專利名稱：適用于移動網(wǎng)絡協(xié)同通訊的動態(tài)中繼的選擇的制作方法
適用于移動網(wǎng)絡協(xié)同通訊的動態(tài)中繼的選擇本發(fā)明涉及電信網(wǎng)絡領域，尤其是具有移動終端的無線通訊網(wǎng)絡。本發(fā)明具體涉及在移動網(wǎng)絡中使用動態(tài)中繼的協(xié)同通信的實施方法，尤其該移動網(wǎng)絡是具有無線覆蓋網(wǎng)絡各個區(qū)域的基站的蜂窩式網(wǎng)絡。參考

圖1，圖1顯示了蜂窩式網(wǎng)絡的狀態(tài)，協(xié)同通訊表示為傳輸技術，其中-在下行模式DL中，終端TER通過其它終端RELl( 一個或多個)來接收基站BS的有效信號，所述其它終端RELl中繼基站BS所傳輸?shù)挠行盘?；以及?在上行模式UL中，基站BS通過其它終端REL2( 一個或多個)接收來自傳輸終端 TER的有效信息，所述其它終端REL2將傳輸信號中繼至基站。為了圖1的簡潔表達，圖中僅僅只顯示了通過中繼RELl和REL2的鏈接。然而，實際上，相同的信號可以通過不同的路徑進行傳輸-通過中繼器(如圖1所示)的傳輸；和，-在基站BS和終端TER之間的直接傳輸。舉例說明，兩個信號攜帶相同的信息但來自網(wǎng)絡不同節(jié)點(例如，一方面直接來自基站，另一方面來自一個或多個中繼器)，所選擇的通訊“路徑”的多樣性使得所接收到的信號的信噪比得到改善。蜂窩式網(wǎng)絡中的協(xié)同通訊允許終端(或基站)既能接收來自基站的有效信號又能接收來自用于中繼有效信號的網(wǎng)絡的其它節(jié)點(一般為中繼節(jié)點)的有效信號。使用中繼節(jié)點的傳輸必須使用中繼協(xié)議。最常見的中繼協(xié)議有-“放大和轉(zhuǎn)發(fā)”(AT)協(xié)議，根據(jù)該協(xié)議，中繼器放大它所接收到的信號并且再轉(zhuǎn)發(fā)所放大的信號；以及，-“解碼和轉(zhuǎn)發(fā)”(DT)協(xié)議，根據(jù)該協(xié)議，中繼器在轉(zhuǎn)發(fā)信號之前先解碼所接收到的信號，從而消除所接收信號的初始噪聲。在蜂窩式網(wǎng)絡中的中繼節(jié)點可以是靜態(tài)的或是動態(tài)的。靜態(tài)中繼節(jié)點屬于網(wǎng)絡的基礎設施并且將它們設置在蜂窩單元的特殊選擇的位置上。動態(tài)中繼點通常是移動節(jié)點， 例如在指定蜂窩單元區(qū)域中的終端且該終端作為協(xié)助向一個(或多個)目標轉(zhuǎn)播的中繼節(jié)點，其中所述目標可以是在“下行”情況中的終端或者在“上行”情況中的基站。蜂窩式網(wǎng)絡中的協(xié)同通訊(使用中繼節(jié)點)可以增加蜂窩單元的覆蓋，從而改善信號的接收(例如通過多樣性來提供增益)并且提高網(wǎng)絡的頻譜效率(可以每秒，每赫茲和每蜂窩單元的比特來表示)。較方便地使用中繼的方法是在蜂窩單元中較簡單地設置一些靜態(tài)中繼器。這實際上由于受潛在中繼器的限制，對特殊傳輸選擇中繼相對較為容易些。在存在許多中繼器(包括靜態(tài)的或動態(tài)的中繼器)的系統(tǒng)中，必須選擇參與特殊傳輸?shù)闹欣^器。因此，必須選擇最密切相關的中繼器以及在協(xié)助傳輸時能嘗試改善性能增益的中繼器。此外，在特定的情況下，例如，不能發(fā)現(xiàn)相關的中繼，使得必須執(zhí)行在源和目標之間的直接傳輸。另外，如果設置靜態(tài)的中繼器，就必須選擇這些中繼器的設置點，從而確保在中繼器與基站之間的聲音鏈接，以便能夠提高中繼操作的效率。但是，靜態(tài)中繼器的設置會增加系統(tǒng)的成本，因為它需要增加其它的基礎設施部件(中繼節(jié)點)。相比之下，動態(tài)中繼的實施不需要增加額外的設施部件基礎設施成本。在蜂窩單元小區(qū)中有效的用戶終端都可以中繼信號，以便協(xié)助傳輸?shù)狡渌K端。動態(tài)中繼既能應用于下行方向又能應用于上行方向。然而，使用動態(tài)中繼會導致回路信道的復雜性和負載等問題?；芈沸诺朗侵笍慕K端至基站的傳輸，以便將終端的控制信息(例如信道的質(zhì)量)提供給基站。通過回路信道所傳輸?shù)男畔⒈硎鞠到y(tǒng)的頻譜效率的損耗，因為其占用無線資源使之不能用于傳輸有效的信號。此外，為了選擇一個或多個中繼器來確保傳輸?shù)侥繕?，基?(在蜂窩系統(tǒng)通常用于實施該判定的裝置)必須獲得在源與潛在中繼器之間的以及在潛在中繼器與目標之間的傳輸信號的狀態(tài)信息(或用于“信道狀態(tài)信息”的” CSI”)。CSI信息可以例如包括信道傳輸系數(shù)，或更加簡明的說，其它有關信道質(zhì)量的信息，例如信道的增益或信號干擾比和信號噪聲比，或者其它類型的信息。在本文中，“信道的增益”可以理解為接收天線所接收到的功率與傳輸天線所發(fā)射的功率的比值。該增益取決于-傳輸損耗(“路徑損耗”)，隨著傳輸節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離而遞增；-“遮蔽”效應；和，-信道的“快速衰落”。在本文中，“衰減”也可以理解為路徑損耗和“遮蔽”效應的積累效應，實際上，衰減可以例如通過信道增益的倒數(shù)來估計(以及取決于快速衰落)。通過對多個連續(xù)數(shù)值的信道增益倒數(shù)的平均的估計，就可以減少對“快速衰落”的估計衰減的依賴性。傳輸信道狀態(tài)信息CSI的傳輸增加了回路信道的負載，也增加了中繼器選擇過程的復雜性。這是因為回路信道的負載和選擇過程的復雜性正比于中繼操作的候選終端的數(shù)量。現(xiàn)有技術中還沒有方法來減少用于協(xié)助傳輸至終端或基站的潛在中繼器數(shù)量。因此， 目前還不能減少用于特定傳輸?shù)暮蜻x中繼器的數(shù)量以及選擇的復雜性和回路信道的負載， 否則將使得在蜂窩網(wǎng)絡中的中繼操作的困難。在使用多點傳輸?shù)腶d-hoc網(wǎng)絡的架構中，已經(jīng)開發(fā)了用于選擇中繼節(jié)點的技術，詳見"Geographic Random Forwarding (GeRaF) for Ad Hoc and Sensor Networks Multihop Performance", M. Zorzi 禾口 R. R. Rao, Transactions on Mobile Computing, Vol. 2，No. 4，Pages 337-348(October-December 2003)。根據(jù)該技術，節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)(“源節(jié)點”)已知其地理坐標位置以及想要接收來自源的信息的節(jié)點(“目標節(jié)點”)的坐標。源傳輸包括其坐標和目標節(jié)點坐標的數(shù)據(jù)包。接收到該數(shù)據(jù)包的所有節(jié)點基于所接收到的座標來估計它們相距源和目標的距離。比源更加接近目標距離的節(jié)點成為用于中繼操作的候選節(jié)點。為了定義中繼器，根據(jù)它們目標的接近度為每個候選節(jié)點分配優(yōu)先級別，并且最終選擇具有最高優(yōu)先級別(最接近于目標)的節(jié)點。該技術適用于ad-hoc網(wǎng)絡且既不需要考慮遮蔽效應也不需要考慮信道的快速衰落， 而對蜂窩網(wǎng)絡則必需考慮遮蔽效應。此外，該技術需要節(jié)點使用GPS (全球定位系統(tǒng))類型的接收器，以便于用于估計它們的地理座標，這就面臨著增加系統(tǒng)成本的事實。一項基于瞬時源-中繼器和中繼器-目標信道的質(zhì)量來選擇在源與目標之間的最佳中繼的技術已經(jīng)開發(fā)，詳見“A Simple Cooperative Diversity Method Based on Network Path Selection，，，A. Bletsas, A. Khisti, D. P. Reed 禾口 k. Lippman, IEEE Journalon Selected Areas in Communications, Vol. 24, No. 3, Pages 659-672(March 2006)。在該技術中，源傳輸RTS數(shù)據(jù)包(在該文獻中稱之為“Ready to knd”)并且在相鄰區(qū)域中的所有節(jié)點估計在源與它們之間的信道的增益。目標節(jié)點檢測數(shù)據(jù)包，并傳輸 CTS(" Clear to knd”)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包允許在相鄰區(qū)域中的節(jié)點估計在目標與它們之間的信道的增益。在接收到CTS數(shù)據(jù)包之后，潛在的中繼器觸發(fā)了計時器并根據(jù)兩個信道 (源-中繼器以及中繼器-目標)的當前質(zhì)量使之中斷。因此，具有最快中斷計時器的中繼器成為最佳的中繼器并且它傳輸標志數(shù)據(jù)包。此后，由其它停止它們計時器的候選中繼器來檢測該標志數(shù)據(jù)包。該項特殊技術不需要考慮蜂窩網(wǎng)絡的構架，從而開發(fā)了用于簡化中繼器選擇的方法。由Zorzi等人Q003)和Bletsas等人Q006)所開發(fā)的技術是為ad_hoc網(wǎng)絡而專門設計的，因此是基于通過中繼器節(jié)點(存在著潛在的中繼器)來協(xié)助在源與目標之間傳輸?shù)睦碚摗５?，中繼器的使用并不總能增加傳輸?shù)哪芰?。因此，在實際的系統(tǒng)中，只有中繼器確實能夠增加傳輸?shù)男阅懿乓欢〞褂弥欣^器。例如根據(jù)使用特殊中繼器的傳輸能力可以估計傳輸?shù)男阅埽渲袀鬏斈芰Τ蔀橐豁椥阅艿年P鍵指標。“傳輸能力”可以根據(jù)所選擇的標準、提供傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率、或其服務的質(zhì)量(或“QoS”)、或其信噪比，或這種類型的其它標準來綜合。應該指出的是，例如所提供的數(shù)據(jù)速率的標準，導致資源損耗的中繼器，分配時間的間隙(或用于“傳輸時間間隔”的 “TTI”)都會降低系統(tǒng)的總體數(shù)據(jù)速率。例如，對于“半雙工”模式(由于中繼器不能同時采用上行和下行模式進行傳輸) 的傳輸，中繼器的使用只需要兩個傳輸時間間隔(“TTI”)-一個用于從源傳輸至中繼器的傳輸；以及-另一個用于從中繼器至目標的傳輸。TTI的時間周期通常為時間的基本間隔，在該時間間隔內(nèi)將無線資源分配給終端。 因此，在操作的“半雙工”模式中，籍助于中繼節(jié)點所獲得的傳輸能力可由一個要素分成兩個。因此，在“半雙工”模式中的中繼器操作的性能受限于該要素。因此，在所有的操作模式(半雙工或全工模式)中，只要通過中繼節(jié)點的傳輸都不能真正地增加傳輸?shù)哪芰?，中繼操作只會產(chǎn)生不好的結果。本發(fā)明旨在改善這樣的狀態(tài)。為此目的，本發(fā)明首先提供一種在移動網(wǎng)絡中選擇至少一個動態(tài)節(jié)點作為在網(wǎng)絡的傳輸裝置和接收裝置之間中繼數(shù)據(jù)通訊信號的候選節(jié)點的選擇方法。該方法包括步驟-確定網(wǎng)絡至少一個第一組節(jié)點，使得在第一組中的一個節(jié)點和至少一個第一裝置之間的信號傳輸，從所述傳輸和接收裝置之間的信號傳輸，所經(jīng)歷的衰減小于第一預定的閾值，以及，-根據(jù)第一組的內(nèi)容來限制作為用于中繼通訊信號的可能候選的節(jié)點選擇。因此，本發(fā)明的目的在于在通過比較預定閾值的方法，一方面考慮了在傳輸和接收接收裝置之間信號通訊的衰減效應，另一方面考慮了在網(wǎng)絡節(jié)點之間信號傳輸?shù)乃p效應，以便確定能作為中繼器使用的節(jié)點預選擇以及從預選擇中消除可以忽略的節(jié)點。作為一個起始步驟，已經(jīng)考慮了在傳輸和接收裝置之間的信號通訊的衰減，以確定中繼的使用是否真正需要或能夠判定在傳輸和接收裝置之間的直接通訊。因此，根據(jù)上述衰減標準，能夠作為中繼節(jié)點的預選擇以及不能選擇作為候選節(jié)點的全部消除，使得該方法更限定于節(jié)點的選擇，正如在現(xiàn)有技術中所知曉的，被選擇的所有節(jié)點都有可能作為中繼器的可能候選。根據(jù)本發(fā)明，如果一些節(jié)點不符合某些具有閾值衰減的特定條件，那么在開始的時候就消除這些節(jié)點?？梢灶A見一些實施例，作為候選節(jié)點限制實施例的變化和補充。在一個優(yōu)選實施例中，尤其是在蜂窩式網(wǎng)絡的情況下，可以例如確定位于在基站周圍第一區(qū)域內(nèi)的蜂窩小區(qū)的終端(如圖2所示，區(qū)域Zl對應于半徑為Rl的圓形區(qū)域) 不需要中繼器來中繼與基站的通訊，因為在該區(qū)域中的衰減小于所給定的閾值。因此，就有可能決定在所述基站和這類終端之間進行直接傳輸。在眾所周知的現(xiàn)有技術(Zorzi等人^00 或Bletsas等人Q006)報道的技術) 中，沒有考慮在蜂窩系統(tǒng)中的基站采用定向天線的情況，定向天線能夠大大改善信號的發(fā)射與接收(通過給定方向匯集發(fā)射和接收)。因此，靠近基站的終端面向基站非常有可能具有非常高的信道增益，因此就不需要使用中繼器來協(xié)助它們的傳輸。因此，在本發(fā)明參考圖 2A所述的實施例中，已經(jīng)有可能將中繼器的使用限制于僅僅只協(xié)助遠離基站的終端(圖2A 所示的終端TER1)，從而允許顯著減少回路信號的負載。需要注意的是，在蜂窩式系統(tǒng)中，能夠決定中繼操作的裝置是基站。因此，基站不僅需要獲得有關終端之間信道鏈接(“CSI”) 的信息，還需要獲得有關基站與終端之間的信息，從而導致回路信道的過載。作為實施例的補充或變化，區(qū)域應該在終端附近進行分界，或者更普遍的是在移動網(wǎng)絡的傳輸或接收的裝置(而不一定是蜂窩單元小區(qū))附近進行分界，超出這個范圍就會因為衰減而變得必須需要使用中繼器。中繼器節(jié)點或至少第一中繼節(jié)點(在終端側)必須位于這個范圍內(nèi)。實際上，在眾所周知的現(xiàn)有技術(Zorzi等人^)03)或Bletsas等人^)06)報道)中，在選擇方法中，系統(tǒng)用于接收相關信號數(shù)據(jù)包的所有節(jié)點都參與選擇最佳中繼節(jié)點。在授權使用中繼傳輸?shù)姆涓C式系統(tǒng)中，認為蜂窩小區(qū)內(nèi)能夠接收相應信號數(shù)據(jù)包(特別是RTS、CTS和其他類型的數(shù)據(jù)包，在下文中闡述)的所有其它終端都作為可能的中繼器是沒有效率的，因為這種方法增加了選擇的復雜性。為了考慮基站的天線增益，實際上，所滿意的中繼器比基站更接近于終端(源或目標)。因此，根據(jù)本發(fā)明可以有效地減少這類現(xiàn)象，通過減少回路信道的負載以及與該負載有關的無線資源的耗用，以更好地設計用于中繼選擇的方法。因此，從更專業(yè)的角度出發(fā)，根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例克服了這些問題并且較佳地包括步驟-確定第一組節(jié)點和第二組節(jié)點之間的交集，使得在該第二組節(jié)點和第二裝置之間的信號通訊，來自所述傳輸和接收裝置之間的信號通訊，所經(jīng)歷的衰減小于對應于在傳輸和接收裝置之間信號衰減的閾值；以及，-限制節(jié)點作為用于向該交集的節(jié)點中繼通訊信號的可能候選的選擇。因此，可以理解的是，通過再次使用由圖2B所示的衰減區(qū)域的表述，位于在超出在兩個衰減區(qū)域之間交集區(qū)域RI的節(jié)點都不是候選的，這兩個衰減區(qū)域分別具有半徑R2 (這是上述第一閾值的遞增函數(shù))和RIS (這是在傳輸和接收裝置TER和BS之間的衰減函數(shù))，至少對第一中繼器(在傳輸或接收裝置側)，并因此可以從預選擇中消除，因此這就可以避免網(wǎng)絡的過載。在圖2A和2B所示的實例中，簡單地籍助于圖示方法，可以認為在兩個裝置(例如圖2B所示在基站BS和終端TER之間)之間信號通訊的衰減是這兩個裝置相分離的距離 (在相同實施例中，距離RIS)的遞增函數(shù)。在這些圖中所示的區(qū)域可以近似采用圓形區(qū)域且具有以衰減為函數(shù)做為半徑。圖2A和2B以及這些區(qū)域的確定將在下文中作詳細闡述。在中繼器處于多個裝置(稱為“多次轉(zhuǎn)播”)的情況下，可以將本發(fā)明的步驟一個個進行拓展，以便定義從第一裝置(這是源節(jié)點)至第二裝置(這是目標節(jié)點)的連續(xù)交集區(qū)域。在本發(fā)明的第一實施例中，移動網(wǎng)絡為蜂窩網(wǎng)絡，其包括服務網(wǎng)絡蜂窩小區(qū)中的終端的基站以及從這些終端中選擇出的中繼節(jié)點，上述第一裝置和第二裝置都是終端。尤其是，上述傳輸裝置和接收裝置中的一個被定義為第一裝置，只要在該裝置與基站之間信號通訊的衰減小于在其它裝置與基站之間信號通訊的衰減。這種特性可以圖3和圖4所示第一裝置比第二裝置更加靠近于基站的事實來加以說明。這種選擇可以下述典型實施例作詳細闡述。實際上，這種情況正適用于多次轉(zhuǎn)播的情況，可將通過多個中繼節(jié)點的通訊信號傳輸應用于在沒有多次轉(zhuǎn)播條件的兩個終端之間的傳輸，但簡單的通過單一中繼器實現(xiàn)。在使用第一中繼器(用于傳輸或?qū)ζ鋫鬏敂?shù)據(jù)通訊信號的基站側或終端側)的情況下，上述第一裝置為終端以及第二裝置為基站，既適用于下行鏈接模式也適用于上行鏈接模式，將在下文典型實施例中作詳細闡述。因此，從更專業(yè)的角度出發(fā)，第一裝置為終端以及第二裝置為基站，在兩種情況下-數(shù)據(jù)傳輸信號由基站傳輸且傳輸至終端，以及，-數(shù)據(jù)傳輸信號從終端傳輸且傳輸至基站。如先前所述，在一個實施例(作為交集區(qū)域邊界實例的補充或變化)中，在基站周圍的區(qū)域作為邊界是首先確定是否需要使用中繼器，以便在上行模式或下行模式中服務終端。因此，從更專業(yè)的角度出發(fā)，在該實施例中，該方法包括步驟-確定在終端和基站之間信號通訊所經(jīng)歷的衰減；以及，-如果所述在終端和基站之間信號通訊的衰減小于第二預定閾值，則確定在基站和終端之間信號通訊的直接傳輸而不使用任何中繼器。第一閾值和/或第二閾值優(yōu)選小于在傳輸和接收裝置之間直接傳輸信號的衰減。 實際上，為了進行優(yōu)化，中繼器的候選節(jié)點的限制優(yōu)選根據(jù)覆蓋小于傳輸和接收裝置之間相距的距離的區(qū)域來確定(例如具有半徑為Rl (如圖2A所示)和R2 (如圖2B所示)的圓形區(qū)域，且與距離RIS相關)。實際上，上述第一和第二閾值可以通過網(wǎng)絡的預先模擬和/或測量來確定。它們可以是函數(shù)，例如每個蜂窩小區(qū)的終端數(shù)量(遞減函數(shù))和/或兩個蜂窩小區(qū)之間的干擾 (遞增函數(shù))的函數(shù)。蜂窩小區(qū)間的干擾通常取決于所討論的蜂窩小區(qū)周圍的蜂窩小區(qū)的傳輸功率、所討論的蜂窩小區(qū)的大小以及所討論的蜂窩小區(qū)周圍分布的蜂窩小區(qū)的數(shù)量。籍助于單純用于說明的實例，考慮具有半徑為IOOOm的蜂窩小區(qū)并且在該小區(qū)中設置30個終端。這個蜂窩小區(qū)在其周圍區(qū)域環(huán)繞著18個蜂窩小區(qū)且這些蜂窩小區(qū)內(nèi)的所有基站都具60W的相同發(fā)射功率。在該實施例中，這些基站裝備具有天線增益為9dB的全向天線。在該實施例中，下列選擇會產(chǎn)生滿意的結果-第一衰減閾值使得圖2B所示的區(qū)域Z2的半徑R2為500m，以及，-第二衰減閾值使得圖2A所示的區(qū)域Zl的半徑Rl為500m。優(yōu)選地，為了從候選節(jié)點中選擇最佳的中繼器，終端將信道增益(與蜂窩小區(qū)內(nèi)的其它終端和/或與基站)信息和/或蜂窩小區(qū)間的干擾和噪音的信息上傳至服務這些蜂窩小區(qū)的基站。然后，所述基站根據(jù)終端上行傳送的信息從上述交集組的節(jié)點中決定固定至少一個終端作為中繼節(jié)點。在一個優(yōu)選地實施例中，基站確定包括至少一個終端的子集，該終端作為提供傳輸能力的最佳增益的中繼節(jié)點，并根據(jù)終端所上傳信息的函數(shù)進行評估?！皞鬏斈芰Α笔侵競鬏斔芴峁┑臄?shù)據(jù)速率或傳輸所能提供的服務質(zhì)量，或它的信噪比，或用于測量使用所選擇的中繼器傳輸質(zhì)量的其它標準。本實施例在進行優(yōu)化的同時并不限制其它變化例。例如，有可能同時使用交集組中的所有終端(對應于圖2B中的區(qū)域RI)來作為中繼器使用。在這樣的情況下，這些中繼器可采用同步的模式進行操作，例如使用分布時間空間碼的方式或分布數(shù)據(jù)流的合適形式 (稱為“波束成型”技術)，下文將作進一步闡述。更普遍的是，為了確定在移動網(wǎng)絡(蜂窩式小區(qū)或其它模式的)中的潛在中繼器， 網(wǎng)絡的節(jié)點優(yōu)選將測試信號傳輸至傳輸裝置和/或接收裝置，所述測試信號包含允許推導出對分別傳輸至傳輸裝置和/或接收裝置的信號衰減的信息。該測試信號可以包含例如用于“Ready To Send”類型的RTS數(shù)據(jù)包或“Clear-Tolend”類型的CTS數(shù)據(jù)包，下文將作進一步闡述。第一閾值和/或第二閾值的計算用于處理衰減的信息，使得節(jié)點通訊和候選節(jié)點的確定能夠形成計算機程序的目標。在這一方面，本發(fā)明還旨在包括用于執(zhí)行上述方法的計算機程序且所述程序可由處理器執(zhí)行。該程序可以安裝于蜂窩網(wǎng)絡基站的存儲器，或者安裝于終端的存儲器，以便確定在它們附近區(qū)域中的候選中繼器。本發(fā)明還旨在提出一種蜂窩網(wǎng)絡的基站，該基站包括選擇網(wǎng)絡的至少一個動態(tài)節(jié)點作為候選的部件，用于中繼在基站和網(wǎng)絡終端之間的數(shù)據(jù)通訊信號。這些選擇部件構成為-確定至少一個第一組終端，使得在基站與第一組終端之間的信號通訊所經(jīng)歷的衰減小于第一預定閾值；以及，-根據(jù)所述第一組的內(nèi)容來限制選擇終端作為可能的候選，用于中繼通訊信號。例如，第一閾值可以為適用于基站的閾值，低于該閾值則可確定為直接傳輸而不需要使用中繼器。本發(fā)明還旨在提供一種用于在移動網(wǎng)絡中發(fā)射/接收數(shù)據(jù)通訊信號的終端，該終端包括用于選擇網(wǎng)絡的至少一個動態(tài)節(jié)點作為候選的部件，用于中繼在終端和網(wǎng)絡裝置之間數(shù)據(jù)通訊信號。這些選擇部件構成為
-確定至少一個第一組網(wǎng)絡節(jié)點，使得在終端和第一組節(jié)點之間的信號通訊所經(jīng)歷的衰減小于第一預定閾值；以及，-根據(jù)所述第一組內(nèi)容來限制選擇節(jié)點作為可能的候選，用于中繼通訊信號。例如，對終端而言，第一閾值可以允許作為中繼器的候選節(jié)點位于上述所要確定的交集組中。當然，在基站和終端(終端執(zhí)行例如至少環(huán)繞它的衰減確定以及基站也執(zhí)行至少環(huán)繞它的衰減確定)之間，上述用于選擇動態(tài)節(jié)點作為候選來中繼在基站和終端之間信號的部件可以共享。本發(fā)明旨在提供一種包括用于蜂窩網(wǎng)絡的至少一個終端和一個基站的系統(tǒng)且整體包括這類選擇部件，并構成為-確定至少一個第一組網(wǎng)絡節(jié)點，使得在第一組節(jié)點與終端和基站中的至少一個裝置之間的信號通訊所經(jīng)歷的衰減小于第一預定閾值；以及，-根據(jù)第一組的內(nèi)容來限制選擇作為可能的候選的節(jié)點，用于中繼通訊信號。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過下文中的詳細闡述和附圖而變得更加清晰，附圖包括-圖1圖示說明了具有作為中繼器使用的終端的蜂窩網(wǎng)絡；-圖2A圖示說明了確定為直接傳輸?shù)那闆r(在基站BS和終端TER2之間)的情況和優(yōu)選使用中繼器(在終端TERl和基站BS之間)的情況；-圖2B圖示說明了包括在蜂窩網(wǎng)絡中用于基站和終端之間通訊的可能候選中繼器的區(qū)域；-圖3圖示說明了包括在蜂窩網(wǎng)絡中用于在兩個終端之間通訊的可能候選中繼器的區(qū)域；-圖4圖示說明了包括在蜂窩網(wǎng)絡中用于在兩個終端之間通訊的可能候選中繼器的區(qū)域，與圖3所不同的是，具有更加接近于基站的不同的終端；-圖5示出了根據(jù)“調(diào)度”時序(“roundrobin")類型以下行模式傳輸?shù)牟襟E的流程圖(其圖示說明了根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例的計算機程序的通用架構)；-圖6示出了根據(jù)“調(diào)度”時序類型以上行模式傳輸?shù)牟襟E的流程圖(其圖示說明了根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例的計算機程序的通用架構)；-圖7示出了根據(jù)最大化信噪比時序以下行模式傳輸?shù)牟襟E的流程圖(其圖示說明了根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例的計算機程序的通用架構)；-圖8示出了根據(jù)最大化信噪比時序以上行模式傳輸?shù)牟襟E的流程圖(其圖示說明了根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例的計算機程序的通用架構)。在此，籍助于實施例，在闡述本發(fā)明在蜂窩網(wǎng)絡的一個實施例，其允許組織協(xié)同的動態(tài)通訊(通過定義終端所提供的中繼器)，尤其是可通過減小回路信道的負載以及與選擇最佳中繼節(jié)點相關的復雜性來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)傳輸至終端或來自終端的傳輸，限制潛在中繼器的數(shù)量來實施本發(fā)明， 因而有利于進一步限制回路信道的負載。在典型實施例中，蜂窩小區(qū)的終端能夠確定與源和與目標進行通訊的信號的衰減。專業(yè)術語“通訊的信號”是指由終端所傳輸?shù)男盘柡陀稍椿蚰繕怂邮盏降男盘枺约坝山K端所接收到的信號和來自源或者來自目標的信號。
當基站具有能夠改善信號發(fā)射和接收性能的定向天線時，則中繼來自或者傳輸至在基站附近的終端的信號就顯得毫無意義。于是，如果從終端至基站的衰減(其為距離和遮蔽效應的函數(shù))小于閾值，則所述系統(tǒng)適用于不使用中繼節(jié)點的情況，因為直接傳輸非常有可能獲得一個較好的能力。出于相同的原因，當終端距離基站足夠遠時，則中繼-終端之間的鏈接可能弱于基站-中繼之間的鏈接，這是由于基站的天線增益的緣故。因此，適合于中繼的大多數(shù)鏈接有可能更接近于終端而不是基站。于是，終端對源終端(以上行模式)或目標(以下行模式)的衰減小于另一個閾值(其大體認為終端根據(jù)“上行”或“下行”模式在以源或目標終端為中心所覆蓋的圓形區(qū)域內(nèi)，正如下文參照附圖所看到的那樣)。此外，在該圓形區(qū)域內(nèi)， 節(jié)點可比源或目標終端更加遠離基站。這些節(jié)點不利于改善來自或發(fā)至作為中繼器的目標終端的傳輸，因為它們發(fā)至基站的衰減大于發(fā)至目標終端的衰減。因此，僅僅只能選擇在圓形區(qū)域內(nèi)且接近于基站而不是接近于待服務的終端的節(jié)點，這樣可以進一步減少回路信道的負載。下文將進一步闡述用于從網(wǎng)絡所有節(jié)點中確定選擇潛在中繼器，以便改善在基站和待服務的終端之間通訊的實施例。在下行模式中，源節(jié)點為基站BS (傳輸裝置)，而目標節(jié)點為蜂窩小區(qū)中待服務的終端(TER)(接收裝置)。優(yōu)選定義兩個衰減閾值。參考圖2A，閾值dtl與在源BS和待服務的終端之間信號的衰減相關，然后定義適用于在基站和終端TER 2之間直接傳輸(不進行中繼)的區(qū)域Z1，這時終端TER2處于區(qū)域Zl中。該區(qū)域Zl對應于(作為一階近似并以圖2A作圖示說明)以源(基站BS)為中心和以Rl為半徑的圓形區(qū)域，其中Rl是閾值dtl的遞增函數(shù)；所選擇的閾值越高，則區(qū)域 Zl的半徑就越大。然而，這只是一種近似，因為雖然衰減取決于距離(因為傳播損耗或“路徑損耗”的緣故，根據(jù)距離的對數(shù)的線性函數(shù)，以分貝的方式來表示)，但是還取決于陰影效應。圖2A和2B所示的終端組的圓形區(qū)域的表述僅通過實例的方式給出，以作為簡單的說明。在優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明的實踐實現(xiàn)主要取決于衰減的測量，并不需要特別考慮與附圖所示區(qū)域Zl至相關的終端的位置。在圖2A所示的實施例中，終端TER2由基站BS直接服務，且不需要使用任何中繼器。另一方面，使用至少一個中繼器用于服務位于區(qū)域Zl外部的終端TERl是有利的，也就是在基站和終端TERl之間通訊信號所經(jīng)歷的衰減高于閾值dtl?，F(xiàn)在參考圖2B，另一個閾值dt2與發(fā)至目標TER的衰減相關，并然后定義在終端 TER和另一終端之間可能傳輸?shù)膮^(qū)域Z2，如果另一終端位于區(qū)域Z2內(nèi)就有可能作為中繼器使用。這個區(qū)域Z2(作為一階近似并籍助于圖2B作圖示說明)對應于一個以目標(終端 TER)為中心且其半徑為R2的圓形區(qū)域，其中R2為閾值dt2的遞增函數(shù)?？梢赃M一步確定在源BS和目標TER之間的信號的衰減。該衰減為在基站BS和終端TER之間的距離RIS的函數(shù)，對應于圖2A、2B、3和4所示圓形區(qū)域D的半徑。節(jié)點作為用于中繼向終端TER傳輸?shù)暮蜻x，如果-在基站BS和終端TER之間的信號衰減已經(jīng)大于閾值dtl；否則，就不需要中繼；-如果在檢測的節(jié)點和目標TER之間的信號衰減小于閾值dt2；并且
-如果在檢測的節(jié)點和源之間的信號衰減小于在目標與源之間的信號衰減；則將在目標與源之間的信號衰減標記為DIS。于是，如果待服務的終端TER不在區(qū)域Zl內(nèi)(且因此而需要中繼)，則選擇在圖 2B所示交集區(qū)域內(nèi)的候選終端作為中繼器。就中繼操作自身而言，可以使用成為中繼器候選的所有節(jié)點或者部分節(jié)點，來中繼在終端和目標之間的信號。如果同時使用多于兩個的終端用于中繼，則優(yōu)選以同步方式進行操作(例如，采用分布的空間-時間編碼或者通過根據(jù)“波束形成”技術的分布波束的合適形式)。在一個優(yōu)選變化例中，可以避免使用空間-時間碼或波束分型碼并依次分別使用預選擇中的節(jié)點。在該實施例中，為中繼所選擇的終端是根據(jù)所采用標準能提供性能中的最佳增益(例如傳輸能力)的終端。此外，候選節(jié)點可以將具有它們與源終端的信道增益以及所接收到的它們與蜂窩小區(qū)之間的干擾功率加上噪聲上行傳輸至基站。然后，基站計算性能中的增益，使得各個終端通過執(zhí)行中繼的方式到所能達到獲得和最終選擇能提供最佳增益的中繼節(jié)點?？梢赃x擇的性能標準是傳輸能力。例如，如果中繼所提供的能力中的增益好于直接傳輸(沒有中繼)的增益，那么最終就選擇候選節(jié)點。下文將闡述在上行模式中的預選擇。這時，源節(jié)點為待服務的終端TER，而目標節(jié)點為基站BS。這里，節(jié)點作為中繼器的候選-如果已經(jīng)需要中繼(這里只要終端不在區(qū)域Zl中)，-如果被檢測節(jié)點發(fā)至源TER的信號衰減小于閾值dt2(即，只要被檢測的節(jié)點位于圖2B所示的區(qū)域Z2中)，以及，-如果被檢測節(jié)點發(fā)至目標的信號衰減小于源發(fā)至目標的衰減(即，只要被檢測的節(jié)點位于圖2B所示的區(qū)域D中)。最后，中繼器仍是唯一的需要，只要終端TER在基站BS周圍區(qū)域Zl的外部，并且在該條件下，用于中繼的候選終端是在區(qū)域Z2和區(qū)域之間的交集區(qū)域RI中。對于中繼，仍舊可以有兩種選擇。用于中繼的全部或部分候選節(jié)點可以采用同步的方式(采用分布的空間-時間編碼或分布的束波成型)來中繼發(fā)至目標的信號。作為一個變化例，最終選擇作為中繼的終端是能夠在性能方面提供最佳增益的終端。候選節(jié)點向基站上傳所接收到的它們與源終端的信道增益以及它們蜂窩小區(qū)之間相互干擾的功率(加上噪聲)。隨后，基站計算由各個候選中繼器所提供的性能增益。基站最高優(yōu)先權地選擇能夠為中繼提供佳性能增益的節(jié)點?，F(xiàn)在參考圖3，它闡述了在兩個終端之間通訊(稱之為“裝置至裝置通訊”)的情況，尤其(并不必需的)是多次轉(zhuǎn)播的情況。源節(jié)點TERS和目標節(jié)點TERD都是終端。下文所述的方法確定了從在這兩種終端TER和TERD之間的網(wǎng)絡所有存在的節(jié)點中預選擇潛在的中繼器。更接近于基站BS的終端較少接收到蜂窩小區(qū)之間的干擾，并且如果它們能夠中繼信號，則能夠提供更高的性能增益。通過比較來區(qū)分兩種不同的情況-在基站BS和源終端TERS之間通訊信號的衰減；以及，-在基站BS和目標終端TERD之間通訊信號的衰減。
在圖3所示的第一種情況下，在基站BS與目標TERD之間的衰減小于在基站BS和源TERS之間的衰減。事實上，圖3所示的這種情況，目標TERD更接近于基站，因此比源更接近于蜂窩小區(qū)的中心。因此，目標TERD所接收到的蜂窩小區(qū)的干擾小于源TERS的干擾的平均值。在這種情況下，定義第一圓形Z2的中心為目標TERD和半徑為R2且R2是閾值 dt2的函數(shù)(在所考慮的節(jié)點和目標TERD之間通訊的信號的衰減的閾值)的函數(shù)。還定義第二圓形Ti的中心為源TERS和半徑為RIS且RIS是閾值DIS(在源和目標之間的衰減) 的函數(shù)。用于中繼的候選節(jié)點位于在兩個區(qū)域Z2和之間的交集區(qū)域RI中。在圖4所示的第二種情況下，在基站BS和源TERS之間的衰減小于基站BS和目標 TERD之間的衰減。與先前的情況相比，源TERS比目標TERD更接近于蜂窩小區(qū)的中心并且接收到比目標更小的平均值的蜂窩小區(qū)之間的干擾。終端TERS和TERD的位置可以簡單地考慮為與圖3和圖4之間相反的情況。在該第二種情況下，定義第一圓形Z2的中心為源TERS 和半徑為R2且R2是閾值dt2(在所考慮節(jié)點和源TERS之間通訊信號的衰減)的函數(shù)。還定義第二圓形Z3的中心為目標TERD和半徑為RIS且RIS為閾值DIS (在源和目標之間的衰減)的函數(shù)。用于中繼的候選節(jié)點位于在這兩個區(qū)域22和D之間的交集區(qū)域RI中。因此，如果發(fā)至最接近蜂窩小區(qū)(源(圖4所示)或目標(圖3所示)中心的節(jié)點的衰減小于閾值dt2(即，意味著該節(jié)點在半徑為R2的圓形Z2中且所述R2為閾值dt2 的函數(shù))，以及如果發(fā)至源(圖3所示)或目標(圖4所示)的衰減小于源發(fā)至目標DIS的源的衰減(即，意味著節(jié)點在半徑為RIS的圓形中且所述RIS為閾值DIS的函數(shù))，則該節(jié)點就成為用于中繼操作的候選節(jié)點。這里再一次看到，用于中繼器的最終選擇有兩種選擇方法。在第一種選擇中，用于中繼的候選節(jié)點全都可以同步方式用于中繼發(fā)至目標的信號。在第二種選擇中，首先根據(jù)所給定的標準來選擇能夠提供性能中的最佳增益的節(jié)點，用于中繼源所發(fā)射的信號，候選節(jié)點將它們的信道增益以及它們所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率(加噪聲)上行傳送
至基站。下文中所討論的方法涉及采用兩次跳躍(轉(zhuǎn)播)實現(xiàn)在一個源和一個目標之間的傳輸。此外，在蜂窩網(wǎng)絡中可包括超過兩次跳躍(采用“多次跳躍”通訊)。然后，在“多次跳躍”通訊中可以設想到下列選擇-下行模式的傳輸用于第一次跳躍(從終端BS至中繼器)并且通過至少一個中繼 (因此通過至少兩次其它跳躍)來協(xié)助從終端至終端之間的傳輸，如圖4所示；-通過至少一個中繼(因此通過至少兩次第一次的跳躍)來協(xié)助從終端至終端的傳輸，如圖3所示，接著通過采用上行模式的傳輸(因此通過從中繼器至基站BS的其它跳躍)；-在兩個終端之間使用若干中繼器的傳輸，如圖3和圖4之一所示。下文闡述了本發(fā)明的兩個典型實施例以及應用。不言而喻，所討論的兩個實施例的混合也是可以實施的。在下文中，假設已經(jīng)考慮了時序上的確定(通常是由基站來確定)并且尤其是已經(jīng)選擇了終端來傳輸或接收數(shù)據(jù)。這里假設所有的終端是依次服務的(根據(jù)例如 “Round-Robin”類型的算法的時序)。在這類時序中，依次服務各個終端；例如可以下列方式來實施各個終端由單一數(shù)值來標識并且各個基站形成在其覆蓋范圍中所需服務的終端的列表，該列表以終端遞增數(shù)字的序列來設置(這個規(guī)則可以在基站參數(shù)定義中預先設定)。在下文所述的實施例，考慮以下行模式傳輸信號的情況，在所討論的實施例中，基站準備可能使用單個中繼器為索引i的特定終端服務。參考圖5，圖5定義了所述方法的主要步驟，定義適用于在基站周圍衰減的閾值 dtl以及適用于在目標終端(步驟51)周圍衰減的閾值dt2(采用在蜂窩小區(qū)中的模擬和/ 或測量的方法)。在步驟52中，基站傳輸RTS(“Ready-T0-knd”)數(shù)據(jù)包。所述RTS數(shù)據(jù)包含有控制符。蜂窩小區(qū)的終端檢測RTS數(shù)據(jù)包并且籍助于控制符來估計它們發(fā)至基站的信道增益。在一典型實施例中，終端從信道的增益中推導出所對應的衰減。例如，可以通過信道增益的逆操作(并且然后考慮信道的快速衰減)來計算衰減。如果為了克服快速衰減的快速變化以便準確估計衰減，衰減可以通過例如當前增益的逆操作和先前獲得的增益的導數(shù)的平均來計算并且存儲在終端的存儲器中(當然，如果這些都是有效的)。此外，終端估計所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率和噪聲功率的疊加(步驟53)。如果在基站BS和目標(終端i)之間的衰減大于閾值dtl (在測試M輸出處的箭頭K0)，則目標i預測有可能作為中繼協(xié)助傳輸?shù)墓?jié)點。否則，在步驟55中，傳輸是直接的(箭頭0K)。在后一種情況中，終端i傳輸CTS/0FF( “ ( "clear-to-send"和“relay disabled" :“0FF””)數(shù)據(jù)包所述數(shù)據(jù)包為基站指示終端i將接收直接來自基站的數(shù)據(jù)。在非直接傳輸?shù)那闆r中，終端i傳輸CTS/0N( "clear-to-send",具有使能“ON”中繼)數(shù)據(jù)包(含有它的衰減)和控制符至基站(步驟56)。能“監(jiān)聽” CTS/0N數(shù)據(jù)包的終端估計它們至目標i的信道增益以及它們所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率和噪聲功率的疊加(步驟57)。所有已經(jīng)接收到CTS/0N數(shù)據(jù)包的終端j -如果從終端j至目標i的衰減小于閾值dt2(在檢測58輸出處的箭頭0K)，以及，-如果相同終端j至基站的衰減小于目標i至基站的衰減DIS(在檢測59處的輸出處的箭頭0K)，則該終端就成為潛在的中繼器(步驟60)。應該指出的是，RTS或CTS數(shù)據(jù)包表示為符號集，所述符號集可以包括在一個更廣泛的無線數(shù)據(jù)包中，例如3GPP LTE標準的子幀。潛在中繼將其至目標的信道增益和它所接收到的噪聲及蜂窩小區(qū)干擾功率上傳
至基站。目標i將其至基站的信道增益和它所接收到的噪聲及蜂窩小區(qū)干擾功率上傳至基站?；緩囊呀?jīng)上傳它們至目標的信道增益的節(jié)點中選擇最佳中繼(潛在中繼節(jié)點) (步驟62)。根據(jù)所使用的傳輸協(xié)議，最佳中繼具有最大化的傳輸能力(檢測61)。如果具有中繼的能力優(yōu)于直接傳輸?shù)哪芰?，則就使用所選擇的中繼。在該情況下， 所選擇的中繼由標志數(shù)據(jù)包告知?；鞠蚪K端i傳輸數(shù)據(jù)并且所選擇的中繼器以合適的方法來協(xié)助傳輸。
參考圖6，在上行模式中，源終端i嘗試向基站傳輸數(shù)據(jù)(通過考慮已經(jīng)選用終端 i向基站傳輸數(shù)據(jù)的影響)。在步驟Ul中，定義第一衰減閾值dtl (至基站的衰減)和第二衰減的閾值dt2(至源終端的衰減)。如果在終端i和基站之間的衰減大于第一閾值dtl (在檢測Ul輸出處的箭頭K0)， 則終端i預測可以協(xié)助傳輸?shù)臐撛谥欣^節(jié)點。終端i傳輸RTS/0N( “ready-to-send”和中繼“ON”)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包含有其至基站的衰減和控制符(步驟U2)。接收到RTS/0N數(shù)據(jù)包的蜂窩小區(qū)的終端估計其至終端i的信道增益以及它們所接收到的噪聲和蜂窩小區(qū)之間的干擾功率(步驟U3)。基站傳輸含有控制符的數(shù)據(jù)包CTS ( "clear-to-send")(步驟U4)。蜂窩小區(qū)的終端(包括源i)接收CTS數(shù)據(jù)包并且估計其至基站的信道增益、對應的衰減以及它們所接收到的噪聲和蜂窩小區(qū)之間干擾功率(步驟U5)。對所有已經(jīng)“監(jiān)聽”到RTS/0N數(shù)據(jù)包的終端，如果從終端至源i的衰減小于第二閾值dt2 (檢測U6)以及如果相同終端至基站的衰減小于源i至基站的衰減(檢測U7)，則所述終端就成為潛在的中繼(步驟U8)。正如上述參考圖5的討論，潛在中繼器將現(xiàn)在其至源i的信道增益以及它所接收到的噪聲和蜂窩小區(qū)之間的干擾功率上行傳輸至基站。源i將現(xiàn)在其至基站的信道增益以及它所接收到的噪聲和蜂窩小區(qū)之間的干擾功率上行傳輸至基站?；緩囊呀?jīng)上傳信道增益的節(jié)點中為源i選擇最佳的中繼。根據(jù)所使用的傳輸協(xié)議，最佳的中繼是具有最大化傳輸能力的那個中繼。如果通過作為中繼所提供的能力大于直接傳輸?shù)哪芰?，那么就選擇中繼。在該情況下，所選擇的中繼由標志數(shù)據(jù)包告知。源傳輸數(shù)據(jù)且所選擇的中繼協(xié)助傳輸。再一次看到，如果在終端i和基站之間的衰減小于第一閾值dtl，那么源不尋求潛在的中繼節(jié)點來協(xié)助傳輸，因為源已足夠接近于基站。終端i傳輸RTS/ 0FF( “ready-to-send”和中繼OFF)數(shù)據(jù)包，以指示基站終端i將數(shù)據(jù)直接傳輸至基站。在下文中，本發(fā)明的另一項應用將通過不同時序算法的方法來闡述，所述時序算法對應于“max-SNR”(信噪比的最大化)的時序。文中，以各個“TTI ”時間周期服務的終端都具有最佳的信道質(zhì)量。參考圖7，在下行模式中，定義第一衰減閾值dtl (至基站的衰減)和第二衰減閾值dt2(至目標終端的衰減)(步驟D0)?；鞠蚍涓C小區(qū)內(nèi)的各個終端j傳輸(以廣播模式)RTS ( "ready-to-send")數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包含有控制符(步驟Dl)。蜂窩小區(qū)內(nèi)的各個終端j檢測RTS數(shù)據(jù)包并且估計其至基站的信道增益及其對應的衰減。此外，各個終端估計它的噪聲和蜂窩小區(qū)之間的干擾功率(步驟D2)。對于各個終端j，如果在基站和終端j之間的衰減大于第一閾值dtl (在測試D3輸出處的箭頭K0)，則終端j尋求能夠中繼傳輸?shù)臐撛谥欣^節(jié)點。終端j至傳輸含有其基站的衰減和控制符的CTS/0N(j) (clear-to-send以及中繼0N)數(shù)據(jù)包(步驟D4)。能夠接收到來自終端j的CTS/0N數(shù)據(jù)包的蜂窩小區(qū)內(nèi)的終端估計其至終端j的信道增益以及它們所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率和噪聲(步驟D5)。對于所有已經(jīng)接收到CTS/0N(j)數(shù)據(jù)包的終端-如果從終端至終端j的衰減小于第二閾值dt2(測試D6)，以及，-如果相同終端至基站的衰減小于目標至基站的衰減(測試D7)；則該終端成為潛在的中繼(步驟D8)。用于終端j的潛在中繼將其至目標的信道增益以及所接收到的蜂窩小區(qū)之間干擾和噪聲功率上傳至基站。終端j將其至基站的信道增益以及所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾和噪聲功率上傳至基站?；緩囊呀?jīng)將上傳其至終端j的信道增益的節(jié)點中選擇最佳的中繼。用于終端j的最佳中繼是最大化傳輸能力的那個中繼?；就ㄟ^考慮標記為“i”的潛在中繼來計算終端j的能力。如果認為對給定終端 j的中繼操作所獲得能力大于直接傳輸?shù)哪芰?在基站和待服務的終端之間)，則為所述終端j考慮具有中繼的能力。否則，為終端j考慮通過基站直接傳輸?shù)哪芰?。因此，基站?yōu)選將各個終端j (標記為C(j))的估計能力存儲于存儲器中。如果在基站和各個終端j之間的衰減小于第一閾值dtl，則終端j就不再尋求能夠協(xié)助傳輸?shù)闹欣^節(jié)點并且向基站和附近的其它節(jié)點傳輸CTS/0FF(j)數(shù)據(jù)包指示終端j 將從基站直接接收數(shù)據(jù)。于是，終端j所考慮的能力就是直接傳輸?shù)哪芰?。基站將該能?C(J)存儲于存儲器中。基站服務在蜂窩小區(qū)內(nèi)的所有終端中具有最佳能力的終端，其中傳輸可以籍助于中繼，以便提供比直接傳輸更好的能力。在上行模式中，在具有中繼的時序算法最大SNR中，定義第一衰減閾值dtl (至基站的衰減)和第二衰減dt2 (至目標終端的衰減)(步驟81)。如果在終端j和基站之間的衰減大于第一閾值dtl (在測試82輸出處箭頭K0)， 則終端j尋求能夠協(xié)助傳輸?shù)臐撛谥欣^節(jié)點。終端j傳輸含有其至基站的衰減和控制符的 RTS/0N(j)數(shù)據(jù)包(步驟83)。接收到RTS/0N(j)數(shù)據(jù)包的蜂窩小區(qū)內(nèi)的終端估計其至終端j的信道增益，對應的衰減以及所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率和噪聲(步驟84)?；緜鬏敽懈鱾€終端j控制符的CTS(j)數(shù)據(jù)包(步驟85)。蜂窩小區(qū)內(nèi)的終端(包括終端j)接收CTS數(shù)據(jù)包并估計其至基站的信道增益以及所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率和噪聲(步驟86)。對于所有已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)包RTS/0N(j)的終端i，如果從終端i至終端j的衰減小于第二閾值dt2(測試87)和如果相同終端i至基站的衰減小于終端j至基站的衰減(測試88)，則該終端就成為潛在的中繼(步驟89)。用于終端j的潛在中繼器將其至源的信道增益以及所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率和噪聲上傳至基站?；緅將其至基站的信道增益以及所接收到的蜂窩小區(qū)之間的干擾功率和噪聲上傳至基站?；緩囊呀?jīng)上傳信道增益的節(jié)點中選擇終端j的最佳的中繼。最佳的中繼是根據(jù)所采用的傳輸協(xié)議能夠獲得最大化能力的那個中繼。如果終端j 由于采用中繼操作所獲得的能力大于直接傳輸?shù)哪芰?，那么該終端j就考慮采用中繼的能力。否則，終端所考慮的能力為直接傳輸?shù)哪芰?。基站將各個終端j的能力C(j)存儲于存儲器中。基站服務在蜂窩小區(qū)內(nèi)所有終端中具有最佳能力的終端，傳輸由與所選擇的終端相關的中繼器來潛在協(xié)助。
權利要求
1.一種在移動網(wǎng)絡中選擇至少一個動態(tài)節(jié)點作為在所述網(wǎng)絡的傳輸裝置和接收裝置之間中繼數(shù)據(jù)通訊信號的候選節(jié)點的方法，其特征在于，包括步驟-確定網(wǎng)絡至少一個第一組節(jié)點，使得來自所述傳輸和接收裝置之間且在第一組中的一個節(jié)點和至少一個第一裝置之間的信號傳輸所經(jīng)歷的衰減小于第一預定的閾值(dtl ； dt2 ；DIS)，-根據(jù)第一組的內(nèi)容來限制作為用于中繼通訊信號的可能候選的節(jié)點選擇，-確定在節(jié)點的第一組KL1、和第二組(Ζ； )之間的交集區(qū)域(RI)，使得來自在所述傳輸裝置和接收裝置之間且在第二組節(jié)點和第二裝置之間通訊信號所經(jīng)歷的衰減小于對應于傳輸裝置和接收裝置之間信號衰減的閾值，以及，-限制作為用于向所述交集組節(jié)點中繼通訊信號的可能候選節(jié)點的選擇。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述移動網(wǎng)絡是包括用于服務在網(wǎng)絡的蜂窩小區(qū)中的終端的基站的蜂窩網(wǎng)絡，所述第一裝置為終端(TER)，第二裝置為基站(BS)。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一裝置為終端和第二裝置為基站有下述兩種情況-所述數(shù)據(jù)通訊信號是由基站傳輸并傳輸至終端(DL)，并且-所述數(shù)據(jù)通訊信號是由終端傳輸并傳輸至基站(UL)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于，還包括步驟-確定在終端和基站之間通訊信號所經(jīng)歷的衰減；-如果在終端和基站之間信號的衰減小于第二預定閾值(dtl)，則確定在基站和終端之間的通訊信號直接傳輸，而不使用中繼。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述移動網(wǎng)絡是包括用于服務在網(wǎng)絡的蜂窩小區(qū)中的終端的基站的蜂窩網(wǎng)絡，第一裝置和第二裝置都是終端(TERS，TERD)，并且其中在第一裝置和基站之間通訊信號所經(jīng)歷的衰減小于在第二裝置和基站之間通訊信號的衰減。
6.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一閾值和/或第二閾值選擇為小于在傳輸裝置和接收裝置之間直接通訊信號的衰減(DIS)。
7.根據(jù)權利要求2至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述終端將信道和/或蜂窩小區(qū)之間干擾和噪聲的信息上傳至服務它們蜂窩小區(qū)的基站，以及其中所述基站根據(jù)所述終端上行傳輸?shù)男畔乃鼋患M節(jié)點中確定至少一個終端作為中繼節(jié)點。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述基站確定一子集，該子集包括至少一個終端，其根據(jù)終端上傳所述信息的函數(shù)進行估計、作為在傳輸能力方面提供最佳增益的中繼節(jié)點。
9.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡節(jié)點向傳輸裝置和 /或接收裝置傳輸測試信號，所述測試信號包含允許分別推導出傳輸至傳輸裝置和/或接收裝置的信號衰減。
10.一種計算機程序，包括用于執(zhí)行上述權利要求中任一項所述方法的指令，所述程序通過處理器執(zhí)行。
11.一種蜂窩網(wǎng)絡的基站，其特征在于，包括選擇至少一個網(wǎng)絡動態(tài)節(jié)點作為中繼在基站和網(wǎng)絡終端之間的數(shù)據(jù)通訊信號的候選節(jié)點的部件，所述選擇部件構成為-確定至少一個第一組終端，使得在基站(BQ與第一組終端之間通訊信號所經(jīng)歷的衰減小于第一預定的閾值(dtl ；DIS)；以及，-根據(jù)所述第一組的內(nèi)容，限制作為用于中繼通訊信號的可能候選的終端的選擇。
12.一種用于在移動網(wǎng)絡中傳輸/接收數(shù)據(jù)通訊信號的終端，其特征在于，包括選擇至少一個網(wǎng)絡動態(tài)節(jié)點作為中繼所述終端與網(wǎng)絡裝置之間的數(shù)據(jù)通訊信號的候選節(jié)點的部件，所述選擇部件構成為-確定至少一個第一組網(wǎng)絡節(jié)點，使得在終端和第一組節(jié)點之間通訊信號所經(jīng)歷的衰減小于第一預定閾值(dtl ；DIS),-根據(jù)所述第一組的內(nèi)容，限制作為用于中繼通訊信號的可能候選的節(jié)點選擇。
13.一種包括至少一個終端和一個基站且設計用于蜂窩網(wǎng)絡的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于選擇至少一個網(wǎng)絡動態(tài)節(jié)點作為用于中繼在基站和終端之間的數(shù)據(jù)通訊信號的候選節(jié)點的部件，所述選擇部件構成為-確定至少一個第一組網(wǎng)絡節(jié)點，使得在第一組節(jié)點和在終端和基站之間的至少一個裝置之間的信號通訊所經(jīng)歷的衰減小于第一預定閾值(dtl ；DIS)，以及，-根據(jù)所述第一組的內(nèi)容，限制作為用于中繼通訊信號的可能候選的節(jié)點選擇。
全文摘要
本發(fā)明涉及至少在移動網(wǎng)絡中選擇至少一個動態(tài)節(jié)點作為用于中繼在網(wǎng)絡的傳輸裝置和接收裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸信號的候選節(jié)點的方法。在本發(fā)明中定義環(huán)繞著在傳輸和接收裝置(TER)中的第一裝置周圍的第一區(qū)域，超出該區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸信號的衰減大于第一預定的閾值(R2)；并且根據(jù)第一區(qū)域的定義限制作為用于中繼傳輸信號的可能候選的節(jié)點選擇。
文檔編號H04W88/04GK102577586SQ201080042010
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權日2009年7月17日
發(fā)明者埃赫梅德·薩阿達尼, 埃里克·哈杜因, 阿吉西勞斯·帕帕多吉安尼斯 申請人:法國電信