一种在PHS通信系统中优化信道分配的方法

摘要

在本发明的PHS通信系统中优化信道分配的方法中，所述PHS通信系统具有信道分配优化管理单元，在进行空中重同步时，利用所述信道分配优化管理单元对目标基站分级进行频率组优化处理，该方法包括下述步骤：(a)所述信道分配优化管理单元向目标基站发送信道分配优化请求；(b)所述目标基站接收上述信道分配优化请求，并响应所述信道分配优化需要的相关信息；(c)所述信道分配优化管理单元根据来自所述目标基站的相关信息，对所述目标基站分级进行频率组优化处理。由此，可提高PHS通讯网络的频率资源使用率，能够方便快捷的实现信道分配，改善PHS通讯系统的性能。

权利要求

1.一种在PHS通信系统中优化信道分配的方法，其特征在于，所述PHS通 信系统具有信道分配优化管理单元，结合基站进行空中重同步时保存下来的相关数 据，利用所述信道分配优化管理单元对目标基站依次进行频率组优化处理，该方法 包括下述步骤：(a)所述信道分配优化管理单元向目标基站发送信道分配优化请求；

(b)所述目标基站接收上述信道分配优化请求，并响应所述信道分配优化需要 的相关信息；

(c)所述信道分配优化管理单元根据来自所述目标基站的相关信息，对所述目 标基站分级进行频率组优化处理；

其中，在步骤(b)中，所述相关信息包括：所述目标基站的当前载频组组合编 号、以及在进行空中重同步时扫描并保存的邻近基站列表；

所述邻近基站列表由所有邻近基站中信号强度最强的前N个基站及其基站ID 构成；

在步骤(c)中，对所述目标基站分级进行频率组优化处理包括：

(c1)在所述目标基站中选出同步级别最高的主基站并且指定其固定使用规定 载频组组合作为其最优载频组组合编号，完成该主基站的频率组优化处理；

(c2)接着，如果所述邻近基站列表中存在具有相同同步级别的未优化的邻近基 站，则所述信道分配优化管理单元从所述具有相同同步级别的未优化的邻近基站中 选择出现频率最高并且信号强度最大的未优化基站作为频率优化目标，如果所述邻 近基站列表中已不存在具有相同同步级别的未优化的邻近基站，则所述信道分配优 化管理单元从已经完成频率组优化的基站的邻近基站列表中选择具有下一同步级 别，并且出现频率最高、信号强度最大的未优化基站作为频率优化目标；

(c3)对于选定的优化目标基站，进行计算最优载频组组合编号，并将该最优载 频组组合编号作为该基站的当前载频组组合编号，以完成该基站的频率组优化处 理；

(c4)重复进行上述步骤(c2)、(c3)，直到完成所有目标基站的频率组优化处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在上述步骤(c3)中，按照以下的式1～式6计算邻近基站列表中已完成频率优 化且工作载频组组合编号为①～⑥的邻近基站干扰，选择信号强度加权值最小的载 频组组合编号作为最优工作载频组组合编号，$\mathrm{Pattern}\#1=20\lg \left(\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{10}^{\frac{{\mathrm{RSSI}}_{\mathrm{iofPattern}\#1}}{20}}\right)\mathrm{dB\mu V}$ 式1$\mathrm{Pattern}\#6=20\lg \left(\underset{i=6}{\overset{N}{\Sigma }}{10}^{\frac{{\mathrm{RSSI}}_{\mathrm{iofPattern}\#6}}{20}}\right)\mathrm{dB\mu V}$ 式6其中：

Pattern#1～Pattern#6：表示①～⑥号载频组组合的邻近基站干扰和；

i：表示邻近基站列表中已完成频率优化且对应某一工作载频组组合编号的基 站序号；

RSSI：基站的信号强度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在上述步骤(c)中，在对所述目标基站分级进行频率组优化处理之前，所述信 道分配优化管理单元根据所述相关信息刷新所述目标基站的邻近基站列表以及当 前载频组组合编号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述PHS通信系统在进行所述的空中重同步过程时，将所述目标基站依据同 步级别高低依次划分为主基站、一级从基站、二级从基站、三级从基站和独立运行 基站。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述主基站与全球定位系统进行同步，所述一级从基站直接与所述主基站同 步，所述二级从基站直接与所述一级从基站同步，所述三级从基站直接与所述一级 从基站或所述二级从基站同步，所述独立运行基站是指找不到任何同步源的基站。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述信道分配优化管理单元由软件来实现。

说明书

技术领域

本发明涉及PHS通信系统，尤其涉及PHS通信系统中的信道分配的方法。

背景技术

目前，随着PHS(Personal Handy-phone System：个人手持电话系统)通信 系统的广泛应用，PHS通讯网络的用户数量不断增长，系统通信容量也更加紧张。 虽然可以通过增加PHS基站(Cell Station)的密度来扩展系统中的时隙资源，但 PHS通信系统的频率资源不足问题仍然很难得到缓解。
在无线通信系统中，信道分配的方式通常分为三种类型：固定信道分配(FCA： Fixed Channel Allocation)、随机信道分配(RCA：Random Channel Allocation) 和动态信道分配(DCA：Dynamic Channel Allocation)。固定信道分配是最传统的 一种信道分配方式，它的优点是信道管理简单，信道间干扰易于控制，缺点是信 道无法最优化使用，频谱信道效率低。因此，有必要使用动态信道分配来提高频 谱使用效率。但在现有的动态信道分配算法中还存在算法计算时间过长、动态分 配效果不理想等的问题。尤其在高话务的情况下，该算法的动态效果显著下降， 频率利用效率甚至不如固定信道分配的方式。当PHS通信网络进行升级、扩容时， 也无法进行相应的有效变化，还会造成大量业务载频分配不理想，使得呼叫成功 率和话音质量下降。
PHS系统中的5毫秒帧的基本结构由4对上下行时隙构成，对于1C7T的7 信道基站，“1C”是指该基站中具有1个控制信道，“7T”是指该基站中具有7 个业务信道。在任何一个时隙上可以有两个同时工作的信道(控制信道所在时隙 除外)，当然在同一时隙上的两个信道要同时工作，其载频号必须分开。
在现有的基站算法中，通常都是先选择空闲时隙，在有空闲时隙的情况下， 基站会根据该时隙当前的扫描侦听列表选择一个合适的候选载频，判断条件是在 该载频上收到的上行干扰电平必须小于某个设定的允许干扰电平门限值。为了加 快信道分配的过程，基站把载频按一定的规则分组，不同组的载频具有不同的优 先级，基站首先在优先级最高的频率组里面进行选择。
基站是依据基站ID中的三个指定比特位来确定对应不同的载频分组顺序，在 基站进行常规的载频扫描侦听过程和信道分配过程中就是依据该分组顺序来进行 扫描和分配的，故优先级高的载频分组话务密度会相对较高，优先级低的载频分 组话务密度会相对较低。如果基站ID规划合理，那么话务能够较为均匀的分布在 所有可用载频上，但在实际应用中，很多网络是在不断的升级、扩容、改善过程 中，基站ID的固定分配导致了载频分组也是固定的，这样很难适应PHS网络的 变化，所以会出现一些地区的载频干扰严重，系统性能下降的情形。

发明内容

针对PHS通信系统中信道分配所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种在 PHS通信系统中优化信道分配的方法。
在本发明的PHS通信系统中优化信道分配的方法中，所述PHS通信系统具 有信道分配优化管理单元，结合基站进行空中重同步时保存下来的相关数据，利 用所述信道分配优化管理单元对目标基站分级进行频率组优化处理，该方法包括 下述步骤：
(a)所述信道分配优化管理单元向目标基站发送信道分配优化请求；
(b)所述目标基站接收上述信道分配优化请求，并响应所述信道分配优化需要 的相关信息；
(c)所述信道分配优化管理单元根据来自所述目标基站的相关信息，对所述目 标基站分级进行频率组优化处理。
在步骤(b)中，所述相关信息包括：所述目标基站的当前载频组组合编号、在 进行空中重同步时扫描并保存的邻近基站列表。所述邻近基站列表由所有邻近基 站中信号强度最强的前N个基站及其基站ID构成。
在步骤(c)中，对所述目标基站分级进行频率组优化处理包括：
(c1)在所述目标基站中选出同步级别最高的主基站并且指定其固定使用规定 载频组组合作为其最优载频组组合编号，完成该主基站的频率组优化处理；
(c2)接着，所述信道分配优化管理单元从已经完成频率组优化基站的邻近基 站列表中选择下一同步级别、并且信号强度最大的基站作为频率优化目标；
(c3)对于选定的优化目标基站，需进行计算最优载频组组合编号，并将该最 优载频组组合编号作为该基站的当前载频组组合编号，以完成该基站的频率组优 化处理；
(c4)重复进行上述步骤(c2)、(c3)，直到完成所有目标基站的频率组优化处理。
在上述步骤(c3)中，按照以下的式1～式6计算邻近基站列表中已完成频率优 化且工作载频组组合编号为①～⑥的邻近基站干扰，选择信号强度加权值最小的 载频组组合编号作为最优工作载频组组合编号：
$\mathrm{Pattern}\#1=20\lg \left(\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{10}^{\frac{{\mathrm{RSSI}}_{\mathrm{i\; of\; Pattern}\#1}}{20}}\right)\mathrm{dB\mu V}$ 式1

$\mathrm{Pattern}\#6=20\lg \left(\underset{i=6}{\overset{N}{\Sigma }}{10}^{\frac{{\mathrm{RSSI}}_{\mathrm{i\; of\; Pattern}\#6}}{20}}\right)\mathrm{dB\mu V}$ 式6
其中：
Pattern#1～Pattern#6：表示①～⑥号载频组组合的邻近基站干扰和；
i：表示邻近基站列表中已完成频率优化且对应某一工作载频组组合编号的基 站序号；
RSSI：基站的信号强度。
在上述步骤(c)中，在对所述目标基站依次进行频率组优化处理之前，所述信 道分配优化管理单元根据所述相关信息刷新所述目标基站的邻近基站列表以及当 前载频组组合编号。
所述PHS通信系统在进行所述的空中重同步过程时，将所述目标基站依据同 步级别高低依次划分为主基站、一级从基站、二级从基站、三级从基站和独立运 行基站。
所述主基站与全球定位系统进行同步，所述一级从基站直接与所述主基站同 步，所述二级从基站直接与所述一级从基站同步，所述三级从基站直接与所述一 级从基站或所述二级从基站同步，所述独立运行基站是指找不到任何同步源的基 站。
所述信道分配优化管理单元由软件来实现。
如上所述，根据上述本发明的在PHS通信系统中处理信道分配的方法，利用 PHS通信系统的空中重同步过程，基站在其控制信道上扫描基站周围所有可接收 的邻近基站信号强度，并保存这些邻近基站的ID和信号强度。进一步，通过扫描 结果获取基站及其周围邻近基站的话务信道之间相互干扰的情况。当对基站的信 道分配需要进行优化处理时，利用上述包含邻近基站的ID和信号强度在内的相关 信息，合理分配每个基站的载频分组顺序，并对重新设计后的分配方案进行评估， 以决定该优化处理是否具有可行性。
因此，采用上述本发明的信道分配处理方法，可提高PHS通讯网络的频率资 源使用率，方便快捷的实现信道分配过程，改善PHS通讯系统的性能，提高用户 感受度。

附图说明

图1是本发明的PHS通信系统中优化信道分配方法的流程图。
图2是基站对所有可用频点划分的载频分组实例。
图3为不同载频组优化级排序的载频组组合编号实例。
通过结合附图对较佳实施例所作的详细描述，本发明的上述和其它特征和优 点将变得显而易见。详细描述和附图对本发明仅是示意性质的，并非用来限制其 范围的，本发明的范围由所附权利要求及其等同含义限定。

具体实施方式

在PHS空中同步系统中，一般地，基站按照同步级别的高低，分为5种同步 类型的基站，即，按照同步级别从高到低，依次是主基站(Master CS)、1级从 基站(Slave-1CS)、2级从基站(Slave-2CS)、3级从基站(Slave-3CS)、 以及独立运行基站(Free-running CS)。
主基站(Master CS)都具有GPS(Global Position System，全球定位系统)接 收器，与GPS同步；1级从基站(Slave-1CS)是直接与主基站(Master CS)同步 的基站；2级从基站(Slave-2CS)与1级从基站(Slave-1CS)直接同步；3 级从基站(Slave-3CS)是与1级从基站(Slave-1CS)或2级从基站(Slave-2CS) 直接同步；而找不到任何同步源的则为独立运行基站(Free-running CS)。
当PHS进行扩容、升级、或者发现频率干扰较为严重时，则需要进行频率优 化，可以由PHS系统中的信道分配管理单元来实行整个过程。
图1是表示本发明的PHS通信系统中优化信道分配方法的流程图。
以下，参照图1说明本发明的PHS通信系统中优化信道分配的方法的具体步 骤。
如图1所示，首先，信道分配优化管理单元选取待优化基站，并向目标基站 发送信道分配优化请求，要求目标基站上报N个邻近基站的相关信息。
接着，当目标基站接收到信道分配优化管理单元发送来的信道分配优化请求 后，各个基站将回复信道分配优化响应，即，上报本基站当前的载频组组合编号、 以及在每晚作空中重同步时进行CCH扫描时保存下来的邻近基站列表。其中，邻 近基站列表为所有邻近基站中的前N个最强信号强度基站及其对应的基站ID。
接着，当信道分配优化管理单元接收到基站回复的信道分配优化响应消息后， 首先刷新原来所保存的基站信息，更新每个基站的当前载频组组合编号，然后开 始进行集中的信道分配优化计算。
这里，在图2中表示了基站对所有可用频点划分的载频分组实例，在图3中 表示了为不同载频组优化级排序的载频组组合编号实例。
如图2所示，基站可用频段为1893.650～1919.450MHz，对应的频点编号 为251～255，1～82。将所有可用频点分成6个载频组(#1～#6)，每组有14～ 15个频点，划分载频组的原则是使每组内的频点尽量隔离。例如，#1载频组包含 14个频点，即为1、7、13、19、25、31、37、43、49、55、61、67、73、79 号载频。
又，如图3所示，将图2中的6个载频组按照不同的顺序生成6个载频组组 合。例如，若基站的当前载频组组合编号为①，那么在基站进行信道分配过程中， 则按照载频组组合编号为①所对应的频率组顺序进行频点选择，即，优先从#1载 频组选择可用频点，若没有可用频点，则依次在#2～#6载频组中寻找。
下面，再具体说明本发明的信道分配优化的计算方法。
由于在PHS系统中，所有接有GPS接收器的主基站之间是可以确保间隔足 够远，使得每个主基站之间干扰足够小，故信道分配优化管理单元先在所有目标 基站中将主基站选出，指定所有主基站固定使用①号载频组组合(请参见图3)作 为其最优载频组组合编号，并将自身标志为已经完成优化。
然后，剩余的所有尚未完成优化的、下一同步级别的1级从基站(Slave-1CS) 准备开始进行频率组的优化。
首先，从主基站的邻近基站列表中选择同步级别为Slave-1并且信号强度最 大的一个1级从基站作为下一个频率优化目标(称为CS_Slave1_1)，接着， CS_Slave1_1查询自身的邻近基站列表信息(参见以下的表1，在表1中，N2、 N3、N4表示CS_Slave1_1的邻近基站ID的编号)，选择其中已经完成频率优 化的基站作为计算时的参考基站(即选择表1中的Master CS作为参考基站)， 进入计算最优载频组组合编号的过程。
然后，依据以下的表2以及(式1)～(式6)的计算公式，依次计算CS_Slave1_1 的邻近基站列表中已完成频率优化且工作载频组组合编号为①～⑥的邻近基站干 扰和，选择RSSI加权值最小的载频组组合编号作为CS_Slave1_1的最优工作载 频组组合编号，并更新相应信息。
表1：CS_Slave1_1的邻近基站列表信息
  基站ID   信号强度   工作载频组   组合编号   是否已经完成   频率优化   Master CS   50dBμV   ①   √   CS_Slave1_1_N2   40dBμV   ④   ×   CS_Slave1_1_N3   39dBμV   ⑤   ×   CS_Slave1_1_N4   35dBμV   ②   ×
表2：CS_Slave1_1计算最优工作载频组组合编号

$\mathrm{Pattern}\#1=20\lg \left(\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{10}^{\frac{{\mathrm{RSSI}}_{\mathrm{i\; of\; Pattern}\#1}}{20}}\right)\mathrm{dB\mu V}$ ……式1
其中：
Pattern#1：表示①号载频组组合的邻近基站干扰和；
i：表示CS_Slave1_1的邻近基站列表中已完成频率优化且工作载频组组合 编号为①的基站；
RSSI：基站的信号强度。
载频组组合编号②号～⑥号的邻近基站干扰和Pattern#2～Pattern#6的计 算公式如上述(式1)依次类推为：
………
$\mathrm{Pattern}\#6=20\lg \left(\underset{i=6}{\overset{N}{\Sigma }}{10}^{\frac{{\mathrm{RSSI}}_{\mathrm{i\; of\; Pattern}\#6}}{20}}\right)\mathrm{dB\mu V}$ ……式6
信道分配优化管理单元会对每一个基站的邻近基站列表(例如表1所示的邻 近基站列表)进行维护。信道分配优化管理单元在所有已经完成频率优化的基站 的邻近基站列表中寻找出现频率最高并且RSSI(信号强度)最大的Slave1 CS 作为下一个频率优化目标(CS_Slave1_2)，进入计算最优频率组的过程，以后 的过程和CS_Slave1_1的后续过程类似。
依此类推，直到所有Slave-1CS完成频率优化过程。
在所有的Slave-1CS完成频率优化过程之后，所有尚未完成优化的Slave-2 CS准备开始进行频率组的优化。
在所有Slave-2CS完成频率组的优化之后，所有尚未完成优化的Slave-3CS 准备开始进行频率组的优化。
在所有Slave-3CS完成频率组的优化之后，所有尚未完成优化的Free- running CS准备开始进行频率组的优化。
在所有Free-running CS完成频率优化过程后，整个频率优化过程结束。
以上，参照附图对本发明的具体实施方式作了具体描述，然而，本领域中的 普通技术人员应当理解，在不偏离本发明的精神和由权利要求书所限定的保护范 围的情况下，本领域中的普通技术人员还可以对具体实施方式中所给出的情况作 各种修改。因此，参照上述附图对本发明所作的具体实施方式描述不应当被看作 是对本发明的限定。