專利名稱：用于在無線網絡中分配頻率的方法以及無線網絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及移動無線網絡，更具體而言，涉及毫微微蜂窩小區(qū)(femtocell) 中的頻率分配。
背景技術：
毫微微蜂窩小區(qū)是在住宅或較小的商務環(huán)境中由毫微微蜂窩基站(或可替換地 被稱作家庭節(jié)點基站(HNB))服務的相對小的無線網絡。用戶設備(UE)與宏基站(BS)或 毫微微基站(femto BS)進行通信。當UE與毫微微蜂窩小區(qū)BS進行通信時，其也被稱作家 庭UE(HUE)。通常，服務提供商被指派了頻譜。該頻譜可以被劃分成多個頻帶以根據需要分 配給宏小區(qū)和毫微微蜂窩小區(qū)。潛在地，這可能造成干擾。毫微微蜂窩小區(qū)擴展了宏小區(qū)室內的覆蓋，尤其是，在接入受限或者不可用的 情況，參見 Chandrasehar 等人的"Femtocell networks :a survey", Communications Magzine,Vol. 46, no. 9, pp. 59-67, September 2008，以及 Yeh 等人的“WiMAX Femtocells :A perspective on network architecture,capacity and coverage",IEEE Communications Magazine, Vol 46，no. 10，pp. 58-65，October 2008。圖IA示出了為毫微微蜂窩小區(qū)140中的HUE 130提供服務的住宅120中的HNB 110。圖IB示出了宏基站150的宏小區(qū)151以及毫微微蜂窩小區(qū)。來自毫微微蜂窩 小區(qū)的干擾潛在地對分別工作在同信道(CoCh)和相鄰信道(AdCh)中的宏小區(qū)用戶設備 (UE) 131造成覆蓋盲區(qū)141和142。在移動網絡中，將覆蓋盲區(qū)定義為UE由于任何原因而 無法工作的區(qū)域。圖2示出了相鄰HNB 161-162的覆蓋區(qū)域以及由相鄰HUE172造成的相應的覆蓋 盲區(qū)171。顯然，在毫微微蜂窩小區(qū)的覆蓋區(qū)域與針對其它小區(qū)(不管這些小區(qū)是同信道宏 小區(qū)、相鄰信道宏小區(qū)還是同信道相鄰毫微微蜂窩小區(qū))的干擾停機區(qū)域(interference outage area)之間存在著折衷方案。當從與HNB工作的宏小區(qū)的頻帶相同的頻帶組中對HNB分配了信道時，期望使HNB 對宏小區(qū)的干擾最小化。干擾減少可以通過對毫微微蜂窩小區(qū)分配與宏小區(qū)不同的頻帶來減少干擾。但是，未分配 的頻帶可能并不總是可用的或者在經濟上可行的，尤其是在毫微微蜂窩小區(qū)的數量很大的 情況下。因為與宏小區(qū)相比毫微微蜂窩小區(qū)相對較小，所以可以減少發(fā)送功率以使與工作 在同一頻帶或相鄰頻帶的宏小區(qū)的干擾最小化。通常，毫微微蜂窩小區(qū)中的發(fā)送功率小于 宏小區(qū)的功率的百分之一。但是，減少功率同時也將吞吐量減少到300kbs或更少。其它方 式(諸如干擾抑制或波束成形)對于大規(guī)模的配置來說過于復雜。
發(fā)明內容
本發(fā)明的實施方式提供了一種將用于宏小區(qū)的保護頻帶的頻率分配給毫微微蜂 窩小區(qū)的方法。這極大地減少了毫微微蜂窩小區(qū)與宏小區(qū)之間的干擾。
圖IA是毫微微蜂窩小區(qū)的示意圖；圖IB是工作在宏小區(qū)的覆蓋區(qū)中的毫微微蜂窩小區(qū)的示意圖；圖2是相鄰毫微微蜂窩小區(qū)的示意圖；圖3A是根據本發(fā)明的實施方式的宏小區(qū)和毫微微蜂窩小區(qū)的示意圖；圖3B是根據本發(fā)明的實施方式的在WiMAX網絡中的頻率分配的示意圖；圖4是用于圖3的頻率分配的發(fā)送模式(transmit mask)；圖5A是現有技術的毫微微蜂窩小區(qū)頻率分配的示意圖；圖5B是根據本發(fā)明的實施方式的對保護頻帶的毫微微蜂窩小區(qū)頻率分配的示意 圖；以及圖6是根據本發(fā)明的實施方式的對相鄰毫微微蜂窩小區(qū)的頻率分配的示意圖。
具體實施例方式圖3A示出了包括一組(一個或更多個)宏小區(qū)151以及一組(一個或更多個) 毫微微蜂窩小區(qū)140的網絡。各個宏小區(qū)包括基站(BS)，而各個毫微微蜂窩小區(qū)包括家庭 網絡基站(HN)?；就ㄟ^基礎設施161連接到協(xié)調處理器160。處理器負責監(jiān)視網絡的整 體運行。處理器可以位于多個基站中的一個。BS向用戶設備(UE) 131(例如，移動電話)提 供服務，而HNB向家庭用戶設備(HUE) 130提供服務。如這里所定義的，HUE只與HNB進行 通信，然后，HNB與BS進行通信。由處理器160執(zhí)行的一個功能是資源分配。一種重要的有限資源是頻率。通常， 網絡的服務提供商被指派了頻率帶寬170。服務提供商可以將帶寬劃分成多個頻帶以指派 給宏小區(qū)，并且基站可以將頻帶進一步劃分成子頻帶以分配給用戶設備。在頻率分配期間 一個重要的考慮是使小區(qū)間和小區(qū)內的干擾最小。因此，宏小區(qū)使用保護頻帶來分隔信道，例如，多載波OFDM或者OFDMA網絡(諸如 微波接入全球互通(WiMAX)和LTE)、以及TDMA或TDMA/FDMA網絡(諸如GSM和ISI 136+)。 甚至CDMA演進的數據優(yōu)化(EVDO)網絡在信道組之間具有保護頻帶。保護頻帶使得當相鄰 小區(qū)被指派了相鄰的頻帶時的干擾最小化。圖3B示出了 WiMAX網絡中頻率分配的示例。所指派的5GHz帶寬被劃分成一組頻 帶300，例如，每個頻帶為20MHz。保護頻帶301將頻帶分隔開。圖4示出了具有陡峭遷移的相應發(fā)送模式400，其作為相對dB和頻率的函數，近似 于一個帶通濾波器。因為很難實現這種發(fā)送濾波器，所以保護頻帶中的一些OFDM子載波410根本未被 使用，或者為空(即，不承載數據)。其它活動子載波420承載數據信息。即使在部分空頻 段中發(fā)送模式為非零，在該空頻帶內也沒有任何宏小區(qū)發(fā)送數據。對于具有2048個子載波 的20MHz的網絡，最左側的184個子載波和最右側的183個子載波未被使用(即，在2048個子載波中有368個子載波為空)，這對應于各個載波最右側部分的1. 787MHz以及各個載 波最左側部分的1. 797MHz。因此，如這里所定義的，保護頻帶包括未分配給任何宏小區(qū)的頻率。在現有技術的系統(tǒng)中，如圖5A所述，毫微微蜂窩小區(qū)500具有與宏小區(qū)300相同 的中心頻率，但是具有低得多的發(fā)送功率。如圖5B所示，我們將宏小區(qū)未使用的新的中心頻率提供給毫微微蜂窩小區(qū)501使 用。該中心頻率位于宏小區(qū)300的保護頻帶內。最優(yōu)的是，我們使毫微微蜂窩小區(qū)工作在 兩個相鄰的空頻帶的邊界中間或者附近。如圖3B所示，毫微微蜂窩小區(qū)可以工作在其中心 位于5510MHz、5530MHz、5550MHz等的空頻帶301以減少由于宏小區(qū)工作而導致的干擾，同 時還減少了工作在同一發(fā)送功率的毫微微蜂窩小區(qū)對在同一發(fā)送功率下具有更高頻譜效 率的宏小區(qū)的干擾。這樣，毫微微蜂窩小區(qū)的發(fā)送功率可以大大增加，而毫微微蜂窩小區(qū)的 數據速率也能增加至少一個數量級，例如，下行65. 3Mbps以及上行24. 4Mbps。為了使干擾最小化，即使毫微微蜂窩小區(qū)的發(fā)送模式延伸超過了保護頻帶，毫微 微蜂窩小區(qū)也只在保護頻帶內的子載波上發(fā)送數據?？商鎿Q的是，毫微微蜂窩小區(qū)可選地 選擇還在位于發(fā)送模式內以及宏小區(qū)的保護頻帶外的子載波上發(fā)送數據。這樣，毫微微蜂 窩小區(qū)實現了更高的數據速率，而宏小區(qū)的UE具有更多的干擾。如圖6所示，相鄰的毫微微蜂窩小區(qū)可以工作在不同的保護頻帶。這在不使用保 護頻帶時的常規(guī)設置中難以實現。盡管在人口密集區(qū)中有許多保護頻帶可用，但是不存在 許多未分配的宏小區(qū)信道。這種使相鄰毫微微蜂窩小區(qū)之間的頻率分開并減少毫微微蜂窩 小區(qū)對毫微微蜂窩小區(qū)的干擾的能力使得在保護頻帶中的毫微微蜂窩小區(qū)的傳輸更加吸 引人。為了進一步使來自相鄰宏小區(qū)和毫微微蜂窩小區(qū)的干擾最小化，宏小區(qū)可以將用 于發(fā)送控制信息的子載波指派為位于信道的中心頻率附近。這里所介紹的頻率分配不影響針對宏小區(qū)的常規(guī)UE的工作，也不影響可應用的 標準。需要使毫微微蜂窩小區(qū)的UE能夠工作在保護頻帶內。具體而言，除了宏小區(qū)的中心 頻率之外，UE還在毫微微蜂窩小區(qū)的中心頻率上進行搜索。盡管以優(yōu)選實施方式為例描述了本發(fā)明，但是應理解的是，可以在本發(fā)明的精神 和范圍內做出各種其他改變和修改。因此，所附權利要求書的目的在于涵蓋落入本發(fā)明的 實質精神和范圍內的所有這些變型和修改。
權利要求
一種無線網絡中的頻率分配方法，其中，所述無線網絡包括宏小區(qū)組和毫微微蜂窩小區(qū)組，其中各宏小區(qū)包括基站，各毫微微蜂窩小區(qū)包括毫微微蜂窩小區(qū)基站，該方法的步驟由處理器執(zhí)行，該方法包括以下步驟將頻譜指派給所述無線網絡；將所述頻譜劃分為頻帶；向基站組分配保護頻帶以及用于與所述宏小區(qū)組中的用戶設備通信的頻帶，在該保護頻帶內，不在所述用戶設備與所述宏小區(qū)基站之間發(fā)送數據；并且向毫微微蜂窩小區(qū)基站組指派用于與所述毫微微蜂窩小區(qū)組中的用戶設備通信的保護頻帶。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述無線網絡使用正交頻分復用。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述無線網絡使用正交頻分多址。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述保護頻帶包括發(fā)送模式中的空子載波的頻率。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述毫微微蜂窩小區(qū)基站組的中心頻率位于所 述保護頻帶的中央。
6.根據權利要求1所述的方法，該方法進一步包括以下步驟將所述毫微微蜂窩小區(qū)基站的最大每子載波發(fā)送功率設置為由該基站的發(fā)送功率模 式所給定的值。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述毫微微蜂窩小區(qū)僅在所述保護頻帶內的子 載波上發(fā)送數據。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述毫微微蜂窩小區(qū)在所述保護頻帶內和所述 保護頻帶外的子載波上發(fā)送數據。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述用戶設備在所述宏小區(qū)和所述毫微微蜂窩 小區(qū)使用的中心頻率上進行搜索。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，相鄰毫微微蜂窩小區(qū)工作在不同的保護頻帶內。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基站在所述頻帶的中心頻率附近發(fā)送控制fn息ο
12.一種無線網絡，其中，所述網絡包括宏小區(qū)組和毫微微蜂窩小區(qū)組，其中，各宏小區(qū) 包括基站，各毫微微蜂窩小區(qū)包括毫微微蜂窩小區(qū)基站，所述無線網絡包括用于將頻譜指派給所述無線網絡的裝置； 用于將所述頻譜劃分為頻帶的裝置；用于向基站組分配保護頻帶以及用來與所述宏小區(qū)組中的用戶設備通信的頻帶的裝 置，在該保護頻帶內，不在所述用戶設備與所述宏小區(qū)基站之間發(fā)送數據；以及用于向毫微微蜂窩小區(qū)基站組指派用來與所述毫微微蜂窩小區(qū)組中的用戶設備通信 的保護頻帶的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在無線網絡中分配頻率的方法以及無線網絡。在無線網絡中分配頻率，其中，所述網絡包括宏小區(qū)組和毫微微蜂窩小區(qū)組，其中，各宏小區(qū)包括基站(BS)，各毫微微蜂窩小區(qū)包括毫微微蜂窩小區(qū)基站。將頻譜指派給網絡。將該頻譜劃分為頻帶。向該基站組分配保護頻帶以及用于與宏小區(qū)集中的用戶設備(UE)通信的頻帶，在該保護頻帶內，在該UE與該宏小區(qū)BS之間不發(fā)送數據。向毫微微蜂窩小區(qū)基站組指派用于與所述毫微微蜂窩小區(qū)組中的UE通信的保護頻帶。
文檔編號H04W16/12GK101959197SQ201010230058
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權日2009年7月16日
發(fā)明者巖根靖, 張錦云, 瓦希德·塔洛克, 雷蒙德·伊姆 申請人:三菱電機株式會社