CN102844993A - 基站辅助的移动-中继候选预选择和预部署 - Google Patents

Abstract

在一个示例实施例中，网络节点(比如基站BS)确定多个用户终端UE可用于用作移动中继MR并且选择多个UE的子集并且配置多个UE的子集作为MR。在另一示例实施例中，(例如从UE)发送UE愿意作为MR来操作的指示，接收UE被选择作为MR1这样的响应，然后定期发送信标，该信标通报UE作为MR。以这一方式，无论针对中继服务的任何具体UE需要如何都在小区中预配置UE作为MR。以后需要中继服务的任何UE监听信标。BS可以限制它预配置哪些UE作为MR以避免近间隔的UE作为两个活跃MR。无需用信令发送位置。

Description

基站辅助的移动-中继候选预选择和预部署

技术领域

本发明的示例和非限制实施例主要地涉及无线通信系统、方法、设备和计算机程序，并且更具体地涉及在无线网络内用作中继站的移动用户终端。

背景技术

这一节旨在于提供在权利要求中记载的本发明的背景或者环境。这里的说明书可以包括如下概念，这些概念可以被探求、但是未必是先前已经设想或者探求的概念。因此除非这里另有明示，则在这一节中描述的内容不是在本申请中的说明书和权利要求书之前的现有技术并且不因包含于这一节中而承认为现有技术。

已经针对3G/超3G/4G网络密集研究中继技术。通过使用一个或者多个中继节点RN以在网络基站BS与端点用户设备UE之间传递通信，小区的覆盖可以例如扩展成更远地理范围或者向网络基站提供对作为“死区”的区域的覆盖。中继节点可以固定或者移动，并且一些移动中继节点可以是无线电网络未拥有或者操作的UE。对于将来的无线系统，希望如果不是所有则多数UE可以使它们本身随时可用以便用作移动RN。

通过在固定和可移动RN上运用高级中继技术，可以扩大网络的覆盖区和/或吞吐量。与固定中继相比，用于移动中继部署的部署更廉价、更快和更灵活。出于这些原因，移动中继增强的蜂窝网络正在变成有前途的概念，该概念已经吸引来自工业界和学术界的越来越多的关注。

通常，在现有技术中，单独针对每个中继链路完成中继选择。以下三篇参考文献举例说明主要现有技术趋势：

●GB2346511“COMMUNICATION SYSTEM USING MOBILEREPEATERS”。在这一篇参考文献中，蜂窝网络发现如下虚拟路由路径，该路径经由一些MR(移动中继)连接BS和某一UE。

●CN1984462A“WIRELESS NETWORK SYSTEM，ITSSWITCHING METHOD AND MOBILE STATION-TRANSFERINGEQUIPMENT”。这一篇参考文献以一般方式描述终端可以在无线电自联网模式中经由MR接入BS。

●“APPROXIMIATION ALGORITHMS FOR MULTI-POINTRELAY SELECTION IN MOBILE WIRELESS NETWORKS”(BernardMans著，Institut National de Recherche en Informatique et enAutomatique，No 4925，September 2003；ISSN 0249-6399)。这一篇文章描述源节点，多个邻近节点作为它的中继节点(MPR集)以便发现用于某一远程节点(目的地节点)的恰当路由。发明人理解这一篇文章是从如参考文献GB2346511中的一个中继节点的情况向多中继节点的情况的扩展。在这一篇文章中，对于每个MPRs选择算法，源节点应当知道它的邻居的邻居的集合(表示为N^2(u))。这然后表现为路由解，因为算法根据对源和目的地节点的了解来选择MPR。

在图1中图示了用于配对MR与中继UE RUE的常规方案。术语RUE用来区分作为中继通信端点的该特定UE与未使用中继的其它UE。图1将UE/MR角色改变和MR-RUE配对的任务分解为各自在图1的不同面板的五个不同步骤。在图1的面板1，正在经历坏信道的RUE经由某一蜂窝上行链路向基站BS发送某一类型的帮助请求，该请求是针对中继(如果可用)的请求。

在图1的面板2，一旦BS从RUE成功接收帮助请求，BR然后就：调度某一无线电资源用于RUE探测的目的；比如经由某一寻呼信道“唤醒”一些空闲用户终端并且向这些终端通知分配的资源，该资源用于接收RUE不久将发送的探测信号(为了清楚，这里将BS已经唤醒的这些用户终端A至D称为MR候选)；并且经由下行信令向UE通知用于发送探测信号的分配的无线电资源。

在图1的面板3，RUE通过分配的资源发送探测信号，并且愿意作为MR的所有UE(终端A至D)监听探测信号。在面板4，所有MR向BS报告MR-RUE信道测量结果用于集中的中继决策。然后在图1的面板5，BS基于信道测量报告关于哪个MR将与RUE配对做出决策。BS然后经由下行信令向对应MR和RUE通知它的配对决策。图1中的RUE的配对是与指示单跳跃中继的MR终端C。

虽然前述常规方案给予对UE/MR角色改变和MR-RUE配对的简单直接和可行解决方案，但是本发明人已经认识以下问题：

●RUE的“帮助”请求未到达BS。在这一情况下，如比如如果RUE位于“盲区”或者与BS相距太远，则图1的整个过程不能继续。

●选择MR。用信令通知小区中的所有UE接收RUE探测将是很高的信令开销，而如果仅随机选择固定数目的UE作为MR候选，则未确保在RUE与任何MR候选之间的信道足够良好，因而不能高概率保证RUE与MR的成功配对。仅选择与RUE接近的那些终端作为MR候选意味着BS必须具有所有UE(包括在空闲模式中的UE)的相当确切的位置/地理信息，这将要求配备GPS的UE向BS报告位置信息，这也增加信令开销(并且此外，地理位置未总是准确反映移动RN使用将最有可能的市内环境中的信道传播)。

●MR候选不愿意。例如如果BS根据RUE请求唤醒五个空闲用户终端作为MR候选，但是它们中的三个不愿意充当MR(例如由于低电池功率)，则MR-RUE配对过程可能例如在剩余两个MR候选没有与RUE的足够良好的信道质量时失败。在这一情况下，即使RUE发现适当MR候选，图1的常规方案也不能保证可行MR-RUE链路。

发明内容

通过使用本发明的示例实施例来克服前述和其它问题并且实现其它优点。

本发明的示例实施例在其第一方面中提供一种方法，该方法包括：确定多个用户设备可用于用作移动中继；以及选择多个用户设备的子集并且配置多个用户设备的子集作为移动中继。

本发明的示例实施例在其第二方面中提供一种装置，该装置包括至少一个处理器和存储计算机可执行指令程序的至少一个存储器。至少一个处理器与至少一个存储器和计算机可执行指令一起配置成使装置执行以下动作，包括：确定多个用户设备可用于用作移动中继；以及选择多个用户设备的子集并且配置多个用户设备的子集作为移动中继。

本发明的示例实施例在其第三方面中提供一种存储计算机指令程序的计算机可读存储器，计算机指令在由处理器执行时产生以下动作，包括：确定多个用户设备可用于用作移动中继；以及选择多个用户设备的子集并且配置多个用户设备的子集作为移动中继。

本发明的示例实施例在其第四方面中提供一种方法，该方法包括：发送用户设备愿意作为移动中继来操作的指示；接收用户设备被选择作为移动中继这样的响应；以及定期发送信标，信标通报用户设备作为移动中继。

本发明的示例实施例在其第五方面中提供一种装置，该装置包括至少一个处理器和存储计算机可执行指令程序的至少一个存储器。至少一个处理器与至少一个存储器和计算机可执行指令一起配置成使装置执行以下动作，包括：发送用户设备愿意作为移动中继来操作的指示；接收用户设备被选择作为移动中继这样的响应；以及定期发送信标，信标通报用户设备作为移动中继。

本发明的示例实施例在其第六方面中提供一种存储计算机指令程序的计算机可读存储器，计算机指令在由处理器执行时产生以下动作，包括：发送用户设备愿意作为移动中继来操作的指示；接收用户设备被选择作为移动中继这样的响应；并且定期发送信标，信标通报用户设备作为移动中继。

附图说明

图1是在五个面板中概括根据各种常规中继技术的RUE与MR配对的示意图。

图2与图1相似、但是在四个面板中并且示出了根据本发明一个示例实施例的如下示例过程，RUE通过该过程选择MR用于潜在用作中继。

图3A是图示了根据本发明一个示例实施例的如下交换的信令图，用户终端通过这些交换来变成被选择作为新MR以加入两个其它已经选择的MR。

图3B是图示了根据本发明一个示例实施例的如下交换的信令图，中继用户终端通过这些交换来选择MR用于与BS的中继通信。

图4A示出了适合用于在实现本发明的示例实施例时使用的各种电子设备的简化框图。

图4B示出了用户设备(比如在图4A示出的用户设备)的更具体框图，该用户设备可以用作根据本发明一个示例实施例的MR和/或中继UE。

图5A-B分别是从BS和MR的观点图示了根据本发明示例实施例的方法的操作和在计算机可读存储器上实施计算机程序指令的执行结果的逻辑流程图。

具体实施方式

下文具体描述的各种示例实施例解决本发明人发现在图1概括的常规方式未完全满足的以下问题中的一个或者多个问题。下文具体描述的本发明实施例更好地解决移动终端在作为正常蜂窝用户或者RUE与移动中继之间的转变功能。不同于图1的常规方式(在该方式中，无线网络基于某一路径选择标准和/或算法确定RUE/MR配对)，这些示例实施例未运用有向配对方式、因而还解决RUE如何发现适合用于中继它的业务的MR。如将了解的那样，示例实施例也利用某些效率以便保持信令开销可管理并且中继过程高效。

作为概述，本发明的示例实施例无论任何RUE对中继通信的任何具体希望或者需要(如在图1的帮助查询中那样)如何，都预部署小区中的节点作为MR。在一个具体实施例中，鉴于上述信令开销考虑，BS以如下方式选择节点作为MR，该方式保证部署的MR中的任何两个MR未相互太近。对照而言，在图1示出的常规方案由事件触发，其中响应于RUE做出的请求并且可能也使用某一位置信息和/或随机选择(例如如果多个MR具有与RUE的如下路径，该路径满足用于配对的常规路径选择标准)来选择MR。

在一个示例实施例中，BS基于个别UE本身的报告来知道它的小区中的UE中的哪些UE可用于作为MR。这可以是在进入小区时的所需报告或者每个UE与测量报告或者某一其它控制信令一起发送的定期报告。例如这可以是如下单个比特一样小，该比特指示发送该比特的UE是否愿意充当中继。如下文将具体描述的那样，本发明的示例实施例部署新上行链路控制信道用于这一目的。

BS根据充当中继的那些意愿指示来选择哪些UE将作为MR，并且它的选择也基于发送那些指示的UE的位置信息。这保证没有作为MR而选择的两个UE太近，这如下文将具体描述的那样减少低效控制信令。在一个示例实施例中，BS用批准作为MR或者拒绝作为MR或者针对更多信息(例如位置信息、信道质量测量信息等)的请求对发送意愿指示符的相应UE做出响应。在这一实施例中可以用如两个控制比特一样少的信令在控制信道上发送三个响应选项。如下文将具体描述的那样，本发明的示例实施例部署新下行控制信道用于这一目的。

在图2中概括上文，在该图中有在单个BS控制的小区中的移动UE A至D和在图2的面板4之前未变成相关的RUE。在图2的面板1有在小区中的多个UE A至D，每个UE向BS发送相应UE愿意充当MR这样的指示符。注意UE A和B相互近邻定位，而UE C和D相互并且与UE A和B的群集间隔某一大量距离。按照图2的面板1，UE A至D为自愿MR候选。

在小区中可以有如下UE，这些UE不愿意充当MR并且向BS发送该不愿意的指示，但是在图2未示出这样的附加UE，因为一旦它们已经指示它们的不愿意，它们就变成无关。例外在于紧急服务(例如RUE发送紧急呼叫或者信标)，其中根据本发明的一个示例实施例，BS可以忽视UE的不愿意充当中继的指示符，BS然后指引相应UE针对指定的时间段或者针对指定的RUE承担MR的功能。

在图2的面板2，BS关于愿意的UE A至D中的哪些UE将作为MR做出它的选择。由于UE A和B相互接近，所以BS选择它们中的仅一个UE。BS选择作为MR的在小区中的全部多个愿意中继的UE之中的子集在这一例子中然后是UE A、C和D。BS经由在图2的面板2示出的响应向它们指示它们被选择。在图2的面板2未示出从BS到UE B的未选择它作为MR的响应。

小区中的不同条件可以关于作为MR候选而选择的UE应当隔开多远对BS施加不同标准。一些小区可能具有强烈影响信道条件的近间隔高楼，因此如与具有低卧和远间隔大楼的郊外小区相比的那样，在MR候选之间的更短距离是更优解决方案。一些BS可能未施加跨越整个小区的简单距离管辖(regiment)。例如，如果比如由于建筑物的遮蔽而在小区中的一个位置有呼叫的经常性掉线，则BS可以了解该经常性问题并且允许在一个位置的第一MR候选覆盖建筑物遮蔽而允许第二MR候选相当接近第一MR候选、但是覆盖大楼的非遮蔽侧(尽管小区中的所有其它MR候选相互间隔更远)。在网络运营商可以部署固定中继以解决上述例子中的遮蔽问题之前，预计比如这些差异这样的差异相对罕见和短期。

在图2的面板3，从BS接收肯定响应的那些UE定期发送如下信标，该信标通报相应UE作为MR。注意在图2的面板1至3中的每项内容独立于任何RUE发送针对中继的查询或者帮助消息(这是在图1用于中继配对的先例条件)。这意味着根据在图2的示例实施例，BS无论任何RUE都选择小区中的愿意中继的UE的子集；即使在小区中无RUE并且无进行中的通信中继，在小区中仍然可以存在MR星座。

MR与小区中的其它UE区别在于BS已经这样配置MR。在图2的例子中，在配置在面板2由肯定响应消息而在面板3由如下广播表现，这些广播指示进行广播的UE是准备好/被批准在小区中用于中继的MR。在图2的面板4之前，在小区中无任何通信的活跃中继并且在小区中无针对中继或者帮助的请求。RUE在图2的面板3听见广播并且发现UE C具有最强信号，因而RUE在面板4选择UE C作为中继用于它的通信并且UE C中继从RUE到BS的上行链路业务(并且相似地，中继从BS到RUE的下行链路业务)。

在一个示例实施例中，BS将连续维持小区中的预部署MR的星座。图3A是图示了按时间从上至下的一个示例实施例，其中在小区中有已经作为MR而预部署的两个UE 302、304并且有第三UE 306，BS 300考虑向在小区中作为MR而配置的UE的预部署子集添加该第三UE。

作为初始事项，BS在小区中定期广播(310)它的信息(例如在图3A表示为主同步信号PSS和/或次同步信号SSS和/或小区标识符ID在广播信道BCH或者其它下行共享信道DL-SCH上的广播)。作为广播信号，小区中和小区附近的所有UE能够听见它。

先前配置为MR的两个UE 302和304也定期广播它们自己的如下信息，该信息通报它们作为MR。这由相应消息312和314示出，并且例如有移动中继共享信道MR-SCH，任何用户和BS可以在该信道上听见这些MR广播312、314。在一个实施例中，BS按时间隔开不同MR在小区中的MR-SCH上的广播(例如通过用如下响应向它们给予时间隙，该响应指示UE被批准作为MR)。

现在在图3A，有蜂窝UE 306，该UE当前具有作为MR的意愿并且通过向BS发送请求316来指示这一意愿，该请求有效地指示：“我想要作为MR。您同意吗？”这里，想要成为MR的UE称为自愿MR候选。

例如，一旦BS 300接收MR准予请求316，BS 300的可能响应在一个实施例中是以下选项中的任何选项：

a)“好的，你可以作为MR”。例如如果当前无部署于小区中的MR(在该情况下，信道测量与BS无关)则使用这一选项。

b)“请测量与小区中的所有其它预部署MR的信道”。这一响应例如用于在图3A图示的更普遍情况，其中已经预部署一些MR，但是BS仍然认为未适当或者最优部署网络(BS认为需要附加MR)。

c)“不，你不能作为MR”。这一响应例如在两个实例中的任一实例中适合。首先，BS认为当前已经适当部署网络，这意味着有预部署的足够MR并且那些MR中的多数或者所有MR在恰当位置(并且如下文将具体描述的那样，可能每个MR具有至少一个备用MR)，从而当前无需更多MR。其次，BS认为进行请求的UE当前无资格作为MR(例如，有由于移动性所致的某一BS-UE信道质量退化或者有向进行请求的UE 306传入的充分业务(这将防止它作为良好中继))。

当UE 306从BS 300获得响应a)时，它变成空闲MR。这里“空闲MR”意味着这一UE已经由BS预部署为MR并且它具有MR的所有功能(例如定期广播它的MR通报)。但是如在图2的面板3那样，空闲MR仅待命用于中继，并且它在它被某一RUE发现(这是仅在图2的面板4完成的)之前无实际业务要中继。空闲MR总是准备就绪并且等待来自RUE的针对业务中继的传入请求。一旦附近有某一RUE(该RUE请求空闲MR的中继)，这一空闲MR因此有业务要中继，并且它变成活跃MR、然后针对RUE执行业务中继工作。

注意在上述例子中，每个中继跳跃仅一个空闲MR脱离它的空闲状态用于中继目的(通过变成活跃MR)，而在图1的方式中，BS唤醒所有MR候选，因此它们都可以监听RUE的请求。在图1-2的例子图示了一个跳跃的中继，但是通过具有与RUE最近的活跃MR(称为第一多跳跃MR)、然后发现多跳跃中的下一MR(类似于RUE如何发现用于从RUE的第一条上行链路的第一多跳跃MR)，本发明的示例实施例容易扩展成多跳跃中继。或者取而代之，由于这样的第一多跳跃MR已经需要它自己的MR用于它自己的业务，所以第一多跳跃MR可能在它决定哪个MR用于中继它自己的业务时已经发现用于中继RUE业务的下一多跳跃MR。

返回图3A，当进行请求的UE 306从BS 300获得上述响应b)时，它应当通过使用每个预部署MR 302、304定期广播(312，314)的探测信号来测量连接它本身与所有预部署MR 302、304(包括所有空闲MR和所有活跃MR)的链路的信道质量。在图3A的块320示出了这一点。

对于其中并非所有测量的信道质量良好(例如信道质量指示符CQI少于预定义阈值)的情况，进行请求的UE 306然后应当向BS发送如下消息，该消息意味着“我可以作为MR，因为所有预部署MR远离我”。在一个实施例中，这一消息可以如一个比特一样小。

对于其中信道质量中的多个信道质量良好(CQI＞阈值)而其余信道质量不好(CQI＜阈值)的情况，在一个示例实施例中，进行请求的UE 306然后向BS 300发送一个或者多个预部署MR的标识，该标识意味着“我可以作为备用MR，因为我接近具体预部署MR”。在图3A由消息322示出，该消息具有MR列表和进行请求的UR 306的CQI报告。这里返回的MR标识的数目在一个实施例中可以限于预定数目以控制信令开销，或者它可以由BS灵活限定。

在一个示例实施例中，基于BS从进行请求的UE 306接收的报告322以及业务负荷，BS 300然后做出决策324是否可以准许这一UE 306作为空闲MR或者备用MR。然后BS 300经由下行链路信令326向进行请求的UE 306通知决策。

所有备用MR的信息由BS 300记录于它的本地存储器中以供将来使用。例如，如果预部署MR 302、304中的一个或者多个MR不能或者不愿意充当MR并且正式备用MR同时不能充当MR。这样的情况可能例如由于MR 302、304移向另一小区或者由于对MR 302、304的太高业务需求而不能满足RUE的QoS要求而出现。然后，BS300记忆的这一UE可以充当MR或者另一备用MR(BS在一个实施例中可以启动该备用MR作为正常MR(BS 300将启动它作为空闲MR))。

在一个实施例中，BS的在图3A的块324的决策遵循两个原则。首先，如果自愿MR候选306很接近预部署MR 302、304中的任何MR(例如如果用于一个MR的CQI很高)，则BS应当拒绝请求316。这是因为使多个MR拥挤到小区域中是无线电资源的浪费、因此应当被避免。第二，如果有一个预部署MR 302、304(该MR的针对中继的业务或者请求太忙)，则应当向对应备用MR给予作为空闲MR的高优先级。这一优先级允许是如下手段，通过该手段，部署的MR在小区中的地理分布可以适当适应小区的实际业务负荷。

注意备用MR不是预部署MR。备用MR与小区中的其它愿意中继的UE的区别在于BS 300已经知道该节点愿意作为MR并且也知道这一节点具有与一个或者两个某些活跃MR的良好连接。当这一活跃MR的中继业务太繁重或者活跃MR有意地退出中继工作时，BS可以通知附近备份MR变成活跃MR。

为了清楚，在图3A的预部署MR 302、304可以各自成为空闲MR或者活跃MR。PSS/SSS、BCH、DL/SCH、RS、CQI这些术语都与LTE/LTE-A标准一致，但是本发明的实施例并不仅仅限于那些无线电标准的修改。MR-SCH代表每个预部署MR 302、304定期广播的MR特有探测信号。

MR定期广播探测信号312、314有至少两个目的。首先，用于在自愿MR候选306与预部署MR 302、304之间的信道测量320。其次，用于任何RUE发现一个或者多个MR 302、304、然后经由MR 302、304进入蜂窝网络(如果需要)。

图3B是图示了本发明一个示例实施例的信令图，通过该实施例，RUE 308发现预部署MR 302用于建立与网络的连接这一具体目的。RUE也可以出于其它目的(比如在RUE的信号衰退时或者如果需要增加去往/来自RUE的吞吐量则维持与网络的连接)而接入MR。在图3B的RUE过程完全兼容于在图3A具体描述的MR自动部署方式。相似标号代表相似要素并且将不再次被描述。

在图3B，RUE的动作可以主要划分成两个部分：包括MR发现和选择的第一部分330；以及包括RUE经由MR进入网络的第二部分340。第一部分330对于其中RUE保持直接与BS 300的覆盖(视为RUE在BS的覆盖区域以内)的情况而言相关。这可以例如出现于MR用来增加去往/来自RUE的吞吐量时。第一部分330和第二部分340对于其中RUE在BS的覆盖区以外并且在它们之间无直接无线链路的情况而言相关。这可以例如出现于已经连接的RUE移入仅由中继覆盖的小区区域时(如例如上文指出的遮蔽大楼例子)或者BS覆盖的横向范围由一个或者多个中继扩展并且RUE进入该区域中的小区或者在已经连接之后移向该区域时。

在图3B的RUE 306监听MR-SCH消息312并且在332选择具有良好信号强度的一个MR-SCH消息。RUE 306发送连接和网络接入请求334以在网络上建立它本身，MR 302发送对该请求的响应336。然后在第二部分340，MR 302代表RUE 308建立与BS 300的连接。在图3B的具体实施例中，MR 302在342发送主随机接入信道PRACH请求(消息前导)，BS 300在PRACH 342映射的物理下行链路控制信道PDCCH上发送对该请求的响应344。MR 302然后在PDCCH上调度的物理上行链路共享信道PUSCH上发送针对RUE308和标识RUE 306的连接请求346。BS 300在双向链路348B上与MR交换用户数据，并且MR在另一双向链路348A上与RUE 308交换用户数据以形成在RUE 308与BS 300之间的中继。BS 300和RUE308也可以包括那些双向链路348A-B上的控制信令。

下文是使用根据下表的术语和假设如与在图1概括的常规方式相比的用于图3A-B的示例实施例的信令开销的分析：

图1的常规方式由用于在上述背景技术一节的末段的第二条的各种场景的等式[1-a]至[1-c]反映。具体而言，用信令通知小区中的几乎所有UE接收RUE探测的情况由等式[1-a]反映：

overhead₁＝[StatTrans·K+Syn+CQI·K]·P_R·t    [1-a]

用信令通知仅与RUE接近的UE作为MR候选的情况由等式[1-b]反映：

overhead₂＝[StatTrans·k+Syn+CQI·k]P_R·t+GeoInfo·N ·t

[1-b]

随机选择小区中的固定数目的UE作为MR候选的情况由等式[1-c]反映：

overhead₃＝[StatTrans·k+Syn+CQI·k]·P_R·t    [1-c]

观察等式[1-a]、[1-b]和[1-c]，产生以下结论：

1)StatTrans、Syn和CQI这些项乘以P_R·t，这意味着这三种开销随时间增加并且增加速率高度依赖于P_R。

2)StatTrans是所有等式中的三项之中的最重要开销，并且它乘以K或者k，这意味着唤醒越多MR候选，开销增加就越明显。在等式[1-a]的情况下，BS无对每个蜂窝UE的确切地理了解。为了保证针对每次请求，RUE可以发现适当MR，K应当是很大的数(例如小区中的几乎所有空闲UE)，这引起很高信令开销。在等式[1-b]的情况下，小区中的UE应当向BS频繁报告它的地理信息，然后K(大数)应当减少至k(小数)。但是定期地理信息报告也是沉重的信令开销负担(例如GeoInfo·N·t)。在等式[1-c]的情况下，无地理信息报告，MR候选的总数固定成k，并且以随机方式选择MR候选。虽然开销低，但是未确保在RUE与MR候选之间的信道良好，并且此外，所选UE可能不愿意充当MR，因此不能假设有成功配对RUE与MR的高概率。

3)由于有被唤醒成从RUE接收探测信号的多个MR候选，所以应当报告多个CQI，这造成CQI乘以K或者k。因而，开销随时间很快增加。

现在将来自上表的示例值代入等式[1-a]、[1-b]和[1-c]中产生以下相应开销：

overhead₁＝[200×200+63+5×200]×5×t＝205315×t

overhead₂＝[200×10+63+5×10]×5×t+5×200×t＝11565×t

overhead₃＝[200×10+63+5×10]×5×t＝10565×t

这与上文关于图3A-B具体描述的本发明示例实施例比较：

$\mathrm{overhead}=\mathrm{RDC}\·M+\frac{\mathrm{Syn}}{T_s}\·M\·t+\mathrm{CQI}\·P_R\·t---\left[2\right]$

其中：

变量	描述	示例值
			RDC	用于部署单个MR的平均开销	10比特
M	小区中的部署MR的总数	10
			Ts	MR发送探测信号的周期	100ms
Syn	用于每次MR发送的探测信号的开销	63个符号
			CQI	用于RUE CQI报告的开销	5比特
PR	小区中的RUE请求的到达率	5Hz
			t	时间变量

观测等式[2]产生以下结论：

1)RDC·M是在小区中部署MR的开销成本。虽然它如与等式[1]相比是额外开销，但是这一开销未随时间增加，这意味着可以一次性补偿它。

2)有随时间增加的仅两项，其中

更重要，因为它实际上确定总开销随时间增加多少和多快。注意这一部分开销通过调整T_s和M的值而完全可控。例如，可以在开销高时延长T_s并且可以在RUE请求忙时增加M。恰好相反，在常规方案中，K(与地理信息有关)很难控制，因而开销可能波动并且也不可预测。

3)CQI·P_R·t与RUE请求的到达率有关并且也随时间增加。然而，由于在本发明的一个示例实施例中可以在RUE完成MR选择过程(见图3B)，所以向BS反馈仅一个或者少量CQI。因此，如与等式[1]中的StatTrans·K·P_R·t和CQI·K·P_R·t相比可以忽略这一项引起的开销。这一特征使本发明示例实施例的总开销比在常规方案中的总开销慢得多地增加。

将来自上表中的相同示例值代入等式[2]中产生以下相应开销：

$\mathrm{overhead}=10\×10+\frac{63}{0.1}\×10\×t+5\×5\×t=100+6325\×t$

在一开始，由于与MR部署有关的成本，本发明示例实施例的总开销大于常规方式的总开销。但是随时间流逝，示例实施例的总开销由于低量CQI报告而很慢增加，而常规方案的开销很快增加，因为唤醒许多MR候选并且它们都从空闲模式向活跃模式转变。因此长期而言，示例实施例在系统开销减少方面好于常规方式。

上文具体描述的各种示例实施例提供以下技术益处中的一个或者多个益处。首先，RUE无需向BS直接发送帮助请求。它可以测量预部署MR发送的定期广播信号。这一特征使得有可能在RUE具有与BS的相对差的直接链路和/或RUE在盲区中时可以使用MR。对照而言，图1的常规方式要求在BS与RUE之间设置直接连接。

第二，在常规方式(比如图1)中，应当基于在BS的地理信息唤醒许多MR候选以接收RUE的探测信号。如图所示，用于从空闲向活跃的这一模式转变的在BS与MR候选之间的下行链路信令和交互开销很大。此外，随机或者基于地理信息唤醒的MR候选不能保证将有足够好的MR-RUE信道质量；并且另外不能高概率地保证将有成功MR-RUE配对，因为一些MR候选可能不想作为MR。此外，地理信息也意味着沉重信令开销负担。恰好相反，根据本发明的示例实施例，MR部署通过例如在图3A示出的“请求和批准”机制完全在BS的控制之下。所有预部署MR已经指示愿意作为MR，这更好地保证将有RUE与MR的成功配对。重要的是，由于更少CQI报告和更少MR候选，这些示例实施例的开销如在上述定量开销分析中所示，至少在某一时间段已经流逝之后少于在图1中示出的常规方式的开销。

第三在示例实施例中，BS可以基于在MR候选与预部署MR之间的信道测量并且也基于业务负荷来优化MR的数目和MR的地理分布。小区中的更好MR分布意味着更高MR使用效率、更高吞吐量增益和更低MR部署成本。

第四，备用MR概念使无线网络能够更稳健并且易于维护。例如，这样的稳健网络可以解决比如超负荷的预部署MR这样的问题(通过切换它不作为中继并且向备用MR切换)。用于备用MR的CQI信息在BS预先已知，因此具有备用MR的成本很低并且可以快速部署它们。将超负担的MR从MR角色恢复成仅非MR UE角色使它能够仅处置它自己的业务。

现在参照图4A，该图用于图示适合用于在实现本发明的示例实施例时使用的各种电子设备和装置的简化框图。在图4A中，无线网络1适合用于通过无线链路11来与装置(比如移动通信设备(该移动通信设备可以称为UE 10并且将如上文具体描述的那样在小区中变成MR))通信。在网络侧上，链路11去往和来自网络接入节点(比如节点B(基站)并且更具体为eNB 12)。沿着在eNB 12与MR 10之间的链路可以有其它中继(固定或者MR)。未示出在RUE与MR 10之间的更多链路。网络1可以包括网络控制单元(NCE)14，该NCE可以包括移动管理和/或服务网关MME/GW功能并且提供与另一网络(比如电话网络和/或数据通信网络(例如因特网))的连通。

UE 10包括控制器(比如计算机或者数据处理器(DP)10A)、计算机可读存储器介质(实施为存储计算机指令程序(PROG)10C的存储器(MEM)10B)和用于经由一个或者多个天线来与eNB 12双向无线通信的适当射频(RF)收发器10D。eNB 12也包括控制器(比如计算机或者数据处理器(DP)12A)、计算机可读存储器介质(实施为存储计算机指令程序(PROG)12C的存储器(MEM)12B)和用于经由一个或者多个天线来与UE 10通信的适当RF收发器12D。eNB 12经由数据/控制路径13耦合到NCE 14。路径13可以根据EUTRAN(演进通用无线电接入网络(也称为长期演进LTE或者UTRAN))实施为S1接口。eNB 12也可以经由可以实施为X2接口的数据/控制路径15耦合到另一eNB。

假设PROG 10C和12C中的至少一个PROG包括如下程序指令，这些程序指令在由关联DP执行时使设备能够根据如上文完全具体描述的本发明示例实施例操作。

也就是说，本发明的示例实施例可以至少部分由UE/MR 10的DP 10A和/或eNB/BS 12的DP 12A可执行的计算机软件或者由硬件或者由软件与硬件(和固件)的组合实施。

出于描述本发明示例实施例的目的，可以假设UE 10也包括如上文关于图3A具体描述的那样将广播通报(这些广播通报表明UE在小区中充当MR)放在一起的MR-SCH消息编译器10E。eNB 12可以包括MR候选选择器12E，该选择器分析自愿MR候选发送的CAI报告并且决策哪些MR将变成小区中的称为MR的UE子集的部分。

一般而言，UE/MR 10的各种实施例可以包括但不限于蜂窝电话、具有无线通信能力的个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的便携计算机、具有无线通信能力的图像捕获设备(比如数字相机)、具有无线通信能力的游戏设备、具有无线通信能力的音乐存储和回放装置、允许无线因特网接入和浏览的因特网装置以及并入这样的功能的组合的便携单元或者终端。

计算机可读MEM 10B和12B可以适合于本地技术环境的任何类型并且可以使用任何适当数据存储技术(比如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可拆卸存储器)来实施。DP 10A和12A可以是适合于本地技术环境的任何类型并且可以包括作为非限制例子的通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器中的一项或者多项。

图4B在平面图(左)和截面图(右)中图示了示例UE/MR的更多细节，并且本发明可以实施于这些更多功能特有部件中的一个部件或者某一组合中。在图4B，UE/MR 10具有图形显示接口20和图示为键区的用户接口22、但是理解为也涵盖在图形显示接口20的触屏技术和在麦克风24接收的语音识别技术。功率致动器26控制设备由用户接通和关断。示例UE/MR 10可以具有表示为向上(例如用于视频呼叫)的相机28、但是取而代之或者除此之外还可以向后(例如用于捕获图像和视频用于本地存储)。相机28由快门致动器30并且可选地由缩放致动器32控制，取而代之，该缩放致动器可以在相机28未在活跃模式中时作为用于扬声器34的音量调节来工作。

在图4B的截面图内可见通常用于蜂窝通信的多个发送/接收天线36。天线36可以是用于与UE中的其它无线电一起使用的多频带。有功率芯片38，该功率芯片控制在传输的信道上和/或跨越在使用空间分集时同时发射的天线的功率放大并且放大接收的信号。功率芯片38向射频(RF)芯片40输出放大的接收信号，该RF芯片解调并且下变频信号以用于基带处理。基带(BB)芯片42检测然后转换成比特流并且最终解码的信号。相似处理针对在装置10中生成的并且从它发送的信号逆序出现。

去往和来自相机28的信号穿过对各种图像帧编码和解码的图像/视频处理器44。也可以存在单独音频处理器46，该音频处理器控制去往和来自扬声器34和麦克风24的信号。如用户接口芯片50控制的那样从帧存储器48刷新图形显示接口20，该用户接口芯片50可以处理去往和来自显示接口20的信号和/或还处理来自键区2和别处的用户输入。

UE/MR 10的某些实施例也可以包括一个或者多个辅助无线电(比如无线局域网无线电WLAN 37和蓝牙

无线电39)，这些无线电可以并入片上天线或者耦合到片外天线。在整个装置内有各种存储器(比如随机存取存储器RAM 43、只读存储器ROM 45并且在一些实施例中为可拆卸存储器(比如各种程序10C存储于其上的所示记忆卡47))。在UE 10内的所有这些部件通常由便携电源(比如电池49)供电。

前述处理器38、40、42、44、46、50如果实施为UE 10或者eNB12中的单独实体，则可以按照与主处理器10A、12A的从设备关系操作，这些主处理器然后可以按照与它们的主设备关系。本发明的实施例可以由主DP 10A、由专用处理器10E或者由处理器、存储器、电路等的某一组合实现。注意在一些实施例中，可以如图所示跨越各种芯片和存储器设置或者在另一处理器(该处理器组合上文针对图4B描述的功能中的一些功能)内设置相关功能。图4B的这些各种处理器中的任何或者所有处理器访问可以与处理器一起在片上或者与处理器分离的各种存储器中的一个或者多个存储器。涉及通过比微微网更广的网络的通信的相似功能特有部件(例如部件36、38、40、42-45和47)也可以设置于接入节点12的示例实施例中，该接入节点可以具有塔装天线的阵列而不是在图4B示出的两个天线。

注意上文描述的各种芯片(例如38、40、42等)可以组合成比描述的数目更少的数目并且在最紧凑情况下都可以物理地实施于单个芯片内。

图5A是如比如从BS的观点图示了根据本发明示例实施例的方法的操作和计算机程序指令的执行结果的逻辑流程图。根据这些示例实施例，BS在块502确定多个用户设备可用于用作移动中继；以及在块504，BS选择多个用户设备的子集并且配置多个用户设备的子集作为移动中继。

在一个非限制例子中，选择独立于需要或者请求中继服务的任何中继用户设备。在另一非限制例子中，选择多个用户设备的子集，从而子集的每个用户设备与子集内的每个其它用户设备间隔一段距离，其中根据BS从子集内的用户设备中的至少一些用户设备接收的信道质量指示推断与子集内的每个其它用户设备的距离。

在又一非限制例子中，在块502的确定包括BS从多个用户设备中的每个用户设备接收用户设备愿意作为移动中继来操作这样的指示。在该例子的一个具体实施例中，在不存在请求指示的消息时从多个用户设备中的每个用户设备接收指示。

在又一非限制例子中，配置多个用户设备的子集作为移动中继包括向从其接收指示的每个相应用户设备发送对接收的指示的相应答复，每个相应答复包括以下各项中的至少一项：选择相应用户设备作为移动中继这样的指示；针对附加信息的请求；以及未选择相应用户设备作为移动中继这样的指示。

从其接收指示(该指示表明愿意作为移动中继来操作)的每个用户设备如在上文具体描述中那样可以视为自愿移动中继候选。在这一情况下，在一个示例实施例中，块502的多个用户设备由小区中的所有自愿移动中继候选构成；并且在块504的多个用户设备的子集由在小区中作为活跃移动中继的所有用户设备构成。注意如上文描述的那样，‘活跃’未意味着主动中继通信而是意味着选择UE作为预配置/预部署MR(并非备用MR)。使用上文关于图2和图3A具体描述的示例实施例的具体分类，自愿移动中继候选包括备用移动中继和活跃移动中继以及已经被拒绝用于在小区中用作活跃移动中继的自愿移动中继候选。

图5B是如比如从变成MR的UE的观点图示了根据本发明示例实施例的方法的操作和计算机程序指令的执行结果的逻辑流程图。根据这些示例实施例，在块510，UE发送用户设备愿意作为移动中继来操作这样的指示；在块512，它接收用户设备被选择作为移动中继这样的响应；并且在块514，它定期发送如下信标，该信标通报用户设备作为移动中继。

在一个非限制例子中，与需要或者请求中继服务的任何中继用户设备独立地定期发送信标。在另一非限制例子中，在不存在请求指示的任何接收消息时发送块510的指示。

在又一非限制例子中，UE还接收对指示的如下响应，该响应请求用户设备测量与其它移动中继的信道；并且UE测量与其它移动中继的信道并且向基站报告信道测量结果。在这一例子中，响应于报告信道测量结果来接收在块512的用户设备被选择作为移动中继这样的响应。

图5A-B中所示各种块可以视为方法步骤和/或视为计算机程序代码的操作所产生的操作和/或视为构造成实现关联功能的多个耦合逻辑电路元件。

一般而言，可以用硬件或者专用电路、软件、逻辑或者其任何组合实施各种示例实施例。例如可以用硬件实施一些方面而可以用控制器、微处理器或者其它计算设备可以执行的固件或者软件实施其它方面，但是不限于此。尽管本发明示例实施例的各种方面可以图示和描述为框图、流程图或者使用某一其它图形表示来图示和描述，但是适当理解可以用作为非限制例子的硬件、软件、固件、专用电路或者逻辑、通用硬件或者控制器或者其它计算设备或者其某一组合实施这里描述的这些块、装置、系统、技术或者方法。

因此应当理解本发明示例实施例的至少一些方面可以实现于各种部件(比如集成电路芯片和模块)中并且本发明的示例实施例可以实现于实施为集成电路的装置中。一个或者多个集成电路可以包括用于实现可配置成根据本发明的示例实施例操作的一个或者多个数据处理器、一个或者多个数字信号处理器、基带电路和射频电路的电路(以及可能固件)中的一项或者多项。

对本发明前述示例实施例的各种修改可以按照在结合附图阅读时的前述说明书变得为本领域技术人员所清楚。然而任何和所有修改仍将落入本发明的非限制和示例实施例的范围内。

应当注意术语“连接”、“耦合”或者其任何变体意味着在两个或者更多单元之间的任何直接或者间接连接或者耦合并且可以涵盖一个或者多个中间单元存在于“连接”或者“耦合”在一起的两个单元之间。在单元之间的耦合或者连接可以是物理的、逻辑的或者其组合。如这里运用的那样，作为若干非限制和非穷举例子，可以考虑通过使用一个或者多个接线、线缆和/或印刷电连接以及通过使用电磁能(比如具有在射频区域、微波区域和光学(比如可见光和不可见光)区域中的波长的电磁能)将两个单元“连接”或者“耦合”在一起。

另外，本发明的各种非限制和示例实施例的特征中的一些特征在未对应使用其它特征时仍可有利地得以使用。这样，前文描述应当视为仅举例说明而非限制本发明的原理、教导和示例实施例。

Claims (35)

1.一种方法，包括：

确定多个用户设备可用于用作移动中继；以及

选择所述多个用户设备的子集并且配置所述多个用户设备的所述子集作为移动中继。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择独立于需要或者请求中继服务的任何中继用户设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述多个用户设备的所述子集使得所述子集的每个用户设备与所述子集内的每个其它用户设备间隔一段距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其中根据从所述子集内的所述用户设备中的至少一些用户设备接收的信道质量指示来推断与所述子集内的每个其它用户设备的所述距离。

5.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的方法，其中确定所述多个用户设备可用于用作移动中继包括从所述多个用户设备中的每个用户设备接收所述用户设备愿意作为移动中继来操作这样的指示。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在不存在请求所述指示的消息的情况下从所述多个用户设备中的每个用户设备接收所述指示。

7.根据权利要求5所述的方法，其中配置所述多个用户设备的所述子集作为移动中继包括向从其接收指示的每个相应用户设备发送对所述接收的指示的相应答复，每个相应答复包括以下各项中的至少一项：

选择所述相应用户设备作为移动中继这样的指示；

针对附加信息的请求；以及

未选择所述相应用户设备作为移动中继这样的指示。

8.根据权利要求5所述的方法，其中从其接收表明愿意作为移动中继来操作的所述指示的每个用户设备是自愿移动中继候选；

其中所述多个用户设备由小区中的所有自愿移动中继候选构成；

并且所述多个用户设备的所述子集由在所述小区中作为活跃移动中继的所有用户设备构成。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述自愿移动中继候选包括备用移动中继和活跃移动中继以及已经被拒绝用于在所述小区中用作活跃移动中继的自愿移动中继候选。

10.一种装置，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，存储计算机可执行指令程序；

其中所述至少一个处理器与所述至少一个存储器和所述计算机可执行指令一起配置成使所述装置执行以下动作，包括：

确定多个用户设备可用于用作移动中继；以及

选择所述多个用户设备的子集并且配置所述多个用户设备的所述子集作为移动中继。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述选择独立于需要或者请求中继服务的任何中继用户设备。

12.根据权利要求10所述的装置，其中选择所述多个用户设备的所述子集使得所述子集的每个用户设备与所述子集内的每个其它用户设备间隔一段距离。

13.根据权利要求12所述的装置，其中根据从所述子集内的所述用户设备中的至少一些用户设备接收的信道质量指示来推断与所述子集内的每个其它用户设备的所述距离。

14.根据权利要求10至13中的任一权利要求所述的装置，其中确定所述多个用户设备可用于用作移动中继包括从所述多个用户设备中的每个用户设备接收所述用户设备愿意作为移动中继来操作这样的指示。

15.根据权利要求14所述的装置，其中在不存在请求所述指示的消息的情况下从所述多个用户设备中的每个用户设备接收所述指示。

16.根据权利要求14所述的装置，其中配置所述多个用户设备的所述子集作为移动中继包括向从其接收指示的每个相应用户设备发送对所述接收的指示的相应答复，每个相应答复包括以下各项中的至少一项：

选择所述相应用户设备作为移动中继这样的指示；

针对附加信息的请求；以及

未选择所述相应用户设备作为移动中继这样的指示。

17.根据权利要求14所述的装置，其中从其接收表明愿意作为移动中继来操作的所述指示的每个用户设备是自愿移动中继候选；

其中所述多个用户设备由小区中的所有自愿移动中继候选构成；

并且所述多个用户设备的所述子集由在所述小区中作为活跃移动中继的所有用户设备构成。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述自愿移动中继候选包括备用移动中继和活跃移动中继以及已经被拒绝用于在所述小区中用作活跃移动中继的自愿移动中继候选。

19.一种存储计算机指令程序的计算机可读存储器，所述计算机程序指令在由处理器执行时产生以下动作，包括：

确定多个用户设备可用于用作移动中继；以及

选择所述多个用户设备的子集并且配置所述多个用户设备的所述子集作为移动中继。

20.根据权利要求19所述的计算机可读存储器，其中选择所述多个用户设备的所述子集使得所述子集的每个用户设备与所述子集内的每个其它用户设备间隔一段距离，其中根据从所述子集内的所述用户设备中的至少一些用户设备接收的信道质量指示来推断与所述子集内的每个其它用户设备的所述距离。

21.根据权利要求19至20中的任一权利要求所述的计算机可读存储器，其中确定所述多个用户设备可用于用作移动中继包括从所述多个用户设备中的每个用户设备接收所述用户设备愿意作为移动中继来操作这样的指示。

22.根据权利要求21所述的计算机可读存储器，其中配置所述多个用户设备的所述子集作为移动中继包括向从其接收指示的每个相应用户设备发送对所述接收的指示的相应答复，每个相应答复包括以下各项中的至少一项：

选择所述相应用户设备作为移动中继这样的指示；

针对附加信息的请求；以及

未选择所述相应用户设备作为移动中继这样的指示。

23.一种方法，包括：

发送用户设备愿意作为移动中继来操作的指示；

接收所述用户设备被选择作为移动中继这样的响应；以及

定期发送信标，所述信标通报所述用户设备作为移动中继。

24.根据权利要求23所述的方法，其中与需要或者请求中继服务的任何中继用户设备独立地定期发送所述信标。

25.根据权利要求24所述的方法，其中在不存在请求所述指示的任何接收消息的情况下发送所述指示。

26.根据权利要求23至25中的任一权利要求所述的方法，所述方法还包括：

接收对所述指示的响应，所述响应请求所述用户设备测量与其它移动中继的信道；以及

测量与其它移动中继的信道并且向基站报告信道测量结果；

其中响应于报告所述信道测量结果来接收所述用户设备被选择作为移动中继这样的所述响应。

27.根据权利要求23至25中的任一权利要求所述的方法，其中所述指示为一比特而所述响应为两比特。

28.一种装置，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，存储计算机可执行指令程序；

其中所述至少一个处理器与所述至少一个存储器和所述计算机可执行指令一起配置成使所述装置执行以下动作，包括：

发送用户设备愿意作为移动中继来操作的指示；

接收所述用户设备被选择作为移动中继这样的响应；以及

定期发送信标，所述信标通报所述用户设备作为移动中继。

29.根据权利要求28所述的装置，其中与需要或者请求中继服务的任何中继用户设备独立地定期发送所述信标。

30.根据权利要求29所述的装置，其中在不存在请求所述指示的任何接收消息的情况下发送所述指示。

31.根据权利要求28至30中的任一权利要求所述的装置，其中所述至少一个处理器与所述至少一个存储器和所述计算机可执行指令一起配置成使所述装置进一步执行以下动作，包括：

接收对所述指示的响应，所述响应请求所述用户设备测量与其它移动中继的信道；以及

测量与其它移动中继的信道并且向基站报告信道测量结果；

其中响应于报告所述信道测量结果来接收所述用户设备被选择作为移动中继这样的所述响应。

32.根据权利要求28至30中的任一权利要求所述的装置，其中所述指示为一个比特而所述响应为两个比特。

33.一种存储计算机指令程序的计算机可读存储器，所述计算机程序指令在由处理器执行时产生以下动作，包括：

发送用户设备愿意作为移动中继来操作的指示；

接收所述用户设备被选择作为移动中继这样的响应；以及

定期发送信标，所述信标通报所述用户设备作为移动中继。

34.根据权利要求33所述的计算机可读存储器，其中与需要或者请求中继服务的任何中继用户设备独立地定期发送所述信标。

35.根据权利要求33至34中的任一权利要求所述的计算机可读存储器，其中所述动作还包括：

接收对所述指示的响应，所述响应请求所述用户设备测量与其它移动中继的信道；以及

测量与其它移动中继的信道并且向基站报告信道测量结果；

其中响应于报告所述信道测量结果来接收所述用户设备被选择作为移动中继这样的所述响应。

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