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CN102511194B - 通信系统、中继装置、通信终端和基站 - Google Patents

通信系统、中继装置、通信终端和基站 Download PDF

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CN102511194B CN201080041237.4A CN201080041237A CN102511194B CN 102511194 B CN102511194 B CN 102511194B CN 201080041237 A CN201080041237 A CN 201080041237A CN 102511194 B CN102511194 B CN 102511194B
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Abstract

公开一种通信系统，该通信系统包括多个基站、与多个基站之一通信的多个通信终端和中继装置。该中继装置包括选择单元和中继单元，该选择单元基于从多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息从多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，该中继单元对由中继单元选择的通信终端与对应的基站之间的通信进行中继。

Description

通信系统、中继装置、通信终端和基站
技术领域
本发明涉及通信系统、中继装置、通信终端和基站。
背景技术
在IEEE(电气和电子工程师协会)802.16j中，对中继技术进行了标准化。另外，在3GPP(第三代合作伙伴计划)LTE-A(高级长期演进)中，为了实现提高位于小区边缘处的通信终端的吞吐量，也对使用中继装置(中继站)的技术进行了积极的研究。
当在下行链路中接收到从基站发送的信号时，这样的中继装置将信号放大并将放大的信号发送到通信终端。与当信号直接从基站向通信终端发送时相比，通过执行这样的中继，中继装置可以提高信噪比。同样地，在上行链路中，中继装置还可以通过对从通信终端向基站发送的信号进行中继来保持高信噪比。这样的中继装置在例如非专利文献1到3中被描述了。
引文列表
非专利文献
非专利文献1：R1-090015，“ConsiderationonRelay.ppt”，ChinaPotevio，CATT，Jan2009
非专利文献2：R1-090065，“JointanalognetworkcodingandRelay”，Alcatel-Lucent，Jan2009
非专利文献3：R1-091803，“UnderstandingonType1andType2Relay”，Huawei，May2009
发明内容
技术问题
但是，还没有关于当在中继装置的可中继范围中存在多个通信终端时怎样对所述通信终端的通信进行中继的报告。因此，假设这样的情况：其中，具有高度必要性的应当进行中继的通信终端的通信可能不被中继，而具有低度必要性的应当进行中继的通信终端的通信可能被中继。
鉴于前述问题而作出了本发明，并且，本发明的目的在于提供能够选择要进行中继的通信终端的新型的改进的通信系统、中继装置、通信终端和基站。
解决问题的方案
为了解决前述问题，根据本发明的一个方面，提供一种通信系统，该通信系统包括：多个基站、与多个基站之一通信的多个通信终端和中继装置，该中继装置包括选择单元和中继单元，该选择单元基于从多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，该中继单元对由中继单元选择的通信终端与对应的基站之间的通信进行中继。
该中继装置还可以包括功率设置单元，该功率设置单元设置对于要进行中继的通信终端的中继信号的发送功率，从而使得发送功率与另一通信终端和中继装置之间的中继信号的传播损耗之间的差低于预定值。
该中继装置还可以包括距离估计单元，该距离估计单元基于从另一通信终端接收的基准信号的传播损耗来估计中继装置与另一通信终端之间的距离，该基准信号具有已知的发送功率，并且功率设置单元可以基于由距离估计单元估计的距离来估计另一通信终端与中继装置之间的中继信号的传播损耗。
选择单元可以优先地从多个通信终端当中选择具有差的通信质量的通信终端。
中继单元可以通过波束形成(beamforming)来发送对于要进行中继的通信终端的中继信号。
该中继装置还可以包括功率设置单元，该功率设置单元设置对于与要进行中继的通信终端相对应的基站的中继信号的发送功率，从而使得发送功率与另一基站和中继装置之间的中继信号的传播损耗之间的差低于预定值。
该中继装置还可以包括距离估计单元，该距离估计单元基于从另一基站接收的基准信号的传播损耗来估计中继装置与另一基站之间的距离，该基准信号具有已知的发送功率，并且功率设置单元可以基于由距离估计单元估计的距离来估计另一基站与中继装置之间的中继信号的传播损耗。
为了解决前述的问题，根据本发明的另一个方面，提供一种中继装置，该中继装置包括：选择单元，该选择单元基于从与多个基站中的一个基站通信的多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从所述多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端；以及中继单元，该中继单元对由选择单元选择的通信终端和对应的基站之间的通信进行中继。
为了解决前述问题，仍然根据本发明的另一个方面，提供一种通信终端，其中，当该通信终端由中继装置选择作为要进行中继的通信终端时，该通信终端经由中继装置与基站通信，该中继装置基于从多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从所述多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，所述多个通信终端包括与多个基站中的一个基站通信的通信终端。
为了解决前述问题，还是根据本发明的另一个方面，提供一种基站，其中，当与该基站通信的通信终端由中继装置选择作为要进行中继的通信终端时，该基站经由中继装置与通信终端通信，该中继装置基于从多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从所述多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，所述多个通信终端与包括该基站的多个基站中的一个基站通信。
本发明的有益效果
如上所述，根据本发明，可以充分地选择要进行中继的通信终端。
附图说明
[图1]图1是示出根据本发明实施例的通信系统的配置的解释图。
[图2]图2是示出当在UL和DL中使用相同的频率时的示例性资源分配的解释图。
[图3]图3是示出当在UL和DL中使用不同的频率时的示例性资源分配的解释图。
[图4]图4是示出DL无线电帧的示例性格式的解释图。
[图5]图5是示出UL无线电帧的示例性格式的解释图。
[图6]图6是示出连接处理序列的解释图。
[图7]图7是示出MBSFN发送/接收处理的具体例子的解释图。
[图8]图8是示出给每一个小区的示例性频率分配的解释图。
[图9]图9是示出在本实施例中关注的DL的干扰模型的解释图。
[图10]图10是示出在本实施例中关注的UL的干扰模型的解释图。
[图11]图11是示出通信终端的配置的功能图。
[图12]图12是示出中继装置的配置的功能图。
[图13]图13是示出中继装置对DL通信进行中继的流程的序列图。
[图14]图14是示出中继装置对UL通信进行中继的流程的序列图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。请注意，在本说明书和附图中，基本上具有相同的功能和结构的结构元件用相同的附图标记表示，并且省略重复的解释。
另外，在本说明书和附图中，为了区分的目的，可以把不同的字母置于基本上具有相同的功能和结构的且用相同的附图标记表示的多个结构元件之后。例如，根据需要如通信终端20A、20B和20C一样区分基本上具有相同的功能和结构的多个结构。但是，当不需要在基本上具有相同的功能和结构的多个结构元件中的每一个之间进行特别的区分时，只分配相同的附图标记。例如，在不需要在通信终端20A、20B和20C之间进行特别的区分时，将它们简称为通信终端20。
按照下面的项目顺序描述“具体实施方式”。
1.通信系统的基本配置
(给每个链路的示例性资源分配)
(无线电帧的示例性格式)
(连接处理序列)
(MBSFN)
(给每个小区的示例性频率分配)
2.通信系统的具体配置
(关注的干扰模型)
(通信终端的配置)
(中继装置的配置)
3.通信系统的操作
4.总结
<1.通信系统的基本配置>
首先，将参照图1至8描述根据本发明实施例的通信系统1的基本配置。图1是示出根据本发明实施例的通信系统1的配置的解释图。如图1所示，根据本发明实施例的通信系统1包括基站10A和10B，主干网络12，通信终端20A、20B和20X，以及中继装置30A和30B。
基站10管理存在于由基站10形成的小区中的中继装置30和通信终端20之间的通信。例如，基站10A管理用于与存在于该小区中的通信终端20X通信的调度信息，并根据该调度信息与通信终端20X通信。另外，基站10A还管理用于与存在于该小区中的中继装置30A通信的调度信息以及用于中继装置30A和通信终端20A相互通信的调度信息。
请注意，调度信息的管理可以通过基站10和中继装置30的联合协作，通过基站10、中继装置30和通信终端20的联合协作，或者通过中继装置30来执行。
中继装置30根据由基站10管理的调度信息来对基站10和通信终端20之间的通信进行中继。具体地说，当在下行链路中接收到从基站10发送的信号时，中继装置30使用与调度信息相对应的频率/时间来将通过放大信号而获得的信号发送到通信终端20。与在将信号直接从基站10发送到位于小区边缘的通信终端20时相比，通过执行这样的中继，中继装置30可以提高信噪比。
同样地，在上行链路中，中继装置30还可以通过根据由基站10管理的调度信息对从通信终端20向基站10发送的信号进行中继来保持高信噪比。尽管图1示出了这样的例子，其中只有中继装置30A存在于由基站10A形成的小区中，但是在由基站10A形成的小区中可以存在多个中继装置30。
作为这样的中继装置30的类型，提出了类型1和类型2。类型1的中继装置30具有单独的小区ID，并且被允许操作其自己的小区。这样，类型1的中继装置30以这样的方式操作，即其被通信终端20识别为基站10。但是，类型1的中继装置30并不是完全自治地操作，并且中继装置30在由基站10分配的资源的范围内执行中继通信。
同时，不同于类型1，类型2的中继装置30没有单独的小区ID，并且辅助基站10与通信终端20之间的直接通信。例如，已经研究了使用协作中继和网络编码的中继传送技术。在下面的表1中示出当前研究的类型1和类型2的特性。
[表1]
如上所述，根据由基站10管理的调度信息，通信终端20与基站10直接通信或者经由中继装置30与基站10通信。请注意，由通信终端20发送或接收的数据的例子包括音频数据、音乐数据(诸如音乐、演讲或无线电节目)、静态图像数据(诸如照片、文档、图片或图表)和运动图像数据(诸如电影、电视节目、视频节目或游戏图像)。通信终端20可以是诸如便携式电话或PC(个人计算机)的具有无线通信功能的信息处理装置。
管理服务器16经由主干网络12连接到每个基站10。管理服务器16具有MME(移动管理实体)的功能。另外，管理服务器16还可以具有服务网关的功能。此外，管理服务器16从各基站10接收指示由每个基站10形成的小区的状态的管理信息，并基于管理信息控制由每个基站10形成的小区中的通信。请注意，管理服务器16的功能可以通过多个物理上分开的配置来实现。
(给每个链路的示例性资源分配)
在这里，将描述给每个链路的资源分配。请注意，在下文中，基站10与中继装置30之间的通信信道将被称为中继链路，中继装置30与通信终端20之间的通信信道将被称为接入链路，基站10与通信终端20之间的直接通信信道将被称为直接链路。另外，向基站10的通信信道将被称为UL(上行链路)，向通信终端20的通信信道将被称为DL(下行链路)。还请注意，通过每个链路的通信均是基于OFDMA来执行的。
为了防止中继链路与接入链路之间的相互干扰，中继装置30基于频率或时间将中继链路与接入链路彼此分开。例如，中继装置30可以基于使用公共频率的TDD(时分双工)在相同的方向上将中继链路与接入链路彼此分开
图2是示出当在UL和DL中使用相同的频率时的示例性资源分配的解释图。如图2所示，无线电帧包括子帧0到子帧9。在图2中示出的例子中，中继装置30根据来自基站10的指令将子帧8和9识别为用于接入链路的DL的资源，并使用子帧8和9对从基站10发送到通信终端20的信号进行中继。
请注意，作为下行链路的同步信号的PSC(主同步信道)和SSC(辅助同步信道)以及PBCH(物理广播信道)被分配给子帧0和5。另外，寻呼信道被分配给子帧1和6。
图3是示出当在UL和DL中使用不同的频率时的示例性资源分配的解释图。如图3所示，频率f0用于DL，频率f1用于UL。在图3中示出的例子中，中继装置30根据来自基站10的指令将频率f0的子帧6到8识别为用于接入链路的DL的资源，并使用频率f0的子帧6到8对从基站10发送到通信终端20的信号进行中继。
请注意，作为下行链路的同步信号的PSC和SSC被分配给频率f0(用于DL)的子帧0和5，并且寻呼信道被分配给子帧4和子帧9。
(无线电帧的示例性格式)
接下来，参照图4和图5，将描述DL无线电帧和UL无线电帧中的每一个的具体的示例性帧格式。
图4是示出DL无线电帧的示例性格式的解释图。DL无线电帧包括子帧0到9，每一个子帧包括两个0.5ms时隙。每个0.5ms时隙包括七个OFDM(正交频分复用)符号。
如图4所示，诸如PCFICH(物理控制格式指示符信道)、PHICH(物理混合ARQ指示符信道)和PDCCH(物理控制信道)的控制信道被布置在每个子帧的头部的1到3的OFDM符号中。
请注意，作为例子，前述的每个信道均包括下面的信息。
PCFICH：与层1和层2有关的PDCCH的符号的数量
PHICH：响应于PUSCH的ACK/NACK
PDCCH：下行链路控制信息，用于PDSCH/PUSCH的调度信息(调制方法的格式、编码率等)。
另外，作为资源分配的最小单位的一个资源块(1RB)包括如图4所示的六个或七个OFDM符号和12个副载波。解调基准(基准信号)布置在资源块的一部分中。
此外，SSC、PBCH和PSC布置在子帧0和5中。此外，在图4中示出的无线电帧中的空闲部分被用作PDSCH(物理下行链路共享信道)。
图5是示出UL无线电帧的示例性格式的解释图。与DL无线电帧一样，UL无线电帧包括子帧0到9，每一个子帧包括两个0.5ms时隙。每个0.5ms时隙包括七个OFDM符号。
如图5所示，解调基准(基准信号)布置在每个0.5ms时隙中，并且CQI测量基准以分散的方式布置。在接收侧的基站10或中继装置30使用解调基准来执行信道评估，并根据信道评估结果解调接收到的信号。另外，在接收侧的基站10或中继装置30通过测量CQI测量基准来获取在发送侧的中继装置30或通信终端20与基站10或中继装置30之间的CQI。
此外，在图5中示出的无线电帧中的空闲部分被用作PUSCH(物理上行链路共享信道)。请注意，当请求CQI报告时，通信终端20或中继装置30使用PUSCH来发送CQI报告。
(连接处理序列)
接下来，将参照图6描述用于连接中继装置30或通信终端20与基站10的处理序列。
图6是示出连接处理序列的解释图。首先，如图6所示，中继装置30或通信终端20将RACH(随机接入信道)前导(preamble)发送给基站10(S62)。基站10在接收到RACH前导时获取TA(定时提前)信息，并将该TA信息与分配资源信息一同发送给中继装置30或通信终端20(S64)。例如，如果基站10能够掌握RACH前导的发送定时，那么基站10可以获取RACH前导的发送定时与接收定时之间的差作为TA信息。
其后，中继装置30或通信终端20使用由分配资源信息指示的资源将RRC连接请求发送给基站10(S66)。基站10在接收RRC连接请求时发送指示RRC连接请求的发送源的RRC连接决议(connectionresolution)(S68)。因此，中继装置30或通信终端20能够检查基站10是否已经接收了RRC连接请求。
接下来，基站10向具有MME的功能的管理服务器16发送连接请求，该连接请求指示中继装置30或通信终端20正请求服务(S70)。管理服务器16在接收连接请求时通过连接发送用于在中继装置30或通信终端20上进行建立的信息(S72)。
然后，基于来自管理服务器16的连接建立，基站10将RRC连接建立发送给中继装置30或通信终端20(S74)，由此中继装置30或通信终端20进行连接建立。其后，中继装置30或通信终端20将指示连接建立完成的RRC连接完成发送给基站10(S76)。
因此，中继装置30或通信终端20与基站10之间的连接完成，从而它们能够相互通信。请注意，前述的连接处理序列仅仅是示例性的，并且中继装置30或通信终端20与基站10可以通过另一个序列连接。
(MBSFN)
接下来，将描述由基站10执行的MBSFN(多媒体广播单频网络)发送、以及响应于MBSFN发送而执行的中继装置30的示例性操作。
MBSFN是一种模式，其中，多个基站10使用相同的频率同时执行数据广播发送。这样，根据MBSFN，虚拟地作为基站操作的类型1的中继装置30使用与基站10相同的频率来发送用于DL的控制信道等。在下文中，将参照图7描述MBSFN发送/接收处理的具体流程。
图7是示出MBSFN发送/接收处理的具体例子的解释图。首先，如图7所示，基站10和中继装置30同时发送PDCCH。这里，在PDCCH之后，除了用于通信终端20的PDSCH，基站10还发送用于控制中继的R-PDCCH。在R-PDCCH之后，发送用于中继装置30的PDSCH(要进行中继的数据)。请注意，在用于中继装置30的PDSCH之后提供非发送区间。
中继装置30在发送了PDCCH后经过切换到接收处理的区间，并且从基站10接收PDSCH(要进行中继的数据)。然后，在设置在来自基站10的PDSCH(要进行中继的数据)后的非发送区间，中继装置30将接收处理切换到发送处理。此外，在下一个步骤中，中继装置30将PDCCH添加到解码的PDSCH(要进行中继的数据)，并将该数据中继发送给通信终端20。
因此，不是基于中继装置30的存在的现有通信终端可以没有干扰地享受中继装置30的中继。
(给每个小区的示例性频率分配)
接下来，将描述当多个小区彼此相邻时给每个小区的示例性频率分配。
图8是示出给每一个小区的示例性频率分配的解释图。当每个小区包括三个分区时，如图8所示，将频率f1到f3分配到各个分区允许在小区边界处的频率干扰被抑制。在具有高业务量的人口稠密的区域中，这样的分配特别有效。
请注意，在LTE-A中，为了实现高的端到端吞吐量，诸如谱聚合(spectrumaggregation)、网络MIMO、上行链路多用户MIMO和中继技术的各种新型技术已经被研究。因此，随着具有高吞吐量的新型移动应用的问世，即使在郊区中也有频率资源会耗尽的可能。此外，在LTE-A的介绍中，为了实现低成本的基础设施开发，可能将会激励中继装置30的引入。
<2.通信系统的具体配置>
在上文中已经参照图1到图8描述了根据本实施例的通信系统1的基本配置。接下来，将参照图9到图12描述根据本实施例的通信系统1的具体配置。
(关注的干扰模型)
图9是示出在本实施例中关注的DL的干扰模型的解释图。在本实施例中，如图9所示，考虑一种情况，其中，中继装置30A位于该中继装置30A能够接收来自多个基站10(基站10A和10B)的PDCCH的位置，并且位于该中继装置30A能够接收来自属于各自基站10的通信终端20(通信终端20A和20B)的信号的位置。
在这种情况下，中继装置30A可以对基站10A与通信终端20A之间的通信、以及基站10B与通信终端20B之间的通信都进行中继。在这里，如果中继装置30A在没有作出任何特殊设计的情况下对从基站10A发送到通信终端20A的信号进行中继，那么担心的是通过中继发送的信号与从基站10B发送的信号可能会在通信终端20B处相互干扰。
图10是示出在本实施例中关注的UL的干扰模型的解释图。与图9中一样，在图10中，中继装置30A位于该中继装置30A能够接收来自多个基站10(基站10A和10B)的PDCCH的位置，并且位于该中继装置30A能够接收来自属于各自基站10的通信终端20(通信终端20A和20B)的信号的位置。
在这种情况下，中继装置30A可以对基站10A与通信终端20A之间的通信、以及基站10B与通信终端20B之间的通信都进行中继。在这里，如果中继装置30A在没有作出任何特殊设计的情况下对从通信终端20A发送到基站10A的信号进行中继，那么担心的是通过中继发送的信号与从通信终端20B发送的信号可能会在基站10B处相互干扰。
此外，还要解决当在中继装置的可中继范围中存在多个通信终端时怎样对所述通信终端的通信进行中继的问题。因此，假设一种情况，其中，具有高度必要性的应当进行中继的通信终端的通信可能不被中继，而具有低度必要性的应当进行中继的通信终端的通信可能被中继。
在关注前述背景技术的情况下作出了根据本实施例的中继装置30。这样，根据中继装置30，可以充分地选择要进行中继的通信并抑制由于中继导致的干扰的产生。在下文中，根据本实施例的这样的中继装置30的配置将结合通信终端20的配置进行描述。
(通信终端的配置)
图11是示出通信终端20的配置的功能图。如图11所示，通信终端20包括多根天线220a到220n、模拟处理单元224、AD/DA转换单元228和数字处理单元230。
多根天线220a到220n中的每一个从基站10或中继装置30接收无线电信号，获取高频电信号，并将该高频信号供应给模拟处理单元224。此外，多根天线220a到220n中的每一个基于从模拟处理单元224供应的高频信号将无线电信号发送给基站10或中继装置30。作为具有如上所述的多根天线220a到220n的通信终端20，其可以执行MIMO(多输入多输出)通信或分集通信。
模拟处理单元224通过执行诸如放大、滤波或向下转换的模拟处理来将从多根天线220a到220n发送的高频信号转换为基带信号。此外，模拟处理单元224将从AD/DA转换单元228供应的基带信号转换为高频信号。
AD/DA转换单元228将从模拟处理单元224供应的模拟格式的基带信号转换为数字格式，并将它供应给数字处理单元230。另外，AD/DA转换单元228将从数字处理单元230供应的数字格式的基带信号转换为模拟格式，并将它供应给模拟处理单元224。
数字处理单元230包括同步单元232、解码器234、编码器240和控制单元242。其中，同步单元232、解码器234、编码器240等，与多根天线220a到220n、模拟处理单元224和AD/DA转换单元228一同起用于与基站10或中继装置30通信的通信单元的作用。
从AD/DA转换单元228向同步单元232供应从基站10或中继装置30发送的诸如PSC或SSC的同步信号，并且同步单元232基于该同步信号对无线电帧执行同步处理。具体地说，同步单元232计算同步信号与已知的序列模式之间的相关性，并检测该相关性的峰值位置，从而使无线电帧同步。
解码器234对从AD/DA转换单元228供应的基带信号进行解码以获得接收到的数据。请注意，例如，解码可以包括MIMO接收处理和OFDM解调处理。
编码器240对诸如PUSCH的要发送的数据进行编码，并将它供应给AD/DA转换单元228。请注意，例如，编码可以包括MIMO发送处理和OFDM调制处理。
控制单元242控制通信终端20中的整体操作，诸如与中继装置30或基站10连接的处理、接收处理和发送处理。例如，通信终端20在控制单元242的控制下使用由基站10分配的资源块来执行发送处理和接收处理。请注意，控制单元242根据由基站10或中继装置30指定的发送参数控制发送处理。例如，当基站10使用PDCCH指定了通信终端20的TPC(发送功率控制)参数时，控制单元242根据由基站10指定的TPC参数控制发送处理。
同时，当基站10或中继装置30使用PDCCH已经向通信终端20请求CQI报告时，数字处理单元230使用从基站10或中继装置30发送的解调基准来测量信道质量(例如，接收功率)。控制单元242基于前述测量结果产生CQI报告，并将产生的CQI报告供应给编码器240。因此，CQI报告使用PUSCH被发送给基站10或中继装置30。
(中继装置的配置)
接下来，将参照图12描述中继装置30的配置。
图12是示出中继装置30的配置的功能块图。如图12所示，中继装置30包括多根天线320a到320n、模拟处理单元324、AD/DA转换单元328和数字处理单元330。
多根天线320a到320n中的每一个从基站10或通信终端20接收无线电信号，获取高频电信号，然后将该高频信号供应给模拟处理单元324。另外，多根天线320a到320n中的每一个基于从模拟处理单元324供应的高频信号将无线电信号发送给基站10或通信终端20。由于中继装置30具有如上所述的多根天线320a到320n，所以其可以执行MIMO通信或分集通信。
模拟处理单元324通过执行诸如放大、滤波或向下转换的模拟处理来将从多根天线320a到320n供应的高频信号转换为基带信号。另外，模拟处理单元324将从AD/DA转换单元328供应的基带信号转换为高频信号。
AD/DA转换单元328将从模拟处理单元324供应的模拟格式的基带信号转换为数字格式，并将它供应给数字处理单元330。另外，AD/DA转换单元328将从数字处理单元330供应的数字格式的基带信号转换为模拟格式，并将它供应给模拟处理单元324。
数字处理单元330包括同步单元332、解码器334、缓冲器338、编码器340、控制单元342、中继选择单元344、距离估计单元346和功率设置单元348。其中，同步单元332、解码器334、编码器340等，与多根天线320a到320n、模拟处理单元324和AD/DA转换单元328一同起用于与基站10或通信终端20通信的接收单元、发送单元和中继单元的作用。
从AD/DA转换单元328向同步单元332供应已经从基站10发送的同步信号，并且同步单元232基于该同步信号对无线电帧执行同步处理。具体地说，同步单元332计算同步信号与已知的序列模式之间的相关性，并检测该相关性的峰值位置，从而使无线电帧同步。
解码器334对从AD/DA转换单元328供应的基带信号进行解码，并获得目的地到基站10或到通信终端20的中继数据。请注意，例如，解码可以包括MIMO接收处理、OFDM解调处理和纠错处理。
缓冲器338临时存储由解码器334获得的目的地到基站10或到通信终端20的中继数据。然后，在控制单元342的控制下，使用用于接入链路的DL的资源块，将目的地到通信终端20的中继数据从缓冲器338读取到编码器340中。同样地，在控制单元342的控制下，使用用于中继链路的DL的资源块，将目的地到基站10的中继数据从缓冲器338读取到编码器340中。
编码器340对从缓冲器338供应的中继数据进行编码，并将它供应给AD/DA转换器328。请注意，例如，编码可以包括MIMO发送处理和OFDM调制处理。
(中继选择)
当中继装置30位于该中继装置30能够对多个通信进行中继的位置时，中继选择单元344将任何通信或全部通信选择作为要进行中继的通信。例如，在图9中示出的中继装置30A的中继选择单元344选择要对基站10A与通信终端20A之间的通信以及基站10B与通信终端20B之间的通信中的哪一个进行中继。在下文中，将具体描述由中继选择单元344进行的选择的标准。
由于中继装置30A能够从基站10A和10B都接收PDCCH，因此中继选择单元344从PDCCH获取用于向每一个基站10的UL的调度信息。另外，由于中继装置30A能够从通信终端20A和20B都接收PUSCH，因此中继选择单元344从PUSCH获取CQI报告。请注意，中继选择单元344可以基于用于UL的调度信息确定每一个PUSCH都是从哪一个通信终端20发送来的。
然后，中继选择单元344基于获取的CQI报告(通信质量信息)选择要进行中继的通信。在这里，考虑到，随着基站10与通信终端20之间的直接链路的通信质量越差，对基站10与通信终端20之间的通信进行中继的重要性就越大。因此，中继选择单元344可以优先地选择在UL和DL中的每一个中具有较差通信质量的直接链路的通信。
(DL通信的情况)
例如，在图9中示出的例子中，当由从通信终端20A发送的CQI报告指示的通信质量比由从通信终端20B发送的CQI报告指示的通信质量差时，中继选择单元344可以选择在从基站10A到通信终端20A的方向上的DL通信。也就是说，当“CQI_电平(level)_通信终端20A＜CQI_电平_通信终端20B”时，中继选择单元344可以将在从基站10A到通信终端20A的方向上的DL通信选择作为要进行中继的目标。
(UL通信的情况)
类似地，在图10中示出的例子中，当由从通信终端20A发送的CQI报告指示的通信质量比由从通信终端20B发送的CQI报告指示的通信质量差时，中继选择单元344可以选择在从通信终端20A到基站10A的方向上的UL通信。也就是说，当“CQI_电平_通信终端20A＜CQI_电平_通信终端20B”时，中继选择单元344可以将在从通信终端20A到基站10A的方向上的UL通信选择作为要进行中继的目标。
尽管在上文中已经对其中中继选择单元344基于CQI报告确定具有差通信质量的通信的例子进行了描述，但是本实施例并不限于此。例如，由于由基站10为通信终端20指定的TPC参数根据基站10与通信终端20之间的直接链路的状态而改变，因此TPC参数也可以被识别为指示直接链路的通信质量的指数。这样，基于通过PDCCH由基站10为通信终端20指定的TPC参数，中继选择单元344可以优先地将使用高输出信号具体地执行的通信选择为要进行中继的目标。
(距离估计)
距离估计单元346估计离每一个基站10的距离和离位于可以通信的范围中的每一个通信终端20的距离。例如，在图9中示出的中继装置30A的距离估计单元346估计离基站10A的距离、离基站10B的距离、离通信终端20A的距离和离通信终端20B的距离。
具体地说，距离估计单元346基于从每一个基站10和每一个通信终端20发送的基准信号的传播损耗来估计距离，该基准信号的发送功率和相位是已知的。例如，距离估计单元346可以计算从通信终端20A发送的基准信号(解调基准)的传播损耗，并基于计算出的传播损耗估计离通信终端20A的距离。类似地，距离估计单元346可以计算从基站10B发送的基准信号的传播损耗，并基于计算出的传播损耗估计离基站10B的距离。
(发送功率设置)
功率设置单元348设置用于执行由中继选择单元344选择的中继的发送功率。在下文中，将对在下述的每一种情况中由功率设置单元348设置的发送功率进行描述：在要进行中继的目标是DL通信的情况和在要进行中继的目标是UL通信的情况。
(DL通信的情况)
在图9中示出的例子中，当中继选择单元344已经将在从基站10A到通信终端20A的方向上的DL通信选择作为要进行中继的目标时，由通信终端20B接收从中继装置30A向通信终端20A中继发送的信号作为噪声成分。此外，如果噪声成分超出了通信终端20B的可允许的干扰电平，那么存在会产生干扰的可能性。因此，功率设置单元348设置对于通信终端20A的信号的发送功率，从而使得在通信终端20B处不会产生干扰。具体地说，功率设置单元348可以设置发送功率，从而使得满足基站10A/通信终端20A所期待的Qos并且还满足下面的公式1。
[数学式1]
发送功率[dB]＜通信终端20B的可允许的干扰电平[dB]+中继装置30A与通信终端20B之间的传播损耗[dB](公式1)
在上述公式1中，通信终端20B的可允许的干扰电平可以是由设备认证机构指示的以通信终端20B的最小速率所需的SINR。此外，功率设置单元348可以基于由距离估计单元346估计的中继装置30A与通信终端20B之间的距离来估计中继装置30A与通信终端20B之间的传播损耗。请注意，鉴于减少功率消耗，功率设置单元348可以在满足基站10A/通信终端20A所期待的Qos且还满足上述公式1的范围内设置最小的发送功率。
当不存在满足上述公式1的发送功率时，中继装置30不需要执行中继。或者，当中继装置30被授权对资源进行调度时，中继装置30可以重新分配资源块，从而使得不会产生干扰。
(UL通信的情况)
在图10中示出的例子中，当中继选择单元344已经将在从通信终端20A到基站10A的方向上的UL通信选择作为要进行中继的目标时，由基站10B接收从中继装置30A向基站10A中继发送的信号作为噪声成分。此外，如果噪声成分超出了基站10B的可允许的干扰电平，那么存在会产生干扰的可能性。因此，功率设置单元348设置对于基站10A的信号的发送功率，从而使得在基站10B处不会产生干扰。具体地说，功率设置单元348可以设置发送功率，从而使得满足基站10A/通信终端20A所期待的Qos并且还满足下面的公式2。
[数学式2]
发送功率[dB]＜基站10B的可允许的干扰电平[dB]+中继装置30A与基站10B之间的传播损耗[dB](公式2)
在上述公式2中，基站10B的可允许的干扰电平可以是由设备认证机构指示的以基站10B的最小速率所需的SINR。此外，功率设置单元348可以基于由距离估计单元346估计的中继装置30A与基站10B之间的距离来估计中继装置30A与基站10B之间的传播损耗。请注意，鉴于减少功率消耗，功率设置单元348可以在满足基站10A/通信终端20A所期待的Qos且还满足上述公式2的范围内设置最小的发送功率。
当不存在满足上述公式2的发送功率时，中继装置30不需要执行中继。或者，当中继装置30被授权对资源进行调度时，中继装置30可以重新分配资源块，从而使得不会产生干扰。
(控制单元)
控制单元342控制发送处理，从而使用由功率设置单元348设置的发送功率将用于中继的信号发送到由中继选择单元344选择的基站10或通信终端20。此外，在控制发送处理时，控制单元342以下述方式控制诸如AMC(高级调制和编码)参数或HARQ(混合自动重复请求)参数的发送参数。请注意，下面的控制可以单独地执行，也可以组合执行。
(DL通信的情况)
·AMC
当作为中继目的地的通信终端20与中继装置30具有高度可能的下述的位置关系并且通过直接链路重复地发送重新发送分组时，控制单元342可以使用具有比直接链路的速率高的速率的调制-编码参数来执行中继信号的覆盖发送：在所述位置关系中，来自中继装置30的信号的接收电平比来自直接链路的在通信终端20处的接收电平充分高。在这种情况下，通过直接链路发送的信号在由通信终端20接收时被埋，但是期望来自中继装置30的中继信号被通信终端20解码。请注意，中继装置30还可以利用可用的时隙且使用具有比直接链路的速率高的速率的调制-编码参数来发送中继信号。
·HARQ
当重新发送分组通过基站10与通信终端20之间的直接链路被重复地发送时，控制单元342可以使用与重新发送分组的参数相同的参数来执行中继信号的覆盖发送。请注意，中继装置30还可以利用可用的时隙以比直接链路的速率高的速率作为HARQ分组发送中继信号。
·波束成形
当控制单元342可以估计作为中继目的地的通信终端20的相对方向时，控制单元342可以通过波束成形来发送中继信号。在这种情况下，功率设置单元348可以基于对于不是中继目的地的通信终端20的Null波束的发送功率和传播损耗来设置发送功率。根据这样的波束成形，可以选择多个通信终端20作为中继目的地并且同时将中继信号发送到多个通信终端20。
(UL通信的情况)
·AMC
当作为中继目的地的基站10与中继装置30具有高度可能的下述的位置关系并且通过直接链路重复地发送重新发送分组时，控制单元342可以使用具有比直接链路的速率高的速率的调制-编码参数来执行中继信号的覆盖发送：在所述位置关系中，来自中继装置30的信号的接收电平比来自直接链路的在基站10处的接收电平充分高。在这种情况下，通过直接链路发送的信号在由基站10接收时被埋，但是期望来自中继装置30的中继信号被基站10解码。请注意，中继装置30还可以利用可用的时隙且使用具有比直接链路的速率高的速率的调制-编码参数来发送中继信号。
·HARQ
当重新发送分组通过基站10与通信终端20之间的直接链路被重复地发送时，控制单元342可以使用与重新发送分组的参数相同的参数来执行中继信号的覆盖发送。请注意，中继装置30还可以利用可用的时隙以比直接链路的速率高的速率作为HARQ分组发送中继信号。
·波束成形
当控制单元342可以估计作为中继目的地的基站10的相对方向时，控制单元342可以通过波束成形来发送中继信号。在这种情况下，功率设置单元348可以基于对于不是中继目的地的基站10的Null波束的发送功率和传播损耗来设置发送功率。根据这样的波束成形，可以选择多个基站10作为中继目的地并且同时将中继信号发送到多个基站10。
<3.通信系统的操作>
在上文中已经参照图9到图12描述了根据本实施例的通信系统1的具体配置。接下来，将参照图13和图14描述根据本实施例的通信系统1的操作。请注意，本实施例基于以下几点。
·中继装置30使用直接链路，并且根据与通信终端20的过程类似的过程终止了直到“RRC连接完成”的过程，并且还确定了子小区ID、参考模式分配等。
·基站10和属于该基站的中继装置30同步。
·指示中继装置30和属于该中继装置30的通信终端20的分组信息事先由基站10给出(基站10由CQI报告或TA信息确定中继的必要性并在需要时分配用于中继的资源)
·Ptx_DL＞＞Ptx_RL并且Ptx_DL＞＞Ptx_AL(Ptx：最大发送功率)，DL：直接链路(基站10与通信终端20之间的直接链路)，AL：接入链路，以及RL：直接链路
·要实现的主要目的在于采取应对对直接链路的干扰(特别是对不基于中继装置30的存在的通信装置(LTEUE)的直接链路的干扰)的措施。
(DL通信的情况)
图13是示出中继装置30对DL通信进行中继的流程的序列图。如图13所示，当从基站10A接收到PDCCH(S404)并从基站10B接收到PDCCH(S408)时，中继装置30从每一个PDCCH获取调度信息(S412)。
接下来，当从通信终端20A接收到解调基准(S416)并从通信终端20B接收到解调基准(S420)时，中继装置30基于每一个解调基准的传播损耗来估计离通信终端20A的距离和离通信终端20B的距离(S424)。请注意，基于在S412获取的调度信息，可以确定每一个解调基准都是从哪一个通信终端20发送来的。
此外，当从通信终端20A接收到CQI报告(S428)并且从通信终端20B接收到CQI报告(S432)时，中继选择单元344基于由CQI报告指示的通信质量来选择要对指向通信终端20A的通信和指向通信终端20B的通信中的哪一个进行中继(S436)。例如，中继选择单元344可以优先地选择具有差的通信质量的通信。
其后，功率设置单元348设置对于在S436中选择的通信终端20的信号的发送功率，从而使得在另一通信终端20处的接收电平小于或等于该另一通信终端20的可允许的干扰电平(S440)。然后，当在S436中选择了通信终端20A时，中继装置30在从基站10A接收了PDSCH(S444)时使用由功率设置单元348设置的发送功率来将接收到的PDSCH发送到通信终端20A(S448)。请注意，中继装置30可以通过充分地控制诸如AMC或HARQ的参数来将PDSCH发送到通信终端20A。
(UL通信的情况)
图14是示出中继装置30对UL通信进行中继的流程的序列图。如图14所示，当从基站10A接收到PDCCH(S454)并从基站10B接收到PDCCH(S458)时，中继装置30从每一个PDCCH获取调度信息(S462)。
接下来，当从基站10A接收到基准信号(S466)并从基站10B接收到基准信号(S470)时，中继装置30基于每一个基准信号的传播损耗来估计离基站10A的距离和离基站10B的距离(S474)。
此外，当从通信终端20A接收到CQI报告(S478)并且从通信终端20B接收到CQI报告(S482)时，中继选择单元344基于由CQI报告指示的通信质量选择要对指向基站10A的通信和指向基站10B的通信中的哪一个进行中继(S486)。例如，中继选择单元344可以优先地选择具有差的通信质量的通信。
其后，功率设置单元348设置对于在S486中选择的基站10的信号的发送功率，从而使得在另一基站10处的接收电平小于或等于该另一基站10的可允许的干扰电平(S490)。然后，当在S486中选择了基站10A时，中继装置30在从通信终端20A接收到PUSCH(S494)时使用由功率设置单元348设置的发送功率来将接收到的PUSCH发送到基站10A(S498)。请注意，中继装置30可以通过充分地控制诸如AMC或HARQ的参数来将PDSCH发送到通信终端20A。
<4.总结>
如上所述，当在可以进行通信的范围内存在多个基站10和通信终端20时，根据本实施例的中继装置30可以充分地选择要进行中继的通信。此外，根据本实施例的中继装置30可以使用这样的发送功率来发送中继信号，该发送功率不会导致在不是中继目的地的基站10或通信终端20处发生干扰。
尽管参照附图对本发明的优选实施例进行了详细描述，但本发明并不限于此。对于本领域的技术人员而言显而易见的是，可以进行各种修改或变型，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围即可。应该理解，这种修改或变型也在本发明的技术范围内。
例如，本说明书中的通信系统1的处理的步骤不必一定根据序列图中描述的顺序以时序的顺序被处理。例如，通信系统1的处理中的步骤可以以不同于在序列图中描述的顺序的顺序执行，或者可以并行地执行。例如，在图13中的S404和S408可以同时由中继装置30接收，或者其中之一可以更早地被接收。对于S416和S420、以及S428和S432也同样如此。此外，例如，对于图14中的S454和S458、S466和S470，以及S478和S482也同样如此。
还可以产生用于使得中继装置30中的内置硬件(诸如CPU、ROM和RAM)行使与中继装置30的前述的每一种配置等同的功能的计算机程序。另外，还提供存储有该计算机程序的存储介质。

Claims (9)

1.一种通信系统，包括：
多个基站；
与所述多个基站中的一个基站通信的多个通信终端；以及
中继装置，该中继装置包括
选择单元，该选择单元基于从所述多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从所述多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，
中继单元，该中继单元对由选择单元选择的通信终端和对应的基站之间的通信进行中继，以及
功率设置单元，设置对于要进行中继的通信终端的中继信号的发送功率，从而使得该发送功率与另一通信终端和中继装置之间的中继信号的传播损耗之间的差低于预定值。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中
中继装置还包括距离估计单元，该距离估计单元基于从所述另一通信终端接收的基准信号的传播损耗来估计中继装置和所述另一通信终端之间的距离，该基准信号具有已知的发送功率，并且
功率设置单元基于由距离估计单元估计的距离来估计所述另一通信终端和中继装置之间的中继信号的传播损耗。
3.根据权利要求2所述的通信系统，其中，选择单元优先地从所述多个通信终端当中选择具有差通信质量的通信终端。
4.根据权利要求3所述的通信系统，其中，中继单元通过波束成形来发送对于要进行中继的通信终端的中继信号。
5.一种通信系统，包括：
多个基站；
与所述多个基站中的一个基站通信的多个通信终端；以及
中继装置，该中继装置包括
选择单元，该选择单元基于从所述多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从所述多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，
中继单元，该中继单元对由选择单元选择的通信终端和对应的基站之间的通信进行中继，以及
功率设置单元，设置对于与要进行中继的通信终端相对应的基站的中继信号的发送功率，从而使得该发送功率与另一基站和中继装置之间的中继信号的传播损耗之间的差低于预定值。
6.根据权利要求5所述的通信系统，其中
中继装置还包括距离估计单元，该距离估计单元基于从所述另一基站接收的基准信号的传播损耗来估计中继装置和所述另一基站之间的距离，该基准信号具有已知的发送功率，并且
功率设置单元基于由距离估计单元估计的距离来估计所述另一基站和中继装置之间的中继信号的传播损耗。
7.一种中继装置，包括：
选择单元，该选择单元基于从与多个基站中的一个基站通信的多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从所述多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，
中继单元，该中继单元对由选择单元选择的通信终端和对应的基站之间的通信进行中继，以及
功率设置单元，设置对于要进行中继的通信终端的中继信号的发送功率，从而使得该发送功率与另一通信终端和中继装置之间的中继信号的传播损耗之间的差低于预定值。
8.一种中继装置，包括：
选择单元，该选择单元基于从与多个基站中的一个基站通信的多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息来从所述多个通信终端当中选择要进行中继的通信终端，
中继单元，该中继单元对由选择单元选择的通信终端和对应的基站之间的通信进行中继，以及
功率设置单元，设置对于与要进行中继的通信终端相对应的基站的中继信号的发送功率，从而使得该发送功率与另一基站和中继装置之间的中继信号的传播损耗之间的差低于预定值。
9.一种通信终端，包括：
多根天线；以及
处理器，被配置为当包括在多个通信终端的该通信终端由中继装置基于由该中继装置从多个通信终端中的每一个接收的通信质量信息而从包括所述通信终端的所述多个通信终端当中被选择作为要进行中继的通信终端时，控制天线从所述中继装置接收信号，并且控制天线经由中继装置与多个基站中的一个基站通信，其中
所述信号的发送功率与另一通信终端和中继装置之间的中继信号的传播损耗之间的差低于预定值。
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