Способ распределения частот между базовыми станциями системы мобильной радиосвязи

 

В способе распределения частот между базовыми станциями системы мобильной радиосвязи, основанном на использовании входной информации, по меньшей мере включающей число частот, требуемых для данной базовой станции, и частоты, разрешенные для использования в системе радиосвязи, и информации о возможных помеховых влияниях между базовыми станциями в случае одинаковых и/или соседних частот, последовательно осуществляют следующие операции: а) по первому критерию отбора базовой станции, а при необходимости по дополнительным критериям отбора базовой станции отбирают базовую станцию из числа тех базовых станций, которым еще не выделены все предусмотренные частоты; б) по первому критерию выбора частоты, а при необходимости по дополнительным критериям выбора частоты выбирают частоту; в) выбранную в соответствии с операцией б) частоту обозначают как выделенную базовой станции, отобранной в соответствии с операцией а). Достигаемым техническим результатом является создание способа распределения частот между базовыми станциями системы мобильной радиосвязи, который обеспечивает более равномерное использование предоставленного в распоряжение спектра частот. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу распределения частот между базовыми станциями системы мобильной радиосвязи с использованием входной информации, которая содержит по меньшей мере число частот, требуемых для каждой базовой станции, частоты, разрешенные для использования в системе мобильной радиосвязи, а также информации о возможных взаимных помехах между базовыми станциями в случае одинаковых или соседних частот.

В системах мобильной радиосвязи базовые станции распределены в географическом районе, перекрываемом этой системой мобильной радиосвязи.

Базовые станции содержат приемопередающие устройства, предназначенные для обмена информацией с передвижными станциями, которые находятся в зоне действия данной базовой станции. Из-за ограниченного числа частот, которые могут использоваться в системе мобильной радиосвязи, нельзя исключить использование различными базовыми станциями одинаковых частот, в результате чего возникают взаимные помехи, когда одна передвижная станция принимает сигналы одной и той же частоты от нескольких базовых станций. Кроме того, нельзя исключать взаимные помехи, обусловленные близкими частотами.

Помимо взаимных помех при приеме передвижными станциями сигналов базовых станций ("прямой" канал связи) следует также учитывать помехи при приеме сигналов базовыми станциями ("обратный" канал связи).

Распределение частот между отдельными базовыми станциями должно поэтому осуществляться таким образом, чтобы обеспечить максимально свободную от взаимных помех работу систем мобильной радиосвязи.

Известны различные способы, решающие эту задачу, при которых базовым станциям последовательно выделяют частоты, причем исключают те частоты, которые уже выделены другой базовой станции, если вероятность взаимных помех для данных базовых станций превышает заданное предельное значение.

В известном из публикации N WO 90/10341 способе для отдельных частот последовательно составляют соответственно максимально возможные группы базовых станций, которым еще не выделены частоты и которые вследствие непревышения минимальных требований могли бы иметь идентичную частоту.

Целью этого способа является использование по возможности меньшего числа частот.

В другом способе (A. Gamst: "A resourse allocation technique for FDMA systems" in Alta Frequensa vol LVII N 2), который применяется в известной компьютерной программе GRAND, для отдельных частот последовательно образуют соответственно максимальные группы еще не выполненных запросов частот на базовых станциях. Здесь, следовательно, уже учитывается случай, когда одна базовая станция требует более одной частоты. При установленной частоте собранные в группе запросы частот должны быть все одновременно удовлетворены этой частотой, т.е. определенные минимальные требования остаются выполненными. За счет "интеллектуального" определения минимального числа требуемых частот способ позволяет даже успешно контролировать цель, заключающуюся в минимизации числа используемых частот.

В обзоре GLOBECOM'85 (IEEE Global Telecommunication Conference) описан способ выделения каналов (частот) ячейкам (базовым станциям). Выделение частот осуществляется путем выбора ячейки (базовой станции) с использованием критерия выбора ячейки. Выбранной ячейке с использованием критерия выбора канала выделяется подходящий канал. Если с помощью этого способа не удается однозначно отобрать подходящие ячейки и/или каналы, то выбор осуществляется случайным образом или же осуществляется групповой выбор, т.е. один канал отводится каждой из выбранных ячеек.

Традиционная цель известных способов - минимизация числа используемых частот - представляется сомнительной. Пользователю системы мобильной радиосвязи обычно разрешено использовать установленное число частот, которые должны использоваться так, чтобы обеспечить максимально свободную от взаимных помех работу системы мобильной радиосвязи.

Известные способы имеют тот недостаток, что первые частоты используются чрезмерно часто, а последние - очень редко. Кроме того, из-за ограниченности контроля взаимных помех (выполнены или нет минимальные требования) составляются графики распределения частот, которые существенным образом затрудняют эксплуатацию системы мобильной связи за счет устранимых взаимных помех.

Задачей изобретения является создание способа распределения частот между базовыми станциями системы мобильной радиосвязи, который обеспечивает более равномерное использование предоставленного в распоряжение спектра частот.

Решение этой задачи охарактеризовано в пунктах 1 и 2 формулы изобретения.

В предпочтительной форме выполнения по п.1 способ согласно изобретению отличается тем, что последовательно осуществляет следующие этапы: а) по первому критерию отбора базовой станции, а при необходимости по дополнительным критериям отбора базовой станции отбирают базовую станцию из числа тех базовых станций, которым еще не выделены все предусмотренные частоты; б) по первому критерию выбора частоты, а при необходимости по дополнительным критериям выбора частоты выбирают частоту; в) выбранную в соответствии с этапом б) частоту обозначают как выделенную базовой станции, отобранной в соответствии с этапом а).

Альтернативный способ по п.2 состоит в том, что выбор частоты в соответствии с п. б) осуществляют за счет того, что ситуацию взаимных помех, создаваемых отобранными в соответствии с п. а) базовыми станциями, оценивают с помощью так называемой функции цены взаимных помех, причем частоты выбирают таким образом, чтобы обусловленное распределением частот повышение функции цены взаимных помех было минимальным.

Преимущество способа согласно изобретению состоит в том, что частоты с учетом возможных помеховых влияний между базовыми станциями распределяются в системе мобильной радиосвязи, т.е. в пределах географического района, в значительной степени равномерно.

Для описания помеховых влияний пригодны предпочтительно вероятности взаимных помех. Способ согласно изобретению оптимально использует помимо вероятностей взаимных помех другую, имеющуюся в распоряжении информацию.

Определение вероятности взаимных помех само по себе известно и описано, например, в упомянутой публикации N WO 90/10341. Здесь вероятность взаимных помех определяется тем участком площади зоны действия системы, для которого отношение сигнал/помеха меньше заданного значения. В других способах помеховую вероятность для участка площади можно оценивать с помощью приходящейся на него доли информационного обмена.

Способ согласно изобретению может быть предпочтительным образом осуществлен с использованием компьютерной программы и предусматривает обработку следующей входной информации: 1) данных о вероятности взаимных помех на одинаковых каналах, первых соседних каналах, вторых соседних каналах и т.д. (для случаев обратного или прямого канала связи или обоих случаев одновременно); 2) данных о частотах, в принципе разрешенных для применения в сети; 2) следующих данных для каждой отдельной базовой станции: а) число требуемых частот; б) локально разрешенные частоты; в) локально запрещенные частоты;
г) степень трудности;
д) обрабатываемая рабочая нагрузка;
е) загрузка ( отношение рабочей нагрузки к пропускной способности);
4) для случая одинаковых каналов, случая первого соседнего канала и т.д. соответственно допустимой вероятности взаимных помех и лежащего ниже него порога, начиная с которого вероятности взаимных помех вообще рассматриваются как актуальные;
5) максимального числа проходов в процедуре обработки по распределению частот;
6) специфических для системы (напр., для системы GSM) дополнительных данных, например интервала частного разноса между каналами, определяемого свойствами передающего звена связи.

Из 1) и 4) в этой программе необходимы по меньшей мере данные об одном из случаев (одинаковый канал, первый соседний канал и т.д.). Далее необходимы: 2), 3а) и 5); могут быть опущены: 3б), в) и 6); по умолчанию могут быть установлены: 3г)-е).

Способ заканчивается предпочтительно тогда, когда за один проход удалось удовлетворить потребность в частоте каждой базовой станции с соблюдением побочных условий или если было осуществлено максимальное число проходов по процедуре распределения частот. В последнем случае результатом способа при определенных условиях может быть лишь частичное решение, на основе которого пользователь может заново сориентироваться в отношении своих входных данных. Один проход процедуры обработки по распределению частот состоит из ряда индивидуальных выделений частот, при каждом из которых соответствующей базовой станции отводится одна частота.

Результатом способа является в итоге список частот, соответственно распределенных между базовыми станциями. Кроме того, список может содержать дополнительные данные, например вероятности взаимных помех, имеющие место после распределения частот, или свободные частоты, которые могут быть выделены по потребности.

Хотя в рамках изобретения можно, в принципе, выбрать и другую последовательность, предпочтительным оказалось сначала отобрать базовую станцию, а затем выбрать частоту для предварительно отобранной базовой станции.

Усовершенствование способа согласно изобретению состоит в том, что затем осуществляют обозначение тех индивидуальных выделенных частот (одна частота одной базовой станции), которые на основе отбора базовой станции и частоты с учетом возможных помеховых влияний, в частности максимально допустимых вероятностей взаимных помех, больше не разрешены.

Осуществление способа согласно изобретению может быть прервано на любом уровне, после чего последующие выделения частот могут производиться работающим в данный момент планировщиком. В одном усовершенствовании способа согласно изобретению предусмотрено, однако, что этапы а)-в) повторяют, пока всем базовым станциям не будет выделено требуемое число частот или пока в случае дополнительной потребности нельзя будет больше выделить частот, и что в последнем случае выделение частот повторяют с использованием другой входной информации. Это обеспечивает в значительной степени оптимальную процедуру распределения частот способом согласно изобретению.

В способе согласно изобретению предпочтительно предусмотрено, что в качестве первого критерия отбора базовой станции служит максимальное число совместно выделяемых этой базовой станции частот по отношению к числу требуемых базовой станцией частот.

Усовершенствование способа согласно изобретению состоит в том, что информацией о возможных помеховых влияниях являются вероятности взаимных помех и что в качестве критерия отбора базовой станции служит сумма вероятностей взаимных помех для отбираемой базовой станции из-за использования тех же и/или соседних частот по отношению к другим базовым станциям. За счет этого происходит дальнейшая оптимизация выделения частот.

Как уже упомянуто выше, в качестве входной информации может быть введена степень трудности выделения требуемых частот для каждой базовой станции. Часто, однако, трудность, с которой данной станции можно выделить требуемые частоты, становится известной лишь в процессе распределения частот, т.е. после одного или нескольких проходов по процедуре распределения частот.

Согласно другому усовершенствованию поэтому предусмотрено, что входная информация содержит для каждой базовой станции степень трудности, которую после выделения частоты, не удовлетворяющего всем требованиям к частоте, изменяют таким образом, что степень трудности для тех базовых станций, которым не было распределено требуемое число частот, детерминированным или недетерминированным образом повышают и что учитывают степень трудности при отборе базовой станции в соответствии с этапом а).

Другое усовершенствование состоит в том, что для выбора частоты в соответствии с этапом б) критерий выбора частоты состоит в принадлежности данной частоты к наивысшему из следующих классов: к классу 1 из разрешенных для отобранной базовой станции частот относят те, выделение которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых этой базовой станции частот к числу еще требуемых этой базовой станцией частот дало бы значение менее 1; к классу 2 из оставшихся частот относят те, выделение которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых другой базовой станции частот к числу еще требуемых этой другой базовой станцией частот дало бы значение менее 1; к классу 3 относят все другие частоты, до сих пор еще не распределенные, однако разрешенные для использования в сети.

Еще одно усовершенствование также способствует в целом улучшению ситуации в отношении взаимных помех и состоит в том, что ситуацию взаимных помех, созданную в результате осуществленного до сих пор распределения частот, оценивают с помощью цены взаимных помех, а в качестве дополнительного критерия выбора частоты используют такой выбор, который вызывает минимальное повышение функции цены взаимных помех.

Это усовершенствование устраняет еще один недостаток известных способов, при которых из матрицы вероятностей взаимных помех выводят матрицу совместимости, которая включает в себя вероятностные значения в виде строго определенных данных "разрешено" или "не разрешено". Дальнейшее развитие идеи изобретения предполагает в пределах заданного диапазона значений использование полученных вероятностей взаимных помех. При этом значениями вероятностей взаимных помех, лежащими ниже диапазона оценки, можно пренебречь. Вероятности взаимных помех выше диапазона оценки соответствуют строго заданному значению "не разрешено".

В пределах диапазона оценки выделение частот принципиально разрешено. Однако учитывается, желателен ли отвод из-за все еще высоких взаимных помех. Это приводит, в числе прочего, к тому, что при выделении частот каждая зона охватываемой в целом частотами географической области обслуживается по процедуре распределения частот настолько хорошо, насколько это позволяет соответствующая ей ситуация взаимных помех.

При таком развитии способа повышение функции цены взаимных помех определяют предпочтительно тем, что входная информация содержит, кроме того, загрузку L и рабочую нагрузку V отдельных базовых станций и что повышение E функции цены взаимных помех в виде суммы оценок помеховых влияний при существенных вероятностях взаимных помех P_AB и P_BA между предварительно отобранной базовой станцией A и другими базовыми станциями B с учетом числа Z требуемых на данной базовой станции частот вычисляется следующим образом:

В зависимости от обстоятельств, в частности, вероятности взаимных помех могут включать в себя также вероятности помех по соседним каналам.

При расчете функции цены взаимных помех рассматривают все пары A и B базовых станций, для которых по меньшей мере одна из двух вероятностей взаимных помех (в случае прямого канала: помеха от ячейки A в ячейке B, помеха от ячейки B в ячейке A; в случае обратного канала: помеха в ячейке A за счет передвижной станции B, помеха в ячейке B за счет передвижной станции A) лежит в случае одинакового канала или в случае соседнего канала выше соответствующего предела актуальности.

Для такой пары A и B оба направленных отношения "A мешает B" и "B мешает A" оценивают отдельно. Эти отношения называются актуалными помеховыми отношениями. Для "B мешает A", например, для каждой частоты, выделенной для базовой станции A, проверяют, используется ли на базовой станции B та же соседняя частота (1-я, 2-я и т.д.). Для каждого такого случая отмечают соответствующие вероятности взаимных помех. После этой обработки всех частот базовой станции A все отмеченные вероятности взаимных помех суммируют, умножают на загруженность базовой станции A, загруженность базовой станции B и рабочую нагрузку базовой станции A и в заключение делят на число выделенных базовой станции B частот.

Результатом является оценка помехового отношения "B мешает A". Его можно интерпретировать как оцениваемую значением базовой станции A для всей сети среднюю вероятность, с которой пользователю базовой станции A будет мешать работа базовой станции B в течение времени ее использования. Сумма оценок актуальных помеховых отношений является результатом функции цены взаимных помех.

Другое усовершенствование способа согласно изобретению состоит в том, что в качестве дополнительного критерия выбора частоты учитывают повторяемость отдельных выделенных частот в системе мобильной радиосвязи.

Для того, чтобы иметь возможность в любом случае завершить отбор, согласно другому усовершенствованию способа предусмотрено, что при отборе базовой станции и/или выборе частоты применяют случайный (недетерминированный) метод, если после использования всех предыдущих критериев отбора имеется еще несколько базовых станций и/или частот, для которых процедура распределения частот не завершена.

Предпочтительная форма осуществления способа согласно изобретению состоит в том, что для отбора базовой станции в соответствии с этапом а) в качестве первого критерия отбора базовой станции используют отношение максимального числа совместно выделяемых этой базовой станции частот к числу еще требуемых этой базовой станцией частот, базовую станцию отбирают с наименьшим отношением; из нескольких имеющих наименьшее отношение базовых станций в качестве второго критерия отбора используют соответствующую отдельным станциям степень трудности выделения частот, причем отбирают базовую станцию с наибольшей степенью трудности; в случае отсутствия однозначного отбора по второму критерию отбора базовой станции в качестве третьего критерия отбора базовой станции используют сумму вероятностей взаимных помех, воздействующих на данную базовую станцию вследствие использования тех же частот и/или соседних частот по отношению к другим базовым станциям, причем отбирают базовую станцию с наибольшей суммой вероятностей взаимных помех, и в случае отсутствия однозначного отбора после использования третьего критерия отбора осуществляют случайный отбор среди оставшихся станций.

В другой предпочтительной форме осуществления предусмотрено, что для выбора частоты в соответствии с этапом б) первый критерий выбора частоты состоит в принадлежности данной частоты к наивысшему из следующих классов: к классу 1 из разрешенных на отобранной базовой станции частот относят те, выделение которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых этой базовой станции частот к числу еще требуемых этой базовой станцией частот на отобранной базовой станции дало бы значение менее 1; к классу 2 из оставшихся частот относят те, выделение которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых другой базовой станции частот к числу еще требуемых этой другой базовой станцией частот дало бы значение менее 1; к классу 3 относят все другие, до сих пор еще не распределенные частоты, однако разрешенные для использования в сети.

В случае отсутствия однозначного отбора по первому критерию отбора частоты в качестве второго критерия отбора частоты учитывают возможное повышение функции цены взаимных помех, вычисляемой по тем значениям вероятности взаимных помех между предварительно отобранной базовой станцией и другими базовыми станциями, которые лежат не выше максимально допустимой вероятности взаимных помех и не ниже рассматриваемой как в принципе актуальная вероятности взаимных помех, в качестве третьего критерия выбора частоты служит повторяемость произведенных раньше распределений частот, причем выбирают частоту с самой низкой повторяемостью, и в случае отсутствия однозначного выбора по третьему критерию выбора частоты осуществляют случайный выбор среди оставшихся частот.

В другом способе выделение частот базовым станциям системы мобильной радиосвязи, при котором исходят из входной информации, содержащей по меньшей мере число требуемых для данной базовой станции частот, разрешенные в системе мобильной радиосвязи частоты и вероятности взаимных помех между базовыми станциями в случае тех же или соседних частот, предусмотрено, что поэтапно отбирают индивидуальные базовые станции и выделяемые им частоты и при выделении частот количественно учитывают вероятности взаимных помех.

Отличительные признаки этого способа способствуют оптимизации системы мобильной радиосвязи в отношении вероятностей взаимных помех и могут использоваться вместе с другими этапами и критериями отбора базовых станций и частот.

Предпочтительно в этом способе учитывают только вероятности взаимных помех в пределах диапазона значений, лежащего между рассматриваемым в качестве актуального минимальным значением и рассматриваемым в качестве максимально допустимого максимальным значением.

Пример осуществления изобретения более подробно поясняется ниже с помощью чертежа, на котором представлено следующее:
фиг. 1 - матрица вероятностей взаимных помех между четырьмя базовыми станциями, принятых в качестве входных данных;
фиг. 2 - графическое изображение помеховых воздействий между базовыми станциями;
фиг. 3.1. - 3.8 - таблицы взаимосвязи между различными частотами, базовыми станциями и отношением остаточной пропускной способности к требуемым еще частотам для соответствующего этапа способа.

Для наглядности рассмотрим небольшую систему мобильной радиосвязи с четырьмя базовыми станциями A, B, C, D, которая представляет собой, например, расширение существующей сети. На практике, однако, с помощью способа согласно изобретению осуществляется распределение частот для систем мобильной радиосвязи с сотнями или даже тысячами базовых станций. Кроме того, в примере исполнения для наглядности предусмотрено только восемь отводимых частот.

В примере исходим из того, что изображенные на фиг. 1 вероятности взаимных помех были предварительно определены. В случае прямого канала связи они указывают на то, что связи между базовой станцией и находящейся в зоне ее действия передвижной станцией мешает другая базовая станция. На фиг. 1, например, при использовании той же частоты базовая станция D мешает базовой станции C с вероятностью 12%. Вероятность взаимных помех 10% считается максимально допустимой, тогда как вероятности взаимных помех менее 1% не рассматриваются как актуальные.

Вероятности взаимных помех для имеющихся базовых станций системы мобильной радиосвязи в сильно упрощенном примере исполнения не приведены совершенно определенно. Предполагается, что они либо неактуальны, либо приводят к запрету отдельных частот базовых станций A, B, C или D. Обусловленные вероятностями взаимных помех помеховые воздействия между базовыми станциями A, B, C, D представлены на фиг. 1 в графическом виде. При этом сплошная соединительная линия означает запрет на использование тех же частот. Штриховая линия с соответствующим числом в процентах указывает, что использование тех же частот разрешено, однако нежелательно. Оно тем нежелательно, чем выше вероятность взаимных помех.

Пусть для базовых станций A-D известно следующее:
A требует две частоты, не имеет права использовать частоты 3, 5 и 8 и имеет степень трудности 22;
B требует две частоты, не имеет права использовать частоты 2, 3 и 5 и имеет степень трудности 20;
C требует одну частоту, не имеет права использовать частоты 2, 3, 5, 6, 7, 8 и имеет степень трудности 30;
D требует две частоты, не имеет права использовать частоты 2, 3, 5, 6, 8 и имеет степень трудности 18.

Возможности использования частот изображены на фиг. 3.1 в виде таблицы, причем штрих над цифрой означает, что соответствующая частота для данной базовой станции запрещена.

Пусть для рассматриваемой системы мобильной радиосвязи известно, что в существующей зоне частоты используются тем чаще, чем выше номер частоты. Пусть рабочая нагрузка и загруженность отдельных базовых станций имеют одинаковое значение 1. В способе может осуществляться максимум десять проходов по процедуре распределения частот.

Две частоты, сообща используемые на одной базовой станции, должны иметь за счет свойств развязки передающего средства интервал между каналами, равный 3, так что, например, использование частоты 4 автоматически запрещает использование частот 2, 3, 5 и 6 на той же базовой станции.

После того как известны все входные данные, в способе согласно изобретению начинается первый проход по процедуре распределения частот. Здесь прежде всего следует отобрать первую базовую станцию. Для этого с целью проверки первоочередного критерия отбора базовой станции вычисляют отношения остаточной пропускной способности к числу еще требуемых частот для базовых станций A-D.

Для базовой станции A это означает:
частота 1 может быть использована; частота 2 запрещена из-за частоты 1; частота 3 запрещена из-за частоты 1, а также вообще; частота 4 может быть использована; частота 5 запрещена из-за частоты 4, а также вообще; частота 6 запрещена из-за частоты 4; частота 7 может быть использована; частота 8 запрещена из-за частоты 7.

Из этого следует остаточная пропускная способность 3 и отношение остаточной пропускной способности к еще требуемым частотам 3/2. Это отношение, а также соответствующие отношения для базовых станций B, C и D показаны на фиг. 3.1 справа.

На основе первоочередного критерия отбора базовой станции выделение частот следует начинать с одной из базовых станций A, B или D. Для отбора среди этих базовых станций используют второй по значению критерий отбора базовой станции, а именно степень трудности, так что выбор приходится на базовую станцию A.

Для базовой станции A частоты 3, 5 и 8 запрещены. Ни одна из разрешенных частот (1, 2, 4, 6, 7) не сделала бы уже теперь невозможным выделение второй требуемой частоты для базовой станции A, т.е. класс 1 свободен. Точно так же свободен класс 2. Поскольку класс 3 состоит более чем из одной частоты, эти частоты продолжают сортировать по второму по значению критерию выбора частоты. Поскольку базовым станциям C и D еще не отведены частоты, изменение функции цены взаимных помех для частоты базовой станции A должно быть равно нулю. Поэтому необходим дальнейший выбор по третьему по значению критерию выбора частоты. После замечания о повторяемости использования в уже существующей сети следует отобрать частоту 1. Это выделение частоты имеет следствием то, что базовая станция A не имеет больше права использовать частоты 2, 3 и что частота 1 из-за высокой вероятности взаимных помех (см. фиг. 1) не может быть использована на базовой станции. Это состояние после первого индивидуального выделения частоты изображено на фиг. 3.2. Рамка вокруг цифры означает, что соответствующая частота выделена.

На фиг. 3.2 показан, кроме того, произведенный после первого индивидуального выделения частоты новый расчет отношений остаточной пропускной способности к числу требуемых еще частот. Для второго индивидуального выделения частоты отбирают поэтому базовую станцию B. Для нее запрещены частоты 1, 2, 3 и 5. Выбор частоты 6 теперь сделал бы невозможным выделение второй частоты базовой станции B. Поэтому частота 6 относится к классу 1. Класс 2 свободен, тогда как класс 3 включает в себя частоты 4, 7 и 8. Поскольку базовая станция C еще не получила ни одной частоты, изменение функции цены взаимных помех для частоты из класса 3 должно быть соответственно равно нулю. На основе упомянутого выше критерия повторяемости выбирают частоту 4 и выделяют ее базовой станции B, что показано на фиг. 3.3. Кроме того, на фиг. 3.3. показаны новые отношения остаточной пропускной способности для еще требуемых частот. После этого для третьего индивидуального выделения частоты по первоочередному критерию выбора рассматриваются базовые станции A, B и D. По второму по значению критерию отбора базовой станции выбор падает на базовую станцию A.

Поскольку обе частоты 6, 7 относятся к классу 3 и из-за еще отсутствующих частот на базовых станциях C, D не может произойти изменение функции цены взаимных помех, частоту 6 выбирают снова по критерию повторяемости. После этого третьего индивидуального выделения частоты возникает промежуточный результат, изображенный на фиг. 3.4
Для четвертого индивидуального выделения частоты выбор падает по степени трудности на базовую станцию B. Выбор частоты 7 означал бы, что базовой станции D нельзя было бы больше выделить две частоты. Частота 7 относится поэтому к классу 2, тогда как частота 8 относится и классу 3, и отбирают именно ее. После этого четвертого индивидуального выделения частоты возникает состояние, изображенное на фиг. 3.5.

Для пятого индивидуального выделения частоты выбор падает на базовую станцию D. Все еще оставшиеся для этой базовой станции частоты относятся к классу 3. Для частоты 1 из-за ее использования на базовой станции A происходит повышение функции цены взаимных помех, чего не происходит для частот 2 и 7. По критерию повторяемости из этих частот выбирают частоту 2. После этого возникает состояние, изображенное на фиг. 3.6.

Для шестого индивидуального выделения частоты снова отбирают базовую станцию D. Только частота 7 относится к классу 3. Ее поэтому выделяют базовой станции D, что изображено на фиг. 3.7.

Из фиг. 3.7, кроме того, видно, что частоту следует выделить только еще базовой станции C, для чего свободны две частоты, а именно частоты 1 и 4. Для обеих частот повышается функция цены взаимных помех.

Это повышение в случае выделения частоты 1 вычисляют следующим образом: сначала вычисляют повышение функции цены взаимных помех для отношения "С мешает A" при вероятности взаимных помех 8% (фиг. 1). Это помеховое отношение умножают на загруженность L базовой станции A, загруженность L базовой станции C и рабочую нагрузку V базовой станции A и делят на число требуемых в целом для базовой станции A частот. Поскольку как загруженность L, так и рабочая нагрузка V были приняты за 1, то следует
(8·1·1··1)/2=4.

Соответствующим образом вычисляют повышение функции цены взаимных помех для отношения "A мешает C", что дает
(8·1·1·1)/1=8.

Для всех других потенциальных помеховых отношений расчет составляет 0. Сумма оценок (функция цены взаимных помех) повысилась таким образом на 12. В случае выделения частоты 4 в результате подобного расчета функция цены взаимных помех повышается на 3. Из этого следует, что по второму по значению критерию выделения частоты необходимо выбрать частоту 4. После этого седьмого индивидуального выделения частоты возникает состояние, изображенное на фиг. 3.8. Таким образом, первый проход по процедуре выделения частот закончен. Поскольку больше нет базовых станций с еще не удовлетворенной потребностью в частотах, заканчивается также реализация способа в целом. Изображенный на фиг. 3.8 конечный результат удовлетворяет все побочные условия и дает план частот, обеспечивающий максимально свободную от взаимных помех работу сети.

Формула изобретения

1. Способ распределения частот между базовыми станциями системы мобильной радиосвязи, при котором используют по меньшей мере следующую исходную информацию: число частот, требуемых для данной базовой станции, перечень частот, допустимых в системе мобильной радиосвязи, перечень информаций о возможных влияниях помех между базовыми станциями в случае одинаковых и/или соседних частот, отличающийся тем, что на первом этапе по первому критерию отбора базовой станции отбирают подмножество, из этого подмножества, если оно состоит из более чем одной базовой станции, по следующему критерию отбора базовой станции отбирают следующее подмножество и последнюю операцию отбора повторяют до тех пор, пока подмножество не будет состоять из одной единственной базовой станции, на втором этапе по первому критерию отбора частоты из перечня частот, допустимых в системе мобильной радиосвязи, отбирают подмножество частот, из этого подмножества, если
оно состоит из более чем одной частоты, по следующему критерию отбора частоты отбирают следующее подмножество и последнюю операцию отбора частоты повторяют до тех пор, пока подмножество не будет состоять из одной единственной частоты, на третьем этапе отобранную частоту выделяют для отобранной базовой станции.

2. Способ разделения частот между базовыми станциями системы мобильной радиосвязи, при котором используют по меньшей мере следующую исходную информацию: число частот, требуемых для данной базовой станции, перечень частот, допустимых в системе мобильной радиосвязи, перечень информаций о возможных влияниях помех между базовыми станциями в случае одинаковых и/или соседних частот, отличающийся тем, что на первом этапе по первому критерию отбора базовой станции отбирают подмножество, из этого подмножества, если оно состоит из более чем одной базовой станции, по следующему критерию отбора базовой станции отбирают следующее подмножество и последнюю операцию отбора повторяют до тех пор, пока подмножество не будет состоять из одной единственной базовой станции, на втором этапе оценивают ситуацию взаимных помех для отобранной базовой станции с помощью функции цены взаимных помех, которая дает информацию о существенных взаимных помехах с соседними базовыми станциями, на третьем этапе из перечня допустимых частот выбирают ту частоту, при которой обусловленное выделением частоты увеличение значения функции цены взаимных помех было бы минимальным, на четвертом этапе выбранную частоту выделяют отобранной базовой станции.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сначала отбирают базовую станцию, а затем частоту для отобранной базовой станции.

4. Способ по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что далее осуществляют обозначение тех индивидуальных частот для соответствующей базовой станции, которые вследствие отбора базовой станции и частоты с учетом возможных помех, в частности максимально допустимых вероятностей взаимных помех, больше не разрешены.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый, второй и третий этапы повторяют, пока всем базовым станциям не будет выделено требуемое число частот или пока в случае дополнительной потребности нельзя будет больше выделить частот, при этом в случае, если отсутствует возможность дальнейшего выделения частот, то выделение частот повторяют с использованием другой входной информации.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что первый, второй, третий и четвертый этапы повторяют, пока всем базовым станциям не будет выделено требуемое число частот или пока в случае дополнительной потребности нельзя будет больше выделить частот, при этом в случае, если отсутствует возможность дальнейшего выделения частот, то выделение частот повторяют с использованием другой входной информации.

7. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что в качестве первого критерия отбора базовой станции используют максимальное число совместно выделяемых этой базовой станции частот по отношению к числу еще требуемых для нее частот.

8. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве информации о возможных помеховых влияниях используют вероятности взаимных помех, при этом в качестве критерия отбора базовой станции служит сумма вероятностей взаимных помех для отбираемой базовой станции вследствие использования тех же и/или соседних частот по отношению к другим базовым станциям.

9. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что входная информация содержит для каждой базовой станции степень трудности, которая после выделения частоты, не удовлетворяющей всем требованиям к частоте, изменяется так, что степень трудности для тех базовых станций, которым не было выделено требуемое число частот, повышается детерминированным или недетерминированным образом, причем степень трудности учитывают при отборе базовой станции в соответствии с первым этапом.

10. Способ по п.1 или любому из пп.3 - 8, отличающийся тем, что при отборе частоты в соответствии с вторым этапом критерий отбора частоты состоит в принадлежности данной частоты к наивысшему из следующих классов: к классу 1 из разрешенных на отобранной базовой станции частот относят те, отвод которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых этой базовой станции частот к числу еще требуемых этой базовой станции частот дало бы значение менее 1; к классу 2 из оставшихся частот относят те, выделение которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых другой базовой станции частот к числу еще требуемых этой другой базовой станцией частот дало бы значение менее 1; к классу 3 относят все другие, до сих пор еще не распределенные, однако разрешенные для использования в системе связи частоты.

11. Способ по п.1 или любому из пп.3 - 9, отличающийся тем, что ситуацию взаимных помех, обусловленную выполненным текущим распределением частот, оценивают с помощью функции цены взаимных помех, причем в качестве дополнительного критерия отбора частоты используют отбор той частоты, которая обусловит минимальное увеличение значения функции цены взаимных помех.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что входная информация включает загруженность L и рабочую нагрузку V отдельных базовых станций, причем увеличение E значения функции цены взаимных помех в виде суммы оценок помеховых влияний при соответствующих вероятностях взаимных помех P_AB и P_BA между предварительно отобранной базовой станцией A и другими базовыми станциями B с учетом числа Z требуемых на данной базовой станции частот вычисляют следующим образом:

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что вероятности взаимных помех могут включать в себя также вероятности взаимных помех по соседним каналам.

14. Способ по п.1 или любому из пп.3 - 11, отличающийся тем, что в качестве дополнительного критерия отбора частоты учитывают повторяемость отдельных выделенных частот в передвижной радиосети.

15. Способ по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что при отборе базовой станции и/или отборе частоты используют отбор случайным образом, если после использования всех предыдущих критериев отбора имеется еще несколько базовых станций и/или частот.

16. Способ по любому из пп.1 - 14, отличающийся тем, что для отбора базовой станции в соответствии с вторым этапом в качестве первого критерия отбора базовой станции используют отношение максимального числа совместно выделяемых этой базовой станции частот к числу еще требуемых этой базовой станцией частот, базовую станцию отбирают с наименьшим отношением, из нескольких имеющих наименьшее отношение базовых станций в качестве второго критерия отбора используют соответствующую отдельным станциям степень трудности, причем отбирают базовую станцию с наибольшей степенью трудности, в случае отсутствия однозначного отбора по второму критерию отбора базовой станции в качестве третьего критерия отбора базовой станции используют сумму вероятностей взаимных помех для данной базовой станции из-за использования тех же частот и/или соседних частот по отношению к другим базовым станциям, причем отбирают базовую станцию с наибольшей суммой вероятностей взаимных помех, а в случае отсутствия однозначного отбора после использования третьего критерия отбора осуществляют отбор случайным образом из оставшихся станций.

17. Способ по п. 1 или одному из пп.3 - 15, отличающийся тем, что для отбора частоты в соответствии с вторым этапом первый критерий отбора частоты состоит в принадлежности данной частоты к наивысшему из следующих классов: к классу 1 из разрешенных на отобранной боковой станции частот относят те, выделение которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых этой базовой станции частот к числу еще требуемых этой базовой станцией частот на отобранной базовой станции дало бы значение менее 1; к классу 2 из оставшихся частот относят те, выделение которых отобранной базовой станции для отношения максимального числа совместно выделяемых другой базовой станции частот к числу еще требуемых этой другой базовой станцией частот дало бы значение менее 1; к классу 3 относят все другие до сих пор еще не распределенные, однако разрешенные для использования в системе связи частот, в случае отсутствия однозначного отбора по первому критерию отбора частоты в качестве второго критерия учитывают возможное увеличение значения функции цены взаимных помех, вычисляемой по тем значениям вероятности взаимных помех между предварительно отобранной базовой станцией и другими базовыми станциями, которые лежат не выше максимально допустимой вероятности взаимных помех и не ниже учитываемого значения вероятности взаимных помех, а в качестве третьего критерия отбора частоты служит повторяемость ранее произведенных выделений частот, причем отбирают частоту с самой низкой повторяемостью, и в случае отсутствия однозначного отбора по третьему критерию осуществляют отбор случайным образом из оставшихся частот.

18. Способ по любому из пп.1 - 16, отличающийся тем, что вероятности взаимных помех учитывают в пределах диапазона значений, лежащего между учитываемым минимальным значением и максимально допустимым значением.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4