CN101534579B - 中继站、基站和中继方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种对无线通信网络中的数据符号进行中继的方法，所述无线通信网络包括多个中继站，所述中继站被组织为多个中继站组，每个中继站组包括至少一个中继站，所述方法包括以下步骤：在所述多个中继站组中的至少一个中继站组：a.接收与数据符号相关的数据符号分段信息，用于指示将所述数据符号分为多个数据符号分段；以及分段数据符号中继请求，用于指示所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段要经由所述多个中继站组中的所述至少一个进行中继；b.接收所述数据符号的数据符号分段；以及c.根据所述接收到的分段数据符号中继请求，对所接收到的所述数据符号的数据符号分段进行转发。因而可以通过该分段的长度来决定时延，这样降低了时延，提高了系统容量。还公开了一种基站和一种中继站。

Description

中继站、基站和中继方法

技术领域

本发明涉及中继站、基站和中继方法，具体地，涉及一种用于在OFDM系统中进行接收和转发的中继站及其中继方法、以及基站，能够缩短时延，提高系统容量。

背景技术

可以预见在未来的无线系统中，中继系统是有发展前景的。然而，由于中继站不能在相同的频率上同时进行传送和接收，因而当前的中继系统必须使用两倍的资源，一个用于传送、一个用于接收。这引起了资源浪费。

图1中示出了中继系统的基本原理，其中基站将数据符号传送至中继节点和移动站。然后，中继节点将它所接收到的数据符号传送至移动站。移动站接收到数据符号的两个拷贝，一个来自基站、一个来自中继节点。

对于中继站来说，当在相同的频率/时间资源中进行传送时不能接收数据，这是因为传送将引起对接收的极大干扰。例如，具有耦合损失的发射功率可能为-70dBm，而所接收到的符号功率通常为-110dBm～-120dBm。因此，终端不可以从干扰中检测到比干扰功率低-50dBm的符号。因而目前的中继系统通常是基于TDD的。基站和中继节点在不同的时间传送数据符号。因此，在这样的系统中，移动站两次接收到完整数据符号的拷贝，同时使用了两倍的资源。

根据上述分析，由于中继站需要对完整的数据符号进行接收并转发，因而其最大时延为整个数据符号的长度，这导致了中继系统的成本很高。

发明内容

因此，提出了一种中继站及其中继方法和一种基站，基本思想是：由所述中继站所构成的中继站组接收并转发数据符号的一部分(数据符号中的分段)，因而可以通过该分段的长度来决定时延，这样降低了时延，提高了系统容量。

根据本发明的一方面，提供了一种对无线通信网络中的数据符号进行中继的方法，所述无线通信网络包括多个中继站，所述中继站被组织为多个中继站组，每个中继站组包括至少一个中继站，所述方法包括以下步骤：在所述多个中继站组中的至少一个中继站组：a.接收与数据符号相关的数据符号分段信息，用于指示将所述数据符号分为多个数据符号分段；以及分段数据符号中继请求，用于指示所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段要经由所述多个中继站组中的所述至少一个进行中继；b.接收所述数据符号的数据符号分段；以及c.根据所述接收到的分段数据符号中继请求，对所接收到的所述数据符号的数据符号分段进行转发。此外，还包括步骤：d.所述多个中继站组中的至少一个中继站组将所接收到的数据符号分段转发至移动站，所述移动站对所述数据符号分段进行叠加，以获得完整的数据符号。

优选地，通过所述多个中继站组中的每组来执行所述步骤a、b和c。

优选地，所述多个中继站组中的一组或多组包括单个中继站。

优选地，所述数据符号分段信息和所述分段数据符号中继请求由基站针对要发送的数据符号产生。

优选地，基站通过其内在发现机制确定无线通信网络中可用的中继站组。

优选地，每个中继站组所接收的数据符号分段按照时间顺序依次排列。

优选地，通过移动站侧的空中接口对数据符号进行自然叠加。

优选地，所述数据符号是OFDM符号。

优选地，所述OFDM符号包括循环前缀和数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站，所述无线通信网络包括多个中继站，所述中继站被组织为多个中继站组，每个中继站组包括至少一个中继站，所述基站包括：数据符号分段信息产生装置，用于产生与要被发送至所述多个中继站组中的至少一组的数据符号相关的数据符号分段信息，其中所述数据符号分段信息指示将所述数据符号分为多个数据符号分段；分段数据符号中继请求产生装置，用于产生分段数据符号中继请求，所述分段数据符号中继请求指示所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段要经由所述多个中继站组中的所述至少一个进行中继；以及发送，用于将所述数据符号分段信息和所述分段数据符号中继请求发送至所述多个中继站组中的所述至少一组。所述基站还包括发现装置，用于通过所述基站的内在发现机制确定无线通信网络中可用的中继站组。

根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信网络中的中继站，包括：数据符号分段信息接收装置，用于接收与数据符号相关的数据符号分段信息，所述数据符号分段信息指示将所述数据符号分为多个数据符号分段；分段数据符号中继请求接收装置，用于接收分段数据符号中继请求，所述分段数据符号中继请求指示要对所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段进行中继；数据符号分段接收装置，用于接收所述数据符号的数据符号分段；以及转发装置，用于根据所接收的分段数据符号中继请求，转发所接收的所述数据符号的数据符号分段。

优选地，其中无线通信网络中的所述中继站被组织为多个中继站组，每个中继站组包括至少一个所述中继站，所述中继站还包括：同步装置，用于检测并接收基站发出的同步信号以与基站保持同步，使得每个中继站组所接收的数据符号分段按照时间顺序依次排列。

优选地，所述数据符号是OFDM符号。

优选地，所述OFDM符号包括循环前缀和数据。

根据本发明的中继站由于仅对整个数据符号中的分段进行接收并转发，因而大大缩短了时延，使得系统容量显著提高。

附图说明

结合附图，本发明的上述和其它方面、特征和优点将从以下对于本发明的非限制性实施例的详细描述中变得更加清楚，其中：

图1是根据现有技术的中继系统环境的示意图；

图2是根据本发明优选实施例的中继系统环境的典型示意图；

图3是根据本发明一个实施例的基站的结构图；

图4是根据本发明一个实施例的中继站组的结构图；

图5是根据本发明优选实施例的中继站组接收和转发的OFDM符号分段的符号分段结构图；以及

图6是根据本发明一个实施例的中继站组的中继方法的流程图。

具体实施方式

以下，将根据附图来描述本发明。在以下的描述中，一些特定实施例仅用于描述目的，应将其看作本发明的示例而非对本发明的任何限制。由于可能会对本发明的理解产生混淆，因而省略对传统结构或构造的描述。

参照图2，图2示出了根据本发明优选实施例的中继系统环境的典型示意图。该中继系统包括基站、移动站以及中继站组。在本实施例中，示出了两个中继站组R1和R2，每个中继站组包括至少一个中继站。但是应注意，本发明并不限于两个中继站组。

基站将从网络接收到的数据信息分别发送给中继站组和移动站。在任何中继系统中，中继站组必须进行接收然后进行转发，因而存在时延。传统的中继站接收并转发整个数据符号，其时延较大，并导致系统容量降低，因为基站发送一个符号后需要等待中继站转发，然后再发送下一个符号。中继站组的接收再转发所带来的时延是不可避免的，但对于示例性实施例OFDM系统来说，如果时延小于循环前缀，则不存在干扰。因此，在本发明的一个实施例中，基站将一个OFDM符号分为多个分段，每个中继站组接收并转发OFDM符号的一部分，即OFDM符号中的分段，因而可以通过该分段的长度来决定时延，这样降低了时延，提高了系统容量。在本发明的实施例所描述的系统中，基站可以连续发送OFDM符号，因此系统不占用额外的资源。

现在参照图3，对根据本发明一个实施例的基站的结构图进行描述。基站300包括数据符号分段信息接收装置301、分段数据符号中继请求接收装置302、发送装置303和发现装置304。发现装置304用于通过基站内在发现机制确定无线通信网络中可用的中继站组，并在本实施例中，将无线通信系统中的中继站分为两组(R1和R2)(之后将会进一步描述)。数据符号分段信息产生装置301产生与要被发送至中继站组R1和R2的数据符号相关的数据符号分段信息，其中所述数据符号分段信息指示将所述数据符号分为多个数据符号分段。分段数据符号中继请求产生装置302产生分段数据符号中继请求，所述分段数据符号中继请求指示所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段要经由所述多个中继站组进行中继(即，接收和转发)。发送303将所述数据符号分段信息和所述分段数据符号中继请求以及数据符号发送至中继站组R1和R2。

现在参照图4，对根据本发明一个实施例的中继站组400的结构图进行描述。中继站组400包括至少一个中继站，每个中继站包括数据符号分段信息接收装置401、分段数据符号中继请求接收装置402、数据符号分段接收装置403和转发装置404。数据符号分段信息接收装置401接收与数据符号相关的数据符号分段信息，所述数据符号分段信息指示将所述数据符号分为多个数据符号分段。分段数据符号中继请求接收装置402接收分段数据符号中继请求，所述分段数据符号中继请求指示要对所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段进行中继。数据符号分段接收装置403接收所述数据符号的数据符号分段。转发装置404根据所接收的分段数据符号中继请求，转发所接收的所述数据符号的数据符号分段。

需要指出的是，本领域的技术人员可以意识到，在一个特定实现中，所述多个中继站组的每一个都可以仅由单个的中继站来构成。此时，显然在上述实施例中，以中继站组为单位执行的接收和转发等操作完全等同于以中继站为单位执行的接收和转发等操作。

在示例性OFDM系统中，如图5所示，一个OFDM符号包括循环前缀(CP)部分和数据部分，并且被分为若干分段(例如8个，但本发明并不限于8个分段)。在该优选实施例中，当中继站组R1接收到第一分段之后，将在第二分段期间对所接收到的第一分段进行转发，所以在这种情况下，仅对奇数分段进行转发。在本例中，时延是1/2CP。通过另一中继站组R2来转发偶数分段。以这种方式，对所有分段进行了转发。这些信号在移动站处叠加在一起，移动站可以认为这些信号来自同一个信号的不同多径，并且叠加后的信号正好是一个或多个完整的OFDM符号。

现在参照图6，对本发明一个实施例的中继方法进行详细描述。

本发明的中继方法以基站接收到OFDM符号开始。当基站要向中继站组发送OFDM符号时，在步骤S600，发现装置304利用用于维护可用中继站的内在发现机制来确定系统中的多个可用中继站。例如，在中继站固定的情况下，发现装置304通过静态配置可以知道有哪些中继站可用。如果中继站是移动的(比如由移动站临时充当)，那么发现装置304利用该移动站的上行测量反馈，得到该移动站的信号质量，将当前信号质量较好的、并且具备中继能力的移动站作为可用中继站。另一方面，最终用户也可以向发现装置304汇报某个中继站组的信号质量，如果质量不好，则发现装置304可以用新的中继站替换当前的。然后，在本例中，发现装置304随机地将这些可用中继站分为两个中继站组R1和R2，每个中继站组中的中继站执行相同的动作。应注意，本发明并不限于两个中继站组，还可以是多个中继站组。

在步骤S602，基站中的数据符号分段信息产生装置301针对中继站组R1和R2产生数据符号分段信息，其中所述数据符号分段信息用于通知各个中继站组要将一个OFDM符号分为8个分段。基站中的分段数据符号中继请求产生装置302产生分段数据符号中继请求，指示中继站组R1接收并转发该OFDM符号中的奇数分段，以及中继站组R2接收并转发OFDM符号中的偶数分段。

然后，在步骤S604，发送装置303向中继站组R1和R2发送数据符号分段信息、分段数据符号中继请求和OFDM符号。由于无线通信的广播特性，中继站组R1和R2均可以接收到该OFDM符号。由于每个OFDM符号都包含一些导频信号，此外通信系统还会提供专门用于同步的同步信号，所以中继站组通过检测基站发出的用于同步的信号并接收这些信号，可以与基站保持同步。也就是说，即使同一个OFDM符号到达各个中继站组的时间可能略有不同，但通过同步，每个中继站都可以检测到OFDM符号的起始时刻，所以就可以在之后正确的接收并转发这个OFDM符号中的某些指定分段。

在步骤S606和S608中，中继站组R1和R2基于从基站接收的数据符号分段信息，获知OFDM符号被分成了8个分段。由于每个分段对应一个时段，那么R1根据接收到的分段数据符号中继请求，在第一时段内接收第一分段，并在第二时段内对所接收到的第一分段进行转发。由于上述同步机制，R2可以根据接收到的分段数据符号中继请求，在R1对第一分段进行转发的第二时段内接收第二分段，并在第三时段内将所接收到的第二分段进行转发；R1在R2对第二分段进行转发的第三时段内接收第三分段，并在第四时段内将所接收到的第三分段进行转发；依此类推，直至完成对每个完整的OFDM符号的接收和转发。

该过程进行至步骤S610，在步骤S610中，移动站将接收到的符号分段进行叠加，以获得完整的OFDM符号。这里和现有技术一样，当移动站接收完整个OFDM符号那么长的时间的信号时，就试图对这个信号进行处理。该叠加是通过移动站侧的空中接口按照时间顺序自然进行的，移动站不需要自己叠加。

与接收并转发整个数据符号的现有技术中的中继站不同，根据本发明的中继站由于仅对整个数据符号中的分段进行接收并转发，因而大大缩短了时延，使得系统容量显著提高。

然而，本发明的范围并不限于此(两个中继站组分别接收并转发奇数段和偶数段)，应注意，本发明并没有对中继站组的个数、组中的中继站个数、以及对哪些特定段进行接收及转发做出限定，而是，本发明意在覆盖对符号中的分段进行接收及转发的所有中继方式。

上述实施例仅提供用作示例目的，并不意在限制本发明。本领域技术人员应当理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以存在对于所述实施例的各种修改和替换，它们应当落入由所附权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种对无线通信网络中的包括循环前缀部分的OFDM符号进行中继的方法，所述无线通信网络包括多个中继站，所述中继站被组织为多个中继站组，每个中继站组包括至少一个中继站，所述方法包括以下步骤：在所述多个中继站组中的至少一个中继站组：

a.接收与包括循环前缀部分的OFDM符号相关的数据符号分段信息，用于指示将所述包括循环前缀部分的OFDM符号分为多个数据符号分段；以及分段数据符号中继请求，用于指示所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段要经由所述多个中继站组中的所述至少一个进行中继；

b.接收所述包括循环前缀部分的OFDM符号的数据符号分段；以及

c.根据所述接收到的分段数据符号中继请求，对所接收到的所述包括循环前缀部分的OFDM符号的数据符号分段进行转发。

2.如权利要求1所述的方法，其中通过所述多个中继站组中的每组来执行所述步骤a、b和c。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述多个中继站组中的一组或多组中的每个包括单个中继站。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述数据符号分段信息和所述分段数据符号中继请求由基站针对要发送的包括循环前缀部分的OFDM符号产生。

5.如权利要求1所述的方法，其中基站通过其内在发现机制确定无线通信网络中可用的中继站组。

6.如权利要求1所述的方法，其中，每个中继站组所接收的所述数据符号分段按照时间顺序依次排列。

7.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

d.所述多个中继站组中的至少一个中继站组将所接收到的数据符号分段转发至移动站，所述移动站对所述数据符号分段进行叠加，以获得完整的包括循环前缀部分的OFDM符号。

8.如权利要求7所述的方法，其中，通过所述移动站侧的空中接口对所述数据符号分段进行自然叠加。

9.一种无线通信网络中的基站，所述无线通信网络包括多个中继站，所述中继站被组织为多个中继站组，每个中继站组包括至少一个中继站，所述基站包括：

-数据符号分段信息产生装置，用于产生与要被发送至所述多个中继站组中的至少一组的包括循环前缀部分的OFDM符号相关的数据符号分段信息，其中所述数据符号分段信息指示将所述包括循环前缀部分的OFDM符号分为多个数据符号分段；

-分段数据符号中继请求产生装置，用于产生分段数据符号中继请求，所述分段数据符号中继请求指示所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段要经由所述多个中继站组中的所述至少一个进行中继；以及

-发送装置，用于将所述数据符号分段信息和所述分段数据符号中继请求发送至所述多个中继站组中的所述至少一组。

10.如权利要求9所述的基站，还包括：

-发现装置，用于通过所述基站的内在发现机制确定无线通信网络中可用的中继站组。

11.一种无线通信网络中的中继站，包括：

-数据符号分段信息接收装置，用于接收与包括循环前缀部分的OFDM符号相关的数据符号分段信息，所述数据符号分段信息指示将所述包括循环前缀部分的OFDM符号分为多个数据符号分段；

-分段数据符号中继请求接收装置，用于接收分段数据符号中继请求，所述分段数据符号中继请求指示要对所述多个数据符号分段中的哪些数据符号分段进行中继；

-数据符号分段接收装置，用于接收所述包括循环前缀部分的OFDM符号的数据符号分段；以及

-转发装置，用于根据所接收的分段数据符号中继请求，转发所接收的所述包括循环前缀部分的OFDM符号的数据符号分段。

12.如权利要求11所述的中继站，其中无线通信网络中的所述中继站被组织为多个中继站组，每个中继站组包括至少一个所述中继站，所述中继站还包括：

-同步装置，用于检测并接收基站发出的同步信号以与基站保持同步，使得每个中继站组所接收的数据符号分段按照时间顺序依次排列。

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