[發明專利]應用于中繼站輔助無線通信系統的傳輸調度方法及其系統

有效

• 申請號: 200610143312.3
• 申請日: 2006-11-03
• 公開（公告）號: CN101174887A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 林香君;傅宜康;白鎮綱;沈文和
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H04B7/26
• 分類號: H04B7/26;H04Q7/30;H04B7/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨;王志森

技術領域

本發明是有關于在中繼站輔助(relay-assisted)的無線通信系統中，為達到無線電資源重用的目的而對中繼站分組的方法與系統，且特別是有關于在此系統中單個小區與多個小區的基站與中繼站傳輸調度(scheduling)方法的設計，以提高系統的傳輸效能。

背景技術

下一代的移動通信系統將具備高速數據傳輸、高鏈路品質(highlink?quality)、高安全性及支持多樣化通信服務的能力。針對不同使用者的不同服務需求，系統設計者需要建立一套有效的資源分配方式，以滿足來自不同使用者的服務品質(quality?of?service，簡稱QOS)需求。在小區邊界(cell?boundary)的使用者因與基站(base?station)的傳輸距離較遠，導致鏈路品質較差；而在小區內部受到地形地物嚴重遮蔽(shadowing)的使用者，亦因為遮蔽效應(shadow?effect)而降低鏈路品質，上述使用者無法使用高速數據傳輸。電信業者為解決上述問題，可以增加基站的布設密度，以縮短基站與使用者之間的通信距離，以提升小區邊界使用者的服務品質；或在嚴重遮蔽區，增加基站布設，以解決使用者因遮蔽效應導致傳輸品質差的問題。但是，此公知技術會導致基站的硬設備費用及回程網絡(backhaul?network)連接的布設成本提高。另一方面，若欲節省基站布建成本，則可增加基站的傳輸功率來提高鏈路品質。但增加傳輸功率除了傳輸成本提高之外，亦可能會造成鄰近小區間的干擾(interference)問題。

綜合考慮服務品質、建置成本、傳輸功率以及小區覆蓋范圍等因素，中繼技術(relay?technique)是一個良好的解決方案。系統業者可藉由布建中繼站(relay?station)協助基站轉送信號至與基站之間鏈路品質較差的使用者。將鏈路品質較差的單一鏈接分割成多個鏈路品質較好的鏈接，使每一段鏈接可以提供較高的傳輸速率。

此外，若將中繼站布建于原基站的覆蓋范圍外或置于高遮蔽地區，則可藉由中繼站的轉送使原本無法被服務的使用者能與基站建立連接，此效果等同于擴大了基站的覆蓋范圍(coverage?extension)。然而，藉由中繼站轉送信號，同一信號需多跳(multi-hop)傳輸，這將造成資源浪費與傳輸時間加長，除此之外，基站與各中繼站若同時傳輸，將造成小區內與小區間的干擾問題，因此系統運作需要一套有效的傳輸調度機制，以安排基站與中繼站的信號傳送。

為了提高無線移動通信系統的系統效能、開發與制定下一代的通信系統規格，歐盟WINNER(wireless?worldinitiative?new?radio)計劃書中提出似曼哈頓(Manhattan-like)環境下中繼站的布建方式。其中似曼哈頓環境為一個建筑物區塊約是200公尺寬，街道寬度約30公尺的棋盤格環境。

其中第一種似曼哈頓環境下中繼站布建方式如圖2所示，布放一個基站205與四個中繼站201-204，且基站與中繼站皆用全方向式天線(omni-directional?antenna)與使用者溝通。然而，因中繼站布放在基站覆蓋范圍206外，因此各中繼站需要一額外的指向性天線(directional?antenna)朝基站方向與基站溝通，造成中繼站所需硬件成本提高。

考慮此架構的傳輸調度，如圖3所示，在單一小區內傳輸幀結構(frame?structure)，其幀S301可分成兩個子幀S302-S303。第一個子幀S302細分為五個時隙(timeslot)S304-S308，前四個時隙S304-S307由基站305分別服務四個中繼站301-304，第五個時隙S308由基站305服務與其直接相連范圍306內的使用者。第二子幀S303分成兩個時隙S309-S310，利用空間分隔性(separation)，使得中繼站301與中繼站302可在同一時隙S309服務與其相連范圍307、308內的使用者，中繼站303與中繼站304在另一時隙S310服務與其相連范圍309、310內的使用者。