本发明涉及 LTE-A(Long Term Evolution Advance, 长期演进项目）系统，更具 体地，涉及 LTE-A系统中用于下行链路传输的软频率复用方� ��和使用该方法的基 站。 背景技术 .

小区间干扰协调 （ICIC， Inter-Cell Interference Coordination) 是当前无线通 信系统领域的一个重要议题， 其用于处理小区间干扰的问题， 并能够改善小区边 缘的比特率。 LTE中已经提出并讨论了一些 ICIC的方案。 ICIC的最常用方法是 软频率复用 (SFR, Soft Frequency Reuse)的半静态方案。 本质上， 软频率复用方案 以功率协调的方式进行工作。 在软频率复用方案中， 对于网络中的每个小区， 一 部分频带预留给小区边缘用户， 在预留的频带上放大发送功率。 在三小区的蜂窝 网络中， 预留部分通常是总频带的 1/3， 并且在相邻小区之间是正交的。 由于小 区边缘用户被限制于仅使用预留的频带， 因此将具有放大功率的被预留的 1/3频 带称为小区边缘频带。 另一方面， 由于用于其它用户的其它 2/3频带仅由小区中 心的用户使用， 因此将这 2/3频带称为小区中心频带。 然而， 当小区边缘用户并 未占据小区边缘频带时， 小区内部用户可以使用小区边缘频带。 图 8示出了根据 现有的软频率复用方法的三小区蜂窝布局的频 谱设置。

然而， LTE 规范并不允许进行下行链路功率控制。 这是因为， 下行链路功 率控制会干扰下行链路质量 (CQI， Channel Quality Indicator)测量， 因而影响下行 链路调度的精确性。 因此， 需要进行下行链路功率控制的上述软频率复用 方案无 法应用于 LTE的下行链路传输中。

本发明提出了用于 LTE系统的下行链路传输的软频率复用方法。 发明内容

本发明的目的在于提出了一种软频率复用方法 ， 不需要进行功率控制， 因 此可以应用于 LTE系统的下行链路传输。

根据本发明的第一方案， 提出一种用于下行链路传输的软频率复用方法 ， 包括步骤： 针对 N个小区， 将系统带宽划分为多个频带， 其中 N^ l ; 针对每个 小区， 选择用于服务该小区的小区边缘用户设备的频 带； 以及通知各个小区中的 中继节点， 以使用与服务该小区的小区边缘用户设备的频 带不同的频带来服务中 继用户设备。

优选地， 所述方法还包括步骤： 针对所有 N个小区， 选择一个频带， 用于 在每个小区内服务内部用户设备； 其中， 用于服务内部用户设备的频带与用于服 务小区边缘用户设备的频带和用于服务中继用 户设备的频带均不同。

优选地， 所选的服务小区边缘用户设备的频带在相邻小 区之间不同。 优选地， 所选的服务小区边缘用户设备的频带在各个小 区之间都不同。 优选地， 中继节点使用除服务小区边缘用户设备的频带 和服务内部用户设 备的频带之外的所有频带来服务中继用户设备 。

优选地， 所述软频率复用方法还包括步骤； 根据用户设备关联方案， 来确 定将由中继节点服务的中继用户设备。

优选地， 所述软频率复用方法还包括步骤： 针对中继用户设备之外的其它 用户设备， 在用户设备的接收质量大于预定阈值时确定该 用户设备为内部用户设 备， 否则， 确定该用户设备为小区边缘用户设备。

优选地， 针对每个小区， 中继节点位于小区中心处。

优选地， 每个小区 ή布置有一个或多个中继节点。

优选地， 在用于下行链路传输的一些子帧中进行从基站 到中继节点的回程 传输。

优选地， 所述方法应用于 LTE-A系统中。

根据本发明的第二方面， 提出一种基站， 包括- 频带划分单元， 用于针对 Ν个小区， 将系统带宽划分为多个频带， 其中 Ν ≥1 ; 频带调度单元， 用于针对每个小区， 选择用于服务该小区的小区边缘用户 设备的频带； 以及中继节点通知单元， 用于通知各个小区中的中继节点， 以使用 与服务该小区的小区边缘用户设备的频带不同 的频带来服务中继用户设备。

优选地， 所述频带调度单元还针对所有 Ν个小区， 选择一个频带， 用于在 每个小区内服务内部用户设备； 其中， 用于服务内部用户设备的频带与用于服务 小区边缘用户设备的频带和用于服务中继用户 设备的频带均不同。

优选地， 频带调度单元针对相邻小区所选的服务小区边 缘用户设备的频带 不同。

优选地， 频带调度单元针对各个小区所选的服务小区边 缘用户设备的频带 都不同。

优选地， 中继节点使用除服务小区 ii缘用户设备的频带和服务内部用户设 备的频带之外的所有频带来服务中继用户设备 。

优选地， 所述基站还包括用户设备确定单元， 用于根据用户设备关联方案， 来确定将由中继节点服务的中继用户设备。 '

优选地， 用户设备确定单元针对中继用户设备之外的其 它用户设备， 在用 户设备的接收质量大于预定阈值时确定该用户 设备为内部用户设备， 否则， 确定 该用户设备为小区边缘用户设备。

优选地， 针对每个小区， 中继节点位于小区中心处。

优选地， 每个小区内布置有一个或多个中继节点。

优选地， 在用于下行链路传输的一些子帧中进行从基站 到中继节点的回程 传输。

优选地， 所述基站应用于 LTE-A系统中。 附图说明

- 结合附图， 根据下面对本发明的非限制性实施例的详细描 述， 本发明的上 述及其它目的、 特征和优点将变得更加清楚， 附图中：

图 1示出了根据本发明第一实施例的软频率复用� �法的流程图； 图 2 示出了根据本发明第一实施例的软频率复用方 法的三小区蜂窝网络布 局的频谱设置；

图 3示出了实现根据本发明第二实施例的软频率� �用方法的系统的框图； 图 4 示出了根据本发明第二实施例的软频率复用方 法的三小区蜂窝网络布 局的频谱设置；

图 5 示出了可与根据本发明第二实施例的软频率复 用方法一起使用的 LTE 帧结构；

图 6 示出了根据本发明第二实施例的软频率复用方 法的子帧与频谱设置的 关系图；

图 7示出了根据本发明的软频率复用方法的仿真� �果图； 以及 图 8示出了根据现有软频率复用方法的三小区蜂� �网络布局的频谱设 具体实施方式

下面， 结合附图来详细描述本发明的实施例。 在以下描述中， 一些具体实 施例仅用于描述目的， 而不应该理解为对本发明有任何限制， 而只是本发明的示 例。 需要指出的是， 示意图仅示出了与现有系统的区别， 而省略了常规结构或构 造， 以免导致对本发明的理解不清楚。

在 LTE-A中， 中继被用作一种增强技术， 用于实现基站和用户设备之间的 业务 /信令转发， 以实现更好的覆盖率和吞吐量的增加。 与基站相比， 中继节点具 有更低的发射功率， 因此对相邻小区产生的干扰更小。

本申请的发明人认识到， 可以使用中继节点的该特征， 以使得在下行链路 传输中可以使用软频率复用技术。 .

图 1示出了根据本发明第一实施例的软频率复用� �法的流程图； 图 2示出 了根据本发明第一实施例的软频率复用方法的 三小区蜂窝网络布局的频谱设置。

在根据本发明第一实施例的软频率复用方法中 ， 在每个小区的中心处都部 署有中继节点。

此外， 每个小区中的用户设备被分类为三类；

◊ 中继用户设备： 由基站通过中继节点进行服务；

◊ 小区边缘用户设备： 由基站直接服务， 通常位于小区边缘， 受到相 邻小区的强干扰；

0 内部用户设备： 由基站直接服务的其它用户设备， 通常位于小区中 心处， 具有良好的接收质量。

如图 1所示， 根据本发明第一实施例的软频率复用方法包括 以下步骤： 步骤 S101， 划分频带。

将整个系统带宽划分为四个子频带， 即 F]、 F2、 F3和 F4, 如图 2右侧所示。 这里， 所划分的子频带的数目并不一定局限为 4。 例如， 当不存在内部用户 设备时， 即只有中继用户设备和小区边缘用户设备， 可以划分出三个子频带， 其 中一个由基站使用并服务小区边缘用户设备， 另外两个由中继节点使用， 并服务 于中继用户设备。

歩骤 S103 , 选择一个频带， 用于在每个小区内服务内部用户设备。在不存 在 内部用户设备时， 该步骤可省略。

步骤 S105 , 针对每个小区， 选择与用于服务内部用户设备的频带不同的频 带， 来服务该小区的小区边缘用户设备。

步骤 S107, 通知各个小区中的中继节点， 以使用与服务内部用户设备的频 带和服务边缘用户设备的频带不同的一个或多 个频带来服务中继用户设备。

所选的服务小区边缘用户设备的频带可以在相 邻小区之间不同， 或者在所 有小区之间都不同。

如图 2左侧所示， 在根据本发明第一实施例的三小区网络中， 频带 F4将由 基站用于在每个小区内给其内部用户设备提供 服务， 频带 Fl、 F2和 F3被分配给 三个小区， 以给对应的小区边缘用户设备提供服务。频带 F1、F2和 F3是正交的。 此外，对于特定的小区，当基站使用频带 Fi(i=l, 2或 3)来服务其边缘用户设备时， 中继节点可以使用其它两个频带中的任意一个 或两个来服务其相关联的中继用 户设备。

显然， 对于小区边缘用户设备， 由于频带之间的正交性， 来自相邻小区的 强干扰被降低， 因此对于这些小区边缘用户设备， 可以实现更好的系统性能。

此外， 在小区中心处配置了多个中继节点， 由于中继节点具有较低的发射 功率，因此彼此之间的干扰较小，因此可以通 过小区内中继节点之间的频谱复用， 实现更好的小区平均性能。

对于从基站到中继节点的回程传输， 可以预留一些特定的时隙给整个蜂窝 网络来进行回程传输。 通常， 中继节点位于小区中心并且是固定的， 因此通过多 天线技术等可以确保基站和中继节点之间的链 路性能。 图 3 示出了实现根据本发明第二实施例的软频率复 用方法的系统的框图； 图 4示出了根据本发明第二实施例的软频率复用� �法的三小区蜂窝布局的频谱设 置；图 5示出了可与根据本发明第二实施例的软频率� �用方法一起使用的 LTE帧 结构； 图 6示出了根据本发明第二实施例的软频率复用� �法的子帧与频谱设置的 关系图。

如图 3 所示， 在实现根据本发明第二实施例的软频率复用方 法的系统中， 基站 10包括频带划分单元 102， 用于针对 N个小区， 将系统带宽划分为多个频 带， 其中 N¾ l ; 频带调度单元 103， 用于针对每个小区， 选择用于服务该小区的 小区边缘用户设备的频带； 以及中继节点通知单元 104， 用于通知各个小区中的 中继节点， 以使用与服务该小区的小区边缘用户设备的频 带不同的一个或多个频 带来服务中继用户设备。

基站 10还可包括用户设备确定单元 101 , 用于确定每个小区中的用户设备 为内部用户设备、 小区边缘用户设备和中继用户设备之一。 在确定存在内部用户 设备的情况下， 频带调度单元 103还针对所有 N个小区， 选择一个频带， 用于在 每个小区内服务内部用户设备。 ' 在根据本发明第二实施例的软频率复用方法中 ， 以三小区 （N=3 ) 网络为例 进行说明。

如图 4 所示， 在根据本发明第二实施例的软频率复用方法中 ， 在每个小区 中心处配置四个中继节点。 当然， 中继节点的数目和部署方式可根据实际情况而 改变。

假设在每个小区中服务平均 25个用户设备。

用户设备确定单元 101 根据适当的用户设备关联方案， 例如最大接收功率 等， 确定四个中继节点可以服务 10个用户设备， 即将 10个用户设备确定为中继 用户设备。对于其它用户设备，用户设备确定 单元 101利用适当的度量作为阈值， 例如 5dB接收质量阈值，在用户设备的接收质量大于 5dB时， 将该用户设备确定 为内部用户设备， 否则， 将该用户设备确定为小区边缘用户设备。 在根据本发明 的第二实施例的软频率复用方法中， 5个用户设备被确定为小区边缘用户设备， 其它的 10个用户设备被确定为内部用户设备。

对于典型的 LTE系统， 每个无线电帧为 10ms， 包括 20个长度为 0.5ms的 时隙， 这些时隙被编号为 0~19， 如图 5所示。 将两个连续时隙定义为子帧， 其中 子帧 i由时隙 2i和时隙 2i+l组成。 因此， 有 10个子帧可用于下行链路传输。

在系统频带为 10MHz 的情况下， 每个子帧有总共 50 个物理资源块 PRB (Physical Resource Block；)。

频带划分单元 102可以根据中继节点的数量、 部署方式、 复用方式等因素， 将整个系统带宽分为以下四个频带：

Fl : 1〜8 PRB;

F2: 9-16 PRB;

F3 : 17〜24 PRB; 以及 F4: 25〜50 PRB。

根据本发明第二实施例的软频率复用方法的子 帧与频谱设置的关系图如图 6所示。 .

在根据本发明第二实施例的软频率复用方法中 ， 将子帧 2和子帧 3预留用 于回程传输。 当然， 选择其它子帧用于回程传输也是可行的。 因此， 在这两个子 帧上， 将以最髙优先级来调度从基站到中继节点的中 继回程链路的数据传输。 如 果回程传输并未耗尽这两个子帧中的所有资源 ， 则剩下的资源也可被调度用于从 基站到内部用户设备的数据传输。

对于其它子帧， 频带 F4被调度用于从基站到所有小区中的内部用户� ��备的 数据传输。 然而， 在小区 I中， 频带 F1仅被调度用于从基站到小区边缘用户设 备的数据传输。频带 F2和 F3被调度用于从中继节点到其中继用户设备的� ��据传 输。在小区 Π中， 频带 F2仅被调度用于从基站到小区边缘用户设备的� ��据传输。 频带 F1和 F3被调度用于从中继节点到其中继用户设备的� ��据传输。 最后， 在小 区 III 中， 频带 F3 仅被调度用于从基站到小区边缘用户设备的数 据传输。 频带 F1和 F2被调度用于从中继节点到其中继用户设备的� ��据传输。

在上述资源分配下， 当基站在一个频带上服务其小区边缘用户设备 时， 在 其相邻小区中， 仅有中继节点在该频带上发送数据。 由于中继节点的发射功率远 远低于基站的发射功率， 因此这些小区边缘用户设备接收到的干扰很小 ， 因而可 以极大地改善接收质量。 另一方面， 由于中继节点被配置在小区中心处， 所以其 服务的中继用户设备也位于小区中心处， 因此中继用户设备从相邻小区接收到的 干扰也很低。 此外， 由于距离很短， 中继用户设备从中继节点接收的信号强度很 大， 所以中继用户设备的接收质量也得到改善。 对于内部用户设备， 其接收质量 则不受影响。

根据本发明第二实施例的软频率复用方法不需 要基站处的功率控制， 因此, 可以应用于中继增强型网络中。

与无中继的蜂窝网络的性能相比， 根据本发明实施例的软频率复用方法可 以提供更好的系统性能， 包括小区平均频谱效率和小区边缘频谱效率。

图 7示出了根据本发明的软频率复用方法的仿真� �果图。

釆用如下表 1所示的仿真参数。

参数 值

峰窝布局 六边形布局， 7个基站， 每个基站有三个小区

I I Prob(R)=0.5-min(0^5 3exp(-0.3!R))+m1n(0.5,3exp(-R/0.095))

表 1 : 仿真参数

在仿真中， 一些特定的子帧预留给从基站到中继节点的回 程传输， 并且中 继节点所服务的中继用户设备会省略这些子帧 。 如果回程传输并未耗尽所有预留 的资源， 则小区中的内部用户设备也可以使用剩余的预 留资源。 此外， 在部署中 继节点时， 将基站发射功率调整为 38dBm。

下表 2 示出了无中继的蜂窝网络的软频率复用方法和 本发明方法的小区平 均频谱效率和小区边缘频谱效率的仿真结果。

表 2: 性能比较 仿真结果表明， 根据本发明的软频率复用方法可以提供更好的 小区平均频 谱效率和小区边缘频谱效率。 '

根据本发明的软频率复用方法可以降低基站发 射功率， 并且提高了小区容 量， 小区边缘用户的体验也有所改善。

此外， 根据本发明的软频率复用方法可用于 I类中继和 II类中继。

尽管以上描述涉及多个单元， 但是通过将一个单元划分为多个单元或将多 个单元组合为一个单元， 只要其仍能执行相应的功能， 也可以实现本发明。

本领域技术人员应该很容易认识到， 可以通过编程计算机实现上述方法的 不同步骤。 在此， 一些实施方式同样包括机器可读或计算机可读 的程序存储设备 (如， 数字数据存储介质） 以及编码机器可执行或计算机可执行的程序指 令， 其 中， 该指令执行上述方法的一些或全部步骤。 例如， 程序存储设备可以是数字存 储器、 磁存储介质 （如磁盘和磁带）、 硬件或光可读数字数据存储介质。 实施方 式同样包括执行上述方法的所述步骤的编程计 算机。

描述和附图仅示出本发明的原理。 因此应该意识到， 本领域技术人员能够 建议不同的结构， 虽然这些不同的结构未在此处明确描述或示出 ， 但体现了本发 明的原理并包括在其精神和范围之内。 此外， 所有此处提到的示例明确地主要只 用于教学目的以帮助读者理解本发明的原理以 及发明人所贡献的促进本领域的 0054

构思， 并应被解释为不是对这些特定提到的示例和条 件的限制。 此外， 此处所有 提到本发明的原则、 方面和实施方式的陈述及其特定的示例包含其 等同物在内。

上面的描述仅用于实现本发明的实施方式， 本领域的技术人员应该理解， 不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换， 均应该属于本发明的权利要求来 限定的范围， 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。