[发明专利]无线通信系统以及其中使用的通信方法、中间装置

说明书

本申请依据专利法实施细则第42条提出，是申请日为2007年9月 6日、申请号为200710149198.x、发明名称为“通信系统”的中国专利申 请的分案申请。

技术领域

当前，存在着对在基于分组的无线电通信系统和其他通信系统中使 用多跳技术的浓厚兴趣，据称，该技术将既能够扩大覆盖范围又能够增 加系统容量(吞吐量)。

背景技术

在多跳通信系统中，在沿着从源装置经由一个或更多个中间装置到 目的地装置的通信路径的通信方向上发送通信信号。图1例示了包括基 站BS(在3G通信系统语境中公知为“节点B(node-B)”NB)、中继节 点RN(也公知为中继站RS)以及用户装置UE(也公知为移动站MS或 用户站SS；下文中，缩略语MS/SS被用来指示这些类型的UE中的任一 个)的单小区两跳无线通信系统。在信号在从基站经由中继节点(RN) 到目标用户装置(UE)的下行链路(DL)上传输的情况下，所述基站包 括源站(S)而所述用户装置包括目标站(D)。在通信信号在从用户装置 (UE)经由中继节点到基站的上行链路(UL)上传输的情况下，所述用 户装置包括源站而所述基站包括目标站。后一种形式的通信包括作为入 网程序(network entry procedure)的一部分的由用户装置向基站(进而向 网络)传输表示该用户装置自身的信号。这与下面将解释的本发明具体 相关。

中继节点是中间装置的示例并且包括：可操作以从源装置接收数据 的接收机；以及可操作以将该数据或其派生物(derivative)发送到目的 地装置的发射机。

简单的模拟中继器或数字中继器已经被用作中继，以改善或者提供 对盲点(dead spot)的覆盖。它们或者可以以与源站不同的传输频带操作 以防止源传输和中继器传输之间的干扰，或者可以在不存在来自源站的 传输的时候进行操作。

图2图示了中继站的多个应用。对于固定基础设施，中继站提供的 覆盖可以是“内部填充式的(in-fill)”，以允许这样的移动站对通信网络 进行访问，所述移动站本来受其他物体的强烈影响，或者本来尽管位于 基站的正常范围内但是不能从所述基站接收足够强度的信号。“范围延 伸”也被示出，其中当移动站在基站的正常数据发射范围外时中继站仍 允许访问。图2a的右上角示出的内部填充式的一个示例，该示例定位游 动中继站，以允许覆盖渗透建筑(可以在地平面之上或之下)内部。

其他应用是起临时覆盖作用的游动中继站，在大事或者紧急事件/灾 难期间提供接入。图2b的右下角示出了最后一个应用，该应用使用定位 在交通工具上的中继来提供对网络的接入。

还可以结合高级传输技术来使用中继，以增强通信系统的增益，下 面将进行解释。

众所周知，由于在无线电通信穿过空间传播时被散射和吸收而发生 的传播损耗或“路径损耗”导致信号强度降低。影响发射机和接收机之 间的路径损耗的因素包括：发射机天线高度、接收机天线高度、载波频 率、杂波(clutter)类型(城市、城市边缘、乡村)、形态(例如高度、 密度、间距(separation))、地形(丘陵、平地)的细节。发射机和接收 机之间的路径损耗L(dB)可以用下式来建模：

L＝b+10nlogd    (A)

其中d(米)是发射机和接收机的间距，b(db)和n是路径损耗参数， 而绝对路径损耗由l＝10^(L/10)给出。

间接链路SI+ID上所经历的绝对路径损耗的和可能小于直接链路SD 上所经历的路径损耗。换言之可能有：

L(SI)+L(ID)＜L(SD)    (B)

因而，将单条传输链路分成两条(或更多条)更短的传输段可以利 用路径损耗与距离之间的非线性关系。根据使用等式(A)对路径损耗进 行简单的理论分析，可以意识到如果将信号经由中间装置(一个或更多 个中继节点)从源装置发送到目的地装置而不是将信号直接从源装置发 送到目的地装置，可以实现总损耗的降低(从而改善或增加信号的强度 以及数据吞吐量)。如果正确地进行实现，则多跳通信系统可以允许降低 发射机的发射功率，这将便于无线传输，导致干扰程度的下降以及减少 电磁辐射曝露量。另选地，整个路径损耗的降低可以被利用来改善在接 收机处接收到的信号的质量，而无需增加运送该信号所要求的总发射传 输功率。