專利名稱:一種半雙工和組播協(xié)同中繼模式的切換方法及相應(yīng)的基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種兩跳中繼系統(tǒng)，以及在該系統(tǒng)中采用的中繼模式的切換方法。
背景技術(shù)：
中繼技術(shù)作為一種能夠提高小區(qū)邊緣用戶吞吐量，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)率覆蓋的潛在技術(shù)方案在各個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中受到廣泛地關(guān)注。當(dāng)前，雖然在3GPP LTE_ Advanced的討論中，一些公司提出了某些籠統(tǒng)的中繼解決方案，但對(duì)在不同層面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的中繼系統(tǒng)，如，分別在以物理層(層1)放大并轉(zhuǎn)發(fā)、媒體接入層(層幻解碼并重新編碼和網(wǎng)絡(luò)層(層幻中繼模式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的中繼站和中繼系統(tǒng)中，如何有效地提高系統(tǒng)容量， 是個(gè)尚待進(jìn)一步研究的問題。
從國際標(biāo)準(zhǔn)化組織有關(guān)中繼技術(shù)的討論和公開的技術(shù)資料中看到，在上述三種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)處理模式的中繼站(層1中繼站/層2中繼站/層3中繼站)中，在媒體接入層(即， 層2中繼)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)發(fā)的思想得到了較多的討論和分析。層2中繼站轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的按傳輸方式可以分為帶內(nèi)中繼和帶外中繼，按雙工方式可以分為半雙工中繼模式和基站與中繼站的組播協(xié)同中繼模式，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)中繼方式，有不同的系統(tǒng)性能的提升和增
■、Λ
frff. ο
現(xiàn)有技術(shù)中，均是采用某一種中繼模式對(duì)某種獨(dú)立的場(chǎng)景進(jìn)行部署。但移動(dòng)通信環(huán)境是一個(gè)時(shí)變系統(tǒng)，采用一種固定的中繼模式限制了中繼系統(tǒng)的性能，特別是網(wǎng)絡(luò)中不同的終端所處的信道條件和地理環(huán)境不同，采用一種固定的中繼模式大大限制了中繼系統(tǒng)改善網(wǎng)絡(luò)性能的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種兩跳中繼系統(tǒng)中的半雙工和組播協(xié)同中繼模式的切換方法及該系統(tǒng)中的基站，可以充分利用中繼系統(tǒng)，達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)性能的效果。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種半雙工和組播協(xié)同中繼模式的切換方法，應(yīng)用于具有以半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式發(fā)送下行信號(hào)的能力的兩跳中繼系統(tǒng)，該切換方法包括
基站根據(jù)基站-中繼站、中繼站-移動(dòng)終端和基站-移動(dòng)終端這三個(gè)鏈路上的信道質(zhì)量信息，估算出這三個(gè)鏈路上的信道速率；
基站根據(jù)估算的所述三個(gè)鏈路的信道速率，計(jì)算出半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下基站-中繼站-移動(dòng)終端鏈路上的有效信道速率；
基站根據(jù)半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下的有效信道速率、基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量和設(shè)定的切換策略進(jìn)行模式切換的判決，在滿足切換條件時(shí)，進(jìn)行半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式之間的切換。
進(jìn)一步地，上述切換方法還可具有以下特點(diǎn)，所述切換策略為[0011]當(dāng)前工作于半雙工中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于設(shè)定的速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量高于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到組播協(xié)同中繼模式；
當(dāng)前工作于組播協(xié)同中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于設(shè)定的速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到半雙工中繼模式。
進(jìn)一步地，上述切換方法還可具有以下特點(diǎn)，所述三個(gè)鏈路的信道質(zhì)量信息為信道質(zhì)量指示符。
進(jìn)一步地，上述切換方法還可具有以下特點(diǎn)
基站在初始化時(shí)，根據(jù)計(jì)算出的所述兩種中繼模式下的有效信道速率和設(shè)定的選擇策略選擇應(yīng)啟用的中繼模式，所述選擇策略為
當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量高于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇組播協(xié)同中繼模式；
當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇半雙工中繼模式。
進(jìn)一步地，上述切換方法還可具有以下特點(diǎn)所述速率比例門限的取值范圍為 0. 7至0. 9，所述信道質(zhì)量門限的取值為0至5dB。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可在半雙工和組播協(xié)同中繼模式間切換的基站，其特征在于，包括第一發(fā)送模塊、第二發(fā)送模塊和中繼模式控制模塊，其中
所述第一發(fā)送模塊用于按半雙工中繼模式進(jìn)行下行信號(hào)的發(fā)送；
所述第二發(fā)送模塊用于按組播協(xié)同中繼模式進(jìn)行下行信號(hào)的發(fā)送；
所述中繼模式控制模塊用于根據(jù)基站-中繼站、中繼站-移動(dòng)終端和基站-移動(dòng)終端這三個(gè)鏈路當(dāng)前的信道質(zhì)量和設(shè)定的切換策略進(jìn)行模式切換的判決，在滿足切換條件時(shí)，在兩種中繼模式之間進(jìn)行切換，輸出控制信號(hào)啟用切換到的模式對(duì)應(yīng)的發(fā)送模塊并停止原來使用的發(fā)送模塊。
進(jìn)一步地，上述基站還可具有以下特點(diǎn)，所述中繼模式控制模塊進(jìn)一步包括三個(gè)信道速率估計(jì)單元、一有效信道速率計(jì)算單元和一模式切換判決單元，其中
所述三個(gè)信道速率估計(jì)單元分別用于根據(jù)基站-中繼站、中繼站-移動(dòng)終端和基站-移動(dòng)終端這三個(gè)鏈路上的信道質(zhì)量，估算出這三個(gè)鏈路上的信道速率并輸出到有效信道速率計(jì)算單元；
所述有效信道速率計(jì)算單元用于根據(jù)估算的所述三個(gè)鏈路的信道速率，計(jì)算出半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下基站-中繼站-移動(dòng)終端鏈路上的有效信道速率，并輸出到中繼模式判決單元；
所述模式切換判決單元用于根據(jù)兩種中繼模式下的有效信道速率、基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量和設(shè)定的切換策略進(jìn)行模式切換的判決，在滿足切換條件時(shí)，進(jìn)行半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式之間的切換。
進(jìn)一步地，上述基站還可具有以下特點(diǎn)，所述模式切換判決單元采用的切換策略為
當(dāng)前工作于半雙工中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于設(shè)定的速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量高于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到組播協(xié)同中繼模式；
當(dāng)前工作于組播協(xié)同中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于設(shè)定的速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到半雙工中繼模式。
進(jìn)一步地，上述基站還可具有以下特點(diǎn)
所述中繼模式控制模塊還包括一模式選擇單元，與所述有效信道速率計(jì)算單元相連，用于接收所述兩種中繼模式下的有效信道速率和基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量，按以下選擇策略選擇應(yīng)啟用的中繼模式
當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道速率高于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇組播協(xié)同中繼模式；
當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇半雙工中繼模式。
進(jìn)一步地，上述基站還可具有以下特點(diǎn)，所述模式切換判決單元采用的所述速率比例門限的取值范圍為0. 7至0. 9，所述信道質(zhì)量門限的取值為0至5dB。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，按本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)具有半雙工和組播協(xié)同兩種中繼模式下帶來的性能增益和容量的提升，可獲得明顯的系統(tǒng)增益。另外，該系統(tǒng)很容易基于現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，部署簡單、進(jìn)行功能升級(jí)的費(fèi)用很低。


圖IA和圖IB分別是下行方向半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式的工作示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例兩跳中繼系統(tǒng)中基站的功能模塊圖。
圖3是圖2中的模式控制模塊的單元結(jié)構(gòu)圖。
圖4是另一實(shí)施例的模式控制模塊的單元結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的基本思想是，在兩跳中繼系統(tǒng)中同時(shí)采用半雙工和組播協(xié)同中繼模式， 基站根據(jù)當(dāng)前的信道條件，在滿足切換條件時(shí)在這兩種中繼模式間進(jìn)行切換，以工作于最適合的中繼模式。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本實(shí)施例的兩跳中繼系統(tǒng)如圖IA和圖IB所示，這里只討論下行的情況。該系統(tǒng)包括基站101、中繼站102和移動(dòng)終端103。其中基站101可發(fā)送數(shù)據(jù)給中繼站102和移動(dòng)終端103，中繼站102在基站101與移動(dòng)終端103之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，移動(dòng)終端103在下行接收來自基站101和中繼站102的數(shù)據(jù)。
目前，在半雙工中繼模式下，在第一時(shí)間段，如約定的某個(gè)子幀的時(shí)間內(nèi)，基站101 發(fā)送數(shù)據(jù)給中繼站102 ；在第二時(shí)間段，如約定的另一個(gè)子幀的時(shí)間內(nèi)，中繼站102發(fā)送數(shù)據(jù)給移動(dòng)終端103，此時(shí)，基站101在第二時(shí)間段處于空閑狀態(tài)，不占用中繼站與移動(dòng)終端鏈路的頻率資源。
在組播協(xié)同中繼模式下，基站101在第一時(shí)間段發(fā)送數(shù)據(jù)給中繼站102和移動(dòng)終端103，隨后，在第二時(shí)間段，基站101和中繼站102同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)給移動(dòng)終端103。這里， 在第二時(shí)間段上，基站101將重新發(fā)送在第一時(shí)間段時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，中繼站102則是發(fā)送在第一時(shí)間段時(shí)從基站101接收到的數(shù)據(jù)塊。
相關(guān)的一些系統(tǒng)仿真研究顯示，組播協(xié)同中繼模式具有更高的系統(tǒng)容量，但申請(qǐng)人通過研究，認(rèn)為中繼系統(tǒng)在半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下均有其優(yōu)勢(shì)，這是依據(jù)系統(tǒng)容量的提升和信令信道的可靠性兩方面綜合評(píng)估的結(jié)果。
為了敘述清晰，使用Rdffi -NodeE' ^NodeE-UE ‘ ^eNB-UE(I) ‘ ^eNB-UE (2) 分別表示基站與中繼站之
間、中繼站與移動(dòng)終端之間、第一時(shí)間段內(nèi)基站與移動(dòng)終端之間以及第二時(shí)間段內(nèi)基站與移動(dòng)終端之間鏈路上的信道速率。
按照相關(guān)資料的研究結(jié)果，當(dāng)基站與中繼站之間的傳輸采用帶內(nèi)傳輸時(shí)，在組播協(xié)同中繼模式下，為與業(yè)務(wù)信道共享時(shí)頻資源，基站-中繼站-移動(dòng)終端鏈路上的有效信道速率可用如下的公式一表述
權(quán)利要求
1.一種半雙工和組播協(xié)同中繼模式的切換方法，應(yīng)用于具有以半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式發(fā)送下行信號(hào)的能力的兩跳中繼系統(tǒng)，該切換方法包括基站根據(jù)基站-中繼站、中繼站-移動(dòng)終端和基站-移動(dòng)終端這三個(gè)鏈路上的信道質(zhì)量信息，估算出這三個(gè)鏈路上的信道速率；基站根據(jù)估算的所述三個(gè)鏈路的信道速率，計(jì)算出半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下基站-中繼站-移動(dòng)終端鏈路上的有效信道速率；基站根據(jù)半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下的有效信道速率、基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量和設(shè)定的切換策略進(jìn)行模式切換的判決，在滿足切換條件時(shí)，進(jìn)行半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式之間的切換；所述切換策略為當(dāng)前工作于半雙工中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于設(shè)定的速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量高于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到組播協(xié)同中繼模式；當(dāng)前工作于組播協(xié)同中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于設(shè)定的速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到半雙工中繼模式。
2.如權(quán)利要求
1所述的切換方法，其特征在于，所述三個(gè)鏈路的信道質(zhì)量信息為信道質(zhì)量指示符。
3.如權(quán)利要求
1所述的切換方法，其特征在于基站在初始化時(shí)，根據(jù)計(jì)算出的兩種中繼模式下的有效信道速率和設(shè)定的選擇策略選擇應(yīng)啟用的中繼模式，所述選擇策略為當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量高于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇組播協(xié)同中繼模式；當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇半雙工中繼模式。
4.如權(quán)利要求
1或3所述的切換方法，其特征在于所述速率比例門限的取值范圍為0. 7至0. 9，所述信道質(zhì)量門限的取值為0至5dB。
5.一種可在半雙工和組播協(xié)同中繼模式間切換的基站，其特征在于，包括第一發(fā)送模塊、第二發(fā)送模塊和中繼模式控制模塊，其中所述第一發(fā)送模塊用于按半雙工中繼模式進(jìn)行下行信號(hào)的發(fā)送； 所述第二發(fā)送模塊用于按組播協(xié)同中繼模式進(jìn)行下行信號(hào)的發(fā)送； 所述中繼模式控制模塊用于根據(jù)基站-中繼站、中繼站-移動(dòng)終端和基站-移動(dòng)終端這三個(gè)鏈路當(dāng)前的信道質(zhì)量和設(shè)定的切換策略進(jìn)行模式切換的判決，在滿足切換條件時(shí)， 在兩種中繼模式之間進(jìn)行切換，輸出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)用于啟用切換到的模式對(duì)應(yīng)的發(fā)送模塊并停止原來使用的發(fā)送模塊；所述中繼模式控制模塊進(jìn)一步包括三個(gè)信道速率估計(jì)單元、一有效信道速率計(jì)算單元和一模式切換判決單元，其中所述三個(gè)信道速率估計(jì)單元分別用于根據(jù)基站-中繼站、中繼站-移動(dòng)終端和基站-移動(dòng)終端這三個(gè)鏈路上的信道質(zhì)量，估算出這三個(gè)鏈路上的信道速率并輸出到有效信道速率計(jì)算單元；所述有效信道速率計(jì)算單元用于根據(jù)估算的所述三個(gè)鏈路的信道速率，計(jì)算出半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下基站-中繼站-移動(dòng)終端鏈路上的有效信道速率，并輸出到模式切換判決單元；所述模式切換判決單元用于根據(jù)兩種中繼模式下的有效信道速率、基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量和設(shè)定的切換策略進(jìn)行模式切換的判決，在滿足切換條件時(shí)，進(jìn)行半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式之間的切換；所述模式切換判決單元采用的切換策略為當(dāng)前工作于半雙工中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于設(shè)定的速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量高于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到組播協(xié)同中繼模式；當(dāng)前工作于組播協(xié)同中繼模式時(shí)，如半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于設(shè)定的速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于設(shè)定的信道質(zhì)量門限，則切換到半雙工中繼模式。
6.如權(quán)利要求
5所述的基站，其特征在于所述中繼模式控制模塊還包括一模式選擇單元，與所述有效信道速率計(jì)算單元相連， 用于接收所述兩種中繼模式下的有效信道速率和基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量，按以下選擇策略選擇應(yīng)啟用的中繼模式當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值低于速率比例門限，且基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量高于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇組播協(xié)同中繼模式；當(dāng)半雙工中繼模式的有效信道速率值與組播協(xié)同中繼模式的有效信道速率值的比值高于速率比例門限或者基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量低于信道質(zhì)量門限時(shí)，選擇半雙工中繼模式。
7.如權(quán)利要求
5或6所述的基站，其特征在于所述模式切換判決單元采用的所述速率比例門限的取值范圍為0. 7至0. 9，所述信道質(zhì)量門限的取值為0至5dB。
專利摘要
一種半雙工和組播協(xié)同中繼模式的切換方法及相應(yīng)的基站，基站根據(jù)基站-中繼站、中繼站-移動(dòng)終端和基站-移動(dòng)終端這三個(gè)鏈路上的信道質(zhì)量信息，估算出這三個(gè)鏈路上的信道速率，然后計(jì)算出半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式下基站-中繼站-移動(dòng)終端鏈路上的有效信道速率，再結(jié)合基站-移動(dòng)終端鏈路的信道質(zhì)量和設(shè)定的切換策略進(jìn)行模式切換的判決，在滿足切換條件時(shí)，進(jìn)行半雙工中繼模式和組播協(xié)同中繼模式之間的切換。相應(yīng)的基站包括第一發(fā)送模塊、第二發(fā)送模塊和中繼模式控制模塊。本發(fā)明可以充分利用中繼系統(tǒng)，達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)性能的效果。
文檔編號(hào)H04W84/04GKCN101389140 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200810174679
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2008年10月31日
發(fā)明者李國紅, 袁弋非, 霍迪 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5),