CN102379092A - 中继装置和中继方法 - Google Patents

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Abstract

一种中继装置和装置方法,通过其,通过根据无线信号的错误检测功能判定是否要中继无线信号,防止信息的错误中继。所述中继装置中继发送站和接收站之间的无线信号,并且配备有:接收单元,接收来自发送站的无线信号;以及中继判定单元,根据由接收单元接收到的无线信号的错误检测功能并基于显示从发送站到中继站装置的信道质量的第一信道质量,判定是否要中继所述信号。

Description

中继装置和中继方法
技术领域
本发明涉及用于将无线信号从发送站中继到接收站的中继站装置和中继方法。
背景技术
在无线通信领域中,近来,中继无线信号的技术已经引人注目。
期望中继技术发挥扩大通信区域和增加通信容量的效果。中继站(RS:Relay Station)被安装在从基站(BS:Base Station)发送的无线电波达不到的地方。然后,中继站中继BS和移动台(MS:Mobile Station)之间的无线信号,结果是基站可以经由中继站与移动台通信。因此,可以扩大通信区域。移动台的发送功率很大程度上影响电池的电力消耗。当中继技术被应用到作为从移动台到基站的信道的上行链路时,可以显著地获得移动台的发送功率被抑制到低水平的效果。在中继技术中,当由RS覆盖的通信区域被设置为狭窄的时,可以重复使用频率。因此,有这样的效果:提高了整个系统的频率使用效率,并且可以增加通信容量。
在下文中,基站被称为BS,中继站(中继站装置)被称为RS,以及移动台被称为MS。在存在多个站的情况下,它们分别被表示为BSi(i=1,2,3,...,n-1,n;n是自然数)、RSi(i=1,2,3,...,n-1,n;n是自然数)、以及MSi(i=1,2,3,...,n-1,n;n是自然数)。
作为RS中的中继方法,存在各种方法。当注意力集中在RS中的信号处理上时,例如,存在解调并解码由RS接收到的信号以再生并发送(中继)发送数据的方法(解码并向前中继)、以及对由RS接收到的RF信号执行功率放大并发送(中继)功率放大后的RF信号的方法(放大并向前中继)。当注意力集中在执行中继的RS的数量上时,存在通过使用多个RS顺序地执行中继的方法(多跳)、以及通过使用单个RS执行中继的方法(单跳)。
参考图17,将说明从MS到BS的信道(上行链路)中的多跳。图17示出了上行链路中的多跳。在图17中,在上行链路中,RS1、RS2、RS3、RSn-1和RSn将从MS发送的信号中继到BS。图中的箭头指示从MS到BS的中继路径。
如图17中所示的箭头(粗信道)所指示的,RS3首先中继从MS发送的信号。接着,中继站RSn-1将由RS3中继的信号发送(中继)到BS。作为控制从MS到BS的中继路径的方法,例如,存在RS分别以自主分散的方式控制中继路径的方法、以及通过使用路径控制装置以集中的方式控制中继路径的方法。
在已经参考图17说明的多跳环境中,已经研究了称为泛洪(flooding)的技术。
下面将参考图18说明多跳环境中的泛洪。图18是示出了上行链路中的泛洪的图。在图18中,设置了这样的环境:从MS发送的信号不能直接到达BS,并且通过RS的信号中继是必要的。而且,RS1、RS2、RS3和RSn发送(中继)从MS发送的信号。此外,假定在图中由箭头指示的、从MS到BS的中继路径还未确定。
参考图18,在MS发送信号之后,RS接收MS的发送信号并执行接收处理,因为所述发送信号的中继路径还未确定。接着,每个RS判定其是否接收了MS的发送信号。作为每个RS判定其是否接收了MS的发送信号的方法,例如,存在取决于接收水平判定是否已经执行了接收的方法、以及在解码并向前中继的情况下通过使用错误检测功能执行判定的方法。
然后,所有判定已经执行了接收的RS执行中继。在图中,在箭头的尖端显示圆圈和“接收成功(OK)”,指示对应的RS已经执行了接收的判定的信号。而且,在箭头的尖端显示叉和“接收失败(NG)”,指示对应的RS接收失败的判定的信号。
在图18中,作为在RS1、RS2和RS3的每一个中对由MS发送的信号执行接收处理的结果,RS1和RS2判定已经执行了所述接收,而RS3判定未能执行所述接收。因此,RS1和RS2中继MS的发送信号。
在图18中,接着,判定由RS2中继的信号已经被发送到RSn且RSn已经接收到所述信号。然后,RSn将从RS2发送的信号中继到BS。通过这种方式,重复RS中的中继,MS的发送信号到达BS。
在图18中所示的多跳环境中的泛洪中,例如,研究防止被RS接收一次的信号被中继两次以便不导致信号回路的方法、以及避免信号冲突以便防止多个RS在相同的时刻执行发送的方法。而且,广泛研究了对多跳环境中的广播发送、传感器网络等的应用。
同样,也研究了泛洪对点到点通信的应用。
非专利文献1公开了一种泛洪被应用到点对点通信的中继方法。具体地,在所述方法中,在判定已经接收了从MS发送的信号的多个RS之中,具有最高的从RS到BS的信道质量的RS中继从MS发送的信号。
这里,将参考图19和图20说明上述非专利文献1中公开的中继方法。图19是示出了在上行链路中中继的方式的图。图20是示出了图19中所示的中继操作的图。
图19和图20假定从MS发送的信号不能直接到达BS的环境,因此通过RS的信号中继是必要的。假定从MS到BS的中继路径还未确定。而且,在图19和图20中,假定来自BS的下行链路信号可以被MS和所有的RS接收。这是因为BS中发送功率的限制小于MS中发送功率的限制,因此下行链路信号可以以大功率发送。此外,在图19和图20中,假定从RS到BS的信道质量以RS3、RS2和RS1的顺序逐渐增高。每个RS依据来自BS的下行链路信号,估计从RS到BS的信道质量。此外,在图19和图20中,假定从RS到BS的信道质量以RS3、RS2和RS1的顺序逐渐增高。这是因为考虑到随着RS和BS之间的距离越短,从RS到BS的信道质量越高。图19和图20中的箭头指示MS的发送信号。标号(1)至(4)根据中继目的地而分别被附加到箭头上。
参考图19和图20,首先,MS发送信号,之后,RS执行接收从MS发送的信号的处理。然后,每个RS判定其是否接收了从MS发送的信号。作为RS判定其已经执行了接收的方法,存在取决于接收水平判定是否已经执行了接收的方法、以及在解码并向前中继的情况下通过使用错误检测功能执行判定的方法。
在图19和图20中,接下来,在判定已经执行了接收的RS1和RS2之间,具有高的从RS到BS的信道质量的RS2被选择作为要将从MS发送的信号中继到BS的RS。然后,RS2将从MS发送的信号发送到BS。
如上所述,将被估计为从RS到BS的信道质量最高的RS选择作为要将从MS发送的信号中继到BS的RS,因此,选择与BS较近的RS。因此,在多跳环境中,可以减少中继的数量。在单跳环境中,从RS到BS的信道质量为高,因此,BS中的接收性能非常卓越。在单跳环境中,在将自适应调制应用于从RS发送的信号的情况下,可以提高频率效率。
在泛洪中,为了不导致信号回路,如上所述,研究RS不会将接收一次的信号中继两次的结构。为了防止RS将接收一次的信号中继两次,RS必须以任意方法向其它RS通知由所述RS自身执行中继。关于从RS到BS的信道质量,例如,将对应于中继优先权(priority)的等待时间预先设置在从RS接收信号的时刻到RS中继该信号的时刻的时间中。
因此,下面将参考图21说明向除了中继RS之外的RS通知所述中继RS中继信号的方法。图21是示出了对应于中继优先权的等待时间(纵坐标)和从RS到BS的信道质量(横坐标)之间的关系的图。
在所述方法中,如图21所示,在从RS接收信号的时刻到RS中继该信号的时刻的时间中,关于对应于中继优先权的等待时间,具有高中继优先权的RS较早地开始中继。在每个RS中,在RS自身的等待时间期间,在未检测到来自另一个RS的中继信号的情况下,所述RS自身执行中继。
在图19和图20中所示的过去的示例的情况下,从RS到BS的信道质量以除了RS3之外的RS2和RS1的顺序逐渐增高,其中RS3未能接收从MS发送的信号。参考图21,可见从RS到BS的信道质量比RS1高的RS2的等待时间比RS1的等待时间短。因此,RS2优先于RS1中继从MS发送的信号。由于从MS发送的信号已经从RS2中继了,所以RS1不中继从MS发送的信号。
引用文献列表
非专利文献
非专利文献1:IWATA Ayako等人的“Selection Method of Relay Stationaccording to Reception Quality for Multihop System”,The Technical Report ofThe Proceeding of The Institute of Electronics,Information and CommunicationEngineers,Vol.105,No.356 RCS2005-105,pp.121-126,2005年10月13日。
发明内容
技术问题
在上述相关领域的技术中,然而,当包含错误信息的信号存在于被判定为由RS接收的信号中时,存在RS可能中继错误信息的可能性。
本发明的一个目标是提供能够防止中继错误信息的中继站装置和中继方法。
解决问题的方案
根据本发明的一个方面的中继站装置是中继发送站和接收站之间的无线信号的中继站装置,包括:接收单元,接收来自发送站的无线信号;以及中继判定单元,根据由接收单元接收到的无线信号中的错误检测功能,基于指示从发送站到中继站装置的信道质量的第一信道质量来判定是否要中继所述信号。
根据上述结构,可以根据要由中继站装置中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置。
在中继站装置中,所述中继判定单元根据由接收单元接收到的无线信号中的错误检测功能,基于第一信道质量和指示从中继站装置到接收站的信道质量的第二信道质量来判定是否要中继所述信号。
根据所述结构,可以根据要由中继站装置中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置。
该中继站装置包括:质量判定单元,当由接收单元接收到的无线信号中未检测到错误的概率(undetected error probability)高时,判定第一信道质量是否满足所需的质量,并且,如果质量判定单元判定第一信道质量满足所需的质量,则中继判定单元基于第二信道质量判定是否要中继所述无线信号。
根据所述结构,可以根据要由中继站装置中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置。
该中继站装置还包括:错误检测单元,检测由接收单元接收到的无线信号的错误,并且,当由接收单元接收到的无线信号中的未检测到错误的概率低时,所述中继判定单元基于错误检测单元的检测结果和第一信道质量来判定是否要中继所述无线信号。
根据所述结构,可以根据要由中继站装置中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置。
在中继站装置中,所述中继判定单元根据由接收单元接收到的无线信号中的错误检测功能,基于第一信道质量和第二信道质量之间的相对值来判定是否要中继所述信号。
根据所述结构,可以根据要由中继站装置中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置。
在中继站装置中,所述中继判定单元根据由接收单元接收到的无线信号中的错误检测功能,基于所述相对值以及第一信道质量与第二信道质量之间的绝对值来判定是否要中继所述信号。
根据所述结构,可以根据要由中继站装置中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置。
根据本发明的一个方面的中继方法是中继发送站和接收站之间的无线信号的中继站装置中的中继方法,所述中继方法包括:接收来自发送站的无线信号;以及根据接收到的无线信号中的错误检测功能,基于指示从发送站到中继站的信道质量的第一信道质量,判定是否要中继所述信号。
本发明的有益效果
根据本发明的方面的中继站装置和中继方法,根据无线信号中的错误检测功能,确定是否要中继所述无线信号,从而可以防止中继错误的信息。
附图说明
图1是图示根据本发明的方面的注意无线信号中未检测到错误的概率的原因的图。
图2是示出图1中选择中继RS的方式的图。
图3是示出中继RS的优先权与从RS到BS的信道质量之间的关系的曲线图。
图4是示出根据本发明的方面的等待时间与从RS到BS的信道质量之间的关系的曲线图。
图5是示出根据第一实施例的中继站装置100的结构的框图。
图6是示出根据第一实施例的中继站装置100中的中继判定处理流程1的图表。
图7是示出第二实施例中的上行链路中的中继的图。
图8是示出第二实施例中选择中继RS的方式的图。
图9是示出第二实施例中相对值r_RSi与中继信号的等待时间之间的关系的曲线图。
图10是示出根据第二实施例的中继站装置200的结构的框图。
图11是示出第二实施例中的中继判定处理流程2的图表。
图12中,(a)至(c)是示出第二实施例中相对值r_RSi与等待时间之间的关系的曲线图。
图13是描绘图12中的相对值是1的情况的曲线图。
图14是示出根据第三实施例的中继站装置300的结构的框图。
图15是示出第三实施例中的中继判定处理流程3的图表。
图16是示出根据第四实施例的中继站装置400的结构的框图。
图17是图示上行链路中的多跳的图。
图18是图示泛洪的图。
图19是示出从MS到BS的上行链路中的中继的图。
图20是示出图19中所示的中继操作的图。
图21是示出等待时间与从RS到BS的信道质量之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下文将参考附图说明本发明的方面。
根据本发明的方面的中继站装置(中继站)的一个特征是,根据从移动台发送的无线信号中未检测到错误的概率,中继站装置基于从移动台到中继站装置的信道质量和从中继站装置到基站的信道质量来判定是否要中继从MS发送的无线信号。
下文中,中继站装置(中继站)被称为RS,移动台被称为MS,以及基站被称为BS。在存在多个中继站装置(中继站)的情况下,它们被表示为RSi(i=1,2,3,...,n-1,n;n是自然数)。在本发明的方面中,将示例性地说明作为从MS到BS的信道的上行链路中的中继处理。而且,在本发明的方面中,将示例性地说明RS仅中继信号一次的单跳的情况作为RS的中继模式。
将参考图1说明在本发明的方面中注意从MS发送且由RS中继的无线信号中未检测到错误的概率的原因。图1是示出了本发明的方面中中继具有不同的未检测到错误的概率的无线信号的方式的图。
在MS将无线信号发送到RS的情况下,由RS从MS接收到的无线信号被MS和RS之间的传播路径波动和噪声影响,并且在无线信号中出现错误。关于信号错误,通常使用纠错编码。然而,存在错误不能被纠错码纠正的情况。因此,存在用于检测由RS从MS接收到的无线信号中是否出现错误的错误检测功能。例如,存在CRC(循环冗余校验)、奇偶校验等等。当注意力集中在无线信号中的错误检测功能上时,尽管由RS从MS接收到的无线信号中出现错误,RS检测到错误不存在的未检测到错误的概率是不同的。
这里,将考虑无线信号中未检测到错误的概率低的情况以及未检测到错误的概率高的情况。
换言之,无线信号中未检测到错误的概率低的情况意味着无线信号中错误检测功能的可靠性高的情况。在上述CRC中,例如,具有长比特数量的CRC(诸如24比特CRC或16比特CRC)对应于未检测到错误的概率低的情况。在这种低情况下,RS中错误检测的结果是可靠的,而与指示信道质量的接收SNR无关。
换言之,对比之下,未检测到错误的概率高的情况意味着无线信号中错误检测功能的可靠性低的情况。例如,具有短比特数量的CRC(诸如4比特CRC)和1比特奇偶校验对应于所述情况。此外,无线信号没有错误检测功能的情况对应于所述情况。在未检测到错误的概率高的情况下,存在出现未检测到错误的情况的可能性,因此RS中错误检测的结果具有低可靠性。
参考图1,将说明无线信号中未检测到错误的概率在上行链路中的中继中低的情况以及无线信号中未检测到错误的概率高的情况。在图1中,RS1、RS2和RS3将从MS发送的无线信号中继到BS。在图1中,假定从RS到BS的信道质量为RS1>RS2>RS3的顺序。
首先,将说明从MS发送具有低的未检测到错误的概率的无线信号的情况。RS对从MS接收到的无线信号执行错误检测。因此,RS1、RS2和RS3判定在从MS接收到的无线信号中未检测到错误,且信号已经被正确地接收。由于所述信号中未检测到错误的概率低,所以判定结果可以是可靠的。因此,考虑在判定已经从MS接收到无线信号的RS之中,作为具有最高的从RS到BS的信道质量的RS的RS3将中继从MS接收到的信号。
接下来,将说明从MS发送具有高的未检测到错误的概率的无线信号的情况。
RS对从MS接收到的无线信号执行错误检测。因此,RS1、RS2和RS3判定在从MS接收到的无线信号中未检测到错误,且信号已经被正确地接收。然而,由于所述信号中未检测到错误的概率为高,所以存在判定结果中出现未检测到错误的情况的可能性。
因此,注意力集中在作为错误检测功能的错误检测码上。通常众所周知地,在导致超过错误检测能力的比特错误的情况下,出现未检测到错误的情况。因此,在比特错误减少的情形中(即,信道质量足够高),即使在具有高的未检测到错误的概率的信号中,也认为错误检测的判定结果可以是可靠的。因此,虽然存在在关于MS的信道质量不是如此高的RS3中出现未检测到错误的情况的可能性,但是在关于MS的信道质量足够高的RS1和RS2中,错误检测结果可以是可靠的。因此,将从关于MS的信道质量足够高的RS1和RS2中选择中继RS。从而,在图1中,从RS到BS的信道质量最高的RS2执行中继。
这里,所述方面中的中继RS是将从MS接收到的无线信号中继到BS的中继站装置(中继站)。
接下来,参考图1至图3,将分别考虑以下情况来说明特征:(1)在根据本发明的方面的中继站装置中,作为从MS接收到的无线信号的属性的未检测到错误的概率低的情况;以及(2)未检测到错误的概率高的情况。图2是示出图1中选择中继RS的方式的图。而且,图3是示出中继RS的优先权与从RS到BS的信道质量之间的关系的曲线图。
(中继具有低的未检测到错误的概率的无线信号)
由RS从MS接收到的无线信号具有未检测到错误的概率低的属性,因此估计每个RS中的错误检测的结果具有高的可靠性。因此,从判定各个RS已经无错误地从MS接收到无线信号的所有RS中确定中继RS。
参考图2,在从MS接收到的无线信号中的未检测到错误的概率低的情况下,判定对应的RS已经无错误地进行了接收(在图2中,被表示为“接收成功”)的中继站是RS1、RS2和RS3。从图3中所示的中继的优先权与从RS到BS的信道质量之间的关系,将RS中中继的优先权以降序确定为RS3、RS2和RS1。因此,如图2中所示,在本发明的方面中要中继具有低的未检测到错误的概率的信号的情况下,中继RS是RS3。
如上所述,在RS要中继具有低的未检测到错误的概率的信号的情况下,估计中继站中错误检测的结果的可靠性2为高。因此,每个RS基于从RS到BS的信道质量判定是否要中继从MS接收到的信号。
然而,在每个RS要中继具有高的未检测到错误的概率(换言之,中继站中错误检测的结果的可靠性低)的无线信号的情况下,除了基于从RS到BS的信道质量之外,RS还基于从MS到RS的信道质量,来判定是否要中继从MS接收到的信号。以与中继具有低的未检测到错误的概率的无线信号的情况同样的方式,将参考图1至图3说明在本发明的方面的中继站装置中中继具有高的未检测到错误的概率的无线信号的情况。
(中继具有高的未检测到错误的概率的无线信号)
从MS接收到的无线信号具有未检测到错误的概率高的属性,因此估计每个RS中错误检测的结果具有低可靠性。因此,从判定各个RS已经无错误地从MS接收了无线信号的所有RS中确定满足对应于RS中的错误检测功能的预定质量的所有RS。
这里,将说明确定满足对应于错误检测功能的预定质量的RS的具体方法。RS对从MS接收到的无线信号执行错误检测,并基于所述无线信号估计从MS到RS的信道质量Q_(MS→RSi)。在下文中,所述方面中由“_”指示的下划线显示了跟在下划线后面的字符(例如,MS→RSi)是紧挨在下划线之前的字符(例如,Q)的下标。
而且,RS设置与从MS接收到的无线信号中的错误检测功能对应的预定接收质量的阈值Th_RS。如果从MS到RS的信道质量Q_(MS→RSi)高于阈值Th_RS(换言之,满足下面的(表达式1)的关系),则RS判定从MS接收到的无线信号满足与无线信号中的错误检测功能对应的所需质量。然后,RS基于错误检测的检测结果和由(表达式1)指示的质量判定结果,判定是否要中继从MS发送的信号。
[表达式1]
QMS→RSi>ThRS  (表达式1)
参考图2,在从MS接收到的无线信号中的未检测到错误的概率高的情况下,判定对应的RS已经无错误地进行了接收(在图2中,被表示为“接收成功”)的RS是RS1、RS2和RS3。而且,由(表达式1)指示的判定表达式判定满足与RS中的错误检测功能对于的预定质量的RS是RS1和RS2。然后,RS中的中继优先权以降序被确定为RS3、RS2和RS1。
在本发明的方面中,用于具有高的未检测到错误的概率的接收信号的中继判定中的(表达式1)可以被用于上述具有低的未检测到错误的概率的接收信号的中继判定中。在这种情况下,因为接收信号中的未检测到错误的概率低的属性,所以估计每个RS中的错误检测的结果具有高可靠性,因此由(表达式1)指示的阈值Th_RS被设置为低。也就是,当每个RS根据错误检测功能中的未检测到错误的概率而设置阈值Th_RS时,RS可以通过使用由(表达式1)指示的一个判定表达式来判定是否已经从MS接收到无线信号,而与未检测到错误的概率的值的大小无关。
此外,基于从MS到RS的信道质量,从满足与RS中的错误检测功能对应的预定质量的所有RS1和RS2中自主地选择中继RS。在本发明的方面中,如图2所示,在要中继具有高的未检测到错误的概率的信号的情况下,由RS自主地选择的中继RS是RS2。
在下文中,将参考图4说明本发明的实施例中RS从上述配备有优先权的RS中选择中继RS的方法。图4是示出在本发明的方面中的等待时间T_D与从RS到BS的信道质量Q_(RSi→BS)之间的关系的曲线图。在本发明的方面中,作为示例,将说明使用RS中的中继等待时间的方法。
在图4中,曲线A(实线)显示了在未检测到错误的概率低的情况下从RS_i到BS的信道质量Q_(RSi→BS)与等待时间T_D之间的关系,以及曲线B(虚线)显示了在未检测到错误的概率高的情况下的所述关系。
图4中所示的两条曲线A、B由(表达式2)指示的函数表示,其显示了从RS_i到BS的信道质量Q_(RSi→BS)与等待时间T_D之间的关系。在(表达式2)中,T_max指示最大的等待时间,以及α指示加权(weighting)系数。或者,α可以是任意的常数值或根据错误检测功能而改变的参数。
[表达式2]
T D = α Q RSi → BS T max (表达式2)
参考图4,可见,从RSi到BS的信道质量高的RS中的中继等待时间短。因此,从RSi到BS的信道质量越高的RS可以越早地开始中继。每个曲线的X轴截距(X-intercept)的质量对应于根据中继信号中的错误检测功能的阈值Th_RS。
(表达式2)中包括的加权系数α可以是任意的常数值或根据错误检测功能而改变的参数。而且,无线传输的另一个参数可以被反映至加权系数α。
例如,可以反映从MS的重发次数。在无线传输中,在接收侧(RS)出现接收错误的情况下,通常要求发送侧(MS)执行重发。当MS重发信号时,RS可以将先前接收到的数据与重发的数据结合,从而提高接收特性。因此,即使当从MS发送的无线信号中未检测到错误的概率高时,通过将重发的信号与先前的信号结合的增益,在重发信号的情况下的阈值Th_RS也可以被设置为比该信号不是重发信号的情况下更高的质量。当重发次数增加时,可以获得RS中大的结合增益,因此阈值Th_RS可以被设置为更高的质量。
在本发明的方面中,如图4中所示,与中继的优先权对应的等待时间被设置为从RS接收到无线信号(在下文中被称为中继信号)到RS将该信号中继到BS的时间。然后,RS以递降的优先权开始中继。在每个RS中,当在自身的等待时间期间未检测到来自另一个RS的中继信号时,自身RS中继所述中继信号。如图4所示,使得对应于优先权的等待时间与从RS到BS的信道质量对应,由此使从RS到BS的信道质量高的RS能够优先地中继所述中继信号。
因此在所述方面中,可以根据将由中继站装置中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置。除了图4中所示的且通过使用函数确定中继的优先权的方法之外,还存在中继RS向其它RS通知其自身的优先权的方法。例如,可以考虑如下方法:判定已经接收了从MS发送的无线信号且关于MS的信道质量满足所需质量的RS向其它RS和该BS通知关于从自身RS到BS的信道质量的信息。在这种情况下,在每个RS中,将从中继RS通知的关于MS的信道质量与自身的关于MS的信道质量比较,并且将具有最高信道质量的RS设置为中继RS。可以从每个RS将处理系列一次通知给BS,并且所述BS可以控制中继RS。
在本发明的方面中,已经示例性地说明了RS仅中继信号一次的单跳的情况而作为RS中继信号的模式。本发明不局限于此,并且还可以应用于通过使用多个RS中继信号的多跳。在这种情况下,在每个中继阶段中,先前的中继RS被视为MS,并且下一个中继目的地的RS被视为中继RS,由此使上述中继方法能够应用到多跳。
在本发明的方面中,注意力集中在由RS中继的信号中的错误检测功能的差异上。然而,在中继一个系统中的具有不同的错误检测功能的信号的情况、或者在不同的系统中中继具有不同的错误检测功能的信号的情况是可能的。作为在一个系统中的具有不同的错误检测功能的信号,例如,存在数据和控制信息。存在如下情况:数据具有未检测到错误的概率高的错误检测功能,但控制信息具有未检测到错误的概率低的错误检测功能或不具有错误检测功能。作为不同的系统,例如,存在错误检测功能根据各个系统而彼此不同的情况。
在本发明的方面中,已经说明了上行链路。同样的处理也可以应用到下行链路(从BS到MS的信道)。在这个情况下,通过使用从RS发送的信号而在MS中测量的质量被反馈回RS,由此使RS能够知道从RS到MS的传输信道的质量。
(第一实施例)
接下来,将参考图5和图6说明实现本发明的方面的中继站装置(中继站)100。图5是示出根据第一实施例的中继站装置100的结构的框图。图6是示出根据第一实施例的中继站装置100中的中继判定处理流程1的图表。如图5所示,根据第一实施例的中继站装置100包括天线101、RF开关(SW)103、接收RF单元105、接收信道质量测量单元107、接收处理单元109、错误检测功能识别单元111、错误检测单元113、质量判定单元115、中继判定单元117、发送信道质量估计单元119、中继控制单元121、存储单元123、发送处理单元125以及发送RF单元127。
所述接收RF单元105对由天线101接收到的信号执行滤波处理、以及RF频带中的处理(诸如到IF频带或基带频带的频率转换)。
接收信道质量测量单元107通过使用接收信号测量从MS到RS的接收质量(信道质量)。作为接收质量,存在接收功率、CNR、SNR、SIR、SINR、路径损耗,等等。在接收测量中,使用接收信号的数据、由包含在接收信号中的已知信号序列构成的参考信号等等。
接收处理单元109对已经在接收RF单元105中经历了RF频带中的处理的接收信号执行接收处理。例如,在执行解调接收信号的处理并对接收信号执行纠错编码的情况下,接收处理单元109执行解码处理。
错误检测功能识别单元111识别接收信号中错误检测功能的存在与否、以及其错误检测功能的可靠性。在接收信号包含控制信息并且控制信息中包含错误检测功能的信息的情况下,通过使用它执行识别。在信号格式预先与错误检测功能相关联的情况下,错误检测功能识别单元111从信号格式识别错误检测功能。
错误检测单元113检测已经在接收处理单元中经历了接收处理的接收信号中是否出现错误。检测错误的方法的示例是CRC和奇偶比特。
质量判定单元115将与在错误检测功能识别单元111中识别的接收信号中的错误检测功能对应的所需接收质量设置为阈值,并将其与接收质量测量单元107中测量的接收质量比较,以判定接收质量是否满足所需质量的阈值。
具体地,通过使用上面的(表达式1),将与从MS接收到的无线信号中的错误检测功能对应的预定接收质量的阈值Th_RS、与从MS到RS的信道质量Q_(MS→RSi)比较。也就是,如果从MS到RS的信道质量Q_(MS→RSi)高于阈值Th_RS(换言之,满足(表达式1)的关系),判定从MS接收到的无线信号满足与无线信号中的错误检测功能对应的所需质量。这里,阈值Th_RS是根据在错误检测功能识别单元111中识别的接收信号中的错误检测功能而适当地设置的。因此,可以通过使用由(表达式1)指示的一个判定表达式进行是否已经从MS接收了无线信号的判定,而与接收信号中的未检测到错误的概率的值的大小无关。
中继判定单元117,使用错误检测单元的检测结果和质量判定单元的判定结果,基于图6中所示的中继判定处理流程1,判定是否要执行中继。
发送信道质量估计单元119估计从中继站装置到未示出的接收单元(在这种情况下是基站装置)的信道的质量,即,从中继站装置观察的发送信道的质量。在所述估计中,可以使用中继站装置接收从接收单元(未示出)发送的信号并执行所述估计的方法、接收单元(未示出)反馈回在接收单元中测量的质量并执行所述估计的方法,等等。
中继控制单元121基于已经由中继判定单元117进行的是否要执行中继的判定的结果,控制中继处理。此外,中继控制单元121通过使用在发送信道质量估计单元119中估计的发送信道的质量,控制对应于发送信道质量的优先权。控制优先权的方法的示例是使用中继等待时间的方法、以及执行对另一个中继站装置的通知的方法。
存储单元123存储已经在接收处理单元中被执行了接收处理的接收数据。
发送处理单元125根据来自中继控制单元121的指令,对存储单元123中存储的接收数据执行发送处理。作为发送处理,存在纠错编码处理、修正处理等等。在存在错误检测功能的情况下,执行错误检测中所需的处理。例如,存在CRC中所需的处理。
发送RF单元127对发送处理单元125中产生的发送信号执行RF频带中的处理,诸如,到RF频带的频率转换、功率放大以及滤波处理。
RF开关103执行切换操作,使得由天线101接收到的信号连接至接收RF单元105,并且来自发送RF单元的信号连接至天线。
[中继判定处理流程1]
接下来,将参考图6说明如下处理:根据本发明的第一实施例的中继站装置100(被称为RS)判定是否要中继从MS发送的无线信号的。图6是示出第一实施例中的中继判定处理流程1的图表。
在步骤ST101,首先,接收RF单元105通过天线101接收从MS发送的信号。
在步骤ST102,接下来,接收信道质量测量单元107通过使用在步骤ST101接收到的数据,测量从MS到RS的信道质量(接收质量)。
在步骤ST103,接下来,接收处理单元109对步骤ST101中接收到的数据执行接收处理。在执行解调接收数据的处理并由此发现对接收数据执行纠错编码的情况下,执行解码处理。
在步骤ST104,接下来,错误检测功能识别单元111识别步骤ST103中被执行接收处理的数据中的错误检测功能。在接收数据中包含控制信息且控制信息中包含错误检测功能的信息的情况下,错误检测功能识别单元111通过使用错误检测功能的信息识别数据中的错误检测功能。在信号格式预先与错误检测功能相关联的情况下,错误检测功能识别单元111从信号格式识别错误检测功能。
在步骤ST105,接下来,错误检测单元113检测步骤ST103中被执行接收处理的数据的错误。检测错误的方法的示例是CRC和奇偶比特。如果错误检测单元113判定“错误存在”,例如,RS未接收到数据,则因此控制前进到步骤ST109。相反,如果错误检测单元113判定“错误不存在”,则控制前进到步骤ST106。
在步骤ST106,接下来,质量判定单元115设置与在步骤ST104中识别的数据中的错误检测功能对应的所需质量作为阈值,并且控制前进到步骤ST107。
在步骤ST107,接下来,中继判定单元117将步骤ST102中测量的从MS到RS的信道质量与步骤ST106中设置的所需质量的阈值比较,并判定从MS到RS的信道质量是否满足所需质量。如果中继判定单元117判定“满足”,则控制前进到步骤ST108。相反,如果中继判定单元117判定“不满足”,则存在未检测到错误的可能性,并且由此控制前进到步骤ST109。
在步骤ST108,中继控制单元121基于步骤ST107中判定的结果,控制中继数据的中继处理。然后,经中继处理的数据经历发送处理单元125和发送RF单元127中的处理,并且之后通过RF开关103从天线101发送。
在步骤ST109,中继判定单元117判定不中继所述数据。
如上所述,根据本发明第一实施例的中继站装置100基于图6中所示的中继判定处理流程1,执行判定是否要中继从MS发送的无线信号的处理。然后,根据本发明第一实施例的中继站装置100通过使用上面的(表达式2)为要执行中继的RS设置优先权,由此可以根据无线信号中的错误检测功能选择要中继无线信号的中继RS。因此,在所述实施例中,可以根据要由中继站装置100中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置100。
因此,根据本发明的第一实施例的中继站装置100可以防止中继错误信息,并且防止频率使用效率降低。
(第二实施例)
接下来,将说明根据本发明的第二实施例的中继站装置(中继站)200。在所述实施例中,在从发送侧装置(MS)到接收单元(BS)的范围内仅使用一个RS的单跳的情况下,由RS中继的信号必须无错误地到达BS。因此,从RS到BS的信道质量是重要的。
因此,根据第二实施例的中继站装置200基于RS中的接收质量(从MS到RS的信道质量)和从RS观察的发送质量(从RS到BS的信道质量),执行中继判定处理。具体地,根据第二实施例的中继站装置200基于从MS到RS的信道质量和从RS到BS的信道质量的相对值执行中继判定处理。
这里,将参考图7说明在第二实施例中在上行链路中中继的方式,同时分别考虑从MS发送的无线信号中的未检测到错误的概率低的情况、以及从MS发送的无线信号中的未检测到错误的概率高的情况。图7是示出第二实施例中的上行链路中的中继的图。
(中继具有低的未检测到错误的概率的无线信号)
从MS接收到的无线信号具有未检测到错误的概率低的属性,由此估计每个RS中的错误检测的结果具有高可靠性。因此,从判定各个RS已经无错误地从MS接收了无线信号的所有RS中选择中继RS。
与第一实施例同样,这里,实施例中的中继RS是将从MS接收到的无线信号中继到BS的中继站装置(中继站)。
参考图7,在从MS接收到的无线信号中的未检测到错误的概率低的情况下,判定对应的RS已经无错误地进行了接收(在图7中,被指示为“接收成功”)的中继站是RS1、RS2和RS3。与第一实施例同样,当使用图4中所示的中继的优先权与从RS到BS的信道质量之间的关系时,以降序将RS中的中继优先权确定为RS3、RS2和RS1。因此,如图7中所示,在本发明的实施例中要中继具有低的未检测到错误的概率的信号的情况下,中继RS是RS3。
如上所述,在RS要中继具有低的未检测到错误的概率的信号的情况下,估计中继站中的错误检测结果的可靠性高。因此,每个RS基于从RS到BS的信道质量判定是否要中继从MS接收的信号。
然而,在每个RS要中继具有高的未检测到错误的概率(换言之,中继站中的错误检测结果的可靠性低)的无线信号的情况下,RS除了基于从RS到BS的信道质量之外,还基于从MS到RS的信道质量,来判定是否要中继从MS接收到的信号。在所述实施例的情况下,由一个RS将无线信号从MS中继到BS,由此,BS必须无错误地接收由RS中继的无线信号。而且,存在BS中也出现未检测到错误的概率的可能性,因此,从RS到BS的信道质量也必须高。
(中继具有高的未检测到错误的概率的无线信号)
因此,在所述实施例中,在RS要中继具有高的未检测到错误的概率的无线信号的情况下,RS中的接收质量(从MS到RS的信道质量)和RS中的发送质量(从RS到BS的信道质量)程度相似(或者,也就是两个信道的相对值接近1)的RS执行所述中继。
在图7中,判定对应的RS已经无错误地进行了接收(在图7中,被指示为“接收成功”)的中继站是RS1、RS2和RS3。在这些RS中,RS中的接收质量(从MS到RS的信道质量)和RS中的发送质量(从RS到BS的信道质量)程度相似(或者,也就是两个信道的相对值接近1)的RS是RS2。因此,RS2是中继RS。
接下来,将参考图8具体地说明本实施例中的如下方法:根据要由RS中继的无线信号中的未检测到错误的概率,基于RS中的接收质量(从MS到RS的信道质量)和RS中的发送质量(从RS到BS的信道质量)选择中继RS。图8是示出第二实施例中选择中继RS的方式的图。
在具有低的未检测到错误的概率的无线信号的情况下,首先,以与第一实施例相同的方法选择中继RS。也就是,因为无线信号中的未检测到错误的概率低,所以估计每个RS中的错误检测结果具有高可靠性。如图8中所示,在判定对应的RS已经无错误地进行了接收(在图8中,被指示为“接收成功”)的RS1、RS2和RS3之中,选择从RS到BS的信道质量Q_(RSi→BS)最高的RS3作为中继RS。
在具有高的未检测到错误的概率的无线信号的情况下,每个RS中的错误检测结果具有低可靠性。因此,当仅仅基于从RS到BS的信道质量Q_(RSi→BS),从判定对应的RS已经无错误地进行了接收(在图中,被指示为“接收成功”)的RS1、RS2和RS3中选择中继RS时,存在中继错误信息的可能性。为了由BS无错误地接收已经被中继的无线信号,基于从RS到BS的信道质量Q_(RSi→BS),选择最好的RS作为中继RS。在下文中,将参考图8说明选择中继RS的方法。
在图8中,RS对从MS接收到的无线信号执行接收处理以检测错误。然后,RS计算从MS到RS的信道质量和从RS到BS的信道质量的相对值。当从MS到RSi的信道质量被表示为Q_(MS→RSi)且从RSi到BS的信道质量被表示为Q_(RSi→BS)时,从MS到RS的信道质量和从RS到BS的信道质量的相对值r_RSi可以由(表达式3)表示。
[表达式3]
r RSi = Q RSi → BS Q MS → RSi (表达式3)
接下来,RS设置对应的RS中的错误检测结果可以足够可靠的所需质量的阈值Th1_RS、以及由RS中继的信号具有RS中的错误检测结果可以足够可靠的信道质量的阈值Th2_RS。然后,从判定由(表达式3)指示的相对值r_RS、以及阈值Th1_RS和Th2_RS满足由下面的(表达式4)表示的关系的RS中选择中继RS。
[表达式4]
Th2RS<rRSi<Th1RS  (表达式4)
接下来,将参考图9说明所述实施例中选择中继RS的方法。将说明使用RS中的中继等待时间的方法。图9是示出RS中的等待时间T_D(纵坐标)与由(表达式3)指示的相对值r_RS之间的关系的曲线图。在图9中,由实线指示的曲线A显示了未检测到错误的概率低的情况,由虚线指示的曲线B显示了未检测到错误的概率高的情况。
在下文中,将说明取得图9中所示的关系的过程。
通过使用从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi)、从RSi到BS的信道质量Q_(RSi→BS)和由(表达式5)指示的评价函数E_RSi,每个RS中的中继信号的等待时间T_D可以表示为由(表达式6)中所示。
[表达式5]
E RSi = ( 1 Q MS → RSi ( α + β 1 r RSi ) ) - 1 Q min (表达式5)
这里,(表达式5)中包括的Q_min指示归一化系数。
[表达式6]
T D = 1 E RSi T max (表达式6)
这里,r_RSi是Q_(MS→RSi)和Q_(RSi→BS)的相对值。
而且,α和β是加权系数,或者可以是任意的常数值或根据错误检测功能而改变的参数。
因此,从(表达式5)和(表达式6)可见,相对值r_RSi和中继信号的等待时间T_D具有图9所示的关系。
这里,当使用Q_(MS→RSi)和Q_(RSi→BS)时,由(表达式5)指示的评价函数E_RSi可以表示为下面的(表达式7)所示。这种情况下,当分别为Q_(MS→RSi)和Q_(RSi→BS)设置所需质量的阈值时,可以实现与使用相对值的情况相同的情况。
[表达式7]
E RSi = ( α 1 Q MS → RSi + β 1 Q RSi → BS ) - 1 Q min (表达式7)
这里,(表达式7)中包括的Q_min指示归一化系数。
在根据本发明的第二实施例的中继站装置200中,如上所述,从判定相对值r_RS和阈值Th1_RS及Th2_RS满足由(表达式4)表示的关系的RS中选择中继RS。此外,通过依据从(表达式5)和(表达式6)获得的相对值r_RS和中继信号的等待时间T_D之间的关系确定中继RS的优先权,来选择中继RS。因此,在所述实施例中,可以根据要由中继站装置200中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置200。
因此,根据本发明第二实施例的中继站装置200可以防止中继错误信息,并且防止频率使用效率降低。
接下来,将参考图10说明根据第二实施例的中继站装置200的结构。图10是示出根据第二实施例的中继站装置200的结构的框图。根据第二实施例的中继站装置与根据第一实施例的中继站装置不同的一点是,发送/接收质量相对值计算单元229的输出被输入到质量判定单元。如图10中所示,根据第二实施例的中继站装置200包括天线201、RF开关203、接收RF单元205、接收信道质量测量单元207、接收处理单元209、错误检测功能识别单元211、错误检测单元213、质量判定单元215、中继判定单元217、发送信道质量估计单元219、中继控制单元221、存储单元223、发送处理单元225、发送RF单元227和发送/接收质量相对值计算单元229。
接收RF单元205对由天线201接收到的信号执行滤波处理、以及RF频带中的处理(诸如,到IF频带或基带频带的频率转换)。
接收信道质量测量单元207通过使用接收信号测量从MS到RS的接收质量(信道质量)。作为接收质量,存在接收功率、CNR、SNR、SIR、SINR、路径损耗,等等。在接收测量中,使用接收信号的数据、由包含在接收信号中的已知的信号序列构成的参考信号等等。
接收处理单元209对已经在接收RF单元205中经历了RF频带中的处理的接收信号执行接收处理。例如,在执行解调接收信号的处理并对接收信号执行纠错编码的情况下,接收处理单元209执行解码处理。
错误检测功能识别单元211识别接收信号中错误检测功能的存在与否、以及其错误检测功能的可靠性。在接收信号包含控制信息并且控制信息中包含错误检测功能的信息的情况下,通过使用它执行识别。在信号格式预先与错误检测功能相关联的情况下,错误检测功能识别单元211从信号格式识别错误检测功能。
错误检测单元213检测已经在接收处理单元中经历了接收处理的接收信号中是否出现错误。检测错误的方法的示例是CRC和奇偶比特。
发送/接收质量相对值计算单元229从接收信道质量测量单元207中测量的接收信道的质量信息以及后面将说明的发送信道质量估计单元219中估计的发送信道的质量信息,计算由(表达式3)指示的发送/接收信道的质量的相对值r_RS。
质量判定单元215设置指示与在错误检测功能识别单元211中识别的接收信号中的错误检测功能对应的所需接收质量的阈值Th1_RS、以及指示与中继信号中的错误检测功能对应的发送质量的阈值Th2_RS,并将它们与发送/接收质量相对值计算单元229中计算的发送/接收信道的质量的相对值r_RS比较,以判定发送/接收质量的相对值是否在由(表达式4)指示的这些阈值的范围内。
中继判定单元217使用错误检测单元213的检测结果和质量判定单元215的判定结果,基于图12中所示的中继判定处理流程2,判定是否要执行中继。
发送信道质量估计单元219估计从中继站装置到未示出的接收单元(在此情况下是基站装置)的信道的质量,即,从中继站装置观察的发送信道的质量。在所述估计中,可以使用中继站装置接收从接收单元(未示出)发送的信号并且执行所述估计的方法、以及未示出的接收单元反馈回在接收单元中测量的质量并且执行所述估计的方法,等等。
中继控制单元221基于已经由中继判定单元217进行的是否要执行中继的判定的结果控制中继处理。此外,中继控制单元221通过使用在发送信道质量估计单元219中估计的发送信道的质量,控制对应于发送信道质量的优先权。控制所述优先权的方法的示例是依据从(表达式5)和(表达式6)获得的相对值r_RSi与中继信号的等待时间T_D之间的关系确定中继RS的优先权的方法、以及执行对另一个中继站装置的通知的方法。
存储单元223存储在接收处理单元中已经被执行了接收处理的接收数据。
发送处理单元225根据来自中继控制单元221的指令,对存储单元223中存储的接收数据执行发送处理。作为发送处理,存在纠错编码处理、修正处理等等。在存在错误检测功能的情况下,执行错误检测中所需的处理。例如,存在CRC中所需的处理。
发送RF单元227对发送处理单元225中产生的发送信号执行RF频带中的处理,诸如,到RF频带的频率转换、功率放大以及滤波处理。
RF开关203执行切换操作,使得由天线201接收到的信号连接至接收RF单元205,以及来自发送RF单元的信号连接至天线。
[中继判定处理流程2]
接下来,将参考图11说明根据本发明的第二实施例的中继站装置200判定RS是否要中继从MS发送的无线信号的处理。图11是示出第二实施例中的中继判定处理流程2的图表。
在步骤ST201,首先,接收RF单元205通过天线201接收从MS发送的信号。
在步骤ST202,接下来,接收信道质量测量单元207通过使用在步骤ST201接收到的数据测量从MS到RS的信道质量(接收质量)。
在步骤ST210,接下来,发送信道质量估计单元219估计从RS到BS的信道质量(发送质量)。
在步骤ST203,接下来,接收处理单元209对步骤ST201中接收到的数据执行接收处理。在执行解调接收数据的处理并发现对接收数据执行纠错编码的情况下,执行解码处理。
在步骤ST204,接下来,错误检测功能识别单元211识别在步骤ST203中被执行接收处理的数据中的错误检测功能。在接收数据中包含控制信息且控制信息中包含错误检测功能的信息的情况下,错误检测功能识别单元211通过使用错误检测功能的信息识别数据中的错误检测功能。在信号格式预先与错误检测功能相关联的情况下,错误检测功能识别单元211从信号格式识别错误检测功能。
在步骤ST205,接下来,错误检测单元213检测在步骤ST203中被执行接收处理的数据的错误。检测错误的方法的示例是CRC和奇偶比特。如果错误检测单元213判定“错误存在”,例如,RS未接收到数据,则因此控制前进到步骤ST209。相反,如果错误检测单元213判定“错误不存在”,则控制前进到步骤ST211。
在步骤ST211,接下来,发送/接收质量相对值计算单元229从在步骤ST202测量的接收质量以及在步骤ST210估计的发送质量,计算由(表达式3)指示的发送/接收信道的质量的相对值r_RS。然后,控制前进到ST206。
在步骤ST206,接下来,质量判定单元215设置指示与在错误检测功能识别单元211中识别的接收信号中的错误检测功能对应的所需接收质量的阈值Th1_RS、以及指示与中继信号中的错误检测功能对应的发送质量的阈值Th2_RS。
在步骤ST207,接下来,质量判定单元215将步骤ST206中设置的阈值Th1_RS和Th2_RS与步骤ST211中计算的发送/接收质量的相对值r_RS比较,并判定发送/接收质量的相对值r_RS是否满足阈值所设置的范围。如果质量判定单元215判定“满足”,则控制前进到步骤ST208。如果质量判定单元215判定“不满足”,则存在出现未检测到错误的情况的可能性,并且由此控制前进到步骤ST209。
在步骤ST208,中继控制单元121基于步骤ST207中判定的结果,控制中继所述数据的中继处理。然后,经中继处理的数据经历发送处理单元225和发送RF单元227中的处理,并且之后通过RF开关203从天线201发送。
在步骤ST209,中继判定单元117判定不中继所述数据。
如上所述,根据本发明第二实施例的中继站装置200基于已经参考图11说明的中继判定处理流程2,执行判定是否要中继从MS发送的无线信号的处理。在根据本发明第二实施例的中继站装置200中,依据从上面的(表达式5)和(表达式6)获得的相对值r_RS与中继信号的等待时间T_D之间的关系确定中继RS的优先权,使得RS选择中继RS。因此,在所述实施例中,可以根据要由中继站装置200中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置200。
因此,根据本发明的第二实施例的中继站装置200可以防止中继错误信息,且防止频率使用效率降低。
在本发明的实施例中,已经示例性地说明了RS仅中继信号一次的单跳的情况作为RS中继信号的模式。本发明不局限于此,并且还可以应用于通过使用多个RS中继信号的多跳。在这种情况下,在每个中继阶段中,先前的中继RS被视为MS,并且下一个中继目的地的RS被视为中继RS,由此使得上述中继方法能够应用到多跳。
在本发明的实施例中,注意力集中在由RS中继的信号中的错误检测功能的差异上。然而,在中继一个系统中的具有不同的错误检测功能的信号的情况、或者不同的系统中中继具有不同的错误检测功能的信号在的情况都是可能的。作为在一个系统中具有不同的错误检测功能的信号,例如,存在数据和控制信息。存在如下情况:数据具有未检测到错误的概率高的错误检测功能,但控制信息具有未检测到错误的概率低的错误检测功能或不具有错误检测功能。作为不同的系统,例如,存在错误检测功能根据各个系统而彼此不同的情况。
在本发明的实施例中,已经说明了上行链路。同样的处理也可以应用到下行链路(从BS到MS的信道)。在这个情况下,将通过使用从RS发送的信号在MS中测量的质量反馈回RS,由此使RS能够知道从RS到MS的发送信道的质量。
(第三实施例)
接下来,将说明根据第三实施例的中继站装置300。
在所述实施例中,将示例性地说明RS仅中继信号一次的单跳的情况作为上行链路。在从发送侧装置(MS)到接收器装置(BS)的范围内仅使用一个RS的单跳的情况下,由RS中继的信号必须无错误地到达BS。因此,从RS到BS的信道质量是重要的。
根据第二实施例的中继站装置200基于从MS到RS的信道质量和从RS到BS的信道质量的相对值执行中继判定处理,而根据第三实施例的中继站装置300也基于从MS到RS的信道质量和从RS到BS的信道质量的绝对值执行中继判定处理。
在根据第二实施例的中继站装置中,在未检测到错误的概率高的情况下,具体地,计算从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi)和从RSi到BS的信道质量Q_(RSi→BS)的相对值,并判定所述相对值是否在所需范围内,由此判定是否要执行中继。相对比,在根据第三实施例的中继站装置中,除了判定由(表达式4)指示的相对值r_RS,还判定从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi)和从RSi到BS的信道质量Q_(RSi→BS)的平均值是否满足所需质量。在下文中,将说明所述判定的方法。
首先,两个信道质量的平均值Ave_RSi可以由下面的(表达式8)表示。
[表达式8]
Ave RSi = Q MS → RSi + Q RSi → BS 2 (表达式8)
然后,设置阈值Th3_RS使得中继信号的错误检测结果足够可靠。如果判定平均质量Ave_RSi和阈值Th3_RS满足下面(表达式9)所示的关系,则判定RS执行中继。
[表达式9]
AveRSi>Th3RS  (表达式9)
接下来,将参考图12中的(a)至(c)和图13说明将优先权提供给满足(表达式9)所示的关系的RS并选择中继RS的方法。
与第一和第二实施例同样,这里,所述实施例中的中继RS是将从MS接收的无线信号中继到BS的中继站装置(中继站)。
以与第二实施例相同的方式,从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi)和从RSi到BS的信道质量Q_(RSi→BS)的相对值r_RSi由(表达式5)指示的评价函数E_RSi表示。
而且,在所述实施例中,随着从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi)和从RSi到BS的信道质量Q_(RSi→BS)的平均值的倒数越大,将等待时间设置得越长。这个关系由图12中的(a)至(c)和图13示出。
在图12中,(a)至(c)使用平均值的倒数作为参数而显示了信道质量的相对值r_RSi与等待时间T_D之间的关系。图12的(a)中所示的曲线M1显示了平均值的倒数是A的情况,图12的(b)中所示的曲线M2显示了平均值的倒数是B的情况,以及图12的(c)中所示的曲线M3显示了平均值的倒数是C的情况。平均值的倒数值A、B和C具有A<B<C的关系。
图13示出信道质量的平均值的倒数与等待时间T_D之间的关系。图13中所示的曲线N是图12中的相对值是1的情况的示图。
参考图12中的(a)至(c),在所有的曲线M1至M3中,当在每个平均值的倒数处相对值为1时,等待时间T_D是最短的。在所述实施例中,信道质量的平均值是依据从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi)和从RSi到BS的信道质量Q_(RSi→BS)而计算的。或者,可以计算总和。在这种情况下,设置所述总和的阈值。
在图13中所示的曲线N(在相对值是1的情况下)中,可见,随着平均值的倒数越大,等待时间T_D越长。
接下来,将参考图14说明根据本发明的第三实施例的中继站装置300的结构。图14是示出根据第三实施例的中继站装置300的结构的框图。根据第三实施例的中继站装置300与根据第二实施例的中继站装置不同的一点是:发送/接收质量平均值计算单元331,以及它的输出被输入到质量判定单元315。如图14中所示,根据第三实施例的中继站装置300包括天线301、RF开关303、接收RF单元305、接收信道质量测量单元307、接收处理单元309、错误检测功能识别单元311、错误检测单元313、质量判定单元315、中继判定单元317、发送信道质量估计单元319、中继控制单元321、存储单元323、发送处理单元325、发送RF单元327、发送/接收质量相对值计算单元329和发送/接收质量平均值计算单元331。
接收RF单元305对由天线301接收到的信号执行滤波处理、以及RF频带中的处理(诸如,到IF频带或基带频带的频率转换)。
接收信道质量测量单元307通过使用接收信号测量从MS到RS的接收质量(信道质量)。作为接收质量,存在接收功率、CNR、SNR、SIR、SINR、路径损耗,等等。在接收测量中,使用接收信号的数据、由包含在接收信号中的已知的信号序列构成的参考信号等等。
接收处理单元309对已经在接收RF单元305中经历了RF频带中的处理的接收信号执行接收处理。例如,在执行解调接收信号的处理并发现对接收信号执行纠错编码的情况下,接收处理单元309执行解码处理。
错误检测功能识别单元311识别接收信号中错误检测功能的存在与否、以及其错误检测功能的可靠性。在接收信号包含控制信息且控制信息中包含错误检测功能的信息的情况下,通过使用它执行识别。在信号格式预先与错误检测功能相关联的情况下,错误检测功能识别单元311从信号格式识别错误检测功能。
错误检测单元313检测已经在接收处理单元中经历了接收处理的接收信号中是否出现错误。检测错误的方法的示例是CRC和奇偶比特。
发送/接收质量相对值计算单元329从接收信道质量测量单元307中测量的接收信道的质量信息以及后面将说明的发送信道质量估计单元319中估计的发送信道的质量信息,计算由(表达式3)指示的发送/接收信道的质量的相对值r_RS。
发送/接收质量平均值计算单元331从接收信道质量测量单元307中测量的接收信道的质量信息以及发送信道质量估计单元319中估计的发送信道的质量信息,计算由(表达式8)指示的发送/接收信道的质量的平均值Ave_RSi。
质量判定单元315设置指示与在错误检测功能识别单元311中识别的接收信号中的错误检测功能对应的所需接收质量的阈值、以及指示与中继信号中的错误检测功能对应的发送质量的阈值,并将它们与发送/接收质量相对值计算单元329中计算的发送/接收信道质量的相对值比较,以判定发送/接收质量的相对值是否在这些阈值的范围内。此外,质量判定单元315为发送/接收信道的平均值设置阈值,使得中继信号的错误检测结果足够可靠,并且将其与发送/接收质量平均值计算单元331中计算的发送/接收信道质量的平均值比较。然后,判定所述发送/接收质量的平均值是否在阈值所设置的范围内。
质量判定单元315判定对相对值的判定和对平均值的判定是否满足。
中继判定单元317使用错误检测单元313的检测结果和质量判定单元315的判定结果,基于图16所示且稍后说明的中继判定处理流程3,判定是否要执行中继。
发送信道质量估计单元319估计从中继站装置到未示出的接收单元(在这种情况下是基站装置)的信道的质量,即,从中继站装置观察的发送信道的质量。在所述估计中,可以使用中继站装置接收从接收单元(未示出)发送的信号并且执行所述估计的方法、未示出的接收单元反馈回在接收单元中测量的质量并且执行所述估计的方法,等等。
中继控制单元321基于已经由中继判定单元217进行的是否要执行中继的判定的结果,控制中继处理。此外,中继控制单元321通过使用在发送信道质量估计单元219中估计的发送信道的质量,控制对应于发送信道质量的优先权。控制所述优先权的方法的示例是依据从(表达式9)获得的信道质量的相对值r_RSi与等待时间T_D之间的关系确定中继RS的优先权的方法、以及执行对另一个中继站装置的通知的方法。
存储单元323存储已经在接收处理单元中被执行了接收处理的接收数据。
发送处理单元325根据来自中继控制单元321的指令,对存储单元323中存储的接收数据执行发送处理。作为发送处理,存在纠错编码处理、修正处理等等。在存在错误检测功能的情况下,执行错误检测中所需的的处理。例如,存在CRC中所需的处理。
发送RF单元327对发送处理单元325中产生的发送信号执行RF频带中的处理,诸如,到RF频带的频率转换、功率放大以及滤波处理。
RF开关303执行切换操作,使得由天线301接收到的信号连接至接收RF单元305,并且来自发送RF单元的信号连接至天线。
[中继判定处理流程3]
接下来,将参考图15说明中继判定单元317中的中继判定处理流程3。
在步骤ST301,首先,接收RF单元305通过天线301接收从MS发送的数据。
在步骤ST302,接下来,接收信道质量测量单元307通过使用在步骤ST301接收到的数据,测量从MS到RS的信道质量(接收质量)。
在步骤ST310,接下来,发送信道质量估计单元319估计从RS到BS的信道质量(发送质量)。
在步骤ST303,接下来,接收处理单元309对步骤ST301中接收到的数据执行接收处理。在执行解调接收数据的处理并发现对接收数据执行纠错编码的情况下,执行解码处理。
在步骤ST304,接下来,错误检测功能识别单元311识别在步骤ST303中被执行了接收处理的数据中的错误检测功能。在接收数据中包含控制信息且控制信息中包含错误检测功能的信息的情况下,错误检测功能识别单元311通过使用错误检测功能的信息识别数据中的错误检测功能。在信号格式预先与错误检测功能相关联的情况下,错误检测功能识别单元311从信号格式识别错误检测功能。
在步骤ST305,接下来,错误检测单元313检测在步骤ST303中被执行接收处理的数据的错误。检测错误的方法的示例是CRC和奇偶比特。如果错误检测单元313判定“错误存在”,例如,RS未接收到数据,则因此控制前进到步骤ST309。相反,如果错误检测单元313判定“错误不存在”,则控制前进到步骤ST311。
在步骤ST311,接下来,发送/接收质量相对值计算单元329从在步骤ST302测量的接收质量以及在步骤ST310估计的发送质量,计算由(表达式3)指示的发送/接收质量的相对值r_RS。然后,控制前进到ST312。
在步骤ST312,接下来,从在步骤ST302测量的接收质量以及在步骤ST310估计的发送质量,计算由(表达式8)指示的发送/接收质量的平均值Ave_RSi。然后,控制前进到步骤ST306。
在步骤ST306,接下来,质量判定单元315设置指示与在错误检测功能识别单元311中识别的接收信号中的错误检测功能对应的所需接收质量的阈值Th1_RS、以及指示与中继信号中的错误检测功能对应的发送质量的阈值Th2_RS。然后,控制前进到步骤ST313。
在步骤ST313,接下来,发送/接收质量平均值计算单元331为发送/接收质量的平均值Ave_RSi设置阈值,以便达到中继信号的错误检测结果足够可靠的发送/接收质量。
在步骤ST307,接下来,质量判定单元315将步骤ST311中计算的发送/接收质量的相对值与步骤ST306中设置的阈值比较,并判定相对值是否满足阈值所设置的范围。而且,质量判定单元315将步骤ST312中计算的发送/接收质量的平均值Ave_RSi与步骤ST313中设置的阈值比较,并判定所述平均值是否满足阈值所设置的范围。
如果质量判定单元315判定发送/接收质量的相对值的判定条件以及发送/接收质量的绝对值的判定条件都“满足”,则判定要执行中继,并且控制前进到步骤ST308。相反,如果质量判定单元315判定发送/接收质量的相对值的判定条件以及发送/接收质量的绝对值的判定条件都“不满足”,则判定不执行中继,并且控制前进到步骤ST309。
在步骤ST308,中继控制单元321基于步骤ST307中判定的结果,控制中继所述数据的中继处理。然后,经中继处理的数据经历发送处理单元325和发送RF单元327中的处理,并且之后通过RF开关303从天线301发送。
在步骤ST309,中继判定单元317判定不中继所述数据。
如上所述,根据本发明第三实施例的中继站装置300基于图15中所示的中继判定处理流程3,执行判定是否要中继从MS发送的无线信号的处理。在根据本发明第三实施例的中继站装置300中,从上述图14中所示的信道质量的平均值的倒数与中继信号的等待时间T_D之间的关系,确定中继RS的优先权,使得RS可以选择中继RS。因此,在所述实施例中,可以根据要由中继站装置300中继的信号中的错误检测功能,选择中继错误信息的可能性低的中继站装置300。
因此,根据本发明的第三实施例的中继站装置300可以防止中继错误信息,并且防止频率使用效率降低。
在本发明的实施例中,已经示例性地说明RS仅中继信号一次的单跳的情况作为RS中继信号的模式。本发明不局限于此,并且还可以应用于通过使用多个RS中继信号的多跳。在这种情况下,在每个中继阶段中,先前的中继RS被视为MS,并且下一个中继目的地的RS被视为中继RS,由此使得上述中继方法能够应用到多跳。
在本发明的实施例中,注意力集中在由RS中继的信号中的错误检测功能的差异上。然而,在中继一个系统中的具有不同的错误检测功能的信号的情况、或者在不同的系统中中继具有不同的错误检测功能的信号的情况都是可能的。作为在一个系统中的具有不同的错误检测功能的信号,例如,存在数据和控制信息。存在如下情况:数据具有未检测到错误的概率高的错误检测功能,但控制信息具有未检测到错误的概率低的错误检测功能或不具有错误检测功能。作为不同的系统,例如,存在错误检测功能根据各个系统而彼此不同的情况。
在本发明的实施例中,已经说明了上行链路。同样的处理也可以应用到下行链路(从BS到MS的信道)。在这个情况下,将通过使用从RS发送的信号在MS中测量的质量反馈回RS,由此使得RS能够知道从RS到MS的发送信道的质量。
(第四实施例)
接下来,将说明根据本发明的第四实施例的中继站装置400。
在第二实施例中,已经说明了如下方法:通过使用例如由(表达式5)或(表达式7)指示的评价函数选择中继RS,选择使得在未检测到错误的概率高的情况下RS中的发送和接收质量程度相似的RS作为中继RS。然而,由(表达式5)或(表达式7)指示的评价函数E_RSi也可以应用到未检测到错误的概率低的情况。将用由(表达式7)指示的评价函数E_RSi作为示例说明本实施例。
这里,与第一至第三实施例同样,本实施例中的中继RS是将从MS接收的无线信号中继到BS的中继站装置(中继站)。
在两个信道质量或从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi)和从Si到BS的信道质量Q_(RSi→BS)都高的情况下,由(表达式7)指示的评价函数E_RSi具有高的值。在从MS到RS的信道以及从RS到BS的信道中执行对应于信道质量的自适应调制的情况下,当所述信道之一的质量低并且仅能以低速率执行传输时,信道变为瓶颈,并且频率效率受到损害。
相反,在两个信道质量都高的情况下,没有瓶颈出现,并且全部两个信道的频率效率提高。由(表达式7)指示的评价函数E_RSi是当两个信道质量都高时具有高的值的评价函数。因此,当由(表达式7)指示的评价函数E_RSi也被用于未检测到错误的概率低的情况时,可达到频率效率提高的效果。
在根据本发明的第四实施例的中继站装置400中,与第二实施例中未检测到错误的概率高的情况相同的处理也应用到未检测到错误的概率低的信号。在RSi中,对从MS接收的信号执行接收处理,并执行错误检测。在未检测到错误的概率低的情况下,错误检测的结果是可靠的。因此,在判定不存在错误的情况下,判定要执行中继。
然后,以下面的方式设置要执行中继的RS中的中继等待时间。首先,测量从MS到RSi的信道质量Q_(MS→RSi),并估计从RSi到BS的信道质量Q_(RSi→BS)。从这些信道质量,计算由(表达式7)指示的评价函数E_RSi。从评价函数E_RSi与由(表达式6)指示的等待时间T_D之间的关系,计算RS中的中继等待时间。以这种方式,设置每个RS中的中继等待时间。
在根据本发明第四实施例的中继站装置400中,发送/接收信道质量程度相似的RS执行中继,由此抑制瓶颈出现。因此,可以防止频率使用效率降低。
接下来,将参考图16说明根据第四实施例的中继站装置400的结构。
图16是示出根据第四实施例的中继站装置400的结构的框图。如图16中所示,根据第四实施例的中继站装置400包括天线401、RF开关403、接收RF单元405、接收信道质量测量单元407、接收处理单元409、错误检测单元413、发送信道质量估计单元419、中继控制单元421、存储单元423、发送处理单元425、发送RF单元427和发送/接收质量评价单元429。
接收RF单元405对由天线401接收到的信号执行滤波处理、以及RF频带中的处理(诸如,到IF频带或基带频带的频率转换)。
接收信道质量测量单元407通过使用接收信号测量从MS到RS的接收质量(信道质量)。作为接收质量,存在接收功率、CNR、SNR、SIR、SINR、路径损耗,等等。在接收测量中,使用接收信号的数据、由包含在接收信号中的已知的信号序列构成的参考信号等等。
接收处理单元409对已经在接收RF单元405中经历了RF频带中的处理的接收信号执行接收处理。例如,在执行解调接收信号的处理并发现对接收信号执行纠错编码的情况下,接收处理单元409执行解码处理。
错误检测单元413检测已经在接收处理单元中经历了接收处理的接收信号中是否出现错误。检测错误的方法的示例是CRC和奇偶比特。
发送信道质量估计单元419估计从中继站装置到未示出的接收单元(在这种情况下是基站装置)的信道的质量,即,从中继站装置观察的发送信道的质量。在所述估计中,可以使用中继站装置接收从接收单元(未示出)发送的信号并且执行所述估计的方法、以及未示出的接收单元反馈回在接收单元中测量的质量并且执行所述估计的方法,等等。
发送/接收质量评价单元429通过使用发送信道质量估计单元419中估计的发送信道质量和接收信道质量测量单元407中测量的接收信道质量,评价全部发送/接收信道的质量。例如,使用由(表达式7)指示的评价函数E RSi。将全部发送/接收信道的评价质量输出到中继控制单元421。
在错误检测单元413中判定不存在错误的情况下,中继控制单元421基于发送/接收质量评价单元429中评价的全部发送/接收信道的质量,控制RS的优先权。
存储单元423存储已经在接收处理单元409中被执行了接收处理的接收数据。
发送处理单元425根据来自中继控制单元421的指令,对存储单元423中存储的接收数据执行发送处理。作为发送处理,存在纠错编码处理、修正处理等等。在存在错误检测功能的情况下,执行错误检测中所需的处理。例如,存在CRC中所需的处理。
发送RF单元427对发送处理单元425中产生的发送信号执行RF频带中的处理,诸如,到RF频带的频率转换、功率放大以及滤波处理。
RF开关403执行切换操作,使得由天线401接收到的信号连接至接收RF单元405,并且来自发送RF单元的信号连接至天线。
根据上述结构,在根据本发明第四实施例的中继站装置400中,选择发送与接收质量程度相似的RS作为中继RS,由此抑制瓶颈出现。因此,可以防止频率使用效率降低。
在所述实施例中,基于作为指标的从MS到RS的信道质量和从RS到BS的信道质量来执行评价。本发明不局限于此。所述评价可以基于诸如在自适应调制中获得的传输速率和吞吐量的对应于信道质量的指标来执行。
在所述实施例中,与第二实施例同样,假定单跳。本发明不局限于此。可以使用通过使用多个RS执行中继的多跳环境。在这种情况下,要求每个RS可以接收来自BS的下行链路信道并估计从RS到BS的信道质量。
在本发明的实施例中,已经说明了上行链路。同样的处理也可以应用到下行链路(从BS到MS的信道)。在这个情况下,将通过使用从RS发送的信号在MS中测量的质量反馈回RS,由此使得RS能够知道从RS到MS的发送信道的质量。
在本实施例的说明中,采用了天线,但所述实施例也可以同样地应用到天线端口。天线端口指的是由一个或多个物理天线构成的逻辑天线。也即,天线端口不一定指的是一个物理天线,而是可以指由多个天线构成的阵列天线,等等。例如,在LTE中,组成天线端口的物理天线的数量不被具体地定义,而是被定义为基站可以发送不同的参考信号的最小单位。天线端口可以被定义为用于乘以预编码矢量的加权的最小单位。
典型地,在所述实施例的说明中使用的功能框图以作为集成电路的LSI的形式实现。它们可以被独立地集成在一个芯片中,或者它们的部分或所有被集成在一个芯片中。虽然这样的集成电路被称为LSI,但是这样的集成电路可以取决于集成的程度而被称为IC、系统LSI、超级LSI或超LSI。
实现这样的集成电路的方法不局限于LSI,并且所述集成电路可以通过专用电路或通用处理器实现。或者,也可以使用可以在LSI的制造之后编程的FPGA(现场可编程门阵列)或可重构LSI中的电路单元的连接或设置的可重构处理器。
此外,随着半导体技术或其它由此衍生的技术的进步,当出现取代LSI的集成电路技术时,可以使用这些技术集成功能块是理所当然的。生物技术等的应用是可能的。
虽然已经参考具体的实施例并详细地说明了本发明,但是对于本领域的技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以进行各种变化和修改。
本申请基于2009年3月31日提交的日本专利申请(No.2009-086971),并且通过引用将其公开包含于此。
工业适用性
本发明的中继站装置具有能够防止中继错误信息的效果,并且作为中继站装置等是有益的。
附图标记列表
100,200,300,400  中继站装置
101,201,301,401  天线
103,203,303,403  RF开关(SW)
105,205,305,405接收RF单元
107,207,307,407  接收信道质量测量单元
109,209,309,409  接收处理单元
111,211,311  错误检测功能识别单元
113,213,313,413  错误检测单元
115,215,315  质量判定单元
117,217,317  中继判定单元
119,219,319,419  发送信道质量估计单元
121,221,321,421  中继控制单元
123,223,323,423  存储单元
125,225,325,425  发送处理单元
127,227,327,427  发送RF单元
229,329  发送/接收质量相对值计算单元
331  发送/接收质量平均值计算单元
429  发送/接收质量评价单元

Claims (7)

1.中继发送站和接收站之间的无线信号的中继站装置,包括:
接收单元,接收来自所述发送站的所述无线信号;以及
中继判定单元,根据由所述接收单元接收到的所述无线信号中的错误检测功能,基于指示从所述发送站到所述中继站装置的信道质量的第一信道质量来判定是否要中继所述无线信号。
2.如权利要求1所述的中继站装置,
所述中继判定单元根据由所述接收单元接收到的所述无线信号中的错误检测功能,基于所述第一信道质量和指示从所述中继站装置到所述接收站的信道质量的第二信道质量来判定是否要中继所述无线信号。
3.如权利要求2所述的中继站装置,还包括:
质量判定单元,当由所述接收单元接收到的所述无线信号中的未检测到错误的概率高时,判定所述第一信道质量是否满足所需质量,
如果所述质量判定单元判定所述第一信道质量满足所需质量,则所述中继判定单元基于所述第二信道质量判定是否要中继所述无线信号。
4.如权利要求1或3所述的中继站装置,还包括:
错误检测单元,检测由所述接收单元接收到的所述无线信号的错误,
当由所述接收单元接收到的所述无线信号中的未检测到错误的概率低时,所述中继判定单元基于所述错误检测单元的检测结果和所述第一信道质量来判定是否要中继所述无线信号。
5.如权利要求2所述的中继站装置,
所述中继判定单元根据由所述接收单元接收到的所述无线信号中的错误检测功能,基于所述第一信道质量与所述第二信道质量之间的相对值来判定是否要中继所述无线信号。
6.如权利要求5所述的中继站装置,
所述中继判定单元根据由所述接收单元接收到的所述无线信号中的错误检测功能,基于所述相对值以及所述第一信道质量与所述第二信道质量之间的绝对值来判定是否要中继所述无线信号。
7.中继发送站和接收站之间的无线信号的中继站装置中的中继方法,所述中继方法包括:
接收来自所述发送站的所述无线信号;以及
根据所接收的无线信号中的错误检测功能,基于指示从所述发送站到所述中继站的信道质量的第一信道质量,判定是否要中继所述无线信号。
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