[发明专利]具有中继节点的OFDMA无线网络的链路调度算法

说明书

技术领域

本发明涉及诸如蜂窝网络之类的无线通信网络。更特别地，本发明涉及包含通常意图增大网络容量和扩展无线电覆盖的中继节点的无线通信网络。

背景技术

无线通信网络的演进已经历范围和性能的显著增长，最近已进入3GPP LTE-Advanced(“第三代合作伙伴计划先进长期演进”)标准，3GPP LTE-Advanced标准代表蜂窝技术方面的主要发展，因为用来满足下一个十年，对高速数据和媒体传输以及高质量语音和视频通信支持的需求。

更特别地，3GPP LTE-Advanced是能够在称为网络小区(由无线电波本身的电磁辐射功率定界，并且惯常被绘制成六边形)的相应陆地区域内辐射电磁波或者无线电波的固定位置收发器(一般称为施主eNodeB(DeNB))和网络小区内的用户设备(UE，例如，诸如蜂窝电话机之类的用户终端)之间传送数据的标准。

已知3GPP LTE-Advanced采用一些先进的技术，比如正交频分多路复用(OFDM)或多入多出(MIMO)信号传输技术。就下面将仅仅作为例子提到的，并且其中基于OFDMA(正交频分多址接入)的下行链路接入方案不同于基于SC-FDMA(单载波频分多址接入)的上行链路接入方案的结合3GPP LTE-Advanced的OFDM技术而论，开发在降低基础结构成本的同时，提供改善的用户体验的解决方案的需要已促使在网络小区内部署一个或多个中继节点(或简称“中继”)，每个中继节点通常与对应网络小区的DeNB关联，并且支持对应网络小区的DeNB。

一般而言，中继节点确保其中使用它们的网络小区的覆盖范围的扩展，以及网络小区的部署成本的降低，并且可提高网络小区的容量及其有效吞吐量。

更特别地，给定网络小区内的中继节点的运行使得小区的DeNB通过选择的中继节点(例如，小区内最靠近UE的一个中继节点)，与当时需要相同网络小区内的服务(例如，语音通话)的订户的UE通信，从而可能允许经由除单跳路径之外的2跳路径，更好地服务UE(从而例如克服传输信道的可能质量降低)。

传输信道的质量降低是当在DeNB和订户的用户设备之间存在遮断时-比如在存在物理障碍物(例如，高遮蔽环境，比如室内位置)时经历的遮断，或者干扰信号(例如，射频信号)，或者在例如由于就DeNB理论上提供的无线电覆盖范围而论，无线电覆盖范围有限，从而DeNB和订户的用户设备之间的距离过大的情况下遇到的较频繁发生的事情。事实上，考虑到DeNB和用户设备之间的所有增益和损耗，位于小区边界的普通用户设备会经历较差的无线电信道条件，从而它通常根本不能通信，或者不能利用合理高的数据速率通信。

已知在存在中继节点的情况下，接入子帧和回程子帧被用于传输。更具体地，接入子帧是通过相互不干扰的无线接入通信链路(在两个方向，即，下行链路和上行链路)(下面称为接入链路)发送的，所述接入链路用于将中继节点互连到与该中继节点关联的UE，而回程子帧是通过(单一的)共用无线回程通信链路(在两个方向，即下行链路和上行链路)(下面称为回程链路)发送的，所有中继节点通过所述回程链路与DeNB通信。

回程子帧由DeNB调度，DeNB选择哪些中继节点发送(沿上行链路)或接收(沿下行链路)，和用哪些无线电资源发送或接收，而接入子帧由每个中继节点调度，所述中继节点选择哪些UE能够发送／接收，和用哪些无线电资源发送／接收。下面，为了易于说明，将示例地假定UE只与中继节点关联。

由于不能利用相同的频率同时进行接收和发送操作(这会导致强干扰)，因此中继节点物理地受到必须通过分开的无线电资源，激活接入链路和回程链路的约束。常常称为“中继双工问题”的这种物理限制要求调度接入链路和回程链路激活，以避免会产生高水平干扰的时间-频率重叠。在这方面，两种不同的方法是可能的，即，频域中的无线电资源分离(FDD中继)或时域中的无线电资源分离(TDD中继)。

在FDD中继方法中，可同时调度接入子帧和回程子帧，因为信号发送和接收是利用两个不同的频率间隔进行的。相反，在TDD中继方法中，接入子帧和回程子帧被分配给分开的时间资源，整个频谱可用于它们中的每一个。这样，发射器和接收器都能够在相同的单一频率上工作，但是为发送和接收分配不同的时隙(即，发送信号和接收信号共用相同的全频谱信道，并通过基于时间地多路复用传输信号和接收信号而被隔开)。