CN101006745A - 无线通信系统 - Google Patents

Abstract

一种无线通信系统中，一通信网络至少包括一个由基站服务的第一区域。该区域还包括多个配置为围绕所述基站的桥接站，并因此定义了一个围绕基站的圆周。每一个桥接站包括一个或多个用于产生位于所述圆周之外的一覆盖区域的定向天线。其效果是形成了一个由所述桥接站服务的主要在所述圆周之外的外区，以及一个由所述基站服务的主要在所述圆周内的内区。对于与所述外区的通信，所述基站可分配重复的OFDMA子信道给在由桥站服务的所述外区的各自的区域中的移动台，其中所述移动台受到来自彼此的通信的足够低水平的交叉干扰。

Description

无线通信系统

技术领域

本发明涉及到无线通信系统中的信息的通信。本发明特别涉及但不限于利用蜂窝网络传输数据的无线通信系统的容量。

背景技术

第三代(3G)电信标准的集合，其制定于1998年并且由欧洲电信标准协会(ETSI)管理，代表了提供用于包格式数据的传送的设备的电信实现。所述3G标准的实质在于包格式允许数据的传送而不论其性质。因而，能够同等地传送语音数据和信息化数据。进一步地，由于多媒体数据能够以包的形式封装并相应地被传送，其能够被传送。

鉴于用户的普遍愿望，即对于传送的多媒体数据和/或语音数据量的不断增大及服务质量的提高，存在寻求对现存系统的改进以使得在系统中能够获得更大的包数据吞吐量的普遍和持续的需求。

具体而言，进一步的标准组合当前正在开发中，其被临时性地称为4G(第四代)。4G拟将3G容量扩充至少一个数量级，并且提供全包交换网络。尽管3G是至少部分向下兼容的，因而3G网络常常包括符合在先的、可能基于非包的标准的设备，4G网络单元旨在全部基于包。希望在4G中可获得的数据率为100Mbps(对于高移动性用户)，而希望这将发展到能够提供高达1Gbps(对于低移动性用户)。

后一数值更像是针对行人使用的移动装置而提供的，而不是针对机动车辆中使用的移动装置。这是由于移动装置相对迅速的移动可能牺牲数据率。

明显地，通常希望电信领域的发展能够导致数据吞吐量的进一步增长，因而不能从对当前被视为可获得的目标的现时的理解，来推断关于本发明性能的上限。

在这种情况下，将参照基于蜂窝结构的移动通信系统来描述本发明的领域。为了对处于移动通信服务覆盖的地理区域(服务区)中的移动装置的用户提供覆盖和容量，采用蜂窝结构。一般而言，移动通信系统被设计为，即在所述服务区中的任何一点，所述服务区内的基站和移动台之间可以建立通信。这可以通过，或以规则的模式，或尽可能考虑在地形景观上的物理特征安置基站来获得，这样基站大体控制所述蜂窝结构的各蜂窝。所述基站被连接到一起形成网络主干。典型地该主干是通过硬连接来实现的。

为使移动通信系统发挥作用，必须向用户提供最低标准的服务质量。这必须符合与在所述系统中的移动站和基站之间的通信有关的各种技术标准。这些标准包括所述系统的覆盖(即所述服务区的范围)和容量。如果当旅行时所述移动台进入几乎没有或没有覆盖的区域，将不能满足用户的服务质量要求，其中所述覆盖由与基站和/或中继站的通信提供。此外，如果当请求电话呼叫的连接时所述网络达到满荷，用户也将变得不满意。

图1示出了符合提供改进的覆盖和提高的容量的3G标准的配置的示例性实施例。其包括，如图所示，基站(未示出)，每一个基站都具有按常规大致为六边形(利用六根以一定角度分隔开的天线)的波束模式。凭借这些六边形波束模式，通过有规则地间隔分布的基站能够建立蜂窝场模式。这就定义了一个更宽广的，覆盖所述服务区的宏蜂窝结构。所述宏蜂窝提供了用于在该蜂窝的基站和该蜂窝内的移动台之间的通信的能力，其中所述通信具有高移动性但潜在低的数据吞吐量。除此之外，进一步部署基站阵列，每一个基站提供更小的覆盖区。同样，在这个示例性配置中，这些更小的覆盖区大致为六边形，所以提供微蜂窝。微蜂窝的特征在于提供比所述宏蜂窝更高的数据吞吐量，但牺牲所述微蜂窝内的移动台的移动性作为代价。也就是说，微蜂窝变小，对于以给定速度移动的移动台，导致从一个到另一个微蜂窝的切换更加频繁。蜂窝状结构的再下一层，其具有比所述微蜂窝更小的蜂窝，由对基站进一步的部署来提供。因此将这些蜂窝称为超微蜂窝。同样，超微蜂窝中移动台的移动性进一步承受损失，这是因为以给定速度移动的移动台所需的切换次数远大于宏蜂窝结构所需的，但传输的强度，以及与基站的接近使得可以有更大的数据吞吐量。

因此，该方案的主要缺点在于，由于在所述网络主干上的基站的额外配置而引起的基础设施费用的大幅度增长，由于需要实现所述额外的基站之间的通信而引起网络结构的增加，以及与将基站配置为宏、微、超微蜂窝网络有关的组织上的需求，以及数据吞吐量不同地受到限制，为车载移动台提供384Kbps而为固定的或几乎固定的移动台提供2Mbps。此外，由于在蜂窝之间以及在所述蜂窝体系的重叠的层之间的切换，所述主干上存在大量的信令业务。

另外，在具有该蜂窝结构的移动通信系统中使用的无线介质有点不可预料。这是由于多径效应的存在，所述多径效是由诸如建筑物的景观的物理结构以及地貌特征的存在所引起的。由于多径传播以信号本身的回波的形式向信号中加入了噪声，其对于这种系统中的无线通信的成功操作可以是有害的。这些噪声足够引起诸如电话呼叫或流式视频的进行中会话的终止。这样的终止，从网络服务提供者(网络运营商)的角度来看，是很不想要的，并且从移动电话装置的使用者(用户)的角度来看，是肯定不能接受的。

为了解决多径传播以及它对用户所体验的服务质量的影响的问题，网络运营商会采用一个或多个中继站、或转发站。值得注意的是，所述术语‘中继站’和‘转发站’在现有文献中被相互交换使用。为了扩大与所述基站相关的服务区的蜂窝部分的覆盖，相对于所述基站安置这些中继站或转发站，从而提高了所述移动台与所述基站之间的连通性。中继站在对与各自基站有关的接收信号进行盲目的中继的基础上运行。也就是说，中继站不执行解码功能，所以不能提高与在所述中继站接收到数据相关的任何服务特性质量。因而，中继站的覆盖所包括的移动台只会有信号强度的增加。

Badruddin，N.和Negi，R.发表于WCNC于2004年的无线通信及网络会议上的“使用桥接的CDMA系统的容量增加”(Badruddin，N.，andNegi，R.，“Capacity improvement in a CDMA system using bridging，”in Wireless Communications and Networking Conference，2004，WCNC.2004)，(见IEEE，第一卷，2004年3月21日至25日，243至248页)提出了一种用于基于CDMA原理的蜂窝以及还能够增加容量的加强的改进的中继系统。该文注意到，当与所述中继站相对较近的移动台(MS)在与更远的高功率基站(BS)直接通信时，对于中继站存在严重的干扰问题。例如，当MS离基站0.9km远而所述中继站离所述基站1.0km远时，这样的情形可能出现。

这种干扰影响了所述蜂窝的容量。

所述文献提出了一种时分复用(TDM)方案，其中，对于三个时隙的每一个，在所述蜂窝的一个120°的分区内直接通信移动台以及在所述蜂窝的相对的120°的分区内中继的移动台占据一个时隙，形成彼此相对的分区的‘蝴蝶结’布置。这使得直接通信的移动台与工作中的中继站之间的距离最大化，所以使它们之间的干扰最小化。这导致更大的容量，但具有严重的缺点，即在所述时分复用方案中维持吞吐量需要三倍原始数据率的传输以使得每一个120°的分区能够按照顺序直接或间接地通信。

为了限制这个问题，于是所述文献建议利用六个60°的分区，以致，例如，在第一时隙中分区1、3和5允许直接通信，而分区2、4、6允许中继通信。在第二时隙中，这些模式互换。当这保留了相对的分区总是处于相反的模式中的概念的同时，现在相邻的分区也处于相反的模式，所以每一个中继站的干涉的缓解减小，其减少了容量的提高。另外，该配置仍然使用时分复用方式，现在具有两个时隙，所以需要数据率加倍以维持吞吐量。

此外，两个方案都需要在移动台、中继站和所述基站之间的精确计时，以进行所述时分复用的操作，并且需要数据率的显著增加。

可选地，或除如上所述试图在物理上避免干扰之外，用于增加蜂窝容量的方案可以采用用于减小信号之间的多用户干扰的改进的多址编码方案。

这种方案的一个例子为正交频分复用(OFDM)。OFDM利用多载波调制方案，其中，并行符号集通过基带信道中对应的子载波集来传输。通过适当地设置所述符号长度，能够控制所述子载波的频率响应以使所述子载波之间的交叉干扰最小化，使其变得正交并允许可用频谱的有效利用。在正交频分多址(OFDMA)中，通过分配一个或多个子载波给来自不同用户的数据来获得多址。

为了方便起见，在下文中将分配给一个用户的子载波的集合称为子信道。可以设想许多种用于将子载波分配给子信道的策略，其包括利用子载波的连续分块，子载波的伪随机选择，或子载波的集合模式。

在子载波的不同集合上分配子信道类似于码分多址(CDMA)所采用的分码操作，并且减轻了蜂窝内的干扰。以此类推，使每一个蜂窝不同地为每一个子信道映射子载波的集合，类似于在CDMA中采用的扰码操作，并减轻了蜂窝间的干扰。

然而，不像CDMA，由于移动台在到基站的上行链路上的传输，能够将其发射功率集中在总带宽中被分配给它们的这一部分，OFDM能够有利地在上行链路上产生处理增益。其结果是对移动台资源更有效的利用。相似地，当CDMA必须利用较不灵活的正交可变扩展因子来容纳具有不同吞吐量需求的用户时，在OFDM中具有更高吞吐量需求的用户能够被简单地分配给多个子信道。

图2示出了对于两个相邻蜂窝i&j在四个子信道之间的伪随机子载波分配的小小例子。可以看出，子载波的绝大多数被分配给不同蜂窝内的不同子信道。然而，在这种情况下，对于三个载波已经出现了对应分配，如虚线所示。

值得注意的是，在OFDMA方案中几十或几百个子信道被分配，于是在两个蜂窝之间出现的对应分配的部分将相应减少。然而，在典型的蜂窝网络中，一个蜂窝实际上可以有六个直接邻居，子载波干扰的程度将因此根据这些蜂窝之间的频率重用因子而缩放。

在蜂窝中提高上行链路吞吐量的努力已经被提出。在Anghel，P.A.Kaveh，M.发表于第四次IEEE无线通信的数字信号发展(2003)的课程中的“借助中继的频率选择信道的上行链路通信”(“Relay assisted uplinkcommunication over frequency-selective channels，”4^th IEEE Workship onSignal Processing Advances in Wireless Communication(2003))中，基于分块OFDM提出了类似于协作CDMA的系统，其中，所述蜂窝内固定的中继站将由MS发送给基站的信号转发。所述基站这样从所述MS和一个或多个中继站接收上行信号的两个或多个不同的版本，其减轻了任何给定信道中的平衰落效应。然而，在所述蜂窝中所述中继站分享所述MS的带宽，所以它们的有效性随着蜂窝利用率的增加而变得有限。

在Guoqing Li和Hui Liu于2004年11月发表于在加州阿萨拉莫的第38届信号、系统与计算机阿萨拉莫(Asilomar)年会会议上的“宽带中继网络容量”(“On the Capacity of the Broadband Relay Networks”，Thirty-Eighth Annual Asilomar Conference on Signals，Systems，andComputers，Nov.2004，Asilomar，CA.)(电子文本见http://danube.ee.washington.edu/downloadable/gli/1263.pdf)中，研究了OFDM和OFDMA系统放大前送(AF)和解码前送(DF)中继方案，其中所述基站同前接收来自所述MS的直接传输以及来自采用以上中继方案之一的中继站的一个或多个不同的拷贝。所述文献对于OFDM和OFDM在不同的中继功率水平下哪种中继方案工作最好提供了指引。

然而，看来基于通过蜂窝架构，数据分配技术，或两者的交互作用来减少干扰，正交频分通信有着改进的空间。

发明内容

本发明拟提供这样一方案。

在本发明的第一方面，蜂窝基站被设置为可与位于蜂窝内区中的移动台直接通信，在此所述内区实际上由在所述基站周围配置的多个桥接站所形成的圆周来定义，以及其中，所述基站可进一步通过所述桥接站与位于所述蜂窝的外区中的移动台通信，其中所述外区主要位于所述圆周之外，所述基站被设置分配重复的OFDMA子信道给由桥接站服务的所述外区的各自的区域中的移动台，其中所述桥接站受到来自彼此的通信的足够低水平的交叉干扰。

在本发明的另一个方面，基站被设置可与位于蜂窝内区中的移动台直接通信，在此所述内区实际上由在所述基站周围配置的多个桥接站所形成的圆周来定义，以及其中所述基站进一步可用于经由所述桥接站与位于所述蜂窝的外区中的移动台通信，其中所述外区主要位于所述圆周之外，所述基站被设置可对于两个或多个由各自的桥接站服务的所述外区的各自的区域，使用截然不同的OFDMA子载波到子信道的映射。

在本发明的一个方面，一个桥接站包括一个或多个可以在外区中产生覆盖区域的定向天线，所述外区主要位于相对于基站定义并且大致与所述桥接站重合的圆周之外，所述桥接站被设置为可转发分配给其覆盖区域中的MS的OFDMA子信道。

在本发明的一个方面，一个桥接站包括一个或多个可用于在外区中产生覆盖区域的定向天线，所述外区主要位于相对于基站定义并且大致与所述桥接站重合的圆周之外，所述桥接站被设置可重新进行与所述桥接站的覆盖区域相关联的OFDMA子载波到子信道的映射。

在本发明的一个方面，一个桥接站包括一个或多个可产生主要位于圆周之外的覆盖区域的定向天线，所述圆周相对于基站定义，所述覆盖区域扩展以充分地接近所述基站，以致所述覆盖区域的重叠部分也由所述基站来服务，从而形成中间区其中MS会接收到来自所述基站和所述桥接站两者的信号，所述桥接站可转发分配给其覆盖区域内的MS的OFDMA子信道的信号。

在本发明的一个方面，通信网络至少包括一个由基站服务的第一区域，另外所述基站被多个桥接站围绕，从而定义了大致与所述桥接站重合的圆周，所述桥接站在相对于所述基站的圆周外对是方向敏感的，并由此形成了由所述基站服务的主要在所述圆周内的内区，以及由多个桥接站服务的主要在所述圆周之外的外区，以及其中所述基站可用于分配重复的OFDMA子信道给在由桥接站服务的所述外区的各自的区域中的移动台，其中所述桥接站受到来自彼此的通信的足够低水平的交叉干扰。

在本发明的一个方面，通信网络至少包括一个由基站服务的第一区域，另外所述基站被多个桥接站围绕，这样定义了大致与所述桥接站重合的圆周，所述桥接站在相对于所述基站的圆周外是方向敏感的，由此形成了由所述基站服务的主要在所述圆周内的内区，以及由多个桥接站服务的主要在所述圆周之外的外区，以及其中所述基站可以，对于两个或多个由各自的桥接站服务的所述外区的各自的区域，使用截然不同的OFDMA子载波到子信道映射。

在前述的两个方面的任何一个的构造中，所述通信网络包括由各自的方面所描述的多个区域，其中，为了减少蜂窝间干扰，分配给外区的所述子信道考虑了现有的被用于相邻蜂窝的邻近外区的映射。

在前述两个方面的任何一个的构造中，由那些蜂窝的所述基站对相邻蜂窝之间的映射进行协调。

在前述两个方面的任意一个的另一种构造中，由网络管理单元对相邻蜂窝之间的映射进行协调。

在本发明的一个方面，数据载体包括，在通过计算机对其进行解释时如在此所公开的使所述计算机作为基站运行的计算机可读指令。

在本发明的另一个方面，数据载体包括，在通过计算机对其进行解释时如在此所公开的使所述计算机作为桥接站运行的计算机可读指令。

在本发明的另一个方面，数据载体包括，在通过计算机对其进行解释时如在此所公开的使所述计算机作为通信网络的组件运行的计算机可读指令。

附图说明

图1是3G蜂窝网络以及得到的在本领域中众所周知的覆盖方案的原理图；

图2是在本领域中众所周知的OFDMA子载波到子信道映射的原理图；

图3是依照本发明一个实施例的基站和桥接站的原理图，用于说明得到的覆盖区域；

图4是依照本发明一个实施例的基站和桥接站的原理图，用于说明依照本发明的一个实施例的OFDMA子信道调配；

图5是依照本发明一个实施例的通信方法的流程图；

图6是依照本发明一个实施例的基站和桥接站的原理图，用于说明依照本发明一个实施例的OFDMA子信道调配；

图7是依照本发明一个实施例的通信方法的流程图；

图8是依照本发明一个实施例的基站和桥接站的原理图，用于说明依照本发明一个实施例的OFDMA子信道调配；

图9是依照本发明一个实施例的桥接站的原理图；

图10是依照本发明一个实施例的基站的原理图。

具体实施方式

将参照附图通过举例的方式来描述本发明的实施例。

一种无线通信系统被公开。在以下描述中，为了提供对本发明的实施例的深入了解，通过举例的方式，提出了许多具体的细节。然而，对本领域技术人员明显的是，这些具体的细节不需要被采用来实施本发明。

参照图3，在本发明一个实施例中，一种新的蜂窝架构包括，例如经由到移动交换中心(未示出)的有线连接，连接到所述蜂窝网络主干(未示出)的基站(BS)130。部署在所述基站(BS)周围一定距离上的是未连接到所述主干的桥接站(BRS)121-126。

所述桥接站121-126包括波束成形天线，其被设置以提供在相对于基站130基本上向外方向的通信。因而每一个桥接站提供各自的面向外的覆盖区域101-106。

结果，位于所述基站与所配置的桥接站之间的移动台(MS)131-134仅仅感知基站130并因而直接与其通信。

相反，位于所配置的桥接站之外但在面向外的覆盖区域101-106中的一个之内的移动台141-143，能够感知BS 130和一个或多个BRS两者，但(例如，在广播信道上)选择具有最强信号的BRS与其通信。

其效果是在所述蜂窝中创建了两个区：内区(由图3中的阴影区域表示)，在其中MS只看到所述基站并因而直接与其通信，以及分割的外区，其包括MS选择与各自的桥接站通信的覆盖区域101-106。

有利地，所述桥接站121-126的方向性意味着，不仅所述内区中的MS不检测所述桥接站，而且桥接站121-126也不检测来自所述内区的MS，所以不遭受来自这些MS的干扰。

类似有利地，所述外区中的MS将调整其功率输出以与最近的BRS通信，所以使其在BS 130以及对其他BRS引起的干扰最小化。

因而，能够获得在干扰上的显著的总体降低和在容量上的相应的增加，而没有现有技术中的时分复用或子蜂窝分级设置的缺点可以理解的是，实际上来自每一个区的一些偶然的信号可能在另一个区中被感知。例如，由于所述外区中建筑物的后向散射，来自所述内区中的MS的(严重削弱的)信号可能到达BRS。类似地，尽管大多数定向天线在优选的方向范围内是突出的敏感的，但在其他方向可能存在剩余的灵敏度。因而BRS可能检测到来自所述内区的MS，但相比在其自身的面向外的覆盖区域中的MS为一被明显削弱的灵敏度。相反地，所述内区中的MS可能检测到BRS，但信号较弱。

因而，实际上可以将所述桥接站看作是被配置以形成一个环绕所述基站的圆周，其中所述圆周内的桥接站信号强度是无关紧要的，以及其中所述圆周外的桥接站信号强度在每一个各自的桥接站的覆盖区域中是主要的。因此，在所述圆周内的所述区域形成了所述内区，而所述桥接站覆盖区域形成了所述外区。

在本发明的一个实施例中，桥接站121-126通过充当多跳网络的一部分来促进在所述外区中的MS与所述内区中的BS 130之间的通信，经由到相应BRS的中继允许在所述外区中的所述MS与BS 130之间的通信。在本领域中用于建立多跳网络的机制已经众所周知。然而，由于所述桥接站的固有性质，可以预计只有两跳(从MS到BRS以及从BRS到BS)是必须的。

当使用OFDMA技术时，由在所述蜂窝中创建内区和分割的外区引起的在干扰上的有益的减小，有利地允许在总体容量上的显著增加。

图4是图3中所示的设置的原理性表示，为了清楚起见而被提出。所述设置再次包括内区310以及由相应的桥接站321-326服务的外区的六个分区331-336。

在本发明的一个实施例中，普通的子载波到子信道的映射被应用于整个蜂窝。然而，所述桥接站对所述外区的分割允许基于逐个分区的子信道的隔离，使得在不相邻分区中的子信道能够重用。

现在参照图4，示出了一个隔离实例，在其中将所述外区的分区用阴影表示为相对的对(331，334)、(332，335)、(333，336)。由于这些相对的对使它们的覆盖区域互相远离并且还被内区310的直径在物理上分离，因此将受到所述蜂窝内最小的交叉干扰。

因而，在这个例子中，所述基站分配相同的子信道给在分区的每一个相对的对中的MS。如果所有MS都在所述外区中，这将有可能使所述蜂窝内的容量加倍。然而，一般而言，子信道的一部分被分配在所述内区中，因而不能加倍。因而，可能的容量关系为2N-M，其中N为所述OFDMA映射中子信道的总数目，而M是被所述内区中与所述BS直接通信的MS所使用的那些子信道的数目。

有利地，在本发明一个实施例中，每一个BRS将只需要转发所述基带内子载波总数的一部分到其覆盖区域，对应于它们正在与其通信的在所述BRS覆盖区域内的MS的子信道。

在一个实施例中，所述BRS利用放大前送转发。在可选的实施例中，所述BRS使用解码前送方法。

除了只转发所述子载波的一部分而提供的在总功率需求上的降低之外(或者，相反地，对于相同的总消耗提高信号功率)，由于干扰出现的可能性正比于使用的基带的比例，它还能够减少在相邻蜂窝间引起的所述蜂窝间干扰。

实际上，在本发明一个实施例中，通信系统包括这样的装置，其用于对在相邻蜂窝的所述外区的分区内的子信道分配进行协调，从而还能减小相邻蜂窝的相邻分区使用相同的子载波的似然性。可以在相邻的基站之间直接地，或通过通信网络控制单元的监视获得这种协调。

值得注意的是，所述外区中的MS可以接收来自其各自的BRS和所述BS本身两者的信号。在这种情形下，与来自所述BRS的信号相比，所述BS信号将被延迟和削弱，所以类似于多径传播回波。然而，以一些总吞吐量为代价，OFDM调制包括能够适应这种多径效应的保护间隔。

现在参照图5，相应的通信方法包括如下步骤：

s4.1所述BS分配用于与所述内区中的MS直接通信的OFDMA子信道；

s4.2所述BS与所述内区中的MS直接通信；

s4.3所述BS分配用于与所述外区中的MS通信的子信道，包括在所述外区的充分无干扰的分区中的重复子信道(在所述内区中正在使用的那些除外)，以及

s4.4所述BS经由各自的BS与所述外区中的MS通信。

参照图6，在本发明的一个实施例中，不同的子载波到子信道的映射被应用于整个蜂窝不同的区和分区中。图6示出了一个隔离实例，其中所述内区和所述外区的分区用阴影分别表示。

在本发明的一个实施例中，所述内区和所述外区的每一个分区331-336使用不同的子载波到子信道的映射，潜在地允许每一个充分利用所述系统中的所有子信道。

结果，取决于BS到BRS通信所使用的方法，所述BRS在将其接收的BS信号前送到它们各自的覆盖区域之前，可能需要重新映射所述BS信号。

值得注意的是，通过使用不同的子载波到子信道映射，对于根据图2描述的形式的干扰存在增大的空间。然而有利地，所述BRS的方向特性限制了在所述内区与外区之间的这种干扰的空间。

参照图7，相应的通信方法包括如下步骤：

s5.1所述BS利用第一子载波到子信道的映射来分配用于与所述内区中的MS直接通信的OFDMA子信道；

s5.2所述BS与所述内区中的MS直接通信；

s5.3所述BS分配用于与所述外区中MS通信的子信道，对于所述外区的每一个各自的分区使用不同的子载波到子信道的映射；以及

s5.4所述BS经由各自的BRS与所述外区中的MS通信。

此外，在本发明的一个实施例中，能够在相邻蜂窝之间对映射进行协调以最小化相邻靠外分区之间的干扰。

对本领域技术人员来说显而易见的是，参照图4B和5B进行详解的方法可以被随意地组合，这样，例如，为了限制所述蜂窝内子信道之间的干扰，优选地重用单子载波到子信道的映射，但当移动请求非常高之时或之处可以引入额外的映射。因而例如，在业务高峰时可以有效地使用5B的方法，以及在其他时刻可以使用4B的方法。

现在参照图8，在本发明可选的实施例中，桥接站621-626的方向性表明了一些值得重视的面向内的发送和接收灵敏度。其结果是每一个桥接站的覆盖带现在包括外区631-636以及相应的围绕缩减的内区的中间分集区641-646。所述分集区表示所述蜂窝的那些区域，在此原来的内区移动台现在将接收来自所述BS和它们各自的BRS两者的显著的信号(典型地在时间上偏移)，但在此所述OFDMA调制方案使得这两个信号被当作不同于干扰源的分集源使用，所以改进了接收。对本领域技术人员显而易见的是，这假定了普通的子载波到子信道的映射被用在所述蜂窝中，并且相关的BRS被设置用于对各自分集区内的MS的子信道进行转发。

值得注意的是，在图3、4A、5A和6中，六个桥接站被示出均匀地分布并且每一个覆盖类似大小的区域，实际上可以配置任何适当数目的桥接站，并且可以具有适用于整个蜂窝区域的拓扑和业务需求的，大致向外的覆盖区域。因而用于确定所述内区和外区的圆周可以是任意形状，并且桥接站的密度可以改变以创建微蜂窝和超微蜂窝大小的可用的覆盖区域。

结果，对本领域技术人员显而易见的是，能够将重复的OFDMA子信道分配给彼此不完全相对的所述外区的分区(例如，存在奇数个桥接站，或较大的外区分区与两个相对较小的外区分区完全对立)。

因而，在本发明的一个实施例中，所述基站能够自由地在各自具有足够低水平的交叉干扰的外区分区中分配重复的OFDMA子信道，而不仅仅受限于相对的分区。

相似地，在本发明的一个实施例中，由于所述BRS提供与所述外区中的MS的通信链路，不必为了维持所述BS的覆盖区域从而去配合所述蜂窝的范围。结果，可以对基站功率管理进行配置以提供能够利用所述多个桥接站来维持覆盖连续性的最小覆盖区域。

有利地，由于所述外区中的MS接收相应的BRS和BS传输的明显的多径效应将被大大地减小，这还可以使如先前所提到的适应所述多径效应所需的保护间隔的长度减小。

现在参照图9，在本发明的一个实施例中，桥接站700包括可用于执行存储在工作存储器726中和/或可从大容量存储装置722中获取的机器码指令的处理器724。通过通用总线725，用户可操作输入装置730与处理器724通信。用户可操作输入装置730包括输入动作通过其能够被解释并且被转换成数据信号的任何装置，例如DIP开关。

为了将信息输出给用户，进一步将音频/视频输出装置732连接到通用总线725。音频/视频输出装置732包括能够将信息呈现给用户的任何装置，例如状态LED。所述用户典型地会是安装/服务工程师。

通信单元740被连接到通用总线725，并且进一步被连接到第一天线或天线集750。通过通信单元740和所述第一天线750，所述桥接站700能够与其覆盖区域内的移动台建立无线通信。通信单元740还被连接到第二天线或天线集760。通过通信单元740和所述第二天线760，桥接站700能够与所述基站建立通信。通信单元740可用于，依照先前制定用于在其中桥接站700适合于使用的系统的通信协议，例如4G，将在总线725上传递到此的数据转换为射频信号载波。

在图9的桥接站700中，工作存储器726存储了应用程序728，当其被处理器724执行时，建立一个接口其能够进行移动台和基站间的数据的通信。应用程序728因此建立了通用的或特定的计算机实现的实用程序和工具，其被用于将所述覆盖区域内的移动台连接到所述基站。

现在参照图10，在本发明的一个实施例中，基站800包括可用于执行存储在工作存储器826中和/或可从大容量存储装置822中获取的机器码指令的处理器824。通过通用总线825，用户可操作输入装置830可与处理器824通信。用户可操作输入装置830包括输入动作通过其能够被解释并且被转换成数据信号的任何装置，例如DIP开关。

为了将信息输出给用户，进一步将音频/视频输出装置832连接到通用总线825。音频/视频输出装置832包括能够将信息呈现给用户的任何装置，例如状态LED。所述用户典型地会是安装/服务工程师。

通信单元840被连接到通用总线825，并且进一步被连接到天线或天线集850。通过通信单元840和所述天线850，所述基站800能够与其覆盖区域内的移动台和桥接站建立无线通信。通信单元840被用于，依照先前制定用于在其中桥接站800适合于使用的系统的通信协议，例如4G，将在总线825上传递到此的数据转换为射频信号载波。

在图10的基站800中，工作存储器826存储了应用程序828，当其被处理器824执行时，建立一个接口其能够进行移动台和桥接站间的数据的通信。应用程序828这样建立了通用的或特定的计算机实现的实用程序和工具，其被用于将所述移动台和桥接站连接到所述基站。

在可选的实施例中，基站800包括又一根天线或天线集专门用来与BRS通信。

值得注意的是，与OFDMA方案配合使用桥接站提供了若干优点：

i.在物理上利用桥接站的用户的拓扑差别基本上隔离了在分离的外区分区中的信号。因此OFDMA子载波到子信道的映射可以在这些分区中被重用，所以潜在地使容量加倍。

ii.类似地，在物理上利用桥接站的用户的拓扑差别隔离了在所述内区与外区之间以及在所述的外区的分区内的信号。因此不同的OFDMA子载波到子信道的映射可以被用于这些区域，显著地增加了容量。

iii.在物理上利用桥接站的用户的拓扑差别隔离了在分离的外区分区内的信号。因此，能够在蜂窝内以及在蜂窝之间更好地对OFDMA子信道进行协调，减少了蜂窝内以及蜂窝间干扰。

这些优点中的每一个，被分别或组合利用，用于提高利用OFDM和OFDMA通信的蜂窝的容量和灵活性。

对本领域技术人员显而易见的是，一般而言OFDM和OFDMA是用于正交频分复用技术和正交频分多址的涵盖性术语，并且包含诸如编码OFDM和分块OFDM等变型。

相似地，对本领域技术人员显而易见的是，本发明适合于其他无线架构，在其中移动通信装置被连接到轮流链接到诸如无线本地环路的有线基础设施的中心站。

对本领域技术人员显而易见的是，能够以适当的方式实现本发明的实施例，以提供适当的设备或操作；这样，基站可以由单个分立的实体，被加入到诸如计算机的常规主机设备的，或可以通过调整诸如计算机的常规主机设备的现有部分来形成的多个实体所组成。可选地，可以设想额外的和调整的实体的组合。例如，当在基站的制造中使用的组件被适当地重新配置时，其可以被用在桥接站的构建中。因而，调整常规设备的现有部分可以包括，例如，对其中的一个或多个处理器重新编程。这样所需的调整能够以计算机程序产品的形式实现，所述产品包括存储在诸如软盘、硬盘、PROM、RAM或这些的任何组合或其他存储媒介或信号的存储介质中的处理器可实现的指令。

Claims (13)

1.一种用于无线通信的基站，其被设置可与位于蜂窝的内区中的移动台直接通信，所述内区主要位于在所述基站周围配置的多个桥接站所形成的圆周之内，所述基站进一步被设置可经由所述桥接站与位于所述蜂窝的外区中的移动台间接通信，所述外区主要位于所述圆周之外，所述基站被设置可分配重复的OFDMA子信道给由桥接站服务的所述外区的各自区域中的移动台，所述桥接站受到来自彼此的通信的足够低水平的交叉干扰。

2.一种用于无线通信的基站，其被设置可与位于蜂窝的内区中的移动台直接通信，所述内区主要位于在所述基站周围配置的多个桥接站所形成的圆周之内，所述基站进一步被设置可经由所述桥接站与位于所述蜂窝的外区中的移动台间接通信，所述外区主要位于所述圆周之外，所述基站被设置可对于两个或多个由各自的桥接站服务的所述外区的各自的区域，使用截然不同的OFDMA子载波到子信道的映射。

3.一种用于无线通信的桥接站，包括一个或多个可用于产生主要位于圆周之外的覆盖区域的定向天线，所述圆周相对于基站定义并且基本上与所述桥接站重合，所述桥接站被设置为可对分配给其覆盖区域内的MS的OFDMA子信道进行转发。

4.一种用于无线通信的桥接站，包括一个或多个可用于产生主要位于圆周之外的覆盖区域的定向天线，所述圆周相对于基站定义并且基本上与所述桥接站重合，所述桥接站被设置为可重新进行与所述桥接站的覆盖区域相关联的OFDMA子载波到子信道的映射。

5.一种用于无线通信的桥接站，包括一个或多个可用于产生主要位于圆周之外的覆盖区域的定向天线，所述圆周相对于基站定义，并且充分地接近所述基站，以致所述覆盖区域的重叠部分还由所述基站来服务并由此形成在其中MS会接收到来自所述基站和所述桥接站两者的信号的中间区，所述桥接站可用于转发对应于分配给其覆盖区域内的MS的OFDMA子信道的信号。

6.一种通信网络，至少包括一个由基站服务的第一区域，并且进一步包括在所述基站周围配置并因而定义了在所述基站周围的圆周的多个桥接站，其中每个桥接站包括一个或多个可用于产生主要位于所述圆周之外的覆盖区域的定向天线，并由此形成了主要在所述圆周之外并且由所述桥接站服务的外区，以及主要在所述圆周内并且由所述基站服务的内区，以及其中所述基站被设置可分配重复的OFDMA子信道给在由桥接站服务的所述外区的各自的区域中的移动台，所述桥接站受到来自彼此的通信的足够低水平的交叉干扰。

7.一种通信网络，至少包括一个由基站服务的第一区域，并且进一步包括在所述基站周围配置并因而定义了在所述基站周围的圆周的多个桥接站，其中每个桥接站包括一个或多个可用于产生主要位于所述圆周之外的覆盖区域的定向天线，并由此形成了主要在所述圆周之外并且由所述桥接站服务的外区，以及主要在所述圆周内并且由所述基站服务的内区，以及其中所述基站被设置可对于在两个或多个所述外区各自的区域中移动台，使用截然不同的OFDMA子载波到子信道的映射。

8.依照权利要求6或权利要求7所述的通信网络，其中所述通信网络至少包括由一个基站和多个桥接站类似地服务的两个相邻的区域，其中在蜂窝之间对用于相邻外区的所述子载波到子信道的映射进行协调，以致其能够减少在所述相邻外区之间共用的子载波的数量。

9.依照权利要求8所述的通信网络，其中相邻的基站管理其协调。

10.依照权利要求8所述的通信网络，其中所述协调由网络控制单元监控。

11.一种包括计算机可读指令的数据载体，当所述指令被载入计算机时，使得所述计算机作为依照权利要求1或2所述的基站运行。

12.一种包括计算机可读指令的数据载体，当所述指令被载入计算机时，使得所述计算机作为依照权利要求3到5中的任何一项的桥接站运行。

13.一种包括计算机可读指令的数据载体，当所述指令被载入计算机时，使得所述计算机作为依照权利要求6到10中的任何一项的通信网络的组件运行。

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