專利名稱：一種正交頻分復用蜂窩通信系統(tǒng)的上行宏分集接收方法
技術領域：
本發(fā)明涉及采用正交頻分復用(OFDM)蜂窩無線通信系統(tǒng)，并特別涉及該系統(tǒng)中的上行鏈路宏分集的接收方法。
背景技術：
由于正交頻分復用技術(OFDM)具有頻譜利用率高、可以有效抵抗快衰落以及實現(xiàn)復雜度低等特點，目前已經(jīng)被人們普遍認為是超三代移動通信的首選傳輸技術。OFDM系統(tǒng)中OFDMA這種多址方式又是最適合用于蜂窩無線通信的多址方式。所謂OFDMA，是指不同用戶采用不同的子載波資源接入系統(tǒng)，系統(tǒng)通過不同的子載波來區(qū)分用戶。
在現(xiàn)有的蜂窩通信系統(tǒng)當中，一個移動臺在每個給定的時間只與一個基站的一個扇區(qū)通信。位于小區(qū)邊緣的用戶離基站的位置較遠，路徑損耗、陰影衰落、快衰落等原因使其上行速率相對小區(qū)中心用戶低得多。此外，蜂窩無線通信系統(tǒng)大都采用了扇區(qū)化，由于扇區(qū)天線(或天線陣)增益在扇區(qū)邊緣往往較小，同時處于扇區(qū)邊緣的小區(qū)邊緣用戶其通信質(zhì)量將更加難以保證。
為了解決小區(qū)邊緣速率降低的問題，已有的第二代系統(tǒng)以及第三代系統(tǒng)中提出上行宏分集的方法，確保接收信息的可靠性，從而在相同可靠性的前提下獲得更高的數(shù)據(jù)速率。

發(fā)明內(nèi)容
為了確保下一代OFDM蜂窩無線通信系統(tǒng)中用戶通信的公平性，有必要盡可能地提高OFDM蜂窩無線通信系統(tǒng)中小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)速率。本發(fā)明針對小區(qū)邊緣用戶上行數(shù)據(jù)速率降低的問題，提出了一種基于OFDM系統(tǒng)的上行宏分集方法。
本發(fā)明提供了一種正交頻分復用蜂窩通信系統(tǒng)的上行宏分集接收方法，包括步驟(1)對于在所述蜂窩通信系統(tǒng)中非扇區(qū)化小區(qū)邊緣的用戶，所述蜂窩通信系統(tǒng)選擇鏈路性能最佳的多根基站天線接收所述用戶的上行信號；(2)對于在所述蜂窩通信系統(tǒng)中扇區(qū)化小區(qū)邊緣的用戶，所述蜂窩通信系統(tǒng)選擇鏈路性能最佳的多根扇區(qū)天線接收所述用戶的上行信號；(3)這些天線對接收到的信號通過快速傅立葉變換進行解調(diào)，并且將這些用戶所使用的子載波上的信息分別進行最大信噪比合并，從而提高這些用戶的上行速率。
根據(jù)本發(fā)明的基本構思，位于小區(qū)中心地區(qū)的用戶已經(jīng)擁有了性能較好的上行鏈路，因此不需要采用宏分集。對于非扇區(qū)化小區(qū)中處在小區(qū)邊緣的用戶，采用接收條件最好的幾個基站天線(或天線陣)接收移動臺的上行信號，并對接收的信號采用FFT之后的最大信噪比方法進行信號合并。對于扇區(qū)化小區(qū)中處在小區(qū)邊緣的用戶，系統(tǒng)選擇接收條件最好的幾個扇區(qū)天線(或天線陣)同時接收該用戶的上行信號，并對接收到的信號采用FFT之后的最大信噪比方法進行合并。若所選的扇區(qū)天線(或天線陣)屬于相同基站，則稱為扇區(qū)間宏分集，若所選扇區(qū)天線(或天線陣)屬于不同基站，則稱為小區(qū)間宏分集。
本發(fā)明針對的是基于OFDMA為多址方式的OFDM無線通信系統(tǒng)，只需將FFT之后的宏分集用戶所在子載波上的軟信息傳輸?shù)焦?jié)點B或RNC端進行最大比合并，再將合并后的信息進行譯碼。采用本發(fā)明提出的FFT之后的宏分集方法，在有效提高小區(qū)邊緣速率的情況下，又不會因大量增加陸地網(wǎng)絡的傳輸負擔而降低陸地網(wǎng)絡的容量。


圖1示意了根據(jù)本發(fā)明的非扇區(qū)化系統(tǒng)中上行小區(qū)間宏分集方式。圖2示意了扇區(qū)化系統(tǒng)中扇區(qū)間宏分集和小區(qū)間宏分集兩種方式。
具體實施例方式
本發(fā)明的采用OFDMA為多址方式的蜂窩無線通信系統(tǒng)中的上行宏分集方法，包括小區(qū)間宏分集和扇區(qū)間宏分集兩種方式，在所述方法中，該通信系統(tǒng)根據(jù)物理層測量的上行OFDM導頻信號來確定用戶是否采用宏分集、采用何種方式的宏分集以及采用多根天線(或天線陣)參與宏分集，并且參與宏分集的天線(或天線陣)將各自接收到的信號FFT解調(diào)，然后將宏分集用戶子載波上的信息傳輸至宏分集合并設備處，分別進行以FFT解調(diào)后信號信噪比最大為目標的合并。
在本發(fā)明中，參與宏分集的接收天線(或天線陣)將FFT解調(diào)后的子載波信息，連同專用控制信道匯報的或者自身測量得到的干擾信息一并傳輸給合并設備。參與宏分集的各個天線(或天線陣)自動將待合并的信息傳輸?shù)接嬎阖摵勺钶p的合并節(jié)點處。而且，在進行最大化信噪比合并時綜合考慮高斯白噪聲與同頻干擾、子載波間干擾等OFDM系統(tǒng)比較突出的干擾。在本發(fā)明中，參與宏分集的接收天線(或天線陣)能夠?qū)⒏髯越邮盏降男盘栠M行相位補償，對齊接收信號的相位，而且宏分集用戶參與天線(或天線陣)信息合并的設備可以在節(jié)點B端或者在RNC處。
根據(jù)本發(fā)明，該蜂窩通信系統(tǒng)判斷用戶是否采用宏分集、采用何種宏分集、采用多少個天線(或天線陣)進行宏分集都是周期性進行的，其周期長度可變，且是由用戶自身的某些特性決定的。
下面參照附圖并結(jié)合優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明的宏分集接收方法。
在本發(fā)明中，當節(jié)點B端非扇區(qū)化時，采用小區(qū)間宏分集的方式，參見圖1。移動臺所在小區(qū)和相鄰小區(qū)組成激活小區(qū)組，激活組內(nèi)的節(jié)點B端對移動臺發(fā)送的上行導頻信號功率進行測量，當檢測到最強的接收功率高于門限功率時，只選擇激活小區(qū)組中信道條件最好的一個小區(qū)接入該用戶，如圖1中移動臺1只與性能最好的天線(或天線陣)1連接。當檢測到最強的接收功率低于門限功率時，如圖1所示移動臺2、移動臺3，選擇激活小區(qū)組中信道條件最好的兩個或多個小區(qū)同時接收該用戶發(fā)射的上行信號。
在OFDM系統(tǒng)中，在節(jié)點B端將接收到的信號進行FFT變換，并將多根接收天線(或天線陣)處的宏分集用戶對應的子載波上的軟信息分別進行最大比合并，這個操作可以在節(jié)點B端也可以在RNC端進行，然后再將合并后的信息進行譯碼等相關操作。采用FFT之后的宏分集方法，可以提高小區(qū)邊緣速率，并且不會大量增加陸地網(wǎng)絡的傳輸負擔。
當節(jié)點B端由扇區(qū)天線(或天線陣)組成時，移動臺所在小區(qū)和相鄰小區(qū)內(nèi)所有扇區(qū)天線(或天線陣)構成激活天線組，當激活天線組檢測到最強的接收功率高于門限功率時，只選擇激活天線組中信道條件最好的一根扇區(qū)天線(或天線陣)接入該用戶，如圖2中移動臺1只與性能最好的扇區(qū)天線(或天線陣)1連接；當激活天線組中的扇區(qū)天線(或天線陣)監(jiān)測到最強的接收功率低于門限功率時，選擇信道條件最好的兩根或者多根扇區(qū)天線(或天線陣)同時接收該用戶發(fā)射的上行信號，當所選的兩根扇區(qū)天線(或天線陣)屬于一個節(jié)點B時，采用扇區(qū)間宏分集(如圖2中移動臺2)，具體合并方式采用FFT之后的最大比合并；當所選扇區(qū)天線(或天線陣)屬于不同的節(jié)點B時，采用小區(qū)間宏分集(如圖2中移動臺3)，具體合并方式也采用FFT之后的最大比合并。
權利要求
1.一種正交頻分復用蜂窩通信系統(tǒng)的上行宏分集接收方法，包括步驟(1)對于在所述蜂窩通信系統(tǒng)中非扇區(qū)化小區(qū)邊緣的用戶，所述蜂窩通信系統(tǒng)選擇鏈路性能最佳的多根基站天線接收所述用戶的上行信號；(2)對于在所述蜂窩通信系統(tǒng)中扇區(qū)化小區(qū)邊緣的用戶，所述蜂窩通信系統(tǒng)選擇鏈路性能最佳的多根扇區(qū)天線接收所述用戶的上行信號；(3)這些天線對接收到的信號通過快速傅立葉變換進行解調(diào)，并且將這些用戶所使用的子載波上的信息分別進行最大信噪比合并，從而提高這些用戶的上行速率。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述基站天線為單根天線或者天線陣。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述扇區(qū)天線為單根天線或者天線陣。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中步驟(1)還包括步驟在用戶的移動臺位于小區(qū)邊緣時，所述移動臺所在的小區(qū)與相鄰小區(qū)構成激活小區(qū)組，所述激活小區(qū)組中基站對所述移動臺發(fā)送的上行導頻信號功率進行測量，在檢測到的接收信號功率高于門限功率時，只選擇激活小區(qū)組中鏈路性能最佳的一個小區(qū)接收所述用戶傳送的上行信號，在檢測到的接收信號功率低于門限功率時，選擇激活小區(qū)組中鏈路性能最佳的多個小區(qū)同時接收所述用戶傳送的上行信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中步驟(2)還包括步驟在用戶的移動臺位于小區(qū)邊緣時，所述移動臺所在的小區(qū)與相鄰小區(qū)內(nèi)的所述扇區(qū)天線構成激活天線組，所述激活天線組中扇區(qū)天線對所述移動臺發(fā)送的上行導頻信號功率進行測量，在檢測到的接收信號功率高于門限功率時，只選擇激活天線組中鏈路性能最佳的一根扇區(qū)天線接收所述用戶傳送的上行信號，在檢測到的接收信號功率低于門限功率時，選擇激活天線組中鏈路性能最佳的多根扇區(qū)天線同時接收所述用戶傳送的上行信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中所述選擇的多根扇區(qū)天線屬于同一個基站。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中所述選擇的多根扇區(qū)天線屬于不同的基站。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在基站或者無線電網(wǎng)絡控制器中執(zhí)行步驟(3)中的最大信噪比合并。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正交頻分復用蜂窩通信系統(tǒng)的上行宏分集接收方法，包括步驟(1)對于在所述蜂窩通信系統(tǒng)中非扇區(qū)化小區(qū)邊緣的用戶，所述蜂窩通信系統(tǒng)選擇鏈路性能最佳的多根基站天線接收所述用戶的上行信號；(2)對于在所述蜂窩通信系統(tǒng)中扇區(qū)化小區(qū)邊緣的用戶，所述蜂窩通信系統(tǒng)選擇鏈路性能最佳的多根扇區(qū)天線接收所述用戶的上行信號；(3)這些天線對接收到的信號通過快速傅立葉變換進行解調(diào)，并且將這些用戶所使用的子載波上的信息分別進行最大信噪比合并，從而提高這些用戶的上行速率。
文檔編號H04L27/26GK1913391SQ200510090168
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權日2005年8月11日
發(fā)明者陶小峰, 張平, 唐超, 徐凱, 劉寶玲, 許曉東, 吳春麗, 劉莉莉 申請人:北京郵電大學