手机驻留基站、频段、制式智能调度

ABC2019

手机终端一般会同时收到多个基站、多个扇区的发射、反射、折射的信号；每个基站的可能包括多个频段立体覆盖的信号；每个频段信号可能是GSM，WCDMA，4G或者5G单一制式，或者多制式共用一个频段固定配置，或者4G/5G动态频谱共享占用一个频段（或者一个频段的部分频率资源）。如果开放异网漫游，手机还可以检测和接收到其它运营商的网络信号，与归属运营商的网络信号一样，也是多个基站、多个扇区、多个频段、多种制式的信号，都可能接收到。如果开发WIFI小基站，WIFI小基站信号也是可选的驻留通道之一。

如何在众多的信号中，选择最佳的基站、频段、制式驻留，根据智能调度和动态调整，需要一套智能的算法，可以提升终端信号质量，最大化满足终端需求，减少终端不必要切换，减少耗电量；可以平衡基站负载、基站不同频段和不同制式的负载，大幅度降低网络耗电量（需求不大的时候智能关断部分载波、甚至是部分频段全部关闭，有需求的时候，自动智能按需开启）；可以降低基站之间、终端之间的相互干扰；频率资源动态分配，优先向需求大的基站、扇区、制式调度和分配，跟随需求动态调度，而不是传统的静态配置，可以提升频率资源的利用率。


基站每个扇区/波束的工作频段、频率资源使用情况，需求情况，基站是非常清楚的，毫秒级更新使用情况和需求情况，匹配需求。相邻基站的情况，通过有线或者无线通道交换信息，也是可以知道的。通过分散自律，在基站之间智能调度频率资源，优先向需求大并且传输优先级高的基站/扇区/波束调度。覆盖区域有重叠或者通过反射折射有干扰的相邻基站，通过干扰协调机制，在对应扇区/波束上自动错开频率和时隙，自动消除干扰。覆盖近距离、中距离、远距离的波束，可以根据需要加载不同频率/频段的载波，频率带宽可以不一样，不同波束根据需要采用不同的功率，近距离覆盖的波束降低功率降低干扰，提高频率资源复用率。远距离覆盖的波束提高功率提升覆盖半径，小载波带宽加提高功率的波束，可以极大的提升信号覆盖半径，室外基站可以覆盖10公里以上，道路沿线和集镇村落旅游景点的基站，可以覆盖到周边10公里半径的农田山区沙漠；室外基站信号可以穿透到室内楼梯间地下停车场这类低价值区域。载波带宽小，不能支持高速数据传输，支持基本的待机、打电话、发短信、低速上网这些基本通信需求，还是可以的。载波带宽是根据需求加载的，覆盖区域内如果没有用户，只有广播信号，占用少量频率资源。覆盖区域内用户多，加载的频率、频段多，提高大容量覆盖。加载多少载波、多少频段，加载哪些制式，根据目标覆盖区域内的需要自动动态调度和调整。

手机可以监测不同基站、不同频段、不同制式的网络信号质量，反馈给基站。手机自身需要待机、打电话、发短信、低速数据、中速数据、高速数据，也可反馈给基站。基站根据终端所处位置的不同基站、不同频段、不同网络制式的信号质量以及负载情况，手机对数据传输带宽的需求等等，为手机调度和分配频率资源，随需求变化动态调度和调整。处于待机和打电话低速上网状态这类终端，优先驻留到附近信号质量好的低频段上，根据终端对网络制式的支持情况和各种网络制式的负载情况，选择合适的制式，优先驻留耗电量低的FDD频段，不支持4G的终端驻留WCMDA或者GSM。只要低频段网络信号良好，容量满足需求，终端就不会频繁去切换基站、切换频段、切换制式。低频段网络如果驻留的用户较多，负载达到一定程度，一是部分终端自动分流到相邻的信号质量较好的基站，二是部分终端自动分流到其它频段。终端需求中高速数据业务，低频段网络满足不了需求时，自动切换到其它频段。

在基站密集，相邻基站重叠覆盖、多频段多制式立体覆盖，包括异网漫游和WIFI小基站可用的情况下，智能调度选择最佳的驻留基站频段和网络制式，动态调度和调整，智能调度动态分配频率资源，智能消除干扰，是一项比较复杂的算法，需要考虑比较多的因素。不过，对于机器来说，一旦算法做好了，自动机械的安装算法计算，动态调度和调整，不是困难的事情。智能调度一是要尽可能最优分配，包括终端选择驻留的基站频段和制式，包括频率资源动态调度和分配，包括干扰协调，尽可能最优化，二是要避免频繁不必要的调度和切换，做无用功。在够用的情况下，没有必要为了追求最优去频繁调度和切换。算法需要找到一个平衡点。

从频率和时隙资源以基站为中心静态配置，到以用户需求为中心动态智能调度，可以大幅度提升频率资源利用率，提升频率资源分配与用户需求的匹配性（跟着需求走），大幅度提升用户感知（选择在当前环境下最佳或者说最能匹配用户需求的基站频段和制式），大幅度降低网络耗电量（载波和频段的智能自动关断、智能自动按需开启，动态调度），平衡相邻基站和不同频段不同网络制式的负载，避免有些基站空闲有些基站超负荷，有些频段空闲有些频段超负荷，避免待机打电话低速上网的终端占用优质的能提供高速数据传输业务的频段和制式，需要中高速数据传输业务的终端又被限制在不能提供高速数据业务的频段和网络制式上，被限速。