[发明专利]在中继增强小区中实现基于信道信息处理的方法和装置

说明书

发明领域

本发明总体涉及一种集成了多跳中继的无线通信系统，尤其涉及在这种无线通信系统的中继增强小区内实现基于信道信息处理的方法和装置。

背景技术

在传统的无线蜂窝通信网络中，基站总是将信息或数据直接发送给小区内的移动终端(MS)，这种不需要任何中继的传输方式通常被称为“一跳”传输。当基站和MS之间距离较远或存在障碍物时，“一跳”传输所能达到的通信质量往往非常有限，甚至需要通过降低传输速率来维持必须的通信质量。

为此，近年来，人们提出了将“多跳(multi-hop)”中继传输方式应用到蜂窝通信网络，从而形成中继增强小区的思想。图1示出了蜂窝网络中一种中继增强小区的示意图。如图1所示，MS1处于支持多跳中继基站的“一跳”可达范围之外，MS2处于障碍物的阴影区域内。按照传统的“一跳”方式，这两个终端均无法与基站通信。但是，在图1所示的中继增强小区中，MS1和MS2可经由小区内的中继站(RS)RS1的中继，经过“两跳”实现与基站的通信，从而小区的覆盖范围得以扩展。此外，处于小区内的MS3也可借助RS2的中继与基站通信。此时，由于每一跳的两个节点(RS2和MS3，RS2与基站)之间距离很近，各个节点能够以更高的速率传输数据，从而能够满足如实时视频传输等业务对高吞吐量的需求。

由图1可见，将多跳技术集成到蜂窝小区中不仅扩展了小区基站的覆盖范围，消除了阴影效应所导致的无线通信盲区，还在一定程度上提高了整个系统的吞吐量。中继增强小区的这些优势，促使人们进一步深入研究如何更好地将多跳技术与无线蜂窝通信系统结合在一起。为此，IEEE 802.16成立了中继工作组(Relay Task Group)，其目的就是将中继引入IEEE 802.16的系统中，具体实施方案将写入IEEE 802.16j协议中。IEEE 802.16j向后兼容IEEE802.16e，同时要求中继对MS透明，即引入中继后不对MS进行任何修改。

中继工作组提出的一种简单直接的中继增强小区实现方式是由基站管理整个中继增强小区，也称为集中式实现方案。在这种方案中，中继增强小区内的所有MS和RS均由支持移动多跳中继的基站(MMR-BS)控制管理，RS本身仅具有一些简单的媒体接入控制(MAC)功能，并根据MMR-BS信令转发业务数据。由此，该方案中的RS成本低、设计简单、便于实现。另一种中继增强小区的实现方案称为分布式实现方案。在这种方案中，散布在小区中的RS可以具有较为丰富的MAC功能，例如RS可利用自定义的控制信令帧，独立执行资源调度等控制管理。由此，在分布式方案中，整个网络更加健壮，而且灵活性强。

以上两种实现方案各有优势，但是对于在无线通信系统中常用的基于信道信息处理(channel aware)而言，这两种实现方案却存在着各自的缺陷。基于信道信息的处理泛指根据MS上报的信道状况做出决策，从而动态改变传输策略的技术，例如包括，基于信道信息的资源调度、自适应编码调制、基于信道信息的混合自动重传(H-ARQ)技术等等。下面，就以基于信道信息的资源调度为例说明集中式和分布式方案在实现基于信道信息处理过程中各自的特点。

图2示出了在集中式实现方案中进行基于信道信息的资源调度的情况。如图2所示，小区内的MMR-BS依旧掌控整个小区的资源调度管理权。每个经由多跳链路通信的MS(或称多跳终端)需要周期性地经由RS(如图中实线的上行链路所示)，或直接(如虚线所示)向MMR-BS上报信道信息，如信道质量信息(CQI)和/或信道状态信息(CSI)。继而，再由MMR-BS根据收集到的CQI和/或CSI，为每个MS分配无线资源，并借助RS(如RS1)通过下行控制信令将分配的无线资源指示给所有MS。在这种情况下，尽管RS功能简单，成本低，但RS需要周期性地向MMR-BS传送大量的信道信息，从而造成RS和MMR-BS之间信道开销过大，并且由此占用了相当的无线资源。