CN100576823C - 通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信系统和相关方法，以及经由至少一个中间设备，从源设备向目的地设备发送信号的设备。具体地，本发明涉及旨在提高多跳通信系统中的数据吞吐量的技术。

Description

通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信系统以及经由至少一个中间设备从源设备向目的地设备发送信号的相关方法。更具体地，本发明涉及旨在提高多跳通信系统中的数据吞吐量的技术。

背景技术

已经知道，由于在无线通信信号(communication)通过空间传播时无线通信信号的散射或吸收而导致出现传播损耗或“路径损耗”，使得信号的强度减弱。影响发送器与接收器之间的路径损耗的因素包括：发送器天线高度、接收器天线高度、载波频率、地物干扰类型(clutter type)(城市、郊区、乡村)、诸如高度、密度、间距的形态细节、地形类型(丘陵、平原)。发送器和接收器之间的路径损耗L(dB)可以建模为：

L＝b+10nlogd    (A)

其中，d(米)是发送器-接收器间距，b(db)和n是路径损耗参数，而绝对路径损耗由l＝10^(L/10)给出。

图1A示出了单小区两跳无线通信系统，其包括基站(在3G通信系统环境中被称作“节点B”(NB))、中继节点(RN)以及用户设备(UE)。在下行链路(DL)上经由中继节点(RN)从基站向目的用户设备(UE)发送信号的情况下，基站包括源设备(S)，而用户设备包括目的地设备(D)。在上行链路(UL)上经由中继节点从用户设备(UE)向基站发送通信信号的情况下，用户设备包括源设备，而基站包括目的地设备。中继节点是中间设备(I)的示例，并且包括：接收器，可操作用来从源设备接收信号；以及发送器，可操作用来将该信号或其导出信号发送给目的地设备。

下表I给出了在多跳传输系统中，通过以下不同链路传输的信号的计算路径损耗的一些示例：源到目的(SD)、源到中间(SI)以及中间到目的(ID)，其中，假设b和n对于各个链路保持相同。

表I

以上计算的示例表示，间接链路SI+ID上的绝对路径损耗的总和可以小于直接链路SD上的路径损耗。换句话说，对于以下情况是可能的：

L(SI)+L(ID)＜L(SD)    (B)

因此，将单个传输链路分为两个较短的传输段利用了路径损耗与距离之间的非线性关系。通过使用方程(A)对路径损耗的简单理论分析，可以理解，如果经由中间设备(例如中继节点)将信号从源设备发送到目的地设备，而不是直接从源设备发送到目的地设备，则将实现总体路径损耗的下降(因此，信号强度提高或增大，由此数据吞吐量增大)。如果实施，则多跳通信系统可以潜在地使得发送器的发送功率下降，这对无线发送有利，并且这将会导致干扰电平的降低以及电磁发射的影响的减小。

很明显，由于路径损耗与距离之间的非线性关系，与源设备和目的地设备之间的直接或单跳传输相比，中间设备相对于源和目的地设备的位置对多跳传输所具有的潜在增益产生了严重的影响。图2A示出了这种情况，图2A中示出了可以通过多跳传输实现的理论增益的图形表示，并相对于中间设备在源设备和目的地设备之间的相对归一化位置绘出了总功率损耗(dB)。

首先考虑中间节点位于源设备和目的地设备之间的直接链路的直线上的情况(在该情况下，路径扩展因子(s)＝1)，可以看出，随着中继节点从中间位置远离源设备或目的地设备移动，潜在增益减小。同样，随着中间设备的位置远离直接链路的直线移动，由此扩展两个传输段总和的总路径长度(从而将路径扩展因子增大为s＝1.1、s＝1.2等)，可以看出，理论增益的图形区域再次减少。

然而，为了测试多跳通信系统的适用性而执行的仿真揭示了数据吞吐量的出人意料的低增益。的确，所获得的增益确实低于基于路径损耗方程A通过简单分析而提出的潜在增益。结果，阻止了无线系统操作者实现多跳网络，尽管多跳系统在信号范围扩展方面可能表现的潜在优势、在源设备和目的地设备之间传输信号所需的总体发送功率的可能下降、以及其他不可达到节点的连通性。

在预测增益和仿真增益之间存在这种差异的原因之一是，先前的预测基于路径损耗参数b和n对于所有链路都相同的假设。实际上，作为源设备和目的地设备的天线高度与中继节点的高度的比较结果，这些值不同。因此，下表II给出了这些值的更实际的表。标明了3GPP的值是通过对3GPP所采用的模型进行调整以结合以下事实而获得的：中间设备的天线高度通常位于源设备和目的地设备的天线的高度之间。标明了UoB的值是由Bristol大学根据Bristol城中的典型配置进行的仿真而获得的。

表II

图2B中示出了使用表II中列出的路径损耗参数的总路径损耗对于归一化中继节点位置的曲线图。可以看出，当由于对理论中继节点的位置进行调整而使用一组更加实际的路径损耗参数来计算总路径损耗的变化时，没有获得图2A的完美“钟形”曲线。的确，增益的区域减小了，并且很明显，中继节点或用户设备的位置的相对较小的改变(导致通信链路上的绝对路径损耗的改变)将对接收设备处的通信信号的质量产生严重的影响。因此，与源设备和目的地设备之间的直接传输相比，如果要通过多跳通信的发生来实现增益，则中间设备或中继节点的定位非常重要。

然而，即使预测是基于真实世界中可能遇到的路径损耗参数的更加精确的反映，多跳系统的仿真仍然表现出预测增益与仿真增益之间的非预期的较差对应关系。

发明内容

本发明的实施例旨在提供一种包括源设备、目的地设备以及至少一个中间设备的通信系统，其中所述源设备和所述中间设备或各个中间设备分别包括发送器，该发送器可操作用来在朝向所述目的地设备的通信方向上发送通信信号或从其导出的信号，并且其中所述目的地设备和所述中间设备或各个中间设备分别包括接收器，该接收器可操作用来接收所述通信信号或从其导出的信号，其中所述通信系统包括确定装置，该确定装置可操作用来确定分配给所述发送器中的一个或更多个的资源的量度或者量度的变化，这旨在基本上获得或保持以下两者之间的平衡：

i)在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度；和

ii)在所述中间设备或各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度。

当然，应该理解，实际上由目的地设备接收到的通信信号可以是由源设备发送的通信信号，或者可以是从其导出的通信信号。

因此，本发明的优选实施例设法在所述中间设备或各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度方面保持或达到一种“平衡”。优选地，所述确定装置可操作用来确定一个或更多个设备(其可操作用来在实施本发明的通信系统中发送通信信号)的发送功率的变化，以减少或防止在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的实际的不平衡(即，实现或保持基本“平衡”)。

实施本发明的通信系统中出现的不平衡的存在可以通过在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述中间设备或者所述多个中间设备之一处接收到的通信信号的质量的量度之间的直接比较而变得明了。另选地，当通过映射函数进行比较时，不平衡变得明了。因此存在下述的情形，其中相等值的量度并不等同于平衡系统，同样，不同值的量度可能等同于平衡系统。

可以想象，在配置多跳系统之前，可以使用本发明的实施例对系统进行优化以及/或者使在所述中间设备或各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度保持基本平衡。还可以想象，本发明的实施例可以在现有的多跳系统中实现，以设法在所有链路上的通信信号的质量的量度方面达到并保持“平衡”。因此，本发明可以在多跳通信系统中采用，以在目的地设备处的RSS或SINR的指标与所述中间设备或各个中间设备处的RSS或SINR的指标之间建立基本“平衡”。优选地，针对可操作用来在多跳系统中接收通信信号的这些设备之一，相对于目标接收信号质量对发送功率进行优化。这通常是目的地设备。因此，当根据本发明的实施例对系统进行了优化时，在目的地设备处接收到的通信信号的质量相对于目标接收信号质量的差异的量度的指标(＝“相对于目标的差异”指标)优选地最小化。此后，如果在相对于目标指标的差异中检测到了变化(该变化可以是正或负)，例如，如果通信信号的质量劣化或改善，或者如果该设备的目标设置发生了变化，则相对于目标指标的差异将增大。在这种情况下，使得能够检测相对于目标指标之间的差异相对于期望值的偏差的本发明的实施例将优选地设法使相对于目标指标的差异变成该期望值。

已经发现，实施本发明的多跳通信系统的仿真表现出对于直接将信号发送到目的地设备的系统的显著增益。的确，为了测试本发明的优选实施例而执行的系统级仿真的结果表示，可以认为在本发明的环境下处于“平衡”的通信系统可以实现与多跳传输相关的优点，并提供数据吞吐量的提高。

应该相信，本发明的优选实施例所展示的吞吐量的提高的一个解释是，它们允许多跳系统中所需的绝对发送功率的减小。以下对此进行更详细的讨论。

从上述原理开始，该原理通过将单个直接传输链路分为两个较短的传输链路，可以实现信号的总路径损耗的减小。于是，经由至少一个中间设备将通信信号从源设备传输至目的地设备所需的总发送功率比在源设备和目的地设备之间直接传输通信信号所需的发送功率小。因此，需要较小的发送功率来确保目的地设备(也可能还有中间设备)接收到最小或“目标”信号质量。如果没有对发送功率进行调节，则将导致明显过度的发送功率(即，超过在目的地设备和/或中间设备处获得良好或目标信号质量所需的发送功率)。与在源设备和目的地设备之间进行直接通信相比，该过度的发送功率不会进一步增大由多跳系统获得的增益，而只会增大干扰电平，导致通信链路的质量的劣化。这种劣化倾向于抵消作为先前考虑的多跳通信系统的较差仿真结果的原因的多跳系统的潜在增益。

此外，两跳网络(例如)的总体吞吐量受到以下数量降低的限制：在中间设备处接收到的数据包的数量；以及在目的地设备处接收到的数据包的数量。在接收器处接收到的数据包的数量取决于在该接收器处终止的通信链路的质量。这例如可以通过吞吐量的量度、接收信号强度(RSS)的量度或者信号与干扰及噪声比(SINR)的量度来反映。因此，从效果上来讲，多跳系统中的接收到最低质量的通信信号的接收器形成了数据分组传输的“瓶颈”，由此浪费了该多跳系统中的其他链路上的数据传输的能力。发送器处的发送功率增大(这并不足以改善最低质量通信信号)将导致附加的过度发送功率。因此，该系统的性能会进一步降低。图9A和9B中示出了这种情况，图9A和9B绘出了由两跳系统的用户观察到的平均分组吞吐量与对于单跳系统观察到的平均分组吞吐量相比，相对于源设备(NB)的发送功率的增益的变化。各个曲线图都包括四条不同的曲线，每条曲线都表示中间设备的不同发送功率。可以看出，当基站的发送功率超过最优点时，即使发射了更大的信号能量，也会出现增益的显著劣化。

因此，可以理解，本发明的优选实施例进行的改进可以归功于本发明的各个方面设法确保减小或防止在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述中间设备或各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的任意不平衡的方法。因此，不能提高数据包的吞吐量并且只会增大干扰电平的过度发送功率得到了最小化。

存在以下大量的不同事件，如果发生这些事件，则可以潜在地导致多跳系统中的“不平衡”(即，在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述中间设备或各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的差异)。

i)多条链路之一上的路径损耗发生变化。这可能是由于用于该链路的发送器和接收器之一或二者的位置发生变化，或者由于环境条件或发送器和接收器之间的干扰电平的变化而导致的。

ii)对于可操作用来接收通信信号的设备，通常具有目标RSS或目标SINR。这通常由网络供应商来设定，并且可以根据通信系统或接收设备的特性，或者根据要发送的数据的类型而改变。移动电话或其他用户设备的目标RSS/SINR可以改变，并且目标的任意变化都可以通过以下方式来进行适应：调整发送设备的发送功率，从而趋向于使得在目的地设备处接收到的通信信号的质量相对于目标接收信号质量的差异(即，“相对于目标的差异”)的量度最小化。在多跳系统的情况下，为了适应多个接收设备之一的目标的变化而仅调整一个设备的发送功率将会导致该系统中的不平衡。

本发明的实施例旨在提供一种对不平衡或者潜在的不平衡进行响应的方法，所述不平衡或潜在的不平衡是作为为了提高在下行链路(DL)上经由一个或更多个中间设备从基站(源)发送至目的用户设备的数据的吞吐量的那些可能事件的结果而导致的。在标准通信系统中，下行链路是NB和UE之间的链路。在多跳的情况下，DL指的是其中通信被直接导向UE的链路(例如，RN至UE、在UE和NB至RN方向上的RN至RN)。此外，本发明的实施例旨在提供一种对多跳系统进行优化的方式，通过该方式，基本上实现了由接收器设定的任意目标质量，并且各个链路上的数据吞吐量都基本上相等。

根据本发明的第一方面，提供了一种包括基站、目的地设备和至少一个中间设备的通信系统，所述基站可操作用来经由所述中间设备或各个中间设备，将通信信号发送至所述目的地设备，其中所述目的地设备包括指标导出装置，其可操作用来导出在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，所述通信系统包括：

i)指标偏差检测装置，其可操作用来检测由所述目的地设备导出的所述指标或所述多个指标之一相对于期望值的偏差；

ii)控制装置，设置在所述基站中，包括第一计算装置，该第一计算装置可操作用来在检测到这种偏差之后，计算所述中间设备的新发送功率，或者所述中间设备和所述基站的新发送功率，所述新发送功率倾向于：a)充分减小在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)充分地防止出现所述不平衡。

本发明第一方面的实施例优选地提供了一种通过以下操作对由目的地设备导出的指标相对于期望值的偏差进行恢复的方法：i)通过计算中间设备的新发送功率，来对由于中间设备和目的地设备之间的路径损耗的变化而导致的不平衡进行响应；或者ii)通过计算中间设备和源设备的新发送功率，来对目的地设备的目标发生变化之后可能导致的潜在不平衡进行响应。

根据本发明第一方面的实施例，由所述目的地设备导出的指标之一可以包括在目的地设备处接收到的通信信号的强度的量度(例如RSS)。另选地或另外地，由所述目的地设备导出的指标之一可以包括在目的地设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比(SINR)的量度，或者可以包括在目的地设备处接收到的通信信号的质量相对于针对目的地设备而设定的目标接收信号质量的差异的量度。相对于目标的差异的指标可以是相对于目标RSS的差异、相对于目标SINR的差异，或者相对于基于RSS和SINR的组合的目标的差异。

优选地，本发明第一方面的实施例设法减小或防止的不平衡包括在目的地设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比的量度与在所述中间设备或所述多个中间设备之一处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比的量度之间的差异。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括基站、目的地设备和至少一个中间设备的通信系统，所述基站可操作用来经由所述中间设备或各个中间设备将通信信号发送至所述目的地设备，所述基站包括控制装置，其中所述目的地设备和所述中间设备中的每一个都包括：指标导出装置，可操作用来导出分别在目的地设备或中间设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，其中所述中间设备和所述目的地设备可操作用来将所述指标发送给所述控制装置，所述控制装置包括：

i)不平衡检测装置，可操作用来检测由目的地设备导出的一个所述指标与由中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；以及

ii)计算装置，可操作用来在检测到这种不平衡后，计算基站的新发送功率，该新发送功率倾向于充分减小所述不平衡。

本发明第二方面的实施例优选地提供了一种调整基站的发送功率，以旨在实现或保持在目的地设备处接收到的通信信号的质量与在中间设备处接收到的通信信号的质量之间的平衡的方法。具体地，本发明第二方面的实施例优选地提供了一种对由于基站与中间设备之间的路径损耗的变化而导致的不平衡进行响应的手段。

根据本发明第二方面的实施例，由中间设备和目的地设备中的每一个导出的一个所述指标包括分别在目的地设备或中间设备处接收到的通信信号的强度的量度(例如，RSS)。另选地或另外地，由所述中间设备和所述目的地设备中的每一个导出的一个所述指标包括分别在目的地设备或中间设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比(SINR)的量度。

优选地，所述不平衡检测装置包括路径损耗更新装置，其可操作用来在从所述目的地设备和所述中间设备接收到所述指标之后，或者在由所述控制装置接收的所述指标之一或两者发生变化之后，确定在基站和中间设备之间，以及中间设备和目的地设备之间传输的通信信号所经历的路径损耗的量度。优选地，在基站和中间设备之间传输的通信信号所经历的路径损耗的量度可以通过在发送该通信信号时基站的发送功率的量度来确定。优选地，在中间设备和目的地设备之间传输的通信信号所经历的路径损耗的量度可以通过在发送该通信信号时中间设备的发送功率的量度来获得。该中间设备可操作用来向路径损耗更新设备发送表示中间设备的当前发送功率的量度的发送功率指标，以用于确定中间设备和目的地设备之间的路径损耗。另选地，中间设备的发送功率的量度可以通过以下内容来确定：i)中间设备在初始时刻的发送功率的量度；以及ii)对从所述初始时刻开始已经出现的中间设备的发送功率的变化的了解。

中间设备优选地包括：接收器，可操作用来接收由源设备发送的信号；以及发送器，可操作用来将所接收的信号或从其导出的信号发送至目的地设备。用于将由中间设备接收的通信信号与从中间设备发送的通信信号分离的信号双工(duplexing)可以是频分双工(FDD)或时分双工(TDD)。中间设备中的一个或更多个可以优选地包括所谓的中继节点(RN)或中继站(RS)。中继节点具备接收信号(对于该信号，该中继节点不是所期望的最终目的地)然后将该信号发送至另一节点，使得其朝向所期望的目的地前进的能力。中继节点可以是再生型的，其中将所接收的信号解码为位电平，来进行硬判决。如果发现所接收的分组存在错误，则请求重传，因此该RN包含有ARQ或H-ARQ。ARQ或H-ARQ是一种用于对重传信号的重传请求和后续接收进行管理的接收器技术。一旦成功接收到分组，则根据包含在该RN中的任意无线资源管理策略来计划朝向目的地的重传。另选地，中继节点可以是非再生型的，从而在中继节点处对数据进行放大，并将信号转发至下一站。可以想象，中间设备或中继节点的功能可以由移动电话或者其他用户设备来提供。

优选地，控制装置可操作用来在第一计算装置计算出中间设备的新发送功率之后，确定中间设备的该新发送功率是否大于中间设备的最大发送功率。参照中间设备的最大发送功率来进行该确定。优选地，如果控制装置确定为该新发送功率大于最大发送功率，则第一计算装置计算中间设备的第二新发送功率，该第二新发送功率不超过中间设备的最大发送功率。

此外，在控制装置接收到改变中间设备的发送功率的请求的情况下，控制装置优选地可操作用来接收输入信号，该输入信号使得控制装置能够确定该请求是否是由于相对于由目的地设备导出的目标指标的偏差的变化而导致的，该改变是由于对目的地设备设定的目标质量指标的变化而导致的。如果确定为该请求是由于相对于由目的地设备导出的目标指标的偏差的变化而导致的，则第一计算装置还可操作用来根据为中间设备计算的新发送功率来计算基站的新发送功率，由此充分地防止在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间出现不平衡。在计算了基站的新发送功率之后，控制装置优选地可操作用来确定基站的所述新发送功率是否大于该基站的最大发送功率。如果控制装置确定为该新发送功率大于基站的最大发送功率，则第一计算装置计算基站的第二新发送功率，该第二新发送功率不超过所述最大发送功率。第一计算装置优选地可操作用来在计算基站的第二新发送功率之后，计算中间设备的第二新发送功率，该第二新发送功率倾向于防止在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度与在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度之间出现不平衡。

应该理解，本发明第一方面的实施例旨在检测由目的地设备导出的指标相对于期望值的偏差，本发明第一方面的实施例可以或可以不旨在使该指标与由中间设备导出的相同类型的指标之间平衡，或者防止它们之间的不平衡。此外，在作为目标SINR变化(而目的地设备处的SINR保持恒定)的结果而检测到差异的指标相对于由目的地设备设定的目标SINR的偏差的情况下，由目的地设备和中间设备导出的SINR的指标之间不存在不平衡(假设该系统在目的地设备处的目标发生变化之前处于平衡状态)，并且控制装置将可操作用来计算中间设备和源设备二者的发送功率的所需调整，该调整倾向于防止出现SINR的不平衡。

本发明的第一和第二方面都倾向于减小或防止作为可能的情况在不同环境下出现或可能出现的不平衡。结构化多跳系统(即，其中所述中间设备或各个中间设备都是固定的系统)中最可能出现的事件是，中间设备与目的地设备之间的路径损耗发生变化(这可能是由于目的地设备的位置变化或环境状况变化而导致的)，或者是目的地设备的目标发生变化。这些事件都优选地由本发明的第一方面进行处理，本发明的第一方面通过检测到由目的地设备导出的指标的变化而触发。优选地，实施本发明第一方面的通信系统将包括指标偏差检测装置，其始终监测目的地设备的所述指标或者所述多个指标之一。因此，可以迅速地检测到由目的地设备导出的指标相对于期望值的任何变化或偏差。

在许多情况下，仅第一方面就足以保持多跳系统中的平衡。然而，如上所述，如果基站与中间设备之间的路径损耗发生变化(这可能是由于ad-hoc网络中的中间设备的位置的变化而导致的，或者是由于该链路的环境状况的变化而导致的)，则必须通过本发明的第二方面的实施例来进行处理。因此，优选地提供了一种同时实施本发明第一和第二方面的通信系统。在这种情况下，周期性地执行本发明第二方面的不平衡检测。因此，根据本发明第一方面的优选实施例，所述中间设备包括指标导出装置，其可操作用来导出在中间设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，其中所述中间设备和所述目的地设备都可操作用来将由此导出的一个所述指标发送给所述控制装置，所述控制装置还包括：

i)不平衡检测装置，可操作用来检测由目的地设备导出的一个所述指标与由中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；以及

ii)第二计算装置，可操作用来在检测到这种不平衡之后，计算基站的新发送功率，该新发送功率倾向于充分地减小所述不平衡。

在基本上与中间设备与目的地设备之间的路径损耗的变化同时调整目的地设备的目标的变化的情况下可能出现该情形。因此，在本发明第一方面的指标偏差检测装置设置在目的地设备中，以使得目的地设备可操作用来向控制装置发送改变中间设备的发送功率的请求的情况下，如果不出现该情形，则目的地设备将不产生改变中间设备的发送功率的请求。这将导致系统中的不能通过本发明的第一方面进行纠正的不平衡，因为目的地设备的新目标已(不经意地)满足，但是没有对源设备的发送功率进行对应的变化。这种相对罕见的情形可以通过同时实施本发明的第一和第二方面的通信系统来处理，因为可以通过路径损耗更新装置来检测中间设备与目的地设备之间的路径损耗的量度的变化。于是，第二计算装置可操作用来计算基站的发送功率的变化，该变化是为了使在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度达到平衡所需的。

根据本发明的另一方面，提供了一种对一个或更多个设备的发送功率进行控制的方法，所述一个或更多个设备可操作用来在多跳通信系统中发送通信信号，该通信系统包括基站、目的地设备和至少一个中间设备，所述基站可操作用来经由所述中间设备或各个中间设备，向目的地设备发送通信信号，所述方法包括以下步骤：

i)在目的地设备处，导出在目的地设备处接收的通信信号的质量的一个或更多个指标；

ii)检测由目的地设备导出的所述指标或所述多个指标之一相对于期望值的偏差；

iii)在检测到这种变化之后，计算中间设备的新发送功率，或者中间设备和基站的新发送功率，所述新发送功率倾向于：a)充分减小在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)充分地防止出现所述不平衡。

根据本发明的另一方面，提供了一种对一个或更多个设备的发送功率进行控制的方法，所述一个或更多个设备可操作用来在多跳通信系统中发送通信信号，该通信系统包括基站、目的地设备和至少一个中间设备，所述基站可以经由所述中间设备或各个中间设备向所述目的地设备发送通信信号，所述方法包括以下步骤：

i)在目的地设备和中间设备中的每一个处，导出分别在目的地设备或中间设备处接收到的通信信号的质量的指标；

ii)检测由目的地设备导出的一个所述指标与由中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；以及

iii)在检测到这种不平衡之后，计算基站的新发送功率，该新发送功率倾向于充分减小所述不平衡。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站，其可操作用来经由至少一个中间设备向目的地设备发送通信信号，该基站包括：

i)接收装置，可操作用来从目的地设备接收指标；以及指标偏差检测装置，可操作用来检测一个所述指标相对于期望值的偏差，该指标表示了在目的地设备处接收到的通信信号的质量；或者

ii)接收装置，可操作用来从目的地设备接收对于中间设备的新发送功率的请求；以及

iii)控制装置，其具有第一计算装置，在可能的情况下，该第一计算装置可操作用来在检测到从所述目的地设备接收的一个所述指标的变化之后，或者在从所述目的地设备接收到请求之后，计算中间设备的新发送功率，或者中间设备和基站的新发送功率，所述新发送功率倾向于：a)充分减小在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)充分地防止出现所述不平衡。

优选地，所述基站的接收装置还可操作用来从目的地设备接收指标，该指标表示了在目的地设备处接收到的通信信号的质量，该基站还包括：

i)不平衡检测装置，可操作用来检测从所述目的地设备接收到的一个所述指标与从所述中间设备接收到的一个所述指标之间的不平衡；所述控制装置还包括第二计算装置，其可操作用来在检测到这种不平衡之后，计算基站的新发送功率，该新发送功率倾向于充分的减小所述不平衡。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站，该基站可操作用来经由至少一个中间设备向目的地设备发送通信信号，该基站具有控制装置，所述基站包括：

i)接收装置，可操作用来从目的地设备和中间设备中的每一个接收一个或更多个指标，所述指标或各个指标都表示了分别在目的地设备或中间设备处接收到的通信信号的质量；

ii)不平衡检测装置，可操作用来检测从目的地设备接收到的一个所述指标与从中间设备接收到的一个所述指标之间的不平衡；以及

iii)计算装置，可操作用来在检测到这种不平衡之后，计算基站的新发送功率，该新发送功率倾向于充分减小所述不平衡。

还提供了在实施本发明的基站中执行的通信方法、实施本发明的中间设备或者实施本发明的目的地设备。

本发明的实施例的优点在于可以使用再生或非再生中继。此外，本发明的实施例有利地使得能够对要保持的发送功率的设定进行集中控制，并且中继站需要的处理最少。这对无线系统的操作者有利，因为这将控制保持在中央实体内，从而使得网络的管理更加简单。此外，如果中继开始误操作，则由于控制位于基站(或节点B)内，所以操作者可以采取纠正措施。此外，中间设备中的处理保持最小化的事实在降低功耗并由此使电池寿命最大化方面有利，该中间设备可以是移动或远程设备。

所述期望值可以是由目的地设备导出的通信信号的质量的指标的值，并且当该系统基本上平衡(即，在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述中间设备或各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度相平衡)时，该值等于或接近于由目的地设备设定的目标值。因此，本发明的第一方面的实施例可以优选地用于将由目的地设备接收的通信信号的质量保持为或接近于由目的地设备设定的目标值。此后，本发明第二方面的实施例可能需要对该系统进行优化，确保在目的地设备和所述中间设备或各个中间设备之间达到平衡。

因此，应该理解，指标偏差检测装置可用于已经平衡或已优化的系统中。因此，将检测到相对于期望值的偏差(该偏差可能是由于导致在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度产生变化的事件而引起的)，并确定分配给前面的中间设备的资源的所需变化。

资源分配的所需变化将通过第一计算装置来计算。如果指标的变化是由于目标的变化而引起的，则第一计算装置还可操作用来计算源设备的新发送功率，该新发送功率倾向于防止出现由于目的地设备处的新目标质量得到满足而导致的不平衡。如果目标没有变化，但是路径损耗发生了变化从而通信信号的质量改变，则为了保持平衡，该计算装置只需计算中间设备的新发送功率。源设备与中间设备之间的路径损耗的变化会导致中间设备处的RSS/SINR的变化，必须通过实施本发明的第二方面或者同时实施本发明第一和第二方面的系统/方法来处理源设备与中间设备之间的路径损耗的变化。

另选地，可以想象，本发明的实施例可用于对多跳通信系统进行优化。因此，第一方面的实施例将优选地使得可以保持由目的地设备设定的目标。此后，第二方面的实施例可用于对该多跳系统进行优化。

本发明的实施例可以在采用任意多址技术的无线通信系统中实现，包括但并不限于：频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)以及正交频分多址(OFDMA)。在CDMA系统(其中，所有发送都发生在相同的频带内，并且每个发送都被分配了唯一的信道化码)的情况下，Gp因子表示扩频因子或用于对所发送信号进行扩频的码的长度，或者被称为处理增益。在正交扩频码的情况下，多达Gp个信道可用于同时进行传输。

由第一和第二计算装置执行的实际计算可以通过多种可能的方法获得。下面给出了一种推导(其基于对多跳网络中的每个接收单元处的SINR的考虑)，并得到针对多种配置场景，用于计算包括在多跳网络中的发送单元的最佳发送功率的多种可能方案。本领域技术人员可以理解，通过考虑多跳网络的接收器处的通信信号的质量的其他类型的量度，以及这些量度应该平衡的本发明的基本原理，可以得到替换方案。

稍后将证明，计算装置可以根据所采用的用于分离两条链路之间的传输的双工方法，以及在当前通信系统中采用的中间设备的特性来执行不同的计算。此外，方案可以基于单小区模型、双小区模型或多小区模型。

在中间设备包括再生中继节点并采用FDD双工方法来分离由该中继节点接收的信号和由该中继节点发送的信号的情况下，优选地使用方程(5)来得到基站的发送功率，而优选地使用方程(6)来得到中间设备的发送功率。

在中间设备包括再生中继节点并采用TDD双工方法来分离由该中继节点接收的信号和由该中继节点发送的信号的情况下，优选地使用方程(7)来得到基站的发送功率，而优选地使用方程(8)来得到中间设备的发送功率。

在中间设备包括非再生中继节点并采用FDD双工方法来分离由该中继节点接收的信号和由该中继节点发送的信号的情况下，优选地使用方程(29)来得到基站的发送功率，而优选地使用方程(31)来得到中间设备的发送功率。

在中间设备包括非再生中继节点并采用TDD双工方法来分离由该中继节点接收的信号和由该中继节点发送的信号的情况下，优选地使用方程(44)来得到基站的发送功率，而优选地使用方程(47)来得到中间设备的发送功率。

应该理解，术语“用户设备”涵盖了可在无线通信系统中使用的任意设备。此外，尽管主要参照目前已知技术中采用的术语对本发明进行了描述，但是本发明的实施例可以优选地应用于下述的任意无线通信系统，这些无线通信系统使得经由中间设备在源设备和目的地设备之间的通信信号的传输便利。

在以上任一方面中，各个特征可以实施为硬件，或者实施为在一个或更多个处理器上运行的软件模块。本发明还提供了用于执行在此描述的任意一种方法的计算机程序和计算机程序产品，以及其上存储有用于执行在此描述的任意一种方法的程序的计算机可读介质。实施本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者其例如可以为信号的形式(例如，从互联网网站提供的可下载数据信号)，或者可以是任意其他形式。

附图说明

为了更好地理解本发明并展示本发明如何产生效果，下面将通过示例的方式参照附图进行说明，附图中：

图1A示出了无线通信系统的单小区/中继模型；

图1B示出了无线通信系统的双小区/中继模型；

图2A和2B分别示出了基于路径损耗方程(A)的可以由多跳通信系统获得的理论增益的图形表示；

图3示出了实施本发明第一方面的算法；

图4示出了实施本发明第二方面的算法；

图5示出了实施本发明第一方面的通信系统的多个部分；

图6示出了在具有非再生中继节点并使用FDD双工技术的多跳通信系统的情况下，源发送功率和中间发送功率之间的关系；

图7示出了在具有非再生中继节点并使用TDD双工技术的多跳通信系统的情况下，源发送功率和中间发送功率之间的关系；

图8A、8B和8C示出了作为RN发送功率的函数的最佳NB发送功率；

图9示出了多跳系统的用户观察到的吞吐量的平均增益与对于单跳系统观察到的吞吐量的平均增益相比的差异的图像表示；以及

图10示出了作为RN发送功率的函数的最佳NB发送功率，其中假设源设备与目的地设备之间的通信链路与较短的多跳链路相比具有3dB的增益。

具体实施方式

以下将参照图3来说明实现本发明第一方面的实施例的算法的示例，其中源设备包括节点B(NB)，中间设备包括中继节点(RN)，该中继节点可以是再生型或非再生型，而目的地设备包括用户设备(UE)。该用户设备连续监测RSS，并导出接收信号强度的指标以及相对于目标接收信号强度的差异。目的地设备具有指标偏差检测装置，用于检测这些指标之一或二者的变化。节点B具有控制装置，该控制装置具有根据本发明实施例的第一计算装置。

如下对该算法的细节进行概述：

下行链路算法1：部分1

触发器：RN从UE接收到改变RN发送功率的请求

算法输入                请求者      原始

改变RN发送功率的请求    NB          在UE中导出的改变并经由RN发送至NB

RN发送功率              NB          在NB中跟踪/计算

RN-UE传播损耗           NB          在NB中计算(参见第二部分)

算法输出                导出        目的地&信号发送要求

新NB发送功率            显式计算    由NB使用

新RN发送功率            显式计算    发送至RN的RN功率的相对变化

为了能够计算新RN发送功率，NB中的控制装置需要获知当前RN发送功率。有两种用于获得该信息的技术：1)NB获知RN的初始发送功率以及最大发送功率；当RN连接至NB时，该信息或者是固有的或者是发送来的。随后，当发出要改变发送功率的命令时，NB跟踪RN发送功率；或者2)RN将当前发送功率报告给NB，防止在NB中进行跟踪的需要。该算法假设使用第一种技术，因为其得益于较低的信号发送复杂度。

在检测到指标相对于期望值(在这种情况下为目标RSS)偏差之后进行以下序列，以使设置在NB中的第一计算装置计算中间设备的新发送功率，该新发送功率倾向于减小在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者计算中间设备和基站的新发送功率，该新发送功率将充分防止出现所述不平衡。

1、目的地设备向RN发送改变RN发送功率的请求；

2、RN将该请求传送至包括第一计算装置的NB；

3、根据当前RN发送功率的信息，第一计算装置计算满足UE所请求的变化所需的新RN发送功率。该NB考虑RN发送功率的有限限制，适当地调整新发送功率；

4、然后：

i)如果检测为RN-UE传播损耗没有发生变化(如通过由本发明第二方面的实施例导出的输入信号来确定)，则由于UE处的目标的变化，而不是RN-UE传播损耗的变化，所以产生该请求。在这种情况下，第一计算装置还计算NB的新发送功率。该NB随后检查NB发送功率变化是否可以得到满足(即，在增大的情况下，不超过最大发送功率)。如果超过了最大发送功率，则对功率变化进行调节，以使得这种情况不会发生。随后重新计算RN发送功率，使得可以达到平衡。该NB随后向RN发送使该RN根据由第一计算装置计算的新发送功率来调整其发送功率的命令，并改变其自身的发送功率，从而与RN发送功率变化相一致；或者

ii)如果检测为RN-UE传播损耗未发生变化，则NB向RN发送使该RN根据由第一计算装置计算的新发送功率来调整其发送功率的命令。

上述算法可以对传播损耗在RN和UE之间发生变化的情况以及UE修改其目标RSS或SINR的情况进行处理。为了对传播损耗在NB和RN之间发生变化的情况以及UE中的目标和RN与UE之间的传播损耗都改变的情况进行处理，使得不产生改变RN发送功率的请求，如下所述周期性地执行实现本发明第二方面的实施例的算法。

除了以上参照图4所述的算法以外，周期性地执行该算法。另选地，也可以在无线多跳通信系统中独立地实现参照图4所述的算法或以下算法。

下行链路算法1：部分2

触发器：在NB中周期性地执行

算法输入         请求者        原始

UE处的RSS        NB            经由RN从UE发送

RN处的RSS        NB            从RN发送

NB发送功率      NB          已知

RN发送功率      NB          在NB中跟踪/计算

算法输出        导出        目的地&信号发送要求

新NB发送功率    显式计算    由NB使用

新RN发送功率    显式计算    发送给RN的RN功率的相对变化

传播损耗        显式计算    根据Tx和Rx功率之间的差异导出。在NB

                            中使用

该算法假设UE和RN处的接收信号强度的指标被报告给NB，以便于由第二计算装置来计算这两条链路上的传播损耗。该NB具有根据本发明第二方面的实施例的第二计算装置。

1、NB对来自UE和RN的接收信号强度的指标进行监测。结合RN和NB发送功率的信息对此进行利用，其对NB-RN和RN-UE链路的传播损耗进行更新；

2、如果检测到NB-RN或RN-UE传播损耗的变化，则第二计算装置结合RN发送功率的信息，来使用经更新的传播损耗来计算最佳NB发送功率。如果没有检测到传播损耗的变化，则终止该算法的当前迭代；

3、如果检测到了传播损耗的变化，则：

i)如果所计算的NB发送功率可得到满足(即，不会超过NB的最大发送功率)，则NB向RN发送使该RN根据由第二计算装置计算的新发送功率来调整其发送功率的命令；或者

ii)如果所计算的NB发送功率不能得到满足，则将该NB发送功率修改为可以得到满足的发送功率。随后，第二计算装置计算确保最佳平衡的新RN发送功率。该NB随后向RN发送使该RN根据由第二计算装置计算的新发送功率来调整其发送功率的请求，并改变其自身的发送功率，从而与RN发送功率变化相一致。

实现执行本发明第一方面的实施例所需的信号发送存在多种方式，图5A和B示出了这些方式，图5A和B示出了实施本发明第一方面的通信系统的多个部分，其中使用相同标号来指代提供相同功能的部分。

图5A示出了一种通信系统，其中除了指标导出装置(未示出)以外，目的地设备还具有指标偏差检测装置(1)，并且该目的地设备可操作用来在检测到由目的地设备导出的指标的变化之后，发送用于确定中间设备的发送功率的变化的请求。基站(NB)包括请求接收装置(2)和控制装置(3)，该控制装置(3)包括第一计算装置。可以通过设置在中间装置中的请求中继装置(4)来发送由中间装置发送的请求。

图5B示出了下述的通信系统，其中基站(NB)包括指标接收装置(5)、指标偏差检测装置(1)，以及包括第一计算装置的控制装置(3)。

理论分析

以下理论分析针对多种配置场景，导出了用于计算包含在多跳网络中的发送单元的最佳发送功率的可能解。对于每一种配置场景，都通过假设单小区和双小区模型来获得理论解。在双小区模型的情况下，假设两个小区中的配置相同，并且基站(BS)和中间设备(I)上的发送功率相同。还假设在适当的情况下，P_{tx_tot，RN}＝G_pP_tx，RN以及P_{tx_tot，NB}＝G_pP_tx，NB，并且对于TDD的情况，两个RN同时进行发送。这实际上对两个小区产生了不良的环境。

可以通过考虑多跳系统中的接收节点(即，所述中间设备或各个中间设备(I)和目的地设备(D))的信号与干扰及噪声比(SINR)来推算出理论解。特定节点处的SINR是由该节点接收到的通信信号的质量的量度，并且是期望信号的接收强度与非期望信号(噪声和干扰)的接收信号强度之比。

如上所述，是否需要考虑噪声和干扰取决于用于将在中间设备处接收到的信号与从中间设备发送的信号分离的双工方法、中间设备的特性，以及所考虑的小区间干扰(即，来自相邻小区的干扰)的级别。

以下方程表示对于所有场景，从中间设备发送至目的地设备的通信信号的SINR，其中根据中间设备的类型(例如，非再生或再生)以及双工方法可以忽略不同的项：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}})}$

对于FDD而不是TDD的情况，去除括号内的第三项，而对于再生而不是非再生的情况，去除括号内的第二项。

在如图1B所示的双小区模型的情况下，该方程变为：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}1}}{L_{\mathrm{RN}1-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}1}}{L_{\mathrm{RN}1-\mathrm{UE}}{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{NB}1-\mathrm{RN}1}}+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}1}}{L_{\mathrm{NB}1-\mathrm{UE}}}+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}2}}{L_{\mathrm{NB}2-\mathrm{UE}}}+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{RN}2}}{L_{\mathrm{RN}2-\mathrm{UE}}})}$

(2)中的括号内的前三项与(1)中的相同。附加的后两项源自分别来自相邻共信道NB和RN的干扰。很明显，如果相邻小区采用不同的频率或使用不同的时隙来进行中继传输，则需要对该干扰进行建模的项将会改变。应该理解，为了得到更高的精度级别，可以将这些方程扩展为三小区模型或更多小区模型。

现在对于经由中间中继节点(RN)在基站或节点B(NB)与目的用户设备(UE)之间传输的DL传输的情况进一步考虑各种可能的配置场景。

1A.如图1A所示的使用FDD的再生中继-单小区模型

在这种情况下，与中间设备RN相连的目的地设备UE处的SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}N}---\left(1\right)$

其中，G_p是处理增益，P_tx，RN是RN处的感兴趣的信道上的发送功率，L_RN-UE是NB至RN链路上的传播损耗，而N是噪声。

注意，其假定不存在小区内干扰。

可操作用来从NB接收信号的中间RN处的SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}N}---\left(2\right)$

其中，P_tx，NB是NB处的感兴趣的信道上的发送功率，L_NB-RN是RN至UE链路上的传播损耗。仍然假设不存在小区内干扰。

多跳链路上的总体吞吐量会受到两个SINR值中的较低一个的限制，因为这会限制可以将数据发送给该实体的速率。导致SINR不平衡的发送功率的任意增大都不会提高多跳系统的性能；其只会导致能量的浪费，并增大对任何共信道用户的干扰。

因此，假设中间RN处的接收器和目的UE的接收器执行相同的操作，则随后应该对NB处和RN处的发送功率进行设定，以使得RN处和UE处的SINR相同。使用该标准来设定发送功率的比率，该比率由下式给出：

$\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}=\frac{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}=\frac{b_1{s}_1^{n_1}}{b_2{s}_2^{n_2}}---\left(3\right)$

其中，b₁和n₁是针对NB至RN链路的路径损耗参数，该NB至RN链路的长度为s₁，而b₂、n₂和s₂与RN至UE链路相关。因此，利用方程(3)，可以在给出一个发送功率的情况下找到另一发送功率。

1B.如图1B所示的使用FDD的再生中继-双小区模型

在这种情况下，可以通过考虑由在其他小区中进行的发送而导致的干扰，来导出发送功率方程。

在这种情况下，可操作用来从中间RN接收信号的目的UE处的SINR如下：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_P{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{G_P{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})}---\left(4\right)$

可以通过将(4)和(2)设置相等来找到最佳NB发送功率。

因此：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}=\frac{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}{\mathrm{NP}}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})}---\left(5\right)$

$=\frac{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{(L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{N})}$

可以对(5)进行重新整理，以在给出源NB发送功率的情况下得到中间RN发送功率：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{(\frac{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}-\frac{G_p}{N})}---\left(6\right)$

2A.使用TDD的再生中继：单小区模型-图1A

假设两条链路(源到中间、中间到目的)以相同频率进行工作，并且使用TDD来分离RN的接收和发送操作(即，不再是全双工)。如果假设其中RN进行发送的时隙未被NB使用，则可以使用针对使用FDD双工方案的再生中继情况下的上述方程。

然而，如果源NB使用与中间RN相同的时隙来与RN以外的设备或节点进行通信，则会对由RN进行的传输产生干扰。在这种情况下，可操作用来从中间RN接收通信信号的目的UE处的SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+I)}$

$=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}})}---\left(7\right)$

其中，P_{tx_tot，NB}是来自NB的总发送功率，L_NB-UE是NB到UE链路上的传播损耗。在这种情况下，确保相等的SINR的RN处的发送功率由下式给出：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)(1+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}})---\left(8\right)$

比较方程(3)和方程(8)，显然，简单的比率不再产生理想的平衡。假定P_{tx_tot，NB}＝G_pP_tx，NB，则可以将方程(8)写为：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)(1+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}})$ (9)

$=\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)(P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}})$

通过(9)可以在给定NB发送功率的情况下确定理想RN发送功率。值得注意的是，如果系统被配置为使得第二括号中的第二项可以忽略(即，P_{tx_tot，NB}/NL_NB-UE＜＜1)，则可以使用针对使用FDD双工方案的再生中继的情况的上述标准。

随后，在给定特定RN发送功率的情况下可以通过(9)的根找到理想NB发送功率。将(9)表示为以下简化形式：

$\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\frac{G_p}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2-P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=0---\left(10\right)$

ax²+bx+c＝0

其中，x＝P_tx，NB， $a=\frac{G_p{L}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}{L}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}},$ $b=\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}$ 而c＝-P_tx，RN，由此，(10)的根可由下式给出：

$x=\frac{-b\±\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}---\left(11\right)$

由于常数a、b以及发送功率始终为正数，所以仅限定了一个根，因此，NB处的确保在RN和UE处的相等SINR的最佳发送功率由下式给出：

$x=P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}=\frac{-b+\sqrt{b^2+{4\mathrm{aP}}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}}{2a}---\left(12\right)$

最后，可以使用以上定义按照类似的简化形式对给出最佳RN发送功率的(9)进行重写：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}={\mathrm{bP}}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+a{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2---\left(13\right)$

2A.使用TDD的再生中继：如图1B所示的双小区模型

除了假设两个小区的配置相同并且NB和RN上的发送功率相同以外，还假设在适当情况下，P_{tx_tot，RN}＝G_pP_tx，RN并且P_{tx_tot，NB}＝G_pP_tx，NB，并且对于TDD的情况，两个RN同时进行发送。这实际上对两个小区产生了较差的环境。

在这种情况下，可操作用来从中间RN接收信号的目的UE处的SINR如下：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{{2G}_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})}---\left(14\right)$

通过将(14)和(2)设置为相等可以得到最佳NB发送功率：

$\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{{2G}_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})}$

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)(1+\frac{{2P}_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{RN}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})---\left(15\right)$

$\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)\left(\frac{{2G}_p}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}\right)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2+\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)(1+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}-P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}$

通过下式的正根得到最佳NB发送功率：

$\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)\left(\frac{{2G}_p}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}\right)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2+\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)(1+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}-P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=0---\left(16\right)$

该正根由下式给出：

$x=P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}---\left(17\right)$

其中，在这种情况下， $a=\frac{{2G}_p{L}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}{L}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}},$ $b=\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}(1+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx}.\mathrm{RN}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})$ 而c＝-P_tx，RN，并且b和c都是RN发送功率的函数。

在给定NB发送功率的情况下，可以对(15)进行重新整理，从而找到RN发送功率。因此，最佳RN发送功率可由下式给出：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=\frac{\left(\frac{{2G}_p}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2+\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{1-\left(\frac{G_p}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}---\left(18\right)$

3A.使用FDD的非再生中继节点(RN)-如图1A所示的单小区模型

这种情况与和FDD双工方案结合使用的再生中继节点的情况之间的差别在于，UE处的SINR是RN处的SINR的函数，其中，连接至RN的目的UE处的SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}})}---\left(19\right)$

结果，通过将UE处的SINR设定为与RN处的相等不再能得到理想的平衡。根据(19)，需要将RN处的SINR设定为使得其不妨碍获得UE处的该目标SINR。然而，必须对NB功率进行控制，以限制RN处的SINR超过实际需要，否则将导致额外的干扰和发送功率的浪费。

图6针对两种不同的配置场景，示出了NB和RN发送功率的设定如何影响与RN相连的UE处的SINR。

因此，可以看出，最佳解决方案是选择NB和RN的发送功率，使得系统在图6所示的表面中的对角线折叠部分(diagonal fold)上有效地进行工作。可以通过取(19)的一阶导数，并找到增大NB或RN发送功率会导致UE处的SINR增大量最小的点，来实现这种解决方案。

为了确定(19)的一阶导数，将其重写为：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}})}---\left(20\right)$

$=\frac{1}{\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)+\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{G_p^2{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)}$

定义y＝SINR_RN-UE， $k_1=\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{G_p}$ 以及 $k_2=\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{G_p^2},$ 可以将(20)简化为：

$y=\frac{1}{\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}}=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{\frac{k_1{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+k_2}---\left(21\right)$

为了找到SINR随P_tx，NB的变化速率，使用了用于微分的商法则：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\right)}=\frac{k_2}{{(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2)}^2}={\▿}_{\mathrm{NB}}---\left(22\right)$

在给定所需梯度的情况下对P_tx，NB来求解(22)，可以找到最佳NB发送功率：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}=\frac{P_{\mathrm{tc},\mathrm{RN}}(\sqrt{\frac{k_2}{{\▿}_{\mathrm{NB}}}}-k_2)}{k_1}---\left(23\right)$

为了在给定NB的发送功率的情况下找到最佳RN发送功率，下面对P_tx，RN执行(21)的微分。在这种情况下，一阶导数由下式给出：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}\right)}=\frac{k_1}{{(\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}+k_1)}^2}={\▿}_{\mathrm{RN}}---\left(24\right)$

并且在给定NB的发送功率的情况下，最佳RN发送功率为：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=\frac{P_{\mathrm{tc},\mathrm{NB}}(\sqrt{\frac{k_1}{{\▿}_{\mathrm{RN}}}}-k_1)}{k_2}---\left(25\right)$

3B.使用FDD的非再生中继节点(RN)-如图1B所示的双小区模型

在双小区模型中，对于小区边缘处的目的UE较差的情况，SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})}$ (26)

$=\frac{1}{\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)+\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{G_p^2{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)+1}$

假设两个RN的发送功率相等，两个小区的配置相同，并且P_{tx_tot，RN}＝G_pP_tx，RN，则(26)的简化形式如下：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{1}{\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}+1}$ (27)

$=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2}$

一阶导数如下：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\right)}=\frac{k_2}{{((\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2)}^2}---\left(28\right)$

因此，可以通过下式找到最佳NB发送功率：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}\sqrt{\frac{k_2}{\▿}}-k_2}{k_1+P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}---\left(29\right)$

通过取(27)对于P_tx，RN的导数来找到最佳RN发送功率：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}\right)}=\frac{k_1}{{((\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}+1)P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}+k_1)}^2}---\left(30\right)$

因此，可以通过下式找到最佳RN发送功率：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\sqrt{\frac{k_1}{\▿}}-k_1}{k_2+P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}---\left(31\right)$

4A.使用TDD的非再生中继-如图1A所示的单小区模型

除了由于来自NB的干扰在与RN相同频率上并且同时发送而必须考虑来自NB的干扰以外，这种情况与上述非再生的情况相似。在这种情况下，正在接收由RN发送的通信信号的UE处的SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}})}---\left(32\right)$

如果P_tx，NB/P_tx，RN太大，则UE处的SINR由于RN发送功率不足而受到限制，并且其中到RN的连接的链路性能高于到NB的连接的链路性能的区域有可能减小。相反，如果其太小，则UE处的SINR受到RN处的低SINR的限制。

在这种情况下，如图7所示，平衡甚至比上述与FDD双工方案相结合采用的非再生中继节点的情况还好。通过找到(32)的一阶导数等于零的点来给出该最佳工作点。为了找到该最佳点，首先将(32)重新整理为以下形式：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}\left(\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}\right)}+\frac{P_{\mathrm{tx}\_\mathrm{tot},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}})}---\left(33\right)$

$=\frac{1}{\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)+\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{G_p^2{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)+\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)}$

定义y＝SINR_RN-UE， $k_1=\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{G_p}$ 以及 $k_2=\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{G_p^2}$

利用以上在3A的说明中的定义以及 $k_3=\left(\frac{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}\right),$ 可以将(33)简化为：

$y=\frac{1}{\left(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)+\left(\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)+\left(\frac{k_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)}=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{\left(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\left(\frac{k_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)}---\left(34\right)$

下一步是通过求解下式来找到(34)中的抛物线函数的单个最大值：

$\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}=0---\left(35\right)$

使用商法则来找到(34)的一阶导数：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\right)}=\frac{\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\frac{k_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2-P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}})}{{(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\frac{k_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2)}^2}---\left(36\right)$

通过将(36)设置为等于零并对P_tx，NB进行求解来找到y的最大值。然后，通过设定下式来获得UE处的最大SINR：

$\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\frac{k_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2=P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2)$ (37)

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}=\sqrt{\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}{k}_2}{{2k}_3}}$

因此，在给定RN的发送功率的情况下，可以使用(37)来找到确保与RN相连的UE处的最大SINR的对应NB发送功率。

对于在给定NB发送功率的情况下找到最佳RN发送功率的情况，可以使用与上述与FDD双工方案相结合使用非再生中继节点的情况相似的方法，因为UE处的SINR不是RN发送功率的抛物线函数。为了找到最佳RN发送功率，将(34)重新整理为如下：

$y=\frac{1}{\left(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)\left(\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)+\left(\frac{k_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)}=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{\left(\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}{k}_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)+k_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_1}---\left(38\right)$

一阶导数为：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}\right)}=\frac{k_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_1}{{(\left(\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}{k}_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)+k_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_1)}^2}=\▿---\left(39\right).$

针对P_tx，RN求解(39)，可以给出在给定NB发送功率情况下的最佳RN发送功率：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}(\sqrt{\frac{k_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_1}{\▿}}-(k_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_1))}{k_2}---\left(40\right)$

通过观察图7中的表面并根据(34)的形式和(40)中的结果，可以显见，如果NB发送功率很小，则SINR随着RN发送功率的变化速率将随着RN发送功率的增大而减小。然而，对于大NB发送功率的情况，UE处的SINR近似为RN发送功率的线性函数。结果，在这种情况下，该问题的解，如(40)中所概括的，将是无穷大。

4B.使用TDD的非再生中继-如图1B所示的双小区模型

从小区边缘处的UE的角度来看，较差的情况是当相邻小区采用TDD方案并且使用相同时隙来进行RN发送时。如果假设两个小区大小相等，并具有相同的配置和发送功率，并且P_{tx_tot，RN/NB}＝G_pP_tx，RN/NB，则

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}(N+\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{NB}-R1}}+\frac{2G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}}+\frac{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{L_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}})}$ (41)

$=\frac{1}{\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}}{G_p{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)+\left(\frac{{\mathrm{NL}}_{\mathrm{NB}-\mathrm{RN}}}{G_p^2{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}\right)+\left(\frac{{2L}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{L_{\mathrm{NB}-\mathrm{UE}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}\right)+1}$

在这种情况下，(4)的简化形式为：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{RN}-\mathrm{UE}}=\frac{1}{\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+1}$ (42)

$=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2}$

并且一阶导数为：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\right)}=\frac{(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2-P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1+\frac{{4k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}})}{{((\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2)}^2}---\left(43\right)$

最后，通过将(43)设置为等于零并对P_tx，NB进行求解而给出该最大值：

$(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1)P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2=P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}(\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+1+\frac{{4k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}})$

$k_2+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2=\frac{{4k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}^2---\left(44\right)$

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}=\sqrt{\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}{k}_2}{{2k}_3}}$

为了找到在给定NB发送功率情况下的最佳RN发送功率，将(42)重新整理为：

$y=\frac{1}{\frac{k_1}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}+\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}+\frac{{2k}_3}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+1}$ (45)

$=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{k_1+\frac{k_2{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}+{2k}_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}}$

一阶导数为：

$\frac{\mathrm{dy}}{d\left(P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}\right)}=\frac{k_1+{2k}_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{{(k_1+{2k}_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}(1+\frac{k_2}{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}))}^2}=\▿---\left(46\right)$

针对P_tx，RN求解(46)，可以给出在给定NB发送功率的情况下的最佳RN发送功率：

$P_{\mathrm{tx},\mathrm{RN}}=\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}\sqrt{\frac{k_1+{2k}_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}}{\▿}}-(k_1+{2k}_3{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}})}{(P_{\mathrm{tx},\mathrm{NB}}+k_2)}---\left(47\right)$

此外，在大NB发送功率的情况下，UE处的SINR近似为RN发送功率的线性函数。结果，(47)的解将是无穷大。

现在将基于以上针对不同中继和双工方案并针对两种独立的配置场景得到的解，来确定最佳发送功率平衡。在表III中概括了这些配置场景，并且在表IV中概括了(48)中的路径损耗方程的传播参数。

L＝b+10nlogd    (48)

其中，L是以dB为单位的路径损耗，b以dB为单位，并且在表中与n一起给出，而d是以米为单位的发送器-接收器间距。

表III配置场景

发送器-接收器间距与小区半径相同(即，UE位于小区半径处)。相对于NB所在小区的中心来提供RN位置。因此，RN位置是从NB到RN的距离。于是，RN-UE是小区半径与NB-RN间距的差。

表IV传播参数

再生中继

将表III和表IV中给出的值代入针对FDD的方程(3)和(5)和针对TDD的方程(12)和(17)，可以找到在给定RN发送功率的情况下的最佳NB发送功率。图8A示出了针对这两种配置场景，对于FDD和TDD的作为RN发送功率的函数的最佳NB发送功率。

使用FDD的非再生中继

将参数代入(23)和(24)中，可以找到针对这两种配置场景的最佳NB发送功率，如图8B所示。

使用TDD的非再生中继

将参数代入(37)和(44)中，可以找到针对这两种配置场景的最佳NB发送功率，如图8C所示。

系统级仿真结果

对采用使用TDD双工的非再生中继并且每第三个发送时间间隔对发送进行中继的多跳HSDPA网络进行了系统仿真，以便根据图8C的结果来验证所预测的最佳发送功率设定，并随着RN和NB的发送功率在最佳点周围的变化来确定平均分组呼叫吞吐量增益。

下面将给出针对表III中详细列出的两种配置场景的系统级仿真的结果。下表V和表VI中列出了仿真参数。

表V配置参数

表VI仿真参数

对于两种配置场景，对于四种不同的RN发送功率，将针对NB发送功率为30dBm的单跳系统的情况而观察到的由用户获得的平均分组呼叫吞吐量的增益绘制为NB发送功率的函数。图9A示出了针对配置场景1的增益，而图9B示出了针对场景2的增益。

注意，对于NB到UE链路的信道增益比NB到RN和RN到UE链路高3dB。这意味着，连接至RN的UE所受到的来自另一NB的干扰是参照图6A、6B和6C的上述链路分析中所使用的两倍。

该信道增益是由于以下事实而导致的：接收到所发送信号的大量复制品，当对这些复制品上的功率进行相加时，可以发现，对于NB到UE信道的情况，总功率为NB到RN或RN到UE信道的两倍。这是3dB增益的原因，因为3dB相当于两倍。作为信道增益对于NB到UE信道较高的结果，这意味着，接收信号功率将比在没有考虑通过多条路径的信道增益的点的分析中所使用的要高3dB(或者是两倍)。

基于链路的预测以及系统仿真的比较

图10示出了对于每种配置场景，对于TDD非再生中继的作为RN发送功率的函数的最佳NB发送功率，其中假设与其他链路相比，NB到UE链路有3dB的增益。在这种情况下，在表VII中与吞吐量增益一起列出了对于在仿真中使用的RN发送功率的NB处的预测发送功率，如果使用了这些设定或者可实现的最大值，则将获得吞吐量增益。

表VII预测的最佳NB发送功率和与所观察到的最大增益相比通过该设定而实现的所得到的仿真吞吐量增益

表VII、图8A和图9B给出如下建议，如果使用基于以上得到的方程的技术，根据本发明的优选实施例执行了功率平衡，则所选择的功率平衡通常将位于最佳点的区域中。具体地，对于所使用的发送功率，所示增益始终在可以实现的最大值的10％以内，并且其差别是由于使用双小区模型对多小区系统进行建模的缺点而导致的。

在图9A和图9B中所示的结果中，显然需要进行发送功率平衡，在图中示出了，如果NB发送功率增大为超过最佳点，则尽管发出了更多的信号能量，增益也会明显下降。图中还示出了，如果仔细选择NB发送功率，则可以降低增益对于RN发送功率的敏感度。

Claims (47)

1、一种通信系统，其包括基站、目的地设备和至少一个中间设备，所述基站可操作用来经由所述至少一个中间设备，将通信信号发送至所述目的地设备，其中所述目的地设备包括指标导出装置，该指标导出装置可操作用来导出在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，所述通信系统包括：

i)指标偏差检测装置，其可操作用来检测由所述目的地设备导出的所述指标或所述多个指标之一相对于期望值的偏差；

ii)控制装置，其设置在所述基站中，包括第一计算装置，该第一计算装置可操作用来在检测到这种偏差之后，计算所述中间设备的新发送功率，或者所述中间设备和所述基站的新发送功率，所述新发送功率倾向于：a)减小在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)防止出现所述不平衡。

2、根据权利要求1所述的通信系统，其中，由所述目的地设备导出的一个所述指标包括在所述目的地设备处接收到的通信信号的强度的量度。

3、根据权利要求1所述的通信系统，其中，由所述目的地设备导出的一个所述指标包括在所述目的地设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比(SINR)的量度。

4、根据权利要求1所述的通信系统，其中，由所述目的地设备导出的一个所述指标包括在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量相对于针对所述目的地设备设定的目标接收信号质量的差异的量度。

5、根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述不平衡包括在所述目的地设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比的量度与在所述中间设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比的量度之间的差异。

6、根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述指标偏差检测装置设置在所述目的地设备中，并且其中所述目的地设备还包括请求发送装置，该请求发送装置可操作用来在所述指标偏差检测装置检测到偏差之后，直接或经由所述中间设备向所述第一计算装置发送计算所述中间设备的新发送功率的请求，所述新发送功率倾向于：a)减小在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)防止出现所述不平衡。

7、根据权利要求6所述的通信系统，其中，所述第一计算装置可操作用来接收由所述目的地设备发送的请求，并且其中所述第一计算装置可操作用来在所述控制装置接收到这种请求之后，计算所述中间设备的新发送功率，该新发送功率倾向于满足所述请求。

8、根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述控制装置可操作用来在所述第一计算装置计算所述中间设备的新发送功率之后，确定所述中间设备的所述新发送功率是否大于所述中间设备的最大发送功率。

9、根据权利要求8所述的通信系统，其中，如果所述控制装置确定所述新发送功率大于所述最大发送功率，则所述第一计算装置计算所述中间设备的第二新发送功率，该第二新发送功率不超过所述中间设备的所述最大发送功率。

10、根据权利要求6所述的通信系统，其中，所述控制装置可操作用来接收输入信号，该输入信号使得所述控制装置可以确定所述请求是否是由于由所述目的地设备导出的指标相对于期望值的偏差而导致的，该偏差是由于针对所述目的地设备设定的目标接收信号质量的变化而引起的。

11、根据权利要求10所述的通信系统，其中，如果确定为所述请求是由于所述目的地设备的目标接收信号质量的变化而引起的，则所述第一计算装置还可操作用来根据为所述中间设备计算的新发送功率来计算所述基站的新发送功率，由此防止在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间出现不平衡。

12、根据权利要求11所述的通信系统，其中，所述控制装置可操作用来在计算所述基站的新发送功率之后，确定所述基站的所述新发送功率是否大于所述基站的最大发送功率。

13、根据权利要求12所述的通信系统，其中，如果所述控制装置确定所述新发送功率大于所述基站的最大发送功率，则所述第一计算装置计算所述基站的第二新发送功率，该第二新发送功率不超过所述最大发送功率。

14、根据权利要求13所述的通信系统，其中，所述第一计算装置可操作用来在计算所述基站的第二新发送功率之后，计算所述中间设备的第二新发送功率，该第二新发送功率倾向于防止出现所述不平衡。

15、根据权利要求1至14中的任意一项所述的通信系统，其中，所述中间设备包括指标导出装置，其可操作用来导出在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，其中所述中间设备和所述目的地设备分别可操作用来将由此导出的一个所述指标发送给所述控制装置，所述控制装置还包括：

i)不平衡检测装置，可操作用来检测由所述目的地设备导出的一个所述指标与由所述中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；以及

ii)第二计算装置，可操作用来在检测到这种不平衡之后，计算所述基站的新发送功率，该新发送功率倾向于减小所述不平衡。

16、根据权利要求15所述的通信系统，其中，由所述中间设备和所述目的地设备中的每一个导出的一个所述指标包括在所述目的地设备或所述中间设备处接收到的通信信号的强度的量度。

17、根据权利要求15所述的通信系统，其中，由所述中间设备和所述目的地设备中的每一个导出的一个所述指标包括在所述目的地设备或所述中间设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比(SINR)的量度。

18、根据权利要求15所述的通信系统，其中，所述不平衡检测装置包括路径损耗更新装置，其可操作用来在从所述目的地设备和所述中间设备接收到所述指标之后，或者在由所述控制装置接收的并由所述中间设备和/或所述目的地设备分别导出的所述指标发生变化之后，确定在所述基站和所述中间设备之间，以及所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号所经历的路径损耗的量度。

19、根据权利要求18所述的通信系统，其中，所述路径损耗更新装置根据在发送在所述基站和所述中间设备之间传输的通信信号时所述基站的发送功率的量度来确定该通信信号所经历的路径损耗的量度。

20、根据权利要求18所述的通信系统，其中，所述路径损耗更新装置根据在发送在所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号时所述中间设备的发送功率的量度来确定该通信信号所经历的路径损耗的量度。

21、根据权利要求20所述的通信系统，其中，所述中间设备可操作用来向所述路径损耗更新装置发送表示所述中间设备的当前发送功率的量度的发送功率指标，所述路径损耗更新装置可操作用来接收所述发送功率指标，并利用所述发送功率指标来确定在所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号所经受的路径损耗。

22、根据权利要求21所述的通信系统，其中，根据以下内容来确定所述中间设备的发送功率的信息：i)所述中间设备在初始时刻的发送功率的量度；以及ii)从所述初始时刻开始已经出现的所述中间设备的发送功率的变化的信息。

23、根据权利要求18所述的通信系统，其中，所述指标偏差检测装置设置在所述目的地设备中，并且其中所述目的地设备还包括请求发送装置，该请求发送装置可操作用来在所述指标偏差检测装置检测到偏差之后，直接或经由所述中间设备向所述第一计算装置发送计算所述中间设备的新发送功率的请求，所述新发送功率倾向于：a)减小在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)防止出现所述不平衡，并且其中，在没有来自所述目的地设备的改变所述中间设备的发送功率的请求的情况下，并且在由所述路径损耗更新装置确定的所述中间设备与所述目的地设备之间的路径损耗的量度发生变化之后，所述第二计算装置可操作用来计算所述基站的发送功率的变化，该变化是使得在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度相平衡所需的。

24、根据权利要求18所述的通信系统，其中，所述控制装置可操作用来接收输入信号，该输入信号使得所述控制装置可以确定所述请求是否是由于由所述目的地设备导出的指标相对于期望值的偏差而导致的，该偏差是由于针对所述目的地设备设定的目标接收信号质量的变化而引起的，并且其中所述输入信号包括由所述路径损耗更新装置确定的所述中间设备和所述目的地设备之间的路径损耗的指标。

25、根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述控制装置还包括命令装置，其可操作用来向所述中间设备和/或所述基站发出命令，以命令根据由所述第一计算装置计算的新发送功率来改变所述中间设备的发送功率和/或所述基站的发送功率。

26、一种通信系统，其包括基站、目的地设备和至少一个中间设备，所述基站可操作用来经由所述至少一个中间设备，将通信信号发送至所述目的地设备，所述基站包括控制装置，其中所述目的地设备和所述中间设备分别包括一指标导出装置，各个指标导出装置用来相应的导出分别在所述目的地设备或所述中间设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，其中所述中间设备和所述目的地设备可操作用来将所述指标发送给所述控制装置，所述控制装置包括：

i)不平衡检测装置，可操作用来检测由所述目的地设备导出的一个所述指标与由所述中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；以及

ii)计算装置，可操作用来在检测到这种不平衡之后，计算所述基站的新发送功率，该新发送功率倾向于减小所述不平衡。

27、根据权利要求26所述的通信系统，其中，由所述中间设备和所述目的地设备中的每一个导出的一个所述指标包括分别在所述目的地设备或所述中间设备处接收到的通信信号的强度的量度。

28、根据权利要求26所述的通信系统，其中，由所述中间设备和所述目的地设备中的每一个导出的一个所述指标包括分别在所述目的地设备或所述中间设备处接收到的通信信号的信号与干扰及噪声比(SINR)的量度。

29、根据权利要求26所述的通信系统，其中，所述不平衡检测装置包括路径损耗更新装置，其可操作用来在从所述目的地设备和所述中间设备接收到所述指标之后，或者在由所述控制装置接收的并由所述中间设备和/或所述目的地设备分别导出的所述指标发生变化之后，确定在所述基站和所述中间设备之间，以及所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号所经历的路径损耗的量度。

30、根据权利要求29所述的通信系统，其中，所述路径损耗更新装置根据在发送在所述基站和所述中间设备之间传输的通信信号时所述基站的发送功率的量度来确定该通信信号所经历的路径损耗的量度。

31、根据权利要求29所述的通信系统，其中，所述路径损耗更新装置通过在发送在所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号时所述中间设备的发送功率的量度来确定该通信信号所经历的路径损耗的量度。

32、根据权利要求31所述的通信系统，其中，所述中间设备可操作用来向所述路径损耗更新装置发送表示所述中间设备的当前发送功率的量度的发送功率指标，所述路径损耗更新装置可操作用来接收所述发送功率指标，并利用所述发送功率指标来确定在所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号所经受的路径损耗。

33、根据权利要求32所述的通信系统，其中，根据以下内容来确定所述中间设备的发送功率的量度：i)所述中间设备在初始时刻的发送功率的量度；以及ii)从所述初始时刻开始已经出现的所述中间设备的发送功率的变化的信息。

34、根据权利要求29所述的通信系统，其中，所述计算装置可操作用来在所述基站与所述中间设备之间的路径损耗的量度发生变化之后，计算所述基站的发送功率的变化，该变化是使得在所述中间设备和所述目的地设备处导出的信号强度指标相平衡所需的。

35、根据权利要求26所述的通信系统，其中，所述控制装置可操作用来在计算所述基站的新发送功率之后，确定所述基站的所述新发送功率是否大于所述基站的最大发送功率。

36、根据权利要求35所述的通信系统，其中，如果所述控制装置确定所述新发送功率大于所述基站的最大发送功率，则所述计算装置可操作用来计算所述基站的第二新发送功率，该第二新发送功率不超过所述最大发送功率。

37、根据权利要求36所述的通信系统，其中，所述计算装置可操作用来在计算所述基站的第二新发送功率之后，计算所述中间设备的新发送功率，该新发送功率倾向于减小或防止所述目的地设备和所述中间设备的信号强度指标之间的不平衡。

38、一种对一个或更多个设备的发送功率进行控制的方法，所述一个或更多个设备可操作用来在多跳通信系统中发送通信信号，所述通信系统包括基站、目的地设备和至少一个中间设备，所述基站可操作用来经由所述至少一个中间设备，向所述目的地设备发送通信信号，所述方法包括以下步骤：

i)在所述目的地设备处，导出在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标；

ii)检测由所述目的地设备导出的所述指标或所述多个指标之一相对于期望值的偏差；

iii)在检测到这种变化之后，计算所述中间设备的新发送功率，或者所述中间设备和所述基站的新发送功率，所述新发送功率倾向于：a)减小在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)防止出现所述不平衡。

39、一种对一个或更多个设备的发送功率进行控制的方法，所述一个或更多个设备可操作用来在多跳通信系统中发送通信信号，所述通信系统包括基站、目的地设备和至少一个中间设备，所述基站可以经由所述至少一个中间设备向所述目的地设备发送通信信号，所述方法包括以下步骤：

i)在所述目的地设备和所述中间设备中的每一个处，导出分别在所述目的地设备或所述中间设备处接收到的通信信号的质量的指标；

ii)检测由所述目的地设备导出的一个所述指标与由所述中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；以及

iii)在检测到这种不平衡之后，计算所述基站的新发送功率，该新发送功率倾向于减小所述不平衡。

40、一种基站，其可操作用来经由至少一个中间设备向目的地设备发送通信信号，所述基站包括：

i)第一接收装置，可操作用来从目的地设备接收指标；以及指标偏差检测装置，可操作用来检测一个所述指标相对于期望值的偏差，所述指标表示在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量；或者

ii)第二接收装置，可操作用来从所述目的地设备接收对于所述中间设备的新发送功率的请求；以及

iii)控制装置，其具有第一计算装置，该第一计算装置可操作用来在检测到从所述目的地设备接收的一个所述指标的变化之后，或者在从所述目的地设备接收到请求之后，计算所述中间设备的新发送功率，或者所述中间设备和所述基站的新发送功率，所述新发送功率倾向于：a)减小在所述中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡；或者b)防止出现所述不平衡。

41、根据权利要求40所述的基站，其中，所述控制装置可操作用来接收输入信号，该输入信号使得所述控制装置可以确定所述请求是否是由于由所述目的地设备导出的指标相对于期望值的偏差而导致的，该偏差是由于针对所述目的地设备设定的目标接收信号质量的变化而引起的。

42、根据权利要求40所述的基站，其中，所述控制装置还包括命令装置，其可操作用来向所述中间设备和/或所述基站发出命令，以命令根据由所述第一计算装置计算的新发送功率来改变所述中间设备的发送功率和/或所述基站的发送功率。

43、根据权利要求40所述的基站，其中，所述第一接收装置还可操作用来从所述目的地设备接收指标，所述指标表示在所述目的地设备处接收到的通信信号的质量，所述基站还包括：

i)不平衡检测装置，可操作用来检测从所述目的地设备接收到的一个所述指标与从所述中间设备接收到的一个所述指标之间的不平衡；所述控制装置还包括第二计算装置，其可操作用来在检测到这种不平衡之后，计算所述基站的新发送功率，该新发送功率倾向于减小所述不平衡。

44、根据权利要求43所述的基站，其中，所述不平衡检测装置还包括路径损耗更新装置，其可操作用来在从所述目的地设备和所述中间设备接收到所述指标之后，或者在由所述控制装置接收的并由所述中间设备和/或所述目的地设备分别导出的所述指标发生变化之后，确定在所述基站和所述中间设备之间，以及所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号所经历的路径损耗的量度。

45、一种基站，其可操作用来经由至少一个中间设备向目的地设备发送通信信号，所述基站具有控制装置，所述控制装置包括：

i)接收装置，可操作用来从所述目的地设备和所述中间设备中的每一个接收一个或更多个指标，所述指标或各个指标表示分别在所述目的地设备或所述中间设备处接收到的通信信号的质量；ii)不平衡检测装置，可操作用来检测从所述目的地设备接收到的一个所述指标与从所述中间设备接收到的一个所述指标之间的不平衡；以及

iii)计算装置，可操作用来在检测到这种不平衡后，计算所述基站的新发送功率，该新发送功率倾向于减小所述不平衡。

46、根据权利要求45所述的基站，其中，所述不平衡检测装置还包括路径损耗更新装置，其可操作用来在从所述目的地设备和所述中间设备接收到所述指标之后，或者在由所述控制装置接收的并由所述中间设备和/或所述目的地设备分别导出的所述指标发生变化之后，确定在所述基站和所述中间设备之间，以及所述中间设备和所述目的地设备之间传输的通信信号所经历的路径损耗的量度。

47、根据权利要求45所述的基站，其中，所述控制装置还包括命令装置，该命令装置可操作用来向所述基站发出命令，以命令根据由所述计算装置计算的新发送功率来改变所述基站的发送功率。

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