[发明专利]一种基于中继蜂窝系统的分级调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种为先进的长期演进（LTE-Advanced）通信系统提供的中继蜂窝系统的分级调度方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展和网络的不断演进，越来越多的新型业务涌现出来。特别是以视频通话、在线视频为代表的宽带多媒体业务，对蜂窝网络的覆盖性能提出了新的要求。而且，在密集城区、城市盲点、室内环境、高速铁路、乡村环境等环境中，网络的覆盖性能往往受到限制。如何在这些特定的场景下增强网络覆盖，以满足新型业务的要求，成为一个亟待解决的问题。虽然增加基站部署、减小基站间距离可以提升网络的覆盖性能，但是，这必将大大增加网络的复杂度和设备部署成本。为了提升网路的覆盖性能，第三代合作伙伴计划（3GPP）在标准Release8中，明确提出了中继技术（Relay）。利用该技术，可以在宏蜂窝（Macro-cell）中部署中继站（Relay Node，以下简称RN），在宏蜂窝内部形成中继蜂窝（Relay-cell）。当基站或用户向远端发射信号时，信号先由中继站接收并进行增强处理，之后再转发给目的端用户或基站。与增加基站部署的方案相比，中继站的部署更为简单，且成本低廉。因此，中继增强是一种提升通信系统容量，改善网络覆盖性能的有效途径。

在LTE-Advanced系统中，中继有多种分类方式。这里，根据中继小区是否存在小区ID，可以将中继分为两类，分别为Type I中继和Type II中继。这两种中继的特点如下。

（1）Type I中继

Type I中继是一种非透明中继方式，每个Relay-cell具有独立的小区ID，RN独立发送同步信号、参考信号等，具备独立的资源调度能力。在Type I中继中，eNodeB（基站）和RN之间的链路被称为回程链路（Backhaul Link，以下简称BL），RN和用户（UE）之间的链路被称为接入链路（Access Link，以下简称AL）。

一般来讲，Type I中继采用带内中继（In-band Relay）的方式，即BL和AL通过时分方式使用相同的频带，实现RN的半双工收发。除此之外，3GPP在LTE-Advanced系统的预研阶段还定义了Type Ia和Type Ib两种中继方式，它们具有Type I中继的特点。但是，Type Ia中继采用带外中继（Out-band Relay）的方式，即BL和AL使用不同频带，无需时分传输；Type Ib中继虽然也是带内中继，但是BL和AL的射频单元的隔离度较好，可实现RN的全双工收发。

（2）Type II中继

Type II中继是一种透明中继方式，每个Relay-cell没有独立的小区ID，RN没有独立的广播信道、同步信道、导频和控制信道，无独立的资源调度能力。

由于Type I中继能够实现扩大覆盖范围，提升系统容量的目标，同时还具备良好的后向兼容性，因而这种方式成为3GPP主要研究的中继形式。

在无线通信系统中，常采用比例公平（Proportional Fair,以下简称PF）调度算法来完成无线资源调度。PF算法充分考虑了各个用户的实时信道增益和用户平均传输速率间的公平性，为系统吞吐量与用户公平性提供了很好的折中。PF算法的调度规则可用（1）式表征。