[发明专利]一种无线中继场景下频率复用的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信领域中的频率复用技术，特别是指一种无线中继场景下频率复用的方法和系统。

背景技术

正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)，也可简称为OFDM作为未来高数据速率的无线网络系统中最主要的一种多址接入方式，已经作为规范写入全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)协议和长期演进(Long Term Evolution，LTE)协议中，并且在高级国际移动通信(IMT-Advanced)的两个候选标准：第三代合作伙伴(3GPP)推进的LTE-Advanced和美国电气工程师协会(IEEE)推进的802.16m中确定为接入技术。

通常OFDM技术将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输，这样同一个小区内的多个用户可以同时在不同的子载波上同时进行传输，极大的减小了小区内干扰。但是当相邻小区边缘用户分配到相同的频带时，小区间干扰(ICI)将对系统性能产生很大的影响。为了解决这个问题，考虑到电磁波在空间传播的衰减特性，当一个频率在一个区域使用之后，在远离这个区域的地方，功率已经衰减了很多，干扰能够降低到可以接受的程度，于是这个频率就可以再次使用，因此频率复用的概念被提出。频率复用方案一般通过配置适当的频率复用因子(FRF)以达到最大程度避免ICI的目的。复用因子过小，虽然表面上可以达到很高的频谱效率，但是这也意味着相邻小区交界处的用户使用同一频率的概率增加，小区边缘用户彼此间产生的ICI将会急剧增大，严重影响小区边缘的服务质量。另一方面，如果复用因子过大，系统的频谱效率将降低，难以满足第四代通信(4G)系统高质量、高速率的业务需求。因此根据小区部署场景选择合适的复用因子是非常必要的。

传统的频率复用方案包括复用因子为3的频率复用、部分频率复用、软频率复用等。复用因子为3的频率复用方案是将频率资源划分为三个等同的子带宽，相邻的小区分别使用三个不同的子带宽以避免小区间同频造成的干扰；部分频率复用方案是所有小区内部使用相同频率，而小区边缘采用高的复用因子，相邻小区间的边缘区域使用不同的频率，是为了有效减小ICI的同时提升了频率效率；而软频率复用方案在部分频率复用的基础上考虑了功率因素使频谱不再是机械地被割裂成几个部分，而是用功率规定了其使用程度，使复用因子可以在整数1至N间平滑过渡，以获得更大的带宽和频谱效率。同时，考虑扇区化、时间、功率、负载等因素，可以得到更多频率复用变种方案。

IMT-Advanced是国际电信联盟(ITU)为满足未来10至15年全球移动通信需求而启动的，其特点是能够实现更高的数据率、更大的系统容量、更灵活广泛的服务和应用、更强的支持新的业务的能力。为了满足这些需求，IMT-Advanced的各个候选标准几乎都把中继(Relay)传输作为关键技术引进标准制定进程中。目前，三种中继标准已经或者正在IEEE 802.16j、IEEE 802.16m和3GPP LTE-A Release 10中分别进行了规范。中继就是通过在基站(BS)和移动台(MS)之间增加中间节点，对基站的发射信号或者终端的发射信号进行再生、放大处理后，再转发给终端或者基站，以此提高信号传输的质量和可靠性。中继技术的主要作用是扩大小区覆盖面积，为小区中阴影衰落严重的地区以及覆盖的死角提供服务信号，并提供热点地区的覆盖以及室内覆盖等。按照中继节点(RS)是否具有独立的小区ID，3GPP将RS分为Type1 Relay和Type2 Relay。其中，Type1 Relay具有独立的小区ID，能够传输自己的同步信号、参考信号、并且具有独立的HARQ反馈等，此时RS相当于一个Release 8基站，终端可以分辨RS和BS。而Type2 Relay没有独立的小区ID，终端不能分辨出RS，RS可以传输业务信道，但由于没有独立的小区ID，因此至少不能传输公共导频信号(CRS)和物理下行控制信道(PDCCH)等。同时，根据中继链路和接入链路是否共享相同的频率资源又可以分为in-band Relay和out-band Relay。