專利名稱：基于tdd上行鏈路的小區(qū)邊界解決方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及基于蜂窩小區(qū)的無線通信網(wǎng)絡，特別涉及基于TDD上行 鏈路的小區(qū)邊界解決方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，在基于OFDMA的小區(qū)系統(tǒng)中，在頻率復用系數(shù)為l的前 提條件下，各小區(qū)特別是各個小區(qū)的邊緣地區(qū)將不可避免地受到臨近小 區(qū)的同頻干擾。從而，不僅是處于小區(qū)邊緣的用戶的傳輸速率受到極大 的限制，而且系統(tǒng)的吞吐量將顯著降低。因此說，臨小區(qū)干擾是影響基 于OFDM/OFDMA技術(shù)的小區(qū)系統(tǒng)性能的最主要因素之一 。
如圖1所示， 一個基站所管轄的小區(qū)分裂為3個扇區(qū)，令其分別為服 務小區(qū)(ServingCell)、相鄰小區(qū)l(AdjacentCdl 1)和相鄰小區(qū)2 (Adjacent Cell 2);而其它臨近小區(qū)中與服務小區(qū)相對的扇區(qū)則定義為干擾小區(qū)l (Interfering Cell 1)和干擾小區(qū)2 (Interfering Cell 2)。終端UEl為服務 小區(qū)邊緣的用戶，而UE2和UE3分別為使用與UE1相同子信道的、干擾小 區(qū)1和干擾小區(qū)2中的用戶，則該用戶(UE1)將受到相鄰小區(qū)和干擾小 區(qū)的同頻干擾。也就是說，在接收端用戶的基帶接收信號^)一般可以表 示為
其中^)為服務小區(qū)傳送給用戶UE1的信號，而乙(O為來自于相鄰小區(qū)和 千擾小區(qū)的同頻千擾信號，M為干擾的個數(shù)。由此不難看出，位于小區(qū) 邊緣的用戶受到的臨小區(qū)干擾是相當強的(在各小區(qū)發(fā)射功率相等的條 件下，用戶接收端的信號與千擾噪聲比(SINR)非常低，最差的情況甚 至只有-3dB左右)。進而導致了用戶的接收性能急劇惡化，系統(tǒng)的吞吐量迅速下降等負面結(jié)果。鑒于此，小區(qū)邊緣性能增強(CEPE)問題是基
于OFDM/OFDMA的系統(tǒng)中非常值得研究和解決的問題。
目前，OFDM/OFDMA系統(tǒng)的CEPE問題是諸如3GPP LTE、 WiMAX 及WiBro等標準化組織的研究熱點。在當前的協(xié)議或標準中還沒有明確 的、最終的解決方案。
目前，主要的幾個典型解決方案為 以Qualcomm公司為代表提出的2/3原則；艮卩，對于任何一個時 間-頻率單元，最多可以有兩個小區(qū)同時使用，這樣，頻率的 重復系數(shù)大概在2/3左右。該方法的主要問題為頻率重用系數(shù) 過低。
以華為、北京郵電大學提出的軟分數(shù)判決原則；通過軟分數(shù)的 使用，可以在系統(tǒng)中度負載的情況下，頻率的重復系數(shù)為0.7 左右。該方法的主要問題為頻率重用系數(shù)過低。
擾碼原則；利用擾碼區(qū)分不同的小區(qū)及小區(qū)中的用戶。該方法 的主要問題是實現(xiàn)復雜，此外過分依賴擾碼的性能。
ETRI和Philips等提出的"Virtual—MIMO"策略；在下行聯(lián)合 上，三個小區(qū)發(fā)送信息，然后每個用戶進行MIMO中的空間復 用方式的接收，該策略在理論上的頻率重用系數(shù)為l。該方法 的主要問題在于
^該方法中對于基站和終端用戶(MT)的天線個數(shù)是有要求 的。如果是上行鏈路，要求基站中的天線個數(shù)要大于等于 所有MT的天線總和。在下行鏈路上，MT的天線個數(shù)要大 于等于所有基站的天線個數(shù)總和
Z在下行鏈路上， 一個MT要知道所有其他的MT的信道信息， 這在實現(xiàn)起來是一件很困難的事情，因此實用性將受到較 大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于TDD上行鏈路的小區(qū)邊界解決方法。 為實現(xiàn)上述目的， 一種基于TDD上行鏈路的小區(qū)邊界解決方法，包括步驟
a. 系統(tǒng)根據(jù)上下行鏈路的容量需求對TDD系統(tǒng)的時間資源進行合理
地分配；
b. RAC為處于邊界的用戶進行分組；
C.RAC為每一個組中的所有用戶分配同樣的時間-頻率單元；
d.然后，RAC為其他用戶進行資源的分配。
經(jīng)過本發(fā)明的處理后，可以解決上行鏈路的同頻發(fā)送；同時改善了 TDD中的下行鏈路資源。


圖l是區(qū)邊界問題的解釋；
圖2是DD系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路之間時間資源的分配關系；
圖3是本發(fā)明的BS處的資源處理框圖4是本發(fā)明的MT處的發(fā)射處理框圖5是本發(fā)明的BS端的接收處理框圖6為本發(fā)明的實施例。
具體實施例方式
一般說來，目前解決小區(qū)邊界問題的方法中考慮下行鏈路的解決方 案占絕大多數(shù)，而從上行鏈路上考慮該問題的較少。而上行鏈路中的主 要優(yōu)勢在于，基站(BS)作為接收端，其強大的處理功能和各種信息的 可用性，對于解決問題無疑是有益的。
鑒于此，本發(fā)明的目的就在于，為小區(qū)邊界問題提出一種有效的解 決方案，該方案在TDD系統(tǒng)中，為上行鏈路提供一種多個用戶(這些用 戶分布在小區(qū)邊緣)的分布式聯(lián)合發(fā)送，然后利用相鄰小區(qū)的幾個BS進 行諸如空間復用、陣列接收等的聯(lián)合接收，從而能夠提升上行鏈路上無 線資源的使用效率。進而，在預先設計的上行鏈路容量的基礎上，可以 將上行和下行的分界線向上行部分轉(zhuǎn)移，從而擴大了下行鏈路上的時間 資源數(shù)量，這樣就提升了下行鏈路的容量，或者降低了下行鏈路上小區(qū) 邊界問題的影響。該說明如圖2所示。本發(fā)明主要由TDD系統(tǒng)資源分配單元、數(shù)據(jù)處理單元、無線接入控
制器(Radio Access Controller)、小區(qū)邊界中用戶的分組單元、上行鏈 路的資源分配單元、射頻單元等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。本發(fā)明的主要處理過程如圖3 所示。
301:系統(tǒng)根據(jù)上下行鏈路的容量需求對TDD系統(tǒng)的時間資源進行合理地 分配。系統(tǒng)對該分配是可以隨時間的變化而變化的。 302: RAC根據(jù)一定的策略為處于邊界的用戶進行分組。這里所說的"處 于邊界的用戶"，是指這些用戶可以分屬不同的BS進行管理。分組的策 略之一為根據(jù)接收端的處理算法而進行不同的分組；分組的策略之二為 根據(jù)所有相鄰小區(qū)的BS的天線數(shù)目之和要大于等于分組內(nèi)所有用戶的天 線數(shù)目之和。這種分組可以根據(jù)所有處于小區(qū)邊界的所有用戶數(shù)目分成 多個組。
303: RAC為所有這些組分配資源。RAC需要為每一個組中的所有用戶分 配同樣的時間-頻率單元。
304:然后，RAC為其他用戶進行資源的分配。該分配同傳統(tǒng)的分配方式 無異。
本發(fā)明中，MT在上行鏈路的發(fā)射端處理過程如圖4所示。
401: MT對數(shù)據(jù)的前處理；該處理包括信息比特的獲取、編碼、交織、
調(diào)制等處理
402: MT根據(jù)系統(tǒng)(RAC)的分配，對調(diào)制后的符號進行信息的搭載、
頻譜上的正交變換、OFDM符號在時間單元上的搭載。
403: MT對數(shù)據(jù)的后處理；該處理包括信道估計符號的加載、波形成型
處理等；
404: RF處理；該處理主要包括D/A處理、以及其他射頻處理過程。
本發(fā)明中，BS端的接收端處理過程如圖5所示。
501:每個BS進行RF處理，包括A/D等的射頻處理。
502:每個BS對數(shù)據(jù)進行的前處理，包括低頻濾波、時間同步、頻率同
步、時間-頻率分割等處理。
503: BS將處于小區(qū)邊界用戶的同組混合的OFDM符號發(fā)送給RAC。504: RAC根據(jù)分組策略選擇合適的聯(lián)合接收算法，對這些混合的用戶信 息進行分離。
505: RAC將分離出來的各個用戶的信息發(fā)送給與該用戶相對應的BS。 506: BS對數(shù)據(jù)的后處理，包括正交變換、解調(diào)、解交織、解碼以及信 息比特的獲得。
圖6給出了本發(fā)明的實施例。
一個系統(tǒng)中有三個接入點，AP1、 AP2和AP3，在小區(qū)邊界有6個終 端用戶，每個用戶在上行鏈路上全向發(fā)射。MT可以為單天線，亦可以為 多天線。我們假設MT和BS均為單天線。另外，MT1和MT4被AP1管理， MT2和MT5被AP2管理，MT3和MT6被AP3管理。
系統(tǒng)首先為TDD的上行和下行鏈路進行時間資源的分配。 系統(tǒng)中RAC為小區(qū)邊界的用戶進行分組。MT1， MT2和MT3分為組1， MT4， MT5和MT6分為組2，分組的策略為 一、每個組的用戶數(shù)目為相 鄰的小區(qū)數(shù)目；二、各個用戶上行鏈路的通信質(zhì)量相近。
RAC為組1和組2分配資源，每個組分配同樣的時間-頻率資源。 然后各個MT根據(jù)RAC的資源分配情況，進行上行鏈路的信息傳輸。 在接收端，RAC可以采用V-BLAST和陣列處理算法。 需要指出的是，AP既可以是傳統(tǒng)的BS，也可以是正在研究中的RS (Relay Station)。
權(quán)利要求
1.一種基于TDD上行鏈路的小區(qū)邊界解決方法，包括步驟a.系統(tǒng)根據(jù)上下行鏈路的容量需求對TDD系統(tǒng)的時間資源進行合理地分配；b.RAC為處于邊界的用戶進行分組；c.RAC為每一個組中的所有用戶分配同樣的時間-頻率單元；d.然后，RAC為其他用戶進行資源的分配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟a中的分配是隨 時間的變化而變化的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在步驟b中，根據(jù)接收端 的處理算法而進行不同的分組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在步驟b中，根據(jù)所有相 鄰小區(qū)的BS的天線數(shù)目之和要大于/等于分組內(nèi)所有用戶的天線數(shù)目之和 來分組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟b中，"處于邊 界的用戶"是這些用戶可以分屬不同的BS進行管理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述用戶發(fā)射端包括 MT根據(jù)RAC的分配，對調(diào)制后的符號進行信息的搭載、頻譜上的正交變換、OFDM符號在時間單元上的搭載。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于還包括步驟BS將處于小區(qū)邊界用戶的同組混合的OFDM符號發(fā)送給RAC;RAC根據(jù)分組策略選擇合適的聯(lián)合接收算法，對這些混合的用戶信 息進行分離；RAC將分離出來的各個用戶的信息發(fā)送給與該用戶相對應的BS。
全文摘要
一種基于TDD上行鏈路的小區(qū)邊界解決方法，包括步驟系統(tǒng)根據(jù)上下行鏈路的容量需求對TDD系統(tǒng)的時間資源進行合理地分配；RAC為處于邊界的用戶進行分組；RAC為每一個組中的所有用戶分配同樣的時間-頻率單元；然后，RAC為其他用戶進行資源的分配。經(jīng)過本發(fā)明的處理后，可以解決上行鏈路的同頻發(fā)送；同時改善了TDD中的下行鏈路資源。
文檔編號H04Q7/36GK101296473SQ20071009758
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者吳昌潤, 梁宗闖, 洪性權(quán), 鄭旭峰 申請人:北京三星通信技術(shù)研究有限公司;三星電子株式會社