专利名称：通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及其中基站通过中继站的中介，与小区内的移动站通信的通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品。特别地，本发明涉及一种采用应用小区间干扰协调的中继模式的通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品。
背景技术：
随着信息处理和信息通信技术的普遍使用，通信服务变成越来越多样，尤其是诸如移动电话之类的移动通信的发展显著。目前，3GPP(第三代合作伙伴计划)正致力于 ITU(国际电信联盟)起草的全球标准“IMT(国际移动电信)_2000”(一种第三代(3G)移动通信系统)的标准化。“LTE(长期演进”(3GPP起草的数据通信规范之一)是目的在于第四代GG) IMT-Advanced的长期推进系统，也称为“3. 9G (超级3G) ”。LTE是一种基于OFDM(正交频分多路复用)调制方法的通信模式，采用 OFDMA (OFDM接入)作为下行链路的无线接入方法(这里，把从基站(BQ到移动站(MS)的下行无线接入称为“下行链路”，把从MS到BS的上行无线接入称为“上行链路”)。OFDM是一种多载波方法，借助该方法，多项数据被分配给“正交”，即，相互不干扰的频率子载波，从而通过对每个子载波进行反向FFT (快速傅里叶变换)，能够把频率轴上的每个子载波转换成时间轴上的信号，以便传输。传输数据是通过被分配给频率正交的多个载波传送的，从而，OFDM的特征在于每个载波的频带变成窄带，频率利用效率非常高，并且由于多路径的缘故，抗延迟失真(频率选择性衰落干扰)。OFDMA(正交频分多址接入)是一种多址接入方案，其中代替OFDM信号的所有子载波被一个通信站占用，频率轴中的一组子载波被分配给多个通信站，以致子载波被多个通信站共用。在标准规范“LTE-Advanced” 中，3GPP 支持接近 IOOMHz 的带宽，“LTE-Advanced，， 是LTE关于第四代移动通信系统的进一步发展，目的在于最大mbps的峰值速度的实现。其中空间轴上的无线资源被多个用户共用的空分多址接入方案，比如多用户MIMO(MU-MIMO) 或SDMA(空分多址接入)被认为很有希望。此外，对于LTE-Advanced考查了中继技术，以提高在小区边缘的吞吐量。这里，中继技术是一种依据其，在连接到核心网络的基站的范围中安装中继站(RS)，以允许基站和中继站之间的跳程通信的机制。如果通信速度为l_2Mbps左右，那么可以应用诸如BPSK(二进制相移键控)和QPSK(正交PSK)之类的调制方法，并且即使SNR(信噪比)较低，也许可必要的SNR。相反，为了获得IOOMbps以上的通信速度，必须在整个小区内保持较高的SNR 吞吐量。此外，较高的工作频率会增大传输损耗，并且对衰落敏感，以致基站的覆盖范围减小。单基站的性能在小区边缘降低，而中继站补偿所述性能降低。在下行链路中，中继站首先放大来自基站的接收信号，随后把接收信号传送给移动站。在用中继站中继接收信号的情况下，与直接从基站向移动站传送信号的情况相比，能够增大SNR。另一方面，在上行链路中，通过从移动站接收信号，然后把信号传送给基站，中继站能够使SNR保持较高水平。例如，其中基站向终端分配资源，在当前时隙中传送下行链路信号，并在下一时隙中经中继站，接收来自终端的上行链路信号，中继站在当前时隙中接收来自基站的下行链路信号和来自终端的上行链路信号，并在下一时隙中，把接收的下行链路信号传送给终端，和把接收的上行链路信号传送给基站，终端在当前时隙中传送上行链路信号，并在下一时隙中经中继站接收下行链路信号的蜂窝系统(例如，参见日本专利申请公开 No. 2008-22558)。根据接收信号是如何传送的，中继站在基站和移动站之间中继信号的模式可被分成下述两种。第一种是称为“放大-转发(AF)，，的模式，其中中继站在使接收信号保持模拟信号不变的情况下，在放大来自基站的接收信号之后，重传该接收信号。在AF模式下，移动站难以提高SNR(信噪比)，从而，中继站必须通过利用其中信号强度足够高的区域进行中继。 此外，在发射天线和接收天线之间存在反馈路径，以致必须考虑振荡的防止。AF模式的优点是根本不需要改进通信协议。第二种是称为“解码-转发(DF) ”的模式，其中中继站对来自基站的接收信号进行数字处理，随后放大和传送接收的信号。即，中继站利用AD转换，把来自基站的接收信号转换成数字信号，对信号进行诸如纠错之类的解码处理，重新编码信号，并在放大和传送信号之前，利用DA转换，把信号转换成模拟信号。按照DF模式，可借助编码增益提高SNR。此夕卜，通过把转换成数字信号的信号保存在存储器中，然后中继站在下一时隙中传送该信号， 能够避免在发射天线和接收天线之间转变信号的问题。通过改变频率，而不是为发射和接收改变时隙，也能够抑制振荡。在LTE-Advanced(它是3GPP的未来网络)中，更可能使用能够提高SNR的DF模式，而不是AF模式。在LTE和LTE-Advanced中，要求通信延迟的降低，更具体地说，要求把用户之间的延迟降低到50毫秒以下。从而，当引入中继技术时，需要充分考虑由中继站的中介引起的延迟问题。虽然DF类中继模式利用编码增益，提高SNR，不过，由解码和重新编码引起的延迟相当大。从而，提供一种对于延迟要求严格的信道，使用导致较小延迟的AF类中继模式，和对于延迟要求不严格的信道，应用DF类中继模式的方法。如果通过利用时间划分改变时隙，以避免干扰，用DF类中继模式中继，那么在时隙中，延迟增大。频繁使中继站重新编码和传送接收信号时的延迟与一个子帧或时隙的延迟一致。这是因为如果在保持LTE的向下兼容性的时候，应引入中继站，那么这样的定界更易于保持兼容性。一个子帧是TDD (时分双工)的上行链路和下行链路的定界符，从而更易于采纳为中继站的延迟单位。在LTE中，为了降低相同信道的相邻小区间干扰的影响，提出了小区间干扰协调 (ICIC)。利用结合单小区频率重复和多小区频率重复的分数频率重复，可实现ICIC。每个小区被分成小区内的接近基站的中心区域，和在小区边缘远离基站的边界区域。虽然分配给在基站和中心区域的移动站之间的通信的“中心频率”与相邻小区的“中心频率”竞争(即，单小区频率重复)，不过通过控制发射功率足够小，以致信号只到达中心区域内，可避免小区之间的干扰。另一方面，必须发射足够强的信号，以致信号到达边界区域， 通过相邻小区的边界区域使用相互不同的“边界频率”(多小区频率重复)，避免小区之间的干扰。此外，代替OFDM信号的所有子载波被一个移动站占用，中心频率的子载波被分配给在基站附近的移动站，边界频率的子载波被分配给远离基站的移动站，以致子载波被多个移动站共用，从而实现多址接入(OFDMA)。如果在蜂窝系统中引入中继技术，每个链路将在时间和频率方面被多路分解，以避免中继站的自基站的接收(中继链路)和到移动站的重传(接入链路)相互干扰，或者避免上行链路和下行链路相互干扰。当进行小区间干扰协调(分数频率重复)时，即使在相同小区中，频率也随位置而不同(利用中心频率或边界频率)，从而必须考虑到这一点， 以避免链路之间的干扰。如果引入中继技术，那么还必须考虑小区间干扰协调。[引用列表][专利文献][PTL 1]日本专利申请公开No. 2008-22558
发明内容
从而，理想的是提供其中基站能够通过中继站的中介，适宜地与小区中的移动站通信的优良的通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品。另外，理想的是提供采用能够适当地进行小区间干扰协调的较好中继模式的通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品。此外，理想的是提供通过利用小区间干扰协调，能够在基站和移动站之间恰当中继，以便避免中继链路和接入链路之间，或者上行链路和下行链路之间在中继站中的干扰的通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品。如下详细所述，本发明解决常规系统，方法和计算机程序产品的上述限制和其它限制。一个这样的系统是包括基站和中继节点的移动通信系统。基站包括在小区中形成无线覆盖的发射器，小区被分成中心区域和边界区域，中心区域被边界区域环绕，边界区域的外缘定义小区的外缘，发射器利用分配给中心区域的第一无线资源和分配给边界区域的第二无线资源进行发射。中继节点被配置成在所述基站和所述移动站之间中继信号，包括按照根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息判别的多种中继模式之一，操作中继节点的控制器，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信，和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。在该系统中，多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路，和从中继节点到基站的中继链路时，要使用的无线资源和时间。同样地，控制器可把中继模式设定成当中继节点在中心区域中，移动站在边界区域中时的第一中继模式，当中继节点和移动站都在边界区域中时的第二中继模式，和当中继节点和移动站都在中心区域中时的第三中继模式之一，其中与当利用第二无线资源覆盖边界区域时相比，当利用第一无线资源覆盖中心区域时，发射器以较低的功率进行发射。第二中继模式和第三中继模式可以利用互斥频带，第一中继模式利用组合的时分和频分多址接入，其中上行链路和下行链路都采用互斥的频带。第一中继模式采用一组频率和时间组合中的至少一种。所述组合可包括在第一时间段内，把互斥频带中的一个频带用于上行链路，在第二时间段内，把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，第一时间段与第二时间段不重叠；在第一时间段内，把互斥频带中的所述一个频带用于上行链路，在第二时间段内， 把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，第一时间段与第二时间段不重叠；和把互斥频带中的所述一个频带的第一子带用于上行链路的中继链路部分，把互斥频带中的另一个频带的第一子带用于上行链路的接入链路部分，和把互斥频带中的所述一个频带的第二子带用于下行链路的中继链路部分，把互斥频带中的另一个频带的第二子带用于下行链路的接入链路部分。视情况，移动通信系统可包括位置确定机构，所述位置确定机构被配置成确定中继节点的位置信息，位置确定机构包括在中继节点和基站之一中。本发明的系统也可被具体化为在基站的小区中形成无线覆盖的移动通信系统中的中继节点，所述小区被分成中心区域和边界区域，中心区域被边界区域环绕。中继节点包括配置成在基站和移动站之间中继信号的收发器。中继节点还包括按照多种中继模式之一操作中继节点的控制器，所述多种中继模式可根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息来判别，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信，和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。就中继节点来说，所述多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路，和从中继节点到基站的中继链路时，要使用的无线资源和时间。第二中继模式和第三中继模式利用互斥频带，第一中继模式利用组合的时分和频分多址接入，其中上行链路和下行链路都采用互斥的频带。第一中继模式采用一组频率和时间组合中的至少一种。所述组合可包括在第一时间段内，把互斥频带中的一个频带用于上行链路，在第二时间段内，把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，第一时间段与第二时间段不重叠；在第一时间段内，把互斥频带中的所述一个频带用于上行链路，在第二时间段内， 把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，第一时间段与第二时间段不重叠；和把互斥频带中的所述一个频带的第一子带用于上行链路的中继链路部分，把互斥频带中的另一个频带的第一子带用于上行链路的接入链路部分，和把互斥频带中的所述一个频带的第二子带用于下行链路的中继链路部分，把互斥频带中的另一个频带的第二子带用于下行链路的接入链路部分。按照本发明的创新方法在小区中中继无线信号，所述小区被分成中心区域和边界区域，中心区域被边界区域环绕，边界区域的外缘定义小区的外缘，所述方法包括从基站利用分配给中心区域的无线资源发射信号，和利用分配给边界区域的无线资源发射信号，和借助中继节点，在所述基站和所述移动站之间中继信号，中继步骤包括借助控制器，根据移动站的位置信息和中继站的位置信息，从多种中继模式中选择一种中继模式，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信，和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。所述多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路，和从中继节点到基站的中继链路时，要使用的无线资源和时间。所述多种中继模式包括当中继节点在中心区域中，移动站在边界区域中时的第一中继模式，当中继节点和移动站都在边界区域中时的第二中继模式，和当中继节点和移动站都在中心区域中时的第三中继模式，其中与当利用第二无线资源覆盖边界区域时相比， 当利用第一无线资源覆盖中心区域时，发射器以较低的功率进行发射。第二中继模式和第三中继模式利用互斥频带；第一中继模式利用组合的时分和频分多址接入，其中上行链路和下行链路都采用互斥的频带。第一中继模式采用一组频率和时间组合中的至少一种，所述组合包括在第一时间段内，把互斥频带中的一个频带用于上行链路，在第二时间段内，把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，第一时间段与第二时间段不重叠；在第一时间段内，把互斥频带中的所述一个频带用于上行链路，在第二时间段内， 把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，第一时间段与第二时间段不重叠；和把互斥频带中的所述一个频带的第一子带用于上行链路的中继链路部分，把互斥频带中的另一个频带的第一子带用于上行链路的接入链路部分，和把互斥频带中的所述一个频带的第二子带用于下行链路的中继链路部分，把互斥频带中的另一个频带的第二子带用于下行链路的接入链路部分。所述方法还包括确定中继节点的位置信息，位置确定机构包含在中继节点和基站之一中。本发明还可在供在移动通信系统中使用的移动终端中实现，所述移动通信系统从基站形成小区中的无线覆盖，所述小区被分成中心区域和边界区域，中心区域被边界区域环绕，所述移动终端包括配置成经由中继节点，与基站交换无线信号的收发器；保持与中继节点的所选中继模式对应的调度信息的非临时性计算机可读介质；和配置成根据选择的中继模式，改变用于与中继节点通信的无线资源的控制器，所述中继模式是根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息选择的，多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信，和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。控制器可被配置成可选择地按照第一中继模式，第二中继模式或第三中继模式工作，当中继节点在中心区域中，而移动站在边界区域中时，选择第一中继模式，当中继节点和移动站都在边界区域中时，选择第二中继模式，和当中继节点和移动站都在中心区域中时，选择第三中继模式。本发明还可在小区中形成无线覆盖的移动通信系统中的基站中实现，所述小区被分成中心区域和边界区域，中心区域被边界区域环绕，所述基站包括收发器和控制器。收发器被配置成经由中继节点，与基站交换无线信号。控制器从多种中继模式中选择一种中继模式，所述多种中继模式可根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息来判别，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信，和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路，和从中继节点到基站的中继链路时，要使用的无线资源和时间。按照上面说明的本发明的实施例，能够提供采用能够适当地进行小区间干扰协调的较好中继模式的通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品。此外，按照上面说明的本发明的实施例，能够提供优良的，并且在应用分数频率重复作为小区间干扰协调的时候，能够利用与中继站在小区中所处的位置对应的中继模式， 恰当地中继的通信系统，通信设备，通信方法和计算机程序产品。通过按照中继站的位置信息和移动站的位置信息，确定中继站中的适当中继模式，能够避免上行链路和下行链路之间，以及中继链路和接入链路之间在中继站中的干扰。通过除了考虑中继站的位置信息和移动站的位置信息，还考虑中继站的通信能力，确定中继站中的更适当的中继模式，能够避免上行链路和下行链路之间，以及中继链路和接入链路之间在中继站中的干扰。利用与中继站的位置信息和移动站的位置信息相适应的适当中继模式(依据该中继模式，中继链路和接入链路不会在中继站中相互干扰)，能够在基站和移动站之间提供中继。当中继站和移动站都在边界区域中时，通过采用把避免干扰相邻小区的边界频率用于上行链路和下行链路，并且对于上行链路和下行链路，都沿时间方向多路分解中继链路和接入链路的中继模式，能够避免中继站中的干扰。当中继站和移动站都在中心区域中时，通过采用把预定中心频率和不会到达相邻小区的发射功率用于上行链路和下行链路，并且对于上行链路和下行链路，都沿时间方向多路分解中继链路和接入链路的中继模式，能够避免中继站中的干扰。当中继站在中心区域中，而移动站在边界区域中时，利用把预定中心频率和不会到达相邻小区的发射功率用于中继链路，把避免干扰相邻小区的边界频率用于接入链路， 并且对于沿时间方向多路复用的上行链路和下行链路，都沿时间方向多路分解中继链路和接入链路的中继模式，能够避免中继站中的干扰。当中继站在中心区域中，而移动站在边界区域中，并且通过沿频率方向多路复用， 中继站能够同时进行发射/接收操作时，利用把预定中心频率和不会到达相邻小区的发射功率用于中继链路，把避免干扰相邻小区的边界频率用于接入链路，并且对于沿时间方向多路分解的上行链路和下行链路，都沿时间方向多路复用中继链路和接入链路的中继模式，能够避免中继站中的干扰。当中继站在中心区域中，而移动站在边界区域中，通过沿频率方向多路复用，中继站能够同时进行发射/接收操作，并且系统频率可被分成下行链路用频率和上行链路用频率时，利用把预定中心频率和不会到达相邻小区的发射功率用于中继链路，把避免干扰相邻小区的边界频率用于接入链路，并且对于沿时间方向多路复用的上行链路和下行链路， 都沿时间方向多路复用中继链路和接入链路的中继模式，能够避免中继站中的干扰。通过为每个预定无线帧，选择中继站中的中继模式，能够自适应地对应于移动站的移动。
依据基于下面说明的本发明的实施例或者附图的详细说明，本发明的其它目的、 特征和优点将变得明显。
图1是表示LTE的下行链路的无线帧结构的示图。图2是表示包括当中继站充当中介时的情况，和不充当中介时的情况的小区内的基站通信操作的示图。图3A是表示借助分数频率重复，实现小区间干扰协调的蜂窝系统的示图。图;3B是图解说明其中进行分数频率重复的小区内的频率分配的示图。图3C是图解说明其中进行分数频率重复的小区内的频率分配的示图。图3D是图解说明其中进行分数频率重复的小区内的频率分配的示图。图4表示其中应用小区间干扰协调的小区内，经由中继站的基站和移动站之间的通信例子的示图。图5是表示如何在时间和频率方面多路分解时隙，以避免中继站的中继链路和接入链路相互干扰，或者避免上行链路和下行链路相互干扰的示图。图6是图解说明与中继站位于小区内的位置相应的中继模式的示图。图7是图解说明与中继站位于小区内的位置相应的中继模式的示图。图8是图解说明与中继站位于小区内的位置相应的中继模式的示图。图9是图解说明与中继站位于小区内的位置相应的中继模式的示图。图10是图解说明与中继站位于小区内的位置相应的中继模式的示图。图11是图解说明与中继站位于小区内的位置相应的中继模式的示图。图12是图解说明与中继站位于小区内的位置相应的中继模式的示图。图13是表示基站判定小区内的中继模式的处理过程的流程图。图14是示意表示按照本发明的一个实施例，在蜂窝系统中工作的基站的功能结构的示图。图15是示意表示按照本发明的一个实施例，在蜂窝系统中工作的中继站的功能结构的示图。图16是示意表示按照本发明的一个实施例，在蜂窝系统中工作的移动站的功能结构的示图。图17是表示接收信号强度和离基站的通信距离(中继站和移动站在小区中的位置)之间的关系的示图。
具体实施例方式下面参考附图，详细说明其中把本发明应用于诸如LTE之类移动通信系统的实施例。图1表示LTE的下行链路的无线帧结构。如图1中图解所示，无线帧由按时间单位的降序的时隙(Slot)，子帧(Subframe)和无线帧(Radio Frame)三个分层构成。0.5毫秒的时隙由7个OFDM符号(对正常的单播传输来说)构成，成为当被用户 (移动站)接收时的解码处理的单位。1毫秒的子帧由两个连续的时隙构成，成为纠错编码的数据分组的传输时间的单位。10毫秒的无线帧由10个子帧(即，20个时隙)构成，成为所有物理信道的多路复用的基本单位。通过利用不同的子载波或不同的时隙，每个用户能够相互毫不干扰地进行通信。 在LTE中，通过把连续的子载波分成多个块，定义称为“资源块(RB) ”的无线资源分配的最小单位。一个资源块在频率轴方向具有12个子载波的宽度，在时间轴方向具有0. 5毫秒(7 个OFDM符号)的长度。安装在基站的调度器用资源块，向每个用户分配无线资源。在称为 "L1/L2控制信令”的控制信道中规定这种分配。每个用户通过查看控制信道，识别分配给该用户的资源块。对于每个子帧，即，间隔1毫秒分配资源块。0. 5毫秒长度的时隙是每个用户可以得到的最小分配单位。安装在基站的调度器向每个用户分配可以时隙为单位使用的时隙。在LTE中，能够选择两种双工系统，即FDD (频分双工)和TDD (时分双工)。就TDD来说，能够为每个子帧选择要使用上行链路和下行链路中的哪一个。在按照本实施例的通信系统中，为了提高在小区边缘的吞吐量，引入了中继技术。下面参考图2，说明包括当中继站充当中介时的情况，和不充当中介时的情况的小区内的基本通信操作。基站(BS)和中继站(RS)之间的链路被称为“中继链路 (RelayLink) ”，中继站和移动站(MS)之间的链路被称为“接入链路(AccessLink) ”。基站和移动站之间的不利用中继站的直接链路被称为“直接链路(DirectLink) ”。在图2中，下行链路被表示成实线箭头，上行链路被表示成虚线箭头。在LTE中，无线资源分配在资源块中，并由(上面提及的)称为L1/L2信令的控制信道指定。中继站通过每隔1毫秒，查看控制信道中的资源块的分配信息，即，调度信息，判断是否存在以中继站为目的地的任意资源块。在下行链路中，中继站首先用(上面提及的)DF模式，放大来自基站的接收信号， 随后把接收的信号传给移动站。在接收信号由中继站中继的情况下，与直接从基站把信号传给移动站的情况相比，信噪比能够被提高。另一方面，在上行链路中，通过从移动站接收信号，在放大接收的信号之后，把信号传给基站，中继站能够保持信噪比较高。此外，在按照本实施例的通信系统中，应用(上面提及的)小区间干扰协调，以降低相同信道的相邻小区之间的干扰的影响。这里将参考图3A-3D，再次说明小区间干扰协调。在图解说明的例子中，利用结合单小区频率重复和多小区频率重复(图3A-3D中的3小区频率重复)的分数频率重复，实现小区间干扰协调。在图3A中，六边形代表一个小区范围。每个小区被分成小区内的白色中心区域， 和在小区边缘的阴影边界区域。虽然分配给中心区域的中心频率与相邻小区的中心频率竞争(即，频率重复为1)，不过通过控制发射功率足够小，以致信号只到达中心区域内，避免了小区之间的干扰。另一方面，不同的频率被分配给相邻小区的边界区域(即，进行3小区频率重复)。在图3A中，频带的差异用阴影的种类(正斜线，反斜线，和网状斜线)表示。 通过如图3B-3D中所示，在相邻小区之间切换频率分配的配置，能够实施高效的频率分配。图;3B-3D表示小区内的频率分配和发射功率。在每个小区中，系统频带被分成三个块，用于小区之间的频率重复的子载波块被分配给边界频率，用于单小区频率重复的子载波块被分配给中心频率。
例如，在图3A中的具有带反斜线的边界区域的小区中，子载波块#1被分配给边界频率，子载波块#2和#3被分配给中心频率(参见图;3B)。在图3A中的具有网状阴影边界区域的小区中，子载波块#2被分配给边界频率，子载波块#1和#3被分配给中心频率(参见图3C)。在图3A中的具有带正斜线的边界区域的小区中，子载波块#3被分配给边界频率，子载波块#1和#2被分配给中心频率(参见图3D)。代替OFDM信号的所有子载波被一个通信站占用，通过把中心频率的子载波分配给在中心区域的移动站或中继站，和把边界频率的子载波分配给在边界区域的移动站或中继站，以便多个通信站共享子载波，实现多址接入(OFDMA)。在图3A的任意小区中，由于中心频率的发射功率被控制为足够小，以致信号只到达小区的中心区域内的发射功率，因此即使单小区频率被重复，也不会发生小区间干扰。而边界频率的发射功率足够大，以致无线电波从在小区中心的基站到达小区边缘，由于使用多个小区(图解说明的例子中的3个小区)的频率重复，因此不会发生相邻小区之间的干扰。图4表示在其中应用小区间干扰协调的小区内，经由中继站的基站和移动站之间的通信例子。在图4中，下行链路被表示成实线箭头，上行链路被表示成虚线箭头。如图4中所示，对于中继站和移动站，可分别考虑位于中心区域和边界区域的两种情况。在图4中的情况1中，在中心区域的中继站中继到在边界区域的移动站。在情况 2中，中继站和属于其的移动站都位于边界区域中。在情况3中，中继站和属于其的移动站都位于中心区域中。现在参考图4，讨论中继模式。在频率方面的多路分解易于被考虑以避免上行链路和下行链路在中继站中相互干扰。此外，在时隙方面的多路分解易于被考虑以避免中继链路和接入链路在中继站中相互干扰。图5表示如何在时间和频率方面多路分解时隙，以在中继站中避免中继链路和接入链路相互干扰，或者避免上行链路和下行链路相互干扰。在图5中，实线箭头表示下行链路，虚线箭头表示上行链路。每次经过中继站时，时隙被多路分解。这用图5中的较短箭头表示。对于直接链路来说，时隙可被连续使用，这被表示成图5中的较长箭头。图5中的横轴表示时间轴，纵轴表示频率轴。4个方块分别对应于LTE中所谓的 “资源块”，安装在基站中的调度器分配资源块。每个资源块能够沿着时间方向和频率方向多路复用每个信道。在下行链路期间，基站利用时间Tl的时隙和频率F2的资源块(下行链路的中继链路)，传送信号。中继站接收下行链路的中继链路中的信号，并在把信号保存在缓冲器中之后，利用时间T2的时隙和频率F2的资源块(下行链路的接入链路)，传送所述信号。随后，移动站利用时间T2和频率F2的时隙，接收下行链路的接入链路中的信号。注意，下行链路的直接链路是直接从基站到移动站，而不经过中继站进行通信的链路，不过在图5中， 它在时间Tl和T2的时隙内，接连利用频率F2的资源块。另一方面，在上行链路期间，移动站利用时间Tl的时隙和频率Fl的资源块(上行链路的接入链路)，传送信号，然后中继站接收所述信号。随后，中继站接收上行链路的接入链路中的信号，并在缓冲所述信号之后，利用时间T2的时隙和频率Fl的资源块(上行链路的中继链路)，传送所述信号，然后基站接收该信号。注意上行链路的直接链路是直接从移动站到基站，而不经过中继站进行通信的链路，不过它在时间Tl和T2的时隙内，接连利用频率Fl的资源块。注意，上面说明的是图5中的4个方块分别对应于LTE中的所谓资源块。方块的时间方向的大小可以是用资源块分隔的时隙，或者可以是作为两个资源块的时隙的子帧。对优选实施例来说，后者更易于操作。此外，如果用于在小区中进行发射/接收的标准频带宽度为20MHz，那么资源块包括间隔为15kHz个12个子载波，于是，图5中的方块的频率方向的大小为180kHz宽。小区间干扰协调中的中心频率和边界频率的频率分配已图解说明于图3B，图3C和图3D中。这是通过在20MHz的系统带宽内，把以180kHz为增量的资源块大致分成三个区域来使用的。 另一方面，可以考虑结合多个频带进行通信的方法。例如，在利用以结合5个20MHz带宽 (总共100MHz)的带宽进行通信的载波聚合的情况下，小区间干扰协调的3个频带(参见图!3B-3D)可用20MHz保护频带分隔(60MHz用于信令，40MHz用于分隔)。于是，图5中的方块在频率方向的大小可以是20MHz的带宽。顺便提及，当进行小区间干扰协调(分数频率重复)时，即使在相同小区中，用于通信的频率也随移动站的位置而不同，必须认为在中心区域的移动站利用中心频率，而在边界区域的移动站利用边界频率(如上所述)。自然的是想到需要中继站的移动站位于边界区域中。在这种情况下，合理的是把边界频率用于中继站和移动站之间的通信，即，用于接入链路。另一方面，可以考虑中继站的两种情况在中心区域的情况和在边界区域的情况。换句话说，对于中继链路，可以考虑使用中心频率和边界频率两种情况。在图4中，作为小区中，基站和移动站之间经由中继站的通信例子，表示了情况1-3这三种使用情况。如果在中心区域中使用中心频率F1，在边界区域中使用边界频率F2，那么可如下面所示的表格，总结每种情况下，中继链路和接入链路使用的频率[表1]
权利要求
1.一种移动通信系统，包括 基站，所述基站包括在小区中形成无线覆盖的发射器，所述小区被分成中心区域和边界区域，所述中心区域被所述边界区域环绕，所述边界区域的外缘定义所述小区的外缘，所述发射器利用分配给中心区域的第一无线资源和分配给边界区域的第二无线资源进行发射；和中继节点，其中所述中继节点被配置成在所述基站和所述移动站之间中继信号，所述中继节点包括按照根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息判别的多种中继模式之一来操作中继节点的控制器，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信、和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。
2.按照权利要求1所述的移动通信系统，其中所述多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路和从中继节点到基站的中继链路时要使用的无线资源和时间。
3.按照权利要求2所述的移动通信系统，其中 所述控制器把中继模式设定成下述之一当中继节点在中心区域中并且所述移动站在边界区域中时的第一中继模式， 当中继节点和移动站都在边界区域中时的第二中继模式，或当中继节点和移动站都在中心区域中时的第三中继模式，其中与当利用第二无线资源覆盖所述边界区域时相比，当利用所述第一无线资源覆盖所述中心区域时的所述发射器以较低的功率进行发射。
4.按照权利要求3所述的移动通信系统，其中 所述第二中继模式和第三中继模式利用互斥频带；和所述第一中继模式利用组合的时分和频分多址接入，其中上行链路和下行链路中的每一个都采用互斥频带。
5.按照权利要求4所述的移动通信系统，其中所述第一中继模式采用一组频率和时间组合中的至少一种，所述组合包括在第一时间段内，把互斥频带中的一个频带用于上行链路，在第二时间段内，把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，所述第一时间段与所述第二时间段不交叠；在所述第一时间段内，把互斥频带中的所述一个频带用于上行链路，在第二时间段内， 把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，所述第一时间段与所述第二时间段不交叠；和把互斥频带中的所述一个频带的第一子带用于上行链路的中继链路部分，把互斥频带中的所述另一个频带的第一子带用于上行链路的接入链路部分，并且把互斥频带中的所述一个频带的第二子带用于下行链路的中继链路部分，把互斥频带中的所述另一个频带的第二子带用于下行链路的接入链路部分。
6.按照权利要求1所述的移动通信系统，还包括位置确定机构，所述位置确定机构被配置成确定所述中继节点的位置信息，所述位置确定机构被包括在所述中继节点和所述基站之一中。
7.一种在基站的小区中形成无线覆盖的移动通信系统中的中继节点，所述小区被分成中心区域和边界区域，所述中心区域被所述边界区域环绕，所述中继节点包括配置成在所述基站和所述移动站之间中继信号的收发器；和按照多种中继模式之一操作所述中继节点的控制器，能够根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息来判别所述多种中继模式，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。
8.按照权利要求7所述的中继节点，其中所述多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路和从中继节点到基站的中继链路时要使用的无线资源和时间。
9.按照权利要求8所述的中继节点，其中第二中继模式和第三中继模式利用互斥频带；和第一中继模式利用组合的时分和频分多址接入，其中上行链路和下行链路中的每一个都采用互斥频带。
10.按照权利要求9所述的中继节点，其中所述第一中继模式采用一组频率和时间组合中的至少一种，所述组合包括在第一时间段内，把互斥频带中的一个频带用于上行链路，在第二时间段内，把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，所述第一时间段与所述第二时间段不交叠；在所述第一时间段内，把互斥频带中的所述一个频带用于上行链路，在所述第二时间段内，把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，所述第一时间段与所述第二时间段不交叠；和把互斥频带中的所述一个频带的第一子带用于上行链路的中继链路部分，把互斥频带中的所述另一个频带的第一子带用于上行链路的接入链路部分，并且把互斥频带中的所述一个频带的第二子带用于下行链路的中继链路部分，把互斥频带中的所述另一个频带的第二子带用于下行链路的接入链路部分。
11.一种在小区中中继无线信号的方法，所述小区被分成中心区域和边界区域，所述中心区域被所述边界区域环绕，所述边界区域的外缘定义所述小区的外缘，所述方法包括从基站利用分配给中心区域的无线资源发射信号，并且利用分配给边界区域的无线资源发射信号，借助中继节点，在所述基站和所述移动站之间中继信号，所述中继步骤包括借助控制器，根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息，从多种中继模式中选择一种中继模式，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。
12.按照权利要求11所述的方法，其中所述多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路和从中继节点到基站的中继链路时要使用的无线资源和时间。
13.按照权利要求12所述的方法，其中所述多种中继模式包括当中继节点在中心区域中并且所述移动站在所述边界区域中时的第一中继模式，当中继节点和移动站都在边界区域中时的第二中继模式，和当中继节点和移动站都在中心区域中时的第三中继模式，其中与当利用第二无线资源覆盖所述边界区域时相比，当利用所述第一无线资源覆盖所述中心区域时，所述发射器以较低的功率进行发射。
14.按照权利要求13所述的方法，其中第二中继模式和第三中继模式利用互斥频带；和第一中继模式利用组合的时分和频分多址接入，其中上行链路和下行链路中的每一个都采用互斥频带。
15.按照权利要求14所述的方法，其中所述第一中继模式采用一组频率和时间组合中的至少一种，所述组合包括在第一时间段内，把互斥频带中的一个频带用于上行链路，在第二时间段内，把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，所述第一时间段与所述第二时间段不交叠；在所述第一时间段内，把互斥频带中的所述一个频带用于上行链路，在第二时间段内， 把互斥频带中的另一个频带用于下行链路，所述第一时间段与所述第二时间段不交叠；和把互斥频带中的所述一个频带的第一子带用于上行链路的中继链路部分，把互斥频带中的所述另一个频带的第一子带用于上行链路的接入链路部分，并且把互斥频带中的所述一个频带的第二子带用于下行链路的中继链路部分，把互斥频带中的所述另一个频带的第二子带用于下行链路的接入链路部分。
16.按照权利要求11所述的方法，还包括确定所述中继节点的位置信息，所述位置确定机构被包含在所述中继节点和所述基站之一中。
17.一种供在从基站形成小区中的无线覆盖的移动通信系统中使用的移动终端，所述小区被分成中心区域和边界区域，所述中心区域被所述边界区域环绕，所述移动终端包括配置成经由中继节点与基站交换无线信号的收发器；保持与所述中继节点的所选中继模式对应的调度信息的非临时性计算机可读介质；和配置成根据选择的中继模式，改变用于与所述中继节点通信的无线资源的控制器，所述中继模式是根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息选择的，多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。
18.按照权利要求17所述的移动终端，其中所述控制器被配置成能够选择性地按照第一中继模式、第二中继模式或第三中继模式工作，当中继节点在中心区域中而所述移动站在边界区域中时，选择所述第一中继模式，当中继节点和移动站都在边界区域中时，选择第二中继模式，和当中继节点和移动站都在中心区域中时，选择第三中继模式。
19.一种在小区中形成无线覆盖的移动通信系统中的基站，所述小区被分成中心区域和边界区域，所述中心区域被所述边界区域环绕，所述基站包括配置成经由中继节点与基站交换信号的收发器；和从多种中继模式中选择一种中继模式的控制器，能够根据移动站的位置信息和中继节点的位置信息来判别所述多种中继模式，所述多种中继模式分别具有用于基站与中继节点之间的通信和中继节点与移动站之间的通信的预定无线资源分配。
20.按照权利要求19所述的基站，其中所述多种中继模式分别定义当提供从移动站到中继节点的接入链路和从中继节点到基站的中继链路时要使用的无线资源和时间。
全文摘要
中继节点(或者中继站)根据其在小区中的位置，和移动站在小区中的位置，起基站和移动站之间的传输中的中介实体的作用。由于小区被分成多个区域，并在所述多个区域中使用不同的无线资源，因此中继节点根据中继节点的位置和移动站的位置，采用将用于通信的有关无线资源。当中继站和移动站都在边界区域中时，通过采用把避免干扰相邻小区的边界频率用于上行链路和下行链路，并且对于上行链路和下行链路，都沿时间方向多路分解中继链路和接入链路的中继模式，能够避免中继站中的干扰。当移动站和中继站在小区中心区域和小区边界区域内的各个位置时，可以做出类似的采用。
文档编号H04W72/04GK102474735SQ20108003440
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者高野裕昭 申请人:索尼公司