确定的导频增量取值，得到导频复用距离；第四步骤设定导频复用区域的栅格，将每个栅格按顺序分配导频组，实现区域间的导频复用。
2.如权利要求1所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于还包括如下步骤第五步骤对整个网络非密集区基站的导频复用距离，作进一步的放大；第六步骤对整个网络进行校核，排除导频复用距离偏小的结果；第七步骤收集导频复用的相关结果，用于复核以及扩容。
3.如权利要求1或2所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于所述第一步骤中，通过分析潜在的网络规模和扩容需求，对比相同频段或者相近频段的网络规模，确定最小小区的覆盖半径。
4.如权利要求1或2所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于在基站设备采用高通解调芯片，两个扇区的导频间隔为导频增量且主瓣方向为正对情况下，可以根据基站反向解调能力推算出所述第二步骤中导频增量的取值。
5.如权利要求1或2所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于所述第四步骤以最小小区覆盖半径的两倍长度作为栅格线尺度，导频复用区域为正方形，边长为导频复用距离，对该复用区域内的栅格按顺序依次编号，将导频组依次赋值给复用区域内的栅格。
6.如权利要求5所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频对于位于栅格划分边界上的基站，位于水平线上的属于上面的方格，位于垂直线上的属于右面的方格。
7.如权利要求5所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频对于某个小栅格中导频组不够用，优先使用一次分配之后尚剩余的导频组，如果剩余的导频组被用完则优先向四周的小方格借用，顺序是从右边开始，顺时针或逆时针走向8个邻居借用。
8.如权利要求5所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频如果栅格数量大于导频组的数量，则从头开始赋值，直到全部都被赋值。
9.如权利要求5所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频如果导频组的数量是栅格数量的倍数则每个栅格中赋给多个导频。
10.如权利要求5所述在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，其特征在于如果出现一个栅格内存在两个基站的特殊情况，将执行如下步骤借用导频如果一次赋值完成之后还有剩余，则留作备用，可以借给本次赋值的某些基站数量较多栅格用，也可以留给今后的扩容调整用。
全文摘要
本发明涉及一种在码分多址系统中实现有序分配导频的方法，至少包括如下步骤通过分析潜在网络规模和扩容需求，确定密集区、非密集区最小小区的覆盖半径；根据实际的网络复杂程度，确定导频增量的取值和一个基站下多个小区的导频差值，进而将所有可用导频划分为若干导频组；根据最小小区的覆盖半径，和确定的导频增量取值，得到导频复用距离；设定导频复用区域的栅格，将每个栅格按顺序分配导频组，实现区域间的导频复用。本发明流程清楚、适应性广，可以一次高效、简洁地规划出特大型网络的导频，而且在建设初期就考虑了今后的扩容问题，因此今后网络扩容不需要重新规划已用导频，不会给在用网络造成冲击。
文档编号H04B1/707GK1722624SQ200410068869
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者杨唯实, 胡谊, 吴赟, 李东川, 马跃, 赵勇攀, 孟庆涛, 王辉, 王亚平 申请人:中兴通讯股份有限公司