专利名称：分布式天线系统中的无线通信资源配置方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统中的系统优化方法，更具体的说涉及一种分布式天线系统(Distributed Antenna System)中的无线通信资源配置方法。
背景技术：
无线通信资源在无线通信技术的发展过程中一直是至关重要的决定性因素，如何能够对有限的无线通信资源进行合理利用及提高无线通信资源的利用率一直是通信工作者的研究重点之一。
目前，在第二代以及第三代无线移动通信系统中，普遍采用了蜂窝小区结构(CellStructured)的系统覆盖模型。在这样的模型之下，无线移动通信系统的覆盖区域被分割为一个个的小区，每个小区中架设一个基站(BSBase Station)；移动终端(MTMobile Terminal)在接入无线移动通信系统时根据其所处位置选择其驻留小区(Camped Cell)，并在其移动过程中根据所处位置的变化进行小区重选(Cell Reselection)或小区切换(Cell Handover)；小区的基站完成与小区内的移动终端之间的无线通信功能，为小区内的移动终端提供无线接入服务。
采用所述蜂窝小区结构的系统覆盖模型，小区基站的发射功率将由其需要支持的小区覆盖面积所决定，移动终端的发射功率也只需满足同其所在小区的基站进行通信的要求；同时由于无线信号在无线环境中传播时会经历路径损耗(Path Loss)，一个小区中的基站或移动终端的发射信号在到达其它小区中的移动终端或者基站时将被大大衰减；考虑到以上两个因素，若一个小区的基站或移动终端的发射信号所带来的干扰，相比于另一个小区的基站或移动终端自身的发射信号而言可以被忽略，则在系统内的不同小区中可以进行无线通信资源的复用，利用所述小区结构空间上的分隔提高无线通信资源的利用效率。
例如，作为第二代无线移动通信系统的全球移动通信系统(GSMGlobal System forMobile communications)采用了所述蜂窝小区结构的覆盖模型，图1中给出了GSM系统中一种常见的小区载波频段(Carrier Frequency)复用方式，图中的一个六边形表示GSM系统中的一个小区其中将系统中的每7个相邻小区作为一簇(Cluster)，将系统中全部可用的载波频段均分为7种，分别以R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7表示；每个簇中的7个小区分别被配置以所述7种载波频段中的一种载波频段，不同簇中的小区对所述的7种载波频段进行复用。定义无线通信资源的复用因子(Reuse Factor)F为 则在所述GSM系统的小区载波频段复用方式下，载波频段的复用因子F为7。
分布式天线系统是无线通信系统的最新发展形式。与所述蜂窝小区结构的无线通信系统覆盖模型不同，在分布式天线系统中，将不再具有小区基站的概念，而是在每个小区中设置多个远端单元(RURemote Unit)，每个远端单元中包括至少一个天线单元和至少一个信号收发单元(Transceiving Unit)，其中信号收发单元完成基带(BBBase Band)或中频(IFIntermediate Frequency)信号与射频(RFRadio Frequency)信号之间的变换功能，天线单元完成对所述射频信号的发送和接收功能；多个所述的远端单元进而与一个中央单元(CUCentral Unit)相连接，由所述中央单元对所述多个远端单元的无线信号进行联合处理；由归属于一个中央单元的多个远端单元所覆盖的区域称为分布式天线系统中的一个服务区(ServiceArea)，如图2所示。在所述的分布式天线系统中，移动终端同样也被配置了至少一个天线单元，并可与其所在服务区内的多个远端单元同时进行通信。通过在服务区内的各处设置多个远端单元，可使移动终端就近与其附近的远端单元进行通信，大大缩短了移动终端与远端单元之间的距离，从而降低移动终端与远端单元的发射功率，抑制无线通信系统中的互干扰；并且，由于移动终端与远端单元之间距离的缩短，无线信号在移动终端与远端单元之间传输时通常存在至少一条直射路径(LOSLine of Sight)，又可进一步提高无线信号的传输质量。
在所述的分布式天线系统中，由于所述服务区之间的互干扰被进一步降低，因此所述的无线资源复用因子可以达到3，如图3所示其中一个所述的服务区仍用一个六边形表示；将系统中全部可用的无线通信资源均分为3种，分别以R1、R2和R3表示；系统中每三个相邻的服务区作为一簇，分别被配置以所述3种无线通信资源中的一种，不同簇中的服务区对所述的3种无线通信资源进行复用。例如，当在所述的分布式天线系统中使用正交载波复用的多址方式(OFDMAOrthogonal Frequency Division MultipleAccess)时，所述的无线通信资源指系统可用的子载波(Sub-carrier)；在所述分布式天线系统的无线通信资源复用方式下，即将系统中全部可用的子载波均分为3组，同一簇中三个相邻的服务区分别被配置以所述3组子载波中的一组子载波，不同簇中的服务区对所述的3组子载波进行复用。
发明内容本发明的目的在于针对上述分布式天线系统中已有的无线通信资源复用方式，提出一种分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，使所述无线通信资源的复用因子被进一步降低，改进所述分布式天线系统中的无线通信资源利用率。
上述发明目的是由以下的方法实现的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，在所述系统中的一组相交于一个结点(N)的服务区(SA1，SA2，SA3，SA4)中，将每个所述服务区(SA1，SA2，SA3，SA4)的覆盖区域划分为中心区域与边界区域，每个所述服务区的中心区域为一个中心区域配置单元，每两两相邻所述服务区的边界区域为一个边界区域配置单元；每个所述中心区域配置单元被配置以相同的无线通信资源(R1)，其数量由所述中心区域的面积与所述服务区的面积之比以及所述系统中全部可用的无线通信资源数量决定；每个所述边界区域配置单元被配置以不同的无线通信资源(R2，R3，R4，R5)，其数量由所述系统中全部可用的无线通信资源数量减去所述中心区域配置单元使用的无线通信资源数量后剩余的无线通信资源数量以及所述边界区域配置单元的数量决定；在所述相交于一个结点的不同组的服务区中，所述系统中全部可用的无线通信资源以相同的配置方式进行复用。
根据本发明的一个方面，为所述中心区域配置单元和/或所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量还进一步由所述系统中的业务负载量分布决定。
根据本发明的一个方面，当所述系统中的业务负载量呈均匀分布时，为每个所述中心区域配置单元配置的无线通信资源数量为所述中心区域的面积与所述服务区的面积之比乘以所述系统中全部可用的无线通信资源数量；为每个所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量为所述系统中全部可用的无线通信资源数量减去所述中心区域配置单元使用的无线通信资源数量之后在每个所述的边界区域配置单元中均分。
根据本发明的一个方面，当所述系统中的业务负载量呈非均匀分布时，为所述中心区域配置单元及所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量将根据所述业务负载量的分布进行动态调整，具有较大业务负载量的区域将被配置以较多的无线通信资源。
根据本发明的一个方面，所述中心区域的大小由需要满足的信扰比水平决定，并且随所述服务区中远端单元数量的增加而增大。
根据本发明的一个方面，处于所述中心区域中的移动终端使用为所述中心区域配置单元配置的无线通信资源，与所述中心区域中的远端单元进行通信；处于两两相邻所述服务区的边界区域中的移动终端使用为所述边界区域配置单元配置的无线通信资源，同时与所述两个服务区的远端单元进行通信。
根据本发明的一个方面，当移动终端处于一个所述服务区的边界区域中，并且所述移动终端所处的区域与一个以上其它所述服务区的边界区域相邻时，所述移动终端将对其所处区域所适用的各无线通信资源配置方式下的通信性能进行比较，并选择通信性能最好的一种无线通信资源配置与所述的远端单元进行通信。
根据本发明的一个方面，为所述中心区域配置单元及所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量至少应满足下行链路控制信令的发送资源要求。
根据本发明的一个方面，所述的无线通信资源包括子载波资源或扩频码字资源。
(四)
本发明的目的及特征将通过实施例结合附图加以详细说明，这些实施例是说明性的，不具有限制性。
图1表示GSM系统中一种常见的小区载波频段复用方式。
图2表示分布式天线系统的示意图。
图3表示分布式天线系统中已有的无线通信资源复用方式。
图4表示本发明的第一实施例。
图5表示本发明的第二实施例。
(五)具体实施例图4和图5中给出了本发明的两个实施例。
在本发明的第一实施例中，所述分布式天线系统中的一个服务区为图4中所示的一个方形区域。根据本发明的方法，在所述的分布式天线系统中，对于一组相交于一个结点N的4个服务区SA1、SA2、SA3及SA4，将所述4个服务区的覆盖区域分别划分为中心区域及边界区域，每个所述服务区的中心区域为一个中心区域配置单元，而SA1与SA2、SA2与SA3、SA3与SA4、SA4与SA1相邻的边界区域则为4个边界区域配置单元；所述4中心区域配置单元被配置以相同的无线通信资源R1，所述4个边界区域配置单元分别被配置以不同的无线通信资源R2、R3、R4和R5。为了确定所述中心区域的大小，可对所述服务区中的信扰比(SIRSignal to Interference Ratio)分布进行仿真设每个所述的服务区中均匀分布着25个远端单元，所述的远端单元中使用全向天线，每个所述服务区的覆盖范围为500平米，无线信号传播中的路径损耗(PLPath Loss)模型为PL(dB)＝b+10·n·log10d，其中当距离d小于或等于100米时，n等于1.4，b等于58.6，当距离d大于或等于150米时，n等于2.8，b等于50.6，当距离d大于100米并且小于150米时，路径损耗的取值通过两端点的路径损耗取值插值(Interpolation)获得；以图4中所示的中心服务区为目标服务区，则其周围的8个服务区为干扰服务区，所述目标服务区中所有远端单元发送的信号为目标信号，而所述干扰服务区中所有远端单元发送的信号均为干扰信号；若被支持业务所需要的目标信扰比为15dB，则所述服务区内信扰比达到15dB的区域将被划分为所述的中心区域，仿真得出所述中心区域的面积为所述服务区面积的57.69％。为了确定所述中心区域的大小，还可对所述服务区中的比特能量与干扰功率谱密度之比(Eb/N0)等本领域技术人员所通常采用的度量值的分布进行仿真，其方法同上所述。
进一步根据本发明的方法，在确定了所述中心区域的大小后，为所述中心区域配置单元配置的无线通信资源数量将由所述中心区域的面积与所述服务区的面积之比以及所述系统中全部可用的无线通信资源数量决定；而为每个所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量将由所述系统中全部可用的无线通信资源数量减去所述中心区域配置单元使用的无线通信资源数量后剩余的无线通信资源数量以及所述边界区域配置单元的数量决定，也即由所述边界区域的面积与所述服务区的面积之比，所述边界区域配置单元的数量以及所述系统中全部可用的无线通信资源数量决定。因此，在上述仿真结果下的一种无线通信资源的配置方式为为所述中心区域配置单元配置的无线通信资源数量为所述系统中全部可用的无线通信资源数量乘以57.69％；相应的，为每个所述边界区域配置单元所用的无线通信资源数量将为所述系统中全部可用的无线通信资源数量乘以42.31％，然后将所得的无线通信资源数量在所述的4个边界区域配置单元中均分。仍旧以在所述的分布式天线系统中使用正交载波复用的多址方式时为例，设所述系统全部可用的子载波数量为1024，则根据上述的计算，为所述中心区域配置单元配置的子载波数量为590，为所述4个边界区域配置单元配置的子载波数量为434，每个边界区域配置单元可用的子载波数量为108。这种无线通信资源的配置方案简单易行，并且由于无线通信系统中的业务负载量多为均匀分布，所述的无线通信资源配置方案将对具有均匀业务负载量分布的分布式天线系统普遍适用。如果考虑到业务负载量可能存在的非均匀分布特性，可对本发明中的无线通信资源配置方法进一步加以优化，使为所述中心区域配置单元和/或所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量还进一步由所述系统中的业务负载量分布决定，对其根据所述业务负载量的分布进行动态调整，具有较大业务负载量的区域将被配置以较多的无线通信资源，但为所述中心区域配置单元及所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量至少应满足下行链路控制信令的发送资源要求。最后根据本发明的方法，在所述系统中相交于一个结点的其它组的服务区中，所述系统中全部可用的无线通信资源将以相同的配置方式进行复用。
在本发明的第二实施例中，分布式天线系统中的一个服务区为图5中所示的一个六边形区域。同样根据本发明的方法，在这样的分布式天线系统中，对于一组相交于一个结点N的3个服务区SA1、SA2及SA3，将所述3个服务区的覆盖区域分别划分为中心区域及边界区域，每个所述服务区的中心区域为一个中心区域配置单元，而SA1与SA2、SA2与SA3、SA3与SA1相邻的边界区域则为3个边界区域配置单元；所述3中心区域配置单元被配置以相同的无线通信资源R1，其数量由所述中心区域的面积与所述服务区的面积之比以及所述系统中全部可用的无线通信资源数量决定；所述4个边界区域配置单元分别被配置以不同的无线通信资源R2、R3、R4和R5，其数量为所述系统中全部可用的无线通信资源数量减去为所述中心区域配置单元使用的无线通信资源数量之后剩余的无线通信资源数量以及所述边界区域配置单元的数量决定；对所述无线通信资源数量的计算同理如第一实施例中所述。最后根据本发明的方法，在所述系统中相交于一个结点的其它组的服务区中，所述系统中全部可用的无线通信资源将以相同的配置方式进行复用。
在上述的第一实施例与第二实施例中，处于所述中心区域中的移动终端使用为所述中心区域配置单元配置的无线通信资源，与所述中心区域中的远端单元进行通信；处于两两相邻所述服务区的边界区域中的移动终端使用为所述边界区域配置单元配置的无线通信资源，同时与所述两个服务区的远端单元进行通信；当移动终端处于一个所述服务区的边界区域中，并且所述移动终端所处的区域与一个以上其它所述服务区的边界区域相邻时，所述移动终端将对其所处区域所适用的各无线通信资源配置方式下的通信性能进行比较，并选择通信性能最好的一种无线通信资源配置与所述的远端单元进行通信。例如，在第一实施例中，当移动终端处于所述服务区SA1的右下角时，所述移动终端所处的区域既与所述服务区SA2的边界区域相邻，又与所述服务区SA4的边界区域相邻，则所述移动终端将对在SA1与SA2相邻的边界区域中的无线通信资源配置下，以及SA1与SA4相邻的边界区域中的无线通信资源配置下的通信性能进行比较，并选择通信性能较好的一种无线通信资源配置与所述的远端单元进行通信。
不难看出，在所述第一实施例中的无线通信资源复用方式下，所述的无线通信资源复用因子F为1/57.69％，即F＝1.733。因此，通过本发明的方法，相比于现有的分布式天线系统中所采用的无线通信资源复用方式，所述无线通信资源的复用因子被进一步降低，所述无线通信资源的利用率得以改进。当所述服务区中的远端单元数量增多时，无线信号的传输性能将获得改善，所述中心区域的面积也将随之增大，从而可获得更高的无线通信资源利用率。同时，通过以上两个实施例还可以看出，所述的分布式天线系统并不局限于某种特定的多址方式，对于包括所述的子载波资源或扩频码字资源在内的无线通信资源配置，本发明的方法均可适用。
权利要求
1.分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于在所述系统中的一组相交于一个结点(N)的服务区(SA1，SA2，SA3，SA4)中，将每个所述服务区(SA1，SA2，SA3，SA4)的覆盖区域划分为中心区域与边界区域，每个所述服务区的中心区域为一个中心区域配置单元，每两两相邻所述服务区的边界区域为一个边界区域配置单元；每个所述中心区域配置单元被配置以相同的无线通信资源(R1)，其数量由所述中心区域的面积与所述服务区的面积之比以及所述系统中全部可用的无线通信资源数量决定；每个所述边界区域配置单元被配置以不同的无线通信资源(R2，R3，R4，R5)，其数量由所述系统中全部可用的无线通信资源数量减去所述中心区域配置单元使用的无线通信资源数量后剩余的无线通信资源数量以及所述边界区域配置单元的数量决定；在所述相交于一个结点的不同组的服务区中，所述系统中全部可用的无线通信资源以相同的配置方式进行复用。
2.如权利要求1所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于为所述中心区域配置单元和/或所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量还进一步由所述系统中的业务负载量分布决定。
3.如权利要求2所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于当所述系统中的业务负载量呈均匀分布时，为每个所述中心区域配置单元配置的无线通信资源数量为所述中心区域的面积与所述服务区的面积之比乘以所述系统中全部可用的无线通信资源数量；为每个所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量为所述系统中全部可用的无线通信资源数量减去所述中心区域配置单元使用的无线通信资源数量之后在每个所述的边界区域配置单元中均分。
4.如权利要求2所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于当所述系统中的业务负载量呈非均匀分布时，为所述中心区域配置单元及所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量将根据所述业务负载量的分布进行动态调整，具有较大业务负载量的区域将被配置以较多的无线通信资源。
5.如权利要求1或2所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于所述中心区域的大小由需要满足的信扰比水平决定。
6.如权利要求5所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于所述中心区域的大小随所述服务区中远端单元数量的增加而增大。
7.如权利要求1或2所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于处于所述中心区域中的移动终端使用为所述中心区域配置单元配置的无线通信资源，与所述中心区域中的远端单元进行通信。
8.如权利要求1或2所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于处于两两相邻所述服务区的边界区域中的移动终端使用为所述边界区域配置单元配置的无线通信资源，同时与所述两个服务区的远端单元进行通信。
9.如权利要求8所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于当移动终端处于一个所述服务区的边界区域中，并且所述移动终端所处的区域与一个以上其它所述服务区的边界区域相邻时，所述移动终端将对其所处区域所适用的各无线通信资源配置方式下的通信性能进行比较，并选择通信性能最好的一种无线通信资源配置与所述的远端单元进行通信。
10.如权利要求1或2所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于为所述中心区域配置单元及所述边界区域配置单元配置的无线通信资源数量至少应满足下行链路控制信令的发送资源要求。
11.如权利要求1或2所述的分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，其特征在于所述的无线通信资源包括子载波资源或扩频码字资源。
全文摘要
分布式天线系统中的无线通信资源配置方法，使无线通信资源的复用因子被进一步降低，改进无线通信资源的利用率。其中在所述系统中的一组相交于一个结点的服务区中，将每个所述服务区的覆盖区域划分为中心区域与边界区域，每个所述服务区的中心区域为一个中心区域配置单元，每两两相邻所述服务区的边界区域为一个边界区域配置单元；每个所述中心区域配置单元被配置以相同的无线通信资源，其数量由所述中心区域的面积与所述服务区的面积之比以及所述系统中全部可用的无线通信资源数量决定；每个所述边界区域配置单元被配置以不同的无线通信资源，其数量由所述系统中全部可用的无线通信资源数量减去所述中心区域配置单元使用的无线通信资源数量后剩余的无线通信资源数量以及所述边界区域配置单元的数量决定；在所述相交于一个结点的不同组的服务区中，所述系统中全部可用的无线通信资源以相同的配置方式进行复用。
文档编号H04W88/08GK1905729SQ20051008559
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月29日 优先权日2005年7月29日
发明者黎光洁, 常欣, 郦辉 申请人:西门子(中国)有限公司