CN102892136B - 上行信号的加载方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种上行信号的加载方法及基站，其中，上述方法包括：基站获取用于测试通信设备性能的干扰信号；基站在其接收的来自于终端的上行信号上加载所述干扰信号。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中，模拟加载实现较为复杂，需要额外的设备仪器等导致成本较高等问题，进而达到了在移动通信设备开通和网络规划优化的过程中，模拟加载简单，成本也较低的效果。

Description

上行信号的加载方法及基站

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种上行信号的加载方法及基站。

背景技术

在移动通信设备开通和网络规划优化的过程中，为了充分验证设备的性能，通常需要加载一定话务量、存在一定干扰的环境中来进行部分测试。这种加载通常有两种模式：用真实手机模拟最恶劣情况下的干扰或用信号发生器模拟上行干扰发送给基站例如演进型基站(E-UTRAN NodeB，简称为eNB)；在规模组网情况下通过引入大量终端或使用第三方信号发生器来辅助完成模拟加载的往往是十分困难和不现实的，额外的仪器，费用昂贵，操作也很复杂。

针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种上行信号的加载方法及基站，以解决上述问题至少之一。

根据本发明的一个方面，提供了一种上行信号的加载方法，包括：基站获取用于测试通信设备性能的干扰信号；基站在其接收的来自于终端的上行信号上加载所述干扰信号。

上述基站获取用于测试通信设备性能的干扰信号，包括：基站确定每个资源块RB上需要加载的干扰功率；基站以RB为单位，对随机序列加载干扰功率，得到干扰信号。

上述基站通过以下公式计算确定需要加载的干扰功率：其中，表示第i个RB上需要加载的干扰功率，IOT_i表示第i个RB的干扰功率与热噪声功率比值，N表示通信设备的底噪功率。

上述基站通过以下公式计算得到干扰信号： 其中，X_i为所述干扰信号，表示均值为0，方差σ_i ²的高斯白噪声序列。

上述方法还包括：基站在对上行信号进行快速傅里叶变换FFT之后加载干扰信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站，包括：获取模块，获取用于测试通信设备性能的干扰信号；加载模块，用于在基站接收的来自于终端的上行信号上加载干扰信号。

上述获取模块，包括：确定单元，用于确定每个RB上需要加载的干扰功率；获取单元，用于以RB为单位，对随机序列加载干扰功率，得到干扰信号。

上述确定单元通过以下公式计算确定需要加载的干扰功率：其中，表示第i个RB上需要加载的干扰功率，IOT_i表示第i个RB的IOT水平，N表示通信设备的底噪功率。

上述获取单元通过以下公式计算得到干扰信号： 其中，Xi为干扰信号，表示均值为0，方差σ_i ²的高斯白噪声序列。

上述加载模块，用于在对上行信号进行快速傅里叶变换FFT之后加载干扰信号。

通过本发明，采用在基站内部对其接收的终端的上行信号加载干扰信号的方法，解决了相关技术中模拟加载实现较为复杂，需要额外的设备仪器等导致成本较高等问题，进而达到了在移动通信设备开通和网络规划优化的过程中，模拟加载简单，成本也较低的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的上行信号的加载方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的基站的结构框图；

图3为根据本发明优选实施例的基站的结构示意图；

图4为根据本发明优选实施例的采用频域RB为单位的干扰加载的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为根据本发明实施例的上行信号的加载方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S102，基站获取用于测试通信设备性能的干扰信号。对于基站获取上述干扰信号的来源可以有多种，可以从外界干扰信号发生源获取，也可以由基站内部直接产生。

步骤S104，基站在其接收的来自于终端的上行信号上加载所述干扰信号。

通过上述处理步骤，可以解决由于采用在基站外部实现上行信号的加载导致的实现复杂及成本较高等问题，达到了在移动通信设备开通和网络规划优化的过程中，模拟加载简单，成本也较低的效果。

对于上述基站获取干扰信号的方法可以有多种，其中一种较为优选的实施方式，通过以下方式获取：基站确定单位带宽(本实施例中以一个资源块(Resource Block，简称为RB，180KHz)为单位带宽)上需要加载的干扰功率；基站以RB为单位，对随机序列加载所述干扰功率，得到所述干扰信号。具体包括：基站确定每个RB上需要加载的干扰与热噪声功率比(IOT_i)，对每个RB可以分配不同的干扰与热噪声功率比。在具体实施时，基站通过后台(可以是OMC)配置干扰与热噪声功率比，并根据基站对热噪声的测量产生每个RB上干扰功率，然后对以RB为单位的随机序列加载干扰功率，得到干扰信号。

对于上述干扰功率的确定即如何确定单位带宽每个RB上需要叠加的干扰功率，则可以通过以下公式计算确定：其中，表示第i个RB上需要加载的干扰功率，IOT_i表示第i个RB的干扰功率与热噪声功率比值，N表示所述通信设备的底噪功率。其中，IOT(Interference over Thermal)是测量到的其他小区内所有UE产生的干扰功率与热噪声功率的比值。

基于确定上述干扰功率的公式，干扰信号可以通过以下公式计算得到：

其中，X_i为所述干扰信号，表示均值为0，方差σ_i ²的高斯白噪声序列。

在本发明的一个具体实施方式中，基站在对所述上行信号进行快速傅里叶变换(FastFourier Transform Algorithm，简称为FFT)之后加载干扰信号。

在本实施例中还提供了一种基站，该基站用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述，下面对该基站中涉及到的模块进行说明。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的基站较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图2为根据本发明实施例的基站的结构框图。如图2所示，该基站包括：

获取模块20，获取用于测试通信设备性能的干扰信号；

加载模块22，与获取模块20相连，用于在基站接收的来自于终端的上行信号上加载干扰信号。

在具体实施时，如图4所示，上述获取模块20可以以下顺序：从产生均匀分布的随机序列-＞产生正态分布的随机序列-＞根据后台(可以为网管OMC)配置的RB为单位带宽的加载干扰功率以及测量的噪声功率，产生以RB为单位的不同功率的随机序列，进而产生用于测试通信设备性能的干扰信号；加载模块22，用于在基站OFDM接收机完成FFT之后的上行信号上加载干扰信号，相当于模拟UE的上行信号来实现上行加载，具体随机序列、正态分布序列以及RB为单位的不同功率的随机序列如何产生可以参见以下实施例中的描述。

在本发明的一个优选实施方式中，如图3所示，上述获取模块20，包括：确定单元200，用于确定每个RB上需要加载的干扰功率；获取单元202，与确定单元200相连，用于以RB为单位，对随机序列加载所述干扰功率，得到干扰信号。在实际应用时，获取单元202，用于以RB为单位，产生对每个RB相同功率或者不同功率的干扰随机序列加载所述干扰功率，得到干扰信号。

优选地，确定单元200，用于通过以下公式计算确定需要加载的干扰功率：

$I_i^{\mathrm{RB}}=({10}^{\frac{{\mathrm{IOT}}_i}{10}}-1)*N,$

其中，表示第i个RB上需要加载的干扰功率，IOT_i表示第i个RB的IOT水平，N表示所述通信设备的底噪功率。

优选地，获取单元202，用于通过以下公式计算得到所述干扰信号：

$X_i\≈N(0,I_i^{\mathrm{RB}}),$

${\mathrm{\δ}}_i^2=\frac{\sqrt{2}}{2}{I}_i^{\mathrm{RB}}$ 其中，

X_i为所述干扰信号，表示均值为0，方差σ_i ²的高斯白噪声序列。

优选地，加载模块22，用于在对上行信号进行快速傅里叶变换FFT之后加载所述干扰信号。

下面结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施及其优选实施方式。

本实施例属于无线通信技术领域，尤其涉及长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中上行加载的方法。

针对OFDM系统，通过在eNB内部叠加频域噪声信号方法来达到上行模拟加载的目的。优点是不需要额外的仪表或者终端协助，无论是实验室还是外场都能够无需其它仪表的情况下进行大规模加载测试。

本实施例中，通过配置每个RB相同或者不同的干扰功率与热噪声功率比来产生每个RB的等功率或者不等功率的干扰信号，基本原理与思路如下：

基于每个RB的IOT比值来衡量该RB的干扰加载水平

${\mathrm{IOT}}_i=10\lg \left(\frac{I_i^{\mathrm{RB}}+N}{N}\right)---(3-1)$

其中：IOT_i表示第i个RB的IOT水平；表示第i个RB上邻区干扰功率(线性值)；N表示设备底噪功率(线性值)。

本实施例的具体实现过程如下：

(1)接收空载时单纯的白噪声在每个RB的数字域平均功率，表示为N，当没有N测量值时，根据计算；理论上N按照如下计算得到：

NF为接收机噪声系数。噪声系数和设备有关，比如不同厂家的设备，可能NF值是不一样的。

KT是-174dBm，B是带宽，K是常数，B是带宽，T是环境温度。

N→dBm＝KBT+NF

B＝M*15k

＝-174+10×log₁₀(M*15k)+4

＝-128.2+10×log₁₀M (3-2)

换算到线性值为：

N＝M×1.5135×10^-13(mW) (3-3)

式(3-3)取M＝12计算得到：

N_RB＝1.8162×10^-12(mW) (3-4)

(2)如图4所示，根据配置的以RB为单位带宽的干扰功率与热噪声功率比大小计算RB上需要叠加的加载功率，即：基于每个RB设定的IOT，来计算需要模拟加载的干扰功率。

如果理论计算的N基于式(3-1)和(3-3)可以推算得到：

$I=({10}^{\frac{\mathrm{IOT}}{10}}-1)\×N\⇒I=({10}^{\frac{\mathrm{IOT}}{10}}-1)\×M\×1.5135\×{10}^{-13}\left(\mathrm{mW}\right)---(3-5)$

式(3-5)取M＝12可以推算得到，每个RB的干扰功率为：

$I_i^{\mathrm{RB}}=({10}^{\frac{{\mathrm{IOT}}_i}{10}}-1)\×1.8162\×{10}^{-12}\left(\mathrm{mW}\right)---(3-6)$

如果测量N，根据(3-1)，推算出需要加载干扰功率Ii为：

$I_i^{\mathrm{RB}}=({10}^{\frac{{\mathrm{IOT}}_i}{10}}-1)*N---(3-7)$

基于(3-6)或者(3-7)计算得到的每个RB上的加载干扰，如果配置的每个RB的加载功率大小相等，那么产生等功率的白噪声，否则产生以RB为单位的不同功率的白噪声，来模拟上行加载干扰。由于这里是复高斯白噪声，因此高斯白噪声产生中虚部和实部功率相等，表示为：

${\mathrm{\δ}}_i^2=\frac{\sqrt{2}}{2}{I}_i^{\mathrm{RB}}---(3-8)$

(3)以RB为单位，对随机序列加载不同的功率。

基于(3-9)产生噪声，其序列表示表示为：

$X_i\≈N(0,I_i^{\mathrm{RB}})---(3-9)$

其中N(0，I_i)表示均值为0，方差σ_i ²的高斯白噪声序列；序列的单位长度为12。

(4)以RB为单位在接收信号上加载干扰信号。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种上行信号的加载方法，其特征在于，包括：

基站获取用于测试通信设备性能的干扰信号，其中，所述基站确定每个资源块RB上需要加载的干扰功率；所述基站以RB为单位，对随机序列加载所述干扰功率，得到所述干扰信号；

所述基站在其接收的来自于终端的上行信号上加载所述干扰信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站通过以下公式计算确定需要加载的干扰功率：

$I_i^{RB}=({10}^{\frac{{\mathrm{IOT}}_i}{10}}-1)*N,$

其中，表示第i个RB上需要加载的干扰功率，IOT_i表示第i个RB的干扰功率与热噪声功率比值，N表示所述通信设备的底噪功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站通过以下公式计算得到所述干扰信号：

$X_i\≈N(0,I_i^{RB}),$

其中，

X_i为所述干扰信号，表示均值为0，方差σ_i的高斯白噪声序列。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：所述基站在对所述上行信号进行快速傅里叶变换FFT之后加载所述干扰信号。

5.一种基站，其特征在于，包括：

获取模块，获取用于测试通信设备性能的干扰信号，其中，所述获取模块，包括：确定单元，用于确定每个RB上需要加载的干扰功率；获取单元，用于以RB为单位，对随机序列加载所述干扰功率，得到所述干扰信号；

加载模块，用于在基站接收的来自于终端的上行信号上加载所述干扰信号。

6.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述确定单元通过以下公式计算确定需要加载的干扰功率：

$I_i^{RB}=({10}^{\frac{{\mathrm{IOT}}_i}{10}}-1)*N,$

其中，表示第i个RB上需要加载的干扰功率，IOT_i表示第i个RB的IOT水平，N表示所述通信设备的底噪功率。

7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述获取单元通过以下公式计算得到所述干扰信号：

$X_i\≈N(0,I_i^{RB}),$

其中，Xi为所述干扰信号，表示均值为0，方差σ_i ²的高斯白噪声序列。

8.根据权利要求5至7任一项所述的基站，其特征在于，所述加载模块，用于在对所述上行信号进行快速傅里叶变换FFT之后加载所述干扰信号。