CN104219698B - 在基站组网下的侦听方法、装置以及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在基站组网下的侦听方法、装置以及基站，其方法包括步骤：被侦听基站在设定的侦听时刻停止发送用户数据，并将所述侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成侦听信号，向侦听基站发送该侦听信号；所述侦听基站在所述侦听时刻停止发送用户数据，接收所述侦听信号，并根据所述侦听信号进行信道估计和信道质量测量，可以在不增加发送功率与额外成本、不影响用户业务的情况下，提高侦听基站的范围，解决基站组网下的基站覆盖与侦听功能存在矛盾的问题。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种在基站组网下的侦听方法、装置以及基站。
背景技术
随着移动互联网的快速发展，包括视频电话、流媒体、移动支付等业务需要大容量、高吞吐和良好的移动网络进行支持。特别是目前3G(3rd-generation，第三代移动通信技术)和4G(4th-generation，***移动通信技术)的频段和GSM 900(Global System forMobile Communications，中文为全球移动通讯***)频段相比，***信号衰减更快，对建筑屋得穿透更差，室外宏站对室内覆盖，效果不能满足现在的需求。对于传统室分***，大部分为单天线***，不能很好的保证TDD-LTE MIMO(TDD-LTE也称TD-LTE，Time DivisionLong Term Evolution分时长期演进；MIMO，Multi-input Multi-output，多输入多输出)优势的应用，影响室内下行速率。对于目前xDAS光纤分布***，会出现低噪抬升等问题。
通过家庭基站(也可以称为超小型化移动基站)作为接入单元，把家庭基站组合起来形成一个连续覆盖的网络，成为目前新的室内覆盖思路。其优点包括：施工成本低；快速部署；通过SON方式，完成网络的自配置和自优化；***容量大，完全满足室内大容量，高吞吐的需求。对于TDD-LTE的家庭基站，采用X2进行切换，对于核心网的信令冲击也会变得非常小。
同时，随着家庭基站的快速发展，快速网络部署以及减少网络规划和网络维护人工干预，使得自启动、自优化和自组织(SON)功能成为家庭基站越来越重要的功能。特别在采用家庭基站进行组网的新型覆盖方法中，传统的网络规范更难满足要求。由于在基站组网下，要求基站间的中心覆盖区域尽量减少收到邻基站的信号，基站只有过渡带会有基站信号交叠。但侦听要求到达本基站(或者称为侦听基站)中心的邻基站(或者称为被侦听基站)信号足够大，对邻基站信号的测量才准确并能分辨出邻基站信号，这就使得侦听与正常覆盖产生矛盾。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在基站组网下的侦听方法和***，可以在不增加发送功率与额外成本、不影响用户业务的情况下，提高侦听基站的范围，解决基站组网下的基站覆盖与侦听功能存在矛盾的问题。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种在基站组网下的侦听方法，包括如下步骤：
被侦听基站在设定的侦听时刻停止发送用户数据，并将所述侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成侦听信号，向侦听基站发送该侦听信号；
所述侦听基站在所述侦听时刻停止发送用户数据，接收所述侦听信号，并根据所述侦听信号进行信道估计和信道质量测量。
一种在基站组网下的侦听装置，包括：
被侦听单元，用于在设定的第一侦听时刻停止发送用户数据，并将所述第一侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成第一侦听信号，向侦听基站发送该第一侦听信号；
侦听单元，用于在设定的第二侦听时刻停止发送用户数据，接收被侦听基站发送的第二侦听信号，并根据所述第二侦听信号进行信道估计和信道质量测量。
一种基站，其包括上述的在基站组网下的侦听装置。
依据上述本发明的方案，其是被侦听基站在设定的侦听时刻停止发送用户数据，并将所述侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成侦听信号，向侦听基站发送该侦听信号，所述侦听基站在所述侦听时刻停止发送用户数据，接收所述侦听信号，并根据所述侦听信号进行信道估计和信道质量测量，由于将侦听时刻的全部频域资源都填满了参考信号，即发送的侦听信号填充的是参考信号，UE不会解析出自身的调度信息，不会引起UE状态异常，同时，由于原参考信号位置的参考信号不变，UE对参考信号测量结果不变，也不会影响到UE的测量，由于发送数据位置的数据填入了参考信号，对于基站的最大发送功率没有改变，同时不需要增加射频等链路，所以没有成本增加，而将侦听时刻的全部频域资源都填满了参考信号，增加了相关增益，因而提高侦听基站的范围，解决基站组网下的基站覆盖与侦听功能存在矛盾的问题。
附图说明
图1为基站组网下的基站的覆盖与侦听范围示意图；
图2为本发明的基站组网下的侦听方法的实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例中的填充前后的参考信号映射方式示意图；
图4为本发明的基站组网下的侦听装置在一个实施例中的结构示意图；
图5为本发明的基站组网下的侦听装置在另一个实施例中的结构示意图；
图6为本发明的基站组网下的侦听装置在第三个实施例中的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
在下述说明中，首先针对基站组网下的侦听方法的实施例进行说明，再对本发明的基站组网下的侦听装置的各实施例进行说明。
参见图2所示，为本发明的基站组网下的侦听方法的实施例的流程示意图。如图2所示，本实施例中的基站组网下的侦听方法包括如下步骤：
步骤S101：被侦听基站在设定的侦听时刻停止发送用户数据，并将所述侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成侦听信号，向侦听基站发送该侦听信号，向侦听基站发送该侦听信号；
其中，将频域资源填充为参考信号数据，也就是说，更改参考信号的映射方式，如图3(a)为填充前的参考信号映射方式，图3中的R0表示参考信号，可见，在填充前，仅有4个发送数据位置的数据填充的是参考信号，而图3(b)为填充后的参考信号映射方式，可见，在12行7列的发送数据位置的数据均填入了参考信号，而被侦听基站的上行信号或者称为上行子帧是不需要修改的；
图3(a)所示的方式是将侦听时刻的频域资源全部填充参考信号，但并不限于全部填充参考信号的方式，但全部填充参考信号的方式是一种较佳的方式，以下均以将侦听时刻的频域资源全部填充参考信号为例进行说明；
侦听信号由被侦听基站向侦听基站发送，根据基站的上下行信号的定义可知，侦听信号指的是被侦听基站的下行信号，且指的是侦听基站的上行信号，在作为侦听基站的下行信号时，其包括至少一个下行发送子帧，其作为侦听基站的上行信号时，其包括至少一个上行接收子帧，侦听信号只是相对于不同的基站可以有不同的命名方式，但指的是同一信号，仅是名称上的区别；且将所述侦听时刻的频域资源全部填充为参考信号，也可以理解为将所述侦听时刻的、被侦听基站的下行发送子帧的频域资源全部填充为参考信号
由于侦听信号中填充的是参考信号，用户设备(User Equipment，以下简称UE)不会解析出自身的调度信息，不会引起UE状态异常，同时，由于原参考信号位置的参考信号不变，UE对参考信号测量结果不变，也不会影响到UE的测量；由于是将频域资源中发送数据位置的数据填入了参考信号，被侦听基站的最大发送功率没有改变，同时不需要增加射频等链路，所以没有成本增加；
步骤S102：所述侦听基站在所述侦听时刻停止发送用户数据，接收所述侦听信号，并根据所述侦听信号进行信道估计和信道质量测量；
侦听基站根据接收到的侦听信号进行信道估计时，由于信号相关性，对于侦听信号，其相关增益比原来没修改参考信号映射方式时的相关增益增加了13.2dB(以仅包括一个下行发送子帧为例)，其中：
从上述公式(1)可以看出，相关增益增加的值，是由于在12行7列的各数据位置均填入了参考信号，因此，在频域上，侦听信号的相关增益增加了13.2dB，而相关增益的增加可以提高基站组网下的侦听范围；
根据所述侦听信号进行信道估计和信道质量测量主要是指通过侦听信号中的参考信号信道估计和信道质量测量，通过测量，可以得到的信号强度、信噪比(SNR)以及物理小区id(物理小区标识)等信息，可以将这些信息进行上报或者记录，以用于自启动、自优化和自组织(SON)算法进行计算。
据此，依据上述实施例的方案，其是被侦听基站在设定的侦听时刻停止发送用户数据，并将所述侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成侦听信号，向侦听基站发送该侦听信号，所述侦听基站在所述侦听时刻停止发送用户数据，接收所述侦听信号，并根据所述侦听信号进行信道估计和信道质量测量，由于将侦听时刻的全部频域资源都填满了参考信号，即发送的侦听信号填充的是参考信号，UE不会解析出自身的调度信息，不会引起UE状态异常，同时，由于原参考信号位置的参考信号不变，UE对参考信号测量结果不变，也不会影响到UE的测量，由于发送数据位置的数据填入了参考信号，对于基站的最大发送功率没有改变，同时不需要增加射频等链路，所以没有成本增加，而将侦听时刻的全部频域资源都填满了参考信号，增加了相关增益，因而提高侦听基站的范围，解决基站组网下的基站覆盖与侦听功能存在矛盾的问题。
需要指出的是，本发明中的侦听基站基站、被侦听基站均为相对概念，并非绝对地指代某一个基站。本发明所指侦听基站是泛指基站组网下的多个基站中的一个在侦听时刻执行的频域资源填充并发送侦听信号的基站，而并非指某一特定的基站；侦听基站则指在侦听时刻执行接收侦听信号的基站，在实际应用中，任意一个基站可以根据在不同时刻所进行的不同操作可以充当被侦听基站或侦听基站。
此外，考虑到，在实际需要中，可能13.2dB的增益仍然不能满足基站组网下的侦听要求，例如，墙体等遮挡物的消耗也会导致增益减弱，为此，在其中一个实施例中，在上述实施例的基础上，侦听信号可以包括多个下行发送子帧，多个下行发送子帧可以产生时域增益，例如以包括N个下行发送子帧，则时域增益为10log(N)，如N＝20，则时域增益为13dB，这样，总增益为26.2dB，侦听信号可以包括多个下行发送子帧可以使得总增益更大，进一步提高了基站组网下的侦听范围。
为了确定下行发送子帧的数量，在其中一个实施例中，在上述实施例的基础上，可以根据所述侦听信号的载波频率以及所述被侦听基站的上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数，这是考虑到：
载波角频率是2*pi*f，本振角频率是2*pi*f*(1+det_f)，混频后残余角频率是2*pi*f*det_f，这个残余角频率在t时间内产生的角度(即相偏)是2*pi*f*det_f*t，其中，pi为π，f是载波频点，det_f是频偏，载波角频率、本振角频率、混频后残余角频率的单位均为弧度每秒
相关增益受晶振频偏限制，要想获得扩频增益，那么在相关累加时间内，相位必须小于pi，所以：2*pi*f*det_f*t＜pi则得到t＜1/(2*f*det_f)；
假设载波频率是2GHz，晶振瞬时稳定度为3ppb，所以序列长度t＜1/(2*2e9*3e-9)＝1/12＝83ms，其中，ms代表毫秒；
对于残余角频率是2*pi*f*det_f，由于晶振频偏带来的ADC采样时间带来的角度偏差是2*pi*f*det_f*(fs*det_f*t)，如果要求因ADC采样误差带来的角度偏差小于0.1*pi，即2*pi*f*det_f*(fs*det_f*t)＜0.1*pi，则0.1/(2*f*fs*det_f*det_f)，假设在载波频率是2GHz，采样率是30.72MHz的情况下，t＜0.1/(2*2e9*30.72e6*9e-18)＝90ms，则在ADC采样误差带来的角度偏差的上限为pi时，t＝900ms，所以相较于载波频偏引起的相偏，采样频率频偏引起的相偏可以忽略不计；
因此，根据所述侦听信号的载波频率以及所述被侦听基站的上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数可以具体通过下述方式实现：
首先根据侦听信号的载波频率以及晶振瞬时稳定度确定序列长度t的上限值，再根据该上限值以及上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数，其中，上下行子帧的配比为被侦听基站中配置的上行子帧数量与下行子帧数量之比，通过上述阐述，序列长度的上限值不超过83ms就可以满足得到扩频增益的要求，而传统的上下行子帧的配比主要包括1比1、1比3两种，因此，通过计算可知，下行发送子帧的最大个数为40～60个(是以序列长度的上限值为80ms，由于80ms小于83ms，可以满足得到扩频增益的要求)，可以根据实际需要，选择不超过最大个数的下行发送子帧的个数，对于上下行子帧的配比为1比1时，下行发送子帧的个数应不超过40个(每一个子帧占用1ms，由于上行子帧和下上行子帧的个数各占一半，因此下行发送子帧的最大个数为40)，而对于上下行子帧的配比为1比3时，下行发送子帧的个数应不超过60个(每一个子帧占用1ms，由于上行子帧和下上行子帧的个数比为1比3，因此下行发送子帧的最大个数为60)，但考虑到，当时序长度t超过0.5pi时，扩频增益已经不太明显，因此，一般可以选择下行子帧的个数为20。
根据电波自由空间传播公式，Lbs＝32.45+201gF+201gD，其中，Lbs指空间损耗，F指电磁波频率，也即上述的载波频率，D指传播距离，也即上述的被侦听基站和侦听基站之间的距离，电磁波频率的单位是兆赫兹，传播距离的单位是千米，如图3，邻基站与本基站距离为L1，即被侦听基站和侦听基站之间的距离为L1，上述实施例中的侦听信号总增益为A1，侦听基站需要侦听到小区的增益为A2，同时UE的接收灵敏度和基站接收灵敏度一致，则A2＝201g(L1)-201g(L1/2)，同时A1＞A2。假设组网下基站距离为50m，则A2＝6dB，另外，即便墙体的等遮挡物消耗10dB，A1通过上面分析，超过了20dB，可以满足基站组网下的侦听需求。
此外，考虑到在侦听时刻需要被侦听基站和侦听基站同时停止用户数据发送，若基站的时刻不是对齐的，会引起侦听信号和用户数据的干扰，为了保证被侦听基站和侦听基站的侦听时刻均能对齐，在其中一个实施例中，本发明的在基站组网下的侦听方法，其还可以包括步骤：对所述被侦听基站和所述侦听基站进行定时同步，在定时同步后确定所述侦听时刻；
其中，定时同步可以采用全球运位***(Global Posi tioning System，GPS)、1EEE1588v2、空口等定时同步方式实现，但也不限于这些定时同步方式；
确定侦听时刻可以通过组网下的基站互协商方式，或者集中服务器统一分配方式指定。
根据上述本发明的在基站组网下的侦听方法，本发明还提供一种在基站组网下的侦听装置，以下就本发明的在基站组网下的侦听装置的实施例进行详细说明。图4中示出了本发明的在基站组网下的侦听装置的实施例的结构示意图。为了便于说明，在图4中只示出了与本发明相关的部分。
如图4所示，一种在基站组网下的侦听的***，其包括被侦听单元201、侦听单元202，其中：
被侦听单元201，用于在设定的第一侦听时刻停止发送用户数据，并将所述第一侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成第一侦听信号，向侦听基站发送该第一侦听信号；
侦听单元202，用于在设定的第二侦听时刻停止发送用户数据，接收被侦听基站发送的第二侦听信号，并根据所述第二侦听信号进行信道估计和信道质量测量。
需要说明的是，上述的第一侦听时刻指代的是当前基站向其他基站发送侦听信号的时刻，第二侦听时刻指代的是当前基站接收其他基站向发送的侦听信号的时刻，二者仅是名称上的区别；第一侦听信号指代的当前基站向其他基站发送侦听信号，第二侦听信号指代的是当前基站接收其他基站向发送的侦听信号，二者也仅是名称上的区别。
在其中一个实施例中，上述的第一侦听信号以及上述的第二侦听信号均包括多个下行发送子帧。
在其中一个实施例中，如图5所示，在上述实施例的基础上，本发明的在基站组网下的侦听装置，还可以包括：
处理单元203，用于根据第一侦听信号的载波频率以及基站组网下的上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数。
在其中一个实施例中，如图6所示，本发明的在基站组网下的侦听装置，还可以包括：
同步单元204，用于对基站组网下的各基站进行定时同步，在定时同步后确定所述第一侦听时刻或者所述第二侦听时刻。
本发明的在基站组网下的侦听装置与本发明的在基站组网下的侦听方法一一对应，在上述在基站组网下的侦听方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于在基站组网下的侦听装置的实施例中，特此声明。
根据上述的在基站组网下的侦听装置，本发明的还提供一种基站，该基站包括上述任一个实施例中的在基站组网下的侦听装置，可以在不增加发送功率与额外成本、不影响用户业务的情况下，提高侦听基站的范围，解决基站组网下的基站覆盖与侦听功能存在矛盾的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种在基站组网下的侦听方法，其特征在于，包括如下步骤：
被侦听基站在设定的侦听时刻停止发送用户数据，并将所述侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成侦听信号，向侦听基站发送该侦听信号；
所述侦听基站在所述侦听时刻停止发送用户数据，接收所述侦听信号，并根据所述侦听信号进行信道估计和信道质量测量。
2.根据权利要求1所述的在基站组网下的侦听方法，其特征在于，所述侦听信号包括所述被侦听基站的多个下行发送子帧。
3.根据权利要求2所述的在基站组网下的侦听方法，其特征在于，根据所述侦听信号的载波频率以及所述被侦听基站的上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数；
其中，根据所述侦听信号的载波频率以及所述被侦听基站的上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数的过程包括：根据侦听信号的载波频率以及晶振瞬时稳定度确定序列长度t的上限值，根据该上限值以及上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数，其中，t＜1/(2*f*det_f)，f指载波频点，det_f指频偏。
4.根据权利要求1所述的在基站组网下的侦听方法，其特征在于，还包括步骤：
对所述被侦听基站和所述侦听基站进行定时同步，在定时同步后确定所述侦听时刻。
5.一种在基站组网下的侦听装置，其特征在于，包括：
被侦听单元，用于在设定的第一侦听时刻停止发送用户数据，并将所述第一侦听时刻的频域资源填充参考信号，生成第一侦听信号，向侦听基站发送该第一侦听信号；
侦听单元，用于在设定的第二侦听时刻停止发送用户数据，接收被侦听基站发送的第二侦听信号，并根据所述第二侦听信号进行信道估计和信道质量测量。
6.根据权利要求5所述的在基站组网下的侦听装置，其特征在于，所述第一侦听信号以及所述第二侦听信号均包括所述被侦听基站的多个下行发送子帧。
7.根据权利要求6所述的在基站组网下的侦听装置，其特征在于，还包括：
处理单元，用于根据第一侦听信号的载波频率以及基站组网下的上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数；
其中，根据所述侦听信号的载波频率以及所述被侦听基站的上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数的过程包括：根据侦听信号的载波频率以及晶振瞬时稳定度确定序列长度t的上限值，根据该上限值以及上下行子帧配比确定所述下行发送子帧的个数，其中，t＜1/(2*f*det_f)，f指载波频点，det_f指频偏。
8.根据权利要求5所述的在基站组网下的侦听装置，其特征在于，还包括：
同步单元，用于对基站组网下的各基站进行定时同步，在定时同步后确定所述第一侦听时刻或者所述第二侦听时刻。
9.一种基站，其特征在于，包括如权利要求5至8之一的在基站组网下的侦听装置。
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Granted publication date: 20171031 Termination date: 20210901 |
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