CN101536564B - 使用不同频率再用因子来传送数据分组的方法 - Google Patents

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Abstract

用于把包括多个数据分组的数据信号从基站传送到无线电设备的方法，包括以下步骤：把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组；同时地在具有第一再用频率因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组，以及在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子。

Description

使用不同频率再用因子来传送数据分组的方法
发明领域
本发明涉及用于传送无线电信号，尤其是广播或控制信道信号的方法，还涉及到使用这种方法的基站、无线电台和系统。
发明背景
对于诸如GSM的移动通信系统，在每个小区中分配有一组频率资源，以及在相邻的小区中指派与邻近小区的那些频率资源组完全不同的频率资源组。小区的基站天线被设计成在这个特定的小区内达到想要的覆盖。通过将覆盖区域的边界限制在一个小区内，相同的频率资源组可被其它小区使用，这些小区互相分隔得足够远，以便把干扰电平保持在预定义的限度内。选择和分配频率资源给想要的覆盖区域内的小区的设计过程被称为频率再用(frequency reuse)(或频率规划)。
当前，对于UMTS的长期演进提出了几个频率再用的方案，诸如半静态和分数频率(fractional frequency)再用。主要思想是把整个频率资源划分成几个不同的副载波组。每个小区的小区中央用户使用相同的副载波组，而小区边缘用户使用接近正交的副载波组。因此，根据用户的位置可以生成不同的频率再用因子。小区边缘用户的信号干扰比增加，而在小区边缘与小区中心用户之间的频谱效率和数据速率差异被最小化。
半静态频率再用方案考虑在小区边缘处的业务量负荷。然而，频率资源的分配需要集中式调度器。在分数频率再用方案中，取决于它的CQI反馈，用户可以被作为小区边缘或小区中央用户来对待。而且，所提出的频率再用方案，诸如半静态或分数频率再用方案，聚焦于数据信道，对于数据信道有可能利用反馈来控制副载波的分配。
发明概要
所以，本发明的目的是提供一种具有改进的吞吐量的通信方案。
本发明的另一个目的是提供一种可以适合于信令或广播信道的、使用资源再用因子的通信方案。
按照本发明的第一方面，提供一种用于把包括多个数据分组的数据信号从基站传送到无线电设备的方法，所述方法包括：
把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组；
在具有第一再用因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组，以及在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子。
按照本发明的另一方面，提供一种用于在无线电设备处接收包括至少一个数据分组的数据信号的方法，所述方法包括：在具有第一再用因子的总资源的第一部分上接收第一数据子分组，在总资源的第二部分上接收第二数据子分组，总资源的所述第二部分具有第二再用因子，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子；把第一和第二数据子分组组合成数据分组。
按照本发明的再一方面，提供一种用于传送包括至少一个数据分组的数据信号的基站，包括：用于把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组的装置；用于在具有第一再用因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组的第一发射机，和用于在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组的第二发射机，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子。
按照本发明的另一方面，提供一种用于从网络中的基站接收包括至少一个数据分组的数据信号的无线电设备，所述无线电设备包括：用于在第一资源部分上接收信号包括第一子分组的第一信号的装置，所述第一资源部分具有第一再用因子；用于在第二资源部分上接收信号包括第二子分组的第二信号的装置，所述第二资源部分具有第二再用因子，第一再用因子不同于第二再用因子。
已经表明，通过使用这样的混合再用通信方案，频谱效率在无需反馈回路的情况下得以改进。因而，这个方案可被利用于象信令信道或控制信道那样的、没有简单反馈手段的信道。
按照本发明的有利的变例，传送数据信号的方法还包括由在再划分成数据分组之前编码该数据信号组成的步骤。
附图简述
现在参照附图通过举例来描述本发明，其中：
-图1A和1B是分别示意性地表示按照本发明实施例的基站和无线电设备的框图；
-图2A和2B是表示按照本发明变例的信号的频谱的图形；以及
-图3是表示本发明的实施例与传统的通信方案的比较结果的图形。
详细说明
将通过举例，相对于UMTS来描述本发明。在这样的系统中，从基站(BS)传送下行链路信号到作为移动站(MS)的无线电设备。按照本发明的一个方面，基站通过使用混合再用方案来传送数据信号。这个再用方案是频率再用方案，其中具有不同的再用频率因子的两个不同的再用方案被组合来增加链路的吞吐量。但是，在本发明的某些变例中，再用方案可以基于时隙(例如，对于TDMA通信)或基于代码(例如，对于CDMA通信)。
更具体地，该频率再用方案可以使用正常地被分配给邻近小区的副载波组。总的可用的频率资源可被划分成两个组。事实上，所提出的混合频率再用方案在频率组RF1和频率组RF2的带宽之间施加加权因子，其中频率组RF1具有例如单个带宽A，而频率组RF2对应于带宽B、C和D的和值。加权因子被选择以使得它提供最大的归一化吞吐量(或频谱效率)。例如，因子β被选择为使得T＝βT1+(1-β)T2接近于T1和T2的最大值，其中T1是第一总资源部分(在这里是频率组RF1)的链路频谱效率，以及T2是第二总资源部分(在这里是频率组RF2)的链路频谱效率。正如将更详细地描述的，将β取在0.4至0.6的范围内，且优选地取0.5，是特别有利的。
在一个例子中，频率组RF1具有为1的再用因子，以及频率组具有为3的再用因子。这些值对应于这样的事实：通常，在UMTS中将三个不同的副载波组用于不同的相邻小区。然而，由于本发明可以适用于其它系统，所以可以使这些值适合于每个通信系统。
如图1A所描绘的，遵照本发明的实施例的基站1包括RF发射机2(Tx)和控制器3。而且，基站1可包括编码器4，它编码信号，形成要被传送的信号分组。编码器4把信号分组输出到再划分设备5，该再划分设备把信号分组划分成子分组，以便把子分组分发到例如两个调制器6。每个调制器对应于一个再用频率方案，具有它的对应的频率组RF1或RF2。
因此，当信号的分组被再划分设备5再划分成子分组时，一个分组的多个子分组被调制器6按照各自的再用频率方案进行调制，然后由发射机2进行传送。子分组可被同时地传送。然而，在本发明的变例中，子分组在不同的时间被传送，例如，互相紧接地或随后地被传送。也有可能在接连的不同的子帧中传送子分组。
在RF1上发送的子分组可以以第一预定的功率电平被传送，在RF2上发送的子分组可以以第二预定的功率电平被传送。正如前面指明的，功率电平被选择以使得全局链路频谱效率等于T＝βT1+(1-β)T2，使β被包括在0.4至0.6之间，且优选地是0.5。
替换地，第一和第二尺寸被选择成使得全局链路频谱效率等于T＝βT1+(1-β)T2。
这允许得到至少与具有再用因子为3的传统频率再用方案一样好的频谱效率。
由于没有使用反馈回路，该因子是预定的，故本发明的这个实施例不限于数据信道。事实上，数据信号可以是广播信道信号、信令信道信号、控制信道、或多播信号，对于它们，从移动站不能得到反馈信号。
如图1B所示，遵照本发明的实施例的移动站11包括接收机12(Rx)和控制器13。接收机12把所接收的信号提供到例如两个解调器16。每个解调器对应于一个频率再用方案，具有它的对应的频率组RF1或RF2。解调器6被连接到再组合设备15，该再组合设备组合由解调器6先前解调的子分组，以便形成数据分组。译码器14接收来自再组合设备15的数据分组，对它们进行译码，并输出重建的信号。如果子分组是在不同的时间被传送的，则可以使用缓冲器来把子分组再组合成数据分组。
在这个实施例中，移动站连续监视对应于该组合的再用方案的所有的不同频率组。信号因此被分布在不同的频率组，使能以更有效的方式使用频率资源。
为了把基站所利用的再用方案的图案通知给移动站，有可能发送资源划分图案信息，其描述组RF1和RF2的频率和/或电平，以便找出例如在每个小区中的控制信道。所以，在这个实施例的变例中，所提出的混合方案可应用于P-BCH(主广播信道)，使每个小区中所使用的副载波的图案是从其它明显的或隐含的信令——例如从导引图案或同步信道序列——推导出来的。在另一个变例中，本发明可被应用于S-BCH(辅助广播信道)，使每个小区中所使用的副载波的图案在P-BCH上被用信号通知。所提出的本发明也可以应用于下行链路控制信道，特别是在下行链路控制信道载送用于一个以上用户的信息(可能被联合编码)，以致来自个体用户的反馈信息不能应用于选择控制信道的频率分配的情形下。
按照这个实施例，信号在再划分之前由编码器4进行编码，以及在再组合之后由译码器14进行译码。这允许得到较好的信号全局质量。事实上，如果在频率组之一，例如RF1上接收的信号具有良好的质量，但在另一个频率组RF2上接收的信号具有低劣的质量，则当输出译码的信号时，在再组合之后的译码允许补偿RF2组信号的低劣的质量。
在本发明的第一变例中，总资源的每个部分是邻接的，如图2A所示。事实上，每个频率组F1、F2和F3是局部化的(localized)和邻接的，其中F1对应于RF1组以及F2、F3对应于RF2组。按照本发明的另一个变例，总资源的每个部分可以是分布式的和非邻接的，如图2B所示。事实上，频率组F1、F2和F3是交织的。
如上所解释的，在RF1上发送的子分组以第一预定的功率电平传送，以及在RF2上发送的子分组以第二预定的功率电平传送，功率电平被选择以使得全局链路频谱效率等于T＝βT1+(1-β)T2，其中β被包括在0.4至0.6之间，且优选地是0.5。
如图3所示，在已知的方案与具有这个为0.5的加权因子值的本发明的实施例之间进行比较。为了在已知的方案与本发明之间做出公平的比较，在使得归一化吞吐量(或频谱效率)最大化的准则下考虑频率再用方案的性能。
直观地，由于通过具有因子3的频率再用方案所达到的信号噪声比，因较高的传输功率和较低的小区间干扰而高于通过具有因子1的频率再用方案所达到的信号噪声比，所以终端更愿意只使用具有再用因子3的频率组。然而，具有因子3的频率再用方案的归一化吞吐量(链路频谱效率)可能不再更大(归一化吞吐量是通过把吞吐量除以所利用的带宽和再用因子的乘积而得到的)。假设对于具有频率再用因子1和3的方案的归一化吞吐量分别是T1和T3，最大归一化吞吐量可以通过在T1和T3之间选择最大值而获得。然而，由于为了做出这样的选择需要反馈信息，所以这对于控制信道是不可行的。
这个方法使得小区边缘用户的性能比有纯频率再用因子3的用户稍好或一样好，而小区中央的性能比再用因子3好得多。所以，这可以转换成对于让控制信道覆盖整个小区的减小的传输功率要求。
如图3的图形所示，可以看到，在当考虑小区边缘性能时有关的5个百分点处，与频率再用3方案相比较，归一化吞吐量有6.5％的改进。这使得小区边缘性能与再用因子3一样好，而小区中央的性能比再用因子3更好。所以，这可以转换成对于让控制信道覆盖整个小区的减小的传输功率要求。
虽然本发明主要是相对于从基站到移动终端的传输描述的，但本发明也可应用于从移动终端到基站的传输和对等节点之间的传输。
在本说明书和权利要求中，在单元前面的单词“一”或“一个”不排除多个这样的单元的存在。而且，单词“包括”不排除与所列出的那些不同的其它单元或步骤的存在。在权利要求中在括号中包括参考标号是打算帮助理解而不是打算进行限制。
通过阅读本公开内容，其它的修改对于本领域技术人员将是明显的。这样的修改可牵涉到在无线通信领域中已知道的和可以代替或者附加于这里已描述的特征而被使用的其它特征。

Claims (21)

1.一种用于把包括多个数据分组的数据信号从基站传送到无线电设备的方法，所述方法的特征在于包括：
把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组；
在具有第一再用因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组，以及在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子；
其中总资源的第一部分具有第一尺寸，以及总资源的第二部分具有第二尺寸，其中第一和第二尺寸被选择成使得全局链路频谱效率等于T＝βT1+(1-β)T2，T1是总资源的第一部分的链路频谱效率，以及T2是总资源的第二部分的链路频谱效率，其中β是加权因子。
2.权利要求1的方法，其中所述第一数据子分组和所述第二数据子分组被同时传送。
3.权利要求1的方法，其中总资源的每个部分包括以下的至少一项：至少一个副载波频率的组，至少一个时隙的组，或至少一个代码的组。
4.权利要求1的方法，其中总资源的每个部分是非邻接的。
5.权利要求1的方法，其中总资源的每个部分是邻接的。
6.权利要求1的方法，其中总资源的第一部分具有为1的再用因子。
7.权利要求1的方法，其中该再用因子是以下的至少一项：频率再用因子、时隙再用因子以及代码再用因子。
8.权利要求1的方法，其中β的值是在0.4和0.6之间。
9.权利要求1的方法，其中所述数据信号是以下的至少一项：广播信道信号、信令信道信号、控制信道信号、多播信号。
10.权利要求1的方法，还包括在再划分成数据分组之前编码数据信号。
11.权利要求1的方法，还包括在再划分成数据分组之前对数据信号增加冗余检验。
12.权利要求1的方法，其中进一步由基站把资源划分图案用信号通知给接收机。
13.权利要求12的方法，其中藉助于以下的至少一项来用信号通知资源划分图案：导引码元的图案、被提供用于同步的信号的图案、小区身份和基站身份。
14.一种用于在无线电设备处接收包括至少一个数据分组的数据信号的方法，所述方法的特征在于包括：
在具有第一再用因子的总资源的第一部分上接收第一数据子分组，
在总资源的第二部分上接收第二数据子分组，总资源的所述第二部分具有第二再用因子，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子；
把第一和第二数据子分组组合成数据分组，其中总资源的第一部分具有第一尺寸，以及总资源的第二部分具有第二尺寸，其中第一和第二尺寸被选择成使得全局链路频谱效率等于T＝βT1+(1-β)T2，T1是总资源的第一部分的链路频谱效率，以及T2是总资源的第二部分的链路频谱效率，其中β是加权因子。
15.权利要求14的方法，还包括接收资源划分图案信息。
16.权利要求14的方法，还包括在组合子分组之后译码每个数据分组。
17.一种用于传送包括至少一个数据分组的数据信号的基站(1)，其特征在于包括：
用于把每个数据分组再划分(5)成至少第一数据子分组和第二数据子分组的装置；
用于在具有第一再用因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组的第一发射机(2)，和
用于在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组的第二发射机(2)，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子，其中总资源的第一部分具有第一尺寸，以及总资源的第二部分具有第二尺寸，其中第一和第二尺寸被选择成使得全局链路频谱效率等于T＝βT1+(1-β)T2，T1是总资源的第一部分的链路频谱效率，以及T2是总资源的第二部分的链路频谱效率，其中β是加权因子。
18.权利要求17的基站，还包括用于传送资源图案划分信息的装置。
19.一种用于从网络中的基站接收包括至少一个数据分组的数据信号的无线电设备(11)，所述无线电设备的特征在于包括：
用于在第一资源部分上接收(12)包括第一子分组的第一信号的装置，所述第一资源部分具有第一再用因子，
用于在第二资源部分上接收(12)包括第二子分组的第二信号的装置，所述第二资源部分具有第二再用因子，第一再用因子不同于第二再用因子，其中总资源的第一部分具有第一尺寸，以及总资源的第二部分具有第二尺寸，其中第一和第二尺寸被选择成使得全局链路频谱效率等于T＝βT1+(1-β)T2，T1是总资源的第一部分的链路频谱效率，以及T2是总资源的第二部分的链路频谱效率，其中β是加权因子。
20.权利要求19的无线电设备，还包括用于接收资源划分图案信息的装置。
21.权利要求19的无线电设备，还包括译码器，用于在组合子分组之后译码每个数据分组。
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