專利名稱：基于lte的多播單頻網(wǎng)的拆分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于長(zhǎng)期演進(jìn)LTE (Long Term Evolution)的多播單頻網(wǎng)的拆分方法，該方法是將區(qū)域過(guò)大的單頻網(wǎng)拆分成多個(gè)子單頻網(wǎng)，減少單頻網(wǎng)內(nèi)的符號(hào)間干擾，實(shí)現(xiàn)單頻網(wǎng)數(shù)目和多播性能之間的合理折衷，以增加少量單頻網(wǎng)數(shù)目為代價(jià)，提高單頻網(wǎng)的覆蓋率和吞吐量；屬于無(wú)線通信的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多媒體廣播組播業(yè)務(wù)MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service)是一個(gè)數(shù)據(jù)源向多個(gè)用戶發(fā)送信息的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù)，例如移動(dòng)電視、無(wú)線廣播等，因其能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜資源的共享和無(wú)線資源的靈活調(diào)度，故也是下一代通信系統(tǒng)的重要業(yè)務(wù)。目前，對(duì)于MBMS的研究大都集中于單小區(qū)MBMS，因單小區(qū)MBMS中小區(qū)邊緣用戶的信干噪比太差，通常通過(guò)多個(gè)小區(qū)基站同時(shí)發(fā)送相同信號(hào)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，由此引出了單頻網(wǎng)的概念，并對(duì)基于單頻網(wǎng)的多小區(qū)傳輸給予越來(lái)越多的重視。眾所周知，單頻網(wǎng)中位于不同地點(diǎn)的多個(gè)基站都以相同的時(shí)頻資源發(fā)送同一業(yè)務(wù)的相同信號(hào)，單頻網(wǎng)內(nèi)的用戶通過(guò)有效合并來(lái)自多個(gè)基站的信號(hào)來(lái)提高信干噪比。對(duì)于單頻網(wǎng)內(nèi)某個(gè)用戶，其接收到來(lái)自于不同基站的信號(hào)傳輸時(shí)延是不同的，很可能出現(xiàn)符號(hào)間干擾。傳統(tǒng)的循環(huán)前綴CP (Cyclic Prefix)只需覆蓋單個(gè)小區(qū)的多徑時(shí)延擴(kuò)展即可；但是在單頻網(wǎng)中，用戶需要接收多個(gè)基站發(fā)送的信號(hào)，CP必須覆蓋多個(gè)小區(qū)信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展，因此需要更長(zhǎng)的CP來(lái)保證可靠接收。為此，LTE設(shè)計(jì)了較長(zhǎng)的CP，以保證用戶能夠有效合并來(lái)自不同基站的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)可靠接收。但是，當(dāng)單頻網(wǎng)區(qū)域過(guò)大時(shí)，部分基站的傳輸時(shí)延會(huì)超過(guò)CP長(zhǎng)度，從而產(chǎn)生符號(hào)間干擾，導(dǎo)致單頻網(wǎng)性能下降。參見(jiàn)

圖1，介紹多播單頻網(wǎng)的架構(gòu)組成單頻網(wǎng)內(nèi)多播用戶是通過(guò)合并不同基站
發(fā)送的單頻網(wǎng)信號(hào)來(lái)獲得較好的信干噪比。由于不同基站到達(dá)該用戶的傳輸距離不同，因
此信號(hào)到達(dá)該用戶的傳輸時(shí)延也不同。當(dāng)這個(gè)時(shí)延差在CP范圍內(nèi)時(shí)，被看作是有用信號(hào)，
否則就被視為干擾。當(dāng)干擾多到一定程度時(shí)，單頻網(wǎng)的性能就會(huì)顯著下降。圖1中的多播
rik-r k
用戶k接收到的來(lái)自于兩個(gè)不同基站i和j的信號(hào)的時(shí)延差。’ 7’ ；式中，S是單頻
ν
網(wǎng)內(nèi)所有基站的集合，i、j、f分別為該單頻網(wǎng)內(nèi)的三個(gè)小區(qū)基站，k為單頻網(wǎng)內(nèi)多播用戶。 基站i到用戶k的距離是！·“，用戶k的服務(wù)小區(qū)基站j到k的距離是h,k，V是信號(hào)傳輸速度。用戶k將小于CP長(zhǎng)度的部分信號(hào)視為有用信號(hào)，其余的信號(hào)視為干擾。因此，引入權(quán)重因子w(t)表示用戶接收到的基站的發(fā)送的信號(hào)中可以作為有用信號(hào)合并的
權(quán)利要求
1.一種基于長(zhǎng)期演進(jìn)LTE的多播單頻網(wǎng)的拆分方法，其特征在于基于基站最大傳輸時(shí)延差或有效基站比例，將由于區(qū)域過(guò)大而使得傳輸性能顯著下降的單頻網(wǎng)拆分為多個(gè)子單頻網(wǎng)，以減少單頻網(wǎng)內(nèi)的符號(hào)間干擾，保證單頻網(wǎng)的整體傳輸性能；因拆分后的子單頻網(wǎng)數(shù)目越多，意味著需要更多的頻譜資源；故在拆分單頻網(wǎng)時(shí)，應(yīng)在保證其傳輸性能的前提下，盡可能地減少拆分后的子單頻網(wǎng)數(shù)目，實(shí)現(xiàn)子單頻網(wǎng)數(shù)目與其多播傳輸性能之間的合理折衷，以盡可能少的子單頻網(wǎng)數(shù)目作為代價(jià)，提高單頻網(wǎng)的覆蓋率和吞吐量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的應(yīng)用場(chǎng)景是單頻網(wǎng)內(nèi)的所有基站都以相同的時(shí)頻資源發(fā)送相同信號(hào)，該單頻網(wǎng)內(nèi)的每個(gè)用戶通過(guò)有效合并來(lái)自多個(gè)基站的信號(hào)來(lái)提高信干噪比；當(dāng)該單頻網(wǎng)區(qū)域變大時(shí)，部分基站間的傳輸時(shí)延就會(huì)超過(guò)循環(huán)前綴CP長(zhǎng)度而產(chǎn)生符號(hào)間干擾；當(dāng)該符號(hào)間干擾超過(guò)設(shè)定門限時(shí)，該單頻網(wǎng)的傳輸性能呈現(xiàn)顯著下降的狀況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述基站最大傳輸時(shí)延差Tmax是單頻網(wǎng)內(nèi)各小區(qū)中任意兩個(gè)基站之間的距離最大值與其信號(hào)傳輸速度的比值，其計(jì)算公式為 (r \^max= max J，式中，自然數(shù)i和j分別表示兩個(gè)不同小區(qū)的基站，其最大值都為Ν，ι·Μ為Iν)該兩個(gè)基站i和j之間的距離，V是信號(hào)傳輸速度；只有在Tmax大于CP長(zhǎng)度時(shí)，才拆分該單頻網(wǎng)，以獲得拆分次數(shù)或拆分后的子單頻網(wǎng)數(shù)目和多播傳輸性能的有效折中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述有效基站比例Yieldsfn表示單頻網(wǎng)內(nèi)有效基站數(shù)目與單頻網(wǎng)內(nèi)基站總數(shù)之比值，用于提高單頻網(wǎng)的拆分門檻，其計(jì)算公式為Nv.,,式中，Pi為有效_然數(shù)τ"標(biāo)i為單頻^ !序號(hào)-,mmmmmIiela f =-, N是當(dāng)小區(qū)i內(nèi)的所有用戶的傳輸速率都大于目標(biāo)速率Rretl的小區(qū)基站，此時(shí)，Pi = I; 否貝U，P i = 0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括下列操作步驟(1)對(duì)準(zhǔn)備拆分的單頻網(wǎng)執(zhí)行初始化先設(shè)置該拆分目標(biāo)單頻網(wǎng)為SFNt,其中，自然數(shù)下標(biāo)t表示該單頻網(wǎng)的第t次拆分，初始化設(shè)置t為1 ；再設(shè)拆分后的子單頻網(wǎng)序號(hào)η為0， 拆分后的子單頻網(wǎng)集合RSFN為空，即子單頻網(wǎng)總數(shù)m為0 ；(2)測(cè)試該準(zhǔn)備拆分的單頻網(wǎng)SFNt是否為空，若是，跳至執(zhí)行步驟；否則，順序執(zhí)行后續(xù)步驟⑶；(3)對(duì)單頻網(wǎng)SFNt進(jìn)行拆分將SFNt拆分為兩個(gè)子單頻網(wǎng)SFNu和SFNt,2，設(shè)SFNtil為拆分后的第一個(gè)子單頻網(wǎng)&，并將該&歸屬拆分后的子單頻網(wǎng)集合RSFN ；然后，再設(shè)第二個(gè)子單頻網(wǎng)SFNt,2為新的拆分目標(biāo)單頻網(wǎng)，同時(shí)將該拆分目標(biāo)單頻網(wǎng)SFNt,2的序號(hào)t加1后， 開始下一次拆分，即返回執(zhí)行步驟O)；(4)根據(jù)單頻網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)拆分后的子單頻網(wǎng)區(qū)域進(jìn)行修正或調(diào)整合并區(qū)域范圍較小的子單頻網(wǎng)，以便在保證單頻網(wǎng)傳輸性能的同時(shí)，使得拆分后的子單頻網(wǎng)數(shù)目盡量少，避免原來(lái)依據(jù)的基站最大傳輸時(shí)延差或有效基站比例進(jìn)行拆分后的子單頻網(wǎng)數(shù)目太多而影響系統(tǒng)傳輸性能；至此，結(jié)束全部操作，RSFN為拆分后的子單頻網(wǎng)集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟(3)包括下列操作內(nèi)容(31)選取SFNt區(qū)域內(nèi)彼此距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)小區(qū)中的一個(gè)小區(qū)為第一個(gè)子單頻網(wǎng)SFNt, i，則SFNt中的其余所有小區(qū)組成第二個(gè)子單頻網(wǎng)SFNt,2 ；(32)測(cè)試SFNt,2與SFNu之間是否存在相鄰的小區(qū)，若是，順序執(zhí)行后續(xù)步驟(33)；否則，跳至執(zhí)行步驟(35)；(33)從SFNt,2中選擇所有與SFNu中小區(qū)相鄰的各個(gè)小區(qū)組成第一個(gè)臨時(shí)小區(qū)集合 SFNTmp1,再將該SFNTmp1中的所有小區(qū)和SFNtil中的所有小區(qū)組成第二個(gè)臨時(shí)小區(qū)集合 SFNTmp2(34)測(cè)試SFNTmp2的基站最大傳輸時(shí)延差是否位于CP范圍內(nèi)，或者其有效基站比例是否超過(guò)設(shè)定門限值；若是，則將SFNTmp2歸入SFNt,并從SFNt,2中刪除原來(lái)歸屬SFNTmp1的各個(gè)小區(qū)，再返回執(zhí)行步驟(32)；否則，執(zhí)行后續(xù)步驟(35)；(35)完成一次拆分操作，此時(shí)，將子單頻網(wǎng)序號(hào)η加1，子單頻網(wǎng)總數(shù)m加1，再設(shè)SFNt, ！為拆分后的第一個(gè)子單頻網(wǎng)&，并將該&歸屬拆分后的子單頻網(wǎng)集合RSFN ；然后，再設(shè)第二個(gè)子單頻網(wǎng)SFNt,2為新的拆分目標(biāo)單頻網(wǎng)，同時(shí)將該拆分目標(biāo)單頻網(wǎng)SFNt,2的序號(hào)t加1 后，開始下一次拆分，即返回執(zhí)行步驟O)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟(4)包括下列操作內(nèi)容(41)先設(shè)拆分后的子單頻網(wǎng)集合RSFN=(S1, &，...，&，...，iU，式中，拆分后的每個(gè)子單頻網(wǎng)&都按其擁有的小區(qū)數(shù)目升序排列，自然數(shù)下標(biāo)k為拆分后的子單頻網(wǎng)S的序號(hào)，其最大值為m ；再設(shè)RSFN中的兩個(gè)子單頻網(wǎng)序號(hào)ρ為1，q為2 ；(42)判斷之間是否存在相鄰小區(qū)，若是，則順序執(zhí)行步驟G3)；否則，跳至執(zhí)行步驟(44)；(43)令&中的所有小區(qū)與&中的所有小區(qū)組成第三個(gè)臨時(shí)小區(qū)集合SFNTmp3,再測(cè)試該SFNTmp3中的基站最大傳輸時(shí)延差是否在CP范圍內(nèi)，或其有效基站比例是否超過(guò)設(shè)定門限值；若否，則順序執(zhí)行步驟G4)；否則，將SFNTmp3歸屬于&，再?gòu)腞SFN中刪除S,，并將更新后的子單頻網(wǎng)&重新放入其相應(yīng)的合適位置，并保證所有子單頻網(wǎng)都按照其擁有的小區(qū)數(shù)目升序排列；然后，再重新初始化P為l，q為2后，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟05)；(44)設(shè)q加1，若此時(shí)的民為RSFN中的最后一項(xiàng)時(shí)，再設(shè)P加1，q= ρ+l ；(45)判斷&和&是否為RSFN中的最后兩個(gè)元素，或者RSFN中是否只剩下一個(gè)元素； 若否，則返回執(zhí)行步驟G2)；否則，結(jié)束全部操作流程，RSFN為拆分后的子單頻網(wǎng)集合。
全文摘要
一種基于長(zhǎng)期演進(jìn)LTE的多播單頻網(wǎng)的拆分方法，該方法是基于基站最大傳輸時(shí)延差或有效基站比例，將由于區(qū)域過(guò)大而使得傳輸性能顯著下降的單頻網(wǎng)拆分為多個(gè)子單頻網(wǎng)，以減少單頻網(wǎng)內(nèi)的符號(hào)間干擾，保證單頻網(wǎng)的整體傳輸性能；因拆分后的子單頻網(wǎng)數(shù)目越多，意味著需要更多的頻譜資源；故在拆分單頻網(wǎng)時(shí)，應(yīng)在保證其傳輸性能的前提下，盡可能地減少拆分后的子單頻網(wǎng)數(shù)目，實(shí)現(xiàn)子單頻網(wǎng)數(shù)目與其多播傳輸性能之間的合理折衷，以盡可能少的子單頻網(wǎng)數(shù)目作為代價(jià)，提高單頻網(wǎng)的覆蓋率和吞吐量。
文檔編號(hào)H04L25/03GK102316420SQ20111032491
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者唐名威, 張鴻濤, 王曉湘, 王玉龍, 邱仁建 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)