通信系统的制作方法

专利名称：通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种经由至少一个中间设备将信号从源设备发送到目的设备的通信系统和相关方法。更具体地，本发明涉及旨在提高多跳通信系统中的数据吞吐量的技术。
背景技术：
已经知道，由于无线电通信在通过空间传播时的散射或吸收而出现的传播损耗或“路径损耗”使得信号的强度减弱。影响发送器与接收器之间的路径损耗的因素包括发送器天线高度，接收器天线高度，载波频率，地物干扰(clutter)类型(城市、郊区、乡村)，诸如高度、密度、间距、地形类型(丘陵、平原)的地貌细节。发送器和接收器之间的路径损耗L(dB)可以建模为L＝b+10nlogd(A)其中，d(米)是发送器-接收器间距，b(dB)和n是路径损耗参数，绝对路径损耗由l＝10(L/10)给出。
图1A示出了单小区两跳无线通信系统，其包括基站(在3G通信系统环境中被称作“节点B”(NB))、中继节点(RN)以及用户设备(UE)。在下行链路(DL)上经由中继节点(RN)从基站向目的用户设备(UE)发送信号的情况下，基站包括源设备(S)，用户设备包括目的设备(D)。在上行链路(UL)上经由中继节点从用户设备(UE)向基站发送通信信号的情况下，用户设备包括源设备，而基站包括目的设备。中继节点是中间设备(I)的示例，并且包括接收器，可以进行操作以从源设备接收信号；以及发送器，可以进行操作以将该信号或其导出信号发送给目的设备。
下表I给出了在其中假设b和n在各个链路上都保持相同的多跳传输系统中在以下的不同链路上传输的信号的计算路径损耗的一些示例源设备到目的设备(SD)、源设备到中间设备(SI)、以及中间设备到目的设备(ID)。

表I以上计算的示例表示，间接链路SI+ID上出现的绝对路径损耗的总和可以小于直接链路SD上出现的路径损耗。换句话说，有可能L(SI)+L(ID)＜L(SD) (B)因此，将单个传输链路分为两个较短的传输段利用了路径损耗与距离之间的非线性关系。通过使用公式(A)对路径损耗的简单理论分析，可以理解，如果将信号从源设备经由中间设备(例如中继节点)发送到目的设备，而不是直接从源设备发送到目的设备，则应该实现总体路径损耗的下降(因此，信号强度提高或增加，由此数据吞吐量提高或增加)。如果实施，则多跳通信系统可能可以使得发送器的发送功率下降，这对无线发送有利，这将会导致干扰电平的降低并且减小对电磁发射的暴露。
很明显，由于路径损耗与距离之间的非线性关系，中间设备相对于源设备和目的设备的位置对于多跳传输与源设备和目的设备之间的直接或单跳传输相比而可以具有的可能收益有关键性影响。图2A示出了这种情况，图2A中示出了通过多跳传输可以实现的理论收益的图形表示，并相对于中间设备在源设备与目的设备之间的相对归一化位置绘出了总功率损耗(dB)。
首先考虑中间节点位于源设备与目的设备之间的直接链路的线路上的情况(在该情况下，路径扩展因子(s)＝1)，可以看出，随着中继节点离开中间位置朝着源设备或目的设备移动，可能的收益减小。同样，随着中间设备的位置离开直接链路的线路、由此扩展两个传输段的路径长度总和(将路径扩展因子增大为s＝1.1、s＝1.2等)，可以看出，理论收益的图形区域再次减小。
然而，为了测试多跳通信系统的适用性而执行的模拟揭示了数据吞吐量的出人意料的低收益。实际上，所获得的收益远远低于通过基于路径损耗公式A的简单分析而得出的可能收益。结果，尽管多跳系统在以下方面可以展示潜在的优势扩展了信号范围、可能减小在源设备与目的设备之间传输信号所需要的总发送功率、并且可以连通不这样就不能访问的节点，仍然阻止了无线系统运营商实现多跳网络。
在预测收益和模拟收益之间存在这种差异的原因之一在于先前的预测基于路径损耗参数b和n在所有链路上都相同的假设。实际上，作为源设备和目的设备的天线高度与中继节点的高度相比较的结果，这些值并不同。因此，以下在表II中给出了这些值的更实际的表。标记了3GPP的值是通过对3GPP所采用的模型进行调整以并入以下事实而获得的中间设备的天线高度通常大致介于源设备和目的设备的天线的高度之间。标记了UoB的值是根据Bristol大学基于Bristol城中的典型部署进行的建模而获得的。

表II图2B中示出了使用表II中列出的路径损耗参数得到的总路径损耗相对于归一化中继节点位置的曲线图。可以看出，当使用一组更加实际的路径损耗参数来计算总路径损耗随着理论中继节点的位置被调整而发生的变化时，没有获得图2A的完美“钟形”。实际上，收益的区域减小了，并且很明显，中继节点或用户设备的位置的相对较小的改变(导致通信链路上的绝对路径损耗改变)对于接收设备处的通信信号的质量有显著影响。因此，如果要通过进行多跳传输来实现与源设备和目的设备之间的直接传输相比的收益，则中间设备或中继节点的定位非常重要。
然而，即使基于对真实世界中可能遇到的路径损耗参数的更准确反映来进行预测，对多跳系统的模拟仍然在预测收益与模拟收益之间表现出意想不到的差对应关系。

发明内容
本发明的实施例旨在提供一种包括源设备、目的设备以及至少一个中间设备的通信系统，其中源设备和各个中间设备各自包括发送器，该发送器可以进行操作以沿着朝向所述目的设备的通信方向发送通信信号或从其导出的信号，并且其中，目的设备和各个中间设备各自包括接收器，该接收器可以进行操作以接收所述通信信号或从其导出的信号，其中，所述通信系统包括确定装置，该确定装置可以进行操作以确定分配给所述发送器中的一个或更多个的资源的量度或者量度的变化，这倾向于基本上达到或保持以下两者之间的平衡i)在目的设备接收到的通信信号的质量的量度；和ii)在各个中间设备接收到的通信信号的质量的量度。
当然，应该理解，目的设备实际接收到的通信信号可以是源设备发送的通信信号，或者可以是从源设备发送的通信信号导出的通信信号。
因此，本发明的优选实施例设法在各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度和目的设备处接收到的通信信号的质量的量度中保持或达到“平衡”。优选地，所述确定装置可以进行操作以确定一个或更多个设备(其可以进行操作以在实施本发明的本通信系统中发送通信信号)的发送功率的变化，以减小或防止在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与目的设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的实质性不平衡(即，实现或保持大体的“平衡”)。
实施本发明的通信系统中出现的不平衡的存在可以通过对目的设备处接收到的通信信号的质量的量度与所述至少一个中间设备中的一个接收到的通信信号的质量的量度进行直接比较而显而易见。另选地，当通过映射函数进行比较时，不平衡变得显而易见。因此可能存在如下情况其中值的量度相等并不等同于系统平衡，同样，值的量度不同可能等同于系统平衡。
可以设想，在部署多跳系统之前，可以使用本发明的实施例来对系统进行优化并且/或者使在各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的设备处接收到的通信信号的质量的量度基本平衡。还可以设想，可以在现有的多跳系统中实现本发明的实施例，以设法在所有链路上的通信信号的质量的量度方面达到并保持“平衡”。因此，可以在多跳通信系统中采用本发明，以在目的设备的RSS或SINR的指标与各个中间设备的RSS或SINR的指标之间建立大体的“平衡”。有利地，对于在多跳系统中可以进行操作以接收通信信号的多个设备之一，初始地相对于目标接收信号质量对发送功率进行优化。这通常是目的设备。因此，有利地，当根据本发明的实施例对系统进行了优化时，在目的设备处接收到的通信信号的质量与目标接收信号质量的差异的量度的指标(＝“与目标的差异”指标)为最小。此后，如果在与目标指标的差异中检测到了变化(这可以是正或负)，例如，如果通信信号的质量劣化或改善，或者如果对设备设置的目标发生了变化，则与目标指标的差异将增大。在这种情况下，有利地，本发明的使得能够检测到与目标指标的差异相对于期望值的变化的实施例将设法使与目标指标的差异成为该期望值。
已经发现，对实施本发明的多跳通信系统的模拟展示出优于其中直接将信号发送到目的设备的系统的显著收益。实际上，为了测试本发明的优选实施例而执行的系统级模拟的结果表示，可以预期在本发明的环境中处于“平衡”的通信系统能够实现与多跳传输相关联的优点、并在数据吞吐量方面提供改进。
认为本发明的优选实施例展示出吞吐量改进的一个解释是，它们使得可以减小多跳系统中所需要的绝对发送功率。以下对此进行更详细的讨论。
从上面已经示出的原理开始，所述原理是通过将单个直接传输链路分为两个较短的传输链路，可以实现信号经历的总路径损耗的减小。于是，将通信信号经由至少一个中间设备从源设备传输至目的设备所需要的总发送功率比在源设备与目的设备之间直接传输该通信信号所需要的发送功率小。因此，为了确保目的设备(可能还有中间设备)接收到最小或“目标”信号质量而需要的发送功率较小。如果不对发送功率进行调节，则将导致大大过度的发送功率(即，发送功率超过在目的设备和/或中间设备处实现良好的信号质量或目标信号质量所需要的发送功率)。该过度的发送功率并不会有助于进一步增大多跳系统与在源设备和目的设备之间的直接通信相比而获得的收益，而只会增大干扰电平，导致通信链路的质量劣化。这种劣化往往抵消多跳系统的可能收益，这是先前考虑的多跳通信系统的模拟结果较差的原因。
此外，两跳网络(作为示例)的总吞吐量受到以下二者中的较低项的限制在中间设备接收到的数据分组的数量；以及在目的设备处接收到的数据分组的数量。在接收器处接收到的数据分组的数量取决于在该接收器处终止的通信链路的质量。这例如可以通过吞吐量的量度、接收信号强度(RSS)的量度或者信号-干扰加噪声比(SINR)的量度来反映。因此，实际上，多跳系统中接收到最低质量通信信号的接收器形成了数据分组传输的“瓶颈”，由此浪费了该多跳系统中的其他链路上的数据传输容量。发送器处的发送功率增大(这无助于改善最低质量通信信号)将导致额外的过度发送功率。因此，系统的性能经历进一步劣化。图9A和9B中示出了这种情况，图9A和9B绘出了两跳系统的用户观察到的平均分组吞吐量与对于单跳系统观察到的平均分组吞吐量相比的收益相对于源设备(NB)的发送功率的变化。各个曲线图都包括四条不同的曲线，各自代表中间设备的不同发送功率。可以看出，当基站的发送功率增大到超过最优点时，于是，即使发射更多的信号能量，也会出现收益的显著劣化。
因此，可以理解，本发明的优选实施例作出的改进可以归功于本发明的各个方面设法确保减小或防止在目的设备处接收到的通信信号的质量的量度与在各个中间设备接收到的通信信号的质量的量度之间的任何不平衡的方式。因此，不能提高数据分组的吞吐量并且只会增大干扰电平的过度发送功率得到了最小化。
存在以下的大量不同事件，这些事件如果发生则可能会导致多跳系统中的“不平衡”(即，在目的设备处接收到的通信信号的质量的量度与在各个中间设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的差异)。
i)多条链路之一上的路径损耗发生变化。这可能是由于该链路的发送器和接收器之一或二者的位置发生了变化，或者由于环境状态或者发送器与接收器之间的干扰电平发生了变化。
ii)可以进行操作以接收通信信号的设备通常具有目标RSS或目标SINR。这通常是网络供应商设置的，并且可以根据通信系统或接收设备的特性、或者根据待发送数据的类型而改变。移动电话或其他用户设备的目标RSS/SINR可以改变，并且目标的任何变化都可以通过以下方式而得到适应按趋向于使得在目的设备处接收到的通信信号的质量与目标接收信号质量的差异(即，“与目标的差异”)的量度最小的方式来调节发送设备的发送功率。在多跳系统的情况下，为了适应多个接收设备之一的目标的变化而仅调节一个设备的发送功率将会导致该系统中的不平衡。
本发明的实施例旨在提供一种对不平衡或者可能的不平衡(这是由于这些可能事件中的每一个而出现的)作出响应以提高在下行链路(DL)(经由一个或更多个中间设备从基站(源)到目的用户设备)或者上行链路(UL)(从目的设备到基站)上传输的数据的吞吐量的方法。在标准的通信系统中，下行链路是NB与UE之间的链路。在多跳的情况下，DL表示其中将通信导向UE的链路(例如，RN至UE、RN到UE方向的RN、以及NB到RN)。在标准的通信系统中，上行链路是UE与NB之间的链路。在多跳的情况下，UL表示其中将通信导向NB的链路(例如UE到RN、RN到NB方向的RN、以及RN到NB)。此外，本发明的实施例旨在提供一种对多跳系统进行优化的方法，由此基本上实现由一个或更多个接收器设置的任何目标质量、并且各个链路上的数据吞吐量都基本相等。
根据本发明的第一方面，提供了一种包括源设备、目的设备和至少一个中间设备的通信系统，源设备可以进行操作以经由各个中间设备将通信信号发送到目的设备，其中，目的设备可以进行操作以导出在该目的设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，所述通信系统还包括i)设置在中间设备中的控制装置；ii)指标偏差检测装置，可以进行操作以检测由目的设备导出的一个所述指标相对于期望值的变化；iii)确定装置，其可以在检测出这种变化之后进行操作以确定中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为期望值的变化，其中，该确定装置还包括请求发送装置，该请求发送装置可以进行操作以向控制装置发送用于改变中间设备的发送功率的请求。
本发明第一方面的实施例有利地提供了一种通过确定中间设备和/或源设备的发送功率所需要的变化来对由目的设备导出的指标与期望值的偏差作出响应的方法，所述偏差可能是由以下原因导致的i)中间设备与目的设备之间的路径损耗的变化；或者ii)目的设备的目标的变化。有利地，所需要的发送功率的变化与指标偏差检测装置检测到的偏差度相关。
根据本发明第一方面的实施例，所述目的设备导出的指标之一可以包括在目的设备处接收到的通信信号的强度(例如RSS)的量度。另选地或附加地，目的设备导出的指标之一可以包括在目的设备处接收到的通信信号的信号-干扰加噪声比(SINR)的量度，或者其可以包括在目的设备处接收到的通信信号的质量与针对目的设备而设置的目标接收信号质量的差异的量度。与目标的差异的指标可以是与目标RSS的差异、与目标SINR的差异、或者与基于RSS与SINR的组合的目标的差异。
优选地，控制装置在接收到用于改变中间设备的发送功率的请求之后可以进行操作以根据中间设备的最大发送功率来检查中间设备是否能够满足该请求。如果有必要，则导出经修正的请求。优选地，控制装置可以进行操作以接收让控制装置确定增大中间设备发送功率是否被禁止的输入信号。如果从确定装置接收的请求是用于增大发送功率、并且随后控制装置确定出中间设备发送功率的增大被禁止，则控制装置可以进行操作以忽略来自所述确定装置的请求，从而不对所述中间设备的发送功率进行改变。
根据本发明的第二方面，提供了一种包括源设备、目的设备和中间设备的通信系统，源设备可以进行操作以经由中间设备将通信信号发送到目的设备，其中目的设备和中间设备中的每一个都包括指标导出装置，可以进行操作以导出分别在目的设备或中间设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，所述通信系统还包括i)设置在所述中间设备中的控制装置；ii)不平衡检测装置，可以进行操作以检测由目的设备导出的指标与由中间设备导出的一个指标之间的不平衡；以及iii)确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作以确定源设备的发送功率的倾向于减小这种不平衡的所需变化，其中控制装置可以在确定了所述变化之后进行操作以向所述源设备发出命令改变源设备发送功率的命令。
有利地，本发明第二方面的实施例提供了一种调节源设备的发送功率以大体恢复或实现在目的设备处接收到的通信信号的质量的量度与中间设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的平衡的方法。不平衡可能是由于源设备与中间设备之间的路径损耗的变化而导致的。另选地，不平衡可能是由于实施本发明第一方面的通信系统进行的用于对目的设备的目标质量指标的变化作出响应的操作而导致的，因为在将与目标指标的差异恢复为其初始量度(通过改变中间设备的发送功率来恢复)的过程中，中间设备和目的设备的质量指标将不再平衡。
根据本发明第二方面的实施例，由中间设备和目的设备中的每一个导出的一个所述指标分别包括在目的设备或中间设备处接收到的通信信号的强度(例如，RSS)的量度。另选地或者附加地，由所述中间设备和所述目的设备中的每一个导出的一个所述指标分别包括在目的设备或中间设备处接收到的通信信号的信号-干扰加噪声比(SINR)的量度。
优选地，源设备可以在接收到命令(其中所述命令用于增大发送功率)之后进行操作以基于源设备的最大发送功率来确定其是否可以执行该请求。如果源设备确定其不能执行所述命令，则其可以进行操作以确定发送功率的趋向于减小所述不平衡的经修正的变化，并执行所述经修正的变化。
优选地，控制装置可以在向所述源设备发出命令(其中所述命令用于增大发送功率)之后进行操作以监视中间设备导出的指标，从而确定所述源设备的所述发送功率是否根据所述命令进行了改变。如果确定出没有根据所述命令执行对源设备发送功率的改变，则所述控制装置可以进行操作以禁止之后对所述中间设备的发送功率的任何增大。这有利地确保了当已经达到了源设备的最大发送功率时，不再增大中间设备的发送功率，这是因为这会带来由于源设备不能进一步增大其发送功率的事实而导致的不平衡。
存在许多导致解除禁止的事件。如果禁止了增大所述中间设备的发送功率，并且如果所述不平衡检测装置随后没有检测到不平衡，则所述控制装置可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。如果禁止了增大所述中间设备的发送功率，并且如果所述不平衡检测装置随后检测到不平衡、从而使得所述中间设备向所述源设备发出用于减小发送功率的命令，则所述控制装置可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。如果禁止了增大所述中间设备的发送功率，并且如果所述不平衡检测装置随后检测到不平衡、从而使得所述中间设备向所述源设备发出所述源设备可以执行的用于增大发送功率的命令，则所述控制装置可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。
优选地，中间设备包括接收器，可以进行操作以接收源设备发送的信号；以及发送器，可以进行操作以将所接收的信号或者从所接收的信号导出的信号发送到目的设备。用于将中间设备接收的通信信号与中间设备发送的通信信号分离开的信号双工可以是频分双工(FDD)或者时分双工(TDD)。优选地，中间设备中的一个或更多个可以包括所谓的中继节点(RN)或中继站(RS)。中继节点具有如下能力接收该中继节点并不是其所期望的最终目的地的信号，然后将该信号发送到另一节点以使得该信号朝向所期望的目的地有所前进。中继节点可以是再生型的，其中将接收的信号解码到比特级，进行硬判决。如果发现接收的分组有错误，则请求重新发送，因此该RN包括ARQ或H-ARQ。ARQ或H-ARQ是对重新发送请求和对重新发送信号的后续接收进行管理的接收器技术。一旦成功接收到分组，则基于该RN中包括的所有无线电资源管理策略来对该分组进行规划以向目的地进行重新发送。另选地，中继节点可以是非再生型的，从而在中继节点处对数据进行放大，并将信号转发至下一站。可以设想，中间设备或中继节点的功能可以由移动电话或者其他用户设备来提供。
在本发明的实施例可能仅仅在将再生中继用作中间设备的情况下实际地运行的同时，但是它们受益于发送功率的无需进行显式计算的相对简单的确定。有利地，通过相对于由指标偏差检测装置检测到的指标变化程度来调节相关发送器的发送功率从而确定发送功率，以将经历了变化的指标恢复为其值，由此使接收的SINR平衡。
本发明的第一和第二方面各自旨在减小或防止在不同环境下出现或根据情况可能出现的不平衡。如果中间设备与目的设备之间的路径损耗发生变化(这可能是由于目的设备的位置的变化或者环境状态的变化)、或者如果目的设备的目标发生变化，则通过由检测到目的设备导出的指标发生变化而触发的本发明第一方面对此进行处理。优选地，实施本发明第一方面的通信系统包括偏差检测装置，其始终对目的设备的指标或多个指标之一进行监视。因此，可以快速地检测到目的设备导出的指标相对于期望值的任何变化或偏差。
仅仅第一方面就足以在中间设备与目的设备之间的路径损耗发生变化之后恢复多跳系统中的平衡。然而，如上所述，如果源设备与中间设备之间的路径损耗发生变化(这可能是由于自组织网络内的中间设备的位置变化而导致的，或者是由于该链路上的环境状态出现变化而导致的)，则必须通过本发明第二方面的实施例来处理。此外，为了在目的设备设置的目标质量发生变化之后使多跳通信网络恢复平衡，必须对中间设备和源设备的发送功率都进行调节。因此，为了处理目的设备的目标质量指标的变化，优选地，提供了一种既实施本发明第一方面又实施本发明第二方面的通信系统。优选地，周期性地执行本发明第二方面的不平衡检测。因此，根据本发明第一方面的优选实施例，所述中间设备进一步包括i)不平衡检测装置，可以进行操作以检测目的设备导出的指标与中间设备导出的指标之间的不平衡；以及ii)第二确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作以确定源设备发送功率的倾向于减小这种不平衡的所需变化，其中，控制装置可以在确定了所述变化之后进行操作以向所述源设备发出命令改变源设备发送功率的命令。
可能出现如下情形中间设备与目的设备之间的路径损耗的变化适应了目的设备的目标的基本同时的变化。因此，在将本发明第一方面的指标偏差检测装置设置在目的设备中从而使得目的设备可以进行操作以向控制装置发送用于改变中间设备发送功率的请求的情况下，如果确实出现该情形，则目的设备不产生用于改变中间设备发送功率的请求。这将导致系统的不平衡，系统未经本发明第一方面纠正地运行，这是因为目的设备的新目标已经(不经意地)得到满足、但是没有对源设备的发送功率进行对应的改变。可以通过既实施本发明第一方面又实施本发明第二方面的通信系统来处理这种相对少见的情形，这是因为中间设备与目的设备之间的经历的路径损耗的量度的变化也将导致中间设备和目的设备导出的信号质量指标之间的不平衡。于是，第二确定装置可以进行操作以确定基站的发送功率为了倾向于减小在中间设备处接收到的通信信号的质量的量度与在目的设备处接收到的通信信号的质量的量度之间的不平衡而需要的变化。
根据本发明第一方面的第二实施例，提供了一种控制多跳通信系统中的可以进行操作以发送通信信号的一个或更多个设备的发送功率的方法，所述通信系统包括源设备、目的设备和至少一个中间设备，源设备可以进行操作以经由各个中间设备向目的设备发送通信信号，中间设备具有控制装置，其中，所述方法包括以下步骤i)在目的设备处，导出在目的设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标；ii)检测目的设备导出的指标或者这些指标之一与期望值的偏差；iii)向所述控制装置发出对于中间设备发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的所需变化的请求。
根据本发明第二方面的第二实施例，提供了一种控制多跳通信系统中的可以进行操作以发送通信信号的一个或更多个设备的发送功率的方法，所述通信系统包括源设备、目的设备和至少一个中间设备，所述方法包括以下步骤i)在目的设备和中间设备处，分别导出在目的设备或在中间设备接收到的通信信号的质量的信号指标；ii)检测目的设备导出的指标与中间设备导出的所述指标之间的不平衡；iii)确定源设备发送功率的倾向于减小这种不平衡的所需变化；以及iv)向所述源设备发送命令改变源设备发送功率的命令。
根据本发明第一方面的第三实施例，提供了一种中间设备，包括接收装置，可以进行操作以从源设备或从先前的中间设备接收通信信号，以及发送装置，可以进行操作以将所述通信信号或从所述通信信号导出的信号发送到目的设备或后继的中间设备，所述中间设备包括i)控制装置；ii)指标接收装置，可以进行操作以从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收指标，并检测所述指标与期望值的偏差，所述指标表示在所述目的设备或所述后继中间设备处接收到的通信信号质量；或者iii)接收装置，可以进行操作以从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收用于改变该中间设备的发送功率的请求；以及iv)确定装置，可以在检测到来自所述目的设备的所述指标的变化之后、或在从所述目的设备接收到请求之后进行操作，以确定该中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的所需变化，所述确定装置可以进行操作以将改变该中间设备的发送功率的请求发送到控制装置。
优选地，控制装置可以在从所述目的设备或根据情况从所述后继中间设备接收到请求之后进行操作以检查该中间设备是否能够满足该请求。优选地，控制装置可以进行操作以接收让该控制装置确定增大所述中间设备的发送功率是否被禁止的输入信号，并且其中，如果从所述目的设备接收到的请求是用于增大发送功率，在控制装置确定了增大所述中间设备的发送功率被禁止之后，则控制装置可以进行操作以忽略所述请求，从而不对所述中间设备的发送功率进行改变。
优选地，中间设备可以进行操作以导出该中间设备接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标。于是，中间设备可以进一步包括i)不平衡检测装置，可以进行操作以检测由目的设备或根据情况由所述后继中间设备导出的一个所述指标与该中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；ii)确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作以确定源设备发送功率的倾向于减小这种不平衡的变化；控制装置包括源设备命令装置，可以在确定了所述变化之后进行操作以向所述源设备发出命令改变源设备发送功率的命令。
根据本发明第二方面的实施例，提供了一种中间设备，包括接收装置，可以进行操作以从源设备或从先前中间设备接收通信信号；以及发送装置，可以进行操作以将所述通信信号或从该通信信号导出的信号发送到目的设备或后继中间设备，所述中间设备进一步包括i)指标导出装置，可以进行操作以导出中间设备接收到的通信信号的质量的指标；ii)接收装置，可以进行操作以从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收所述目的设备或所述后继中间设备接收到的通信信号质量的指标；iii)不平衡检测装置，可以进行操作以检测该中间设备导出的指标与从所述目的设备或根据情况从所述后继设备接收到的指标之间的不平衡；iv)确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作，以确定源设备或根据情况在所述中间设备之前并在所述源设备之后接收所述通信信号的先前中间设备的发送功率的倾向于减小这种不平衡的变化；以及v)命令装置，可以在确定了所述变化之后进行操作以向所述源设备或根据情况向所述先前中间设备发出命令命令改变所述源设备或所述先前中间设备的发送功率。
可以根据本发明的实施例来提供一种包括多个中间设备的通信系统，每个中间设备都体现本发明第一方面的第三实施例。这样，接收装置可以进行如下操作a)从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收指标，并检测所述指标与期望值的偏差，所述指标表示在所述目的设备或所述后继中间设备接收到的通信信号的质量，或b)从目的设备或根据情况从位于所述中间设备与所述目的设备之间的后继中间设备接收请求；其中确定装置可以在检测到这种偏差之后、或在从所述目的设备接收到请求之后进行操作，以确定该中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的所需变化。
根据本发明第二方面的第三实施例，提供了一种通信系统，包括源设备、目的设备以及多个中间设备，源设备可以进行操作以通过各个中间设备将通信信号发送到目的设备，各个中间设备包括如权利要求38至42或44中的任一项所述的中间设备，其中i)接收装置可以进行如下操作a)从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收指标，并检测所述指标与期望值的偏差，所述指标表示在所述目的设备或所述后继中间设备接收到的通信信号的质量，或b)从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收请求；
ii)确定装置可以在检测到这种偏差之后、或根据情况在从所述目的设备接收到请求之后进行操作，以确定该中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的所需变化。
可以根据本发明的实施例提供一种包括多个中间设备的通信系统，各个中间设备体现本发明第二方面的第三实施例。
本发明的实施例的特殊优点在于由于控制装置位于中间设备中，所以本发明的实施例可以容易地应用到所谓的“自组织”网络，其中基站可能不存在并且任何两个设备之间的连接可以通过能够中继(接收和发送)信号的任何其他装置而形成。这样，自组织网络中的中继节点的位置可能不固定。例如，可以通过移动的用户设备来执行中继节点的功能。此外，可以将本发明与UL或DL数据传输一起使用。
存在许多可以实现执行本发明第一方面的实施例所需要的信号传送的方式，稍后参照图5A、B和C来描述这些方式中的一部分，图5A、B和C示出了实施本发明第一方面的部分通信系统。
期望值可以是目的设备导出的通信信号质量的指标的值，当系统大体平衡(即，在目的设备接收到的通信信号的质量的量度与在各个中间设备接收到的通信信号的质量的量度平衡)时，期望值为目的设备设置的目标值或接近于该目标值。这样，有利地，可以使用本发明第一方面的实施例来将目的设备接收的通信信号的质量保持在目的设备设置的目标值或者接近该目标值。之后，可能有必要让本发明第二方面的实施例对系统进行优化以确保在目的设备与各个中间设备之间获得平衡。
因此，应该理解，可以在已经平衡或已经优化的系统中使用指标偏差检测装置。因此，可以检测到与期望值的偏差(这可能是由于导致目的设备处的通信信号的质量的量度产生变化的事件而引起的)，并确定分配给先前中间设备的资源的所需变化。
如果指标偏差是由于路径损耗的变化而导致的、从而使得目的设备接收的通信信号的质量偏离目标，则有利地，第一方面的实施例通过调节前面的中间设备的发送功率来使系统恢复平衡。然而，如果指标偏差是由于目的设备设置的目标质量的变化而导致的，那么，在可以有利地采用第一方面的实施例来调节中间设备的发送功率以使得可以实现新目标的同时，需要第二方面的实施例以通过确定多跳系统中的其他发送器的发送功率的对应变化来恢复平衡。
根据本发明的进一步实施例，提供了一种计算机程序，当在计算机上运行时，该计算机程序使计算机成为实施本发明的中间设备。还提供了在实施本发明的基站、实施本发明的中间设备或实施本发明的目的设备中执行的通信方法。
本发明的实施例可以在采用任何多址技术的无线通信系统中实施，包括但并不限于频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)以及正交频分多址(OFDMA)。在CDMA系统的情况下(其中，所有的传输都发生在相同的频带内，并且各个传输都被分配有唯一的信道化码)，Gp因子表示扩频因子或用于对传输信号进行扩频的码的长度，或者称为处理增益。在正交扩频码的情况下，可以使用多达Gp个信道来进行同时传输。
应该理解，术语“用户设备”涵盖了可以进行操作以在无线通信系统中使用的任何设备。此外，尽管主要参照目前已知技术中采用的术语对本发明进行了描述，但是本发明的实施例旨在可以有利地应用于便于经由中间设备在源设备与目的设备之间传输通信信号的任何无线通信系统。
在以上任一方面中，各种特征可以实现为硬件、或者实现为在一个或更多个处理器上运行的软件模块、或者实现为这二者的组合。本发明还提供了用于执行在此描述的任一种方法的操作程序(计算机程序和计算机程序产品)，以及其上存储有用于执行在此描述的技术的程序的计算机可读介质。实施本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者其例如可以是信号(例如，从因特网网站提供的可下载数据信号)的形式，或者其可以是任何其他形式。


为了更好地理解本发明，并且为了展示可以如何实际执行本发明，作为示例，现在对附图进行说明，在附图中图1A示出了无线通信系统的单小区/中继模型；图1B示出了无线通信系统的两小区/中继模型；图2A和2B各自示出了基于路径损耗公式(A)通过多跳通信系统可以获得的理论收益的图形表示；图3A和3B示出了实施本发明第一方面和第二方面的算法；图4A和4B示出了实施本发明第一方面和第二方面的算法；图5A至5C示出了实施本发明第一方面的通信系统的多个部分；图6A和6B示出了在具有非再生中继节点并使用FDD双工技术的多跳通信系统的情况下源发送功率与中间发送功率之间的关系；图7A和7B示出了在具有非再生中继节点并使用TDD双工技术的多跳通信系统的情况下源发送功率与中间发送功率之间的关系；图8A至8C示出了最佳NB发送功率作为RN发送功率的函数的情况；图9A和9B示出了多跳系统的用户观察到的吞吐量平均收益与对于单跳系统观察到的吞吐量平均收益相比较的差异的曲线图示；以及图10示出了在假设源设备与目的设备之间的通信链路与较短的多跳链路相比具有3dB增益的情况下最佳NB发送功率作为RN发送功率的函数的情况。
具体实施例方式
现在，在其中源设备包括节点B(NB)、中间设备包括再生型中继节点(RN)、目的设备包括用户设备(UE)的下行链路传输的情况下，参照图3A来说明实施本发明第一方面的实施例的算法的示例。用户设备连续监视SINR并导出SINR的指标以及与目标SINR的差异。目的设备配备有用于检测这些指标的一个或两个的变化的指标偏差检测装置。根据本发明第一方面的实施例，中间设备配备有控制装置。
对算法的细节概述如下下行链路算法3部分1触发RN从UE接收到改变RN发送功率的请求算法输入 需要者来源请求改变RN发送功率 RN在UE导出并由RN处理的变化禁止增大RN发送功率 RN在算法的部分2中设置/清除的禁止算法输出导出目的地和信号传送要求RN发送功率的变化相对变化在UE导出并由RN做出的相对变化在检测到目的设备(UE)导出的指标相对于期望值(在这种情况下为目标SINR)的变化之后，进行以下序列。在检测到变化之后，目的设备(UE)确定中间设备发送功率的倾向于使目的设备导出的指标回到所述期望值的变化。然后1.目的设备(UE)将改变RN发送功率的请求发送到RN；2.RN检查是否可以满足该请求。如果RN不能满足接收到的请求，则将其修改为可以满足的请求。
3.如果所请求的RN发送功率变化是增大，则进行检查以确定是否对进一步增大设置了禁止或阻止。在此实施例中，由图3B所示的实施本发明第二方面的算法来设置禁止。如果存在禁止，则忽略请求，否则相应地改变RN发送功率。
上述算法可以处理传播损耗在RN与UE之间发生变化的情况，以及UE改变其目标RSS或SINR的情况。为了处理传播损耗在NB与RN之间变化的情况以及UE中的目标和RN与UE之间的传播损耗都变化从而不产生用于改变RN发送功率的请求的情况，如图3B所示的实施本发明第二方面实施例的算法如下所述地周期性执行。
在该实施例中，除参照图3A的上述算法之外，还执行下面的算法。这样，中间设备包括用于导出RN的指标的指标导出装置。根据本发明第二方面的实施例，中间设备进一步包括不平衡检测装置和第二确定装置。另选地，也可以在无线多跳通信系统中，分别地实施参照图3A所述的算法或图3B所示的以下算法算法细节概述如下
下行链路算法3部分2触发在RN中周期性地执行算法输入需要者来源在UE的SINR RN从UE传送在RN的SINR RN在RN中已知算法输出导出目的地和信号传送要求NB发送功率的变化相对变化信号传送到NB禁止增大RN功率 真/假测试 算法的部分11.RN监视从UE报告的RN以及在RN处的SINR。如果存在不平衡，则RN的第二确定装置计算恢复SINR的平衡所需要的NB发送功率的变化。
2.然后，RN根据步骤1中确定的变化向NB传送命令以改变NB的发送功率。
3.NB接收请求并检查是否可以满足该请求。如果不能，则修正该请求。然后，NB相应地改变其发送功率。
4.如果来自RN的请求是用于增大NB发送功率，则RN监视接收的SINR以检查是否进行了需要的改变。如果检测到没有进行需要的改变，则对RN发送功率的进一步增大设置禁止或阻止。如果不设置禁止，那么，由于NB不能增大其发送功率，所以RN发送功率的任何增大都会导致不能纠正的不平衡，因为这需要包括任何不平衡的NB发送功率的进一步增大。
注意，在以下情况下去除对进一步增大RN功率的禁止检测到SINR是平衡的；请求了减小NB发送功率；或检测到已经进行了对NB发送功率的所请求改变。
现在，在其中源设备包括用户设备(UE)、中间设备包括再生型中继节点(RN)、并且目的设备包括节点B(NB)的上行链路传输的情况下，参照图4A来说明本发明第一方面的另一实施例。NB连续监视SINR并导出SINR的指标以及与目标SINR的差异。NB配备有指标偏差检测装置，用于检测这些指标的一个或两个的变化。根据本发明第一方面的实施例，中间设备配备有控制装置。
算法细节概述如下上行链路算法4部分1触发RN从NB接收到改变RN发送功率的请求算法输入 需要者来源请求改变RN发送功率RN在NB导出并由RN处理的变化禁止增大RN发送功率RN在算法的部分2中设置/清除的禁止算法输出 导出 目的地和信号传送要求RN发送功率的变化 相对变化 在NB导出并由RN做出的相对变化在检测到目的设备(NB)导出的指标相对于期望值的变化之后，进行以下序列。在检测到变化之后，目的设备(NB)确定中间设备发送功率的倾向于使目的设备导出的指标回到所述期望值的变化。然后1.目的设备(NB)将改变RN发送功率的请求发送到RN；2.RN检查是否可以满足该请求。如果RN不能满足接收到的请求，则将其修改为可以满足的请求。
3.如果所请求的RN发送功率变化是增大，则进行检查以确定是否对进一步增大设置了禁止或阻止。在此实施例中，由图4B所示的实施本发明第二方面的算法来设置禁止。如果存在禁止，则忽略请求，否则相应地改变RN发送功率。
上述算法可以处理传播损耗在RN与NB之间发生变化的情况，以及NB改变其目标RSS或SINR的情况。为了处理传播损耗在UE与RN之间变化的情况以及NB中的目标和RN与NB之间的传播损耗都变化从而不产生用于改变RN发送功率的请求的情况，如图4B所示的实施本发明第二方面的实施例的算法如下所述地周期性执行。
在该实施例中，除参照图4A的上述算法之外，还执行下面的算法。这样，中间设备包括用于导出RN的指标的指标导出装置。根据本发明第二方面的实施例，中间设备进一步包括不平衡检测装置和第二确定装置。另选地，也可以在无线多跳通信系统中，分别地实施参照图4A所述的算法或图4B所示的以下算法算法细节概述如下上行链路算法4部分2触发在RN中周期性地执行算法输入需要者来源在NB的SINR RN从NB传送在RN的SINR RN在RN中已知算法输出导出 目的地和信号传送要求UE发送功率的变化相对变化 信号传送到UE禁止增大RN功率 真/假测试 算法的部分11.RN监视从NB报告的RN以及在RN处的SINR。如果存在不平衡，则RN的第二确定装置计算恢复SINR的平衡所需要的UE发送功率的变化。
2.然后，RN根据步骤1中确定的变化向UE传送命令以改变UE的发送功率。
3.UE接收请求并检查是否可以满足该请求。如果不能，则修正该请求。然后，UE相应地改变其发送功率。
4.如果来自RN的请求是用于增大UE发送功率，则RN监视接收到的SINR以检查是否进行了需要的改变。如果检测到没有进行需要的改变，则对RN发送功率的进一步增大设置禁止或阻止。
注意，在以下情况下去除对进一步增大RN功率的禁止检测到SINR是平衡的；请求了减小UE发送功率；或检测到已经进行了对UE发送功率的所要求改变。
存在许多可以实现执行本发明第一方面的实施例所需要的信号传送的方式，图5A、B和C示出了这些方式，图5A、B和C示出了实施本发明第一方面的通信系统的多个部分，其中使用相同标号来表示提供相同功能的部分。
图5A示出了一种通信系统，其中，目的设备(D)配备有指标导出装置(1)和指标偏差检测装置(2)，该目的设备可以在检测到由目的设备导出的指标的变化之后进行操作以向中间装置发送对于确定中间设备的发送功率的变化的请求。中间设备(I)包括请求接收装置(4)以及确定装置(5)，确定装置(5)可以进行操作以确定中间设备发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标接近所述期望值的变化。这样，从源设备的所述确定装置向中间设备的所述控制装置(3)本地发送改变中间设备发送功率的所述请求。
图5B示出了一种通信系统，其中，目的设备除了指标导出装置(1)之外，还配备有指标变化检测装置(2)以及确定装置(5)。这样，从目的设备的确定装置向中间设备的控制装置(3)发送所述请求。
图5C示出了一种通信系统，其中，中间设备(I)包括指标接收装置(6)、指标偏差检测装置(2)、确定装置(5)和控制装置(3)。这样，从源设备的所述确定装置向源设备的所述控制装置(3)本地发送改变中间设备发送功率的所述请求。
从图5A、B和C可以看出，根据本发明第一方面的实施例来设置的中间设备可以包括i)控制装置；ii)确定装置和控制装置；或iii)指标偏差检测装置、确定装置和控制装置。类似地，根据本发明第一方面的实施例而设置的目的设备可以包括指标导出装置；指标导出装置和指标偏差检测装置；或指标导出装置、指标偏差装置和确定装置。
理论分析尽管本发明的实施例设法使目的设备和中间设备导出的质量指标平衡，而不需要对实现该平衡所需要的发送功率进行显式计算，但是以下理论分析对于理解本发明是有用的，该理论分析针对多种部署情景，导出了用于显式计算多跳网络中包含的发送单元的最佳发送功率的可能解。以下的理论分析针对多种部署情景，导出了用于计算多跳网络中包含的发送单元的最佳发送功率的可能解。对于每一种部署情景，都通过假设单小区和两小区模型来获得理论解。在两小区模型的情况下，假设两个小区中的部署相同，并且基站(BS)和中间设备(I)上的发送功率相同。还假设在适当的情况下Ptx_tot，RN＝GpPtx，RN且Ptx_tot，NB＝GpPtx，NB，并且对于TDD的情况，两个RN同时进行发送。这实际上对两个小区产生了不良的环境。
可以根据对多跳系统中的接收节点(即，各个中间设备(I)和目的设备(D))经受的信号-干扰加噪声比(SINR)的考虑来推算理论解。特定节点处的SINR是该节点接收到的通信信号的质量的量度，并且是期望信号的接收强度与非期望信号(噪声和干扰)的接收信号强度之比。
如上所述，需要对噪声和干扰进行的考虑取决于用于将在中间设备处接收到的信号与从中间设备发送的信号分离的双工方法、中间设备的特性，以及所考虑的小区间干扰(即，来自相邻小区的干扰)的级别。
以下公式表示对于所有的情景从中间设备发送到目的设备的通信信号的SINR，其中，根据中间设备的类型(例如，非再生或再生)以及双工方法，可以忽略不同的项SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+Pa,RNLRN-UESINRNB-RN+Ptx_tot,NBLNB-UE)]]>对于FDD而不是TDD的情况，则去除括号内的第三项，而对于再生而不是非再生的情况，去除括号内的第二项。
在如图1B所示的两小区模型的情况下，该公式变为SINRRN-UE=GpPtx,RN1LRN1-UE(N+Pa,RN1LRN1-UESINRNB1-RN1+Ptx_tot,NB1LNB1-UE+Ptx_tot,NB2LNB2-UE+Ptx_tot,RN2LRN2-UE)]]>(2)中的括号内的前三项与(1)中的相同。附加的后两项分别源自来自相邻共信道NB和RN的干扰。很明显，如果相邻小区采用不同的频率或使用不同的时隙来进行中继传输，则对该干扰进行建模所需要的项将会改变。应该理解，为了更高的精度级别，可以将这些公式扩展为三小区模型或更多小区模型。
现在对于经由中间中继节点(RN)在基站或节点B(NB)与目的用户设备(UE)之间传输的DL传输的情况依次考虑各种可能的部署情景。
1A.使用FDD的再生中继-如图1A所示的单小区模型在这种情况下，与中间设备RN相连的目的设备UE处的SINR由下式给出SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UEN---(1)]]>其中，Gp是处理增益，Ptx，RN是RN处的所关注信道上的发送功率，LRN-UE是NB至RN链路上的传播损耗，而N是噪声。注意，这假定不存在小区内干扰。
可以进行操作以从NB接收信号的中间设备RN处的SINR由下式给出SINRNB-RN=GpPtx,NBLNB-RNN---(2)]]>其中，Ptx，NB是NB处的所关注信道上的发送功率，LNB-RN是RN至UE链路上的传播损耗。仍然假定不存在小区内干扰。
多跳链路上的总吞吐量受限于两个SINR值中的较低者，因为这会限制数据可以传输到该实体的速率。任何导致SINR不平衡的发送功率增大都不会提高多跳系统的性能；其只会导致能量的浪费，并增大对全部共信道用户的干扰。
因此，假设中间设备RN处的接收器和目的UE处的接收器的执行相同的操作，则随后应该将NB处和RN处的发送功率设置为使得RN处和UE处的SINR相同。使用该标准来设置发送功率的比率，于是该比率由下式给出Ptx,NBPtx,RN=LNB-RNLRN-UE=b1s1n1b2s2n2---(3)]]>其中，b1和n1是NB至RN链路的路径损耗参数，该NB至RN链路的长度为s1，而b2、n2和s2与RN至UE链路相关联。因此，利用公式(3)，可以在给出一个发送功率的情况下找到另一发送功率。
1B.如图1B所示的使用FDD的再生中继-两小区模型在这种情况下，可以通过考虑由在其他小区中进行的发送而导致的干扰，来导出发送功率公式。
在这种情况下，可以进行操作以从中间RN接收信号的目的UE处的SINR如下SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+GpPtx,RNLRN-UE)---(4)]]>可以通过将(4)和(2)设置为相等来找到最佳NB发送功率。因此Ptx,NB=LNB-RNNPtx,RNLRN-UE(N+GpPtx,RNLRN-UE)]]>=LNB-RNPtx,RN(LRN-UEGpPtx,RNN)]]>(5)可以对(5)进行重新整理，以在给出源设备NB发送功率的情况下找到中间RN发送功率Ptx,RN=LRN-UE(LNB-RNPtx,NB-GpN)---(6)]]>2A.使用TDD的再生中继单小区模型-图1A假设两条链路(源设备到中间设备、中间设备到目的设备)在使用TDD来分离RN的接收和发送操作(即，其不再是全双工)的情况下以相同频率进行工作。如果假设其中RN进行发送的时隙未被NB使用，则可以使用以上针对使用FDD双工方案的再生中继情况描述的公式。然而，如果源设备NB使用与中间设备RN相同的时隙来与NB以外的设备或节点进行通信，则会对由RN进行的传输产生干扰。在这种情况下，可以进行操作以从中间设备RN接收通信信号的目的设备UE处的SINR由下式给出
SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+I)]]>=GpPtx,RNLRN-UE(N+Ptx_tot,NBLNB-UE)---(7)]]>其中，Ptx_tot，NB是来自NB的总发送功率，LNB-UE是NB到UE链路上的传播损耗。在这种情况下，RN处的确保SINR相等的发送功率由下式给出Ptx,RN=Ptx,NB(LRN-UELNB-RN)(1+Ptx_tot,NBNLNB-UE)---(8)]]>比较公式(3)和公式(8)，显然，简单的比率不再产生理想的平衡。假定Ptx_tot，NB＝GpPtx，NB，则可以将公式(8)写为Ptx,RN=Ptx,NB(LRN-UELNB-RN)(1+GpPtx,NBNLNB-UE)]]>=(LRN-UELNB-RN)(Ptx,NB+GpPtx,NB2NLNB-UE)]]>(9)通过(9)可以在给定NB发送功率的情况下确定理想RN发送功率。值得注意的是，如果系统的设置被设置为使得第二括号中的第二项可以忽略(即，Ptx_tot，NB/NLNB-UE＜＜1)，则可以使用以上针对使用FDD双工方案的再生中继的情况描述的标准。
随后，在给定特定RN发送功率的情况下可以通过(9)的根找到理想NB发送功率。将(9)表示为以下简化形式LRN-UELNB-RNPtx,NB+LRN-UELNB-RNGpNLNB-UEPtx,NB2-Ptx,RN=0---(10)]]>ax2+bx+c＝0其中，x＝Ptx，NB，a=GpLRN-UENLNB-RNLNB-UE,b=LRN-UELNB-RN,]]>而c＝-Ptx，RN，于是，(10)的根由下式给出x=-b±b2-4ac2a---(11)]]>由于发送功率为正数，所以仅限定了一个根，因此，NB处的确保在RN和UE处的SINR相等的最佳发送功率由下式给出x=Ptx,NB=-b+b2+4aPtx,RN2a---(12)]]>
最后，可以使用以上定义按照类似的简化形式对给出最佳RN发送功率的(9)进行重写Ptx,RN=bPtx,NB+aPtx,NB2---(13)]]>2A.使用TDD的再生中继如图1B所示的两小区模型除了假设两个小区的部署相同并且NB和RN上的发送功率相同以外，还假设在适当情况下Ptx_tot，RN＝GpPtx，RN且Ptx_tot，NB＝GpPtx，NB，并且对于TDD的情况，两个RN同时进行发送。这实际上对两个小区产生了较差的情景。
在这种情况下，可以进行操作以从中间设备RN接收信号的目的设备UE处的SINR现在是SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+2GpPa,NBLNB-UE+GpPtx,RNLRN-UE)---(14)]]>通过将(14)和(2)设置为相等，可以找到最佳NB发送功率GpPtx,NBNLNB-RN=GpPtx,RNLRN-UE(N+2GpPa,NBLNB-UE+GpPtx,RNLNB-UE)]]>Ptx,RN=Ptx,NB(LRN-UELNB-RN)(1+2Ptx_tot,NBNLNB-UE+Ptx_tot,RNNLRN-UE)---(15)]]>(LRN-UELNB-RN)(2GpNLNB-UE)Ptx,NB2+(LRN-UELNB-RN)(1+GpPtx,RNNLRN-UE)Ptx,NB-Ptx,RN]]>通过下式的正根找到最佳NB发送功率(LRN-UELNB-RN)(2GpNLNB-UE)Ptx,NB2+(LRN-UELNB-RN)(1+GpPtx,RNNLRN-UE)Ptx,NB-Ptx,RN=0---(16)]]>该正根由下式给出x=Ptx,NB=-b+b2-4ac2a---(17)]]>其中，在这种情况下，a=2GpLRN-UENLNB-RNLNB-UE,b=LRN-UELNB-RN(1+GpPtx,RNNLRN-UE),]]>而c＝-Ptx，RN，b和c都是RN发送功率的函数。
在给定NB发送功率的情况下，可以对(15)进行重新整理，从而找到RN发送功率。因此，最佳RN发送功率可由下式给出
Ptx,RN=(2GpNLNB-UELRN-UELNB-RN)Prx,NB2+(LRN-UELNB-RN)Ptx,NB1-(GpNLRN-UELRN-UELNB-RN)Ptx,NB---(18)]]>3A.使用FDD的非再生中继节点(RN)-如图1A所示的单小区模型这种情况与和FDD双工方案结合使用的再生中继节点的情况之间的差别在于，UE处的SINR是RN处的SINR的函数，其中，连接至RN的目的设备UE处的SINR由下式给出SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+Pa,RNLRN-UESINRNB-RN)---(19)]]>结果是不再可以通过将UE处的SINR设置为与RN处的SINR相等而导出理想的平衡。根据(19)，需要将RN处的SINR设置为使得其不妨碍获得UE处的该目标SINR。然而，必须对NB功率进行控制以限制RN处的SINR超过实际需要的SINR，否则将导致超额的干扰和发送功率的浪费。
图6A和6B针对两种不同的部署情景示出了NB和RN发送功率的设置如何影响与RN相连的UE处的SINR。
因此，可以看出，最佳解决方案是按如下方式选择NB和RN的发送功率使得系统在图6A和6B所示的表面中的对角折叠部分(diagonalfold)上有效地进行工作。可以通过取(19)的一阶导数，并找到增大NB或RN发送功率而导致的UE处SINR的增大最小的点，来实现这种解决方案。
为了确定(19)的一阶导数，将其重写为SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+Ptx,RNLRN-UESINRNB-RN)---(20)]]>=1(NLRN-UEGpPtx,RN)+(NLNB-RNGp2Ptx,NB)]]>定义y＝SINRRN-UE，k1=NLRN-UEGp]]>以及k2=NLNB-RNGp2,]]>可以将(20)简化为
y=1k1Ptx,RN+k2Ptx,NB=Ptx,NBk1Ptx,NBPtx,RN+k2---(21)]]>为了找到SINR随Ptx，NB的变化速率，使用微分的商法则dyd(Ptx,NB)=k2(k1Ptx,RNPtx,NB+k2)2=▿NB---(22)]]>在给定所需梯度和Ptx，RN的情况下对Ptx，NB来求解(22)，可以找到最佳NB发送功率Ptx,NB=Ptc,RN(k2▿NB-k2)k1---(23)]]>为了在给定NB的发送功率的情况下找到最佳RN发送功率，下面针对Ptx，RN执行对(21)的微分。在这种情况下，一阶导数由下式给出dyd(Ptx,RN)=k1(k2Ptx,NBPtx,RN+k1)2=▿RN---(24)]]>并且在给定NB的发送功率的情况下，最佳RN发送功率为Ptx,RN=Ptc,NB(k1▿RN-k1)k2---(25)]]>3B.使用FDD的非再生中继节点(RN)-如图1B所示的两小区模型在两小区模型中，对于目的设备UE位于小区边缘处的较差情况，SINR由下式给出SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+Ptx,RNLRN-UESINRNB-RN+Ptx_tot,NBLNB-UE)]]>=1(NLRN-UEGpPtx,RN)+(NLNB-RNGp2Ptx,NB)+1]]>(26)假设两个RN的发送功率相等，两个小区的部署相同，并且Ptx_tot，RN＝GpPtx，RN，则(26)的简化形式由下式给出
SINRRN-UE=1k1Ptx,RN+k2Ptx,NB+1]]>=Ptx,NB(k1Ptx,RN+1)Ptx,NB+k2]]>(27)现在一阶导数为dyd(Ptx,NB)=k2((k1Ptx,RN+1)Ptx,NB+k2)2---(28)]]>因此，可以通过下式找到最佳NB发送功率Ptx,NB=Ptx,RNk2▿-k2k1+Ptx,RN---(29)]]>通过针对Ptx，RN对(27)求导，找到最佳RN发送功率dyd(Ptx,RN)=k1((k2Ptx,NB+1)Ptx,RN+k1)2---(30)]]>因此，可以通过下式找到最佳RN发送功率Ptx,RN=Ptx,NBk1▿-k1k2+Ptx,NB---(31)]]>4A.使用TDD的非再生中继-如图1A所示的单小区模型这种情况与上述非再生的情况相似，除了以下事实现在必须考虑来自NB的干扰，因为NB与RN在相同频率并且在相同时间进行发送。在这种情况下，正在接收由RN发送的通信信号的UE处的SINR由下式给出SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+Ptx,RNLRN-UESINRNB-RN+Ptx_tot,NBLNB-UE)---(32)]]>如果Ptx，NB/Ptx，RN太大，则UE处的SINR由于RN发送功率不足而受到限制，并且其中到RN的连接的链路性能高于到NB的连接的链路性能的区域有可能减小。相反，如果其太小，则UE处的SINR受到RN处的低SINR的限制。
在这种情况下，如图10所示，平衡甚至比上述与FDD双工方案相结合采用的非再生中继节点的情况还好。通过找到(32)的一阶导数等于零的点来给出最佳工作点。为了找到该最佳点，首先将(32)重新整理为以下形式SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+Ptx,RNLRN-UE(GpPtx,NBNLNB-RN)+Ptx_tot,NBLNB-UE)---(33)]]>=1(NLRN-UEGpPtx,RN)+(NLNB-RNGp2Ptx,NB)+(LRN-UEPtx,NBLNB-UEPtx,RN)]]>定义y＝SINRRN-UE，k1=NLRN-UEGp]]>以及k2=NLNB-RNGp2]]>利用以上在3A的说明中的定义以及k3=(LRN-UELNB-UE),]]>可以将(33)简化为y=1(k1Ptx,RN)+(k2Ptx,NB)+(k3Ptx,NBPtx,RN)=Ptx,NB(k1Ptx,RN)Ptx,NB+k2+(k3Ptx.RN)Ptx,NB2---(34)]]>下一步是通过求解下式来找到(34)中的抛物线函数的单个最大值dydx=0---(35)]]>使用商法则来找到(34)的一阶导数dyd(Ptx,NB)=k1Ptx,RNPtx,NB+k2+k3Ptx,RNPtx,NB2-Ptx,NB(k1Ptx,RN+2k3Ptx,RNPtx,NB)(k1Ptx,RNPtx,NB+k2+k3Ptx,RNPtx,NB2)2---(36)]]>通过将(36)设置为等于零并对Ptx，NB进行求解来找到y的最大值。然后，通过设置下式来获得UE处的最大SINRk1Ptx,RNPtx,NB+k2+k3Ptx,RNPtx,NB2=Ptx,NB2(k1Ptx,RN+2k3Ptx,RNPtx,NB2)]]>Ptx,NB=Ptx,RNk22k3]]>(37)
因此，在给定RN的发送功率的情况下，可以使用(37)来找到确保与该RN相连的UE处的SINR最大的对应NB发送功率。
对于在给定NB发送功率的情况下寻找最佳RN发送功率的情况，可以使用与以上在与FDD双工方案相结合使用的非再生中继节点的情况下描述的方法相似的方法，因为UE处的SINR不是RN发送功率的抛物线函数。为了找到最佳RN发送功率，将(34)重新整理如下y=1(k1Ptx,RN)+(k2Ptx,NB)+(k3Ptx,NBPtx,RN)=Ptx,RN(Ptx.RNk2Ptx,NB)+k3Ptx,NB+k1---(38)]]>现在，一阶导数为dyd(Ptx,RN)=k3Ptx,NB+k1((Ptx,RNk2Ptx,NB)+k3Ptx,NB+k1)2=▿---(39)]]>针对Ptx，RN求解(39)，可以给出在给定NB发送功率的情况下的最佳RN发送功率Ptx,RN=Ptx,NB(k3Ptx,NB+k1▿-(k3Ptx,NB+k1))k2---(40)]]>通过观察图5中的表面并根据(34)的形式和(40)中的结果，可以显见，如果NB发送功率很小，则SINR随着RN发送功率的变化速率将随着RN发送功率的增大而减小。然而，对于NB发送功率大的情况，UE处的SINR近似为RN发送功率的线性函数。结果，在这种情况下，如(40)中所概括的，该问题的解将是无穷大。
4B.使用TDD的非再生中继-如图1B所示的两小区模型从小区边缘处的UE的角度来看，较差的情况是当相邻小区采用TDD方案并且使用相同时隙来进行RN传输时。如果假设两个小区大小相等，并具有相同的部署和发送功率设置，并且Ptx_tot，RN/NB＝GpPtx，RN/NB，则
SINRRN-UE=GpPtx,RNLRN-UE(N+Ptx,RNLRN-UESINRNB-R1+2GpPtx_tot,NBLNB-UE+GpPtx,RNLRN-UE)]]>=1(NLRN-UEGpPtx,RN)+(NLNB-RNGp2Ptx,NB)+(2LRN-UEPtx,NBLNB-UEPtx,RN)+1]]>(41)在这种情况下，(4)的简化形式为SINRRN-UE=1k1Ptx,RN+k2Ptx,NB+2k3Ptx,RNPtx,NB+1]]>=Ptx,NB(k1Ptx,RN+1)Ptx,NB+k2+2k3Ptx,RNPtx,NB2]]>(42)并且一阶导数为dyd(Ptx,NB)=(k1Ptx,RN+1)Ptx,NB+k2+k3Ptx,RNPtx,NB2-Ptx,NB(k1Ptx,RN+1+4k3Ptx,RNPtx,NB)((k1Ptx,RN+1)Ptx,NB+k2+k3Ptx,RNPtx,NB2)2---(43)]]>最后，通过将(43)设置为等于零并对Ptx，NB进行求解而给出最大值(k1Ptx,RN+1)Ptx,NB+k2+k3Ptx,RNPtx,NB2=Ptx,NB2(k1Ptx,RN+1+4k3Ptx,RNPtx,NB2)]]>k2+2k3Ptx,RNPtx,NB2=4k3Ptx,RNPtx,NB2---(44)]]>Ptx,NB=Ptx,RNk22k3]]>为了在给定NB发送功率情况下找到最佳RN发送功率，将(42)重新整理为y=1k1Ptx,RN+k2Ptx,NB+2k3Ptx,RNPtx,NB+1]]>=Ptx,RNk1+k2Ptx,RNPtx,NB+2k3Ptx,NB+Ptx,RN]]>(45)现在，一阶导数为
dyd(Ptx,RN)=k1+2k3Ptx,NB(k1+2k3Ptx,NB+Ptx,RN(1+k2Ptx,NB))2=▿---(46)]]>针对Ptx，RN求解(46)，可以给出在给定NB发送功率的情况下的最佳RN发送功率Ptx,NB=Ptx,NBk1+2k3Ptx,NB▿-(k1+2k3Ptx,NB)(Ptx,NB+k2)---(47)]]>此外，在NB发送功率大的情况下，UE处的SINR近似为RN发送功率的线性函数。结果，(47)的解将是无穷大。
现在将基于以上针对不同中继和双工方案并针对两种不同的部署情景得到的解，来确定最佳发送功率平衡。在表III中概括了这些部署情景，(48)中的路径损耗公式的传播参数在表IV中。
L＝b+10nlogd (48)其中，L是以dB为单位的路径损耗，b以dB为单位并且与n一起在表IV中给出，而d是以米为单位的发送器-接收器间距。

表III部署情景发送器-接收器间距与小区半径相同(即，UE位于小区半径处)。相对于NB所在小区的中心来提供RN位置。因此，RN位置是从NB到RN的距离。于是，RN-UE是小区半径与NB-RN间距的差。

表IV传播参数再生中继将表III和表IV中给出的值代入针对FDD的公式(3)和(5)以及针对TDD的公式(12)和(17)，可以找到在给定RN发送功率的情况下的最佳NB发送功率。图8A示出了针对这两种部署情景、对于FDD和TDD最佳NB发送功率作为RN发送功率的函数的情况。
使用FDD的非再生中继将参数代入(23)和(24)中，可以找到针对这两种部署情景的最佳NB发送功率，如图8B所示。
使用TDD的非再生中继将参数代入(37)和(44)中，可以找到针对这两种部署情景的最佳NB发送功率，如图8C所示。
系统级模拟结果对采用使用TDD双工的非再生中继并且每第三个发送时间间隔对发送进行中继的多跳HSDPA网络进行了系统模拟，以便根据图8C的结果来验证所预测的最佳发送功率设置，并随着RN和NB的发送功率在最佳点周围的变化来确定平均分组呼叫吞吐量收益。
现在将给出针对以上在表III中详细列出的两种部署情景的系统级模拟的结果。以下在表V和表VI中列出了模拟参数。


表V部署参数

表VI模拟参数对于两种部署情景，对于四种不同的RN发送功率，将针对NB发送功率为30dBm的单跳系统的情况而观察到的用户获得的平均分组呼叫吞吐量的收益绘制为NB发送功率的函数。图9A示出了针对部署情景1的收益，而图9B示出了针对情景2的收益。注意，NB到UE链路的信道增益比NB到RN和RN到UE链路的信道增益高3dB。这意味着，连接至RN的UE所受到的来自另一NB的干扰是参照图8A、8B和8C的上述链路分析中所使用的干扰的两倍。该信道增益是由于以下事实而导致的接收到所发送信号的大量复制品，当对所有这些复制品上的功率进行相加时，可以发现，对于NB到UE信道的情况，总功率为NB到RN或RN到UE信道的两倍。这是3dB增益的原因，因为3dB相当于两倍。由于对于NB到UE信道的信道增益较高，这意味着，接收信号功率将比在没有考虑通过多路径的信道增益时的分析中所使用的要高3dB(或者是两倍)。
基于预测和系统模拟的链路比较图10示出了对于各种部署情景、对于TDD非再生中继最佳NB发送功率作为RN发送功率的函数的情况，其中假设与其他链路相比NB到UE链路有3dB增益。在这种情况下，在表VII中与吞吐量收益(如果使用这些设置则将获得所述吞吐量收益)以及可实现的最大值一起列出了对于在模拟中使用的RN发送功率的NB处的预测发送功率。

表VII预测的最佳NB发送功率以及根据该设置而实现的结果模拟吞吐量收益与观察到的最大收益的比较表VII、图8A和图9A表示，如果使用基于以上得到的公式的技术、根据本发明的优选实施例来执行功率平衡，则所选择的功率平衡通常位于最佳点的区域中。具体地，对于所使用的发送功率，所示收益始终在可以实现的最大值的10％以内，该差别是由于使用两小区模型对多小区系统进行建模的缺点而导致的。
在图9A和图9B中所示的结果中，显然必须进行发送功率平衡，在图9A和图9B中示出了，如果NB发送功率增大为超过最佳点，则尽管发射更多的信号能量，收益也会明显下降。其还示出了，如果仔细选择NB发送功率，则可以降低收益对于RN发送功率的敏感度。
权利要求
1.一种通信系统，包括源设备、目的设备以及至少一个中间设备，源设备可以进行操作以经由各个中间设备将通信信号发送到目的设备，其中，目的设备可以进行操作以导出在该目的设备处接收到的通信信号的质量的一个或更多个指标，所述通信系统进一步包括i)设置在中间设备中的控制装置；ii)指标偏差检测装置，可以进行操作以检测目的设备导出的一个所述指标相对于期望值的变化；iii)确定装置，可以在检测到这种变化之后进行操作，以确定中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的改变，其中，确定装置进一步包括请求发送装置，该请求发送装置可以进行操作以向控制装置发送用于改变中间设备的发送功率的请求。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述目的设备导出的一个所述指标包括在该目的设备处接收到的通信信号的强度的量度。
3.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述目的设备导出的一个所述指标包括在该目的设备处接收到的通信信号的信号-干扰加噪声比的量度。
4.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述目的设备导出的一个所述指标包括在该目的设备接收到的通信信号的质量与目标接收信号质量的差异的量度。
5.根据权利要求4所述的通信系统，其中，所述中间设备包括指标接收装置，该指标接收装置可以进行操作以接收目的设备导出的所述指标中的一个或更多个。
6.根据权利要求5所述的通信系统，其中，所述中间设备包括i)所述指标偏差检测装置，以及ii)所述确定装置。
7.根据权利要求1所述的通信系统，其中，目的设备配备有所述指标偏差检测装置。
8.根据权利要求7所述的通信系统，其中，目的设备进一步配备有所述确定装置，并且其中，向所述控制装置发送所述用于改变中间设备的发送功率的请求。
9.根据权利要求7所述的通信系统，其中，中间设备配备有所述确定装置，并且其中，所述目的设备可以在检测到该目的设备导出的指标或这些指标之一的变化之后进行操作，以向中间设备的确定装置发送用于确定中间设备发送功率的改变的请求，所述确定装置可以进行操作以接收所述请求并且确定中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的改变。
10.根据权利要求1所述的通信系统，其中，控制装置可以在接收到用于改变中间设备发送功率的请求之后进行操作，以根据中间设备的最大发送功率来检查中间设备是否能够满足该请求。
11.根据权利要求1所述的通信系统，其中，控制装置可以进行操作以接收让该控制装置对中间设备发送功率是否被禁止增大进行确定的输入信号，并且其中，如果从确定装置接收的请求是用于增大发送功率、并且随后控制装置确定了中间设备发送功率被禁止增大，则控制装置可以进行操作以忽略所述请求，从而不对所述中间设备的发送功率作出改变。
12.根据权利要求1到11中的任一项所述的通信系统，其中，所述中间设备可以进行操作以确定该中间设备接收的通信信号的质量的指标。
13.根据权利要求12所述的通信系统，其中，所述中间设备导出的一个所述指标包括在该中间设备接收的通信信号强度的量度。
14.根据权利要求12所述的通信系统，其中，所述中间设备导出的一个所述指标包括在该中间设备接收的通信信号的信号-干扰加噪声比的量度。
15.根据权利要求12所述的通信系统，其中，中间设备进一步包括i)不平衡检测装置，可以进行操作以检测目的设备导出的一个所述指标与中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；ii)第二确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作，以确定源设备的发送功率的倾向于减小这种不平衡的改变。
16.根据权利要求15所述的通信系统，进一步包括源设备命令装置，该源设备命令装置可以在所述第二确定装置确定了所述改变之后进行操作，以向所述源设备发出用于命令改变源设备发送功率的命令。
17.根据权利要求16所述的通信系统，其中，所述源设备可以在接收到用于增大发送功率的命令之后进行操作，以根据该源设备的最大发送功率来确定其是否可以执行该命令。
18.根据权利要求17所述的通信系统，其中，如果所述源设备确定了其不能执行所述请求，则源设备可以执行如下操作i)确定发送功率的倾向于减小所述不平衡的经修正改变，以及ii)执行所述经修正请求。
19.根据权利要求16所述的通信系统，其中，所述控制装置可以在向所述源设备发出了用于增大发送功率的命令之后进行操作来监视中间设备导出的所述指标，从而确定所述命令是否得到了满足。
20.根据权利要求19所述的通信系统，其中，如果确定了所述源设备没有满足所述请求，则所述中间设备可以进行操作以禁止之后对所述中间设备的发送功率的任何增大。
21.根据权利要求20所述的通信系统，其中，如果禁止了所述中间设备的发送功率的增大，并且如果所述不平衡检测装置后来没有检测到不平衡，则所述中间设备可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。
22.根据权利要求20所述的通信系统，其中，如果禁止了所述中间设备的发送功率的增大，并且如果所述不平衡检测装置后来检测到不平衡从而使所述中间设备向所述源设备发出命令并且其中所述命令是用于减小发送功率的，则所述中间设备可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。
23.根据权利要求20所述的通信系统，其中，如果禁止了所述中间设备的发送功率的增大，并且如果所述不平衡检测装置后来检测到不平衡从而使所述中间设备向所述源设备发出命令并且其中所述命令是用于增大发送功率的且是所述源设备可以执行的，则所述中间设备可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。
24.根据权利要求20、21、22或23中的任一项所述的通信系统，其中，目的设备配备有所述指标偏差检测装置，并且其中，所述输入信号包括禁止还是允许对中间设备发送功率的后继增大的指示符。
25.一种通信系统，包括源设备、目的设备以及中间设备，源设备可以进行操作以经由中间设备将通信信号发送到目的设备，其中，目的设备和中间设备中的每一个都包括指标导出装置，可以进行操作以导出分别在目的设备和中间设备接收的通信信号的质量的一个或更多个指标，所述通信系统进一步包括i)设置在所述中间设备中的控制装置；ii)不平衡检测装置，可以进行操作以检测目的设备导出的指标与中间设备导出的指标之间的不平衡；以及iii)确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作，以确定源设备的发送功率的倾向于减小这种不平衡的所需改变，其中，控制装置可以在确定了所述改变之后进行操作，以向所述源设备发出用于命令改变源设备的发送功率的命令。
26.根据权利要求25所述的通信系统，其中，中间设备和目的设备中的每一个导出的一个所述指标包括分别在目的设备或中间设备接收的通信信号的强度的量度。
27.根据权利要求25所述的通信系统，其中，所述中间设备和所述目的设备中的每一个导出的一个所述指标包括分别在目的设备或中间设备接收的通信信号的信号-干扰加噪声比的量度。
28.根据权利要求25所述的通信系统，其中，所述目的设备可以进行操作以将所述指标发送到所述中间设备的所述不平衡检测装置。
29.根据权利要求25所述的通信系统，其中，所述源设备可以在接收到用于增大发送功率的命令之后进行操作，以根据该源设备的最大发送功率来确定其是否可以执行该请求。
30.根据权利要求29所述的通信系统，其中，如果所述源设备确定了其不能执行所述命令，则源设备可以进行操作以确定发送功率的倾向于减小所述不平衡的经修正改变，并执行所述经修正改变。
31.根据权利要求25所述的通信系统，其中，所述控制装置可以在向所述源设备发出用于增大发送功率的命令之后进行操作来监视中间设备导出的指标，从而确定所述源设备的所述发送功率是否根据所述命令进行了改变。
32.根据权利要求31所述的通信系统，其中，如果确定了没有根据所述命令执行对源设备发送功率的改变，则所述控制装置可以进行操作以禁止之后对所述中间设备的发送功率的任何增大。
33.根据权利要求32所述的通信系统，其中，如果禁止了所述中间设备的发送功率的增大，并且如果所述不平衡检测装置后来没有检测到不平衡，则所述控制装置可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。
34.根据权利要求32所述的通信系统，其中，如果禁止了所述中间设备的发送功率的增大，并且如果所述不平衡检测装置后来检测到不平衡从而使所述中间设备向所述源设备发出命令并且其中所述命令是用于减小发送功率的，则所述控制装置可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。
35.根据权利要求32所述的通信系统，其中，如果禁止了所述中间设备的发送功率的增大，并且如果所述不平衡检测装置后来检测到不平衡从而使所述中间设备向所述源设备发出命令并且其中所述命令是用于增大发送功率的且是所述源设备可以执行的，则所述控制装置可以进行操作以使得之后可以增大所述中间设备的发送功率。
36.一种控制多跳通信系统中的可以进行操作以发送通信信号的一个或更多个设备的发送功率的方法，所述通信系统包括源设备、目的设备以及至少一个中间设备，源设备可以进行操作以经由各个中间设备将通信信号发送到目的设备，中间设备具有控制装置，其中，所述方法包括以下步骤i)在目的设备导出在该目的设备接收的通信信号的质量的一个或更多个指标；ii)检测目的设备导出的指标或这些指标之一与期望值的偏差；iii)向所述控制装置发出对于中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的所需改变的请求。
37.一种控制多跳通信系统中的可以进行操作以发送通信信号的一个或更多个设备的发送功率的方法，所述通信系统包括源设备、目的设备以及至少一个中间设备，所述方法包括以下步骤i)在目的设备和中间设备分别导出在目的设备或在中间设备接收的通信信号的质量的信号指标；ii)检测目的设备导出的指标与中间设备导出的所述指标之间的不平衡；iii)确定源设备的发送功率的倾向于减小这种不平衡的所需改变；以及iv)向所述源设备发出用于命令改变该源设备的发送功率的命令。
38.一种中间设备，包括接收装置，可以进行操作以从源设备或从前面的中间设备接收通信信号；以及发送装置，可以进行操作以将所述通信信号或从该通信信号导出的信号发送到目的设备或后继中间设备，所述中间设备包括i)控制装置；ii)指标接收装置，可以进行操作以从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收指标，并检测所述指标与期望值的偏差，所述指标表示在所述目的设备或所述后继中间设备接收的通信信号的质量；或者iii)接收装置，可以进行操作以从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收用于改变该中间设备的发送功率的请求；以及iv)确定装置，可以在检测到来自所述目的设备的所述指标的变化之后、或在从所述目的设备接收到请求之后进行操作，以确定该中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的所需变化，所述确定装置可以进行操作以向控制装置发送用于改变该中间设备的发送功率的请求。
39.根据权利要求38所述的中间设备，其中，控制装置可以在从所述目的设备或根据情况从所述后继中间设备接收到请求之后进行操作以检查该中间设备是否能够满足该请求。
40.根据权利要求38或39所述的中间设备，其中，控制装置可以进行操作以接收让该控制装置对中间设备发送功率是否被禁止增大进行确定的输入信号，并且其中，如果从所述目的设备接收到的请求是用于增大发送功率、并且随后控制装置确定了中间设备的发送功率被禁止增大，则控制装置可以进行操作以忽略所述请求，从而不对所述中间设备的发送功率进行改变。
41.根据权利要求38所述的中间设备，其中，所述中间设备可以进行操作以导出该中间设备接收的通信信号的质量的一个或更多个指标。
42.根据权利要求41所述的中间设备，其中，该中间设备进一步包括i)不平衡检测装置，可以进行操作以检测由目的设备或根据情况由所述后继中间设备导出的一个所述指标与该中间设备导出的一个所述指标之间的不平衡；ii)确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作以确定源设备发送功率的倾向于减小这种不平衡的改变；控制装置包括源设备命令装置，该源设备命令装置可以在确定了所述改变之后进行操作以向所述源设备发出用于命令改变源设备的发送功率的命令。
43.一种中间设备，包括接收装置，可以进行操作以从源设备或从前面的中间设备接收通信信号；以及发送装置，可以进行操作以将所述通信信号或从该通信信号导出的信号发送到目的设备或后继中间设备，所述中间设备进一步包括i)指标导出装置，可以进行操作以导出该中间设备接收到的通信信号的质量的指标；ii)接收装置，可以进行操作以从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收所述目的设备或所述后继中间设备接收到的通信信号的质量的指标；iii)不平衡检测装置，可以进行操作以检测该中间设备导出的指标与从目的设备或根据情况从所述后继设备接收的指标之间的不平衡；iv)确定装置，可以在所述不平衡检测装置检测到这种不平衡之后进行操作，以确定源设备或根据情况可能是在所述中间设备之前并在所述源设备之后接收所述通信信号的前面中间设备的发送功率的倾向于减小这种不平衡的改变；以及v)命令装置，可以在确定了所述改变之后进行操作以向所述源设备或根据情况向所述前面中间设备发出用于命令改变源设备或所述前面中间设备的发送功率的命令。
44.根据权利要求38所述的中间设备，其中，所述中间设备包括再生中继节点。
45.一种通信系统，包括源设备、目的设备以及多个中间设备，源设备可以进行操作以经由各个中间设备将通信信号发送到目的设备，各个中间设备包括如权利要求38、42或43中的任一项所述的中间设备，其中i)接收装置可以进行如下操作a)从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收指标，并检测所述指标与期望值的偏差，所述指标表示在所述目的设备或所述后继中间设备接收到的通信信号的质量，或b)从目的设备或根据情况从在所述中间设备之后并在所述目的设备之前接收所述通信信号的后继中间设备接收请求；ii)确定装置可以在检测到这种偏差之后、或根据情况在从所述目的设备接收到请求之后进行操作，以确定中间设备的发送功率的倾向于使目的设备导出的所述指标成为所述期望值的所需改变。
46.一种通信系统，包括源设备、目的设备以及多个中间设备，源设备可以进行操作以经由各个中间设备将通信信号发送到目的设备，各个中间设备包括如权利要求43或44所述的中间设备。
47.根据权利要求1、15或25中的任一项所述的通信系统，其中，中间设备包括再生中继节点。
48.根据权利要求1、15或25中的任一项所述的通信系统，其中，所述源设备是基站的一部分，所述目的设备是用户设备的一部分。
49.根据权利要求1、15或25中的任一项所述的通信系统，其中，所述源设备是用户设备的一部分，所述目的设备是基站的一部分。
50.一种计算机程序，当载入计算机时，其使计算机成为如权利要求1、15或25中的任一项所述的通信系统的中间设备，或成为如权利要求38、43或44中的任一项所述的中间设备。
全文摘要
通信系统，本发明涉及用于经由至少一个中间设备从源设备向目的设备发送信号的无线通信系统和相关方法及设备。具体地，本发明涉及设法提高多跳通信系统中的数据吞吐量的技术。
文档编号H04L12/56GK1881837SQ20061009560
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月19日 优先权日2005年6月17日
发明者迈克尔·约翰·哈特 申请人:富士通株式会社