CN103415020A - 一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法 - Google Patents

一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法 Download PDF

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CN103415020A CN2013103206745A CN201310320674A CN103415020A CN 103415020 A CN103415020 A CN 103415020A CN 2013103206745 A CN2013103206745 A CN 2013103206745A CN 201310320674 A CN201310320674 A CN 201310320674A CN 103415020 A CN103415020 A CN 103415020A
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曲桦
赵季红
孙彬
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Xian Jiaotong University
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Xian Jiaotong University
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Abstract

本发明提供一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法:将中继站设置在相邻小区顶点处;每个中继站供相邻的三个小区使用;基站和中继站都采用定线天线技术;将小区用户划分为基站用户和中继站用户;将小区的整段载波划分为主子载波和辅子载波,将主子载波进行正交频率划分分配给中继站,将辅子载波进行正交频率划分分配给基站;根据基站用户的干扰选择合适的频率划分方法;当中继站用户的干扰比较大时采用协作传输来进行通信,采用了本发明的技术方案,有效的扩展了基站的覆盖范围,同时有效的降低了引入中继站所带来的新的小区间干扰,提高了资源的利用率,改善了小区的吞吐量。

Description

一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法。
背景技术
随着用户对无缝覆盖和高速数据速率业务需求的不断增长,第三代移动通信系统(3G)已不能完全满足用户的需求。因此,3GPP提出了长期演进(LTE)作为3G的演进系统。国际移动电联(IMT)对第四代移动通信系统提出了诸多需求,但LTE(Rel-8)并不能完全满足这些需求。2008年基于LTE系统,LTE-Advanced项目在3GPP拉开了序幕。
中继技术(Relay技术)用来传递基站和终端之间的业务/信令传输,目的是为了增强高数据速率的覆盖、临时性网络部署、小区边界吞吐量提升、覆盖扩展和增强、支持群移动等,同时也能提供较低的网络部署成本。中继技术包括层一中继、层二中继、层三中继三种。
OFDMA(正交频分多址)是OFDM技术的演进。在利用OFDM对信道进行子载波化后,在部分子载波上加载传输数据传输技术。OFDMA多址接入系统将传输带宽划分成正交的互不重叠的一系列子载波集,将不同的子载波集分配给不同的用户实现多址。OFDMA系统可动态地把可用带宽资源分配给需要的用户,很容易实现系统资源的优化利用。由于不同用户占用互不重叠的子载波集,在理想同步情况下,系统无多户间干扰。OFDMA技术是LTE-Advanced系统解决小区间干扰的最佳方法之一。
基于时分基础的协作传输技术是协作多个相邻的基站或者节点在基于时分的基础上为一个小区边缘用户提供服务,从而降低小区边缘用户的干扰,提高小区边缘用户的服务质量。
定向天线是按给定方向发射或接收无线电信号的天线,是在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强,而在其他的方向上发射及接收电磁波为零或极小的一种天线。采用定向天线的目的是增加辐射功率的有效利用率,增加保密性,同时增加抗干扰能力。
中继技术(Relay技术)引入到LTE-Advanced系统中,原有系统出现基站到用户和基站到中继再到用户两种通信方式,破坏了原有小区内OFDMA资源正交的特性,引入了新的干扰,小区内存在三种类型的干扰:基站对中继服务用户的干扰;中继对基站服务用户的干扰;中继对相邻中继服务用户的干扰。如何合理的规划基站与中继站的使用频率,同时在中继站系统中结合应用基于时分的协作传输技术来解决小区干扰,提高小区的资源利用率,改善整个小区的吞吐量成为业内普遍关注的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法。
为达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:
将小区内的用户划分为中心用户和边缘用户,将中心用户作为基站用户,将边缘用户作为中继站用户,基站用户由小区内的基站服务,中继站用户由小区内距离中继站用户最近的中继站服务;将系统资源进行正交频率划分后分配给小区内的基站和中继站使用。
每个小区部署6个中继站,且每个中继站部署在相邻三个小区的顶点处,每个中继站供相邻的3个小区使用,基站和中继站均使用定向天线。
所述基站使用120°定向天线或者使用60°定向天线,中继站使用60°定向天线。
所述系统资源进行正交频率划分的具体步骤为:将载波分为主子载波和辅子载波两部分,将辅子载波分成频率正交的子载波集后分配给基站的扇区使用,将主子载波分成频率正交的子载波集后分配给属于本小区的中继站的扇区使用,并保证中继站的各个扇区使用的子载波集频率正交。
根据当前基站和中继站的负载情况,对基站和中继站占用的频段大小进行协调划分。
所述干扰解决方法还包括以下步骤:根据中继站用户的干扰大小为中继站用户选择通信方法,所述通信方法为非协作通信或采用基于时分基础的协作传输进行通信。
当中继站用户的信干噪比大于等于设定的中继站用户的信干噪比门限,为中继站用户选择非协作方式进行通信,当中继站用户的信干噪比小于设定的中继站用户的信干噪比门限,为中继站用户选择使用基于时分基础的协作传输进行通信。
所述信干噪比门限的计算方法为:
S = Σ i = 1 m SINR i m
其中,S表示信干噪比门限,SINRi表示小区中第i个中继站用户的信干噪比,m表示小区中所有中继站用户的个数。
所述基于时分基础的协作传输包括以下步骤:当中继站用户的信干噪比值小于所述信干噪比门限时,以为中继站用户服务的中继站作为目标中继站,根据目标中继站确定初选基站和初选中继站,从初选基站和初选中继站中分别选择负载小于负载门限的基站和中继站作为优选基站和优选中继站,从优选中继站中选择与目标中继站信道质量相差最小的中继站作为最优中继站,在优选基站中选择信干噪比最大的基站作为最优基站,最后将目标中继站、最优中继站、最优基站组成协作簇进行基于时分基础的协作传输通信。
根据基站的负载门限L1从初选基站中选择优选基站,基站的负载门限L1为基站最大负荷的90%;根据中继站的负载门限L2从初选中继站中选择优选中继站,中继站的负载门限L2为中继站最大负荷的90%。
本发明的有益效果体现在:
本发明通过对基站和中继站进行正交频率划分,降低了小区的干扰水平,再根据中继站用户的干扰水平选择协作传输方式来进一步降低了小区间的干扰,本发明在保证降低了小区干扰的基础上,同时改善了小区的吞吐量,保证了小区内用户的通信质量,因此,本发明具有很好的推广前景。
附图说明
图1是本发明的场景示意图;
图2是干扰类型示意图;
图3是本发明的物理资源块(PRB)示意图;
图4A、图4B是本发明的频率资源划分示意图;
图5是本发明所述方法的流程图;
图6是BFPU-15、FPU-1、FPU-7的基站用户信干噪比仿真对比图;
图7是BFPU-18、FPU-1、FPU-7的基站用户信干噪比仿真对比图;
图8是BFPU-18/15、FPU-1、FPU-7的中继站用户信干噪比仿真对比图;
图9是BFPU-15、FPU-1、FPU-7的系统吞吐量仿真对比图;
图10是BFPU-18、FPU-1、FPU-7的系统吞吐量仿真对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,具体介绍如下:
本发明的具体场景部署方式参见图1,每个小区部署6个中继站(RN),中继站部署在相邻的三个小区交界处,每个中继站供三个小区共同使用。
将小区内的用户划分为基站用户和中继站用户,对基站(eNb)和中继站进行正交频率划分;本发明提供了两种频率划分方法,分别为BFPU-15和BFPU-18。
对基站和中继站进行正交频率划分包括:将小区内的频段分成两组子载波,一组称为主子载波,另一组称为辅子载波,主子载波可以被基站用户使用,也可以被中继站用户使用,而辅子载波则只能给基站用户使用。
基于OFDMA,将主子载波划分成12个正交的子载波:F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12,12个正交子载波在每个小区边缘按顺时针方向被小区内6个中继站的12个扇区所使用;
对于BFPU-15方法,基于OFDMA,将辅子载波划分为3个正交的子载波:F1、F2、F3,3个正交子载波按顺时针方向被基站的三个扇区使用;对于BFPU-18方法,基于OFDMA,将辅子载波划分为6个正交的子载波:F1、F2、F3、F4、F5、F6,6个正交子载波按顺时针方向被基站的六个扇区使用;其中,主子载波和辅子载波的划分是根据小区的地理环境、小区负载、信道质量、信号强度的各项参数之一或者是几个参数联合的标准划分的;根据当前基站和当前中继站交互信息所上报的负载情况,对基站和中继站占用的频段大小进行协调划分。
基站和中继站均使用定向天线;中继站使用60°定向天线,在BFPU-15方法中基站使用120°定向天线,供基站的三个扇区接收三段不同的频率;在BFPU-18方法中,基站使用60°定向天线,供基站的六个扇区接收六段不同的频率。
LTE-Advanced系统在引入中继站以后,破坏了原来小区的正交频率划分特性,引入中继站以后出现了小区内的共道干扰。参见图2所示,引入中继站以后的的干扰类型如下:基站对中继站服务用户的干扰;中继站对基站服务用户的干扰;中继站对相邻中继站服务用户的干扰。
本发明考虑在LTE-Advanced系统中的无线资源是以物理资源块(如图3所示)为单位进行分配的,同时所采用的正交频率划分方法将不采用之前LTE系统中的整段式频率划分方法,而是采用分布式的划分方法。
本发明给出两种频率划分方法:BFPU-15和BFPU-18,下面将具体介绍两种频率划分方法。
BFPU-15的划分具体步骤如下,参见图4A:
BFPU-15基站使用的120°定向天线,将基站的覆盖范围划分成3个扇区,基站覆盖区域为深灰色区域,中继站使用60°定向天线,将中继站的覆盖范围划分成6个扇区,中继站覆盖区域为浅灰色区域;
资源分配:把整段频率先分成两部分,一部分为主子载波,主子载波为浅灰色,另一部分为辅子载波,辅子载波为深灰色;
将主子载波分成12部分,主要提供给中继站覆盖范围内的某个扇区用户使用,各部分占用的频率正交,按照F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12的顺序依次划分,保证相邻小区中继站扇区使用的频率正交。将频率标号为F1的资源块分配到中继站覆盖范围的1号区域使用;将频率标号为F2的资源块分配到中继站覆盖范围的2号区域使用;将频率标号为F3的资源块分配到中继站覆盖范围的3号区域使用;将频率标号为F4的资源块分配到中继站覆盖范围的4号区域使用;将频率标号为F5的资源块分配到中继站覆盖范围的5号区域使用;将频率标号为F6的资源块分配到中继站覆盖范围的6号区域使用;将频率标号为F7的资源块分配到中继站覆盖范围的7号区域使用;将频率标号为F8的资源块分配到中继站覆盖范围的8号区域使用;将频率标号为F9的资源块分配到中继站覆盖范围的9号区域使用;将频率标号为F10的资源块分配到中继站覆盖范围的10号区域使用;将频率标号为F11的资源块分配到中继站覆盖范围的11号区域使用;将频率标号为F12的资源块分配到中继站覆盖范围的12号区域使用。其它各个小区中中继站扇区使用的频率依照上面给出的频率划分方法依次进行分配;
将辅子载波分成3部分,主要提供给基站覆盖范围内的3个不同扇区的用户使用,同时各部分占用的频率正交,按照F13、F14、F15的顺序依次划分。将频率标号为F13的资源块分配到基站覆盖范围的1号扇区使用;将频率标号为F14的资源块分配到基站覆盖范围的2号扇区使用;将频率标号为F14的资源块分配到基站覆盖范围的3号扇区使用。其它各个小区基站的各个扇区使用的频率依照上面给出的频率划分方法依次进行分配。
BFPU-18的划分具体步骤如下,参见图4B:
BFPU-18基站使用的60°定向天线,将基站的覆盖范围划分成6个扇区,基站覆盖区域为深灰色区域,中继站使用60°定向天线,将中继站的覆盖范围划分成6个扇区,中继站覆盖区域为浅灰色区域;
资源分配:把整段频率先分成两部分,一部分为主子载波,主子载波为浅灰色,另一部分为辅子载波,辅子载波为深灰色;
将主子载波分成12部分,主要提供给中继站覆盖范围内的某个扇区用户使用,各部分占用的频率正交,按照F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12的顺序依次划分,保证相邻小区中继站扇区使用的频率正交。将频率标号为F1的资源块分配到中继站覆盖范围的1号区域使用;将频率标号为F2的资源块分配到中继站覆盖范围的2号区域使用;将频率标号为F3的资源块分配到中继站覆盖范围的3号区域使用;将频率标号为F4的资源块分配到中继站覆盖范围的4号区域使用;将频率标号为F5的资源块分配到中继站覆盖范围的5号区域使用;将频率标号为F6的资源块分配到中继站覆盖范围的6号区域使用;将频率标号为F7的资源块分配到中继站覆盖范围的7号区域使用;将频率标号为F8的资源块分配到中继站覆盖范围的8号区域使用;将频率标号为F9的资源块分配到中继站覆盖范围的9号区域使用;将频率标号为F10的资源块分配到中继站覆盖范围的10号区域使用;将频率标号为F11的资源块分配到中继站覆盖范围的11号区域使用;将频率标号为F12的资源块分配到中继站覆盖范围的12号区域使用。其它各个小区中中继站扇区使用的频率依照上面给出的频率划分方法依次进行分配;
将辅子载波分成6部分,主要提供给基站覆盖范围内的6个不同扇区的用户使用,同时各部分占用的频率正交,按照F13、F14、F15、F16、F17、F18的顺序依次划分。将频率标号为F13的资源块分配到基站覆盖范围的1号扇区使用;将频率标号为F14的资源块分配到基站覆盖范围的2号扇区使用;将频率标号为F15的资源块分配到基站覆盖范围的3号扇区使用;将频率标号为F16的资源块分配到基站覆盖范围的4号扇区使用;将频率标号为F17的资源块分配到基站覆盖范围的5号扇区使用;将频率标号为F18的资源块分配到基站覆盖范围的6号扇区使用。其它各个小区基站的各个扇区使用的频率依照上面给出的频率划分方法依次进行分配。
本发明通过将中继站设置在小区边缘来扩展基站的覆盖范围,同时通过给基站和中继站分配不同的频率来降低基站用户和中继站用户的干扰,通过基于时分基础上的协作传输来进一步减小中继站内用户的干扰。
本发明有效的防止了LTE-Advanced系统中引入中继站以后所引起的同频道干扰。为了考虑整个小区尤其是中继站用户的通信质量,提高整个小区的吞吐量。本发明还给出基于频率划分以后进一步结合小区用户的信干噪比、小区的负载值而进行的基于时分基础的协作通信:
测量当前中继站用户的SINR(信干噪比)值;
若当前中继站用户的SINR值大于等于预设的中继站用户的信干噪比门限S,则在使用上述正交频率划分方法后使中继站用户按照频率划分系统进行通信(非协作通信);若当前中继用户的SINR值小于预设的中继用户的信干噪比门限S,则在使用上述正交频率划分方法后为中继站用户启动基于时分基础的协作传输技术进行通信。
基于时分基础的协作传输方案,具体步骤为:将当前中继站用户的SINR值小于预设的信干噪比门限S的中继站作为目标中继站;选择目标中继站周围的3个基站和3个中继站作为初选基站和初选中继站;从初选基站和初选中继站中分别选择负载小于负载门限的基站和中继站作为优选基站和优选中继站;从优选中继站中选择与目标中继站信道质量相差最小的中继站作为最优中继站,在优选基站中选择信干噪比最大的基站作为最优基站,最后目标中继站、最优基站、最优中继站组成协作簇进行基于时分基础的协作传输。
所述信干噪比门限S的计算方法为:
S = Σ i = 1 m SINR i m
其中,S表示信干噪比门限,SINRi表示小区中第i个中继站用户的信干噪比,m表示小区中所有中继站用户的个数。
本发明的具体流程将结合图5予以说明:
首先,系统进行初始化阶段;
基站对将要接入到本小区的用户发送参考信息RS,用户接收到基站发送的参考信息RS以后会上报给基站RSRP(参考信号接收功率)信息,基站通过接收到用户的RSRP信息将用户划分为中心用户和边缘用户(参见文献:薛萧.LTE-Advanced系统中基于COMP的小区间干扰协调策略[D].西安;西安邮电大学,2012)。将中心用户作为基站用户,将边缘用户作为中继站用户,基站用户由小区内的基站服务,中继站用户由小区内距离中继站用户最近的中继站服务。
LTE-Advanced系统将无线资源分成主子载波和辅子载波两部分,然后按照本发明提供的两种正交频率划分方法将主子载波和辅子载波分配给中继站和基站;
将基站的负载门限设置为L1,将中继站的负载门限设置为L2(基站的负载门限为基站最大负荷的90%;中继站的负载门限为中继站最大负荷的90%)。通过中继站与母基站、基站与基站之间的信息交互过程,将得到的当前基站的负载值与基站的负载门限L1进行比较,同时得到当前中继站的负载值与中继站的负载门限L2进行比较;
当前基站的负载值与基站的负载门限L1进行比较以后,将执行以下的步骤:
若当前基站的负载值大于基站的负载门限时,将对辅子载波和主子载波的比例进行调节,调节方法依照一种用于OFDM系统的软频率复用的改进方法中所提出的主子载波与辅子载波占用比例的调节方法,然后再进行判断,依次执行下去直到基站与中继站的用户达到相对平衡为止(参见文献:中国专利申请,申请号200910088686.3);
当前中继站的负载值与中继站的负载门限L2进行比较以后,将执行以下的步骤:
若当前中继站的负载值大于中继站负载门限时,将对辅子载波和主子载波的比例进行调节,调节方法依照一种用于OFDM系统的软频率复用的改进方法中所提出的主子载波与辅子载波占用比例的调节方法,然后再进行判断,依次执行下去,直到基站与中继站的用户达到相对平衡为止(参见文献:中国专利申请,申请号200910088686.3)。
若当前中继站的负载值小于中继站负载门限L2时,将中继站覆盖范围内用户上报的SINR值与设定好的中继站用户的信干噪比门限值S进行比较;若当前中继站用户的SINR值小于信干噪比门限S时,系统将为中继站用户启动基于时分基础的协作通信机制进行通信,具体实施步骤是:
将当前中继站用户的SINR值小于信干噪比门限S的所属中继站选为目标中继站;
将目标中继站周围相邻的3个中继站定义为初选中继站,将目标中继站周围相邻的3个基站定义为初选基站;
LTE-Advanced系统中基站与基站之间通过X2接口进行信息的相互交换,因此初选基站和初选中继站会通过X2接口告知目标中继站各自当前的负载情况,初选基站和初选中继站的当前负载情况是通过与预先给定的负载门限值进行比较反馈出来的,具体的,初选基站的当前负载值与负载门限L1进行比较,大于L1表示当前的初选基站负载过重,初选基站的当前负载值与负载门限L1进行比较,小于等于L1表示当前的初选基站负载轻;初选中继站的当前负载值与负载门限L2进行比较,大于L2表示当前的初选中继站负载过重,初选中继站的当前负载值与负载门限L2进行比较,小于等于L2表示当前的初选中继站负载轻。从初选基站和初选中继站中选择负载轻的基站和中继站,作为协作簇的优选基站和优选中继站;
对于优选中继站,优选中继站内的用户会向优选中继站反馈信噪比值,记为SNR0,根据目标中继站内用户反馈的信噪比值,记为SNR1,选择||SNR1-SNR0||值最小的中继站作为协作簇内的最优中继站;
在优选基站中选择SINR最大的基站作为最优基站,最后目标中继站、最优中继站、最优基站进行基于时分基础的协作传输通信。
若当前中继站用户的SINR值大于等于信干噪比门限S,将按照频率划分系统进行通信。
基站用户始终按照频率划分系统进行通信。
本发明主要对非协作通信方式进行了仿真,对BFPU-15方法、BFPU-18方法及固定中继蜂窝网络中的频率规划性能分析方案中提到FPU-1方法和FPU-7方法进行仿真,并对仿真结果进行对比与分析,仿真包括基站用户的信干噪比、中继站用户信干噪比和系统吞吐量三部分,仿真针对LTE-Advanced系统的下行通信进行。仿真中使用19个小区结构,使用的频带带宽为10MHz,仿真过程中基站的覆盖范围为0.4r,中继的覆盖范围为0.1r,r为小区的半径0.5km,载频是2GHz,具体的仿真参数如表1。
参数 取值
带宽 10MHz
载频 2GHz
基站发射功率 46dBm
中继发射功率 37dBm
基站天线增益 14dBi
用户天线增益 0dBi
基站到中继的天线 7dBi
中继到用户的天线 5dBi
噪声功率谱密度 -176dBm/Hz
小区半径 500m
小区用户数 25
小区数 19
基站—用户信道模 PL=103.4+24.2log10(d)
中继—用户信道模 PL=103.8+20.9log10(d)
有效带宽因子 0.88
有效信噪比因子 1.25
表1
图6显示了BFPU-15方法、FPU-1方法、FPU-7方法的基站用户信干噪比对比。由图6可以看出,对于基站用户而言,BFPU-15方法和传统的FPU-7方法的信干噪比远远好于传统的FPU-1方法;对于本发明的BFPU-15方法和传统的FPU-7方法进行比较可以看出,当用户到基站的距离小于200m时,传统的FPU-7方法要略优越于本发明的BFPU-15方法,但当用户距离基站的距离大于200m时,本发明的BFPU-15方法要优越于传统的FPU-7方法。
图7显示了BFPU-18方法、FPU-1方法、FPU-7方法的基站用户信干噪比对比。由图7可以看出,对于基站用户而言,BFPU-18方法和传统的FPU-7方法的信干噪比远远好于传统的FPU-1方法;对于本发明的BFPU-18方法和传统的FPU-7方法进行比较可以看出,当用户到基站的距离小于100m时,传统的FPU-7方法和本发明的BFPU-15方法的信干噪比几乎一样,但当用户距离基站的距离大于100m时,本发明的BFPU-15方法要优越于传统的FPU-7方法。
由图8可以看出,对于中继站用户而言,BFPU-15方法、BFPU-18方法的用户信干噪比一样,本发明的BFPU-15方法和BFPU-18方法要明显优越于传统的FPU-1算法和FPU-7算法。
图9、图10分别显示了BFPU-15方法、FPU-1方法、FPU-7方法和BFPU-18方法、FPU-1方法、FPU-7方法系统吞吐量的比较图,由图可以看出,本发明BFPU-15方法和BFPU-18方法的系统吞吐量明显的好于传统的FPU-1方法和FPU-7方法的系统吞吐量。
当中继站用户的SINR小于中继站用户的信干噪比门限S时,用户采用基于时分基础的协作传输进行通信,在采用基于时分基础的协作传输以前,中继用户的信干噪比为:
SINR = p u p i + n 0 * B - - - ( 1 )
采用基于时分基础的协作传输进行通信以后,中继用户的信干噪比变为:
SINR = p u + p 1 + p 2 p i + n 0 * B - - - ( 2 )
其中:pu表示用户接收到的来自所属中继的有用信号,pi表示用户接收到的干扰信号,p1和p2分别表示用户接收到的协作簇中最优基站和最优中继站的有用信号,n0表示噪声功率谱密度,B表示系统带宽。由公式(2)可以看出,为用户服务的有用信号得到增强,进一步提高了中继站用户的信干噪比,提升了中继站用户的服务质量。
本发明是考虑实际LTE-Advanced网络拓扑结构的不规则性、实际通信地点的复杂性、以及实际通信过程中业务分布的不均匀性,而提出的一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法。LTE-Advanced系统中为了扩大基站的覆盖范围,减少基站的覆盖盲点,引进了中继站。但是由于中继站的引入,造成了原有通信系统的复杂性,导致了同频干扰的产生。为了降低引入中继站以后的干扰,本发明使用了一种基于中继站的正交频率划分方法。为了平衡基站和中继站的负载量,合理的使用了协调技术,通过基站和中继站的负载量来协调主子载波和辅子载波的比例,从而提高了小区的吞吐量。本发明根据基站用户的干扰大小合理的选择频率划分技术,为了更进一步最大限度的降低中继站用户的干扰,本发明使用了一种基于时分基础的协作传输通信系统。本发明在保证用户通信质量的前提下,合理的降低基站用户和中继站用户的干扰,同时提高了小区的资源利用率,改善了整个小区的吞吐量。

Claims (10)

1.一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,包括以下步骤:
将小区内的用户划分为中心用户和边缘用户,将中心用户作为基站用户,将边缘用户作为中继站用户,基站用户由小区内的基站服务,中继站用户由小区内距离中继站用户最近的中继站服务;将系统资源进行正交频率划分后分配给小区内的基站和中继站使用。
2.根据权利要求1所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,每个小区部署6个中继站,且每个中继站部署在相邻三个小区的顶点处,每个中继站供相邻的3个小区使用,基站和中继站均使用定向天线。
3.根据权利要求2所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,所述基站使用120°定向天线或者使用60°定向天线,中继站使用60°定向天线。
4.根据权利要求1所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,所述系统资源进行正交频率划分的具体步骤为:将载波分为主子载波和辅子载波,将辅子载波分成频率正交的子载波集后分配给基站的扇区使用,将主子载波分成频率正交的子载波集后分配给属于本小区的中继站的扇区使用。
5.根据权利要求1所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,根据当前基站和中继站的负载情况,对基站和中继站占用的频段大小进行协调划分。
6.根据权利要求1所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,所述干扰解决方法还包括以下步骤:根据中继站用户的干扰大小为中继站用户选择通信方法,所述通信方法为非协作通信或采用基于时分基础的协作传输进行通信。
7.根据权利要求6所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,当中继站用户的信干噪比大于等于设定的中继站用户的信干噪比门限,为中继站用户选择非协作方式进行通信,当中继站用户的信干噪比小于设定的中继站用户的信干噪比门限,为中继站用户选择使用基于时分基础的协作传输进行通信。
8.根据权利要求7所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,所述信干噪比门限的计算方法为:
S = Σ i = 1 m SINR i m
其中,S表示信干噪比门限,SINRi表示小区中第i个中继站用户的信干噪比,m表示小区中所有中继站用户的个数。
9.根据权利要求7所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,所述基于时分基础的协作传输包括以下步骤:当中继站用户的信干噪比值小于所述信干噪比门限时,以为中继站用户服务的中继站作为目标中继站,根据目标中继站确定初选基站和初选中继站,从初选基站和初选中继站中分别选择负载小于负载门限的基站和中继站作为优选基站和优选中继站,从优选中继站中选择与目标中继站信道质量相差最小的中继站作为最优中继站,在优选基站中选择信干噪比最大的基站作为最优基站,最后将目标中继站、最优中继站、最优基站组成协作簇进行基于时分基础的协作传输通信。
10.根据权利要求9所述一种中继系统中基于频率划分的干扰解决方法,其特征在于,根据基站的负载门限L1从初选基站中选择优选基站,基站的负载门限L1为基站最大负荷的90%;根据中继站的负载门限L2从初选中继站中选择优选中继站,中继站的负载门限L2为中继站最大负荷的90%。
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