專利名稱：多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由設備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡，并且尤其是用于在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中選擇一個最佳路由并同時最小化信息負載的路由設備和方法。
背景技術(shù)：
如今許多人都攜帶了多個數(shù)字便攜式電子設備，如筆記本電腦、移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)以及MPEG3層(MP3)播放器。為了方便起見，將這些數(shù)字便攜式電子設備在下文中都稱為移動站(MS)。大多數(shù)MS之間都沒有交互工作而獨立的運行。因此，假如，這些MS之間不需要中央控制系統(tǒng)，自己就能夠建立一個無線網(wǎng)絡，則它們之間就能夠簡單的共享多種信息。這些功能的使用有助于提供一種新的并且不同的信息通信業(yè)務。
能夠幫助這些MS之間無需中央控制系統(tǒng)的幫助就能夠在任何時間任何地方進行通信的網(wǎng)絡稱為Ad-hoc網(wǎng)絡或無所不在的網(wǎng)絡。在Ad-hoc網(wǎng)絡系統(tǒng)中，每一個MS在空間上獨立存在并且與其他位于其業(yè)務覆蓋范圍中的組成一個網(wǎng)絡的MS連接。在此，每一個MS可以是一個服務器或其之間的集線器(HUB)或者還可以充當一個用戶。
在最新的移動通信系統(tǒng)中，研究工作已經(jīng)進展到第四代移動(4G)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)作為用于在有線/無線信道中進行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠杏玫姆桨浮Ｔ?G移動通信網(wǎng)絡中一個重要要求是自適應無線網(wǎng)絡的配置。構(gòu)建自適應無線網(wǎng)絡，從而對于無線網(wǎng)絡可以自適應而無需中央控制系統(tǒng)的控制，并且還可以在分布式的基礎上進行控制，由此，提供移動通信業(yè)務。
通常，在4G移動通信系統(tǒng)中，為了提供高速通信并且容納繁重的業(yè)務量，應當配置具有短的半徑的小區(qū)。但是，這種系統(tǒng)設計在當前的網(wǎng)絡設計方案，即中央控制方案中是不可能的。因此，通過建立分布式控制系統(tǒng)以及增加一些新的基站(BS)，使得無線網(wǎng)絡能夠動態(tài)應付環(huán)境的變化。由于上述的原因，需要在4G移動通信系統(tǒng)中構(gòu)建一個自適應無線網(wǎng)絡。
為了實現(xiàn)4G通信系統(tǒng)所要求的自適應無線網(wǎng)絡，在Ad-hoc網(wǎng)絡中采用的技術(shù)應當引入到該移動通信系統(tǒng)。其中一個典型的例子是多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡。多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡在由固定BS組成的蜂窩網(wǎng)絡中引入了多跳中繼方案，該方案為在Ad-hoc網(wǎng)絡中所采用的技術(shù)。在該蜂窩網(wǎng)絡中，由于BS和MS(MS)之間的通信通過直接鏈路來完成，需要在BS和該MS之間迅速的建立高可靠性的無線通信鏈路。
然而，在蜂窩網(wǎng)絡中，BS的位置是固定的。因此，在無線環(huán)境中，由于無線網(wǎng)絡配置的靈活性較低，在業(yè)務分配和業(yè)務量中存在一個快速的改變，蜂窩網(wǎng)絡在高效提供業(yè)務方面存在困難。為了彌補這些不足，蜂窩網(wǎng)絡采用了中繼技術(shù)，使用多個環(huán)繞的MS或固定的中繼站(RS)以多跳的方式傳輸數(shù)據(jù)。該方案能夠響應周圍環(huán)境的變化而迅速的配置網(wǎng)絡，并且能夠有效的管理整個網(wǎng)絡。因此，4G移動通信系統(tǒng)中所要求的自適應無線網(wǎng)絡能夠通過模仿多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡來實現(xiàn)。
另一個在蜂窩網(wǎng)絡中引入多跳中繼技術(shù)的原因在于，多跳中繼技術(shù)能夠擴大蜂窩小區(qū)的覆蓋范圍從而增加系統(tǒng)容量。即，通過為從BS通過RS的信道建立一個到具有較差信道質(zhì)量的MS的多跳中繼路徑，有可能提供一個具有較好信道質(zhì)量的無線信道。因此，多跳中繼技術(shù)在受到由建筑物所導致的嚴重屏蔽現(xiàn)象的盲區(qū)的使用能夠提供有效的通信業(yè)務。此外，多跳中繼技術(shù)在從BS的具有較差信道質(zhì)量的區(qū)域中的使用能夠提供高速數(shù)據(jù)信道并且能夠擴展蜂窩小區(qū)的覆蓋范圍。
同時，多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的一個最重要的技術(shù)是路由技術(shù)。路由技術(shù)即用于在BS和MS之間的多個路徑中選擇一個最佳的路徑(或最佳的路由)的技術(shù)。通常，在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中，BS確定該最佳路徑。這是因為BS負責小區(qū)中幾乎全部的控制。相反，在Ad-hoc網(wǎng)絡中，每個節(jié)點在相鄰節(jié)點的幫助下，自己確定路徑，其中Ad-hoc網(wǎng)絡中的所有節(jié)點如RS或MS以自適應的形式組成網(wǎng)絡。
由此，由于多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡在選擇路徑的形式上與Ad-hoc網(wǎng)絡不同，許多為Ad-hoc網(wǎng)絡建議或者研究的路由技術(shù)并不能用于多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡。
可以粗略的將多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由技術(shù)分為三個階段。在第一階段，MS識別其相鄰RS。在第二階段，將所識別的RS和MS(RS-MS鏈路)之間的鏈路質(zhì)量報告給BS。在第三階段，BS根據(jù)所報告的質(zhì)量值確定最佳的BS-RS-MS路徑。
在第一階段，為了MS能夠識別相鄰RS，即，為了允許MS來識別相鄰RS，與MS相鄰的RS發(fā)送一個專門的控制信號，如，導引序列或前同步信號序列給MS。隨后MS通過測量從相鄰RS發(fā)送的控制信號的接收信號強度識別符(Received signal strength indicatorRSSI)或者信號干擾和噪聲比(Signal-to-interference and noise ratioSINR)估計RS-MS鏈路的質(zhì)量。
如上所述，在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中，路由技術(shù)大大的影響了系統(tǒng)的性能。也就是說，為了最大化多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡的性能，正確的選擇最佳的BS-MS路徑。
然而，為了給每一個MS選擇最佳路徑，BS應當?shù)弥狹S和所有的相鄰RS之間的鏈路質(zhì)量。假如多個RS位于每一個MS的附近，MS應當給BS報告所有RS上的信息。在這種情況下，MS報告給BS的信息量非常大。此外，對于移動的MS，鏈路質(zhì)量會隨著時間變化，因此，MS應當以預定的間隔將該RS的信息報告給BS。此外，在使用移動中繼站(MRS)的系統(tǒng)中，鏈路質(zhì)量的改變會更加可觀。在這種情況下，由此，應當減小給BS的報告周期。總之，大幅減小了用于從MS到BS的相鄰RS信息報告的MS-RS上行鏈路負載。
到此為止，還沒有提出用于在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中選擇最佳路徑的同時最小化消息負載的路由技術(shù)。即，雖然在用于Ad-hoc網(wǎng)絡的路由算法中已經(jīng)進行了大量的研究工作，Ad-hoc網(wǎng)絡的路由技術(shù)還不能如上所述直接應用到多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中。
因此，考慮到路由技術(shù)對多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡的重大影響，需要一種滿足兩種要求的路由技術(shù)，即，選擇最佳路由的同時最小化消息負載。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中選擇最佳路徑的同時最小化消息負載的設備以及方法。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中用于選擇最佳路徑的同時，最小化由MS報告給BS的相鄰RS上的信息量的路由設備及方法。
本發(fā)明的進一步的目的在于提供一種在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中用于最大化數(shù)據(jù)速率的路由設備及方法。
本發(fā)明的又一個目的在于提供在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中用于減小MS或RS的負載路由設備及方法。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中用于最小化MS或RS的功率消耗的路由設備及方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中提供一個路由方法，該蜂窩網(wǎng)絡包括MS(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)。該方法包括，通過至少一個與MS鄰近的中繼站測量鏈路質(zhì)量，使用測量到的鏈路質(zhì)量產(chǎn)生鏈路質(zhì)量信息和傳送鏈路質(zhì)量信息給MS。通過MS接收來自RS鏈路質(zhì)量信息，根據(jù)所接收到的鏈路質(zhì)量信息選擇最佳路徑，并發(fā)送關(guān)于所選定的最佳路徑的信息到BS。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一個在包括MS、基站和至少一個RS的多跳蜂窩網(wǎng)絡中的中繼站的路由方法。該方法包括檢測該BS的前同步信號，從基站的前同步信號的信號干擾噪聲比(SINR)確定BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率；檢測每一個相鄰RS的前同步信號，并且從每一個相鄰RS的SINR確定RS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率；為每一個從每一個RS到BS的路徑從包括在該相鄰RS前同步信號中的信息數(shù)據(jù)計算最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率；根據(jù)最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率在從多個RS到BS的路徑中選擇一個最佳路徑，并且將所選擇的最佳路徑的信息報告給BS，以及在給BS報告最佳路徑信息之后，利用一個特定序列生成其自身的前同步信號序列并且發(fā)送該前同步信號序列。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種在包括MS(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的MS的路由方法。該方法包括檢測BS的前同步信號，并且從BS前同步信號的信號干擾噪聲比(SINR)確定BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率；檢測每一個RS的前同步信號，并且從每一個RS的SINR確定RS-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率；為每一個從RS到BS的路徑根據(jù)包括在RS前同步信號中的信息計算最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率；并且根據(jù)該最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率從RS到BS之間的多個路徑中選擇一個最佳路徑，并且將所選擇的路徑的信息報告給BS。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種在包括MS(MS)，基站(BS)和至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由設備。該路由設備包括至少一個用于測量到BS的鏈路質(zhì)量的RS，并且使用該測量到的鏈路質(zhì)量生成鏈路質(zhì)量信息，以及將該鏈路質(zhì)量信息發(fā)送給MS。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供了一種在包括MS(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由設備。該設備包括一個MS，用于接收通過測量從每一個RS到BS的鏈路之類而生成的鏈路質(zhì)量信息，使用該鏈路質(zhì)量信息來選擇一個到BS的最佳路徑，以及發(fā)送關(guān)于所選定的最佳路徑的信息到BS。


結(jié)合以下附圖更清楚的說明本發(fā)明上述的目的、特性以及優(yōu)點圖1A和1B為說明在普通的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中RS接收的、基于信號的報告方案所存在的問題的示意圖；圖2為說明在根據(jù)本發(fā)明的支持多跳中繼方案的OFDMA/TDD系統(tǒng)中的示例幀格式的圖；圖3為用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明功能的RS操作的流程圖；以及圖4為用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明功能的MS操作的流程圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖來說明本發(fā)明優(yōu)選的實施例。在以下的說明中，為了更清楚和簡明起見，將在此所使用的已知的功能和配置進行了省略。
本發(fā)明提供了一種用于在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中選擇最佳路由的同時最小化消息負載的路由方法。
在本發(fā)明中，中繼站(RS)發(fā)送一個專門的控制信號，如，前同步信號或?qū)б盘?，給多個相鄰MS(MS)，從而允許相鄰MS識別其存在。此外，RS給MS發(fā)送指示到基站(BS)的最佳路徑的質(zhì)量的信息，該信息與控制信號一起發(fā)送，即其前同步信號。隨后，接收RS前同步信號的MS能夠通過接收到的前同步信號識別RS，并且還可以知道從RS到BS所連接的路徑的信道質(zhì)量的值。
因此，通過檢測RS的前同步信號，MS能夠估計從MS通過RS連接到BS的多跳路徑的信道質(zhì)量的值。在這種方式中，MS能夠通過在多個相鄰RS中僅選擇具有最高信道質(zhì)量的RS來確定最佳RS，即通過僅選擇其前同步信號的信道質(zhì)量的值大于或等于系統(tǒng)預先設定的門限值的RS。通過將僅在所確定的最佳RS的信息發(fā)送給BS，MS能夠在確定最佳路徑的同時最小化其消息報告負載?？蛇x的，MS可以通過在多個相鄰RS中僅選擇具有最高信道質(zhì)量值的一個RS來確定最佳RS，并且發(fā)送相應的信息。
參考附圖，首先說明現(xiàn)有技術(shù)中的問題，并且隨后說明書本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題的優(yōu)選實施例。
能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中高報告負載問題的最簡單的方法為MS僅將所接收到的具有最高信號質(zhì)量的幾個RS的信息報告給BS，其中高報告負載發(fā)生在當MS將其所有相鄰RS的鏈路質(zhì)量信息發(fā)送給BS的時候。然而，還有個即使使用上述方法也不能解決的問題。如，MS不能得知BS-RS鏈路質(zhì)量。結(jié)合附圖1和2來說明這個問題。
圖1A和1B為在普通的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中接收基于信號的報告方案的RS所存在的問題的示例圖。
圖1A示出了MS 110不能發(fā)現(xiàn)最佳路徑的示例問題，其中MS僅報告在多個RS中接收的具有最高信號質(zhì)量的RS的信息，如RS1 120和RS2 130，從而最小化用于給BS 140報告的消息負載。
在圖1A，MS 110僅選擇其前同步信號為最高的RS，并且將所選擇的RS報告給BS 140。如圖1A所示，RS1 120和RS2 130位于MS 110的附近。假定BS(140)-MA(110)鏈路和BS(140)-RS2(130)鏈路由于由特定的建筑物150所導致的建筑物屏蔽而具有較低的SINR，并且RS(140)-RS1(120)鏈路具有較高的SINR。此外，假定由于RS2 130的位置更接近MS 110，RS2 130比RS1 120具有較高的接收信號強度，如SINR。
然而，由于BS(140)-RS2(130)鏈路的SINR具有非常低的SINR值，BS(140)-RS1(120)-MS(110)路徑在整個路徑的SINR性能方面優(yōu)于BS(140)-RS2(130)-MS(110)。在這種情況下，MS僅根據(jù)接收的RS2的信號強度而將RS2(130)作為最佳RS報告，而不知道整條路徑的SINR性能。因此，BS 140確定將MS 110作為最佳路徑報告的BS(140)-RS2(130)-MS(110)，而實際上BS(140)-RS1(120)-MS(110)為最佳路徑。
圖1B示出了另一個當MS 110不能得知BS(140)-RS(160)鏈路質(zhì)量時存在的示例問題。
在圖1B中，與RS 160相比，MS 110的位置更接近BS 140。此外，由于建筑物150在BS(140)-RS(160)鏈路上導致的建筑物屏蔽，在整個SINR性能方面，BS(140)-RS(160)-MS(110)路徑比BS(140)-MS(110)直接鏈路差。因此，假定雖然MS 110給BS 140報告了RS 160的信息，MS 110主要發(fā)送BS(140)-MS(110)路徑質(zhì)量信息給BS 140。在此，由于最佳路徑為BS(140)-MS(110)直連路徑，因此，MS 110報告的RS 160的信息沒有意義。
在這種情況下，假如MS 110能夠得知BS(140)-RS(160)鏈路質(zhì)量，則MS110能夠識別BS(140)-RS(160)-MS(110)路徑在整個SINR性能上是次于BS(140)-MS(110)直接鏈路的。總之，MS 110沒有將RS 160的信息報告給BS 140的必要，由此可以減少其消息負載。
在此，本發(fā)明提供了一種路由技術(shù)，其解決了現(xiàn)有技術(shù)中高消息負載的問題并且還解決了現(xiàn)有技術(shù)中選擇最佳路徑所面臨的困難。此外，本發(fā)明提供了一種路由技術(shù)，用于最大化有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率，并且由于在MS或RS的消息傳輸而最小化功率消耗。
在本發(fā)明所提供的路由技術(shù)中，多個與特定的MS相鄰的RS在專門的控制信號，如導引信號或前同步信號中，給MS發(fā)送到BS的鏈路性能信息，由此給MS提供了RS-BS的鏈路性能信息?，F(xiàn)在說明根據(jù)本發(fā)明的RS發(fā)送的RS前同步信號的格式及其發(fā)送方法。
在此，結(jié)合使用時分復用(TDD)和正交頻分多址(OFDMA)的無線通信系統(tǒng)來說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于此，并且還能夠應用于其它所有的使用其它多路訪問技術(shù)的通信系統(tǒng)。此外，雖然本發(fā)明結(jié)合多跳中繼蜂窩系統(tǒng)來說明，但是，其還可以應用于所有支持在固定節(jié)點之間或在移動節(jié)點之間，即中繼站(RS)或MS(MS)，的通信的多有通信系統(tǒng)。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的在支持多跳中繼即使的OFDMA/TDD系統(tǒng)中的示例幀格式。
參考圖2，橫坐標，時間坐標表示OFDMA符號數(shù)，縱坐標，頻率坐標表示子信道邏輯數(shù)。圖2所示的幀分為上行鏈路子幀和下行鏈路子幀。將用于BS-MS鏈路的數(shù)據(jù)突發(fā)分配到每一個子幀。此外，為RS-MS鏈路分配一個特定的頻率時間域。如圖2所示，將從RS發(fā)送到MS的數(shù)據(jù)突發(fā)分配到下行鏈路子幀，將從MS發(fā)送到RS的數(shù)據(jù)突發(fā)分配到上行鏈路子幀。
將下行鏈路子幀的一個特定的頻率時間域分配用來傳輸RS前同步信號的傳輸。可以將RS的前同步信號傳輸域分別指定給每一個獨立的RS。可選的，當每一個RS的前同步信號由一個特定的序列來區(qū)別，RS可以在相同的頻率時間域中發(fā)送其唯一的前同步信號。當利用前述的特定序列來區(qū)別每一個RS的前同步信號時，假定RS都位于相同的小區(qū)范圍中。
圖2示出了一個示例情況，其中將整個子載波頻帶以一個下行鏈路OFDMA符號間隔分為三個前同步信號子信道用于RS前同步信號的傳輸，并且每一個RS在所指定的前同步信號子信道頻帶發(fā)送其唯一的前同步信號序列。
在圖2所示前同步信號的發(fā)送中，本發(fā)明不僅發(fā)送用于標識每一個RS的RS標識符(ID)，而且還與每一個RS前同步信號一同發(fā)送BS-RS鏈路的質(zhì)量信息。使用此方法，成功接收到前同步信號的MS能夠得知相應的BS-RS鏈路質(zhì)量信息。
現(xiàn)在來說明通過RS前同步信號發(fā)送BS-RS鏈路質(zhì)量信息的示例方法。
RS利用特定的序列生成傳輸前同步信號，使得接收該前同步信號的MS能夠識別發(fā)送該前同步信號的相應的RS。如，偽噪聲(PN)代碼、正交碼或偽噪聲代碼和正交碼的混合都能夠作為前同步信號序列來使用。也就是說，每一個作為前同步信號使用的子載波攜帶相應的PN碼值、相應的正交碼值或者相應的PN碼和正交碼的乘積。
在普通的OFDMA移動通信系統(tǒng)中，下行鏈路子幀的開始部分被由BS的唯一序列組成的前同步信號占用。BS前同步信號的主要目的在于迅速執(zhí)行MS初始的同步。PN碼可以作為前同步信號序列使用，并且每一個BS使用其唯一的PN碼。BS前同步信號的PN碼可以作為RS前同步信號的PN碼使用。假如RS前同步信號在大小上小于BS前同步信號，則可以通過采用RS前同步信號的PN碼的一部分來獲得RS前同步信號的PN碼。
將RS前同步信號的PN碼與BS前同步信號的PN碼設計為相關(guān)聯(lián)的原因在于，其可以允許MS在接收并且檢測到RS前同步信號時區(qū)別連接到該RS的BS。即，位于同一小區(qū)的RS使用同一RS前同步信號的PN碼。在這種情況下，可以使用正交碼識別位于同一小區(qū)的RS。正交碼的一部分相應于每一個RS的ID，并且將該正交碼剩余的部分用來傳輸BS-RS鏈路的質(zhì)量信息。
RS前同步信號序列的格式超出了本發(fā)明的范圍，因此，在此省略用于生成該RS前同步信號序列的方法的詳細描述。即，應當注意的是用于生成RS前同步信號的方法僅是根據(jù)本發(fā)明的一個示例，本發(fā)明的特征不僅在于傳輸RS ID還在于在該RS前同步信號中傳輸BS-RS鏈路的質(zhì)量信息。
接下來，將詳細說明RS確定BS-RS鏈路的質(zhì)量信息值的方法，以及MS接收該BS-RS質(zhì)量信息值并且根據(jù)所接收到的質(zhì)量信息值確定最佳路徑的方法。為了說明的方便，首先說明一個2跳中繼，并且以后再對3跳或更多的中繼進行說明。
首先說明用于確定包括在RS前同步信號中的用于2跳中繼的BS-RS鏈路的質(zhì)量信息值的方法。
即，RS測量根據(jù)BS接收的信號強度，如，使用BS前同步信號或BS導引音信號接收信號強度，并且使用所測量的接收信號強度來估計信道質(zhì)量值。在此，信道質(zhì)量值包括可通過接收信號強度測量的SINR值或RSSI值。隨后，RS在上行鏈路信道上將估計的信道質(zhì)量值報告給BS。此外，RS確定BS-RS鏈路質(zhì)量信息值并通過，如其自身的RS前同步信號來發(fā)送。如，為了確定該BS-RS鏈路質(zhì)量信息值，RS確定映射到接收到的BS的SINR的調(diào)制和編碼方案(MCS)級數(shù)值，并且選擇映射到該確定的MCS級數(shù)值的BS-RS鏈路質(zhì)量信息值的索引。以下的表1示出了該MCS級數(shù)，以及映射到該MCS級數(shù)值的BS-RS鏈路的質(zhì)量信息值的索引和所接收到的SINR。
表1

表1表示BS-RS鏈路質(zhì)量信息值的索引(信息數(shù)據(jù)索引)以及MCS級數(shù)(調(diào)制、前向糾錯(FEC)比率，數(shù)據(jù)速率)及其相關(guān)的接收的SINR值之間的映射關(guān)系的例示映射表。參考表1，將BS-RS鏈路質(zhì)量分為16級，并為其指定“0”到“15”中的唯一的索引。索引“0”表示由于從BS接收到的SINR太低還沒有執(zhí)行中繼功能。雖然假定RS首先從BS接收該映射表1并且將所接收到的映射表進行存儲，但是本發(fā)明并不限定于此?？蛇x的，該映射表可以預先就存儲在該MS。
接下來，將說明接收RS前同步信號的MS選擇最佳路徑的方法。
MS從RS接收RS前同步信號，并且檢測所接收到的RS前同步信號。也就是說，MS通過所接收到的RS前同步信號的檢測能夠確定該RS所使用的子信道索引以及正交碼索引。MS使用該檢測結(jié)果來區(qū)分每一個RS信號，如，通過該RS前同步信號子信道索引和正交碼索引的組合。
更具體的，MS能夠測量從RS接收到的前同步信號的SINR，并且還能使用表1所示映射表來確定RS-MS鏈路的質(zhì)量，即數(shù)據(jù)速率R2。隨后，MS抽取通過RS前同步信號發(fā)送的BS-RS鏈路質(zhì)量信息值索引，并且將所抽取的BS-RS鏈路質(zhì)量信息值索引與表1所示的映射表進行比較。通過比較，MS能夠確定BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率R1。隨后使用數(shù)據(jù)速率R1和數(shù)據(jù)速率R2計算有效數(shù)據(jù)速率E。根據(jù)列出的方程式(1)來定義有效數(shù)據(jù)速率EE=11/R1+1/R2---(1)]]>在方程(1)中，通過代入數(shù)據(jù)速率R1和數(shù)據(jù)速率R2能夠計算從BS通過RS連接到MS的路徑的有效速率E。隨后，MS選擇具有最高有效數(shù)據(jù)速率E的RS作為最佳的RS。
接下來，MS將通過計算有效數(shù)據(jù)速率E而選擇的RS的ID報告給BS。也就是說，MS將RS前同步信號子信道索引和映射到所選擇的RS ID的正交碼索引以及所接收的該RS的SINR值報告給BS。隨后，BS根據(jù)MS報告的這些值來最終選擇一個最佳路徑。
在本發(fā)明中，為了提高最佳路徑選擇的可靠性，MS不僅將具有最高有效數(shù)據(jù)速率E的RS而且還將具有較高有效數(shù)據(jù)速率E的少數(shù)幾個RS一并報告給該BS。報告其信息給BS的RS的數(shù)量可以預先由BS確定。BS還能夠確定MS的最終確定的最佳路徑。
如上所述，本發(fā)明的路徑選擇技術(shù)能夠在選擇最佳路徑的同時最小化消息負載。
接下來，對于通常的3跳或更多的中繼，來說明RS確定BS-RS鏈路的質(zhì)量信息值的方法以及MS使用接收到的BS-RS質(zhì)量信息值來選擇最佳路徑的方法。
在2跳中繼中使用的路徑選擇技術(shù)還可以應用于3跳或更多的中繼中。即，每一個RS或MS使用方程式(1)根據(jù)從相鄰RS所接收到的SINR以及接收到的前同步信號的信息數(shù)據(jù)值，像2跳中繼中一樣來計算有效數(shù)據(jù)速率。為了方便起見，在此假定由RS執(zhí)行從相鄰RS的接收。隨后，RS根據(jù)通過方程式(1)計算的有效數(shù)據(jù)速率E來選擇到BS的最佳路徑，包括BS的直接鏈路。在此，BS直接鏈路的有效數(shù)據(jù)速率E等于映射到從BS接收的SINR的數(shù)據(jù)速率。
接著，RS在通過有效數(shù)據(jù)速率E選擇了最佳路徑之后，將所選擇的最佳路徑的信息報告給BS。隨后，RS從BS接收最終確定的最佳路徑的信息的確認。其中，BS的最終確認過程可以根據(jù)系統(tǒng)設計而省略。在這種省略BS的最終確認過程的情況下，由RS來管理最佳路徑的選擇。
隨后，RS根據(jù)所選擇的最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率E以表1所示的映射表來選擇指示從RS到BS的路徑的鏈路質(zhì)量的信息值索引。隨后，RS確定映射到所選擇的信息值索引的鏈路質(zhì)量信息值，并且將所確定的質(zhì)量信息值與RS前同步信號一起發(fā)送給該路徑中的另一個RS或MS。然后，接收該RS前同步信號的另一個RS或MS重復上述過程。由此，即使增加了跳數(shù)，每一個RS或MS能夠使用上述的選擇方法來選擇到BS的最佳路徑。
每一個計算最佳路徑的RS或MS并不會得知構(gòu)成前一個RS的最佳路徑的跳數(shù)。然而，由于每一個RS和MS將其所選擇的最佳路徑的信息報告給BS，因此，BS能夠獲得所有RS和MS的最佳路徑信息。
3跳路徑的有效數(shù)據(jù)速率可以由方程式(2)來定義E3=11/R3+1/E2=11/R3+1/R2+1/R1---(2)]]>方程式(2)表示了MS在由，例如RS1、RS2以及MS組成的3跳路徑中計算有效數(shù)據(jù)速率E的示例方法。其中假定從RS2到BS的最佳路徑為BS-RS1-RS2路徑。在方程式(2)中，BS-RS1鏈路的數(shù)據(jù)速率由R1表示，RS1-RS2鏈路的數(shù)據(jù)速率由R2表示，并且RS2-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率由R3表示。此外，在RS2的最佳路徑的，例如，BS-RS1-RS2路徑，有效數(shù)據(jù)速率表示為E2，并且MS的，例如，BS-RS1-RS2-MS路徑，有效數(shù)據(jù)速率表示為E3。
方程式(2)表示了用于在MS中計算的BS-RS1-RS2-MS路徑的有效數(shù)據(jù)速率的表達式。MS能根據(jù)接收到的RS2前同步信號中的SINR值確定數(shù)據(jù)速率R3，并且根據(jù)包括所接收的RS2前同步信號中的信息數(shù)據(jù)值確定RS2中的有效數(shù)據(jù)速率E2。有效數(shù)據(jù)速率E2由1/(1/R2+1/R1)給出，并且有效數(shù)據(jù)速率E2為RS2在其本身的RS前同步信號中發(fā)送的值。在這種方式中，MS能夠計算由3跳組成的多跳路徑的有效數(shù)據(jù)速率。因此，MS能夠選擇最佳的多跳路徑，包括3跳路徑。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，多跳路徑的有效數(shù)據(jù)速率能夠以如下面給出方程式(3)來確定。也就是說，方程式3表示了由N跳組成的多跳路徑的通用的有效數(shù)據(jù)速率EN=1Σn=1N1/Rn---(3)]]>在方程式(3)中，Rn表示在RS(n-1)和RS(n)之間的鏈路的數(shù)據(jù)速率，其中R1表示在BS和RS1之間的鏈路的數(shù)據(jù)速率。
結(jié)合圖3和4，現(xiàn)在來說明RS和MS中用于執(zhí)行本發(fā)明上述功能的操作。
圖3為為用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明功能的RS操作的流程圖。
參考圖3，RS的操作可以粗略的分為RS前同步信號處理過程(步驟301和303)，其它RS前同步信號處理過程(步驟305到309)，最佳路徑選擇過程(步驟311和313)，BS報告過程(步驟315)，BS確認過程(步驟317)，以及自-RS前同步信號傳輸過程(步驟319和321)。
如圖3所示，在步驟301，RS檢測BS前同步信號。在步驟303，RS在所測量的BS前同步信號中測量BS前同步信號的接收SINR，并且根據(jù)BS前同步信號的接收SINR確定BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率。在步驟305，RS檢測其它相鄰RS的前同步信號。在步驟307，RS在所測量的其它RS前同步信號中測量其它RS前同步信號的接收SINR，并且根據(jù)其它RS前同步信號的接收SINR確定RS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率。隨后，在步驟309，RS從包括在其它RS前同步信號的信息數(shù)據(jù)值中抽取用于從其它RS到BS的最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
在步驟311，RS使用方程式(1)或方程式(2)計算每一路徑的有效數(shù)據(jù)速率。在步驟313，RS根據(jù)在步驟311所計算的值選擇最佳路徑。在步驟315，RS將所選擇的最佳路徑的信息，如RS子信道索引、正交碼索引以及所接收到的SINR報告給BS。在步驟317，RS從BS接收最終確定的最佳路徑的確認。如前所述，步驟317可以根據(jù)系統(tǒng)的設計而省略。
接著，在步驟319，RS確定映射到所選擇的最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率的RS前同步信號的信息數(shù)據(jù)索引。在步驟321，RS產(chǎn)生一個映射到所確定的RS前同步信號的信息數(shù)據(jù)索引的RS前同步信號，并且將所生成的RS前同步信號以廣播的形式發(fā)送出去。
圖4為用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明功能的MS操作的流程圖。
參考圖4，MS的操作可以粗略的分為BS前同步信號處理過程(步驟401和403)，RS前同步信號處理過程(步驟405到409)，最佳路徑選擇過程(步驟411和413)，BS報告過程(步驟415)，和BS確認過程(步驟417)。
MS并不執(zhí)行圖3中所示的RS的中繼功能。因此，如圖4所示，MS的整個操作過程與圖3中所示的RS的操作過程相似，除了沒有RS的操作過程中生成并發(fā)送RS前同步信號的過程。相似的，MS在步驟401和403處理BS前同步信號，并且在步驟405至409處理RS前同步信號。隨后，MS在步驟411和413選擇最佳路徑，并且將所選擇的最佳路徑的信息在步驟415報告給BS。最后，在步驟417，MS從BS接收最終確定的最佳路徑的確認。其中步驟417可以根據(jù)系統(tǒng)的設計而省略。
更具體的，在步驟401，MS檢測BS前同步信號。在步驟403，MS在所測量的BS前同步信號中測量BS前同步信號的接收SINR，并且根據(jù)BS前同步信號的接收SINR確定BS-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率。在步驟405，MS檢測其相鄰RS的前同步信號。在步驟407，MS在所測量的RS前同步信號中測量RS前同步信號的接收SINR，并且根據(jù)RS前同步信號的接收SINR確定RS-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率。隨后，在步驟409，MS從包括在RS前同步信號的信息數(shù)據(jù)值中抽取用于從RS至BS的最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
在步驟411，MS使用方程式(1)或方程式(2)計算每一路徑的有效數(shù)據(jù)速率。在步驟413，MS根據(jù)基于步驟411所計算的值選擇最佳路徑。在步驟415，MS將所選擇的最佳路徑信息，如RS子信道索引、正交碼索引以及所接收到的SINR報告給BS。在步驟417，MS從BS接收最終確定的最佳路徑的確認。如前所述，步驟417可以根據(jù)系統(tǒng)的設計而省略。
如上所述，本發(fā)明提供了一種用于在多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中選擇最佳路徑的同時最小化消息負載的路由方法。在該路由方法中，RS發(fā)送允許MS識別其存在的前同步信號，并且還與該RS前同步信號一起發(fā)送指示到BS的最佳路徑的質(zhì)量的信息。隨后，接收該RS前同步信號的MS不僅能夠識別該BS還可以確定從RS到BS的路徑的信道質(zhì)量值。
由此，MS能夠通過RS前同步信號估計通過RS的從MS到BS的多跳路徑的信道質(zhì)量值。在這種方式中，MS能夠確定最佳的RS。MS僅將所確定的最佳RS的信息發(fā)送給BS，使得能夠在發(fā)現(xiàn)最佳路徑的同時最小化其消息負載。
如能夠從前述中所能理解的，根據(jù)本發(fā)明，RS與前同步信號和導引信號一起將RS和BS之間的鏈路質(zhì)量信息發(fā)送給MS，給MS提供了RS-BS鏈路執(zhí)行信息。在這種方式中，MS可以自己選擇最佳路徑。此外，MS僅將其選擇的最佳RS的信息報告給BS，由此，解決了高鏈路負載的問題并且還解決了在選擇最佳路徑時所存在的困難。
雖然在此結(jié)合了一些優(yōu)選實施例來示出并說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解在形式和細節(jié)的改變并沒有偏離本發(fā)明附后的權(quán)利要求所限定的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在包括移動站(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由方法，該方法包括步驟通過與所述MS相鄰的至少一個RS測量到BS的鏈路的質(zhì)量，使用所測量的鏈路質(zhì)量生成鏈路質(zhì)量信息，以及將該鏈路質(zhì)量信息發(fā)送給該MS；以及由MS從所述多個RS接收該鏈路質(zhì)量信息，根據(jù)所接收到的鏈路質(zhì)量信息選擇一個最佳路徑，并且發(fā)送關(guān)于所選定的最佳路徑的信息到BS。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，進一步包括當接收由所述MS發(fā)送的最佳路徑信息時，由該BS根據(jù)所接收的最佳路徑確定最佳BS-RS-MS路徑，并且發(fā)送關(guān)于所確定的最佳BS-RS-MS路徑的信息到MS。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，其中最佳路徑信息包括關(guān)于至少一個具有根據(jù)最佳路徑預先確定的最佳路徑的RS的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，其中RS生成鏈路質(zhì)量信息的步驟進一步包括使用來自所述BS或至少一個相鄰RS的前同步信號測量所接收的信號強度，通過所接收到的信號強度的測量值估計信道質(zhì)量值，并且使用所估計的信道質(zhì)量值生成鏈路質(zhì)量信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，其中RS生成鏈路質(zhì)量信息的步驟進一步包括使用來自所述BS之一或至少一個相鄰RS的導引信號測量所接收的信號強度，通過所接收到的信號強度的測量值估計信道質(zhì)量值，并且使用所估計的信道質(zhì)量值生成鏈路質(zhì)量信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，其中鏈路質(zhì)量信息包括關(guān)于從所述RS到所述BS的最佳路徑的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，進一步包括通過前同步信號將鏈路質(zhì)量信息從每一個所述RS發(fā)送到該MS。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述路由方法，其中前同步信號進一步包括相應于RS的識別符信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，進一步包括通過導引信號將鏈路質(zhì)量信息從每一個所述RS發(fā)送到該MS。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，進一步包括MS根據(jù)所接收到的鏈路質(zhì)量信息測量信號干擾噪聲比(SINR)，并且估計該MS和每一個所述RS之間的鏈路質(zhì)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，進一步包括MS根據(jù)所接收到鏈路質(zhì)量信息測量所接收的信號強度識別符(RSSI)，并且估計該MS和每一個所述RS之間的鏈路質(zhì)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，其中所述MS根據(jù)所接收到的鏈路質(zhì)量信息獲得與其相連接的每一個RS和該BS的多跳路徑的信道質(zhì)量值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，其中RS確定映射到所接收的信號強度的調(diào)制和編碼方案(MCS)級數(shù)值，根據(jù)所確定的MCS級數(shù)值選擇BS-RS鏈路質(zhì)量信息值的索引，并且根據(jù)所選擇的鏈路質(zhì)量信息值的索引確定BS-RS鏈路質(zhì)量信息值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述路由方法，其中使用預先確定的映射表來確定MCS級數(shù)值、該BS-RS鏈路質(zhì)量信息值的索引以及該SINR。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述路由方法，其中該MS選擇最佳路徑的步驟進一步包括根據(jù)所接收到鏈路質(zhì)量信息為每一個從該MS到所述BS的路徑計算最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率；以及根據(jù)所計算的最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率在從該多個RS到BS的路徑中選擇最佳路徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述路由方法，其中該有效數(shù)據(jù)速率由E=11/R1+1/R2]]>來計算，在此，R1表示BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率，E表示從BS通過第一RS(RS1)連接到該MS的路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述路由方法，其中有效數(shù)據(jù)速率由E3=11/R3+1/E2=11/R3+1/R2+1/R1]]>來計算，其中，R1表示BS-RS1鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS1-RS2鏈路的數(shù)據(jù)速率，R3表示RS2-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率，E3表示BS-RS1-RS2-MS路徑的有效數(shù)據(jù)速率，并且E2表示在第二RS(RS2)中的有效數(shù)據(jù)速率。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述路由方法，其中有效數(shù)據(jù)速率由EN=1Σn=1N1/Rn]]>來計算，在此，Rn表示RS(n-1)-RS(n)鏈路的數(shù)據(jù)速率，并且EN表示BS-RS(n-1)-RS(n)-MS路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
19.一種在包括移動站(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的中繼站的路由方法，該方法包括步驟檢測所述BS的前同步信號，并且根據(jù)該BS前同步信號的信號干擾噪聲比(SINR)確定BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率；檢測每一個相鄰RS的前同步信號，并且根據(jù)每一相鄰BS的SINR確定RS-BS鏈路的數(shù)據(jù)速率；為從每一個RS到BS的每一個路徑根據(jù)包括在該相鄰RS的前同步信號中的信息數(shù)據(jù)計算最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率；根據(jù)該最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率從該多個RS到BS的路徑中選擇最佳路徑；以及在將所述最佳路徑信息報告給BS之后，產(chǎn)生其自己的帶有特定序列的前同步信號并且發(fā)送該前同步信號序列。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，進一步包括，在將該最佳路徑信息報告給該BS之后，從BS接收該最終最佳路徑信息的確認。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中生成并發(fā)送前同步信號的步驟包括確定映射到該最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率的RS前同步信號的信息數(shù)據(jù)索引，根據(jù)所確定的信息數(shù)據(jù)索引產(chǎn)生RS前同步信號，并且發(fā)送該產(chǎn)生的RS前同步信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中該前同步信號序列至少包括偽噪聲(PN)碼和正交碼中的一個；其中作為前同步信號使用的每一個子載波在其中包括相應的PN碼值和正交碼值之一，或者該PN碼值和該相應的正交碼值的乘積。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中確定包括在該RS前同步信號中的、BS-RS鏈路的質(zhì)量信息值的步驟包括使用該BS前同步信號測量從該BS接收的信號強度；使用該測量的信號強度抽取到該BS的信道的質(zhì)量值，并且將所抽取的信道質(zhì)量值報告給該BS；使用預先確定的映射表確定映射到該BS的所接收的信號干擾噪聲比(SINR)的調(diào)制和編碼方案(MCS)級數(shù)值，并且選擇映射到所確定的MCS級數(shù)值的BS-RS鏈路質(zhì)量信息值的索引；以及使用該MCS級數(shù)值和該鏈路質(zhì)量信息值的索引確定將通過其自身的RS前同步信號發(fā)送的BS-RS鏈路質(zhì)量信息值。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述路由方法，其中該RS預先從該BS接收該映射表。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中該有效數(shù)據(jù)速率由E=11/R1+1/R2]]>來計算，在此，R1表示BS-RS1鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS1-RS2鏈路的數(shù)據(jù)速率，并且E表示從BS通過該第一RS(RS1)連接到該第二RS(RS2)的路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中有效數(shù)據(jù)速率由E3=11/R3+1/E2=11/R3+1/R2+1/R1]]>來計算，其中，R1表示BS-RS1鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS1-RS2鏈路的數(shù)據(jù)速率，R3表示RS2-RS3鏈路的數(shù)據(jù)速率，E3表示BS-RS1-RS2-RS3路徑的有效數(shù)據(jù)速率，并且E2表示在第二RS(RS2)中的有效數(shù)據(jù)速率。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中有效數(shù)據(jù)速率由EN=1Σn=1N1/Rn]]>來計算，在此，Rn表示RS(n-1)-RS(n)鏈路的數(shù)據(jù)速率，并且EN表示BS-RS(n-1)-RS(n)路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中RS將通過計算有效數(shù)據(jù)速率而選擇的相鄰RS的識別符、映射到該RS識別符的RS前同步信號子信道索引、正交碼索引以及接收到的RS的SINR報告給該BS。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中RS將根據(jù)有效數(shù)據(jù)預先確定的至少一個具有高有效數(shù)據(jù)速率的相鄰RS的信息報告給該BS。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述路由方法，其中報告給BS的相鄰RS的數(shù)量由BS預先確定。
31.一種在包括移動站(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的移動站(MS)的路由方法，該方法包括步驟檢測所述BS的前同步信號，并且根據(jù)該BS前同步信號的信號干擾噪聲比(SINR)確定BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率；檢測每一個RS的前同步信號，并且根據(jù)每一個該RS的SINR確定到每一個RS的RS-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率；根據(jù)包括在該RS前同步信號中的信息數(shù)據(jù)，為從每一個RS到BS的每一個路徑計算最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率；并且根據(jù)該最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率從該多個RS到BS的路徑中選擇最佳路徑，并且報告關(guān)于所選擇的到BS的最佳路徑的信息。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述路由方法，進一步包括，在將該最佳路徑信息報告給該BS之后，從BS接收最終最佳路徑信息的確認。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述路由方法，其中MS將根據(jù)有效數(shù)據(jù)預先確定的至少一個具有高有效數(shù)據(jù)速率的RS的信息報告給該BS。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述路由方法，其中MS報告的RS的數(shù)量由BS預先確定。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述路由方法，其中該有效數(shù)據(jù)速率由E=11/R1+1/R2]]>來計算，在此，R1表示BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率，E表示從BS通過第一RS(RS1)連接到MS的路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述路由方法，其中有效數(shù)據(jù)速率由E3=11/R3+1/E2=11/R3+1/R2+1/R1]]>來計算，其中，R1表示BS-RS1鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS1-RS2鏈路的數(shù)據(jù)速率，R3表示RS2-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率，E3表示BS-RS1-RS2-MS路徑的有效數(shù)據(jù)速率，并且E2表示在第二RS(RS2)中的有效數(shù)據(jù)速率。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述路由方法，其中有效數(shù)據(jù)速率由EN=1Σn=1N1/Rn]]>來計算，在此，Rn表示RS(n-1)-RS(n)鏈路的數(shù)據(jù)速率，并且EN表示BS-RS(n-1)-RS(n)-MS路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
38.一種在包括移動站(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由設備，該設備包括至少一個RS，用于測量到該BS的鏈路的質(zhì)量，使用該測量的鏈路質(zhì)量生成鏈路質(zhì)量信息，以及將該鏈路質(zhì)量信息發(fā)送給該MS。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述路由設備，其中所述RS使用該BS中的一個或每一個相鄰RS的前同步信號測量接收的信號強度，通過對接收的信號強度的測量估計信道質(zhì)量值，并且使用該估計的信道質(zhì)量值生成鏈路質(zhì)量信息。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述路由設備，其中所述RS使用該BS中的一個或每一個相鄰RS的導引信號測量接收的信號強度，通過對接收的信號強度的測量估計信道質(zhì)量值，并且使用該估計的信道質(zhì)量值生成鏈路質(zhì)量信息。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述路由設備，其中鏈路質(zhì)量信息包括到BS的最佳路徑的信息。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述路由設備，其中該RS使用前同步信號和導引信號中的至少一個將鏈路質(zhì)量信息發(fā)送給所述MS。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述路由設備，其中該RS確定映射到接收的信號強度的調(diào)制和編碼方案(MCS)級數(shù)值，根據(jù)所確定的MCS級數(shù)值選擇BS-RS鏈路質(zhì)量信息值的索引，并且根據(jù)所選擇的鏈路質(zhì)量信息值的索引確定BS-RS鏈路質(zhì)量信息值。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述路由設備，其中使用預先確定的映射表來確定MCS級數(shù)值，該BS-RS鏈路質(zhì)量信息值的索引以及該SINR。
45.一種在包括移動站(MS)、基站(BS)以及至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由設備，該設備包括所述MS用于接收通過測量從每一個所述RS到所述BS的鏈路的質(zhì)量而生成的鏈路質(zhì)量信息，使用該鏈路質(zhì)量信息來選擇到BS的最佳路徑，以及將關(guān)于所選擇的最佳路徑的信息發(fā)送給所述BS。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述路由設備，其中所述MS根據(jù)所接收到的鏈路質(zhì)量信息測量信號干擾噪聲比(SINR)和接收的信號強度識別符(RSSI)中的一個，并且估計在該MS與每一個RS之間的鏈路的質(zhì)量。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述路由設備，其中所述MS根據(jù)所接收到的鏈路質(zhì)量信息獲得從該MS本身連接到RS和BS的多跳路徑的信道質(zhì)量值。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述路由設備，其中所述MS為每一個從該MS到所述BS的路徑根據(jù)所接收到的鏈路質(zhì)量信息計算最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率，根據(jù)該最佳路徑的有效數(shù)據(jù)速率從該多個RS到BS的路徑中選擇最佳路徑。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述路由設備，其中該有效數(shù)據(jù)速率由E=11/R1+1/R2]]>來計算，在此，R1表示BS-RS鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率，并且E表示從BS通過該第一RS(RS1)連接到該MS的路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述路由設備，其中有效數(shù)據(jù)速率由E3=11/R3+1/E2=11/R3+1/R2+1/R1]]>來計算，其中，R1表示BS-RS1鏈路的數(shù)據(jù)速率，R2表示RS1-RS2鏈路的數(shù)據(jù)速率，R3表示一個RS2-MS鏈路的數(shù)據(jù)速率，E3表示BS-RS1-RS2-MS路徑的有效數(shù)據(jù)速率，并且E2表示在第二RS(RS2)中的有效數(shù)據(jù)速率。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述路由設備，其中有效數(shù)據(jù)速率由EN=1Σn=1N1/Rn]]>來計算，在此，Rn表示RS(n-1)-RS(n)鏈路的數(shù)據(jù)速率，并且EN表示BS-RS(n-1)-RS(n)-MS路徑的有效數(shù)據(jù)速率。
全文摘要
提供一種用于在包括移動站(MS)、基站(BS)和至少一個中繼站(RS)的多跳中繼蜂窩網(wǎng)絡中的路由方法。所述MS的相鄰RS中的至少一個測量到該BS的鏈路的質(zhì)量，使用所測量的鏈路質(zhì)量來生成鏈路質(zhì)量信息，并且將該鏈路質(zhì)量信息發(fā)送給該MS。該MS從所述RS接收該鏈路質(zhì)量信息，根據(jù)該鏈路質(zhì)量信息選擇一個最佳路徑，并且將該最佳路徑的信息發(fā)送給BS。
文檔編號H04B17/00GK1897758SQ20061012578
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月18日
發(fā)明者趙在源, 姜賢貞, 周判諭, 孫仲濟, 林亨奎, 李成真, 李美賢, 孫泳文, 李根鎬 申請人:三星電子株式會社