CN102415188A - 在基站和用户设备之间进行数据中继 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可操作为在无线通信系统的基站和用户设备之间中继数据的中继站、中继站—基站对、方法以及计算机程序产品。该中继站包括：排队逻辑，可操作为对于所述中继站支持的每个用户设备，形成一个与该用户设备相关联的未决数据队列，该未决数据队列存储接收到的预定发往该用户设备的数据，该数据尚未通过该用户设备和该中继站之间的通信信道由该中继站传输；以及调度逻辑，可操作为根据与每个用户设备关联的所述未决数据队列的大小、未决数据的优先级和每个用户设备和所述中继站之间的所述通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度未决数据向每个用户设备的传输。通过这种方法，基站和中继站之间传输的非必要业务量减少了，基站中需要的处理资源量也减少了，因此，宏网络内中继站的部署变得更可扩展。因此，可以在需要的地方直接部署新的中继站，而不需要复杂详细的网络规划。

Description

在基站和用户设备之间进行数据中继

技术领域

本发明涉及一种可操作为在无线通信系统的基站和用户设备之间中继数据的中继站、中继站—基站对、方法以及计算机程序产品。

背景技术

在无线通信系统中使用中继站是众所周知的。可以在宏小区中提供中继站以在该宏小区内提供增强的覆盖。在例如建筑物附近的高衰减区域中，可以在宏小区中提供中继站。在高衰减区域，中继站同时与宏基站以及任何用户设备通信。宏基站在与用户设备通信时，会确定是否直接发送数据给用户设备，或者经由中继站发送数据给用户设备。采用这样的布置提供了增强的覆盖，这样中继站的使用会产生不希望的后果。

因此，希望提供改进的技术，用以在无线通信系统的基站和用户设备之间中继数据。

发明内容

根据第一方面，给出了一种中继站，可操作为在无线通信系统的基站和用户设备之间中继数据，该中继站包括：排队逻辑，可操作为对于中继站支持的每个用户设备，形成一个与该用户设备关联的未决数据队列，该未决数据队列存储接收到的预定发往该用户设备的数据，该数据尚未通过该用户设备和该中继站之间的通信信道由中继站进行传输；以及调度逻辑，可操作为根据与每个用户设备关联的未决数据队列的大小、未决数据的优先级以及每个用户设备和中继站之间的通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度未决数据向每个用户设备的传输。

第一方面认识到现有的中继站实现中存在一个问题，即基站执行集中化方案，在该方案中基站控制从中继站到用户设备的数据传输。该集中化方案需要基站和中继站之间传输的控制信息。并且，为使基站能够对以最有效的方式向用户设备传输数据做出准确判断，基站必须了解中继站内任何用户数据队列的状态，以及了解中继站和用户设备之间的通信链路的质量。这一信息需要在中继站和基站之间传输，而且需要基站快速对该信息进行处理，以做出服务用户设备的最佳方式的判断。当中继站的数量增加时，尤其是诸如多天线中继站配置的情况下，链路质量的简单标量反馈不可能时，在基站和中继站之间的控制信道上要求的信令的量会增加很多。同样地，为了做出执行最佳数据传输的准确和及时的判断，在基站处需要的处理量很大。因此，必须给出详细的网络规划，以保证基站能够有效操作，并且不超出可用资源的范围。

相应地，提供具有排队逻辑的中继站，该排队逻辑形成未决数据队列，每个未决数据队列与不同的用户设备相关联。每个未决数据队列存储从基站接收到的还未被送往用户设备的数据。中继站还具有调度逻辑，该调度逻辑对未决数据队列中的未决数据向每个用户设备的传输进行调度。数据传输的调度是根据未决数据队列的大小、用户设备和中继站之间的通信信道的信道状态以及未决数据的优先级中的一个或者多个进行的。以这种方式，可以看出，通过将一些调度决策移动到中继站侧，中继站本身会做出这些判断，减少了需要从控制基站向中继站提供的控制信息。同时，需要从中继站向基站提供的反馈信息量也减少了。值得指出的是，需要的反馈量尤其是部署多天线中继站情况下大幅增加。因此，基站和中继站之间传输的非必要业务量减少了，基站中需要的处理资源量也减少了，因此，宏网络内中继站的部署变得更可扩展。因此，需要时可以直接部署新的中继站，不需要复杂详细的网络规划。

在一种实施方式中，调度逻辑可操作为通过高优先级未决数据先于低优先级未决数据传输的调度，确定接下来要传输的未决数据。同样地，中继站可操作为保证在高优先级未决数据排在未决数据队列中的情况下，高优先级未决数据的传输要先于低优先级未决数据的传输。值得一提的是，该高优先级数据的例子包括实时传输和其它时间敏感数据。

在一种实施方式中，调度逻辑可操作为根据与每个用户设备相关联的未决数据队列的大小、每个用户设备和中继站之间的通信信道的信道状态信息，确定接下来要传输的未决数据。相应地，调度逻辑根据其所了解的每个用户设备的排队逻辑存储的数据的未决队列的大小，结合考虑用户设备和中继站之间的信道的信道状态信息做出接下来要传输哪个数据的确定。可以看出，以这种方法，获得了一个折衷的结果，以保证最佳的数据传输。

在一种实施方式中，调度逻辑可操作为根据如下的算法确定接下来要传输的未决数据：

$D_{l_i}\left(t\right)=R_{l_i}\left(t\right)Q_{\mathrm{rs},i}^j\left(t\right),\mathrm{dest}\left(l_i\right)\∈M$

其中

为通信信道l_i速率的估计值，所有用户设备的集合用M＝{1，...，K}表示，

表示在第i个中继站、在时间帧t开始时基站中用户设备j的队列的大小，并且下一时间帧的最佳活动链路选择为：

$l_i^{*}\left(t\right)=\underset{\mathrm{dest}\left(l_i\right)\∈M}{\arg \max }{D}_{l_i}\left(t\right)$

相应地，调度逻辑对每个通信信道的可用传输速率和每个用户设备的队列大小进行评估。具有最大队列大小和最佳传输速率的结合的未决数据接下来会被传输。

在一种实施方式中，中继站包括：测量逻辑，可操作为接收来自其他中继站的标识传输的信息；合作逻辑，可操作为对来自测量逻辑的另一个中继站正产生干扰的指示做出响应，以使在两个中继站之间进行合作传输。相应地，测量逻辑提供为接收关于其它中继站传输的信息。值得一提的是，该感测可以直接由中继站本身进行，也可以来自用户设备所进行的测量报告。万一接收到另一个中继站正对该中继站的传输产生干扰的指示，合作逻辑会使中继站合作它们的传输。再次，通过将一些调度决策移动到中继站侧，可以在中继站之间实现局部自治合作。相应地，通过中继站之间的合作，能够减少对由于部署了中继站而取得的成果进行限制的干扰问题。由于通过使干扰中继站对干扰量做出准瞬时的估计，从而有可能通过合作减小干扰，所以该方案是可行的。

在一种实施方式中，合作逻辑可操作为向另一个中继站指示该中继站可接受的传输特性。相应地，一旦确定干扰，中继站就可以向另一个中继站传递与可以进行来减小干扰的传输有关的信息。例如，中继站可以向另一个中继站传输当前分配给用户设备的载波集，从而可以阻止另一个中继站分配这些载波。或者，用户设备可以向另一个中继站转发当前分配给它与中继站之间传输的载波集。或者，当感测到出现此类干扰，中继站可以通过选择不同的信道供自己使用，来自己决定避免此类干扰，因而避免了向另外的中继站传输任何信息的必要。

根据第二方面，提供了一种方法，用于在无线通信系统的基站和用户设备之间中继数据，该方法包括以下步骤：在中继站，形成与每个用户设备关联的未决数据队列，该未决数据队列存储接收到的预定发往用户设备的数据，该数据尚未通过通信信道传输给用户设备；根据与每个用户设备关联的未决数据队列的大小、未决数据的优先级和通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度未决数据从中继站向每个用户设备的传输。

根据第三方面，提供了一种中继站—基站对，包括：基站，该基站包括：基站排队逻辑，可操作为对于基站支持的每个用户设备，形成与该用户设备相关联的未决数据队列，该未决数据队列存储接收到的预定发往用户设备的数据，该数据尚未被基站通过用户设备和基站之间的通信信道传输；基站调度逻辑，可操作为根据与每个用户设备关联的未决数据队列的大小、未决数据的优先级和每个用户设备和基站之间的通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度未决数据向每个用户设备的传输；以及第一方面的中继站。

相应地，基站和中继站共同提供了两阶段分布式调度技术，其中基站和中继站根据这些设备做出的评估，对未决数据的传输做出最有效的调度决策。通过评估未决数据的优先级，以及通过评估基站和中继站中未决数据队列的相对大小，结合两者之间通信信道的质量，基站采用了中继站所进行的类似的决策过程。这一分开但值得称赞的、协同的决策过程可以帮助确保未决数据在基站和用户设备之间以最高效的方式传输。

在一种实施方式中，基站调度逻辑可操作为根据与每个用户设备关联的未决数据队列的大小、未决数据的优先级和每个用户设备和基站之间直接的、以及支持用户设备的任何中继站和基站之间的通信信道的信道状态信息中的至少一个，对未决数据的传输进行调度。相应地，基站调度逻辑将对基站和用户设备之间直接提供的通信信道的质量、基站和支持用户设备的任何中继站之间的通信链路质量进行评估。以这样的方式，基站可以选择最佳可能的通信信道来传输数据。

在一种实施方式中，基站调度逻辑可操作为通过高优先级未决数据先于低优先级未决数据传输的调度，确定接下来要传输的未决数据。相应地，具有高优先级的数据的传输要先于低优先级数据的传输，以保证尽可能及时地接收具有高优先级的数据。

在一种实施方式中，基站调度逻辑可操作为，当采用基站和中继站之间的通信信道传输接下来要传输的未决数据时，基于在中继站和基站的关联的未决数据队列大小的差异，决定要传输哪一个未决数据。相应地，调度逻辑将决定基站和中继站中数据队列大小的相对差异。如果一个用户的基站中的数据队列很高，但是该用户的中继站中的数据队列很低，则会优先选择基站中未决数据队列低，中继站中未决数据队列高的另一个用户的数据。

在一种实施方式中，基站调度逻辑可操作为根据如下的算法确定接下来要传输的未决数据：

$D_l\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{R}_l\left(t\right)Q_{\mathrm{BS}}^j\left(t\right),\mathrm{if\; j}=\mathrm{dest}\left(l\right)\∈M\\ R_l\left(t\right)\underset{j\∈M}{\max }\left\{\max \right\{Q_{\mathrm{BS}}^j\left(t\right)-Q_{\mathrm{rs},i}^j\left(t\right),0\left\}\right\},\mathrm{if\; dest}\left(l\right)={\mathrm{RS}}_i\end{array}\right.$

其中

表示基站中第j个用户设备在时刻t的队列大小。

在一种实施方式中，中继站可操作为向基站提供每个未决数据队列大小的指示。

在一种实施方式中，中继站可操作为向基站提供每个未决数据队列大小变化的指示。相应地，不需要时时报告每个未决数据队列的大小，这是一种只有当队列大小改变时传输指示信息的更有效的方法。

根据第四方面，提供了一种方法，用于在无线通信系统的中继站—基站对和用户设备之间进行数据中继，该方法包括以下步骤：在基站，对于基站支持的每个用户设备，形成与每个用户设备关联的未决数据队列，该未决数据队列存储接收到的预定发往用户设备的数据，该数据尚未由该基站通过该用户设备和基站之间的通信信道传输；根据与每个用户设备关联的未决数据队列的大小、未决数据的优先级以及每个用户设备和基站之间的通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度未决数据向每个用户设备的传输；以及第三方面的方法步骤。

根据第五方面，提供了一种计算机程序产品，可操作为当在计算机上执行时，可以执行第二方面的方法步骤。

根据第六方面，提供了一种计算机程序产品，可操作为当在计算机上执行时，可以执行第四方面的方法步骤。

进一步的特定的和优选的方面在所附的独立权利要求和从属权利要求中给出。从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征结合，以及可以与除了那些明确地在权利要求中给出的之外的特征结合。

附图说明

参照附图，本发明的实施方式将进一步被详细说明，附图中：

图1图示说明了一个宏小区内总体中继站部署；

图2图示说明了根据一种实施方式，图1中所示中继站的主要组成部件；

图3图示说明了根据一种实施方式，图1中所示基站的主要组成部件；

图4是说明了图1中所示中继站和基站的主要处理步骤的流程图。

具体实施方式

图1举例说明了基站支持的宏小区内中继站的部署。用户设备UE在无线通信系统中漫游。基站BS提供为支持各个宏小区。在典型情况下，提供多个这样的基站BS，这些基站BS分布在不同的地理位置，从而实现向用户设备UE提供大的覆盖范围。当用户设备UE处于基站BS支持的宏小区内时，可以在用户设备UE和基站BS之间通过关联的无线链路建立通信。每一个基站BS一般会支持多个扇区。在典型情况下，一个基站BS内不同的天线或天线阵列支持一个相关扇区。相应地，每一个基站BS具有多个天线，不同天线发送的信号会被电子化加权，以提供扇区化方案。当然，值得指出的是，图1给出了典型通信系统中可能出现的用户设备和基站总数的一小部分。

宏小区内提供了多个中继站RS₁，RS₂。中继站RS₁，RS₂提供局部无线覆盖以支持其附近的用户设备。在该例中，RS₁支持用户设备UE₁和UE₂。同样地，中继站RS₂支持用户设备UE₃、UE₄和UE₅。当然，中继站可以支持比这更多的用户设备，用户设备也可以受多个中继站支持。在每个中继站和支持用户设备之间提供无线通信链路I。如前所述，这些无线通信链路的状态随时间变化，其依赖于例如中继站到用户设备的相对位置、任何干扰传输或其它噪声的区域条件。相应地，在任何特定时刻，每个链路支持的数据速率会随着链路的变化而变化，有些链路能比其它链路支持更高的数据速率。每个中继站RS1，RS2都会维持一个数据队列Q，该数据队列存储接收自基站BS的、尚未传输给预定用户设备的未决数据包。在正常操作条件下，这些未决数据队列大小的增长和缩小取决于通过中继站和基站BS之间的通信链路从基站BS接收数据包的速率、通过它们关联的通信链路可以中继这些数据包到预定用户设备的速率。

对于基站支持的每个用户设备，基站BS在未决数据队列Q中存储数据包。队列大小的变化也取决于基站BS从核心网络(未示出)接收数据包的速率、以及数据包直接通过基站BS和用户设备之间的通信链路I传递给预定用户设备的速率，或者数据包提供给支持用户设备的中继站的速率。

图2对根据一种实施方案的中继站R的部件做出了详细说明。值得一提的是，为了说明清楚起见，省略了中继站的其余部件。中继站包括收发器逻辑10，耦合到多天线阵列20，并且可操作为通过不同的链路与基站BS以及用户设备进行通信。在该实施方式中，中继站为半双工的，但是要指出的是，中继站可以为全双工的。排队逻辑30耦合到收发器10，该排队逻辑30可操作为产生一个存储用户数据的先进先出(FIFO)队列，这些用户数据是为中继站支持的每个用户设备而接收的。调度逻辑40提供为询问排队逻辑30，以建立每个队列的大小，接收反映中继站和每个用户设备之间每个无线通信链路瞬时信号与干扰加噪声比(SINR)估计的信道状态信息。如下面将会详细介绍的，调度逻辑40通过根据每个用户的队列状态以及瞬时SINR估计而进行调度决策，来帮助保证用户公平性，其中瞬时SINR估计没有保证基站—中继站链路和基站或中继站—用户设备链路之间的资源是正交分离的。同样地，合作逻辑50提供为使得中继站之间实现合作，从而以一种有效的方式抵抗中继站之间传输的干扰，下面也会对其进行详细说明。

合作逻辑50经由收发器逻辑10接收与干扰传输有关的信息。合作逻辑50将使得中继站调整其传输，或者通过经由收发器10，传递消息给干扰中继站，采取步骤调整该干扰中继站的传输。

图3对根据一种实施方式的基站BS的主要部件做出了详细说明。同样地，为了说明清楚起见，只对支持该实施方式所需要的主要部件进行了说明，而省略了其它的部件。收发器60提供为耦合到天线阵列30，并且支持通过基站和用户设备之间的无线通信链路进行无线传输。排队逻辑70耦合到收发器60，其对于基站支持的每个用户设备，维护一个FIFO队列Q，该队列包含通过S1链路从核心网络接收到的数据，该数据还未直接或通过中继站传输给该用户设备。同样地，这些队列的每一个的大小取决于从核心网络接收数据的速率、直接或通过中继站将数据传输给用户设备的速率。调度逻辑80提供为根据用户设备队列的状态以及基站和用户设备间的直接无线链路、基站和中继站间的无线链路的瞬时SINR的估计进行调度决策。合作逻辑90可以提供为在中继站之间实现合作，从而以一种有效的方式抵抗中继站之间传输的干扰，下面也会对其进行详细说明。

合作逻辑90经由收发器逻辑60接收与干扰传输有关的信息。合作逻辑90通过经由收发器60，传递消息给中继站，使得中继站调整其传输。

图4给出了基站和每个中继站操作的详细说明。总的来看，提供了分布式的两阶段调度方案，该方案消除了在中继站和基站之间提供信道状态信息的需求，同时也消除了从基站到中继站传输中继控制信息的需求。

在第一阶段，基站BS通过考虑基站和用户设备之间直接无线链路的信道状态、基站和中继站之间无线链路的信道状态，以及基站和中继站中的用户设备队列的大小，对下一个时隙做出调度决策。下一个时隙中选定的传输目标可以是中继站，也可以是用户设备。

在第二阶段，由于每个中继站是半双工的，第一阶段中未被选中从基站BS接收传输的任何中继站通过考虑中继站和用户设备之间无线链路的信道状态、中继站中用户设备队列的状态做出在该时间向用户设备传输的调度决策。

现在转向详细的操作情况。在步骤S10，基站BS检查是否从核心网络接收到新数据包。如果接收到新数据包，则该数据包会被添加到合适的用户设备队列中去。如果没有接收到新的数据包，则处理进行到步骤S30。当然，值得一提的是，基站BS支持全双工传输，所以可以在同一时隙接收新数据包并且传输排队的数据包。

在步骤S30，做出在下一时隙是否直接采用在基站BS和用户设备之间的无线链路进行到用户设备的传输的评估。这一评估是根据如下方式做出的。对应于N个中继站和单个基站BS，宏基站内的所有发射器集可以表示为T＝{1，...，N+1}。类似地，所有的用户的集合可表示为M＝{1，...，K}。基站考虑的无线链路的总数为L＝N+K，其中包括基站和用户之间，基站和中继站之间的所有无线链路。对于通用链路1，为了简化起见，传输速率可以用Shannon(香农)公式估计为如下值：

$R_l\left(t\right)={\log }_2(1+{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{orig}\left(l\right)}^{\mathrm{dest}\left(l\right)}\left(t\right))[\mathrm{bits}/\sec /\mathrm{Hz}]$

其中为时间帧t中第1个链路目标的SINR，假定所有其它同时的活动链路会干扰。相应地，不同于集中调度方案，为了空间再利用的最大化，不考虑对调度的接收器生成的干扰激活发射器集合。另一方面，中继站可操作为利用合作调度解决干扰，下面将会对其进行详细说明。

和

分别表示在下一时间帧开始时，宏小区内用户设备j在基站的队列大小，以及用户设备j在第i个中继站的队列大小。为使基站做出评估，中继站传递信息，使基站确定出中继站中队列的大小，下面将会对其进行详细说明。定义D_l(t)为，

$D_l\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{R}_l\left(t\right)Q_{\mathrm{BS}}^j\left(t\right),\mathrm{if\; j}=\mathrm{dest}\left(l\right)\∈M\\ R_l\left(t\right)\underset{j\∈M}{\max }\left\{\max \right\{Q_{\mathrm{BS}}^j\left(t\right)-Q_{\mathrm{rs},i}^j\left(t\right),0\left\}\right\},\mathrm{if\; dest}\left(l\right)={\mathrm{RS}}_i\end{array}\right.$

其中第一种状态对应于直接传输给用户设备，第二种状态对应于传输给第i个中继站。下一个时间帧t的最佳活动链路选择如下：

$l^{*}\left(t\right)=\underset{l=\{1,...,L\}}{\arg \max }{D}_l\left(t\right)$

如果选择直接传输给用户，调度逻辑80使队列逻辑70存储的相关用户队列中的下一个数据包，经由收发器60传递给用户设备，并且处理返回到步骤S10。如果针对下一时间帧选择的最佳链路是基站BS和第i个中继站之间的链路，那么处理进行到步骤S50。

在步骤S50，其数据包将通过该链路传输的用户设备可以根据如下法则选择：

$j_{l^{*}}^{*}\left(t\right)=\arg \underset{j\∈M}{\max }\left\{\max \right\{Q_{\mathrm{BS}}^j\left(t\right)-Q_{\mathrm{rs},i}^j\left(t\right),0\left\}\right\}$

在步骤S60，调度逻辑80使排队逻辑70通过收发器逻辑60，传输存储在用户设备队列中的下一个数据包给选定的中继站。

同时，在每个中继站，中继站做出来自基站的控制信息是否表明在下一个时间帧，该中继站被选定接收数据包的评估。因为每个中继站是半双工传输，这就意味着在该时隙内，其不能同时向用户设备传输数据包。然而，如果中继站是全双工传输，数据包的同时传输和接收是可行的。

如果选择中继站接收数据包，接收到的数据包被添加到合适的用户设备队列中去。如果没有从基站接收到数据包，处理进行到S90。

在步骤S90，中继站开始进行第二阶段的调度。调度逻辑40选择使用哪个中继站-用户设备无线链路来传输数据包。考虑第i个中继站，定义

为，

$D_{l_i}\left(t\right)=R_{l_i}\left(t\right)Q_{\mathrm{rs},i}^j\left(t\right),\mathrm{dest}\left(l_i\right)\∈M$

其中

为考虑到基站BS调度决策时链路1的速率的估计。可选择下一时间帧t的最佳链路为：

$l_i^{*}\left(t\right)=\underset{\mathrm{dest}\left(l_i\right)\∈M}{\arg \max }{D}_{l_i}\left(t\right)$

在步骤S120，确定该中继站传输与其它中继站传输之间的干扰，从而可以实现区域合作。该区域合作在抵抗两个中继站之间的干扰时非常有效。例如，用户设备UE₂由中继站RS₁提供服务，但是视中继站RS₂为一个强干扰源。相应地，在中继站RS₁和中继站RS₂之间进行低速率合作。传输干扰的认定如下。用户设备从诸如中继站或者基站的不同发射器接收导频。它根据接收功率选择最佳发射器，通过观察其导频功率确定主导干扰发射器。考虑中继站RS₁是最好的发射器，而中继站RS₂是主导干扰源的例子，定义γ为从中继站RS₁接收到的功率与从中继站RS₂接收到的功率的比率，

。如果(给定阈值)，那个用户设备需要在中继站RS₁和RS₂之间进行合作。

相应地，在步骤S130，进行任何改善措施。例如，假定OFDMA调制，中继站RS₁直接或者经由用户设备传输给中继站RS₂分配给该用户设备的载波，中继站RS₂避免分配这些载波。假定中继站侧有多个天线，可以使用同样的方法来分配正交波速。

在步骤S100，调度逻辑40使队列逻辑30从适当的用户设备队列经由发射器10，通过无线链路传输下一个数据包给用户设备。

在步骤S110，用户设备队列的大小变化经由控制信道传输给基站BS。当然，值得一提的是，从基站接收到的数据包引起的用户设备队列的任何增加都可以通过基站BS推断出来，不需要传输该大小变化。然而，如果需要，也可以传输用户设备队列的大小的增加。

每个中继站都重复这一过程。可以看出，对于这一分布式调度方法，每个中继站只需要向基站反馈队列大小的更新。不像集中式处理方案中，不需要中继站和其支持的用户设备之间的信道状态信息有关的任何反馈。涉及到信道状态信息的反馈可能需要相当多的字节，尤其是在部署多天线以及标量反馈不足以估计给定链路的SINR的情况下。然而，可以具有这样的实施方式，在其中从中继站向基站传输该反馈(或者部分反馈)。

相应地，可以看出，提供了针对下行链路传输的分布式中继方案，其中以适合的方式，给定用户设备可以由基站服务或者由中继站服务。这样一种分布式方法相对于集中化方法允许减少反馈，尤其是当简单标量反馈不足以估计信道质量的时候。因此，由于减少了反馈需求，系统变得更可扩展，可以在需要的地方部署新的中继站而不需要详细的网络规划。通过使用分布式方法，即使在属于不同小区的中继站之间，也可以执行局部的、低速率中继站-中继站以及中继站-基站的合作。

本领域的技术人员可以很容易地认识到可以通过程序化计算机执行上述不同方法的步骤。这里，一些实施方式也旨在覆盖程序存储装置，例如，机器或计算机可读的，编码有机器可执行或者计算机可执行指令程序的数字数据存储介质，其中所述指令执行上述方法中的一些或所有步骤。程序存储装置可以是，例如，数字存储器，磁性存储介质如磁盘，磁带，硬盘或者光学可读数字数据存储介质。实施方式同样旨在覆盖编程为执行上述方法各步骤的计算机。

图中示出的不同部件的功能，包括标为“处理器”或“逻辑”的任何功能模块，可以通过使用专用硬件以及能够结合合适软件执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，则可以通过单个专用处理器、单个共享处理器、或者多个个体处理器(可以共享其中的一些处理器)来提供这些功能。并且，“处理器”、“控制器”、“逻辑”这些术语的明确使用不能简单的认为是排他地指能够执行软件的硬件，可以暗示地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件，网络处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，存储软件的只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)以及非易失性存储器。也可以包括另外惯用的或者定制的硬件。类似地，图中所示的任何开关仅为概念上的东西。它们的功能可通过程序逻辑的操作、专用逻辑、程序控制和专用逻辑的相互作用或者甚至手动来实现，执行者可通过对上下文的深刻理解选择采用特定的技术。

值得一提的是，对于本领域的技术人员来说，所有的方块图均代表体现本发明的原理的说明性电路的概念视图。类似地，需要指出的是，任何流程图，流程框图，状态转化图，伪随机码等均代表不同的处理，这些处理实际上都可以以计算机可读介质代表，并且由计算机或处理器执行，而不管图中有没有详细给出计算机或者处理器。

描述和附图只解释了发明的原理。需要指出的是，对于本领域的技术人员来说，他们可以设计不同的布置(尽管没有在此明确地描述和示出)，这些不同的布置也具体化了本发明的原理，并且也包括在本发明的精神和范围内。并且，此处记载的所有例子主要是以教学为目的，从而帮助读者理解本发明原理和发明者提出的对于现有技术的进一步改进的概念，并且应该明白该发明并不局限于上述特定记载的例子和条件。并且，这里记载原理，方面，发明的实施方式以及其特定的例子的所有陈述包括其对等物。

Claims (15)

1.一种中继站(RS₁；RS₂)，可操作为在无线通信系统的基站(BS)和用户设备之间(UE)之间中继数据，所述中继站包括：

排队逻辑(30)，可操作为对于所述中继站支持的每个用户设备，形成一个与该用户设备相关联的未决数据队列，所述未决数据队列存储接收到的预定发往该用户设备的数据，该数据尚未由所述中继站通过该用户设备与所述中继站之间的通信信道(L)传输；

调度逻辑(40)，可操作为根据与每个用户设备关联的所述未决数据队列的大小、未决数据的优先级和每个用户设备与所述中继站之间的所述通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度未决数据向每个用户设备的传输。

2.如权利要求1所述的中继站，其中所述调度逻辑可操作为通过高优先级未决数据先于低优先级未决数据传输的调度，确定接下来要传输的未决数据。

3.如权利要求1或2所述的中继站，其中所述调度逻辑可操作为根据与每个用户设备相关联的所述未决数据队列的所述大小、以及每个用户设备与所述中继站之间的所述通信信道的信道状态信息，确定接下来要传输的未决数据。

4.如任何上述权利要求所述的中继站，其中所述调度逻辑可操作为根据如下的算法确定接下来要传输的未决数据：

$D_{l_i}\left(t\right)=R_{l_i}\left(t\right)Q_{\mathrm{rs},i}^j\left(t\right),\mathrm{dest}\left(l_i\right)\∈M$

其中

为通信信道l_i的速率的估计，所有用户设备的集合用M＝{1，...，K}表示，

表示在第i个中继站、在时间帧t开始时基站中的用户设备j的队列的大小，并且下一时间帧的最佳活动链路选择为：

$l_i^{*}\left(t\right)=\underset{\mathrm{dest}\left(l_i\right)\∈M}{\arg \max }{D}_{l_i}\left(t\right).$

5.如任何上述权利要求所述的中继站，包括：

测量逻辑(10)，可操作为接收来自其他中继站的标识传输的信息；以及

合作逻辑(50)，可操作为对来自测量逻辑的另一个中继站正产生干扰的指示做出响应，以使在两个中继站之间进行合作传输。

6.如权利要求5所述的中继站，其中所述合作逻辑可操作为向所述另一个中继站指示该中继站可接受的传输特性。

7.一种用于在无线通信系统的基站(BS)与用户设备(UE)之间中继数据的方法，该方法包括以下步骤：

在中继站(RS₁；RS₂)，形成与每个用户设备关联的未决数据队列，所述未决数据队列存储接收到的预定发往该用户设备的数据，该数据尚未通过通信信道传输给该用户设备；以及

根据与每个用户设备关联的所述未决数据队列的大小、未决数据的优先级和所述通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度(S90)未决数据从所述中继站向每个用户设备的传输。

8.一种中继站—基站对(RS₁，BS；RS₂，BS)，包括：

基站(BS)，该基站包括：

基站排队逻辑(70)，可操作为对于所述基站支持的每个用户设备，形成与该用户设备相关联的未决数据队列，所述未决数据队列存储接收到的预定发往用户设备的数据，该数据尚未被所述基站通过该用户设备与所述基站之间的通信信道传输；以及

基站调度逻辑(80)，可操作为根据与每个用户设备关联的所述未决数据队列的大小、未决数据的优先级和每个用户设备与所述基站之间的所述通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度未决数据向每个用户设备的传输；以及

根据权利要求1-6中任一个的所述中继站。

9.如权利要求8所述的中继站—基站对，其中所述基站调度逻辑可操作为根据与每个用户设备关联的所述未决数据队列的大小、未决数据的优先级以及每个用户设备与所述基站之间直接的和支持每个用户设备的任何中继站与所述基站之间的所述通信信道的信道状态信息中的至少一个，对未决数据的传输进行调度。

10.如权利要求8或9所述的中继站—基站对，其中所述基站调度逻辑可操作为通过调度高优先级未决数据的传输先于低优先级未决数据，确定接下来要传输的未决数据。

11.如权利要求8到10中任一项所述的中继站—基站对，其中所述基站调度逻辑可操作为，当采用所述基站与中继站之间的通信信道传输接下来要传输的所述未决数据时，基于在所述中继站和所述基站的关联的未决数据队列大小的差异，决定要传输哪一个未决数据。

12.如权利要求8到11中任一项所述的中继站—基站对，其中所述基站调度逻辑可操作为根据如下的算法确定接下来要传输的未决数据：

$D_l\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{R}_l\left(t\right)Q_{\mathrm{BS}}^j\left(t\right),\mathrm{if\; j}=\mathrm{dest}\left(l\right)\∈M\\ R_l\left(t\right)\underset{j\∈M}{\max }\left\{\max \right\{Q_{\mathrm{BS}}^j\left(t\right)-Q_{\mathrm{rs},i}^j\left(t\right),0\left\}\right\},\mathrm{if\; dest}\left(l\right)={\mathrm{RS}}_i\end{array}\right.$

其中

表示基站中第j个用户设备在时间t的队列的大小。

13.如权利要求8到12中任一项所述的中继站—基站对，其中所述中继站可操作为向所述基站提供每个未决数据队列的所述大小的指示。

14.如权利要求8到12中任一项所述的中继站—基站对，其中所述中继站可操作为向所述基站提供每个未决数据队列的大小变化的指示。

15.一种用于在无线通信系统的中继站—基站对(RS₁，BS；RS₂，BS)与用户设备(UE)之间中继数据的方法，该方法包括以下步骤：

在基站(BS)，对于由所述基站支持的每个用户设备，形成(S10)与该用户设备关联的未决数据队列，所述未决数据队列存储接收到的预定发往该用户设备的数据，该数据尚未由所述基站通过该用户设备与所述基站之间的通信信道传输；

根据与每个用户设备关联的所述未决数据队列的大小、未决数据的优先级以及每个用户设备与所述基站之间的通信信道的信道状态信息中的至少一个，调度(S30)未决数据向每个用户设备的传输；以及

根据权利要求7的所述方法步骤。

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