CN101729121A - 一种混合中继方法及其中继站 - Google Patents

Abstract

一种混合中继方法及其中继站，应用于含有中继站的移动通信系统，该方法包括：基站或中继站根据设定的中继方式判决方法及待中继信号的与中继方式判决相关的信息，判定对用户的所述待中继信号采用的中继方式；所述中继站对收到的所述待中继信号，根据判定的中继方式进行再生中继转发或者非再生中继转发。相应地，本发明提供的用于实现上述混合中继方法的中继站包括信号接收模块、再生中继处理方式处理模块。本发明可根据业务需求、QoS要求、信道条件等因素对中继站接收信号进行判断，进而采取相适应的中继转发方式，可以有效利用信道条件，结合了再生中继带来的信号质量的提升以及非再生中继传输时延方面的优势。

Description

一种混合中继方法及其中继站

技术领域

本发明涉及含有中继站(RS：Relay Station)的移动通信系统，更具体地，涉及一种实现中继的方法和中继站。

背景技术

移动通信的发展要求支持更高传输速率、更完善的信号覆盖以及更高的资源利用率。一方面为了达到高传输速率，通信系统将采用更高频带传输信号，而另一方面更高的频率将带来更大的路径损耗，影响网络覆盖。中继(Relay)技术的提出可以达到有效完善网络覆盖、提高网络容量及资源利用率等作用，因此中继技术被视为4G的一项关键技术。

在中继通信系统中，用户终端(UE：User Equipment)有两种方式与基站(BS：Base Station)连接，一种是传统通信网络中的直接通信方式，一种是通过RS的中继服务来实现UE和BS的通信。

根据对信号进行中继转发方式的不同，中继方式可以被分为再生中继和非再生中继。

再生中继方式是指中继站对接收到的信号进行解调或者进一步进行解码处理，以滤除传播过程中带来的干扰，再进行相应的调制或编码及调制后进行信号的中继转发。因此，再生中继方式可以在中继过程中滤除信号传播中引入的干扰，但同时相关处理会引入一定的时延。

非再生中继方式是指中继站在进行信号的中继转发时对信号采取直接放大转发的方式将信号转发出去，不对信号进行解调或解码处理，但可能包括解fft、解交织、再进行重新交织和fft处理等过程。因此非再生中继方式会将信号在传播过程中带来的干扰信号与有用信号一起进行放大转发，将干扰信号也传递给下级节点，但正由于非再生中继不需对信号做进一步处理，因此对信号的中继转发基本没有时延。

在目前关于中继的讨论中，通常将再生中继方式或非再生中继方式划分为两种独立的中继方法，应用于不同的网络场景需求。非再生中继方式可应用于覆盖小区内网络盲点等场景，将基站信号向盲点区域进行直接放大转发，使盲点区域用户可以接收到中继转发的信号，实现网络的无缝覆盖。采用非再生中继方式的优点在于实现简单，对网络架设要求低，且成本低廉，但对信号中干扰信号没有进行抑制消除，且对小区资源利用率及容量没有增益效果。

再生中继方式可应用于用户密度较高的环境下，通过中继服务提高信号传播质量和小区容量。在此情况下，接受中继服务的用户接收到经过中继再生的信号，信号经过干扰滤除及再生，提高了信号质量，可使小区的资源利用率及容量均得到有效地提升，但再生中继方式不适用于对实时性要求高的业务，如VoIP业务等。对于高实时性要求的业务来说，再生中继方式的处理时延是不能容忍的，因此在目前提出的使用再生中继方式的应用场景下，虽然满足了网络提高资源利用率、小区容量等需求，但面对高实时性要求的业务类型，再生中继方式则无法适用。

相应的在中继站覆盖下，接受再生中继方式服务的用户如存在对时延要求高等需求，则以目前的再生中继方式与非再生中继方式独立使用的方法无法实现同时满足对用户提供高质量信号和对高实时性要求业务的时延保障。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是要提出一种混合中继方法及其中继站，可以以更为适宜的中继方式来实现信号的中继转发。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混合中继方法，应用于含有中继站的移动通信系统，该方法包括：

基站或中继站根据设定的中继方式判决方法及待中继信号的与中继方式判决相关的信息，判定对用户的所述待中继信号采用的中继方式；所述中继站对收到的所述待中继信号，根据判定的中继方式进行再生中继转发或者非再生中继转发。

进一步地，上述混合中继方法还可具有以下特点：所述中继方式的判决在基站进行，该方法进一步分为以下步骤：

所述中继站将所述待中继信号的与中继方式判决相关的至少部分信息上报所述基站；

所述基站根据设定的中继方式判决方法及所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息，判定对所述待中继信号采用的中继方式并通知所述中继站；

所述中继站对收到的所述待中继信号，根据判定的所述中继方式进行再生中继转发或者非再生中继转发。

进一步地，上述混合中继方法还可具有以下特点：所述中继方式的判决在所述中继站进行，该方法进一步分为以下步骤：

所述中继站获得所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息后，根据设定的中继方式判决方法判定对所述待中继信号采用的中继方式；

所述中继站对收到的所述待中继信号，根据判定的所述中继方式进行再生中继转发或者非再生中继转发。

进一步地，上述混合中继方法还可具有以下特点：所述中继站根据系统配置，对周期性地接收到的系统广播消息进行非再生中继转发。

进一步地，上述混合中继方法还可具有以下特点：所述待中继信号包括上行和/或下行信号。

进一步地，上述混合中继方法还可具有以下特点：所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息包括以下信息中的一种或多种：该待中继信号所属业务的类型、该待中继信号的QoS要求、信道质量，对该待中继信号进行中继转发的中继站的缓存状况，以及资源分配的公平性要求。

进一步地，上述混合中继方法还可具有以下特点：所述中继站向所述基站上报的信息或所述中继站获得的信息包括所述中继站与所述基站或上一跳中继点之间传输信道的信道质量信息，和/或，所述中继站与下一跳中继站或所述待中继信号所属用户终端之间传输信道的信道质量信息。

可以看出，本发明提出的结合再生中继方式和非再生中继方式的混合中继方法，可根据业务需求、服务质量(QoS)要求、信道条件等因素对中继站接收信号进行判断，进而采取相适应的中继转发方式，可以有效利用信道条件，并结合了再生中继带来的信号质量的提升以及非再生中继传输时延方面的优势，提高资源利用率、系统性能和用户感受，同时提高了中继站的适用性和灵活性。

本发明提供的用于实现上述混合中继方法的中继站包括信号接收模块、再生中继处理方式处理模块，其特征在于，还包括信息采集模块、中继方式判决模块和非再生中继方式处理模块，其中：

所述信息采集模块，用于采集用户的待中继信号的与中继方式判决相关的至少部分信息；

所述信号接收和分发模块，用于在接收到待中继信号后，根据中继方式确定模块确定的对该待中继信号采用的中继方式将该待中继信号分发给再生中继方式处理模块或非再生中继方式处理模块。

所述中继方式确定模块，用于确定对用户的待中继信号采用的中继方式；

所述再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行再生中继转发。

所述非再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行非再生中继转发。

进一步地，上述中继站还可具有以下特点：

所述信息采集模块将采集的所述与中继方式判决相关的至少部分信息上报基站；

所述中继方式确定模块接收来自所述基站的中继方式判决结果并记录，根据该判决结果确定对用户的所述待中继信号采用的中继方式。

进一步地，上述中继站还可具有以下特点：

所述信息采集模块将采集的所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息传送给中继方式确定模块；

所述中继方式确定模块根据设定的中继方式判决方法和信息采集模块采集的相关信息进行判决，确定对所述待中继信号采用的中继方式。

进一步地，上述中继站还可具有以下特点：

所述中继方式确定模块还根据接收的系统配置信息，将对周期性系统广播消息采用的中继方式确定为非再生中继方式。

进一步地，上述中继站还可具有以下特点：

所述信息采集模块采集的所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息包括以下信息中的一种或多种：该待中继信号所属业务的类型、该待中继信号的QoS要求、信道质量，对该待中继信号进行中继转发的中继站的缓存状况，以及资源分配的公平性要求。

上述中继站可以实现结合再生中继方式和非再生中继方式的混合中继方法，从而可以有效利用信道条件，并结合了再生中继带来的信号质量的提升以及非再生中继传输时延方面的优势，提高资源利用率、系统性能和用户感受，同时提高了中继站的适用性和灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例一对用户下行信号的混合中继方法的流程图。

图2是本发明实施例一对系统广播信号的混合中继方法的流程图。

图3是本发明实施例一的中继站的功能框图。

图4是本发明实施例二对用户上行信号的混合中继方法的流程图。

图5是本发明实施例二中继站的功能框图。

具体实施方式

下面用一些具体实施例来说明本发明的混合中继方法。但这些实施例仅作为对本发明所述混合中继方法的进一步解释说明，本发明的应用场景及范围不受限于这些实施例。

实施例一

本实施例由基站判决采用哪种中继方式，可用于中继站不具备对中继方式的判决能力的场合。

以一个两跳系统的情况为例，在下行方向的混合中继方法的具体实施过程如图1所示，包括：

步骤110，中继站向基站上报基站与中继站之间和/或中继站与在中继站下接受中继服务的用户终端之间传输信道的信道质量信息；

以上信道质量信息可由中继站通过信道测量报告周期上报，也可由中继站在接收到相应信令后上报，本发明对此不做限制。

步骤120，基站根据用户对待中继下行信号的QoS要求和相应的信道质量等信息，采用设定的中继方式判决方法判定中继站对该用户终端下行信号采用的中继方式；

假定，基于混合中继方法的中继站为用户A、B的终端提供中继转发服务，基站可根据用户属性数据或中继站上报等方式获知用户A和B对下行信号的Qos要求(可包括时延要求、误码率要求等)，假定用户A对下行信号的误码率要求a高于用户B对下行信号的误码率要求b。

假定用户A和B下行信号所属业务对时延性要求不高，而采用非再生中继方式已能满足用户B对下行信号的误码率要求，而不能满足用户A对下行信号的误码率要求，则可判定该中继站需对用户A的下行信号采用再生中继方式，对用户B的下行信号采用非再生中继方式。

步骤130，基站将中继方式的判决结果、用户数据及其资源分配信息等发送给中继站，中继站记录用户终端下行信号应采用的中继方式；

步骤140，中继站对收到的用户终端的下行信号(即待中继信号)，根据记录的相应用户终端下行信号应采用的中继方式，进行再生中继转发或者非再生中继转发。

在上行方向，中继站接收来自用户的上行信号并转发给基站，其具体的中继转发过程与下行是基本类似的。中继站将判决采用何种中继方式所需的信道质量等信息上报给基站，基站根据设定的判决方法进行判决并将结果通知中继站，中继站根据判定的中继方式对用户终端的上行信号进行转发，其中，对下行信号的QoS要求应变为对上行信号的QoS要求。

本实施例中，系统对周期性系统广播消息均配置为采用非再生中继方式进行中继转发，基于混合中继方法的中继站对周期性系统广播消息按照系统配置进行非再生中继转发。具体流程如图2所示，包括：

步骤210，基于混合中继方法的中继站获得系统配置信息，其中包括系统对周期性广播消息采用非再生中继方式进行中继转发的信息；

步骤220，中继站周期性地接收系统广播消息，按照系统配置对周期性系统广播消息进行非再生中继转发。

处理时，可将接收信号中系统广播消息的部分信号进行直接放大处理，向用户终端转发。

图3示出了用于实现上述混合中继方法的中继站的功能框图。该中继站包括信息采集模块、中继方式判决模块、信号接收模块、再生中继处理方式处理模块和非再生中继方式处理模块，其中：

信息采集模块，用于采集待中继信号的与中继方式判决相关的至少部分信息并上报所述基站，如该待中继信号使用的基站与中继站之间和/或中继站与用户终端之间传输信道的信道质量信息等等；

信号接收和分发模块，用于在接收到待中继信号(可能来自基站或终端，对三跳及以上中继系统也可能是其他中继站，包括上行及下行信号)后，根据中继方式确定模块确定的对该待中继信号采用的中继方式将该待中继信号分发给再生中继方式处理模块或非再生中继方式处理模块。

中继方式确定模块，用于接收来自基站的中继方式判决结果并记录，根据该判决结果确定对用户的待中继信号采用的中继方式；以及，根据接收的系统配置信息，将对周期性系统广播消息采用的中继方式确定为非再生中继方式。

再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行再生中继转发。

非再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行非再生中继转发。

由于可在再生中继方式下工作的中继站包含了实现非再生中继方式的所有结构及功能实体，因此原有再生中继方式的中继站可通过一定的软件升级实现对此混合中继方法的支持。

实施例二

本实施例仍以一个两跳系统为例，但是由中继站判决采用哪种中继方式，该中继站需要具备中继方式判决的能力。

如图4所示，在上行方向，混合中继方式的具体过程如下：

步骤310，中继站获得其所服务的用户上行信号所属业务的类型，上行信号的QoS要求，以及该上行信号使用的用户终端与该中继站之间和/或该中继站与基站之间传输信道的信道质量等信息；

中继站可以定期或根据信令对中继站与用户间和/或中继站和基站之间的信道条件进行测量。

步骤320，中继站根据上述业务的类型、信道质量和QoS要求等信息，采用设定的中继方式判决方法判定对所述上行信号采用的中继方式；

根据中继方式判决算法进行判决，判决涉及的两个主要因素是时延要求和质量要求，时延要求可以根据业务类型来确定，而质量要求可以根据QoS要求确定。如果采用非再生中继方式可以满足待中继信号的时延要求和质量要求，则优先采用非再生中继方式；如果只有采用再生中继方式才能满足待中继信号的时延要求和质量要求，则可判定采用再生中继方式，如果任一中继方式都不能同时满足这两项要求，则需要进行综合考虑，如将该两项指标量化后进行加权，再与设定的门限相比较后来判决。

本实施例中，中继站可以根据上行信号所属业务的类型确定其时延要求，如果采用再生中继不能满足该时延要求，则判定对该上行信号采用非再生中继方式；如果采用再生中继可以满足该时延要求，则可进一步判断采用非再生中继方式能否满足上行信号的误码率要求或与信道质量有关的其他QoS要求，则判定采用非再生中继方式，否则，判定采用再生中继方式。需注意，具体判决所依据的条件可能会很多，这处仅作为一个示例。

如对于某用户的业务A，其待发射上行信号对误码率要求较高，但对时延不敏感，结合信道质量等条件后判定对此用户的业务A相关的上行信号采用再生中继方式。该用户的业务B属于对时延敏感的业务，如VoIP等业务，中继站根据判决方法判定对业务B相关的上行信号采用非再生中继方式进行中继转发。

步骤330，中继站对接收到的用户终端待转发的所述上行信号，根据判决结果使用再生中继或者非再生中继方式进行转发。

在下行方向具体的中继转发过程与上行方向是基本类似的。也是由中继站采集中继方式判决相关的信息(如可以是上述信道质量信息、信号所属业务的类型信息以及用户对下行信号的QoS要求等等)，根据设定的判决方法进行判决，然后根据判决的中继方式对用户终端相应的下行信号进行转发。

对于周期性系统广播消息的中继转发方法，本实施例与第一实施例相同。

图5示出了用于实现上述混合中继方法的中继站的功能框图。与第一实施例类似的，该中继站也包括信息采集模块、中继方式判决模块、信号接收模块、再生中继处理方式处理模块和非再生中继方式处理模块，其中：

信息采集模块，用于采集待中继信号的与中继方式判决相关的信息并传送给中继方式确定模块，如待中继信号所属业务的类型、QoS要求以及使用的用户终端与该中继站之间和/或该中继站与基站之间传输信道的信道质量等信息。

中继方式确定模块，用于根据设定的中继方式判决方法和信息采集模块采集的相关信息进行判决，确定对待中继信号采用的中继方式，以及，根据接收的系统配置信息，将对周期性系统广播消息采用的中继方式确定为非再生中继方式。

信号接收和分发模块，用于在接收到待中继信号后，根据中继方式确定模块确定的对该待中继信号采用的中继方式将该待中继信号分发给再生中继方式处理模块或非再生中继方式处理模块。

再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行再生中继转发。

非再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行非再生中继转发。

上述两个实施例均是以两跳系统为例的，在大于两跳的多跳中继系统中，对于中继站来说，其在上行或下行方向上接收到的待中继的信号可能来自于其他的中继站。上述两个实施例的混合中继方法也可以用于三跳或以上中继系统时，相应的处理与两跳系统基本相同。但需要将上行方向的中继站和基站之间和/或下行方向的中继站和用户终端之间传输信道的信道质量信息替换为中继站与上一跳和/或下一跳中继站之间传输信道的信道质量信息。当然，也可以由基站或中继站对用户终端到基站之间的整个信道的信道质量信息进行收集，作为对上行和/或下行信号的中继方式判决的所需信息。

此外，在大于两跳的多跳中继系统中，中继站也可以采用与上述实施例相同的方式对周期性系统广播消息进行中继转发。

综上所述，在本发明的混合中继方法下，中继站可以将所接收信号全部以再生中继方式进行中继转发，或者全部以非再生中继方式进行放大转发，或者同时使用再生中继方式和非再生中继方式处理接收到的信号，即对部分信号执行再生中继方式，进行解调或进一步进行解码，并进行相应编码调制，再将信号进行中继转发，而对另一部分信号执行非再生中继方式，对信号不进行解调、解码、编码和调制等处理，直接进行放大转发。

由于基站与中继站对上述判决因素掌握情况不同，由基站或由中继站对信号中继方式进行判决时，所依据的判决条件及判决方法可能不同。中继站根据判决结果对接收信号的一部分或者全部按再生中继方式或非再生中继方式进行中继发射。基于判断准则，对同一用户的不同业务类型的数据，或同一用户的上、下行信号可能以不同中继方式进行中继转发。

下面用一个示例说明一下，在一个两跳系统中(可采用上述实施例一或二的方法)，基于混合中继方法的中继站可能布置于小区边缘位置，为小区边缘用户提供中继服务。在此场景下，中继站与其服务用户间可能存在较好的信道条件，此时对用户的上行信号采用非再生中继转发方式下即可获得良好中继效果，相比于再生中继可以进一步节省系统资源。对于基站的下行信号可根据条件进行再生中继或非再生中继方式转发。

另需要说明的是，本发明对于具体的中继方式判决方法可以有非常多的选择，例如，还可以结合资源分配的公平性要求以及中继站的缓存状况等多种信息进行判决。在采用再生中继方式时，与非再生中继方式相比会需要更多的系统资源，资源分配的公平性要求是指在资源调度时可能需要考虑对基站域用户与中继域用户的资源分配比例，即照顾两个域内用户获得资源的公平性。即可能会出现以下情况：基站或中继站根据业务类型、信道条件和QoS等判定采用再生中继方式更能够满足要求，但由于受限于可用于中继用户服务的系统资源有限，最终的判决结果可能仍是使用非再生中继方法。

Claims (12)

1.一种混合中继方法，应用于含有中继站的移动通信系统，该方法包括：

基站或中继站根据设定的中继方式判决方法及待中继信号的与中继方式判决相关的信息，判定对用户的所述待中继信号采用的中继方式；所述中继站对收到的所述待中继信号，根据判定的中继方式进行再生中继转发或者非再生中继转发。

2.如权利要求1所述的混合中继方法，其特征在于，所述中继方式的判决在基站进行，该方法进一步分为以下步骤：

所述中继站将所述待中继信号的与中继方式判决相关的至少部分信息上报所述基站；

所述基站根据设定的中继方式判决方法及所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息，判定对所述待中继信号采用的中继方式并通知所述中继站；

所述中继站对收到的所述待中继信号，根据判定的所述中继方式进行再生中继转发或者非再生中继转发。

3.如权利要求1所述的混合中继方法，其特征在于，所述中继方式的判决在所述中继站进行，该方法进一步分为以下步骤：

所述中继站获得所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息后，根据设定的中继方式判决方法判定对所述待中继信号采用的中继方式；

所述中继站对收到的所述待中继信号，根据判定的所述中继方式进行再生中继转发或者非再生中继转发。

4.如权利要求1或2或3所述的混合中继方法，其特征在于：

所述中继站根据系统配置，对周期性地接收到的系统广播消息进行非再生中继转发。

5.如权利要求1或2或3所述的混合中继方法，其特征在于，所述待中继信号包括上行和/或下行信号。

6.如权利要求1或2或3所述的混合中继方法，其特征在于：

所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息包括以下信息中的一种或多种：该待中继信号所属业务的类型、该待中继信号的QoS要求、信道质量，对该待中继信号进行中继转发的中继站的缓存状况，以及资源分配的公平性要求。

7.如权利要求2或3所述的混合中继方法，其特征在于：

所述中继站向所述基站上报的信息或所述中继站获得的信息包括所述中继站与所述基站或上一跳中继点之间传输信道的信道质量信息，和/或，所述中继站与下一跳中继站或所述待中继信号所属用户终端之间传输信道的信道质量信息。

8.一种采用混合中继方式的中继站，包括信号接收模块、再生中继处理方式处理模块，其特征在于，还包括信息采集模块、中继方式判决模块和非再生中继方式处理模块，其中：

所述信息采集模块，用于采集用户的待中继信号的与中继方式判决相关的至少部分信息；

所述信号接收和分发模块，用于在接收到待中继信号后，根据中继方式确定模块确定的对该待中继信号采用的中继方式将该待中继信号分发给再生中继方式处理模块或非再生中继方式处理模块。

所述中继方式确定模块，用于确定对用户的待中继信号采用的中继方式；

所述再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行再生中继转发。

所述非再生中继方式处理模块，用于对分发到本模块的待中继信号进行非再生中继转发。

9.如权利要求8所述的中继站，其特征在于：

所述信息采集模块将采集的所述与中继方式判决相关的至少部分信息上报基站；

所述中继方式确定模块接收来自所述基站的中继方式判决结果并记录，根据该判决结果确定对用户的所述待中继信号采用的中继方式。

10.如权利要求9所述的中继站，其特征在于：

所述信息采集模块将采集的所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息传送给中继方式确定模块；

所述中继方式确定模块根据设定的中继方式判决方法和信息采集模块采集的相关信息进行判决，确定对所述待中继信号采用的中继方式。

11.如权利要求9或10所述的中继站，其特征在于：

所述中继方式确定模块还根据接收的系统配置信息，将对周期性系统广播消息采用的中继方式确定为非再生中继方式。

12.如权利要求9或10所述的中继站，其特征在于：

所述信息采集模块采集的所述待中继信号的与中继方式判决相关的信息包括以下信息中的一种或多种：该待中继信号所属业务的类型、该待中继信号的QoS要求、信道质量，对该待中继信号进行中继转发的中继站的缓存状况，以及资源分配的公平性要求。

Images