Система связи, устройство связи, способ связи и компьютерный программный продукт

Система связи, устройство связи, способ связи и компьютерный программный продукт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе связи, устройству связи, способу связи и компьютерному программному продукту, в которых базовая станция связывается с мобильной станцией внутри соты при посредничестве релейной станции. В частности, настоящее изобретение относится к системе связи, устройству связи, способу связи и компьютерной программе, использующим релейный режим, который предусматривает межсотовую координацию взаимодействия.

Уровень техники

Услуги связи становятся существенно разнообразнее в связи с повсеместным использованием технологий обработки информации и информационно-телекоммуникационных технологий и, в частности, необычайным развитием мобильной связи, такой как мобильная телефония. В настоящее время консорциум 3GPP (Third Generation Partnership Project), разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии третьего поколения, работает над аттестацией всемирного стандарта IMT (International Mobile Telecommunications) - 2000 системы мобильной связи третьего поколения (3G), предложенного Международным союзом электросвязи. Стандарт LTE (Long Term Evolution) «Долгосрочное развитие сетей связи», являющийся одной из спецификаций обмена данными, предложенной консорциумом 3GPP, представляет собой долгосрочную перспективную систему, нацеленную на создание системы связи четвертого поколения (4G) IMT Advanced, также называемой «3.9G (Super 3G)».

Стандарт LTE является режимом связи, базирующимся на способе модуляции OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) и использующим в качестве способа радиодоступа в нисходящем канале способ OFDMA (OFDM access). Способ модуляции OFDM является способом модуляции с использованием нескольких несущих, в котором множество фрагментов данных приписывается к частотным поднесущим, являющимся ортогональными, т.е. не взаимодействующими друг с другом, и в котором каждая поднесущая на частотной оси может преобразовываться в сигнал на временной оси для передачи путем осуществления обратного быстрого преобразования Фурье FFT (Fast Fourier Transform) для каждой поднесущей. Передаваемые данные передаются путем распределения по множеству несущих, частоты которых ортогональны, и поэтому способ OFDM характеризуется тем, что полоса каждой несущей становится узкой, эффективность использования частоты очень высока, и искажение из-за запаздывания сигнала (помехи из-за частотно-избирательного замирания) уменьшается благодаря многолучевому распространению. Способ доступа OFDMA - это схема с многостанционным доступом, в которой вместо того, чтобы одна связная станция занимала все поднесущие OFDM-сигнала, производится присвоение набора поднесущих в частотной области нескольким связным станциям, так что поднесущие совместно используются несколькими связными станциями. Если каждый из нескольких пользователей использует различные поднесущие или различные временные интервалы (т.е. разделение мультиплексирования в частотной и временной областях), то связь может осуществляться без помех.

Согласно спецификации LTE-Advanced, являющейся дальнейшим развитием стандарта LTE для системы мобильной связи четвертого поколения, 3GPP поддерживает полосу частот около 100 МГц и нацелена на достижение максимальной скорости 1 Гбит/с. В качестве весьма вероятных вариантов схемы многостанционного доступа с пространственным разделением каналов, при которой радиоресурсы в пространственной области совместно используются несколькими пользователями, рассматриваются, например, многопользовательская система многоканального входа - многоканального выхода MIMO (MU-MIMO - Multi-user - Multiple Input Multiple Output) или система многостанционного доступа с пространственным разделением каналов SDMA.

Более того, в спецификации LTE-Advanced для улучшения пропускной способности на краях сот рассматривается возможность использования релейной технологии. Здесь под релейной технологией понимается механизм, при котором релейная станция RS устанавливается в зоне действия (соте) базовой станции, связанной с базовой сетью, чтобы обеспечить связь со скачкообразным переключением рабочей частоты между базовой станцией и релейной станцией. Если скорость передачи составляет 1-2 Мбит/с или около того, то можно использовать способ модуляции, такой как двухпозиционная фазовая манипуляция BPSK (Binary Phase Shift Keying) и квадратурная фазовая модуляция QPSK (Quadrature PSK), и при этом обеспечивается достаточное отношение сигнал-помеха, даже если отношение сигнал-помеха на краях соты мало. В отличие от этого, для достижения скорости передачи 100 Мбит/с или более, необходимо поддерживать высокое отношение сигнал-помеха по всей соте. Кроме того, использование более высокой рабочей частоты приводит к увеличению потерь передачи и чувствительно к замиранию, так что зона действия базовой станции сужается. Эффективность работы одиночной базовой станции на краях соты снижается, и релейная станция призвана компенсировать это.

В нисходящем канале связи релейная станция усиливает принятый от базовой станции сигнал и передает принятый сигнал на мобильную станцию. При ретрансляции сигнала отношение сигнал-помеха может быть улучшено по сравнению со случаем прямой передачи от базовой станции на мобильную станцию. В восходящем канале связи, с другой стороны, релейная станция может поддерживать отношение сигнал-помеха на высоком уровне путем приема сигнала от мобильной станции и передачи сигнала на базовую станцию (нисходящий радиодоступ от базовой станции BS к мобильной станции MS далее называется «нисходящим каналом связи», а восходящий радиодоступ от мобильной станции MS к базовой станции BS - «восходящим каналом связи»).

Например, сотовая система, в которой базовая станция назначает ресурсы терминалам, передает нисходящий сигнал в текущем временном интервале и получает восходящий сигнал от терминалов через релейную станцию в следующем временном интервале, релейная станция получает нисходящий сигнал от базовой станции и восходящий сигнал от терминалов в текущем временном интервале и передает полученный нисходящий сигнал на терминалы, и полученный восходящий сигнал на базовую станцию в следующем временном интервале, а терминал передает восходящий сигнал в текущем временном интервале и принимает нисходящий сигнал через релейную станцию в следующем временном интервале (смотри, например, выложенную японскую заявку на патент №2008-22558).

Режимы, в которых релейная станция ретранслирует сигнал между базовой станцией и мобильной станцией, можно подразделить на два вида исходя из того, как передается принятый сигнал.

Первый режим называют "Amplify-and-Forward (АF)"(усиливай и передавай), при котором релейная станция ретранслирует принятый от базовой станции сигнал после его усиления, не изменяя его, как аналоговый сигнал. В режиме AF для мобильной станции трудно улучшить отношение сигнал-помеха, и поэтому для релейной станции необходимо ретранслировать с использованием зоны, в которой мощность сигнала достаточно велика. Более того, существует обратная связь между передающей антенной и приемной антенной, поэтому необходимо принимать меры для предотвращения возбуждения. Преимуществом режима AF является отсутствие какой-либо необходимости улучшения протокола обмена данными.

Второй режим называют "Decode-and-Forward (DF)" (декодируй и передавай), при котором релейная станция осуществляет цифровую обработку принятого от базовой станции сигнала и затем усиливает и передает усиленный сигнал. Т.е. релейная станция преобразует принятый от базовой станции сигнал в цифровой сигнал путем преобразования аналог-цифра, осуществляет декодирующую обработку сигнала, такую как коррекция ошибок, проводит обратное кодирование и преобразует сигнал в аналоговый сигнал путем преобразования цифра-аналог перед усилением и передачей сигнала. В соответствии с режимом DF, отношение сигнал-помеха может быть улучшено за счет выигрыша при кодировании. Далее, вопрос паразитной связи между передающей антенной и приемной антенной может быть решен путем сохранения в памяти сигнала, преобразованного в цифровую форму, и передачи сигнала релейной станцией в следующем временном интервале. Возбуждение может быть также подавлено путем смены частоты, вместо смены временного интервала для передачи и приема.

В системе стандарта LTE-Advanced, являющейся сетью будущего стандарта 3GPP, будет использован режим ретрансляции DF, скорее, чем AF, так как он способен улучшать отношение сигнал-помеха.

В системе стандарта LTE для уменьшения влияния помех в одном и том же канале в соседних сотах предлагается ввести межсотовую координацию взаимодействия.

Межсотовая координация взаимодействия может быть реализована, например, путем повторения дробной частоты, объединяющего односотовое повторение частоты и многосотовое повторение частоты. Каждая сота делится на центральную зону вблизи базовой станции и приграничную зону по краям соты, удаленную от базовой станции. В то время как «центральная частота», закрепленная за связью между базовой станцией и мобильной станцией в центральной зоне, конкурирует с аналогичной центральной частотой соседних сот (т.е. односотовое повторение частоты), помехи между сотами исключаются путем поддержания мощности передачи на достаточно низком уровне, так что сигнал распространяется только внутри центральной зоны. С другой стороны, необходимо передавать достаточно сильный сигнал, чтобы сигнал достигал приграничной зоны, и помехи между сотами исключаются путем использования в приграничных зонах соседних сот взаимно не перекрывающихся «приграничных частот» (т.е. многосотовое повторение частоты).

Более того, вместо того чтобы задействовать все поднесущие OFDM-сигнала одной мобильной станцией, поднесущие центральной частоты присваиваются мобильным станциям, находящимся вблизи базовой станции, а поднесущие приграничных частот - мобильным станциям, находящимся вдали от базовой станции, так что поднесущие совместно используются множеством мобильных станций, чтобы реализовать многостанционный доступ (OFDMA).

Таким образом, если множество пользователей, соответственно, используют различные поднесущие или различные временные интервалы, то удается организовать связь без взаимных помех. Базовая станция осуществляет контроль радиоресурсов внутри соты. В системе стандарта LTE ресурсный блок состоит из 12 поднесущих, помноженных на 7 OFDM-символов, и радиоресурсы присваиваются блоками ресурсов (описаны ниже).

В системе стандарта LTE могут быть выбраны две системы дуплексной связи: дуплексная связь с частотным разделением каналов FDD (Frequency Division Duplex) и дуплексная связь с временным разделением каналов TDD (Time Division Duplex). В случае использования дуплексной связи с временным разделением каналов TDD, можно осуществлять выбор, какой из восходящего и нисходящего каналов использовать для каждого подкадра.

Можно представить себе случай, когда внутри одной соты в нисходящем и восходящем каналах наблюдается асимметрия в свободных радиоресурсах. (Например, когда имеются свободные ресурсы для нисходящего канала базовой станции и нет свободных ресурсов для восходящего канала, или наоборот, когда имеются свободные ресурсы для восходящего канала базовой станции и нет свободных ресурсов для нисходящего канала). Например, в соте, где много пользователей желают загрузить на сервер кинофильм, либо что-то подобное, используя восходящий канал связи, свободные ресурсы для восходящего канала меньше, чем свободные ресурсы для нисходящего канала. И, наоборот, в соте, где много пользователей желают скачать большое количество изображений, считается, что будет ощущаться недостаток ресурсов только для нисходящей линии. Таким образом, дисбаланс пользователей и дисбаланс используемых пользователями приложений вызывает асимметрию (т.е. отношение свободных ресурсов для восходящего канала и для нисходящего канала является показателем асимметрии в каждой соте). Как установлено авторами настоящего изобретения, асимметрия радиоресурсов между нисходящим и восходящим каналами приводит к снижению эффективности использования частоты, что может привести к снижению пропускной способности для пользователя.

Список цитируемых материалов

Патентная литература

Японская заявка на патент №2008-22558.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Таким образом, желательно создать систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерный программный продукт высшего качества, в которых базовая станция сможет надлежащим образом осуществлять связь с мобильной станцией в данной соте через релейную станцию.

Также желательно создать систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерный программный продукт, которые используют совершенный режим ретрансляции, способный надлежащим образом осуществлять координацию межсотового взаимодействия.

Также желательно создать высококачественные систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерный программный продукт, способные исключить асимметрию в радиоресурсах, закрепленных за нисходящим каналом и за восходящим каналом мобильной станции в соте, чтобы улучшить эффективность использования частоты, а также пропускной способности для пользователя.

Разрешение проблемы

Одним из возможных подходов к решению вышеуказанной и других проблем является мобильная система связи, включающая в себя:

первую базовую станцию, обслуживающую первую зону покрытия;

вторую базовую станцию, обслуживающую вторую зону покрытия;

первый релейный узел, расположенный в первой зоне покрытия; и

блок принятия решения о режиме ретрансляции, выполненный с возможностью определения, находится ли показатель качества связи для канала между мобильной станцией и первой базовой станцией через релейный узел ниже заданного порога, и в случае если показатель качества связи ниже указанного заданного порога, с возможностью переключения либо восходящего, либо нисходящего канала с первой базовой станции на вторую базовую станцию, сохраняя оставшийся восходящий либо нисходящий канал за первой базовой станцией.

Одним из аспектов системы является то, что первая зона покрытия включает в себя

внутреннюю зону, в которой беспроводные ресурсы предназначены для использования первой базовой станцией, и

внешнюю зону, в которой беспроводные ресурсы совместно используются первой базовой станцией и второй базовой станцией.

Блок принятия решения о режиме ретрансляции может находиться либо на первой базовой станции, либо на первом релейном узле.

При этом переключение может осуществляться с использованием алгоритма скоординированной многоточечной передачи и приема.

В указанной системе заданный порог реализуется блоком принятия решения о режиме ретрансляции с учетом качества канала связи со второй базовой станцией, но переключения на вторую базовую станцию не происходит, если качество канала связи ниже, чем с первой базовой станцией.

Планирование беспроводных ресурсов включает в себя межсотовую координацию взаимодействия с использованием повторения дробной частоты, комбинирующего односотовое повторение частоты и многосотовое повторение частоты.

Другой аспект заключается в том, что для определения относительного местоположения мобильной станции используется либо мощность сигнала, либо прием сигналов системы GPS, либо задержка сигнала, при этом

первая базовая станция и вторая базовая станция координируют планирование беспроводных ресурсов для мобильной станции, находящейся в первой зоне покрытия.

Другим вариантом осуществления может быть мобильная станция для использования в беспроводной системе связи, имеющей первую базовую станцию, обслуживающую первую зону покрытия, вторую базовую станцию, обслуживающую вторую зону покрытия, и первый релейный узел, расположенный в первой зоне покрытия, при этом мобильная станция включает в себя:

контроллер;

устройство хранения информации планирования, доступное для контроллера, содержащее информацию, описывающую таблицу планирования, указывающую беспроводные ресурсы для использования в канале связи через первый релейный узел к первой базовой станции; и

передатчик, причем

контроллер выполнен с возможностью приема либо от первой базовой станции, либо от первого релейного узла, при нахождении мобильной станции в первой зоне покрытия, указания о том, что мобильной станции надлежит переключить либо восходящий канал, либо нисходящий канал с первой базовой станции на вторую базовую станцию, если качество связи с первой базовой станцией ниже заданного порога.

В отношении мобильной станции,

первая зона покрытия включает в себя:

внутреннюю зону, в которой беспроводные ресурсы предназначены для использования первой базовой станцией, и

внешнюю зону, в которой беспроводные ресурсы распределены между первой базовой станцией и второй базовой станцией, при этом

мобильная станция включает в себя приемник системы GPS, информирующий первую базовую станцию о местоположении мобильной станции.

Первая базовая станция и первый релейный узел включают в себя блок принятия решения о режиме ретрансляции, информирующий мобильную станцию о необходимости переключаться на вторую базовую станцию.

Переключение может осуществляться с использованием алгоритма скоординированной многоточечной передачи и приема.

Контроллер не переключается на вторую базовую станцию, если качество связи со второй базовой станцией хуже по сравнению с качеством связи с первой базовой станцией через релейный узел.

Информация в устройстве хранения информации планирования включает в себя планирование, основанное на повторении дробной частоты, объединяющем односотовое повторение частоты и многосотовое повторение частоты.

Другой вариант осуществления касается базовой станции для беспроводной системы мобильной связи, включающей в себя

передатчик, обеспечивающий беспроводное покрытие первой зоны покрытия, первую зону покрытия, включающую в себя первый релейный узел и мобильную станцию, первую зону покрытия, граничащую со второй зоной покрытия, обслуживаемой второй базовой станцией; и

блок принятия решения о режиме ретрансляции, выполненный с возможностью определения, находится ли показатель качества связи для канала между мобильной станцией и первой базовой станцией через релейный узел ниже заданного порога, и в случае если показатель качества связи ниже указанного заранее заданного порога, с возможностью переключения либо восходящего, либо нисходящего канала с первой базовой станции на вторую базовую станцию, сохраняя оставшийся восходящий либо нисходящий канал за первой базовой станцией.

Первая зона покрытия включает в себя

внутреннюю зону, в которой беспроводные ресурсы предназначены для использования первой базовой станцией, и

внешнюю зону, в которой беспроводные ресурсы распределены между первой базовой станцией и второй базовой станцией.

Блок принятия решения о режиме ретрансляции осуществляет переключение с использованием алгоритма скоординированной многоточечной передачи и приема.

Заданный порог регулируется блоком принятия решения о режиме ретрансляции с учетом качества канала связи между мобильной станцией и второй базовой станцией, но переключения на вторую базовую станцию не происходит, если качество канала связи ниже, чем для базовой станции.

Для определения относительного местоположения мобильной станции используется либо мощность сигнала, либо прием сигналов системы GPS, либо задержка сигнала, при этом базовая станция содержит

планировщик, выполненный с возможностью координации планирования беспроводных ресурсов для мобильной станции, находящейся в первой зоне покрытия, со второй базовой станцией.

Очередной вариант осуществления касается способа осуществления беспроводной связи в мобильной системе связи, включающего в себя этапы, на которых:

устанавливают канал связи от мобильной станции к первой базовой станции через релейный узел, причем релейный узел и мобильная станция находятся в первой зоне покрытия, обслуживаемой первой базовой станцией;

определяют с помощью блока принятия решения о режиме ретрансляции, что показатель качества связи для канала ниже заданного порога, и запрашивают мобильную станцию для установки другого канала со второй базовой станцией, если на этапе определения определено, что качество канала ниже заданного порога; и

продолжают предоставлять связь между первой базовой станцией и мобильной станцией по одному из восходящего и нисходящего канала, в то время как мобильная станция осуществляет связь по другому из восходящего и нисходящего каналов со второй базовой станцией.

Этап продолжения осуществления связи может включать в себя использование алгоритма скоординированного многоточечной передачи и приема для координации установления другого из восходящего и нисходящего каналов со второй базовой станцией.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема, показывающая конфигурацию кадра радиоданных нисходящего канала стандарта LTE.

Фиг.2 - рисунок, схематично показывающий, как осуществляется присвоение блоков ресурсов.

Фиг.3 - схема, показывающая основные связные операции внутри соты, включая случаи, когда релейная станция осуществляет ретрансляцию или не осуществляет ретрансляцию.

Фиг.4А - схема, показывающая сотовую систему, реализующую межсотовую координацию взаимодействия путем повторения дробной частоты.

Фиг.4В - диаграмма, иллюстрирующая присвоение частоты внутри соты, в которой осуществляется повторение дробной частоты.

Фиг.4С - диаграмма, иллюстрирующая присвоение частоты внутри соты, в которой осуществляется повторение дробной частоты.

Фиг.4D - диаграмма, иллюстрирующая присвоение частоты внутри соты, в которой осуществляется повторение дробной частоты.

Фиг.5А - схема, показывающая, как осуществляется асимметричная ретрансляция между двумя граничащими сотами.

Фиг.5В - схема, показывающая, как осуществляется асимметричная ретрансляция между двумя граничащими сотами.

Фиг.6А - схема, показывающая, как осуществляется асимметричная ретрансляция между двумя граничащими сотами.

Фиг.6В - схема, показывающая, как осуществляется асимметричная ретрансляция между двумя граничащими сотами.

Фиг.7 - схема, показывающая ситуацию, в которой плановая информация восходящего канала подбирается под пару в граничащих сотах, которые устанавливают восходящий канал от мобильной станции при асимметричной ретрансляции.

Фиг.8 - схема, показывающая ситуацию, в которой плановая информация нисходящего канала подбирается под пару в граничащих сотах, которые устанавливают нисходящий канал от мобильной станции при асимметричной ретрансляции.

Фиг.9 - схема, иллюстрирующая сценарий осуществления асимметричной ретрансляции из-за того, что отсутствует свободный временной интервал либо в восходящем, либо в нисходящем канале местной соты.

Фиг.10 - схема, иллюстрирующая сценарий осуществления асимметричной ретрансляции для улучшения качества или т.п., несмотря на то, что имеются свободные временные интервалы для планирования приграничной частоты местной соты как для восходящего, так и для нисходящего каналов.

Фиг.11 - схема, показывающая пример установления зоны общего планирования, в которой позиции в частотной области не меняются с течением времени.

Фиг.12 - схема, показывающая, как осуществляется скачкообразное изменение частоты в зоне общего планирования с течением времени.

Фиг.13 - блок-схема последовательности операций, проводимых базовой станцией для осуществления асимметричной ретрансляции путем взаимодействия граничащих сот в соответствии со сценарием, показанным на Фиг.9 или Фиг.10.

Фиг.14 - блок-схема, схематически показывающая функциональную конфигурацию базовой станции, работающей в сотовой системе в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, реализующим асимметричную ретрансляцию.

Фиг.15 - блок-схема, схематически показывающая функциональную конфигурацию базовой станции, предназначенной для работы в соте, осуществляющей асимметричную ретрансляцию в сотовой системе в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.16 - блок-схема, схематически показывающая функциональную конфигурацию мобильной станции, предназначенной для работы в соте, осуществляющей асимметричную ретрансляцию в сотовой системе в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17 - график, показывающий зависимость мощности принятого сигнала от удаленности от базовой станции (расположения позиций релейной станции и мобильной станции в соте).

Описание вариантов осуществления

Ниже, со ссылкой на чертежи, представлено подробное описание варианта осуществления, в котором настоящее изобретение применено в системе мобильной связи стандарта LTE.

На Фиг.1 приведена схема, показывающая конфигурацию кадра радиоданных нисходящего канала стандарта LTE. Как показано на Фиг.1, радиокадр содержит три иерархических уровня: временной интервал (Интервал), подкадр (Подкадр) и радиокадр (РадиоКадр) в порядке убывания по времени.

Временной интервал, имеющий длительность 0,5 мс, образован семью OFDM-символами (для нормальной одноадресной передачи) и становится единицей декодирования после приема пользователем (мобильной станцией). Подкадр длительностью 1 мс образован двумя последовательными временными интервалами и становится единицей времени передачи пакета кодированных данных с исправлением ошибок. Радиокадр длительностью 10 мс образован 10 последовательными подкадрами (т.е. 20 временными интервалами) и становится основной единицей мультиплексирования всех физических каналов.

Каждый пользователь может осуществлять связь без взаимных помех путем использования различных поднесущих или различных временных интервалов. В стандарте LTE минимальная единица присвоения радиоресурса, называемая «блоком ресурсов», задается путем деления непрерывных поднесущих на блоки.

Планировщик, устанавливаемый на базовой станции, присваивает радиоресурсы каждому пользователю блоками ресурсов. На Фиг.2 схематично показано, как осуществляется присвоение блоков ресурсов. Блок ресурсов состоит из 12 поднесущих, помноженных на 1 временной интервал (7 OFDM-символов=0,5 мс), и выделенная на Фиг.2 жирной чертой рамка соответствует блоку ресурсов. До 3 OFDM-символов в начале подкадра используются в качестве контрольного канала, называемого «L1/L2 контрольная сигнальная информация» (на проиллюстрированном примере только первый символ используется в качестве контрольного канала). Планировщик базовой станции может присваивать блоки ресурсов каждому подкадру, т.е. с интервалом 1 мс. Информация о положении блока ресурсов называется планированием. Плановая информация для восходящего канала и плановая информация для нисходящего канала записывается в контрольный канал нисходящего канала. Каждый пользователь может выяснить, какие блоки ресурсов ему выделены, просматривая контрольный канал.

В системе стандарта LTE могут быть выбраны две системы дуплексной связи: дуплексная связь с частотным разделением каналов FDD (Frequency Division Duplex) и дуплексная связь с временным разделением каналов TDD (Time Division Duplex). В случае использования дуплексной связи с временным разделением каналов TDD, можно осуществлять выбор восходящего или нисходящего канала для каждого подкадра.

В системе связи в соответствии с настоящим вариантом осуществления внедрена релейная технология, позволяющая улучшить пропускную способность на краях соты.

Основные связные операции в пределах соты, включая случаи задействования и не задействования релейной станции в качестве посредника, описаны со ссылкой на Фиг.3. Линия между базовой станцией (BS) и релейной станцией (RS) называется «релейной линией», а линия между релейной станцией и мобильной станцией называется «каналом доступа». Прямая линия связи между базовой станцией и мобильной станцией без задействования релейной станции называется «прямой линией». На Фиг.3 нисходящий канал обозначен сплошной линией со стрелкой, а восходящий канал - прерывистой линией со стрелкой.

В системе связи стандарта LTE радиоресурсы приписываются блоками ресурсов и указываются в контрольном канале, называемом L1/L2 контрольная сигнальная информация (см. выше). Релейная станция оценивает, есть ли какой-нибудь блок ресурсов, выделенный релейной станции, просматривая каждую миллисекунду информацию о присвоении блоков ресурсов в контрольном канале, т.е. плановую информацию.

В нисходящем канале релейная станция сначала усиливает принятый от базовой станции сигнал, используя, например, режим DF (указанный выше), и затем передает принятый сигнал на мобильную станцию. При приеме сигнала, ретранслированного через релейную станцию, отношение сигнал-помеха может быть увеличено по сравнению с прямой передачей сигнала от базовой станции на мобильную станцию. В восходящем канале, с другой стороны, релейная станция может поддерживать высокое отношение сигнал-помеха путем приема сигнала от мобильной станции и передачи сигнала на базовую станцию после усиления принятого сигнала.

Предполагается, что в одной соте может устанавливаться несколько релейных станций и только одна базовая станция. С учетом соображения экономии энергии, имеется потребность во внедрении на релейных станциях режима ожидания. Релейные станции в режиме ожидания открывают приемное окно только в заданный период времени. Таким образом, релейная станция не работает на прием за исключением случая, когда релейная станция принимает контрольные сигналы, передаваемые базовой станцией в заранее заданный период времени, и тем самым экономит энергию.

Кроме того, в системе связи в соответствии с настоящим вариантом осуществления используется межсотовая координация взаимодействия (упомянутая выше) для снижения влияния помех в одном и том же канале, используемом в соседних сотах.

Межсотовая координация взаимодействия описывается здесь снова со ссылкой на Фиг.4А-4D. В приведенных примерах, межсотовая координация взаимодействия реализована с помощью повторения дробной частоты, объединяющего односотовое повторение частоты и многосотовое повторение частоты (трехсотовое повторение частоты на Фиг.4).

На Фиг.4А шестиугольник представляет собой одну соту. Каждая сота поделена на белую центральную зону внутри соты и заштрихованную приграничную зону на краях соты. Центральная частота, приписанная к центральной зоне, конкурирует с центральной частотой граничащих сот (т.е. повторяемость частоты равна 1), но взаимные помехи между сотами исключаются путем поддержания мощности передачи на достаточно низком уровне, так что сигнал можно принять только в центральной зоне. С другой стороны, приграничным зонам граничащих сот присваиваются различные частоты (т.е. реализуется трех сотовая повторяемость частоты). На Фиг.4А различие в частотных диапазонах представлено различными видами штриховки (с правым наклоном, с левым наклоном и с сетчатой штриховкой). Путем переключения частотного присвоения между граничащими сотами, как это показано на Фиг.4А-4D, может осуществляться эффективное частотное присвоение.

На Фиг.4В-4D показано присвоение частот внутри соты и мощность передачи. В каждой соте частотный диапазон системы делится на три блока поднесущих, и блок поднесущих, используемый для повторения частоты между сотами, приписывается к приграничной частоте, а блок поднесущих для односотового повторения частоты приписывается к центральной частоте.

Например, в соте на Фиг.4А, имеющей приграничную зону, заштрихованную с левым наклоном, блок поднесущих #1 приписан к приграничной частоте, а блоки поднесущих #2 и #3 - к центральной частоте (см. Фиг.4В). В соте на Фиг.4А, имеющей приграничную зону с затенением в виде сетки, блок поднесущих #2 приписан к приграничной частоте, а блоки поднесущих #1 и #3 - к центральной частоте (см. Фиг.4С). В соте на Фиг.4А, имеющей приграничную зону, заштрихованную с правым наклоном, блок поднесущих #3 приписан к приграничной частоте, а блоки поднесущих #1 и #2 - к центральной частоте (см. Фиг.4D). В каждой соте многостанционный доступ (OFDMA) реализован вместо присвоения всех проднесущих OFDM-сигнала одной связной станции путем присвоения поднесущих центральной частоты мобильной станции или релейной станции в центральной зоне, а поднесущих приграничной частоты - мобильной станции или релейной станции в приграничной зоне, чтобы распределить поднесущие среди множества станций связи.

В любой соте на Фиг.4А мощность передачи на центральной частоте регулируется таким образом, чтобы она была достаточно мала, так чтобы сигнал мог приниматься только в пределах центральной зоны соты. Это предотвращает межсотовые помехи, даже если односотовая частота повторяется в граничащей соте. В то время как мощность передачи на приграничной частоте достаточно велика, чтобы обеспечить возможность приема сигнала от базовой станции, находящейся в центре соты, на краях соты, межсотовые помехи не возникают благодаря тому, что используется повторение частоты во множестве сот (три соты в проиллюстрированном примере).

Межсотовая координация взаимодействия обычно использует частоту из диапазона, путем ее деления на центральную частоту и приграничную частоту. В приведенных на Фиг.4В, Фиг.4С и Фиг.4D примерах, одна частота в системе (ширина полосы составляет 20 МГц в стандарте LTE) делится на три блока поднесущих, и каждый блок поднесущих приписывается для использования к центральной частоте или приграничной частоте. С другой стороны, может быть рассмотрен способ связывания множества диапазонов для обеспечения связи. Например, в случае связи с использованием агрегирования несущих в объединенной полосе пяти частот с шириной полосы по 20 МГц каждая, 20 МГц умножить на 5=100 МГц, частотное присвоение для центральной частоты и для приграничной частоты при межсотовой координации взаимодействия может осуществляться в полосе 20 МГц.

Иногда свободные радиоресурсы (т.е. беспроводные ресурсы, такие как присваиваемые частоты) в одной соте асимметричны для нисходящего и восходящего каналов. Например, в то время как имеются свободные беспроводные ресурсы для нисходящего канала базовой станции, для восходящего канала они отсутствуют (или их мало), и наоборот, когда имеются свободные беспроводные ресурсы для восходящего канала, для нисходящего канала они отсутствуют (или их мало). Случай такой асимметрии может возникнуть из-за нахождения релейных станций в режиме ожидания, в котором прием возможен только в течение приемного окна в заранее заданный период времени. Дисбаланс в пользователях и дисбаланс в используемых приложениях может также вызывать асимметрию (как это описано выше). Асимметрия в радиоресурсах нисходящего и восходящего каналов вызывает снижение эффективности использования частоты, что может привести к ухудшению пропускной способности для пользователя.

Поэтому в системе связи в соответствии с настоящим вариантом осуществления асимметрия радиоресурсов, приписанных к нисходящему и восходящему каналам в соте, исключается путем осуществления асимметричной ретрансляции, при которой связь в нисходящем и восходящем каналах осуществляется через релейную станцию, расположенную в другой соте.

На Фиг.5 А показан пример нисходящего и восходящего каналов мобильной станции (MS1), проходящих через две релейные станции (RSI, RS2), принадлежащие разным базовым станциям (сота 1, сота 2), соответственно (пример асимметричной ретрансляции). Предположим, например, что в то время как имеется свободный временной интервал для нисходящего канала базовой станции (BS1), относящейся к соте 1, для восходящего канала свободный временной интервал отсутствует. Если имеется какой-нибудь свободный временной интервал восходящего канала базовой станции (BS2) граничащей соты 2, то мобильная станция (MS1) может установить восходящий канал через релейную станцию (RS2), принадлежащую граничащей соте 2 вместо релейной станции (RS1), принадлежащей местной соте 1. На Фиг.5 нисходящий кана