[发明专利]数据中继装置、通信装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统的中继技术，更具体地说，涉及通信系统中调 制符号的合并和分离技术。

背景技术

在通信系统中，由于传输信道的频带资源总是有限的，因此提高传 输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。为了保证通信系统的抗 干扰性和频谱利用率，信道编码和符号调制技术在通信系统中得到了广 泛的应用。

正交幅度(QAM)调制是通信系统中常用的调制方式。QAM是幅度和 相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特， 因此在星座点间最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率。类似 于其他数字调制方式，QAM调制符号集可以用星座图方便地表示，星座 图上每一个星座点对应符号集中的一点。

另一方面，例如对于中继系统，移动的或固定的中继站(Relay Station， RS)与网络中固定的基站或者固定的RS建立中继链路。移动终端(也称 移动台或移动台)利用其归属的移动的或固定的中继站的中继链路实现 与基站的通信。由于RS可以在网络设备间通信交流多个移动终端的信 息，在终端与基站之间收集和分发通信数据，所以可实现网络设备间通 信链路效率的最大化，能提供更好的通信质量。

中继站对信号的处理方式主要有2种。最简单的一种是“放大转发 (Amplify and Forward，AF)”模式，中继站仅仅把接收到的信号按一定 的系数进行放大。另一种称为“解码转发(Decoder and Forward，DF)”， 中继站把信号解调并解码为原始信息，然后再重新编码调制发送。这种 模式在信道条件好的时候能够增强信号质量，但是如果中继站解码出现 错误，那么转发的信号将会出现差错扩散，而且移动台也无法恢复。其 他还有“估计转发”等。

在另一种称为协作分集(cooperative diversity)的技术中，数据的接 收和转发是通过移动终端进行中继和增强的。对信号的处理也有上述AF 和DF两种方式。

以上所述对数据进行接收转发的机制中，数据的接收和转发操作可 以独立进行，也可以混合进行。比较典型的三种转发模式分别由图1-3 所示。

图1示出了传统的双向中继过程。如图1所示，基站和移动台分别 在不同的时间(频率)向中继站发数据，然后中继站再在不同的时间(频 率)分别向基站和移动台转发，共需要4个时间段。具体地，在图1的 示例中，在第一时隙，基站向中继站发送要传送给移动台的数据，并且 中继站进行接收。在第二时隙，移动台向中继站发送要传送给基站的数 据，并由中继站接收。在第三时隙，中继站将第一时隙接收的来自基站 的数据转发给移动台，并且在第四时隙，中继站将第二时隙接收的来自 移动台的数据转发给基站。

图2为分离接收合并发射的方式。如图2所示，基站和移动台分别 在不同的时间(频率)向中继站发数据，中继站对两路数据接收之后再 合并成为一路数据，同时(或以相同的频率)转发给基站和移动台。基 站和移动台接收到中继站的转发数据之后进行数据解码或者恢复。共需 要3个时间段。具体地，在图2的示例中，在第一时隙，基站向中继站 发送要传送给移动台的数据，并且中继站进行接收。在第二时隙，移动 台向中继站发送要传送给基站的数据，并由中继站接收。在第三时隙， 中继站将第一时隙接收的来自基站的数据和第二时隙接收的来自移动台 的数据进行合并后，同时(或以相同的频率)转发给基站和移动台。

图3是双向混合转发模式，基站和移动台在相同的时间(频率)向 中继站发数据，中继站接收并处理之后同时(或以相同的频率)将中继 数据转发给双方，需要2个时间段。具体地，在图3的示例中，在第一 时隙，基站向中继站发送要传送给移动台的数据，并且与此同时，移动 台向中继站发送要传送给基站的数据。中继站对来自基站的数据和移动 台的数据同时进行接收。在第二时隙，中继站将第一时隙接收的来自基 站的数据和来自移动台的数据进行合并后，同时(或以相同的频率)转 发给基站和移动台。

从图1至图3可以看出，双向混合转发模式占用了最小的信道资源 (时间段)，频谱利用率较高，但其数据处理比较复杂。