异构网中提高带宽利用率的方法和基站的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种异构网中提高带宽利用率的方法和基站，其中，异构网中提高带宽利用率的方法包括：基站获知多播单频网(MBSFN)子帧、几乎空白子帧(ABS)或空口同步子帧的位置信息；所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子帧中至少两种子帧的功能。本发明实施例结合eICIC、空口同步和MBMS业务三种功能的共同点，在基站同时使用这三种功能时，将原来分别占用三个不同子帧修改为同时使用同一个下行子帧或两个下行子帧，从而大大地节省了带宽。
【专利说明】异构网中提高带宽利用率的方法和基站
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种异构网中提高带宽利用率的方法和基站。
【背景技术】
[0002]正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,OFDM)技术是一种多载波传输技术，它是由多载波调制(Mult1-Carrier Modulation, MCM)发展而来的一种无线环境下的高速传输技术。OFDM技术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。正交频分多址(OrthogonalFrequency Division Multiple Access, 0FDMA)是 OFDM 系统的多址接入方式，在 OFDMA方式下，基站为每个用户分配部分子载波的方法来实现多用户接入。OFDMA与频分复用FDMA(Frequency Division Multiple Access)方式不同的是:0FDMA 方式不需要像传统FDMA那样，在各个用户的频率之间采用保护频段来区分不同用户的信号。
[0003]全球微波互联接入(WorldInteroperability for Microwave Access,WiMAX)系统采用OFDMA技术,它的时分复用(Time Division Duplexing, TDD)模式的巾贞结构如图1,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表示发送/接收传输间隔(Transmit/Receive Transition Gap)为下行子巾贞与接下去的上行突发脉冲间的间隔。可以看到下行子帧以前导(Preamble)为开始，前导主要用于物理层同步和均衡。前导之后为巾贞控制部分(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)就应该紧接着帧控制头FCH(Frame Control Head)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。
[0004]长期演进(Long Term Evolution, LTE)的物理层也是采用OFDMA技术,它有两种无线巾贞结构:Type I,适用于FDD (Frequency Division Duplexing),如图2所示，它是10ms无线巾贞，分为20个时隙(Slot), 10个子巾贞(Subframe)。每个子巾贞Ims,包含2个时隙，每个时隙0.5ms。上行和下行传输在不同频率上进行；Type 2，适用于TDD (Time DivisionDuplexing)，如图3所示，上下行在时间上分开，载波频率相同；它是IOms无线帧，分为2个长度为5ms的半巾贞(Half-Frame)。每个半巾贞由8个长度为0.5ms的时隙和3个特殊区域下行导频时隙(Downlink Pilot Time Slot,DwPTS)、保护间隔(Guard Period,GP)和上行导频时隙(Uplink Pilot Time Slot，UpPTS)组成，DwPTS、GP 和 UpPTS 的总长度等于 lms，其中DwPTS和UpPTS的长度可配置。
[0005]异构网络相对于传统通信网络，它引进了一些基站发射功率更小的发射节点，包括微微蜂窝(Pico Cell)、毫微微蜂窝(Femto Cell)以及用于信号中继的中继站(Relay),这些节点部署在传统宏站的覆盖范围内，它可以改善宏站的边缘覆盖，或者提高热点地区的吞吐量。这种技术是一种扩展移动通信室内覆盖的解决方案，可以把用户手机发出的话音和数据呼叫传输到基于标准接口的第三代(3rd Generation, 3G)核心网络，且它的家庭接入点即插即用，可连接到任何现有的基于因特网协议(Internet Protocol, IP)的传送网络。
[0006]这些节点的引入可以为室内和热点场景的覆盖提供很好的保障，它的发射功率小，便于灵活地部署网络；同时这些节点的覆盖范围小，可以更加方便地利用增强的LTE (LTE-Advanced)潜在的高频段频谱。但是新的节点的引入改变了原来网络的拓扑结构，使这种网络结构的小区间干扰成为一个新的挑战。
[0007]随着不断增长的数据业务要求，通过简单的小区分裂或LTE R8和R9中的小区间干扰协调(Inter-cell interference coordination, ICIC)技术已经难以满足提高数据容量和小区边缘频谱效率的要求。异构网中干扰协调增强eICIC(enhanced ICIC)是一种能提升系统吞吐量和网络整体效率的技术，而几乎空白子帧(Almost Blank Subffame，ABS)是eICIC的主要技术，它能解决基站间的干扰问题。当配置为ABS帧时，不发送控制信道，也不发送数据，只需要发送小区参考信号(Cell Reference Signal，CRS)，其他小区在这个子帧发送数据受到的干扰就会比较小，因此ABS技术的核心思想就是某个小区配置ABS子帧，相关小区在此子帧调度数据，从而起到降低干扰的作用。
[0008]移动通信系统中，同频道干扰是制约系统容量的重要因素。同频组网技术的实现使得同频道干扰演变为邻小区干扰，干扰对系统容量的制约显得尤为突出。对于LTE，不仅相邻小区的基站会干扰本小区，而且相邻小区的用户设备(User Equipment, UE)也会干扰本小区的UE。为了避免上述的干扰问题和提高系统容量，LTE系统要求各基站之间实现严格的时间同步，这就要求Femto在上电后完成与宏站或其它Femto基站完成空口同步和时间同步，减少基站间的干扰。
[0009]空口同步的射频电路与正常业务的射频电路共用，在进行同步时为了降低对UE的影响，下行采用发送同步子帧的方法。射频在发送完同步子帧的控制信道的符号后将快速切换到接收状态，接收宏站或者其它小型基站的下行导频信号。
[0010]多媒体广播组播业务(MultimediaBroadcast Multicast Service, MBMS),是3GPP组织在R6版本中引入的重要特性，是为了实现从数据源向特定范围内多个用户同时传送数据的一种点到多点的业务，从而令网络(包括核心网和接入网)资源得到共享，以较少的资源实现为大量具有相同需求的用户同时提供业务如多媒体业务等。
[0011]MBMS 业务由多播单频网(Multicast Broadcast Single Frequency Network,MBSFN)子巾贞实现。传输单播物理下行共享信道(Physical Downlink shared Channel,PDSCH)信号的所有下行子帧都可以由高层配置为MBSFN子帧。在每个MBSFN子帧中，前面的I个或者2个OFDM符号不承载MBSFN信号，具体符号数由物理控制格式指示信道(PhysicalControl Format Indicator Channel,PCFICH)指出，这个子巾贞里剩余的符号将不再调度用户的业务数据，只传输广播或者组播数据。在LTE中的系统信息块2 (System InformationBlock 2，SIB2)消息将通知UE哪个子帧将是MBSFN子帧，不在多播组内的UE在收到此SIB2消息后将不会解调该子帧的多播数据。
[0012]eICIC功能为了降低干扰引入了特殊的ABS子帧，下行ABS子帧不发送数据；而空口同步功能为了使自己从其它基站同步空口信号，在某个下行子帧也不能发送数据；为了实现MBMS业务，基站在某个下行子帧也不会发送用户的业务数据，只传输广播或者组播数据，基站通过SIB2来通知UE哪个子帧是MBSFN子帧，不在组播网内的UE不会接收下行数据。如果基站在实现这三种功能，分别使用不同的子帧时，将占用三个下行子帧，那么这对本来就稀缺的无线带宽是非常大的浪费。
【发明内容】
[0013]本发明实施例提供了一种方法，以解决为了实现三种不同业务时占用三个下行子帧而引起的浪费无线带宽的问题。
[0014]本发明实施例提供了一种异构网中提高带宽利用率的方法，该方法包括:
[0015]基站获知多播单频网(MBSFN)子帧、几乎空白子帧(ABS)或空口同步子帧的位置
信息；
[0016]所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
[0017]优选地,所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子帧中至少两种子帧的功能，包括:
[0018]所述基站通过统一周期，在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
[0019]优选地，所述方法还包括:所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述ABS的功能时，所述基站在该位置信息对应的子帧不调度归属该基站的用户。
[0020]优选地，所述方法还包括:所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述空口同步子帧的功能时，所述基站在该位置信息对应的子帧由发送状态转变为接收状态。
[0021 ] 优选地，所述基站包括微微蜂窝、毫微微蜂窝和中继站。
[0022]本发明实施例还提供了一种基站，该基站包括:
[0023]获知模块，用于获知多播单频网(MBSFN)子帧、几乎空白子帧(ABS)或空口同步子帧的位置信息；
[0024]处理模块,用于在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
[0025]优选地，所述处理模块，具体用于通过统一周期，在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子帧中至少两种子帧的功能。
[0026]优选地，所述处理模块，还用于在该位置信息对应的子帧完成所述ABS的功能时，在该位置信息对应的子帧不调度归属该基站的用户。
[0027]优选地，所述处理模块，还用于在该位置信息对应的子帧完成所述空口同步子帧的功能时，在该位置信息对应的子帧由发送状态转变为接收状态。
[0028]优选地，所述基站包括微微蜂窝、毫微微蜂窝和中继站。
[0029]本发明实施例结合eICIC、空口同步和MBMS业务三种功能的共同点，在基站同时使用这三种功能时，将原来分别占用三个不同子帧修改为同时使用同一个下行子帧或两个下行子帧，从而大大地节省了带宽。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为现有WiMAX的时分复用模式的帧结构的示意图；[0031]图2为现有FDD帧结构的示意图；
[0032]图3为现有TDD帧结构的示意图；
[0033]图4为本发明异构网中干扰场景的示意图；
[0034]图5为本发明eICIC结构示意图；
[0035]图6为本发明空口同步结构示意图；
[0036]图1为本发明MBSFN结构示意图；
[0037]图8为本发明异构网中提高带宽利用率的方法实施例的流程图；
[0038]图9为本发明完成三种功能子帧的结构示意图；
[0039]图10为本发明基站实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0041]首先，结合附图对本发明中改进三种技术占用不同下行帧的【具体实施方式】作详细说明:
[0042]图4为异构网中一种最为典型的场景，图中MeNB和HeNB分别为宏站和小微基站，MUE和HUE分别为宏站用户和小微基站用户。在此场景中，宏站下的MUE逐步的靠近HeNB，此时MUE接收到的来自HeNB的下行信号逐步增强，这时HeNB的下行信号对于MUE来说就是干扰信号，由于HeNB通常是闭环用户组(Closed Subscriber Group, CSG)的,所以MUE不能够切换到HeNB下，这样非CSG的MUE就会受到HeNB下行的强干扰。同时如果该MUE在上行采用较大的功率发射，则该MUE对HeNB下的UE的上行信道也会产生干扰。
[0043]下面以LTE TDD的上下行配比#4来举例说明本发明实施例，在配比#4形式中，这种帧有7个下行子帧，2个上行子帧和一个特殊子帧，如图5所示，异构网中降低干扰而采用的方法通过非完全时域错开的方式避免干扰，非完全时域错开的方式是区分受干扰UE和没有受干扰的UE，对于受干扰UE，对于MeNB和HeNB而言，时域是错开的，但没有受干扰的UE，可以不用错开。针对图4的干扰场景，被干扰的是非CSG的MUE,需要将MUE与HeNB的HUE的调度时间错开，在图5中显示MeNB在下行子帧#4调度被干扰的非CSG的MUE’而HeNB在该子帧采用ABS，该子帧不调度用户，这样可以降低MUE受干扰的程度。
[0044]小基站在上电过程中或者周期需要从宏基站或小基站来完成空口同步，这样能减少基站间的相互干扰，同时也完成基站间的时间同步。在FDD系统中，下行频带在同步时刻由发送改为接收，无下行业务调度，上行频带不处于接收状态，无上行控制信息上报。在TDD系统中，进行同步的子帧应为下行子帧，在同步时刻下行子帧由发送改为接收，接收上一层基站的同步信号。图6为异构网中TDD小基站从宏基站进行空口同步采用的方法，HeNB在#5下行子帧由发送状态转变为接收状态，接收从MeNB发射的空口信号来完成与MeNB的同
止/J/ O
[0045]图7为TDD基站通过MBSFN子帧承载MBMS业务，在LTE系统中，基站通过SIB消息广播MBSFN子帧的位置，没有加入MBMS业务组的终端将在MBSFN子帧不接收数据。图7中把#6下行子帧定为MBSFN子巾贞，没有加入MBMS业务组的小基站下的用户在该子帧不会接收数据。
[0046]从图5、6和7中可以看出，基站如果同时能支持ABS、空口同步和MBSFN子帧功能中的至少两种，则可有效提高带宽利用率。此时，使用子帧#4、子帧#5和子帧#6三个子帧完成的功能由两个子帧或一个子帧即可完成。
[0047]因此，本发明实施例提供了一种异构网中提高带宽利用率的方法，如图8所示，该方法包括:
[0048]步骤101、基站获知多播单频网(MBSFN)子帧、几乎空白子帧(ABS)或空口同步子帧的位置信息；
[0049]步骤102、所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
[0050]所述基站通过统一周期，在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
[0051]其中，上述基站可以通过SIB2消息告知该基站覆盖范围内的UE哪个子帧是MBSFN子帧，并且在该MBSFN子帧同时实现eICIC和空口同步功能；上述基站可以通过配置获得ABS的位置信息，并且在该ABS同时实现MBSFN子帧和空口同步功能；通过配置获得空口同步子帧的位置信息，并且在该空口同步子帧同时实现eICIC和MBSFN子帧的功能。
[0052]另外，所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述ABS的功能时，所述基站在该位置信息对应的子帧不调度归属该基站的用户。所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述空口同步子帧的功能时，所述基站在该位置信息对应的子帧由发送状态转变为接收状态。
[0053]图5-7中ABS、空口同步和MBSFN子帧功能有不同的周期并处于不同的子帧位置，在基站的设计实现中，通过统一这三个功能的周期，例如，将eICIC、空口同步和MBSFN三个子帧的循环周期统一为20ms，来将三个功能使用的三个子帧合并在一个子帧，如图9所示，是将三个功能统一在#6子帧实现。当然，也可以将三个功能统一在#4子帧或#5子帧来实现；通过一个子帧来实现三个功能，这样节省了子帧，多余的子帧可以用来为更多的用户服务，这种方式提升了基站的吞吐量和能为更多的用户提供服务。另外，小微基站HeNB在#6号子帧不调度用户，宏站MeNB在对应的该子帧里调度离HeNB近的受HeNB干扰大的用户MeUE。这样HeNB不会干扰到MeUE，又因为HeNB在该子帧没有调度用户，离HeNB近的MeUE的上行信号对HeNB没有影响。这种方式也降低了异构网中宏站和小微基站之间的干扰。
[0054]WiMAX也是以OFDM为基础的技术，本发明实施例同样适用它，它的帧结构中下行部分相当于LTE中的下行子帧。
[0055]如图10所示，为本发明基站实施例的结构示意图，该基站包括获知模块11和处理模块12，其中:
[0056]获知模块，用于获知多播单频网(MBSFN)子帧、几乎空白子帧(ABS)或空口同步子帧的位置信息；
[0057]处理模块，用于在该位置信息对应的子巾贞完成所述MBSFN子巾贞、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
[0058]其中，所述处理模块，具体用于通过统一周期，在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子帧中至少两种子帧的功能。[0059]另外，所述处理模块，还用于在该位置信息对应的子帧完成所述ABS的功能时，在该位置信息对应的子帧不调度归属该基站的用户；或者，所述处理模块，还用于在该位置信息对应的子帧完成所述空口同步子帧的功能时，在该位置信息对应的子帧由发送状态转变为接收状态。
[0060]其中，所述基站包括微微蜂窝、毫微微蜂窝和中继站等。
[0061 ] 上述基站，结合eICIC、空口同步和MBMS业务三种功能的共同点，在基站同时使用这三种功能时，将原来分别占用不同子帧的方法修改为同时使用同一个下行子帧，从而大大地节省了带宽。
[0062]本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
[0063]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种异构网中提高带宽利用率的方法，其特征在于，该方法包括: 基站获知多播单频网(MBSFN)子帧、几乎空白子帧(ABS)或空口同步子帧的位置信息； 所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子帧中至少两种子帧的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子帧中至少两种子帧的功能，包括: 所述基站通过统一周期，在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述ABS的功能时，所述基站在该位置信息对应的子帧不调度归属该基站的用户。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 所述基站在该位置信息对应的子帧完成所述空口同步子帧的功能时，所述基站在该位置信息对应的子帧由发送状态转变为接收状态。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于: 所述基站包括微微蜂窝、毫微微蜂窝和中继站。
6.—种基站，其特征在于，该基站包括: 获知模块，用于获知多播单频网(MBSFN)子帧、几乎空白子帧(ABS)或空口同步子帧的位置信息； 处理模块，用于在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子帧、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于: 所述处理模块，具体用于通过统一周期，在该位置信息对应的子帧完成所述MBSFN子中贞、所述ABS和所述空口同步子巾贞中至少两种子巾贞的功能。
8.根据权利要求6或7所述的基站，其特征在于: 所述处理模块，还用于在该位置信息对应的子帧完成所述ABS的功能时，在该位置信息对应的子帧不调度归属该基站的用户。
9.根据权利要求6或7所述的基站，其特征在于: 所述处理模块，还用于在该位置信息对应的子帧完成所述空口同步子帧的功能时，在该位置信息对应的子帧由发送状态转变为接收状态。
10.根据权利要求6或7所述的基站，其特征在于: 所述基站包括微微蜂窝、毫微微蜂窝和中继站。
【文档编号】H04W28/20GK103516420SQ201210213184
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月26日 优先权日:2012年6月26日
【发明者】吴桂蓝, 游洪波 申请人:中兴通讯股份有限公司