CN101600210A

CN101600210A - 基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法

Info

Publication number: CN101600210A
Application number: CN 200810204991
Authority: CN
Inventors: 田金凤; 金圣峣; 芮赟; 易辉跃; 胡宏林
Original assignee: Shanghai Research Center for Wireless Communications
Current assignee: Shanghai Research Center for Wireless Communications
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2028-12-30
Also published as: CN101600210B

Abstract

一种基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法，其首先根据预设的频率复用因子将通信系统网络所有小区各自的边缘区域分别划分为多个边缘子区，并对每一边缘子区在第一带宽范围内进行频谱分配，并使每一边缘子区所分配得到的频谱与其相邻的边缘子区的频谱互不相同，接着对每一小区各自的边缘子区进行频谱的再次分配，使每一小区的各边缘子区所分配得到的频谱的宽度和为第二带宽与所述第一带宽的差值，然后选择出带宽仅为第一带宽的各小区，并将其各自的边缘子区在频谱的再次分配中所获得的频谱，根据与其相邻且带宽为第二带宽的小区的个数，分别转让给与其相邻且带宽为第二带宽的各小区，如此使频谱的利用更为合理与高效。

Description

基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统网络的频率复用分配方法，特别涉及一种基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法。

背景技术

随着移动产业的发展、以及对移动数据业务需求的不断增长，人们对移动通信的速率和服务质量(Qos)的要求越来越高，于是在第三代移动通信(3G)还没有大规模商用之前，就已经开始了对下一代移动通信系统的研究和开发工作，其中比较典型的是第三代合作伙伴计划(3GPP)启动的长期演进(LTE)项目，LTE系统可提供的最高频谱带宽为20M(兆赫兹)。在未来移动通信系统中，正交频分复用技术(OFDM)已成为主流技术，采用互相正交的子载波作为传输载体，可消除小区内部的干扰，也能使得系统性能得到很大提升。然而，对于采用OFDM技术的LTE系统，由于其物理层技术自身没有小区间干扰抑制的机制，如果采用频率复用因子为1，会导致小区间的干扰水平增大，特别是对位于小区边缘用户，其性能会受到极大损失。因此，为提高小区边缘的数据速率、以及系统的频谱利用率，必须有效减轻小区间干扰。

目前消减小区间干扰的途径主要有三种：干扰随机化、干扰取消和干扰协调。干扰随机化是指通过随机化干扰信号来进行干扰压制的一类技术，它只是白化了干扰，并没有真正减少系统的干扰信号，因此带来的信噪比改善程度有限，研究结果表明，单独应用干扰随机化并不能满足未来通信系统的信噪比要求；而干扰取消技术是通过在用户端利用处理增益来进行干扰压制的一类技术，该方法应用复杂度高，要求严格，同时对于带宽小的业务(如VOIP)则不太适用；干扰协调技术则是通过小区间合理分配资源，尽量使相邻小区间所用频率正交，从而使小区间的干扰尽量减少。

为此，面对采用OFDM技术在蜂窝小区布网时，存在小区边缘用户由于受邻小区干扰太大而不能满足业务QoS需求的问题，常采用干扰协调技术的中的软频率复用法，来解决此问题。所谓软频率复用，是指在小区中心区域的频率复用因子为1，而在小区边缘区域的频率复用因子大于1。软频率复用通过对小区边缘的用户进行频率复用，来提高这类用户的信噪比，从而提高这部分用户的传输速率、及公平性。由于这种技术使用灵活，实现相对简单，效果理想，所以成为LTE系统中小区间干扰减少推荐的主流技术。

在LTE系统中，可以支持20M以内的多种带宽，当存在不同带宽且有重叠频谱的两小区相邻时，就需要考虑如何进行软频率复用。

随着网络的进一步演进，LTE-A(演进LTE)作为LTE的演进系统，可以提供高达100M的频谱带宽，支持更灵活更高质量的通信，同时要对LTE具备很好的后向兼容性。由于运营商对LTE网络和LTE-A网络有不同的侧重点，综合考虑需求及开销，可能将某些区域配置成LTE网络，将某些区域配置成LTE-A网络，另外由不同厂商提供的系统也可能会出现LTE小区与LTE-A小区相邻的情形，在这样的场景下，当这两种不同带宽的网络相邻时，如何进行软频率复用使得不同系统带宽的网络能在小区间进行干扰避免是一个需要解决的问题；另一方面，对于需要通过信令交互来进行干扰避免的终端，事先进行一定频谱规划可以在一定程度上减少增强基站(eNodeB)间的信令交互负担。

因此，迫切需要一种对不同带宽网络进行软频率复用的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于不同带宽的移动通信系统网络的软频率分配方法，能使频谱资源在不同带宽网络相邻时得到更合理、更高效的利用，为运营商灵活地进行网络规划和配置提供基础。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的基于不同带宽的移动通信系统网络的软频率分配方法，包括步骤：1)根据预设的频率复用因子将通信系统网络所有小区各自的边缘区域分别划分为多个边缘子区，并对每一边缘子区进行频谱分配，使每一边缘子区所分配得到的频谱与其相邻的边缘子区所分配得到的频谱互不相同以避免干扰，同时，每一小区的各边缘子区所分配得到的频谱的宽度和为第一带宽；2)对每一小区各自的边缘子区进行频谱的再次分配，使每一小区的各边缘子区所分配得到的频谱的宽度和为第二带宽与所述第一带宽的差值，同时，每一边缘子区此次所分配得到的频谱与其相邻的边缘子区此次所分配得到的频谱互不相同以避免干扰；3)选择出带宽仅为第一带宽的各小区；4)将带宽仅为第一带宽的各小区各自的边缘子区在频谱的再次分配中所获得的频谱，根据与其相邻且带宽为第二带宽的小区的个数，分别转让给与其相邻且带宽为第二带宽的各小区，各小区将因转让所获得的频谱配置给各自与转让方相邻的边缘子区。

综上所述，本发明基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法给出了第四代移动通信系统中不同带宽网络相邻时的软频率复用方法，同时也支持LTE-A系统小区间的软频率复用，此法简便有效，尤其能使频谱资源在不同带宽网络相邻场景时得到更合理、更高效的利用，为运营商灵活地进行网络规划和配置提供了基础。

附图说明

图1为本发明的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法所应用的移动通信系统网络示意图。

图2为本发明的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法的第一次频谱分配示意图。

图3为本发明的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法的再次频谱分配示意图。

图4为本发明的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法的频谱转让示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法可应用于不同带宽且有重叠频谱的两相邻网络，下面以LTE-A与LTE小区相邻的场景说明本发明方法，如图1所示，每一小区基于扇区形式配置，其中，小区(Cell)2、3为LTE小区，小区1、4、5、6、7为LTE-A小区。每一小区的圆形区域内表示小区的中心，圆形区域以外的区域为边缘区域。定义f表示LTE系统的频谱资源，其属于LTE-A系统中的频谱，即为第一带宽(即20MHz)，定义F表示LTE-A系统中除去传统LTE系统频谱资源外的其余LTE-A频谱资源，即f∪F＝LTE-A系统总带宽，即第二带宽(即100MHz)，其中符号“∪”表示并集。设定所述移动通信系统中软频率复用因子N为3，即相邻3个小区的边缘区域分别分配不同的频谱资源以进行干扰避免。

在所述具有不同带宽的移动通信系统网络的软频率分配方法中，首先根据预设的频率复用因子将通信系统网络所有小区各自的边缘区域分别划分为多个边缘子区，并对每一边缘子区进行频谱分配，使每一边缘子区所分配得到的频谱与其相邻的边缘子区所分配得到的频谱互不相同以避免干扰，同时，每一小区的各边缘子区所分配得到的频谱的宽度和为第一带宽。如图2所示，每一小区的边缘区域被划分为3个边缘子区，同一小区3个边缘子区分别被配置了不同的频谱资源，分别用fa、fb、fc表示，而相邻小区的相邻区域分配不同的频谱资源，以进行干扰避免。例如小区1与小区7相邻的边缘子区被分配了fa的频谱资源，其与小区4相邻的边缘子区被分配了fb的频谱资源，其与小区5相邻的边缘子区被分配了fc的频谱资源，fa+fb+fc＝第一带宽。

接着，对每一小区各自的边缘子区进行频谱的再次分配，使每一小区的各边缘子区所分配得到的频谱的宽度和为第二带宽与所述第一带宽的差值，同时，每一边缘子区此次所分配得到的频谱与其相邻的边缘子区此次所分配得到的频谱互不相同以避免干扰。如图3所示，同一小区3个边缘子区在频谱的再次分配中分别被配置了不同的频谱资源，分别用F_A、F_B、F_C表示。例如，小区1与小区7相邻的边缘子区被分配了F_A的频谱资源，其与小区4相邻的边缘子区被分配了F_B的频谱资源，其与小区5相邻的边缘子区被分配了F_C的频谱资源，相应小区1与小区7相邻的边缘子区分配得到的频谱资源为fa∪F_A，小区1与小区5相邻的边缘子区分配得到的频谱资源为fb∪F_B，小区1与小区7相邻的边缘子区分配得到的频谱资源为fc∪F_C，且F_A+F_B+F_C＝第二带宽-第一带宽。

接着，选择出带宽仅为第一带宽的各小区，即选择出小区2和3等。

最后，将带宽仅为第一带宽的各小区各自的边缘子区在频谱的再次分配中所获得的频谱，根据与其相邻且带宽为第二带宽的小区的个数，分别转让给与其相邻且带宽为第二带宽的各小区，各小区将因转让所获得的频谱配置给各自与转让方相邻的边缘子区。例如，小区2和小区3中分配得到fc频谱资源的边缘子区，在频谱资源的再次分配中可得到F_C的频谱资源，但由于小区2和3是LTE小区，其带宽为第一带宽，故其不能使用F_C这部分频谱资源，因而对于小区2，其将F_C这部分频谱资源转让给与其相邻的LTE-A小区的相邻区域-即小区7的已获得fb∪F_B频谱资源的边缘子区①和小区1的已获得fa∪F_A频谱资源的边缘子区②，如图4所示，相应地，小区7与小区2相邻的边缘子区①可得到fb∪F_B∪F_C1的频谱资源，而小区1与小区2相邻的边缘子区②可得到fa∪F_A∪F_C2的频谱资源，其中，F_C1∪F_C2＝F_C，F_C1和F_C2的频率资源相互正交；同样，对小区3，F_C这部分频谱资源可转让给小区1的已获得fb∪F_B频谱资源的边缘子区③和小区4的已获得fa∪F_A频谱资源的边缘子区④，相应边缘子区③可得到的频谱资源为fb∪F_B∪F_C3，相应边缘子区④可得到的频谱资源为fa∪F_A∪F_C4，其中，F_C3∪F_C4＝F_C，F_C3和F_C4的频率资源相互正交，特别地，考虑频率资源能较优地加以利用，可使F_C3＝F_C1、F_C4＝F_C2。此外，需注意的是，对于小区2和小区3，在频谱资源的再次分配中可得到F_A和F_B频谱资源的边缘子区，由于其自身以及与其相邻的边缘子区也不能使用F_A和F_B的频谱资源，故放弃所分配得到的F_A和F_B频谱资源，对其他LTE小区，亦如此。因此，最终，所述移动通信系统各小区所获得频谱资源，如图4所示。

再有，还可对各小区间的频谱资源进行半静态协调。

综上所述，本发明的具有不同带宽的移动通信系统网络的软频率分配方法通过对不同带宽的LTE小区进行频谱分配，使处于小区边缘的终端(例如手机)可直接使用其小区边缘子区所获得的频谱资源，而不需要向相邻小区进行协商，提高了通信效率。本发明不仅可适用对LTE小区进行软频率复用，也适用对LTE-A与LTE小区进行软频率复用，同时也支持带宽相对较宽系统的小区间的软频率复用。此法简便有效，尤其能使频谱资源在不同带宽网络相邻场景时得到更合理、更高效的利用，为运营商灵活地进行网络规划和配置提供了基础。

Claims

1.一种基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法，其特征在于包括步骤：

1)对带宽相对较窄系统的频谱资源在相邻小区间进行频率复用分配，使得相邻小区间分配不同的频谱资源来避免小区间干扰；

2)在带宽相对较宽系统的频谱资源中，对与所述带宽相对较窄系统无重叠的频谱资源进一步在相邻小区进行频率复用的再次分配，使每个小区此次所分配得到的频谱与其相邻小区此次所分配得到的频谱互不相同以避免干扰；

3)当两不同带宽的小区相邻时，选择出经上述分配后可获得的不在本小区频谱范围内的各小区；

4)将步骤3)中选出的各小区中所获得非本小区频谱范围的频谱，根据与其相邻且可使用这部分频谱资源的小区的个数，分别转让给与其相邻且可使用这部分频谱资源的各小区，各小区将因转让所获得的频谱配置给各自与转让方相邻的边缘子区。

2.如权利要求1所述的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法，其特征在于：相邻小区为避免小区间干扰，在相邻小区间分配不同的频谱资源，较优地，频率资源的复用可以针对相邻小区的边缘区域。

3.如权利要求1所述的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法，所述带宽相对较窄系统与带宽相对较宽系统指两不同带宽且有重叠频谱的相邻网络。

4.如权利要求1所述的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法，其步骤1)和步骤2)中的频率复用分配范围是针对所述带宽系统的小区、及与该系统有重叠频谱且相邻的不同带宽小区。

5.如权利要求1所述的基于不同带宽的移动通信系统网络的频率复用分配方法，其步骤4中所述可使用这部分频谱资源的小区，指所述频谱资源在小区的频带范围内。