使用不同频率再用因子来传送数据分组的方法

专利名称：使用不同频率再用因子来传送数据分组的方法
技术领域：
本发明涉及用于传送无线电信号，尤其是广播或控制信道信号的方 法，还涉及到使用这种方法的基站、无线电台和系统。
背景技术：
对于诸如GSM的移动通信系统，在每个小区中分配有一组频率资源， 以及在相邻的小区中指派与邻近小区的那些频率资源组完全不同的频率 资源组。小区的基站天线被设计成在这个特定的小区内达到想要的覆盖。 通过将覆盖区域的边界限制在一个小区内，相同的频率资源组可被其它小 区使用，这些小区互相分隔得足够远，以便把干扰电平保持在预定义的限 度内。选择和分配频率资源给想要的覆盖区域内的小区的设计过程被称为 频率再用(frequency reuse )(或频率规划)。
当前，对于UMTS的长期演进提出了几个频率再用的方案，诸如半静 态和分数频率(fractional frequency )再用。主要思想是把整个频率资源划 分成几个不同的副载波组。每个小区的小区中央用户使用相同的副载波 组，而小区边缘用户使用接近正交的副载波组。因此，根据用户的位置可 以生成不同的频率再用因子。小区边缘用户的信号干扰比增加，而在小区 边缘与小区中心用户之间的频谱效率和数据速率差异被最小化。
半静态频率再用方案考虑在小区边缘处的业务量负荷。然而，频率资 源的分配需要集中式调度器。在分数频率再用方案中，取决于它的CQI 反馈，用户可以被作为小区边缘或小区中央用户来对待。而且，所提出的 频率再用方案，诸如半静态或分数频率再用方案，聚焦于数据信道，对于 数据信道有可能利用反馈来控制副载波的分配。
发明概要
所以，本发明的目的是提供一种具有改进的吞吐量的通信方案。 本发明的另一个目的是提供一种可以适合于信令或广播信道的、使用 资源再用因子的通信方案。
按照本发明的第 一方面，提供一种用于把包括多个数据分组的数据信号从基站传送到无线电设备的方法，所述方法包括
把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组； 在具有第一再用因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组，以 及在具有第二再用因子的总资源的至少 一个第二部分上传送第二数据子 分组，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子。
按照本发明的另 一方面，提供一种用于在无线电设备处接收包括至少 一个数据分组的数据信号的方法，所述方法包括在具有第一再用因子的 总资源的第一部分上接收第一数据子分组，在总资源的第二部分上接收第 二数据子分组，总资源的所述第二部分具有第二再用因子，所述第一再用 因子不同于所述第二再用因子；把第一和第二数据子分组组合成数据分 组。
按照本发明的再 一 方面，提供 一 种用于传送包括至少 一 个数据分组的 数据信号的基站，包括用于把每个数据分组再划分成至少第一数据子分 组和第二数据子分组的装置；用于在具有第 一再用因子的总资源的第 一部 分上传送第一数据子分组的第一发射机，和用于在具有第二再用因子的总 资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组的第二发射机，所述第一 再用因子不同于所述第二再用因子。
按照本发明的另 一方面，提供一种用于从网络中的基站接收包括至少 一个数据分组的数据信号的无线电设备，所述无线电设备包括用于在第 一资源部分上接收信号包括第一子分组的第一信号的装置，所述第一资源 部分具有第一再用因子；用于在第二资源部分上接收信号包括第二子分组 的第二信号的装置，所述第二资源部分具有第二再用因子，第一再用因子 不同于第二再用因子。
已经表明，通过使用这样的混合再用通信方案，频谱效率在无需反馈 回路的情况下得以改进。因而，这个方案可被利用于象信令信道或控制信 道那样的、没有简单反馈手段的信道。
按照本发明的有利的变例，传送数据信号的方法还包括由在再划分成 数据分组之前编码该数据信号组成的步骤。
附图简述
现在参照附图通过举例来描述本发明，其中
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图1A和1B是分别示意性地表示按照本发明实施例的基站和无线电设备的框-图2A和2B是表示按照本发明变例的信号的频谱的图形；以及 -图3是表示本发明的实施例与传统的通信方案的比较结果的图形。
详细说明
将通过举例，相对于UMTS来描述本发明。在这样的系统中，从基站 (BS)传送下行链路信号到作为移动站(MS)的无线电设备。按照本发明的一 个方面，基站通过使用混合再用方案来传送数据信号。这个再用方案是频 率再用方案，其中具有不同的再用频率因子的两个不同的再用方案被组合 来增加链路的吞吐量。但是，在本发明的某些变例中，再用方案可以基于 时隙(例如，对于TDMA通信)或基于代码(例如，对于CDMA通信)。
更具体地，该频率再用方案可以使用正常地被分配给邻近小区的副载 波组。总的可用的频率资源可被划分成两个组。事实上，所提出的混合频 率再用方案在频率组RF1和频率组RF2的带宽之间施加加权因子，其中频 率组RF1具有例如单个带宽A，而频率组RF2对应于带宽B、 C和D的和 值。加权因子被选择以使得它提供最大的归一化吞吐量(或频语效率)。例 如，因子p被选择为使得T二PL+(1-(3)T2接近于T!和丁2的最大值，其中T! 是第 一总资源部分(在这里是频率组RF1)的链路频谱效率，以及T2是第二 总资源部分(在这里是频率组RF2)的链路频谱效率。正如将更详细地描述 的，将(3取在0.4至0.6的范围内，且优选地取0.5,是特别有利的。
在一个例子中，频率组RF1具有为1的再用因子，以及频率组具有为 3的再用因子。这些值对应于这样的事实通常，在UMTS中将三个不同 的副载波组用于不同的相邻小区。然而，由于本发明可以适用于其它系统， 所以可以使这些值适合于每个通信系统。
如图1A所描绘的，遵照本发明的实施例的基站1包括RF发射机2(Tx) 和控制器3。而且，基站1可包括编码器4,它编码信号，形成要被传送 的信号分组。编码器4把信号分组输出到再划分设备5，该再划分设备把 信号分组划分成子分组，以便把子分组分发到例如两个调制器6。每个调 制器对应于一个再用频率方案，具有它的对应的频率组RF1或RF2。
因此，当信号的分组被再划分设备5再划分成子分组时， 一个分组的 多个子分组被调制器6按照各自的再用频率方案进行调制，然后由发射机 2进行传送。子分组可被同时地传送。然而，在本发明的变例中，子分组在不同的时间被传送，例如，互相紧接地或随后地被传送。也有可能在接 连的不同的子帧中传送子分组。
在RF1上发送的子分组可以以第一预定的功率电平被传送，在RF2 上发送的子分组可以以第二预定的功率电平被传送。正如前面指明的，功 率电平被选择以使得全局链路频谱效率等于T二(3T!+(1-(3)T2 ，使(3被包括在 0.4至0.6之间，JU尤选i也是0.5。
替换地，第一和第二尺寸被选择成使得全局链路频谱效率等于 T,+(1画(3)T2 。
这允许得到至少与具有再用因子为3的传统频率再用方案一样好的频 谱效率。
由于没有使用反馈回路，该因子是预定的，故本发明的这个实施例不 限于数据信道。事实上，数据信号可以是广播信道信号、信令信道信号、 控制信道、或多播信号，对于它们，从移动站不能得到反馈信号。
如图1B所示，遵照本发明的实施例的移动站11包括接收机12(Rx) 和控制器13。接收机12把所接收的信号提供到例如两个解调器16。每个 解调器对应于一个频率再用方案，具有它的对应的频率组RF1或RF2。解 调器6被连接到再组合设备15,该再组合设备组合由解调器6先前解调的 子分组，以便形成数据分组。译码器14接收来自再组合设备15的数据分 组，对它们进行译码，并输出重建的信号。如果子分组是在不同的时间被 传送的，则可以使用緩沖器来把子分组再组合成数据分组。
在这个实施例中，移动站连续监视对应于该组合的再用方案的所有的 不同频率组。信号因此被分布在不同的频率组，使能以更有效的方式使用 频率资源。
为了把基站所利用的再用方案的图案通知给移动站，有可能发送资源 划分图案信息，其描述组RF1和RF2的频率和/或电平，以便找出例如在 每个小区中的控制信道。所以，在这个实施例的变例中，所提出的混合方 案可应用于P-BCH(主广播信道)，使每个小区中所使用的副载波的图案是 从其它明显的或隐含的信令——例如从导引图案或同步信道序列——推 导出来的。在另一个变例中，本发明可被应用于S-BCH(辅助广播信道)， 使每个小区中所使用的副载波的图案在P-BCH上被用信号通知。所提出的 本发明也可以应用于下行链路控制信道，特别是在下行链路控制信道载送 用于 一个以上用户的信息(可能被联合编码)，以致来自个体用户的反馈信息不能应用于选择控制信道的频率分配的情形下。
按照这个实施例，信号在再划分之前由编码器4进行编码，以及在再 组合之后由译码器14进行译码。这允许得到较好的信号全局质量。事实
上，如果在频率组之一，例如RF1上接收的信号具有良好的质量，但在另 一个频率组RF2上接收的信号具有低劣的质量，则当输出译码的信号时， 在再组合之后的译码允许补偿RF2组信号的低劣的质量。
在本发明的第一变例中，总资源的每个部分是邻接的，如图2A所示。 事实上，每个频率组F1、 F2和F3是局部化的(localized)和邻接的，其 中Fl对应于RF1组以及F2、 F3对应于RF2组。按照本发明的另一个变 例，总资源的每个部分可以是分布式的和非邻接的，如图2B所示。事实 上，频率组F1、 F2和F3是交织的。
如上所解释的，在RF1上发送的子分组以第一预定的功率电平传送， 以及在RF2上发送的子分组以第二预定的功率电平传送，功率电平被选择 以使得全局链路频谱效率等于TH3T+(l-p)T2 ，其中p被包括在0.4至0.6 之间，且优选地是0.5。
如图3所示，在已知的方案与具有这个为0.5的加权因子值的本发明 的实施例之间进行比较。为了在已知的方案与本发明之间做出公平的比 较，在使得归一化吞吐量(或频谱效率)最大化的准则下考虑频率再用方案 的性能。
直观地，由于通过具有因子3的频率再用方案所达到的信号噪声比， 因较高的传输功率和较低的小区间干扰而高于通过具有因子1的频率再用 方案所达到的信号噪声比，所以终端更愿意只使用具有再用因子3的频率 组。然而，具有因子3的频率再用方案的归一化吞吐量(链路频谱效率)可 能不再更大(归一化吞吐量是通过把吞吐量除以所利用的带宽和再用因子 的乘积而得到的)。假设对于具有频率再用因子1和3的方案的归一化吞吐 量分别是T!和T3，最大归一化吞吐量可以通过在T,和T3之间选择最大值 而获得。然而，由于为了做出这样的选择需要反馈信息，所以这对于控制 信道是不可行的。
这个方法使得小区边缘用户的性能比有纯频率再用因子3的用户稍好 或一样好，而小区中央的性能比再用因子3好得多。所以，这可以转换成 对于让控制信道覆盖整个小区的减小的传输功率要求。
如图3的图形所示，可以看到，在当考虑小区边缘性能时有关的5个百分点处，与频率再用3方案相比较，归一化吞吐量有6.5%的改进。这使 得小区边缘性能与再用因子3 —样好，而小区中央的性能比再用因子3更 好。所以，这可以转换成对于让控制信道覆盖整个小区的减小的传输功率 要求。
虽然本发明主要是相对于从基站到移动终端的传输描述的，但本发明 也可应用于从移动终端到基站的传输和对等节点之间的传输。
在本说明书和权利要求中，在单元前面的单词"一"或"一个"不排除 多个这样的单元的存在。而且，单词"包括"不排除与所列出的那些不同的 其它单元或步骤的存在。在权利要求中在括号中包括参考标号是打算帮助 理解而不是打算进行限制。
通过阅读本公开内容，其它的修改对于本领域技术人员将是明显的。
这样的修改可牵涉到在无线通信领域中已知道的和可以代替或者附加于 这里已描述的特征而被使用的其它特征。
权利要求
1. 一种用于把包括多个数据分组的数据信号从基站传送到无线电设备的方法，所述方法包括把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组；在具有第一再用因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组，以及在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子。
2. 权利要求1的方法，其中所述第一数据子分组和所述第二数据子分 组被同时传送。
3. 权利要求l的方法，其中总资源的每个部分包括以下的至少一项 至少一个副载波频率的组，至少一个时隙的组，或至少一个代码的组。
4. 权利要求1的方法，其中总资源的每个部分是非邻接的。
5. 权利要求l的方法，其中总资源的每个部分是邻接的。
6. 权利要求1的方法，其中总资源的第一部分具有为1的再用因子。
7. 权利要求l的方法，其中该再用因子是以下的至少一项频率再用 因子、时隙再用因子以及代码再用因子。
8. 权利要求1的方法，其中总资源的第一部分具有第一尺寸，以及总 资源的第二部分具有第二尺寸，其中第一和第二尺寸被选择成使得全局链 路频镨效率等于T-PT!+(1-(3)T2， L是第一总资源部分的链路频谱效率， 以及T2是第二总资源部分的链路频谱效率。
9. 权利要求8的方法，其中p的值是在0.4和0.6之间。
10. 权利要求l的方法，其中所述数据信号是以下的至少一项广播 信道信号、信令信道信号、控制信道信号、多播信号。
11. 权利要求l的方法，还包括在再划分成数据分组之前编码数据信号。
12. 权利要求l的方法，还包括在再划分成数据分组之前对数据信号 增加冗余检验。
13. 权利要求l的方法，其中进一步由基站把资源划分图案用信号通 知给接收机。
14. 权利要求13的方法，其中藉助于以下的至少一项来用信号通知资 源划分图案导引码元的图案、被提供用于同步的信号的图案、小区身份 和基站身份。
15. —种用于在无线电设备处接收包括至少一个数据分组的数据信号的方法，所述方法包括在具有第一再用因子的总资源的第一部分上接收第一数据子分组， 在总资源的第二部分上接收第二数据子分组，总资源的所述第二部分具有第二再用因子，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子； 把第一和第二数据子分组组合成数据分组。
16. 权利要求15的方法，还包括接收资源划分图案信息。
17. 权利要求15的方法，还包括在组合子分组之后译码每个数据分组。
18. —种用于传送包括至少一个数据分组的数据信号的基站，包括 用于把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组的装置；用于在具有第 一再用因子的总资源的第 一部分上传送第 一数据子分 组的第一发射机，和用于在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二 数据子分组的第二发射机，所述第 一再用因子不同于所述第二再用因子。
19. 权利要求18的基站，还包括用于传送资源图案划分信息的装置。
20. —种用于从网络中的基站接收包括至少一个数据分组的数据信号 的无线电设备，所述无线电设备包括用于在第一资源部分上接收包括第一子分组的第一信号的装置，所述第一资源部分具有第一再用因子，用于在笫二资源部分上接收包括第二子分组的第二信号的装置，所述第二资源部分具有第二再用因子，第一再用因子不同于第二再用因子。
21. 权利要求20的无线电设备，还包括用于接收资源划分图案信息的 装置。
22. 权利要求20的无线电设备，还包括译码器，用于在组合子分组之 后译码每个数据分组。
全文摘要
用于把包括多个数据分组的数据信号从基站传送到无线电设备的方法，包括以下步骤把每个数据分组再划分成至少第一数据子分组和第二数据子分组；同时地在具有第一再用频率因子的总资源的第一部分上传送第一数据子分组，以及在具有第二再用因子的总资源的至少一个第二部分上传送第二数据子分组，所述第一再用因子不同于所述第二再用因子。
文档编号H04W16/12GK101536564SQ200780040799
公开日2009年9月16日 申请日期2007年10月30日 优先权日2006年10月31日
发明者T·J·莫尔斯利, X·韦 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司