CN102469544B - 一种下行ffr的用户类型切换方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行FFR的用户类型切换方法、装置及系统，用以降低移动终端干扰，提高系统资源利用率。该方法为：基站确定移动终端接入后，向所述移动终端下发扫描指示消息，指示所述移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度，接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及所述移动终端按照所述扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度，将所述隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换所述移动终端的用户类型。该方法能有效降低移动终端的下行信号干扰，并能够提高资源利用率以及频谱效率。本发明同时公开了一种下行FFR的用户类型切换装置及系统。

Description

一种下行FFR的用户类型切换方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种下行FFR的用户类型切换方法、装置及系统。

背景技术

近年来，正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)技术由于能够有效对抗多径干扰和窄带干扰，且频谱效率高而成为无线通信物理层技术的主流技术。全球微波接入兼容(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)采用OFDMA技术作为物理层核心技术，且兼顾移动性和宽带特征的WiMAX802.16e标准和制定中的802.16m标准，是下一代移动通信标准的强有力竞争者。

在WiMAX无线宽带网络中，采用OFDMA技术在时间上将无线资源划分为多个时隙，在频率上将无限资源划分为多个子信道，使得无线资源呈现时、频二维结构。部分频率复用(Fractional Frequency Reuse，FFR)技术是根据各种终端的信道条件和干扰情况，采用不同的频率复用系数，将子载波分为若干复用组，不同的复用组可以实现不同的复用系数。由于宽带移动通信系统对频谱效率的要求很高，因此复用系数要尽可能的接近1，这就使得相邻扇区使用相同的频率资源，造成扇区边缘干扰严重。当移动终端收到干扰的影响时，则需要增强反向功率，这就可能造成反向功率饱和，使得反向性能恶化，进而影响移动终端的正常通话。

发明内容

本发明提供一种下行FFR的用户类型切换方法、装置及系统，用以降低移动终端干扰，提高系统的资源利用率。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种下行FFR的用户类型切换方法，包括：

基站确定移动终端接入后，向所述移动终端下发第一扫描指示消息，指示所述移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度；

基站接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及所述移动终端按照第一扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度；

将所述隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换所述移动终端的用户类型。

一种下行FFR的用户类型切换装置，包括：

第一处理单元，用于基站确定移动终端接入后，向所述移动终端下发第一扫描指示消息，指示所述移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度；

第二处理单元，用于接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及所述移动终端按照第一扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度；

第三处理单元，用于将所述隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换所述移动终端的用户类型。

基于上述技术方案，通过向移动终端下发第一扫描指示消息，在接收移动终端发送的服务扇区信号强度，以及移动终端按照扫描指示消息获取的干扰扇区信号强度后，基于服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度，再将隔离度与预设条件进行比较，在满足预设条件时，进行用户类型的切换，从而使得受干扰严重的移动终端和受干扰较小的移动终端采用不同的资源，能够有效降低移动终端的下行信号干扰，保证移动终端的正常使用，并且提高资源利用率以及频谱效率。

附图说明

图1为本发明FFR扇区覆盖示意图；

图2为本发明基于FFR的OFDMA帧结构图；

图3为本发明下行FFR的用户类型切换系统架构图；

图4为本发明下行FFR的用户类型切换装置结构图；

图5为本发明下行FFR的用户类型切换方法流程图；

图6为本发明移动终端进行干扰扇区扫描示意图。

具体实施方式

为了降低干扰对移动终端的影响，提高系统的频谱效率，本发明实施例中提供了一种下行FFR的用户类型切换方法，能够有效降低移动终端的干扰，提高移动终端的通话质量，并提高系统的资源利用率。该方法为：基站确定移动终端接入后，向移动终端下发扫描指示消息，指示该移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度，接收该移动终端发送的服务扇区信号强度，以及该移动终端按照扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于服务扇区信号和干扰扇区信号强度计算隔离度，将隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换上述移动终端的用户类型。

参阅附图1所示，为本发明的FFR扇区覆盖示意图，基站的覆盖区域划分为3个扇区，分别为扇区0、扇区1和扇区2，对于每个扇区中的复用区域R1，该区域受到相邻扇区下行信号的干扰最小，将内环资源分配给R1区域，R1区域的作用是在干扰允许的范围内提高频谱利用率；而对于每个扇区的复用区域R3，则是为了保证覆盖面积，在每个扇区的旁瓣区域可能受到相邻扇区R1资源的同频干扰，如使用R1资源，可能会严重降低频谱效率，甚至会导致下行网络链路中断，因此，对于干扰严重的旁瓣区域使用外环R3资源是比较可靠和高效的，旁瓣区域是指两个扇区相邻的区域；在远点，即外环以外的区域，同时受到服务站R1资源和相邻基站R1资源的干扰，如使用R1资源，将会严重降低频谱效率，因此，对于远点干扰严重的区域使用R3资源也是比较可靠和高效的。除此之外，为保证管理消息的可靠传送，广播开销消息也使用R3资源进行发送。

基于上述FFR扇区覆盖情况，参阅附图2所示，本发明定义的基于FFR的OFDMA的帧结构主要包括前导信号Preamble、帧控制头FCH、占子信道1/3频段资源的R3Zone、占用子信道全部频段资源的R1 Zone，其中，帧控制头FCH主要包括下行映射DL-MAP和上行映射UL-MAP，Zone是指由时域和频域组成的矩形频谱资源块，一个下行OFDMA帧结构中可以包括多个Zone。扇区中央用户调度在R1 Zone，扇区边缘用户调度在R3 Zone，在FFR系统中，R1 Zone和R3 Zone采用时分的方式进行区分，而3个扇区的R3 Zone之间采用频分的方式，也就是3个扇区的R3 Zone之间不存在干扰，但是3个扇区的R1 Zone之间存在干扰。这样，如何将扇区用户的移动终端分配给R1 Zone和R3 Zone两个复用区域，提高FFR系统的频谱效率成为关键所在。

本发明实施例中，采用隔离度来表征移动终端在网络中的位置，服务站的信号强度与相邻站(即干扰站)的信号强度之间的差值，能够近似表示移动终端受到的干扰强度，隔离度大时表示移动终端受到的干扰小，反之，在隔离度小时表示移动终端受到的干扰大。在扇区之间的R1 Zone区域要保证一定的隔离度，否则，移动终端在隔离度小的旁瓣区域使用R1 Zone的资源，会对移动终端造成强干扰，下行频谱效率会严重下降。本发明实施例中，通过在干扰严重的区域使用R3Zone的资源，在干扰小的区域使用R1 Zone的资源，以提高FFR的频谱利用率。

以下实施例中，将采用干扰低于门限值的区域的系统资源(R3 Zone区域资源)的用户作为第一复用区域用户，将采用干扰不低于门限值的区域的系统资源(R1 Zone区域资源)的用户作为第二复用区域用户。

下面结合附图对本发明优选的实施例进行详细说明。

参阅附图3所示，本发明实施例中，下行FFR的用户类型切换系统主要包括下行FFR的用户类型切换装置30和移动终端31，其中，

下行FFR的用户类型切换装置30，用于基站确定移动终端31接入后，向移动终端31下发扫描指示消息，指示该移动终端31进行扫描并获取干扰扇区信号强度，接收该移动终端31发送的服务扇区信号强度，以及该移动终端31按照扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于服务扇区信号和干扰扇区信号强度计算隔离度，将隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换上述移动终端31的用户类型；

移动终端31，用于向基站发送服务扇区信号强度，并接收基站下发的扫描指示消息，根据扫描指示消息获取干扰扇区信号强度，将上述服务扇区信号强度以及干扰扇区信号强度发送给上述基站。

参阅附图4所示，本发明实施例中，下行FFR的用户类型切换装置30主要包括以下处理单元：

第一处理单元401，用于基站确定移动终端接入后，向该移动终端下发扫描指示消息，指示该移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度；

第二处理单元402，用于接收上述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及上述移动终端按照扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度；

第三处理单元403，用于将上述隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换上述移动终端的用户类型。

基于上述系统架构，参阅附图5所示，本发明实施例中，下行FFR的用户类型切换方法的详细流程如下：

步骤501：基站确定移动终端接入后，向该移动终端下发扫描指示消息，指示移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度。

较佳地，在基站将移动终端接入时，将移动终端作为第一复用区域用户接入基站，以保证移动终端的正常接入，并在成功接入基站后，对移动终端进行首次用户类型判定，具体为：向移动终端下发第一次扫描指示消息，指示移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度，并接收移动终端发送的服务扇区信号强度，以及该移动终端按照第一次扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于上述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度，将隔离度与预设条件进行比较，当满足条件时，将移动终端从第一复用区域用户切换为第二复用区域用户，否则，移动终端保持第一复用区域用户不变。本发明实施例也可以不包括对移动终端的首次用户类型判定过程，不执行该过程也是一个完整的实施例。

其中，在移动终端接入时，将获取的服务扇区信号强度保存为参考信号强度，并在移动终端接入后且切换该移动终端的用户类型时，将参考信号强度更新为再次接收到的服务扇区信号强度。

其中，移动终端进行扫描并获取的干扰扇区信号强度可以是一个或一个以上。

本发明实施例中，在基于服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算所属服务扇区的隔离度时，获取上述干扰扇区信号强度中的最大值，并计算上述服务扇区信号强度和该最大值之间的差值，该差值即为隔离度。用公式表示如下：Rssi_max BSi＝Max(Rssi_BSi)，IR_MSi＝Rssi_serv-Rssi_maxBSi，其中，Rssi_serv表示当前服务扇区信号强度，Rssi_BSi表示干扰扇区信号强度，Rssi_maxBSi表示干扰扇区信号强度中的最大值，IR_MSi表示隔离度。

在完成对移动终端的首次用户类型判定之后，基站需要对信道条件进行判断，在信道条件不变时，则保持移动终端的用户类型不变，否则，需要对移动终端的用户类型进行重新判定，具体为：基站接收移动终端发送的当前服务扇区信号强度，将当前服务扇区信号强度与保存的参考信号强度进行比较，确定两者的差值超过预设阈值时，向上述移动终端下发扫描指示消息。较佳地，移动终端可以按照预定时间间隔向基站发送当前服务扇区信号强度。

本发明实施例中，将当前服务扇区信号强度与保存的参考信号强度进行比较的具体公式如下：|Rssi_serv-Rssi_serSaved|＞Rssi_Threshold，其中，Rssi_serSaved表示保存的服务扇区的参考信号强度，Rssi_Threshold表示设定阈值。本发明实施例中，在服务扇区的当前信号强度与参考信号强度的差值超过设定阈值时，说明信道条件发生改变，需要重新对用户类型进行判断，由基站向上述移动终端下发扫描指示消息。例如，移动终端用户位置移动所引起的信道条件改变，进而造成的信号强度的变化。

步骤502：接收移动终端发送的服务扇区信号强度，以及该移动终端按照扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于上述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度。

其中，基于服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度的方法同上述步骤501中计算隔离度的方法。

参阅附图6所示，移动终端在收到基站下发的扫描指示消息后，只能扫描指示消息的指示对干扰扇区的信道信息进行扫描，获取干扰扇区信号强度，再将该干扰扇区信号强度反馈给基站。

步骤503：将隔离度与预设条件进行比较，当满足该预设条件时，切换移动终端的用户类型。

其中，将隔离度与预设条件进行比较，具体为：当移动终端属于第一复用区域用户时，将隔离度与预设的进入门限值进行比较，在隔离度大于等于进入门限值是，将移动终端从第一复用区域用户切换为第二复用区域用户；当移动终端属于第二复用区域用户时，将隔离度与预设的退出门限值进行比较，在隔离度小于退出门限值时，将移动终端用户从第二复用区域用户切换为第一复用区域用户。

本发明实施例中，预设的进入门限值大于退出门限值，以防止信号的小范围波动所造成的移动终端频繁切换用户类型。较佳地，预设的进入门限值比退出门限值大3分贝(db)左右。

基于上述技术方案，本发明实施例中，在移动终端接入基站时，将移动终端作为第一复用区域R3用户进行接入，保证了移动终端的顺利接入，在移动终端成功接入后，对移动终端进行首次用户类型判定，基站指示移动终端进行首次扫描，获取干扰扇区的信号强度，并基于服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度，在隔离度大于等于预设的进入阈值时，将移动终端从第一复用区域用户切换为第二复用区域用户，以在保证移动终端正常使用的情况下，提高资源利用率。在移动终端接入基站后，通过定时判断当前服务扇区信号强度的变化范围是否超出设定阈值，在确定超出设定阈值时，重新计算隔离度，并与预设条件进行比较，进行用户类型切换。根据移动终端当前所属的用户类型不同，采用不同的预设条件，如移动终端当前属于第一复用区域用户，则在隔离度大于等于进入门限值时，将移动终端切换为第二复用区域用户；如移动终端当前属于第二复用区域用户，则在隔离度小于退出门限值时，将移动终端切换为第一复用区域用户。通过上述用户类型切换，对于干扰严重的区域，将移动终端切换为第一复用区域用户，以规避干扰，从而降低移动终端的下行信号干扰，保证移动终端的正常使用；而对于干扰小的区域，将移动终端切换为第二复用区域用户，在保证移动终端正常使用的情况下，提高资源利用率以及FFR系统的资源利用率和频谱效率。并且，本发明实施例中，对于处于不同复用区域的用户采用不同的资源调度策略，即对于第一复用区域R3用户采用R3 Zone进行资源调度，而对于第二复用区域R1用户采用R1 Zone进行资源调度，从而能够有效地降低干扰，提高FFR系统的资源利用率和频谱利用率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种下行FFR的用户类型切换方法，其特征在于，包括：

基站向移动终端下发第一扫描指示消息，指示所述移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度；

基站接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及所述移动终端按照第一扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度；

将所述隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换所述移动终端的用户类型；当所述移动终端属于第一复用区域用户时，将所述隔离度与预设的进入门限值进行比较，在所述隔离度大于等于所述进入门限值时，将所述移动终端从所述第一复用区域用户切换为第二复用区域用户；

当所述移动终端属于第二复用区域用户时，将所述隔离度与预设的退出门限值进行比较，在所述隔离度小于所述退出门限值时，将所述移动终端从所述第二复用区域用户切换为第一复用区域用户。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述基站确定移动终端接入时，将所述移动终端作为第一复用区域用户接入基站，并向所述移动终端下发第二扫描指示消息，指示所述移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度；

接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及所述移动终端按照第二扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度；

将所述隔离度与预设条件进行比较，当满足条件时，切换所述移动终端的用户类型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站确定移动终端接入时，包括：

将获得的服务扇区信号强度保存为参考信号强度，并在移动终端接入后且切换所述移动终端的用户类型时，将所述参考信号强度更新为再次接收到的服务扇区信号强度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站确定所述移动终端接入后，向所述移动终端下发扫描指示消息之前，包括：

所述基站接收所述移动终端发送的当前服务扇区信号强度；

将所述当前服务扇区信号强度与保存的参考信号强度进行比较，确定两者的差值超过设定阈值时，向所述移动终端下发第一扫描指示消息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，包括：

所述基站接收所述移动终端按照预定时间间隔发送的当前服务扇区信号强度。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算所述隔离度时，包括：

获取接收的干扰扇区信号强度中的最大值；

计算所述服务扇区信号强度和所述最大值之间的差值，并将所述差值作为隔离度。

7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一复用区域用户采用干扰低于门限值的区域的系统资源，所述第二复用区域用户采用干扰不低于门限值的区域的系统资源。

8.一种下行FFR的用户类型切换装置，其特征在于，包括：

第一处理单元，用于基站确定移动终端接入后，向所述移动终端下发第一扫描指示消息，指示所述移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度；

第二处理单元，用于基站接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及所述移动终端按照第一扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度；

第三处理单元，用于将所述隔离度与预设条件进行比较，当满足预设条件时，切换所述移动终端的用户类型，具体为：当所述移动终端属于第一复用区域用户时，将所述隔离度与预设的进入门限值进行比较，在所述隔离度大于等于所述进入门限值时，将所述移动终端从所述第一复用区域用户切换为第二复用区域用户；当所述移动终端属于第二复用区域用户时，将所述隔离度与预设的退出门限值进行比较，在所述隔离度小于所述退出门限值时，将所述移动终端从所述第二复用区域用户切换为第一复用区域用户。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元在所述基站确定移动终端接入时，将所述移动终端作为第一复用区域用户接入所述基站，并向所述移动终端下发第二扫描指示消息，指示所述所述移动终端进行扫描并获取干扰扇区信号强度，接收所述移动终端发送的服务扇区信号强度，以及所述移动终端按照第二扫描指示消息获得的干扰扇区信号强度，并基于当前信号强度和干扰扇区信号强度计算隔离度，将所述隔离度与预设条件进行比较，当满足条件时，切换所述移动终端的用户类型。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元在所述基站确定移动终端接入时，将获得的服务扇区信号强度保存为参考信号强度，并在移动终端接入后且再次切换所述移动终端的用户类型时，将所述参考信号强度更新为再次接收到的服务扇区信号强度。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元在所述基站确定所述移动终端接入后，向所述移动终端下发第一扫描指示消息之前，所述基站接收所述移动终端发送的当前服务扇区信号强度，并将所述当前服务扇区信号强度与保存的参考信号强度进行比较，确定两者的差值超过设定阈值时，向所述移动终端下发第一扫描指示消息。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二处理单元基于所述服务扇区信号强度和干扰扇区信号强度计算所述隔离度时，获取接收的干扰扇区信号强度中的最大值，计算所述服务扇区信号强度和所述最大值之间的差值，并将所述差值作为隔离度。