[发明专利]无线中继站的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信的中继技术，确切地说，涉及一种基于中继组网 技术的包括无线局域网、无线城域网等各种无线接入系统的中继站的选择方法， 属于无线通信技术领域。

背景技术

目前的移动通信仍然采用传统的蜂窝结构，但是，具有超高数据传输速率 的第四代(4G)无线通信系统如果仍然采用这种传统的蜂窝结构会产生很多问 题。主要原因是：第一，4G系统的传输速率要比3G系统高两个级别。在指 定发射功率电平的情况下，符号(比特)能量会随着传输速率的提高呈线性下 降，因此，这种需求将会产生严重的功耗问题。第二，为4G系统发放的频谱 将至少高于3G系统使用的频谱2GHz频段，由于这些频段的无线信号通常 在非可视距条件下的传播效果相当差，而非可视距条件正是当今城区蜂窝通信 的典型运行模式。

要解决以上问题，必须大幅增加基站的密度，这会导致极高的部署成本。 而且，如果用户数量尚未以同样速度增加的话，这种解决办法的成本过于高昂， 经济效益欠缺。此外，为了实现全网覆盖，还必须不断补充基站，这对实际系 统的网络设计也是一个挑战。另外，考虑到4G将以正交频分复用OFDM技术 为基础，为了使下一代无线通信系统的频率复用尽量达到1，提高系统的频谱 效率，采用传统的蜂窝结构将面临很多挑战。

参见图1，采用中继站可以用于扩展网络的覆盖范围。中继站是从传统蜂 窝移动通信系统的直放站发展而来。但是本发明涉及的中继站不同于传统直放 站，它可以看成一个增强的接收机，不仅具有对中继数据进行功放的功能，还 能通过采用多天线技术和编码等，提高终端接收信号质量。图2所示为协同多 中继信道模型，在该模型中，有一个源节点、一个目标节点和k个中继站。其 中，源节点对于上行信道而言，是用户终端，而对于下行信道而言，则是基站； 目标节点对于上行信道而言，是基站，而对于下行信道而言，则是用户终端。 上行信道表示从用户终端到基站方向的通信信道，而下行信道表示从基站到用 户端方向的通信信道。k个中继站协同起来为一个目标节点服务，如何选择合 适的中继进行协同通信，就是本发明要解决的问题。整个协同中继信道包括有 两个子信道：一个是从源节点到各中继站的广播子信道，另一个是从各中继站 到目标节点的多接入子信道，协同中继信道的容量由这两个子信道共同确定。 本发明专利申请就是要要解决如何选择适合的中继进行协同通信的问题。

众所周知，中继技术具有很多好处，已经被公认为是未来无线通信系统的 关键机制之一。目前，对其的大多数研究还局限或停留在直放站的概念上，目 的是扩大小区的覆盖范围。从目前的中继技术来看，中继站可分为三种类型： 固定中继站、临时固定中继站和移动中继站。固定中继站固定安装在设定位置， 不能移动，主要目的是在未获得充分覆盖的接入点小区中扩大覆盖范围、增加 容量或每用户吞吐量，或者将覆盖范围扩展至接入点覆盖范围以外的区域。临 时固定中继站的定义是根据覆盖范围的需要能够从某个位置移动到另一位置的 中继站，即中继站可以位于不同位置，并且随时间变化与各种其他中继与基站 进行通信，但不执行切换过程。移动中继站的移动性与要覆盖的用户终端人口/ 目标区域“相关”，需要支持复杂的流程(如切换)，可以看作是一种功能增强 的移动终端。

中继站是对直放站功能的增强，传统的直放站一般只对中继信号进行放大 和转发，而中继站还具有解码并转发的功能。直放站的放大和转发(AF)功能 是指对接收的信号不进行解码和其它操作，直接在射频端进行功率放大，一般 来说，这种操作非常简单，设备也非常便宜。而中继站的解码和转发(DF)是 先对接收到的信号进行数字解码，然后在转发之前，重新对中继的信号进行编 码后发送。该过程有时称为“再生中继”或“数字中继”。