Внутрисотовое общее повторное использование для системы беспроводной связи

Внутрисотовое общее повторное использование для системы беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к связи вообще и к передаче данных по системам беспроводной связи, в частности.

Уровень техники

Система множественного доступа может одновременно поддерживать связь с множеством терминалов по прямой и обратной линиям связи. Прямой (или нисходящей) линией связи называется линия связи от базовых станций к терминалам, а обратной (или восходящей) линией связи называется линия связи от терминалов к базовым станциям.

Множество терминалов могут одновременно передавать данные по обратной линии связи и/или принимать данные по прямой линии связи. Этого можно достичь посредством мультиплексирования передач данных по каждому каналу связи, так чтобы они были ортогональны друг другу по времени, частоте и/или кодовой области. Ортогональность гарантирует, что передача данных для каждого терминала не создает помех передаче данных для других терминалов.

Система множественного доступа содержит, как правило, множество сот, где термин "сота" может относиться к базовой станции и/или к зоне ее покрытия в зависимости от контекста употребления этого термина. Для увеличения емкости зона покрытия каждой базовой станции может быть поделена на множество (например, на три) секторов посредством соответствующих диаграмм направленности антенн. Каждый сектор обслуживает подсистема базового приемопередатчика (BTS). BTS для всех секторов одной соты обычно размещаются на базовой станции, относящейся к этой соте, и эти сектора считаются расположенными рядом друг с другом. В целом термин "сектор" может означать BTS и/или зону ее покрытия в зависимости от контекста употребления этого термина.

В системе, разбитой на секторы, секторы каждой соты обычно используют один и тот же частотный диапазон. Поэтому передача данных в каждом секторе данной соты представляет потенциальную помеху для передачи данных в других секторах той же соты. Недопущение возникновения помех между секторами одной соты обеспечивается обычно посредством управления для каждого сектора диаграммной направленности антенны таким образом, что коэффициент усиления антенны быстро спадает вне заданной для сектора зоны покрытия. Однако край каждого сектора обычно перекрывает края соседних секторов. Терминал, расположенный на границе между двумя секторами одной соты, может в этом случае испытывать сильную "внутрисотовую" помеху со стороны соседнего сектора. Такая помеха может существенно ухудшить качество работы.

Таким образом, в данной области техники существует потребность в создании способов, предназначенных для ослабления вредного влияния внутрисотовых помех для терминалов, расположенных на границах секторов одной соты.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описаны способы эффективного недопущения или ослабления внутрисотовых помех для терминалов, расположенных внутри соты. Эти способы называются способами "внутрисотового общего повторного использования" и могут применяться в различных системах беспроводной связи как на прямых, так и на обратных линиях связи. В соответствии с внутрисотовым общим повторным использованием каждый сектор соты связан со специфическим для сектора набором системных ресурсов и по меньшей мере с одним общим набором системных ресурсов. Системными ресурсами могут быть частотные поддиапазоны, временные интервалы и т.д. Специфический для сектора набор для каждого сектора не перекрывается с этим по меньшей мере одним общим набором и включает в себя системные ресурсы, отличные от этого по меньшей мере одного общего набора для этого сектора. Каждый общий набор для каждого сектора включает в себя системные ресурсы, не испытывающие или почти не испытывающие помех со стороны еще одного сектора соты. Как описано ниже, для различных вариантов осуществления внутрисотового общего повторного использования могут быть определены различные общие наборы.

Для выделения терминалу системных ресурсов в данном секторе x первоначально устанавливают состояние канала для этого терминала на основании, например, результатов измерений прямой линии связи, осуществляемых терминалом для различных секторов, и/или результатов измерений обратной линии связи, осуществляемых различными секторами для терминала. Терминалу выделяют системные ресурсы из общего набора или специфического для сектора набора для сектора x на основании, по меньшей мере, состояния канала, используемого терминалом. Например, если терминал испытывает сильные помехи со стороны другого сектора y, то такому терминалу могут быть выделены ресурсы из общего набора, которые не испытывают или почти не испытывают помех со стороны сектора y. Терминалу могут быть также выделены ресурсы из этого общего набора, если терминал находится в режиме "более мягкой" передачи обслуживания и осуществляет связь одновременно с секторами x и y. В любом случае передача данных для терминала осуществляется по прямой и/или обратной линии связи с использованием выделенных системных ресурсов.

Внутрисотовое общее повторное использование можно использовать в системе множественного доступа с ортогональным разделением частот (OFDMA), в которой применяется мультиплексирование с ортогональным разделением частот (OFDM). Для системы OFDMA каждый общий набор и каждый специфический для сектора набор включает в себя множество частотных поддиапазонов, и терминалу могут быть выделены для передачи данных один или несколько частотных поддиапазонов. Для системы OFDMA со скачкообразной сменой частоты (FH-OFDMA) может формироваться для каждого общего набора и для каждого специфического для сектора набора множество ортогональных схем скачкообразной смены частоты (FH). Терминалу для передачи данных может быть выделена одна схема FH из одного набора.

Далее подробно описываются различные аспекты и варианты осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и характер настоящего изобретения станут более ясными из приведенного ниже подробного описания, рассматриваемого совместно с чертежами, в которых подобные обозначения указывают на подобные элементы и где:

на Фиг.1 приведена система беспроводной связи;

на Фиг.2 приведена типичная диаграмма направленности антенны для одного сектора;

на Фиг.3A приведена сота с тремя секторами;

на Фиг.3B приведены внутрисотовые помехи, наблюдаемые двумя пользователями в соте;

на Фиг.4 приведены общий набор и специфический для сектора набор для первого варианта осуществления внутрисотового общего повторного использования;

на Фиг.5A-5D приведены три общих набора и три специфических для сектора набора для второго варианта осуществления внутрисотового общего повторного использования;

на Фиг.6A-6D приведены четыре общих набора и три специфических для сектора набора для третьего варианта осуществления внутрисотового общего повторного использования;

на Фиг.7 приведено распределение восьми пользователей в трех секторах соты;

на Фиг.8A, 8B и 8C приведено формирование общих наборов и специфических для сектора наборов соответственно для первого, второго и третьего вариантов осуществления внутрисотового общего повторного использования;

на Фиг.9 приведена схема скачкообразной смены частоты;

на Фиг.10 приведен процесс передачи данных при помощи внутрисотового общего повторного использования;

на Фиг.11 приведен процесс выделения поддиапазонов терминалу;

на Фиг.12 приведен процесс передачи данных на выделенных поддиапазонах;

на Фиг.13 приведен процесс приема данных на выделенных поддиапазонах;

на Фиг.14 приведены две базовые станции, сотовый модуль и терминал.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Слово "иллюстративный" используется в настоящем описании в значении "служащий в качестве примера или иллюстрации". Любой вариант осуществления или любая конструкция, приведенные в настоящем описании, не обязательно должны считаться предпочтительными или более выгодными по сравнению с другими вариантами осуществления или конструкциями.

Способы внутрисотового общего повторного использования, описанные в настоящем документе, могут применяться для различных систем беспроводной связи с множественным доступом. Для большей ясности эти способы описаны для системы OFDMA, в которой используется OFDM. OFDM фактически делит полную ширину полосы частот системы на множество (N) ортогональных частотных поддиапазонов, которые также называются частотными интервалами (тонами), поднесущими, элементами разрешения по частоте, частотными каналами и т.д. Каждый поддиапазон связан с соответствующей поднесущей, которую могут модулировать данные.

На фиг.1 приведена иллюстративная система OFDMA 100 с множеством базовых станций 110, которые поддерживают связь с множеством беспроводных терминалов 120. Базовая станция является стационарной станцией, используемой для связи с терминалами, и может также называться точкой доступа, узлом B или некоторыми другими терминами. Терминалы 120 обычно рассредоточены по системе, и каждый терминал может быть стационарным или мобильным. Терминал может также называться мобильной станцией, оборудованием пользователя (UE), устройством беспроводной связи или некоторыми другими терминами. В любой данный момент каждый терминал может осуществлять связь с одной или, возможно, с несколькими базовыми станциями по прямым и обратным линиям связи. В централизованной архитектуре с базовыми станциями связан системный контроллер 130, который обеспечивает согласованную работу базовых станций и управление ими. В распределенной архитектуре базовые станции могут осуществлять связь друг с другом по мере необходимости, например, для обслуживания терминалов, согласования использования системных ресурсов и т.д.

Каждая базовая станция 110 обеспечивает зону покрытия радиосвязью для соответствующего географического района. Зона покрытия каждой базовой станции может быть разделена на несколько (например, три) секторов при помощи диаграмм направленности направленных антенн.

На фиг.2 приведена иллюстративная диаграмма 210 направленности, используемая для сектора. На диаграмме направленности приведены нормированные коэффициенты усиления антенны для положения под различными углами, где нормирование осуществлено таким образом, что максимальный коэффициент усиления антенны равен 0 децибел (дБ). Диаграмма 210 направленности антенны имеет один главный лепесток, ширина которого на уровне -3 дБ составляет 65 градусов.

На фиг.3A приведена сота 310 с тремя секторами 312a, 312b и 312c, которые обозначены соответственно как сектора 1, 2 и 3. Каждый сектор может быть определен соответствующей диаграммой 210 направленности антенны. Главные лепестки этих трех диаграмм направленности антенны для трех секторов могут быть направлены под горизонтальным углом 120° относительно друг друга. При использовании соответствующей диаграммы направленности антенны обеспечивается высокая степень изоляции от помех для большинства пользователей в этих секторах.

На фиг.3B показаны внутрисотовые помехи, наблюдаемые двумя пользователями u и v в соте 310, в которой используется диаграмма направленности антенны шириной 65°, изображенная на фиг. 2. Пользователь u расположен под горизонтальным углом 32,5° относительно сектора 1, и для него коэффициент усиления антенны для сектора 1 составляет -3 дБ. Кроме того, для пользователя u коэффициент усиления антенны для сектора 2, который расположен под горизонтальным углом 87,5°, составляет -18 дБ, и коэффициент усиления антенны для сектора 3, который расположен под горизонтальным углом 152,5°, составляет -31 дБ. Внутрисотовая помеха, наблюдаемая пользователем u от обоих секторов 2 и 3, на 14,8 дБ ниже уровня полезных сигналов от сектора 1. Пользователь v расположен под горизонтальным углом 60° относительно сектора 1 и находится на границе между секторами 1 и 3. Можно показать, что внутрисотовая помеха, наблюдаемая пользователем v, выше уровня полезных сигналов.

Вообще говоря, зона покрытия каждой базовой станции может иметь любые размер и форму и может зависеть от различных факторов, таких как рельеф местности, препятствия и т.д. Размер и форма каждого сектора зависят от диаграммы направленности антенны для этого сектора, а также от других факторов. Сектора соты обычно перекрываются на краях для обеспечения хорошей зоны покрытия радиосвязью и упрощения передачи обслуживания между секторами. Сота/сектор может быть или может не быть непрерывной областью, и край соты/сектора может иметь довольно сложную конфигурацию.

Каждый сектор обслуживается, как правило, одной BTS. BTS для всех секторов одной соты обычно расположены на базовой станции этой соты. Для простоты в дальнейшем описании термин "базовая станция" используется в целом для обозначения как стационарной станции, которая обслуживает соту, так и стационарной станции, которая обслуживает сектор. "Обслуживающая" базовая станция или "обслуживающий" сектор - это такая станция или такой сектор, с которым осуществляет связь терминал. В настоящем описании термины "терминал" и "пользователь" также используются как взаимозаменяемые.

В системе OFDMA в каждой соте могут быть распределены пользователи с различным состоянием канала. Эти пользователи могут вносить различный вклад во внутрисотовые помехи и обладать различной устойчивостью к внутрисотовым помехам. Состояние канала для каждого пользователя можно количественно выразить такими величинами, как принимаемый уровень пилот-сигнала, принимаемая мощность пилот-сигнала, коэффициент усиления в канале, отношение сигнала к помехам и шуму (SINR) и/или при помощи какой-либо иной измеряемой величины для одного или нескольких секторов. Пользователь, находящийся на границе сектора (или просто "пользователь на краю сектора"), обычно использует канал с плохим состоянием, например, низкое SINR из-за низкого коэффициента усиления в канале для этого сектора, сильных внутрисотовых помех и т.д. Пользователь на краю сектора вообще обладает меньшей устойчивостью к внутрисотовым помехам, создает более сильные помехи другим пользователям, имеет плохое качество связи и может оказаться узким местом в системе, к которой предъявляется требование равнодоступности.

Способы внутрисотового общего повторного использования могут обеспечить отсутствие или снижение помех, наблюдаемых пользователями на краю сектора. При применении внутрисотового общего повторного использования пользователю u, находящемуся на границе нескольких секторов, выделяют поддиапазоны, ортогональные поддиапазонам, выделенным другим пользователям в этих секторах. В этом случае пользователь u не будет или почти не будет наблюдать внутрисотовых помех со стороны этих других пользователей и сможет повысить качество связи. Ниже описаны различные варианты осуществления внутрисотового общего повторного использования.

На фиг.4 приведена диаграмма Венна для общего набора поддиапазонов и набора поддиапазонов, специфических для сектора, в соответствии с первым вариантом осуществления внутрисотового общего повторного использования. Общий набор обозначен буквой C и изображен в виде белого круга. Специфический для сектора набор обозначен буквой S и изображен в виде области с диагональной штриховкой. Общий набор C содержит поддиапазоны, которые являются общими для всех секторов соты. Специфический для сектора набор S содержит поддиапазоны, которые могут быть выделены каждым сектором его пользователям. Поддиапазоны в наборах C и S берутся из полного набора всех поддиапазонов, которые могут использоваться для передачи данных. Общий набор C и специфический для сектора набор S не перекрывают друг друга (то есть являются непересекающимися или взаимно исключающими) в том смысле, что каждый диапазон, который может использоваться, относится только к набору C или S.

Общий набор и специфический для сектора набор могут быть определены следующим образом:

S=Ω\C и S∩C=Θ, (1)

где "\" обозначает операцию получения разностного набора;

"∩" обозначает операцию получения пересечения наборов;

Ω обозначает полный набор, содержащий все поддиапазоны, которые могут быть использованы;

Θ обозначает нулевой/пустой набор.

Общий набор C содержит поддиапазоны, выбранные из всех N поддиапазонов в системе. Для достижения частотного разнесения поддиапазоны в общем наборе C могут быть распределены по всем N поддиапазонов описанным ниже способом. Специфический для сектора набор S может быть образован при помощи операции получения разностного набора между полным набором Ω и общим набором C.

Размер общего набора можно выбрать на основе различных факторов, таких как, например, ожидаемое число пользователей на краю диапазона, требуемая общая спектральная эффективность для соты и т.д. Размер общего набора может быть выбран таким образом, чтобы обеспечить эффективное использование полосы частот системы с одновременным снижением помех для значительного числа пользователей.

Каждый сектор может выделить поддиапазоны из специфического для сектора набора S своим пользователям, которые наблюдают хорошее или удовлетворительное состояние канала. Поддиапазоны из общего набора C могут быть выделены слабым пользователям, наблюдающим плохое состояние канала. Один сектор в соте или сама сота могут быть предназначены для выделения поддиапазонов из общего набора C всем слабым пользователям в соте. Каждый поддиапазон из общего набора выделяется только одному пользователю в соте. Поскольку наборы C и S не пересекаются, слабые пользователи, которым выделены поддиапазоны из общего набора C, будут наблюдать отсутствие или почти отсутствие помех со стороны других пользователей, которым выделены поддиапазоны из специфического для сектора набора S.

Каждый сектор может иметь сильных пользователей, имеющих хорошее состояние канала и высокое SINR. Эти сильные пользователи могут обеспечиваться надлежащим обслуживанием при помощи передачи сигнала с пониженной мощностью на прямой и/или обратной линиях связи. Каждый сектор может выделить своим сильным пользователям поддиапазоны из общего набора C и может управлять использованием этих поддиапазонов и ограничивать это использование с целью недопущения создания чрезмерных помех слабым пользователям, которым выделены эти поддиапазоны. Например, передача данных сильным пользователям на поддиапазонах из общего набора может быть ограничена установленным пределом передаваемой мощности.

Общий набор C может использоваться для поддержки пользователей, находящихся в состоянии "более мягкой" передачи обслуживания. Более мягкой передачей обслуживания называется процесс, в котором пользователь одновременно осуществляет связь с несколькими секторами одной соты. Более мягкая передача может поддерживаться на прямой линии связи, на обратной линии связи и на обеих линиях связи.

Если данному пользователю u выделены поддиапазоны из общего набора C, то данные трафика/пакетные данные для пользователя u, передаваемые по прямой линии связи, могут передаваться из одного или нескольких секторов одной соты. Если данные трафика передаются из одного сектора, то поддиапазоны, выделенные пользователю u, можно повторно использовать в другом секторе (секторах) при условии, что для пользователя u может быть обеспечена достаточная изоляция от помех со стороны других пользователей, которым выделены те же поддиапазоны. Если данные трафика для пользователя u передаются из нескольких секторов с целью более мягкой передачи, то пользователь u получает выгоду от разнесенного коэффициента усиления, возникающего из-за множественной передачи.

Если пользователь u передает данные по обратной линии связи, то данные, передаваемые по обратной линии связи от пользователя u, могут быть приняты и декодированы одним или несколькими секторами одной соты. Поскольку сектора расположены рядом друг с другом, символы мягкого решения, полученные этими секторами для пользователя u, можно объединить и затем декодировать для улучшения качества декодирования. Обычно такой подход называется совместным декодированием. Если выполняется совместное декодирование, то пользователь u получает выгоду от разнесенного коэффициента усиления, возникающего за счет того, что передачу данных от пользователя u по обратной линии принимают несколько секторов. Если совместное декодирование не выполняется, то поддиапазоны, выделенные пользователю u, можно повторно использовать в других секторах. Другие пользователи, которым выделены те же поддиапазоны, что выделены пользователю u, могут работать, создавая незначительные помехи пользователю u на обратной линии связи.

На фиг.3B пользователь v находится на границе между секторами 1 и 3 и может почти не испытывать помех со стороны сектора 2. Аналогично пользователь, находящийся на границе между секторами 1 и 2, может почти не испытывать помех со стороны сектора 3, а пользователь, находящийся на границе между секторами 2 и 3, может почти не испытывать помех со стороны сектора 1. Можно улучшить использование ширины полосы частот, если определить общие наборы не для всех секторов, а для пар секторов.

На фиг.5A приведена диаграмма Венна трех общих наборов поддиапазонов, которые обозначены C₁₂, C₁₃ и C₂₃, в соответствии со вторым вариантом осуществления внутрисотового общего повторного использования. В этом варианте осуществления три общих набора не перекрывают друг друга. Общий набор C₁₂ содержит поддиапазоны, которые являются общими для секторов 1 и 2 одной соты, общий набор C₁₃ содержит поддиапазоны, которые являются общими для секторов 1 и 3, и общий набор C₂₃ содержит поддиапазоны, которые являются общими для секторов 2 и 3.

Для каждого сектора x может быть определен специфический для сектора набор S_x, который не перекрывается с двумя общими наборами C_xy и C_xz для сектора x, где x∈{1,2,3}, y∈{1,2,3}, z∈{1,2,3}, x≠y, x≠z и y≠z. Специфический для сектора набор C_x может содержать все используемые поддиапазоны, которые не включены в общие наборы C_xy и C_xz. Общие и специфические для сектора наборы для сектора x можно определить следующим образом:

S_x=Ω\(C_xy∪C_xz) и C_xy∪C_xz∪C_yz=Θ (2)

На фиг.5B приведена диаграмма Венна общих наборов C₁₂ и C₁₃ и специфического для сектора набора S₁ для сектора 1. Каждый из общих наборов C₁₂ и C₁₃ изображен в виде белого кружка. Специфический для сектора набор S₁ изображен в виде области с диагональной штриховкой. Специфический для сектора набор S₁ содержит все поддиапазоны из полного набора Ω, которые отсутствуют в общих наборах C₁₂ и C₁₃. Сектор 1 может выделить поддиапазоны из специфического для сектора набора S₁ сильным и средним пользователям, находящимся в этом секторе и наблюдающим хорошее или удовлетворительное состояние канала.

На фиг.5C приведена диаграмма Венна общих наборов C₁₂ и C₂₃ и специфического для сектора набора S₂ для сектора 2. Специфический для сектора набор S₂ содержит все поддиапазоны из полного набора Ω, которые отсутствуют в общих наборах C₁₂ и C₂₃. Сектор 2 может выделить поддиапазоны из специфического для сектора набора S₂ сильным и средним пользователям в этом секторе.

На фиг.5D приведена диаграмма Венна общих наборов C₁₃ и C₂₃ и специфического для сектора набора S₃ для сектора 3. Специфический для сектора набор S₃ содержит все поддиапазоны из полного набора Ω, которые отсутствуют в общих наборах C₁₃ и C₂₃. Сектор 3 может выделить поддиапазоны из специфического для сектора набора S₃ сильным и средним пользователям в этом секторе.

В случаях, приведенных на фиг.5B-5D, поддиапазоны из общего набора C₁₂ могут быть выделены слабым пользователям, находящимся на границе между секторами 1 и 2. Поддиапазоны из общего набора C₁₃ могут быть выделены слабым пользователям, находящимся на границе между секторами 1 и 3. Поддиапазоны из общего набора C₂₃ могут быть выделены слабым пользователям, находящимся на границе между секторами 2 и 3.

Для второго варианта осуществления внутрисотового общего повторного использования поддиапазоны из общего набора C_xy ортогональны поддиапазонам из специфических для сектора наборов S_x и S_y. Таким образом, слабому пользователю, находящемуся на границе между секторами x и y, могут быть выделены поддиапазоны из общего набора C_xy, и в этом случае такой пользователь не будет или почти не будет наблюдать внутрисотовых помех со стороны других пользователей, которым выделены поддиапазоны из специфических для сектора наборов S_x и S_y. Второй вариант осуществления внутрисотового общего повторного использования также может улучшить использование ширины полосы частот. Поддиапазоны из общего набора C_xy включены в специфический для сектора набор S_z и могут выделяться сильным и средним пользователям в секторе z.

В альтернативном варианте второго варианта осуществления специфический для сектора набор S₁₂₃, содержащий все поддиапазоны из полного набора Ω, которые отсутствуют в трех общих наборах C₁₂, C₁₃ и C₂₃, определяют следующим образом:

S₁₂₃=Ω\(C₁₂∪C₁₃∪C₂₃). (3)

Каждый сектор x может выделить поддиапазоны в специфическом для сектора наборе S₁₂₃ своим сильным и средним пользователям. Поддиапазоны из общего набора S_xy могут быть выделены слабым пользователям, находящимся на границе между секторами x и y, а поддиапазоны из общего набора S_xz могут быть выделены слабым пользователям, находящимся на границе между секторами x и z. Сектор x может выделить поддиапазоны из общего набора S_yz сильным пользователям, которые создадут незначительные помехи слабым пользователям, расположенным на границе между секторами y и z и получившим поддиапазоны из этого общего набора S_yz.

Пользователь потенциально может наблюдать сильные помехи со стороны двух других секторов. Для обслуживания такого пользователя, находящегося в неблагоприятных условиях, могут быть определены общие наборы при одновременном обеспечении хорошего использования ширины полосы частот.

На фиг.6A приведена диаграмма Венна для четырех общих поддиапазонов C₁₂, C₁₃, C₂₃ и C₁₂₃ в соответствии с третьим вариантом осуществления внутрисотового общего повторного использования. Общий набор C₁₂ содержит поддиапазоны, которые являются общими для секторов 1 и 2 одной соты, общий набор C₁₃ содержит поддиапазоны, которые являются общими для секторов 1 и 3, общий набор C₂₃ содержит поддиапазоны, которые являются общими для секторов 2 и 3, и общий набор C₁₂₃ содержит поддиапазоны, которые являются общими для всех трех секторов 1, 2 и 3.

Для каждого сектора x может быть определен специфический для сектора набор S_x для сектора x, который не перекрывает три общих набора C_xy, C_xz и C_xyz для сектора x. Специфический для сектора набор S_x может содержать все используемые поддиапазоны, которые не входят в общие наборы C_xy, C_xz и C_xyz. Общие и специфические для сектора наборы для сектора x можно определить следующим образом:

S_x=Ω\(C_xy∪C_xz∪C_xyz) и C_xy∪C_xz∪C_yz∪C_xyz=Θ. (4)

На фиг.6B приведена диаграмма Венна общих наборов C₁₂, C₁₃ и C₁₂₃ и специфического для сектора набора S₁ для сектора 1. Общий набор C₁₂ изображен в виде области с вертикальной штриховкой, общий набор C₁₃ изображен в виде области с сетчатой штриховкой, общий набор C₁₂₃ изображен в виде белого кружка, а специфический для сектора набор S₁ изображен в виде области с диагональной штриховкой. Специфический для сектора набор S₁ содержит все поддиапазоны из полного набора Ω, которые не входят в общие наборы C₁₂, C₁₃ и C₁₂₃. Сектор 1 может выделить поддиапазоны из специфического для сектора набора S₁ сильным и средним пользователям в этом секторе.

На фиг.6C приведена диаграмма Венна общих наборов C₁₂, C₂₃ и C₁₂₃ и специфического для сектора набора S₂ для сектора 2. Специфический для сектора набор S₂ содержит все поддиапазоны из полного набора Ω, которые не входят в общие наборы C₁₂, C₂₃ и C₁₂₃. Сектор 2 может выделить поддиапазоны из специфического для сектора набора S₂ сильным и средним пользователям в этом секторе.

На фиг.6D приведена диаграмма Венна общих наборов C₁₃, C₂₃ и C₁₂₃ и специфического для сектора набора S₃ для сектора 3. Специфический для сектора набор S₃ содержит все поддиапазоны из полного набора Ω, которые не входят в общие наборы C₁₃, C₂₃ и C₁₂₃. Сектор 3 может выделить поддиапазоны из специфического для сектора набора S₃ сильным и средним пользователям в этом секторе.

В случаях, приведенных на фиг.6B-6D, поддиапазоны из общего набора C₁₂ могут выделяться слабым пользователям, находящимся на границе между секторами 1 и 2. Поддиапазоны из общего набора C₁₃ могут выделяться слабым пользователям, находящимся на границе между секторами 1 и 3. Поддиапазоны из общего набора C₂₃ могут выделяться слабым пользователям, находящимся на границе между секторами 2 и 3. Поддиапазоны из общего набора C₁₂₃ могут выделяться слабым пользователям, находящимся на границе между всеми тремя секторами 1, 2 и 3.

В третьем варианте осуществления внутрисотового общего повторного использования поддиапазоны из общего набора C_xy ортогональны поддиапазонам из специфических для сектора наборов S_x и S_y. Слабому пользователю, находящемуся на границе между секторами x и y, могут быть выделены поддиапазоны из общего набора C_xy, и тогда такой пользователь не будет или почти не будет испытывать внутрисотовых помех со стороны других пользователей, которым выделены поддиапазоны из специфических для сектора наборов S_x и S_y. Поддиапазоны из общего набора C_xyz ортогональны поддиапазонам из специфических для сектора наборов S_x, S_y и S_z. Слабому пользователю, находящемуся на границе между всеми тремя секторами x, y и z, могут быть выделены поддиапазоны из общего набора C_xyz, и тогда такой пользователь не будет или почти не будет испытывать внутрисотовых помех со стороны других пользователей, которым выделены поддиапазоны из специфических для сектора наборов S_x, S_y и S_z. Третий вариант осуществления может также улучшить использование ширины полосы частот. Поддиапазоны из общего набора C_xy включены в специфический для сектора набор S_z и могут выделяться сильным и средним пользователям в секторе z. Сектор x может также выделить поддиапазоны из общего набора S_yz сильным пользователям, которые не создадут значительных помех слабым пользователям, находящимся на границе между секторами y и z и получившим поддиапазоны из набора S_yz.

На фиг.7 приведен пример распределения восьми пользователей в трех секторах одной соты. На фиг.7 также показано выделение поддиапазонов в соответствии с третьим вариантом осуществления внутрисотового общего повторного использования. В этом примере пользователь a находится в секторе 1, и ему выделены поддиапазоны из специфического для сектора набора S₁. Пользователь b находится между секторами 1 и 2, и ему выделены поддиапазоны из общего набора C₁₂. Пользователи c и d находятся в секторе 2, и им выделены поддиапазоны из специфического для сектора набора S₂. Пользователь e находится между секторами 2 и 3, и ему выделены поддиапазоны из общего набора C₂₃. Пользователь f находится в секторе 3, и ему выделены поддиапазоны из специфического для сектора набора S₃. Пользователь g находится между секторами 1 и 3, и ему выделены поддиапазоны из общего набора C₁₃. Пользователь h находится между секторами 1, 2 и 3, и ему выделены поддиапазоны из общего набора C₁₂₃.

Общие и специфические для сектора наборы можно формировать различным образом. Для системы OFDMA доступно полное число поддиапазонов N, созданных посредством OFDM. Для передачи данных трафика, пилот-сигнала и сигнала вызова могут использоваться все N поддиапазонов или их поднабор. Как правило, некоторые поддиапазоны не используются для передачи и служат в качестве защитных поддиапазонов, чтобы система удовлетворяла требованиям спектральной маски. Для простоты в последующем описании предполагается, что для передачи могут использоваться все N поддиапазонов, то есть защитные поддиапазоны отсутствуют.

На фиг.8A приведен пример формирования общего набора C и специфического для сектора набора S для первого варианта осуществления внутрисотового общего повторного использования. В этом примере все N поддиапазонов разбиты на М групп, причем каждая группа содержит L поддиапазонов, где M>1, L>1, и M∙L=N. Общий набор C содержит один (например, первый) поддиапазон в каждой группе. Специфический для сектора набор S содержит оставшиеся поддиапазоны в каждой группе. Вообще говоря, общий набор может содержать любое число поддиапазонов и любой поддиапазон из всех N поддиапазонов. Для обеспечения частотного разнесения общий набор может содержать поддиапазоны, выбранные из всех N поддиапазонов. Поддиапазоны в общем наборе могут быть распределены по всем N поддиапазонам в соответствии с заданной схемой (например, той, что приведена на фиг. 8A) или распределены по всем N поддиапазонам псевдослучайным образом.

На фиг.8B приведен пример формирования общих наборов C₁₂, C₁₃ и C₂₃ и специфических для сектора наборов S₁, S₂ и S₃ для второго варианта осуществления внутрисотового общего повторного использования. В этом примере все N поддиапазонов разделены на М групп, как описано выше для фиг. 8A. Общий набор C₁₂ содержит первый поддиапазон в каждой группе, общий набор C₁₃ содержит второй поддиапазон в каждой группе, и общий набор C₂₃ содержит третий поддиапазон в каждой группе. Вообще говоря, каждый общий набор может содержать любое число поддиапазонов и любой поддиапазон из всех N поддиапазонов при условии, что никакие два общих набора не содержат один и тот же поддиапазон. Общие наборы могут содержать одинаковое число поддиапазонов (как показано на фиг. 8B) или разное число поддиапазонов. Число поддиапазонов в каждом общем наборе может зависеть от различных факторов, таких как, например, ожидаемое число слабых пользователей, которым выделен общий набор. Для обеспечения частотного разнесения каждый общий набор может содержать поддиапазоны, выбранные из всех N поддиапазонов (например, равномерно или псевдослучайно распределенные по всем N поддиапазонам).

Специфический для сектора набор S₁ содержит все используемые поддиапазоны, которые не входят в общие наборы C₁₂ и C₁₃. Специфический для сектора набор S₂ содержит все используемые поддиапазоны, которые не входят в общие наборы C₁₂ и C₂₃. Специфический для сектора набор S₃ содержит все используемые поддиапазоны, которые не входят в общие наборы C₁₃ и C₂₃.

На фиг.8C приведен пример формирования общих наборов C₁₂, C₁₃, C₂₃ и C₁₂₃ и специфических для сектора наборов S₁, S₂ и S₃ для третьего варианта осуществления внутрисотового общего повторного использования. В этом примере все N поддиапазоны разделены на М групп, как описано выше для фиг.8A. Общий набор C₁₂ содержит первый поддиапазон в каждой группе, общий набор C₁₃ содержит второй поддиапазон в каждой группе, общий набор C₂₃ содержит третий поддиапазон в каждой группе, и общий набор C₁₂₃ содержит четвертый поддиапазон в каждой группе. Вообще говоря, каждый общий набор может содержать любое число поддиапазонов и любой поддиапазон из всех N поддиапазонов при условии, что никакие два общих набора не содержат один и тот же поддиапазон. Специфический для сектора набор S₁ содержит все используемые поддиапазоны, которые не входят в общие наборы C₁₂, C₁₃ и C₁₂₃. Специфический для сектора набор S₂ содержит все используемые поддиапазоны, которые не входят в общие наборы C₁₂, C₂₃ и C₁₂₃. Специфический для сектор