专利名称：基于中继技术的多频点td-scdma组网及通信的实现方法
技术领域：
本发明涉及一种TD-SCDMA移动通信网络的组网及通信的实现方法，确 切地说，涉及一种采用中继技术的多频点进行TD-SCDMA移动通信系统的灵 活、便捷组网和通信的实现方法，以便能实现扩展覆盖范围、抵抗小区间的干 扰、提高系统频谱效率的良好效果，属于移动通信网络的网络设计、组网策略 及网络通信管理的技术领域。
背景技术：
对于移动通信系统，如何扩大系统容量是设备制造商和运营商都必须考虑 的问题。目前单频点TD-SCDMA系统与WCDMA系统相比较，容量相对偏低。 为了增加系统容量，在同一扇区/小区进行多载频覆盖的方法，无疑是 TD-SCDMA系统增大系统容量的重要手段。由于单个频点能够提供的移动台数量有限，要对TD-SCDMA系统容量进 行扩展，自然想到增加频点的方式。相对单频点系统而言，多频点TD-SCDMA 系统就是在每个小区中配置多个频点，以扩充系统容量。TD-SCDMA系统单频 点组网时，由于多径等原因，使得相邻小区的时隙0 (TS0)和下行导频时隙 (DwPTS)产生时隙部分重叠，造成导频搜索困难、移动台测量频繁和切换困 难等问题。如果各小区配置的上下行切换点不完全相同，则系统内部又会存在 交叉时隙干扰。此外，因为TD-SCDMA系统的扰码比较短，码组之间相关性 与自然顺序有一定的关系，因此小区间由于码字非正交性所带来的干扰不能忽 略，多频点的引入可以解决上述单频点的问题。若将每个载频视为一个逻辑小 区，则可以说多频点小区实际上等效于将原来独立的多个单载频小区合并到一 起，并将公共信道进行合并，这样就形成了一个多频点小区，大大提高系统的 业务承载能力。 多频点TD-SCDMA系统的主要特点是小区中采用几个不同频点作为载 频，其中一个为主载频，其余的都为辅载频，且每个小区只能有一个主载频。 主载频与辅载频之间的区别在于其是否承载导频与广播信息。承载导频与广播 信息的载频为主载频，不承载导频与广播信息的载频为辅载频。主公共控制物理信道(P-CCPCH)、辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)、 物理随积4妻入信道(PRACH)、下行导频信道(DwPCH)、寻呼指示信道(PICH) 等公共控制信道都是在主载频上发送。快速物理接入信道(FPACH)通常只在 主载频上进行发送，但是也可以有条件地用于辅载频，条件之一为移动台在切 换时可以在辅载频上使用FPACH信道，其他条件下的使用尚有待进一步研究。 UpPCH通常只在主载频上进行发送，UpPCH在辅载频上可以有条件使用，条 件之一是移动台在切换时可以在辅载频上使用该UpPCH信道，其他条件下的 使用也有待研究确定。系统信息广播也只在主载频上进行。公共信道限制在主 载频上，减少了公共信道载频之间的干扰，提高了系统性能，使得移动台初始 搜索准确、快速；同时只在主载频上发公共信息，将大大降低对其它系统的干 扰。主载频和辅载频采用相同的扰码和基本训练序列(Midamble)码，并且建 议配置相同的时隙转换点，移动台通过搜索主载频就可以获取小区的系统信息 和其他辅载频的频率配置。为了避免由于主载频发生故障而使移动台就无法获 取系统信息和其他辅载频的配置信息这一问题，可以采用主载频重配置方法。 主载频重配置方法就是当主载频发生故障时，系统重新配置主载频，使小区的 系统信息和其他辅载频的配置信息可以重新广播，具体实现方法可以通过使用 冗余备份载频或者抢占辅载频来实现。多频点技术可以扩展系统覆盖范围，特别是采用主载频和辅载频技术可以 减少小区间控制信道之间的干扰，但对于TD-SCDMA移动通信系统来说，在 全网覆盖场景下，如何实现对高速数据业务的支撑，以及保证在室内场景下的 系统容量，仍然面临非常大的挑战。其主要困难在于(1 )如果TD-SCDMA的智能天线的工作不理想，例如波束对准目标移动
台出现误差，则TD-SCDMA的抗干扰能力下降，存在较大的小区内和小区间 干扰，其中小区内干扰可通过小区内的联合检测得到较好的减轻，而小区间干扰主要来源于相邻基站的干扰，以及相邻基站扰码的较大相关性，采用联合检 测技术降低小区间干扰的技术难度较大。(2)采用多频点技术，虽然能显著减少控制信道干扰，但是对于业务信道 而言，仍然存在较大的小区间干扰，原因在于相邻小区间的业务信道没有根据 物理距离采用码分复用，扰码的互相干扰的特性较大。(3 )由于TD-SCDMA系统的控制信道釆用频分复用技术，发射功率较大， 然而由于小区间的干扰，为了保证服务质量，业务信道的发射功率相较于控制 信道要小，此时业务信道的覆盖距离较小，在小区边缘存在业务覆盖盲区。(4 )为了扩展TD-SCDMA的覆盖范围， 一般采用直放站和射频拉远技术。 但直放站会带来射频干扰，并且直放站需要获得时隙同步信息，这样增加了直 放站的成本。采用射频拉远技术要很仔细地进行功率和扰码等的规划设计，还 要专门进行光纤等有线载体的布置，不便于便捷组网和低成本运维。(5)为了减小相邻小区干扰，目前多频点TD-SCDMA通常为相邻小区采 用相同时隙的配置方式。如果需要相邻小区自适应设置其上下行时隙切换点， TD-SCDMA容易产生比较严重的交叉时隙干扰。为了减小交叉时隙干扰，业务 信道的发射功率较小，从而造成小区不连续覆盖，这种方法实际上是在基站之 间采用足够的物理隔离距离来保护通信链路的传输质量；但是造成了业务信道 的通信服务不连续。由于以上种种原因，使得多频点TD-SCDMA移动通信网络在组网和通信 技术上存在容量、覆盖、网络设计、不对称业务支撑等多方面的问题，至今没 有找到很好的解决方法。发明内容有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于中继技术的多频点TD-SCDMA 组网方法，该方法提出在多频点TD-SCDMA移动通信系统中采用中继技术来
组网和实现通信，从而较好地解决了扩展基站的覆盖范围、提高系统容量、减 少小区间干扰、自适应便捷组网、高效支持不对称业务等诸多技术问题。为了达到上述目的，本发明提供了 一种基于中继技术的多频点TD-SCDMA 组网及通信的实现方法，其特征在于包括下列操作步骤(1 )规划基站站址，自适应确定每个基站的控制信道和业务信道的发射功 率时，不要求业务信道实现全网连续覆盖，并灵活设置各个基站的上下行切换 点，同时采用中继节点对业务信道的盲区作覆盖补充；(2 )移动台根据透明模式发起接入请求，基站为该接入请求选择合适的中 继节点，自适应建立适宜的中继通信链路，并可获得中继的分集或复用增益；(3 )基站对各中继链路的无线资源进行集中管理，自适应设置控制信道和 业务信道的发射功率，并为各中继和非中继链路分配包括频率、时隙、码的各 种无线资源。本发明是一种采用中继技术的多频点TD-SCDMA移动通信系统的组网和 通信的实现方法，该方法是在基站覆盖的中继分集区域内设置固定或移动的中 继节点，从而大幅度降低基站的规划布局难度，灵活扩展覆盖范围，提高系统 容量，同时实现了相邻小区之间可以自适应设置上下行时隙点等。本发明技术 充分考虑了和现有多频点TD-SCDMA移动通信系统的兼容性，尽量减小对现 有基站和移动台硬件设备的改动，以较小的投资费用来实现中继组网和通信。本发明基于中继技术的多频点TD-SCDMA组网及通信的实现方法在小区 内布置固定中继节点的好处是(a)很好地完成特定场景的覆盖，例如室内系 统的覆盖等，(b)减小到达角估计误差和提高智能天线波束赋形的性能，(c) 提供额外的分集/复用增益。如果采用移动中继节点，则可以把处于中继分集区 域且具有中继功能的移动台视为潜在的中继节点，大大节省设备投资开销。本发明方法的优点是操作步骤简单、容易，对现有网络和设备的改动小，各网络设备和移动台釆用集中式管理和设计原则，网络设计便捷。本发明通过采用扰码优化配置、中继链路多维资源灵活分配、同小区和相邻小区补充覆盖区域干扰协调等多种方法来减小由于中继站引入导致的干扰，能显著提高系统
性能。因此，本发明具有很好的推广应用前景。
图1是本发明基于中继技术的多频点TD-SCDMA组网及通信的实现方法的操作步骤流程图。图2是根据本发明方法实现的小区分区域覆盖示意图。图3是根据本发明方法在全向小区布置中继节点的网络拓朴结构图。图4是根据本发明方法在3扇区布置中继节点的网络拓朴结构图。图5是根据本发明方法进行时隙资源调度的实施例示意图。图6是本发明的一实施例和不采用中继技术的系统相关技术性能的对比曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作 进一步的详细描述。参见图1,介绍本发明基于中继技术对多频点TD-SCDMA的网络系统组网 和实现通信的方法的操作步骤步骤1、规划基站站址，自适应确定每个基站的控制信道和业务信道的发 射功率时，不要求业务信道实现全网连续覆盖，并灵活设置各个基站的上下行 切换点，同时采用中继节点对业务信道的盲区作补充覆盖；步骤2、移动台根据透明模式发起接入请求，基站为该接入请求选择合适 的中继节点，自适应建立适宜的通信链路，并可获得中继的分集或复用增益；步骤3、基站对各中继链路的无线资源进行集中管理，自适应设置控制信 道和业务信道的发射功率，并为各中继和非中继链路分配包括频率、时隙、码 等各种无线资源。下面分别对上述三个操作步骤作具体描述。其中步骤1包括下列操作内容 (ll)规划基站的站址在对某个区域进行基站站址规划设计时，先选择
业务量最大或最重要的热点地区设置基站，再在业务量次之或重要性次之的热 点地区设置基站；在保证控制信道能够连续覆盖，但允许业务信道有覆盖盲区的前提下，按照以上规则循环进行规划设计，直到完成该区域的基站规划；(12) 设置基站功率基于链路预算和开环功率控制算法，分别设置每个 基站的控制信道和业务信道的初始发射功率，保证各基站在TS0时隙和下行导 频DwPTS时隙发射的控制信道信息能够连续覆盖，但其他业务时隙信号只能 覆盖部分区域，以确保相邻小区间的业务时隙没有干扰，此时的控制信道的发 射功率大于业务信道的发射功率；(13) 设置基站的上下行时隙每个基站根据自己的上下行业务量，采用 慢速动态信道分配算法确定其上下行时隙切换点；如果相邻小区存在交叉时隙 干扰，则采用控制业务信道发射功率的方法来保证交叉时隙的干扰小于最大允 许干扰门限值，即通过功率控制保证具有交叉时隙干扰的相邻小区之间有足够 长的物理保护距离；(14) 用中继节点作为补充覆盖，对基站服务小区进行细分，并确定中继 节点所处区域为保证服务业务的连续性，在相邻基站业务信道的覆盖盲区， 设置中继节点来完成业务信道的补充覆盖，但不转发基站在控制时隙发送的控 制信息，即移动台工作在透明模式，它直接接收来自基站的控制信息；为此把 每个基站的服务小区划分为三个区域采用多频点技术的直接服务区域、设置 中继节点的中继分集区域、可以获得中继分集和复用增益的中继补充覆盖区域； 位于中继分集区域内的移动台可自适应选择直接接入基站进行通信、经过中 继节点进行中继通信、同时与基站和中继节点进行连接以获得分集增益的协同 通信；位于补充覆盖区域的移动台必须通过中继节点才能进行业务传输，位于 直接服务区域的移动台直接和基站进行业务连接；参见图2,介绍在全向小区中基于中继技术的TD-SCDMA网络拓朴结构图， 图中位于中心位置有阴影部分的区域是采用多频点技术的基站直接服务区域， 这样设置的目的是尽量兼容目前的多频点TD-SCDMA技术，并利用中继节点 技术，有效克服小区间扰码相关所导致的干扰，同时简化了基站布置，扩展基
站的覆盖范围，结合时域和频域资源，提高系统的频谱效率。(15)选择和确定中继节点及其类型中继节点可预先固定设置在中继分 集区域，也可以灵活选择正好移动到了中继分集区域、具有中继功能的移动台 作为中继节点；中继节点类型有固定的、便携的、游牧的、或低速移动的。图3所示为全向小区采用本发明方法选择中继节点所构成的网络拓朴结 构，而图4所示为3扇区采用本发明方法选择中继节点所构成的网络拓朴结构。可以特意在有效覆盖范围的小区边缘分别选择设置固定的 一个或多个中继 节点，基站采用智能天线分别对这些固定的中继节点进行波束赋形发送，再通 过这些中继节点进行业务发送，以提高系统性能。步骤2的具体操作内容主要是两个部分移动台接入流程移动台通过控制信道向基站直接发起接入请求，根据移 动台的链路状况，以及系统的负载情况，基站决定是建立直接链路和目标移动 台通信，还是选择合适的中继节点进行中继转发。移动台无论是直接接入基站， 还是通过中继节点接入基站，都由基站统一进行资源分配和管理。移动台接入控制算法基站根据接收到的接入请求信息，判决移动台所处 小区的具体区域，并综合考虑该基站与移动台的最短路径原则和系统负载状况， 确定移动台的接入方式建立直接链路和该目标移动台通信，或选择合适的中 继节点进行中继转发；且这两种接入方式都是由该基站统一执行资源分配和相 应的管理任务。下面简要说明基站控制移动台的不同接入方式时需要综合考虑 的各种因素当移动台处于直接服务区域时，采用 一跳通信方式和基站建立直接通信链路；当移动台处于补充覆盖区域时，通过中继节点进行基站和移动台之间的数 据传输；此时，如果系统负载小于设定的第一门限值(如40%负载)，则移动 台协同通信机制同时和多个合适的中继节点进行通信，以获得来自多个中继节 点的分集或复用增益；如果系统负载大于设定的第二门限值(如60%负载)， 则移动台只和一个最佳中继节点进行通信；
当移动台处于中继分集区域时，根据系统负载和中继节点的链路状况，确定是建立和基站的直接通信链路，还是建立通过中继节点转发的通信链路；此 时，如果负载小于设定的第三门限值(如50%负载)，则移动台同时建立分别 与基站和与中继节点的通信链路，以使处于分集区域的目标移动台同时获得来 自基站和中继节点的分集或复用增益，以提高信号质量。 步骤3的具体操作内容主要是下述五个部分(31) 判断移动台所处的服务区域基站通过识别移动台的反馈信息，判 决该移动台所处的区域，或者通过判决移动台发送来的上行控制信道的传输质 量或信号强度来判决移动台所处的区域；(32) 选4奪中继节点，配置中继节点的发送接收时隙和对上下行无线信道 进行管理基站自适应地为每个需要中继的移动台选择最佳的中继节点，中继 节点的选择是由该中继节点所归属的基站集中完成的，根据移动台当前所处环 境和链路状况，确定选用进行中继传输的中继节点；引入中继节点可以沿用现 有多频点TD-SCDMA系统的下行同步、上行同步和随机接入等机制，原因在 于采用中继技术不会影响主载频的控制信息，但是基站为各移动台分配时隙和 信道资源时，要考虑需要中继通信的移动台的资源分配问题(包括第一跳和第 二跳通信链路所使用的信道码、时隙和载频资源等)，并对这些资源进行集中管 理和千扰协调，以便通过资源复用来提高系统性能的同时，尽量减小干扰；参见图5,介绍一种简单的基于时隙复用的无线资源分配机制实施例，在 业务时隙TSl,移动台(UE)发送信息给中继节点(RS)， RS此时接收到来自 移动台的信息后，将在后面子帧中的时隙TS2把来自移动台的业务信息转发给 基站(BS)，基站将在TS2收到经RS转发的移动台的业务信息。同理，当基 站有业务信息发送给移动台时，基站在TS4时隙把信息发送给RS， RS在后面 某个子帧的TS5时隙把信息发送给移动台。从该时序流程图的分析可知，对于 中继节点RS来说，其时隙切换点的变化较为频繁，这需要对现有的MAC层协 议进行适当修改。RS何时接收来自BS和移动台的业务，何时向BS和RS发 送业务，都需要由基站BS进行集中控制和调度。(33 )对位于补充覆盖区域的移动台的中继通信链路的干扰进行协调处理 如果处于补充覆盖区域的两个移动台，彼此处于对方的干扰区域，则为这两个 移动台优先配置不同频点资源，如果没有可用频率，则配置不同时隙，以减小 干扰；如果这两个移动台还分属不同的小区，则还需要为移动台中继链路配置 不同的扰码；基站可以釆用传统的无线资源管理机制对处于直接服务区域的通 信链路的无线资源进行管理，但对处于中继分集区域和补充覆盖区域的移动台， 则要选择合适的中继节点和中继链路，并釆用基于干扰协调和资源复用的无线 资源管理机制。选择中继节点的具体原则是(331) 目标移动台选择位于自己节点覆盖范围内、处于中继分集区域、且 具有中继能力的空闲节点作为中继节点，要求基站和中继节点间的通信能力和 中继节点和移动台间的通信能力相当；(332) 中继节点和基站之间建立直接通信链接，假设中继节点采用的通信 频点资源为,，占用的时隙为71，而中继节点和目标移动台的通信所使用的频 点资源为力，占用的时隙为Tj,要求同时满足力=力和7^7];(333 )对于相邻的两个中继节点，如果处于相互干扰区域，则要求该两个 中继节点进行通信所使用的频点资源和时隙资源至少有一项不相同；假设该两 个中继节点使用相同的时隙切换点，其使用的频率分别为/和力，使用的时隙分 别为71和Tj,要求同时满足,#力或7>7];(334 )为了使中继节点到目标移动台链路的传输能力和基站到该中继节点 链路的传输能力相当，要求第一跳和第二跳通信链路的空中接口通信能力或传 输速率基本相同或相近，然后进行发射功率和无线资源的集中管理和分配。(335 )如果整个TD-SCDMA系统负载较轻，且目标移动台根据业务传输 要求，需要配置多条中继通信链路，则选择多个合适的中继节点，并同时和该 多个中继节点进行协同通信，获得分集或者复用效果。(34)判决、建立中继分集区域内的通信链路和分配资源对于处于中继 分集区域的移动台，先判断TD-SCDMA系统的负载是否大于第四门限值(如 70%负载)，或者通信链路质量无法达到业务的通信质量要求，且此时有离目标 移动台更近的中继节点可以进行中继转发时，则目标移动台和中继节点建立单跳中继通信链路，否则和基站建立直接的通信链路；如果此时该目标移动台和基站直接通信链路以及通过中继节点进行数据转 发通信的两条链路质量都不能达到业务传输质量需求，则要考虑对这两条链路 进行分集接收和发送；如果移动台有多条满足要求的中继链路可供业务传输， 则根据业务需求选"t奪最佳的多条中继通信链路(包括和基站的直接通信链路以 及和多个中继节点的中继链路)，以获得分集和复用增益；只是此时要求同时通 信的链路数量性价比最高，即多链路带来的分集/复用增益和占用多条通信链路 的开销比率最优化。(35)釆用基于中继技术的抗干扰措施中继技术的应用，使得时隙资源 和频率资源可以复用在于同一个小区/扇区内；但是，此时要釆用先进的资源分 配机制和基于中继技术的抗干扰措施，在最大限度的条件下减少干扰和能耗， 使得多频点TD-SCDMA网络处于高效工作。具体技术措施为A、 如果位于直接服务区域内的移动台非常多，即基站为处于直接服务区 域用户所消耗负载大于第五门限值5 (如75 %负载)，则此时只为直接服务区域 的移动台提供服务；B、 如果基站具有足够无线资源为直接服务区域的移动台服务，且此时还有 处在中继分集区域的目标移动台需要提供服务，则基站为移动台采用选择分集 技术，选择最佳通信路径到达移动台。如果此时系统负载低于第六门限值(如 60%负载)，且移动台和基站的直接通信链路并不足以保证目标移动台所承载的 业务的通信质量或传输速率要求，就可以为该目标移动台分配两份资源 一份 资源用于基站和目标移动台直接通信，另外一份资源用于中继链路通信，移动 台对分别接收到的来自基站和来自中继节点的信息进行分集/复用接收。如果此 时的目标移动台的通信质量仍然达不到业务质量或传输速率需求，可以同时和 多个合适的中继节点进行通信，从而获得来自多个中继节点的分集/复用增益。C、 如果基站处有足够无线资源为处于直接服务区域和中继分集区域的移 动台服务，即系统负载不超过第七门限值(如50%负载)，且在补充覆盖区域
内有移动台需要提供服务时，则采用中继方式为移动台提供资源分配。此时， 如果目标移动台需要提供更好的服务质量，且系统有足够的无线资源供移动台使用，则目标移动台可以选择合适数量的中继节点同时进行协同通信，以获得 满意的分集/复用增益。综上所述，本发明方法采用中继站技术可以有效解决多频点TD-SCDMA 在小区边缘区域干扰较大、基站覆盖范围较小、相邻基站不能灵活支撑不对称 业务、容量有待进一步提高等问诸多题。参见图6，介绍采用本发明的中继技术进行的实施例和不采用中继技术的 相关技术的性能对比曲线图。仿真试验时，每条链路采用智能天线技术后的目 标信噪比为-10dB,每个用户占用扩频长度为16的一个扩频码，并且每个全向 小区配置3个频点。移动台根据最短路径计算方法接入基站/中继节点，采用菱 形标注的"无中继技术"仿真曲线表明采用传统基站组网方式的下行链路用户服 务满意率。采用正方形标注的"3中继节点"仿真曲线表明每个全向小区配置3 个中继节点时的下行链路性能数值，此时中继节点均匀分布，中继节点距离小 区中心为小区半径的0.75。釆用三角形标注的"6中继节点"仿真曲线表明每个 小区均匀布置6个中继节点时下行链路性能数值，此时中继节点距离基站为小 区半径0.75倍。仿真试验的结果表明，当小区负载较轻时，如果采用最短路径 接入机制，中继节点会引入干扰，导致其性能不如直接和基站通信；但是当系 统负载增加到50%及其以上时，引入中继节点能够明显改善通信性能；并且负 载越大，中继节点布置越多，性能越好。仿真试验的结果也表明，直接采用最 短路径接入基站/中继节点算法性能要比联合考虑系统负载和最短路径接入基 站/中继节点算法的性能差一些。
权利要求
1、一种基于中继技术的多频点TD-SCDMA组网及通信的实现方法，其特征在于包括下列操作步骤(1)规划基站站址，自适应确定每个基站的控制信道和业务信道的发射功率时，不要求业务信道实现全网连续覆盖，并灵活设置各个基站的上下行切换点，同时采用中继节点对业务信道的盲区作补充覆盖；(2)移动台根据透明模式发起接入请求，基站为该接入请求选择合适的中继节点，自适应建立适宜的中继通信链路，并可获得中继的分集或复用增益；(3)基站对各中继链路的无线资源进行集中管理，自适应设置控制信道和业务信道的发射功率，并为各中继和非中继链路分配包括频率、时隙、码的各种无线资源。
2、 根据权利要求1所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征在于所 述步骤(1 )进一步包括下列操作内容(11) 规划基站的站址在对某个区域进行基站站址规划设计时，先选择 业务量最大或最重要的热点地区设置基站，再在业务量次之或重要性次之的热 点地区设置基站；在保证控制信道能够连续覆盖，允许业务信道有覆盖盲区的 前提下，按照以上规则循环进行规划设计，直到完成该区域的基站规划；(12) 设置基站功率基于链路预算和开环功率控制算法，分别设置每个 基站的控制信道和业务信道的初始发射功率，保证各基站在相邻小区的TS0时 隙和下行导频DwPTS时隙发射的控制信道信息能够连续覆盖，但其他业务时 隙信号只能覆盖部分区域，以确保相邻小区间的业务时隙没有干扰，此时的控 制信道的发射功率大于业务信道的发射功率；(13) 设置基站的上下行时隙每个基站根据自己的上下行业务量，采用 慢速动态信道分配算法确定其上下行时隙切换点；如果相邻小区存在交叉时隙 干扰，则采用控制业务信道发射功率的方法来保证交叉时隙的干扰小于最大允 许干扰门限值，即通过功率控制保证具有交叉时隙干扰的相邻小区之间有足够 长的物理保护距离；(14) 用中继节点作为补充覆盖，对基站服务小区进行细分，并确定中继 节点所处区域为保证服务业务的连续性，在相邻基站业务信道的覆盖盲区， 设置中继节点来完成业务信道的补充覆盖，但不转发基站在控制时隙发送的控 制信息，即移动台工作在透明模式，移动台直接接收来自基站的控制信息；为 此把每个基站的服务小区划分为三个区域采用多频点技术的直接服务区域、 设置中继节点的中继分集区域、可以获得中继分集和复用增益的中继补充覆盖 区域；位于中继分集区域内的移动台可自适应选择直接接入基站进行通信、 经过中继节点进行中继通信、同时与基站和中继节点进行连接以获得分集增益 的协同通信；位于补充覆盖区域的移动台必须通过中继节点才能进行业务传输， 位于直接服务区域的移动台直接和基站进行业务连接；(15) 选择和确定中继节点及其类型中继节点可预先固定设置在中继分 集区域，也可以灵活选^r正好移动到了中继分集区域、具有中继功能的移动台作为中继节点；中继节点类型有固定的、便携的、游牧的、或低速移动的。
3、 根据权利要求1或2所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征在于 在每个小区内，中继节点可以有一个或多个，但都处于中继分集区域，基站采 用智能天线技术分别对这些固定的中继节点进行波束赋形发送或者接收，中继 节点再进行全向或者定向业务传输，从而减轻中继节点的复杂度，但同时显著 提高传统蜂窝移动通信系统性能。
4、 根据权利要求1所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征在于所 述步骤(2)中，基站为移动台的接入请求进行的操作包括下列内容基站接收 到移动台通过控制信道向该基站直接发起的接入请求后，根据接入请求的信息， 判决该移动台所处位置，综合考虑基站与移动台间的路径损耗，以及当前基站 的系统负载，确定移动台的接入方式建立移动台和基站间的直接通信链路， 或选择合适的中继节点进行中继通信；中继通信和直接通信都是由基站统一执 行资源调度和相应的通信管理功能。
5、 根据权利要求4所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征在于移 动台的不同接入方式是由基站根据以下因素确定的当移动台处于直接服务区域时，采用一跳通信方式和基站建立直接通信链路；当移动台处于补充覆盖区域时，通过中继节点进行基站和移动台之间的数 据传输；此时，如果系统负载小于设定的第一门限值，移动台采用协同通信机 制同时和多个合适的中继节点进行通信，以获得来自多个中继节点的分集或复 用增益；如果系统负载大于设定的第二门限值，则移动台只和一个最佳中继节 点进行通信；当移动台处于中继分集区域时，根据系统负载和中继节点的链路状况，确 定是建立和基站的直接通信链路，还是建立通过中继节点转发的通信链路；此 时，如果负载小于设定的第三门限值，则移动台同时建立分别与基站和与中继 节点的通信链路，以使处于分集区域的目标移动台同时获得来自基站和中继节 点的分集或复用增益，以提高信号质量。
6、根据权利要求1所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征在于所 述步骤(3)进一步包括下列操作内容(31) 判断移动台所处的服务区域基站通过识别移动台的反馈信息，判 决该移动台所处的区域，或者通过判决移动台发送来的上行控制信道的传输质 量或信号强度来判决移动台所处的区域；(32) 选择中继节点，配置中继节点的发送接收时隙和对上下行无线信道 进行管理基站自适应地为每个需要中继的移动台选择最佳中继节点，中继节 点的选择是由该中继节点所归属的基站集中完成的，根据移动台当前所处环境 和链路状况，确定选用进行中继传输的中继节点；中继技术不会影响主载频的 控制信息，但是基站为各移动台分配时隙和信道资源时，要考虑需要中继通信 的移动台在第一跳和第二跳通信链路所使用的信道码、时隙和载频资源，并对 这些资源进行集中管理和干扰协调，以便复用资源，减小干扰，提高系统性能；(33) 对位于补充覆盖区域的移动台的中继通信链路的干扰进行协调处理 如果处于补充覆盖区域的两个移动台，彼此处于对方的千扰区域，则为这两个移动台优先配置不同频点资源，如果没有可用频率，则配置不同时隙，以减小干扰；如果这两个移动台还分属不同的小区，则还要为移动台中继链路配置不 同的扰码；基站采用传统的无线资源管理机制对处于直接服务区域的通信链路 的无线资源进行管理，但对处于中继分集区域和补充覆盖区域的移动台，则要 选捧合适的中继节点和中继链路，并采用基于干扰协调和资源复用的无线资源 管理一几制；(34) 判决、建立中继分集区域内的通信链路和分配资源对于处于中继 分集区域的移动台，先判断TD-SCDMA系统的负载是否大于第四门限值，或 者通信链路质量无法达到业务的通信质量要求，且此时有离目标移动台更近的 中继节点可以进行中继转发时，则目标移动台和中继节点建立单跳中继通信链 路，否则直接和基站建立直接通信链路；如果目标移动台和基站直接通信链路 和通过中继节点进行数据转发的中继通信链路都不能满足业务传输质量需求， 则要考虑对这两条链路进行分集接收和发送；如果移动台有多条满足要求的中 继链路可供业务传输，则根据业务需求选择最佳的中继通信链路，保证获得分 集和复用增益；(35) 采用基于中继技术的抗干扰措施中继技术的应用，使得同一个小 区/扇区内可以进行时隙资源和频率资源复用；此时要采用先进的资源分配机 制，来保证干扰和能耗小，且系统吞吐量大。
7、根据权利要求6所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征在于选 择中继节点的原则是(1) 目标移动台选择在自己节点覆盖范围内、处于中继分集区域、且具有 中继能力的空闲节点作为中继节点，要求基站和中继节点之间的通信能力和中 继节点和移动台之间的通信能力相当；(2) 中继节点和基站之间建立直接通信链接，且中继节点和基站间通信采 用的频点,与该中继节点和目标移动台间通信采用的频点力相同，中继节点和 基站之间占用的时隙ri与该中继节点和目标移动台之间占用的时隙7]不相同；(3) 对于相邻的两个中继节点，如果处于相互干扰区域，则要求两中继节点通信使用的频点资源和时隙资源至少有一项不相同；(4)为了使中继节点到目标移动台的链路传输能力和基站到中继节点的链 路传输能力相当，要求第一跳和第二跳通信链路的空中接口通信能力基本相同 或相近，具体实现方法由功率控制和速率自适应算法确定；(5 )如果整个TD-SCDMA系统负载较轻，且目标移动台根据业务传输要 求，需要配置多条中继通信链路，则选择多个合适的中继节点，并同时和该多 个中继节点进行协同通信，获得分集或者复用效果。
8、根据权利要求6所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征在于所 述基于中继技术的抗干扰技术措施包括下列内容(1 )如果位于直接服务区域内的移动台非常多，即为基站处于直接服务区 域的移动台所消耗的负载大于第五门限值，则此时只为直接服务区域的移动台服务；(2)如果基站具有足够无线资源为直接服务区域的移动台服务，且此时还 需要为处于中继分集区域的目标移动台提供服务，则基站为移动台配置最佳通 信链路；如果系统的负载低于第六门限值，移动台和基站的直接通信链路不足 以保证目标移动台所承载业务的通信质量或者传输速率要求，则为该移动台分配两份资源其中之一用于基站和目标移动台的直接通信，另一份资源用于中 继链路通信，移动台分别接收来自基站和来自中继节点的信息并进行分集/复用 接收；如果此时的目标移动台通信质量仍然达不到业务质量或传输速率需求， 则其同时和多个适宜的中继节点进行通信，以获得来自多个中继节点的分集/ 复用增益。(3 )如果基站具有足够无线资源为位于直接服务区域和中继分集区域的移 动台服务，即系统负载不超过第七门限值，且需要为位于补充覆盖区域的移动 台提供服务时，则采用中继方式为移动台提供资源分配；此时，如果目标移动 台需要提供更好的服务质量，且系统提供给移动台使用的无线资源充足，则目 标移动台可选择合适数量的中继节点同时进行协同通信，以获得满意的分集/ 复用增益。
9、根据权利要求5或6或8所述的多频点TD-SCDMA组网方法，其特征 在于所述系统负载的各个门限值的数值如下第一门限值是40%,第二门限 值是75%，第三门限值是50%，第四门限值是70%,第六门限值是60%，第 七门限值是50%。
全文摘要
一种基于中继技术的多频点TD-SCDMA组网及通信的实现方法，操作步骤是(1)规划基站站址，自适应确定每个基站的控制信道和业务信道的发射功率，并灵活设置各个基站的上下行切换点，同时采用中继节点对业务信道的盲区作补充覆盖；(2)移动台根据透明模式发起接入请求，基站为该接入请求选择合适的中继节点，自适应建立适宜的通信链路，自适应获得中继的分集或复用增益；(3)基站对各中继链路的无线资源进行集中管理，自适应设置控制信道和业务信道的发射功率，并为各中继和非中继链路分配频率、时隙、码等各种无线资源。该方法较好地解决了扩展基站的覆盖范围、提高系统容量、减少小区间干扰、自适应便捷组网、高效支持不对称业务等诸多技术问题。
文档编号H04W16/26GK101132601SQ20071012194
公开日2008年2月27日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者彭木根, 王文博 申请人:北京邮电大学