CN102835170B - 无线基站装置、无线中继站装置以及资源分配方法 - Google Patents

Abstract

提供一种在中继传输时，更加合适地对回程子帧进行资源分割，从而能够提高系统的吞吐量的无线基站装置、无线中继站装置以及资源分配方法。本发明的无线基站装置的特征在于，包括：频带宽控制部件，基于回程子帧数、移动终端装置数以及无线链路的频率利用效率，控制回程子帧中的频带宽；以及发送部件，以由所述频带宽控制部件控制的频带宽发送回程子帧。

Description

无线基站装置、无线中继站装置以及资源分配方法

技术领域

本发明涉及在LTE-A（Long Term Evolution-Advanced，高级长期演进）系统中利用中继传输技术的无线基站装置、无线中继站装置以及资源分配方法。

背景技术

在3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）中，作为实现比第三代移动通信系统的发展标准即LTE（Long Term Evolution，长期演进）进一步高速、大容量通信的第四代移动通信系统，正在进行LTE-Advanced（LTE-A）的标准化。LTE-A除了实现高速、大容量通信之外，还将提高小区边缘用户的吞吐量作为重要课题，作为其手段之一，正在研究对无线基站装置~移动终端装置间的无线传输进行中继的中继技术。通过使用中继，可期待在难以确保有线回程（backhaul）链路的场所等，能够有效率地扩大覆盖。

在中继技术中，有层1中继、层2中继、层3中继。层1中继是被称作增强器（booster）或转发器（repeater）的中继技术，是将来自无线基站装置的下行接收RF信号进行功率放大后发送到移动终端装置的AF（Amplifier andForward，放大转发）型中继技术。来自移动终端装置的上行接收RF信号也同样被功率放大后发送到无线基站装置。层2中继是对来自无线基站的下行接收RF信号进行解调、解码后，再次进行编码、调制，并发送给移动终端装置的DF（Decode and Forward，解码转发）型中继技术。层3中继是在对来自无线基站装置的下行接收RF信号进行解码后，除了解调、解码处理之外，在再现用户数据之后，再次进行用于通过无线进行用户数据传输的处理（加密、用户数据分割、结合处理等），并在编码、调制后发送给移动终端装置的中继技术。当前在3GPP中，从通过除去噪声提高接收特性、讨论标准规格以及方便安装的观点来看，关于层3中继技术进行标准化。

图1是表示层3中继进行的无线中继技术的概要的图。层3中继的无线中继站装置（RN）的特征在于除了进行用户数据再现处理、调制解调以及编码、解码处理之外，还具有与无线基站装置（eNB）不同的固有的小区ID（PCI：Physical Cell ID，物理小区ID）。由此，移动终端装置（UE）将无线中继站装置提供的小区B识别为与无线基站装置提供的小区A不同的小区。此外，CQI（Channel Quality Indicator，信道质量识别符）、HARQ（Hybrid AutomaticRepeat reQuest，混合自动重发请求）等物理层的控制信号在无线中继站装置中终结（終端），因此无线中继站装置从移动终端装置来看，被识别为无线基站装置。从而，仅具有LTE功能的移动终端装置也可以连接到无线中继站装置。

此外，无线基站装置~无线中继站装置间的回程链路（Un）以及无线中继站装置~移动终端装置间的接入链路（Uu）可以认为在不同频率或相同频率下运用，在后者的情况下，在通过无线中继站装置同时进行发送接收处理时，只要在发送接收线路内不能确保充分的隔离，发送信号就会混入无线中继站装置的接收机而引起干扰。因此，如图2所示，在同一频率（f1）下运用的情况下，需要对回程链路和接入链路的无线资源（eNB发送和中继发送）进行时分复用（TDM：Time Division Multiplexing），并进行控制以在无线中继站装置中不能同时进行发送接收（非专利文献1）。因此，例如在下行链路中，无线中继站装置在接收来自无线基站装置的下行信号的期间，不能对移动终端装置发送下行信号。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:3GPP，TR36.814

发明内容

发明要解决的课题

在这样的基于层3中继的无线中继技术中，下行链路的子帧结构如图3所示。在图3中，有用于通过单一频率网络提供向多个用户同时发送广播型内容的服务（MBMS：Multimedia Broadcast Multicast Service，多媒体广播组播服务）的回程（MBSFN：MBMS over a single Frequency Network，通过单一频率网络的MBMS）子帧和普通子帧。

在从宏eNB（无线基站装置）到中继节点（无线中继站装置）的回程链路中，通过回程子帧发送数据、控制信号以及参考信号（CRS：CommonReference Singal，公共参考信号）。该情况下，数据中包含从宏eNB向宏UE（eNB下属的移动终端装置）的数据以及从宏eNB向中继节点的数据。另一方面，在同一时刻的接入链路中，通过回程子帧发送控制信号以及参考信号（CRS），如上所述，不发送数据。

在回程链路中，在普通子帧中，发送从宏eNB向宏UE的数据、控制信号以及参考信号（CRS），在接入链路中，在普通子帧中，发送从中继节点向中继UE（中继节点下属的移动终端装置）的数据、控制信号以及参考信号（CRS）。

回程子帧中的最简单的资源分配被认为是不分割资源而仅对中继节点分配所有的资源的分配。但是，向中继节点的发送数据与中继UE（无线中继站装置下属的UE）数成正比，因此尤其在中继UE少的情况下，没有必要将所有资源分配给中继节点。此时，通过将一部分的资源分配给宏UE，从而可以期待系统（小区）整体的吞吐量增加。

本发明鉴于这一点而完成，其目的在于提供一种在中继传输时，更加合适地对回程子帧进行资源分割，从而能够提高系统的吞吐量的无线基站装置、无线中继站装置以及资源分配方法。

用于解决课题的手段

本发明的无线基站装置的特征在于，包括：频带宽控制部件，基于回程子帧数、移动终端装置数以及无线链路的频率利用效率，控制回程子帧中的频带宽；以及发送部件，以由所述频带宽控制部件控制的频带宽发送回程子帧。

本发明的无线中继站装置的特征在于，包括：缓冲器，存储发送数据；偏移控制部件，基于所述缓冲器内的数据量，控制资源分配用的偏移；以及发送部件，将所述偏移发送给无线基站装置。

本发明的资源分配方法的特征在于，包括：基于回程子帧数、移动终端装置数以及无线链路的频率利用效率，控制回程子帧中的频带宽的步骤；以及以由所述频带宽控制部件控制的频带宽发送回程子帧的步骤。

发明的效果

本发明的资源分配方法基于回程子帧数、移动终端装置数以及无线链路的频率利用效率，控制回程子帧中的频带宽，并由所述频带宽控制部件控制的频带宽发送回程子帧，因此，在中继传输时，能够更加合适地对回程子帧进行资源分割从而提高系统的吞吐量。

附图说明

图1是用于说明中继传输技术的图。

图2是用于说明回程链路和接入链路的无线资源的图。

图3是用于说明回程链路和接入链路的子帧结构的图。

图4是用于说明对于频率利用效率和无线中继站装置的分配资源块的比率的关系的图。

图5是表示本发明的实施方式1的无线基站装置的概略结构的框图。

图6是用于说明缓冲器内的数据量和偏移的关系的图。

图7是表示本发明的实施方式2的无线基站装置的概略结构的框图。

图8是表示本发明的实施方式2的无线中继站装置的概略结构的框图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。以下，eNB表示无线基站装置，宏UE表示eNB下属的移动终端装置，中继UE表示无线中继站装置下属的移动终端装置，RN表示无线中继站装置。

（实施方式1）

在本实施方式中，说明基于回程子帧数、移动终端装置数以及无线链路的频率利用效率，控制回程子帧中的频带宽的情况。这里，频率利用效率表示应用到（宏eNB→宏UE）/（宏eNB→中继节点）链路的MCS（Modulationand Coding Scheme，解调和编码方案）模式的频率利用效率（SE：SpectralEfficiency，频率效率）。

在本实施方式的资源分配方法中，根据回程子帧数、移动终端装置数以及无线链路的频率利用效率，控制回程子帧中的频带宽，并通过这样控制的频带宽发送回程子帧。在该情况下，如图4所示，在eNB→RN中继的SE（质量）比eNB→宏UE链路好时，控制频带宽，以便减少对RN分配的RB（资源块）。

这样，通过考虑MCS的频率利用效率，在eNB→RN链路的质量更好的情况下，可以通过更少的RB发送相同的数据量，因此可以防止对中继节点过度分配资源。由此，能够改善宏UE（小区整体）的吞吐量。

图5是表示本发明的实施方式1的无线基站装置的概略结构的方框图。图5所示的无线基站装置包括发送部和接收部。这里，仅说明发送部侧。

图5所示的无线基站装置主要包括：宏UE用的发送数据的缓冲器（1~N1）101、中继节点用的发送数据的缓冲器（1~N2）102、调度器103、宏UE用的发送数据用的信道编码部104、中继节点用的发送数据用的信道编码部105、宏UE用的发送数据用的数据调制部106、中继节点用的发送数据用的数据调制部107、宏UE用的发送数据用的预编码乘法部108、中继节点用的发送数据用的预编码乘法部109、副载波映射部110、宏UE用的发送数据用的参考信号复用部111、中继节点用的发送数据用的参考信号复用部112、频带宽控制部113、IFFT（Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶反变换）部114、CP（Cyclic Prefix，循环前缀）附加部115、RF电路116、天线（1~M）117。

宏UE用的发送数据的缓冲器（1~N1）101存储要对宏UE发送的数据。中继节点用的发送数据的缓冲器（1~N2）102存储要对中继节点发送的数据。

调度器103对宏UE用的发送数据的缓冲器（1~N1）101存储的要对宏UE发送的数据和中继节点用的发送数据的缓冲器（1~N2）102存储的要对中继节点发送的数据进行调度。调度器103以由频带宽控制部113控制的频带宽对要发送给宏UE的数据以及要发送给中继节点的数据进行调度。后面叙述频带宽控制部113中的控制。

宏UE用的发送数据用的信道编码部104对宏UE用的发送数据进行信道编码。信道编码部104将信道编码后的数据输出到数据调制部106。中继节点用的发送数据用的信道编码部105对中继节点用的发送数据进行信道编码。信道编码部105将信道编码后的数据输出到数据调制部107。

宏UE用的发送数据用的数据调制部106对信道编码后的数据进行调制。数据调制部106将数据调制后的数据输出到预编码乘法部108。中继节点用的发送数据用的数据调制部107对信道编码后的数据进行调制。数据调制部107将数据调制后的数据输出到预编码乘法部109。

宏UE用的发送数据用的预编码乘法部108对数据调制后的数据乘以预编码权重。预编码乘法部108将乘以预编码权重后的数据输出到副载波映射部110。中继节点用的发送数据用的预编码乘法部109对数据调制后的数据乘以预编码权重。预编码乘法部109对乘以预编码权重后的数据输出到副载波映射部110。

副载波映射部110基于资源分配信息，将频域的信号映射到副载波。副载波映射部110将映射后的宏UE用的数据输出到参考信号复用部111，并且将映射后的中继节点用的数据输出到参考信号复用部112。

参考信号复用部111将参考信号复用到宏UE用的数据中。参考信号复用部111将复用了参考信号的数据输出到IFFT部114。参考信号复用部112将参考信号服用到中继节点用的数据中。参考信号复用部112将复用了参考信号的数据输出到IFFT部114。

IFFT部114将复用了参考信号的信号进行IFFT而变换为时域的信号。IFFT部114将IFFT后的信号输出到CP附加部115。CP附加部115将CP附加到IFFT后的信号。CP附加部115将附加了CP的信号输出到RF电路116。RF电路116对附加了CP的信号实施规定的RF处理后，从天线（1~M）117发送给宏UE和/或中继节点。

频带宽控制部113基于回程子帧数、用户（宏UE、中继UE）数以及无线链路（宏eNB→宏UE、宏eNB→中继节点）的频率利用效率，控制宏UE/中继节点用的频带宽。在该情况下，如图4所示，在eNB→RN中继的SE（质量）比eNB→宏UE链路好时，控制频带宽，以便减少对RN分配的RB（资源块）。频带宽控制部113将频带宽的信息（例如分配给RN的RB）作为资源分配信息而输出到调度器103以及副载波映射部110。

具体来说，频带宽控制部113按照下述式（1）来计算回程子帧中的分配给RN的RB的比率（X）：

式（1）

X=（从eNB至宏UE的链路的频率利用效率×中继UE数）/{（从eNB至宏UE的链路的频率利用效率×中继UE数）+（从eNB至RN的链路的频率利用效率×宏UE数）}×（每个帧的总子帧数/每个帧的回程子帧数）。

这样，在本实施方式的资源分配方法中，基于回程子帧数、移动终端装置数以及无线链路的频率利用效率，控制回程子帧中的频带宽，并通过这样控制的频带宽发送回程子帧。由此，可以防止对RN过度地分配资源，并且能够改善宏UE（小区整体）的吞吐量。

（实施方式2）

在本实施方式中，说明通过基于回程子帧数、移动终端装置数、无线链路的频率利用效率以及无线中继站装置的缓冲器内的数据量的资源分配用的偏移，控制回程子帧中的频带宽的情况。这里，频率利用效率表示应用到（宏eNB→宏UE）/（宏eNB→中继节点）链路的MCS（Modulation and CodingScheme，解调和编码方案）模式的频率利用效率（SE：Spectral Efficiency，频率效率）。

在回程子帧中，从宏eNB发送给中继节点的数据临时在中继节点的业务缓冲器中排队，并在普通子帧中，从中继节点发送到中继UE。因此，在本实施方式中，考虑中继节点的业务缓冲器内的数据量，通过下述式（2）计算回程子帧中的分配给中继节点的RB的比率（Y）。

式（2）

Y=通过上述式（1）计算出的比率（X）+偏移

另外，在该情况下，也可以对通过下述式（3）计算出的比率附加偏移来求比率（Y）即可。

式（3）

{中继UE数/（中继UE数+宏UE数）}×（每个帧的总子帧数/每个帧的回程子帧数）

即，在本实施方式的资源分配方法中，在无线中继站子帧中，基于存储发送数据的缓冲器内的数据量控制资源分配用的偏移，将偏移发送给无线基站装置，并基于回程子帧数、移动终端装置数、无线链路的频率利用效率以及偏移，控制回程子帧中的频带宽，并通过这样控制的频带宽发送回程子帧。

这里，在偏移控制中，如图6所示，在中继节点的业务缓冲器内的数据多时，设定负值的偏移，中继节点的业务缓冲器内的数据减少，在中继节点→中继UE链路中存在没有数据的RB时，设定正值的偏移。

在本实施方式中，首先，无线基站装置对无线中继站装置通过RRC（无线资源控制）等高层信令通知附加偏移的资源分配方法。然后，无线中继站装置基于所通知的方法计算偏移。然后，无线中继站装置对无线基站装置通过RRC等高层信令（或物理链路信令）通知偏移（Δ）。

这样，通过考虑中继节点的业务缓冲器内的数据量能够更加适合地分配资源。由此，可以改善宏UE（小区整体）的吞吐量。

图7是表示本发明的实施方式2的无线基站装置的概略结构的框图。在图7中，对于与图5相同的部分附加与图5相同的符号并省略其详细的说明。图7所示的无线基站装置包括发送部和接收部。这里，仅示出发送部侧。

频带宽控制部113使用与中继节点中的缓冲器内的数据量对应的偏移来计算对回程子帧中的中继节点分配的RB的比率（Y）。即，频带宽控制部113基于回程子帧数、用户（宏UE、中继UE）数、无线链路（宏eNBA→宏UE、宏eNB→中继节点）的频率利用效率以及偏移（从无线中继站装置通知的偏移），控制宏UE/中继节点用的频带宽。频带宽控制部113将频带宽的信息（例如分配给RN的RB）作为资源分配信息而输出到调度器103和副载波映射部110.

具体来说，频带宽控制部113按照下述式（2）计算分配给回程子帧中的RN的RB的比率（Y）。

式（2）

Y=通过上述式（1）计算出的比率（X）+偏移

图8是表示本发明的实施方式2的无线中继站装置的概略结构的框图。图8所示的无线中继站装置包括发送部和接收部。

图8所示的无线中继站装置的接收部具有天线（1~M）201、双工器202、RF接收电路203、接收定时估计部204、FFT（Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换）部205、信道估计部206、数据信道信号检测部207、信道解码部208。

RF接收电路203对来自宏eNB的下行链路信号进行RF接收处理。RF接收电路203将RF接收处理后的信号输出到FFT部205以及接收定时估计部204。接收定时估计部204使用RF接收处理后的信号来估计接收定时，将该估计值输出到FFT部205。

FFT部205使用接收定时的估计值，对接收信号进行FFT处理。FFT部205将FFT后的信号输出到数据信道信号检测部207。此外，FFT后的参考信号被发送到信道估计部206。信道估计部206使用参考信号进行信道估计，并将该信道估计值输出到数据信道信号检测部207。

数据信道信号检测部207使用信道估计值检测数据信道信号。数据信道信号检测部207将该数据信道信号输出到信道解码部208。信道解码部208对数据信道信号进行解码，输出到缓冲器（1~N3）209。这样，从中继节点发送到中继UE的数据被存储在缓冲器209。

图8所示的无线中继站装置的发送部主要包括：缓冲器（1~N3）209、调度器210、信道编码部211、数据调制部212、预编码乘法部213、副载波映射部214、参考信号复用部215、IFFT部216、CP附加部217、RF电路218、天线（1~M）201、偏移控制部219。

缓冲器（1～N1）209存储发送给中继UE的数据。调度器210对存储在缓冲器（1~N1）209中的要发送给中继UE的数据进行调度。信道编码部211对发送数据进行信道编码。信道编码部211将信道编码后的数据输出到数据调制部212。

数据调制部212对信道编码后的数据进行调制。数据调制部212将数据调制后的数据输出到预编码乘法部213。预编码乘法部213对数据调制后的数据乘以预编码权重。预编码乘法部213将乘以预编码权重后的数据输出到副载波映射部214。

副载波映射部214基于资源分配信息，将频域的信号映射到副载波。副载波映射部214输出到映射后的参考信号复用部215。参考信号复用部215对数据复用参考信号。参考信号复用部215将复用了参考信号的数据输出到IFFT部216。

IFFT部216将复用了参考信号的信号进行IFFT后变换为时域的信号。IFFT部216将IFFT后的信号输出到CP附加部217。CP附加部2173对IFFT后的信号附加CP。CP附加部217将附加了CP的信号输出到RF电路218。RF电路218对附加了CP的信号施加规定的RF处理后，从天线（1~M）201发送到中继UE。

偏移控制部219基于存储发送数据的缓冲器内的数据量控制资源分配用的偏移。该情况下，如图6所示，偏移控制部219在中继节点的业务缓冲器内的数据多时，设定负值的偏移，中继节点的业务缓冲器内的数据少，在中继节点→中继UE链路中存在没有数据的RB时，设定正值的偏移。该偏移由中继节点通过RRC等高层信令（或物理链路信令）通知给eNB。

在这样的结构中，首先，eNB通过RRC等高层信令对中继节点通知附加偏移的资源分配方法。然后，中继节点基于通知的方法，并基于缓冲器内的数据量进行偏移的计算。接着，中继节点对eNB发送该偏移。接着，在eNB中，基于回程子帧数、移动终端装置数、无线链路的频率利用效率以及偏移，控制回程子帧中的频带宽，并已这样控制的频带宽发送回程子帧。由此，通过考虑中继节点的业务缓冲器内的数据量能够更加适合地分配资源，所以，可以改善宏UE（小区整体）的吞吐量。

本次公开的实施方式在所有的方面都是例示，不受该实施方式限制。本发明的范围不仅由上述实施方式的说明表示，还由权利要求范围表示，意图上包含与权利要求的范围均等的意思以及范围内的所有变更。

产业上的可利用性

本发明适用于LTE-A系统的无线基站装置、无线中继站装置以及链路分配方法。

本申请基于2010年4月5日申请的特愿2010-087263。其内容全部包含于此。

Claims (7)

1.一种无线基站装置，其特征在于，包括：

频带宽控制部件，基于回程子帧数、移动终端装置数以及从无线基站装置至无线中继站装置的链路中的频率利用效率，控制在回程子帧中分配给所述无线中继站装置的资源块的比率；以及

发送部件，基于由所述频带宽控制部件控制的所述比率，发送在回程子帧中对于所述无线中继站装置的信号。

2.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，

所述频带宽控制部件根据下述式(1)来计算在回程子帧中分配给所述无线中继站装置的资源块的比率(X)：

式(1)

X＝(从eNB至宏UE的链路的频率利用效率×中继UE数)/{(从eNB至宏UE的链路的频率利用效率×中继UE数)+(从eNB至RN的链路的频率利用效率×宏UE数)}×(每个帧的总子帧数/每个帧的回程子帧数)，

其中，eNB表示无线基站装置，宏UE表示eNB下属的移动终端装置，中继UE表示无线中继站装置下属的移动终端装置，RN表示无线中继站装置。

3.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，

所述频带宽控制部件使用与所述无线中继站装置中的缓冲器内的数据量对应的偏移，计算在回程子帧中分配给所述无线中继站装置的资源块的比率(Y)。

4.一种无线中继站装置，其特征在于，包括：

缓冲器，存储发送数据；

偏移控制部件，基于所述缓冲器内的数据量，控制资源分配用的偏移；

发送部件，将所述偏移发送给无线基站装置；以及

接收部件，接收在回程子帧中从所述无线基站装置发送的信号，

在所述回程子帧中分配给所述无线中继站装置的资源块的比率，基于回程子帧数、移动终端装置数以及从无线基站装置至无线中继站装置的链路中的频率利用效率和所述偏移而被控制。

5.一种资源分配方法，其特征在于，包括：

在无线基站装置中，基于回程子帧数、移动终端装置数以及从无线基站装置至无线中继站装置的链路中的频率利用效率，控制在回程子帧中分配给所述无线中继站装置的资源块的比率的步骤；以及

基于被控制的所述比率，发送在回程子帧中对于所述无线中继站装置的信号的步骤。

6.如权利要求5所述的资源分配方法，其特征在于，

根据下述式(1)来计算在回程子帧中分配给所述无线中继站装置的资源块的比率(X)：

式(1)

X＝(从eNB至宏UE的链路的频率利用效率×中继UE数)/{(从eNB至宏UE的链路的频率利用效率×中继UE数)+(从eNB至RN的链路的频率利用效率×宏UE数)}×(每个帧的总子帧数/每个帧的回程子帧数)，

其中，eNB表示无线基站装置，宏UE表示eNB下属的移动终端装置，中继UE表示无线中继站装置下属的移动终端装置，RN表示无线中继站装置。

7.一种资源分配方法，其特征在于，包括：

在无线中继站装置中，基于存储发送数据的缓冲器内的数据量，控制资源分配用的偏移的步骤；

将所述偏移发送给无线基站装置的步骤；

在所述无线基站装置中，基于回程子帧数、移动终端装置数、从所述无线基站装置至所述无线中继站装置的链路中的频率利用效率以及所述偏移，控制在回程子帧中分配给所述无线中继站装置的资源块的比率的步骤；以及

基于被控制的所述比率，发送在回程子帧中对于所述无线中继站装置的信号的步骤。