在蜂窝无线通信系统中确定多个发射功率的方法_2

文档序号:9583933阅读:来源:国知局
行。合适的网络控制节点是一些 蜂窝系统中使用的基站节点。因此,根据本发明另一实施例,所述蜂窝系统可W是3GPP通 信系统,所述基站可W是eNB,所述UN可W是肥。
[0042] 根据本发明的又一实施例,所述RN在解码和转发值巧模式中运行。在DF模式中, 在将所述接收到的信号转发至施主网络控制节点进行进一步处理之前,中继节点将从其服 务的用户节点接收到的信号解码并重新编码。
[0043] 根据本发明实施例,本发明也提供了合作中继方案。结合图5,本中继方案设及3 条链路,即,直连链路、接入链路和回程链路。所述直连链路是所述UN和所述NCN之间的链 路;所述接入链路是指所述UN和所述RN之间的链路;而所述回程链路是所述RN和所述施 主NCN之间的链路。
[0044] 根据本实施例,本发明的所述合作中继方案作用于蜂窝系统的上行链路,进一步 地,RN在上文已解释过的众所周知的解码和转发模式中运行。此外,此设置中的合作中继 方案设及第一相邻RN(RNl)和第二相邻RN(RN2),所述第一中继节点RNl和第二中继节点 RN2分别服务的第一UNOJNl)和第二UN扣肥),W及施主NCN。然而,应注意的是,本方法可 W容易地扩展到在放大和转发(A巧模式中运行的RN。不同之处在于在AF模式中,所述RN 根据阿拉莫提方案在回程链路的物理层中转发信号,因此,与下文描述的方法相比,容量的 计算会有一点不同。
[0045] 本实施例提供的一般合作方法包括:
[0046] ?UNl和UN2在第一时隙ti分别发送通信信号S1和S2;
[0047]?RNl、RN2 和NCN接收信号Si和S2; W48] ?RNl和RN2在第二时隙t2转发S1和S2至所述NCN;
[0049] ?NCN从RNl和RN2 接收Si和S2;
[0050] ?基于从所述RN和所述UN接收的信号,所述NCN分别计算UNl和UN2的信道容量 Ci。
[0051] 本实施例还可W进一步修改,使得从RNl和RN2到NCN的转发按照阿拉莫提方案 进行,运就意味着所述方法还包括: W巧 ?RNl和RN2在第S时隙t3分别转发/发送一缉和诗(其中,*表示复共辆)至 NCN。 阳〇5引 ?NCN从RNl和RN2接收-S巧P句;
[0054] ?所述NCN合并所有接收到的所述信号Si和S2的表征。 阳化5] 因此,所述NCN合并所有接收到的信号Si和S2的表征并计算用在上述提到的效用 函数中的UNl和UN2的信道容量。所述信号的发送方案在如表1所示的空间和时间上实现。[0056]表1 :信号发送方案
W58] 说明:T:符号持续期;S:发送信号;R:接收信号;rf和诗接入链路上接收的信 号;rd:直连链路上接收的信号;rf和tf;回程链路上接收的信号。
[0059] 根据本发明又一实施例,如果所述UN中一个没有通信信号要在上行链路中发送, 所述合作中继方案回归到简单中继方案或直接发送方案。在简单中继方案中,所述UN发送 的用于网络控制节点的信号由所述RN转发,在直接发送方案中,所述UN不用中间中继,直 接发送上行信号至所述NCN。图6为上述提到本发明实施例的流程图,其中N表示否,Y表 不是。
[0060] 如上所述,在本合作中继方案中,由所述NCN计算所述UN的信道容量。为了下文 描述的方便,发送器和接收器之间的信道如图5所示。进一步地,假设发送器和接收器之间 的所有无线信道都W准静止瑞利平衰落信道为模型,且衰落跨两个连续符号不变,如,对于 邸1,時1知)二辟1(。+巧二砖1化+ 27)/,其中T是符号持续期。对于UN是固定 的或缓慢移动的场景,运些假设都是合理的。该系统模型考虑了加性高斯白噪声(AWGN)。 在不丢失普遍性的情况下,假设采用BPSK调试,使得初始比特为biG{0,1},i= 1,2,调制 的符号则为Si=BPSK化1)G{+1,-1}。
[0061] 1)直接和接入链路传输
[0062] UNl和UN2分别发送Si和S2到RN1、RN2和NCN,所接收的信号如下给出:
[0066] 其中,娩和、娩是UNl和UN2的信号发射功率,相、礎、n诣热噪声,巧、塔和 Id是来自整个网络中其他UN的干扰,所述热噪声和干扰假设为本发明接收器的高斯噪声。
[0067] 在RNl和RN2接收的信号刮和鳥可W估算为:
[0070]其中,(時1)*,、(呜2)*是砖1,、時2的复共辆。等效噪声的功率可W表示如 下:
[0073] 所述接入链路的bi和b2的对应误比特率度邸)可能性用如下公式表示:

[0076] 其中,e计C(X)是互补误差公式,定义为:
阳〇7引。回程链路传输
[00巧]RNl和RN2分别转发/发送从UNl和UN2接收的信号Si和S2至基于阿拉莫提方 案的NCN。如果Si和S2在RNl和RN2上正确解调解码,RNl和RN2重新编码且重新调制S1 和S2,然后在时隙t2和13根据表I中的方案转发所述信号至NCN。在NCN接收的信号给出 如下:
[0082]其中P[、终是RNl和RN2信号发射功率,化f、:挥I是热噪声,巧和巧是来自中继 网络中其他RN的干扰。:和ff如下定义:
阳0化]3)直连和回程链路组合:
[0086] 所述NCN通过最大比合并(MRC)将从UNl和UN2接收的信号和从RNl和RN2转发 的信号合并。和f如下定义衍生:

[0090] 与选择I)类似,等效噪声的功率可W表示如下:
[0093] 通过NCN上的合并,bi和b2的对应邸R可能性可W用公式表示为:
[0096] 因此,通过合作中继,b郝b2的邸R可能性给出如下:
[0099] UNi的平均邸R可W用公式表示为:
[0100] 二P/化化1 十(1 -P/(A)化2 阳101] 其中Pf化1)是原始比特bi的发送可能性。 阳102] 假设实数&符合下面的等式:
阳104] 因此,S^j=IJ)发射时的UNi的容量可W使用信息论中的香农公式计算,如 下:
阳106] 从而,根据本发明,UNi的容量,即Cl可W用于上述效用函数中来计算发射功率。 因此,所述UN和RN的发射功率能够W定期间隔更新。 阳107] 中继网络架构
[0108] 此外,现有技术广泛使用传统六边形蜂窝网络架构。在运样的网络架构的每个六 边形小区中,配有3个定向天线(两个相邻天线之间的角是120° )的NCN(如,基站)位于 所述六边形宏小区的中屯、。 阳109] 本发明的当前中继网络通过在所述宏蜂窝网络中部署RN来构建。中继节点在小 区覆盖内均匀地部署在施主NCN(如,B巧的周围,使得更多UN(如,肥)可W从通过中继带 来容量提升增益中收益。在传统蜂窝网络中,信号衰减是最大的障碍之一。信号质量随着 两个通信端之间距离的增大而恶化。在网络中部署RN可W缩短BS和肥之间的通信距离, 从而增加容量,尤其是对于小区边缘的肥来说。因此,本中继网络增加了覆盖范围和容量。
[0110] 根据本发明一实施例,在第一中继网络架构中,所介绍的RN部署在每个宏小区边 缘,且宏蜂窝网络中的每个宏小区划分为两个区域,即:如图3所示的中屯、区域和边缘区 域。所述中屯、区域由在基线模型中充当宏NCN(如,B巧角色的中屯、NCN覆盖。所述中屯、区 域又通过上文提到的中屯、NCN的定向天线进一步分为3部分。边缘区域位于每个基本规则 的六边形小区的边缘,其中所述边缘区域划分为6个小六边形小区,每个中继小区都有一 个RN。所述6个RN转发上行信号至中继小区中的UN,从而与位于中屯、的NCN合作。所述 合作由NCN进行协调,所述NCN是其关联RN的施主NCN。 阳111] 根据本发明另一实施例,在第二中继网络架构中,中屯、区域由在基线模型中充当 宏NCN(如,B巧角色的中屯、NCN覆盖。所述中屯、区域通过位于中屯、的NCN的定向天线进一 步分为3部分。边缘区域位于每个基本规则的六边形小区的边缘,其中所述边缘区域划分 为12个小六边形小区,每个中继小区都有一个RN。所述12个小中继小区分为两组,每组W 同一颜色表示,分散的同一颜色的六个小区由同一中屯、BS控制。中间区域的6个小的小区 由6个RN覆盖。每个中屯、小区都有一个RN。
[0112] 另外,本领域的技术人员应理解,根据本发明的任意方法也可W在具有编码方式 的计算机程序中实现,当通过处理方式运行时,可使所述处理方式执行方法步骤。计算机程 序包括在计算机程序产品的计算机可读介质之中。计算机可读介质可W基本包括任意存 储器,比如ROM(只读存储器),PROM(
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