[发明专利]通信系统

说明书

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6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)的单小区双跳无线通信系统。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，基站构成源站(S)，用户设备构成目的站(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，用户设备包括源站，基站包括目的站。中继节点是中间设备(I)的示例，并且包括：接收器，可用于从源设备接收数据；以及发送器，可用于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7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7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7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l＝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，并减少对电磁发送的暴露。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。