專利名稱：無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無線網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及諸如協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)之類的無 線中繼網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
預(yù)計(jì)未來的無線和/或蜂窩系統(tǒng)除許多其他方面外還會提供增加的 覆蓋、支持更高的數(shù)據(jù)速率或者二者的結(jié)合。另外，預(yù)計(jì)在未來建立和 維護(hù)系統(tǒng)的成本方面將會更加重要。隨著數(shù)據(jù)速率和/或通信距離的增 加，也需要應(yīng)對增加的電池消耗的問題。
一方面是重新考慮現(xiàn)有系統(tǒng)中所使用的拓樸，這是因?yàn)槿涓C網(wǎng) 絡(luò)存在著非常小的拓樸改變。
例如，所公知的是多跳提供通信(中繼器(relay))實(shí)體之間的顯 著降低的路徑損耗的可能性，這可以使用戶受益。
另 一種類型的拓樸考慮所謂的協(xié)作中繼。這是研究多個(gè)站之間的協(xié) 作的領(lǐng)域。在最近的研究文獻(xiàn)中，其使用了若干名稱，諸如協(xié)作分集 (cooperative diversity)、協(xié)作編碼、虛擬天線陣列等等。在[l]中給出 協(xié)作通信方案的艮好的綜述。無線通信中的站之間的協(xié)作的大體好處可 以被總結(jié)為較高數(shù)據(jù)速率、降低的中斷(outage)(由于各種形式的分 集)、增加的電池使用壽命以及擴(kuò)展的覆蓋(例如對于蜂窩系統(tǒng))。
最近，具有較小轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)(或中繼器)的協(xié)作中繼的思想 引起一些關(guān)注。該思想是中繼器能夠在從發(fā)送器向接收器發(fā)送信號中進(jìn) 行協(xié)作[2]。由始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號可以首先由多個(gè)中繼器接收，所 述多個(gè)中繼器將所述信號并行地轉(zhuǎn)發(fā)到接收節(jié)點(diǎn)。例如，協(xié)作可以涉及 以下方面相干合成、STC (諸如Alamouti分集之類的空時(shí)編碼)，并 且具有再生(解碼-轉(zhuǎn)發(fā))或非再生(放大-轉(zhuǎn)發(fā))特性。在協(xié)作中繼中， 跳的數(shù)目一般為兩跳，即一跳到中繼站(一個(gè)或多個(gè))，而一跳到接收 站。
在某種意義上協(xié)作中繼的思想可以認(rèn)為是包括僅兩跳的多跳的退 化情況，但同時(shí)其可以被概括成并且考慮到并行路徑以及要使用的信號處理。通常允許中繼器執(zhí)行各種信號處理和編碼任務(wù)，其以各種方式改 進(jìn)整體通信性能。可以將在協(xié)作中繼中使用的機(jī)制的好處可以,皮大致地 劃分成分集增益、波束形成增益和空間復(fù)用增益。
已經(jīng)發(fā)展出用于協(xié)作中繼方案的許多基本原理[l]、 [3]、 [4]和[5], 每個(gè)都具有其自己的好處和缺點(diǎn)。運(yùn)行良好的協(xié)作中繼方案通常依靠精 確的信道狀態(tài)信息，不過需要快速協(xié)議并且強(qiáng)加額外開銷?？商鎿Q地， 放寬對信道的詳細(xì)知識的需求，但通常會降低整體通信性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)配置的這些和其他缺點(diǎn)。
本發(fā)明的總體目的是提供改進(jìn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)。
在無線網(wǎng)絡(luò)(例如無線中繼網(wǎng)絡(luò))中提供改進(jìn)的調(diào)度也是一個(gè)目的。
特別地，希望提供增加的平均數(shù)據(jù)速率和減小的方差(variance) 以及增加的總數(shù)據(jù)速率。
一個(gè)特定目的是在(機(jī)會)中繼網(wǎng)絡(luò)中向中繼節(jié)點(diǎn)高效地分配傳送 功率，以進(jìn)一步提高用戶數(shù)據(jù)速率。
而且， 一個(gè)特定目的是-能夠在多個(gè)中繼器正轉(zhuǎn)發(fā)信號到移動終端時(shí) 高效地處理相消干擾的情形。
另 一個(gè)特定目的是提供用于在無線中繼網(wǎng)絡(luò)中中繼信息的改進(jìn)的 方法和系統(tǒng)，以及提供用于在這樣的網(wǎng)絡(luò)中支持高效中繼的設(shè)備/網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)。
又一個(gè)特定目的是在無線通信網(wǎng)絡(luò)中提供改進(jìn)的宏分集操作，以及 提供與這樣的網(wǎng)絡(luò)中的至少兩個(gè)無線電基站連接的相關(guān)聯(lián)的控制器設(shè)備。
如由所附專利權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明滿足這些和其他目的。 本發(fā)明的第一方面涉及具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無線中繼網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)、至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)接收節(jié)點(diǎn)(也 稱作用戶)?；旧?，指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)傳送導(dǎo)頻信號，而中繼節(jié)點(diǎn)(一個(gè) 或多個(gè))接收并轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)頻信號到接收節(jié)點(diǎn)，所述接收節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)根 據(jù)所接收的導(dǎo)頻信號測量信道質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明，至少一部分接收節(jié)點(diǎn) 將關(guān)于所測量的 一路上的信道質(zhì)量的信息反饋給指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)，此后始 發(fā)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所接收的信道質(zhì)量信息將用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到接收節(jié)點(diǎn)(用戶)中的至少一個(gè)所選擇的節(jié)點(diǎn)。隨后，指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo) 頻信號的相同中繼節(jié)點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))將數(shù)據(jù)傳送到所選擇的接收節(jié)點(diǎn)
(一個(gè)或多個(gè))。這樣，就以提供顯著數(shù)據(jù)速率提高的特有且高效的方 式將多用戶分集調(diào)度引入中繼網(wǎng)絡(luò)。
在這種背景下，多用戶分集調(diào)度允許選擇經(jīng)歷"瞬時(shí)"良好的發(fā)送 器-中繼器(一個(gè)或多個(gè))-接收器信道的用戶進(jìn)行通信，由此考慮到增 加的平均數(shù)據(jù)速率和減小的方差，以及增加的總數(shù)據(jù)速率。
優(yōu)選地，多用戶分集調(diào)度一般涉及在具有最高信道質(zhì)量的那些節(jié)點(diǎn) /用戶之中選擇接收節(jié)點(diǎn)/用戶，以及選擇與所選擇的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù) 以用于傳輸?？梢栽谙鄬σ饬x上，即相對其平均信道質(zhì)量的瞬時(shí)信道質(zhì) 量，確定最高信道質(zhì)量，但也可以使用諸如絕對信道質(zhì)量之類的其他質(zhì)
量測量。盡管依賴信道的(channel dependent)調(diào)度是多用戶分集調(diào)度 的核心，但也可以考慮其他方面，例如用戶中的公平性和用戶服務(wù)質(zhì)量 需求。此外，信道質(zhì)量可以基于瞬時(shí)信道或預(yù)測信道質(zhì)量。因此，根據(jù) 基于信道質(zhì)量的度量作出要選擇哪個(gè)接收節(jié)點(diǎn)/用戶的決定。
已經(jīng)證明，中繼網(wǎng)絡(luò)中的多用戶分集調(diào)度的新穎性思想對于協(xié)作中 繼網(wǎng)絡(luò)和協(xié)作的中繼輔助的兩跳網(wǎng)絡(luò)是特別有利的。
盡管可以僅使用單個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，但使用多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)是有益的，對 于導(dǎo)頻傳輸，所述多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)并行地且在相同頻率上傳送導(dǎo)頻信號， 而對于數(shù)據(jù)傳輸，所述多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)并行地且在相同頻率上傳送數(shù)據(jù)。 當(dāng)多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)正向接收節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信號時(shí)，通過在中繼結(jié)構(gòu)體系中合并 多用戶分集來高效處理在接收節(jié)點(diǎn)處的潛在的相消干擾的情況，以使得 僅選擇經(jīng)歷良好信道質(zhì)量的接收節(jié)點(diǎn)用于通信。
例如，始發(fā)節(jié)點(diǎn)可以是基站而接收節(jié)點(diǎn)可以是移動用戶終端。接收 節(jié)點(diǎn)通常可以是任何中繼站，包括放大-轉(zhuǎn)發(fā)站以及解碼-轉(zhuǎn)發(fā)站。
本發(fā)明也提供功率受控的中繼節(jié)點(diǎn)的靈活性。在本發(fā)明的這個(gè)方面 中，優(yōu)選地根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)的所選組之間的鏈路的平均鏈路質(zhì) 量來分配中繼傳送功率。在放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼的情況下，例如，還可以根據(jù) 始發(fā)節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)之間的鏈路的平均鏈路質(zhì)量來分配中繼傳送功率。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，在基于OFDM(正交頻分復(fù)用)或OFDMA (正交頻分多址接入)中將多用戶分集調(diào)度以及以下機(jī)制一起使用，所 述機(jī)制實(shí)現(xiàn)在接收節(jié)點(diǎn)并行接收來自始發(fā)節(jié)點(diǎn)的直接信號和中繼信號以提供直接和中繼信號的相長干涉。優(yōu)選地通過對始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)和中繼 器進(jìn)行適當(dāng)配置來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。例如，中繼節(jié)點(diǎn)可以是頻率轉(zhuǎn)發(fā)
(on-frequency repeating)中繼站，所述中繼站中的每一個(gè)接收信號并且 在基本上小于OFDM (正交頻分復(fù)用)符號持續(xù)時(shí)間的等待時(shí)間的情況 下以相同頻帶轉(zhuǎn)發(fā)信號?？梢允褂眠m于中繼信號和直接信號的等效信道 的功率延遲分布的循環(huán)前綴持續(xù)時(shí)間來配置始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)，以確保并行 接收和相長干涉。
對于當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)和始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)配備有多個(gè)天線并 且基于MIMO-MISO的機(jī)會通信方案被使用時(shí)的情況，至少一部分中繼 節(jié)點(diǎn)可以配備有一個(gè)或多個(gè)天線，并且接收節(jié)點(diǎn)其中之一可以被選擇用 于基于MIMO/MISO的通信以建立更富有的信道，即將甚至進(jìn)一步增加 整個(gè)端到端(ETE)信道容量的信道。特別地，基于空間復(fù)用的MIMO 可以用來提供高譜效率。用于該方案的反饋優(yōu)選地是描述每個(gè)MIMO子 信道的質(zhì)量的信道質(zhì)量矢量。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，引入多用戶分集，用于以特有的方式 在無線通信網(wǎng)絡(luò)中改進(jìn)宏分集。無線通信網(wǎng)絡(luò)基本上包括控制器、與該 控制器連接的至少兩個(gè)基站以及兩個(gè)或更多移動終端?；緜魉蛯?dǎo)頻信 號，并且接收導(dǎo)頻信號的每個(gè)移動終端測量信道質(zhì)量。每個(gè)移動終端然 后將關(guān)于所測量的一路上的信道質(zhì)量的信息反饋給控制器，該控制器根 據(jù)所接收的信道質(zhì)量信息將用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到所選擇的 一個(gè)移動 終端。最后，數(shù)據(jù)通過基站被傳送到所選擇的移動終端。
本發(fā)明提供如下優(yōu)點(diǎn)
>改進(jìn)的中繼性能。
> fe高的數(shù)據(jù)速率。
>功率受控的中繼節(jié)點(diǎn)。
>直接和中繼信號的相長干涉。
>用于進(jìn)一步提高的潛在MIMO和/或MISO操作。
>改進(jìn)的宏分集操作。
當(dāng)閱讀本發(fā)明的實(shí)施例的以下描述時(shí)，將理解本發(fā)明所提供的其他優(yōu)點(diǎn)。
附圖筒要描述通過參考以下結(jié)合附圖所給出的描述，將最佳地理解本發(fā)明以及其
另外的目的和優(yōu)點(diǎn)，其中


圖1是圖示出本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的示意性流程圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的基于多用戶分集的無線協(xié) 作中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的基于多用戶分集的具有多 個(gè)中繼器的無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的基于多用戶分集的具有功 率受控的中繼器(一個(gè)或多個(gè))的無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖5是圖示出用于與多個(gè)移動站通信的多個(gè)中繼器和基站的示例性 配置的示意圖。
圖6是圖示出在三種不同情況下信道容量與用戶數(shù)目的關(guān)系的示意 圖，所有情況都基于放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼。
圖7是圖示出在三種不同情況下信道容量與用戶數(shù)目的關(guān)系的示意 圖，所有情況都基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的并行接收直接和中繼信號 的基于多用戶分集的無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的基于MIMO/MISO操作的 多用戶分集的無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的采用多用戶分集調(diào)度的 宏分集操作的無線網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述
在全部附圖中，相同附圖標(biāo)記將^皮用于表示相應(yīng)或相似元件。 根據(jù)本發(fā)明的基本思想是以提供顯著數(shù)據(jù)速率提高的特有且高效 的方式將多用戶分集調(diào)度引入中繼網(wǎng)絡(luò)。
圖1是圖示出本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的示意性流程圖。在步驟 Sl中，指定的始發(fā)節(jié)點(diǎn)傳送導(dǎo)頻信號。在步驟S2中， 一個(gè)或多個(gè)中繼 節(jié)點(diǎn)，也簡稱為中繼器，接收并且轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)頻信號到多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)(用戶)。 在步驟S3中，每個(gè)接收節(jié)點(diǎn)響應(yīng)于接收到的導(dǎo)頻信號而測量信道質(zhì)量。 接下來，在步驟S4中，至少一部分接收節(jié)點(diǎn)向指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)報(bào)告回所 測量的信道質(zhì)量。這向始發(fā)節(jié)點(diǎn)提供來自接收節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量反饋。在步驟S5中，始發(fā)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的信道質(zhì)量信息執(zhí)行多用戶分集調(diào)度， 以用于選擇應(yīng)當(dāng)向多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)(用戶)中的哪(一)個(gè)傳送數(shù)據(jù)。此
后，在步驟S6中，始發(fā)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由傳送導(dǎo)頻信號的相同中繼節(jié)點(diǎn)(一個(gè) 或多個(gè))傳送數(shù)據(jù)到所選擇的接收節(jié)點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))。這意味著能 夠從接收導(dǎo)頻信號的各個(gè)用戶中選擇經(jīng)歷"瞬時(shí)，，良好的發(fā)送器-中繼器 -接收器信道的特定用戶來進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)增加的平均數(shù)據(jù)速率和減 小的方差以及增加的總數(shù)據(jù)速率。優(yōu)選地，多用戶分集調(diào)度包括在那些 具有最高信道質(zhì)量的用戶中選擇用戶，以及選擇與所選擇的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián) 的數(shù)據(jù)來傳輸。
盡管本發(fā)明通常適用于無線中繼網(wǎng)絡(luò)，但已經(jīng)證明本發(fā)明就協(xié)作中 繼網(wǎng)絡(luò)而言，并且尤其就協(xié)作的中繼輔助的兩跳網(wǎng)絡(luò)而言是特別有利的。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的基于多用戶分集的無線協(xié) 作中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)基本上包括指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)(也 被稱作發(fā)送器(TX) 10)、中繼節(jié)點(diǎn)或所謂的中繼站(RS) 20、多個(gè)
(U個(gè))接收節(jié)點(diǎn)(也被簡稱為接收器(RXl..,RXu) ) 30。除正常收 發(fā)器功能性之外，發(fā)送器10包括導(dǎo)頻模塊20、用于存儲要送往接收器
(RXi,...,RXu)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)隊(duì)列14和多用戶分集調(diào)度器16。中繼站 20可以是任何常規(guī)的中繼站、放大轉(zhuǎn)發(fā)或可選地解碼轉(zhuǎn)發(fā)。除正常收發(fā) 器功能性之外，每個(gè)所考慮的接收器30都包括信道質(zhì)量測量單元32。
始發(fā)節(jié)點(diǎn)可以例如是基站而接收節(jié)點(diǎn)可以是移動用戶終端。中繼節(jié) 點(diǎn)通?？梢允侨魏沃欣^站，例如放大轉(zhuǎn)發(fā)站或解碼轉(zhuǎn)發(fā)站。
最初，從發(fā)送器10經(jīng)由中繼站20向接收器30發(fā)送(1)導(dǎo)頻。信 道質(zhì)量通過每個(gè)接收器30中的信道質(zhì)量測量單元32而被測量并且被報(bào) 告(2)給始發(fā)發(fā)送器30。接下來，發(fā)送器30采用多用戶分集調(diào)度器 16,來至少部分根據(jù)來自至少一部分接收器30中的CQI (信道質(zhì)量信 息)反饋來調(diào)度希望傳送到接收器30中的哪一個(gè)(以及要傳送什么)。 調(diào)度器16通常把報(bào)告高CQI值的接收器列入優(yōu)先，以優(yōu)化數(shù)據(jù)速率。 最后，發(fā)送器IO從數(shù)據(jù)隊(duì)列14中選擇與所選擇的接收器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)， 并且使用根據(jù)所選擇的接收器的CQI而適配的適當(dāng)調(diào)制和編碼方案來 傳送(3)數(shù)據(jù)。通常，導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)這二者都經(jīng)過相同路徑，并且假定 信道從測量到數(shù)據(jù)傳輸期間基本上保持相同。換言之，測量到數(shù)據(jù)傳輸周期通常短于或至多等于信道相干時(shí)間，并且發(fā)送器10和中繼站20的 傳送功率基本上相同或僅在測量到數(shù)據(jù)傳輸周期之間緩慢改變。由于使 用了中繼，即等效為引入較大頻率復(fù)用距離，所以減小了潛在的不可預(yù) 知的"小區(qū)間干擾"的影響。
在許多協(xié)作中繼方案中，使用中繼信號(一個(gè)或多個(gè))以及來自發(fā) 送器的直接信號(由虛線指示)這二者的好處已經(jīng)得到認(rèn)可。該方法通 常是在接收器中組合在兩個(gè)不同時(shí)刻(time instance)接收的直接信號 和中繼信號。本發(fā)明當(dāng)然還適用于這種協(xié)作中繼方案。
并且設(shè)想，根據(jù)本發(fā)明，能夠在基于OFDM (正交頻分復(fù)用)或 OFDMA (正交頻分多址接入)的無線中繼網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行測量，以便實(shí)現(xiàn) 在接收端并行接收中繼信號和直接信號，以提供中繼信號和直接信號的 相長干涉。稍后將詳細(xì)描述本發(fā)明的這個(gè)方面。
通常，如果已經(jīng)在單跳系統(tǒng)中使用了機(jī)會調(diào)度，則關(guān)于移動用戶終 端(接收節(jié)點(diǎn))和基站(傳送節(jié)點(diǎn))的設(shè)計(jì)影響較小。不同在于基站-用戶終端協(xié)議設(shè)計(jì)需要迎合二相延遲。
多個(gè)中繼站
使用并行傳送相關(guān)信號的多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)常常是有益的。優(yōu)選地，對 于導(dǎo)頻傳輸，中繼節(jié)點(diǎn)并行地且在相同頻率上傳送導(dǎo)頻信號，而對于數(shù) 據(jù)傳輸，其并行地且在相同頻率上傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)信 號時(shí)，能夠通過在中繼結(jié)構(gòu)體系中合并多用戶分集來高效地處理在接收 側(cè)的潛在的相消干擾的情形，以使得僅選擇經(jīng)歷良好信道質(zhì)量的接收器 來用于通信。此外，經(jīng)歷良好信道質(zhì)量的接收器很可能經(jīng)歷來自相干增 加的多個(gè)中繼器的信號，這意味著除多用戶分集增益之外將經(jīng)歷波束形 成增益。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的具有多個(gè)中繼器的基于多 用戶分集的無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。假定存在著U個(gè)接收器和V 個(gè)中繼器，并且可以使用放大轉(zhuǎn)發(fā)和/或解碼轉(zhuǎn)發(fā)。
為了簡化符號表示，舉例來說，采用OFDM或OFDMA。 CP表示 循環(huán)前綴，s( t)是時(shí)間連續(xù)信號并且s( n)是具有樣本索引(sample index) n的相應(yīng)時(shí)間采樣信號。
在放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼的假設(shè)下，由每個(gè)接收站u所接收的副載波k的信號能夠被寫為
- iXv) w' "v w' K) w.柳+，)+，) (i)
或者等價(jià)地
凡(W = S(A). i/，)(it) +『 (e#)(A:) (la) 其中
if"(/() = . "v W. (lb)
o=ix(，).. ，+， (lc)
v-1
其中v是中繼站，并且H (k)是復(fù)(complex)信道增益，S(k) 是復(fù)值數(shù)據(jù)符號(例如選自諸如16-QAM、PSK或相似物的信號星座點(diǎn))， W(k)是復(fù)值噪聲，av(k)是中繼器的幅度增益因數(shù)(也可以是復(fù)數(shù))， 并且其中上述公式中的(1)和(2)分別表示發(fā)送器到中繼器的鏈路以 及中繼器到接收器的鏈路。如果希望的話，也可以將直接鏈路(發(fā)送器 與接收器之間)包括到等式中。然而，為了簡單和清楚，上述等式中沒 有包括直接鏈路。稍后將單獨(dú)處理這種情況。
根據(jù)等式(lb) , 4艮明顯， 一些副載波將會彼此相長干涉。因此， 一個(gè)用戶可以使用副載波資源的一個(gè)子集，而另 一個(gè)用戶使用另 一個(gè)子 集。
增益因數(shù)av (k)可以隨時(shí)間推移而緩慢變化或者在測量和數(shù)據(jù)階 段期間的所有時(shí)間保持恒定，即端到端(ETE)信道從CQI測量到數(shù)據(jù) 傳輸不會顯著改變。對于不同副載波k，也可以進(jìn)行不同設(shè)置。此外， 發(fā)送器所使用的功率可以隨時(shí)間推移而緩慢變化或者在測量和數(shù)據(jù)階 段期間的所有時(shí)間保持恒定。然而，如果控制器決定與另一組用戶進(jìn)行 通信，增益因數(shù)av (k)和發(fā)送器傳送功率可以突然改變。
在參考文獻(xiàn)[5]中，例如，執(zhí)行調(diào)度來確定在允許每個(gè)發(fā)送器-接 收器對使用也對其他發(fā)送器-接收器對公用的中繼器庫(pool)時(shí)，哪個(gè) 發(fā)送器-接收器對應(yīng)當(dāng)是活動的。與本發(fā)明相比，這是明顯的差別。尤其 會注意到，參考文獻(xiàn)[5]考慮不同的拓樸、 一組發(fā)送器-接收器對，而本 發(fā)明考慮的是從多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)中潛在地選擇一 個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的傳送節(jié)點(diǎn)。 本發(fā)明特別適用于蜂窩系統(tǒng)中的下行鏈路，而[5]更適用于ad hoc情形。功率受控的中繼器
本發(fā)明還提供功率受控的中繼節(jié)點(diǎn)的靈活性，如以下將解釋的。在 本發(fā)明的這個(gè)方面，優(yōu)選地根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)之間的鏈路的平均 鏈路質(zhì)量來分配中繼傳送功率。在放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼的情況下，例如，也可 以根據(jù)始發(fā)節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)之間的鏈路的平均鏈路質(zhì)量來分配中繼傳 送功率。
此處，該思想是但不限于-控制到"集群(clustered)，，用戶組的中 繼傳送功率，所述用戶到所有中繼器大概經(jīng)歷了相同的路徑損耗。優(yōu)選 地根據(jù)平均信道增益與噪聲比特征來確定每個(gè)中繼器的功率設(shè)置。這允 許用于控制傳送功率的能量高效低速率反饋，原因在于平均信道質(zhì)量被 考慮，即不需要跟隨快衰落。
例如，通常假定，對于中繼器存在著總功率約束PRS,并且然后應(yīng) 當(dāng)在所考慮的中繼器之中分配所述功率。通常還假定，功率控制中所涉 及的接收器都大概經(jīng)歷到中繼器的相同數(shù)量級的功率損耗。
在參考文獻(xiàn)[3-4]中，針對基于相干合成的系統(tǒng)得出了最優(yōu)功率分 配，該系統(tǒng)允許增益和相位參數(shù)被調(diào)整到瞬時(shí)信道狀態(tài)。在本發(fā)明的機(jī) 會協(xié)作中繼方案中，不能假定該知識。然而，本發(fā)明者已經(jīng)認(rèn)識到能夠 使用平均鏈路質(zhì)量。在[3-4]中，得出了一種放大參數(shù)bv,其提供了最優(yōu) SNR。與[3-4]對比，本發(fā)明提出在平均意義上定義bv。
對于放大轉(zhuǎn)發(fā)類型的中繼，放大參數(shù)bv被如下定義
<formula>formula see original document page 15</formula>
^Uv-《v^A4是在中繼器v處經(jīng)歷的平均SNR (其取決于從發(fā)送 器到中繼站的平均路徑損耗、發(fā)送器的功率和在中繼站處的噪聲加干擾
電平)。如果為中繼器V分配了全部中繼功率，f巡，v-5.v^y/oiy可以被 看作在接收器的集群處經(jīng)歷的平均虛擬SNR。該平均虛擬SNR取決于 從中繼站到接收器的路徑損耗、中繼站的總功率約束和在接收器處的噪 聲加干擾電平。
對于解碼轉(zhuǎn)發(fā)類型的中繼，放大參數(shù)bv被如下定義
<formula>formula see original document page 15</formula>如果希望限制干擾分布，可以選擇預(yù)期為整個(gè)平均SNR增強(qiáng)提供
最大貢獻(xiàn)的中繼器的子集。例如，可以選擇兩個(gè)"良好的"中繼器。可
以使用在[3-4]中提出的選擇機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)，但是基于平均信道增益而不是
瞬時(shí)信道增益。
對于具有多個(gè)接收器(例如移動站)的應(yīng)用，合理的功率控制實(shí)現(xiàn) 使功率控制確定發(fā)生在諸如基站之類的發(fā)送器中，如圖4所示。功率控 制應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地"瞄準(zhǔn)"經(jīng)歷相似傳播條件的接收器組。當(dāng)然，可以使用 任何其他節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行功率控制計(jì)算。也可以提供根據(jù)參考文獻(xiàn)[6-7]中所 描述的實(shí)現(xiàn)方式的分布式解決方案，但使用平均信道增益而不是瞬時(shí)信 道增益。
盡管上述功率控制方案以經(jīng)歷相似平均傳播條件的組為目標(biāo)，但可 以為經(jīng)歷不同平均傳播條件的用戶或用戶組調(diào)整中繼器(以及發(fā)送器) 的傳送功率。
以下將使用所建議的功率分配以及等功率分配來評估性能。
'性能示例
在以下示例中，假定以六邊形圍繞諸如基站(BS)之類的始發(fā)發(fā)送 器放置V=6個(gè)中繼器(RS廣RSJ ，并且假定諸如移動站(MS廣MSJ 之類的U個(gè)接收器被放置在離開發(fā)送器的一段距離，該距離大概是發(fā)送 器-中繼器距離的兩倍?；九渲萌鐖D5所示。
首先，將假定放大轉(zhuǎn)發(fā)的情況。如[6]中所提供的，從接收器中的信 噪比開始，通過為每個(gè)中繼站(RS) v和每個(gè)接收器(MS) ju引入隨 機(jī)相位因數(shù)exp (icp，)來修改機(jī)會協(xié)作中繼的這一關(guān)系。于是關(guān)于接 收器(移動站)M的有效SNR被表示為
r
z『1
r腳+r纖^+1
肌"
紐(司
(3a)
注意到，(3a)的平方根中的自變量是瞬時(shí)值，與用于bv的平均值 相比，其反映當(dāng)前和瞬時(shí)信道條件。
在解碼轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，有效S皿能夠被寫為
1<formula>formula see original document page 17</formula>
例如，貪婪機(jī)會算法可以選擇具有最大有效SNR的移動站y ,即
<formula>formula see original document page 17</formula>
或者如果平均信道質(zhì)量略有不同
<formula>formula see original document page 17</formula>
于是可以根據(jù)香農(nóng)容量來確定平均速率性能》。此處，假定需要兩 個(gè)時(shí)隙(slot)，中繼器接收以及此后的中繼器傳送。盡管對于發(fā)送器-接收器對這可以是真的，但是從基站可以每兩個(gè)時(shí)隙交替并且傳送到另 中繼器組和接收器集群的意義上講，這是不利的。因此，也可以潛在地 去除1/2因數(shù)。<formula>formula see original document page 17</formula> (5)
主要根據(jù)具有oc=3.5的逆功率(inverse power)損耗信道和中繼器 到接收器鏈路上的瑞利衰落來評估放大轉(zhuǎn)發(fā)的性能。功率在發(fā)送器(基 站)與中繼器之間被均等拆分，即PBS=PRS，并且被任意設(shè)置以使得速 率的量級為lb/s/Hz (即有用速率)。對于圖5中所示的配置，基于等式 (2a) 、 (3a) 、 (4)的結(jié)果在圖6中被示為基于"平均"的功率控 制曲線，該功率控制曲線示出平均速率與移動用戶的數(shù)目U的關(guān)系。圖 6中還示出了等功率分配曲線，其中b^常數(shù)。圖6中還示出了第三曲線， 假定在平均意義上最佳的中繼器總被選擇且被分配全部功率PRS。注意 到，所建議的方案提供增強(qiáng)的性能，尤其當(dāng)從其中選擇的移動體的數(shù)目 大于2時(shí)。當(dāng)與等功率分配策略相比或與當(dāng)全部功率—皮分配給一個(gè)中繼 節(jié)點(diǎn)的情況相比時(shí)，基于平均鏈路質(zhì)量的功率分配提高了用戶數(shù)據(jù)速 率。圖7呈現(xiàn)了關(guān)于解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼的相同類型的曲線。其中能夠看到類 似的類型和增益趨勢。
并行接收的直接和中繼信號的相長干涉
在本發(fā)明的特定示例性實(shí)施例中，在基于OFDM或OFDMA (正交 頻分多址接入)的中繼網(wǎng)絡(luò)中將多用戶分集調(diào)度以及以下機(jī)制一起使用，所述機(jī)制實(shí)現(xiàn)在接收節(jié)點(diǎn)并行接收來自始發(fā)節(jié)點(diǎn)的直接信號和中繼
信號以提供直接和中繼信號的相長干涉。在OFDM和OFDMA這二者中， 數(shù)據(jù)被調(diào)制到被并行發(fā)送的多個(gè)正交副載波上。在OFDM中，數(shù)據(jù)通常 被發(fā)送給一個(gè)用戶，而多個(gè)用戶能夠在OFDMA的一個(gè)OFDM符號期間 接收數(shù)據(jù)。
基本上，考慮OFDM符號，該符號被形成并且被傳送到至少一個(gè)中 繼節(jié)點(diǎn)，并且還被直接傳送到接收節(jié)點(diǎn)，如此以使得中繼信號和直接信 號能夠同時(shí)或至少時(shí)間上足夠接近地到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)或所選擇的節(jié)點(diǎn)的 集群，以實(shí)現(xiàn)OFDM符號的相長干涉。有利地，所提取的OFDM符號 基本上不受符號間干擾的影響。
參考圖8的示意性示例圖，優(yōu)選地通過對始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)10和中繼 節(jié)點(diǎn)20進(jìn)行適當(dāng)配置來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。例如，中繼節(jié)點(diǎn)20可以是關(guān)于頻 率轉(zhuǎn)發(fā)(on-frequency repeating)的中繼器，所述中繼器中的每個(gè)都接收 信號并且在基本上小于OFDM (正交頻分復(fù)用)符號持續(xù)時(shí)間的等待時(shí) 間的情況下以相同頻帶轉(zhuǎn)發(fā)信號?？梢允褂门c中繼信號和直接信號的等 效信道的功率延遲分布(power delay profile )相適應(yīng)的循環(huán)前綴持續(xù)時(shí) 間來配置始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)10，以確保并行接收和相長干涉?？梢栽谑及l(fā)節(jié) 點(diǎn)10的循環(huán)前綴才莫塊18中配置循環(huán)前綴。
OFDM符號的形成通常涉及IFFT (快速傅立葉反變換)處理、插入 循環(huán)前綴的保護(hù)間隔以及最后在發(fā)送它之前將所形成的OFDM符號變 換成射頻信號。相應(yīng)地，在接收端接收所傳送的信號，并且無線電信號 -故轉(zhuǎn)換成OFDM符號、循環(huán)前綴;故去除并且對信號進(jìn)行FFT處理以獲 取實(shí)際信息。
包含所謂的頻率轉(zhuǎn)發(fā)中繼器(即能夠同時(shí)進(jìn)行接收和傳送的中繼 器)，對于WCDMA系統(tǒng)是公知的，但對于OFDMA系統(tǒng)卻不是如此。 然而，需要相當(dāng)大的中繼增益來使得該思想有用?，F(xiàn)代的頻率轉(zhuǎn)發(fā)器(例 如Andrews Corp的那些)能夠具有高達(dá)95 dB增益，又通過使用信號處 理技術(shù)(遠(yuǎn)離分離的天線)消除其自身的傳送干涉。信號處理引起延遲， 并且由于符號時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于中繼引入的延遲差，當(dāng)前頻率轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)沒 有考慮到直接和中繼信號(一個(gè)或多個(gè))的相長干涉。通過包含基于循 環(huán)前綴的OFDM能夠解決這一點(diǎn)，其中循環(huán)前綴;陂分配成使得其吸收頻 率轉(zhuǎn)發(fā)中繼站的等待時(shí)間、由于經(jīng)由中繼器的信號路由而引起的路徑延遲以及多徑傳播。
在該特定實(shí)施例中，假定V個(gè)中繼器20中的至少一個(gè)是頻率轉(zhuǎn)發(fā)
器，該轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號并且在接收的同時(shí)立即以同一頻率對其進(jìn)行傳
送，還強(qiáng)加了延遲TRs。該延遲可以是由于過濾、放大以及由于自干擾 抵消，即從其感興趣的接收到的信號抵消其自身的放大信號。循環(huán)前綴
(CP)持續(xù)時(shí)間被大概設(shè)置成Tcp〉TRs+TDs+Tp，其中Tos是每條路徑的 最大延遲擴(kuò)展，Tp是中繼路徑(一個(gè)或多個(gè))與直接路徑之間的最大路 徑延遲差。CP持續(xù)時(shí)間的這種設(shè)置結(jié)合OFDM的使用確保了由在期望 覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何接收器接收的OFDM符號能夠(為了所有實(shí)用目的) 提取OFDM信號的無符號間干擾(ISI)的表示。注意到，經(jīng)過不同路 徑(即直接和中繼路徑)的OFDM符號，與對應(yīng)于相同OFDM符號的
(足夠大的)重疊部分一起纟皮并行接收。
不僅考慮發(fā)送器到中繼器鏈路(1)和中繼器到接收器鏈路(2), 而且還考慮直接信號-在以下公式中由(O)表示，在放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼的假 設(shè)下，由每個(gè)接收站u接收的副載波k的信號能夠被寫為
<formula>formula see original document page 19</formula>或者等價(jià)地
<formula>formula see original document page 19</formula>
能夠注意到，其中ISI相鄰OFDM符號沒有^L涉及并且不一定必須 被包括在上述模型中。術(shù)語符號間干擾(ISI)指的是相鄰OFDM符號 之間的干擾。
也應(yīng)當(dāng)注意到，如果兩個(gè)信號同相，則只有并行接收到的信號的相 長干涉是可能的。如果兩個(gè)信號反相的，則并行接收將導(dǎo)致OFDM符號 的抵消。因此，本發(fā)明主要提供用于實(shí)現(xiàn)但不一定保證相長干涉所必需 的工具。然而，本發(fā)明的附加可選特征可以是(如果必要的話)，比較 中繼信號和直接信號的相位和對它們其中之一 進(jìn)行相移，由此確保相長干涉。
基于多用戶分集的無線中繼網(wǎng)絡(luò)中的MIMO/MISO操作
多用戶分集的無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)的示i圖。、 ° '
對于這樣的情況-當(dāng)至少一些始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)配備有多個(gè) 天線并且基于MIMO-MISO的機(jī)會通信方案祐:使用時(shí)，至少一部分中繼 節(jié)點(diǎn)可以配備有一個(gè)或多個(gè)天線，并且其中 一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)可以被選擇用 于基于MIMO/MISO的通信，以建立更富有的(rich)信道，即將更進(jìn) 一步增加整個(gè)ETE信道容量的信道。
特別地，基于空間復(fù)用的MIMO可以被用于提供高的譜效率。該方 案的反饋優(yōu)選地是描述每個(gè)MIMO子信道的質(zhì)量的信道質(zhì)量矢量。
多用戶MIMO/MISO操作
對于另一種情況-當(dāng)始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)配備有多個(gè)天線并且接收節(jié)點(diǎn)配 備有至少 一個(gè)天線時(shí)，多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)可以被選擇并且不同的空間復(fù)用的 信息可以由所選擇的接收器來引導(dǎo)和接收。與先前情況-其中所有 MIMO/MISO子流(sub-stream )被空間復(fù)用并且被并行地發(fā)送到一個(gè)接 收節(jié)點(diǎn)相比，此處，MIMO和/或MISO子流凈皮空間復(fù)用并且^皮并^f亍地發(fā) 送到不同的所選擇的接收節(jié)點(diǎn)。后一種方案的好處是更進(jìn)一步增強(qiáng)的性 能，這是因?yàn)橥ㄟ^不將選擇限制到僅一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)會允許更大的自由 度。該方案的反饋優(yōu)選地是描述每個(gè)MIMO/MISO子信道的信道質(zhì)量的 矢量。
使用多用戶分集調(diào)度的宏分集操作的無線網(wǎng)絡(luò)
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，多用戶分集^:引入以用于以特有的方式改
進(jìn)無線通信網(wǎng)絡(luò)中的宏分集。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)選實(shí)施例的釆用多用戶分集調(diào)度的 宏分集操作的無線中繼網(wǎng)絡(luò)的示意圖。無線網(wǎng)絡(luò)主要包括控制器110、 與控制器相連接的至少兩個(gè)基站120以及兩個(gè)或更多移動終端130?；?站120并行地傳送相同導(dǎo)頻信號，并且接收導(dǎo)頻信號的每個(gè)移動終端 130都在專用信道質(zhì)量測量(CQM)模塊中測量信道質(zhì)量。然后每個(gè)移動終端130把關(guān)于所測量的一路上(all the way)的信道質(zhì)量的信息反 饋給控制器110,該控制器110包括多用戶分集調(diào)度器116,所述多用 戶分集調(diào)度器116被配置成根據(jù)接收到的信道質(zhì)量信息(CQI)來調(diào)度 用于傳送到移動終端130的一個(gè)(或多個(gè))所選終端(一個(gè)或多個(gè))的 數(shù)據(jù)。最后，通過基站120將數(shù)據(jù)傳送到所選的移動終端。上述的功率 控制思想在圖10的宏分集應(yīng)用中也是有用的，例如通過使用控制單元 118，所述控制單元118至少部分根據(jù)基站與移動終端之間的平均鏈路 質(zhì)量來執(zhí)行功率控制計(jì)算并且分配傳送功率到每個(gè)所考慮基站?？刂破?110可以是無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)或基站控制器(BSC)，并且控 制器IIO例如可以在單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)，或者可替換地被集成在基站 節(jié)點(diǎn)中。
以上僅以示例形式描述了實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于此。保 持在本公開和要求保護(hù)的根本原理的另外的修改、變化和改善都在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
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20日。
權(quán)利要求
1.一種在具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無線中繼網(wǎng)絡(luò)中中繼信息的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)、至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，其中所述方法包括以下步驟-所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)傳送導(dǎo)頻信號；-所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述導(dǎo)頻信號；-所述接收節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)接收所述導(dǎo)頻信號并且根據(jù)所接收的導(dǎo)頻信號測量信道質(zhì)量；-至少一部分所述接收節(jié)點(diǎn)將關(guān)于所測量的一路上的信道質(zhì)量的信息反饋給所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)；-所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所接收的信道質(zhì)量信息將用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到所述接收節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)所選擇的節(jié)點(diǎn)；-所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)頻信號的相同的至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)將所述數(shù)據(jù)傳送到所選擇的一個(gè)或多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線中繼網(wǎng)絡(luò)是協(xié)作中繼 網(wǎng)絡(luò)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)是中繼輔助 的兩3兆網(wǎng)絡(luò)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)包括至 少兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，對于導(dǎo)頻傳輸，并行地并且在相同頻率上傳送所述導(dǎo) 頻信號，而對于數(shù)據(jù)傳輸，并行地并且在相同頻率上傳送數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括步驟至少部分根據(jù)所 述中繼節(jié)點(diǎn)與所述接收節(jié)點(diǎn)的所選組之間的鏈路的平均鏈路質(zhì)量來向 多個(gè)所選擇的中繼節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)分配傳送功率。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述分配傳送功率的步驟還基 于所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)與所選擇的中繼節(jié)點(diǎn)的所述組之間的鏈路的平均鏈路 質(zhì)量。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述調(diào)度步驟包括 -在具有最高值的基于信道質(zhì)量的度量的那些節(jié)點(diǎn)之中選擇一個(gè)或多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，和-選擇與所選擇的 一 個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以用于傳輸。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)基于OFDM (正交頻分復(fù)用)或OFDMA (正交頻分多址接入)，并且所述始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn)和 所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)適于實(shí)現(xiàn)在所述接收節(jié)點(diǎn)并行接收來自所述始 發(fā)節(jié)點(diǎn)的直接信號和來自所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的中繼信號，以提供所 述直接和中繼信號的相長干涉。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)可操作 來接收來自所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)的信號，并且在基本上小于OFDM符號持續(xù)時(shí) 間的等待時(shí)間的情況下以相同頻帶來傳送信號。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中所述OFDM(A)網(wǎng)絡(luò)是 基于循環(huán)前綴的OFDM (A)網(wǎng)絡(luò)，并且使用循環(huán)前綴來配置所述指定 傳送節(jié)點(diǎn)，所述循環(huán)前綴適于中繼信號和直接信號的等效信道的功率延 遲分布。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)、所述至少一個(gè) 中繼節(jié)點(diǎn)和所述接收節(jié)點(diǎn)中的至少 一些具有用于改進(jìn)的通信操作的多 個(gè)天線。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述接收節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè) 和所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)具有用于MIMO/MISO操作的多個(gè)天線，并且所述至少 一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)均具有至少一個(gè)天線，并且選擇一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)以用于基于 MIMO/MISO的通信。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述MIMO操作是基于空間 復(fù)用的MIMO操作。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)具有多個(gè)天線， 并且所述接收節(jié)點(diǎn)和所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)均具有至少一個(gè)天線，并且 選擇至少兩個(gè)接收節(jié)點(diǎn)以用于基于并^f亍空間復(fù)用的MISO或MIMO通 信。
15. —種在具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無線中繼網(wǎng)絡(luò)中中繼信息的系統(tǒng)， 所述網(wǎng)絡(luò)包括指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)、至少 一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)接收節(jié)點(diǎn)， 其中所述系統(tǒng)包括-用于在所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)中傳送導(dǎo)頻信號的裝置； -用于在所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)中接收和轉(zhuǎn)發(fā)所述導(dǎo)頻信號的裝置； -用于在所述接收節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)中接收所述導(dǎo)頻信號并且根據(jù)所 接收的導(dǎo)頻信號測量信道質(zhì)量的裝置；-用于在至少一部分所述接收節(jié)點(diǎn)中將關(guān)于所測量的一路上的信道質(zhì)量的信息反饋給所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)的裝置；-用于在所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)中根據(jù)所接收的信道質(zhì)量信息將用于傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到所述接收節(jié)點(diǎn)中的至少 一 個(gè)所選擇的節(jié)點(diǎn)的裝置；-用于在所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)中經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)頻信號的相同的至少一個(gè) 中繼節(jié)點(diǎn)而將所述數(shù)據(jù)傳送到所選擇的一個(gè)或多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的裝置。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述無線中繼網(wǎng)絡(luò)是協(xié)作中 繼網(wǎng)絡(luò)。
17. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)是中繼輔 助的兩跳網(wǎng)絡(luò)。
18. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)包括 至少兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，對于導(dǎo)頻傳輸，并行地并且在相同頻率上傳送所述 導(dǎo)頻信號，而對于數(shù)據(jù)傳輸，并行地并且在相同頻率上傳送數(shù)據(jù)。
19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括用于至少部分根據(jù)所述中 繼節(jié)點(diǎn)與所述接收節(jié)點(diǎn)的所選組之間的鏈路的平均鏈路質(zhì)量來向多個(gè) 所選擇的中繼節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)分配傳送功率的裝置。
20. 如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述用于分配傳送功率的裝 置還基于所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)與所選擇的中繼節(jié)點(diǎn)的所述組之間的鏈路的平 均鏈路質(zhì)量。
21. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述用于調(diào)度的裝置包括 -用于在具有最高值的信道質(zhì)量的那些節(jié)點(diǎn)之中選擇一個(gè)或多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的裝置；和-用于選擇與所選擇的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以用于傳輸?shù)难b置。
22. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)是放 大轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。
23. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)是解 碼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。
24. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)是基站而所述 接收節(jié)點(diǎn)是移動終端。
25. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述網(wǎng)絡(luò)基于OFDM (正交 頻分復(fù)用)或OFDMA (正交頻分多址接入)，并且所述始發(fā)傳送節(jié)點(diǎn) 和所述至少 一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)適于實(shí)現(xiàn)在所述接收節(jié)點(diǎn)并行接收來自所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)的直接信號和來自所述至少 一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的中繼信號，以提供 所述直接和中繼信號的相長干涉。
26. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)可操 作來接收來自所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)的信號，并且在基本上小于OFDM符號持續(xù) 時(shí)間的等待時(shí)間的情況下以相同頻帶傳送信號。
27. 如權(quán)利要求25或26所述的系統(tǒng)，其中所述OFDM(A)網(wǎng)絡(luò) 是基于循環(huán)前綴的OFDM (A)網(wǎng)絡(luò)，并且所述指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)是通過使 用循環(huán)前綴來配置的，所述循環(huán)前綴適于中繼信號和直接信號的等效信 道的功率延遲分布。
28. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述始發(fā)節(jié)點(diǎn)、所述至少一 個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和所述接收節(jié)點(diǎn)中的至少 一 些具有用于改進(jìn)的通信操作的 多個(gè)天線。
29. —種供在中繼網(wǎng)絡(luò)中使用的設(shè)備，所述設(shè)備包括 -傳送模塊，用于為了信道質(zhì)量測量而在至少兩個(gè)接收節(jié)點(diǎn)中傳送導(dǎo)頻信號，由至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)接收所述導(dǎo)頻信號并且將其轉(zhuǎn)發(fā)到所述接 收節(jié)點(diǎn)；-接收模塊，用于接收來自所述接收節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量信息； -多用戶分集調(diào)度器，用于根據(jù)從所述接收節(jié)點(diǎn)獲得的所述信道質(zhì)量 信息將用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到所述接收節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)所選擇的節(jié)點(diǎn)；-傳送^:莫塊，用于經(jīng)由所述至少 一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)將所述數(shù)據(jù)傳送到所選 擇的一個(gè)或多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)。
30. 如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)。
31. —種用于無線通信網(wǎng)絡(luò)中的改進(jìn)的宏分集操作的方法，所述網(wǎng) 絡(luò)包括控制器和至少兩個(gè)基站，與所述控制器一起用于與至少兩個(gè)移動 終端的通信，其中所述方法包括步驟-所述基站傳送導(dǎo)頻信號；-所述移動終端中的每一個(gè)接收所述導(dǎo)頻信號并且根據(jù)所接收的導(dǎo) 頻信號測量信道質(zhì)量；-所述移動終端中的每一個(gè)將關(guān)于所測量的 一路上的信道質(zhì)量的信 息反饋給所述控制器；-所述控制器根據(jù)所接收的信道質(zhì)量信息將用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到所述移動終端中的至少一個(gè)所選擇的終端；-經(jīng)由所述基站將所述數(shù)據(jù)傳送到所選擇的一個(gè)或多個(gè)移動終端。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包括步驟至少部分根據(jù) 所述基站節(jié)點(diǎn)與所述移動終端的所選組之間的鏈路的平均鏈路質(zhì)量來 向所述至少兩個(gè)基站中的每一個(gè)分配傳送功率。
33. —種用于無線通信網(wǎng)絡(luò)中的改進(jìn)的宏分集操作的系統(tǒng)，所述網(wǎng) 絡(luò)包括控制器和至少兩個(gè)基站，與所述控制器一起用于與至少兩個(gè)移動 終端的通信，其中所述系統(tǒng)包括-用于在所述基站中傳送導(dǎo)頻信號的裝置；-用于在所述移動終端中的每一個(gè)中接收所述導(dǎo)頻信號并且根據(jù)所 接收的導(dǎo)頻信號測量信道質(zhì)量的裝置；-用于在所述移動終端中的每一個(gè)中將關(guān)于所測量的一路上的信道 質(zhì)量的信息反饋給所述控制器的裝置；-用于在所述控制器中根據(jù)所接收的信道質(zhì)量信息將用于傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)調(diào)度到所述移動終端中的至少 一 個(gè)所選擇的終端的裝置；-用于經(jīng)由所述基站將所述數(shù)據(jù)傳送到所選擇的一個(gè)或多個(gè)移動終 端的裝置。
34. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于至少部分根據(jù)所 述基站節(jié)點(diǎn)與所述移動終端的所選組之間的鏈路的平均鏈路質(zhì)量來向 所述至少兩個(gè)基站中的每一個(gè)分配傳送功率的裝置。
35. —種用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中與至少兩個(gè)基站相連接的控制器設(shè) 備，所述基站將導(dǎo)頻信號傳送到至少兩個(gè)移動終端以用于信道質(zhì)量測 量，其中所述控制器設(shè)備包括-接收模塊，用于接收來自所述移動終端的基于導(dǎo)頻的信道質(zhì)量信息；-多用戶分集調(diào)度器，用于根據(jù)從所述移動終端獲得的所述基于導(dǎo)頻 的信道質(zhì)量信息，將用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到所述移動終端中的至少一個(gè) 所選擇的終端。
36. 如權(quán)利要求35所述的控制器設(shè)備，其中所述控制器設(shè)備包括 無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)。
全文摘要
本發(fā)明的第一方面涉及具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無線中繼網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)(10)、至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)(20)和至少兩個(gè)接收節(jié)點(diǎn)(30)?；旧?，指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)(10)傳送導(dǎo)頻信號，而中繼節(jié)點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))(20)接收并轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)頻信號到接收節(jié)點(diǎn)(30)，接收節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)根據(jù)所接收的導(dǎo)頻信號來測量信道質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明，至少一部分接收節(jié)點(diǎn)(30)將關(guān)于所測量的一路上的信道質(zhì)量的信息反饋給指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)(10)，并且指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)(10)此后根據(jù)所接收的信道質(zhì)量信息將用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)度到接收節(jié)點(diǎn)(30)中的至少一個(gè)所選擇的節(jié)點(diǎn)。隨后，指定始發(fā)節(jié)點(diǎn)(10)經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)頻信號的相同中繼節(jié)點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))(20)傳送數(shù)據(jù)到所選擇的接收節(jié)點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))。這樣，就以提供顯著數(shù)據(jù)速率提高的特有且高效的方式將多用戶分集調(diào)度引入中繼網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04B7/15GK101322327SQ200580052190
公開日2008年12月10日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者P·拉森 申請人:艾利森電話股份有限公司