專利名稱：一種基于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方法。該方法屬于無線通信中頻率復(fù)用技術(shù)領(lǐng)域。其多址接入技術(shù)可以是頻分多址(Frequency Division Multiple AccessFDMA)、正交頻分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple AccessOFDMA)等多址技術(shù)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信迄今為止已經(jīng)發(fā)展了三代系統(tǒng)，第一代為采用FDMA的模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用很低的頻率復(fù)用系數(shù)，即復(fù)用系數(shù)遠(yuǎn)小于1，如七小區(qū)頻率復(fù)用，復(fù)用系數(shù)為1/7；第二代為數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中采用TDMA的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，如GSM系統(tǒng)，其頻率復(fù)用系數(shù)較第一代有了很大的提高，可以達(dá)到1/4、1/3甚至更高；第二代CDMA系統(tǒng)及第三代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，如WCDMA系統(tǒng)，其頻率復(fù)用系數(shù)為1。這提高了頻譜利用率，降低了網(wǎng)絡(luò)部署的成本，因此對于未來的E3G(3G增強(qiáng))、B3G/4G(超三代/第四代)系統(tǒng)人們?nèi)匀幌Ｍ捎妙l率復(fù)用系數(shù)為1或者較高的頻率復(fù)用系數(shù)。目前的研究表明，未來的E3G、B3G/4G系統(tǒng)都可能采用頻分方式，如OFDMA和IFDMA(交織頻分多址)，這勢必要求系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者提出在滿足用戶一定QoS(服務(wù)質(zhì)量)前提下有效提高系統(tǒng)頻率復(fù)用系數(shù)使其盡量接近1的頻率復(fù)用方法。由于E3G、B3G/4G系統(tǒng)的傳輸技術(shù)較以往系統(tǒng)又有很大進(jìn)步，使得接近1的頻率復(fù)用成為可能。但至今沒有一個(gè)有效的頻率復(fù)用方法來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，隨著E3G、B3G/4G系統(tǒng)研究工作的推進(jìn)，切實(shí)可行的高效頻率復(fù)用方法成為首要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種基于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方法，在保證用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，可以達(dá)到接近1的頻率復(fù)用系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方法，所述方法包括步驟(1)將所述無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)小區(qū)中的用戶分為兩組，一組為小區(qū)邊緣用戶，一組為小區(qū)中心用戶；(2)將整個(gè)可用頻段分為兩個(gè)不重疊的部分G和F，將F分為3個(gè)頻段F1、F2、F3，分別為小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的小區(qū)邊緣用戶的可用頻段，其中小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3兩兩相鄰；(3)將每個(gè)小區(qū)邊緣分為12個(gè)區(qū)域，其中兩兩相鄰的3個(gè)小區(qū)交界處的邊緣區(qū)域?yàn)榈谝活愡吘墔^(qū)域，除第一類邊緣區(qū)域的其它邊緣區(qū)域?yàn)榈诙愡吘墔^(qū)域；(4)令F=∪i=13Fi=∪j=1Luj(3≤L≤6),]]>其中ujF表示互不相交的頻段集合，L個(gè)頻段中頻段u1、u2、u3分別分配給小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的邊緣；(5)u4，...，uL的分配為(a)對小區(qū)1的邊緣，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u4，為其與小區(qū)3鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u6；(b)對小區(qū)2的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u5，為其與小區(qū)3鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u6；(c)對小區(qū)3的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u5，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u4。
優(yōu)選地，步驟(2)中所述的G、F、F1、F2、F3表示頻段的集合。
優(yōu)選地，步驟(2)中，為小區(qū)中心用戶分配頻率的方式為僅使用頻段G，或者使用頻段G且同時(shí)使用F的子集。
優(yōu)選地，所述F的子集包括全集。
在步驟(4)中，在L值為3時(shí)，僅分配頻段u1、u2、u3。
在步驟(5)中，在L值為4時(shí)，僅分配頻段u1、u2、u3、u4。
在步驟(5)中，在L值為5時(shí)，僅分配頻段u1、u2、u3、u4、u5。
優(yōu)選地，根據(jù)用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況，通過動(dòng)態(tài)的劃分小區(qū)邊緣用戶和小區(qū)中心用戶，對小區(qū)進(jìn)行頻率復(fù)用。
優(yōu)選地，所述方法用于全向天線系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述方法用于定向天線系統(tǒng)。
在本發(fā)明中，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方案時(shí)，將無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的3個(gè)兩兩相鄰的小區(qū)作為一個(gè)區(qū)群，采用所述方法設(shè)計(jì)其中任一區(qū)群的頻率復(fù)用方案，然后將相同的設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中的其他區(qū)群。
在本發(fā)明中，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方案時(shí)，將無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的3個(gè)兩兩相鄰的小區(qū)作為一個(gè)區(qū)群，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)區(qū)群中用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況采用所述方法分別設(shè)計(jì)各個(gè)區(qū)群的頻率復(fù)用方案，其中每個(gè)區(qū)群用于頻率復(fù)用的頻段劃分可以根據(jù)各個(gè)區(qū)群中用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方法可以有效抑制小區(qū)間的干擾，提高系統(tǒng)性能。
本發(fā)明提出的方法將每個(gè)小區(qū)的用戶分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶，將每個(gè)小區(qū)的邊緣劃分為12個(gè)邊緣區(qū)域。對于小區(qū)邊緣用戶，按照一定原則給一個(gè)區(qū)群內(nèi)的三個(gè)小區(qū)的邊緣區(qū)域分配可用頻段；對于小區(qū)中心用戶，可以為其分配整個(gè)頻段或部分頻段。這樣，可以在滿足用戶一定QoS前提下有效提高系統(tǒng)頻率復(fù)用系數(shù)。


圖1示意了根據(jù)本發(fā)明為三小區(qū)模型的小區(qū)邊緣所劃分的區(qū)域；圖2示意了根據(jù)本發(fā)明的針對三小區(qū)模型的頻率復(fù)用方法。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方案時(shí)，將無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的3個(gè)兩兩相鄰的小區(qū)作為一個(gè)區(qū)群，可以根據(jù)本發(fā)明提出的方法設(shè)計(jì)其中任一區(qū)群的頻率復(fù)用方案，然后將相同的設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中的其他區(qū)群；或者，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)區(qū)群的用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況采用本發(fā)明提出的方法分別設(shè)計(jì)各個(gè)區(qū)群的頻率復(fù)用方案，其中每個(gè)區(qū)群用于頻率復(fù)用的頻段劃分可以根據(jù)各個(gè)區(qū)群中用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的基于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方法的具體步驟如下步驟1將每個(gè)小區(qū)的用戶分為兩組，一組為小區(qū)邊緣用戶，一組為小區(qū)中心用戶。
步驟2將整個(gè)可用頻段分為兩段不重疊的部分分別記為G和F，其中頻段G為每個(gè)小區(qū)的中心用戶的專用頻段(每個(gè)小區(qū)的中心用戶使用頻段G的全部)；而F被分為3個(gè)頻段F1、F2、F3，分別為小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的小區(qū)邊緣用戶的可用頻段；需要說明的是，F(xiàn)的子集(包括全集)也可以是小區(qū)中心用戶的可用頻段。
步驟3將每個(gè)小區(qū)邊緣分為12個(gè)邊緣區(qū)域。將這12個(gè)邊緣區(qū)域分為兩類，分別稱為第一類邊緣區(qū)域和第二類邊緣區(qū)域，第一類邊緣區(qū)域即兩兩相鄰的3個(gè)小區(qū)交界處的邊緣區(qū)域(如圖1中標(biāo)記為“1”、“2”、“3”的邊緣區(qū)域)，第二類邊緣區(qū)域即除第一類邊緣區(qū)域的其它邊緣區(qū)域(如圖1中標(biāo)記為“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”的邊緣區(qū)域)。
具體劃分參見圖1。在圖1中，小區(qū)1的12個(gè)邊緣區(qū)域?yàn)闃?biāo)有數(shù)字“1”、“4”、“9”的區(qū)域；圖中小區(qū)2的12個(gè)邊緣區(qū)域?yàn)闃?biāo)有數(shù)字“2”、“6”、“8”的區(qū)域；圖中小區(qū)3的12個(gè)邊緣區(qū)域?yàn)闃?biāo)有數(shù)字“3”、“5”、“7”的區(qū)域。稱數(shù)字“1”、“2”、“3”所表示的區(qū)域?yàn)榈谝活愡吘墔^(qū)域；稱數(shù)字“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”所表示的區(qū)域?yàn)榈诙愡吘墔^(qū)域。
步驟4令F=∪i=13Fi=∪j=1Luj(3≤L≤6),]]>其中ujF表示互不相交的頻段集合。L個(gè)頻段中頻段u1、u2、u3分別分配給小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的邊緣。
步驟5u4，...，uL的分配為(a)對小區(qū)1的邊緣，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u4，為其與小區(qū)3鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u6；(b)對小區(qū)2的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u5，為其與小區(qū)3鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u6；(c)對小區(qū)3的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u5，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u4。
需要說明的是，本發(fā)明中，若L＜4，則u4＝(表示空集)；若L＜5，則u5＝；若L＜6，則u6＝。
另外，本發(fā)明中的頻率復(fù)用方案可根據(jù)用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況，通過動(dòng)態(tài)的劃分小區(qū)邊緣用戶和小區(qū)中心用戶，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的頻率復(fù)用方案。本發(fā)明主要針對全向天線系統(tǒng)。對定向天線系統(tǒng)，仍可采用此方法進(jìn)行頻率復(fù)用設(shè)計(jì)。
下面參照附圖并結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來描述本發(fā)明的基于無線蜂窩系統(tǒng)的頻率復(fù)用方法。
本實(shí)施例中L的值設(shè)為5。
參見圖1，本發(fā)明將無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的3個(gè)兩兩相鄰的小區(qū)作為一個(gè)區(qū)群。首先根據(jù)本發(fā)明提出的方法設(shè)計(jì)其中任一區(qū)群的頻率復(fù)用方案，然后將相同的設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中的其他區(qū)群，從而解決整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用問題。
步驟1參見圖1，將一個(gè)區(qū)群中的三個(gè)兩兩相鄰的小區(qū)分別記為小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3。將每個(gè)小區(qū)的用戶分為兩組，一組為小區(qū)邊緣用戶，一組為小區(qū)中心用戶。
步驟2將整個(gè)可用頻段分為兩段不重疊的部分分別記為G和F，其中頻段G為每個(gè)小區(qū)中心用戶的專用頻段；而F被分為3個(gè)頻段F1、F2、F3，分別為小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的小區(qū)邊緣用戶的可用頻段；需要說明的是，F(xiàn)的子集也可以是小區(qū)中心用戶的可用頻段。
步驟3將每個(gè)小區(qū)邊緣分為12個(gè)邊緣區(qū)域，將這12個(gè)邊緣區(qū)域分為兩類，分別稱為第一類邊緣區(qū)域和第二類邊緣區(qū)域，第一類邊緣區(qū)域即兩兩相鄰的3個(gè)小區(qū)交界處的邊緣區(qū)域(參見圖1中標(biāo)記為“1”、“2”、“3”的邊緣區(qū)域)，第二類邊緣區(qū)域即除第一類邊緣區(qū)域的其它邊緣區(qū)域(參見圖1中標(biāo)記為“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”的邊緣區(qū)域)。
步驟4令F=∪i=13Fi=∪j=15uj,]]>其中ujF表示互不相交的頻段集合。兩兩相鄰的三個(gè)小區(qū)，記為小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3。L個(gè)頻段中頻段u1、u2、u3分別分配給小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的邊緣。
步驟5u4，u5的分配為(a)對小區(qū)1的邊緣，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域(圖1中數(shù)字“4”表示的區(qū)域)再分配一段頻段u4；(b)對小區(qū)2的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域(圖1中數(shù)字“8”表示的區(qū)域)再分配一段頻段u5；(c)對小區(qū)3的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域(圖1中數(shù)字“5”表示的區(qū)域)再分配一段頻段u5，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域(圖1中數(shù)字“7”表示的區(qū)域)再分配一段頻段u4。
本實(shí)施例所述的頻率復(fù)用方案可參見圖2。
權(quán)利要求
1.一種基于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方法，包括步驟(1)將所述無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)小區(qū)中的用戶分為兩組，一組為小區(qū)邊緣用戶，一組為小區(qū)中心用戶；(2)將整個(gè)可用頻段分為兩個(gè)不重疊的部分G和F，將F分為3個(gè)頻段F1、F2、F3，分別為小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的小區(qū)邊緣用戶的可用頻段，其中小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3兩兩相鄰；(3)將每個(gè)小區(qū)邊緣分為12個(gè)區(qū)域，其中兩兩相鄰的3個(gè)小區(qū)交界處的邊緣區(qū)域?yàn)榈谝活愡吘墔^(qū)域，除第一類邊緣區(qū)域的其它邊緣區(qū)域?yàn)榈诙愡吘墔^(qū)域；(4)令F=∪i=13Fi=∪j=1Luj]]>(3≤L≤6)，其中ujF表示互不相交的頻段集合，L個(gè)頻段中頻段u1、u2、u3分別分配給小區(qū)1、小區(qū)2、小區(qū)3的邊緣；(5)u4，...，uL的分配為(a)對小區(qū)1的邊緣，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u4，為其與小區(qū)3鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u6；(b)對小區(qū)2的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u5，為其與小區(qū)3鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u6；(c)對小區(qū)3的邊緣，為其與小區(qū)1鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u5，為其與小區(qū)2鄰近的第二類邊緣區(qū)域再分配一段頻段u4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2)中所述的G、F、F1、F2、F3表示頻段的集合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2)中，為小區(qū)中心用戶分配頻率的方式為僅使用頻段G，或者使用頻段G且同時(shí)使用F的子集。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述F的子集包括全集。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)中，在L值為3時(shí)，僅分配頻段u1、u2、u3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(5)中，在L值為4時(shí)，僅分配頻段u1、u2、u3、u4。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(5)中，在L值為5時(shí)，僅分配頻段u1、u2、u3、u4、u5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況，通過動(dòng)態(tài)的劃分小區(qū)邊緣用戶和小區(qū)中心用戶，對小區(qū)進(jìn)行頻率復(fù)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法用于全向天線系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法用于定向天線系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頻率復(fù)用方案，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用方案時(shí)，將無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的3個(gè)兩兩相鄰的小區(qū)作為一個(gè)區(qū)群，可以根據(jù)本發(fā)明提出的方法設(shè)計(jì)其中任一區(qū)群的頻率復(fù)用方案，然后將相同的設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中的其他區(qū)群；或者，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)區(qū)群的用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況采用本發(fā)明提出的方法分別設(shè)計(jì)各個(gè)區(qū)群的頻率復(fù)用方案，其中每個(gè)區(qū)群用于頻率復(fù)用的頻段劃分可以根據(jù)各個(gè)區(qū)群中用戶的分布及其業(yè)務(wù)分布情況進(jìn)行調(diào)整。此方法將每個(gè)小區(qū)的用戶分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶，將每個(gè)小區(qū)的邊緣劃分為12個(gè)邊緣區(qū)域。對于小區(qū)邊緣用戶，按照一定原則給一個(gè)區(qū)群內(nèi)的三個(gè)小區(qū)的邊緣區(qū)域分配可用頻段；對于小區(qū)中心用戶，可以為其分配整個(gè)頻段或部分頻段。這樣，可以在滿足用戶一定QoS前提下有效提高系統(tǒng)頻率復(fù)用系數(shù)。
文檔編號H04W16/14GK1845633SQ20061007876
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者陶小峰, 張平, 許方敏, 徐凱, 許曉東 申請人:北京郵電大學(xué)