应用于GSM网络的智能化载波调度方法 【技术领域】
本发明涉及一种无线网络资源调度技术的实现方法，具体是指应用于GSM网络的智能化载波调度方法。
背景技术
随着移动通信业务的高速发展，GSM网络话务量也在不断增加，用户对无线载波资源的要求，在空间、时间上存在着分布不平衡、不确定性。因此，有必要将基站扇区(BTS)的载波资源进行统一化、智能化调度，进而实现网络的优化分布，提高无线资源利用率。
目前，实现无线覆盖领域的载波调度主要依靠“载波池”产品实现，虽在一定程度上实现了无线资源跨区域、跨时段的优化调度，但是由于其核心技术还是基于模拟的“切换单元”实现，调度算法仅支持单一的“定时开关”方式，对于突发话务量的骤升现象缺少实时响应能力，因此在制造成本、设备维护及用户操作上都存在不足。
GRRU系列产品核心部件皆基于数字技术实现，易于通过软件控制载波开启、关断及频点配置，为智能载波调度技术提供了必要的硬件条件。同时GRRU产品覆盖端机(DRU)可以统计自身承载话务量，进而了解其覆盖区域GSM网络资源使用情况，为智能载波调度技术的相关算法提供了逻辑处理依据。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供应用于GSM网络的智能化载波调度方法，其可较好解决智能化载波调度策略，解决GSM网络无线资源在时间、空间分布不平衡的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：本应用于GSM网络的智能化载波调度方法，其步骤包括：
射频拉远单元的监控主机通过数字板从机获取FPGA芯片统计的原始话务量数据，并转换为标准话务量数据，根据实际工程应用的需要，对目标小区相应采用载波支援模式或者载波备用模式的调度策略，从而实现载波智能调度；
采用载波支援模式时，具体步骤为：
首先判断目标小区的相邻小区的上行标准话务量数据是否高于载波开启话务量门限，如果是，则采用动态信道映射方法映射工作信道至数字板，打开工作信道的载波开关，开下行功放，对目标小区覆盖区域进行载波支援，并保持上、下行功放打开至少持续一小时；继续检测目标小区上行话务量；
如果相邻小区承载的工作信道上行标准话务量数据低于载波关闭话务量门限，则采用软关断方法关闭工作信道载波，采用动态信道映射方法映射检测信道至数字板，打开检测通道的载波开关，关闭下行功放，并实时检测目标小区上行话务量；
采用载波备用模式时，具体步骤为：
首先判断目标小区标准话务量数据是否高于载波开启话务量门限，如果是，则打开主扇区的备用扇区载波开关，保持备用载波开启状态至少一小时，继续检测目标小区话务量；
如果目标小区标准话务量数据低于载波开启话务量门限，采用软关断技术关闭备用扇区的载波，并实时检测目标小区话务量。
为更好地实现本发明，所述原始话务量采样数据转换为标准话务量数据的公式为：b＝(a/N)*8，其中：原始采样数据为a，a的单位为chips，标准话务量数据为b，b的单位为Erlang，N为采样比例常数，N＝5760000，单位为：chips/Erlang。
所述动态信道映射方法是指：DRU设备的物理信道列表中共设有N个物理信道，在检测目标小区的相邻小区上行话务量时，监控主机控制其映射选择器将检测信道组中的1～N个检测信道编号设置为工作信道，并写入物理信道组，以此来实现对目标小区的相邻小区承载话务量情况的检测；在进行载波支援时，监控主机将其对应的DAU信道编号列表设置为工作信道，并写入物理信道组，实现数字接入单元的信源拉远覆盖的目的；
监控主机中分别保存DAU信道列表和检测信道列表，物理信道列表保存在数字板从机中；在不同的工作状态下，由监控主机控制映射选择器将DAU信道列表或检测信道列表设置入数字板从机后，则可以实现不同的工作状态，进而实现动态的载波信号映射。
所述软关断方法是指：在一台GRRU设备覆盖端机即射频拉远单元中，在保证主扇区载波下行功率不变的前提下，逐级、缓慢地降低备用扇区的一路或多路载波的下行功率，最后关断其信号，其由监控主机与数字板从机配合处理完成；
所述监控主机与数字板从机配合处理的具体步骤为：首先监控主机发送“启动载波软关断”命令至数字板从机，命令中指明需要软关断几路载波；数字板从机在收到该命令后，解析出软关断载波数量，然后设置关断循环计数器值为20；每隔5秒钟，数字板从机将指定载波功率衰减3dB，并将关断循环级数器进行减1处理；当该计数器值等于0时，逐级衰减工作完成，数字板从机发送“软关断结束”信息至监控主机；监控主机收到后，发送关闭相应载波开关命令到数字板从机；收到该命令后，数字板从机关闭其指定的载波通道，并回复监控主机“关断成功”，至此载波逐级关断功能完成。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：提出一种解决智能化载波调度策略，通过设置GSM移动通信网络优化设备(如GRRU)的相关参数，以网络话务承载情况为依据，自动调配载波资源，解决话务量高峰拥塞、低谷资源空闲等问题，即解决了GSM网络无线资源在时间、空间分布不平衡的问题。
【附图说明】
图1是本发明应用于GSM网络的智能化载波调度方法采用载波支援模式下行检测相邻小区话务量的工作原理图；
其中，101-光纤，102-射频拉远单元1(DRU)，103-BTS1的4个载波(上下行)，104-居民区，105-射频馈线，106-射频拉远单元2(DRU)，107-BTS2的2个载波上行信号，108-BTS2的2个载波(上下行)，109-BTS1载波信源，110-数字接入单元(DAU)，111-射频拉远单元3(DRU)，112-BTS1的4个载波(上下行)，113-度假村，114-办公区，115-BTS2载波信源；
图2是本发明应用于GSM网络的智能化载波调度方法采用载波支援模式下行覆盖相邻小区的工作原理图；
其中，201-光纤，202-射频拉远单元1(DRU)，203-BTS1地4个载波(上下行)，204-居民区，205-射频馈线，206-射频拉远单元2(DRU)，207-BTS1的4个载波(上下行)，208-BTS2的2个载波(上下行)，209-BTS1载波信源，210-数字接入单元(DAU)，211-射频拉远单元3(DRU)，212-BTS1的4个载波(上下行)，213-度假村，214-办公区，215-BTS2载波信源；
图3是本发明应用于GSM网络的智能化载波调度方法采用载波备用模式工作原理；
其中，301-BTS1载波信源(主扇区)，302-射频拉远单元1(DRU)，303-BTS1的4个载波(上下行)，304-居民区，305-合路单元，306-数字接入单元(DAU)，307------射频拉远单元2(DRU)，308-BTS2的2个载波(上下行)，309-BTS1的4个载波(上下行)，310-办公区，311-BTS2载波信源(备用扇区)，312-射频拉远单元3(DRU)，313-BTS2的2个载波(上下行)，314-度假村，315-BTS1的4个载波(上下行)；
图4是实现本发明应用于GSM网络的智能化载波调度方法采用的射频拉远单元中监控主板和数字板的结构示意图；
其中，401-监控主机，402-RS-485主从机通信链路，403-数字板，404-数字板从机，405-从机查询FPGA，406-FPGA芯片，407-从机设置FPGA，408-从机设置增益，409-D/A芯片(GC5016)；
图5是本发明应用于GSM网络的智能化载波调度方法的工作流程图；
图6是本发明应用于GSM网络的智能化载波调度方法采用的软关断方法实现流程示意图；
图7是本发明应用于GSM网络的智能化载波调度方法采用的动态信道映射方法的实现流程示意图；
其中，701-DAU信道列表，702-监控主机控制软件，703-DAU信道组，704-检测信道组，705-映射选择器，706-物理信道组，707-物理信道列表，708-检测信道组；
图8是图6所示软关断方法的测试情况图。
【具体实施方式】
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
如图4所示，给出了载波调度技术实现的各个功能模块组成。
如图4所示，本应用于GSM网络的智能化载波调度方法，在GRRU-1022R结构中，主要通过401监控主机与403数字板协同完成，首先射频拉远单元的监控主机401通过数字板从机404获取FPGA芯片406统计的原始话务量数据，并转换为标准话务量数据：即数字板从机404经过链路405查询原始话务量采样数据，而后监控主机通过RS-485主从机通信链路402由404数字板从机间接获取FPGA芯片406统计的原始话务量数据，然后监控主机401进行话务数据处理、分析，最后由载波调度算法决定是否设置FPGA芯片406进行检测信道映射或通过数字板从机404设置D/A芯片409进行载波软关断等动作。以上动作由监控主机401下发命令，数字板从机404执行相关功能，最终完成载波智能调度。
如图5所示的公式I，即为原始话务量采样数据转换为标准话务量数据的公式：b＝(a/N)*8，其中：原始采样数据为a，a的单位为chips，标准话务量数据为b，b的单位为Erlang，N为采样比例常数，N＝5760000，单位为：chips/Erlang。
根据实际工程应用的需要，对目标小区采用载波支援模式时，以三个不同小区覆盖为例，如图1所示，如果DRU106工作在该种模式下，DRU106首先不对办公区114进行下行信号覆盖，只开其相邻小区BTS2载波信源115的上行载波信道，检测BTS2的上行标准话务量数据107，进而可以了解办公区114中BTS2载波信源115的工作负荷；当该区域5分钟内上行标准话务量数据107高于载波开启话务量门限，则如图2所示，采用动态信道映射方法映射工作信道至数字板403，即远端机将信道切换到209BTS1信源(即工作在210DAU信道下)，同时上下行同时打开并至少持续一个小时，用BTS1的4个载波(上下行)207对办公区214进行备用覆盖，以降低BTS2载波信源215的负荷，同时继续检测办公区214上行话务量；
如果BTS2载波信源115承载的工作信道上行标准话务量数据107低于载波关闭话务量门限，则采用软关断方法关闭工作信道载波，采用动态信道映射方法映射检测信道至数字板403，打开检测通道的载波开关，关闭下行功放，并实时检测办公区114上行话务量；
其中，如图7所示，所述动态信道映射方法是指：DRU设备的物理信道列表707中共设有N个物理信道，在检测办公区114的相邻小区BTS2载波信源115上行话务量时，监控主机401的控制软件702控制其映射选择器705将检测信道组704中的1～N个检测信道编号设置为工作信道，并写入物理信道组706，以此来实现对办公区114的相邻小区BTS2载波信源115承载话务量情况的检测；在进行载波支援时，监控主机401将其对应的DAU信道703编号列表设置为工作信道，并写入物理信道组706，实现数字接入单元的信源拉远覆盖的目的；
监控主机401中分别保存DAU信道列表701和检测信道列表704，物理信道列表707保存在数字板从机404中；在不同的工作状态下，由监控主机401控制软件702控制映射选择器705将DAU信道列表701或检测信道列表704设置入数字板从机404后，则可以实现不同的工作状态，进而实现动态的载波信号映射。
所述软关断方法是指：在一台GRRU设备覆盖端机即射频拉远单元中，如图8所示，在保证主扇区载波801下行功率不变的前提下，逐级、缓慢地降低备用扇区802的一路或多路载波的下行功率，最后关断其信号，其由监控主机401与数字板从机404配合处理完成；
如图4、6所示，所述监控主机与数字板从机配合处理的具体步骤为：首先监控主机401发送“启动载波软关断”命令至数字板从机404，命令中指明需要软关断几路载波(例如共有8路载波)；数字板从机404在收到该命令后，解析出软关断载波数量，然后设置关断循环计数器值为20；每隔5秒钟，数字板从机404将指定载波功率衰减3dB，并将关断循环级数器进行减1处理；当该计数器值等于0时，逐级衰减工作完成，数字板从机404发送“软关断结束”信息至监控主机401；监控主机401收到后，发送关闭相应载波开关命令到数字板从机404；收到该命令后，数字板从机404关闭其指定的载波通道，并回复监控主机401“关断成功”，至此载波逐级关断功能完成。
实施例二
如图3所示，本应用于GSM网络的智能化载波调度方法，采用载波备用模式时，具体步骤为：如图3所示，主扇区信源301和备用扇区信源311经合路单元305合并后进入DAU设备306，经光纤拉远后3个DRU302、307和312共同对居民区304、办公区310和渡假村区314三个小区进行覆盖。当夜间办公区310话务量下降，直至低于“载波关闭话务门限”后，射频拉远单元DRU307将自动关闭该区域的备用扇区信源311的2个载波313，并实时检测目标小区话务量；
如果居民区304在5分钟内突发话务量上升，高于“载波开启话务门限”，则射频拉远单元DRU302将自动打开备用扇区信源311的2个载波308，并至少持续1小时，并继续检测目标小区话务量，从而实现备用载波资源优化配置同时避免频繁切换。
首先判断目标小区标准话务量数据是否高于载波开启话务量门限，如果是，则打开主扇区的备用扇区载波开关，保持备用载波开启状态至少一小时，继续检测目标小区话务量；
如果目标小区标准话务量数据低于载波开启话务量门限，采用软关断技术关闭备用扇区的载波，并实时检测目标小区话务量。
实施例三
某楼盘采用A、B两个扇区对小区进行信号覆盖。但随着房地产竞争日益激烈化和居民健康意识不断提高，小区配套设施逐步完善，兴建一座健身中心。平时，健身中心一般由少部分居民使用，A扇区载波基本可以满足需求，但是节假日光顾居民明显增多，造成健身中心话务拥塞严重。为此，采用“载波备用模式”进行载波资源时间分布调度。即：如图5所示，平时仅采用A扇区载波覆盖健身中心，判断其标准话务量数据是否高于载波开启话务量门限，当该区域话务量突增后高于载波开启门限，将B扇区载波开关打开，分流话务量，联合支援该区域覆盖，避免拥塞，并保持A、B扇区载波同时处于开启状态至少一小时，继续检测其小区话务量。随着健身中心客流逐渐减少，如果该区域标准话务量数据低于载波开启话务量门限，则采用软关断技术关闭B扇区载波，并实时检测目标小区话务量。
实施例四
某基站有A、B两个扇区，其中A扇区载波通过京信GRRU设备的接入控制单元传送到R1、R2二个射频拉远单元进行覆盖；B扇区直接覆盖风景区平时话务量较小，黄金周等假日话务量突增，经常发生话务拥塞。经过分析，承载A扇区信号的R2距离风景区很近，且平时话务量较低，因此采用载波支援模式用R2对风景区进行网络优化。如图5所示，R2首先判断处在风景区的B扇区的上行标准话务量数据是否高于载波开启话务量门限，如果是，则采用动态信道映射方法映射A扇区信道至数字板，打开相应的载波开关，开下行功放，对风景区进行载波支援，并保持上、下行功放打开至少持续一小时，同时R2检测风景区内A扇区上行话务量，以了解其负荷情况；如果R2所覆盖风景区内A扇区上行标准话务量数据低于载波关闭话务量门限，则R2采用软关断方法关闭A扇区载波，采用动态信道映射方法映射B扇区信道至数字板，打开检测通道的载波开关，关闭下行功放，并实时检测B扇区承载风景区上行话务情况。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。