CN101772029B - 频率资源分配方法和设备以及无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种频率资源的分配方法、设备、无线通信系统和移动站。所述方法应用于包括上级站、中继站和下级站的无线通信系统中，所述方法包括以下步骤：在同一个频段，上级站、中继站使用共同的频率资源发送相同的公共信息；所述上级站和所述中继站使用正交的时频资源传输除了公共信息之外的其余数据。本发明可以在避免同频道干扰的同时，提高频率利用效率。

Description

频率资源分配方法和设备以及无线通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体地涉及一种用于多跳中继的频率资源分配方法和设备以及一种无线通信系统。

背景技术

IMT演进下一代移动网络对于系统容量提出更高的要求。一些标准组织积极地开发新的技术提案以满足这些需求，以便成为IMT演进评估过程的候选。作为IEEE标准802.16的修正，新近发起了IEEE802.16m任务组以便为受许可频带操作提供性能改进的先进空中接口。为了改善性能，在IEEE802.16m系统描述文件中清楚地要求了多跳中继支持。

IEEE802.16系统通常配置有三个扇区。在IEEE802.16e中，每个扇区可以使用不同的频率分割(frequencypartition)以避免扇区干扰。频率分割是可用OFDMA子信道集合的子扇区。一个频率分割用于配置MAC的单独实例。大多数实际的IEEE802.16系统具有三个正交的频率分割。在IEEE802.16m中，频率扇区概念由频率分割概念来代替。如在IEEE802.16m中所定义的，将每个下行链路/上行链路子帧划分为多个频率分割，其中每一个频率分割由一组物理资源单元组成，所述物理资源单元跨越一个子帧中可用的所有OFAMA符号。每个频率分割可以包括毗邻(局部化)的或非毗邻(分布)的物理资源单元。在IEEE802.16m多跳中继设计中的一个关键点在于如何有效地向RS分配频率分割，以在避免干扰的同时实现高的谱效率。图1示出了用于中继链路和接入链路的频率分割分配。为了简单起见，只示出了下行链路传输，包括BS→MS，BS→RS和RS→MS传输。基站BS总是使用其自己的频率分割进行BS→MS和BS→RS传输。至于RS→MS传输，中继站RS可以占用不同的频率分割(频率复用)用于与附属MS的数据通信，或者RS可以共享与BS相同的频率分割。

RS可以占用一个完整的频率分割，用于其与附属的移动站MS数据通信。作为图2中所示的示例，BS扇区#2使用频率分割#2与其所属的MS和RS通信，并且允许覆盖范围内的RS使用频率分割#1与附属MS通信。需要注意的是这样并没有引起与相邻分区的干扰，因为RS与使用相同频率分割的任一其他站(例如，扇区#1)相隔很远。图1所示的方案对于没有引起的严重同频道干扰的MS，可以应用较高的频率复用因子。这有助于BS/RS服务更多的MS并且实现更好的谱效率。

然而，并不总是存在空闲的频率分割可用于中继站。由于来自所有其他频率分割的干扰，RS可能工作于没有空闲频率分割分配的位置。如图3所示，RS位于三个扇区的小区边缘。这样，RS就不能完全地占用一个频率分割，因为这样可能会引起与使用相同频率分割的邻居接入站(例如BS或RS)的同频道干扰。在这种情况下，RS必须与其他邻居接入站(例如BS或RS)共享相同的频率分割。如图3所示，RS与BS扇区#2共享频率分割#2。为了避免干扰，针对共享频率分割的所有接入站(RS和BS)对频率分割资源进行分割(例如，按照时分复用TDM，TimeDivisionMultiplexing方式)。换句话说，RS和BS在用于传输的频率分割中占用不同的时间频率块。

更进一步地，几个RS可能靠得比较近。这样也不可以针对每一个RS分配独立的频率分割。换句话说，在这些接入站中难以复用频率资源。如图4所示，这些所包含的RS可以共享相同的频率分割。对于共享频率分割的站，可以在时域/频率正交地分割频率分割资源。为了协同操作的目的，要求几个RS和/或BS使用相同的时间-频率资源块(资源单元)来进行传输，用来协作实现分集增益或多路复用增益。在协同操作中继情况下，通过同步地使用相同的频率来执行RS或BS的传输。也就是说，所有所包含的接入站(例如RS或BS)同步地使用频率分割的相同资源单元来进行协同操作通信。

对于所提出的IEEE802.16使用场景，可以将多跳中继用于时间配置或移动情况(例如，位于移动交通工具上)。因此，不可以通过网络计划预先地这些RS分配频率分割资源。当RS网络进入或重新进入时，考虑到高的效率和低的同频道干扰，必须自适应地选择合适的工作频率分割。如果RS完全地占用了一个频率分割，它将实现较高的频率复用效率。然而，如果该RS太靠近使用相同频率分割的其他站，可能会引起某种同频道干扰。因此，这些所包含的RS或BS可以在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，而在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信。如何有效地为每个RS分配频率资源对于带宽效率和干扰消除是非常重要的。IEEE802.16j还没有定义针对RS网络进入/重新进入的资源(段)分配方法。

对于RS频率分配的另一个重要问题在于同频道干扰测量和抵消。由于远近效应(near-fareffect)，RS难以检测由共享相同频率分割的邻居站(BS或RS)引起的可能同频道干扰。在RS网络进入或重新进入期间，RS可以测量所有可能的频率资源，并且检查是否存在未使用的频率资源。当RS没有检测出关于某些频率的信号、或者检测得的信号非常弱时，RS可以认为这些频率是空闲的。如果RS基于其自身的测量结果简单地选择这一频率资源，可能或在MS一侧引起某种干扰。原因在于：尽管RS没有从使用相同频率的邻居中接收到干扰，RS和同频道邻居接入站可以具有某些重叠的覆盖区域。该RS和同频道邻居小区的重叠覆盖区域中的MS在接收时就会收到同频道干扰。图5给出了这一问题的示例。RS1顺利地占用了频率分割#1，并且RS2临时地配置或移动到这一区域，如图5(a)所示。当RS2在RS1的覆盖范围之外时，新进入的RS2不可能检测到RS1的信号。因此，RS2认为频率分割#1资源是空闲的，可以被使用的。一旦RS2开始使用整个频率分割#1用于与其自己的MS的通信，就可以引起位于RS1和RS2之间的重叠覆盖区域中的MS的同频道干扰，如图5(b)所示。

在像曼哈顿那样的环境下，这种问题将非常严重。如图6所示，RS1和RS2由建筑物阻隔并且不能检测到对方。然而，MS可能正好位于由这两个RS所共同覆盖的角落。如果这两个RS使用相同的频率资源进行下行链路传输，将引起MS端的干扰。

在2006年3月份已经建立了IEEE802.16j多跳中继任务组，主要关注IEEE802.16的多跳扩展。该任务组通过在基站(BS)和移动站(MS)之间采用多跳中继技术对IEEE标准802.16e进行了改进。在IEEE802.16j中，提出了进行RS分组(RSgrouping)以解决由于来自其他频率资源段(segment)的干扰而导致的没有空闲频率分割分配的情况。RS组中的所有RS共享一个段。它们或者传输相同的报头、FCH和MAP，或者不会传输任何报头、FCH或MAP。通过RS的上级站来确定和控制RS的分组以及这些组中RS的协调操作。RS分组解决了没有空闲的段分配的问题。然而，现有的RS方案具有许多缺点和瑕疵，特别是对于RS资源/频率分割分配而言存在很多缺点。

首先，IEEE802.16j允许几个RS共享一个频率资源段。然而，现在还没有用来定义如何对于RS网络进入和重新进入时分配合适的段资源的方案，尤其是对于RS处于临时配置或移动时段资源的分配方案。

其次，没有解决由几个RS共享一个频率资源段引起的同频道干扰。由于远近效应，一个RS可能不会检测到利用相同段的邻居RS。该RS与同频道邻居小区的重叠覆盖范围内的MS可能会在接收时受到同频道干扰。实际上，RS本身不能检测到MS处的同频道干扰，因此不能减轻这种干扰。

再次，因为在IEEE802.16jRS组(RSgroup)中，所有所包含的RS必须传输相同的数据并且MS不能区分RS，这种分组方法非常简单。由于这种方案不能灵活地选择适当的一个或几个RS来服务一个MS，这种方案效率较低。这种方案可能还会引起某种能量浪费，因为全部所包含的RS必须为一个MS传输数据，即使是当MS非常靠近某个RS时RF组合是不必要的也得这么操作。另外，在IEEE802.16j中所定义的RS分组也没有考虑有效地进行频率复用。

IEEE802.16jm标准在IEEE802.16会议#54(2008年3月)中正式发起，着重于IEEE.802.16m中的多跳中继设计。这一标准还处于初试阶段，迄今为止还没有提出成熟的方法来进行RS的资源(频率分割)分配或共享。

发明内容

因此，本发明所要解决的问题包括：如何向RS分配合适的频率分割，以实现较高的频率(复用)效率和较小的同频道干扰；如何在RS网络进入和重新进入期间，检测同频道干扰并且减轻这种干扰、以及避免由远近效应引起的问题；以及如何有效地在RS中共享频率资源。

根据本发明的实施例，提出了一种频率资源的分配方法，用于包括上级站、中间站和下级站的无线通信系统中，所述方法包括以下步骤：在同一个频段，上级站、中间站使用共同的频率资源发送相同的公共信息；所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源传输除了公共信息之外的其余数据。

优选地，所述公共信息包括频率资源占用识别信息。其中所述公共信息包括基本配置信息和/或同步信息。所述公共信息包括上行公共控制信道位置的信息。其中所述上行公共控制信道指的是公共测距信道。

优选地，所述上级站和中间站在不同的时频资源传输不同的单播服务控制信道(USCCH)，所述中间站组成中间站组，也就是说所述中间站组可以不包含上级站。所述中间站可以指的是中继站，所述中间站组指中继站组。或者，所述中间站组可以由上级站和中间站组成。优选地，所述中间站指中继站，所述中间站组指中继站组(RSGroup)。

优选地，所述上级站和中间站在上行链路分配公共的时频资源构成上行公共控制信道。所述上行公共控制信道指公共测距信道。在上行子帧中包括所述公共测距信道。

优选地，所述上级站、中间站在帧报头或帧报头的一部分中传输相同的内容来传输所述上级站和所述中间站的公共信息。在帧结构中，所述上级站、中间站使用公共的帧头传输所述公共信息。其中允许所述中间站或基站提前发送所述公共信息，使得从不同站发出的公共信息能同时到达指定的接收站。

优选地，所述中间站通过测量同步信道SCH，以便得知当前使用的频率资源的状态。其中所述中间站通过测量每一个频率资源来确定频率资源的使用状态。所述方法还包括以下步骤：所述中间站获得当前使用的频率资源的状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态；上级站根据所述报告对频率资源分配和/或中间站下行链路功率水平进行设定以避免所述同频道干扰。其中，所述方法还包括以下步骤：所述中间站获得当前使用的频率资源的状态，根据状态，所述中间站对频率资源分配进行调节和/或中间站下行链路功率水平进行设定以避免所述同频道干扰。其中，在对中间站频率资源进行分配时：在非协同操作模式下，不同的上级站/中间站占用正交的资源单元与其下属站通信；以及在协同操作模式下，不同的上级站/中间站占用相同的资源单元与其下属站通信。

优选地，确定是否存在同频道干扰的步骤是通过以下步骤实现的：下级站测量来自不同接入站的信号强度和干扰并且向中间站或上级站报告；上级站或者中间站级站通过所述报告确定是否存在由共享相同频率资源的站引起的同频道干扰。其中所述下级站测量不同接入站的干扰还包括以下步骤：对所接收的帧报头的公共部分和各自不同部分的信号质量进行比较；下级站通过信号质量比较来确定是否存在同频道干扰。其中在所述比较步骤中，如果所述信号质量低于预先设定的阈值，则确定存在所述同频道干扰。其中在存在同频道干扰的情况下，所述下级站经由所述公共测距信道报告所述同频道干扰。其中，在确定存在同频道干扰的情况下，根据所述报告，上级站可以对中间站频率资源分配进行调整和/或中间站下行链路功率水平进行调节以避免所述同频道干扰。在确定存在同频道干扰的情况下，根据所述报告，中间站可以对本身频率资源分配调整和/或中间站下行链路功率水平进行调节以避免所述同频道干扰。所述调节步骤可以是根据所述报告错开频率资源。所述调节步骤可以是根据所述报告要求中间站协同传输。所述调节步骤还可以是根据所述报告进行功率控制。

优选地，在非协同操作模式下，不同的中间站/下级站占用正交的资源单元与上级站通信；以及在协同操作模式下，不同的中间站/上级站同步地使用频率资源的相同资源单元进行协同通信。

优选地，所述上级站是基站，所述下级站是移动站，在所述基站、中间站和移动站之间进行下行链路数据通信；所述上级站可以是基站，所述下级站是移动站，在所述基站、中间站和移动站之间进行上行链路数据通信。

根据本发明的实施例，还提出了一种频率资源分配设备，用于包括上级站、中间站和下级站的无线通信系统中，所述频率资源分配设备包括以下部件：公共信息发送装置，在同一个频段，上级站、中间站使用共同的频率资源通过所述公共信息发送装置发送相同的公共信息；数据发送装置，所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源通过所述数据发送装置传输除了公共信息之外的其余数据。

根据本发明的实施例，还提出了一种无线通信系统，包括：上级站，所述上级站使用其自身的频率资源与其附属中间站通信；中间站，完全地占用一个频率资源或者与其他站共享频率资源；判断装置，判断两个或更多中间站是否共享公共的频率资源；控制装置，所述控制装置控制所述中间站在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，或者在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信，所述无线通信系统还包括：频率资源占用信息态获取装置，获取上级站、中间站在同一个频段所使用的共同的频率资源发送的公共信息，用于当中间站进入网络和重新进入网络时，获得当前使用的频率资源占用状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态；所述上级站根据所述频率资源占用状态来向中间站分配频率资源；所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源传输除了所述公共信息之外的其余数据。

根据本发明的实施例，还提出了一种移动站，与上级站和中间站进行通信，其中：所述上级站使用其自身的频率资源与其附属中间站通信；所述中间站完全地占用一个频率资源或者与其他站共享频率资源；所述移动站还包括：判断装置，判断两个或更多中间站是否共享公共的频率资源；控制装置，所述控制装置控制所述中间站在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，或者在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信，所述中间站还包括频率资源占用识别获取装置，获取上级站、中间站在同一个频段所使用的共同的频率资源发送的公共信息，用于当中间站进入网络和重新进入网络时，获得当前使用的频率资源占用状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态；所述上级站根据所述频率分割资源的占用状态来向中间站分配频率资源；所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源传输除了所述公共信息之外的其余数据。

本领域普通技术人员应该理解，所述中间站可以是中继站；所述中间站还可以是微蜂窝基站，所述中间站还可以是家庭基站；将根据本发明实施例的上述方法、或设备、或无线通信系统或移动站应用于微蜂窝网络。本领域普通技术人员还应该理解，根据本发明实施例的方法、设备、无线通信系统和移动站不仅仅可以应用于广义的无线通信领域，而且可以应用于宏蜂窝传输网、微蜂窝传输网、以及超微蜂窝传输网。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：中继站自动地检测空闲频率资源，并且报告给基站。基于测量结果，基站选择任意频率资源给中继站。当中继站本身自适应地检测可用的频率资源作为分配参考，使得频率复用效率最大化，同时也具有较高的可靠性和灵活性，尤其是对于临时的中继站配置和中继站的移动性。此外，本发明所述还提出了移动站辅助的同频道干扰检测和消除方案。即使在存在同频道干扰的情况下，也可以使得同频道的中继站和基站同时传输共同的帧头，因此确保了移动站可以正确地接收广播信息。通过比较所接收的公共帧头和USCCH数据之间的信号质量，移动站可以容易地检测是否存在同频道干扰。将公共测距信道设计用于确保甚至在同频道干扰环境下，移动站也可以报告所检测到的信息。通过根据移动站的报告自适应地调节频率分割分配和/或中继站功率水平，可以避免同频道干扰。

附图说明

根据结合附图的以下描述，本发明的优点将变得易于理解，其中：

图1示出了针对RS的频率分割资源分配的示意图；

图2示出了向RS分配一个单独的频率分割资源的示例；

图3示出了RS与邻居接入站(例如BS或RS)共享频率分割的示意图；

图4示出了几个RS共享一个频率分割示意图；

图5示出了对于重叠覆盖区域中的MS的同频道干扰的示意图；

图6示出了在像曼哈顿那样的环境下的MS的同频道干扰的示意图；

图7示出了利用控制信道设计实现的IEEE802.166m的中继帧结构示例；

图8示出了根据本发明的频率分割分配的具体程序示意图；

图9示出了一种频率资源分配方法的流程图；

图10示出了根据本发明的实施例的频率资源的分配方法的流程图；

图11示出了获得当前使用的频率资源状态的流程图；

图12示出了下级站测量不同接入站的干扰的流程图；以及

图13示出了MS辅助同频道干扰检测和消除方法的流程图。

具体实施方式

现在对本发明的实施例提供详细参考。为解释本发明将参考附图描述下述实施例。

本领域普通技术人员可以理解，在下文中将使用频率分割来表示频率资源的分配方法，但是本发明并不局限于利用频率分割来进行频率资源的分配，本发明普通技术人员理解的任何频率资源分配手段，例如频率分割、频率扇区等等，均可以应用于根据本发明实施例的方法、设备、无线通信系统和基站中。

本发明实施例提出了一种在多跳中继网络中RS的有效资源分配方法，以在避免干扰的同时实现较高的频率复用效率。BS总是使用其自身的频率分割与其附属RS通信。RS可以完全地占用一个频率分割或者与其他站共享频率分割。如果两个或更多RS共享公共的频率分割，这些所包含的RS可以在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，或者可以在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信。共享公共频率分割的所有接入站(RS和BS)将在帧报头或帧报头一部分中传输相同的内容，以确保MS可以正确地接收在帧报头中所承载的基本网络配置信息。即使存在同频道干扰，因为所有这些RS或BS在帧报头或帧报头的一部分中传输相同的内容，MS可以正确无干扰地接收这些内容。公共帧报头部分可以包括初级同步频道(P-SCH)、广播频道(BCH)等等。每一个RS的MAP正交地进行传输，例如在不同地资源单元中正交地传输以避免干扰。在非协同操作模式下，针对每一个RS的数据通信业务量的资源块是正交的。在协同操作模式下，所包含的接入站(例如RS或BS)同步地使用频率分割的相同资源单元进行协同通信。

当RS进入网络和重新进入网络时，RS测量邻居小区的SCH，以便得知当前使用的频率分割资源的状态，并且向BS报告以作为用于确定RS频率分割资源分配的参考。频率分割分配的确定受到通信负载、频率分割资源用途、干扰等等的影响。在引起较低同频道干扰的接入站中，允许进行频率分割以便复用。

在向RS分配了频率分割资源之后，提出了了一种MS辅助方案以检测和减轻可能的同频道干扰的方法，这种同频道干扰是通过几个RS共享一个频率分割引起的。要求MS测量来自不同接入站的信号强度和干扰，并且向其上级站(BS/RS)报告，以使得BS/RS知晓是否存在由共享相同频率分割的RS引起的同频道干扰。

根据本发明的实施例，还提出了一种干扰检测方法，即对所接收的帧报头的公共部分和各自不同部分，例如MAP/数据的信号质量进行比较。当这些同频道RS和BS传输相同的(部分)帧报头时，MS可以检测高质量的公共帧报头。如果存在同频道干扰，MS可以检测恶化的(低信噪比SINR)的MAP/数据。通过信号质量比较，MS可以容易地知晓同频道干扰。将公共测距信道设计用于MS在同频道干扰环境下来报告同频道干扰。根据MS报告对频率分配和/或RS下行链路功率水平进行自适应地调节以避免所述干扰。

图7示出了利用控制信道设计实现的IEEE802.166m的中继帧结构示例，用于进行频率分割共享。利用这种设计，中继帧结构可以在高复用效率、地同频道干扰的前提下，由RS分配频率分割资源。本质上支持了MS辅助同频道干扰检测和干扰的减轻。

如在IEEE802.16mSDD中所定义的，存在两个级别的同步层次，将它们称作初级同步频道(P-SCH)和次级同步频道(S-SCH)。P-SCH用于初始捕获、高级帧同步以及发送附加信息。S-SCH用于精细同步、小区/扇区识别(ID)。SCH符号的位置固定在高级帧中。因为一个高级帧由四个邻接帧组成，可以每4个帧传输一个SCH。广播频道(BCH)承载基本系统参数和系统配置信息。BCH也随着一个或更多高级帧的周期而传输。当几个RS和/或其上级BS共享公共频率分割时，要求这些所包含的接入站传输相同的P-SCH和BCH。当在BCH中承载的信息相对稳定时，RS/BS传输相同的SCH是合情合理的。通常，多个RS和BS的传输到达循环前缀容限内的MS。当RS只覆盖较小的区域以满足CP容限时，RS可以预先开始这个帧以补偿传播等待时间。将MS与组合的RF信号同步。SSCH用于识别小区ID。不同的RS传输不同的SSCH，因此MS可以明白它归属于那个接入站。当将SSCH序列设计用于能够在低SINR环境下进行正确的检测时，允许RS和/或BS在相同的时间/频率块内传输SSCH。单播业务控制信道(USCCH)正在由两个用户专用控制信息和非用户专用控制信息组成的信息，包括对于每一个MS的资源分配。如图7所示，RS和/或BS必须使用正交的资源单元来传输各自的USCCH，以避免干扰。在非协同操作模式下，不同的RS/BS占用正交的(不同的)资源单元用于与上级站通信。在协同操作模式下，不同的RS/BS同步地使使用频率分割的相同资源单元进行协同通信。在上行链路中存在一个公共的测距信道用于所有RS和BS共享一个频率分割，其中RS和/或BS保留相同的时间-频率资源用于上行链路测距。在BCH中表示公共测距信道的位置。在由于强烈的同频道干扰导致MS不能对其自己的USCCH进行解码的情况下，MS让那个可以通过公共BCH得到公共测距信道的位置，并且通过所述公共测距信道传输信息(例如，以报告干扰)。

下面详细描述当RS网络进入和重新进入时的频率分割分配。BS总是使用其自己的频率分割与其附属RS进行通信。RS可以专有地使用独立的频率分割与其上级站(RS或MS)通信，或者RS可以与其他接入站(BS或RS)共享一个频率分割。如果几个接入站(BS或RS)共享一个频率分割，由RS占用的用于USCCH的频率-时间资源与由BS或其他RS所使用的时间-频率资源正交以避免干扰。用于数据通信的资源单元在非协同操作模式下是正交的。新的RS分组方案允许RS组中的每一个RS具有其自己的独立USCCH。在协同操作模式下，不同的RS可以占用相同的资源以向MS发送相同或不同的信号，来获得分集增益或多路复用增益。

如图8所示，频率分割分配的具体程序描述如下。1、新进入的RS搜索P-SCH以检查是否存在可用的空闲频率分割(S801)。所检测的P-SCH可以是共享公共频率分割的接入站的RF组合。

2、RS对于每一个频率分割测量其质量(例如功率水平)(S802)。这种测量可能是基于SCH等。当RS和BS同步地传输公共(部分)帧报头时，这种测量是将来自不同RS或BS的信号与相同的频率分割进行组合的信号的测量。

3、RS选择具有最强质量的频率分割，用于同步和网络进入(S803)。网络进入程序与MS网络进入相同。

4、在RS网络进入之后，RS请求带宽以与其上级站(BS或RS)通信，并且报告每个频率分割的测量结果(S804)。

5、BS得到测量结果，如果BS还没有检测到关于某个频率分割的信号、或者检测到的信号非常弱(例如，检测到的信号小于阈值(S805))，BS将整个频率分割分配给RS(S806)。将整个频率分割分配给RS并非意味着只有一个RS使用这一频率分割资源，其他RS也可能使用这一频率分割资源；然而，这些RS远离这一新进入的RS，并且因此RS不会检测到它们的信号，因此假设不会存在同频道干扰。

如果RS检测到在所有频率分割中功率水平足够强(例如，检测到信号的强度在预先分配的阈值以上(S805))，这意味着由于其他邻居小区引起的干扰导致没有空闲的频率分割是可用的。在这种情况下，BS要求新进入的RS与其他接入站共享频率分割(S07)。所述频率分割分配可以是基于频率分割可用性、通信量负载、干扰等等。具体算法是基于出售方专有的并且与本发明的内容无关。至于频率分割资源共享，所有所包含的接入站(BS或RS)同步地传输公共的帧报头用于下行链路广播控制信息，可能包括P-SCH、BCH等等。这一公共帧报头中的内容应该是相对不变的。从不同RS传输的USCCH和承载电路数据占用不同的(正交的)时间-频率资源，或者它们可以占用相同的资源单元用于协同通信。本领域普通技术人员应该理解，这里对频率分割资源的分配并非局限于频率分割分配，还可以应用于其他频率资源共享的情况。

下面详细描述MS辅助同频道干扰检测方法。根据RS是否检测到同频道干扰而简单地选择某个频率分割资源分配给RS可能在MS端引起干扰，如图5和图6所示。尽管RS没有从使用相同频率分割的邻居站接收到干扰，RS及其同频道邻居可能有重叠的覆盖区域。这个RS及其同频道邻居站的重叠覆盖范围内的MS在接收时会遇到同频道干扰。

如果MS能正确地接收公共帧报头，但是没有能接收到USCCH、或者没有接收到数据，MS知道存在由于共享相同频率分割的BS或RS引起的同频道干扰。MS需要向其上级站报告检测到的同频道干扰。可以经由公共测距信道报告所述同频道干扰。在接收到的公共帧报头中表示所述公共测距频道的地址。当共享相同的频率分割的RS和/或BS传输相同的BCH时，即使具有同频道干扰，MS也可以接收到帧报头并且得到基本配置信息(例如，公共测距信道的起始点)。可以通过公共测距信道保留一些代码用于同频道干扰报告。可选地，MS可以争取上行链路带宽请求用于干扰报告。根据测量报告，BS可以针对每一个RS调节频率分割分配、资源分配、或者RS传输的功率水平以避免同频道干扰。当RS本身自适应地检测可用的频率分割作为分配参考，使得频率复用效率最大化。

图9示出了一种频率资源的分配方法的流程图，所述分配频率分割资源的方法用于包括上级站、中继站和下级站的无线通信系统中，所述方法包括以下步骤：上级站使用其自身的频率分割与其附属中继站通信(S901)；中继站完全地占用一个频率分割(S9021)或者与其他站共享频率分割(S9022)；如果两个或更多中继站共享公共的频率分割，判断所述中继站工作于协同操作模式还是非协同操作模式(S903)；所述中继站在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信(S9041)，或者在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信(S9042)，其中，当中继站进入网络和重新进入网络时，所述中继站获得邻居小区中当前使用的频率分割资源的状态，并且向上级站报告所述频率分割资源的使用状态(S905)；上级站根据所述频率分割资源的使用状态来向中继站分配频率分割资源(S906)。

图10示出了根据本发明的实施例的频率资源的分配方法的流程图。所述频率资源的分配方法应用于包括上级站、中继站和下级站的无线通信系统中，所述方法包括以下步骤：在同一个频段，上级站、中继站使用共同的频率资源发送相同的公共信息(S1001)；所述上级站和所述中继站使用正交的时频资源传输除了公共信息之外的其余数据(S1002)。

本领域普通技术人员应该理解，所述公共信息包括频率资源占用识别信息。所述公共信息还可以包括基本配置信息和/或同步信息。所述公共信息还可以包括上行公共控制信道位置的信息。所述上行公共控制信道指的是公共测距信道。也就是说，通过在所传输的公共信息中传送指示频率资源使用状态的信息，或者指示将来传输频率资源使用信息的不受干扰信道的信息，可以确保在存在同频道干扰的情况下，随时存在可用的资源来传输用于进行检测和消除同频道干扰的信息。

其中，所述上级站和中继站可以在不同的时频资源传输不同的单播服务控制信道(USCCH)，所述上级站和中继站组成中继站组(RSgroup)。其中所述RS组可以不包含上级站。所述上级站和中继站可以在上行链路分配公共的时频资源构成上行公共控制信道。所述上行公共控制信道指得是公共测距信道。在上行子帧中包括所述公共测距信道。

其中，所述上级站、中继站在帧报头或帧报头的一部分中传输相同的内容来传输上级站和中继站的公共信息。在帧结构中，所述上级站、中继站用公共的帧头传输所述公共信息。另外，可以允许所述中继站/基站提前发送所述公共信息，使得从不同站发出的公共信息能同时到达指定的接收站。

所述中继站可以通过测量同步频道SCH，以便得知当前使用的频率资源的状态。其中所述中继站通过测量每一个频率资源来确定频率资源的使用状态。所述方法还包括以下步骤：所述中继站获得当前使用的频率资源的状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态；上级站根据所述报告对频率资源分配和/或中继站下行链路功率水平进行设定以避免所述同频道干扰。其中，所述方法还包括以下步骤：所述中继站获得当前使用的频率资源的状态，根据状态所述中继站对频率资源分配和/或中继站下行链路功率水平进行设定以避免所述同频道干扰。其中，在对中继站频率资源进行分配时：在非协同操作模式下，不同的上级站/中继站占用正交的资源单元与其下属站通信；以及在协同操作模式下，不同的上级站/中继站占用相同的资源单元与其下属站通信。

优选地，确定是否存在同频道干扰的步骤是通过以下步骤实现的：下级站测量来自不同接入站的信号强度和干扰并且向中继站或上级站报告；上级站或者中继站级站通过所述报告确定是否存在由共享相同频率资源的站引起的同频道干扰。其中所述下级站测量不同接入站的干扰还包括以下步骤：对所接收的帧报头的公共部分和各自不同部分的信号质量进行比较；下级站通过信号质量比较来确定是否存在同频道干扰。其中在所述比较步骤中，如果所述信号质量低于预先设定的阈值，则确定存在所述同频道干扰。其中在存在同频道干扰的情况下，所述下级站经由所述公共测距信道报告所述同频道干扰。其中，根据所述报告，上级站对中间站频率资源分配进行调整和/或对中继站下行链路功率水平进行调节以避免所述同频道干扰。根据所述报告，中间站对本身频率资源分配调整和/或对中间站下行链路功率水平进行调节以避免所述同频道干扰。所述调节步骤可以是根据所述报告错开频率资源。所述调节步骤可以是根据所述报告要求中继站协同传输。所述调节步骤还可以是根据所述报告进行功率控制。

更进一步地，本发明还提出了一种MS辅助同频道干扰检测和消除方法。如图11所示，所述上级站或者中继站获得当前使用的频率资源的状态是通过以下步骤实现的：下级站测量来自不同接入站的信号强度和干扰并且向上级站报告(S1101)；上级站通过所述报告确定是否存在由共享相同频率资源的站引起的同频道干扰(S1102)。更进一步地，所述下级站测量不同接入站的干扰还包括以下步骤，如图12所示：对所接收的帧报头的公共部分和各自不同部分的信号质量进行比较(S1201)；下级站通过信号质量比较来确定是否存在同频道干扰(S1202)。优选地，在所述比较步骤中，如果所述信号质量低于预先设定的阈值，则确定存在所述同频道干扰。优选地，在存在同频道干扰的情况下，所述下级站经由所述公共测距信道报告所述同频道干扰。优选地，在上行子帧中包括所述公共测距信道。其中在传输的所述公共信息中表示所述公共测距信道的地址。更进一步地，所述方法还包括以下步骤(如图13所示)：所述中继站获得当前使用的频率资源的状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态(S1301)；根据所述报告，(上级站或者中继站)对频率资源分配进行调节和/或对中继站下行链路功率水平进行调节以避免所述同频道干扰(S1302)。优选地，所述调节骤可以是根据所述报告错开频率资源(S1303)，也可以是根据所述报告进行功率控制(S1304)；还可以是根据所述报告要求中继站协同传输(S1305)。

其中，在非协同操作模式下，不同的中继站/下级站占用正交的资源单元与上级站通信；以及在协同操作模式下，不同的中继站/上级站同步地使用频率资源的相同资源单元进行协同通信。

其中，在一种传输情景下，所述上级站是基站，所述下级站是移动站，在所述基站、中继站和移动站之间进行下行链路数据通信；在另一种传输情景下，所述上级站是基站，所述下级站是移动站，在所述基站、中继站和移动站之间进行上行链路数据通信。但是，不管是在上行链路数据通信还是下行链路数据通信过程中，频率资源的分配都由上级站来确定并且进行分配的。

根据本发明的实施例，还提出了一种频率资源的分配设备，用于包括上级站、中继站和下级站的无线通信系统中，所述设备包括以下部件：公共信息发送装置，在同一个频段，上级站、中继站使用共同的频率资源通过所述公共信息发送装置发送相同的公共信息；数据发送装置，所述上级站和所述中继站使用正交的时频资源通过所述数据发送装置传输除了公共信息之外的其余数据。

根据本发明的实施例，还提出了一种无线通信系统，包括：上级站，所述上级站使用其自身的频率资源与其附属中继站通信；中继站，完全地占用一个频率资源或者与其他站共享频率资源；判断装置，判断两个或更多中继站是否共享公共的频率资源；控制装置，所述控制装置控制所述中继站在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，或者在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信，所述无线通信系统还包括：频率资源占用信息态获取装置，获取上级站、中继站在同一个频段所使用的共同的频率资源发送的公共信息，用于当中继站进入网络和重新进入网络时，获得当前使用的频率资源占用状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态；所述上级站根据所述频率资源占用状态来向中继站分配频率资源；所述上级站和所述中继站使用正交的时频资源传输除了所述公共信息之外的其余数据。

根据本发明的实施例，还提出了一种移动站，与上级站和中继站进行通信，其中：所述上级站使用其自身的频率资源与其附属中继站通信；所述中继站完全地占用一个频率资源或者与其他站共享频率资源；所述移动站还包括：判断装置，判断两个或更多中继站是否共享公共的频率资源；控制装置，所述控制装置控制所述中继站在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，或者在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信，所述中继站还包括频率资源占用识别获取装置，获取上级站、中继站在同一个频段所使用的共同的频率资源发送的公共信息，用于当中继站进入网络和重新进入网络时，获得当前使用的频率资源占用状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态；所述上级站根据所述频率分割资源的占用状态来向中继站分配频率资源；所述上级站和所述中继站使用正交的时频资源传输除了所述公共信息之外的其余数据。

本领域普通技术人员应该理解，根据本发明实施例的方法、设备、无线通信系统和移动站不仅仅可以应用于广义的无线通信领域，而且可以应用于宏蜂窝传输网、微蜂窝传输网、以及超微蜂窝传输网；所述中继站可以是无线通信网络中的中间站点，也可以是微蜂窝传输网中的微基站，还可以是家庭无线网中的家庭基站。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：根据MS报告对频率分割分配和/或RS下行链路功率水平进行自适应地调节以避免所述干扰；在协同操作模式下，不同的中继站RS可以占用相同的资源以向MS发送相同或不同的信号，来获得分集增益或多路复用增益；当RS本身自适应地检测可用的频率分割作为分配参考，使得频率复用效率最大化。

综上所述，本发明的实施例首先提出了一种用于RS网络进入和网络重新进入的频率分割资源的分配方法。RS自动地检测空闲频率分割资源，并且报告给BS。基于测量结果，BS选择任意频率分割资源给RS。当RS本身自适应地检测可用的频率分割作为分配参考，使得频率复用效率最大化，同时也具有较高的可靠性和灵活性，尤其是对于临时的RS配置和RS的移动性。此外，本发明所述还提出了MS辅助的同频道干扰检测和消除方案。即使在存在同频道干扰的情况下，也可以使得同频道的RS和BS同时传输共同的帧头，因此确保了MS可以正确地接收广播信息。通过比较所接收的公共帧头和USCCH数据之间的信号质量，MS可以容易地检测是否存在同频道干扰。将公共测距信道设计用于确保甚至在同频道干扰环境下，MS也可以报告所检测到的信息。通过根据MS的报告自适应地调节频率分割分配和/或RS功率水平，可以避免同频道干扰。

本领域普通技术人员可以理解：实施上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，执行该程序时执行如下步骤：在同一个频段，上级站、中继站使用共同的频率资源发送相同的公共信息；所述上级站和所述中继站使用正交的时频资源传输除了公共信息之外的其余数据，所述存储介质可以是ROM/RAM、磁盘、光盘等存储介质。所述程序执行时还可以执行根据本发明实施例方法的其他后续步骤。

尽管已经示出和描述了本发明的一些实施例，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求及其等价物所限定的本发明的原理和范围的情况下，可以在对以上实施例中做出变化。

Claims (38)

1.一种频率资源的分配方法，用于包括上级站、中间站和下级站的无线通信系统中，所述方法包括以下步骤：

在同一个频段，上级站、中间站使用共同的频率资源发送相同的公共信息；

所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源传输除了公共信息之外的其余数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述公共信息包括频率资源占用识别信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述公共信息包括基本配置信息和/或同步信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述公共信息包括上行公共控制信道位置的信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述上行公共控制信道指的是公共测距信道。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述上级站和中间站在不同的时频资源传输不同的单播服务控制信道(USCCH)。

7.根据权利要求6所述的方法，所述中间站组成中间站组。

8.根据权利要求7所述的方法，所述中间站指的是中继站，所述中间站组指的是中继站组。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述上级站和所述中间站组成中间站组。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述上级站和中间站在上行链路分配公共的时频资源构成上行公共控制信道。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述上行公共控制信道指公共测距信道。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在上行子帧中包括所述公共测距信道。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述上级站、中间站在帧报头或帧报头的一部分中传输相同的内容来传输所述上级站和所述中间站的公共信息。

14.根据权利要求1所述的方法，其中在帧结构中，所述上级站、中间站使用公共的帧头传输所述公共信息。

15.根据权利要求1所述的方法，其中允许所述中间站或上级站提前发送所述公共信息，使得从不同站发出的公共信息能同时到达指定的接收站。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间站通过测量同步信道SCH，以便得知当前使用的频率资源的状态。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述中间站通过测量每一个频率资源来确定频率资源的使用状态。

18.根据权利要求17所述的方法，其中：

所述中间站获得当前使用的频率资源的状态，并且向上级站报告所述频率资源的使用状态；

上级站根据所述报告对频率资源分配和/或中间站下行链路功率水平进行设定以避免同频道干扰。

19.根据权利要求17所述的方法，其中：

所述中间站获得当前使用的频率资源的状态，所述中间站根据所述状态对频率资源分配和/或中间站下行链路功率水平进行设定以避免同频道干扰。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中在对中间站频率资源进行分配时：

在非协同操作模式下，不同的上级站/中间站占用正交的资源单元与其下属站通信；以及

在协同操作模式下，不同的上级站中间站占用相同的资源单元与其下属站通信。

21.根据权利要求1所述的方法，其中还包括确定是否存在同频道干扰的步骤，其是通过以下步骤实现的：

下级站测量来自不同接入站的信号强度和干扰并且向中间站或上级站报告；

上级站或者中间站通过所述报告确定是否存在由共享相同频率资源的站引起的同频道干扰。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述下级站测量不同接入站的干扰还包括以下步骤：

对所接收的帧报头的公共部分和各自不同部分的信号质量进行比较；

下级站通过信号质量比较来确定是否存在同频道干扰。

23.根据权利要求22所述的方法，其中在所述比较步骤中，如果所述信号质量低于预先设定的阈值，则确定存在所述同频道干扰。

24.根据权利要求22所述的方法，其中在存在同频道干扰的情况下，所述下级站经由公共测距信道报告所述同频道干扰。

25.根据权利要求21所述的方法，在确定存在同频道干扰的情况下，所述方法还包括步骤：

根据所述报告，上级站对中间站频率资源分配进行调整和/或对中间站下行链路功率水平进行调节以避免所述同频道干扰。

26.根据权利要求21所述的方法，在确定存在同频道干扰的情况下，所述方法还包括步骤：

根据所述报告，中间站对本身频率资源分配进行调整和/或对中间站下行链路功率水平进行调节以避免所述同频道干扰。

27.根据权利要求25或26所述的方法，其中所述调节步骤是根据所述报告错开频率资源。

28.根据权利要求25或26所述的方法，其中所述调节步骤是根据所述报告要求中间站协同传输。

29.根据权利要求25或26所述的方法，其中所述调节步骤是根据所述报告进行功率控制。

30.根据权利要求1所述的方法，其中：

在非协同操作模式下，不同的中间站/下级站占用正交的资源单元与上级站通信；以及

在协同操作模式下，不同的中间站/上级站同步地使用频率资源的相同资源单元进行协同通信。

31.根据权利要求1所述的方法，其中所述上级站是基站，所述下级站是移动站，在所述基站、中间站和移动站之间进行下行链路数据通信。

32.根据权利要求1所述的方法，其中所述上级站是基站，所述下级站是移动站，在所述基站、中间站和移动站之间进行上行链路数据通信。

33.一种频率资源分配设备，用于包括上级站、中间站和下级站的无线通信系统中，所述频率资源分配设备包括以下部件：

公共信息发送装置，在同一个频段，上级站、中间站使用共同的频率资源通过所述公共信息发送装置发送相同的公共信息；

数据发送装置，所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源通过所述数据发送装置传输除了公共信息之外的其余数据。

34.一种无线通信系统，包括：

上级站，所述上级站使用其自身的频率资源与其附属中间站通信；

中间站，完全地占用一个频率资源或者与其他站共享频率资源；

判断装置，判断两个或更多中间站是否共享公共的频率资源；

控制装置，所述控制装置控制所述中间站在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，或者在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信，

所述无线通信系统还包括：

频率资源占用信息状态获取装置，获取上级站、中间站在同一个频段所使用的共同的频率资源发送的公共信息，用于当中间站进入网络和重新进入网络时，获得当前使用的频率资源占用状态，并且向上级站报告所述频率资源占用状态；

所述上级站根据所述频率资源占用状态来向中间站分配频率资源；

所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源传输除了所述公共信息之外的其余数据。

35.一种移动站，与上级站和中间站进行通信，其中：

所述上级站使用其自身的频率资源与其附属中间站通信；

所述中间站完全地占用一个频率资源或者与其他站共享频率资源；

所述移动站还包括：

判断装置，判断两个或更多中间站是否共享公共的频率资源；

控制装置，所述控制装置控制所述中间站在非协同操作模式下占用正交的资源单元进行通信，或者在协同操作模式下占用相同的资源单元进行通信，

所述中间站还包括频率资源占用识别获取装置，获取上级站、中间站在同一个频段所使用的共同的频率资源发送的公共信息，用于当中间站进入网络和重新进入网络时，获得当前使用的频率资源占用状态，并且向上级站报告所述频率资源占用状态；

所述上级站根据频率分割资源的占用状态来向中间站分配频率资源；

所述上级站和所述中间站使用正交的时频资源传输除了所述公共信息之外的其余数据。

36.根据权利要求1所述的方法、根据权利要求33所述的设备、根据权利要求34所述的无线通信系统、或根据权利要求35所述的移动站，其中所述中间站是中继站。

37.根据权利要求1所述的方法、根据权利要求33所述的设备、根据权利要求34所述的无线通信系统、或根据权利要求35所述的移动站，其所述中间站是微基站。

38.根据权利要求1所述的方法、根据权利要求33所述的设备、根据权利要求34所述的无线通信系统、或根据权利要求35所述的移动站，其中所述中间站是家庭基站。