《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > WiMAX FFR技術(shù)解析

WiMAX FFR技術(shù)解析

2009-06-29
作者:中興通訊

一.概述

   根據(jù)WiMAX Forum的統(tǒng)計(jì),在全球已經(jīng)有135個(gè)國(guó)家的455個(gè)WiMAX網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入商用。還有大量國(guó)家將陸續(xù)頒發(fā)WiMAX牌照。各個(gè)國(guó)家和地區(qū)所頒發(fā)的WiMAX牌照的帶寬資源都是不同的,有些國(guó)家牌照所包含的帶寬資源很豐富,如瑞典在2.5GHz頻段頒發(fā)了50MHz的TDD頻點(diǎn),日本頒發(fā)的牌照具有30MHz帶寬;有些國(guó)家牌照所包含的帶寬資源卻很少,如印度只有20MHz帶寬,新加坡某運(yùn)營(yíng)商只有12MHz帶寬,等。當(dāng)WiMAX帶寬資源非常有限,如何最大化利用頻率資源,提供最佳的容量和覆蓋性能的移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)營(yíng)商期望中興通訊提供的解決方案。

  頻率資源少導(dǎo)致的直接后果是同頻小區(qū)干擾。同頻小區(qū)之間干擾(Inter cell interference,ICI)是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)固有問題,是頻率復(fù)用的必然產(chǎn)物。和其他蜂窩通信系統(tǒng)一樣,移動(dòng)WiMAX系統(tǒng)蜂窩組網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)也需要確定頻率復(fù)用模式,并進(jìn)行頻率規(guī)劃。

?? 蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)中頻率復(fù)用方式常用(C×N×S)進(jìn)行定義,其中C為每簇中的基站數(shù),N是頻率復(fù)用的總信道(或信道組)數(shù),S是每基站的扇區(qū)數(shù)。當(dāng)運(yùn)營(yíng)商WiMAX頻率資源豐富時(shí),采用的主要頻率復(fù)用方式為3(1×3×3)或者6(2×6×3)。當(dāng)頻率資源不豐富時(shí),如僅僅1個(gè)10MHz,如何蜂窩組網(wǎng)?有以下三個(gè)選擇,

.?同頻組網(wǎng)的方式,1×1×3

.?PUSC 3 Segment,1×3Segment×3

.?部分頻率復(fù)用技術(shù)(Fractional Frequency Reuse: FFR)

  同頻組網(wǎng)1×1×3方式在小區(qū)邊界處干擾太大,無(wú)法接收到有用信號(hào);PUSC 3 Segment 的頻譜利用率低,吞吐量很難保證。

  ?FFR技術(shù)可以同時(shí)滿足覆蓋和容量的需求,下面將重點(diǎn)討論中興通訊的WiMAX部分頻率復(fù)用技術(shù)(Fractional Frequency Reuse: FFR)。

二.部分頻率復(fù)用技術(shù)FFR
  部分頻率復(fù)用技術(shù)(FFR)的原理是根據(jù)各種終端的信道條件和干擾情況(通常跟終端的位置有關(guān))采用不同的頻率復(fù)用系數(shù)。將所有子載波分成若干復(fù)用組,不同的復(fù)用組可以實(shí)現(xiàn)不同的復(fù)用系數(shù)。如果終端適合工作在復(fù)用系數(shù)為3的環(huán)境下,則分配給該終端復(fù)用系數(shù)是3的復(fù)用組;如果工作在復(fù)用系數(shù)為1的環(huán)境下,則分配給該終端復(fù)用系數(shù)是1的復(fù)用組。更靈活的FFR方法是對(duì)不同的子載波組采用不同的發(fā)射功率控制,以進(jìn)行小區(qū)間協(xié)調(diào)。

  FFR技術(shù)又可以通過“靜態(tài)”的和“動(dòng)態(tài)”的兩種方式實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)方式下,終端采用的頻率復(fù)用系數(shù)是相對(duì)固定的,與終端的“位置”對(duì)應(yīng)。終端測(cè)量下行相鄰小區(qū)(扇區(qū))的干擾,并將結(jié)果報(bào)告給基站。基站則可以根據(jù)干擾的情況分配給該終端適當(dāng)?shù)念l率復(fù)用系數(shù)。

  靜態(tài)方法的問題是,每個(gè)復(fù)用組中的子載波數(shù)是一定的,難以應(yīng)付各種不同的部署場(chǎng)景和業(yè)務(wù)流量分布。此時(shí)就需要采用動(dòng)態(tài)的FFR方法,即終端所處的復(fù)用集是不斷刷新的。這種動(dòng)態(tài)的調(diào)度綜合考慮了用戶QoS的要求、小區(qū)間干擾避免和公平性原則。動(dòng)態(tài)FFR要求基站能即時(shí)的獲得每個(gè)復(fù)用集的信道質(zhì)量信息(CQI),因此比較復(fù)雜。

??? 上圖是一種典型的FFR方式,F(xiàn)1、F2和F3代表在相同頻率中的不同的子信道的子集。在這種頻率配置下,扇區(qū)中心用戶采用復(fù)用系數(shù)1使得頻譜效率最大,扇區(qū)邊緣用戶采用部分頻率復(fù)用保證服務(wù)質(zhì)量和吞吐量,系統(tǒng)采用部分頻率復(fù)用的目標(biāo)是整體頻譜效率優(yōu)于復(fù)用系數(shù)1和復(fù)用系數(shù)3的情況。

FFR技術(shù)通過對(duì)系統(tǒng)資源的有效分配, 減小相鄰小區(qū)邊緣區(qū)域使用的資源在時(shí)間和頻率上的沖突, 降低干擾數(shù)量級(jí), 提高信號(hào)的接收信噪比, 從而提高系統(tǒng)小區(qū)邊緣的服務(wù)質(zhì)量, 甚至整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。

三. ZTE WiMAX FFR解決方案
  中興通訊WiMAX解決方案,主要考慮兩種方式,頻分方式FFR和時(shí)分方式FFR。下面首先介紹頻分方式FFR。

  頻分方式FFR

  在頻分方式FFR中,頻率資源的劃分如下圖所示。

??? 在頻分方式FFR方式將頻率資源劃分為一個(gè)重用集合Reuse3,包括子帶。相鄰扇區(qū)Sector1、Sector2、Sector3分別選擇Reuse3集合中子帶、、分配較高發(fā)射功率,其余兩個(gè)子帶分配較低功率 ,且滿足條件。

??? 上圖為在頻分方式FFR中,相鄰扇區(qū)頻率資源分配的方式。首先將每個(gè)扇區(qū)劃分為內(nèi)環(huán)區(qū)域和外環(huán)區(qū)域,然后為外環(huán)區(qū)域分配Reues3集合中功率對(duì)應(yīng)的子帶資源,最后為內(nèi)環(huán)區(qū)域分配Reues3集合中功率對(duì)應(yīng)的子帶資源。

在頻分方式FFR中,基站根據(jù)用戶反饋的子帶SINR值進(jìn)行內(nèi)外環(huán)用戶判斷。

時(shí)分方式FFR

??? 時(shí)分方式FFR的時(shí)-頻資源的劃分如下圖所示,下行子幀支持兩個(gè)ZONE,第一個(gè)是PUSC 1/3,第二個(gè)是PUSC all。小區(qū)中央用戶調(diào)度在PUSC all,小區(qū)邊緣用戶調(diào)度在PUSC 1/3,所以可以采用單頻點(diǎn)組網(wǎng),一定程度提高頻譜效率。


?

?????????????????????????????????????? 圖4在時(shí)分方式FFR中,時(shí)-頻資源劃分方式

  在時(shí)分方式FFR中,時(shí)-頻資源劃分為Reuse3Zone和Reuse1Zone。Reuse1Zone采用PUSC all sub-channels方式,相鄰小區(qū)Cell A、Cell B、Cell C都可以使用Reuse1Zone;而Reuse3Zone則采用PUSC分Segment組網(wǎng)方式,相鄰小區(qū)Cell A、Cell B、Cell C分配的Reuse1Zone頻率資源互相正交。

??? Reuse3Zone的子載波發(fā)射功率值要明顯高于Reuse1Zone的子載波發(fā)射功率值。與頻分方式FFR相同,在時(shí)分方式FFR中,基站根據(jù)用戶反饋的子帶SINR值進(jìn)行內(nèi)外環(huán)用戶判斷。

四.FFR性能分析  ?

??? FFR實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用系數(shù)為1的組網(wǎng)方式,通過仿真和測(cè)試,ZTE WiMAX FFR解決方案與1×1×3和1×3Segment×3的組網(wǎng)方式相比有以下優(yōu)點(diǎn):

.?時(shí)分方式FFR覆蓋與1×3Segment×3相同;

. 頻分方式FFR的覆蓋性能要優(yōu)于1×1×3組網(wǎng)方式,但要比1×3Segment×3模式的覆蓋性能差,當(dāng)內(nèi)環(huán)發(fā)射功率下降較多時(shí),頻分方式FFR的覆蓋效果等 同于1×3Segment×3模式;

. 時(shí)分方式與頻分方式FFR方式下,整體頻譜效率要遠(yuǎn)高于1×3Segment×3組網(wǎng)方式,與1×1×3組網(wǎng)方式類似;

  通過以上分析,綜合考慮覆蓋和吞吐量,F(xiàn)FR的性能要好于1×3Segment×3和1×1×3方式。

?

  中興通訊WiMAX FFR技術(shù)采取內(nèi)外環(huán)用戶采用不同頻率復(fù)用的方式,避免了干擾,提高小區(qū)邊緣性能,實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用系數(shù)為1的組網(wǎng)方式,幫助運(yùn)營(yíng)商解決了頻率資源有限的情況下,蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和吞吐量性能。

  通過提供性能卓越產(chǎn)品,中興WiMAX已經(jīng)樹立起了業(yè)界的領(lǐng)先地位。2009年,ZTE在年全球市場(chǎng)已經(jīng)建立超過40個(gè)的移動(dòng)WiMAX商用和實(shí)驗(yàn)局,遍布美洲、非洲、亞洲、歐洲。中興通訊全系列WiMAX產(chǎn)品是運(yùn)營(yíng)商建設(shè)WiMAX卓越網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請(qǐng)及時(shí)通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。