专利名称：频率重用方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种频率重用方法。
背景技术：
(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)
是一种多载波传输技术，它是由多载波调制(MCM)发展而来的一种在无线环境下的进行高 速传输的技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDMA技术的主要思想是在 频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上对每个子载波进行调制，各子载 波进行并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相 对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以 大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDMA系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们 的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)胃MMffi OFDMA *。 它的TDD(Time Division Duplexing)模式的帧结构如图1所示。帧结构是一个二维结 构，横轴是由时域的符号(Symbol)组成，纵轴是频域的子载波组成。图中TTG(Transmit/ Receive Transition Gap)表示发送/接收传输间隔，为下行子帧与接下去的上行突发脉 冲间的间隔。下行子帧以前导(Preamble)为开始，前导主要用于物理层同步和均衡。前导 之后为帧控制部分FCH (Frame Control Header)。另外，如果当前帧中还有一个下行映射 (DL-MAP)消息，那么承载DL-MAP消息的突发(Burst)就应该紧接着FCH出现。而且，如果 这个下行帧还需要传输上行映射(UL-MAP)消息，这个UL-MAP消息也是应该紧接着DL-MAP 消息出现的。接下去的帧部分用来传送数据，这部分由多个突发脉冲组成。频率资源是一种不可再生的稀缺和昂贵资源，不能满足人们日益上升的需求。因 此，对于任何技术和网络规划来说，频率资源都不会是无穷尽被使用的，正因如此，在新技 术发展的过程中，需要研究如何更有效地利用频率资源，这也是目前国内外设备产商和运 营商都在关注的频率资源的共享问题。由于频率资源的需求受到限制，所以需要通过新的 方法或者技术来实现更高速的传输和更广的覆盖。这一点是未来通信技术发展的方向，也 是电信运营商和设备生产商未来努力的方向。当WiMAX运营商频率资源不丰富时，在无线通信网络规划中可能会采用同频组网 方式CXNXS为IX 1X3的方式。其中，C为每簇中的基站数，N是频率复用的总信道(或 信道组)数，S是每基站的扇区数。但这种方式用户在小区边界处受到干扰太大，无法接收 到有用信号，在边界处无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的 接收机造成干扰。这时大量的同频干扰将取代噪声和其它干扰，成为对这种组网方式的主 要约束，此时移动无线环境将由噪声受限环境变为干扰受限环境。有些WiMAX运营商可能 会采用组网方式CXNX S为1 X 3Segment (段)X 3的方式，虽然在这种组网方式下，基站间 同频干扰可以得到较好的抑制，但频谱利用率变得很低，吞吐量很难保证。而OFDMA的频率重用中的频分方案如下1、将可用的频率资源划分为几个频率组；2、为每个频率组设置频率重用距离，频率组被连续分配给每个基站的蜂窝区域；其中， 一个频率组给基站的近端区域使用，另一个频率组给基站的远端区域使用。这种频率重用 方案的缺陷是频谱利用效率很低。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述技术的不足，提供一种能提高频率利用率的频率
重用方法。本发明提供的一种频率重用方法，包括步骤规划OFDMA帧里的hne ；规划所述^me在时域所占用的符号数、所述^me在频域所占用的子载波数、所述 Zone里的区域的功率分配及规划终端进入不同所述hne里的区域的门限，以确定终端所 进入的所述hne里的不同区域。 优选地，所述规划OFDMA帧里的hne包括步骤根据网络情况进行所述hne的分配；对所分配的所述hne里的区域进行网络覆盖区域分配。优选地，所述规划所述^me在时域所占用的符号数是为每个所述^me在时域范 围分配所占用的符号数；其中，所述每个所述^me所占用的符号数由全网统一分配或根据 负载情况动态调整所述hne所占用的符号数。优选地，所述规划所述^me在频域所占用的子载波数是为每个所述^me在频域 范围分配所占用的子载波数；其中，每个所述^me所占用的子载波数由全网统一分配。优选地，所述规划终端进入不同所述^me里的区域的门限是终端上报的信号质量。本发明提供的频率使用方法，通过重新规划下行帧的数据部分的结构，并根据离 基站的远近把用户划分不同的区域的方式，不仅提高了频率利用率，使蜂窝网络的覆盖和 吞吐量性能得到提高，而且也避免了干扰，提高了小区边缘性能。
图1是现有OFDMA的帧结构示意图；图2是本发明实施例提供频率重用方法的流程示意图；图3是图2所示方法中规划OFDMA帧里的hne的流程示意图；图4是图2所示方法中规划终端进入不同hne里的区域的门限的流程示意图；图5是图4所示方法中将终端置入所述FFR Zone里外环用户区域或所述PUSC Zone里外环用户区域的流程示意图；图6是本发明实施例提供的网络结构图；图7是本发明实施例提供的OFDMA帧结构示意图；图8是本发明实施例提供的另一 FFR帧结构示意图；图9是本发明实施例提供的另一 FFR帧结构示意图。本发明目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式如图2所示，本发明实施例提供的频率重用方法，包括步骤Si、规划OFDMA帧里的hne。该步骤将结合图3进行具体说明。步骤S2、规划^me在时域所占用的符号数、规划^me在频域所占用的子载波数、 规划hne里的区域的功率分配及规划终端进入不同hne里的区域的门限。其中，门限可 以是终端上报的信号质量，该信号质量包括前导的CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio，载波干扰噪声比)或数据子载波的CINR或者导频的CINR。确定终端所进入 的^me里的不同区域将结合图4进行具体说明。其中，规划^me在时域所占用的符号数，具体是为每个^me在时域范围分配所占 用的符号数。每个^ne所占用的符号数由全网统一分配或根据负载情况动态调整^me所 占用的符号数。^me占用的符号数多少决定了 ^me的带宽。规划^ne在频域所占用的子载波数，具体是为每个^me在频域范围分配所占用 的子载波数；其中，每个^ne所占用的子载波数由全网统一分配。每个^me所占用的子载 波数由全网统一分配。子载波和符号数决定了 ^me的带宽，两者联合构成的区域越大，该 ^me所占有的带宽也就越大。子载波分配方式可以有多种，如采用kgment方式，或者自 己定义子载波组的范围。规划hne里的区域的功率分配包括降低近端覆盖范围的发射功率或增加远端覆 盖区域的发射功率或根据负载情况调整远近端覆盖区域的功率。例如降低FFR hne里内 环用户区域的发射功率或增加PUSC hne和FFR hne里外环用户区域的发射功率。如图3所示，规划OFDMA帧里的hne步骤包括步骤Sl 1、根据网络情况进行hne的分配。如分配两个hne ；其中，一个hne为 采用 kgment 方式的 PUSC (Partially Used Sub-Carrier，部分使用的副载波)Zone，另一 个 Zone 为 FFR(Fractional Frequency Reuse，部分频率复用技术)Zone。步骤S12、对所分配的hne进行网络覆盖区域分配。如将步骤Sll中的PUSC Zone 的网络覆盖范围分配为远离基站的区域；将FFR Zone的网络覆盖范围分配为基站的近端 区域。如图4所示，规划终端进入不同hne里的区域的门限包括步骤S21、基站接收来自终端的门限。步骤S22、基站将门限与预设的门限值CINRth进行比较，从而确定终端所进入的 Zone里的区域。基站根据终端上报的CINR，与预设的一个门限值CINRth进行比较，如果上 报的CINR大于CINRth，则执行步骤S33 ；如果上报的CINR小于CINRth，则执行步骤S34。 内外环用户的划分门限，可以选择两个门限值之一，一个是QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying) 1/2编码门限，一个是 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 1/2编码门限，在 后台进行配置，并能进行微调。步骤S23、基站认为终端为内环用户，将终端置入FFR hne里内环用户区域。步骤S24、基站认为终端为外环用户，将终端置入FFR hne里外环用户区域或 PUSC hne里外环用户区域。至于确定终端是进入FFR hne里外环用户区域还是进入PUSC Zone里外环用户区域，将结合图6进行详细说明。如图5所示，确定终端是进入FFR Zone里外环用户区域还是进入PUSC Zone里外环用户区域包括步骤S241、基站根据终端上报的载波干扰噪声比，对终端进行由低到高的排序。步骤S242、将载波干扰噪声比低的终端置入PUSC Zone里外环用户区域；将载波 干扰噪声比高的终端置入FFR hne里外环用户区域；及在FFR hne里外环用户区域满时， 将接入的终端置入PUSC Zone里外环用户区域。下面结合一具体例子对步骤S241至步骤S242进行说明。基站会对所有外环用户 根据CINR由低到高进行排序，并把用户信息保存在一个排序表里，把该表中CINR最低的 5%用户调度在PUSC hne里。新用户接入到系统时，基站对该用户根据CINR在排序表中 进行插入排序，如果该用户的CINR在5%范围内，它将被调度在PUSC Zone,否则，它被调度 在FFR hne外环区域，如果FFR hne的外环区域已满，它将被调度在PUSC Zone。5%这个 比例可以根据网络规划进行上下调整。经过上述步骤可以组成如图6所示出的OFDMA网络结构图。图中描述了由时域的 符号和频域的子载波组合而成的hne的覆盖范围内环用户的时频组合区域1和边缘和外 环用户的时频组合区域2、边缘和外环用户的时频组合区域3和边缘和外环用户的时频组 合区域4。边缘和外环用户的时频组合区域2、区域3及区域4覆盖基站的远端区域。内环 用户的时频组合区域1覆盖基站的近端区域。各基站近端区域(内环用户的时频组合区域 1)的子载波集部分重叠。基站的远端区域(边缘和外环用户的时频组合区域2、区域3及 区域4)则采用不同的子载波集。由于各基站内环间物理位置上是分开的，可以认为重叠子 载波集的区域相互干扰很小。如果再控制好各基站重叠子载波集的发射功率，则可认为无 干扰。而各基站的边缘和外环在物理位置上相邻，因此采用不同的子载波集，以避免干扰。经过本发明实施例提出的频率重用方法可形成如图7、8及9所示的OFDMA帧结 构。OFDMA帧包括前导序列(preamble)、帧控制报头(FCH)、含上下行映射(DL-MAP，UL-MAP) 等广播消息的PUSC Zone及FFR Zone。由于对PUSC Zone配置1/3子信道，每个kgment 中的下行第一个PUSC zone的所配置的子载波集相互正交，所以可以全功率发射且能够避 免相互之间的干扰。另外，PUSC hne里放入一些外环边缘用户以增加覆盖范围(至于哪 些用户放入这fhne由基站判决和执行，并已经做了说明，此处不再赘述)。剩余的用户 (除外环边缘用户)全部都放在FFR Zone内。FFR Zone内的子信道集又分为内环和外环， 内环用户可以在内环和外环的所有子信道上分配带宽，外环用户只能在外环的子信道上分 配带宽。另外，FFR hne内的外环子信道的子载波集必须与第一个PUSC hne所使用的子 载波集相同。内外环的功率根据内、外环负载状况，动态调整Pin/P。ut (Pin是内环的发射功 率，Pout是外环的发射功率)的比值，从而进一步提高本小区内、外环用户的服务质量。当 外环的负载相对较高时，可以降低Pin/P。ut，提高扇区外环用户的服务质量；当外环的负载相 对较低时，可以提高Pin/P。ut，这样可以在满足扇区外环性能的前提下，提高系统对小区内环 用户的服务质量。本发明实施例提供的频率使用方法，通过重新规划下行帧的数据部分的结构，并 根据离基站的远近把用户划分不同的区域的方式，不仅提高了频率利用率(例如，不同 Zone的时域符合数可配，Zone的符号数可以根据扇区的负载情况动态调整，也可以对每个 扇区的远近区域的符号比例进行全网统一)，使蜂窝网络的覆盖和吞吐量性能得到提高，而 且也避免了干扰，提高了小区边缘性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种频率重用方法，其特征在于，包括规划OFDMA帧里的hne ；规划所述^ne在时域所占用的符号数、所述^me在频域所占用的子载波数、所述^me 里的区域的功率分配及规划终端进入不同所述hne里的区域的门限，以确定终端所进入 的所述hne里的不同区域。
2.根据权利要求1所述的频率重用方法，其特征在于，所述规划OFDMA帧里的hne包括根据网络情况进行所述hne的分配；对所分配的所述hne里的区域进行网络覆盖区域分配。
3.根据权利要求2所述的频率重用方法，其特征在于，所述规划OFDMA帧里的^me进 一步包括分配两fhne ；其中，一个hne为采用kgment方式的PUSC Zone，另一个hne为FFR Zone ；将所述PUSC hne的边缘用户区域和FFR hne的外环区域的网络覆盖范围分配为远 离基站的区域；将所述FFR Zone的内环区域的网络覆盖范围分配为基站的近端区域。
4.根据权利要求1至3任一项所述的频率重用方法，其特征在于所述规划所述^ne在时域所占用的符号数是为每个所述^me在时域范围分配所占用 的符号数；其中，所述每个所述^ne所占用的符号数由全网统一分配或根据负载情况动态 调整所述hne所占用的符号数。
5.根据权利要求1至3任一项所述的频率重用方法，其特征在于所述规划所述^ne在频域所占用的子载波数是为每个所述^me在频域范围分配所占 用的子载波数；其中，每个所述^ne所占用的子载波数由全网统一分配。
6.根据权利要求3所述的频率重用方法，其特征在于经过规划的所述OFDMA帧包括前导序列、帧控制报头、含广播消息的所述PUSC Z咖及 所述 FFR Zone0
7.根据权利要求3所述的频率重用方法，其特征在于所述规划所述^ne的功率分配包括降低近端覆盖范围的发射功率或增加远端覆盖区 域的发射功率或根据负载情况调整远近端覆盖区域的功率。
8.根据权利要求7所述的频率重用方法，其特征在于所述规划所述^ne的功率分配包括降低所述FFR ^me里内环用户区域的发射功率或 增加所述PUSC Zone和FFR Zone里外环用户区域的发射功率。
9.根据权利要求7所述的频率重用方法，其特征在于所述规划终端进入不同所述^ne里的区域的门限是终端上报的信号质量，所述信号 质量包括前导的载波干扰噪声比或数据子载波的载波干扰噪声比或导频的载波干扰噪声 比。
10.根据权利要求9所述的频率重用方法，其特征在于，所述规划终端进入不同所述 Zone里的区域的门限，以确定终端所进入的所述hne里的不同区域包括接收来自终端上报的所述载波干扰噪声比；将所述载波干扰噪声比与预设的门限值进行比较，从而确定终端所进入的所述^ne里的不同区域。
11.根据权利要求10所述的频率重用方法，其特征在于，所述将所述载波干扰噪声比 与预设的门限值进行比较，从而确定终端所进入的所述^ne里的不同区域包括将所述终端上报的载波干扰噪声比与所述预设的门限值进行比较；当上报的载波干扰噪声比大于所述门限值，则将终端置入所述FFR hne里内环用户区域；当上报的载波干扰噪声比小于所述门限值，则将终端置入所述FFR hne里外环用户区 域或所述PUSC Zone里外环用户区域。
12.根据权利要求11所述的频率重用方法，其特征在于，所述将终端置入所述FFR Zone里外环用户区域或所述PUSC Zone里外环用户区域包括根据终端上报的载波干扰噪声比，对终端进行由低到高的排序； 将载波干扰噪声比低的终端置入所述PUSC Zone里外环用户区域； 将载波干扰噪声比高的终端置入所述FFR hne里外环用户区域；及在所述FFR Zone 里外环用户区域满时，将终端置入所述PUSC Zone里外环用户区域。
全文摘要
本发明涉及无线通信领域，公开了一种频率重用方法，该方法包括规划OFDMA帧里的Zone；规划所述Zone在时域所占用的符号数、所述Zone在频域所占用的子载波数及所述Zone里的区域的功率分配；规划终端进入不同所述Zone里的区域的门限，以确定终端所进入的所述Zone里的不同区域本发明不仅提高了频率利用率，使蜂窝网络的覆盖和吞吐量性能得到提高，而且也避免了干扰，提高了小区边缘性能。
文档编号H04W16/18GK102065441SQ200910109749
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者吴桂蓝 申请人:中兴通讯股份有限公司