无线电通信系统和无线电通信控制方法

专利名称：无线电通信系统和无线电通信控制方法
技术领域：
本发明总体上涉及无线电通信系统以及无线电通信控制方法，更具 体地说，涉及包括无线电基站、无线电中继站和移动终端的无线电通信 系统和无线电通信控制方法。
背景技术：
存在各种已知的无线电通信系统，在这些无线电通信系统中，W-CDMA已经实际应用于移动电话。此外，还将WiMAX (微波接入全 球互通)发展为高速传输系统。而且，自适应阵列天线系统已经被认为 是一种用于改进无线电基站与移动或者固定终端之间的无线电通信中的 信号对干扰和噪声比(SINR)的技术。该自适应阵列天线系统大致分为 以下两个系统利用波束形成的系统，其目的在于提高发送给终端的信 号功率；和利用波束零点形成(millforming)的系统，其目的在于降低对 于其他终端干扰功率。在采用这种自适应阵列天线系统的情况下，无线电基站需要检测终 端的存在及其方向。针对该检测，通常利用广播信息(广播消息)执行 网络进入操作(终端感测)。假设在该无线电基站的区域中的所有终端都 可以收到该广播信息。因此，通常通过全向天线发送该广播信息。这是 因为如果终端的位置未确定，则不可能在终端的方向上形成波束。由于 全向天线在增益方面比形成波束的定向天线小，因此其服务区的半径较 小。从而在全向天线的服务区以外的终端无法收到通信服务。因此，提出了如下两种方法。根据第一种方法，针对下行链路，无 线电基站在终端计算它的时间平均值时重复发送广播信息，以将SNR(信 噪比)提高到用于接收的最小可接受级(level)，并接收该广播信息。针 对上行链路，该终端也重复发送响应，从而向无线电基站通知其存在。 另一方面，根据第二种方法，针对下行链路，无线电基站形成一波束，并在将该波束旋转360度的同时执行扫描，当该波束定向在终端方向上时，该终端执行间歇接收以接收广播信息。针对上行链路，该终端重复 发送响应，从而向无线电基站通知其存在，这一点与上述第一种方法一 样。无论在采用第一种方法还是第二种方法的情况，重发控制序列都会 与正常通信序列相干扰。因此，无论在第一种方法还是第二种方法中， 在网络进入前都要花费很长的时间，并在无线电基站和终端处的处理量 都会增加。此外，无论第一种方法还是第二种方法都不能一直确保网络 进入，这使得在服务提供方面仍存在问题。为了帮助解决该问题，公知 的是仅针对下行链路对于广播信息提高功率，但是这样会增大对于其他小区的干扰(这意味着这种方法尽管对于SNR改进很有效，但是不利于 SINR的改进)，以及功率放大单元的线性问题。此外，己知一种具有无线电中继站的无线电通信系统，该无线电中 继站对到无线电基站的传输和来自无线电基站的传输进行中继。为了覆 盖无线电基站的服务区的盲区(无信号区)或者扩展无线电基站的服务 区而设置该无线电中继站。但是，这导致在无线电基站与终端之间的现 有链路中增加了无线电基站与无线电中继站之间的链路以及无线电中继 站与终端之间的链路，从而降低了传输效率。具体地，经过无线电中继 站的链路数量的增加导致传输效率明显降低。因此，可以通过该无线电 中继站通信的终端数量是有限的。而且，根据一种已知的结构，在应用W-CDMA的无线电通信系统 的无线电基站中设置有发送阵列天线、发送波束形成器、接收阵列天线 和接收波束形成器。通过由接收波束形成器进行的处理形成多个输入(上 行链路)波束，并且选择多个输入波束中的使接收功率达到最大的一个 输入波束来执行接收。通过发送波束形成器执行处理以在所选的输入波 束方向形成发送波束，并从发送阵列天线执行发送。如果在预定时间段 内没有收到来自终端的输入(上行链路)信号，则控制发送波束形成器 使其不形成送向该终端的发送波束。(例如，参见日本专利申请特开平 11-266228号。)
根据日本专利申请特开平11-266228号，执行多次发送和接收波束， 并在识别出来自终端的网络进入请求后，引导波束。该方案基于固定波 束形成(所谓"切换波束")的前提，并且无法执行适应于终端运动的波 束控制。因此，频繁发生由于终端运动而导致的移交或者切换波束。通过如下方式可以扩展终端的可执行通信的移动范围，即，在无线 电通信系统中设置无线电中继站以扩展无线电基站的服务区或者覆盖无 线电基站的服务区的盲区，以及通过对该无线电中继站应用自适应阵列 天线系统。但是，如上所述，这导致在网络进入以前需要很长的时间段。 并且，在终端通过无线电中继站与无线电基站通信的情况下，由于形成 了无线电中继站与无线电基站之间的链路、无线电中继站与终端之间的 链路以及无线电基站与终端之间的链路，还造成传输效率降低的问题。发明内容本发明的实施方式可以解决或者缓解上述问题中的一个或者更多个。根据本发明的一个实施方式，提供了可以解决或者缓解上述问题中 的一个或者多个的无线电通信系统和无线电通信控制方法。根据本发明的一个实施方式，迅速建立无线电基站与终端之间的链 路，并防止传输效率降低。根据本发明的一个实施方式，提供了一种具有无线电基站和无线电 中继站的无线电通信系统，在该系统中终端通过链路与无线电基站执行 无线电通信或者通过链路经由中继站与无线电基站执行无线电通信，其中无线电基站包括天线增益模式切换部，其被构造成在全向天线增益 模式与定向天线增益模式之间进行切换；以及控制部，其被构造成通过使天线增益模式切换部切换到定向自适应阵列天线增益模式，来将波束 向位于由全向天线增益模式覆盖的正常服务区以外的、由定向自适应阵 列天线增益模式覆盖的扩展服务区和无线电中继站的服务区中的一个服 务区内的所述终端引导。根据本发明的一个实施方式，提供了一种在无线电基站与终端之间
执行无线电通信的无线电通信控制方法，所述无线电基站包括切换部， 该切换部被构造成在全向天线增益模式与定向天线增益模式之间进行切 换，并且一个或者多个无线电中继站均被构造成对所述无线电基站与所 述终端之间的无线电通信进行中继，该无线电通信控制方法包括如下步 骤所述无线电基站通过响应于从所述终端经由所述一个或者多个无线 电中继站接收的控制信息，基于定向自适应阵列天线增益模式形成用于 终端的波束，以在所述无线电基站与所述终端之间执行无线电通信。根据本发明的一方面，处于由无线电基站的全向天线增益模式覆盖 的正常服务区以外的终端通过无线电中继站向所述无线电基站通知其存 在。从而，所述无线电基站迅速识别出所述终端的网络进入，并切换到 自适应阵列天线增益模式从而将波束向着所述无线电中继站的所述终端 所在的方向引导。结果，迅速建立了链路使得所述无线电基站和所述终 端能够彼此执行直接无线电通信。另外，通过对无线电中继站配置被构 造成基于自适应阵列天线形成波束的部分，可以形成多个链路并且减少 跳数，从而提供有效的无线电通信服务。


结合附图，通过进行如下详细描述将使本发明的其他目的、特征和 优点变得更加清楚，其中图1是用于例示根据本发明第一实施方式的服务区的图；图2是用于例示本发明第一实施方式的图；图3是用于例示根据本发明第一实施方式的帧格式的图；图4是用于例示根据本发明第一实施方式的发送帧和接收帧的图；图5是用于例示本发明第二实施方式的图；图6是用于例示根据本发明第二实施方式与在RS覆盖区域内的终端 进行通信的多种方式的列表；图7是用于例示本发明第三实施方式的图； 图8是用于例示本发明第四实施方式的图； 图9是用于例示本发明第五实施方式的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。 [第一实施方式]图1是示出根据本发明第一实施方式的无线电基站(以下简称为"BS")、终端或者移动站(以下简称为"MS#1、 MS弁2和MS存3")以及 无线电中继站(以下简称为"RS")的布置和服务区之间关系的图。作为 服务区的示例，图l示出正常服务区a,该区域是BS不执行波束形成或 者不形成波束的情况的服务区；AAS扩展区b，该区域是在通过自适应 阵列系统(AAS)或者根据定向增益天线模式的系统执行了波束形成的 情况下的扩展服务区；以及RS覆盖区域c，该区域是由RS覆盖的服务 区。此外，作为终端的示例，图l示出位于正常服务区a的MSW、位于 AAS扩展区域b的MS#2和位于RS覆盖区域c的MS#3 。参照图1，根据本实施方式的无线电通信系统包括无线电基站BS和 无线电中继站RS。 MS#2通过链路与无线电基站BS执行无线电通信， 并且MS#1通过链路经由无线电中继站RS与无线电基站BS执行无线电 通信。在该无线电通信系统中，无线电基站BS包括天线增益模式切换部 和控制部，该天线增益模式切换部被构造成对全向天线增益模式和形成 到目的地的波束的定向自适应阵列天线增益模式进行切换；该控制部被 构造成通过使天线增益模式切换部将天线增益模式切换为定向模式，来 将波束向位于由全向天线增益模式覆盖的正常服务区a外部的、由定向 自适应阵列天线增益模式覆盖的扩展服务区b中的MS#1引导或者向位 于无线电中继站RS的服务区c中的MSM引导。根据该实施方式的无线电通信控制方法包括无线电基站BS和无线 电中继站RS，该无线电基站BS包括被构造成对全向天线增益模式和形 成到目的地的波束的自适应阵列天线增益模式进行切换的部分，所述无 线电中继站RS对无线电基站BS与MS之间的无线电通信进行中继；并 且该无线电基站BS执行无线电基站BS与MS之间的无线电通信。该无 线电通信控制方法包括以下处理无线电基站BS通过响应于通过无线电 中继站RS从MS接收的控制信息，基于自适应阵列天线增益模式形成用 于MS的波束，来执行该无线电基站BS与该MS之间的通信。图2是用于例示本发明第一实施方式的图。在图2中，用标号l表 示无线电基站(BS)，用标号2表示终端(MS)，并用标号3表示无线电 中继站(RS)。无线电基站1包括阵列天线10、 RF (高频)电路ll、接 收部12以及发送部13。接收部12包括上行链路波束形成电路14、接收 电路16、帧分解器(frame disassembler)电路18以及切换电路SW1。帧 分解器电路18分离控制信息和用户数据。发送部13包括下行链路波束 形成电路15、发送电路17、帧组合器(frame assembler)电路19以及切 换电路SW2。帧组合器电路19生成包含控制信息和用户数据的帧。在图 中没有示出用于控制各部分的、由处理器形成的控制部。无线电基站1 与核心网络连接。在图中也没有示出该连接的结构。切换电路SW1和SW2 在全向天线增益模式与定向天线增益模式之间切换阵列天线的天线增益 模式。切换电路SW1和SW2与上行链路波束形成电路14和下行链路波 束形成电路15 —起形成天线增益模式切换部。可以采用基于各种电子电 路的切换部作为天线增益模式切换部。终端(MS) 2是移动的并可由用户直接操作。终端2包括RF (高频) 电路21、接收部22、发送部23以及控制信息分析器电路28。接收部22 包括接收电路24和帧分解器电路26。发送部23包括发送电路25、帧组 合器电路27。帧分解器电路26在对接收进行处理时分离控制信息和用户 数据。控制信息分析器电路28分析该控制信息。控制信息分析器电路28 根据需要将上行链路控制信息连同上行链路用户数据一起输入给帧组合 器电路27，从而通过发送电路25发送该上行链路控制信息和用户数据。 在图中未示出被构造成控制各部分的控制部、用户操作输入/输出部和显 示部。无线电中继站(RS) 3包括天线30、 RF (高频)电路31、下行链路 处理部32以及上行链路处理部33。下行链路处理部32包括接收电路 34-1、发送电路35-l、帧分解器电路36-l、帧组合器电路37-l以及控制 信息转换器电路38-l。上行链路处理部33包括接收电路34-2、发送电路 35-2、帧分解器电路36-2、帧组合器电路37-2以及控制信息转换器电路 38-2。在图中没有示出包括用于控制各部分的、由处理器形成的控制部。 将天线30示出为常规全向天线，但是也可以是与无线电基站1中相同的 用于形成波束的阵列天线。RF电路31包括切换电路SW3。当无线电基站1的切换电路SW1和SW2以图2所示方式切换时， 上行链路波束形成电路14和下行链路波束形成电路15均未连接。因此， 阵列天线10具有全向天线增益模式，从而无线电基站1可以与处在图1 的正常服务区a内的终端2执行直接无线电通信。此外，切换该切换电 路SW1使上行链路波束形成电路14连接在接收电路16与RF电路11之 间，这使得通过由上行链路波束形成电路14进行的天线加权而形成接收 波束(上行链路波束)。此外，切换该切换电路SW2使下行链路波束形 成电路15连接在发送电路17与RF电路11之间，这使得可以通过由下 行链路波束形成电路15进行的天线加权而形成发送波束(下行链路波 束)。即，通过包括切换电路SW1和SW2的天线增益模式切换部可以对 全向天线增益模式和自适应阵列天线增益模式进行切换。将无线电中继站3示出为包括对控制信息进行中继(发送和接收) 的下行链路处理部32和上行链路处理部33，但是还可以将无线电中继站 3构造为包括一对用户数据进行中继(发送和接收)的部分。将各控制信 息转换器电路38-l和38-2构造成基于预定条件或者控制部(在图中未 示出)进行的确定来转换并中继控制信息。例如，在将来自无线电基站l 的包含仅表示可执行通信的频带的信息的控制信息转换为表示要分配给 无线电中继站3的从属终端的频带的控制信息，并通过下行链路发送该 经转换的控制信息的情况下，控制信息转换器电路38-l转换控制信息。 可以从无线电中继站30中省略上述控制信息转换器电路38-1和38-2， 从而将无线电中继站30构造成仅在无线电基站1与终端2之间中继(发 送和接收)控制信息。终端2能够与无线电基站1或者无线电中继站3 执行无线电通信。在图2所示的状态中，无线电基站1通过全向天线增 益模式发送控制信息，无线电中继站3中继该控制信息。终端2通过无 线电中继站3接收该控制信息，并对无线电基站1执行进入发送。无线
电基站1通过自适应阵列天线增益模式向终端2发送用户数据并从终端2 接收用户数据。图3是用于例示根据本发明第一实施方式的帧格式的图。图3示出 在采用TDD (时分双工)来执行全双工通信的情况下的帧结构。图3示 出针对于图1所示的位于正常服务区a中的MS#2和位于RS覆盖区域c 中的MS弁1的帧的上行链路(UL)内容和下行链路(DL)内容。参照图 3，位于帧的头部的"DL控制"是发送的下行链路控制信号。在"BS—RS 区带"示出了从无线电基站1向无线电中继站3发送的突发信号"RS突 发"。在"BS—MS区带"示出了从无线电基站1向终端2 (MS#2)发送 的突发信号"MS#2突发"。在"RS—MS区带"示出了从无线电中继站3 向终端2 (MS#1)发送的下行链路控制信号"用于MS存1的DL控制"， 该下行链路控制信号是使MS#1进行进入所必须的信息。在"MS—RS 区带"示出了从终端2 (MS#1)到无线电中继站3的响应信号"用于RS 的UL响应"。在"MS—BS区带"示出了从终端2 (MS#2)向无线电基 站1发送的突发信号"MS#2突发"。在"RS—BS区带"示出了从无线电 中继站3到无线电基站1发送的突发信号"RS突发"。图4是表示在各无线电基站(BS) 1、 MS#2 (终端)、无线电中继站 (RS) 3和MSW (终端)中将图3所示的帧内容划分为发送Tx和接收 Rx的图。BS1切换切换电路SW2 (图2)从而使RF电路11与发送电路 17连接，使得阵列天线IO具有全向天线增益模式。然后，BS l发送具 有DL子帧的控制信息(广播信息)(DL控制)。RS 3通过切换电路SW3 使RF电路31与下行链路处理部32的接收电路34-1相连。在帧分解器 电路36-1分离控制信息(下行链路)。根据需要将该控制信息(下行链路) 直接地或者在控制信息转换器电路38-1中经过转换后提供给帧组合器电 路37-l，从而在帧组合器电路37-l中形成帧。在发送时，RS3通过切换 电路SW3使发送电路35-1与RF电路31相连，并发送该控制信息。艮P， RS 3接收BS 1的控制信息，并将该控制信息发送给位于RS覆盖区域c 中的MS弁1 (用于MS弁1的DL控制)。RS3可以将从BS1发送的控制信 息作为控制信息直接传送给MS#1。作为另外一种选择，S3还可以提取
要如上所述地在控制信息转换器电路38-1控制所需的信息并对其进行处 理，并将所处理的处理信息作为控制信息进行发送。MS#1从RS 3接收控制信息，并且向RS 3发送响应信息(用于RS 的UL响应)。这里，MS#1既可以知道RS 3的存在也可以不知道RS 3 的存在。在后一种情况，MS#1在进行响应时将RS 3视为BS 1。 RS 3从 MSW接收响应信息，并在上行链路处理部33 (图2)处理该响应信息。 然后，RS 3向BS 1发送响应信息从而通知BS 1该MS#1的存在。这里， RS 3还通知BS 1: BS 1必须基于自适应阵列天线增益模式形成波束以与 MS弁1直接通信。g口， RS3通知BS1:该MS存1不在正常服务区a内， 而在与AAS-扩展区域b相对应的RS覆盖区域c中。结果，BS1切换到 自适应阵列天线增益模式从而形成朝向RS 3方向的波束，并启动与MS弁1 的通信。即，BS1在向MS弁1进行发送时，通过切换电路SW2使发送电 路17和下行链路波束形成电路15相连。由于一开始BS 1就知道RS 3 的位置，因此BS 1沿RS 3的方向形成波束，在该RS 3中定位MS針。 即，BS 1根据接收和发送定时切换SW1和SW2，并通过借助上行链路 波束形成电路14和下行链路波束形成电路15的功能而形成波束来执行 接收和发送。还可以对如下情况施加控制在没有形成用于MS#1的波 束的情况下，BS 1确定通过RS 3与MS#1继续通信。还可以利用该RS3的确定功能，针对是否切换到形成用于MS射的 波束的加权天线增益模式作出确定，以通过从RS 3到BS l的响应信息 (用于BS的UL响应(MS#1))中的请求信息，将所述确定通知给BS 1， 而非依照BS 1的确定功能实现这一点。在该情况，BS 1在下一帧向RS 3 发送针对来自RS 3的请求信息的授权响应或者拒绝响应。作为另外一种 选择，BS 1可以在不对该请求信息进行响应的情况下形成波束并执行向 MS#1的直接发送(授权)或者将数据存储在MSW中(拒绝)。由于MS存2位于正常服务区a中，因此BS 1切换开关电路SW1和 SW2 (图2)，从而将接收电路16和发送电路17连接到RF电路11，并 在从MS#2接收以及向MS#2发送时利用全向天线增益模式执行来自 MS#2的接收和向该MS#2的发送。图5是用于例示本发明第二实施方式的图。由BS的全向天线增益模 式覆盖的正常服务区a、作为基于定向自适应阵列天线增益模式扩展的区 域的AAS-扩展区域b以及作为RS的服务区的RS覆盖区域c均与图1 所示的情况相同。此外，BS、 RS和终端(MS#1)具有和图2所示结构 一样的结构。当BS根据经由RS来自MS#1的响应信息识别出(或者确 定出)MS弁l位于RS覆盖区域c时，BS执行控制以将向RS引导波束。 要求对波束方向进行优化。为此，BS使波束进行扫描以覆盖整个RS覆 盖区域c。通过经由BS/RS/MS#1的中继链路的控制信息通知BS该MS存l 的所得的接收状况，例如通过SINR测量装置的测量结果。由于BS可以 识别优化MS弁1的接收状况的波束方向，因此该BS可以基于自适应阵列 天线模式确定MSM的波束方向。因此，即使在RS覆盖区域c相对较宽 时，也可以迅速地优化来自BS的波束方向并向MS#1发送用户数据同时 从MSW接收用户数据。此外，如果可以利用上行链路响应信息向BS通知MS#1的位置信息 (例如，通过GPS的位置测量信息)，则BS可以在不执行上述扫描的情 况下迅速控制用于MS#1的波束方向。在这种情况下，可以通过如下方 式进一步提高MS#1中的接收质量，即，通过测量接收质量信息并将该 测量接收质量信息作为上述上行链路响应信息通知给BS。图6是示出与RS覆盖区域c中的MS#1通信的多个方式的列表。在 图6中，将MSW的网络进入后传送控制信息和用户数据的方式示出为 方法1到3。根据方法1，在RS不介入的情况下通过波束形成来传送控 制信息和用户数据(表示为BS/MS)。根据方法2，经由RS传送控制信 息(表示为BS/RS/MS)，而通过波束形成传送用户数据(表示为BS/MS)。 根据方法3，与方法2 —样通过RS传送控制信息如(表示为BS/RS/MS)， 并且也通过RS传送用户数据(表示为BS/RS/MS)。只要RS采用BS的帧格式中的时隙通过BS和RS之间的链路以及 RS和MS#1之间的链路通信，RS就不能容纳比BS更多数量的用户。此 夕卜，根据图l和图3所示的帧格式，随着RS的用户容量的增加，可以连
接到BS上的MS (用户)的数量减少。而且，由于经过RS的中继链路 占用了上述两个链路(时隙)，传输效率明显降低是不可否认的事实。因 此，为了保持整个系统的吞吐量，可以通过服务供应商预设RS的用户容 量或者该RS可以提前向BS通知其在BS和RS之间通信的用户容量。 当超出RS的用户容量(即，无线电资源(频率带宽))的用户(MS)采 用经过RS的控制信息执行网络进入时，与核心网络连接的BS可以在RS 不介入的情况下通过波束形成来连接到MS，并在BS和MS之间的时隙 存储用户数据。通常，以比用户数据信息更低的速率传送控制信息。因 此，BS从在RS覆盖区域c内的终端(MS#1)的通信方法中选择可以最 大化系统吞吐量的控制/数据通信方法。在这种情况下，在网络进入以后， 选择BS-MS直接链路(BS/MS)和中继链路通信(BS/RS/MS)。由于这 种处理在是BS和RS之间的无线电资源的共享，因此即使在RS覆盖区 域c内的终端(MS#1)可以直接接收BS的控制信息的时候，也可以应 用该处理。[第三实施方式]图7是用于例示本发明第三实施方式的图。由BS的全向天线增益模 式覆盖的正常服务区a、作为基于定向自适应阵列天线增益模式扩展的区 域的AAS扩展区域b以及作为RS服务区的RS覆盖区域c均与图1所 示的情况相同。此外，BS、 RS和终端(MS#1)具有和图2所示结构一 样的结构。当位于RS覆盖区域c内的MSM向RS覆盖区域c的外部的 AAS扩展区域b移动时，并且此时MS#1正在依照图6的方法3 (BS/RS/MS)的通信形式执行通信，即，通过如虚线箭头所示的RS执 行对作为控制/数据的控制信息和用户数据的发送和接收时，必须将通信 形式切换到方法l (BAMS[波束形成])。在这种情况下，对BS中接收质 量的监控提高了 BS和RS之间的信息量。因此，该RS利用RS和MS弁1之间的链路来监控接收质量。当由于 接收质量低于或者等于预定值(级)因此RS确定必须进行移交时，RS 向BS发送包括波束形成的移交请求。因此，可以防止在该BS与该RS 之间的传输控制信息的量的增大，以提供用于BS中的波束形成的准备期。[第四实施方式]图8是用于例示本发明第四实施方式的图。参照图8,无线电通信 系统具有形成正常服务区a和AAS扩展区域b的BS，以及设置在AAS 扩展区域b中的多个无线电中继站RS#1和RS#2。在该无线电通信系统 中，RS#1和RS#2中的每一个通过基于自适应阵列天线系统形成波束来 执行发送和接收。也可以针对位于RS覆盖区域c内的MS#1和MS#2形 成波束。此外，BS还对RS#1和RS#2执行SDMA (空分多址)。BS、 RS#1和RS#2以及MS#1和MS#2分别具有图2的BS、 RS和MS的结 构。但是，各RS#1和RS#2还包括和BS —样的上行链路波束形成电路 和下行链路波束形成电路，并且其天线具有阵列天线结构。SDMA的采用使BS可以在对RS#1和RS#2不执行时分或者频分的 情况下通过空间分割同时执行向RS#1和RS#2的发送或者从RS#1和 RS#2的接收。此外，通过各BS、 RS#1和RS#2形成波束可以让BS降低 传输功率。而且，通过RSW在RSW和MS#1之间的链路形成波束使得 可以形成彼此独立的发送用户数据的BS/MS#1链路和发送控制信息的 BS/RS#1/MS#1链路。这同样适用于RS#2和MS#2。该SDM (空分复用) 技术的应用使得提高传输速率称为可能。[第五实施方式]图9是用于例示本发明第五实施方式的图。参照图9, BS形成正常 服务区a和AAS扩展区域b。多个无线电中继站RS#1、 RS#2和RS#3 分别形成RS覆盖区域cl、 c2和c3。各RS#1、 RS#2和RS#3被构造为 能够形成波束。MSW位于RS#1的RS覆盖区域cl 。当MS#1移动到RS#3 的RS覆盖区域c3并通过BS/RS#1/RS#2/RS#3/MS#1链路执行通信时， 由于通过介入多个RS的处理时间累积而导致吞吐量下降。因此，RS#3 通过它的波束形成功能与BS形成链路。通过应用多跳跳跃(multiple-hop skip),可以执行单跳通信。在如图所示的情况下，将RS覆盖区域c3表 示为基于全向天线增益模式的服务区，通过波束形成构造的AAS-RS覆 盖区域基于如下假设，即可以通过AAS扩展区域b在BS和RS#3之间
形成链路。因此，根据本发明的一方面，由无线电基站的全向天线增益模式覆 盖的正常服务区以外的终端通过无线电中继站向该无线电基站通知该终 端的存在。从而，该无线电基站迅速识别该终端的网络进入，并切换到 自适应阵列天线增益模式从而向布置有该终端的正提供服务的无线电中 继站的方向引导波束。结果，迅速建立了链路使得该无线电基站和终端 能够彼此进行直接无线电通信。另外，通过给无线电中继站配置被构造 成基于自适应阵列天线增益模式形成波束的部分，可以形成多个链路并 且减少跳数从而提供有效的无线电通信服务。本发明不限于具体公开的实施方式，并且在不脱离本发明范围的情 况下可以对本发明进行各种变型和修改。本申请以2006年8月18日提交的日本在先专利申请第2006-222939 号为基础，在此以引用方式并入其全部内容。
权利要求
1、一种具有无线电基站和无线电中继站的无线电通信系统，在该无线电通信系统中，终端通过链路与无线电基站执行无线电通信或者通过链路经由所述无线电中继站与无线电基站执行无线电通信，其中所述无线电基站包括天线增益模式切换部，其被构造成在全向天线增益模式与形成波束的自适应阵列天线增益模式之间进行切换；以及控制部，其被构造成，通过使所述天线增益模式切换部切换到所述自适应阵列天线增益模式，来将波束向位于由所述全向天线增益模式覆盖的正常服务区以外的、由所述自适应阵列天线增益模式覆盖的扩展服务区和无线电中继站的服务区中的一个服务区内的终端引导。
2、 根据权利要求l所述的无线电通信系统，其中，所述无线电中继站包括控制信息转换器电路，其被构造成根据通信状况对所述无线电基 站与所述终端之间的控制信息进行转换，并中继所述经转换的控制信息。
3、 根据权利要求l所述的无线电通信系统，其中，所述无线电中继 站包括引导部，其被构造成基于所述自适应阵列天线增益模式至少向所述 终端的方向引导波束。
4、 一种在无线电基站与终端之间执行无线电通信的无线电通信控制 方法，所述无线电基站包括切换部，该切换部被构造成在全向天线增益 模式与形成波束的自适应阵列天线增益模式之间切换，并且一个或者多 个无线电中继站均被构造成对所述无线电基站与终端之间的无线电通信 进行中继，该无线电通信控制方法包括如下步骤所述无线电基站通过响应于对经由所述一个或者多个所述无线电中 继站的来自所述终端的控制信息的接收而基于所述自适应阵列天线增益 模式形成用于所述终端的波束，以在所述无线电基站与所述终端之间执 行无线电通信。
5、 根据权利要求4所述的无线电通信控制方法，该方法还包括如下步骤所述无线电基站通过所述一个或者多个无线电中继站接收关于所述 终端的通信质量的信息，所述通信质量的信息是通过使所述波束扫描所述一个或者多个无线电中继站的服务区而获得的；以及，沿改善通信质 量的方向引导所述波束。
6、 根据权利要求4所述的无线电通信控制方法，该方法还包括如下 步骤基于所述一个或者多个无线电中继站的容量，所述无线电基站确定 直接与所述终端执行无线电通信还是经由所述一个或者多个无线电中继 站与所述终端执行无线电通信。
7、 根据权利要求4所述的无线电通信控制方法，该方法还包括如下步骤所述一个或者多个无线电中继站响应于低于或者等于预定值的所述 终端的通信质量的信息，通知所述无线电基站启动移交。
8、 根据权利要求4所述的无线电通信控制方法，该方法还包括如下步骤利用所述无线电基站的基于所述自适应阵列天线增益模式的波束以 及所述无线电中继站的基于其自适应阵列天线增益模式的波束执行空分 复用通信。
9、 根据权利要求4所述的无线电通信控制方法，该方法还包括如下步骤通过波束形成将在所述无线电基站与所述终端之间、经由所述无线 电中继站的无线电通信切换为在所述无线电基站与所述无线电中继站中 的一个无线电中继站之间的直接无线电通信，所述终端位于所述无线电 中继站中的所述一个无线电中继站的服务区内。
全文摘要
本发明提供了一种无线电通信系统和无线电通信控制方法。本发明公开了一种具有无线电基站和无线电中继站的无线电通信系统。终端通过链路与无线电基站执行无线电通信或者通过链路经由无线电中继站与无线电基站执行无线电通信。无线电基站包括天线增益模式切换部，其被构造成在全向天线增益模式与形成波束的自适应阵列天线增益模式之间切换；以及控制部，其被构造成通过使所述天线增益模式切换部切换到所述自适应阵列天线增益模式，将波束向位于由全向天线增益模式覆盖的正常服务区以外的由自适应阵列天线增益模式覆盖的扩展服务区和无线电中继站的服务区中的一个服务区内的终端引导。
文档编号H04B7/06GK101127560SQ20071014199
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月17日 优先权日2006年8月18日
发明者吉田诚, 渡边真弘 申请人:富士通株式会社