Ofdma中的部分频率重用的制作方法

专利名称：Ofdma中的部分频率重用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对包括多个基站的多小区无线系统(尤其是基于OFDMA的无 线系统)进行操作的方法，其中，通过部分频率重用(FFR)方案，在一个小区的不同重用区 内使用不同的频率重用因子。此外，本发明涉及一种多小区无线系统(尤其是基于OFDMA 的无线系统)，该系统包括多个基站，其中，通过部分频率重用(FFR)方案，在一个小区的不 同重用区内使用不同的频率重用因子。
背景技术：
在多小区的基于OFDMA的无线系统中，用户吞吐量和覆盖受到小区间干扰的限 制，对于小区边缘附近的用户而言尤其如此(0FDMA 正交频分多址)。可以使用较大的频率 重用因子来减小协同信道的小区间干扰。然而，这将导致所需频谱资源的增加和较低的频 谱效率。部分频率重用(FFR)方案试图实现用户吞吐量和系统吞吐量之间的折衷。部分频率重用是一种蜂窝结构，其中，在一个小区中使用不同的频率重用因子。 FFR背后的关键思想是如图1所示(其中A= {B，C，D})，根据干扰和信道状态信息，将用 户分配给不同的重用因子区。在图1中，仅考虑了重用因子1和重用因子3。在每个小区/ 扇区中，可以将具有较低协同信道干扰(CCI)的用户分配给重用1区，否则应当将其分配给 重用3区。针对基于OFDMA的系统中的FFR，已经进行了一些先前工作。然而，这些研究是基 于分析做出的，没有考虑如何在实际系统中实现FFR。例如，在“Mobile WiMAX-Part 1 =A technical overview and performance evaluation，，,WiMAX Forum, June 2006 中，与基于 OFDMA的系统相结合地考虑部分频率重用。

发明内容
本发明的目的是改进并进一步开发一种用于操作多小区无线系统的方法和一种 相应的多小区无线系统，以增强用户吞吐量和覆盖。根据本发明，上述目的是通过包括权利要求1的特征的方法来实现的。根据该权 利要求1，所述方法包括以下步骤将大小或资源分配给不同的重用区；以及将用户分配至 不同的重用区。此外，上述目的是通过根据权利要求31所述的多小区无线系统来实现的。根据该 权利要求31，将大小或资源分配给不同的重用区，并将用户分配至不同的重用区，并且优选 地，定义适于部分频率重用(FFR)的块或帧结构。根据本发明，已经认识到，将大小或资源分配给不同的重用区和将用户分配至不 同的重用区的组合将在用户吞吐量和覆盖方面增强已知的多小区无线系统。应当注意，在16m或802. 16m场景中，不再使用术语“区”，而使用术语“子帧”来取 代“区”。然而，这总体上意味着相同的结构特征。优选地，所述方法还包括以下步骤定义适于部分频率重用(FFR)的块或帧结构。
优选地，将整个频带或整个频带的一部分划分为多个子带。这将使得能够在基于 OFDMA的系统中容易地实现FFR。对于部分频率重用，两种块或帧结构是优选的。优选地，将一个块或帧划分为η个 重用区，其中η = 1，...。在另一优选的结构中，将首部信息添加至块或帧的起始处。如果 所有区具有相同或几乎相同的首部信息，则该结构可以是高效的。备选地，每个重用区具有其自身的首部信息。在这种情况下，基站容易控制每个 区。对于每个重用区，也有两种结构是优选的，一种是频分结构，另一种是时分结构。 两种结构之间的区别在于是在频域中还是在时域中分配子区。在另一优选的结构中，每个重用区具有Km个子区，其中Km是重用区m的重用因 子，m = 1, . . . , rio此外，将I^i个子信道分配给重用区m中的每个子区i。可以根据不同的分配方法 来连续地或离散地分配这I^i个子信道。在上述结构中，i = 1，. . .，Km。关于将大小或资源分配给不同重用区的步骤，存在优选的静态重用区大小分配和 更优选的动态重用区大小分配。在本发明中，假定从长期来看，一个扇区或小区中的用户的统计特性不会改变。因 此，针对每个区，资源的平均值不应改变。静态资源分配包括两个重要步骤。在第一步骤中，较高网络层从数据库加载大小 或资源分配信息，然后分别向每个基站通知已经向其分配的大小或资源。该大小或资源分 配信息来自长期统计过程，并将非常缓慢地更新。在第二步骤中，至少一个(优选地，每一个)基站根据用户的信道状态信息将用户 分配给不同的重用区，然后优选地将对应信息添加至数据库以便进一步更新。静态重用区大小或资源分配的成熟优点在于其容易实现。然而，为了实现良好的 性能，较高层必须进行长时间统计，以获得合适的大小或资源分配信息。动态重用区大小或资源分配包括作为第一步骤，与在静态分配过程中一样，由较 高网络层从数据库加载大小或资源分配信息。此外，较高网络层分别向每个基站通知已经 向其分配的大小或资源。在优选情况下，向基站分配相等的大小或资源，这意味着对于区j， 子信道的数目= kj,2 = ·.. kj,KJ。作为第二步骤，至少一个(优选地，每一个)基站优选地根据自适应用户分配方法 将用户分配给不同的重用区。该用户分配方法首先尝试将用户分为η个组，然后将每一组 分配给对应区。优选自适应用户分配方法的细节将在稍后讨论。在第三步骤中，至少一个(优选地，每一个)基站收集每一帧或块的资源使用度 量，以编辑统计量，然后对于每第L帧或块(L= 1，...)将统计结果报告给较高网络层。关 于非常有效的大小或资源分配，统计结果可以包括用户分配方法已经分配给区k的用户的 数目Uk和/或已经尝试分配给区k的用户的数目Vk。报告给较高网络层的值可以是L个 块或帧内Uk和Vk的平均值，分别表示为&和Yk。在这种情况下，每L个块或帧，需要将2η 个值报告给较高网络层。在第四步骤中，较高网络层根据度量和/或统计结果的当前和/或历史值，对每个 区的大小或资源进行适配。
在第五步骤中，较高网络层可以优选地根据从所有基站获得的度量，对每个区的 子区大小或资源进行适配。以下，将讨论在上述动态重用区大小或资源分配的第二步骤中优选的自适应用户 分配。自适应用户分配的目的是将用户分配至不同的重用区，并因此改进系统性能。在自适应用户分配的第一步骤中，至少一个(优选地，每一个)基站优选地经由广 播信道来要求用户报告度量。在优选情况下，这些度量可以包括不同区的前导载波与干扰 和噪声比(Cl·)。在第二步骤中，用户可以优选地通过上行链路反馈信道，将度量报告给相应基站。在第三步骤中，至少一个(优选地，每一个)基站可以根据所报告的度量值将用户 分配给不同的区。为了有效地将用户分配给不同的区，3种过程A、B和C是优选的。过程A基于最大SINR(信号与干扰和噪声比)比。基于两个不同重用区——具有 较低重用因子的区1和具有较高重用因子的区2——的用户分配步骤可以包括(a)计算度 量巧=SINR1/SINR2，其中SINRl是前导的除了保护子载波和DC子载波之外的所有子载波 的平均CINR的估计，SINR2是前导的仅调制后的子载波的平均CINR的估计；(b)根据关系 rj < Th(组1)或！·」彡Th (组2)，将用户分为两个不同组，其中Th是可定义的阈值；(c)根 据SINR2的降序来对组2中的用户进行排序，然后从具有最高SINR2的用户开始，将这些用 户分配给区2，然后，如果已经分配了组2中的所有用户，则选择组1中具有最高SINR2的用 户并将其分配给区2，直至区2中的所有资源已被使用为止，以及如果存在任何用户尚未被 分配有资源，则将其分至组1 ；以及⑷根据SINRl的降序来对组1中的用户进行排序，然 后从具有最高SINRl的用户开始，将其分配给区1，直至所有用户已被分配有资源或者所有 资源已用尽为止。优选地，过程A还可以基于η个重用区。过程B基于最大系统吞吐量。基于两个不同重用区——具有较低重用因子的区1 和具有较高重用因子的区2——的用户分配步骤可以包括(a)如果有SINRl彡Th_SINRl, 则将用户分至组1，并将其余用户分至组2，其中，Th_SINRl是使用较低重用因子的最小所 需SINR ； (b)从具有最低CINR3的用户开始，将组1中的用户分配给区1，以及如果存在任 何用户尚未被分配有资源，则将其添加至组2，CINR3是指针对重用区3或针对区2而进行 的CINR测量；以及(c)从具有最高CINR3的用户开始，将组2中的用户分配给区2，直至所 有用户已被分配或者资源已用尽为止。过程B可以基于具有η个重用区的一般概念。在这种情况下，基于η个不同重用 区——重用区的重用因子从重用区1至重用区η递增——的用户分配步骤可以包括1)将所有用户分配给用户池，并设置重用区计数N = 1 ；2)对于用户池中的用户，如果其SINRn彡Th_SINRN，则将其分至组，将其余用户暂 时留在用户池内，其中Th_SINRN是使用重用区N的最小所需SINR ；3)如果N ( n-1，则从具有最低SINRn+1的用户开始，将组中的用户分配给重用区 N，其中SINRn+1是指针对重用区N+1的SINR测量；如果N = n，则从具有最高SINRn的用户 开始，将组中的用户分配给重用区N，以及如果存在任何用户尚未被分配资源，则将其添加 至用户池；4)令N = N+1，并重复步骤2和步骤3，直至N>n为止；当N>n时，已经考虑了所有重用区，该用户分配过程结束；如果用户池中存在任何用户，则由于这些用户的较差信 道条件，在该过程中将不向这些用户分配资源。在过程A和B中，还可以考虑每个用户的QoS要求，作为用户分配的因素。过程C基于多阈值方案。因此，可以使用多阈值用户分配方法。在这种多阈值用户分配方法中，基于两个阈值和至少两个不同重用区——具有较 低重用因子的区1和具有较高重用因子的区2——的用户分配步骤可以包括以下步骤(1)至少一个基站向所有用户广播所选度量的高阈值(THR_HIGH)和低阈值(THR_ LOW)，其中，所选度量可以是CINRl，CINRl可以反映每个用户的接收信号质量；(2)用户根据其所选度量的值，向基站报告其干扰状态或值，其中，优选地，两个选 项可以供用户向基站报告其干扰状态选项1 每个用户具有3个选择a)仅报告度量状态，其中，度量状态描述了所需度量的范围，优选地，度量状态可 以指示CINRl是低于低阈值(THR_L0W)、高于高阈值(THR_HIGH)、还是处于THR_L0W和THR_ HIGH之间；b)仅报告度量值，如CINRl或者c)不报告任何内容。选项2 每个用户具有两个选择，包括上述a)和b)；以及(3)至少一个或所述至少一个基站根据所接收的干扰状态或用户报告的度量或 值，以及优选地根据QoS要求，将用户分配给不同重用区。在最后描述的过程C中，分配用户的过程可以包括以下步骤a)将具有较高度量值(大于THR_HIGH)的用户分配给重用区1，以及如果资源不 足以分配所有这种用户，则仅分配具有较高优先级的用户，其中，优先级的定义可以包括 QoS、公平度等等；b)将具有较低度量值(小于THR_L0W)的用户分配给重用区2，以及如果资源不足 以分配所有这种用户，则仅分配具有较高优先级的用户；以及c)将其余用户分配给剩余资源，其中，优选地，要考虑的第一因素是优先级，第二 因素是系统吞吐量或覆盖；以及d)将不能通过度量值而比较的用户随机分配。在该过程C中，基站将未向基站报告其干扰状态或值的用户分类为非常低的度量值。作为所有自适应用户分配过程的最后一个步骤，至少一个(优选地，每一个)基站 可以向用户通知已经将用户分配至哪些区。优选地，该信息可以经由首部信息或控制信道 而发送。在该信息步骤之后，基站可以发送整个块或帧。回顾上述方法的细节，提到了参数n、m、i、L和j是大于或等于1的整数。本发明提供了一种用于针对FFR(尤其针对OFDMA系统)设计合适的块或帧结构 的方法。此外，可以决定具有各种频率重用因子的区的大小或资源。最后，提供了用于将用 户分配给具有各种频率重用因子的区的方法。利用本发明，针对重用区支持时分双工(TDD)结构是可能的，在上行链路和下行 链路数据速度的不对称性可变的情况下，以及在慢速移动系统中上行链路和下行链路无线路径很可能非常相似的情况下，这具有强大的优势。这意味着，诸如波束成形之类的技术与 TDD系统一起工作良好。现有技术仅考虑了频分双工(FDD)结构。与静态重用区大小分配方法相比，动态重用区大小分配减小了开销，并提高了频 率效率和吞吐量。此外，定义了新度量以便于自适应区大小分配。自适应和动态重用区大小分配可以基于所提出的新度量，根据扇区/小区用户负 载来动态调整区或资源大小。利用新的组合度量，便于自适应用户分配。在现有技术中，仅考虑了简单的SINR 值作为度量。根据新度量，更容易决定用户属于哪个区。提出了基于新的组合度量(先前方法未使用该度量)的3个新的用户分配方法。 这些方法之一尝试实现更好的误比特率(BER)性能，另一方法尝试改进系统吞吐量性能， 而第三种方法基于多阈值用户分配方法来优化用户资源，以减小开销。BER是所接收的误比 特数除以所发送的总比特数。本发明有利地提高了 FFR部署的频谱效率，并提供了 FFR部署/实现的灵活性。优选地，本发明将用于WiMAX和LTE (其为无线通信的主流技术)，用于WiMAX和 LTE毫微微小区，并用于其他基于OFDMA的系统。在本发明中，讨论了在基于OFDMA的无线系统中的FFR实现问题。首先，呈现了两 种结构，这两种结构可以用于OFDMA系统，如WiMAX和LTE。其次，提出了用于决定如何决定 具有不同重用因子的不同区的大小的方法。最后，提出了与如何将用户分配给不同重用区 有关的方法。


关于如何设计并以有利的方式进一步改进本发明的教导，存在多种方式。对此，一 方面参照从属于权利要求1的权利要求，另一方面参照对附图所示的本发明实施例的优选 示例的以下解释。与借助附图对本发明实施例的优选示例的解释相结合，将解释总体上优 选的实施例和对教导的进一步改进。在附图中图1示意了具有重用因子1和重用因子3的不同小区结构，图2示意了针对部分频率重用的两种块或帧结构A和B，图3示意了重用区的两种结构，图4以流程图示意了静态大小或资源分配，图5以框图示意性地示出了完全自动化的大小或资源分配，以及包括3个不同过 程A、B和C的自适应用户分配，图6以流程图示意了动态重用区大小或资源分配，图7以流程图示意了自适应用户分配，图8示意了针对FFR的多级阈值用户分配，以及图9以流程图示意了针对FFR的多级阈值用户分配。
具体实施例方式部分频率重用(FFR)是一种蜂窝结构，其中，在一个小区中使用不同的频率重用因子。FFR背后的关键思想是如图1所示(其中A = {B, C，D})，根据干扰和信道状态信 息，将用户分配给不同的重用因子区。在图1中，仅考虑了重用因子1和重用因子3。在每 个小区/扇区中，可以将具有较低协同信道干扰(CCI)的用户分配给重用1区，否则应当将 其分配给重用3区。如图2所示，针对部分重用定义了两种块或帧结构，结构A和结构B(与OFDMA系 统相关)。假定1个块或帧的持续时间为τ。在1个块中存在η个重用区，具有重用因子Ki 的区i (数据)的持续时间为Ti,其中i从1至η。对于结构Α，将所有首部信息添加至块的 起始处，每个用户必须对该部分进行解码。如果所有区具有相同或几乎相同的首部信息，则 该结构可以是高效的。对于结构B，每个区具有其自身的首部信息。基站容易控制每个区。对于每个重用区，还定义了两种结构，一种是频分结构，另一种是时分结构，如图3 所示。两种结构之间的区别在于是在频域中还是在时域中分配子区。在图3中，假定区m 的重用因子为Km，这意味着区m应当具有Km个子区。已经将I^i个子信道分配给区m中的 任何子区i，其中i = 1，. . .，Km。可以根据不同的分配方法来连续地或离散地分配这km, i 个子信道。图4示出了静态大小或资源分配的流程图。在该方法中提供了两个步骤。步骤1 较高网络层从数据库加载资源分配信息，然后分别向每个基站通知已经向其分配的资源。 该资源分配信息来自长期统计过程，并将非常缓慢地更新。步骤2 基站根据信道状态信息将其用户分配给不同的区，然后将对应信息添加 至数据库以便进一步更新。图5示意了针对重用区大小和用户分配的完全自动化的资源或大小分配和优化 的框图。在该动态FFR中，针对自适应用户分配提出了 3种方法A、B和C。图6示意了动态资源或大小分配的流程图。在动态分配中主要有5个步骤。步骤1 较高网络层从数据库加载资源分配信息，然后，较高网络层分别向每个基 站通知已经向其分配的资源。通常，向基站分配相等的大小或资源，这意味着对于区j，kja =kj，2 = · · · = kj，Kj，胃巾 j = 1，· · ·。步骤2 基站将用户分配给不同的区。可选的用户分配方法是自适应用户分配。该 用户分配方法首先尝试将用户分为η组，然后将每一组分配给对应的区。所提出的自适应 用户分配方法的细节将在稍后讨论。步骤3 基站对每一帧或块的资源使用度量进行统计；并且对于每第L个块，基站 将统计结果报告给较高网络层。可能的统计变量可以包括(I)Uk 已经分配给区k的用户 的数目；(2)vk:用户分配尝试分配给区k且可被分组至区k的用户的数目。报告给较高网 络层的值可以是L个块或帧内的Uk和Vk的平均值，分别表示为&和Yk。每L个块，需要将 2n个值报告给较高网络层。步骤4 较高网络层根据度量的当前和历史值，对每个区的大小进行适配。假定对 于时刻i，区k的当前报告值是)(k(i)和Yk(i)。考虑仅使用两个区的场景。区1的重用因 子为1，区2的重用因子为3。(a)对于第i*L个块，计算平均值之间的差值&(丨)=Xk(i)-Yk(i)；(b)针对每个区，过滤当前和先前D-I值的所报告的度量，Rk(i)= A0*Sk⑴+. · · +Alrt^k(i-D+Ι)，其中Atl兴0，以及，如果D彡2，则对于属于1至D-I的任何j，AjA0 < 1 ；(c)根据R值来适配区大小。具有较小重用因子的区始终具有较高优先级来增大 其大小。如果R1G) >0，则将区1的大小增大F个符号，将区2的大小减小F个符号；否 贝。如果！^⑴>0，则将区2的大小增大F个符号，将区1的大小减小F个符号。F是每次 调整的步长。步骤5 较高网络层针对每个区，每q*L个块，对子区大小进行适配。q是大于或等 于1的整数。对于具有重用因子Kj的区j，需要考虑Kj个基站。(a)计算针对基站i，在q*L块期间，有多少用户请求资源，表示为Gi ；然后，计算针 对所有相关基站(Kj个基站)，在q*L块期间，有多少用户请求资源，表示为Z ；(b)计算子区的新大小，对于子区P，其大小被定义为、,ρ = (ip/Z*H，其中H是针对 一个区，频域或时域中的子信道总数。图7以流程图示出了根据本发明的自适应用户分配。将用户分配至不同的重用 区。在自适应用户分配过程中，存在4个步骤。步骤1 基站经由广播信道来要求用户报告度量。这些度量可以包括不同区的前 导载波与干扰和噪声比。步骤2 用户将所需度量报告给基站。该过程可以通过上行链路反馈信道而实现。步骤3 基站根据所报告的度量值将用户分配给不同的区。这里，提供了其中仅使 用重用1区和重用3区的场景的示例。可以使用3种过程方法A 最大SINR比(a)计算度量巧=SINR1/SINR2其中，SINRl是除了保护子载波和DC子载波之外、前导的所有子载波的平均CINR 的估计(换言之，对于CINR估计，未经调制的子载波上的信号(除了保护子载波和DC子载 波)也应当被认为是噪声和干扰)；SINR2是前导的仅调制后的子载波的平均CINR的估计。(b)如果ri < Th，则将用户i分至组1，否则将用户i分至组2。尝试将组1中的 用户分配给频率重用因子为1的区1，尝试将组2中的用户分配给频率重用因子为3的区 2 ；Th是阈值，并被定义为常数值。(c)根据SINR2的降序来对组2中的用户进行排序，然后从具有最高SINR2的用户 开始，将这些用户分配给区2。如果已经分配了组2中的所有用户，则选择组1中具有最高 SINR2的用户并将其分配给区2，直至区2中的所有资源已被使用为止；如果存在任何用户 尚未被分配有资源，则将其分至组1 ；(d)根据SINRl的降序来对组1中的用户进行排序，然后从具有最高SINRl的用户 开始，将其分配给区1，直至所有用户已被分配有资源或者所有资源已用尽为止。方法B:最大系统吞吐量(a)如果用户的SINRl彡Th_SINRl，则将用户分至组1，并将其余用户分至组2，其 中，Th_SINRl是使用重用因子1的最小所需SINR ；(b)从具有最低CINR3的用户开始，将组1中的用户分配给区1。如果存在任何用 户尚未被分配有资源，则将其添加至组2 ；(c)从具有最高CINR3的用户开始，将组2中的用户分配给区2，直至所有用户已 被分配或者资源已用尽为止。个用户的QoS要求，作为分配的因素。步骤4:基站经由首部信息或控制信道来向用户通知已经将用户分配至哪些区， 然后发送整个块。用户对首部信息进行解码以找到其自身数据的位置。方法C 多阈值方法(以下示出2阈值的示例)图8示出了针对FFR的多级阈值用户分配的思想。本提议的关键点在于使用两 个阈值来将用户分配给对应的重用区。针对WiMAX环境中的FFR，所提出的用户分配算法的 主要步骤如下(在图9中以针对FFR的多级阈值用户分配的流程图的形式示出)(1)基站BS向所有用户广播所选度量的高阈值(THR_HIGH)和低阈值(THR_L0W)。 所选度量可以是CINR1，CINRl可以反映每个移动台MS或用户的接收信号质量；(2)用户根据其所选度量的值，向基站报告其干扰状态。这里，提出了两个选项供 用户向基站报告其干扰状态选项1 每个用户具有3个选择a)仅报告度量状态；度量状态描述了所需度量的范围。例如，它可以指示CINRl是 低于低阈值(THR_L0W)、高于高阈值(THR_HIGH)、还是处于THR_L0W和THR_HIGH之间；b)仅报告度量值，如CINRl。该模式尤其适用于具有THR_L0W和THR_HIGH之间的
度量值的用户。c)不报告任何内容；如果用户选择这种方法，则基站将认为用户具有非常低的所
选度量值。选项2 每个用户具有两个选择，包括上述a)和b)；(3)基站根据用户报告的度量和QoS要求，将用户分配给不同重用区；用户被分组 为3个类别。当针对未向基站发送该信息的用户需要业务量时，基站将这些未向基站发送 该信息的用户分类为非常低的度量值；分配用户的过程如下a)将具有较高度量值(大于THR_HIGH)的用户分配给重用1区；如果资源不足以 分配所有这种用户，则仅分配具有较高优先级的用户。优先级的定义可以包括QoS、公平度寸寸。b)将具有较低度量值(小于THR_L0W)的用户分配给重用3区。如果资源不足以 分配所有这种用户，则仅分配具有较高优先级的用户。c)将其余用户分配给剩余资源。要考虑的第一因素是优先级。具有较高优先级的 用户将被首先分配，并被分配给“较好的”资源。例如，如果仍有剩余的重用3资源，则应当 分配具有较高优先级的用户。第二因素是系统吞吐量或覆盖。从吞吐量的观点来看，将具 有较高度量值的用户分配给“较好的”资源，而从覆盖的观点来看，将具有较低度量值的用 户分配给“较好的”资源。d)随机分配不能通过度量值而比较的用户。优点(1)根据用户的干扰条件来分配用户，因此可以改进系统吞吐量或覆盖；(2)在用户分配方法中已经考虑了 QoS ；对于较差的信道条件，将具有较高优先级 的用户分配给“较好的”资源，并且可以以较高概率来实现其QoS。(3)减少了所需报告信息。首先，仅需要从用户报告一个度量；其次，根据报告格 式的要求，支持3种不同的报告格式，这可以降低上行链路报告信道的吞吐量要求。例如，如果用户仅报告其干扰状态，则每个用户仅需要几个比特；此外，如果用户具有非常低的所 需度量值，则用户可以保持静默并不报告给基站，但是基站知道其干扰状态。(4)易于实现，不需要非常复杂的动作。受益于在以上描述和关联的附图中呈现的教导，本发明所属领域的技术人员将想 到这里描述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具 体实施例。尽管这里采用了具体术语，但是仅在一般描述性意义上使用这些术语，而不是为 了限制目的。
权利要求
1.一种用于对多小区无线系统、尤其是基于OFDMA的无线系统进行操作的方法，所述 多小区无线系统包括多个基站，其中，通过部分频率重用FFR方案，在一个小区的不同重用 区内使用不同的频率重用因子，所述方法包括以下步骤-将大小或资源分配给不同的重用区；以及 -将用户分配至不同的重用区。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在分配步骤之前，定义适于部分频率 重用FFR的块或帧结构。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将整个频带或整个频带的一部分划分为多个子带。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，将一个块或帧划分为η个重用区。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将首部信息添加至块或帧的起始处。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，每个重用区具有其自身的首部信息。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其中，每个重用区具有频分结构。
8.根据权利要求1至6之一所述的方法，其中，每个重用区具有时分结构。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其中，每个重用区具有Km个子区，其中Km是 重用区m的重用因子，m= 1，...，n。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，向重用区m中的每个子区i分配I^i个子信道。
11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其中，较高网络层从数据库加载大小或资源 分配信息，然后分别向每个基站通知已经向其分配的大小或资源。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，至少一个基站、优选每一个基站根据用户的信 道状态信息将用户分配给不同的重用区，然后优选地将对应信息添加至数据库以便进一步 更新。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，至少一个基站、优选每一个基站根据自适应用 户分配方法，将用户分配给不同的重用区。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，至少一个基站、优选每一个基站收集每一帧或 块的资源使用度量，以编辑统计量，然后对于每第L个帧或块，将统计结果报告给较高网络 层，其中L = 1，...。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述统计结果包括通过用户分配方法已经分 配给区k的用户的数目Uk和/或已经尝试分配给区k的用户的数目Vk。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，较高网络层根据度量和/或统计结果的 当前和/或历史值，对每个区的大小或资源进行适配。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，较高网络层优选地根据从所有基站获得的度 量，对每个区的子区大小或资源进行适配。
18.根据权利要求13至17之一所述的方法，其中，至少一个基站、优选每一个基站优选 地经由广播信道来要求用户报告度量。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述度量包括不同区的前导载波与干扰和噪 声比CINR。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，用户优选地通过上行链路反馈信道，将所述度量报告给相应基站。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个基站、优选每一个基站根据所报 告的度量值，将用户分配给不同的区。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，基于具有较低重用因子的区1和具有较高重用 因子的区2这两个不同重用区的用户分配步骤包括(a)计算度量巧=SINR1/SINR2，其中SINRl是前导的除了保护子载波和DC子载波之 外的所有子载波的平均CINR的估计，SINR2是前导的仅调制后的子载波的平均CINR的估 计；(b)根据关系a< Th (组1)或ri彡Th (组2)，将用户分为两个不同组，其中Th是可 定义的阈值；(c)根据SINR2的降序来对组2中的用户进行排序，然后从具有最高SINR2的用户开 始，将这些用户分配给区2，然后，如果已经分配了组2中的所有用户，则选择组1中具有最 高SINR2的用户，并将该用户分配给区2，直至区2中的所有资源已被使用为止，以及如果存 在任何用户尚未被分配有资源，则将其分至组1 ；以及(d)根据SINRl的降序来对组1中的用户进行排序，然后从具有最高SINRl的用户开 始，将其分配给区1，直至所有用户已被分配有资源或者所有资源已用尽为止。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，基于具有较低重用因子的区1和具有较高重用 因子的区2这两个不同重用区的用户分配步骤包括(a)如果用户的SINRl彡Th_SINRl，则将用户分至组1，并将其余用户分至组2，其中， Th_SINRl是使用较低重用因子的最小所需SINR ；(b)从具有最低CINR3的用户开始，将组1中的用户分配给区1，其中CINR3是区2的 CINR,以及如果存在任何用户尚未被分配有资源，则将其添加至组2 ；以及(c)从具有最高CINR3的用户开始，将组2中的用户分配给区2，直至所有用户已被分 配或者资源已用尽为止。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，基于其中重用区的重用因子从重用区1至重用 区η递增的η个不同重用区的用户分配步骤包括1)将所有用户分配给用户池，并设置重用区计数N= 1 ；2)将用户池中SINRn^ Th_SINRN的用户分至组，将其余用户暂时留在用户池内，其中 Th_SINRN是使用重用区N的最小所需SINR ；3)如果N彡n-1，则从具有最低SINRn+1的用户开始，将组中的用户分配给重用区N，其 中SINRn+1是指针对重用区N+1的SINR测量；如果N = n，则从具有最高SINRn的用户开始， 将组中的用户分配给重用区N，以及如果存在任何用户尚未被分配有资源，则将其添加至用 户池；4)令N= N+1，重复步骤2和步骤3，直至N > η为止；当N > η时，已经考虑了所有 重用区，该用户分配过程结束；如果用户池中存在任何用户，则由于这些用户的较差信道条 件，在本过程中将不向这些用户分配资源。
25.根据权利要求22至M之一所述的方法，其中，还考虑每个用户的服务质量QoS要 求，作为用户分配的因素。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，使用多阈值用户分配方法。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中，基于两个阈值以及至少两个不同重用区——具有较低重用因子的区1和具有较高重用因子的区2——的用户分配步骤包括以下步骤(1)至少一个基站向所有用户广播所选度量的高阈值THR_HIGH和低阈值THR_L0W，其 中，所选度量是CINRl，CINRl能够反映每个用户的接收信号质量；(2)用户根据其所选度量的值，向基站报告其干扰状态或值，其中，优选地，两个选项可 能供用户向基站报告其干扰状态选项1 每个用户具有3个选择a)仅报告度量状态，其中，度量状态描述了所需度量的范围，优选地，度量状态能够指 示CINRl是低于低阈值THR_L0W、高于高阈值THR_HIGH、还是处于THR_L0W和THR_HIGH之 间；b)仅报告度量值，如CINRl；或者c)不报告任何内容；选项2 每个用户具有两个选择，包括上述a)和b)；以及(3)至少一个或所述至少一个基站根据所接收的干扰状态或用户报告的度量或值，以 及优选地根据QoS要求，将用户分配给不同重用区。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，分配用户的过程包括a)将具有较高度量值——大于THR_HIGH——的用户分配给重用区1，以及，如果资源 不足以分配所有这种用户，则仅分配具有较高优先级的用户，其中，优先级的定义包括QoS、 公平度等等；b)将具有较低度量值——小于THR_L0W——的用户分配给重用区2，以及，如果资源不 足以分配所有这种用户，则仅分配具有较高优先级的用户；以及c)将其余用户分配给剩余资源，其中，优选地，要考虑的第一因素是优先级，第二因素 是系统吞吐量或覆盖；以及d)随机分配不能通过度量值而比较的用户。
29.根据权利要求27或观所述的方法，其中，基站将未向基站报告其干扰状态或值的 用户分类为非常低的度量值。
30.根据权利要求18至四之一所述的方法，其中，所述至少一个基站，优选地每一个基 站，优选地经由首部信息或控制信道来向用户通知已经将用户分配至哪些区，然后发送整 个块或帧。
31.一种多小区无线系统，尤其是基于OFDMA的无线系统，优选地用于执行根据权利要 求1至30中任一项所述的方法，所述系统包括多个基站，其中，通过部分频率重用FFR方 案，在一个小区的不同重用区内使用不同的频率重用因子，其中，将大小或资源分配给不同的重用区，并将用户分配至不同的重用区；其中，优选 地，定义了适于部分频率重用FFR的块或帧结构。
全文摘要
为了增强多小区无线系统中的用户吞吐量和覆盖，要求保护一种用于对多小区无线系统、尤其是基于OFDMA的无线系统进行操作的方法，所述系统包括多个基站，其中，通过部分频率重用FFR方案，在一个小区的不同重用区内使用不同的频率重用因子，所述方法包括以下步骤将大小或资源分配给不同的重用区；以及将用户分配至不同的重用区。此外，要求保护一种相应的多小区无线系统，优选地用于执行上述方法。
文档编号H04W72/08GK102144425SQ200980134716
公开日2011年8月3日 申请日期2009年9月7日 优先权日2008年9月5日
发明者周军, 周越峰, 池田哲, 范令航 申请人:Nec欧洲有限公司, 日本电气株式会社