[发明专利]无线通信系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统和方法。本发明的进一步的方面涉及基站、中继设备、终端设备和计算机程序。

背景技术

机器类通信（MTC）作为典型地无需人机交互的通信网络应用的无线技术的新趋势正被各种无线通信标准机构所讨论。

MTC的广义定义是至机器和来自机器的自动通信网络。期望一个主要类别的MTC设备具有非常低的功耗、非常小的数据发射和非常大的终端数目的特点。符合这一类别的MTC应用的示例可例如用于智能电网系统的家用电器的能耗监控。

仅上行链路中继是可用于当低成本机器类通信（MTC）设备部署在例如宏蜂窝长期演进（LTE）网络中时解决MTC设备中的发射功率限制问题的网络拓扑。通常，在下行链路（基站至终端设备）上有足够的系统增益，以支持在eNodeB(eNB)的宏小区的小区边缘处的MTC设备（或用户装置UE）（MTC-UE），但是利用MTC设备的低输出功率，上行链路（终端设备至基站）系统增益与下行链路相比显著减少。单跳仅上行链路中继节点（MTC-RN）的使用可用于解决这一问题并弥补（close）用于MTC-UE的链路预算。单跳可假设为，假如MTC-RN可期望为具有与LTE UE类似的特点。在利用中继节点（本文也称之为中继设备）来将来自终端设备的上行链路数据中继至eNodeB的网络中，eNodeB可称为施主eNodeB（DeNB）。

在US2008/0285499中描述了仅上行链路单跳中继。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供无线通信系统，该系统包括：

基站；

中继设备；以及

终端设备；其中

所述终端设备可操作以经由所述中继设备发射消息到所述基站；以及

所述中继设备可操作以

添加中继头到从所述终端设备接收的所述消息，所述中继头包括用于控制后续消息从所述终端设备到所述中继设备的发射的控制信息；以及

中继添加了所述中继头的所述消息到所述基站。

仅上行链路中继的问题在于，中继设备不能反馈控制信息给终端设备来支持在终端设备和中继设备之间的空中接口上的有效未来发射。然而，通过添加这种控制信息到在上行链路上从终端设备中继到基站的消息，从基站到终端设备的后续下行链路通信可包括在中继层设备处生成的控制信息（或者源自控制信息的发射参数）。

同样，基站可以可操作以发射包含在所述中继头中的控制信息到终端设备；以及终端设备可以可操作以基于包括在中继头中的控制信息发射一个或多个后续消息到所述中继设备。

在一个实施例中，在中继设备处的处理发生在MAC层。在这种情况下，MAC中继头控制元素可用于提供仅上行链路中继功能性。MAC中继头控制元素可包括用于终端设备的ACK/NACK、功率控制和正时提前信息。功率控制和正时提前信息可随后被发射到终端设备以控制从终端设备到中继设备的发射的功率水平和正时。

具体地，在一个实施例中，中继设备可操作

以测量从终端设备接收的消息的接收信号功率；以及

以设置控制信息中的用于控制从终端设备到中继设备的后续发射的功率水平的功率控制信息。功率控制信息可以指定与接收信号功率（以该功率水平，在中继设备处从终端设备接收消息）的功率偏移。终端设备可响应功率控制信息以控制到中继设备的后续发射的发射功率。

类似地，在一个实施例中，中继设备可操作

以测量从终端设备到中继设备发射的消息在终端设备和中继设备之间传播时间延迟；

以基于传播时间延迟确定从终端设备到中继设备的后续发射的所需正时提前偏移，以使得后续发射在中继设备处的接收时间与来自其他终端设备的发射的接收时间同步；以及

以在控制信息中指定所述正时提前偏移。

终端设备可以响应于正时提前信息来控制从终端设备到中继设备的后续发射的正时。

中继设备可以可操作以即使在中继设备处没有正确接收来自终端设备的期望的消息，也将与期望的消息相关的中继头发射到基站。

如果基站已经将上行链路资源分配到终端设备，则来自终端设备的消息能够认为是期望的。

在一个实施例中，中继设备可操作

以组合从一个或多个终端设备接收的多个消息到中继消息，所述中继头被添加到所述中继消息并且具有用于在所述中继设备处接收的所述多个消息的每个的各自的中继控制元素，每个中继控制元素包括用于控制来自发起所述中继控制元素涉及的所述消息的所述终端设备的后续消息的所述发射的所述控制信息；以及