[发明专利]中继系统中的路由选择和子信道分配联合处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信系统领域，尤其涉及一种在正交频分复用多 址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)中继系统中 的路由选择以及子信道分配的联合处理方法。

背景技术

随着3G系统的商用化开始，具有更高速率、更高频谱效率、更高覆 盖和更强业务支撑能力的B3G/4G技术已经进入标准化阶段，ITU计划在 2007年完成B3G频谱规划，在2010年完成主要标准，2012年开始商用， 2015年后大规模投入商用。B3G/4G要求传输速率能够达到1Gbps，需要 的频谱至少是100MHz。对于这样的宽带的频谱需求，很难在现有的频段 中找到，因此需要对B3G/4G分配更高的频段，比如5GHz或者6GHz。

提高工作频段虽然可以解决B3G/4G的频率分配问题，但是随之也会 带来实现上的诸多问题。一方面，操作频段越高，电磁波的衰落越厉害， 也就是说基站发射功率会存在较大衰减。基站发射功率的快速衰落会导致 基站的覆盖范围变小，在基站覆盖范围不变的情况下，功率的快速衰落会 导致小区边沿的功率控制不够理想；如果要保持基站的覆盖范围不变，则 需要进一步加大基站的发射功率，这样会增大电磁波的辐射，而人们希望 电磁波对人体的辐射越小越好。再者，操作频段越高，电磁波的绕射能力 越差、穿透能力也越弱，在这种情况下，电磁波越来越接近直线传播。如 果存在建筑物遮挡，就会导致小区中存在很多电磁波无法到达的“阴影” 地带。比如一个用户终端(User Terminal，UT)在一个建筑物后面，由于电 磁波的绕射能力差而无法绕过建筑物达到该用户终端处，另外，由于电磁 波的穿透能力弱使得电磁波信号无法穿过建筑物而到达该用户终端，最终 导致这个用户终端无法接收到来自基站的信号。

解决上述问题的一种方法就是增加基站的布放数量，以高频段基站能 够覆盖的小区范围为基准重新划分现有的蜂窝状小区结构，在每个小区布 放一个高频基站。但是，这样基站需要重新采用光纤来连接每个基站，使 用起来很不方便，而且投支巨大，特别是当光纤需要经过私人区域或者其 他不便设置光纤的区域时更是如此。而且每个基站还需要通过有线(如光 纤)实现与骨干网以及基站控制器的连接。但是，在许多国家，现有的蜂 窝结构已经能够在90％的地域范围内提供无线业务服务，重新划分小区将 会需要巨大的投支。

为此，无线通信领域比如IEEE 802.16j就在IEEE 802.16e的基础上引 入了多跳的技术，用于解决上述问题。也就是在基站与用户终端之间布放 一个或者多个中继站(Relay station，RS)，从而构成基站-中继站-用户终 端的通信路径。这个多跳网络中的每个节点(上述基站、RS以及用户终端) 只需发射足够的功率就可以达到相邻节点，从而大大降低每个节点的发射 功率。此外，多跳网络中的节点发射功率较低，可以使得在网络中不同设 备可以工作在相同的频率，而不会产生干扰，进而提高频谱的复用效率， 使得网络的空间容量得到较大提升。

在中继系统中，端到端传输链路由接入链路(Access Link)和中继链 路(Relay Link)构成，其中，接入链路为起始或结束于用户终端(UT)的 通信链路，中继链路定义为基站(BS)和中继站(RS)之间或者两个RS之间 的通信链路。

采用无线中继技术能够提高蜂窝系统基站(Base Station，BS)的有效覆 盖范围以及提升小区边沿用户容量，不过，在正交频分服用多址(OFDMA) 中继系统中，还需要考虑以下两个基本的问题：一是选择哪个中继站(RS) 来实现用户终端(UT)与基站之间的通信连接？二是在BSRS链路和 RSUT链路中具体采用哪些子信道资源来实现传输？

这里所描述的子信道及子信道分配有以下约定：在频域中，OFDMA 系统的整个带宽被分解成具有相同带宽的子载波，所有的这些子载波被分 成多个子载波组，每个子载波组包含相同数目的相邻子载波，定义一个子 载波组为一个子信道。如果整个带宽可以分成C个子载波组，则总共有C 个子信道。本发明所述子信道分配是指下行子信道分配，即为了实现RS 将BS的数据包中继转发到UT的目的，给所选择的BS→RS→UT链路中 的BS→RS链路以及RS→UT5链路中分配哪些子信道资源。