[发明专利]结合功率控制的频率复用方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种结合功率控制的频率复用方法与系统。

背景技术

随着个人无线通信技术的快速发展和移动设备数量爆炸式的增长，各类新业务对高速率的数据传输有了更多新的需求，如何高效地利用有限的频谱资源成为当前无线通信网络亟待解决的问题。

由于电磁波在空间传播的衰减特性，某段频率在一个区域使用之后，在离这个区域较远的地方功率会衰减很多，以致干扰降低到可以接受的程度，此时该频率可以复用一次。这就是频率复用的基本思想。频率复用是多小区协作资源分配的一种具体实现方法。长期以来，频率复用技术因不仅能提高频谱利用率，而且有利于后期网络的建设运维，而受到大量的关注。

在4G LTE网络中，空中接口物理层技术成为基础，具体包括正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术和多天线多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术。在单个小区内部，OFDM技术的使用，可以保证小区内部的子载波相互正交，循环前缀的使用有效地降低了子载波之间的相互符号干扰，同时，用户抵抗频率选择性衰落的能力也大为加强。然而，相邻小区之间存在严重的干扰，小区边缘用户的性能受到小区间干扰的严重影响。在频谱资源受限的前提下，如何高效地利用资源，同时减小相邻小区间的干扰，成为LTE网络中需要解决的主要问题之一。

现有的各类频率复用技术主要包括部分频率复用和软频率复用技术。在部分频率复用技术中，基站根据用户与基站的距离和信干噪比（Signal to Interference and Noise Ratio,SINR）将用户分为小区中心用户和小区边缘用户。对于小区中心的用户，其信道状况比较好，且本身对其他小区干扰不大，可为其分配复用因子为1的复用频率集；对于小区边缘的用户，其距离基站较远，信道状况较差，但其对其他小区处于相同频率的用户干扰较大，可以为其分配复用因子为3的复用频率集。复用因子为1是指单个小区使用所有的频率，复用因子为3表示的是三个小区合作用完总的频率。显然，复用因子越高频率复用的程度就越低，小区间的干扰就越小；反之，频率复用的程度就越高，小区间干扰就越大。

与部分频率复用相比，软频率复用采用了动态的频率复用因子。所有的频段分为主子载波与辅子载波，不同的小区之间的主子载波相互正交。主子载波在小区的任何地方都可以使用，辅子载波只能在小区的中心使用。通过调整辅子载波与主子载波的功率门限的比值，可以自适应负载在小区内部和小区边缘的分布。

部分频率复用技术灵活利用复用因子为1和复用因子为3的频率复用集，然而，其缺点在于频率复用因子是固定的，频带的划分并不灵活。与之相对应，05年华为公司提出来的软频率复用技术，基站会根据网络负载，实时动态调整中心用户和边缘用户的频率分布，改进了频率复用技术在无线网络优化的性能。然而，我们经过调研和分析发现，软频率复用技术存在以下两个缺点：

在软频率复用技术中，为了减小相邻小区之间边缘区域用户的相互干扰，相邻小区的边缘使用不同的频段。然而，小区的边缘用户使用的频段会与与之相邻的小区中心用户的频段相同。因此，对于边缘用户来说，干扰并没有完全消除，只是减少了而已。

在软频率复用技术中，在相邻小区的边缘用户之间分配的频率除了不同之外，还需要相互正交，以减少干扰。然而，为了保证子载波频率相互之间正交，需要传输信号在时间上保持完全一致。这在现实中是很难做到的。由于相邻小区的边缘用户的子载波不正交，会导致小区间存在相互干扰。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种结合功率控制的频率复用方法与系统，采用的方案如下：

一种结合功率控制的频率复用方法，包括步骤：

获取小区总的可用频段宽度F、总的发射功率P，及总的子载波数N；

确定小区边缘区域用户总的吞吐量与用户在边缘区域的信干噪比之间的关系：