[发明专利]用于带有中继的无线系统的路径选择

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于路径选择和路由的方法和系统，尤其涉及用于具有中继的无线通信系统的路径选择的方法和系统。

背景技术

当在无线系统中使用中继时，终端用户的数据和控制信号应当与基站通信。在移动站由于中继站的可用性而具有多个路径选择时，可以经由基站与移动站之间的直接路径、或者经由涉及到基站与移动站之间的一个或多个中继的中继路径来实现通信。终端用户的数据和控制信号所采用的路径会影响无线系统的性能。确定终端用户的数据和控制信号应当采用哪条路径的问题被称为路径选择问题。

在本发明之前提交的对电气与电子工程师协会(“IEEE”)标准802.16j的提议建议包括基于整体容量影响的路径选择。例如，如果存在两次跳跃并且每个中继链路都可以支持相同的数据率，则对于容忍延迟的服务来说，好的做法是，只有当中继跳跃能支持到基站的直接链路的数据率的至少两倍，才切换到中继链路。

然而，这些提议并没有考虑可能影响系统的实际性能并且可能错误地偏向支持一条路径超过另一条路径的路径选择的其他因素。例如，对于某些类的数据和/或服务来说，可能无法忍受附加延迟并且直接路径可能是仅有的可行选择。

因此，需要一种选择用于在具有中继的无线通信系统中路由数据分组的路径的系统和方法，该系统和方法在进行选择时考虑到数据和服务参数。

发明内容

本发明有利地提供了一种在通信系统包括至少一个中继站时在通信系统中路由数据分组的方法、设备和系统。在选择数据路径时，可以考虑数据需求和系统参数，诸如所需数据率、服务类型、用户优先级、移动性、系统负荷、公平、系统负荷、增加的延迟以及有效数据率。

根据本发明的一个方面，提供了一种选择用于在通信系统中转发数据分组的路径的方法。所述通信系统包括至少一个基站、至少一个中继站和至少一个移动站。为到移动站的直接路径计算系统容量与延迟影响曲线。所述直接路径具有根据基站与移动站之间的直接链路的通信质量而确定的第一容量成本。把所述系统容量与延迟影响曲线移位预定时间来为中继路径产生投影容量曲线。所述预定时间延迟对应于中继路径上的附加延迟。所述中继路径包括至少一个中继站并且具有根据所述中继路径中的多个链路的信号质量的组合测量而确定的第二容量成本。将所述第二容量成本乘以容量成本比率来产生中继容量曲线。选择所述直接路径或所述中继路径用于转发数据分组。路径选择是基于所述系统容量与延迟影响曲线和所述中继容量曲线在所述这些曲线中与数据分组的服务质量需求相对应的点处进行的比较而做出的。

根据本发明的另一方面，选择用于在无线通信系统中转发数据分组的路径的设备包括路径选择器。所述通信系统包括至少一个基站、至少一个中继站和至少一个移动站。所述路径选择器用于为到移动站的直接路径计算系统容量与延迟影响曲线。所述直接路径具有根据基站与移动站之间的直接链路的通信质量而确定的第一容量成本。所述路径选择器把所述系统容量与延迟影响曲线移位预定时间来为中继路径产生投影容量曲线。所述预定时间延迟对应于中继路径上的附加延迟。所述中继路径包括至少一个中继站并且具有根据所述中继路径中的多个链路的信号质量的组合测量而确定的第二容量成本。所述路径选择器还将所述第二容量成本乘以容量成本比率来产生中继容量曲线，以及选择所述直接路径和所述中继路径中的一个用于转发数据分组。路径选择是基于所述系统容量与延迟影响曲线和所述中继容量曲线在所述这些曲线中与数据分组的服务质量需求相对应的点处进行的比较而做出的。

根据本发明的另一方面，一种无线通信系统包括至少一个基站、至少一个移动站和至少一个中继站。所述至少一个中继站可通信地耦接到至少一个基站。所述至少一个移动站可通信地耦接到至少一个基站和至少一个中继站。至少一个移动站用于通过至少两个路径与至少一个基站通信。根据服务流或数据分组的延迟需求选择一条路径用于转发数据分组。

附图说明

在结合附图考虑时，参考以下详细描述更容易理解对本发明的更完整理解、以及本发明的附带优势和特征，其中：

图1是采用至少一个中继的示例性无线通信系统的框图，该系统是根据本发明的原理构造的；

图2是采用至少一个中继的替代无线通信系统的框图，该系统是根据本发明的原理构造的；

图3是采用至少一个中继的又一替代无线通信系统的框图，该系统是根据本发明的原理构造的；

图4是在根据本发明的原理构造的无线通信系统中使用的示例性移动站的框图；

图5是根据本发明的原理构造的无线通信系统的示例性基站的框图；