專(zhuān)利名稱(chēng)：L1多天線中繼站及其功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，更具體地，涉及一種LI中繼站的多天線配置和功率控制方案，適用于使用中繼技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)終端對(duì)接入速率的需求越來(lái)越高，這使得未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)要具有更高的傳輸速率，由此導(dǎo)致傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)覆蓋面積的降低。無(wú)線中繼的基本功能就是使用中繼節(jié)點(diǎn)將基站的信號(hào)重新處理后再發(fā)送出去，擴(kuò)展小區(qū)的覆蓋范圍，減少通信中的死角地區(qū)，同時(shí)還可以平衡負(fù)載，轉(zhuǎn)移熱點(diǎn)地區(qū)的業(yè)務(wù)。引入中繼還可以節(jié)省終端的發(fā)射功率，從而延長(zhǎng)電池壽命。在未來(lái)移動(dòng)通信(3GPP、3GPP2)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)和寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(IEEE 802. 16j)等標(biāo)準(zhǔn)的制訂過(guò)程中，都引入了中繼的概念并考慮了中繼輔助通信中存在的問(wèn)題。 圖1是示出了中繼輔助通信系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，依據(jù)功能和協(xié)議棧的區(qū)別，中繼站可以分為三種類(lèi)型L1、L2和L3。下面分別介紹這三種中繼站所具有的功能和特點(diǎn)。 在這三種類(lèi)型的中繼站中，L1中繼站21具有最少的功能，但由此所帶來(lái)延遲也是最少的。這類(lèi)中繼站21主要是對(duì)接收信號(hào)放大后進(jìn)行發(fā)射，沒(méi)有對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、譯碼、再生等基帶處理，因此，這種方法不改變發(fā)射前后的信噪比，即對(duì)噪聲和信號(hào)進(jìn)行了等比例放大。因此，LI中繼站21所處位置的信噪比將是其覆蓋區(qū)域內(nèi)終端(手機(jī)32)能夠達(dá)到的接收信噪比上限。為了增強(qiáng)L1中繼站21的功能，LI中繼站21可以具有必要的測(cè)量與偵聽(tīng)功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于信號(hào)的選擇性放大和發(fā)射。 L2中繼站21通過(guò)對(duì)接收數(shù)據(jù)的調(diào)解、譯碼、編碼、發(fā)射來(lái)實(shí)現(xiàn)從信號(hào)源到接收端的傳遞。由于這類(lèi)中繼站21需要進(jìn)行譯碼等基帶處理，這使得信號(hào)經(jīng)過(guò)L2中繼時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較大的延遲，同時(shí)也是由于中繼站21上諸多基帶處理的使用，使得中繼發(fā)射信號(hào)的信噪比比基帶處理之前有較大的提高。 與此相比，L3中繼站22可以看作是一個(gè)基站，只不過(guò)這類(lèi)中繼站的后臺(tái)業(yè)務(wù)需要通過(guò)相鄰基站的路由來(lái)實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的通信。L3中繼站22同樣也會(huì)有一些基帶的處理，不同的是此時(shí)的終端(手機(jī)33和34)歸屬于L3中繼站22所形成的小區(qū)。與L3中繼站22不同的是，L1/L2中繼站21不會(huì)生成新的小區(qū)，經(jīng)過(guò)L1/L2中繼21路由的終端(手機(jī)32)歸屬于與Ll/L2中繼21相連接的基站10所生成的小區(qū)。 從復(fù)雜度的角度來(lái)說(shuō)，Ll中繼站實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度最低，時(shí)延也最少。本發(fā)明提出了一種Ll多天線中繼站及其功率控制方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種L1多天線中繼站及其功率控制方案。 根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提出了一種中繼站，包括接收裝置，用于接收來(lái)自基站的下行接收信號(hào)和來(lái)自用戶(hù)設(shè)備的上行接收信號(hào)；發(fā)射裝置，用于向基站發(fā)射上行發(fā)射信號(hào)，以及向用戶(hù)設(shè)備發(fā)送下行發(fā)射信號(hào)；信息獲取裝置，用于與基站進(jìn)行下行鏈路同步，獲取基站的相關(guān)信息，以及獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的控制信息；路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置，用于基于大尺度衰落準(zhǔn)則或信噪比準(zhǔn)則，確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合；功率控制裝置，用于針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備，執(zhí)行功率控制，部分或者且安全補(bǔ)償中繼站與基站間的大尺度衰落。 優(yōu)選地，所述功率控制裝置對(duì)于從基站接收到的下行信號(hào)和從用戶(hù)設(shè)備接收到的上行信號(hào)，采用相同的功率補(bǔ)償增益。 優(yōu)選地，所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置讀取與上行鏈路功率控制參數(shù)傳輸相關(guān)的控制信道，估計(jì)基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備各自的上行發(fā)射功率；通過(guò)所述接收裝置測(cè)量基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的上行鏈路在中繼站處的接收功率；利用測(cè)量到的接收功率和估計(jì)出的上行發(fā)射功率，估計(jì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備到中繼站的大尺度衰落；利用估計(jì)出的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置通過(guò)所述發(fā)射裝置，在控制信道上，向基站伺
服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備廣播中繼站的下行發(fā)射功率；通過(guò)所述接收裝置，接收基站伺服小
區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備估計(jì)并反饋的大尺度衰落；利用接收到的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較
結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)
備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的資源分配信息；通
過(guò)所述接收裝置獲取每個(gè)用戶(hù)設(shè)備的參考信號(hào)的參數(shù)，對(duì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備做中繼站處的上行
信噪比估計(jì)；利用估計(jì)出的上行信噪比和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)
備以形成需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，所述功率控制裝置對(duì)于下行鏈路，利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備，估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的基站相關(guān)信息中的基站發(fā)射功率，估計(jì)從基站到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣；計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率控制。 優(yōu)選地，所述功率控制裝置按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)Fd :
F,^""F,
P朋 其中，|3^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，1/|3^表示下行功率補(bǔ)償增益，^
表示中繼站的下行接收機(jī)。 優(yōu)選地，中繼站的下行接收機(jī)巳為 F, = I
10
矩陣HB
其中，I表示單位矩陣。
優(yōu)選地，中繼站的下行接收機(jī)^為
n朋—u朋a朋y朋
A = I
其中，H^表示從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣，H^ ^U^A^V^表示的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。優(yōu)選地，所述功率控制裝置對(duì)于上行鏈路，利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備，估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的基站相關(guān)信息中的基站發(fā)射功率，估計(jì)從基站到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣；計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率控制。 優(yōu)選地，所述功率控制裝置按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)Fu :
r 1 p
F"=^"F2 其中，|3^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，1/|3^表示上行功率補(bǔ)償增益，F(xiàn)2表示中繼站的上行接收機(jī)。
優(yōu)選地，中繼站的上行接收機(jī)F2為
F2 = I 其中，I表示單位矩陣。
優(yōu)選地，中繼站的上行接收機(jī)F2為 F2 = UraA2U^ H",U"入《
A2 = I 其中，HUK表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣，H訓(xùn)=U(頂A訓(xùn)V^
表示矩陣H皿的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。 優(yōu)選地，所述功率控制裝置還通過(guò)信道的互逆性，利用從基站到中繼站的下行信
道的信道傳輸矩陣HBK，獲取從中繼站到基站的上行信道的信道傳輸矩陣HKB， 其中中繼站的上行接收機(jī)F2為 H朋=U朋A朋V^ Hra (/;X
F2 = VMA2l4
A2 = I 其中，HUK表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣，H朋=UMAraV^表示矩陣HKB的奇異值分解，HM = U^A^V^表示矩陣HUK的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。 優(yōu)選地，所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置動(dòng)態(tài)或半靜態(tài)地更新所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，中繼站配置的天線數(shù)不少于基站配置的天線數(shù)或用戶(hù)設(shè)備配置的天線數(shù)。更優(yōu)選地，在直射徑較強(qiáng)的無(wú)線環(huán)境下，中繼站配置分布式天線或雙極化天線，而在直射徑較弱的信道環(huán)境下，中繼站配置線陣或圓陣形式的陣列天線。
優(yōu)選地，用戶(hù)設(shè)備的控制信息包括用戶(hù)設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)信息。
優(yōu)選地，基站的相關(guān)信息包括基站發(fā)射功率信息。 優(yōu)選地，所述中繼站適用于正交頻分復(fù)用蜂窩通信系統(tǒng)、時(shí)分雙工蜂窩通信系統(tǒng)、或頻分雙工蜂窩通信系統(tǒng)。 根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提出了一種用于中繼站的功率控制方法，包括與基站進(jìn)行下行鏈路同步，獲取基站的相關(guān)信息；獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的控制信息；基于大尺度衰落準(zhǔn)則或信噪比準(zhǔn)則，確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備，執(zhí)行功率控制，部分或者完全補(bǔ)償中繼站與基站間的大尺度衰落。 優(yōu)選地，在所述功率控制步驟中，對(duì)于從基站接收到的下行信號(hào)和從用戶(hù)設(shè)備接收到的上行信號(hào)，采用相同的功率補(bǔ)償增益。 優(yōu)選地，基于大尺度衰落準(zhǔn)則確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合的步驟包括利用用戶(hù)設(shè)備的控制信息，讀取與上行鏈路功率控制參數(shù)傳輸相關(guān)的控制信道，估計(jì)基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備各自的上行發(fā)射功率；測(cè)量基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的上行鏈路在中繼站處的接收功率；利用測(cè)量到的接收功率和估計(jì)出的上行發(fā)射功率，估計(jì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備到中繼站的大尺度衰落；利用估計(jì)出的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，基于大尺度衰落準(zhǔn)則確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合的步驟包括在控制信道上，向基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備廣播中繼站的下行發(fā)射功率；接收基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備估計(jì)并反饋的大尺度衰落；利用接收到的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，基于信噪比準(zhǔn)則確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合的步驟包括利用用戶(hù)設(shè)備的控制信息，獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的資源分配信息；獲取每個(gè)用戶(hù)設(shè)備的參考信號(hào)的參數(shù)，對(duì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備做中繼站處的上行信噪比估計(jì)；利用估計(jì)出的上行信噪比和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，所述功率控制步驟包括對(duì)于下行鏈路，利用所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備，估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和所獲取的基站相關(guān)信息中的基站發(fā)射功率，估計(jì)從基站到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣；計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的各用 戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率控制。
優(yōu)選地，按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)Fd : F^^"F, 其中，e^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，l/!3^表示下行功率補(bǔ)償增益，^ 表示中繼站的下行接收機(jī)。
優(yōu)選地，中繼站的下行接收機(jī)巳為 ^ = I
其中，I表示單位矩陣。 優(yōu)選地，中繼站的下行接收機(jī)巳為





矩陣B
A = I
其中，H^表示從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣，H,, -UmAmV:表示
的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
優(yōu)選地，所述功率控制步驟包括對(duì)于上行鏈路，利用所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信
息，讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集
合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)
用戶(hù)設(shè)備，估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和所獲取的基站相
關(guān)信息中的基站發(fā)射功率，估計(jì)從基站到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從用戶(hù)設(shè)備到中繼站
的上行信道的信道傳輸矩陣；計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的
各用戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率控制。 優(yōu)選地，按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)Fu :
r 1 ^
F =^~F2
P朋 其中，|3^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，1/|3^表示上行功率補(bǔ)償增益，F(xiàn)2 表示中繼站的上行接收機(jī)。
優(yōu)選地，中繼站的上行接收機(jī)F2為 F2 = I
其中，I表示單位矩陣。 優(yōu)選地，中繼站的上行接收機(jī)F2為





F2 = U(// A2《
A2 = I
其中，H皿表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣，H^ = UWAMV^ 表示矩陣H皿的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
優(yōu)選地，所述用于中繼站的功率控制方法還包括通過(guò)信道的互逆性，利用從基站 到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣H^獲取從中繼站到基站的上行信道的信道傳輸矩陣
13Hrb，




其中中繼站的上行接收機(jī)&為 <formula>formula see original document page 14</formula>
其中，H皿表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣，H^ ^U^A^V: 表示矩陣HKB的奇異值分解，Hra = U^A^V^表示矩陣HUK的奇異值分解，I表示單位矩陣， 上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。 優(yōu)選地，所述用于中繼站的功率控制方法還包括動(dòng)態(tài)或半靜態(tài)地更新所確定的 用戶(hù)設(shè)備的集合。 優(yōu)選地，中繼站配置的天線數(shù)不少于基站配置的天線數(shù)或用戶(hù)設(shè)備配置的天線 數(shù)。 優(yōu)選地，在直射徑較強(qiáng)的無(wú)線環(huán)境下，中繼站配置分布式天線或雙極化天線，而在 直射徑較弱的信道環(huán)境下，中繼站配置線陣或圓陣形式的陣列天線。
優(yōu)選地，用戶(hù)設(shè)備的控制信息包括用戶(hù)設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)信息。
優(yōu)選地，基站的相關(guān)信息包括基站發(fā)射功率信息。 優(yōu)選地，所述功率控制方法適用于正交頻分復(fù)用蜂窩通信系統(tǒng)、時(shí)分雙工蜂窩通 信系統(tǒng)、或頻分雙工蜂窩通信系統(tǒng)。 中繼站上配置多天線能夠提高空間自由度，以實(shí)現(xiàn)頻譜利用率和信號(hào)傳輸可靠性 的提高。為了增加空間自由度，不僅中繼天線數(shù)目需要滿(mǎn)足一定的要求，天線形式對(duì)于空間 自由度的大小也有非常重要的影響。不同信道環(huán)境對(duì)于中繼天線形式也有不同的要求。
對(duì)于小區(qū)邊界的用戶(hù)而言，由于傳輸路徑的損耗，導(dǎo)致手機(jī)接收信號(hào)的信噪比較 低。同樣，為了使基站接收到的用戶(hù)信號(hào)滿(mǎn)足一定的信噪比，用戶(hù)需要較大的發(fā)射功率以克 服大尺度衰落。對(duì)于中繼輔助通信的OF匿(正交頻分復(fù)用)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的 中繼功率控制方案需要選擇性地放大接收信號(hào)，以部分或者完全補(bǔ)償中繼站和基站之間的 大尺度衰落，并傳遞給目標(biāo)基站或目標(biāo)用戶(hù)設(shè)備。中繼站選擇性地放大和傳遞信號(hào)可以使 系統(tǒng)具有更大的覆蓋，提高小區(qū)邊緣終端用戶(hù)的信號(hào)接收質(zhì)量，同時(shí)節(jié)省終端的功率消耗， 同時(shí)，中繼站的選擇性發(fā)射降低了對(duì)相鄰小區(qū)的干擾。此外，為了支持用戶(hù)的移動(dòng)性，中繼 站需要?jiǎng)討B(tài)或半靜態(tài)地更新中繼站對(duì)于用戶(hù)設(shè)備的選擇性。 中繼站配置的天線數(shù)須滿(mǎn)足對(duì)于上行和下行鏈路，都要不少于基站或者用戶(hù)設(shè) 備的天線數(shù)；中繼站在不同的信道環(huán)境下應(yīng)具有不同的天線配置。在直射徑較強(qiáng)的無(wú)線環(huán) 境下，采用分布式天線或者雙極化天線，而在散射體較多的環(huán)境下采用線陣或者圓陣等常 規(guī)陣列天線；中繼站對(duì)于用戶(hù)的選擇性路由可以通過(guò)中繼與用戶(hù)之間的大尺度衰落大小或 者用戶(hù)上行信號(hào)在中繼處的信噪比大小來(lái)決定；中繼對(duì)用戶(hù)的選擇性路由應(yīng)能夠支持用戶(hù) 的移動(dòng)性，即中繼站應(yīng)動(dòng)態(tài)或者半靜態(tài)地更新被路由用戶(hù)的集合；中繼站功率控制的目的 在于部分或者完全補(bǔ)償中繼站與基站之間的大尺度衰落；中繼站對(duì)于上行和下行接收信號(hào) 具有相同的功率補(bǔ)償增益；利用相關(guān)的信道狀態(tài)信息，中繼站還可以抑制接收信號(hào)中來(lái)自 其他基站或者其他用戶(hù)的干擾或者有色噪聲。
本發(fā)明提出了基于路損補(bǔ)償?shù)墓β士刂?，不影響原?lái)無(wú)中繼站輔助通信狀態(tài)下的 終端與基站建立的閉環(huán)功率控制機(jī)制，且具有易實(shí)現(xiàn)、復(fù)雜度低、性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。


通過(guò)下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，將使本發(fā)明的上述及其它目的、特 征和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，其中 圖1是示出了中繼輔助通信系統(tǒng)的示意圖；
圖2是示出了中繼輔助通信鏈路的示意圖； 圖3a 3c示出了中繼天線配置形式的示例，其中圖3a是圓陣天線配置，圖3b是
線陣天線配置，而圖3c是分布式天線配置； 圖4是用于說(shuō)明中繼站的選擇性路由的示意圖； 圖5a 5c是示出了中繼用戶(hù)路由選擇方法的流程圖； 圖6是示出了中繼站針對(duì)下行鏈路的選擇性功率控制方法的流程圖； 圖7是示出了中繼站針對(duì)上行鏈路的選擇性功率控制方法的流程圖；以及 圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的L1中繼站的具體結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，在描述過(guò)程中省略了對(duì)于本 發(fā)明來(lái)說(shuō)是不必要的細(xì)節(jié)和功能，以防止對(duì)本發(fā)明的理解造成混淆。 為了清楚詳細(xì)地闡述本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)步驟，下面給出一些本發(fā)明的具體實(shí)施例，適 用于LTE-A蜂窩通信系統(tǒng)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不限于實(shí)施例中所描述的應(yīng)用，而是可適 用于其他通信系統(tǒng)。 在未來(lái)的MT-Advanced系統(tǒng)中，基站和終端都將會(huì)使用更多的天線進(jìn)行接收和 發(fā)射。在本說(shuō)明書(shū)中，設(shè)定基站采用M = 8根天線發(fā)射和接收，而移動(dòng)終端采用N = 8根天 線進(jìn)行接收，但使用N = 4根天線進(jìn)行發(fā)射。
天線配置 圖2是示出了中繼輔助通信鏈路的示意圖，以及圖3a 3c示出了中繼天線配置 形式的示例，其中圖3a是圓陣天線配置，圖3b是線陣天線配置，而圖3c是分布式天線配置。 結(jié)合圖2和圖3a 3c，為了支持單用戶(hù)MIM0和多用戶(hù)MIM0，中繼站101的天線配 置必須滿(mǎn)足不少于基站100所具有的天線數(shù)目或者不少于基站100和用戶(hù)設(shè)備(手機(jī))102 兩者天線數(shù)目的較小值。設(shè)基站100側(cè)的天線數(shù)為M，用戶(hù)設(shè)備102側(cè)的天線數(shù)目為N，中 繼站101的天線數(shù)目為L(zhǎng)，則L必須滿(mǎn)足
L^M或者L^N 為了使得天線之間具有較低的相關(guān)性，要求各天線之間的間距滿(mǎn)足一定的條件， 以使基站100到中繼站101的信道不會(huì)缺秩(RankDeficient)。因此，要求中繼站101使用 分布式天線302或者使用傳統(tǒng)的圓陣天線300或線陣天線301且中繼天線間距d大于一定 距離。這里的天線配置同樣適用于其他幾種類(lèi)型的中繼站(L2中繼站或L3中繼站)。根據(jù) 不同的信道環(huán)境，天線配置形式也會(huì)有所不同，這主要取決于基站100和中繼站101之間的信道202和203是否存在直射徑以及是否存在大量的散射體。 依據(jù)本發(fā)明，對(duì)于上行鏈路201來(lái)說(shuō)，中繼站101的天線數(shù)目L應(yīng)滿(mǎn)足 L > N = 4，或者L > M = 8 對(duì)于下行鏈路200來(lái)說(shuō)，中繼站101的天線數(shù)目L應(yīng)滿(mǎn)足
L > N = 8，或者L > M = 8 因此，綜合上行/下行鏈路兩方面的考慮，中繼站101的天線數(shù)至少為8。本實(shí)施 例，設(shè)定中繼L二8根天線。 圖3示出了三種中繼站的天線配置形式，它們具有不同的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于圖3a 和圖3b所示的這兩種天線形式300和301來(lái)說(shuō)，適宜布置在城區(qū)且基站100與中繼站101 之間的信道202和203散射體豐富、不具備直射徑的信道環(huán)境中。這種情況下，中繼天線 300/301在衰落上能保持足夠的獨(dú)立性。此外，中繼天線300/301中各個(gè)天線可以采用相同 的極化方向，天線之間的距離d要滿(mǎn)足一定的要求，如d^4A或者d》10A，A為工作載
頻的波長(zhǎng)。而在使用雙極化天線的情況下，兩個(gè)不同極化方向的天線處于相同的空間位置
組成一個(gè)天線對(duì)，天線對(duì)之間的距離也需要滿(mǎn)足上述單極化方向下的距離要求。 對(duì)于圖3c所示的分布式天線302來(lái)說(shuō)，適宜配置在較為空曠或者基站100相對(duì)于
中繼站101周?chē)慕ㄖ叨容^高的環(huán)境中。在這種情況下，基站100到中繼站101的直射
徑相對(duì)較多，因此，使用分布式天線302可以使各天線的信道衰落具有較高的獨(dú)立性。 這里的中繼天線配置(圖3a 3c)不僅僅是用于Ll中繼站，對(duì)于L2/L3中繼站
也同樣適用。 用戶(hù)選擇與功率控制 圖4是用于說(shuō)明中繼站的選擇性路由的示意圖，以及圖2是示出了中繼站輔助通 信鏈路的示意圖。 結(jié)合圖4和圖2，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于移動(dòng)終端102信號(hào)的選擇性放大以降低對(duì)鄰小區(qū) 001中的用戶(hù)設(shè)備104/基站103的干擾，中繼站101需要判斷并產(chǎn)生一個(gè)終端集合。中繼 站101僅對(duì)來(lái)自該終端集合內(nèi)的移動(dòng)終端102的信號(hào)進(jìn)行放大和路由。本發(fā)明提出了兩種 挑選用戶(hù)設(shè)備102形成終端集合的方法。 中繼站101的功率控制在于在中繼站101的下行接收信號(hào)210與下行發(fā)射信號(hào)
212之間建立聯(lián)系，以及在中繼站101的上行接收信號(hào)213與上行發(fā)射信號(hào)211之間建立聯(lián)
系，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下行鏈路的大尺度衰落的補(bǔ)償和對(duì)上行鏈路的大尺度衰落的預(yù)補(bǔ)償。設(shè)信道
202 (或203)和204(或205)的大尺度衰落分別為P BK和P KU。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)功率控制
來(lái)補(bǔ)償下行鏈路的大尺度衰落PBK。對(duì)于上行鏈路來(lái)說(shuō)，功率控制則實(shí)現(xiàn)了對(duì)大尺度衰落
e^的預(yù)補(bǔ)償。 下行 ud=》s/ HMsrf+< xd = Fdud (1) yd = HKUxd+nu 上行 u = w;s +< xu = Fuuu (2)
16
yu= 1^!WnB 其中，sd和yu為基站100的下行發(fā)射信號(hào)208和上行接收信號(hào)209，<"和n/分別
為中繼站在上行鏈路和下行鏈路上的接收噪聲，Uu和Ud分別為中繼站IOI在上行鏈路和下
行鏈路上的接收信號(hào)213和210 ;Xu和xd分別為中繼站101在上行鏈路和下行鏈路上的發(fā) 射信號(hào)211和212 ;yd和Su分別為移動(dòng)終端102的下行接收信號(hào)207和上行發(fā)射信號(hào)206 ; H^H,H皿和H^分別是信道202、204、205、203的狀態(tài)信息(傳輸矩陣)，其中的位于上標(biāo) 或下標(biāo)上的小寫(xiě)字母"d"用于表示"下行鏈路(downlink)"，位于上標(biāo)或下標(biāo)上的小寫(xiě)字母 "u"用于表示"上行鏈路(uplink)"，位于上標(biāo)或下標(biāo)上的大寫(xiě)字母"R"用于表示"中繼站 (Relay Station)"，位于上標(biāo)或下標(biāo)上的大寫(xiě)字母"B"用于表示"基站(Base Station)", 以及位于上標(biāo)或下標(biāo)上的大寫(xiě)字母"U"用于表示"用戶(hù)設(shè)備(User Equipment):
設(shè)定小區(qū)000內(nèi)的所有用戶(hù)設(shè)備的集合為W二 {UEi，i = 1，2，…KhK為小區(qū)000 內(nèi)移動(dòng)終端的總數(shù)。小區(qū)000內(nèi)的若干中繼站101為{Rlj，j = 1，2，…Rh對(duì)于多用戶(hù)的中 繼功率控制來(lái)說(shuō)，就是將中繼站101所具有的功率資源分配給由其所路由的移動(dòng)終端102。 下面結(jié)合圖例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。 圖5a 5c是示出了中繼用戶(hù)路由選擇方法的流程圖，以及圖6是示出了中繼站 針對(duì)下行鏈路的選擇性功率控制方法的流程圖。 參考圖6，中繼站RljlOl對(duì)下行鏈路的功率控制過(guò)程具體可以描述為 步驟400 :中繼站RljlOl與基站100進(jìn)行下行鏈路同步，獲取基站100的相關(guān)信
息，諸如發(fā)射功率等，設(shè)基站100的發(fā)射功率為ptB ; 步驟401 :獲取集合W內(nèi)用戶(hù)設(shè)備102的控制信息(如用戶(hù)標(biāo)識(shí)等)，例如，用戶(hù)設(shè) 備102的RNTI等； 步驟402 :確定需要中繼路由的用戶(hù)集合W'。對(duì)小區(qū)000內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備進(jìn)行歸屬 判別，即對(duì)用戶(hù)設(shè)備是否靠近中繼站101進(jìn)行判別，并將靠近中繼站101的用戶(hù)設(shè)備102 的接收信號(hào)在中繼站101上放大和發(fā)射，對(duì)于其他用戶(hù)設(shè)備不進(jìn)行放大和發(fā)射。路由用戶(hù) 的選擇可以采用大尺度衰落準(zhǔn)則(圖5a和5b)或信噪比準(zhǔn)則(圖5c)來(lái)確定。
選擇方案1 : 圖5a是示出了中繼用戶(hù)路由選擇方法的流程圖，其中使用大尺度衰落準(zhǔn)則進(jìn)行 路由用戶(hù)的選擇。 步驟510 :利用用戶(hù)標(biāo)識(shí)信息(如用戶(hù)設(shè)備的RNTI等)，讀取與上行鏈路功率控制
參數(shù)傳輸相關(guān)的控制信道，獲取必要參數(shù)，推算出小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備各自的上行發(fā)射功 率{化，i = 1，2，…K); 步驟511 :測(cè)量小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的上行鏈路在中繼站Rlj101處的接收功率 {Piu， i = 1，2，…Kh利用{Piu}和{Qi}的比值，估算出每個(gè)用戶(hù)設(shè)備到中繼站101的大尺 度衰落{pli， i = 1，2， ...K}(與Pi7di的比值成正比); 步驟512 :將大尺度衰落{pi" i = 1，2， K}與預(yù)先設(shè)定的閾值PLth^h。w比較，
以此判斷哪些用戶(hù)設(shè)備靠近中繼站Rlj101 ; 步驟514 :將靠近中繼站Rljl01的用戶(hù)設(shè)備(pli > PLthresh。ld)組成一個(gè)終端集合 『'—^/、，^: = 1,2廣."，Sk G {1，2， ...K}，『；『，S為中繼站Rlj101需要進(jìn)行功率控制 和路由發(fā)射的用戶(hù)設(shè)備總數(shù)。
選擇方案2: 圖5b是示出了中繼用戶(hù)路由選擇方法的流程圖，其中使用大尺度衰落準(zhǔn)則進(jìn)行 路由用戶(hù)的選擇。 步驟520 :中繼站通過(guò)相關(guān)的下行控制信道向基站伺服小區(qū)內(nèi)的所有用戶(hù)設(shè)備廣 播中繼站的下行發(fā)射功率； 步驟521 :中繼站讀取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備在上行鏈路上的相關(guān)控制信 道，獲取用戶(hù)設(shè)備對(duì)中繼站到用戶(hù)設(shè)備的大尺度衰落估計(jì){pli， i = 1，2， K};
步驟522 :將大尺度衰落估計(jì){pli，i = 1，2， K}與預(yù)先設(shè)定的閾值PLthresh。ld比 較，以此判斷哪些用戶(hù)設(shè)備靠近中繼站RljlOl ; 步驟524 :將靠近中繼站RljlOl的用戶(hù)設(shè)備(pli > PLthresh。ld)組成一個(gè)終端集合 『'—t/^,"l,2,…"，sk g {1，2，…Kh『'；『，S為中繼站RljlOl需要進(jìn)行功率控制
和路由發(fā)射的用戶(hù)設(shè)備總數(shù)。
選擇方案3: 圖5c是示出了中繼用戶(hù)路由選擇方法的流程圖，其中使用接受信號(hào)的信噪比進(jìn) 行路由用戶(hù)的選擇。 步驟500 :利用用戶(hù)標(biāo)識(shí)信息(如用戶(hù)設(shè)備102的RNTI等)，獲取用戶(hù)設(shè)備的資源 分配信息； 步驟501 :獲取各用戶(hù)設(shè)備的參考信號(hào)的參數(shù)，對(duì)各用戶(hù)設(shè)備做中繼站RljlOl處 的上行信噪比估計(jì){SNRA i = 1，2， ...K}; 步驟502 :將信噪比估計(jì){SNRA i = 1，2， ...K}與預(yù)先設(shè)定的閾值SNRthresh。ldu比
較，以此判斷哪些用戶(hù)設(shè)備靠近中繼站RljlOl ;步驟504 :將S層,"2 SML.一的用戶(hù)設(shè)備組
成一個(gè)終端集合『'Hf^,"l,2,…S，^"1,2,…/^ ,^^，S為中繼站RljlOl需要進(jìn) 行功率控制和路由發(fā)射的用戶(hù)設(shè)備總數(shù)。 繼續(xù)參考圖6，步驟403 :利用已有的用戶(hù)身份信息，讀取集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備 102的控制信道，獲取集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的上行和/或下行資源分配信息；
步驟404 :估計(jì)在中繼站101處的下行接收功率Pr,d，利用已知的基站發(fā)射功率估 計(jì)從基站100到中繼站101的大尺度衰落PBK ;估計(jì)集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102各自的信道 202的信道傳輸矩陣HBK ; 步驟405:計(jì)算集合W'內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備102在中繼站101的收發(fā)機(jī) (Transceiver)Fd ;計(jì)算集合W'內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備102在中繼站101處的功率分配。
在3GPP LTE系統(tǒng)中，下行參考信號(hào)被用來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)和信道測(cè)量工作。
終端用戶(hù)在系統(tǒng)帶寬內(nèi)進(jìn)行信道質(zhì)量的測(cè)量并上報(bào)給基站。下行鏈路中，所有被 中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的信號(hào)都經(jīng)過(guò)相同的信道202(傳輸矩陣為HBK)，中繼站101可以通過(guò) 信道估計(jì)獲取信道202的傳輸矩陣HBK，因此，中繼站101對(duì)下行接收信號(hào)的操作滿(mǎn)足 F"二+F, (3)
P朋 這里，巳為中繼站101的下行接收機(jī)，具體可以為
簡(jiǎn)單的功率放大，不做任何接收機(jī)處理；
<formula>formula see original document page 19</formula>
考慮到空間的干擾、有色噪聲等因素，還可以選擇將接收信號(hào)在信號(hào)空間上進(jìn)行 正交投影(公式(5))，其他的投影方式還有斜投影等(未示出)。 <formula>formula see original document page 19</formula> 上述的功率控制策略適用于下行參考信號(hào)、業(yè)務(wù)信道和控制信道等，此外，同樣適 用于TDD (時(shí)分雙工)和FDD (頻分雙工)系統(tǒng)。 返回圖6，步驟406 :中繼站101對(duì)集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的接收信號(hào)進(jìn)行放 大，并發(fā)射。 對(duì)接收帶寬內(nèi)所有的控制信道、參考信號(hào)、以及集合W'內(nèi)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備的帶寬內(nèi) 的信號(hào)通過(guò)各自頻帶處的Fd進(jìn)行線性變換與功率放大；在LTE或其演進(jìn)版本的系統(tǒng)中，需 要中繼路由的信號(hào)包括下行控制信道(PDCCH)、廣播信道(PBCH)、多播信道(PMCH)、控制 格式指示信道(PCFICH) 、 HARQ指示信道(PHICH)、小區(qū)內(nèi)公共參考信號(hào)(CommonReference Signal)、同步信號(hào)(Synchronization Signal)、以及每個(gè)用戶(hù)設(shè)備各自帶寬內(nèi)的下行共享 信道(PDSCH)。 此外，根據(jù)用戶(hù)設(shè)備的移動(dòng)特性，可根據(jù)需要或周期性地更新小區(qū)內(nèi)的用戶(hù)信息，
更新需要由中繼站101進(jìn)行路由的用戶(hù)設(shè)備的集合W'，返回到上述步驟401。 圖7是示出了中繼站針對(duì)上行鏈路的選擇性功率控制方法的流程圖。 參考圖7，中繼站RljlOl對(duì)上行鏈路的功率控制過(guò)程具體可以描述為 步驟400 :中繼站RljlOl與基站100進(jìn)行下行鏈路同步，獲取基站100的相關(guān)信
息，諸如發(fā)射功率等，設(shè)基站100的發(fā)射功率為pt,B ; 步驟401 :獲取集合W內(nèi)用戶(hù)設(shè)備102的控制信息(如用戶(hù)標(biāo)識(shí)等)，例如，用戶(hù)設(shè) 備102的RNTI等； 步驟402 :確定需要中繼路由的用戶(hù)集合W'。對(duì)小區(qū)OOO內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備進(jìn)行歸屬 判別，即對(duì)設(shè)備用戶(hù)是否靠近中繼站101進(jìn)行判別，并將靠近中繼站101的用戶(hù)設(shè)備102 的接收信號(hào)在中繼站101上放大和發(fā)射，對(duì)于其他用戶(hù)設(shè)備不進(jìn)行放大和發(fā)射。路由用戶(hù) 的選擇可以采用大尺度衰落準(zhǔn)則(圖5a和5b)或信噪比準(zhǔn)則(圖5c)來(lái)確定。為了簡(jiǎn)明的 目的，這里省略了以上已經(jīng)描述過(guò)的大尺度衰落準(zhǔn)則(圖5a和5b)或信噪比準(zhǔn)則(圖5c) 的具體操作流程。 步驟403 :利用已有的用戶(hù)身份信息，讀取集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的控制信道， 獲取集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的上行和/或下行資源分配信息； 步驟704 :估計(jì)在中繼站101處的下行接收功率K,d，利用已知的基站發(fā)射功率估 計(jì)從基站IOO到中繼站101的大尺度衰落PBK ;估計(jì)集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102各自的信道 205的信道狀態(tài)信息H皿。對(duì)于TDD系統(tǒng)而言，還可以通過(guò)信道的互逆性，根據(jù)信道202的信 道狀態(tài)信息HBK，獲取信道203的信道狀態(tài)信息HKB。 步驟705:計(jì)算集合W'內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備102在中繼站101的收發(fā)機(jī) (Transceiver) Fu ;計(jì)算集合W'內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備102在中繼站101處的功率分配。
在3GPP LTE系統(tǒng)中，上行參考信號(hào)可以分為解調(diào)參考信號(hào)和偵聽(tīng)參考信號(hào)。解調(diào)參考信號(hào)用于數(shù)據(jù)的檢測(cè)解調(diào)，而偵聽(tīng)參考信號(hào)用于對(duì)上行信道進(jìn)行測(cè)量，以方便基站 對(duì)終端的調(diào)度。該控制過(guò)程在TDD和FDD系統(tǒng)下有不同的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，依據(jù)是否利用相關(guān) 的信道狀態(tài)信息，可以有兩種選擇。
中繼站101對(duì)上行接收信號(hào)的操作滿(mǎn)足 Fu= + F2 (6)
〃朋 這里，F(xiàn)2為中繼站101的上行接收機(jī)，具體可以為 選擇1 :中繼站101不利用相關(guān)的信道狀態(tài)信息，只進(jìn)行簡(jiǎn)單的功率放大，不做任
何接收機(jī)處理； F2 = I (7) 選擇2 :中繼站101利用相關(guān)的信道狀態(tài)信息。在FDD系統(tǒng)中，如果沒(méi)有基站100 到中繼站101的反饋，中繼站101無(wú)法獲取信道203的狀態(tài)信息Hffl。在上行與下行鏈路的 頻譜比較靠近的情況下，上/下行具有近似相同的大尺度衰落。因此，中繼站101可以獲取 中繼站101到基站100的大尺度衰落。在FDD系統(tǒng)中，F(xiàn)2可以表示為
F2=UraA2《 H(/fl = U(wAraV^ (8)
A2 = I 在TDD系統(tǒng)下，中繼站101可以通過(guò)信道的互逆性，根據(jù)信道202的信道狀態(tài)信息 HBK，獲取信道203的信道狀態(tài)信息Hffl。 F2可以為
H朋-U朋A朋V二 H^二U服A服V^ (9)
F2=V^A2《 返回圖7，步驟706 :中繼站對(duì)集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的接收信號(hào)進(jìn)行放大，并 發(fā)射。 對(duì)接收帶寬內(nèi)所有的控制信道、參考信號(hào)、以及集合W'內(nèi)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備的帶寬內(nèi) 的信號(hào)通過(guò)各自頻帶處的Fu進(jìn)行線性變換與功率放大；具體來(lái)說(shuō)，在LTE或其演進(jìn)版本的 系統(tǒng)中，需要中繼路由的信號(hào)包括上行控制信道(PUCCH)、隨機(jī)接入信道(PRACH)、每個(gè)用 戶(hù)設(shè)備各自的上行共享信道(PUSCH)、解調(diào)參考信號(hào)(Demodulation Reference Signal)、 占用系統(tǒng)帶寬的偵聽(tīng)參考信號(hào)(Sounding Reference Signal)。 此外，根據(jù)用戶(hù)設(shè)備的移動(dòng)特性，可根據(jù)需要或周期性地更新小區(qū)內(nèi)用戶(hù)信息，更 新需要由中繼站101進(jìn)行路由的用戶(hù)設(shè)備的集合W'，返回到上述步驟401。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的L1中繼站的具體結(jié)構(gòu)的方框圖。 LI中繼站800(101)配置的天線數(shù)不少于基站100配置的天線數(shù)或用戶(hù)設(shè)備102 配置的天線數(shù)。在直射徑較強(qiáng)的無(wú)線環(huán)境下，L1中繼站800配置分布式天線或雙極化天線， 而在直射徑較弱的信道環(huán)境下，LI中繼站800配置線陣或圓陣形式的陣列天線。
如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的L1中繼站800包括接收單元810，用于接收來(lái)自基站 100的下行接收信號(hào)和來(lái)自用戶(hù)設(shè)備102的上行接收信號(hào)；發(fā)射單元820，用于向基站100 發(fā)射上行發(fā)射信號(hào)，以及向用戶(hù)設(shè)備102發(fā)送下行發(fā)射信號(hào)；控制單元850，用于控制Ll中 繼站800的整體操作，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)以下信息獲取功能通過(guò)接收單元810與基站100進(jìn)行下
20行鏈路同步，獲取基站100的相關(guān)信息(如發(fā)射功率PtB等)，以及獲取基站伺服小區(qū)OOO內(nèi) 所有用戶(hù)設(shè)備102的控制信息(如用戶(hù)標(biāo)識(shí)等，例如，用戶(hù)設(shè)備102的RNTI等)；路由用戶(hù) 設(shè)備選擇單元840，用于基于大尺度衰落準(zhǔn)則(圖5a)或信噪比準(zhǔn)則(圖5b)，確定需要由 Ll中繼站800進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合W';功率控制單元830，用于針對(duì)所確定的 用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102，執(zhí)行功率控制，部分或者完全補(bǔ)償L1中繼站800與 基站100間的大尺度衰落。 功率控制單元830對(duì)于從基站IOO接收到的下行信號(hào)和從用戶(hù)設(shè)備102接收到的
上行信號(hào)，可以采用相同的功率補(bǔ)償增益1/PBK， P^表示從基站到中繼站的大尺度衰落。
根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施方式
，路由用戶(hù)設(shè)備選擇單元840可以基于大尺度衰落準(zhǔn)則 (圖5a)，來(lái)確定需要由Ll中繼站800進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備102的集合W'。在這種 情況下，路由用戶(hù)設(shè)備選擇單元840利用通過(guò)控制單元850所獲取的用戶(hù)設(shè)備102的控制 信息，通過(guò)接收單元810讀取與上行鏈路功率控制參數(shù)傳輸相關(guān)的控制信道，估計(jì)基站伺 服小區(qū)OOO內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備102各自的上行發(fā)射功率{qi， i = 1，2，…K);通過(guò)接收單元 810測(cè)量基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備102的上行鏈路在中繼站處的接收功率{Piu， i = 1，2，…K);利用測(cè)量到的接收功率{Piu}和估計(jì)出的上行發(fā)射功率的比值，估計(jì)每個(gè) 用戶(hù)設(shè)備102到L1中繼站800的大尺度衰落{pli， i = 1，2， (與Pi7di的比值成正
比)；利用估計(jì)出的大尺度衰落{pli， i = 1，2，…K)和預(yù)定閾值PLth^h。w的比較結(jié)果，選 擇靠近L1中繼站800的用戶(hù)設(shè)備102以形成需要由Ll中繼站800進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè) 備的集合『'—f/^.，"l,2,''^，skg {1，2，…Kh『c『，S為L(zhǎng)l中繼站800需要進(jìn)行 功率控制和路由發(fā)射的用戶(hù)設(shè)備總數(shù)。 根據(jù)另一個(gè)具體實(shí)施方式
，路由用戶(hù)設(shè)備選擇單元840可以基于大尺度衰落準(zhǔn)則 (圖5b)，來(lái)確定需要由Ll中繼站800進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備102的集合W'。發(fā)射單元 820在下行發(fā)射信號(hào)中通過(guò)相關(guān)的控制信道向基站伺服小區(qū)000內(nèi)的所有用戶(hù)設(shè)備102廣 播中繼站的下行發(fā)射功率。在這種情況下，路由用戶(hù)設(shè)備選擇單元840利用通過(guò)控制單元 850所獲取的用戶(hù)設(shè)備102的控制信息，獲取基站伺服小區(qū)000內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備102各自向 中繼站800反饋的各自到中繼站的大尺度衰落{pli，i = 1，2，…KK利用接收到的大尺度衰 落{pli，i = 1，2， K}和預(yù)定閾值PLth^h。w的比較結(jié)果，選擇靠近Ll中繼站800的用戶(hù)設(shè)備
102以形成需要由L1中繼站800進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合『—C^,A",2,…W， sk g {1，2，!(}，『'g『，S為L(zhǎng)1中繼站800需要進(jìn)行功率控制和路由發(fā)射的用戶(hù)設(shè)備總 數(shù)。 根據(jù)另一個(gè)具體實(shí)施方式
，路由用戶(hù)設(shè)備選擇單元840可以基于信噪比準(zhǔn)則(圖 5c)，來(lái)確定需要由Ll中繼站800進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備102的集合W'。在這種情況 下，路由用戶(hù)設(shè)備選擇單元840利用通過(guò)控制單元850所獲取的用戶(hù)設(shè)備102的控制信息 (如用戶(hù)設(shè)備102的RNTI等)，通過(guò)接收單元810獲取基站伺服小區(qū)000內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備 102的資源分配信息；通過(guò)接收單元810獲取每個(gè)用戶(hù)設(shè)備102的參考信號(hào)的參數(shù)，對(duì)每個(gè) 用戶(hù)設(shè)備102做L1中繼站800處的上行信噪比估計(jì){SNRAi = 1，2，…K);利用估計(jì)出的 上行信噪比{SNRA i = 1，2， ...K}和預(yù)定閾值SNRth^h。wU的比較結(jié)果，選擇靠近Ll中繼 站800的用戶(hù)設(shè)備102以形成需要由Ll中繼站800進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備102的集合fr = {[/￡,, = l,2,'""，SkG {1，2，…Kh,;『，s為L(zhǎng)l中繼站800需要進(jìn)行功率控制 和路由發(fā)射的用戶(hù)設(shè)備總數(shù)。 對(duì)于下行鏈路，功率控制單元830利用通過(guò)控制單元850所獲取的用戶(hù)設(shè)備102 的控制信息(如用戶(hù)設(shè)備102的RNTI等)，通過(guò)接收單元810讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合 W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的 上行和/或下行資源分配信息。針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備102， 功率控制單元830估計(jì)Ll中繼站800處的下行接收功率pnd ;利用估計(jì)出的下行接收功率 Pr,d和通過(guò)控制單元850所獲取的基站發(fā)射功率ptB，估計(jì)從基站100到Ll中繼站800的大 尺度衰落13 BK ;估計(jì)從基站100到Ll中繼站800的下行信道202的信道傳輸矩陣HBK ;計(jì)算 Ll中繼站800處的收發(fā)機(jī)Fd ;計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備102在Ll 中繼站800處的功率分配，由此執(zhí)行功率控制。 F,U朋A《
H朋=U朋A朋Vy^ (5)
A = I
其中，H,^l^A,;V^表示矩陣HM的奇異值分解，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。 對(duì)于上行鏈路，功率控制單元830利用通過(guò)控制單元850所獲取的用戶(hù)設(shè)備102 的控制信息(如用戶(hù)設(shè)備102的RNTI等)，通過(guò)接收單元810讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合 W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備102的 上行和/或下行資源分配信息。針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備102， 功率控制單元830針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備102，估計(jì)L1中繼 站800處的下行接收功率id ;利用估計(jì)出的下行接收功率Pr,d和通過(guò)控制單元850所獲取 的基站發(fā)射功率Pte，估計(jì)從基站100到Ll中繼站800的大尺度衰落PBK ;估計(jì)從用戶(hù)設(shè)備 102到Ll中繼站800的上行信道205的信道傳輸矩陣HUK(對(duì)于TDD系統(tǒng)而言，還可以通過(guò) 信道的互逆性，獲取從Ll中繼站800到基站100的上行信道203的信道狀態(tài)信息HKB);計(jì) 算Ll中繼站800處的收發(fā)機(jī)Fu ;計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合W'內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備102在 Ll中繼站800處的功率分配，由此執(zhí)行功率控制。 功率控制單元830以按照公式(6)計(jì)算Ll中繼站800處的收發(fā)機(jī)Fu : F"=^~F2 (6) 〃朋
22













其中，F(xiàn)2表示LI中繼站800的上行接收機(jī)。
LI中繼站800的上行接收機(jī)&可以是簡(jiǎn)單的功率放大，不做任何接收機(jī)處理
<formula>formula see original document page 23</formula>
其中，I表示單位矩陣。
可選地，在FDD系統(tǒng)中，LI中繼站800的上行接收機(jī)F2可以表示為 F2 = UraA2lC
<formula>formula see original document page 23</formula>
其中，Hw^l^Au;C表示矩陣H皿的奇異值分解，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置, 而在TDD系統(tǒng)中，LI中繼站800的上行接收機(jī)F2可以表示為 H朋=U朋A朋V朋 <formula>formula see original document page 23</formula>
其中，H朋=U朋A朋V^表示矩陣HRB的奇異值分解，Hra = U訓(xùn)A戰(zhàn)V^表示矩陣HUK
的奇異值分解，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。 路由用戶(hù)設(shè)備選擇單元840可以動(dòng)態(tài)或半靜態(tài)地更新所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合。
根據(jù)本發(fā)明的LI中繼站800可以應(yīng)用于OF匿蜂窩通信系統(tǒng)、TDD蜂窩通信系統(tǒng)、 或FDD蜂窩通信系統(tǒng)。 至此已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不 脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其它的改變、替換和添加。因此，本發(fā)明 的范圍不局限于上述特定實(shí)施例，而應(yīng)由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
一種中繼站，包括接收裝置，用于接收來(lái)自基站的下行接收信號(hào)和來(lái)自用戶(hù)設(shè)備的上行接收信號(hào)；發(fā)射裝置，用于向基站發(fā)射上行發(fā)射信號(hào)，以及向用戶(hù)設(shè)備發(fā)送下行發(fā)射信號(hào)；信息獲取裝置，用于與基站進(jìn)行下行鏈路同步，獲取基站的相關(guān)信息，以及獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的控制信息；路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置，用于基于大尺度衰落準(zhǔn)則或信噪比準(zhǔn)則，確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合；功率控制裝置，用于針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備，執(zhí)行功率控制，部分或者完全補(bǔ)償中繼站與基站間的大尺度衰落。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼站，其特征在于所述功率控制裝置對(duì)于從基站接收到的下行信號(hào)和從用戶(hù)設(shè)備接收到的上行信號(hào)，采 用相同的功率補(bǔ)償增益。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼站，其特征在于 所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置讀取與 上行鏈路功率控制參數(shù)傳輸相關(guān)的控制信道，估計(jì)基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備各自的上 行發(fā)射功率；通過(guò)所述接收裝置測(cè)量基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的上行鏈路在中繼站處的接收 功率；利用測(cè)量到的接收功率和估計(jì)出的上行發(fā)射功率，估計(jì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備到中繼站的大尺 度衰落；利用估計(jì)出的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成 需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼站，其特征在于 所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置通過(guò)所述發(fā)射裝置，在控制信道上，向基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備廣播中繼站的下 行發(fā)射功率；通過(guò)所述接收裝置，接收基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備估計(jì)并反饋的大尺度衰落； 利用接收到的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成 需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼站，其特征在于 所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置獲取基 站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的資源分配信息；通過(guò)所述接收裝置獲取每個(gè)用戶(hù)設(shè)備的參考信號(hào)的參數(shù)，對(duì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備做中繼站處 的上行信噪比估計(jì)；利用估計(jì)出的上行信噪比和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成 需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5之一所述的中繼站，其特征在于所述功率控制裝置 對(duì)于下行鏈路，利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置讀取所 確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù) 設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備，估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的基站相關(guān)信息中的基 站發(fā)射功率，估計(jì)從基站到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣； 計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率 控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中繼站，其特征在于 所述功率控制裝置按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)Fd :其中，e^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，l/e^表示下行功率補(bǔ)償增益，巳表示 中繼站的下行接收機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的中繼站，其特征在于 中繼站的下行接收機(jī)巳為<formula>formula see original document page 3</formula>其中，I表示單位矩陣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的中繼站，其特征在于 中繼站的下行接收機(jī)巳為<formula>formula see original document page 3</formula>其中，H^表示從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣，H^ :U^A^V:表示矩陣 HBK的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 9之一所述的中繼站，其特征在于 所述功率控制裝置對(duì)于上行鏈路，利用通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，通過(guò)所述接收裝置讀取所 確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù) 設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備，估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和通過(guò)所述信息獲取裝置所獲取的基站相關(guān)信息中的基站發(fā)射功率，估計(jì)從基站到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣； 計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率 控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的中繼站，其特征在于 所述功率控制裝置按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)Fu :"&其中，e^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，l/e^表示上行功率補(bǔ)償增益，&表示 中繼站的上行接收機(jī)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的中繼站，其特征在于 中繼站的上行接收機(jī)&為F2 = I其中，I表示單位矩陣。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的中繼站，其特征在于 中繼站的上行接收機(jī)&為 <formula>formula see original document page 4</formula>其中，H皿表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣 <formula>formula see original document page 4</formula>表示 矩陣H皿的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的中繼站，其特征在于所述功率控制裝置還通過(guò)信道的互逆性，利用從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸 矩陣HBK，獲取從中繼站到基站的上行信道的信道傳輸矩陣HKB， 其中中繼站的上行接收機(jī)&為 H朋=U朋A朋V朋 H〖w = U訓(xùn)A〖,尺V(^A2 = I其中，H皿表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣，H^ -UmAmV:表示 矩陣HKB的奇異值分解，HM = U^A訓(xùn)V^表示矩陣HUK的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角 標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1 14之一所述的中繼站，其特征在于 所述路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置動(dòng)態(tài)或半靜態(tài)地更新所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1 15之一所述的中繼站，其特征在于 中繼站配置的天線數(shù)不少于基站配置的天線數(shù)或用戶(hù)設(shè)備配置的天線數(shù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的中繼站，其特征在于在直射徑較強(qiáng)的無(wú)線環(huán)境下，中繼站配置分布式天線或雙極化天線，而在直射徑較弱 的信道環(huán)境下，中繼站配置線陣或圓陣形式的陣列天線。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1 17之一所述的中繼站，其特征在于 用戶(hù)設(shè)備的控制信息包括用戶(hù)設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)信息。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1 18之一所述的中繼站，其特征在于 基站的相關(guān)信息包括基站發(fā)射功率信息。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1 19之一所述的中繼站，其特征在于所述中繼站適用于正交頻分復(fù)用蜂窩通信系統(tǒng)、時(shí)分雙工蜂窩通信系統(tǒng)、或頻分雙工 蜂窩通信系統(tǒng)。
21. —種用于中繼站的功率控制方法，包括 與基站進(jìn)行下行鏈路同步，獲取基站的相關(guān)信息； 獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的控制信息；基于大尺度衰落準(zhǔn)則或信噪比準(zhǔn)則，確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合.針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備，執(zhí)行功率控制，部分或者完全補(bǔ)償中繼 站與基站間的大尺度衰落。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 在所述功率控制步驟中，對(duì)于從基站接收到的下行信號(hào)和從用戶(hù)設(shè)備接收到的上行信號(hào)，采用相同的功率補(bǔ)償增益。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 基于大尺度衰落準(zhǔn)則確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合的步驟包括利用用戶(hù)設(shè)備的控制信息，讀取與上行鏈路功率控制參數(shù)傳輸相關(guān)的控制信道，估計(jì)基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備各自的上行發(fā)射功率；測(cè)量基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的上行鏈路在中繼站處的接收功率； 利用測(cè)量到的接收功率和估計(jì)出的上行發(fā)射功率，估計(jì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備到中繼站的大尺度衰落；利用估計(jì)出的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成 需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 基于大尺度衰落準(zhǔn)則確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合的步驟包括在控制信道上，向基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備廣播中繼站的下行發(fā)射功率； 接收基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備估計(jì)并反饋的大尺度衰落利用接收到的大尺度衰落和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成 需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 基于信噪比準(zhǔn)則確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合的步驟包括 利用用戶(hù)設(shè)備的控制信息，獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的資源分配信息；獲取每個(gè)用戶(hù)設(shè)備的參考信號(hào)的參數(shù)，對(duì)每個(gè)用戶(hù)設(shè)備做中繼站處的上行信噪比估計(jì)；利用估計(jì)出的上行信噪比和預(yù)定閾值的比較結(jié)果，選擇靠近中繼站的用戶(hù)設(shè)備以形成 需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21 25之一所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 所述功率控制步驟包括對(duì)于下行鏈路，利用所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控 制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息； 針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備， 估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和所獲取的基站相關(guān)信息中的基站發(fā)射功率，估計(jì)從基站 到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣； 計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率 控制。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)Fd :其中，e^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，l/e^表示下行功率補(bǔ)償增益，巳表示 中繼站的下行接收機(jī)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 中繼站的下行接收機(jī)巳為^ = I其中，I表示單位矩陣。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 中繼站的下行接收機(jī)巳為<formula>formula see original document page 6</formula>其中，H^表示從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣，H^ :U^A^V:表示矩陣 HBK的奇異值分解，I表示單位矩陣，上角標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
30. 根據(jù)權(quán)利要求21 29之一所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 所述功率控制步驟包括對(duì)于上行鏈路，利用所獲取的用戶(hù)設(shè)備的控制信息，讀取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的控 制信道，獲取所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備的上行和/或下行資源分配信息；針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)設(shè)備， 估計(jì)中繼站處的下行接收功率；利用估計(jì)出的下行接收功率和所獲取的基站相關(guān)信息中的基站發(fā)射功率，估計(jì)從基站 到中繼站的大尺度衰落；估計(jì)從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣； 計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)；計(jì)算所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的各用戶(hù)設(shè)備在中繼站處的功率分配，由此執(zhí)行功率 控制。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 按照下式計(jì)算中繼站處的收發(fā)機(jī)fu :"/ 朋其中，e^表示從基站到中繼站的大尺度衰落，l/e^表示上行功率補(bǔ)償增益，&表示 中繼站的上行接收機(jī)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 中繼站的上行接收機(jī)&為f2 = i其中，i表示單位矩陣。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 中繼站的上行接收機(jī)&為 a2 = i<formula>formula see original document page 7</formula>其中，h皿表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣，h^ :u^a(,;s《表示矩陣h皿的奇異值分解，i表示單位矩陣，上角標(biāo)h表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
34. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于中繼站的功率控制方法，還包括 通過(guò)信道的互逆性，利用從基站到中繼站的下行信道的信道傳輸矩陣h^獲取從中繼站到基站的上行信道的信道傳輸矩陣hkb， 其中中繼站的上行接收機(jī)&為 h朋=u朋a朋v朋a2 = i其中，h皿表示從用戶(hù)設(shè)備到中繼站的上行信道的信道傳輸矩陣，h^ :u^a^v:表示 矩陣hkb的奇異值分解，hra = u訓(xùn)a^v^表示矩陣huk的奇異值分解，i表示單位矩陣，上角 標(biāo)h表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。
35. 根據(jù)權(quán)利要求21 34之一所述的用于中繼站的功率控制方法，還包括 動(dòng)態(tài)或半靜態(tài)地更新所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合。
36. 根據(jù)權(quán)利要求21 35之一所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 中繼站配置的天線數(shù)不少于基站配置的天線數(shù)或用戶(hù)設(shè)備配置的天線數(shù)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 在直射徑較強(qiáng)的無(wú)線環(huán)境下，中繼站配置分布式天線或雙極化天線，而在直射徑較弱的信道環(huán)境下，中繼站配置線陣或圓陣形式的陣列天線。
38. 根據(jù)權(quán)利要求21 37之一所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 用戶(hù)設(shè)備的控制信息包括用戶(hù)設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)信息。
39. 根據(jù)權(quán)利要求21 38之一所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 基站的相關(guān)信息包括基站發(fā)射功率信息。
40. 根據(jù)權(quán)利要求21 39之一所述的用于中繼站的功率控制方法，其特征在于 所述功率控制方法適用于正交頻分復(fù)用蜂窩通信系統(tǒng)、時(shí)分雙工蜂窩通信系統(tǒng)、或頻分雙工蜂窩通信系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種L1多天線中繼站及其功率控制方法。具體地，根據(jù)本發(fā)明的中繼站包括接收裝置，用于接收來(lái)自基站的下行接收信號(hào)和來(lái)自用戶(hù)設(shè)備的上行接收信號(hào)；發(fā)射裝置，用于向基站發(fā)射上行發(fā)射信號(hào)，以及向用戶(hù)設(shè)備發(fā)送下行發(fā)射信號(hào)；信息獲取裝置，用于與基站進(jìn)行下行鏈路同步，獲取基站的相關(guān)信息，以及獲取基站伺服小區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)設(shè)備的控制信息；路由用戶(hù)設(shè)備選擇裝置，用于基于大尺度衰落準(zhǔn)則或信噪比準(zhǔn)則，確定需要由中繼站進(jìn)行中繼路由的用戶(hù)設(shè)備的集合；功率控制裝置，用于針對(duì)所確定的用戶(hù)設(shè)備的集合內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備，執(zhí)行功率控制，部分或完全補(bǔ)償中繼站與基站間的大尺度衰落。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101741432SQ20081017811
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者丁銘, 劉仁茂, 孫國(guó)林, 張應(yīng)余, 陳晨, 黃磊 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社