CN110800359A - 蜂窝网络中的中继站操作 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由基站在电信网络中处理用户装置UE通信的方法。基站根据UE(500)相对于另一个UE的位置将所述UE和另一个UE分组到一组中继节点中；并将中继节点组调度为电信网络中的中继节点。

Description

蜂窝网络中的中继站操作

技术领域

本发明通常涉及无线通信，特别是蜂窝网络中的中继站操作。

背景技术

目前的电信网络使用无线电频谱运行，其中对无线电频谱通信资源的复用访问(multiple access)受到严格控制。连接到网络的每个用户装置(User Equipment，UE)都使用多种复用访问技术被授予频谱的"切片(slice)"，例如，仅举例说，频率分多路复用(Frequency Division Multiplexing，FDM)，时分多路复用(Time DivisionMultiplexing，TDM)，代码分多路复用(Code Division Multiplexing，CDM)和空间分多路复用(Space Division Multiplexing，SDM)或其中一种或多种技术的组合。即使结合这些技术，随着移动电信的普及，目前和未来电信网络的容量也可能受到限制。

5G新无线电(5G/NR)是第三代合作项目(Third Generation Partnership Project，3GPP)选择的名称，旨在定义全球5G电信标准，规范新的5G无线空中传播接口。3G和4G通信标准(如当前长期演进(Long Term Evolution，LTE)/进阶LTE标准面向对人的连接。相反的，5G/NR至少部分用于连接所有内容并提供统一的连接结构。5G/NR可能带来一系列家族，如增强型移动宽带(enhanced Mobile Broadband)、大量机器类型通信(massive MachineType Communication)和超可靠和低延迟通信(Ultra-Reliable and Low LatencyCommunication，URLLC)。URLLC被定义为5G/NR支持的关键目标方案之一，应提供低延迟通信和高可靠性(例如，一个数据包传输的URLLC可靠性要求为X字节(例如，20个字节)的1-10^-5，用户平面延迟为1毫秒ms)。

数据流量的高需求，加上连接装置数量的增加和物联网(Internet of Things，IoT)的出现，给电信网络带来了沉重的负担。

因此，人们渴望和需要一种机制，进一步提高无线通信网络的容量。

发明内容

提供此发明内容摘要是为了以简化的形式介绍一些概念，下面将在"详细说明"中进一步介绍。本摘要无意确定所称标的物的主要特征或基本特征，也无意用作确定所称权力要求标的物范围的辅助工具。

从一个方面来说，提供了一个由基站(base station，BS)执行的方法，用于处理电信网络中用户装置(UE)的通信。基站根据UE相对于另一个UE的位置，将一个UE与另一个UE分组到一中继节点组中。然后，基站将中继节点组调度为所述电信网络中的中继节点。

所述基站可以选择调度不同的UE与作为中继节点的UE进行通信。

所述基站可以选择调度最多数量的不同UE，以便与每组UE通信。调度是基于邻近性进行的，可能取决于从所述组的中心到不同UE的最大距离。

所述基站可以选择接收中继节点组和不同UE之间链路的链路质量的指示。此外，基站可以收到中继节点组和所述基站之间链路的链路质量的指示；并可根据接收的指示在所述电信网络内执行通信。

或者，另一个UE相对UE的位置在最大半径范围内。

本发明的目的是提供一种提高无线通信网络容量的机制。这是通过根据位置条件调度所述中继节点来实现的，所述位置条件能够在所述基站和所述中继节点之间提供良好的无线回程链路。

根据本发明的进阶方面，提供了一个基站装置，包括处理器单元、存储单元和通信接口，其中所述处理器单元、所述存储单元和所述通信接口被配置为执行如本文所述或此处所述的方法。

本文所述方法可通过有形存储介质或计算机可读介质上的机器可读形式的软件执行，例如，以计算机程序的形式执行，所述程序包含计算机程序代码手段，这些程序代码手段被调整为，当程序在计算装置或基站上运行时，用于执行本文描述的任何一个方法的所有步骤，计算机程序可能体现在计算机可读介质上。有形(或非易失)存储介质的示例包括磁盘、拇指硬盘、存储卡等，并且不包括传播的信号。所述软件适用于在并行处理器或串行处理器上执行，以便方法步骤可以按任何适当的顺序执行，也可以同时执行。例如，本发明的另一个方面提供了一种计算机可读介质，包含存储在其中的计算机程序、程序代码或指令，当在处理器上执行时，导致处理器执行本文所述的处理UE通信的方法。

在本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读介质，包括存储在其中的计算机程序、程序代码或指令，当在处理器上执行时，导致所述处理器执行处理UE通信的方法。

这承认固件和软件可以是有价值的，可单独交易的商品。它旨在包含运行或控制"哑(dumb)"或标准硬件的软件，以执行所需的功能。它还旨在包括"描述"或定义硬件配置的软件，如硬件描述语言(hardware description language，HDL)软件，用于设计硅芯片或配置通用可编程芯片，以执行所需的功能。

较佳的特征可以依照情况组合，并且如技术人员所理解的，可与本发明的任何方面相结合。

权力要求主张的解决方案的一个好处是，它能够向广大区域提供服务，而无需事先进行网络基础结构部署。这对网络运营商非常有利，因为使用建议的解决方案，可以用相同的可用资源为更多UE提供服务。所述解决方案的另一个主要好处是能源效率。使用移动UE模拟基站意味着部署的基础设施的繁重能源成本降低，所需的传输功率也降低了。

附图说明

进一步的细节，各方面和实施例将参照图仅以举例方式说明。为简单明了，图中的元素进行了说明，不一定被绘制为尺规。相类似参考标号数字已包含在相应的图形中，以便于理解。

图1是根据本文实施例对电信网络的总览示意图；

图2是根据本文实施例对电信网络的总览示意图；

图3是根据本文实施例的信令方案；

图4是根据本文实施例描述时槽的框图；

图5是根据本文的实施例描述UE的分组的示意图；

图6是根据本文的实施例描述UE的分组的示意图；

图7显示基站执行的实例方法的一个简化的流程图；

图8显示了累积分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)的比较；

图9显示了能源效率的比较；以及

图10A-10B是说明了基站的实施例的简化的框图。

具体实施方式

图1是根据本文的实施例描述电信网络的示意图。

本领域技术人员将认识到并理解所描述的例子的具体内容只是一些实施例的例证，并且本文所述的教导适用于各种替代环境条件。

现在参考图1，说明根据本发明实施例运行的NR蜂窝通信系统的一部分的例子，并且泛用性的以100表示，包括基站101，如支持一个小区的进化节点B(evolved Node B，eNB)。基站101可能支持多个小区。

电信网络100可以包括或代表用于以下装置之间通信的一个或多个通信网络：介于用户装置(User Equipment，UE)500和800之间、以及介于连接到电信网络100的其他装置、内容源或服务器之间。所述电信网络100也可以包括或代表任何一个或多个通信网络、通过连接耦合或连接以形成电信网络100的一个或多个网络节点、实体、组件、应用程序服务器、服务器、基站或、其他网络装置。网络节点之间的耦合或链路可以是有线的或无线的(例如，无线电通信链路、光纤等)。电信网络100可以包括任何适当的核心网络和无线电接入网络的组合，包括网络节点或实体、基站、接入点等，用于实现以下装置之间的通信：UE、电信网络100的网络节点101、内容源和/或其他连接到电信网络100。

可用于所述装置、方法和系统的某些实施例中的电信网络100示例，可以是至少一个通信网络或其组合，包括但不限于一个或多个有线和/或无线电信网络、一个或多个核心网络、一个或多个无线接入网络、一个或多个计算机网络、一个或多个数据通信网络、互联网、电话网络、无线网络(如全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，WiMAX)、无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN))等、举例如基于电机电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)802.11标准的WLAN和/或Wi-Fi网络，或互联网协议(Internet Protocol，IP)网络、数据包交换网络或增强的数据包交换网络、IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)网络，或基于无线、蜂窝或卫星技术的通信网络，如移动网络、全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communications，GSM)、通用封包无线服务(General Packet RadioService，GPRS)网络、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，W-CDMA)、CDMA2000或长期演进(Long Term Evolution，LTE)/进阶长期演进(LTE Advanced)网络或任何第二、第三、第四或第五代及以上类型通信网络等。

用户装置可称为无线装置，如无线通信终端、通信装置、机器类型通信(Machine TypeCommunication，MTC)装置、装置到装置(Device to Device，D2D)终端或用户装置，如智能手机、笔记本电脑、移动电话、传感器，相机，中继站，移动平板电脑。基站可以指网络节点、接入点(如无线局域网(WLAN)接入点、访问控制器、无线电基站如节点B(NodeB)、演化节点B(eNB、eNodeB)、基站收发器或类似的装置。

本文假定在时间分双工(Time Division Duplexing，TDD)模式下采用单小区大数多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统，具有基于先导的上行通道估计(pilot based uplink channel estimation)。在覆盖区域有K个单天线UE存，远距离基站101具有M天线。在每个时槽中，基站101允许使用长度为τ的正交先导序列估计至多τ个数量的"UE"的通道。在传统的大规模MIMO系统中，每个槽中，的最大的调度UE数量受培训周期长度的限制。为上行线调度更多UE需要增加τ，因此，这减少了每个时槽中数据传输的可用资源，从而降低了每个UE可实现的吞吐量。

本文的实施例旨在增加预定的UE的数量，而不增加最大训练长度τ。一种选择是部署更多的基站，但这对网络运营商来说代价高昂。回程(backhaul)链接中继站系统为提高覆盖范围和容量提供了一条可能的途径，而本发明提出了一个智能中继站选择方案。大规模MIMO基站用于提供低成本、高效率的访问网络，无需部署更多基础设施。

大量移动UE被选择作为中继节点，以提供两层大规模MIMO。通过优化调度这些中继节点，电信网络被转换为虚拟的大规模MIMO小区的组合，通过无线回程与长距离大型MIMO基站连接。

以前的基于中继的解决方案需要部署大量具有昂贵回程链路的接入点。在当前公开中，由于中继站选择和UE调度由基站101执行，因此中继站节点之间不需要额外的信号。一旦本发明确定了适当的UE和中继群集，可以使用现有的LTE和5G控制计划建立中继群集。

本发明中提出的方法使更多的UE能够在系统中进行调度，而无需任何额外的培训资源。它还允许利用现有基础设施增加网络的覆盖范围，同时减少电信网络的能源消耗。根据优化的框架通过选择多个位置在一起的移动UE作为充当中继节点，可以实现这些优势。图2描述了本发明的基本概念。

图3是根据本文实施例进行的信号方案。假设在传统的TDD协议中持续时间T_s的一致性时槽，这个时槽被分为上行通道估计和上行链路(uplink，UL)和下行链路(downlink，DL)中的数据传输。上行通道估计使用长度为τ的正交训练序列进行。这意味着，在每个时间段，在使用传统的TDD协议时，可以调度在最多τ个UE进行训练。训练持续时间的这种限制还会导致在不同的小区中重复使用相同的先导序列，如果小区不能充分分离，则会导致小区之间的先导污染(pilot contamination)。在传统的大规模MIMO TDD系统中调度更多UE需要增加τ，从而减少专用于数据传输的每个一致性间隔部分。本发明旨在克服这一限制，使用一些移动UE作为中继节点，以模仿大量的MIMO基站，无需任何昂贵的回程链路或基础设施。主要概念是使用覆盖区域中的位置在一起的UE作为中继节点。这些中继节点将根据位置分组组织。调度的中继节点可视为虚拟大规模MIMO基站的天线。实际上，本发明可以与具有无线回程的大规模MIMO系统进行比较。

参考图3，在步骤301中，基站101根据多个UE 500相对位置将UE 500分组成多个组，特别是，基站101判断被判别为位置在一起的UE。每组UE中的UE或中继节点500提供与传统大规模MIMO基站相当的阵列增益(array gain)。由于基站做协调，中继站之间的通信可能不需要，无论其数量很大。这意味着信号开销减少，不应限制系统容量。在此示例中，仅选择位置在一起的UE作为中继节点。这意味着每个组的UE将具有可比较的二阶通道统计信息，因此其通道协方差矩阵集中于同一信号子空间。如果假定另一个时间段L，并且在此期间，可以假定依赖于用户位置的通道的二阶统计信息是恒定的。在每个间隔L开始时，所述基站101可以使用图形优化框架，以最佳方式识别网络中的位置在一起的UE组，所述UE将调度为中继节点。中继站选择优化问题将识别Nr个合格中继站组。实际上，本发明将区域划分为小的小区(small cell)，每小的小区由密集分布在其中心的中继节点集群(cluster)提供服务。

在步骤302中，基站101将被视为位置在一起的UE 500调度为通信网络中的中继节点。如图4所示，每个一致性时槽分为三个主要部分。请注意，这些部分不必按照图4中给出的顺序执行。可以用任何其他顺序，前提是它们在时间上双工。一部分用于训练，首先在中继节点和远程基站101之间进行上行训练，然后是调度的UE 800和中继节点500之间的上行训练。时间间隔的另外两个部分将分别用于上行链路和下行数据传输。请注意，中继节点500和调度UE800之间的链路R-U上的传输以及基站101和中继节点500之间的链路B-R上的传输将在时间上分离。这样做是为了避免在中继站层级自干扰，因为中继站节点之间的距离很小，因此可能会非常有问题。每个链路专用的时间段将由基站101以比例为1-γ和γ来计算。所述γ指最低速率的链路，会因系统的瓶颈而异。每个中继站组中的用户将被安排在每个时隙进行上行训练。由于这些UE在地理位置上是聚类(clustered)的，因此其通道协方差矩阵可能由相同的信号空间特徵向量(Eigenvector)展开。图形优化框架还将在给定组中的中继节点500的通道协方差矩阵之间的差异最小化。这可以大大减少多组之间的干扰，并允许在组之间重用相同的先导序列。

在步骤303中，所述基站101可以进一步调度连接到中继节点的其他UE 800。

在步骤304中，所述基站101可以确定基站101和UE组之间的链路的通道估计值。在中继节点500和基站101之间的上行训练阶段，在基站101接收的训练信号可以写成：

此处

表示基站101和在组k或群集k中的中继节点i之间的无线通道。q_i∈C^τ×1,i＝1..τ表示中继节点使用的上行先导序列，以及

并指示白高斯噪声矢量。为了解码每个中继站i、k的信号，基站101可以使用匹配的滤波器、零强制接收器(zeroforcing)或最小平均平方误差(minimum mean square error，MMSE)接收器及其信道估计值。一旦估计中继通道，网络中剩余的UE将与最近的中继站组关联，以便开始传输。每个组最多只能与τr个UE通信。请注意，在本发明中，只允许中继节点与用回程链接的基站101进行通信。由于通信距离缩短，这可以减少上行链路和下行链路中使用的传输功率。

在步骤305中，基站101可以进一步确定UE组(即中继节点组)和UE 800之间的链路的通道估计值。例如，预定传输的UE 800可能会发送其引导序列。中继组r中的中继节点k接收到的训练信号可能由以下给出：

此处

表示与组j关联的中继节点k、r和UE i之间的无线通道。

i＝1..τ_r表示已调度的UE用于数据传输

的上行先导序列，以及

表示在中继节点k及r处增加白高斯噪声矢量。每个UE l与其服务组r的每个中继节点k之间的通道

将由中继节点个别单独估计。例如，可以使用MMSE或任何其他估计方法来做到这一点。

在步骤306中，一旦执行所有信道估计(如信道状态信息(Channel Stateinformation，CSI)估计)，数据传输将开始。为了解码来自调度的UE l,r、的上行数据信号，每个中继节点k,r可以独立地应用其本地获得的信道估计

的偶联(conjugate)。来自组r的每个中继节点可以再将解码信号发送到基站101。在此阶段，基站101可以合并来自组内所有中继节点的接收信号，与第r个中继群集通信的第l个UE的可实现速率R_lr可以是：

其中

这

是组r提供的最低速率，是先导污染引起的干扰，

代表其余干扰的影响加上通道估计误差和噪声。当每组τ的最大中继站数增加时，

其速率下降与中继站大尺度衰减系数的方差成正比。因此，本发明提出的基于位置的中继站选择方法减少了干扰。

在链路B-R的下行阶段，基站101可以使用基站101和不同组之间通道估计值的偶联，以便对数据进行预编码(precode)。组r的中继节点k处接收的下行数据信号可能由以下提供：

其中，d_sj表示用于组j中的中继节点s的数据符号，并且

指示增加的白高斯噪声系数。在链路R-U的下行阶段，组r中的中继节点k可以使用本地获得的连接到组r的信道估计值

的偶联，对每个i，i＝1..τ_r，对数据信号进行预编码。与组r通信的UE l处接收到的下行数据信号，可以通过以下方式提供：

其中，d_ij表示用于与组j通信的第i个UE数据符号，

指示增加白高斯噪声系数。已建立的组数(以N_r表示)将由图形优化问题产生。这取决于以R_max表示的中继节点之间的最大允许距离。R_max是一个依赖于UE密度的设计参数。R_max值可满足以下条件：

λ_d是指覆盖区域多个UE 500的空间密度。所述条件保证每个组存在所需的中继节点数。在存在大量连接的UE的情况下，可以降低R_max，从而在组中实现中继站的密集分布，从而提高可实现的吞吐量。这在城市地区是非常适合的，因为连接的UE集中在限制区域中的可能性很大，特别是在物联网应用中。这意味着我们实际上可以利用高需求来提供更多吞吐量和调度更多UE。建议解决方案中的另一个设计参数是UE 800与其服务组d_max最大之间的最大距离。d_max还取决于UE密度，其值可以验证以下条件：

此条件保证调度所需数量的UE。与TDD模式下的传统大规模MIMO系统相比，所述解决方案能够调度更多的用户，实现更高的吞吐量，扩大覆盖范围，并降低网络的能源和基础设施需求。

图7说明了基站101执行的化方实例。根据本文的各种实施例，可以执行以下一个或多个步骤(如适用)。相同或类似的引用数字已用于表示相同或类似的步骤或操作。所述方法可用作输入：UE在覆盖区域的位置。每个时槽的中继节点的最大训练持续时间以τ表示。专用于中继节点和调度的UE 800之间的训练的每个时槽的最大持续时间以τ_r表示。最大半径R_max。UE 800与其服务组d_max之间的最大距离。输出可以是：在基站、N_r个组和所有调度用来与所述多个与组通信的UE 800之间建立链路。

在每个周期L的开头执行的，充分聚类处理的大规模MIMO中继方法可能遵循：

在步骤701中，所述基站根据一个UE与另一个UE相对位置将UE 500和另一个UE 500分组到一组中继节点中。一个UE相对另一个UE的位置可能位于最大半径区域内。因此，基站101首先建立UE组。在本发明中，每个组的中继节点可能需要位于最大半径R_max的区域内。为了选择这组的UE，基站101首先根据覆盖的UE的位置对覆盖的UE进行聚类或分组。请注意，组数将取决于R_max。然后，选择为中继节点的UE将分组到N_r个组中，基于位置分的每个组最多τ个UE。每个组将中继调度的UE 800的信号，以便在其附近进行数据传输。如果UE 800被基站101或其中一个中继节点覆盖，则可以调度进行数据传输。请注意，这些组不需要包含相同数量的调度UE。这将由中继组中心与调度的UE 800之间的最大允许距离决定，以d_max表示。由于典型聚类算法无法提供所需的用户分组，因此本文基于连续两个图形问题开发了一种优化的中继站选择方法。在此步骤中可以应用以下聚类方法：

如图6所示，基站101可以首先建造基于位置的图形G(V，E)，其中每个顶点(vertex)v∈V表示一个UE。每当两个UE之间的距离低于或等于R_max时，将插入UE u和UE v之间的边e(v，u)。请注意，生成的图形实际上是一个间隔图。这降低了查找最佳中继用户分组的复杂性。

构建图形G(V、E)后，基站101可分别解开基数限制的图形分割问题(CardinalityConstrained Graph Partitioning)变成具有子模块化成本优化问题的小团(Ciques)。我们用(C1)来表示这个问题。在图形理论中，小团是无向图形的顶点子集，因此其子图是完整的。从形式上讲，问题是找到图形G(V，E)的分区成为小团K₁,…,

每个小团的最多τ个UE，以便将成本函数f最小化。考虑的子模块化成本函数ma由以下给出：

其中C_ui表示群集i中的中继节点u和大型MIMO基站之间的通道协方差矩阵。间隔图的多项式表示的时间可以解决问题(C1)，而对于一般图形来说则是非确定性多项式困难问题(Nondeterministic Polynomially-hard，NP-hard)。

然后可以建造第二个图形G’(V’，E’)。在V’中的每个顶点v’表示由问题(C1)导致的一个小团。每个小团表示中继节点的群集。当两个聚类之间的距离大于或等于2d_max时，聚类u’和v’之间插入一个边缘e’(v’，u’)。这将产生另一个间隔图。基站101可以解决G’(V’，E’)上的最大小团问题。我们用(C2)来表示这个问题。在G’(V’，E’)中搜索最大基数的小团的最大小团问题，这实际上会导致调度最大数量的中继站组，最小组间距离为2d_max。

为了解决中继站建立问题(C1)和(C2)，基站101可以执行以下操作：

在G(V，E)中求解(C1)，对每个小团中的UE数量没有基数限制。(C1)可以用动态编程方法在间隔图中的多项式时间求解。这将导致给定的小团数量K_i,其中i＝1..N。

解决每个生成的小团K_i,i＝1..N中具有基数限制的问题(C1)。

基站101建造G’(V’，E’)，其中，每个顶点v′∈V′表示由问题(C1)产生的多个小团的其中一个。

基站101然后解决最大小团问题(C2)，以找到G’(V’，E’)中最大基数的小团。例如，基站101可以应用以下算法：

初始化最大小团大小S＝0和迭代次数Iter。

For回圈：对于范围(1，Iter)中的k执行：

在[0,1]中选择α

设置初始小团

设置集合C＝V’

While回圈：在|C|>0时执行：

考虑C引入的子图G(C)

考虑关于G(C)的u∈C的等级deg_G(C)(u)

d_min＝min{deg_G(C)(u)|u∈C}

d_max＝max{deg_G(C)(u)|u∈C}

L＝{u∈C|deg_G(C)(u)≥d_min+α(d_max-d_min)}

从L随机选择u

CL＝CL∪{u}

C＝N_C(u)

结束While回圈

Z＝[(v,u,w)|(v,u,w)∈V’,(u,v)∈E’,w∈CL,u及v相邻CL\w中的全部顶点]

While回圈：在|Z|>0时执行：

选择(v,u,w)∈Z

CL＝CL∪{u,v}\{w}

Z＝[(v,u,w)|(v,u,w)∈V’,(u,v)∈E’,w∈CL,u及v相邻CL\w中的全部顶点]

结束While回圈

如果if|CL|>S

S＝|CL|

C_L ^*＝CL

结束如果if

结束for回圈

在步骤702中，基站101将中继节点组(即UE和其他UE)调度为电信网络中的中继节点。

在步骤703中，基站101可以调度不同的UE 800与作为中继节点的UE 500进行通信。不同UE的调度可以包括调度最大数量的不同UE以与每组UE进行通信，其中调度是基于邻近关系(proximity)，并且取决于从组中心到不同UE的最大距离。因此，基站101可以调度在最多τ_r个UE 800与每个选定的组通信。此调度可能基于邻近关系，并且可能取决于从中继站中心到UE 800的最大距离d_max。

在步骤704中，基站101可能会收到中继节点组和不同UE 800之间链路质量的指示。基站可能会进一步收到中继节点组和基站101之间链路质量的指示。因此，基站101可以这样调度UE 800在长度分别为τ和τ_r的分隔的时槽上进行上行训练。基站101在上行训练的第一部分只能估计中继节点的通道。每个中继节点可以估计到每个调度的UE 800的通道，所述调度的UE 800与其组通信的。中继站之间无需通信。每个中继节点将独立进行处理，并在应用匹配的滤波器接收器后将结果信号转发到基站101。

在步骤705中，基站101然后可根据接收的指示在电信网络内执行通信。因此，在获取两个链路的通道状态信息后，一致性时槽协调器槽的其余部分将专用于两个链路的上行链路和下行链路中的数据传输。

基站101可在期间L中每个一致性槽的开头应用步骤703和704。

上述发明提供了一种协议，支持大规模中继调度，同时减少对昂贵的基础设施的需求，以保持网络的覆盖范围。它还能够使用相同的资源调度更多UE，同时提高可实现的吞吐量。建议的解决方案的另一个优点是信令开销低，因为不需要中继节点之间的通信。所述发明仅基于缓慢变化的副信息(即UE的位置)，本发明为网络运营商提供了非常实用的低成本解决方案。

作为示例，考虑一个单个小区系统，其中τ＝30和τ_r＝20。所有数据传输的调度UE都随机分布于距离其服务中继组0.8公里的范围内。远程基站配有M＝100天线。比较了三种情况：在第一种情况中，使用了本发明提出的方法。在第二种情况下，所有预定的UE都将按照大规模MIMO传统的TDD协议提供服务；意味着所有UE将由基站提供服务，而无需通过中继站。在第三种情况下，同一区域由N_r小型基站覆盖，每个基站都配备M_s＝30天线。在这三个系统中，调度进行数据传输的用户数相同。相干区间分为上行训练和数据传输。我们考虑γ＝0.5，时槽持续时间T_s＝1毫秒(microsecond，ms)和可用带宽B＝20兆赫(Mega Hertz，MHz)。

例如，根据电机电子工程师学会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，IEEE)在2014年4月的无线通信和网络会议(Wireless Communications andNetworking Conference，WCNC)，土耳其伊斯坦布尔(Istanbul,Turkey)，2014年WCNC会议记录，埃米尔·比约恩森(Emil )、卢卡·桑吉内蒂(Luca Sanguinetti)、雅各布布·霍伊迪斯(Jakob Hoydis)和梅鲁阿内·德巴(Mérouane Debbah)所揭示的“设计多用户MIMO实现能效：大型MIMO何时成为答案？(Designing multi-user MIMO for energyefficiency:When is massive MIMO the answer？)”的功耗模型。考虑的模型考虑了架构的收发器链和射频(Radio Frequency，RF)功耗。

图8显示了在调度以进行数据传输的相同用户数的三种方案中CDF可实现总和率的的比较。使用本发明如上的揭示可以看出可实现的CDF总和率的显着改善。这样的改善无需任何基础设施修改即可实现，使所提出的发明成为未来网络世代，特别是物联网应用的非常经济高效的解决方案。

图9显示了三种方案中的能效CDF的比较。由于没有按部署的基础设施，本发明可大大改善所述系统可实现的能源效率，同时提高其能力。

虽然上述描述仅举例但不限于，使用基于正交频率分多路(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access，OFDM)和其他载波格式的单载波和多载波发射机/接收器，技术技术人员应了解以下说明，不仅适用于OFDMA、FDMA或单载波FDMA(Single-carrierFrequency-Division Multiple Access，SC-FDMA)或其他OFDM相关系统，而且适用于其他通信系统、接收器和发射机，仅举例但不限于：码分多路接入(Code Division MultipleAccess，CDMA)系统、分时分多路接入(Time division multiple access，TDMA)系统、但不限于这些例子，任何其他频率分多路接入(FDMA)系统、空间分多路接入(Space DivisionMultiple Access，SDMA)系统，或任何其他合适的通信系统或其组合。

图10A和10B说明了基站101的实施例。

图10A说明了作为例子的基于计算的基站101的各个组件，这些组件可以实现以包括本文所揭示的基站101的功能。

基于计算的装置包括一个或多个处理器802，处理器802可以是微处理器、控制器或任何其他合适的处理器类型，用于处理计算机可执行指令，以控制基站的操作，以便执行测量、接收测量报告、调度和/或分配如下所述过程和方法中所述的通信资源。

在一些示例中，例如使用系统芯片(System-on-a-Chip)结构时，处理器802或处理器单元可能包括一个或多个固定功能块(也称为加速器)，这些块在硬件(而不是软件或固件)中实现所述的方法和/或进程。

包括操作系统804A或任何其他合适的平台软件的平台软件和/或计算机可执行指令，可在基于计算的装置中提供，以便在基站上执行应用软件。根据计算装置的功能和能力以及计算装置的应用，软件和/或计算机可执行指令，可能包括执行图7方法的功能。

例如，计算装置可用于实现基站，并可以包含软件和/或计算机可执行指令，其中可能包括执行图7方法的功能。

软件和/或计算机可执行说明可以使用任何计算机可读介质提供，基于计算的装置可访问所述介质。例如，计算机可读介质可能包括计算机存储介质，如内存804和通信介质。计算机存储介质(如内存804)包括以任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。存内存804的数据存储804B配置为存储信息，如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。

计算机存储介质包括但不限于随机访问内存(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ReadOnly Memory，EPROM)、电子可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，EEPROM)、闪存或其他存储技术、光盘只读存储器(Compact disc read only memory，CD-ROM)、数字视频光盘(Digital Video Disc，DVD)或其他光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储装置或任何其他可用于存储信息供计算装置访问的非传输介质。相反，通信介质可能将计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据体现为调制数据信号(如载波或其他传输机制)。如本文所定义，计算机存储介质不包括通信介质。尽管计算机存储介质(如内存804)显示在基于计算的装置中，但可以了解不妨将存储分发或放置于远端，并通过网络或其他通信链路进行访问，例如使用通信接口806。

基于计算的装置也可以选择性的或者如果需要，包括输入/输出控制器810，所述控制器调度将显示信息输出到显示装置812，所述显示装置可以与基于计算的装置分离或集成。显示信息可能提供图形用户界面。输入/输出控制器810还用于接收和处理来自一个或多个装置(如用户输入装置814，例如鼠标或键盘)的输入。此用户输入可用于设置通信调度、分配通信资源，或设置第一类和/或第二种类型的通信资源等。在实施例中，如果显示装置812是触摸感应显示装置，也可以充当用户输入装置814。输入/输出控制器810还可以将数据输出到显示装置以外的装置，例如通过通信接口806、任何其他通信接口的其他计算装置，或本地连接的打印设备/计算设备等。

图10B根据另一个实施例说明了基站101的示意方块图。基站包括分组模块881、调度模块882和接收模块883，以及执行模块884，这些模块配置为执行基站101根据图7执行的步骤。熟悉通信设计的人很容易理解，模块可以使用数字逻辑和/或一个或多个微控制器、微处理器或其他数字硬件实现。

本文使用术语“计算机”指具有处理能力以便可以执行指令的任何装置。精通本领域的人将意识到，这种处理能力被整合到许多不同的装置中，因此术语“计算机”或“计算装置”包括个人电脑、服务器、基站、eNB、网络节点和其他网络元件，以及许多其他装置。

本领域技术人员将意识到，用于存储程序指令的存储装置可以跨网络分布。例如，远程计算机可能会存储表述为软件的程序的例子。本地或终端计算机可以访问远程计算机并下载部分或全部软件以运行所述程序。

或者，本地计算机可以根据需要下载软件片段，或在本地终端执行某些软件指令，在远程计算机(或计算机网络)执行某些软件指令。本领域技术人员还将意识到，通过使用本领域技术人员所掌握的传统技术，所有或部分软件指令都可以由专用电路执行，如数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、可编程逻辑阵列等。

本文给出的任何范围或装置值可以延长或更改，而不会失去所寻求的效果，对技术人员显而易见。

可以理解，上述好处和优点可能与一个示例或实施例有关，也可能与几个示例或实施例相关。示例或实施例并不限于解决任何或所有所述问题，或具有任何或所有所述优势和优势的示例或实施例。

任何引用“一个“项的表示方式都是指其中的一个或多个项目。本文使用的术语“包含”指包括指出的方法块、特征或元素，但此类块、特征或元素不是互斥列表，方法或装置可能包含其他块、特征或元素。

本文所述方法的步骤可按任何适当顺序执行，或在适当情况下同时进行。此外，可以从任何方法中删除单个块，而不偏离本文所述主题的精神和范围。上述任何示例的多个方面可以与所述任何其他示例的方面相结合，以形成进一步的示例，而不会失去所寻求的效果。

可以理解，上述对优选实施例的描述仅以实例方式给出，并且由本条技术人员可以进行各种修改。尽管上述各种实施例已具有一定的特殊性，或参照一个或多个单独的实施例，但本领域技术人员可以在不偏离权利要求的精神或范围的情况下对所揭示的实施例进行多种改变。

Claims (9)

1.一种由基站执行的处理电信网络中UE通信的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

根据UE(500)和另一个UE相对位置将UE(500)和另一个UE分组(701)到一中继节点组；以及

调度(702)中继节点组作为电信网络中的中继节点。

2.根据权力要求1的方法，其特征在于，还包括调度步骤(703)以调度不同的UE(800)与作为中继节点的所述UE(500)进行通信。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述不同UE的调度包括调度最大数量的不同UE与每组UE进行通信，其中调度基于邻近性，并取决于所述组的中心到不同的UE的最大距离。

4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

接收(704)所述中继节点组与不同UE之间链路的链路质量的指示；

接收(704)所述中继节点组和所述基站之间链路的链路质量的指示；以及

根据接收到的所述指示在所述电信网络内执行通信(705)。

5.根据权利要求1-4中的任何一项的方法，其特征在于，UE相对于另一个UE的位置在最大半径范围内。

6.一种计算机可读介质，其特征在于，包含存储在其中的程序代码，在处理器上执行时，会导致处理器执行根据权力要求1-5中的任何一项的方法。

7.一种非易失计算机可读介质，其特征在于，其中存储计算机可读指令，供处理器执行，以便执行根据权力要求1-5中任何一项的所述方法。

8.根据权利要求7的非易失计算机可读介质，其特征在于，至少包括：硬盘、光盘、光存储装置、磁性存储装置、只读存储器、可编程只读存储器、可读可编程只读存储器、电动可编程可编程只读存储器、闪存和固态硬盘。

9.一种基站装置，其特征在于，包含处理器、存储单元和通信接口，其中所述处理器单元、所述存储单元和所述通信接口配置为执行权利要求1-5中的任何一项所述的方法。

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