[发明专利]多跳无线通信系统及其使用的传输方法

说明书

本申请是2007年08月17日提交的、发明名称为“通信系统”的专 利申请No.200710141986.4的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线通信技术，更具体地说，涉及一种多跳无线通信系 统及其传输方法。

背景技术

当前，人们对在基于分组的无线电通信和其他通信系统中使用多跳 技术非常感兴趣，其中，这意味着，这种技术不仅能够扩展覆盖范围， 而且增加系统的容量(吞吐量)。

在多跳通信系统中，通信信号在沿着通信路径(C)的通信方向上从 源设备经由一个或者多个中间设备发送到目的设备。图4示出包括基站 BS(在3G通信系统的环境中称为“节点B”NB)、中继节点RN(也称 为中继站RS)和用户设备UE(也称为移动站MS)的单小区两跳无线通 信系统。在信号在下行链路(DL)上从基站经由中继节点(RN)发送到 目的用户设备(UE)的情况中，基站包括源站(S)，用户设备包括目的 站(D)。在通信信号在上行链路(UL)上从用户设备(UE)经由中继 节点发送到基站的情况中，用户设备构成源站，基站构成目的站。中继 节点是中间设备(I)的示例，并且包括：接收器，可用来从源设备接收 数据；以及发送器，可用来将该数据及其衍生物发送给目的设备。

已将简单的模拟转发器或者数字转发器用作中继器，以提高或者提 供对盲点(dead spot)的覆盖。它们可以在与源站的不同的发送频带下工 作，以防止源传输与转发器传输之间的干扰，或者，它们可以在没有来 自源站的传输的时间下工作。

图5示出针对中继站的多个应用。对于固定的基础设施，由中继站 提供的覆盖区可以是“填充的(in-fill)”，以允许这种移动站访问通信网 络，所述移动站或者是处在其他物体的遮蔽下，或者是尽管处在基站的 正常范围内、但不能从该基站接收具有足够强度的信号。还示出了“范 围扩展”，其中，在移动站处于基站的正常数据传输范围之外时，中继站 允许访问。在图5的右上方示出的填充式的一个示例是定位流动的中继 站，以使得覆盖区能够穿透到建筑物内，该建筑物可以在地平面的上方， 在地平面上，或者在地平面的下方。

其他应用是使临时覆盖生效的流动的中继站，从而在事件或者紧急 事件/灾难事件的期间提供访问。在图5的右下方示出的最终应用通过使 用置于车辆上的中继器来提供对网络的访问。

如下面解释的，还可以与先进的传输技术相结合地使用中继器，以 提高通信系统的增益。

人们已知，由于无线电通信在通过空间传播时被散射或者吸收，从 而导致出现传播损耗或者“路径损耗”，进而使信号的强度削弱。影响发 送器与接收器之间的路径损耗的因素包括：发送器天线高度；接收器天 线高度；载波频率；杂波(clutter)类型(城市、市郊、农村)；形态的 细节，例如，高度、密度、间隔、地形类型(多山的、平坦的)。在发送 器与接收器之间的路径损耗L(dB)可以用下述公式来建模：

L＝b+10nlogd    (A)

其中，d(米)是发送器-接收器间距，b(db)和n是路径损耗参数， 并且绝对路径损耗由1＝10^(L/10)给出。

在间接的链路SI+ID上经历的绝对路径损耗的和可以小于在直接链 路SD上经历的路径损耗。换句话说，可能的是：

L(SI)+L(ID)＜L(SD)    (B)

将单个传输链路分成两个较短的传输段，从而利用路径损耗与距离 之间的非线性关系。通过使用公式(A)对路径损耗进行简单的理论分析， 可以理解的是，如果将信号从源设备经由中间设备(例如，中继节点) 发送给目的设备，而不是从源设备直接发送给目的设备，则可以实现总 路径损耗的减少(从而，提高或增加信号强度，并由此提高或增加数据 吞吐量)。如果适当地实施，则多跳通信系统可以允许减少发送器的发送 功率，这有助于无线传输，从而导致干扰水平的下降，并减少对电磁发 射的暴露。或者，可以利用总路径损耗的减少来提高在接收器处所接收 的信号的质量，而不会增加传送信号所需的总辐射的发送功率。