[发明专利]一种基于两跳中继站无线通信的传输方法

说明书

技术领域

本发明属于宽带无线通信技术，特别是一种针对两跳中继站无线通信的传输方法。

背景技术

目前对移动通信，无线局域网和宽带无线网的发展要求实现广域连续覆盖，支持更高速率的传输。这些需求为中继技术的应用开辟了广阔的前景，借助中继技术，能够改善小区边缘地区及热点地区用户的通信质量，扩大了小区覆盖面积，同时增加了系统的频谱利用率。然而，由于中继节点(站)的加入，传统的小区多用户传输和资源分配策略不再适合，设计新型的调配(传输)方法将成为研究的关键问题。另外，现代无线局域网和宽带无线网多址方式常采用正交频分复用多址(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing Access，OFDMA)技术，在多址方式下、多址的资源分配是以时间和频率两维方式出现，因此多址的资源分配及其表示方法变得更加复杂，尤其是带宽较宽时，既要考虑到资源分配的灵活性，又要考虑到表示方法的简单性及其开销的高效性等问题。目前常用的传统的蜂窝OFDM系统的分配方法是以资源块(Resource Block，RB)为单位进行分配的。而常见的基于资源块分配方法如正比公平法，该方法的基本思想是基于优先级：信道条件越好(载干比越高)的用户，优先级越高；已有较高吞吐量的用户，优先级越低。该优先级表示为载干比/吞吐量，然后系统将资源块分配给优先级高的用户进行数据传输。利用该方法，即使有些用户信道条件差，但长时间得不到服务后吞吐量将下降，会使其优先级上升，从而得到传输数据的机会，满足调配方法的公平性。

在无线局域网和宽带无线网中，常用的中继模型为两跳中继，即用户与基站通信最多只经过一个中继站中转。在该模型下，基站与中继站之间的通信链路称为回程链路，中继站与用户之间的通信链路称为接入链路，而那些不需要中继站中转而直接与基站通信的用户与基站间的链路称为直连链路。相应地，需要中继站中转的用户称为中继用户，而不需要中继站中转的用户称为直连用户。另外，直连用户、中继站与基站之间的通信称为第一跳，而中继用户与中继站间的通信称为第二跳。而在两跳中继系统中，中继用户需要经过两跳才能和基站通信，而中继站和直连用户可以直接和基站通信，因此其调配(传输)方法要比在传统的OFDM系统复杂。在“A two-hop proportional fairnessscheduling algorithm for relay based OFDMA systems.(基于OFDMA系统的两跳公平调度算法)”(L.Xiao，L.Cuthbert，WiCOM’08，pp.1-4，2008.)的文献中公开了一种假设中继用户虽然是经过两跳，但是占用调配时隙和直连用户相同，即中继站转发所用的时间忽略不计，在此基础之上直接将正比公平算法(处理方法)应用于直连用户和中继用户，这个假设因其显然不符合实际情况，而难以在实际得到推广应用。另外基站和中继站之间存在相互影响的关系，这主要体现在中继站在回程链路和接入链路的信道条件之间的不对等性，造成了两个链路选择调制编码模式(Modulation and Coding Scheme，MCS)的不同，如果回程链路的容量大于接入链路的容量，则中继站需要一定的缓存，以便在接入链路上进行多次传输，但是这将加大中继用户的延时；反之，当回程链路的容量小于接入链路的容量时，则接入链路带宽存在大量的浪费；为了避免中继用户和直连用户之间产生不必要的干扰，常见的方法是对中继用户和直连用户使用不同的频谱空间，在“Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects.(E-UTRA物理层的进一步发展)”(R1-093680，3GPP TR 36.814，v1.3.0，August 2009.)文献中所公开的即属于此类方法，该方法通过使中继用户和直连用户分别采用不同的频谱空间进行传输、以避免其相互影响，这种方法虽然能够减少调配(传输)方法的复杂度，但是却带来系统中无线资源的浪费，同时还会造成中继用户和直连用户之间的完全不公平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于两跳中继站无线通信的传输方法，以便能够在充分利用回程链路的资源并增强中继用户通信的实时性的基础上，更好满足直连用户和中继用户的公平性，有效提高其传输效率，以利于两跳中继无线局域网和宽带无线网的发展等目的。