[發(fā)明專利]正交頻分復用多址系統(tǒng)的中繼站選擇和子信道分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710149803.3
• 申請日: 2007-09-10
• 公開（公告）號: CN101388692A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 蔣小奎
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B7/005
• 分類號: H04B7/005;H04B7/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 許志勇;顏 濤

技術領域

本發(fā)明涉及蜂窩移動通信系統(tǒng)領域，尤其涉及一種正交頻分復用多址 (OFDMA)系統(tǒng)的中繼站選擇和子信道分配的方法

背景技術

隨著3G系統(tǒng)的商用化開始，具有更高速率、更高頻譜效率、更高覆蓋 和更強業(yè)務支撐能力的B3G/4G技術已經(jīng)進入標準化階段，ITU計劃在2007 年完成B3G頻譜規(guī)劃，在2010年完成主要標準，2012年開始商用，2015年 后大規(guī)模投入商用。B3G/4G要求傳輸速率能夠達到1Gbps，需要的頻譜至少 是100MHz。對于這樣的寬帶的頻譜需求，很難在現(xiàn)有的頻段中找到，因此 需要對B3G/4G分配更高的頻段，比如5GHz或者6GHz。

提高工作頻段雖然可以解決B3G/4G的頻率分配問題，但是隨之也會帶 來實現(xiàn)上的諸多問題。一方面，操作頻段越高，電磁波的衰落越厲害，也就 是說基站發(fā)射功率會存在較大衰減。基站發(fā)射功率的快速衰落會導致基站的 覆蓋范圍變小，在基站覆蓋范圍不變的情況下，功率的快速衰落會導致小區(qū) 邊沿的功率控制不夠理想；如果要保持基站的覆蓋范圍不變，則需要進一步 加大基站的發(fā)射功率，這樣會增大電磁波的輻射，而人們希望電磁波對人體 的輻射越小越好。再者，操作頻段越高，電磁波的繞射能力越差、穿透能力 也越弱，在這種情況下，電磁波越來越接近直線傳播。如果存在建筑物遮擋， 就會導致小區(qū)中存在很多電磁波無法到達的“陰影”地帶。比如一個用戶終端 (UT)在一個建筑物后面，由于電磁波的繞射能力差而無法繞過建筑物達到該 用戶終端處，另外，由于電磁波的穿透能力弱使得電磁波信號無法穿過建筑 物而到達該用戶終端，最終導致這個用戶終端無法接收到來自基站的信號。

解決上述問題的一種方法就是增加基站的布放數(shù)量，以高頻段基站能夠 覆蓋的小區(qū)范圍為基準重新劃分現(xiàn)有的蜂窩狀小區(qū)結構，在每個小區(qū)布放一 個高頻基站。但是，這樣基站需要重新采用光纖來連接每個基站，使用起來 很不方便，而且投入巨大，特別是當光纖需要經(jīng)過私人區(qū)域或者其他不便設 置光纖的區(qū)域時更是如此。而且每個基站還需要通過有線(如光纖)實現(xiàn)與骨干 網(wǎng)以及基站控制器的連接。但是，在許多國家，現(xiàn)有的蜂窩結構已經(jīng)能夠在 90％的地域范圍內(nèi)提供無線業(yè)務服務，重新劃分小區(qū)將會需要巨大的投支。

為此，無線通信領域比如IEEE?802.16j就在IEEE?802.16e的基礎上引入 了多跳的技術，用于解決上述問題。也就是在基站與用戶終端之間布放一個 或者多個中繼站(Relay?station，RS)，從而構成基站-中繼站-用戶終端的通信 路徑。這個多跳網(wǎng)絡中的每個節(jié)點(上述基站、RS以及用戶終端)只需發(fā)射足 夠的功率就可以達到相鄰節(jié)點，從而大大降低每個節(jié)點的發(fā)射功率。此外， 多跳網(wǎng)絡中的節(jié)點發(fā)射功率較低，可以使得在網(wǎng)絡中不同設備可以工作在相 同的頻率，而不會產(chǎn)生干擾，進而提高頻譜的復用效率，使得網(wǎng)絡的空間容 量得到較大提升。

采用無線中繼技術能夠提高蜂窩系統(tǒng)基站(BS)的有效覆蓋范圍以及提升 小區(qū)邊沿用戶容量，不過，在正交頻分復用多址(OFDMA)中繼系統(tǒng)中，還需 要考慮以下兩個基本的問題：一是選擇哪個中繼站(RS)來實現(xiàn)用戶終端(UT) 與基站之間的通信連接？二是在鏈路和鏈路中具體采用哪 些子信道資源來實現(xiàn)傳輸？

這里所描述的子信道及子信道分配有以下約定：在頻域中，OFDMA系 統(tǒng)的整個帶寬被分解成具有相同帶寬的子載波，所有的這些子載波被分成多 個子載波組，每個子載波組包含相同數(shù)目的相鄰子載波，定義一個子載波組 為一個子信道。如果整個帶寬可以分成C個子載波組，則總共有C個子信道。 本發(fā)明所述子信道分配是指下行子信道分配，即為了實現(xiàn)RS將BS的數(shù)據(jù)包 中繼轉發(fā)到UT的目的，給所選擇的BS→RS→UT鏈路中的BS→RS鏈路以 及RS→UT5鏈路中分配哪些子信道資源。