软频率复用（Soft Frequency Reuse-SFR）是我在三年前提出的一个概念。当时，3GPP LTE项目刚刚立项，我代表华为公司向3GPP 提交了一篇题目为 “Soft frequency reuse scheme for UTRAN LTE”的提案（R1-050507,3GPP RAN1 41#,May,2005），这是软频率复用的概念的第一篇文献。这个概念一经提出，立刻得到了工业界和学术界的广泛关注，出现了很多研究论文，如今已经成为后3G系统的关键技术之一。
频率复用(Frequency Reuse)是BELL LAB于1947年提出的概念，这个概念是蜂窝移动通信的基石。无线通信刚刚出现的时候采用的是大区制，也就是说一个城市只有一个基站，天线架设在很高的 塔上，用很大的功率进行发射。后来随着用户数量的增加，大区制出现了信道不够的问题，频率复用技术就是在这种背景下出现的。由于电磁波在空间传播的衰减特 性，一个频率在一个区域使用之后，在离这个区域比较远的地方功率已经衰减了很多，干扰降低到可以接受的程度，于是这个频率就可以再用（reuse）一次， 这个就是频率复用的概念。“频率复用”是中文的习惯翻译，已经被广泛接受，其实应该翻译为“频率再用”。与大区制相比，频率复用技术成倍地提高了系统容 量，后来所有的移动通信都是基于频率复用技术的蜂窝系统。
蜂窝技术的早期，频率复用因子是比较大的。频率复用因子表示一个频率复用簇（Reuse Cluster）当中的频点的数量。复用因子越大，表示复用距离越大。第一代移动通信（AMPS)的复用因子为9~11，第二代移动通信（GSM)的复用 因子为4~7。在CDMA技术出现以后，由于CDMA技术的抗干扰的特性，普遍采用了复用因子为1，也称为普遍频率复用（Universal Frequency Reuse）和同频复用。同频复用被认为是CDMA的技术优势，这个观点在三代移动通信（UMTS, CDMA2000）上得到了加强和广泛传播，并以其巨大的认知惯性延续到了后3G, 如Flarion的Flash OFDM系统就采用了快跳频OFDM和同频复用作为基本技术框架。
众所周知，OFDM系统将取代CDMA作为后3G系统的多址技术。OFDM的优势在于它克服了CDMA的自干扰特性，可以实现更高的频谱效率。那么，如何 设计OFDM的频率复用方案呢? 一个重要的派别认为OFDM应该做到同频复用，比如快跳频技术就是为了实现同频复用而采用的干扰平均化。也有一些学者认为OFDM也是一种频分多址 （FDMA），其频率复用因子应该为3或者更大一些以抵抗同频干扰。不过这样一来，频谱效率就会降低，这也是CDMA支持者对OFDM的重点攻击方向。在 这种情况下，一部分学者主张采用折中技术：把频谱分成两个部分，一部分频谱用同频复用，一部分频谱采用复用因子为3，这就是reuse partitioning,或者叫部分频率复用技术（Fractional Frequency Reuse).
我在做小区间干扰分析和容量分析的时候发现，如果小区内部的干扰可以消除的话，通过Shannon的信道容量公式计算，典型场景下小区边缘的最佳复用因子 为3。所谓最佳，就是说在频率复用因子为3的时候，小区边缘的容量达到最大。这是因为，增加复用因子，在减少了每小区可使用的带宽，但同时提高了信干比， 在频率复用因子为3的时候达到最佳的折中，实现了容量的最大化。在这是一个非常重要的发现，因为它直接动摇了同频复用的理论基石。注意这里的前提是“小区 内部的干扰被大部分消除”。 OFDM系统是满足这个前提的，因为各个子载波之间是没有干扰的。这个前提也适用于采用多用户检测的CDMA系统，因为小区内的干扰被消除了。使用 Rake的CDMA系统是不满足这个前提的，同频复用是其最佳的选择。
而小区内部与小区边缘的情况非常不同。这是因为小区内部期望信号功率大，干扰信号小，最佳的选择就是要使用所有频带，通过牺牲带宽来提高信干比是得不偿失 的。那么自然的想法就应该是小区边缘采用复用因子为3，小区内部为同频复用，似乎就应该是部分频率复用（Fractional Frequency Reuse）。然而我想到了更好的解决方案。这就是软频率复用技术，其主要原则是：
1. 可用频带分成三个部分，对于每个小区，一部分作为主载波，其他作为副载波。主载波的功率门限高于副载波。
2. 相邻小区的主载波不重叠；
3. 主载波可用于整个小区，副载波只用于小区内部
可以看到，在软频率复用方案里面，一个频率不再是被定义为用或者不用，而是用功率门限的形势规定了其在多大程度上被使用，复用因子可以在1~3之间平滑过 渡，这就是其得名的由来。与FFR相比，软频率复用没有机械地将频谱割裂成两个部分，而是用功率模版规定了其使用程度，因此无论在小区边缘还是在小区内 部，都可以获得更大的带宽和频谱效率。软频率复用的另外一个特点是，通过调整副载波与主载波的功率门限的比值，可以适应负载在小区内部和小区边缘的分布， 这也是一个崭新的特性，可以进一步提高频谱效率。
软频率复用的概念提出之后，由于其简单，高效，实用的特点，迅速被被工业界和学术界认可并进行了广泛研究，出现了很多的标准提案和研究文章,大家在网上搜 索一下就可以找到，我不在这里列举。3GPP把软频率复用归类到小区间干扰协调领域,而这一领域是在软频率复用技术之后才设立的。中国的Future项目 和欧洲的Winner项目也采用了软频率复用技术。时隔一年以后的2006年，Wimax论坛发表了技术白皮书，也采用了软频率复用技术，只是出人意料地 采用了“Fractional Frequency Reuse”的名称，也有一些欧洲研究项目将传统的FFR命名为FFR-FI,把SFR命名为FFR-PI，表现出似乎不情愿承认我们对该技术拥有命名 权。但是R1-050507就在那里，它就叫软频率复用。
