一种用于轨道交通无线通信系统的抗干扰方法及装置 |
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| 申请号 | CN201710766650.0 | 申请日 | 2017-08-30 | 公开(公告)号 | CN107396403A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 武汉虹信通信技术有限责任公司; | 发明人 | 印翀; 余刚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种用于轨道交通无线通信系统的抗干扰方法及装置，根据列车车载终端的运行轨迹固定，移动性有固定规律的特点，通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，或者根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段；所述通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站对本小区用户驻留数和邻区反馈的邻小区用户驻留数进行监控，并进行周期更新，如果是满足本小区用户驻留数＞0且邻小区用户驻留数＞0时，开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段。本发明实现简单，高效精确，无需额外 硬件 投入，具有重要市场价值，对我国相关产业在国际上占据领先地位具有重要意义。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于轨道交通无线通信系统的抗干扰方法，其特征在于：根据列车车载终端的运行轨迹固定，移动性有固定规律的特点，通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，或者根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段，所述通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站对本小区用户驻留数和邻区反馈的邻小区用户驻留数进行监控，并进行周期更新，如果是满足本小区用户驻留数＞0且邻小区用户驻留数＞0时，开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段； |
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| 说明书全文 | 一种用于轨道交通无线通信系统的抗干扰方法及装置技术领域[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，本发明涉及一种在LTE轨道交通场景下无线通信系统抗干扰的技术方案。 背景技术[0002] 城市轨道交通系统作为解决大城市交通问题的重要手段和有效措施，具有运量大、速度快、安全、准时、舒适等优点，并能带动城市土地资源综合开发利用，对城市长远发展具有重要意义。同时，随着信息通信技术向宽带化的飞速发展，轨道交通信息化建设的需求也不断提升。轨道交通车地无线通信系统作为轨道交通信息化的关键系统主要用于在列车与地面之间建立双向、稳定、可靠、高速的无线数据传输通道，为轨道交通其他业务提供基础承载网。系统主要由基站和车载子系统两部分组成，参见图1，地铁列车本身的车载设备，可通过车载UE进行数据接收和发送。 [0003] 目前轨道交通车地无线通信系统已经越来越多的采用了LTE作为空口传输技术，在轨道交通领域运用LTE进行通信是一项较新的无线通信方案，LTE能提供高速的宽带连接，单基站覆盖范围最大可达48km。LTE采用的是蜂窝移动通信系统，通信网络由若干个基站组成，处于相邻基站边缘的用户之间会存在同频干扰问题，这在LTE通信系统中也是一个非常普遍的问题。 [0004] 在轨道交通场景下，当列车在单一方向独立的轨道行驶时，如地铁隧道中，来去的两条铁轨分别处于不同的隧道，在这种情况下，单一方向的两列车之间会有一大段距离，所以不会存在两车之间通信终端的干扰问题。但是还有很多场景，比如室外高架轨道路段，来去的两道铁轨处于同一空间，这样就会存在两辆列车同向行驶并相遇的情况，当两辆列车处于相邻小区并距离较近时，因为这两辆列车属于同一网络，使用的频段重合，那么两车之间的同频干扰问题就会变得比较严重，会严重的影响通信的质量。参见图2，列车A上设置车载UEA，列车B上设置车载UE B，基站A和基站B分别提供服务，当两车处于相邻基站边缘时，距离很近且属于不同的小区，会造成同频干扰。 [0005] 从技术上只要两车使用不同的频段就能解决此问题，通常用ICIC技术来解决小区边缘用户干扰问题，即规定在相邻小区的边缘，两个小区下的UE不能使用全部的频段而只能使用互不相同的部分频段。如果开启ICIC功能，是可以解决以上场景的干扰问题，但是因为减少了UE调度的资源数，那么对UE吞吐量也会造成影响，特别是在轨道交通场景，大部分情况下并不需要进行ICIC，只有在列车相遇等少数情况下才需要，这种情况下，如果全程开启ICIC，必然会造成频段资源浪费，因此根据轨道交通场景特点，需要提出一种更有效率的方法来解决列车之间的干扰问题。 [0006] 相关术语： [0007] LTE Long Term Evolution 长期演进[0008] ICIC Inter Cell Interference Coordination 小区间干扰协调[0009] UE User Equipment 用户设备[0010] CS Coordinated Scheduling 联合调度发明内容 [0011] 本发明解决的技术问题是，LTE轨道交通场景下，为解决邻小区间同频干扰，开启ICIC却导致用户吐吞量下降，业务指标无法满足需求从而影响用户业务体验的问题。 [0012] 本发明所采用的技术方案一种用于轨道交通无线通信系统的抗干扰方法，根据列车车载终端的运行轨迹固定，移动性有固定规律的特点，通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，或者根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段， [0013] 所述通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站对本小区用户驻留数和邻区反馈的邻小区用户驻留数进行监控，并进行周期更新，如果是满足本小区用户驻留数＞0且邻小区用户驻留数＞0时，开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段； [0014] 所述根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站将本小区列车出现时刻和邻小区列车出现时刻进行对照，识别出所有重合的时段。 [0015] 而且，当通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段时，由基站测量其管辖小区的驻留用户数目，判断驻留用户数是0还是1，并将本小区驻留用户数向每个邻区反馈。 [0016] 而且，当通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段时，实现方式包括以下步骤， [0017] 1)基站测量其管辖小区的驻留用户数目，判断驻留用户数是0还是1，并将本小区驻留用户数向每个邻区反馈； [0018] 2)基站对本小区用户驻留数进行维护，根据测量结果进行周期更新；基站对邻区反馈的邻小区用户驻留数进行维护，并进行周期更新；只要任一邻区驻留用户数非0，那么邻区驻留用户数设为1； [0019] 3)基站判断维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0020] 本小区用户驻留数＞0 [0021] 邻小区用户驻留数＞0 [0022] 4)如步骤3)判断结果为满足，则开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段； [0023] 5)基站判断维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0024] 本小区用户驻留数＞0 [0025] 邻小区用户驻留数＞0 [0026] 6)如步骤5)判断结果为不满足则关闭与邻区的联合调度或ICIC。 [0027] 而且，当根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段时，实现方式包括以下步骤， [0028] 1)根据轨道运营的时刻表，统计出每个基站下列车出现的时段； [0029] 2)将本小区列车出现时刻和邻小区列车出现时刻进行对照，识别出所有重合的时段； [0030] 3)基站按识别出的重合的时段来进行干扰协调，在运行到相应时段开启与邻区的联合调度或ICIC。 [0031] 而且，根据轨道交通车地无线通信系统支持的类型开启与邻区的联合调度或ICIC。 [0032] 本发明还提供一种用于轨道交通无线通信系统的抗干扰装置，用于根据列车车载终端的运行轨迹固定，移动性有固定规律的特点，通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，或者根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段，包括以下模块， [0033] 驻留判断模块，用于通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站对本小区用户驻留数和邻区反馈的邻小区用户驻留数进行监控，并进行周期更新，如果是满足本小区用户驻留数＞0且邻小区用户驻留数＞0时，开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段； [0034] 时段判断模块，用于根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站将本小区列车出现时刻和邻小区列车出现时刻进行对照，识别出所有重合的时段。 [0035] 而且，当通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段时，由基站测量其管辖小区的驻留用户数目，判断驻留用户数是0还是1，并将本小区驻留用户数向每个邻区反馈。 [0036] 而且，所述驻留判断模块，包括以下单元， [0037] 第一单元，用于基站测量其管辖小区的驻留用户数目，判断驻留用户数是0还是1，并将本小区驻留用户数向每个邻区反馈； [0038] 第二单元，用于基站对本小区用户驻留数进行维护，根据测量结果进行周期更新；基站对邻区反馈的邻小区用户驻留数进行维护，并进行周期更新；只要任一邻区驻留用户数非0，那么邻区驻留用户数设为1； [0039] 第三单元，用于基站判断维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0040] 本小区用户驻留数＞0 [0041] 邻小区用户驻留数＞0 [0042] 第四单元，用于如第三单元判断结果为满足，则开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段； [0043] 第五单元，用于基站判断维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0044] 本小区用户驻留数＞0 [0045] 邻小区用户驻留数＞0 [0046] 第六单元，用于如第五单元判断结果为不满足则关闭与邻区的联合调度或ICIC。 [0047] 而且，所述时段判断模块，包括以下单元， [0048] 第一单元，用于根据轨道运营的时刻表，统计出每个基站下列车出现的时段； [0049] 第二单元，用于将本小区列车出现时刻和邻小区列车出现时刻进行对照，识别出所有重合的时段； [0050] 第三单元，用于基站按识别出的重合的时段来进行干扰协调，在运行到相应时段开启与邻区的联合调度或ICIC。 [0051] 而且，根据轨道交通车地无线通信系统支持的类型开启与邻区的联合调度或ICIC。 [0052] 本发明提出一种在LTE轨道交通通信场景下，解决相邻小区的列车靠近所造成的同频干扰问题的方案。根据列车车载终端的运行轨迹固定，移动性有着很固定的规律的特点，通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，或导入列车时刻表进行统计来定时的错开相邻小区边缘用户的频段。避免了全程对用户进行频率资源限制所造成频段资源浪费情况，是一种更有效率的解决干扰问题方法。 [0053] 本发明优点是： [0054] 1.利用监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段； [0055] 2.利用导入列车时刻表进行统计来定时的错开相邻小区边缘用户的频段； [0056] 3.在相邻基站间进行交互，将各自用户情况和调度策略通知给邻基站。 [0058] 图1是现有技术的轨道交通车地通信系统示意图； [0059] 图2是现有技术的切换示意图； [0061] 图4是本发明实施例的利用导入列车时刻表处理流程图。 [0062] 图5是本发明实施例的原理图。 具体实施方式[0063] 为了使本领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显和易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细说明。 [0064] 参见图5，本发明提出用于轨道交通无线通信系统的抗干扰方案：由基站监控本小区和邻小区的用户驻留情况或根据用户移动规律识别出干扰风险时段；根据监控结果或风险时段进行判定，如条件满足动态的开启抗干扰策略；如条件已不满足开启条件，则退回到普通资源分配策略。 [0065] 优选地，预先根据用户移动规律识别出干扰风险时段，包括通过导入列车时刻表进行统计，场景使用时可方便地定时地错开相邻小区边缘用户的频段。如果没有预先统计时段，则在场景使用时由基站监控本小区和邻小区的用户驻留情况进行实时判断。 [0066] 实施例一：通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小，区边缘用户的频段，参见图3： [0067] 1)基站测量其管辖小区的驻留用户数目，判断驻留用户数是0还是1，并将本小区驻留用户数向每个邻区反馈； [0068] 2)基站对本小区用户驻留数进行维护，根据测量结果进行周期更新，只要本小区驻留用户数非0，那么本小区驻留用户数设为1；同时基站对邻区反馈的邻小区用户驻留数进行维护，并进行周期更新；只要任一邻区驻留用户数非0，那么邻区驻留用户数设为1。 [0069] 3)基站判断其维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0070] 本小区用户驻留数＞0 [0071] 邻小区用户驻留数＞0 [0072] 4)如满足以上条件则开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段[0073] 联合调度是针对同一段频带资源，对相邻的两个小区的边缘用户进行统一分配，是一个动态的调度过程，一段频带被之前UE占用后，后分配UE只能使用剩下的频段。 [0074] ICIC是相邻的两个小区从总频带中只分一部分段频带给各自的边缘UE使用，保证两边UE使用的频带资源不重合，两个频带通常都是事先约定好的。 [0075] 这两种都是错开相邻小区用户频段的方案，ICIC更简单更为常见，联合调度实现比较复杂。具体实施时，根据轨道交通车地无线通信系统支持的类型进行相应具体实现，通常ICIC更容易实现。 [0076] 联合调度能获得更大的性能增益，但是实现较ICIC困难。 [0077] 5)基站判断其维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0078] 本小区用户驻留数＞0 [0079] 邻小区用户驻留数＞0 [0080] 6)如不满足则关闭与邻区的联合调度或ICIC，执行普通的资源分配方案，即小区的全部频段都可以分配给UE，没有限制。 [0081] 实施例二：通过导入列车时刻表进行统计来定时的错开相邻小区边缘用户的频段[0082] 在轨道交通场景中，由于列车的运行轨迹和时间固定，按照列车时刻表，列车在对应的时间点会处于固定的位置，如果基站掌握了这个规律，那么就可以精确的在列车相遇的时间段定时来开启与邻区的联合调度或ICIC。参见图4，具体步骤如下： [0083] 1)根据轨道运营的时刻表，统计出每个基站下列车出现的时段。 [0084] 2)将本小区列车出现时刻和邻小区列车出现时刻进行对照，识别出所有重合的时段，这些时段即表示相邻两小区都有列车，存在干扰的可能，在这些时段下需要进行干扰协调。 [0085] 3)基站按照上两步识别出的重合的时段来进行干扰协调，在时钟运行到相应时段开启与邻区的联合调度或ICIC。 [0086] 具体实施时，本发明所提供方法可基于软件技术实现自动运行流程，也可采用模块化方式实现相应装置：一种用于轨道交通无线通信系统的抗干扰装置，用于根据列车车载终端的运行轨迹固定，移动性有固定规律的特点，通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，或者根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段，包括以下模块， [0087] 驻留判断模块，用于通过监控邻小区用户驻留数来动态错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站对本小区用户驻留数和邻区反馈的邻小区用户驻留数进行监控，并进行周期更新，如果是满足本小区用户驻留数＞0且邻小区用户驻留数＞0时，开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段； [0088] 时段判断模块，用于根据列车移动规律来定时地错开相邻小区边缘用户的频段，包括由基站将本小区列车出现时刻和邻小区列车出现时刻进行对照，识别出所有重合的时段。 [0089] 进一步地，所述驻留判断模块，包括以下单元， [0090] 第一单元，用于基站测量其管辖小区的驻留用户数目，判断驻留用户数是0还是1，并将本小区驻留用户数向每个邻区反馈； [0091] 第二单元，用于基站对本小区用户驻留数进行维护，根据测量结果进行周期更新；基站对邻区反馈的邻小区用户驻留数进行维护，并进行周期更新；只要任一邻区驻留用户数非0，那么邻区驻留用户数设为1； [0092] 第三单元，用于基站判断维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0093] 本小区用户驻留数＞0 [0094] 邻小区用户驻留数＞0 [0095] 第四单元，用于如第三单元判断结果为满足，则开启与邻区的联合调度或ICIC来错开两边用户的频段； [0096] 第五单元，用于基站判断维护的数据是否同时满足以下两个条件： [0097] 本小区用户驻留数＞0 [0098] 邻小区用户驻留数＞0 [0099] 第六单元，用于如第五单元判断结果为不满足则关闭与邻区的联合调度或ICIC。 [0100] 进一步地，所述时段判断模块，包括以下单元， [0101] 第一单元，用于根据轨道运营的时刻表，统计出每个基站下列车出现的时段； [0102] 第二单元，用于将本小区列车出现时刻和邻小区列车出现时刻进行对照，识别出所有重合的时段； [0103] 第三单元，用于基站按识别出的重合的时段来进行干扰协调，在运行到相应时段开启与邻区的联合调度或ICIC。 [0104] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 |
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