[发明专利]蜂巢式正交频分多址接入系统中频率复用的干扰测量机制

说明书

技术领域

本发明是有关于蜂巢式正交频分多址接入(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access，以下简称OFDMA)系统，且特别是有关于适应性频率复用(adaptive frequency reuse)的干扰测量机制。

背景技术

在无线移动系统中，频率复用是一个重要的技术，它通过重复使用稀有的无线电频谱资源(radio spectrum resource)来增进整个系统的容量。然而，系统容量的增进因伴随的干扰强度上升却会导致联机质量恶化。在蜂巢式OFDMA系统下，因为不同使用者的信号在传输时会维持正交，因而没有单元内部的干扰(intra-cell interference)。然而，因为相同的频带也会被邻近单元的基站所重复使用，重复使用无线电频谱(也就是：频率复用)将会造成单元之间的干扰(inter-cell interference)。

图1为传统技术的蜂巢式OFDMA系统1的单元架构示意图。蜂巢式OFDMA系统1包含一个单元结构，此单元结构的频率复用因子(frequencyreuse factor)1/K等于1/4。频率复用因子1/K代表传输时不能分享相同频带的单元数目。在图1所示的例子中，整个许可的频谱被划分为四个频带，而每四个相邻的单元组成一个集群(cluster)，因此集群中的每一个单元可由不同的频带来服务。在一个例子当中，基站BS4与基站BS5共享相同的频带#1，分别服务位于单元2内的移动台MS6与位于单元3内的移动台MS7。结果，当BS4传输一个数据信号以与MS6通信时，BS5也同时传输了一个数据信号给MS7，由于BS4所传输给MS6的信号并非MS7所期望收到的信号但却又传送在相同的频带中，因此该信号会对MS7造成干扰。这个干扰信号降低了移动台MS7的信号与干扰加噪声比(Signal to interference-plus-noise ratio，以下简称SINR)，因此降低了整体的服务质量。这个问题虽然可通过设定一个较小的频率复用因子1/K以将干扰源及接收端的距离拉远(例如，sqrt(3K)*R，其中，R是单元半径)来改善，但每一个单元中可使用的无线电资源却会因而下降(例如，1/K的许可频谱)而导致系统容量的降低。

与传统的频率复用方法相比，分频复用(Fractional frequency reuse，以下简称FFR)已经被提出用于蜂巢式OFDMA系统，以在系统容量与服务质量间达成更良好的平衡(tradeoff)。图2为传统技术的显示使用于蜂巢式OFDMA系统10的FFR的示意图。蜂巢式OFDMA系统10包含单元11，而单元11被分割为第1区及第2区。第1区位于较接近服务基站BS12的地理位置，而第2区则位于较远离服务基站BS12的地理位置。除此之外，蜂巢式OFDMA系统10的无线电频谱在时域上被分割为帧区(frame zone)#1与帧区#2。在适应性频率复用技术下，不同的帧区与不同的频率复用因子被应用以服务位于不同区的移动台。在图2的例子中，第一帧区使用较高的频率复用因子(即：1/K等于1)，来服务第1区，而第二帧区则使用较低的频率复用因子(即：1/K等于1/3)，来服务第2区。因此，位于第1区的移动台MS17由基站BS12使用频率复用因子1/K等于1的第一帧区来服务，而位于第2区的移动台MS18由基站BS12使用频率复用因子1/K等于1/3的第二帧区来服务。因为移动台MS17位于较接近单元11中心的位置，可假设它接收来自BS12较强的数据信号及来自邻近干扰源的相对较弱的干扰信号。另一方面，因为移动台MS18位于较接近单元11边界的位置，可假设它接收来自BS12相对较弱的数据信号与来自邻近干扰源相对较强的干扰信号。因此通过使用较高的重复因子(1/K)来服务MS1与使用较低的重复因子(1/K)来服务MS2，系统容量与服务质量之间就可以达到良好的平衡。