CN102811446A - 无线中继节点的选址方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线中继节点的选址方法，包括：将能满足接入无线中继节点的所有用户设备UE通信时所需带宽的，且所述无线中继节点与其所接入的宏基站之间信道的信噪比SINR最大的位置，作为所述无线中继节点的安装位置。本发明同时公开了一种无线中继节点的选址装置。本发明通过设置多个测量点的方式，对不同的无线中继节点的待安装位置进行通信质量及带宽需求进行检测，充分考虑了无线中继节点接入侧和回程侧的无线链路性能，在保证接入侧UE服务质量的前提下，选择占用***资源最少的位置部署无线中继节点，保证区域覆盖性能的前提下尽量少***资源的占用。
Description
技术领域
本发明涉及一种中继站的选址技术，尤其涉及一种无线中继节点的选址方法及装置。
背景技术
下一代移动通信***要求能够为UE带来接近宽带互联网的服务水平，第三代合作伙伴项目(3GPP，3rd Generation Partnership Project)组织已经开始制定(LTE-A，Long Term Evolution Advanced)的标准，为了满足国际电信联盟国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R，Radio communication Sector of ITU)制定的***(4G，4th Generation)移动通信的需求，3GPP为LTE-A定义了需求框架，包括支持相对于LTE大幅增加的下行1Gbps峰值速率和上行500Mbps峰值速率，更低的UE平面和控制平面延迟，更高的峰值和平均频谱效率，以及更高的小区边缘吞吐量等。
由于频谱资源的稀缺，LTE-A很可能使用很高的频段例如3.5GHz的频段，但高频率造成的路损也更大，尤其是小区边缘，会导致***容量和小区边缘吞吐量不佳。针对于此，能够通过增加宏基站密度即减小小区覆盖半径的方式解决，但这会大幅增加网络运营的成本。为降低运营成本，目前通过引入无线中继节点来减小小区覆盖的半径。无线中继节点的主要作用是扩大小区覆盖面积，为小区中阴影衰落严重的地区以及覆盖的死角提供服务信号，提供热点地区的覆盖以及室内覆盖等。由于无线中继节点的结构复杂度远低于基站，发射功率又小，因此能够提供灵活的部署方式并避免了高额的选址、安装成本，此外，无线中继节点的回程链路是无线方式，节省了有线回程的花费。
网络中引入无线中继节点后，增加了新的连接链路：接入链路(中继与中继UE之间的链路)以及中继回程链路(中继与宏基站间的链路)。在选择无线中继节点部署位置时，需要使中继节点尽量能够覆盖目标区域，在接入侧保证UE的通信需求，同时在回程侧保证有较好的回程链路，能够承载中继接入侧UE的业务量。因此，无线中继节点的选址在网络部署时十分重要。目前，无线中继节点的选址方式基本都是基于理论计算结合经验的方式，但考虑到现实环境的复杂多变性，这些复杂的地理环境对无线方式的中继回程链路造成的影响非常巨大，传统的选址方式并不适用于无线中继节点的选址方式。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线中继节点的选址方法及装置，能为无线中继节点确定出满足覆盖范围要求且更满足通信带宽要求的安装位置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种无线中继节点的选址方法，包括：
将能满足接入无线中继节点的所有用户设备(UE，User Equipment)通信时所需带宽的，且所述无线中继节点与其所接入的宏基站之间信道的信噪比(SINR，Signal to Interference plus Noise Ratio)最大的位置，作为所述无线中继节点的安装位置。
优选地，所述能满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽，为：
确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率；统计每个测量点上处于连接状态的UE出现的概率；
确定待安装位置所有UE通信所需带宽Bneed，在Bneed小于等于所述无线中继节点所分配的最大带宽时，能满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽；其中，
其中，ti为第i个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率，pi为第i个测量点上处于连接状态的UE出现的概率，n为测量点总数，c为UE的平均通信速率要求。
优选地，所述确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率，为：
确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的传输速率，将所述传输速率与所述信道占用带宽之比作为频谱效率；
或者，确定出UE与所述无线中继节点之间信道的信噪比，再通过设定的信噪比与频谱效率的对应关系查找出对应的频谱效率。
优选地，所述统计每个测量点上处于连接状态的UE出现的概率，为：
在每个测量点上，统计设定时段T内UE处于连接状态的时间长度为T1，处于连接状态的UE出现的概率为T1/T。
优选地，所述无线中继节点的待安装位置位于待配置区域的中心位置，和/或位于无线信号能覆盖整个待配置区域的位置。
一种无线中继节点的选址装置，包括：
确定单元，用于将能满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽的，且所述无线中继节点与其所接入的宏基站之间信道的SINR最大的位置，作为所述无线中继节点的安装位置。
优选地，所述确定单元进一步用于，确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率；统计每个测量点上处于连接状态的UE出现的概率；以及，确定待安装位置所有UE通信所需带宽Bneed，在Bneed小于等于所述无线中继节点所分配的最大带宽时，满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽；其中，
其中，ti为第i个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率，pi为第i个测量点上处于连接状态的UE出现的概率，n为测量点总数，c为UE的平均通信速率要求。
优选地，所述确定单元进一步用于，
确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的传输速率，将所述传输速率与所述信道占用带宽之比作为频谱效率；
或者，确定出UE与所述无线中继节点之间信道的信噪比，再通过设定的信噪比与频谱效率的对应关系查找出对应的频谱效率。
优选地，所述确定单元进一步用于，
在每个测量点上，统计设定时段T内UE处于连接状态的时间长度为T1，处于连接状态的UE出现的概率为T1/T。
优选地，所述无线中继节点的待安装位置位于待配置区域的中心位置，和/或位于无线信号能覆盖整个待配置区域的位置。
本发明中，通过设置多个测量点的方式，对不同的无线中继节点的待安装位置进行通信质量及带宽需求进行检测，充分考虑了无线中继节点接入侧和回程侧的无线链路性能，在保证接入侧UE服务质量的前提下，选择占用***资源最少的位置部署无线中继节点，保证区域覆盖性能的前提下尽量少***资源的占用。
附图说明
图1为本发明应用场景示意图；
图2为本发明实施例的无线中继节点的选址方法流程图；
图3为本发明实施例中估计无线中继节点满足接入侧通信需求所需的带宽的流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是，基于无线中继节点目标覆盖范围内测量点的测量结果，估计无线中继节点在候选位置(待安装位置)服务UE的服务质量，无线中继节点基于回程链路SINR选择服务宏基站，并综合考虑无线中继节点在接入侧服务UE的服务质量和在回程侧占用的***资源，选择部署无线中继节点的最优位置。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明应用场景示意图，如图1所示，假设图中的区域A由于处在宏小区边缘或有建筑物阻挡等原因，其内部UE接收宏小区的信号质量较差，需要通过无线中继节点来改善通信质量。本发明在区域A中确定无线中继节点的安装位置时，首先考虑在区域A的中心位置安装无线中继节点以便能覆盖整个区域A，或者，设置于能覆盖整个区域A的其他位置(如偏离区域A中心位置的其他位置，如高度较高的建筑物上等)。在选定无线中继节点的待安装位置后，还需要在其周围选定含多个测量点，以便在这些测量点处测量无线中继节点接入侧的信号质量。当然，本发明同样也需要在无线中继节点的待安装位置进行接入侧和回程侧的相关测量。
图2为本发明实施例的无线中继节点的选址方法流程图，如图2所示，本示例的无线中继节点的选址方法具体包括以下步骤：
步骤201，在需要部署无线中继节点的区域内选取测量点；
结合图1的应用场景，设需要通过部署无线中继节点来改善通信质量的区域为图1中的区域A，在区域A内选取多个测量点，选取的原则为，测量点所在位置UE均能够达到，测量点尽量遍布覆盖区域A并能够全面反映区域A内的无线环境，设这些测量点共n个，用M1，M2，...，Mn表示。本发明中，测量点越分散，所选取测量点的数量越多，所达到的测量效果越好，越有利于为无线中继节点确定较佳的安装位置。
步骤202，选取无线中继节点待安装位置；
选取无线中继节点待安装位置的具体为：根据区域A内的具体环境，选择能够安装无线中继节点的候选位置，选取原则为尽量靠近区域A的中心，或尽量保证区域A的覆盖，设这些候选位置共m个，用R1，R2，...，Rm表示。
本发明中，上述步骤201及步骤202之间并无严格的执行顺序，也可以先在图1中的区域A选取无线中继节点的待安装位置，在再这些待安装位置周围选取测量点。考虑到
步骤203，测量点测量无线中继节点接入侧链路性能，估计无线中继节点满足接入侧通信需求所需的带宽；
图3为本发明实施例中估计无线中继节点满足接入侧通信需求所需的带宽的流程图，如图3所示，估计无线中继节点满足接入侧通信需求所需的带宽具体包括以下步骤：
步骤2031，在R1，R2，...，Rm中为无线中继节点选择一个安装位置，并将无线中继节点安装于选择的安装位置上，在全带宽上发射信号，通信***侧为无线中继节点分配的总带宽为B；
步骤2032，在所有测量点M1，M2，...，Mn，使用测量设备测量在此测量点接收无线中继节点信号的SINR，分别记为γ1，γ2，...，γn，并根据所测量的SINR计算UE与无线中继节点之间信道对应的频谱效率，记为t1，t2，...，tn。本发明中，频谱效率为信道传输速率与所占用带宽的比。具体的，频谱效率的计算可以使用修正的香农公式确定，也可通过设置信道SINR值与频谱效率的对应表，通过查表(不同SINR值对应的可获得的频谱效率)来获取等，本发明不再赘述获取频谱效率的其他方式；上述的测量设备可以是类似手机的设备，但只要具有测量链路SINR等相关参数的功能即可。
统计在每一个测量点上，处于连接状态的UE出现的概率，分别为p1，p2，...，pn。统计方式可以为，设定一段观察时间T，若图1中的区域A为办公区，T可以为工作时间内的一段时间，若区域A为居民区，T可以为非工作时间以及睡眠时间内的一段时间，若区域A为购物中心，T可以为周末客流量较大的一段时间等。对于某一个测量点，在时间段T内，有处在连接状态的UE的时间长度为T1，则在该测量点上，有处于连接状态的UE出现的概率为p＝T1/T。也就是说，对某一时间段内出现UE接入无线中继节点的时段进行统计，并计算统计时段占用整个时段的比值，即作为有处于连接状态的UE出现的概率。
步骤2033，计算无线中继节点在接入侧为满足所有UE通信所需带宽Bneed，计算公式为：
其中c为每个UE的平均通信速率要求。
步骤2034，无线中继节点依次选择其它待安装位置，确定在不同待安装位置所需接入侧带宽。
步骤204，无线中继节点测量回程链路性能，选择服务宏基站；
对于一个待安装位置，若Bneed≤B，无线中继节点在此位置测量周围临近宏基站信号质量，选择SINR值最好的宏基站作为回程侧服务宏基站，此SINR值用β表示；若Bneed＞B，则放弃此待安装位置。
步骤205，根据接入侧估计带宽和回程链路性能，选择无线中继节点部署位置。
测试无线中继节点的待安装位置，选择其中测量的回程链路β值最大的待安装位置来安装无线中继节点。也即是说，在所有满足Bneed≤B的待安装位置中，选择β值最大的待安装位置来安装无线中继节点。
本发明通过设置多个测量点的方式，对不同的无线中继节点的待安装位置进行通信质量及带宽需求进行检测，充分考虑了无线中继节点接入侧和回程侧的无线链路性能，在保证接入侧UE服务质量的前提下，选择占用***资源最少的位置部署无线中继节点，保证区域覆盖性能的前提下尽量少***资源的占用。
本发明同时记载了一种无线中继节点的选址装置，包括：
确定单元，用于将能满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽的，且所述无线中继节点与其所接入的宏基站之间信道的SINR最大的位置，作为所述无线中继节点的安装位置。
上述确定单元进一步用于，确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率；统计每个测量点上处于连接状态的UE出现的概率；以及，确定待安装位置所有UE通信所需带宽Bneed，在Bneed小于等于所述无线中继节点所分配的最大带宽时，满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽；其中，其中，ti为第i个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率，pi为第i个测量点上处于连接状态的UE出现的概率，n为测量点总数，c为UE的平均通信速率要求。
上述确定单元进一步用于，
确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的传输速率，将所述传输速率与所述信道占用带宽之比作为频谱效率；
或者，确定出UE与所述无线中继节点之间信道的信噪比，再通过设定的信噪比与频谱效率的对应关系查找出对应的频谱效率。
上述确定单元进一步用于，
在每个测量点上，统计设定时段T内UE处于连接状态的时间长度为T1，处于连接状态的UE出现的概率为T1/T。
上述无线中继节点的待安装位置位于待配置区域的中心位置，和/或位于无线信号能覆盖整个待配置区域的位置。
本发明的无线中继节点的选址装置的确定单元，具体由具有数据处理能力的处理器及相应软件实现，或结合具有相应测量功能的测量单元来实现。确定单元的具体功能及实现手段，具体可参见本发明的无线中继节点的选址方法的相关描述而理解。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无线中继节点的选址方法，其特征在于，所述方法包括：
将能满足接入无线中继节点的所有用户设备UE通信时所需带宽的，且所述无线中继节点与其所接入的宏基站之间信道的信噪比SINR最大的位置，作为所述无线中继节点的安装位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽，为：
确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率；统计每个测量点上处于连接状态的UE出现的概率；
确定待安装位置所有UE通信所需带宽Bneed，在Bneed小于等于所述无线中继节点所分配的最大带宽时，能满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽；其中，其中，ti为第i个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率，pi为第i个测量点上处于连接状态的UE出现的概率，n为测量点总数，c为UE的平均通信速率要求。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率，为：
确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的传输速率，将所述传输速率与所述信道占用带宽之比作为频谱效率；
或者，确定出UE与所述无线中继节点之间信道的信噪比，再通过设定的信噪比与频谱效率的对应关系查找出对应的频谱效率。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述统计每个测量点上处于连接状态的UE出现的概率，为：
在每个测量点上，统计设定时段T内UE处于连接状态的时间长度为T1，处于连接状态的UE出现的概率为T1/T。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线中继节点的待安装位置位于待配置区域的中心位置，和/或位于无线信号能覆盖整个待配置区域的位置。
6.一种无线中继节点的选址装置，其特征在于，所述装置包括：
确定单元，用于将能满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽的，且所述无线中继节点与其所接入的宏基站之间信道的SINR最大的位置，作为所述无线中继节点的安装位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元进一步用于，确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率；统计每个测量点上处于连接状态的UE出现的概率；以及，确定待安装位置所有UE通信所需带宽Bneed，在Bneed小于等于所述无线中继节点所分配的最大带宽时，满足接入无线中继节点的所有UE通信时所需带宽；其中，
其中，ti为第i个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的频谱效率，pi为第i个测量点上处于连接状态的UE出现的概率，n为测量点总数，c为UE的平均通信速率要求。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元进一步用于，
确定每个测量点上UE与所述无线中继节点之间信道的传输速率，将所述传输速率与所述信道占用带宽之比作为频谱效率；
或者，确定出UE与所述无线中继节点之间信道的信噪比，再通过设定的信噪比与频谱效率的对应关系查找出对应的频谱效率。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元进一步用于，
在每个测量点上，统计设定时段T内UE处于连接状态的时间长度为T1，处于连接状态的UE出现的概率为T1/T。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述无线中继节点的待安装位置位于待配置区域的中心位置，和/或位于无线信号能覆盖整个待配置区域的位置。
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