CN1937446A - 一种提高系统中的小区边缘用户性能的频率复用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高小区边缘用户性能的频率复用方法，将无线蜂窝网络中的3个两两相邻的小区作为一个区群，可以根据本发明提出的方法设计其中任一区群的分配方法，然后将相同的设计方法应用到网络中的其他区群；或者，根据网络中各个区群的用户及业务分布和系统负载情况，采用本发明提出的方法分别设计各个区群的频率复用方法，其中每个区群的可用频率的划分可以根据各个区群中用户及业务分布和系统负载情况进行调整。此方法将每个小区的用户分为小区中心用户和小区边缘用户，并按一定规则将每个区群划分为若干个区域。然后，按照一定原则给所划分的这些区域分配可用频率。这样，可以在满足用户一定通信需求前提下有效提高频率利用率。

Description

一种提高系统中的小区边缘用户性能的频率复用方法

技术领域

本发明涉及一种提高系统中的小区边缘用户性能的频率复用方法。该方法涉及无线通信中频率复用技术领域，主要用于提高小区边缘用户性能。所述方法涉及多址接入技术，诸如频分多址、正交频分多址或其它多址技术。

背景技术

未来全球通信全新的业务将对传输速率提出更高的要求，特别是如何提高小区边缘用户的性能已成为业界十分关注的一个问题，例如第三代合作伙伴计划组织(3GPP、3GPP2)的长期演进计划(LTE)和空中接口演进计划(AIE)就特别地把此作为一项重要的要求提出来。进一步地，如何根据未来移动通信系统的特点，在保证小区边缘用户性能的同时，提高频率利用率一直是人们研究的热点。目前的研究表明，未来的E3G(三代增强)、4G(第四代)系统都可能采用频分方式，如OFDMA和IFDMA(交织频分多址)，这势必要求系统的设计者提出在满足用户一定通信需求的前提下提出有效提高系统频率复用系数并使其尽量接近1的频率复用方法。由于E3G、4G系统的传输技术较以往系统又有很大进步，使得频率复用系数接近1的频率复用成为可能。

另外，针对小区边缘用户所处的通信环境比处于小区中心用户恶劣，而且所受到的临近小区的干扰也较小区中心用户严重的问题，3GPP LTE以及3GPP2 AIE均将提高小区边缘用户性能作为向3G增强系统演进的重要目标之一。其中提高小区边缘用户性能的方法目前在3GPP以及3GPP2的标准制定过程中主要包括使用频率复用策略、宏分集、小区间干扰抑制等策略。但是如何将频率复用策略与其他提高小区边缘用户性能的解决方法结合以进一步提高小区边缘用户的性能的问题一直没有得到解决，随着E3G、B3G/4G系统研究工作的推进，有必要研究一种可以提高小区边缘用户性能的频率复用方法。

发明内容

针对小区边缘的用户所处的通信环境较处于小区中心用户恶劣，而且所受到的临近小区的干扰也较小区中心用户严重的问题，本发明提出了一种提高小区边缘用户性能的频率复用方法。该频率复用方法可以与宏分集技术相结合，在保证用户服务质量的前提下，有效提高小区边缘用户性能。

根据本发明，提供了一种提高系统中的小区边缘用户性能的频率复用方法，包括步骤：

(1)以所述系统中的3个两两相邻的小区作为一个区群，即将两两相邻的小区1、小区2、小区3作为一个区群，其中O₁是以小区1的中心为圆心且包含小区1的圆形区域，代表小区1的覆盖区域，O₂是以小区2的中心为圆心且包含小区2的圆形区域，代表小区2的覆盖区域，O₃是以小区3的中心为圆心且包含小区3的圆形区域，代表小区3的覆盖区域；

(2)将所述区群中的区域C₁-C₇分别记作C₁＝O₁∩O₂∩O₃，C₂＝(O₁∩O₃)\C₁，C₃＝(O₁∩O₂\C₁，C₄＝(O₂∩O₃\C₁，C₅＝O₁\(O₂∪O₃)，C₆＝O₂\(O₁∪O₃，C₇＝O₃\(O₁∪O₂)；

(3)将所述系统中的整个可用频段F分为5个不重叠的部分u₁、u₂、u₃、u₄和u₅；

(4)区域C₁中的用户由小区1、小区2和小区3使用频率集合u₁中的频率资源同时为其提供服务，区域C₂中的用户由小区1和小区3使用频率集合u₂中的频率资源同时为其提供服务，区域C₃中的用户由小区1和小区2使用频率集合u₃中的频率资源同时为其提供服务，区域C₄中的用户由小区2和小区3使用频率集合u₄中的频率资源同时为其提供服务；

(5)区域C₅、区域C₆和区域C₇中的用户分别由小区1、小区2和小区3分别使用频率集合u₄∪u₅、u₂∪u₅和u₃∪u₅中的频率资源进行通信。

优选地，多个小区同时为用户提供服务所使用的频率集合中的频率资源是同一频率资源。

优选地，多个小区同时为用户提供服务所使用的频率集合中的频率资源是不同频率资源。

优选地，所述频率集合中的频率是连续的。

优选地，所述频率集合中的频率是不连续的。

优选地，根据用户及业务的分布和系统负载，动态地划分处于区域C₁-C₄的用户以及处于小区C₅-C₇的用户。

优选地，所述方法适用于所述系统的其他区群中。

优选地，所述方法不仅适用于频率资源的分配，而且适用于时隙资源的分配。

优选地，所述方法适用于全向天线系统。

优选地，所述方法适用于定向天线系统。

在本发明中，在设计实现整个蜂窝网络频率复用方法时，将网络中的3个两两相邻的小区作为一个区群，采用所述方法设计其中任一区群的分配方法，然后将相同的设计方法应用到网络中的其他区群。其中每个区群用于频率复用的频率集合划分可以根据各个区群中用户及业务的分布和系统负载等情况进行调整。

根据本发明的提高小区边缘用户性能的频率复用方法，可以有效抑制小区间的干扰，提高系统性能。

本发明提出的方法将每个小区的用户分为小区中心用户和小区边缘用户，将每个区群按一定规则划分为若干区域，并根据一定原则给一个区群内的这些区域分配可用频率，可以在满足用户一定通信需求的前提下有效提高系统频率利用率。

基于本发明的构思，可以将类似的区域划分方法及频率复用方法应用到区群大小不为3的情况。

附图说明

图1示意了根据本发明的区域划分方法；

图2示意了根据本发明的频率复用方法。

具体实施方式

根据本发明的基本构思，在设计实现整个无线蜂窝网络的资源分配方法时，将无线蜂窝网络中的3个两两相邻的小区作为一个区群，可以根据本发明提出的方法设计其中任一区群的分配方法，然后将相同的设计方法应用到网络中的其他区群；或者，根据网络中各个区群的用户的分布及其业务分布情况采用本发明提出的方法分别设计各个区群的分配方法，其中每个区群的可用频率集合划分可以根据各个区群中用户及业务分布和系统负载等情况进行调整。

根据本发明，提供了一种提高小区边缘用户性能的频率复用方法，所述方法包括步骤：

步骤1：将所述无线蜂窝网络中每个小区中的用户分为两组，一组为小区边缘用户，一组为小区中心用户；

步骤2：以3个两两相邻的小区作为一个区群，如小区1、小区2、小区3两两相邻为一区群，记O₁是以小区1的中心为圆心且包含小区1的圆形区域，代表小区1的覆盖区域，O₂是以小区2的中心为圆心且包含小区2的圆形区域，代表小区2的覆盖区域，O₃是以小区3的中心为圆心且包含小区3的圆形区域，代表小区3的覆盖区域；

步骤3：区域划分：记C₁＝O₁∩O₂∩O₃，C₂＝(O₁∩O₃)\C₁，C₃＝(O₁∩O₂)\C₁，C₄＝(O₂∩O₃)\C₁，C₅＝O₁\(O₂∪O₃)，C₆＝O₂\(O₁∪O₃)，C₇＝O₃\(O₁∪O₂)；

步骤4：将整个可用频段F分为5个不重叠的部分u₁、u₂、u₃、u₄和u₅；

步骤5：处于区域C₁、区域C₂、区域C₃和区域C₄中的用户分别使用频率集合u₁、u₂、u₃和u₄中的频率资源进行通信，处于区域C₅、区域C₆和区域C₇中的用户分别使用频率集合u₄∪u₅、u₂∪u₅和u₃∪u₅中的频率资源进行通信。

需要说明的是，本发明中小区边缘用户为处于两个或三个小区覆盖交界区域内的用户，小区中心用户指非交界区域内的用户；且区域C₂中的用户可以由小区1和小区3使用同一频率集合中的频率资源同时为其提供服务，区域C₃中的用户可以由小区1和小区2使用同一频率集合中的频率资源同时为其提供服务，区域C₄中的用户可以由小区2和小区3使用同一频率集合中的频率资源同时为其提供服务，而三个覆盖交界区域C₁中的用户可以由一个区群中的三个小区使用同一频率集合中的频率资源同时为其提供服务。多个小区同时为用户提供服务所使用的同一频率集合中的频率资源是同一频率资源或不同频率资源。

另外，本发明中关于小区边缘用户和小区中心用户的划分可以根据用户及业务的分布和系统负载等情况，进行动态的划分。本发明主要针对全向天线系统。对定向天线系统，仍可采用此方法进行设计。

同样的，对时隙资源的分配和复用问题，仍可采用此方法进行设计。

最后，本发明中所述的频率集合中的频率(或时隙集合中的时隙)可以是连续的或不连续的。

下面参照附图并结合本发明的优选实施例来描述本发明的频率复用方法。

本实施例将本发明提出的频率复用方法应用于快速小区组选择方法(Fast Cell Group Selection：FCGS)。

针对提高小区边缘用户下行性能的快速小区组选择方法，对小区边缘的用户快速地选择多个小区组成小区组同时为其提供服务，因而要求所选择的小区组中的小区存在相同的频率资源。本发明提出的频率复用法可以应用于FCGS。

参见图1，本发明将无线蜂窝网络中的3个两两相邻的小区作为一个区群。首先根据本发明提出的方法设计其中任一区群的频率复用方法，然后将相同的设计方法应用到网络中的其他区群，从而解决整个网络的资源分配问题。

步骤1：参见图1，将一个区群中的三个两两相邻的小区分别记为小区1、小区2、小区3。将每个小区的用户分为两组，一组为小区边缘用户，一组为小区中心用户。

步骤2：记O₁是以小区1的中心为圆心且包含小区1的圆形区域，代表小区1的覆盖区域，O₂是以小区2的中心为圆心且包含小区2的圆形区域，代表小区2的覆盖区域，O₃是以小区3的中心为圆心且包含小区3的圆形区域，代表小区3的覆盖区域；

步骤3：区域的划分：记C₁＝O₁∩O₂∩O₃，C₂＝(O₁∩O₃)\C₁，C₃＝(O₁∩O₂)\C₁，C₄＝(O₂∩O₃)\C₁，C₅＝O₁\(O₂∪O₃)，C₆＝O₂\(O₂∪O₃)，C₇＝O₃\(O₁∪O₂)；

步骤4：将整个可用频段F分为5个不重叠的部分u₁、u₂、u₃、u₄和u₅；

步骤5：当用户位于小区1、小区2、小区3的覆盖交界区域，即区域c₁时，用户处于FCGS状态，小区1、小区2、小区3中的一个或几个小区形成小区组使用u₁中的同一频率资源同时为其提供服务；当用户位于小区1和小区3、小区1和小区2或小区2和小区3的覆盖交界区域，即区域C₂、区域C₃或区域C₄时，用户处于FCGS状态，用户所在的小区1和小区3、小区1和小区2或小区2和小区3分别形成小区组并分别使用u₂、u₃、u₄中的同一频率资源同时为用户提供服务；区域C₅、区域C₆和区域C₇中的用户为小区中心用户，由于其未处于FCGS状态，用户所在的小区1、小区2、小区3分别使用频率集合u₄∪u₅、u₂∪u₅和u₃∪u₅中的频率为用户提供服务。对应不同区域的频率分配方法参见图2。

本发明提出的频率复用方法还适用于其它各种应用宏分集技术的方法。

Claims (10)

1、一种提高系统中的小区边缘用户性能的频率复用方法，包括步骤：

(1)以所述系统中的3个两两相邻的小区作为一个区群，即将两两相邻的小区1、小区2、小区3作为一个区群，其中O₁是以小区1的中心为圆心且包含小区1的圆形区域，代表小区1的覆盖区域，O₂是以小区2的中心为圆心且包含小区2的圆形区域，代表小区2的覆盖区域，O₃是以小区3的中心为圆心且包含小区3的圆形区域，代表小区3的覆盖区域；

(2)将所述区群中的区域C₁-C₇分别记作C₁＝O₁∩O₂∩O₃，C₂＝(O₁∩O₃)\C₁，C₃＝(O₁∩O₂)\C₁，C₄＝(O₂∩O₃)\C₁，C₅＝O₁\(O₂∪O₃)，C₆＝O₂\(O₁∪O₃)，C₇＝O₃\(O₁∪O₂)；

(3)将所述系统中的整个可用频段F分为5个不重叠的部分u₁、u₂、u₃、u₄和u₅；

(4)区域C₁中的用户由小区1、小区2和小区3使用频率集合u₁中的频率资源同时为其提供服务，区域C₂中的用户由小区1和小区3使用频率集合u₂中的频率资源同时为其提供服务，区域C₃中的用户由小区1和小区2使用频率集合u₃中的频率资源同时为其提供服务，区域C₄中的用户由小区2和小区3使用频率集合u₄中的频率资源同时为其提供服务；

(5)区域C₅、区域C₆和区域C₇中的用户分别由小区1、小区2和小区3分别使用频率集合u₄∪u₅、u₂∪u₅和u₃∪u₅中的频率资源进行通信。

2、根据权利要求1所述的方法，其中步骤(4)中多个小区同时为用户提供服务所使用的频率集合中的频率资源是同一频率资源。

3、根据权利要求1所述的方法，其中步骤(4)中多个小区同时为用户提供服务所使用的频率集合中的频率资源是不同频率资源。

4、根据权利要求1所述的方法，其中所述频率集合中的频率是连续的。

5、根据权利要求1所述的方法，其中所述频率集合中的频率是不连续的。

6、根据权利要求1所述的方法，其中根据用户及业务的分布和系统负载，动态地划分处于区域C1-C4的用户以及处于小区C5-C7的用户。

7、根据权利要求1所述的方法，其中所述方法适用于所述系统的其他区群中。

8、根据权利要求1所述的方法，其中所述方法不仅适用于频率资源的分配，而且适用于时隙资源的分配。

9、根据权利要求1所述的方法，其中所述方法适用于全向天线系统。

10、根据权利要求1所述的方法，其中所述方法适用于定向天线系统。

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