CN102386989A - 一种频率复用组网方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种频率复用组网方法和系统。该方法包括：每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带，至少有两个小区占用的子带相互有部分重叠；其中，预先将通信系统总的可用频带划分为N个子带，N是大于1的整数。以便在频率利用率和小区同频干扰之间取得平衡，提高系统的整体性能。

Description

一种频率复用组网方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种频率复用组网方法和系统。

背景技术

目前，长期演进(LTE)系统主要采用以下两种组网方式：

方式一，采用频率复用因子为N的组网方式，其中，N是大于1的整数。

在方式一中，将LTE系统总的可用频带划分为多个频段，且各个频段之间没有重叠部分，不同的小区分别采用不同的频段。

图1是频率复用因子为3时的组网示意图。

如图1所示，系统总的可用频带的带宽是60MHz，将60MHz的系统带宽划分为3个频段，每个频段20MHz，各个频段之间彼此不重叠，A小区、B小区和C小区分别占用3个不同的频段。

采用方式一进行组网时，由于各个小区占用的是不同的频段，且不同频段之间没有重叠部分，因此小区间干扰较小，而且实际的网络规划也比较简单。然而，方式一需要的总的系统带宽较大，一般总的系统带宽是单个小区带宽的N倍，其中N是频率复用因子，因此整个网络的频率利用率较低。

方式二，采用频率复用因子为1的组网方式。

在方式二中，各个小区都占用相同的频段，一般都占用系统总的可用频带。

图2是频率复用因子为1时的组网示意图。

如图2所示，系统总的可用频带的带宽是20MHz，A小区、B小区和C小区都占用该20MHz的带宽。

采用方式二进行组网时，整个网络的频率利用率较高，但是小区间同频干扰较大，特别是边缘用户干扰严重，其控制信道可能无法正常工作。

可见，现有的组网方式或者频率利用率过低，或者小区间同频干扰过大，系统整体性能都不够理想。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种频率复用组网方法和系统，以便在频率利用率和小区同频干扰之间取得平衡，提高系统的整体性能。

本发明采用的技术方案具体是这样实现的：

一种频率复用组网方法，该方法包括：

每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带，至少有两个小区占用的子带相互有部分重叠；

其中，预先将通信系统总的可用频带划分为N个子带，N是大于1的整数。

一种频率复用组网系统，该系统中的每个小区占用从该系统总的可用频带划分出的子带，且至少有两个小区占用的子带相互有部分重叠；

其中，该系统总的可用频带被预先划分为N个子带，N是大于1的整数。

一种频率复用组网方法，该方法包括：

将通信系统总的可用频带划分为N个子带，N是大于1的整数，该N个子带中至少有两个子带相互有部分重叠；

每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带。

由上述技术方案可见，本发明提供的组网方法和系统中，每个小区不是占用系统的全部可用频带，而是仅占用从总的可用频带中划分出的子带，因此不必所有小区都占用相同的频带，能够降低各个小区之间的同频干扰。并且，由于至少有两个子带相互有部分重叠，因此即便在系统总的可用频带的带宽比较小时，也可以划分出尽量多的子带，提高频率利用率，满足系统要求。

总之，本发明从可用频带中划分出的各个子带之间可以相互重叠，但各个子带又不完全相同，因此可以在频率利用率和小区同频干扰之间取得平衡，提高系统的整体性能。

附图说明

图1是频率复用因子为3时的组网示意图。

图2是频率复用因子为1时的组网示意图。

图3是本发明提供的频率复用组网方法的流程图。

图4是本发明提供的第一组网示意图。

图5是本发明提供的第二组网示意图。

图6是本发明提供的第三组网示意图。

图7是本发明提供的第四组网示意图。

图8是本发明提供的第五组网示意图。

图9是本发明提供的第六组网示意图。

图10是本发明提供的下行信道第一示意图。

图11是本发明提供的下行信道第二示意图。

图12是本发明提供的上行信道示意图。

具体实施方式

本发明所提供的频率复用组网方法也称为“频率移位频率复用”(FrequencyShifted Frequency Reuse，FSFR)组网，下面对本发明提供的该组网方法进行详细说明。

图3是本发明提供的频率复用组网方法的流程图。

如图3所示，该方法包括：

步骤301，预先将通信系统总的可用频带划分为N个子带，N是大于1的整数，该N个子带中至少有两个子带相互有部分重叠。

本步骤中，通信系统总的可用频带是指该通信系统可以使用的所有频带。

步骤302，每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带，至少有两个小区占用的子带相互有部分重叠。

其中，步骤301是预处理步骤，仅在系统要求发生变化需要重新划分子带时才执行步骤301，不必每次进行组网时都执行步骤301。

在根据系统要求按照步骤301将通信系统总的可用频带划分为N个子带后，即可利用该N个子带进行组网。

在组网的过程中，根据子带之间的相关性为各个小区分配其占用的子带；

其中，两个子带相互重叠部分占用的带宽除以该两个子带占用的总带宽所得的商越大，该两个子带的相关性越大。显然地，当两个子带完全正交时，由于没有重叠部分，因此所述商是0，当两个子带有部分重叠时，所述商大于0且小于1，当两个子带完全相同时，所述商是1。

根据子带之间的相关性为各个小区分配其占用的子带时，按照使得相邻小区使用的子带相关性最小的原则给网络中的小区分配子带，具体为：将相关性较小的子带分别分给相邻的扇区，将相关性较大的子带分别分给相隔较远的扇区。

例如，两个小区之间的物理距离越近，该两个小区占用的两个子带之间的相关性越小。此时，能够降低物理距离较近的小区之间的同频干扰。

当两个小区占用的子带相互有部分重叠时，该两个小区优先使用各自子带中除重叠部分以外的部分，每个小区在自身负载达到预定状态时，再使用所述重叠部分。这样，占用的子带相互有重叠部分的两个小区可以在自身负载不大时，仅使用所述重叠部分以外的部分与其他网络设备或者用户设备(UE)进行通信，能够避免同频干扰，而在自身负载较重时，可以占用所述重叠部分进行通信，从而提高系统容量。其中，如果该两个小区中只有一个小区的负载达到了所述预定状态而需要占用所述重叠部分，而另一个小区没有达到所述预定状态不需要占用所述重叠部分，则可以在提高系统容量的同时避免同频干扰。可见，系统整体性能可以得到提升。

本发明还提供了一种频率复用组网系统，该系统中的每个小区占用从该系统总的可用频带划分出的子带，且至少有两个小区占用的子带相互有部分重叠。

其中，该系统总的可用频带被预先划分为N个子带，N是大于1的整数。

一般地，两个小区之间的物理距离越近，该两个小区占用的两个子带之间的相关性越小。

其中，两个子带相互重叠部分占用的带宽除以该两个子带占用的总带宽所得的商越大，该两个子带的相关性越大。

优选地，该系统中占用的子带相互有部分重叠的两个小区，分别优先使用各自子带中除重叠部分以外的部分，每个小区在自身负载达到预定状态时，再使用所述重叠部分。

由上述方法和系统可见，为了提高通信系统的整体性能，本发明提出了一种适用于任意系统可用带宽的混合频率复用组网方案，其具体包括：

步骤1：将系统总的可用频带分为N个子带，其中N是不小于2的整数。这N个子带的任意两个子带之间相互有重叠部分或者完全正交，且保证至少有两个子带相互有部分重叠，这N个子带的带宽可以相同，也可以不同。

步骤2：针对上述N个子带中的每个子带，找到与之相关性较大的子带和相关性较小的子带。其中，所谓子带间相关性的大小，是指两个子带间重合的频率占两个子带的频率之和的比例大小，该比例越大，代表两个子带间的相关性越大，反之相关性越小。

步骤3：按照使得相邻小区使用的子带相关性最小的原则给网络中的小区分配子带，具体为：将相关性较小的子带分别分给相邻的扇区，将相关性较大的子带分别分给相隔较远的扇区。

为了更清楚地说明本发明，下面举5个具体的实施例进行示例性地说明。

实施例1：

图4是本发明提供的第一组网示意图。

在图4中，系统总的可用频带的带宽是30MHz，被划分为3个子带，每个子带20MHz，且两两部分重叠。同站址的三个小区分别占用该3个子带中不同的子带，如图4所示，小区A、B和C分别占用子带A、B和C。

图5是本发明提供的第二组网示意图。

在图5中，系统总的可用频带的带宽是15MHz，被划分为3个子带，每个子带10MHz，且两两部分重叠。同站址的三个小区分别占用该3个子带中不同的子带，如图5所示，小区A、B和C分别占用子带A、B和C。

实施例2：

图6是本发明提供的第三组网示意图。

由图6可见，当系统总的可用频带的带宽是40MHz或50MHz时，仍然可以将总的系统总的可用频带划分为三个子带，同站址的三个小区分别占用该三个子带中不同的子带。

与实施例1相比，由于实施例2中系统总的可用频带的带宽增大了，因此通信系统规避干扰的能力会得到提升，对小区间干扰协调(ICIC)算法和调度算法的依赖性也会进一步降低，从而获得更优的系统性能。

实施例3：

图7是本发明提供的第四组网示意图。

如图7所示，系统总的可用频带的带宽是30MHz，被划分为2个子带，分别为子带A和子带B，每个子带20MHz，该2个子带相互有10MHz的重叠部分，小区A和小区B分别占用子带A和子带B。

在实际通信过程中，小区A优先使用整个带宽左边1/3的10MHz频带，即优先使用子带A中没有与子带B重叠的部分，小区B优先使用整个带宽右边1/3的10MHz频带，即优先使用子带B中没有与子带A重叠的部分。当小区负载上升时，每个小区都可以使用所述重叠的部分进行通信。

例如，当小区A的负载上升到预定状态时，小区A可以占用整个子带A进行通信，如果此时小区B的负载较轻，没有达到所述预定状态，则小区B可以仅使用子带B中没有与子带A重叠的部分进行通信，如果此时小区B的负载也上升到所述预定状态，则小区B也可以占用整个子带B进行通信。

实施例4：

图8是本发明提供的第五组网示意图。

如图8所示，系统总的可用频带的带宽是30MHz，被分为4个子带，每个子带20MHz，两两子带之间有重叠部分。4个子带分别分给4个小区，如图8所示，小区A、B、C和D分别占用子带A、子带B、子带C和子带D。

实施例5：

图9是本发明提供的第六组网示意图。

如图9所示，系统总的可用频带的带宽是30MHz，被分为3个子带，分别为子带1、子带2和子带3，其中，子带1和子带2的相关性较小，子带1和子带3的相关性较大，子带2和子带3的相关性较大。

图9的右侧是部署了4个站址的一块区域，每个站址下分别有3、3、1和2个小区，按照使得相邻小区使用的子带相关性最小的原则给该4个站址下的小区分配子带，其中，图9所示小区内的数字表示该小区占用的子带编号。

可见，当系统总的可用频带的带宽较小时，如果采用图1所示方法进行组网则无法支持系统要求的频率复用因子，例如无法支持频率复用因子为3，采用本发明后，可以在总的可用频带的带宽较小的情况下支持较大的频率复用因子，并最小化小区间的同频干扰，最大程度地提高系统性能。

下面以图10、11和12为例，对本发明的有益效果进行说明。其中，图10、11和12仅用于对本发明进行示例性地说明，并非用于限制本发明。

图10是本发明提供的下行信道第一示意图。

图10中，由上而下的三个矩形分别表示小区A、B和C占用的频带，其中，相邻小区的广播信道(PBCH)和同步信道(SS)分别占用各个小区所在频带的中间部分，宽度为1.08MHz，物理下行共享信道(PDSCH)占用该1.08MHz的广播信道和同步信道以外的频带。

由图10可见，相邻的小区A、B和C的广播信道和同步信道占用的1.08MHz的频带相互正交，由于PDSCH占用该1.08MHz的频带以外的频带，在小区负载较轻的时候，PDSCH很少发送，因此，广播信道和同步信道受到的小区间同频干扰较小。

图11是本发明提供的下行信道第二示意图。

图11中，由上而下的三个矩形分别表示小区A、B和C占用的频带，其中，物理下行控制信道(PDCCH)、PHICH或PCFICH分别占用各个小区的整个子带。

由图3可见，由于小区A、B和C三个小区的PDCCH占用的频带部分正交，因此与图2所示的同频组网相比，采用本发明的“频率移位频率复用”组网方案后的PDCCH受到的小区间同频干扰较小。

图12是本发明提供的上行信道示意图。

图12中，由上而下的三个矩形分别表示小区A、B和C占用的频带，其中，物理上行控制信道(PUCCH)占用小区的整个子带两端部分的频带，物理上行共享信道(PUSCH)占用小区的子带中PUCCH所占用频带以外的部分。

由图12可见，由于小区A、B和C各自的PUCCH所占用的频带相互正交，PUSCH占用小区的子带中PUCCH所占用频带以外的部分，在小区负载较轻的时候，PUSCH很少发送，因此PUCCH受到的小区间同频干扰较小。

本发明适用于多种系统可用带宽，例如适用于15MHz、25MHz、30MHz、35MHz、40MHz、45MHz和50MHz等多种系统可用带宽。本发明适用于时分复用长期演进(LTE TDD)系统和频分复用长期演进(LTE FDD)系统，也适用于高级的时分复用长期演进(LTE-A TDD)系统和高级的频分复用长期演进(LTE-A FDD)系统，也适用于全球微波互联接入(WiMAX)系统和IEEE802.16m等系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种频率复用组网方法，其特征在于，该方法包括：

每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带，至少有两个小区占用的子带相互有部分重叠；

其中，预先将通信系统总的可用频带划分为N个子带，N是大于1的整数。

2.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带包括：

根据子带之间的相关性为各个小区分配其占用的子带；

其中，两个子带的重叠部分占用的带宽除以该两个子带占用的总带宽所得的商越大，该两个子带的相关性越大。

3.根据权利要求2所述的组网方法，其特征在于，所述根据子带之间的相关性为各个小区分配其占用的子带包括：

两个小区之间的物理距离越近，该两个小区占用的两个子带之间的相关性越小。

4.根据权利要求1或2或3所述的组网方法，其特征在于，该方法进一步包括：

当两个小区占用的子带相互有部分重叠时，该两个小区优先使用各自子带中除重叠部分以外的部分，每个小区在自身负载达到预定状态时，再使用所述重叠部分。

5.一种频率复用组网系统，其特征在于，该系统中的每个小区占用从该系统总的可用频带划分出的子带，且至少有两个小区占用的子带相互有部分重叠；

其中，该系统总的可用频带被预先划分为N个子带，N是大于1的整数。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，两个小区之间的物理距离越近，该两个小区占用的两个子带之间的相关性越小；

其中，两个子带相互重叠部分占用的带宽除以该两个子带占用的总带宽所得的商越大，该两个子带的相关性越大。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，

该系统中占用的子带相互有部分重叠的两个小区，分别优先使用各自子带中除重叠部分以外的部分，每个小区在自身负载达到预定状态时，再使用所述重叠部分。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

两个不同子带的带宽相同或者不同。

9.一种频率复用组网方法，其特征在于，该方法包括：

将通信系统总的可用频带划分为N个子带，N是大于1的整数，该N个子带中至少有两个子带相互有部分重叠；

每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带。

10.根据权利要求9所述的组网方法，其特征在于，所述每个小区占用从通信系统总的可用频带划分出的子带包括：

根据子带之间的相关性为各个小区分配其占用的子带；

其中，两个子带的重叠部分占用的带宽除以该两个子带占用的总带宽所得的商越大，该两个子带的相关性越大。

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