CN102111844B - 一种移动中继的选择方法、通信方法、基站及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种移动中继的选择方法，包括：在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息；按照预置的选择策略，根据所述各个导频信号对应的信道质量信息，在所述各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。相应的本发明实施例还公开了一种基站和移动中继系统，能提高系统的中继效率。

Description

一种移动中继的选择方法、通信方法、基站及系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种移动中继的选择方法、通信方法、基站及系统。

背景技术

移动通信系统中，为了改善小区边缘用户的通信体验及扩大小区的覆盖范围，系统通常引入无线中继节点。在包含无线中继节点的移动通信系统中，基站经由一个或多个中继节点同移动终端通信，中继节点接收基站的信号，重新处理后再发送出去，从而增强移动终端接收信号的强度。

移动中继是近年来的热点研究技术。以移动终端为中继节点的无线中继网络能够提供足够多有效的接入点，相对于固定中继节点更适合为数量众多的移动终端提供中继服务，提高了移动通信系统的灵活性和自适应性。

现有技术中，选择移动终端作为中继节点的方法是：基站发送广播询问信息给终端，如果空闲的终端反馈信令给基站，则该终端成为移动中继节点。

这种移动中继节点选择方法，没有考虑中继节点同目标通信终端的相关性，缺少对选择的中继节点的方位的约束。按照这种方法选择出来的中继节点可能距离目标通信终端很远，从而导致中继效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种移动中继的选择方法、通信方法、基站级系统，以提高系统的中继效率。

本发明一个实施例提供一种移动中继的选择方法，包括：

在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息；

按照预置的选择策略，根据所述各个导频信号对应的信道质量信息，在所述各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

本发明一个实施例提供一种基站，包括：

导频发送模块，用于在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

接收模块，用于接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息；

中继选择模块，用于按照预置的选择策略，根据所述各个导频信号对应的信道质量信息，在所述各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

本发明一个实施例提供一种移动中继通信方法，包括：

在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息；所述信道质量信息用于使基站按照预置的选择策略，在所述各个导频标识对应的空闲终端中选择出相应的空闲终端作为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，所述中继节点用于为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务；

广播所述中继节点的选择结果，将中继节点信息告知所有目标通信终端和所有空闲终端；

通过所述天线的各主瓣方向上的中继节点与所述天线各主瓣方向上的目标通信终端进行通信。

本发明一个实施例提供一种移动中继系统，包括至少一个目标通信终端、至少一个空闲终端和上述的基站；

所述基站，用于从所述至少一个空闲终端中选择出中继节点，通过选择出的中继节点与所述至少一个目标通信终端进行通信。

本发明实施例通过以上技术方案，基站在天线的不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明实施例提供一种移动中继系统的示意图；

图2本发明实施例提供一种移动中继的选择方法的流程图；

图3本发明实施例提供一种移动中继的选择方法的流程图；

图4本发明实施例提供一种backhaul导频频段示意图；

图5本发明实施例提供一种无线中继网络示意图；

图6本发明实施例提供一种移动中继的选择方法的流程图；

图7本发明实施例提供一种调整主瓣后的无线中继网络示意图；

图8本发明实施例提供在一种基站的结构图；

图9本发明实施例提供在一种基站的结构图；

图10本发明实施例提供一种移动中继系统的结构图；

图11本发明实施例提供一种移动中继的选择方法的流程图；

图12本发明实施例提供一种基站的结构图；

图13本发明实施例提供一种移动中继的通信方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的一种移动中继系统的示意图，如图1所示，在移动中继系统中，主要包括两种链路：基站和中继节点之间的回程(backhaul)链路，以及中继节点和目标通信终端之间的接入(Access)链路。

在当前的移动中继系统中，影响系统性能的主要瓶颈是基站和中继节点之间的backhaul链路的信道容量。由于backhaul链路的信道容量有限，导致中继节点接收并转发的数据吞吐量受限，从而影响了整个移动中继系统的吞吐量。

为了提升移动中继系统中基站和中继节点间backhaul链路的吞吐量，可以采用波束赋形(beamforming)技术来实现backhaul链路数据传输的空分多址。

波束赋形是一种多天线传输技术，其主要原理是利用空间信道的强相关性及波的干涉原理，通过调整阵列天线的权值系数，产生空间定向波束，使天线波束主瓣自适应对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，从而提高信噪比，提高系统容量或覆盖范围。波束赋形的阵列天线的权值仅仅需要匹配信道的慢变化，如来波方向(DOA)和平均路损(Pathloss)，系统实现较容易。

采用波束赋形技术，可以实现下行backhaul链路上的空分多址(SpatialDivision Multiple Access)，即利用不同方向的主波束，在同一时频资源上向不同中继节点发送下行数据，从而可以提升backhaul链路的数据吞吐量，改善无线中继系统的性能。本发明实施例中的基站就是采用了波束赋形技术。

如图11所示，本发明实施例提供一种移动中继的选择方法，该方法包括：

S1101，在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

S1102，接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及上述各个导频信号对应的信道质量信息；

S1103，按照预置的选择策略，根据上述各个导频信号对应的信道质量信息，在上述各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为上述各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为上述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

本发明实施例通过以上技术方案，基站在天线的不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。

如图2所示，本发明实施例提供一种移动中继的选择方法，该方法包括：

S101，根据目标通信终端的方位，确定天线的各主瓣方向；

在一个实施例中，基站根据目标通信终端大致方位，在保证阵列天线各波束主瓣方向信号间干扰足够小的情况下，选择相应的阵列天线权值系数，确定天线的各主瓣方向。

如图2中的虚线框所示，在另一个实施例中，在步骤S101之前，该方法还可以包括：

S100，根据目标通信终端上报的信息，确定目标通信终端的方位；

在一个实施例中，目标通信终端上报的信息可以是探测导频信号(Sounding Reference Signal，SRS)。基站根据目标通信终端上报的探测导频信号的来波方向确定各个待通信终端的大致方位，据此初步确定各主瓣方向，并在此基础上，适当调整相关天线权系数，以确保各主瓣方向信号间的干扰足够小。

当然在另一个实施例中，目标终端上报的信息还可以为信令信息以及和基站的数据交互信息，本发明实施例不做特别的限定。

S102，在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；即，在天线的各主瓣方向上发送相互正交的导频信号；

在一个实施例中，可以为各个导频信号进行码分复用来实现正交，在另一个实施例中，还可以为各个导频信号进行频分复用来实现正交，在另一个实施例中还可以为各个导频信号进行时分复用来实现正交。当然，在其它实施例中还可以采取其它正交方式，本发明实施例不做特别的限定。

S103，接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及各个导频信号对应的信道质量信息，导频标识用于指示主瓣方向；

也就是说，接收空闲终端反馈的相应天线主瓣方向的导频标识及各导频信号对应的信道质量信息；

在一个实施例中，上述各个导频信号的导频标识及各个导频信号对应的信道质量信息，是由判断出接收到的导频信号对应的信道质量信息的值，超过预定义的反馈阈值的空闲终端反馈的。也就是说，在一个实施例中，各空闲终端接收导频信号，判断各接收的导频信号的信道质量信息的值是否超过预定义的反馈阈值，如果超过反馈阈值，则反馈该接收导频信号的对应标识以及该接收导频信号的信道质量信息；不超过则不反馈。在一个实施例中，信道质量信息可以用信干噪比来表示；在一个实施例中还可以用测量得到的路径损耗、接收信噪比或者信号与噪声失真比等信息来表示，本发明实施例不做特别的限定。

当然在另一个实施例中，各空闲终端也可以不用判断各接收的导频信号是否超过预定义的阈值，只要空闲终端接收到导频信号，空闲终端就反馈接收到的导频信号的导频标识及对应的信道质量信息。

S104，按照预置的选择策略，根据各个导频信号对应的信道质量信息，在各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务；

预置的选择策略，在一个实施例中，可以是，选择信道质量信息的值大于预先设定的阈值的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点；

预置的选择策略，在一个实施例中，还可以是，选择信道质量信息的值最大的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点；

预置的选择策略，在一个实施例中，还可以是，选择信道质量信息的值相对较好的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点。

可选地，在一个实施例中，在S104中，基站接受到空闲终端反馈的导频标识后，将导频标识相同的终端分到一个组，因为若某些空闲终端反馈的导频标识相同，这些终端在同一天线主瓣方向上。

可选地，在一个实施例中，在步骤S104中，基站可以在某个导频标识对应的空闲终端分组内，选择信道质量较好的空闲终端，作为该导频标识指示的天线主瓣方向上的中继节点。在这里，可以预先设定一个阈值，如果某个终端的信道质量信息的值大于这个阈值，那么基站就认为这个终端的信道质量较好，选择该终端作为中继节点。或者，选择一个信道质量最好的空闲终端作为中继节点，即，选择一个信道质量信息的值最大的空闲终端作为中继节点。

在一个实施例中，如图2中的虚线框所示，该方法还包括：

S105，若在预设的时间周期内没有收到各主瓣方向中的一个主瓣方向对应的导频标识的反馈，则调整各主瓣方向中的一个主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到各主瓣方向中的一个主瓣方向对应的导频标识的反馈。

在步骤S105中，若在预设的时间周期内没有收到某个主瓣方向对应的导频标识反馈，则调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到对应的导频标识反馈。

S106，广播S104中的中继节点选择结果，将中继节点信息告知所有终端即，将中继节点信息告知所有目标通信终端和所有空闲终端，即将中继节点信息告知所有终端。

在一个实施例中，在某一个主瓣方向上，如果空闲终端1和空闲终端2都有能力做中继节点，但是基站最终根据信道质量，选择空闲终端1作为该主瓣方向上的中继节点。如果基站不广播中继节点信息，那么空闲终端2也会进行中继服务，而空闲终端2的信道质量较差，进行中继服务时质量不是很高。

如图2中的虚线框所示，在一个实施例中，该方法还可以包括：

S107，按照预定的周期更新中继节点，并广播更新后的中继节点的信息。

由于终端是移动的，所以在一定时间后，某些空闲终端可能就不适合继续作为中继节点来进行中继，这时为了更好的保证中继服务的质量，基站就需要更新中继节点，即，选择更合适的空闲终端作为新的中继节点。

S108，从反馈的空闲终端选出中继节点后，通过空分多址的方式向各个中继节点传输下行数据。

本发明实施例通过以上技术方案，基站根据目标通信终端的方位，确定天线的主瓣方向，在不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的附近方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。并且，基站通过空分多址的方式向各个中继节点传输下行数据，可以提升系统的数据吞吐量，改善无线中继系统的性能。进一步的，基站主动选择主瓣方向，也保证空分多址时各个主瓣波束之间的干扰足够小，保障了空分多址传输数据的效果。

如图3所示，本发明实施例提供一种移动中继的选择方法，包括：

S110，基站(Base Station，BS)根据目标通信终端上报的信息，确定目标通信终端的方位，并在保证阵列天线各波束主瓣方向信号间干扰足够小的情况下，选择相应的阵列天线权值系数，确定天线的各主瓣方向。

在一个实施例中，目标通信终端上报的信息可以是SRS。基站根据目标通信终端上报的SRS的来波方向确定各个待通信终端的大致方位，据此初步确定各主瓣方向，并在此基础上，适当调整相关天线权系数，以确保各主瓣方向信号间的干扰足够小。

当然在另一个实施例中，目标终端上报的信息还可以为信令信息以及和基站的数据交互信息，本发明实施例不做特别的限定。

S120，BS在backhaul频段的各个天线主瓣方向上发送相互正交的backhaul导频信号(BHRS)。

在一个实施例中，正交方法可选择为各BHRS码分复用或频分复用或时分复用等。

在LTE标准中规定，基站向小区发送下行cell-specific导频信号(CRS)，用于下行信道测量及数据解调等。

图4为本发明实施例提供一种backhaul导频频段示意图。在一个实施例中，为了在实现本实施例方案的同时保证与现有标准的兼容，如图4所示，本发明实施例只在backhaul链路频段F1上发送BHRS，其余Access链路频段F2发送原有的CRS。在这里，BHRS主要用于移动中继节点的选择，以及backhaul链路下行波束赋形传输中的数据解调。

在本实施例中，Backhaul链路和Access链路采用频分复用，从而BHRS正交导频信号映射在backhaul链路的F1频段上，与CRS频分复用。可以理解的是，在其它实施例中，在系统采用其他复用方式的假设下，如Backhaul链路和Access链路采用时分复用的情况，则方案中的BHRS与CRS时分复用。

例如，在一个实施例中，某个小区的基站有4个天线主瓣，这样该基站包含4组BHRS信号，可以在4个主瓣方向上分别发送这些正交的BHRS信号。BHRS信号序列的产生可采用LTE标准现行规定，如采用Zadoff-Chu CAZAC序列或Gold序列等。在一个实施例中，正交方法可选择为各BHRS码分复用或频分复用或时分复用等。

S130，各个空闲终端(Mobile Station，MS)接收BHRS信号，判断接收到的BHRS信号的信道质量信息的值是否超过预定义的反馈阈值，如果超过反馈阈值，向BS反馈该空闲终端接收的BHRS对应的信道质量信息，以及该BHRS导频标识。

在一个实施例中，信道质量信息可以用信干噪比来表示；在一个实施例中还可以用测量得到的路径损耗、接收信噪比或者信号与噪声失真比等信息来表示，本发明实施例不做特别的限定。

当然在另一个实施例中，各空闲终端也可以不用判断各接收的导频信号是否超过预定义的反馈阈值，只要空闲终端接收到导频信号，空闲终端就反馈接收到的导频信号的导频标识及对应的信道质量信息。

S140，接收空闲终端反馈的BHRS导频标识及对应的信道质量信息；

S150，按照BHRS导频标识对所有反馈的空闲终端进行分组，在每个BHRS导频标识对应的空闲终端分组内，选择信道质量信息的值大于预先设定的阈值或者信道质量信息的值最大的空闲终端作为每个BHRS导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为每个BHRS导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

在S150中，基站接受到空闲终端反馈的BHRS导频标识后，将BHRS导频标识相同的终端分到一个组，因为若某些空闲终端反馈的导频标识相同，这些终端在同一天线主瓣方向上。

在步骤S140～S150中，若BS在一段时间周期内始终没有收到某个主瓣方向对应的BHRS标识反馈，则BS小范围调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到对应的BHRS标识(或者是一定数量的对应BHRS标识)反馈为止，以此保证蜂窝小区内有合适数量的移动中继节点，使得backhaul链路吞吐量最大。

S160，广播S150中的中继节点选择结果，将中继节点信息告知所有终端。

本发明实施例通过以上技术方案，基站根据目标通信终端的方位，确定天线的主瓣方向，在不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的附近方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。进一步的，基站主动选择主瓣方向，也保证backhaul空分多址时各个波束之间的干扰足够小，保障了backhaul链路空分多址传输数据的效果。

如图5所示，本发明实施例提供一种无线中继网络，该无线中继网络包含一个基站(BS)和若干移动终端(MS)。其中，目标通信终端可以是一个独立的终端(CMS)或者是地理位置靠得很近的几个终端构成的终端群组(CMSGroup，如一个热点覆盖区域等)，而一些具备中继能力的空闲的移动终端则成为候选的移动中继节点(如MS1、MS2、MS3、MS4、MS5等)。基站具有波束赋形功能，图5中该基站天线包含4个主瓣波束，即可以在同一时频资源上同时向4个移动中继节点发送下行数据，实现4个移动中继节点数据传输的空分多址。当然在其它实施例中，基站天线也可以包含其它数量的主瓣波束，如5个、7个或者8个等，本发明实施例不做特别的限定。

如图6所示，本发明实施例提供一种移动中继的选择方法，包括

S210，基站根据各目标通信终端(如图5中的CMS或者CMS Group)的方位确定天线各主瓣方向；

在一个实施例中，主瓣方向的确定过程还需要保证天线的各主瓣方向发送的信号间干扰足够小，即各天线波束的旁瓣不与其他波束的主瓣方向重合。基站选择阵列天线的相关权值系数，并确定天线的各主瓣方向。

在一个实施例中，如图5所示，主瓣0，1，2，3即为当前时刻基站选定的4个主瓣方向。

S220，基站分别在各个主瓣方向上发送相互正交的导频信号；即，基站在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

在一个实施例中，如图5所示，基站可以分别在0，1，2，3这4个主瓣方向上的backhaul链路频段F1上发送正交的backhaul导频信号。

S230，各个空闲MS接收基站发送的导频信号，判断接收到的导频信号的信道质量信息的值是否超过预定义的反馈阈值，如果超过反馈阈值，向BS反馈该空闲终端接收的导频信号对应的信道质量信息，以及该导频信号的导频标识。

在一个实施例中，信道质量信息可以用信干噪比来表示；在一个实施例中还可以用测量得到的路径损耗、接收信噪比或者信号与噪声失真比等信息来表示，本发明实施例不做特别的限定。

当然在另一个实施例中，各空闲终端也可以不用判断各接收的导频信号是否超过预定义的反馈阈值，只要空闲终端接收到导频信号，空闲终端就反馈接收到的导频信号的导频标识及对应的信道质量信息。

在一个实施例中，各个空闲MS接收基站发送的BHRS信号，判断接收到的BHRS信号的信干噪比是否超过预定义的信干比阈值，如果超过信干比阈值，向BS反馈该空闲终端接收的BHRS对应的信道质量信息，以及该BHRS导频标识。

在一个实施例中，如图5所示，MS1、MS2、MS3、MS4、MS5是一些具有中继能力的空闲的移动终端，是移动中继节点选择中的候选节点。其中，MS1、MS2、MS3、MS4分布在基站选定的各主瓣方向上，且距离基站较近，在收到backhaul链路频段F1上的BHRS信号后，分别向BS反馈相应BHRS导频标识(BHRS ID)及对应信道质量信息(Channel Quality Information，CQI)。而MS5所在位置不在BS的天线主瓣方向，其接收到的backhaul频段上的BHRS信号强度较小，信干噪比较差，低于预定义的反馈阈值，因此，MS5不反馈任何BHRS ID。

S240，接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及各个导频信号对应的信道质量信息；

在一个实施例中，导频标识可以为BHRS导频标识。

S250，根据信道质量信息，在每个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为每个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为每个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

预置的选择策略，在一个实施例中，可以是，选择信道质量信息的值大于预先设定的阈值的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点；

预置的选择策略，在一个实施例中，还可以是，选择信道质量信息的值最大的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点；

预置的选择策略，在一个实施例中，还可以是，选择信道质量信息的值相对较好的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点。

在一个实施例中，导频标识可以为BHRS导频标识。

可选地，在一个实施例中，在S250中，基站接受到空闲终端反馈的导频标识后，将导频标识相同的终端分到一个组，因为若某些空闲终端反馈的导频标识相同，这些终端在同一天线主瓣方向上。

可选地，在一个实施例中，在S250中，基站可以在某个导频标识对应的空闲终端分组内，选择信道质量较好的空闲终端，作为该导频标识指示的天线主瓣方向上的中继节点。

可选地，在一个实施例中，如图5所示，在反馈的BHRS ID当中，MS1、MS2上报的BHRS ID相同，均为0，基站将MS1和MS2分为同一组。而由于MS1相对MS2离BS更近，信道质量更好，即CQI1＞CQI2，因此，BS根据相应的中继节点选择策略，选择MS1作为天线主瓣0方向对应的移动中继节点。MS3和MS4分别反馈BHRS ID为1和2，且CQI值较高，信道质量较好，因此，被BS选择分别作为天线主瓣1和天线主瓣2方向对应的移动中继节点。

S260，若BS在预设的时间周期内没有收到某个主瓣方向对应的导频标识反馈，则BS调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到对应的导频标识反馈。

在一个实施例中，若BS在一段预设的时间周期内始终没有收到某个主瓣方向对应的BHRS导频标识反馈，则BS小范围调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到对应的BHRS导频标识(或者是一定数量的对应BHRS导频标识)反馈为止，以此保证蜂窝小区内有合适数量的移动中继节点，使得backhaul链路吞吐量最大。

在一个实施例中，如图5所示，MS5所在位置不在BS的天线主瓣方向，其接收到的backhaul频段上的BHRS信号强度较小，信道质量较差(在本实施例中可以反映为信干噪比较差)，低于预定义的反馈阈值，因此，MS5不反馈任何BHRS ID。

由于BS没有收到BHRS ID为3的信令反馈，因此，BS在小范围内微调天线主瓣3相关的天线阵列权值，直到收到BHRS ID＝3的主瓣方向对应的反馈为止。BS微调主瓣3方向相关的天线阵列权值系数后，主瓣3方向如图7所示(调整后的主瓣3的方向为实线主瓣所示，调整前的主瓣3的方向如虚线主瓣方向所示)。

图7是本发明实施例提供的一种调整主瓣后的无线中继网络示意图。如图7所示，调整后，MS5位于天线主瓣3方向。由于MS5收到的下行BHRS信号较强，信干噪比较高(即，信道质量较好)，大于预定义的反馈阈值。MS5反馈BHRS ID及信道质量信息，经过BS的筛选过程，MS5被选择作为天线主瓣3方向对应的移动中继节点。

S270，广播S260中的中继节点选择结果。

在一个实施例中，由于各移动中继节点的移动特性，BS根据MS动态上报信息，周期更新中继节点选择结果，并进行广播。

本发明实施例通过以上技术方案，基站根据目标通信终端的方位，确定天线的主瓣方向，在不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的附近方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。进一步的，基站主动选择主瓣方向，也保证空分多址时各个主瓣波束之间的干扰足够小，保障了空分多址传输数据的效果。

如图12所示，本发明实施例提供一种基站，包括：

导频发送模块330，用于在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

接收模块340，用于接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及上述各个导频信号对应的信道质量信息；

中继选择模块350，用于按照预置的选择策略，根据上述各个导频信号对应的信道质量信息，在上述各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为上述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

本发明实施例通过以上技术方案，基站在天线的不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。

如图8所示，本发明实施例提供在一种基站，包括：

方向确定模块320，用于根据目标通信终端的方位，确定天线的各主瓣方向；

在一个实施例中，方向确定模块320根据目标通信终端大致方位，在保证阵列天线各波束主瓣方向信号间干扰足够小的情况下，即各天线波束的旁瓣不与其他波束的主瓣方向重合，选择相应的阵列天线权值系数，确定天线的各主瓣方向。

导频发送模块330，用于在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；即，在天线的各主瓣方向上发送相互正交的导频信号；

在一个实施例中，导频发送模块330可以为各个导频信号进行码分复用来实现正交，在另一个实施例中，导频发送模块330还可以为各个导频信号进行频分复用来实现正交，在另一个实施例中导频发送模块330还可以为各个导频信号进行时分复用来实现正交。当然，在其它实施例中还可以采取其它正交方式，本发明实施例不做特别的限定。

在一个实施例中，导频信号可以为BHRS信号。

接收模块340，用于接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及各个导频信号对应的信道质量信息，导频标识用于指示所述主瓣方向。

在一个实施例中，各个导频信号的导频标识及各个导频信号对应的信道质量信息，可以是由判断出接收到的导频信号对应的信道质量信息的值超过预定义的反馈阈值的空闲终端反馈的。

在一个实施例中，导频标识可以位BHRS导频标识。

中继选择模块350，用于根据信道质量信息，按照预置的选择策略，在各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务；

具体的选择策略，在方法实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

广播模块360，用于广播中继选择模块350中的中继节点选择结果，将中继节点信息告知所有终端。

本发明实施例通过以上技术方案，基站根据目标通信终端的方位，确定天线的主瓣方向，在不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的附近方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。进一步的，基站主动选择主瓣方向，也保证空分多址时各个主瓣波束之间的干扰足够小，保障了空分多址传输数据的效果。

如图9所示，在另一个实施例中，该基站还可以包括：

方位确定模块310，用于根据目标通信终端上报的信息，确定目标通信终端的方位；

在一个实施例中，目标通信终端上报的信息可以是探测导频信号(Sounding Reference Signal，SRS)。方位确定模块310根据目标通信终端上报的探测导频信号的来波方向确定各个目标通信终端的大致方位。

当然在另一个实施例中，目标终端上报的信息还可以为信令信息以及和基站的数据交互信息，本发明实施例不做特别的限定。

调整模块370，用于当接收模块340在预设的时间周期内没有收到某个主瓣方向对应的导频标识反馈时，调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到对应的导频标识反馈。

在一个实施例中，基站从反馈的空闲终端选出中继节点后，可以通过空分多址的方式向各个中继节点传输下行数据。

本发明实施例通过以上技术方案，基站根据目标通信终端的方位，确定天线的主瓣方向，在不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的附近方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。并且，基站通过空分多址的方式向各个中继节点传输下行数据，可以提升系统的数据吞吐量，改善无线中继系统的性能。进一步的，基站主动选择主瓣方向，也保证空分多址时各个主瓣波束之间的干扰足够小，保障了空分多址传输数据的效果。而且基站在没有收到某个主瓣方向对应的待聘标识反馈时，会主动调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到找到相应的中继节点，这样能更好的为目标通信终端提供中继服务。

如图10所示，本发明一个实施例提供一种移动中继系统，包括基站10、至少一个目标通信终端20-2N和至少一个空闲终端30-3N；基站10从多个空闲终端30-3N中选择出自身天线各主瓣方向上的中继节点，目标通信终端20-2N通过基站10选择出的中继节点和基站10进行通信；需要说明的是，在图10中为了更为形象的说明本发明实施例的技术方案，假定每个空闲终端都被选为中继节点，具体的：

基站10，用于在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息，导频标识用于指示所述主瓣方向；按照预置的选择策略，根据上述各个导频信号对应的信道质量信息，在上述各个导频标识对应的空闲终端中，选择信道质量信息大于预先设定的阈值的空闲终端作为每个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为每个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务；广播所述中继节点的选择结果，将中继节点信息告知所有目标通信终端和所有空闲终端。

在一个实施例中，基站10还用于，用于当基站10在预设的时间周期内没有收到某个主瓣方向对应的导频标识反馈时，调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到对应的导频标识反馈。

空闲终端30-3N，用于接收基站10发送的导频信号，判断接收到的导频信号的信道质量信息的值是否超过预定义的反馈阈值，如果超过反馈阈值，向BS反馈接收的导频信号对应的信道质量信息，以及该导频信号的导频标识。

在一个实施例中，信道质量信息可以用信干噪比来表示；在一个实施例中还可以用测量得到的路径损耗、接收信噪比或者信号与噪声失真比等信息来表示，本发明实施例不做特别的限定。

当然在另一个实施例中，各空闲终端也可以不用判断各接收的导频信号是否超过预定义的反馈阈值，只要空闲终端接收到导频信号，空闲终端就反馈接收到的导频信号的导频标识及对应的信道质量信息。

目标终端20-2N，用于通过基站10选择出的中继节点和基站10进行通信。

基站10的具体结构和相应模块的功能在前述实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

本发明实施例通过以上技术方案，基站根据目标通信终端的方位，确定天线的主瓣方向，在不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的附近方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。并且，基站通过空分多址的方式向各个中继节点传输下行数据，可以提升系统的数据吞吐量，改善无线中继系统的性能。进一步的，基站主动选择主瓣方向，也保证空分多址时各个主瓣波束之间的干扰足够小，保障了空分多址传输数据的效果。而且基站在没有收到某个主瓣方向对应的导频标识反馈时，会主动调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到找到相应的中继节点，这样能更好的为目标通信终端提供中继服务。

如图13所示，本发明一个实施例提供一种移动中继通信方法，包括：

S510，在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

S520，接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及上述各个导频信号对应的信道质量信息；上述信道质量信息用于使基站按照预置的选择策略，在上述各个导频标识对应的空闲终端中选择出相应的空闲终端作为上述各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，上述中继节点用于为上述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务；

具体的选择中继节点的策略和方法，在前述方法实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

S530，广播上述中继节点的选择结果，将中继节点信息告知所有目标通信终端和所有空闲终端；

S540，通过上述天线的各主瓣方向上的中继节点与上述天线各主瓣方向上的目标通信终端进行通信。

在一个实施例中，当基站在预设的时间周期内没有收到某个主瓣方向对应的导频标识反馈时，调整该主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到对应的导频标识反馈。

本发明实施例通过以上技术方案，基站在天线的不同主瓣方向上发送正交导频信号，并根据该方向空闲终端反馈的信道质量信息选择合适的空闲终端作为中继节点，为对应目标通信终端提供中继服务。由于基站在通信目标终端的方位上选择移动终端作为中继节点，可以保证移动中继节点距离目标终端较近，从而有效提升中继效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种移动中继的选择方法，其特征在于，包括：

在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息；

按照预置的选择策略，根据所述各个导频信号对应的信道质量信息，在所述各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

2.如权利要求1所述的移动中继的选择方法，其特征在于，所述方法还包括：

若在预设的时间周期内没有收到任意一个或多个主瓣方向对应的导频标识的反馈，则调整所述任意一个或多个主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到所述任意一个或多个主瓣方向对应的导频标识的反馈。

3.如权利要求1所述的移动中继的选择方法，其特征在于，在所述天线的各主瓣方向上发送各个导频信号之前，包括：

根据各个目标通信终端的方位，确定天线的各主瓣方向。

4.如权利要求3所述的移动中继的选择方法，其特征在于，所述根据各个目标通信终端的方位，确定天线的各主瓣方向之前，包括：

根据所述各个目标通信终端上报的信息，确定所述各个目标通信终端的方位。

5.如权利要求1所述的移动中继的选择方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照预定的周期更新中继节点，并广播更新后的中继节点的信息。

6.如权利要求1所述的移动中继的选择方法，其特征在于，所述方法还包括：

从所述空闲终端选出中继节点后，通过空分多址的方式向各个中继节点传输下行数据。

7.如权利要求1所述的移动中继的选择方法，其特征在于，所述按照预置的选择策略，根据各个导频信号对应的信道质量信息，选择相应的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，包括：

选择信道质量信息的值大于预先设定的阈值的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点；或者，

选择信道质量信息的值最大的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点。

8.如权利要求1所述的移动中继的选择方法，其特征在于，所述各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息，是由判断出接收到的导频信号对应的信道质量信息的值超过预定义的反馈阈值的空闲终端反馈的。

9.如权利要求1所述的移动中继的选择方法，其特征在于，所述方法还包括：

广播所述中继节点的选择结果，将中继节点信息告知所有目标通信终端和所有空闲终端。

10.一种基站，其特征在于，包括：

导频发送模块，用于在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

接收模块，用于接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息；

中继选择模块，用于按照预置的选择策略，根据所述各个导频信号对应的信道质量信息，在所述各个导频标识对应的空闲终端中选择相应的空闲终端作为各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务。

11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，所述基站还包括：

调整模块，用于在预设的时间周期内所述接收模块没有收到任意一个或多个主瓣方向对应的导频标识的反馈时，调整所述任意一个或多个主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到所述接收模块收到所述任意一个或多个主瓣方向对应的导频标识的反馈。

12.如权利要求10所述的基站，其特征在于，所述基站还包括：

方位确定模块，用于根据所述目标通信终端上报的信息，确定所述目标通信终端的方位；

方向确定模块，用于根据所述目标通信终端的方位，确定天线的各主瓣方向。

13.如权利要求10所述的基站，其特征在于，所述基站还包括：

广播模块，用于广播所述中继节点的选择结果，将中继节点信息告知所有目标通信终端和所有空闲终端。

14.一种移动中继通信方法，其特征在于，包括：

在天线的各主瓣方向上发送各个导频信号，每一个主瓣方向上发送的导频信号与其它任一主瓣方向上发送的导频信号相正交；

接收空闲终端反馈的各个导频信号的导频标识及所述各个导频信号对应的信道质量信息；所述信道质量信息用于使基站按照预置的选择策略，在所述各个导频标识对应的空闲终端中选择出相应的空闲终端作为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的中继节点，所述中继节点用于为所述各个导频标识指示的主瓣方向上的目标通信终端提供中继服务；

广播所述中继节点的选择结果，将中继节点信息告知所有目标通信终端和所有空闲终端；

通过所述天线的各主瓣方向上的中继节点与所述天线各主瓣方向上的目标通信终端进行通信。

15.如权利要求14所述的移动中继通信方法，其特征在于，包括：

若在预设的时间周期内没有收到任意一个或多个主瓣方向对应的导频标识的反馈，则调整所述任意一个或多个主瓣方向相关的天线阵列权值系数，直到收到所述任意一个或多个主瓣方向对应的导频标识的反馈。

16.一种移动中继系统，其特征在于，包括至少一个目标通信终端、至少一个空闲终端和如权利要求10-13任一项所述的基站；

所述基站，用于从所述至少一个空闲终端中选择出中继节点，通过选择出的中继节点与所述至少一个目标通信终端进行通信。

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