CN101064905A - 一种无线系统频率资源分配方法、设备与无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线系统频率资源分配方法，包括：每个小区周期上报指示自身负载状况或所需频率资源的信息；根据各小区上报的信息确定出各小区所需频率资源后，判断所需频率资源是否大于划分给小区的固定频率资源，如果是，则将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。本发明另提供一种相对应的频率资源分配设备和一种无线通信系统。本发明根据各小区不同的负载需求，调整小区边界用户占用的主频率资源，有效避免了小区间的干扰，并提高了小区边界的吞吐率。

Description

一种无线系统频率资源分配方法、设备与无线通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线系统频率资源分配方法及对应的设备与无线通信系统。

背景技术

现阶段，在国际无线通信系统标准相关技术的研究中，基于多载波的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术受到越来越多的关注，在3GPP长期演进(Long Time Evolution，LTE)标准进程中，已经确定将OFDM技术作为增强技术添加到3GPP-EUTRA标准中。在下行的链路中，采用正交频分复用接入(OFDMA)技术，其基本思想是将无线通信系统的时频资源在频域内分为若干正交的窄带子信道，高速数据流通过串/并变换在各个子信道上并行传输。由于子信道的窄带特性可以克服多径影响，保持子信道之间的正交性，从而保证了小区内部用户之间的干扰很小。在上行链路中，采用单载波频分复用(SC-FDMA)技术，不同的用户占用频率上不同的子载波。因此，上行和下行链路都可以通过小区间频率资源的协调，以避免小区之间的干扰。

正交频分复用技术优点是可以保证小区内部用户的信号之间是正交的，避免小区内部用户之间的干扰，但是小区之间的干扰仍然存在，如处于小区边界的用户，可能受到相邻小区发送的信号的干扰。一些解决小区间干扰的方法是进行干扰协调(Interference Co-ordination)，以避免小区间干扰的出现。3GPPR1-050507中提出划分不同频率资源分配给不同小区的处于小区边界的用户，实现了处于小区边界的用户之间的干扰较少。将专门分配给每个小区的优先用于边界用户的频率称为这个小区的主频率，其余的频率称为次频率。相邻小区的边界用户使用不同的主频率以避免小区间干扰，实现频率重用因子大于1，次频率可以分配给小区中心用户使用，频率重用因子为1。主频率和次频率使用不同大小的发射功率门限，一般为主频率设定的发射功率门限高于次频率，以降低小区间干扰。

目前，LTE标准进程还处于研究阶段，只是将可能实现的各种小区间干扰协调的方案全部列出，以进行仿真评估来确定各种方案的性能。但具体的静态或者半静态资源协调方案还没有确定。

现有技术中，将干扰协调技术分为静态和半静态两种方式来进行评估。静态方式为分配固定频率资源给不同的小区，分配给每个小区的频率资源在较长时间内保持不变，保持的时间周期为一天或几天，保证相邻小区边界用户使用互相正交的频率资源，以避免小区间干扰。根据3GPP R1-050507提出的软频率复用方案，当每个小区边界的频率重用因子为3时，具体的资源分配方式可以为，分配相邻3个小区的边界用户占用各自正交的固定的1/3频率资源作为主频率资源优先分配给每个小区的边界用户。

这种静态频率协调的方法简单易行，也有效地避免了小区间干扰，但是在某些特定情况下，例如相邻小区边界用户很多或者小区边界存在高峰值速率需求时，由于分配给小区边界用户的主频率资源有限，无法满足承载这些较高负载的需求；另一方面，对于那些小区边界负载需求较小的小区，其主频率资源利用率不高，以致其主频率资源浪费。因此，在此基础上，提出半静态频率协调来解决这一问题。

半静态方式考虑更多的因素来调整各个小区边界用户占用的主频率资源，如根据小区的负载情况，本小区受到相邻小区干扰水平的情况等。当考虑小区负载的情况时，分配给每个小区的频率资源在相对较短的时间内根据各个小区不同的负载情况进行调整，调整的时间周期为一秒、几秒、一分钟、几分钟或者更长时间。如小区边界负载需求较大时，则给该小区边界用户分配较多的主频率资源，反之，小于负载需求较小的小区，则分配较少的主频率资源，以适应不同小区负载情况的不同需求，提高小区边界的频谱效率，同时提高小区边界的系统性能。

发明内容

本发明提供一种具体的无线系统频率资源分配方法，实现避免小区间干扰和有效地利用频谱资源，同时提高小区边界的系统性能，并且满足不同小区不同的边界负载需求。

本发明方法包括：

A、每个小区周期上报指示自身负载状况或所需频率资源的信息；

B、根据各小区上报的信息确定出各小区所需频率资源，判断各小区所需频率资源是否大于划分给小区的固定频率资源，如果是，则将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

所述步骤B包括：

分配所述固定频率资源给各小区；

比较小区所需频率资源和所述固定频率资源大小，当小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅占用所需频率资源；未占用的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，占用分配的全部固定频率资源，并将相邻小区的空闲频率资源重新分配给该小区。

所述步骤B包括：

比较小区所需频率资源和所述固定频率资源大小，当小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅分配所需频率资源给该小区；未分配的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，分配所述固定频率资源给该小区，并将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

所述步骤B的执行实体为高层中心节点或者控制器。

所述控制器位于高层中心节点或者小区基站。

所述分配的频率资源为主频率资源，其设定的发射功率门限高于其它频率资源。

根据本发明的上述方法，将网络中的全部小区分成若干组，使每组中的各小区互不相邻；将系统频率资源按频率大小顺序划分成相同组，将每组频率资源作为所述固定频率资源唯一划分给一个小区组中的各小区。

根据本发明的上述方法，进一步将每组频率资源分成若干个频率子带；

所述步骤A中，每个小区根据自身负载状况计算出所需的频率子带个数；

所述步骤B中，比较各小区所需频率子带个数和所述固定频率资源包含的子带个数，当所需频率子带个数小于等于所述固定频率资源包含的子带个数时，该小区用户仅占用其所需的频率子带个数；记录该小区未占用的空闲子带个数；

当小区边界用户所需的子带个数大于所述固定频率资源包含的子带个数时，该小区边界用户占用所述固定频率资源包含的全部子带，标识该小区为资源需求小区，计算其需要额外分配的子带个数；并在所述资源需求小区的相邻小区中，按该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配相应空闲子带给该资源需求小区。

根据本发明的上述方法，在给所述资源需求小区分配空闲子带前还包括：

统计所述资源需求小区个数；

当存在两个或以上的所述资源需求小区时，将各资源需求小区按其需要额外分配的子带个数进行排序，优先选择需要额外分配的子带个数较多的所述资源需求小区，为其分配空闲子带。

根据本发明的上述方法，在为所述资源需求小区分配空闲子带后还包括：

更新所述资源需求小区和相邻小区中的资源占用情况；

遍历全部资源需求小区。

根据本发明的上述方法，将划分给每个小区的固定频率资源包含的子带按频率大小排序；

小区用户按其所需频率子带的个数占用按升序/降序排列的频率子带；将相邻小区的空闲子带按降序/升序排列，并按排列顺序将其空闲子带按资源需求小区需要的子带个数分配给资源需求小区。

根据本发明的上述方法，为所述资源需求小区分配空闲子带的具体方法为：

选择与所述资源需求小区相邻的一个相邻小区组；

判断该小区组中与所述资源需求小区相邻的全部相邻小区是否有公共空闲子带满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数；如果是，则在公共空闲子带中，将该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配给该资源需求小区。

根据本发明的上述方法，还包括设置所述相邻小区组的优先级顺序；按设置的优先级顺序依次判断各相邻小区组中是否有所述公共空闲子带。

根据本发明的上述方法，当全部相邻小区组判断完毕，没有所述公共空闲子带满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数时，按照相邻小区组的优先级从高到低的顺序以及每组中各相邻小区空闲子带数从小到大的顺序，依次判断各相邻小区中的空闲子带是否满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数；

匹配到满足条件的相邻小区后，将其空闲子带按该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配给该资源需求小区。

没有如果匹配到满足条件的相邻小区，则将相邻小区组中最大空闲子带数分配给所述资源需求小区。

根据本发明的上述方法，还包括小区内部进行频率资源调度的步骤。

所述小区内部进行频率资源调度包括但不限于：

比例公平PF调度方式、轮询调度方式、最大吞吐率调度方式或最大-最小资源调度方式。

所述PF调度包括：

对主频率和次频率分别进行PF调度；具体包括：

先按各边界用户在主频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；当本小区边界用户需求的频率资源小于分配的主频率时，按各中心用户在剩余的主频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；再按各中心用户在次频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；

当本小区边界用户需求的频率资源大于等于分配的主频率时，按各边界用户在主频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；没有分配到主频率资源的剩余边界用户和中心用户在次频率上进行PF调度。

所述剩余边界用户和中心用户在次频率上进行PF调度，包括：

将所述剩余边界用户所占主频率的PF值乘以一个大于1的加权系数；

按PF值大小排序所述剩余边界用户和中心用户，依次进行次频率资源分配。

所述PF调度还包括：

将边界用户占用的小区主频率和中心用户占用的小区次频率采用统一的PF调度；

将边界用户占用的主频率和次频率的PF值都乘以一个大于1的加权系数；

按PF值大小排序各边界用户和中心用户，依次进行主频率资源和次频率资源分配。

本发明另提供一种频率资源分配设备，包括：

第一功能单元，接收各小区周期上报的指示自身负载状况或所需频率资源的信息；

第二功能单元，根据各小区上报的信息确定出各小区所需频率资源，比较各小区上报的所需频率资源和划分给小区的固定频率资源大小，并输出比较结果给第三功能单元；

第三功能单元，当比较结果为小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅分配所需频率资源给该小区；将未分配的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当比较结果为小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，分配所述固定频率资源给该小区，并将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

本发明还提供一种无线通信系统，包括若干个小区及接收用户终端，还包括有本发明提供的上述频率资源分配设备。

所述频率资源分配设备为独立设置的物理实体，通过外部接口与各小区基站相连接；或者，所述频率资源分配设备为逻辑实体，集成于系统中的高层管理节点中。

所述无线通信系统为正交频分复用系统。

所述无线通信系统为上行通信链路系统或者下行通信链路系统。

本发明有益效果如下：

(1)本发明提供了一种具体的可实施的无线系统频率资源分配方法，结合静态资源分配和半静态资源协调，避免了小区间的干扰，有效地利用了频谱资源，同时提高小区边界的系统性能，并且满足了不同小区不同的边界负载需求。

(2)本发明采用先划分固定频率资源给各小区；比较小区所需频率资源和固定频率资源大小，当小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅占用所需频率资源；将未占用的剩余频率资源记为空闲频率资源；当小区所需频率资源大于固定频率资源时，占用分配的全部固定频率资源，并将相邻小区的空闲频率资源重新分配给该小区；

或者当小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅分配所需频率资源给该小区；未分配的剩余频率资源记为空闲频率资源；当小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，分配固定频率资源给该小区，并将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区；

其中，分配的频率资源可以专指主频率资源，使用较高发射功率门限。

因此，本发明实现了根据不同小区不同的负载需求，调整小区用户(特别是边界用户)占用的频率资源，以实现更大的小区边界吞吐率。

(3)在本发明方法中，将网络中的全部小区分成若干组，使每组中的各小区互不相邻；将系统频率资源按序划分成相同组，使每组频率资源唯一对应一个小区组，将每组频率资源所包含的若干个子带作为固定频率资源分配给对应小区组中的各小区，每个频率子带包含一个或一个以上的频率子载波；这样，就实现了相邻小区边界用户所占用的主频率资源互不重叠，以减少小区间干扰。

(4)在本发明方法中，还通过选择相邻小区的公共空闲资源分配给资源需求小区，尽量避免相邻小区占用相同的主频率，以减少小区间的同频干扰。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明实施例中频率重用因子为3时相邻小区使用正交的主频率示意图；

图3为本发明实施例中相邻3个小区采用集中传输分配连续子带示意图；

图4为本发明实施例中相邻3个小区采用分布传输分配间隔子带示意图；

图5为本发明小区频率资源分配设备功能模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以分配主频率资源给小区边界用户为例，对本发明方法加以详细描述。

参见图1，本发明方法包括如下步骤：

步骤S11、每个小区周期上报指示自身边界用户负载状况或所需频率资源的信息。

每个小区根据本小区所有用户反馈的信道质量指示(Channel QualityIndicator，CQI)来计算每个用户的几何因子，该计算几何因子的方法可参考R1-050599中给出的方法，并设定判据判断哪些用户是中心用户，哪些是边界用户；接下来，根据边界用户的个数和每个用户的负载情况计算出本小区边界的负载需求，进而计算出每个小区边界用户所需频率资源的多少，用频率子带的个数来表示。其中，通过负载需求来计算频率子带个数可以按照在满载的情况下确定可以传输的负载大小来计算出每个频率子带上可以传输的负载大小作为单位系数，这个单位系数可根据实际工程条件进行调整。

步骤S12、根据各小区上报的信息确定出各小区所需主频率资源，或根据各小区上报的所需频率资源，与划分给该小区的固定主频率资源进行比较，确定出需要额外分配主频率资源的资源需求小区。

执行步骤S12的实体为高层中心节点或者控制器，该控制器位于高层中心节点或者小区基站。

假设每个小区边界的频率重用因子为3时，每3个相邻小区的边界用户各使用相互正交的1/3频率资源作为主频率资源进行数据传输。如图2所示，以19个小区的情况为例，将所有的小区划分为3组，每组用不同的图案来表示，每组中的各个小区互不相邻，相邻不同组的3个小区使用互相正交的频率资源。以10MHz带宽模式为例，将有效的600个子载波分为24个子带；则将所有频率子带也划分为3组，每组包含8个子带。为了更好的进行半静态资源协调，初始分配固定的主频率资源给各个小区组和重新调整资源时，可以采取按照将每组频率资源进行编号的方法，将频率子带分配给各个小区。这种编号的分配方式可以适用于不同的资源复用方式，如集中式(Localized)和分布式(Distributed)，如图3、图4所示。

当资源复用的分配方式采用集中式时，相邻3个小区分配连续的子带，其示意图如图3所示。分配给第一组小区A的频率资源为最前的8个连续的频率子带A0～A7，分配给第二组小区B的频率资源为中间的8个连续的频率子带B0～B7，分配给第三组小区C的频率资源为最后的8个连续的频率子带C0～C7。

当资源复用的分配方式采用分布式时，相邻3个小区分配间隔的子带，其示意图如图4所示。分配给第一组小区A的频率子带为A0～A7，分配给第二组小区B的频率子带为B0～B7，分配给第三组小区C的频率子带为C0～C7。这三组频率子带相互间隔。

结合图2，即：

编号为1、9、11、13、15、17和19的七个小区分配的主频率子带为A0～A7；

编号为2、4、6、10、14和18的六个小区分配的主频率子带为B0～B7；

编号为3、5、7、8、12和16的六个小区分配的主频率子带为C0～C7。

将小区边界用户所需的频率子带个数与该小区分配的主频率子带个数进行比较，当所需频率子带个数小于等于该小区分配的主频率子带个数时，该小区边界用户仅占用其所需的频率子带个数；并记录该小区未被占用的空闲子带个数；当每个小区的边界用户占用分配的主频率资源时，可以按照图3、图4中的子带编号从小到大升序排列进行占用，例如，当某小区属于小区组A，需求占用的频率子带个数为5个，则其占用的频率子带可以为A0，A1，A2，A3和A4。

当小区边界用户所需的子带个数大于该小区分配的主频率子带个数时，该小区的边界用户占用分配的全部主频率资源，标识该小区为资源需求小区，并计算其需要额外分配的子带个数。

步骤S13、记录、排序并选择出一个资源需求小区。

当网络系统中存在有两个或两个以上小区需要额外分配资源时，可以采取先满足资源需求量较大的小区，即将每个需要额外资源的小区按其需要的子带个数从大到小进行排序，每次都选择资源需求量最大的小区来进行资源协调。当然也可以采取其它的排序方式，比如在多个资源需求小区中随机选取一个小区进行需求资源协调。

步骤S14、判断资源需求小区的相邻小区是否有公共空闲资源。具体包括：

选择与资源需求小区相邻的一个相邻小区组；首先判断该小区组中与资源需求小区相邻的全部相邻小区是否有公共空闲子带，即判断与资源需求小区相邻的全部相邻小区中空闲子带的最小值是否满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数；如果是，则在其公共空闲子带中将该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配给该资源需求小区。

如果资源需求小区有多个相邻小区组，可以设置各相邻小区组的优先级顺序；首先选择优先级别最高的相邻小区组；若判断出没有公共空闲子带，则按设置的优先级顺序选择下一个相邻小区组进行判断。

例如，假设图2中的小区1是资源需求小区，其小区边界用户占用分配给小区1的全部主频率资源A0～A7后，还需要额外的2个频率子带才能满足边界用户的资源需求。此时，根据预先设置的优先级顺序选择相邻小区组B。该相邻小区组B中与小区1相邻的小区分别为小区2、小区4和小区6；现假设：

小区2中有空闲子带B5、B6和B7；

小区4中有空闲子带B6和B7；

小区6中仅有空闲子带B7；

则小区组B中与小区1相邻的这三个小区的公共空闲子带为子带B7；而小区1需要额外的2个频率子带，因此，小区组B中的公共空闲子带不能满足小区1的要求。在这种情况下，再次选择小区1的另一个相邻小区组C，并判断相邻小区组C中与小区1相邻的小区3、小区5和小区7中是否有2个公共空闲子带。

如果资源需求小区的一个相邻小区组中相邻小区有公共空闲资源，则执行步骤S15；否则，执行步骤S16；

步骤S15、在公共空闲子带中，将该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配给该资源需求小区。

仍采用上例，假设小区组C中与小区1相邻的小区3、小区5和小区7中的空闲子带分别为(各小区的边界用户按子带升序占用其需要的子带数)：

小区3中有空闲子带C3、C4、C5、C6和C7；

小区5中有空闲子带C4、C5、C6和C7；

小区7中有空闲子带C5、C6和C7；

这样，这3个相邻小区有公共空闲子带C5、C6和C7，而小区1仅需要额外的2个频率子带，因此，可以在该相邻小区组C的公共空闲子带C5、C6和C7中选择2个子带分配给小区1。

在选择相邻小区的空闲子带时，可采用与本地小区边界用户占用频率子带相反的顺序来选择。即：如果小区边界用户按子带频率从小到大(或从大到小)的顺序占用子带，则在小区间进行频率资源再分配时，按其空闲子带频率从大到小(或从小到大)的相反顺序重新分配给资源需求小区。

上例中，需要在C5、C6和C7中选择2个子带分配给小区1；由于小区边界用户是按子带频率从小到大的顺序占用子带，因此，将C6和C7分配给小区1。

步骤S16、选择一个相邻小区的空闲频率资源分配给资源需求小区。

当全部相邻小区组判断完毕没有公共空闲子带满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数时，按照相邻小区组的优先级从高到低的顺序以及每组中各相邻小区空闲子带数从小到大的顺序，依次判断各相邻小区中的空闲子带是否满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数；当匹配到满足条件的相邻小区后，将其空闲子带按该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配给该资源需求小区。

如果所有相邻小区都判断完毕，没有匹配到满足条件的相邻小区，则选择空闲子带最多的相邻小区，将其全部空闲子带分配给该资源需求小区。

仍采用上例，先选择小区组B，由于小区组B中与小区1相邻的小区分别为小区2、小区4和小区6；且：

小区2中有空闲子带B5、B6和B7；

小区4中有空闲子带B6和B7；

小区6中仅有空闲子带B7；

对小区2、小区4和小区6按其空闲子带个数从小到大的顺序排列，则：

队列每一位为：小区6；

队列每二位为：小区4；

队列每三位为：小区2；

先判断队列第一位小区6的空闲子带个数是否满足要求，由于小区1需要额外分配2个子带，而小区6仅有一个空闲子带，因此，小区6不符合要求；

再判断队列第二位小区4的空闲子带个数是否满足要求，由于小区1需要额外分配2个子带，而小区4正好有2个空闲子带，因此，小区4符合要求；这样，就将小区4中的2个空闲子带B6和B7分配给小区1。在这种情况下，由于子带B6已被小区6的边界用户占用，因此，相邻的小区1和小区6使用的主频率资源有部分重叠(都使用了子带B6)。

当然，如果小区1需要额外分配的子带数过多，其每一个相邻小区的空闲子带都无法满足其要求。

例如，假设小区1需要6个额外分配的子带，而其相邻小区2-7的空闲子带状况如上所述，则没有一个相邻小区的空闲子带满足其要求。在这种情况下，选择空闲子带最多的相邻小区3，将其全部空闲子带C3、C4、C5、C6和C7；，都分配给资源需求小区1。此时，可能会出现多个相邻小区使用的主频率资源有一部分重叠的情况(小区1经过频率再分配后包含主频率子带C3、C4，而其相邻小区7使用的主频率也包含子带C3、C4，因此，在相邻小区1和小区7中使用了相同的主频率子带C3、C4)，重叠部分可采取干扰平均或者干扰消除方式，例如通过增加扰码可以起到干扰平均的作用；进行干扰检测解出干扰信号并将干扰分离出去，可以更大程度减少干扰的影响。

步骤S17、更新资源需求小区和相邻小区的资源占用情况。

系统为了实时掌握各小区的资源占用状况，对于进行了频率资源再分配的小区应该更新其实际占用的资源。

步骤S18、判断是否对系统中全部资源需求小区都进行过资源再分配，即是否遍历全部资源需求小区，若还有资源需求小区未被处理，则转至步骤S13；否则，结束本周期内小区间频率资源再分配。

按照本发明上述方法分配频率资源，可能出现本小区已分配的频率资源无法满足需求，而相邻小区没有空闲或者已经经过协调但仍有部分需求无法满足，此时需要在本小区内部进行资源调度来满足每个用户的需求及公平性。小区内部资源调度，可以采用的方式包括：

边界用户先占主频，满足不了需求时，则占次频来满足吞吐率的需求；中心用户先占次频，当主频有空闲时也可以占主频，等等。

另外，小区内部资源的分配可采取比例公平(Proportional Fairness，PF)、轮询(Round Robin)、最大吞吐率(Max Throughput)、最大最小(Max-min)等资源调度算法。具体包括：分别在主频率和次频率上进行比例公平(PF)调度来将资源分配给边界用户和中心用户，首先选择边界用户分配主频，按照PF排列的先后顺序来分配资源。当本小区边界需求小于分配的主频率时，则在剩余的主频率中，选择中心用户，也按照PF排列的先后顺序，保证吞吐率最大；在次频率上也进行PF排列中心用户。当本小区边界用户的频率需求大于分配的主频率时，将所有主频率按照PF排列边界用户，剩余的边界用户和中心用户在副频率上进行PF调度，但是为了保证这些剩余边界用户的性能，将这部分边界用户的PF度量乘以一个加权系数，相当于按照高功率发射得到的CQI值，将加权之后的边界用户和中心用户一同使用一个PF调度竞争次频率。

或者，也可以在主频率和次频率上采用统一的比例公平(PF)调度度量，只是为了尽量保证为边界用户分配功率较高的主频率，对边界用户在主频率和次频率上的PF调度度量都乘以一个大于1的系数，系数的选择可参考具体工程实现时的要求。此时，可以保证在总小区/扇区吞吐率性能和公平性折衷的条件下，尽量提高小区边界用户的性能。

根据本发明的上述方法，本发明提供一种频率资源分配设备，其功能模块结构示意图如图5所示，包括：

第一功能单元，接收各小区周期上报的自身负载状况或所需频率资源；

第二功能单元，根据各小区上报的所需频率资源或由上报的负载状况确定出各小区所需频率资源后，比较各小区上报的所需频率资源和划分给小区的固定频率资源大小，并输出比较结果给第三功能单元；

第三功能单元，当比较结果为小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅分配所需频率资源给该小区；将未分配的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当比较结果为小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，分配所述固定频率资源给该小区，并将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

本发明另提供一种无线通信系统，包括若干个小区及接收用户终端，还包括有本发明提供的上述频率资源分配设备。功能模块结构示意图如图5所示，不再重述。

该频率资源分配设备可以是独立设置的物理实体，通过外部接口与各小区基站相连接；或者为逻辑实体，集成于系统中的高层管理节点中。

本发明提供的上述无线通信系统可以是正交频分复用系统。

本发明提供的上述无线通信系统可以是上行通信链路系统或者下行通信链路系统。

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 (25)

1、一种无线系统频率资源分配方法，其特征在于，包括：

A、每个小区周期上报指示自身负载状况或所需频率资源的信息；

B、根据各小区上报的信息确定出各小区所需频率资源，判断各小区所需频率资源是否大于划分给小区的固定频率资源，如果是，则将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

分配所述固定频率资源给各小区；

比较小区所需频率资源和所述固定频率资源大小，当小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅占用所需频率资源；未占用的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，占用分配的全部固定频率资源，并将相邻小区的空闲频率资源重新分配给该小区。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

比较小区所需频率资源和所述固定频率资源大小，当小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅分配所需频率资源给该小区；未分配的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，分配所述固定频率资源给该小区，并将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B的执行实体为高层中心节点或者控制器。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制器位于高层中心节点或者小区基站。

6、如权利要求1-5任意权项所述的方法，其特征在于，所述分配的频率资源为主频率资源，其设定的发射功率门限高于其它频率资源。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，将网络中的全部小区分成若干组，使每组中的各小区互不相邻；将系统频率资源按频率大小顺序划分成相同组，将每组频率资源作为所述固定频率资源唯一划分给一个小区组中的各小区。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步将每组频率资源分成若干个频率子带；

所述步骤A中，每个小区根据自身负载状况计算出所需的频率子带个数；

所述步骤B中，比较各小区所需频率子带个数和所述固定频率资源包含的子带个数，当所需频率子带个数小于等于所述固定频率资源包含的子带个数时，该小区用户仅占用其所需的频率子带个数；记录该小区未占用的空闲子带个数；

当小区边界用户所需的子带个数大于所述固定频率资源包含的子带个数时，该小区边界用户占用所述固定频率资源包含的全部子带，标识该小区为资源需求小区，计算其需要额外分配的子带个数；并在所述资源需求小区的相邻小区中，按该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配相应空闲子带给该资源需求小区。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，在给所述资源需求小区分配空闲子带前还包括：

统计所述资源需求小区个数；

当存在两个或以上的所述资源需求小区时，将各资源需求小区按其需要额外分配的子带个数进行排序，优先选择需要额外分配的子带个数较多的所述资源需求小区，为其分配空闲子带。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，在为所述资源需求小区分配空闲子带后还包括：

更新所述资源需求小区和相邻小区中的资源占用情况；

遍历全部资源需求小区。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，将划分给每个小区的固定频率资源包含的子带按频率大小排序；

小区用户按其所需频率子带的个数占用按升序/降序排列的频率子带；

将相邻小区的空闲子带按降序/升序排列，并按排列顺序将其空闲子带按资源需求小区需要的子带个数分配给资源需求小区。

12、如权利要求10所述的方法，其特征在于，为所述资源需求小区分配空闲子带的具体方法为：

选择与所述资源需求小区相邻的一个相邻小区组；

判断该小区组中与所述资源需求小区相邻的全部相邻小区是否有公共空闲子带满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数；如果是，则在公共空闲子带中，将该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配给该资源需求小区。

13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括设置所述相邻小区组的优先级顺序；按设置的优先级顺序依次判断各相邻小区组中是否有所述公共空闲子带。

14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，当全部相邻小区组判断完毕，没有所述公共空闲子带满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数时，按照相邻小区组的优先级从高到低的顺序以及每组中各相邻小区空闲子带数从小到大的顺序，依次判断各相邻小区中的空闲子带是否满足该资源需求小区所需要额外分配的子带个数；

匹配到满足条件的相邻小区后，将其空闲子带按该资源需求小区需要额外分配的子带个数分配给该资源需求小区。

15、如权利要求14所述的方法，其特征在于，没有如果匹配到满足条件的相邻小区，则将相邻小区组中最大空闲子带数分配给所述资源需求小区。

16、如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括小区内部进行频率资源调度的步骤。

17、如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述小区内部进行频率资源调度包括但不限于：

比例公平PF调度方式、轮询调度方式、最大吞吐率调度方式或最大-最小资源调度方式。

18、如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述PF调度包括：

对主频率和次频率分别进行PF调度；具体包括：

先按各边界用户在主频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；当本小区边界用户需求的频率资源小于分配的主频率时，按各中心用户在剩余的主频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；再按各中心用户在次频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；

当本小区边界用户需求的频率资源大于等于分配的主频率时，按各边界用户在主频率上的PF值大小顺序排序进行资源分配；没有分配到主频率资源的剩余边界用户和中心用户在次频率上进行PF调度。

19、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述剩余边界用户和中心用户在次频率上进行PF调度，包括：

将所述剩余边界用户所占主频率的PF值乘以一个大于1的加权系数；

按PF值大小排序所述剩余边界用户和中心用户，依次进行次频率资源分配。

20、如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述PF调度包括：

将边界用户占用的小区主频率和中心用户占用的小区次频率采用统一的PF调度；

将边界用户占用的主频率和次频率的PF值都乘以一个大于1的加权系数；

按PF值大小排序各边界用户和中心用户，依次进行主频率资源和次频率资源分配。

21、一种频率资源分配设备，其特征在于，包括：

第一功能单元，接收各小区周期上报的指示自身负载状况或所需频率资源的信息；

第二功能单元，根据各小区上报的信息确定出各小区所需频率资源，比较各小区上报的所需频率资源和划分给小区的固定频率资源大小，并输出比较结果给第三功能单元；

第三功能单元，当比较结果为小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅分配所需频率资源给该小区；将未分配的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当比较结果为小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，分配所述固定频率资源给该小区，并将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

22、一种无线通信系统，包括若干个小区及接收用户终端，其特征在于，还包括有频率资源分配设备；所述频率资源分配设备包括：

第一功能单元，接收各小区周期上报的指示自身负载状况或所需频率资源的信息；

第二功能单元，根据各小区上报的信息确定出各小区所需频率资源，比较各小区上报的所需频率资源和划分给小区的固定频率资源大小，并输出比较结果给第三功能单元；

第三功能单元，当比较结果为小区所需频率资源小于等于所述固定频率资源时，仅分配所需频率资源给该小区；将未分配的剩余频率资源记为空闲频率资源；

当比较结果为小区所需频率资源大于所述固定频率资源时，分配所述固定频率资源给该小区，并将相邻小区的空闲频率资源分配给该小区。

23、如权利要求22所述的无线通信系统，其特征在于，所述频率资源分配设备为独立设置的物理实体，通过外部接口与各小区基站相连接；或者

所述频率资源分配设备为逻辑实体，集成于系统中的高层管理节点中。

24、如权利要求22或23所述的无线通信系统，其特征在于，所述无线通信系统为正交频分复用系统。

25、如权利要求22或23所述的无线通信系统，其特征在于，所述无线通信系统为上行通信链路系统或者下行通信链路系统。

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