CN1416226A - 用于移动通信系统的中继信号传输方法 - Google Patents

Abstract

一种用于移动通信系统的中继信号传输方法，包括下列步骤：首先，请求端使用者装置与中继端使用者装置进行中继确认操作。接着，两者与基站进行基站确认操作与身份认证操作。然后，请求端使用者装置与中继端使用者装置进行起始确认操作。最后，请求端使用者装置、中继端使用者装置与基站进行中继信号传输操作。本发明的请求端使用者装置可利用中继端使用者装置来中继传输信息数据，可改善当使用者装置与基站的距离过远时，信号传输速率太慢的缺点，并可节省系统成本。

Description

用于移动通信系统的 中继信号传输方法

                         技术领域

本发明是关于一种信号传输方法，特别是关于一种用于移动通信系统的数据中继传输方法。

                         背景技术

随着科技的进步，工商业的发展，现代人彼此之间的沟通越来越频繁，传统有线电话系统已经不能满足现代人讲求时间及争取效率的需求。无线电波易于产生、可长距离传递、无方向性......等等特性，使得利用无线电波的移动通信设备取代了传统需要电线电缆的有线电话，成为现代人不可缺少的工具。移动通信设备，例如：移动电话，其体积小而易于携带的特性，使得人们可以随时随地通过它与他人联络。并且，在不久的将来，移动通信设备将可以与笔记本计算机、个人数字助理器(Personal DigitalAssistance，PDA)相结合，带来更大的便利。

参照图1，其中表示出蜂窝移动通信系统(cellular mobilecommunication system)100的示意图。蜂窝移动通信系统100将其覆盖的区域划分成一个个彼此相接的蜂窝区(cell)101。每个蜂窝区101均有一个低功率的无线基站(Base Station，Node-B)102。基站102负责所在的蜂窝区101中，每个使用者装置(User Equipment，UE)103，也就是移动通信的用户的通信。每一个使用者装置103都有一个专属的注册码，在开机后都必须先向所在蜂窝区101的基站102注册。而且必须通过基站102才能进行移动通信。换言之，基站102随时知道当时在所在的蜂窝区101中有哪些使用者装置103，并且负责每个使用者装置103移动通信信息数据的传送与接收。每个基站102均有线路连接到无线网络控制器(Radio NetworkController，RNC)104(1)。相邻数个基站102的线路都连接到同一个无线网络控制器104(1)；而相邻数个无线网络控制器104(1)将连接到移动通信交换中心(Mobile Switching Center，MSC)104(2)(或是GPRS服务支持节点(Serving GPRS Supported Node，SGSN))，......，依此类推。移动通信网络通过网间移动通信交换中心(Gateway Mobile Switching Center，GMSC)104(或是网间GPRS支持节点(Gateway GPRS Supported Node，GGSN))与当地的公共电信网络(Public Switched Telephone Network，PSTN)106连接。公共电信网络106是一个由有线与无线系统共同构成的公共通信网络。参照图2，其中表示出在蜂窝式移动通信系统100中，使用者装置201传送与接收信息数据的过程的示意图。当使用者装置201，也就是移动通信系统的用户，要传送信息数据给另一个使用者用户201(1)时，使用者装置201可以利用其天线发送信息数据。该信息数据以无线电波的形式传送到使用者装置201所处的蜂窝区202的基站203中。基站203再将要传送的信息数据传送到无线网络控制器204(1)，之后，再利用移动通信交换中心204(2)、及网间移动通信交换中心204(3)(或是利用GPRS服务支持节点、及网间GPRS服务支持节点)传送到公共电信网络206中。公共电信网络206依据当时使用者装置202(1)的位置传送该信息数据，依序经由网间移动通信交换中心204(3)、移动通信交换中心204(2)以及无线网络控制器204(1)传送到指定的使用者装置201(1)所处的蜂窝区202(1)的基站203(1)。最后，基站203(1)将该信息数据传送到使用者装置201(1)中。同样的，使用者装置201也利用所处的蜂窝区202中的基站203，依据前文所述的信息数据传送方式，接收来自通信系统100中其他使用者装置所传送的信息数据。

按照前文所述，使用者装置201与基站203之间是利用无线电波进行通信，当无线电波的传输距离越远，信号失真的程度就越严重。此外，在某些蜂窝区202所覆盖的区域范围内有突起的地形地物，例如：山丘或是高楼......等等。无线电波无法穿透这些天然或是人为的屏障。而且，这些突起的地形地物还会反射无线电波，此无线电波的反射波对原本的无线电波会造成破坏性干涉，这样也造成更严重的信号失真或杂散信号干扰。所以当使用者装置201与基站203之间有屏障阻隔的话，两者之间的通信就受到影响而有收信不佳甚至无法收信的情况发生。

按照前文所述，如果使用者装置201与基站203之间的距离越远，当进行通信时，接收端所收到的信号其信号功率越小，信号失真的情况也更为严重。如果所传输的是数据信号，因杂散信号或是失真太严重时，信号接收端就会要求信号发射端重新传送信号、或是要求信号发射端改以较低的速率传输信号，因此造成整体信号传输速率的下降。故当使用者装置201与基站203之间的距离过远，两者之间信号传输的速率受到影响而变慢。换言之，基站203与使用者装置201之间传输速率的大小，与基站203与使用者装置201之间距离的远近与通信的质量有关。其中，通信的质量包括信号功率、杂散信号干扰以及信号失真的程度。

由于移动通信系统对通信速度与通信质量的要求，所以改善上文所述距离以及地形地物的屏障对信号传输所造成的影响，便是现代移动通信业者所迫切需要面对与解决的课题。

请参照图3A，其中表示出蜂窝区301内使用者装置303传送信息数据到基站302的示意图。有的蜂窝区301包含的范围太大，以致于某些区域即使位于蜂窝区内，但与基站302的距离却很遥远。当使用者装置303在该区域进行移动通信时，其数据信号传输速率以及语音通信的质量都受到影响。此外，参照图3B，其中表示出当蜂窝区301内有屏障阻隔时，使用者装置303传送信息数据到基站302的示意图。如果是在蜂窝区301内有天然或人为的屏障阻隔，例如：山丘、高楼......等等。如图3B所示，在蜂窝区301内，使用者装置303与基站302之间被山丘304所阻隔。这样，也会影响到蜂窝区301中基站302与使用者装置303之间数据信号传输的速率以及语音通信的质量，而有收信不佳甚至无法收信的情况发生。

传统解决上述问题的方法是另外设立基站，将一个蜂窝区拆解成多个小蜂窝区。参照图4A，其所绘示使用多个小蜂窝区402进行无线传输的示意图。将一个蜂窝区401拆解成多个小蜂窝区402之后，每个小蜂窝区402所覆盖的范围较原来的蜂窝区401要小。在小蜂窝区402中距基站最远的使用者装置，其与基站间的距离要比原来蜂窝区401中，距基站最远的使用者装置与基站的距离要小许多。这样，当使用者装置404进行移动通信时，其数据信号传输速率以及语音通信的质量将会比在一个蜂窝区401中进行移动通信的情况要改善许多。同理，参照图4B，其中表示出当有屏障阻隔时使用多个小蜂窝区402进行无线通信的示意图。如果原来的蜂窝区401中有山丘405阻隔使用者装置404进行移动通信，则将蜂窝区401拆解成多个小蜂窝区402的作法，可以把地形地物屏障阻隔的影响降到最低。

传统将一个蜂窝区拆解成多个小蜂窝区的作法有以下的缺点：首先，设立基站需要付出一定的成本，如果要将一个蜂窝区拆解成多个小蜂窝区，则必须要增加多个基站。对移动通信业者而言，如此将增加成本的支出。一般将一个蜂窝区拆解成多个小蜂窝区的作法是用于人口众多的都会区里。由于都会区人口密度高，通信也较频繁，故每个蜂窝区所覆盖的范围内移动通信的用户密度与使用量均较其他地区的蜂窝区要来得大。但是如果是在非都会区中，移动通信的用户密度不如都会区高，移动通信使用量也不如都会区来得频繁。为了维护通信质量而将一个蜂窝区拆解成多个小蜂窝区的作法并不符合成本效益。

综上所述，传统改善使用者装置与基站之间通信质量的作法，有下列两项缺点：

一.广设基站成本太高。

二.不符合经济效益。

                        发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于移动通信系统的中继信号传输方法，以达到节省成本支出与提高经济效益的目的。

根据本发明的目的，提出一种用于移动通信系统的中继信号传输方法。该移动通信系统至少包括一个基站(Node-B)以及多个使用者装置(UserEquipment，UE)，当“请求端使用者装置(Requesting UE)”希望传送信息数据到基站时，“请求端使用者装置”可使用“中继信号传输方法”，利用“中继端使用者装置(Relay UE)”中继传送信息数据到基站。该“中继信号传输方法”包括至少下列步骤：首先，“请求端使用者装置”与“中继端使用者装置”进行中继确认操作，用以向“中继端使用者装置”确认“请求端使用者装置”可以利用“中继端使用者装置”传送信息数据。接着，“请求端使用者装置”、“中继端使用者装置”与基站共同进行基站确认操作。用以确认基站允许让“请求端使用者装置”利用“中继端使用者装置”传送信息数据。“请求端使用者装置”、“中继端使用者装置”以及基站进行身份认证操作，用以在“请求端使用者装置”、“中继端使用者装置”以及基站之间建立数据传输通道。之后，“请求端使用者装置”与“中继端使用者装置”进行起始确认操作，用以确认可开始进行中继信号传输操作。最后，“请求端使用者装置”、“中继端使用者装置”与基站进行中继信号传输操作。“请求端使用者装置”利用“中继端使用者装置”传送信息数据到基站。

                        附图说明

为了使本发明的上述目的、优点、和特征能够更明显易懂，下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述，其中各个附图是：

图1表示蜂窝移动通信系统的示意图；

图2表示蜂窝移动通信系统中使用者装置发送与接收信息数据的过程的示意图；

图3A表示蜂窝区内使用者装置发送信息数据到基站的示意图；

图3B表示当蜂窝区内有屏障阻隔时使用者装置发送信息数据到基站的示意图；

图4A表示使用多个小蜂窝区进行无线传输的示意图；

图4B表示当有屏障阻隔时使用多个小蜂窝区进行无线通信的示意图；

图5表示具有由高速率区域以及低速率区域所组成的蜂窝区的示意图；

图6表示使用者装置使用“中继信号传输方法”进行中继信号传输的示意图；

图7表示“请求端使用者装置”使用“中继信号传输方法”发送信息数据的流程图；

图8表示“请求端使用者装置”执行“信号传输切换程序”的流程图；

图9表示“中继端使用者装置”使用“信号传输检测程序”的流程图；

图10表示“请求端使用者装置”使用“信号传输检测程序”的流程图；

图11表示“请求端使用者装置”使用另一个“中继端使用者装置”进行中继信号传输的示意图；

图12表示“请求端使用者装置”执行“中继传输重新连结程序”的流程图。

附图标号说明

100：蜂窝移动通信系统

101、202、202(1)、301、401、501、601、701：蜂窝区

102、203、203(1)、302、403、502、602、702：基站

103、201、201(1)、303、404、503、503(1)：使用者装置

104、104(1)、104(2)、204、204(1)：移动通信交换中心

106、206：公共电信网络

304、405：山丘

402：小蜂窝区

504、605：高速率区域

505、606：低速率区域

604、1104：请求端使用者装置

601(1)、1104(1)：中继端使用者装置

1104(2)：继承中继端使用者装置

                      具体实施方式

本发明的精神在于“请求端使用者装置(Requesting User Equipment，Requesting UE)”可利用“中继端使用者装置(Relay UE)”中继传输信息数据到基站(Node-B)，以改善当使用者装置与基站的距离过远，使用传统的直接信号传输方法时，信号传输速率太慢的缺点。其中，当使用者装置希望传送信息数据到基站，则定义该使用者装置为“请求端使用者装置”。请求端使用者装置利用一个使用者装置中继传送该信息数据到基站，定义该中继传送信息的使用者装置为“中继端使用者装置”。在本发明中，“中继端使用者装置”可以是一般使用者装置、车载使用者装置，以及延伸的基站天线端口(antenna port)。

如前文所述，使用者装置与基站之间的距离影响到使用者装置接收到基站发出的信号的强度、信号传输的速率以及信号所含干扰杂散信号的大小。因此，依据“请求端使用者装置”所收到的，由基站发出信号的信杂比(Carrier/Interference ratio，C/I ratio)，即可得知道使用者装置与基站之间移动通信的通信质量的好坏以及信号传输速率的快慢。其中，信杂比的分子代表载波信号(Carrier)的信号强度，而分母则代表干扰杂散信号(Interference)的信号强度。当使用者装置与基站之间的距离越近时，其所收到基站所发出的载波信号的强度越大，而且信号包含的干扰杂散信号越小。这样，则使用者装置所接收到的信号其信杂比就越大。此时，如果使用者装置希望传送信息数据到基站，则可以较高传送速率传送该信息数据。反之，当使用者装置与基站的距离越远时，其信号的信杂比越小。此时，如果使用者装置希望传送信息数据到基站，其传送速率较两者距离近时要慢。

参照图5，基站502所覆盖的蜂窝区(cell)501可区分为高速率区域504以及低速率区域505。在使用机遇码多址连接(Opportunity DrivenMultiple Access，ODMA)移动通信技术的第三代移动通信系统中，系统依据使用者装置503所接收到的，基站502发出的测量信号其信杂比的大小，将每个蜂窝区501分成高速率区域504以及低速率区域505两个部分。当使用者装置503在蜂窝区501中所接收到来自于基站502的测量信号其信杂比大于某一临界值时，代表使用者装置503位于蜂窝区501中通信质量较佳的区域。在此区域中，使用者装置503与基站502之间可以用较高的信号传输速率来传输信号，故称此区域为高速率区域(High bit rateregion，H-region)504。反之，若使用者装置503(1)所接收到来自于基站502的测量信号其信杂比小于该临界值时，代表使用者装置503(1)是位于蜂窝区501中通信质量较差的区域。在此区域中，使用者装置503(1)与基站502之间只能用较低的信号传输速率来传输信号，故该此区域为低速率区域(Low bit rate region，L-region)505。其中，用以将蜂窝区501划分为高速率区域504以及低速率区域505两个区域的划分标准，也就是信号的信杂比的临界值的大小，是由移动通信系统预先设定的。在实际应用上，移动通信系统可以利用设定N个临界值的方式，将一个蜂窝区划分为N+1个区域。由前文所述，当使用者装置503与基站502的距离越远时、或是彼此之间有障碍物时，其信号的信杂比越小。反之，两者越近、且彼此之间无障碍物时，信杂比就越大。如果不考虑两者之间障碍物的情况，一般说来，在蜂窝区501中，高速率区域504位于蜂窝区501中距基站502较近的部分，而低速率区域505则位于蜂窝区501中与基站502较远的部分，如图5所示。

在传统移动通信系统中，使用者装置必须通过基站、移动通信交换中心以及公共电信网络才能将信息数据传送给另一个使用者装置。即使在同一个蜂窝区内不同的两个使用者装置之间，也必须要通过位于该蜂窝区内的基站作为传送信息数据的媒介。换言之，当使用者装置希望传送信息数据给同一蜂窝区内的另一个使用者装置时，该使用者装置必须先将信息数据传送到基站，基站再将信息数据传送给另一个使用者装置。

参照图6，其中表示出本发明一个实施例中，使用者装置604使用“中继信号传输方法”进行中继信号传输的示意图。本发明中，每个使用者装置604都具有可中继传输信息数据的功能。换言之，每个使用者装置604可在基站602的允许之下，与另一个使用者装置604直接进行通信，传送与接收来自其他使用者装置604的信息数据。当“请求端使用者装置”604希望传送信息数据到基站602时，如果“请求端使用者装置”604(1)是位于蜂窝区601的高速率区域605，则“请求端使用者装置”604(1)可使用“直接信号传输方法”将信息直接数据传送给基站602。如果“请求端使用者装置”604位于蜂窝区601中的低速率区域606，如果“请求端使用者装置”604以直接信号传输方法传送信息数据的话，则信息数据只能以低传输速率传送。如果要以高速传输传送信息数据的话，可用本发明所提供的“中继信号传输方法”。此时，在本实施例中，“请求端使用者装置”604可利用“中继信号传输方法”，先将信息数据传送到距离基站602较近的“中继端使用者装置”604(1)。之后，“中继端使用者装置”604(1)再将接收到的信号转送到基站602。如此一来，由于“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)之间以及“中继端使用者装置”604(1)与基站602之间的距离短，故彼此之间都可以高传输速率进行传送信息数据的操作。与传统直接信号传输方法相比，使用“中继信号传输方法”将可提高移动通信系统的效率，并且改善移动通信的通信质量。

参照图7，其中表示出“请求端使用者装置”604使用“中继信号传输方法”传送信息数据的流程图。当“请求端使用者装置”604希望使用“中继信号传输方法”来传送信息数据时，“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)先进行“中继确认操作”，用以确认“请求端使用者装置”604得以利用“中继端使用者装置”604(1)传送信息数据。其中，“中继确认操作”可分为两个步骤，首先，执行步骤702，“请求端使用者装置”604先发送“中继询问信号”，用以询问蜂窝区601中其他使用者装置可否利用该使用者装置中继传送信息数据。接着，执行步骤704，当其他使用者装置收到该“中继询问信号”之后，发送回应信号给“请求端使用者装置”604，用以向“请求端使用者装置”604确认可利用该使用者装置传送信息数据。

移动通信系统会预先为“请求端使用者装置”604设定一段需求等待时间。在“请求端使用者装置”604发送“中继询问信号”后，会等待其他使用者装置的回应。如果在需求等待时间内，没有收到其他使用者装置的回应信号。这样，即表示在这段时间里没有使用者装置可以与“请求端使用者装置”604合作传送信息数据。此时，“请求端使用者装置”604可以选择再发送一次“中继询问信号”，再次询问其他使用者装置是否可利用该使用者装置进行中继信号传输。或是选择改用“直接信号传输方法”，以较低的速率直接传送信息数据至基站602。在“请求端使用者装置”604发送的“中继询问信号”中，包含“请求端使用者装置识别码”、“基站识别码”以及“请求端使用者装置所在区间”等信息，其他使用者装置可根据这些信息判断是否回应，判断的主要依据包含是否在同一个基站覆盖范围内(在分码多址(Code Division Multiple Access，CDMA)的系统中，可利用设定专用扩频码(Spread Spectrum code，SS code)的方式省略该信息)以及自己是否位于较高传输速率的区间等，以减少不必要的回应所造成的干扰。

此外，如果“请求端使用者装置”604在需求等待时间内收到多个使用者装置的回应信号的话，“请求端使用者装置”604会选择一个使用者装置作为“中继端使用者装置”604(1)。亦即当“请求端使用者装置”604进行“中继信号传输操作”时，会利用该使用者装置进行中继信号传输。

在“请求端使用者装置”604收到“中继端使用者装置”604(1)的回应信号之后，“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)再与基站602进行基站确认操作。以确认基站602允许“请求端使用者装置”604利用“中继端使用者装置”604(1)传送信息数据。基站确认操作分为两个步骤，首先，执行步骤706，“请求端使用者装置”604先发送“要求中继信号”至基站602，要求基站602允许“请求端使用者装置”604利用中继端使用者装置604(1)进行中继信号传输。接着，执行步骤708，基站602收到“要求中继信号”后发送“要求许可信号”给“请求端使用者装置”604以及“中继端使用者装置”604(1)，允许“请求端使用者装置”604利用“中继端使用者装置”604(1)进行中继信号传输。

之后，执行步骤710，“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)以及基站602进行身份认证操作，在“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)以及基站602之间建立数据传输信道(channel)。当进行中继信号传输时，信息数据就利用该数据传输信道，由“请求端使用者装置”604经过“中继端使用者装置”604(1)传送到基站602。需注意的是，“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)以及基站602在进行身份确认操作时所建立的数据传输信道与之前“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)以及基站602彼此互相传送信号时所用的信号传输信道并不相同。前者是“请求端使用者装置”604希望经过“中继端使用者装置”604(1)传送信息数据到基站602所使用的传输信道。而后者则是“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)以及基站602彼此相互发送与接收指令信号所使用的传输信道。

之后，“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)进行“起始确认操作”，确认“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)之间可开始进行中继信号传输。“起始确认动作”分为两个步骤，首先，执行步骤712，“请求端使用者装置”604先发送“传送起始信号”给“中继端使用者装置”604(1)，询问是否可开始进行中继信号传输。接着，执行步骤714，“中继端使用者装置”604(1)收到“传送起始信号”后，发送“传送确认信号”给“请求端使用者装置”604确认可开始进行中继信号传输。

最后，执行步骤716，“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)与基站602进行中继信号传输。“请求端使用者装置”604利用“中继端使用者装置”604(1)传送信息数据到基站602。

在移动通信系统中，每一个使用者装置的位置都随着时间而改变。所以每个使用者装置与基站602之间的距离远近，也随着时间而有所不同。如果“请求端使用者装置”604在进行“中继信号传输”时，由蜂窝区601的低速率区域移动到高速率区域，则“请求端使用者装置”604可直接传送信息数据到基站而不需通过“中继端使用者装置”604(1)进行信号传输。此时，“请求端使用者装置”604可利用“信号传输切换程序”，停止进行中继信号传输而改使用原来的直接信号传输方法传输信息数据。

参照图8，其中表示出当“请求端使用者装置”604执行“信号传输切换程序”的流程图。当“请求端使用者装置”604使用“信号传输切换程序”时，首先，执行步骤802，“请求端使用者装置”604发送“直接传输信号”至基站602，询问基站602“请求端使用者装置”604是否可使用直接信号传输方法进行信号传输。

在基站602接收到直接传输信号后，基站602与“中继端使用者装置”604(1)进行中止中继确认操作，确认“中继端使用者装置”604(1)中止进行中继信号传输操作。“中止中继确认动作”分为两个步骤，先执行步骤804，基站602先发送“中继中止信号”给“中继端使用者装置”604(1)，通知“中继端使用者装置”604(1)停止进行中继信号传输。之后，执行步骤806，“中继端使用者装置”604(1)收到“中继中止信号”后发送“中止确认信号”至基站602，确认“中继端使用者装置”604(1)已停止进行中继信号传输。

在基站602与“中继端使用者装置”604(1)进行“中止中继确认操作”之后，执行步骤808，基站602发送“直接传输确认信号”给“请求端使用者装置”604，向“请求端使用者装置”604确认可使用直接信号传输方法进行信号传输。最后，执行步骤810，“请求端使用者装置”604收到“直接传输确认信号”后，就使用直接信号传输方法传送信息数据到基站602。

由前文所述，在移动通信系统里，每一个使用者装置的位置都会随着时间而改变。每个使用者装置彼此的位置与距离，也随着时间而有所不同。当“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)进行中继信号传输时，两者都必须使用“信号传输检测程序”，以确定彼此之间传输信道的连结依然存在，可继续进行中继信号传输。如果两者之间的位置改变，以致于之前所建立传输信道的连结被切断，则“请求端使用者装置”604使用“中继传输重新连结程序”，寻找另一个使用者装置进行中继信号传输。该另一使用者装置定义为“继承中继端使用者装置”。下文将分别介绍“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)执行“信号传输检测程序”的步骤。

参照图9，其中表示出“中继端使用者装置”604(1)使用“信号传输检测程序”的流程图。当“中继端使用者装置”604(1)进行中继信号传输时，“中继端使用者装置”604(1)使用“信号传输检测程序”确定“中继端使用者装置”604(1)是否必需继续进行中继信号传输。

“中继端使用者装置”604(1)进行“信号传输检测程序”时，首先，执行步骤902，“中继端使用者装置”604(1)发送“连结询问信号”到“请求端使用者装置”604。移动通信系统会预先为“中继端使用者装置”604(1)设定中继端检测等待时间。之后，执行步骤904，当“中继端使用者装置”604(1)发出“连结询问信号”后，如果在中继端检测等待时间内收到“请求端使用者装置”604所发送的“连结确认信号”，则表示两者之间传输通道的连结依然存在。此时，执行步骤906，“中继端使用者装置”604(1)与“请求端使用者装置”604继续进行中继信号传输。如果“中继端使用者装置”604(1)于中继端检测等待时间内未收到“请求端使用者装置”604所发送的“连结确认信号”，则“中继端使用者装置”604(1)会中止进行中继信号传输。此时，“中继端使用者装置”604(1)认定原本“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)之间传输信道的连结已被切断。故执行步骤908，“中继端使用者装置”604(1)会经由其他信号传输信道发送“连结中断信号”至“请求端使用者装置”604，试图通知“请求端使用者装置”604传输信道的连结有问题。

请参照图10，其中表示出“请求端使用者装置”604进行“信号传输检测程序”的流程图。同样，“请求端使用者装置”604同样也会进行“信号传输检测程序”来确定是否继续进行中继信号传输。当“请求端使用者装置”604使用“信号传输检测程序”时，首先，执行步骤1002，“请求端使用者装置”604发送“连结询问信号”给“中继端使用者装置”604(1)，确认“请求端使用者装置”604是否仍可利用“中继端使用者装置”604(1)进行中继信号传输。接着，执行步骤1004，移动通信系统预先为“请求端使用者装置”604设定请求端检测等待时间。在“请求端使用者装置”604发送“连结询问信号”之后，如果在请求端检测等待时间内收到“中继端使用者装置”604(1)所发送的“连结确认信号”，则表示两者间传输信道的连结依然存在。此时，执行步骤1006，“请求端使用者装置”604与“中继端使用者装置”604(1)可继续进行中继信号传输。当“请求端使用者装置”604于请求端检测等待时间内未收到“中继端使用者装置”604(1)所发送的“连结确认信号”，则表示两者间传输信道的连结已被切断。此时，执行步骤1008，“请求端使用者装置”604停止进行中继信号传输。

参照图11，其中表示出“请求端使用者装置”1104使用“继承中继端使用者装置”1104(2)进行中继信号传输的示意图。由前文所述，“请求端使用者装置”1104或“中继端使用者装置”1104(1)使用“信号传输检测程序”发现彼此间传输信道的连结被切断。无法继续进行中继信号传输。此时，“请求端使用者装置”1104使用“中继传输重新连结程序”，寻找另一个使用者装置为“继承中继端使用者装置”1104(2)。“请求端使用者装置”1104可藉由“继承中继端使用者装置”1104(2)继续进行中继信号传输。

参照图12，其中表示出“请求端使用者装置”1104执行“中继传输重新连结程序”的流程图。“请求端使用者装置”1104在使用“中继传输重新连结程序”时，“请求端使用者装置”1104先与“继承中继端使用者装置”1104(2)进行中继确认操作，用以确认“请求端使用者装置”1104得以利用“继承中继端使用者装置”1104(2)进行中继信号传输操作。这个中继确认操作与前文所述，“请求端使用者装置”1104在进行中继信号传输之前，先与“中继端使用者装置”1104(1)所进行的中继确认操作相同。首先，执行步骤1202，“请求端使用者装置”1104先发送“中继询问信号”给“继承中继端使用者装置”1104(2)，询问“请求端使用者装置”1104可否利用“继承中继端使用者装置”1104(2)进行中继信号传输。接着，执行步骤1204，“继承中继端使用者装置”1104(2)收到“中继询问信号”后发送“回应信号”到“请求端使用者装置”1104，向“请求端使用者装置”1104确认可利用“继承中继端使用者装置”1104(2)进行中继信号传输。

需要注意的是，之前“请求端使用者装置”1104、“中继端使用者装置”1104(1)以及基站1102已经进行过身份认证操作，在“请求端使用者装置”604、“中继端使用者装置”604(1)以及基站602之间建立数据传输信道。因此，“请求端使用者装置”1104、“继承中继端使用者装置”1104(2)与基站1102之间要进行中继信号传输时，信息数据可利用这一个已经建立好的数据传输信道进行传输，而不需要重新进行身份认证操作，来建立一个新的数据传输信道传输信息数据。

在“请求端使用者装置”1104与“继承中端使用者装置”1104(2)进行中继确认操作之后，两者进行“起始确认操作”，确认开始执行中继信号传输。这个“起始确认动作”与前文所述，“请求端使用者装置”1104在进行中继信号传输之前，与“中继端使用者装置”1104(1)所进行的“起始确认动作”相同。执行步骤1206，“请求端使用者装置”1104先发送“传送起始信号”至“继承中继端使用者装置”1104(2)，通知“继承中继端使用者装置”1104(2)开始进行中继信号传输。之后，执行步骤1208，“继承中继端使用者装置”1104(2)发送“传送确认信号”确认“请求端使用者装置”1104可进行中继信号传输。

最后，执行步骤1210，“请求端使用者装置”1104、“继承中继端使用者装置”1104(2)与基站1102进行中继信号传输。“请求端使用者装置”1104藉由“继承中继端使用者装置”1104(2)传送信息数据至基站1102。

本发明上述实施例披露的移动通信系统的中继信号传输方法。具有以下优点：

一.提高通信效率及质量；本发明提出请求端使用者装置可利用中继端使用者装置来中继传送信息数据的方法。由于请求端使用者装置与中继端使用者装置之间以及中继端使用者装置与基站之间的距离较请求端使用者装置与基站之间的距离短，故彼此都可以高传输速率进行信号传输。该方法可改善传统移动通信系统中，由于蜂窝区所覆盖的面积太大或是蜂窝区中有地形地物的屏障阻隔，而影响使用者装置与基站之间的信号传输速度与通信质量的缺点。

二.节省广设基站的成本：传统提高移动通信速度与质量的方法是广设基站，将一个蜂窝区拆解成多个小蜂窝区。但是，基站的设计需付出一定的成本。广设基站对移动通信业者而言将增加成本的支出。本发明提出请求端使用者装置可利用中继端使用者装置来中继传送信息数据的方法，不需广设基站就可解决以上的问题。可节省为提升通信速度与质量所必须付出的成本花费。

三.提高经济效益：一般将一个蜂窝区拆解成多个小蜂窝区的作法是用于人口众多的都会区里。因为在都会区中，移动通信的用户密度与使用量较其他地区要来得大。而希望提高非都会地区移动通信的速度与质量，即可使用本发明所提出的中继信号传输方法。对移动通信业者而言，可依据状况选择适当的方法，在不增加过多的成本花费的情况之下，提高移动通信的速度与质量，提高经济效益。

综上所述，虽然通过上述优选实施例对本发明进行描述，但是这种对于实施例的描述并非是要对本发明进行限制，对于本专业的技术人员而言，在不脱离本发明的精神的情况下可以作出各种变化或修改，从而本发明的保护范围应当以所附权利要求书予以限定的范围为准。

Claims (23)

1.一种用于移动通信系统的中继信号传输方法，该移动通信系统至少包括一个基站(Node-B)以及多个使用者装置(User Equipment，UE)，当有一使用者装置希望传送信息数据到该基站，则该使用者装置为一个请求端使用者装置(Requesting UE)，该请求端使用者装置可使用直接信号传输方法，将该信息数据直接传送到该基站，该请求端使用者装置也可使用该中继信号传输方法，利用另一个使用者装置中继传送该信息数据到该基站，上述的另一使用者装置为一个中继端使用者装置(Relay UE)，该中继信号传输方法包括至少下列步骤：

该请求端使用者装置与该中继端使用者装置进行中继确认操作，用以确认该请求端使用者装置得以利用该中继端使用者装置传送该信息数据；

该请求端使用者装置、该中继端使用者装置与该基站共同进行基站确认操作，用以确认该基站允许该请求端使用者装置利用该中继端使用者装置传送该信息数据到该基站；

该请求端使用者装置、该中继端使用者装置以及该基站进行身份认证操作，用以在该请求端使用者装置、该中继端使用者装置以及该基站之间建立一个数据传输信道；

该请求端使用者装置与该中继端使用者装置进行起始确认操作，用以确认该请求端使用者装置与该中继端使用者装置可开始进行中继信号传输操作；以及

该请求端使用者装置、该中继端使用者装置与该基站进行该中继信号传输操作，使得该请求端使用者装置利用该中继端使用者装置传送该信息数据到该基站。

2.如权利要求1所述的中继信号传输方法，其中，这些使用者装置具有可中继传输该信息数据的功能。

3.如权利要求1所述的中继信号传输方法，其中，该基站传送一测量信号到每一个使用者装置，每个使用者装置依据所接收的该测量信号的信杂比判断每该使用者装置的位置，当该测量信号的信杂比大于一个临界值时，则该使用者装置位于第一传输区域，当该测量信号的信杂比小于一个临界值时，则该使用者装置位于第二传输区域。

4.如权利要求3所述的中继信号传输方法，当该些使用者装置位于该第一传输区域，则该使用者装置可使用该直接信号传输方法传输该信息数据到该基站，当该些使用者装置位于该第二传输区域，则该使用者装置可使用该中继信号传输方法传输该信息数据到该基站。

5.如权利要求1所述的中继信号传输方法，该中继确认操作至少包括以下步骤：

该请求端使用者装置发送一个中继询问信号到该中继端使用者装置，用以向该中继端使用者装置询问该请求端使用者装置是否可利用该中继端使用者装置传送该信息数据；以及

该中继端使用者装置在接收该中继询问信号后，发送一个回应信号到该请求端使用者装置，用以向该请求端使用者装置确认可利用该中继端使用者装置传送该信息数据。

6.如权利要求5所述的中继信号传输方法，其中，该请求端使用者装置设定一个需求等待时间，当该请求端使用者装置发送该中继询问信号后，在该需求等待时间内未接收到该回应信号时，则该请求端使用者装置执行该直接信号传输方法传送该信息数据。

7.如权利要求5所述的中继信号传输方法，其中，当该请求端使用者装置发送该中继询问信号后，在该需求等待时间内未接收到该回应信号，则该请求端使用者装置再发送该中继询问信号。

8.如权利要求5所述的中继信号传输方法，该基站确认操作至少包括以下步骤：

该请求端使用者装置发送一个要求中继信号到该基站，用以要求该基站允许该请求端使用者装置利用该中继端使用者装置进行中继信号传输操作；以及

该基站接收到该要求中继信号后，发送一个要求许可信号到该请求端使用者装置以及该中继端使用者装置，用以允许该请求端使用者装置利用该中继端使用者装置进行该中继信号传输操作。

9.如权利要求1所述的中继信号传输方法，该起始确认操作至少包括以下步骤：

该请求端使用者装置传送一个传送起始信号给该中继端使用者装置，用以询问该中继端使用者装置是否可开始进行该中继信号传输操作；以及

该中继端使用者装置收到该传送起始信号后，传送一个传送确认信号给该请求端使用者装置，用以向该请求端使用者装置确认可开始进行该中继信号传输操作。

10.如权利要求1所述的中继信号传输方法，其中，当该请求端使用者装置在进行该中继信号传输操作时，自该第二传输区域移动到该第一传输区域时，该请求使用者装置可执行信号传输切换程序，用以停止使用该中继信号传输方法，改以该直接信号传输方法传送该信息数据，该信号传输切换程序至少包括以下步骤：

该请求端使用者装置发送一个直接传输信号到该基站，用以向该基站询问该请求使用者装置是否可改使用该直接信号传输方法传送该信息数据；

该基站与该中继端使用者装置进行中止中继确认操作，用以确认该中继端使用者装置中止执行该中继信号传输操作；

该基站发送一个直接传输确认信号至该请求端使用者装置，用以确认该请求端使用者装置可使用该直接信号传输方法传输该信息数据；以及

该请求端使用者装置接收到该直接传输确认信号后，使用该直接信号传输方法传送该信息数据。

11.如权利要求10所述的中继信号传输方法，其中，该中止中继确认操作至少包括以下步骤：

该基站接收到该直接传输信号后发送一个中继中止信号到该中继端使用者装置，用以通知该中继端使用者装置停止进行该中继信号传输操作；以及

该中继端使用者装置接收到该中继中止信号后发送一个中止确认信号到该基站，用以向该基站确认该中继端使用者装置停止进行该中继信号传输操作。

12.如权利要求1所述的中继信号传输方法，其中，当该请求端使用者装置使用该中继信号传输方法传送该信息数据时，该请求端使用者装置还执行一个信号传输检测程序，以确定该请求端使用者装置与该中继端使用者装置可继续进行该中继信号传输操作，该信号传输检测程序至少包括以下步骤：

该请求端使用者装置发送一个连结询问信号到该中继端使用者装置，用以确认该请求端使用者装置依然可利用该中继端使用者装置进行该中继信号传输操作；

当该请求端使用者装置在一个请求端检测等待时间内收到该中继端使用者装置所发送的一个连结确认信号，则该请求端使用者装置与该中继端使用者装置继续进行该中继信号传输操作；以及

当该请求端使用者装置在该请求端检测等待时间内未收到该中继端使用者装置所发送的该连结确认信号，则该请求端使用者装置停止进行该中继信号传输操作。

13.如权利要求1所述的中继信号传输方法，当该中继端使用者装置执行该中继信号传输操作时，该中继端使用者装置执行一个信号传输检测程序，以确定该中继端使用者装置是否需继续执行该中继信号传输操作，该信号传输检测程序至少包括以下步骤：

该中继端使用者装置发送一个连结询问信号到该请求端使用者装置，用以确认该中继端使用者装置继续进行该中继信号传输操作；

当该中继端使用者装置在一个中继端检测等待时间内收到该请求端使用者装置所发送的一个连结确认信号时，则该中继端使用者装置与该请求端使用者装置继续进行该中继信号传输操作；以及

当该中继端使用者装置在该中继端检测等待时间内未收到该请求端使用者装置所发送的该连结确认信号，则该中继端使用者装置中止执行该中继信号传输操作，并且，该中继端使用者装置发送连结中断信号到该请求端使用者装置，用以通知该请求端使用者装置该传输信道的连结已被切断。

14.如权利要求1所述的中继信号传输方法，当该请求端使用者装置于该请求端检测等待时间内未收到该中继端使用者装置所发送的该连结确认信号，则该请求端使用者装置执行一个中继传输重新连结程序，寻找另一个使用者装置作为继承中继端使用者装置，利用该继承中继端使用者装置继续进行该中继信号传输操作，该中继传输重新连结程序至少包括以下步骤：

该请求端使用者装置与该继承中继端使用者装置进行一个中继确认操作，用以确认该请求端使用者装置得以利用该继承中继端使用者装置进行一中继信号传输操作；

该请求端使用者装置与该继承中继端使用者装置进行一个起始确认动作，以确认可开始执行该中继信号传输操作；以及

该请求端使用者装置、该继承中继端使用者装置与该基站进行该中继信号传输操作，其中，该中继信号传输操作为该请求端使用者装置利用该继承中继端使用者装置传送该信息数据到该基站。

15.如权利要求14所述的中继信号传输方法，该中继确认操作至少包括下列步骤：

该请求端使用者装置发送一个中继询问信号到该继承中继端使用者装置，用以向该继承中继端使用者装置询问该请求端使用者装置可否利用该继承中继端使用者装置传送该信息数据；以及

该继承中继端使用者装置在接收该中继询问信号后，发送一个回应信号到该请求端使用者装置，用以向该请求端使用者装置确认可利用该继承中继端使用者装置传送该信息数据。

16.如权利要求14所述的中继信号传输方法，该起始确认操作至少包括下列步骤：

该请求端使用者装置发送一个传送起始信号到该继承中继端使用者装置，用以通知该继承中继端使用者装置可开始执行该中继信号传输操作；以及

该继承中继端使用者装置接收到该传送起始信号后传送一个传送确认信号给该请求端使用者装置，用以确认该请求端使用者装置可执行该中继信号传输操作。

17.如权利要求1所述的中继信号传输方法，该移动通信系统是一种使用机遇码多址连接(Opportunity Driven Multiple Access，ODMA)移动通信技术的移动通信系统。

18.如权利要求1所述的中继信号传输方法，该使用者装置是一种移动电话装置。

19.如权利要求18所述的中继信号传输方法，该使用者装置是一种第三代(3^rd Generation，3G)移动电话装置。

20.一种用于移动通信系统的中继信号传输方法，该移动通信系统包括基站、第一使用者装置、第二使用者装置，该第一使用者装置以及该第二使用者装置均可独立与该基站以无线方式传递数据或语音信号，该中继信号传输方法包括至少下列步骤：

该第一使用者装置与该第二使用者装置进行中继确认操作，用以确认该第一使用者装置得以利用该第二使用者装置传送该数据或是语音信号；

该第一使用者装置、该第二使用者装置与该基站共同进行基站确认操作，用以确认该基站允许该第一使用者装置利用该第二使用者装置传送该数据或是语音信号到该基站；

该第一使用者装置、该第二使用者装置以及该基站进行身份认证操作，用以在该第一使用者装置、该第二使用者装置以及该基站之间建立数据传输信道；

该第一使用者装置与该第二使用者装置进行起始确认操作，用以确认该第一使用者装置与第二使用者装置可开始进行中继信号传输操作；以及

该第一使用者装置、该第二使用者装置与该基站进行该中继信号传输操作，使得该第一使用者装置利用该第二使用者装置传送该数据或是语音信号到该基站。

21.如权利要求20所述的中继信号传输方法，该中继确认操作包括：

该请求端使用者装置发送一个中继询问信号到该中继端使用者装置，询问该请求端使用者装置是否可利用该中继端使用者装置传送该信息数据；以及

该中继端使用者装置发送一个回应信号到该请求端使用者装置，确认该请求端使用者装置可利用该中继端使用者装置传送该信息数据。

22.如权利要求20所述的中继信号传输方法，该基站确认操作包括：

该请求端使用者装置发送一个要求中继信号到该基站，要求允许该请求端使用者装置利用该中继端使用者装置进行中继信号传输操作；以及

该基站发送一个要求许可信号到该请求端使用者装置以及该中继端使用者，允许该请求端使用者装置利用该中继端使用者装置进行该中继信号传输操作。

23.一种用于移动通信系统的中继信号传输方法，该移动通信系统包括基站、第一使用者装置、第二使用者装置，该第一使用者装置以及该第二使用者装置均可独立与该基站以无线方式传递数据或语音信号，该中继信号传输方法包括至少下列步骤：

该第一使用者装置确认该第一使用者装置得以利用该第二使用者装置传送该数据或语音信号；

该基站允许该第一使用者装置利用该第二使用者装置传送该数据或语音信号到该基站；

该第一使用者装置、该第二使用者装置以及该基站之间建立一个数据传输信道；以及

该第一使用者装置利用该第二使用者装置传送该数据或语音信号到该基站。

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