專利名稱：下一代蜂窩通信系統(tǒng)中在基站與非視線信道終端之間通信及建立中繼信道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及利用數(shù)十GHz的頻帶在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中在基站和終端 之間通信的方法，更具體地說，涉及在基站和非視線信道終端之間通信和建立中繼信道的 方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，蜂窩通信系統(tǒng)通過使用2GHz或更窄的頻帶在相對較廣的區(qū)域中向用戶提 供語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于當(dāng)前的蜂窩通信系統(tǒng)以最大幾個Mbps來提供低速業(yè)務(wù)，所以即使 帶寬窄，在提供業(yè)務(wù)時也不存在嚴(yán)重問題。此外，由于小于2GHz的頻帶提供較期望的傳播 特性，所以即使也許不能在基站和終端之間確保視線信道，也能夠?qū)崿F(xiàn)通信。此外，由于聯(lián)邦通信委員會(FCC)在2001年將范圍從57GHz至64GHz的總共7GHz 的頻帶指定為未經(jīng)許可(unlicensed)的頻帶，所以已經(jīng)積極進行了與該頻帶相關(guān)的研究 和系統(tǒng)開發(fā)。使用60GHz的高頻帶進行通信的系統(tǒng)包括諸如無線個人局域網(wǎng)(WPAN)的非 常短距離的通信系統(tǒng)，以及被配置為替代建筑物之間的傳統(tǒng)的有線干線的無線干線系統(tǒng)。使用高頻載波的通信系統(tǒng)具有確保較寬帶寬的優(yōu)點，并且因此具有提供幾(ibps 的高速數(shù)據(jù)通信的優(yōu)點，但因為高頻載波由于其較強的直線傳播特性而不能良好地穿過障 礙物并且因為高頻載波的大部分能量被氧氣吸收，所以這樣的通信系統(tǒng)具有不良的傳播特 性的缺點。因此，由于使用全向天線的高頻帶通信系統(tǒng)不能在比能夠確保視線信道的幾十米 的區(qū)域更寬的區(qū)域中進行通信，所以它僅可以用于非常短距離的通信。此外，由于使用諸如拋物線天線的高增益定向天線的高頻帶通信系統(tǒng)具有如下優(yōu) 點具有較長的傳播距離，由于較窄的天線波束寬度而提供所期望的安全性，并且由于頻率 之間的干擾的減輕而方便頻率再用，所以該系統(tǒng)正在被用作無線干線系統(tǒng)。但是，該拋物線 天線僅可以用于點對點通信，而不能用于點對多點的通信。因此，為了在確保天線的最大增 益的同時能夠?qū)崿F(xiàn)點對多點的通信，必須使用陣列天線來改變天線的方向性?？梢哉f，在當(dāng)前的通信業(yè)務(wù)中，已經(jīng)使用了具有所期望的傳播特性的幾乎全部的 低頻帶。因此，F(xiàn)CC將范圍從57GHz至64GHz的總共7GHz的頻帶指定為未經(jīng)許可的頻帶， 并且國際電信聯(lián)盟(ITU)將達到幾十GHz頻帶的頻帶作為用于蜂窩通信系統(tǒng)的候選頻帶。由于現(xiàn)有的使用低頻帶的蜂窩通信系統(tǒng)以最大幾Mbps的低速來提供業(yè)務(wù)，所以 即使帶寬較窄也不存在問題。但是，在將來，響應(yīng)于用戶的需求，將必須使用高頻帶以在幾 百Mbps至幾(ibps的范圍中以很高的速度提供業(yè)務(wù)。考慮傳播特性，迄今已經(jīng)開發(fā)的使用高頻帶的通信系統(tǒng)限于具有很窄的業(yè)務(wù)區(qū)域 的WPAN系統(tǒng)或者使用高增益拋物線天線的無線干線系統(tǒng)。如果在使用高頻帶的通信系統(tǒng)中使用陣列天線，則可以擴展為諸如蜂窩通信系統(tǒng) 的一般通信系統(tǒng)，并且可以確保高增益和各種方向性。但是，由于高頻帶的傳播特性和連接基站的骨干網(wǎng)絡(luò)的容量，基站的業(yè)務(wù)半徑減小并且陰影區(qū)域的部分增加，使得基站與終端 之間出現(xiàn)許多非視線信道。此外，當(dāng)終端移動時，終端的信道環(huán)境頻繁地從視線信道環(huán)境改 變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境或者由非視線信道環(huán)境改變?yōu)橐暰€信道環(huán)境。由于高頻帶具有不良的 傳播特性，所以在不確保視線信道的情況下信號的強度較低，從而存在不能向非視線信道 終端提供通信業(yè)務(wù)的問題。為了解決該問題，本申請人向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提出了名稱為 “CommunicationMethod using Group Collaboration and Relay in Next Generation Cellular CommunicationSystems” 的專利申請(韓國專利申請 No. 2007-100764)。參照圖1，下面將描述在韓國專利申請No. 2007-100764中公開的發(fā)明。圖1是 示出在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中構(gòu)建韓國專利申請No. 2007-100764的通信鏈路的方法的圖 示。基站通過使用陣列天線直接形成朝向確保視線信道的終端的波束來與這些終端交換數(shù) 據(jù)，并且使用能夠確保視線信道的相鄰終端的群協(xié)作和中繼來與不能確保視線信道的終端 進行通信。在下面的說明書和權(quán)利要求中，將確保至基站的視線信道的終端稱為視線信道終 端，并且將不確保至基站的視線信道的終端稱為非視線信道終端。如圖1所示，在視線信道終端正在移動時該視線信道終端被諸如建筑物的障礙物 阻擋并且信道環(huán)境變?yōu)榻K端不能直接與基站通信的非視線信道環(huán)境的情況下，基站和非視 線信道終端在相鄰的視線信道終端的幫助下建立通信鏈路并且彼此交換數(shù)據(jù)。為此，定義 中繼合作中繼群11 (即，在中間區(qū)域中用于幫助數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M終端)，并且定義發(fā)送/接 收終端群12，該發(fā)送/接收終端群12用于發(fā)送/接收由中繼合作中繼群11所中繼的信號。中繼合作中繼群11必須包括至少一個終端，該終端確保至基站的視線信道并且 能夠向基站直接發(fā)送高頻帶中的信號并從基站直接接收高頻帶中的信號。也就是說，中繼 合作中繼群11包括中繼合作中繼終端Ila和中繼合作輔助終端11b，該中繼合作中繼終端 Ila能夠向基站直接發(fā)送信號并從基站直接接收信號。中繼合作中繼終端Ila必須滿足其 確保至基站的視線信道并且不與該基站通信的條件，并且中繼合作輔助終端lib中的每一 個必須滿足它必須是與中繼合作中繼終端Ila相鄰的終端并能夠確保至中繼合作中繼終 端Ila的視線信道并且它不與該基站通信的條件。此外，發(fā)送/接收終端群12包括最終發(fā)送/接收終端1 和中繼發(fā)送/接收輔助 終端12b。各個中繼發(fā)送/接收輔助終端12b是這樣的終端，其與最終發(fā)送/接收終端1 相鄰，并且能夠確保與最終發(fā)送/接收終端12a以及中繼合作中繼群11的中繼合作中繼終 端Ila和中繼合作輔助終端lib的視線信道。如圖1所示，當(dāng)基站BS希望與非視線信道終端通信時，基站BS構(gòu)建中繼合作中繼 群11和發(fā)送/接收終端群12?；綛S首先將待發(fā)送到最終發(fā)送/接收終端1 的數(shù)據(jù)發(fā) 送到中繼合作中繼終端11a，并且隨后中繼合作中繼終端Ila與中繼合作輔助終端lib共享 數(shù)據(jù)并在中繼合作輔助終端lib之間分發(fā)數(shù)據(jù)。然后，中繼合作中繼終端Ila和中繼合作 輔助終端lib將分發(fā)的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送/接收終端群12，并且發(fā)送/接收終端群12的中繼 發(fā)送/接收輔助終端12b將接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶罱K發(fā)送/接收終端12a。相反，當(dāng)最終發(fā)送/接收終端12a (即，非視線信道終端)希望向基站BS發(fā)送數(shù)據(jù) 時，構(gòu)建中繼發(fā)送/接收輔助終端12b和中繼合作中繼群11，并且隨后最終發(fā)送/接收終端12a通過中繼發(fā)送/接收輔助終端12b和中繼合作中繼群11向基站BS發(fā)送數(shù)據(jù)。韓國專利No. 2007-100764中公開的構(gòu)建通信鏈路的上述方法需要解決下面的技 術(shù)問題。首先，基站未立即意識到終端的信道環(huán)境從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán) 境。也就是說，當(dāng)終端移動時，存在著終端維持視線信道并且接著該視線信道被諸如建筑物 的障礙物阻擋的多種情況。在該情況下，終端的接收信號的強度迅速降低并且接著通信停 止，使得終端可以立即意識到從視線信道至非視線信道的變化。相反，基站不能迅速意識到 相應(yīng)的終端的信道環(huán)境已經(jīng)從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境。結(jié)果，產(chǎn)生的問題在 于，因為基站向不能通信的非視線信道終端分配資源，所以浪費了基站的資源，并且因為基 站錯誤地認(rèn)為相應(yīng)終端的信道環(huán)境是視線信道環(huán)境并接著執(zhí)行通信，所以針對信道環(huán)境已 經(jīng)從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境的終端不能確保高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。此外，為了如在先的韓國專利No. 2007-100764中所公開的那樣通過群協(xié)作和中 繼來建立通信鏈路，必須確保中繼合作中繼群的終端與發(fā)送/接收終端群的終端之間的視 線信道。但是，由于基站僅知道與基站和終端之間的視線/非視線信道的存在有關(guān)的信息， 所以該基站不可能僅基于與基站和終端之間的視線/非視線信道的存在有關(guān)的信息來確 定是否能夠確保中繼合作中繼群和發(fā)送/接收終端群之間的視線信道。另外，存在的問題在于，在非視線信道終端附近不存在能夠進行群協(xié)作以及中繼 的終端的情況下，基站不能向相應(yīng)的非視線信道終端提供通信業(yè)務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，本發(fā)明致力于現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的第一目的是提供 一種基站能夠立即檢測到終端的視線/非視線信道環(huán)境的變化的方法。本發(fā)明的第二目的是提供一種方法，當(dāng)在基站與非視線信道終端之間建立通信鏈 路時，該方法能夠確保中繼合作中繼群的終端與發(fā)送/接收終端群的終端之間的視線信 道。本發(fā)明的第三目的是提供一種方法，該方法能夠在非視線信道終端附近不存在能 夠進行群協(xié)作和中繼的終端的情況下，在基站與非視線信道終端之間建立通信鏈路。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中在基站與非視線信 道終端之間通信的方法，該方法包括第一步驟，基站從非視線信道終端接收信道狀態(tài)信 息；第二步驟，基站收集非視線信道終端與和該非視線信道終端相鄰的一個或更多個終端 之間的信道狀態(tài)信息；第三步驟，如果存在屬于相鄰終端并能夠確保至該基站的視線信道 以及至該非視線信道終端的視線信道的中繼信道終端，則該基站和該非視線信道終端經(jīng)由 該中繼信道終端在高頻帶中執(zhí)行蜂窩通信；以及第四步驟，如果不存在屬于相鄰終端的中 繼信道終端，則該基站和該非視線信道終端在低頻帶中執(zhí)行蜂窩通信。另外，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中在基站與非 視線信道終端之間建立中繼信道的方法，該方法包括第一步驟，基站從非視線信道終端接 收信道狀態(tài)信息；第二步驟，基站收集非視線信道終端與和非視線信道終端相鄰的一個或更多個終端之間的信道狀態(tài)信息；以及第三步驟，如果存在屬于相鄰終端并能夠確保至該 基站的視線信道以及至該非視線信道終端的視線信道的中繼信道終端，則在該基站和該非 視線信道終端之間建立包括該中繼信道終端的中繼信道。有利效果本發(fā)明的優(yōu)點在于，因為基站能夠利用低頻帶中的控制信道迅速地意識到基站與 終端之間的視線/非視線信道環(huán)境中的變化，所以可以減少基站將資源分配給不能直接通 信的非視線信道終端所帶來的浪費，并且本發(fā)明的優(yōu)點在于，由于立即構(gòu)建了中繼合作中 繼群和發(fā)送/接收終端群，所以可以向通信環(huán)境已經(jīng)從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán) 境的終端提供無縫通信業(yè)務(wù)。此外，本發(fā)明的優(yōu)點在于，在中繼合作中繼群和發(fā)送/接收終端群之間可以確保 視線信道，該中繼合作中繼群用于在基站與非視線信道終端之間進行群協(xié)作和中繼。此外，本發(fā)明的優(yōu)點在于，即使在基站與非視線信道終端之間不存在能夠進行群 協(xié)作和中繼的終端，在相應(yīng)的基站與非視線信道終端之間也能夠迅速地提供無縫通信業(yè) 務(wù)。


結(jié)合附圖，根據(jù)下面詳細(xì)的說明，將可以更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、 特征和優(yōu)點，附圖中圖1是示出韓國專利申請No. 2007-100764中公開的發(fā)明的概念的圖示；圖2是示出下一代蜂窩通信系統(tǒng)的信道環(huán)境的圖示；圖3是示出基站將低頻帶控制信道時隙分配給進入小區(qū)的終端以及離開小區(qū)的 終端將控制信道時隙返回給基站的處理的流程圖；圖4是例示當(dāng)基站建立中繼信道時出現(xiàn)的問題的圖示；以及圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的在基站和非視線信道終端之間建立中繼信道并進行通 信的方法的流程圖。
具體實施例方式下面將參照附圖來詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中 在基站和非視線信道終端之間通信的方法。假設(shè)在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中，基站和終端使用高頻帶。高頻帶具有確保高數(shù)據(jù) 傳輸速率的優(yōu)點，但高頻帶的缺點在于，因為高頻帶的直線傳播特性強并且高頻帶難以穿 過障礙物，所以傳輸距離短，并且高頻帶的缺點在于非視線信道終端(其不能確保至基站 的視線信道)不能進行通信。本發(fā)明考慮使用高頻帶的下一代蜂窩通信系統(tǒng)與使用低頻帶的現(xiàn)有蜂窩通信系 統(tǒng)彼此共存的環(huán)境。也就是說，基站和終端可以接入使用高頻帶的下一代蜂窩通信系統(tǒng)并 且直接彼此通信，并可以接入使用低頻帶的現(xiàn)有蜂窩通信系統(tǒng)并且直接彼此通信。各個終端使用全球定位系統(tǒng)(GPQ或一些其它設(shè)備來檢測終端的速度和位置，創(chuàng) 建位置和速度信息，并周期性地向基站發(fā)送位置和速度信息。利用由終端發(fā)送的位置和速 度信息，基站可以意識到終端的位置和速度(移動性)。
在本發(fā)明中，基站和視線信道終端經(jīng)由高頻帶并同時考慮終端的位置和速度信息 來彼此直接通信。相反，為了與非視線信道終端通信，基站構(gòu)建中繼合作中繼群(包括能夠進行群 協(xié)作和中繼的終端)和發(fā)送/接收終端群，并通過中繼合作中繼群和發(fā)送/接收終端群與 非視線信道終端通信。這里，能夠進行群協(xié)作和中繼的終端是指這樣的終端，該終端確保至 基站的視線信道、確保至非視線信道終端的視線信道、并且不與基站直接通信。在本說明書 和隨后的權(quán)利要求中，基站與非視線信道終端之間的通過中繼合作中繼群和發(fā)送/接收終 端群的通信信道被稱為中繼信道。在中繼信道中執(zhí)行群協(xié)作和中繼的終端被稱為中繼信道 終端。也就是說，基站建立中繼信道以與非視線信道終端通信，并且基站與非視線信道終端 經(jīng)由中繼信道在高頻帶中彼此通信。此外，當(dāng)基站不能建立用于與非視線信道終端通信的 中繼信道時，基站和非視線信道終端經(jīng)由使用低頻帶的蜂窩通信系統(tǒng)來彼此直接通信。圖2是示出下一代蜂窩通信系統(tǒng)的信道環(huán)境的圖示。本發(fā)明的下一代蜂窩通信系統(tǒng)包括基站BS和位于基站BS所負(fù)責(zé)的小區(qū)內(nèi)的多個 終端21、22、23和M?；綛S向位于基站BS所負(fù)責(zé)的小區(qū)內(nèi)的終端分配低頻帶控制信道 時隙。終端包括新進入小區(qū)的終端21、離開小區(qū)的終端22、信道環(huán)境從視線信道環(huán)境改變 為非視線信道環(huán)境的終端23、以及信道環(huán)境從非視線信道環(huán)境改變?yōu)橐暰€信道環(huán)境的終端 24。基站BS向進入小區(qū)的終端21新分配控制信道時隙，并且離開相應(yīng)基站BS的小區(qū) 的終端22將分配給它的控制信道時隙返回給基站BS。位于小區(qū)內(nèi)的終端23和M周期性 地向基站BS發(fā)送信道報告消息?？刂菩诺罆r隙對應(yīng)于低頻帶。即使在非視線信道環(huán)境中， 基站和終端也能夠利用控制信道時隙來彼此通信。此外，隨著位于基站BS所負(fù)責(zé)的小區(qū)內(nèi)的終端移動穿過小區(qū)，該終端的信道環(huán)境 從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境，或者從非視線信道環(huán)境改變?yōu)橐暰€信道環(huán)境。當(dāng) 信道環(huán)境從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境或者從非視線信道環(huán)境改變?yōu)橐暰€信道 環(huán)境時，終端向基站發(fā)送信道報告消息。該信道報告消息包括終端的標(biāo)識(ID)、位置、速度 (移動性)和信道狀態(tài)(視線信道/非視線信道)。圖3是示出基站將低頻帶控制信道時隙分配給進入小區(qū)的終端以及離開小區(qū)的 終端將控制信道時隙返回給該基站的處理的流程圖。當(dāng)終端在步驟S31進入小區(qū)時，負(fù)責(zé)該小區(qū)的基站在步驟S32向相應(yīng)的終端分配 剩余控制信道資源的控制信道時隙。當(dāng)留在小區(qū)中時，終端在步驟S33創(chuàng)建信道報告消息 并利用分配給該終端的控制信道時隙來將該信道報告消息發(fā)送到基站。此外，在步驟S34， 基站存儲與各個終端的信道報告消息有關(guān)的信息。當(dāng)在步驟S35相應(yīng)的終端離開小區(qū)時， 終端在步驟S36將相應(yīng)的控制信道時隙返回給負(fù)責(zé)該小區(qū)的基站。終端可以周期性地發(fā)送信道報告消息，或者當(dāng)信道環(huán)境從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉?視線信道環(huán)境或從非視線信道環(huán)境改變?yōu)橐暰€信道環(huán)境時發(fā)送信道報告消息。終端可以利 用該終端的位置信息和所接收的信號的強度的變化來確定信道環(huán)境是否已經(jīng)從視線信道 環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境或者確定該終端是否已經(jīng)從小區(qū)的邊界移動。也就是說，如果 所接收的信號的強度在小區(qū)的中心部分中突然降低，則該終端意識到其信道環(huán)境已經(jīng)從視 線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境，創(chuàng)建信道報告消息，并將信道報告消息發(fā)送到基站。此外，如果所接收的信號的強度在小區(qū)的外圍部分逐漸降低，則該終端意識到該終端已經(jīng)離 開小區(qū)，并將控制信道時隙返回給基站。如圖3所示，基站使用低頻帶控制信道時隙從終端接收包括該終端的ID、位置、移 動性和信道狀態(tài)的信道報告消息。因此，基站可以立即意識到終端的信道環(huán)境已經(jīng)從視線 信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境，在意識到該事實后立即終止(cut off)分配給相應(yīng)終端 的高頻帶的資源，建立中繼信道，并使用該中繼信道來執(zhí)行通信。此外，基站能夠立即意識 到終端的信道環(huán)境已經(jīng)從非視線信道環(huán)境改變?yōu)橐暰€信道環(huán)境，在意識到該事實后立即向 相應(yīng)終端分配高頻帶的資源，并迅速地提供通信業(yè)務(wù)。本發(fā)明中所考慮的下一代蜂窩通信系統(tǒng)使用高頻帶?？紤]高頻信號的傳播特性和 連接基站的骨干網(wǎng)絡(luò)的容量，小區(qū)的尺寸減小至數(shù)十米，結(jié)果可以期望能夠留在小區(qū)中的 終端的數(shù)量較少。此外，由于終端經(jīng)由控制信道時隙向基站僅發(fā)送小尺寸的信道報告消息， 所以基站可以對分配給終端的控制信道資源進行劃分，并將控制信道時隙分配給小區(qū)內(nèi)的 全部終端。圖4是例示當(dāng)基站建立中繼信道時出現(xiàn)的問題的圖示。如結(jié)合在韓國專利申請 No. 2007-100764中公開的構(gòu)建通信鏈路的方法的問題所描述的，對于基站建立用來實現(xiàn)群 協(xié)作和中繼的中繼信道，在中繼合作中繼群11和發(fā)送/接收終端群12之間必須確保視線 信道。利用信道報告消息，基站BS可以檢測基站與各個終端之間的視線/非視線信道，但 不能檢測終端之間的視線/非視線信道。因此，如果如圖4所示，當(dāng)基站建立中繼信道以與 非視線信道終端通信時在中繼合作中繼群11與發(fā)送/接收終端群12之間不能確保視線信 道，則不可能經(jīng)由相應(yīng)的中繼信道來執(zhí)行通信，結(jié)果，不可能在相應(yīng)的基站與該非視線信道 終端之間執(zhí)行通信。本發(fā)明提出一種方法，在該方法中，基站確定在非視線信道終端與和該非視線信 道終端相鄰的終端之間是否存在視線信道，以搜索確保至基站的視線信道并確保至非視線 信道終端的視線信道的中繼信道終端，并接著利用該中繼信道終端來建立中繼信道。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式在基站與非視線信道終端之間建立中繼信 道并通信的方法的流程圖。當(dāng)終端的信道環(huán)境從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境時，終端利用控制信道 時隙向基站發(fā)送信道報告消息，如圖3所示。在步驟S51，非視線信道終端在高頻帶中向相鄰的終端周期性地廣播分組 (grouping)請求消息，并通過利用控制信道時隙向基站發(fā)送分組嘗試消息來向基站提供發(fā) 送分組請求消息的通知。該分組請求消息包括非視線信道終端的ID和發(fā)送時間。由于在 高頻帶中廣播該分組請求消息，所以僅與非視線信道終端相鄰并且能夠確保至非視線信道 終端的視線信道的一些終端能夠接收該分組請求消息。在這種情況下，在從高頻帶的傳播 特性以及相鄰終端的上行鏈路和下行鏈路的調(diào)度的角度來考慮易于頻率再用的優(yōu)點時，必 須避免與其它終端的干擾。在步驟S52，已經(jīng)從非視線信道接收到分組請求消息的相鄰終端利用分配給它們 的控制信道時隙向基站發(fā)送分組響應(yīng)消息。如上所述，由于在高頻帶中廣播分組請求消息， 僅非視線信道終端和確保視線信道的相鄰終端能夠接收分組請求消息并向基站發(fā)送分組 響應(yīng)消息。相鄰終端發(fā)送的各個分組響應(yīng)消息包括非視線信道終端的ID以及包含在分組請求消息中的發(fā)送時間，并且還包括該相鄰終端自己的ID、所接收的分組請求消息的信噪 比(SNR)、與基站和該相鄰終端自己之間的視線/非視線信道的存在有關(guān)的信息、以及該相 鄰終端的位置和移動性。在從非視線信道終端接收到分組嘗試消息后，在步驟S53，基站利用在預(yù)定時段接 收的分組響應(yīng)消息來檢測非視線信道終端與相鄰終端之間的視線信道的存在和鏈路狀態(tài)， 并在步驟SM確定是否可以在基站與非視線信道終端之間建立中繼信道。也就是說，確定 是否存在確保至基站和非視線信道終端這二者的視線信道并且不直接與基站通信的中繼 信道終端。如果在步驟SM可以建立中繼信道，S卩，如果在基站與非視線信道終端之間可以 確保相互的視線信道并且存在不與基站直接通信的一個或更多個中繼信道終端，則基站在 步驟55利用終端的控制信道時隙來向各個中繼信道終端和非視線信道終端發(fā)送分組成功 消息。基站和非視線信道終端在步驟S56經(jīng)由高頻帶蜂窩通信系統(tǒng)、利用中繼信道彼此進 行通信。此外，如果在步驟SM不能建立中繼信道，即，如果在基站與非視線信道終端之間 不存在中繼信道終端，則基站在步驟S57向非視線信道終端發(fā)送分組失敗消息，并且基站 和非視線信道終端在步驟S58接入低頻帶蜂窩通信系統(tǒng)并且經(jīng)由該低頻帶蜂窩通信系統(tǒng) 彼此進行通信。當(dāng)信道環(huán)境是非視線信道環(huán)境時，非視線信道終端周期性地廣播分組請求消 息?？梢愿鶕?jù)非視線信道終端的移動速度來不同地設(shè)置該分組請求消息的發(fā)送的周期 (period)。也就是說，當(dāng)非視線信道終端快速移動時，每數(shù)十秒廣播該分組請求消息。相反， 當(dāng)非視線信道終端緩慢移動時，每數(shù)分鐘廣播該分組請求消息。在根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的在基站與非視線信道終端之間建立中繼信道并進 行通信的上述方法中，當(dāng)終端的信道環(huán)境從視線信道環(huán)境改變?yōu)榉且暰€信道環(huán)境時，能夠 確保至基站和非視線信道終端的視線信道的中繼信道能夠被建立，并隨后能夠利用所建立 的中繼信道來執(zhí)行高頻帶通信。但是，即使在基站不能建立中繼信道的情況下，非視線信道 終端必須等待，直到該非視線信道終端從基站接收分組失敗消息為止，并且該非視線信道 終端在接收該分組失敗消息后接入低頻帶蜂窩通信系統(tǒng)并執(zhí)行用來進行通信的過程。對于非視線信道終端從基站接收無縫通信業(yè)務(wù)，在存在一個或更多個中繼信道終 端的情況下，盡快建立能夠確保視線信道的中繼信道并接著經(jīng)由該中繼信道執(zhí)行高頻帶通 信，而在不存在中繼信道終端的情況下，必須盡快接入低頻帶蜂窩通信系統(tǒng)。但是，根據(jù)第一實施方式，因為從基站接收分組失敗消息并隨后接入低頻帶蜂窩 通信系統(tǒng)，所以非視線信道終端不能預(yù)先知道不能建立中繼信道的事實，從而存在通信斷 開的風(fēng)險。在本發(fā)明的第二實施方式中，非視線信道終端發(fā)送分組請求消息，截取由一個或 更多個相鄰終端向基站發(fā)送的一個或更多個分組響應(yīng)消息，并通過分析所分析的分組響應(yīng) 消息來確定是否存在一個或更多個中繼信道終端。如果確定存在中繼信道終端，則非視線 信道終端等待，直到基站發(fā)送分組成功消息為止，并在接收到分組成功消息時使用中繼信 道經(jīng)由高頻帶蜂窩通信系統(tǒng)來進行通信。此外，如果確定不存在中繼信道終端，則非視線信 道終端立即準(zhǔn)備低頻帶蜂窩通信。
根據(jù)本發(fā)明第二實施方式，在不能建立中繼信道的情況下，非視線信道終端在從 基站接收分組失敗消息之前準(zhǔn)備低頻帶蜂窩通信，使得可以在基站與非視線信道終端之間 無縫地執(zhí)行通信。盡管已經(jīng)出于例示的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理 解，在不偏離如在所附的權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、添 加和替換是可能的。
權(quán)利要求
1.一種在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中在基站與非視線信道終端之間通信的方法，該方法包括第一步驟，所述基站從所述非視線信道終端接收信道狀態(tài)信息；第二步驟，所述基站收集所述非視線信道終端與和所述非視線信道終端相鄰的一個或 更多個終端之間的信道狀態(tài)信息；第三步驟，如果存在屬于所述相鄰的終端并能夠確保至所述基站的視線信道以及至所 述非視線信道終端的視線信道的中繼信道終端，則所述基站和所述非視線信道終端經(jīng)由所 述中繼信道終端在高頻帶中執(zhí)行蜂窩通信；以及第四步驟，如果不存在屬于所述相鄰的終端的中繼信道終端，則所述基站和所述非視 線信道終端在低頻帶中執(zhí)行蜂窩通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一步驟被配置為使得所述基站向所述非 視線信道終端分配低頻帶控制信道時隙，并且所述非視線信道終端周期性地或在信道狀態(tài) 變化時利用所述控制信道時隙向所述基站發(fā)送所述信道狀態(tài)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二步驟被配置為使得所述非視線信道終 端在高頻帶中廣播分組請求消息，并且位于小區(qū)內(nèi)并已經(jīng)接收到所述分組請求消息的終端 響應(yīng)于所述分組請求消息向所述基站發(fā)送分組響應(yīng)消息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述分組請求消息包括所述非視線信道終端的 標(biāo)識ID信息以及所述分組請求消息的發(fā)送時間信息，并且所述分組響應(yīng)消息包括所述非 視線信道終端的ID、所述分組請求消息的發(fā)送時間、接收所述分組請求消息的終端的ID、 以及接收所述分組請求消息的終端與所述基站之間的信道狀態(tài)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，利用所述低頻帶控制信道時隙來發(fā)送所述分組 響應(yīng)消息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第三步驟被配置為使得如果存在屬于所述 相鄰的終端的中繼信道終端，則所述基站向所述中繼信道終端和所述非視線信道終端發(fā)送 分組成功消息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第四步驟被配置為使得如果不存在屬于所 述相鄰的終端的中繼信道終端，則所述基站向所述非視線信道終端發(fā)送分組失敗消息。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第四步驟被配置為使得如果確定不存在中 繼信道終端，則所述非視線信道終端截取所述分組響應(yīng)消息并準(zhǔn)備進行低頻帶蜂窩通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述非視線信道終端周期性地廣播所述分組請 求消息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述分組請求消息的廣播周期根據(jù)所述非視線 信道終端的移動性而變化。
11.一種在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中在基站與非視線信道終端之間通信的方法，該方法 包括第一步驟，所述基站從所述非視線信道終端接收信道狀態(tài)信息；第二步驟，所述基站收集所述非視線信道終端與和所述非視線信道終端相鄰的一個或 更多個終端之間的信道狀態(tài)信息；以及第三步驟，如果存在屬于所述相鄰的終端并能夠確保至所述基站的視線信道以及至所述非視線信道終端的視線信道的中繼信道終端，則在所述基站與所述非視線信道終端之間 建立包括所述中繼信道終端的中繼信道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一步驟被配置為使得所述基站向所述 非視線信道終端分配低頻帶控制信道時隙，并且所述非視線信道終端周期性地或在信道狀 態(tài)變化時利用所述控制信道時隙向所述基站發(fā)送所述信道狀態(tài)信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第二步驟被配置為使得所述非視線信道 終端在高頻帶中廣播分組請求消息，并且位于小區(qū)內(nèi)并已經(jīng)接收到所述分組請求消息的終 端響應(yīng)于所述分組請求消息向所述基站發(fā)送分組響應(yīng)消息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述分組請求消息包括所述非視線信道終 端的標(biāo)識ID信息以及所述分組請求消息的發(fā)送時間信息，并且所述分組響應(yīng)消息包括所 述非視線信道終端的ID、所述分組請求消息的發(fā)送時間、接收所述分組請求消息的終端的 ID、以及接收所述分組請求消息的終端與所述基站之間的信道狀態(tài)信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，利用所述低頻帶控制信道時隙來發(fā)送所述分 組響應(yīng)消息。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第三步驟被配置為使得如果存在屬于所 述相鄰終端的中繼信道終端，則所述基站向所述中繼信道終端和所述非視線信道終端發(fā)送 分組成功消息。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述非視線信道終端周期性地廣播所述分組 請求消息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述分組請求消息的廣播周期根據(jù)所述非視 線信道終端的移動性而變化。
全文摘要
本文公開一種在下一代蜂窩通信系統(tǒng)中在基站與非視線信道終端之間通信以及建立中繼信道的方法。在基站與非視線信道終端之間通信的方法包括第一步驟，所述基站從所述非視線信道終端接收信道狀態(tài)信息；第二步驟，所述基站收集所述非視線信道終端與相鄰終端之間的信道狀態(tài)信息；第三步驟，如果存在屬于所述相鄰終端并能夠確保至所述基站的視線信道以及至所述非視線信道終端的視線信道的中繼信道終端，則所述基站和所述非視線信道終端經(jīng)由所述中繼信道終端執(zhí)行高頻蜂窩通信；以及第四步驟，如果不存在所述中繼信道終端，則所述基站和所述非視線信道終端執(zhí)行低頻蜂窩通信。
文檔編號H04L12/24GK102090021SQ200980126600
公開日2011年6月8日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者李雄燮, 片圣曄, 田水龍, 裵致成, 趙東浩, 金祐贊 申請人:韓國科學(xué)技術(shù)院