[發明專利]用協同中繼節點在異構無線網絡中實現協同傳輸的方法

有效

• 申請號: 200810055865.2
• 申請日: 2008-01-10
• 公開（公告）號: CN101217301A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 彭木根;王文博
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B7/02
• 分類號: H04B7/02;H04B7/04
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及一種用協同中繼節點在異構無線網絡中實現互聯互通的異構協同傳輸的方法，確切地說，涉及一種通過配置雙天線的異構協同中繼節點和對中繼節點及其天線數量的自適應選擇等操作，將協同分集和協同復用技術自適應地用于異構無線網絡中的上行鏈路和下行鏈路而實現異構協同傳輸的方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

目前，無線通信系統已形成了多個相對獨立的網絡，包括各種制式的蜂窩移動網、無線局域網、無線數字家庭網、車載無線通信系統等。這些網絡的格局是各自縱向獨立，每種網絡的資源組成都具有特定的方式，并基于這些網絡資源提供特定的功能和應用。然而“一種應用，一種網絡”的格局已逐漸暴露其固有的弊端：多種復雜的協議、復雜的無線網絡共存；無線網絡管理和維護成本很高；不利于無線網絡資源，尤其是傳輸資源的共享；不便于提供跨網絡多功能綜合業務。

從業務需求角度看，現在的無線語音業務逐漸萎縮，無線移動和數據業務快速增長，用戶對個性化、多樣化業務的需求不斷增強。從未來發展角度看，用戶需要能夠通過任何一種無線終端(移動臺、PDA等)、任何一種方式(WLAN、GPRS、WMAN等)接入網絡，而且號碼、賬單等都要非常方便、靈活。對于無線網絡運營商或業務提供商來說，業務與服務轉型和融合的關鍵是努力探索出如何走移動和寬帶無線融合之路，通過與移動、無線互聯網及各類增值業務等組合后銷售，為客戶提供差異化的融合無線通信服務。因此，未來無線通信網絡的融合是通信發展的趨勢。

作為一種先進的通信機制，基于異構協同中繼節點進行異構無線接入網絡的融合，可以有效地把各種短程無線接入網絡通過異構中繼節點接入到移動蜂窩網絡。為了解決兩種異構無線網絡接口的傳輸瓶頸問題，需要使用多個中繼節點，或者在中繼節點上配置多根天線，從而實現協同通信。

協同MIMO(Multiple-Input?Multiple-Out-put)技術是協同通信的一個常見實例，它源于傳統的MIMO技術。在傳統MIMO技術方案中，使用多根發射天線和多根接收天線進行無線傳輸，其主要特征是把多徑傳播環境轉變為對用戶有利的因素：利用MIMO信道提供的空間復用增益來提高信道的容量，同時又利用MIMO信道提供的空間分集增益來有效消除無線信道多徑、時變衰落的影響，提高信號傳輸的可靠性，降低誤碼率。這種能夠極大地提高無線通信性能，又不需要以頻譜為代價的MIMO技術已經成為現代通信中最重要的技術之一。但是，移動終端受到體積、功率、實現等多方面因素的限制，使得其上行鏈路不可能使用多天線，限制了MIMO技術的應用，所以后來提出了一種新的空間處理技術-協同MIMO(CooperativeMIMO)。其基本原理是多用戶環境下的單天線用戶，在傳輸自己數據信息的同時，也能傳送其所接收和檢測到的協同用戶(即同伴)的信息；該技術實質是利用同伴的天線與自身天線構成多發射天線，形成虛擬的MIMO系統來得到分集增益。協同MIMO克服了傳統MIMO技術的限制，為MIMO技術走向實用化拓展了思路。協同MIMO技術允許協同分集的主要特點是無線介質的廣播特性。從原理上講，廣播發送的信號可以被任何其他用戶接收并進行信息處理。這樣，除了將信號獨立傳輸到各自的目的地外，兩個用戶還可以相互監聽對方的傳輸，以聯合傳輸它們各自的信息，實現協同通信。

對于協同中繼節點，其工作原理和協同MIMO類似，協同中繼操作有兩種不同方案：放大轉發AF(Amplify?and?Forward)和解碼轉發DF(Decodedand?Forward)。對于異構協同中繼來說，中繼節點通常采用解碼轉發方案。

目前，國內外的大部分研究和相關專利技術都集中于同構無線中繼節點的選擇和配置，通過時分方式區別第一跳鏈路和第二跳鏈路，在中繼節點處采用分布式的空時編碼(STBC)，研究用戶終端的分集增益和中斷概率等?？紤]到已經存在的各種無線接入技術，它們的定位和應用場景各不相同，完全可以通過異構中繼節點把這些異構無線網絡互聯互通起來。但是，現實狀況是：對異構協同中繼技術的研究比較少，對基于異構協同中繼節點的多無線接入網絡的互聯互通技術方案還很不成熟。

實際上，異構無線網絡需要考慮相關技術和設備的前向兼容性，即傳統的手機終端必須能夠繼續用于異構無線接入系統中，這就使得未來的異構協同網絡中同時存在有：單天線配置的終端、雙天線甚至多天線配置的終端。