基于距离的码 资源预评估方法研究

王嘉兴 李果 卫钰

【摘要】 复用距离是码资源规划所要考虑的重要因素，合理的复用距离可以有效降低系统干扰、改善切换成功率、掉话掉线率等。本文提出一种基于复用距离的码资源计算方法，论述了本方法在各环节的计算的流程和方法，能够有效规划出满足复用距离的码资源。

【关键词】 码资源规划 复用距离

一、引言

无线网络的质量很大程度上取决于网络规划的质量，无线码资源规划做为网络规划、网络优化中的一个重要部分，对后期整个网络的服务质量有很大的影响。常用的码资源包括小区物理标识、逻辑根序列索引等，码资源在无线系统的有着降低干扰、区分小区、保证接入等重要作用，近距离同码资源配置可导致干扰上升、小区切换失败，严重时会导致UE无法接入、掉话掉线等严重网络问题，所以通常要通过邻区配置码资源和复用距离两个条件来约束限制规划小区的码资源分配。

二、基于距离的码资源预评估方法

码资源的规划的受站点密度的影响较大，同样的规划原则在站点低密度区域可以得到满意的结果，可是在站点高密度区域却往往不尽人意，反复的调整修改会大大消耗人工。缺乏区域性的站点码资源分析是造成这一问题的根本原因。

基于距离的码资源预评估方法是将资源评估和资源规划相结合，通过预先评估区域内资源使用情况、可用资源情况，确定合理的规划原则（如复用距离、码资源使用数量等），后完成规相应码资源规划，从而达到解决上述问题的目的。

其整理流程如图1。

2.1 码资源预评估方法

包括如下步骤：

1、读取工程参数、邻区参数、小区配置参数、规划原则等；

工程参数包括小区的经纬度、小区id等；

邻区参数为全网小区邻区数据；小区配置参数包括现网小区码资源配置和与码资源配置相关参数；

规划原则为规划需要明确的复用距离、可以使用码资源等。

2、规划小区Ci j与其他小区距离评估

计算小区Ci j的与其他小区距离，计算公式：

3、规划小区簇划分：将规划小区以半径为r正六边形作规划簇划分，每个规划正六边形规划簇需与周边规划簇完全贴合，即正六边形各定点夹角为120。正六边形可以保证与相邻正六边形完全贴合，保证空间上无缝隙，保证各站点均能分配至正六边形中。

例如：某地市按照半径r=3KM的正六边形划分簇，其结果如下图：

4、为了消除不同码资源排列分布的差异，使本方法为应用于更多排列规律性的码资源规划，需要将码资源按照码资源的排列规律与规划序列进行等效出处理，建立码资源与序列的映射关系。小区使用码资源做等效处理得出序列集合记做D。

例如LTE PRACH逻辑根序列的起始索引号为{0，3，6，9…839}，小区需要3个ZC根序列来生成64个前导序列，经等效处理后的序列为{0，1，2，3…279}。PCI{0，1，2，3，…503}根据小区个组ID等效处理后的序列为{0，1，2，3…167}。

5、计算小区Ci j可用序列集合B，分为如下三个子步骤：

1.计算以小区Ci j为中心，以复用距离P 为半径的区域的小区集合，若Lij，（i+1）（ j+1）

2.小区Cij在半径为P的区域外的现网邻区集合，确定中使用序列集合C。序列集合C也是经过等效处理的。

3.计算小区Cij可用序列集合，方法如下：小区Cij为中心，半径P的范围的规划小区个数为， 半径为P范围外的规划邻区个数为；则小区Cij可用资源集合规划序列集合D除去已使用的资源集合的表达式为，所得的集合K的前个值确定供规划小区使用，即组成规划序列集合B，由此可以保证在涉及的规划小区都可以分配到唯一值。

例如：以规划小区 为中心在复用距离为P km规划序列，其中，以规划小区为中心的P km内现网小区对应使用序列（等效后）的集合为A；规划小区为中心P km外规划小区配置的现网邻区使用序列（等效后）的集合为C。其中，P km内规划小区数为b1=54，P km外配置的规划邻区数为b2=4。例如，在本实施例中，A={0，1，2，3…151}；C={81，82，83}；序列集合D={0，1，2，3，…，279} ，则可供用的规划序列需要将已经使用序列排除，记集合={152，153，154…279}；则规划小区可用序列集合B为集合K的前b1+b2个值的集合，即前58个值，故，B={152，153，154…210}。由此，可以保证在涉及规划小区都可以分配到唯一值。

6、簇划分序列评估

由于规划小区因地理分布疏密不同，按照同一规划原则可能导致使用资源溢出，即使用序列资源大于规划原则序列资源，导致规划结果产生问题。分簇评估可以很好解决此问题，通过评估出各簇在当前复用距离下资源情况，方便规划工程制定簇自定义规划原则，避免资源不足导致的冲突。

具体的评估方法：

结合步骤E所得到的结果对簇内全部小区序列使用集合B取并集，得出簇使用序列的总集合，并计算序列使用频率。

例如：簇内存在规划小区C11、C12、C13、C21、C22、C23、C31、C32、C33，经过上述计算得出的可用序列集合分别为{0，1，2，3…50}，{1，2，3….51}，{2，3，4….52}，{13，14，15….40}，{13，14，15….70}，{20，21，22….30}，{15，16，17….60}，{20，21，22….30}，{25，26，27….40}，则取的其并集得到结果{0，1，2，3…70}即为该簇可用序列的总集合。由于簇评估是通过簇内单小区的序列取并集实现的，故在单小区的序列集合B为取集合K最前面b1+b2个值而组成的，其目的是为了使簇内可用资源更紧凑（可用序列的最小范围），也是后续评估的主要依据。如取集合K内的任意值组成集合B，簇内序列使用资源在极端情况下可导致簇资源使用集合为D。

7、簇规划结果与导入规划原则对比对各簇进行评估：

复用距离大于或等于P，并且 ？ U的簇，为满足规划原则的簇，即保留评估结果，不再继续评估。

复用距离P时，不满足规划原则 ？U的簇，记录 溢出U的元素数量，也就是资源的溢出量，并降低复用距离继续评估：例如采用复用距离P-M×1再次评估，此时，如果满足？ U，保留结果，不再继续缩小复用距离进行下一次评估，并记录评估的累积次数；如果此时不满足？U，则继续减少复用距离，例如采用复用距离= P-M×2再次评估；…，直到采用复用距离P-M×N进行评估。其中M为调整距离调整步长，N为评估次数，此两个数值均可以自定义。通常P-M×N的最小值由规划原则中要求的最低复用距离决定。实际上，就是在满足最低复用距离要求的前提下，逐次降低复用距离进行评估，在出现？U时停止降低复用距离进行再评估。当然，也有可能出现在从复用距离P降至P-M×N的过程中，每一次都都不满足？U的情形。记录在每一复用距离下 溢出U的元素数量，以及此时进行评估的累积次数。也就说，当出现？U或者复用距离PM×N达到最小复用距离这两个条件之一时即停止评估。

通过上述评估过程对各簇进行评估，汇总各簇资源评估结果，对簇进行分类，分为三类簇：（1）满足规划原则的簇，即在复用距离大于或等于P时，并且？U的簇；（2）复用距离为小于P，但大于或等于最小复用距离时满足？U的簇，以及（3）在大于最小复用距离的前提下，均不满足？U的簇。其中，满足？U，也即是意味着可用的码资源足够使用，对于？U的簇，说明码资源不足，分别记录其溢出的数量。对于上述第（1）和（2）的情形，不必改变码资源，优选满足？U时的复用距离，对于第（3）中情形，选取码资源溢出的数量最小时的复用距离，并且根据溢出量增加相应的码资源。对第（2）的情形，也还可以根据实际情况进行选择，如选择？U时的复用距离，就不必增加码资源，如果不希望降低复用距离，则需要根据？U情形时的溢出数量，增加码资源。

在汇总各簇资源评估结果时，将各簇历次评估结果汇总呈现，同簇通过复用距离进行划分得到一个列表，如表1所示，根据复用距离P和序列使用情况进行汇总，针对每簇列明评估次数和每次评估的序列溢出的数量。

例如：某网络4个簇的评估结果如下：

表1中，簇1在复用距离5km时，溢出量为0，说明该簇内规划小区可适用于规划原则要求使用的序列数，这里设定规划原则中的序列集合为{0，1，2，3…151}。

簇2通过三次复用距离评估，并且3km时的溢出量最小，但是有40个使用序列溢出情况，故建议3km复用距离规划，较原有规划原则使用序列后增加40个序列资源，即{0，1，2，3…191}。

簇3通过两次复用距离评估，复用距离5km规划时溢出20个资源，即{0，1，2，3…171}，复用距离4km，溢出为0，完全满足规划原则中序列资源的要求，建议使用4km复用距离。

簇4通过两次复用距离评估，复用距离5km时，规划溢出10个序列资源，{0，1，2，3…161}，而复用距离4km时，溢出为0，完全满足规划原则中序列资源的要求。此时有两种选择：如希望降低复用距离，则选择复用距离为4km，此时不必调整序列资源；如不希望降低复用距离，则采用复用距离为5km，同时需要增加10个序列资源。

上述的基于距离的码资源预评估方法，先基于复用距离对码资源进行预评估，可大大提高后续的规划效率。

2.2 码资源规划

在确定所采用的规划原则后则进行具体的规划步骤：

1、序列映射码资源，根据步骤E中的映射关系，将簇自定义规划原则序列映射为码资源值；

2、各簇根据定义规划原则规划码资源，具体分为如下子步骤：（1） 根据地理位置确定簇的规划的先后顺序。（2）簇内小区规划顺序优先按照邻区数量的大小排序，同邻区数小区按照站点地理位置高低，先经度由低至高，后维度由高至低排列，同站各小区按小区好由小至大排序。（3） 输出全部规划小区规划码资源。（4） 根据簇自定义规划原则的限定规划码资源。

3、结合上述步骤E得到的小区Cij可用序列集合结果，和自定义复用距离确定小区可用码资源填充小区Cij序列值，直到规划小区全部填充完为止，如果小区Cij可用序列值超出簇自定义范围，则默认配置最小的可用码资源。

作为优选方案，在此步骤中，采用的判断标准为：1、规划小区分配码资源不能与邻小区相同；2、通过对码资源使用优先级X和码资源全网使用率Y进行相关运算评估，取X+Y数值最小的码资源配置，也即是优先配置使用率低的码资源进行配置。作为优选方案，本实施例的规划方法还进一步包括如下步骤：

4、汇总全部小区的码资源规划数据；

5、输出规划结果，规划结果以报表形式呈现：包括规划小区对应的簇、各簇的规划原则。

三、 结束语

本文介绍的基于距离的码资源预评估方法和规划方法具有如下几个方面的优点：（1）采用将规划小区簇划分的思想，对各簇使用的码资源可分别评估，并输出不同复用距离情况下，可使用的码资源，方便规划工程师掌握各簇复用距离和可用的码资源的情况。（2）通过先评估再规划的方法实现，较先规划再核查后修改的现有规划方法，规划效率有了明显提升。（3）码资源规划可使用各簇自定义规划原则，全部规划小区通过一次规划完成，提升规划效率、缩短规划周期。

参 考 文 献

[1]王映民，宋韶辉，TD-LTE技术原理与系统设计 北京：人民邮电出版社，2010

[2]李青，TD-LTE系统PCI规划方法研究，无线电通信技术，2013（5）：66-92.

[3]李寿鹏，张国栋，苏蕾.TD-LTE系统PCI配置分析.运营与维护，2012（9）：50-54.