专利名称:一种半双工和组播协同中继模式的切换方法及相应的基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，更具体地说，涉及一种两跳中继系统，以及在该系统中采用的中继模式的切换方法。
背景技术：
中继技术作为一种能够提高小区边缘用户吞吐量，进而更好地实现高数据率覆盖的潜在技术方案在各个国际标准化组织中受到广泛地关注。当前，虽然在3GPP LTE_ Advanced的讨论中，一些公司提出了某些笼统的中继解决方案，但对在不同层面进行数据处理的中继系统，如，分别在以物理层(层1)放大并转发、媒体接入层(层幻解码并重新编码和网络层(层幻中继模式转发数据的中继站和中继系统中，如何有效地提高系统容量， 是个尚待进一步研究的问题。
从国际标准化组织有关中继技术的讨论和公开的技术资料中看到，在上述三种数据转发处理模式的中继站(层1中继站/层2中继站/层3中继站)中，在媒体接入层(即， 层2中继)对数据进行处理和转发的思想得到了较多的讨论和分析。层2中继站转发数据的按传输方式可以分为带内中继和带外中继，按双工方式可以分为半双工中继模式和基站与中继站的组播协同中继模式，对于不同的数据中继方式，有不同的系统性能的提升和增
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现有技术中，均是采用某一种中继模式对某种独立的场景进行部署。但移动通信环境是一个时变系统，采用一种固定的中继模式限制了中继系统的性能，特别是网络中不同的终端所处的信道条件和地理环境不同，采用一种固定的中继模式大大限制了中继系统改善网络性能的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种两跳中继系统中的半双工和组播协同中继模式的切换方法及该系统中的基站，可以充分利用中继系统，达到改善网络性能的效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种半双工和组播协同中继模式的切换方法，应用于具有以半双工中继模式和组播协同中继模式发送下行信号的能力的两跳中继系统，该切换方法包括
基站根据基站-中继站、中继站-移动终端和基站-移动终端这三个链路上的信道质量信息，估算出这三个链路上的信道速率；
基站根据估算的所述三个链路的信道速率，计算出半双工中继模式和组播协同中继模式下基站-中继站-移动终端链路上的有效信道速率；
基站根据半双工中继模式和组播协同中继模式下的有效信道速率、基站-移动终端链路的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时，进行半双工中继模式和组播协同中继模式之间的切换。
进一步地，上述切换方法还可具有以下特点，所述切换策略为[0011]当前工作于半双工中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于设定的速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道质量高于设定的信道质量门限，则切换到组播协同中继模式；
当前工作于组播协同中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于设定的速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于设定的信道质量门限，则切换到半双工中继模式。
进一步地，上述切换方法还可具有以下特点，所述三个链路的信道质量信息为信道质量指示符。
进一步地，上述切换方法还可具有以下特点
基站在初始化时，根据计算出的所述两种中继模式下的有效信道速率和设定的选择策略选择应启用的中继模式，所述选择策略为
当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道质量高于信道质量门限时，选择组播协同中继模式；
当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于信道质量门限时，选择半双工中继模式。
进一步地，上述切换方法还可具有以下特点所述速率比例门限的取值范围为 0. 7至0. 9，所述信道质量门限的取值为0至5dB。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可在半双工和组播协同中继模式间切换的基站，其特征在于，包括第一发送模块、第二发送模块和中继模式控制模块，其中
所述第一发送模块用于按半双工中继模式进行下行信号的发送；
所述第二发送模块用于按组播协同中继模式进行下行信号的发送；
所述中继模式控制模块用于根据基站-中继站、中继站-移动终端和基站-移动终端这三个链路当前的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时，在两种中继模式之间进行切换，输出控制信号启用切换到的模式对应的发送模块并停止原来使用的发送模块。
进一步地，上述基站还可具有以下特点，所述中继模式控制模块进一步包括三个信道速率估计单元、一有效信道速率计算单元和一模式切换判决单元，其中
所述三个信道速率估计单元分别用于根据基站-中继站、中继站-移动终端和基站-移动终端这三个链路上的信道质量，估算出这三个链路上的信道速率并输出到有效信道速率计算单元；
所述有效信道速率计算单元用于根据估算的所述三个链路的信道速率，计算出半双工中继模式和组播协同中继模式下基站-中继站-移动终端链路上的有效信道速率，并输出到中继模式判决单元；
所述模式切换判决单元用于根据两种中继模式下的有效信道速率、基站-移动终端链路的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时，进行半双工中继模式和组播协同中继模式之间的切换。
进一步地，上述基站还可具有以下特点，所述模式切换判决单元采用的切换策略为
当前工作于半双工中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于设定的速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道质量高于设定的信道质量门限，则切换到组播协同中继模式；
当前工作于组播协同中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于设定的速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于设定的信道质量门限，则切换到半双工中继模式。
进一步地，上述基站还可具有以下特点
所述中继模式控制模块还包括一模式选择单元，与所述有效信道速率计算单元相连，用于接收所述两种中继模式下的有效信道速率和基站-移动终端链路的信道质量，按以下选择策略选择应启用的中继模式
当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道速率高于信道质量门限时，选择组播协同中继模式；
当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于信道质量门限时，选择半双工中继模式。
进一步地，上述基站还可具有以下特点，所述模式切换判决单元采用的所述速率比例门限的取值范围为0. 7至0. 9，所述信道质量门限的取值为0至5dB。
与现有技术相比较，按本发明，可以实现中继转发时具有半双工和组播协同两种中继模式下带来的性能增益和容量的提升，可获得明显的系统增益。另外，该系统很容易基于现有的移动通信系统来实现，部署简单、进行功能升级的费用很低。
图IA和图IB分别是下行方向半双工中继模式和组播协同中继模式的工作示意图。
图2是本发明实施例两跳中继系统中基站的功能模块图。
图3是图2中的模式控制模块的单元结构图。
图4是另一实施例的模式控制模块的单元结构图。
图5是本发明实施例方法的流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是，在两跳中继系统中同时采用半双工和组播协同中继模式， 基站根据当前的信道条件，在满足切换条件时在这两种中继模式间进行切换，以工作于最适合的中继模式。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的两跳中继系统如图IA和图IB所示，这里只讨论下行的情况。该系统包括基站101、中继站102和移动终端103。其中基站101可发送数据给中继站102和移动终端103，中继站102在基站101与移动终端103之间转发数据，移动终端103在下行接收来自基站101和中继站102的数据。
目前，在半双工中继模式下，在第一时间段，如约定的某个子帧的时间内，基站101 发送数据给中继站102 ；在第二时间段，如约定的另一个子帧的时间内，中继站102发送数据给移动终端103，此时，基站101在第二时间段处于空闲状态，不占用中继站与移动终端链路的频率资源。
在组播协同中继模式下，基站101在第一时间段发送数据给中继站102和移动终端103，随后，在第二时间段，基站101和中继站102同时发送数据给移动终端103。这里， 在第二时间段上，基站101将重新发送在第一时间段时发送的数据块，中继站102则是发送在第一时间段时从基站101接收到的数据块。
相关的一些系统仿真研究显示，组播协同中继模式具有更高的系统容量，但申请人通过研究，认为中继系统在半双工中继模式和组播协同中继模式下均有其优势，这是依据系统容量的提升和信令信道的可靠性两方面综合评估的结果。
为了叙述清晰，使用Rdffi -NodeE' ^NodeE-UE ‘ ^eNB-UE(I) ‘ ^eNB-UE (2) 分别表示基站与中继站之
间、中继站与移动终端之间、第一时间段内基站与移动终端之间以及第二时间段内基站与移动终端之间链路上的信道速率。
按照相关资料的研究结果，当基站与中继站之间的传输采用带内传输时，在组播协同中继模式下，为与业务信道共享时频资源，基站-中继站-移动终端链路上的有效信道速率可用如下的公式一表述
权利要求
1.一种半双工和组播协同中继模式的切换方法，应用于具有以半双工中继模式和组播协同中继模式发送下行信号的能力的两跳中继系统，该切换方法包括基站根据基站-中继站、中继站-移动终端和基站-移动终端这三个链路上的信道质量信息，估算出这三个链路上的信道速率；基站根据估算的所述三个链路的信道速率，计算出半双工中继模式和组播协同中继模式下基站-中继站-移动终端链路上的有效信道速率；基站根据半双工中继模式和组播协同中继模式下的有效信道速率、基站-移动终端链路的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时，进行半双工中继模式和组播协同中继模式之间的切换；所述切换策略为当前工作于半双工中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于设定的速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道质量高于设定的信道质量门限，则切换到组播协同中继模式；当前工作于组播协同中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于设定的速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于设定的信道质量门限，则切换到半双工中继模式。
2.如权利要求
1所述的切换方法，其特征在于，所述三个链路的信道质量信息为信道质量指示符。
3.如权利要求
1所述的切换方法，其特征在于基站在初始化时，根据计算出的两种中继模式下的有效信道速率和设定的选择策略选择应启用的中继模式，所述选择策略为当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道质量高于信道质量门限时，选择组播协同中继模式；当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于信道质量门限时，选择半双工中继模式。
4.如权利要求
1或3所述的切换方法，其特征在于所述速率比例门限的取值范围为0. 7至0. 9，所述信道质量门限的取值为0至5dB。
5.一种可在半双工和组播协同中继模式间切换的基站，其特征在于，包括第一发送模块、第二发送模块和中继模式控制模块，其中所述第一发送模块用于按半双工中继模式进行下行信号的发送； 所述第二发送模块用于按组播协同中继模式进行下行信号的发送； 所述中继模式控制模块用于根据基站-中继站、中继站-移动终端和基站-移动终端这三个链路当前的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时， 在两种中继模式之间进行切换，输出控制信号，所述控制信号用于启用切换到的模式对应的发送模块并停止原来使用的发送模块；所述中继模式控制模块进一步包括三个信道速率估计单元、一有效信道速率计算单元和一模式切换判决单元，其中所述三个信道速率估计单元分别用于根据基站-中继站、中继站-移动终端和基站-移动终端这三个链路上的信道质量，估算出这三个链路上的信道速率并输出到有效信道速率计算单元；所述有效信道速率计算单元用于根据估算的所述三个链路的信道速率，计算出半双工中继模式和组播协同中继模式下基站-中继站-移动终端链路上的有效信道速率，并输出到模式切换判决单元；所述模式切换判决单元用于根据两种中继模式下的有效信道速率、基站-移动终端链路的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时，进行半双工中继模式和组播协同中继模式之间的切换；所述模式切换判决单元采用的切换策略为当前工作于半双工中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于设定的速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道质量高于设定的信道质量门限，则切换到组播协同中继模式；当前工作于组播协同中继模式时，如半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于设定的速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于设定的信道质量门限，则切换到半双工中继模式。
6.如权利要求
5所述的基站，其特征在于所述中继模式控制模块还包括一模式选择单元，与所述有效信道速率计算单元相连， 用于接收所述两种中继模式下的有效信道速率和基站-移动终端链路的信道质量，按以下选择策略选择应启用的中继模式当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值低于速率比例门限，且基站-移动终端链路的信道质量高于信道质量门限时，选择组播协同中继模式；当半双工中继模式的有效信道速率值与组播协同中继模式的有效信道速率值的比值高于速率比例门限或者基站-移动终端链路的信道质量低于信道质量门限时，选择半双工中继模式。
7.如权利要求
5或6所述的基站，其特征在于所述模式切换判决单元采用的所述速率比例门限的取值范围为0. 7至0. 9，所述信道质量门限的取值为0至5dB。
专利摘要
一种半双工和组播协同中继模式的切换方法及相应的基站，基站根据基站-中继站、中继站-移动终端和基站-移动终端这三个链路上的信道质量信息，估算出这三个链路上的信道速率，然后计算出半双工中继模式和组播协同中继模式下基站-中继站-移动终端链路上的有效信道速率，再结合基站-移动终端链路的信道质量和设定的切换策略进行模式切换的判决，在满足切换条件时，进行半双工中继模式和组播协同中继模式之间的切换。相应的基站包括第一发送模块、第二发送模块和中继模式控制模块。本发明可以充分利用中继系统，达到改善网络性能的效果。
文档编号H04W84/04GKCN101389140 B发布类型授权 专利申请号CN 200810174679
公开日2012年5月9日 申请日期2008年10月31日
发明者李国红, 袁弋非, 霍迪 申请人:中兴通讯股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (5),