[发明专利]使用双层波束成形关联过程的透明中继

说明书

技术领域

本发明总体涉及移动通信系统中的数据传输，更具体地，涉及使用双层波束成形过程来辅助透明无线中继的方法和系统。

背景技术

这里使用的术语“用户代理”和“UA”可以指无线设备，如移动电话、个人数字助理、手持或膝上计算机和类似设备或具有通信能力的其他用户设备(“UE”)。在一些实施例中，UA可以指移动无线设备。术语“UA”还可以指具有类似能力但是一般不便携带的设备，如台式计算机、机顶盒或网络节点。

在传统无线通信系统中，基站中的发送设备在称为小区的整个地理区域上发送信号。随着技术演进，已经引入了可以提供先前不可能的服务的更先进的设备。这种先进设备可以包括例如演进通用陆地无线接入网(E-UTRAN)节点B(eNB)而不是基站，或者与传统无线通信系统中的对等设备相比更高演进的其他系统和设备。这里可以将这种先进的或下一代设备称为长期演进(LTE)设备，使用这种设备的基于分组的网络可以称为演进分组系统(EPS)。对LTE系统/设备的更多改进将最终得到LTE先进(LTE-A)系统。这里使用的短语“基站”将指可以向UA提供对通信系统中的其他组件的接入的任何组件，如传统基站或LTE或LTE-A基站(包括eNB)。

在如E-UTRAN之类的移动通信系统中，基站向一个或多个UA提供无线接入。基站包括：分组调度器，用于动态调度下行链路业务数据分组传输以及在与基站通信的所有UA间分配上行链路业务数据分组传输资源。调度器的功能包括：在UA之间划分可用空中接口容量；决定针对每个UA的分组数据传输要使用的传输信道；以及监视分组分配和系统负载等等。调度器动态分配物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理上行链路共享信道(PUSCH)数据传输的资源，并通过控制信道向UA发送调度信息。

期望向由基站服务的UA提供高数据速率覆盖。通常，仅在物理上靠近基站的那些UA才能够以非常高的数据速率进行操作，并且为了在大地理区域上提供高数据速率覆盖，需要大量基站。由于实现这种系统的成本可能非常高，正在进行对提供广域高数据速率服务的备选技术的研究。

一种用于提高速率覆盖(rate coverage)的有希望的技术是使用中继节点(RN)在由特定基站服务的小区中更均匀地分发数据。一般而言，当UA和基站之间的直接链路较差时，可以利用RN来增加小区中的信号强度。在不同类型的中继中，透明或类型II中继特别有用，因为其实现简单并且成本相对低。透明中继利用不具有自身小区ID并在至少一些情况下不具有自身同步信道和控制信道的RN。透明中继主要帮助相关联的基站发送数据，并且在UA不能够区分接收到的传输是来自于基站还是来自于RN(即，UA不知道RN的存在)的意义上，RN是透明的。

中继设计的一种方案是使得中继仅有助于数据重传。在这种系统中，基站起初向UA发送数据。如果初始传输失败，一个或多个RN通过与基站同时并使用相同的资源向UA发送重传信号，以帮助重新发送数据。RN和基站发送的信号在空中合并(即，叠加)，以提供更强的信号，并从而提高了重传成功的机会。在其他系统中，除了被用来帮助重传之外，RN还被用于帮助初始传输。

用于提高速率覆盖的另一种技术是在特定环境下使用定向波束来从基站或RN向UA发送信息。为此，通过向UA发送波束而不是通常的广播数据，可以可观地增加所发送的信号的强度。越强的信号越容易被UA成功接收。基站通常可以经由各种通信模式进行通信，包括广播模式和至少一个定向波束成形模式(例如，LTE Rel-8传输模式7)，并且可以根据信道质量信号强度等动态地修改所使用的模式。

通信系统可以支持针对下行链路和上行链路的各种参考信号，以辅助波束成形和其他的功能，例如确定应该使用多个不同的通信模式中的哪一个来与UA通信。参考信号是基于已知数据产生的信号，并且还可被称为导频信号、前导、训练序列、探测参考信号等。接收机可以出于各种目的来使用参考信号，例如，信道估计、相干解调、信道质量测量、信号强度测量等。示例性的参考信号包括小区特定或者公共的参考信号(CRS)、UA特定或专用参考信号(DRS)、探测参考信号(SRS)以及解调参考信号，CRS由基站向小区内的UA发送，并被用于信道估计和信道质量测量，DRS由基站向小区内的特定小区发送，用于解调下行链路传输，SRS由UA发送，并被基站用于信道估计和信道质量测量，解调参考信号由UA发送，并被基站用于解调来自UA的上行链路传输。