CN101420702A - 中继系统部署方法和中继系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中继系统部署方法和中继系统，其中，该方法包括：对于每个中继站，分别为其配置第一天线组和第二天线组，其中，第一天线组用于基站与中继站之间进行通信，且第一天线组为定向天线，第二天线组用于定向覆盖归属于中继站的用户终端，且中继站通过第二线组与归属于中继站的用户终端之间进行数据传输。借助于本发明的技术方案，通过提供对通信系统中中继站的数量、布局位置、天线模型和方向进行部署，解决了现有技术中无中继系统的问题，通过该中继系统可以简单方便地获得较大的系统增益。

Description

中继系统部署方法和中继系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种中继系统部署方法和中继系统。
背景技术
全球新一代移动技术(International Mobile Telecommunication，简称为IMT-Advanced)/第三代移动伙伴计划(The 3td GenerationPartner Project，简称为3GPP)的新一代长期演进技术计划(LongTerm Evolution-Advanced，简称为LTE-Advanced)系统作为下一代移动通信系统，对数据业务的速率、系统容量和覆盖都提出了更高的要求，即需要更快的数据速率、更大的系统容量以及更大的覆盖率。
按照国际电信联盟(International Telecommunication Union，简称为ITU)对IMT-Advanced系统的定义，当系统带宽为100MHz时，用户处于静止或者低速移动的室内和室外环境中，IMT-Advanced将提供高达1Gbit/s的小区吞吐量，而当用户在中高速移动的广域环境下，IMT-Advanced系统将提供100Mbit/s的峰值速率。根据IMT-Advanced系统在速率、容量及覆盖上的要求，如何利用有限的频谱资源为更多的用户提供更全面的服务成为IMT-Advanced/3GPP LTE-Advanced关注的重要问题之一。
目前，移动通信系统的主要网络结构是移动蜂窝网，移动蜂窝网的基本设备单元是基站。在传统蜂窝系统中，频谱资源缺乏，小区边缘用户的需求得不到满足，数据传输速率小，目前主要使用微蜂窝或者直放站来解决上述问题，但微蜂窝的成本会比较高，放站会产生干扰。为了解决3GPP系统及后续技术所面临的上述问题，中继(Relay)技术越来越多地受到人们的关注，中继技术不仅可以提高系统容量，扩大小区覆盖范围，而且成本低，灵活性好。
目前，开始对在移动蜂窝系统中部署中继站的可行性和性能提升情况进行研究，虽然3GPP标准组织中的一些公司提出了中继方面的相关方案，但对如何部署中继系统并没有给出具体的解决方案，因此，需要一种能够解决该问题的方案。
发明内容
考虑到相关技术中存在的需要一种技术来解决如何部署中继系统的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种中继系统部署方法及中继系统，以解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种中继系统部署方法，应用于包括多个基站和多个中继站的中继系统。
根据本发明的中继系统部署方法包括：对于每个中继站，分别为其配置第一天线组和第二天线组，其中，第一天线组用于基站与中继站之间进行通信，且第一天线组为定向天线，第二天线组用于定向覆盖归属于中继站的用户终端，且中继站通过第二线组与归属于中继站的用户终端之间进行数据传输。
根据本发明的另一个方面，提供一种中继系统。
根据本发明的中继系统包括多个基站和多个中继站，根据每个中继站都配置有第一天线组和第二天线组；其中，第一天线组用于基站与中继站之间进行通信，且第一天线组为定向天线；第二天线组用于定向覆盖归属于中继站的用户终端，并且中继站用于通过第二线组与归属于中继站的用户终端之间进行数据传输。
通过本发明的上述至少一个技术方案，通过提供对通信系统中中继站的数量、布局位置、天线模型和方向进行部署，解决了现有技术中无中继系统的问题，通过该中继系统可以简单方便地获得较大的系统增益。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明方法实施例的中继系统部署方法的流程图；
图2是根据本发明方法实施例的中继系统的示意图。
具体实施方式
功能概述
本发明的基本思路是：提供一种中继站(即中继节点)和中继系统的部署方法，主要用于确定或配置在移动蜂窝小区中部署中继站的数量、放置位置、及天线的配置和方向。
下面将结合附图详细描述本发明。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种中继系统部署方法。
需要说明的是，为了便于描述，在下文中以步骤的形式示出并描述了本发明的方法实施例的技术方案，在下文中所示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在相关的附图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的中继系统部署方法的流程图，该方法优选地应用于包括多个基站和多个中继站的中继系统，如图1所示，该方法包括以下的步骤S102和S104：
步骤S102，对于每个中继站，分别为其配置第一天线组和第二天线组，其中，第一天线组用于基站与中继站之间进行通信，且第一天线组为定向天线，第二天线组用于定向覆盖归属于中继站的用户终端；
步骤S104，中继站通过第二线组与归属于中继站的用户终端之间进行数据传输。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以简单方便地获得较大的系统增益，即，使得带有中继站的蜂窝网络有效地获得增益。
下面对本发明提供的中继系统部署方法进行详细说明。
该中继系统包括多个基站(e NB)和多个中继站，其中，基站用于直接与用户终端通信或通过中继站与用户终端通信，中继站用于在基站和用户之间实现信号的中继传输，并对从基站接收到的信息采取解码、重新编码的传输处理方式，本发明所示的网络是带有多个基站的同类均一的移动蜂窝网。
以下主要从中继站的天线模型、布局位置和中继站的数量、工作模式三个方面对该中继系统进行详细说明。
一、天线模型
对于每个中继站，分别为其配置两个天线组，这里记为第一天线组和第二天线组。
第一天线组用于基站与中继站之间进行通信，且第一天线组为定向天线，第一天线组中的每个天线分别指向控制中继站的一个基站，其中，所指向的每个基站分别控制中继站的一个扇区。用户终端到基站采用两跳的中继传输，每个中继站由与之对应的基站进行控制，该中继站与其控制基站之间采用定向天线；
第二天线组用于定向覆盖归属于中继站小区的用户终端，且中继站通过第二线组与归属于中继站的用户终端之间进行数据传输。
在具体实施过程中，每个天线组3根天线，第二组的3个天线服务于中继站和用户终端之间的链路，也就是，在中继站的每个扇区中有一个天线专门用于与该扇区中的用户终端进行通讯；同时，该中继站的另外一组的3个天线专门用于中继站与其控制基站之间的传输，且每一个天线指向它的一个控制基站，中继站的3个扇区分别受3个基站的控制。
另外，可以通过下述方式之一确定归属于中继站的用户终端：根据用户终端与中继站的路损(Path loss)确定归属于中继站的用户终端，例如，距离该中继站最近的用户终端具有最高的优先权；或者，根据用户终端到其服务基站的最小信道质量指示或sounding参考信号确定归属于中继站的用户终端。
可以看出，由于中继站第一组天线使用高增益的方向性天线组，以及其信道中存在的强视距分量，基站和中继站之间的链路性能十分可靠，同时，当基站配置多个天线时，通过波束赋型(Beamforming)或预编码(Precoding)进一步增强了基站与中继站之间的链路质量。在这种前提下，基站和中继站之间的传输只需要非常少的时频资源，因此为中继站调度用户和避免发送/接收碰撞提供了更多的灵活性。根据上述配置，在基站和中继站链路上节省的资源在总体上有助于增加小区的吞吐量。
二、布局位置和中继站的数量
该处理的基本思想是根据信道环境确定中继站在所述中继系统中的位置，即将中继站设置在信道环境差的位置上，具体来说，在中继站位置固定的情况下，可以通过下述两种方式确定中继站的位置：
方式一：将信噪比最差的位置确定为所述中继站的位置，例如可以将中继站设置在用户终端处信噪比最差的位置上；
方式二：将用户终端对相邻基站的公共参考信号的接收功率的测量结果在预定范围的位置确定为所述中继站的位置。
下面以移动蜂窝网中每个基站带有3个正六边形小区为例对中继站的布局位置和中继站的数量进行说明：将各基站分别设置在三个相邻小区的结合处，对于三个相邻小区中的预定小区，将两个中继站分别设置在预定小区所属的另外两组三个相邻小区的结合处，其中，中继站的一个扇区与其控制的基站的小区重合。对于每个小区，由两个中继站的扇区定向覆盖，分别为三个相邻小区中的每个小区配置两个中继站，用以定向覆盖小区。
通过对中继系统中中继站的布局进行部署，将中继站放置在具有最小信号功率和最大干扰功率的环境位置下，中继站周围的用户终端均具有较差的地理环境和信道质量反馈值，采用中继站的公共参考信号利于用户终端的检测。
三、工作模式
中继站的关键功能是解码、重新编码来自基站(下行)或者来自用户终端(上行)的数据，并将数据发送给用户终端(下行)或者送给基站(上行)。当中继站支持多个用户终端时，中继站本身可以具备一定的资源调度(resource scheduling)能力。当中继站同时发送和接收数据时，即在下行方向，中继站需要同时接收来自基站的数据，并将接收到的数据发送给用户终端，或在上行方向，中继站需要同时接收来自用户终端的数据，并将接收到的数据发送给基站，为避免自干扰，中继站需要在频域(采用不同的物理资源块)或时域(不同的子帧)分配正交的资源。
在下行方向，中继站到用户终端的传输与基站到中继站的传输是时间同步的，在上行方向，中继站到基站的传输与用户终端到中继站的传输是时间同步的，即它们子帧的边界在循环前缀(CyclicPrefix，简称为CP)内是对齐的。
另外，当中继站发现在其所覆盖的扇区内没有合适的用户终端得到足够的中继增益时，该中继站能够关闭它的发射功率，而且，中继站能够在基站指示下关闭给某个用户终端所使用的资源；同样，基站也可以在检测到有用户终端需要通过中继站提供服务的时候启动一个中继站。这种中继站上功率的关闭和开启机制可以依据用户终端的测量反馈来判定，例如，一个中继站发送一个的公共参考信号(CRS)，相同小区的用户终端，特别是中继站临近的用户终端，能够依据此CRS估计该中继站的信号强度或路损，用户终端也可以通过该CRS解调中继过来的业务数据。
在下行方向，由于其它中继站和用户终端之间的天线具有方向性，中继站的信号发送对相邻小区内的用户的干扰可以大大减小，在上行方向，利用中继站和基站之间天线的方向性，基站受到其它小区用户终端的干扰也达到最小。
系统实施例
根据本发明实施例，提供一种中继系统。根据本发明实施例的中继系统包括：每个中继站都配置有第一天线组和第二天线组；其中，第一天线组用于基站与中继站之间进行通信，且第一天线组为定向天线；第二天线组用于定向覆盖归属于中继站的用户终端，并且中继站用于通过第二线组与归属于中继站的用户终端之间进行数据传输。
其中，每个中继站分别位于信噪比最差的位置；或者，每个中继站分别位于用户终端对相邻基站的公共参考信号的接收功率的测量结果在预定范围的位置。每个基站分别位于三个相邻小区的结合处；每个中继站分别位于另外三个相邻小区的结合处。
中继站的工作模式为：在下行方向，中继站与用户终端之间的数据传输、基站与中继站之间的数据传输在时间上同步；在上行方向，中继站与基站之间的数据传输、用户终端与中继站之间的数据传输在时间上同步。
另外，中继站用于确定其覆盖的扇区内没有用户终端获得中继增益时，关闭其发射功率；或者中继站用于根据其控制基站的指示关闭相应用户终端使用的资源。
通过本发明实施例提供的中继系统，通过提供对通信系统中中继站的数量、布局位置、天线模型和方向进行部署，该方法部署简单、能够获得较大的系统增益。
图2示出了根据本发明实施例的中继系统的示意图，如图2所示，该中继系统包括：基站1、基站2、基站3、基站4、中继站1、中继站2、中继站3、中继站4、中继站5、中继站6。需要说明的是，该中继系统中的基站数量和中继站数量均不做限制。
如图2所示，基站1带有3个正六边形小区101、102、103，基站2带有3个正六边形小区201、202、203，基站3带有3个正六边形小区301、302、303，基站4带有3个正六边形小区401、402、403，而每个中继站位于三个相邻小区的结合处，即中继站1位于小区101、303、402的结合处，中继站2位于小区101，302，203的结合处，中继站3～中继站6的放置位置同理。
每个基站小区中有两个中继站，每个中继站中的一个扇区与基站的一个小区重叠，即101小区有中继站1和中继站2两个中继站，同时，101小区也分别是为中继站1和中继站2服务的一个小区/扇区。
对于每个中继站，配置有两个天线组：第一天线组和第二天线组，每个天线组3个天线。
第二天线组中的3个天线，服务于中继站和用户终端之间的链路，即在中继站的每个扇区/小区中有一个天线专门用于与该扇区中的用户终端进行通讯，如图2中，细黑色的箭头指向小区(扇区)中中继站提供服务的用户终端。
第一天线组中的3个天线，用于中继站和基站之间的传输，且每个天线指向该中继站的控制基站，例如，中继站1中第一天线组的3个天线分别指向基站1、基站3和基站4。
在具体实施过程中，第一天线组中的天线可以是具有较高增益的窄波束天线，而第二天线组中的天线可以是相对宽的波束天线(例如3dB宽65度)。
当中继站支持多个用户终端时，中继站本身可以具备一定的资源调度(resource scheduling)能力。当中继站同时发送和接收数据时，例如，在下行方向，中继站1的101扇区接收来自基站e NB1的101小区的数据的同时，将该数据发送给101小区中用户终端；或者，在上行方向，中继站1的101扇区接收来自101小区中用户终端的数据的同时，将该数据发送给基站e NB1。为了避免自干扰，需要在频域(采用不同的物理资源块)或时域(不同的子帧)分配正交的资源。另外，在下行方向，中继站到用户终端的传输与基站e NB到中继站的传输在时间上同步；在上行方向，中继站到基站eNB的传输与用户终端到中继站的传输在时间上同步，即它们子帧的边界在循环前缀(Cyclic Prefix，简称为CP)内是对齐的。
如上所述，借助于本发明提供的中继系统部署方法和/或中继系统，通过提供对通信系统中中继站的数量、布局位置、天线模型和方向进行部署，该方法部署简单、能够获得较大的系统增益。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种中继系统部署方法，应用于包括多个基站和多个中继站的中继系统，其特征在于，所述方法包括：
对于每个中继站，分别为其配置第一天线组和第二天线组，其中，所述第一天线组用于基站与所述中继站之间进行通信，且所述第一天线组为定向天线，所述第二天线组用于定向覆盖归属于所述中继站的用户终端，且所述中继站通过所述第二线组与归属于所述中继站的用户终端之间进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一天线组中的每个天线分别指向控制所述中继站的一个基站，其中，所指向的每个基站分别控制所述中继站的一个扇区。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下述方式之一确定归属于所述中继站的用户终端：
根据用户终端与所述中继站的路损确定归属于所述中继站的用户终端；
根据用户终端到其服务基站的最小信道质量指示或sounding参考信号确定归属于所述中继站的用户终端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
对于每个中继站，分别根据信道环境确定其在所述中继系统中的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据信道环境确定所述中继站在所述中继系统中的位置包括：
将信噪比最差的位置确定为所述中继站的位置；或者；
将用户终端对相邻基站的公共参考信号的接收功率的测量结果在预定范围的位置确定为所述中继站的位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将各基站分别设置在三个相邻小区的结合处；
分别为所述三个相邻小区中的每个小区配置两个所述中继站，用以定向覆盖所述小区。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
对于所述三个相邻小区中的预定小区，将两个所述中继站分别设置在所述预定小区所属的另外两组三个相邻小区的结合处，其中，所述中继站的一个扇区与其控制的基站的小区重合。
8.一种中继系统，包括多个基站和多个中继站，其特征在于：
每个所述中继站都配置有第一天线组和第二天线组；
其中，所述第一天线组用于基站与所述中继站之间进行通信，且所述第一天线组为定向天线；
所述第二天线组用于定向覆盖归属于所述中继站的用户终端，并且所述中继站用于通过所述第二线组与归属于所述中继站的用户终端之间进行数据传输。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
每个所述中继站分别位于信噪比最差的位置；或者，
每个所述中继站分别位于用户终端对相邻基站的公共参
考信号的接收功率的测量结果在预定范围的位置。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：
每个所述基站分别位于三个相邻小区的结合处；
每个所述中继站分别位于另外三个相邻小区的结合处。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的系统，其特征在于，
在下行方向，所述中继站与所述用户终端之间的数据传输、所述基站与所述中继站之间的数据传输在时间上同步；
在上行方向，所述中继站与所述用户终端之间的数据传输、所述用户终端与所述中继站之间的数据传输在时间上同步。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的系统，其特征在于，
所述中继站用于确定其覆盖的扇区内没有用户终端获得中继增益时，关闭其发射功率；或者
所述中继站用于根据其控制基站的指示关闭相应用户终端使用的资源。
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