CN102065553A

CN102065553A - 无线中继网络中的中继分配方法

Info

Publication number: CN102065553A
Application number: CN2010105601529A
Authority: CN
Inventors: 高明; 葛建华; 李靖; 张南
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明公开了一种无线中继网络中的中继分配方法，主要解决现有通过重传率分配中继准确性低的不足。其步骤为：(1)移动端与基站建立连接；(2)基站跟踪混合自动重传请求HARQ和信道质量指示CQI信息；(3)若基站根据CQI和HARQ信息判断移动端需要中继帮助，执行4，否则返回2；(4)若移动端不在需要中继帮助的候选组G中，执行5，否则进行6；(5)基站将移动端加入G中，启动超时定时器并设定启动计数器的值；(6)若超时定时器的值是大于预先设定的时间，则将移动端从候选组G中去除，返回2，否则执行7；(7)若启动计数器T_s的值减1后的值不为0，返回2，否则执行8；(8)基站为移动端分配中继。本发明能实现给移动端更准确的分配中继，用于中继网络的中继通信。

Description

无线中继网络中的中继分配方法

技术领域

本发明属于无线数字通信技术领域，具体涉及无线中继网络中的判断移动端是否需要中继帮助通信的中继分配方法，用于无线中继网络中的中继通信。

背景技术

近些年来，随着人们对移动互联网接入，多媒体服务等宽带移动业务需求的不断增长，移动通信的用户量和业务量的也在不断增长，因此如何在有限的频谱资源中支持尽可能多的用户，即提高系统容量已成为现代通信系统需要解决的一个重要问题。在传统蜂窝网络中，由于频谱资源有限，只能通过小区分裂来增加系统容量。但是，考虑到基站站址以及小区之间的干扰问题，小区分裂不可能无限制地进行。用小区分裂的方法提高容量有一定的限制。此外，传统的蜂窝网络还面临其它挑战。例如，在目前的传统蜂窝网络中，当用户位于小区边缘时，由于信号强度比较弱，用户能够享受到的数据业务传输速率也变得很小。因此，处于边缘的用户需要进一步提高数据业务服务的质量。

为了解决这些问题，将中继多跳通信技术融合到传统蜂窝网络中，以现有的网络平台为基础，构建高效、低成本的蜂窝通信网络是目前最具前景的网络构建方案。目前，中继技术已经成为正在制定标准的LTE-Advance系统的关键技术之一。

图1显示了现有中继网络系统模型。在该模型中，有N个移动端M，K个中继R，一个基站B。移动端M和基站B需要互相通信，通信过程中可以借助中继R转发信息，也可以不借助R转发信息。

在无线中继网络中，不管中继使用何种方式转发信息，首先要解决的问题是哪些移动端需要借助中继转发信息。如果移动端和中继之间不借助中继可以顺利完成信息传递，那么就应该避免使用中继，因为中继的引入虽然可以提高通信的质量，但是在相同编码调制方式下会降低通信的速率，提高系统的复杂度。

因此，判断哪些移动端确实需要中继帮助通信对中继通信网络的性能至关重要。现有比较简单的方法是：基站B检测中继网络中N个移动端M的信息重传率，如果发现某个移动端m的重传率高于预先设定的门限，则认为移动端m与基站的信道状况较差，需要借助中继R帮助移动端和基站之间的通信，此时将移动端m加入需要中继帮助的候选组。但是这种方法并不能准确的判断移动端是否需要中继帮助通信，因为重传率并不能真实反映移动端和基站之间的信道状况，重传率的高低不仅与信道状况有关，还与移动端所采用的调制和编码方式MCS有关。例如，在LTE系统中，当移动端和基站之间的信道状况较好时，如果移动端采用较高序号的信道质量指示CQI所对应的MCS时，也可能造成较高的重传率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述仅通过重传率分配中继方法的不足，提供一种无线中继网络中的中继分配方法，以提高基站给移动端分配中继的准确性。

实现本发明目的技术方案是：基站将重传率和移动端所反馈的CQI信息联合起来判断某个移动端是否需要中继帮助通信，其步骤如下：

1)移动端m与基站建立通信连接；

2)基站跟踪通信过程中的混合自动重传请求HARQ信息和信道质量指示CQI信息；

3)基站根据CQI信息和HARQ信息判断移动端m是否有需要中继帮助发送信息：

3a)基站统计HARQ信息中的不确认NACK信息，得出基站和移动端m的重传次数RT；

3b)基站根据CQI信息和重传次数RT，得到一个参考数据th，并将该参考数据th与设定的门限值TH进行比较，如果th＞TH，表示移动端m有需要中继帮助，执行步骤4，否则表示不需要中继帮助，返回步骤2；

4)基站查找移动端m是否在需要中继帮助的候选组G中，如果不在，进行步骤5，否则进行步骤6；

5)基站将移动端m加入需要中继帮助的候选组G中，并启动与移动端m对应的超时定时器Tc，设定与移动端m对应的启动计数器Ts的初始值为TS；

6)基站监视与移动端m对应的超时定时器Tc，如果Tc的值大于预先设定的超时时间TC，则将移动端m从候选组G中去除，然后返回步骤2，否则执行步骤7；

7)基站将与移动端m对应的启动计数器Ts的值减1，然后检查Ts的值是否为0，如果不为0，返回步骤2，否则执行步骤8；

8)基站确定基站与移动端m之间的通信需要中继帮助，并将中继R分配给移动端m。

本发明由于在基站是否需要给移动端分配中继帮助通信时，采用将信道质量指示CQI信息和混合自动重传请求HARQ信息联合起来进行判断的方式，使得基站更能准确的判断移动端和基站通信时是否有必要借助中继来完成通信，从而提升了中继网络的运行效率。

附图说明

图1是本发明中使用的中继网络系统模型图；

图2是本发明无线中继网络中的中继分配方法的流程图。

具体实施方式

参照图2，本发明利用图1所示的中继网络模型进行中继分配的步骤如下：

步骤1：由中继网络系统建立移动端m与基站之间的通信连接。

步骤2：基站跟踪通信过程中的混合自动重传请求HARQ信息和信道质量指示CQI信息。

由于在上行和下行链路都存在HARQ信息，因此基站需要同时对上行和下行的HARQ信息进行跟踪。

对于CQI信息，由于上行的CQI信息由基站自然取得，因此对CQI信息的跟踪主要针对移动端反馈的下行CQI信息。

步骤3：基站根据CQI信息和HARQ信息判断移动端m是否需要中继帮助发送信息。

3a)基站统计HARQ信息中的NACK信息，得出基站和移动端m的重传次数RT，在统计NACK的个数时，需要同时统计移动端反馈的NACK和基站发往移动端的NACK，这两个方向上NACK的个数之和即为重传次数RT；

3b)基站根据CQI信息和重传次数RT，得到一个参考数据th，即先由对上行CQI信息和下行CQI信息中的CQI序号进行变换，将变换后的值记为ID_CQI；再将该较大的值与重传次数RT相加得到参考数据th＝ID_CQI+RT。

移动端反馈的下行CQI的信息一般来说是一个序号，每一个CQI序号对应着一种调制和编码MCS方式，虽然基站和移动端之间通信时采用的MCS不一定就是CQI序号所指定的MCS方式，但是这个序号可以很好的反应移动端和基站之间下行链路信道质量的好坏。

ID_CQI的获得根据不同的实际系统有不同的获得方法，以LTE系统为例，可以取ID_CQI为移动端反馈的CQI序号的某种变换，一种变换方法如表1所示：

表1 ID_CQI与CQI序号的一种变换方法

ID_CQI取值	移动端反馈的CQI序号
		3	1～5
2	6～10
		1	11～15

通过这样设置，如果ID_CQI取值较小，表明移动端和基站之间的信道状况较好，此时如果出现数据重传的情况，则基站可以首先采取其它方式降低移动端和基站之间通信的误码率，例如采用低阶调制方式和码率低的MCS方案。

3c)将参考数据th与设定的门限值TH进行比较，如果th＞TH，表示移动端m有需要中继帮助，执行步骤4，否则表示不需要中继帮助，返回步骤2；

TH的设置，需要根据实际系统进行设置，例如在LTE系统中，某个数据允许的最大NACK次数为3，当采用表1的方法设置ID_CQI时，可以设门限TH＝3。

步骤4：基站查找移动端m是否在需要中继帮助的候选组G中，如果不在，进行步骤5，否则进行步骤6；

步骤5：基站将移动端m加入需要中继帮助的候选组G中，并启动与移动端m对应的超时定时器Tc，设定与移动端m对应的启动计数器Ts的初始值为TS；

设立超时定时器和启动计数器的作用有两个。

第一个作用是更加准确的判断移动端是否需要中继帮助。通信过程中，有时会出现短暂的突发事件导致通信出错，在这个突发事件结束后，通信过程可以正常进行，因此应该避免由于突发事件的出现为移动端分配中继帮助通信的情况。如果没有超时定时器和启动计数器，那么一旦移动端被加入候选组G后，基站立刻为移动端分配中继，则无法避免这种情况。

第二个作用是提供一种移动端退出候选组G的机制，具体见步骤6。

步骤6：基站监视与移动端m对应的超时定时器T_c，如果T_c的值大于预先设定的超时时间TC，则将移动端m从候选组G中去除，然后返回步骤2，否则执行步骤7；

在启动计数器的值没有减为0以前，如果超时定时器超时，则应该将移动端从候选组G中去除，这样就提供了一种移动端退出候选组G的机制，避免候选组G中移动端只进不出情况的出现，同时也较符合实际通信情况，即对中继是否需要分配中继的判断应该在一定的时间段内完成。

步骤7：基站将与移动端m对应的启动计数器Ts的值减1，然后检查Ts的值是否为0，如果不为0，返回步骤2，否则执行步骤8；

在移动端与基站建立连接后，只要基站没有为此移动端分配中继，并且启动计数器的值没有减为0之前，基站对HARQ信息和CQI信息的监测应该始终进行。

步骤8：基站确定基站与移动端m之间的通信需要中继帮助，并将中继R分配给移动端m。

在基站确定移动端需要中继帮助通信后，应该立即启动相应的进程为此移动端分配一个或多个中继帮助其与基站之间的通信，至此，基站为移动端分配中继的过程结束。

Claims

1.一种无线中继网络中的中继分配方法，包括以下步骤：

1)移动端m与基站建立通信连接；

3a)基站统计HARQ信息中的NACK信息，得出基站和移动端m的重传次数RT；

3b)基站根据CQI信息和重传次数RT，得到一个参考数据th，将参考数据th与设定的门限值TH进行比较，如果th＞TH，表示移动端m有需要中继帮助，执行步骤4，否则表示不需要中继帮助，返回步骤2；

5)基站将移动端m加入需要中继帮助的候选组G中，并启动与移动端m对应的超时定时器T_c，设定与移动端m对应的启动计数器T_s的初始值为TS；

6)基站监视与移动端m对应的超时定时器T_c，如果T_c的值大于预先设定的超时时间TC，则将移动端m从候选组G中去除，然后返回步骤2，否则执行步骤7；

7)基站将与移动端m对应的启动计数器T_s的值减1，然后检查T_s的值是否为0，如果不为0，返回步骤2，否则执行步骤8；

2.如权利1要求所述的无线中继网络中的中继分配方法，其中步骤3)所述的基站根据CQI信息和重传次数RT，得到一个参考数据th，是先由对上行CQI信息和下行CQI信息中的CQI序号进行变换，将变换后的值记为ID_CQI；再将该较大的值与重传次数RT相加得到，即参考数据th＝ID_CQI+RT。