專利名稱：正交頻分多址通信系統(tǒng)中自適應分配頻率資源的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用正交頻分多址(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)，尤其涉及一種用于根據(jù)小區(qū)加載率和在小區(qū)中的移動用戶站(MSS)的位置來自適應分配頻率資源的方法。
背景技術：
IEEE 802.16a和IEEE 802.16e通信系統(tǒng)是使用用于無線城域網(wǎng)(WMAN)系統(tǒng)的物理信道的正交頻分復用(OFDM)/正交頻分多址(OFDMA)方案以便支持寬帶傳輸網(wǎng)絡的系統(tǒng)。IEEE 802.16a通信系統(tǒng)是一種用于只有單個結構而沒有并入用戶站(SS)的移動性的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，SS是固定狀態(tài)(stationarystate)。相反，IEEE 802.16e通信系統(tǒng)是通過將并入SS的移動性的能力補充到IEEE 802.16a通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的系統(tǒng)，在下文中，將具有移動性的SS稱作為移動用戶站(MSS)。
圖1顯示了說明通常的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的結構的框圖。
IEEE 802.16e通信系統(tǒng)具有多小區(qū)結構，并且包括小區(qū)100、小區(qū)150、用于控制小區(qū)100的基站110、用于控制小區(qū)150的基站140、以及多個MSS111、113、130、151和153。此外，基站110和140利用OFDM/OFDMA方案向/從MSS 111、113、130、151和153發(fā)送/接收信號。MSS 130位于小區(qū)100和小區(qū)150之間的邊界處(即，切換區(qū)域)。換句話說，如果MSS 130在和基站110通信的同時移動到受基站140控制的小區(qū)150，則MSS 130的服務基站從基站110變化為基站140。
由于具有蜂窩結構(下文中稱作為“蜂窩通信系統(tǒng)”)的通信系統(tǒng)將有限的資源，諸如頻率資源、編碼資源和時隙資源分配到包括在蜂窩通信系統(tǒng)中的多個小區(qū)，所以引起小區(qū)間干擾(ICI)。由于甚至IEEE 802.16e通信系統(tǒng)也是蜂窩通信系統(tǒng)的類型，所以IEEE 802.16e通信系統(tǒng)將被作為蜂窩通信系統(tǒng)的例子來描述。
雖然IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的性能在頻率資源被分配給在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中的多個小區(qū)時由于ICI現(xiàn)象而降級，但是IEEE 802.16e通信系統(tǒng)可以重復使用該頻率資源，以便增加該系統(tǒng)的整個容量。頻率資源被重復使用的比率(rate)被稱作為“頻率再用因子”。該頻率再用因子基于不使用相同頻率資源的構成層1的小區(qū)數(shù)來確定。假設頻率再用因子是‘K’，如果構成不使用相同頻率資源的層1的小區(qū)數(shù)是‘3’，則頻率再用因子K是1/3。
雖然降低的頻率再用因子(即，頻率再用因子小于1(K＜1))減少了ICI，但是在一個小區(qū)中的可用頻率資源的數(shù)量也下降，使得IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的整個容量下降。相反，雖然頻率再用因子K為1(即，包括在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中的所有小區(qū)對相同頻率資源的使用)增加了ICI，但是在一個小區(qū)中的可用頻率資源的數(shù)量增加，使得IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的整個容量增加。
現(xiàn)在將描述在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中利用設為1和設為小于‘1’的值的頻率再用因子的頻率資源分配。
當通過設置頻率再用因子為‘1’(K＝1)來分配頻率資源時，在包括在IEEE802.16e通信系統(tǒng)中的每個小區(qū)中使用的所有頻率資源(即，副載波)可以被用于相鄰小區(qū)。在此情形中，如果包括在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中的所有小區(qū)使用相同的副載波，則在由小區(qū)所共用的副載波之間可以不發(fā)生干擾。
當通過設置頻率再用因子為小于1的值(K＜1)來分配頻率資源時，IEEE802.16e通信系統(tǒng)可以將相同的頻帶劃分為K個子頻帶，以便將該K個子頻帶分配給K個小區(qū)。此外，IEEE 802.16e通信系統(tǒng)可以分配K個不同的頻帶給K個小區(qū)。如上所述，當通過設置頻率再用因子為小于1的值(K＜1)來分配頻率資源時，由于基于K個小區(qū)的單元來重復使用相同的頻率資源，所以在相鄰小區(qū)之間所引起的ICI被最小化?，F(xiàn)在將描述這樣一個例子，在該例子中，IEEE 802.16e通信系統(tǒng)在通過設置頻率再用因子為小于1的值(K＜1)來分配頻率資源時，將相同的頻帶劃分為分配給K個小區(qū)的K個子頻帶。
在通過設置頻率再用因子為‘1’或者小于‘1’的值來分配頻率資源的每一種情形中，鑒于頻率資源的效率(即，IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的整個容量)而不管每一種情形的優(yōu)點和缺點，頻率再用因子必須被設置為‘1’。因此，為了克服由于頻率再用因子為‘1’所引起的問題(也就是說，由于ICI的產生所引起的問題)，采用了干擾抑制方案和重復使用分區(qū)方案。然而，由于干擾抑制方案必須評估相鄰小區(qū)的信道，所以用于相鄰小區(qū)的信道評估的操作數(shù)量可能增加，所以主要采用重復使用分區(qū)方案。將參照圖2描述在IEEE802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案時的頻率資源分配。
圖2圖示了在典型的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案時的頻率資源分配。
重復使用分區(qū)方案已經(jīng)被提出來以便最小化在通過設置頻率再用因子為‘1’來分配頻率資源時的ICI的產生?，F(xiàn)在將描述基于K小區(qū)的重復使用分區(qū)方案。
當采用基于K小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案時，一個小區(qū)被劃分為具有相同區(qū)域并且被按同心圓方式布局的K個子小區(qū)，并且該K個子小區(qū)被分配了互斥的頻率資源(即，副載波)。K個子小區(qū)具有對應于與基站(即，小區(qū)中心)的距離的固定尺寸，并且由K個子小區(qū)中的每一個所管理的MSS數(shù)對應于由基站(即，所述小區(qū))所管理的全部MSS數(shù)的1/K。更詳細地說，當使用基于K小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案時，根據(jù)與所述基站分開的距離將一個小區(qū)劃分為具有固定尺寸的K個小區(qū)。由K個子小區(qū)中的每一個所管理的MSS數(shù)對應于由基站所管理的全部MSS的最大數(shù)的1/K。
圖2是圖示在采用了基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案時的頻率資源分配的視圖。一個小區(qū)被劃分為按同心圓布局的3個子小區(qū)，并且互斥的頻率資源被分配給該3個子小區(qū)。由3個子小區(qū)中的每一個所管理的MSS數(shù)對應于由該小區(qū)所管理的全部MSS的數(shù)的1/3。因此，盡管當對其應用1/3的頻率再用因子時，作為一個預先確定小區(qū)的3個子小區(qū)中每一個都具有與每個相鄰小區(qū)的3個子小區(qū)中的每一個的效率相同的效率，但是由于分配給一個預定小區(qū)的所有頻率資源被完全使用，所以子小區(qū)的每一個的實際頻率再用因子變?yōu)椤?’。
然而，正如參照圖2所述的那樣，當基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案被采用時，由于每個相對應的小區(qū)被劃分為具有固定尺寸(即，3個子小區(qū))的3個區(qū)域，并且3個子小區(qū)中的每一個可以僅僅使用可用頻率資源的1/3，所以降低了頻率資源分配的自由度。換句話說，3個子小區(qū)中的每個只支持由相對應的小區(qū)所管理的MSS的最大數(shù)的1/3。因此，如果超過由所述小區(qū)管理的MSS最大數(shù)的1/3的MSS存在于一個子小區(qū)中，則無法給MSS分配頻率資源，由此降低了頻率資源分配的自由度。
當采用重復使用分區(qū)方案時，不僅頻率資源分配的自由度被降低，而且ICI還可以根據(jù)MSS的位置增加，即使對應的小區(qū)的小區(qū)加載率也被降低。
圖3圖示了，在通常的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案，并且每個小區(qū)的MSS存在于相同的子小區(qū)中時，根據(jù)小區(qū)加載率的ICI的產生。
在圖3中，假定當IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案時，由每個小區(qū)管理的MSS數(shù)是‘3’，每個小區(qū)的小區(qū)加載率是‘1/3’，并且在每個小區(qū)中的MSS存在于相同的子小區(qū)中。當在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中每個小區(qū)的小區(qū)加載率為1/3時，防止ICI發(fā)生的最佳分配頻率資源的方案是通過設置頻率再用因子為1/3來分配頻率資源的方案。換句話說，當每個小區(qū)的小區(qū)加載率是1/3時，存在于3個相鄰小區(qū)的每個中的一個的3個MSS被分配相互不同的頻率資源，以便防止ICI的發(fā)生(參考標號300)。
而且，當基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案在小區(qū)加載率為1/3的情形中被采用時，并且當存在于3個相鄰小區(qū)中的MSS存在于相同的子小區(qū)中時，不會導致ICI(參考標號350)。在此情形中，盡管基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案被采用，但是該系統(tǒng)鑒于ICI而實際獲得的增益與當頻率再用因子被設置為1/3時所獲得的增益相同。
圖4圖示了根據(jù)在通常的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用了重復使用分區(qū)方案時以及當每個小區(qū)的每個MSS存在于彼此不同的子小區(qū)中時的小區(qū)加載率的ICI的產生。
在圖4中，假定當IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案時，由每個小區(qū)管理的MSS數(shù)是‘3’，每個小區(qū)的小區(qū)加載率是‘1/3’，并且在每個小區(qū)中的每個MSS都存在于彼此不同的子小區(qū)中。當在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中每個小區(qū)的小區(qū)加載率為1/3時，防止ICI發(fā)生的最佳分配頻率資源的方案是通過設置頻率再用因子為1/3來分配頻率資源的方案。換句話說，當每個小區(qū)的小區(qū)加載率是1/3時，存在于3個相鄰小區(qū)的每個中的一個的3個MSS必須被分配相互不同的頻率資源，以便防止ICI的發(fā)生(參考標號400)。
而且，當基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案在小區(qū)加載率為1/3的情形中被采用時，并且當在3個相鄰小區(qū)中的MSS存在于相同的子小區(qū)中時，不會導致ICI。然而，在3個相鄰小區(qū)中的MSS存在于不同的子小區(qū)時，ICI發(fā)生(參考標號450)。在此情形中，盡管基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案被采用，但是，與設置頻率再用因子為1/3的情形相比，該系統(tǒng)鑒于ICI的性能更為下降。
如上所述，當采用基于K小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案時，頻率資源分配的自由度根據(jù)與基站的距離而受到限制。此外，當在K個相鄰小區(qū)中的MSS存在于相互不同的小區(qū)時，該系統(tǒng)鑒于ICI的性能被降低。因此，有必要提出一種分配頻率資源的新方案，其在不限制頻率資源分配的自由度的情況下防止了ICI性能降低。

發(fā)明內容
因此，為了解決至少如上所述的在現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的問題而已經(jīng)做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于可以確保在OFDMA通信系統(tǒng)中用于頻率資源分配的自由度的分配頻率資源的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于可以在OFDMA通信系統(tǒng)中最小化ICI的發(fā)生的分配頻率資源的方法。
本發(fā)明的再另一個目的是提供一種用于可以在OFDMA通信系統(tǒng)中根據(jù)小區(qū)加載率來最小化ICI的發(fā)生的分配頻率資源的方法。
為了實現(xiàn)上面的目的，提供了一種用于在利用正交頻分多址(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)中自適應地分配頻率資源的方法，該方法包括如下步驟將小區(qū)劃分為與存在于該小區(qū)中的移動用戶站(MSS)的位置相對應的多個子小區(qū)；劃分在通信系統(tǒng)中使用的頻帶為與該多個子小區(qū)的數(shù)目相對應的子頻帶；以及利用將子小區(qū)按1∶1的比對應子頻帶的方式將子頻帶分配給該多個子小區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于在利用正交頻分多址(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)中自適應地分配頻率資源的方法，該方法包括按子頻帶的數(shù)目劃分在通信系統(tǒng)中使用的頻帶；以及根據(jù)移動用戶站的位置分配子頻帶中的一個到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于在利用正交頻分多址(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)中自適應地分配頻率資源的方法，所述通信系統(tǒng)包括多個利用相同頻帶的小區(qū)，該方法包括將在該通信系統(tǒng)中使用的頻帶劃分為對應于小區(qū)數(shù)目的子頻帶；以及根據(jù)移動用戶站的位置分配子頻帶中的一個到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站。


根據(jù)下面的結合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上面的和其它的目的、特征和優(yōu)點將更明顯，其中圖1顯示了說明通常的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的結構的框圖；圖2圖示了當通常的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案時的頻率資源分配；圖3圖示了當通常的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案，并且每個小區(qū)的MSS存在于相同的子小區(qū)時根據(jù)小區(qū)加載率的ICI的產生；圖4圖示了當通常的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案時，并且當每個小區(qū)中的每個MSS存在于彼此不同的子小區(qū)中時根據(jù)小區(qū)加載率的ICI的產生；圖5圖示了當根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)使用重復使用分區(qū)方案時的頻率資源分配；圖6圖示了當根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用自適應重復使用分區(qū)方案時根據(jù)小區(qū)加載率的ICI的發(fā)生；圖7圖示了當根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用基于K小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案，并且每個小區(qū)的小區(qū)加載率是1/K時的頻率資源分配；圖8圖示了頻率資源分配順序；以及圖9顯示了說明兩種情況的上行鏈路的SINR性能比較的曲線圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意到在附圖中的相同或者類似的部件盡管它們被顯示在不同的附圖中，也盡可能地由相同的參考標號來指定。在本發(fā)明的下面描述中，在此并入的已知功能和結構的詳細描述當它可能使得本發(fā)明的主題不清楚時將被省略。
本發(fā)明提出了一種用于分配頻率資源的方法，該方法可以根據(jù)小區(qū)加載率來最小化小區(qū)間的干擾(ICI)，并同時根據(jù)在采用正交頻分多址(OFDMA)方案(即，電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.16e通信系統(tǒng))的通信系統(tǒng)中的移動用戶站(MSS)的位置來確保頻率資源分配的自由度。盡管將通過采用在此作為例子的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)描述用于分配頻率資源的方法，但是，可以對使用OFDMA方案的其它通信系統(tǒng)采用在本發(fā)明中所提出的方法也是自然的。
圖5圖示了當根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)使用重復使用分區(qū)方案時的頻率資源分配。
在對圖5描述之前，將描述通常的重復使用分區(qū)方案。
正如在傳統(tǒng)技術中所描述的那樣，重復使用分區(qū)方案被提出用來最小化ICI的產生，并同時通過設置頻率再用因子為1來分配頻率資源。具體來說，當基于K小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案被用作為重復使用分區(qū)方案時，一個小區(qū)被劃分為具有相同區(qū)域并且被按同心圓布局的K個子小區(qū)，并且K個子小區(qū)中的每個被分配互斥的頻率資源(即，副載波)。K個子小區(qū)具有根據(jù)與基站(即，小區(qū)中心)的距離的固定尺寸。此外，由K個子小區(qū)中的每個所管理的MSS數(shù)對應于由基站所管理的所有MSS數(shù)的1/K。更詳細地說，當采用基于K子小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案時，一個小區(qū)被劃分為具有根據(jù)與基站的距離的固定區(qū)域的K個子小區(qū)。由K個子小區(qū)中的每個所管理的MSS數(shù)對應于由基站所管理的所有MSS數(shù)的1/K。因此，由于當采用基于K子小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案時，K個子小區(qū)中的每個可以只使用整個頻率資源的1/K，所以可以降低頻率資源分配的自由度。此外，盡管對應小區(qū)的小區(qū)加載率被降低，但是根據(jù)MSS的位置，ICI可以增加。
本發(fā)明提出了一種用于分配頻率資源的新方法，該新方法根據(jù)小區(qū)加載率最小化ICI的產生，并同時防止用于頻率資源分配的自由度的降級。下面將參照圖5來描述該新方法。在本發(fā)明中所提出的新的重復使用分區(qū)方案將被稱作為“自適應重復使用分區(qū)方案”，而一種通常的重復使用分區(qū)方案將被稱作為“固定(fixture)重復使用分區(qū)方案”。
當采用自適應重復使用分區(qū)方案(即，基于K小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案)時，一個小區(qū)根據(jù)存在于該小區(qū)中的K個MSS的位置可以被劃分為具有同心圓形狀的K個子小區(qū)，并且每個K子小區(qū)可以被分配互斥的頻率資源(即，副載波)。K個子小區(qū)具有根據(jù)MSS的位置的可變尺寸，而代替根據(jù)與基站(即，小區(qū)中心)的距離的固定尺寸。因此，盡管由K個子小區(qū)中的每一個管理的MSS的數(shù)目對應于由基站管理的所有MSS的數(shù)目，但是由于該K個子小區(qū)是通過根據(jù)MSS的位置而不是根據(jù)與基站(即，小區(qū)中心)的距離的劃分來形成的，所以用于頻率資源分配的自由度增加。
圖5圖示了當在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中，由相對應的小區(qū)管理的MSS數(shù)目是3時，在通過基于3小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案的頻率資源分配500和通過基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案的頻率資源分配550。首先，當采用通過基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案的頻率資源分配550時，一個小區(qū)被劃分為具有相同區(qū)域并且根據(jù)與基站的中心的距離成同心圓布局的3個子小區(qū)。在此情形中，分配頻帶C的子小區(qū)具有兩個MSS，而該兩個MSS中的一個不能被分配頻率資源，使得用于頻率資源分配的自由度降低。
與頻率資源分配550不同的是，當采用通過基于3小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案的頻率資源分配500時，一個小區(qū)根據(jù)MSS的位置被劃分為基于基站的中心的同心圓形狀的3個子小區(qū)。在此情形中，由于每個子小區(qū)僅有一個MSS，所以在對應的小區(qū)中的所有MSS被分配了頻率資源。結果是，這種方案提高了用于頻率資源分配的自由度。
換句話說，當一個小區(qū)被劃分為K個子小區(qū)時，在本發(fā)明中所提出的自適應重復使用分區(qū)方案基于MSS分布(即，MSS的位置)而不是與基站的中心的絕對距離自適應地確定對K個子小區(qū)的劃分，由此提高了用于頻率資源分配的自由度。
圖6圖示了在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用自適應重復使用分區(qū)方案時根據(jù)小區(qū)加載率的ICI的產生。
在圖6中，假定當IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用重復使用分區(qū)方案時，由每個小區(qū)管理的MSS數(shù)是‘3’，并且，每個小區(qū)的小區(qū)加載率是‘1/3’。此外，當在小區(qū)加載率為1/3的情形中使用了基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案時，以及當MSS存在于不同的子小區(qū)中，在3個相鄰小區(qū)的每個中存在一個時，導致ICI(參考標號650)。在此情形中，盡管采用了基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案，與設置頻率再用因子為1/3的情形相比，該系統(tǒng)鑒于ICI的性能被降低。
與基于3小區(qū)重復使用的重復使用分區(qū)方案不同的是，當在小區(qū)加載率為1/3的情形中采用了基于3小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案時，給存在于3個相鄰小區(qū)的每個中的一個的MSS分配相互不同的頻率資源，由此防止了ICI的產生。換句話說，由于根據(jù)MSS的位置將每個小區(qū)劃分為子小區(qū)，并且當前小區(qū)加載率為1/3，如果頻率資源分配順序不同，則ICI可以不發(fā)生(參考標號600)。盡管使用了基于3小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案，這種情況實際上獲得了與在頻率再用因子為1/3的情形相同的鑒于ICI的增益。
換句話說，由于根據(jù)MSS的位置而不是與基站的距離的固定尺寸將對應的小區(qū)劃分為具有可變尺寸的子小區(qū)，所以當采用了在本發(fā)明中所提出的自適應重復使用分區(qū)方案時，根據(jù)存在于對應的小區(qū)(即，小區(qū)加載率)中的MSS數(shù)來確定子小區(qū)的數(shù)目。此外，通過自適應重復使用分區(qū)方案獲得的子小區(qū)不被物理地劃分，而是在頻率資源分配順序中被劃分。因此，在小區(qū)不被劃分為子小區(qū)的情形(即，小區(qū)加載率為1/K的情形)獲得了與如果順序分配子頻帶給K個小區(qū)時的頻率再用因子為1/K的情形相同的效率。
圖7圖示了當根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)采用了基于K小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案，并且每個小區(qū)的小區(qū)加載率為1/K時的頻率資源分配。
在對圖7描述之前，盡管當采用了基于K小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案時，根據(jù)存在于每個小區(qū)中的MSS的位置將每個小區(qū)劃分為K個子小區(qū)，但是由于每個小區(qū)的小區(qū)加載率是1/K，所以每個小區(qū)可以將在IEEE802.16e通信系統(tǒng)中使用的頻帶劃分為K個子頻帶，并且分配K個子頻帶中的一個給MSS。
在圖7中，由于當采用了基于12小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案時，每個小區(qū)具有1/12的小區(qū)加載率，所以12個小區(qū)可以將在IEEE802.16e通信系統(tǒng)中使用的頻帶劃分為12個子頻帶，并且分配12個子頻帶中的一個給MSS。在圖7中，假定12個子頻帶中的4個子頻帶作為一個頻帶組，使得可以創(chuàng)建總共3個頻帶組。因此，對于12個小區(qū)足以根據(jù)預設的頻率資源分配順序分配相對應的子頻帶給MSS。
圖8圖示了頻率資源分配順序，尤其是當IEEE 802.16e通信系統(tǒng)使用了基于K小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案，并且每個小區(qū)的小區(qū)加載率按順序從1/K增加到1時的頻率資源分配。由于采用了參照圖7描述的基于12小區(qū)重復使用的自適應重復使用分區(qū)方案來作為圖8中的自適應重復使用分區(qū)方案，所以12個子頻帶被分配給#0小區(qū)至#11小區(qū)的總共12個小區(qū)。
該12個子頻帶被分類為A至C的3個頻帶組。將3個頻帶組中的每個劃分為4個子頻帶。換句話說，將A頻帶組劃分為A0至A3的4個頻帶，將B頻帶組劃分為B0至B3的4個頻帶，和將C頻帶組劃分為C0至C3的4個頻帶。
當存在于#0小區(qū)中的MSS數(shù)目增加時，#0小區(qū)用子頻帶A0分配給第一MSS，而用子頻帶A2分配給第二MSS。用此方法，#0小區(qū)用子頻帶B3分配給最后的MSS。此外，當存在于#1小區(qū)中的MSS數(shù)目增加時，#1小區(qū)用子頻帶A2分配給第一MSS，而用子頻帶A0分配給第二MSS。用此方法，#1小區(qū)用子頻帶B1分配給最后的MSS。此外，當存在于#11小區(qū)中的MSS數(shù)目增加時，作為最后一個小區(qū)的#11小區(qū)用子頻帶C3分配給第一MSS，而用子頻帶C1分配給第二MSS。用此方法，#11小區(qū)用子頻帶AO分配給最后的MSS。
具體來說，根據(jù)本發(fā)明，由于頻率資源分配從小區(qū)邊界開始，相對于分配給存在于小區(qū)邊界中的MSS的頻率資源，最小化了ICI的發(fā)生，尤其是當小區(qū)加載率至多為1/3時，ICI很少發(fā)生。
參照圖8描述圖7的頻率資源分配順序。當IEEE 802.16e通信系統(tǒng)使用自適應重復使用分區(qū)方案或者固定頻率重復使用分區(qū)方案時，將參照圖9描述用于上行鏈路信號對干擾和噪聲比率(SINR)的兩種情形的性能比較。
圖9是圖示兩種情形的上行鏈路SINR性能比較的曲線圖。
在下面的仿真條件下進行圖9中所示的兩種情形的上行鏈路SINR性能比較(1)子信道數(shù)48(2)相鄰小區(qū)數(shù)18(第一層(tier)、第二層)(3)每一副載波的最大功率3[dBm](4)小區(qū)半徑1[km](5)路徑損失模型37.6×log10(r)+16.62(ITU-Veh)(6)用于功率控制的目標SINR10[dBm]此外，根據(jù)參照圖8所描述的頻率資源分配順序來測量在使用自適應重復使用分區(qū)方案的情形和使用固定頻率重復使用分區(qū)方案的情形的上行鏈路SINR性能。換句話說，在將48個子信道劃分為12個子頻帶，并且根據(jù)參照圖8所描述的頻率資源分配順序將該12個子頻帶分配給18個小區(qū)的條件下來測量使用如圖9中所示的自適應重復使用分區(qū)方案的情形的上行鏈路SINR性能。
如圖9中所示，在本發(fā)明最新提出的自適應頻率重復使用分區(qū)方案根據(jù)小區(qū)加載率顯著地改變上行鏈路SINR性能，而固定頻率重復使用分區(qū)方案根據(jù)小區(qū)加載率很少改變上行鏈路SINR性能。例如，當在小區(qū)加載率至多為1/3的情形中采用在本發(fā)明中所最新提出的自適應頻率重復使用分區(qū)方案時，上行鏈路SINR性能接近于目標SINR 10[dB]。該結果顯示ICI很少發(fā)生。
此外，盡管采用了自適應頻率重復使用分區(qū)方案，超過1/3的小區(qū)加載率與至多1/3的小區(qū)加載率相比，降低了上行鏈路SINR性能。然而，甚至具有超過1/3的小區(qū)加載率的自適應頻率重復使用分區(qū)方案，與固定頻率重復使用分區(qū)方案相比，也顯示出更高的上行鏈路SINR性能。換句話說，可以理解為，與固定頻率重復使用分區(qū)方案不同的是，自適應頻率重復使用分區(qū)方案可以甚至在小區(qū)邊界中也實現(xiàn)大約1[dB]的上行鏈路SINR性能增益。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，OFDMA通信系統(tǒng)自適應地根據(jù)MSS的位置和小區(qū)加載率分配頻率資源，由此防止了鑒于ICI的性能下降，并同時提高了頻率資源分配的自由度。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例顯示并描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員要懂得，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節(jié)上作出各種變化。因此，本發(fā)明的范圍不應該局限于所述實施例，而應該由所附權利要求書及其等效物來限定。
權利要求
1.一種用于在利用正交頻分多址(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)中自適應地分配頻率資源的方法，該方法包括步驟將小區(qū)劃分為與存在于該小區(qū)中的移動用戶站(MSS)的位置相對應的多個子小區(qū)；將在所述通信系統(tǒng)中使用的頻帶劃分為與子小區(qū)的數(shù)目相對應的子頻帶；以及利用將所述子小區(qū)按1∶1的比對應于所述子頻帶的方式將所述子頻帶分配給所述子小區(qū)。
2.如權利要求1所述的方法，其中，在將小區(qū)劃分為與移動用戶站(MSS)的位置相對應的多個子小區(qū)的步驟中，按照由所述通信系統(tǒng)所管理的子小區(qū)的數(shù)目來劃分該小區(qū)，并且按順序將該子小區(qū)分配給所述用戶站。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述子小區(qū)根據(jù)所述移動用戶站的位置被按同心圓的方式布置在所述小區(qū)的中心的周圍。
4.一種用于在利用正交頻分多址(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)中自適應地分配頻率資源的方法，該方法包括步驟按子頻帶的數(shù)目來劃分在所述通信系統(tǒng)中使用的頻帶；以及根據(jù)移動用戶站的位置將子頻帶之一分配到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站。
5.如權利要求4所述的方法，其中，在根據(jù)移動用戶站的位置將子頻帶之一分配到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站的步驟中，將子頻帶之一按順序分配給每一個移動用戶站。
6.一種用于在利用正交頻分多址(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)中自適應地分配頻率資源的方法，所述通信系統(tǒng)包括多個利用相同頻帶的小區(qū)，該方法包括步驟將在所述通信系統(tǒng)中使用的頻帶劃分為對應于小區(qū)數(shù)目的子頻帶；以及根據(jù)移動用戶站的位置將子頻帶之一分配到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站。
7.如權利要求6所述的方法，其中，在根據(jù)移動用戶站的位置將子頻帶之一分配到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站的步驟中，將該子頻帶之一按順序分配給該每一個移動用戶站。
8.如權利要求7所述的方法，其中，在根據(jù)移動用戶站的位置將子頻帶之一分配到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站的步驟中，當小區(qū)數(shù)是12時，根據(jù)如下表格所示的頻率資源分配順序來分配所述子頻帶
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在利用正交頻分多址方案的通信系統(tǒng)中自適應地分配頻率資源的方法。該用于在包括多個利用相同頻帶的小區(qū)的通信系統(tǒng)中分配頻率資源的方法包括步驟將用在該通信系統(tǒng)中的頻帶劃分為對應于小區(qū)數(shù)目的子頻帶；以及根據(jù)移動用戶站的位置分配所述子頻帶之一到存在于小區(qū)中的每一個移動用戶站，由此增加了用于頻率資源分配的自由度并最小化了ICI。
文檔編號H04L27/26GK1819508SQ200510129060
公開日2006年8月16日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權日2004年11月30日
發(fā)明者丁英鎬, 鄭在學, 南佑碩, 尹載然, 李甬勛 申請人:三星電子株式會社, 韓國科學技術院