CN102177665A - 在无线通信网络中实现下行链路透明中继 - Google Patents

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Abstract

描述了用于在无线通信网络中实现下行链路透明中继的方法和设备。在无线通信网络中，基站和移动站可以按照需要经由中继站彼此进行通信。虽然移动站并不知道中继站，但是透明中继可以允许基站和移动站之间的中继通信。然而，中继站的非连续传输会导致下行链路透明中继期间的信道质量测量和信道估计退化。根据一些方面，基站可以将移动站调度到利用用于下行链路透明中继的专用导频信号的传输模式，并且中继站可以通过与所述基站相同的信道资源传送数据和专用导频信号。根据一些方面，中继站可以使基站所传送的公共导频信号无效。

Description

在无线通信网络中实现下行链路透明中继
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2008年8月12日提交的美国临时专利申请序列No.61/088183的优先权，该在先申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本申请总体上涉及无线通信技术，尤其涉及用于在无线通信网络中实现下行链路透明中继的设备和方法。
背景技术
在无线通信网络中，基站和移动站可以按照需要经由中继站彼此进行通信。中继站被设计为通过接收和传送基站和小区边缘移动站之间的通信来扩展无线通信网络的覆盖范围。例如，中继站能够接收从基站传送的信号，并接着将那些信号传送到移动站，由此提高所述基站和移动站之间的传输的信噪比（SNR）。中继站和基站可以通过相同的信道资源向移动站传送相同的数据和导频信号。例如，作为混合自动重传（HARQ）过程的一部分，中继站可以被用来提升针对小区边缘移动站的HARQ重传的SNR。
中继通信可以是透明或非透明的。对于透明中继而言，移动站可以不知道中继站的存在，并且尽管引入中继站也应当正常工作。透明中继可以在无线网络中使用而无需引入新的信令机制或信道以实现针对移动站的中继功能。没有被配置为利用附加信令机制或信道以实现中继的移动站在这里可以被称作“遗留（legacy）移动站”。因此，透明中继可以向后兼容遗留移动站。与之相比，非透明中继可以使用诸如信令机制或信道之类的附加功能以实现与移动站的中继通信。因此，非透明中继可以不向后兼容遗留移动站。类似地，并不包括实现透明中继的特征或机制的无线电通信标准在这里可以被称作遗留标准。
长期演进（LTE）是第三代合作伙伴计划（3GPP）所研发的移动无线电通信标准。先进LTE（LTE-A）是LTE标准的增强。透明和非透明中继在LTE-A系统中都可以得到支持。LTE-A标准可以提供对非增强的（遗留）LTE系统的向后兼容。透明中继可以被用于扩展遗留LTE移动站和LTE-A移动站的覆盖范围。2008年6月波兰华沙的TSG-RAN1会议#53bis的R1-082517，Nortel，“Transparent Relay for LTE-A FDD”中描述了多种透明中继情形，其中中继的引入对于移动站是透明的，其全部内容通过引用结合于此。与LTE和LTE-A相关的文档可以在<http://www.3gpp.org/article/lte>获得并且通过引用结合于此。
可能与本发明的一些方面相关的涉及LTE-A中的中继一些3GPP TSG-RAN1会议文档为：2008年6月波兰华沙的TSG-RAN1会议#53bis的R1-082327，Samsung，“Application of network coding in LTE-advanced relay”；2008年6月波兰华沙的TSG-RAN1会议#54的R1-082397，Panasonic，“Discussion on the various types of Relays”；以及2008年6月波兰华沙的TSG-RAN1会议#53bis的R1-082470，Ericsson，“Self backhauling and lower layer relaying”，这三篇文档中每一篇的全部内容都通过引用结合于此。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信系统中的中继方法，包括：中继站从基站接收数据、专用导频信号和公共导频信号；所述中继站使所述公共导频信号无效（null）；并且所述中继站将所述数据和专用导频信号传送到移动站。
根据本发明的另一个方面，提供了一种中继站中的设备，包括：用于从基站接收数据、专用导频信号和公共导频信号的模块；用于使所述公共导频信号无效的模块；以及用于将所述数据和专用导频信号传送到移动站的模块。
根据本发明的再另一个方面，提供了一种基于无线中继的通信网络，包括：基站；中继站；和移动站，其中所述中继站从所述基站接收数据、专用导频信号和公共导频信号，所述中继站使所述公共导频信号无效，并且所述基站和所述中继站通过相同的信道资源将所述数据和专用导频信号传送到移动站。
通过阅读以下对本发明特定实施例的描述，本发明的其它方面和特征对于本领域普通技术人员将是显而易见的。
附图说明
现在将参见附图对本发明进行更为详细地描述，其中：
图1是蜂窝通信系统的框图；
图2是可能被用于实施一些实施例的示例性基站的框图；
图3是可能被用于实施一些实施例的示例性移动站的框图；
图4是可能被用于实施一些实施例的示例性中继站的框图；
图5是可能被用于实施一些实施例的示例性OFDM发射器架构的逻辑分解的框图；
图6是可能被用于实施一些实施例的示例性OFDM接收器架构的逻辑分解的框图；
图7(a)是可能被用于实施一些实施例的示例性SC-FDMA发射器的逻辑分解的框图；
图7(b)是可能被用于实施一些实施例的示例性SC-FDMA接收器的逻辑分解的框图；
图8是示例性下行链路透明中继过程的示图；
图9是示出依据一些方面的在无线通信系统中实现中继的步骤的步骤流程图；
图10是示出依据一些方面的在无线通信系统中实现中继的步骤的步骤流程图；
图11是根据一些方面的可以被用于向移动站进行下行链路中继传输的基站的示例性LTE资源块结构的示图；
图12是根据一些方面的可以被用于向移动站进行下行链路非中继传输的基站的示例性LTE资源块结构的示图；
图13是根据一些方面的可以被用于向移动站进行下行链路中继传输的中继站的示例性LTE资源块结构的示图；
图14是根据一些方面的可以被用于向移动站进行下行链路非中继传输的中继站的示例性LTE资源块结构的示图；
图15是示出根据一些方面的用于在透明中继中报告CQI的步骤的流程图。
具体实施方式
虽然本发明的概念可以在各种通信系统中使用，但是在一些实施例中，这些概念可以被特别应用于LTE标准，尤其是先进LTE。
参见图1至7对可能被用于实施这里所描述的实施例的通信系统的一个特定示例进行描述。参见图8对可以在无线通信系统中实施的下行链路透明中继过程的示例进行描述。参见图9至15对用于实现下行链路透明中继的方法和设备的各方面和实施例进行描述。
术语“基站”可以指为一个区域提供覆盖的任意接入点，诸如无线站。移动站一般也称作例如用户设备、移动终端、用户终端、订户终端和通信设备。术语“移动站”可以指（固定或移动的）任意接收设备。
图1示出了基站控制器（BSC）10，其控制多个小区12内的无线通信，这些小区由对应的基站（BS）14服务。在一些配置中，每个小区被进一步划分为多个扇区13或分区（未示出）。通常，每个基站14使用OFDM与处于关联于对应基站14的小区12内的移动和/或无线终端16进行通信。移动终端16相对于基站14的移动导致信道条件的明显波动。如所图示的，基站14和移动终端16可以包括多个天线以向通信提供空间分集。在一些配置中，中继站15可以协助基站14与无线终端16之间的通信。无线终端16可以从任意小区12、扇区13、分区（未示出）、基站14或中继15切换到其它小区12、扇区13、分区（未示出）、基站14或中继15。在一些配置中，基站14通过回程网络11彼此进行通信并且与另一网络（诸如核心网络或互联网，均未示出）进行通信。在一些配置中，不需要基站控制器10。
参见图2，图示了基站14的示例。基站14通常包括控制系统20、基带处理器22、发射电路24、接收电路26、多个天线28以及网络接口30。所述接收电路26从（图3所示的）移动终端16和（图4所示的）中继站15所提供的一个或多个远程发射器接收承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器（未示出）可以协同以放大信号并从中去除宽带干扰以便进行处理。降频和数字化电路（未示出）接着将经滤波的所接收信号降频为中间或基带频率信号，其接着被数字化为一个或多个数字流。
基带处理器22对经数字化的所接收信号进行处理以提取所接收信号中所传递的信息或数据比特。该处理典型地包括解调、解码和纠错操作。这样，基带处理器22通常以一个或多个数字信号处理器（DSP）或专用集成电路（ASIC）来实现。所接收到的信息接着经由网络接口30直接或借助于中继15跨无线网络进行发送，或者被传送到基站14所服务的另一个移动终端16。
在发射侧，基带处理器22在控制系统20的控制下从网络接口30接收数字化数据并且对所述数据进行编码以便进行传输，所述数字化数据可以表示语音、数据或控制信息。经编码的数据被输出到发射电路24，其在那里通过一个或多个具有一个或多个期望发射频率的载波信号进行调制。功率放大器（未示出）将把经调制的载波信号放大为适于传输的电平，并且将经调制的载波信号通过匹配网络（未示出）递送到天线28。以下更为详细地描述调制和处理的细节。
参见图3，图示了移动终端16的示例。与基站14类似，移动终端16将包括控制系统32、基带处理器34、发射电路36、接收电路38、多个天线40和用户接口电路42。接收电路38从一个或多个基站14和中继15接收承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器（未示出）可以协同以放大信号并从中去除宽带干扰以便进行处理。降频和数字化电路（未示出）接着将经滤波的所接收信号降频为中间或基带频率信号，其接着被数字化为一个或多个数字流。
基带处理器34对经数字化的所接收信号进行处理以提取所接收信号中所传递的信息或数据比特。该处理典型地包括解调、解码和纠错操作。基带处理器34通常以一个或多个数字信号处理器（DSP）或专用集成电路（ASIC）来实现。
为了进行传输，基带处理器34从控制系统32接收其进行编码以便传输的数字化数据，所述数字化数据可以表示语音、视频、数据或控制信息。经编码的数据被输出到发射电路36，其在那里被调制器用来对处于一个或多个期望发射频率的一个或多个载波信号进行调制。功率放大器（未示出）将把经调制的载波信号放大为适于传输的电平，并且将经调制的载波信号通过匹配网络（未示出）递送到天线40。本领域技术人员能够使用的各种调制和处理技术被用于移动终端和基站之间的直接或经由中继站的信号传输。
在OFDM调制中，传输带被划分为多个正交的载波。每个载波根据待传送的数字数据进行调制。由于OFDM将传输带划分为多个载波，所以每个载波的带宽有所降低并且每个载波的调制时间有所增加。由于多个载波被并行传送，所以任意给定载波上的数字数据或符号的传输速率都比使用单个载波时要低。
OFDM调制对待传送的信息执行快速傅立叶逆变换（IFFT）。为了进行解调，对所接收信号执行快速傅立叶变换（FFT）恢复了所传送的信息。实际上，IFFT和FFT分别由执行离散傅立叶逆变换（IDFT）和离散傅立叶变换（DFT）的数字信号处理所提供。因此，OFDM调制的表征特征在于为传输信道内的多个带生成了正交载波。经调制的信号是具有相对低传输速率并且能够保留在其各自带内的数字信号。单独载波并不通过数字信号直接调制。相反，所有载波通过IFFT处理一次调制。
在操作中，OFDM优选地至少被用于从基站14到移动终端16的下行链路传输。每个基站14被配备以“n”个发射天线28（n>=1），并且每个移动终端被配备以“m”个接收天线40（m>=1）。注意，各个天线都可以被用于使用适当的双工器或开关进行接收和传输，这样标记仅是出于清楚的考虑。
在使用中继站15时，OFDM优选地被用于从基站14到中继15以及从中继站15到移动终端16的下行链路传输。
参见图4，图示了中继站15的示例。与基站14和移动终端16类似，中继站15将包括控制系统132、基带处理器134、发射电路136、接收电路138、多个天线130和中继电路142。中继电路142使得中继14能够协助基站16和移动终端16之间的通信。接收电路138从一个或多个基站14和移动终端16接收承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器（未示出）可以协同以放大信号并从中去除宽带干扰以便进行处理。降频和数字化电路（未示出）接着将经滤波的所接收信号降频为中间或基带频率信号，其接着被数字化为一个或多个数字流。
基带处理器134对经数字化的所接收信号进行处理以提取所接收信号中所传递的信息或数据比特。该处理典型地包括解调、解码和纠错操作。基带处理器134通常以一个或多个数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）来实现。
为了进行传输，基带处理器134从控制系统132接收其进行编码以便传输的数字化数据，所述数字化数据可以表示语音、视频、数据或控制信息。经编码的数据被输出到发射电路136，其在那里被调制器用来对处于一个或多个期望发射频率的一个或多个载波信号进行调制。功率放大器（未示出）将把经调制的载波信号放大为适于传输的电平，并且将经调制的载波信号通过匹配网络（未示出）递送到天线130。如以上所描述的，本领域技术人员能够使用的各种调制和处理技术被用于移动终端和基站之间的直接或经由中继站间接的信号传输。
参见图5，将对逻辑OFDM传输架构进行描述。最初，基站控制器10直接或借助于中继站15将所要传送到各个移动终端16的数据发送到基站14。基站14可以使用与所述移动终端相关联的信道质量指示器（CQI）对数据进行调度以供传输，以及为了传送所调度的数据而选择适当的编码和调制。所述CQI可以直接来自移动终端16，或者在基站14处基于移动终端16所提供的信息来确定。在任一种情况下，每个移动终端16的CQI是信道幅度（或响应）跨OFDM频带变化程度的函数。
使用数据加扰逻辑46以降低与数据相关联的峰均功率比的方式对作为比特流的调度数据44进行加扰。确定加扰数据的循环冗余校验（CRC），并且使用CRC添加逻辑48追加到所述加扰数据。接着，使用信道编码器逻辑50执行信道编码以便向所述数据有效添加冗余以促进移动终端16处的恢复和纠错。而且，针对特定移动终端16的信道编码基于CQI。在一些实施方式中，信道编码器逻辑50使用已知的Turbo编码技术。经编码的数据接着由速率匹配逻辑52进行处理以便对与编码相关联的数据扩展进行补偿。
比特交织器逻辑54系统地对编码数据中的比特进行重新排序以使得连续数据比特的损失最小化。映射逻辑56根据所选择的基带调制将所产生的数据比特系统地映射到对应的符号中。优选地，使用正交幅度调制（QAM）或四相相移键控（QPSK）调制。优选地基于特定移动终端的CQI来选择调制的程度。可以使用符号交织器逻辑58对所述符号系统地重新排序以进一步支撑所传送信号针对频率选择性衰落所导致的周期性数据损失的免疫性。
就此，比特群组已经被映射到表示幅度和相位星座中的位置的符号。当需要空间分集时，符号块接着由空时块码（STC）编码器逻辑60进行处理，所述STC编码器逻辑60以使得所传送信号更耐干扰并且更加容易在移动终端16进行解码的方式对所述符号进行修改。STC编码器逻辑60将对到来的符号进行处理并且提供与基站14的发射天线28的数目相对应的“n”个输出。如以上参见图5所描述的控制系统20和/或基带处理器22将提供映射控制信号以控制STC编码。就此，假设“n”个输出的符号表示待传送的数据并且能够由移动终端16所恢复。
对于当前示例而言，假设基站14具有两个天线28（n=2）并且STC编码器逻辑60提供两个输出符号流。相应地，STC编码器逻辑60所输出的每个符号流被发送到对应的IFFT处理器62，为了便于理解对此进行单独图示。本领域技术人员将会意识到，可以使用一个或多个处理器来单独或与这里所描述的其它处理相结合来提供这样的数字信号处理。IFFT处理器62将优选地对相应符号进行操作以提供傅立叶逆变换。IFFT处理器62的输出提供了时域中的符号。所述时域符号被分组为帧，前缀插入逻辑64将所述帧与前缀相关联。每个所产生的信号在数字域中经由对应的数字升频（DUC）和数模（D/A）转换电路66被升频为中间频率并且被转换为模拟信号。所产生的（模拟）信号接着以期望的RF频率同时进行调制，并且经由RF电路68和天线28被放大和发射。注意，预定移动终端16所知的导频信号分散在子载波之间。以下详细讨论的移动终端16将使用所述导频信号进行信道估计。
现在参见图6说明移动终端16直接从基站14或者借助于中继15来接收所传送的信号。所传送信号到达移动终端16的每个天线40时，由对应RF电路70对相应信号进行解调和放大。为了简要和清楚，仅详细描述和图示了两种接收路径的其中之一。模数（A/D）转换器和降频电路72对所述模拟信号进行数字化和降频以便进行数字处理。自动增益控制电路（AGC）74可以使用所产生的数字化信号基于所接收的信号电平来控制RF电路70中放大器的增益。
最初，所述数字化信号被提供给包括粗同步逻辑78的同步逻辑76，所述粗同步逻辑78对若干个OFDM符号进行缓冲并且计算两个连续OFDM符号之间的自相关。所产生的与相关结果的最大值相对应的时间索引确定了细同步搜索窗口，其被细同步逻辑80用来基于首部确定精确的成帧开始位置。所述细同步逻辑80的输出促进帧对准逻辑84的帧获取。适当的成帧对准是很重要的，使得后续的FFT处理由此提供从时域到频域的准确转换。细同步算法基于首部所携带的所接收导频信号和已知导频数据的本地副本之间的相关。一旦发生了帧对准获取，OFDM符号的前缀就被前缀去除逻辑86所去除，并且所产生的样本被发送到频率偏移校正逻辑88，其对发射器和接收器中的非匹配本地振荡器所导致的系统频率偏移进行补偿。优选地，同步逻辑76包括频率偏移和时钟估计逻辑82，其基于所述首部来协助估计对所传送信号的这种影响，并且将那些估计提供给校正逻辑88以适当处理OFDM符号。
就此，时域中的OFDM符号准备好使用FFT处理逻辑90转换到频域。结果为频域符号，所述频域符号被发送到处理逻辑92。处理逻辑92使用分散导频提取逻辑94提取分散的导频信号，使用信道估计逻辑96基于所提取的导频信号确定信道估计，并且使用信道重建逻辑98为所有子载波提供信道响应。为了确定每个子载波的信道响应，所述导频信号实质上是在时间和频率两方面以已知模式分散在遍布OFDM子载波的数据符号之间的多个导频符号。继续图6，所述处理逻辑将所接收的导频符号与特定子载波中在特定时刻所预期的导频符号进行比较，以针对其中传送了导频符号的子载波确定信道响应。结果被内插以估计大多数（如果不是全部）没有对其提供导频符号的剩余子载波的信道响应。实际且被内插的信道响应被用来估计整体信道响应，其包括OFDM信道中大多数（如果不是全部）子载波的信道响应。
从每个接收路径的信道响应所得出的频域符号和信道重建信息被提供给STC解码器100，其在所接收的路径上提供STC解码以恢复所传送的符号。所述信道重建信息向STC解码器100提供足以在处理相应频域符号时去除传输信道影响的均衡化信息。
使用与发射器的符号交织器逻辑58相对应的符号解交织器逻辑102按顺序放回所恢复的符号。接着使用去映射逻辑104将经解交织的符号解调或去映射为对应比特流。接着使用与发射器架构中的比特交织器逻辑54相对应的比特解交织器逻辑106对所述比特解交织。经解交织的比特接着被速率去匹配逻辑108所处理，并且被送至信道解码器逻辑110以恢复最初加扰的数据和CRC校验和。相应地，CRC逻辑112去除所述CRC校验和，以传统方式对加扰数据进行校验，并且将其提供给解扰逻辑114以便使用已知的基站解扰码解扰以恢复原始传送的数据116。
与数据116的恢复相并行，确定CQI或者至少足以在基站14创建CQI的信息并且将其传送到基站14。如以上所提到的，CQI可以是载波干扰比（CR）以及信道响应跨OFDM频带中各个子载波发生变化的程度的函数。对于该实施例而言，将用于传送信息的OFDM频道中每个子载波的信道增益彼此进行比较以确定信道增益跨OFDM频道发生变化的程度。虽然多种技术可用于测量变化程度，但是一种技术是计算遍及用来传送数据的OFDM频带的每个子载波的信道增益的标准差。
参见图7(a)和7(b)，图示了依据本发明的一个实施例提供的用于单进单出（SISO）配置的示例性单载波频分多址（SC-FDMA）发射器700和接收器750。在SISO中，移动站在一个天线上进行发射，并且基站和/或中继站在一个天线上进行接收。图7(a)和7(b)图示了发射器和接收器处针对LTE SC-FDMA上行链路所需的基本信号处理步骤。在一些实施例中，使用SC-FDMA。SC-FDMA是对3GPP LTE宽带4G空中接口标准的上行链路等所引入的调制和多址机制。SC-FDMA可以被视为DFT预编码的OFDMA机制，或者其可以被看作单载波（SC）多址机制。SC-FDMA和OFDMA的整体收发器处理中有若干相似性。
图7(a)示出了SC-FDMA发射器700，其包括DFT逻辑702、子载波映射逻辑704、OFDMA发射电路706、RF电路708和发射天线710。图7(b)示出了SC-FDMA接收器750，其包括IDFT逻辑758、子载波映射逻辑756、OFDMA接收电路754、RF电路752和接收天线760。OFDAM和SC-FDMA之间的那些共用方面在OFDMA发射电路706和OFDMA接收电路758中图示，原因在于它们对于了解了本说明书的本领域普通技术人员是显而易见的。
SC-FDMA与OFDMA由于调制符号的DFT预编码和解调符号的对应IDFT而明显不同。由于该预编码，SC-FDMA子载波并不像OFDMA子载波的情况下那样被独立调制。结果，SC-FDMA信号的峰均功率比（PAPR）低于OFDMA信号的PAPR。较低的PAPR在发射功率效率方面明显利于移动站。
图1至7(b)提供了能够用来实施这里所描述实施例的无线通信网络的一个特定示例。所要理解的是，这里所描述的实施例可以利用具有不同于该特定示例的架构的通信网络来实施，但是所述通信网络以与这里所描述实施例的实施方式相一致的方式进行操作。
对于无线通信网络中的下行链路透明中继而言，无论是否引入中继站，移动站的行为可以保持不变。无需特殊信令来警告移动站正在发生中继。此外，中继站不可以在相同时间在相同带中传送和接收信号。所述中继站从基站接收信号并且向移动站传送信号。由于移动站可能不在相同时间在相同带中传送和接收信号，所以中继站可以从在一个时刻从基站接收信号并且在另一时刻将所述信号传送到移动站。因此，中继站到移动站的传输可以是非连续的。
数据和导频信号这二者都可以经由中继站在基站和移动站之间传送。导频信号可以由基站传送，并且除其它之外，可以被移动站用于信道质量测量和/或信道估计。信道质量测量可以被用于链路适配。例如，基站可以基于所报告的信道质量来为移动站确定调制和编码方案。信道估计可以帮助移动站对所接收的传输进行解码。
导频信号可以是多媒体广播单频网络（MBSFN）、小区特定，或者移动站特定的。MBSFN导频信号可以由服务区域中的所有基站来传送。此后被称作“公共导频信号”的小区特定导频信号由小区中的基站所传送并且可以被小区中的所有移动站所使用。公共导频信号可以由基站在下行链路时间期间连续广播，并且可以在频率中提供平滑的信道变化。此后被称作“专用导频信号”的移动站特定导频信号由基站传送到特定移动站。
图8是图示如何在无线通信系统中实施下行链路透明中继的示例的示图。图8所示的示例将下行链路透明中继示为混合自动重传请求（HARQ）过程的一部分，并且图示出中继站在下行链路期间所进行的非连续传输。执行HARQ是可以在无线系统中使用的误差控制方法，并且在最初的传输不成功的情况下可以包括向移动站进行重传。
图8示出了基站（BS）802、中继站（RS）804和移动站（MS）806。基站802在第一时间以第一频率（F1/T1）在物理下行链路控制信道（PDCCH）上向中继站804和移动站806传送导频信号，并且在物理下行链路共享信道（PDSCH）向中继站804和移动站806传送数据。中继站804在F1/T1监听PDCCH并且在F1/T1接收PDSCH。基站802和中继站804在第二时间以第二频率（F2/T2）监听来自移动站806的确认（ACK）或否定确认（NACK）。如果接收到NACK，则中继站804和基站802均在第三时间以第一频率（F1/T3）向移动站传送之前由基站802所传送的正确解码的数据和导频信号。作为HARQ重传过程的一部分，基站802和中继站804通过相同的信道资源F1/T3传送相同的数据和导频信号。
本发明的实施例并不局限于透明中继的示例，或者图8所示的HARQ过程。中继站可以仅在针对中继站的单独传输中接收来自基站的数据和导频信号，而不是中继站接收来自从基站到移动站的最初传输的信号。针对中继站的单独传输可能需要更多的回程通信。
无论中继站接收数据和导频信号所通过的过程如何，如图8中在T3所示，中继站和基站都可以随后通过相同的信道资源向移动站传送数据和导频信号。基站和中继站同时进行的共同传输对于移动站应当是透明的。在透明中继中，从中继站到移动站的信号可以被所述移动站有效视为可以与来自基站的路径相结合的附加的多路径。
如图8所示，中继站可以向移动站进行非连续传送。与之相比，基站可以向移动站进行连续传送。因此，不知道中继站的存在的移动站可以采取连续传输，并且可以在所有非MBSFN子帧中执行“正常的”单播数据解码。从中继站到移动站的数据和导频信号的非连续传输可以影响移动站所进行的信道估计和信道质量测量的准确度。
移动站所进行的信道质量测量和信道估计在正常情况下可以基于下行链路中所接收的公共导频信号。中继站可以使用公共导频信号进行信道估计，并且在正常情况下可以将公共导频信号传送到移动站以便允许由所述移动站进行基站和中继站的组合信道的信道估计。因此，基于公共导频信号的信道质量估计可以根据中继站是否正在向移动站进行传送而有所变换。可能希望信道质量测量与中继站是否正在向移动站进行传送无关。然而，在下行链路透明中继期间，不知道中继站存在的移动站可以在中继站进行传送的子帧期间基于公共导频信号来测量信道质量。因此，信道质量测量可能受到影响。
此外，移动站在正常情况下可以在子帧之间内插信道估计。然而，在下行链路透明中继期间，可能不希望在子帧之间进行内插，这是因为由移动站所估计的信道可能取决于中继站是否正在进行传送。因此，移动站处（从中继站到移动站以及从基站到移动站）的组合信道会由于中继站的非连续传输而随子帧有所变化。在仅由基站向移动站进行传送的子帧和基站及中继站这二者都向移动站进行传送的子帧之间内插信道估计会导致不良的内插。然而，由于移动站可能并不知道正在进行中继通信，所以可能在下行链路透明中继期间执行信道估计内插，由此降低了信道估计性能。
因此，希望提供一种下行链路透明中继的方法，其可以避免可能由于中继站在下行链路透明中继期间向移动站的非连续传输而出现的信道质量测量和信道估计退化。
可能希望将具有下行链路中继站传输和没有下行链路中继站传输的传输时隙区分开来。然而，在遗留无线电通信标准中，可能没有信令信道或机制来指示中继站正在向移动站传送数据的子帧。
现在将参见图9至15对用于下行链路透明中继的方法和设备的各方面和实施例进行描述。
图9是示出根据一些方面的用于在无线通信系统中进行中继的步骤的流程图。对于本发明各方面而言，实质上并非必需执行图9所示的所有步骤，并且特定方面可以包括比所示更少的步骤。在步骤902，基站针对移动站调度传输模式，所述传输模式利用专用导频信号。所述基站可以在下行链路透明中继之前或在其开始时将移动站调度为专用导频传输模式。在步骤904，所述基站向中继站和移动站传送数据、专用导频信号和公共导频信号。如图8在T1所示，步骤904可以作为HARQ过程的一部分来执行。然而，本发明的各方面并不局限于HARQ过程，并且中继站也可以在仅针对所述中继站的单独传输中接收来自基站的数据和导频信号。
在步骤906，中继站使所述公共导频信号无效。步骤908(a)和908(b)可以同时执行。在步骤908(a)，基站向移动站重传所述数据、专用导频信号和公共导频信号。在步骤908(b)，中继站向移动站传送所述数据和专用导频信号。所述基站和中继站可以通过相同的信道资源向移动站传送数据和专用导频信号。信道资源可以包括时间和频率资源，以使得中继站和基站在相同时间且通过相同频率向移动站进行传送。如图8在T3所示，至少步骤908(a)和908(b)在下行链路透明中继中可以作为HARQ重传的一部分来执行，不过本发明的各方面并不局限于HARQ过程。
在步骤912，移动站基于从基站所接收的公共导频信号来测量信道质量。由于中继站并不向移动站传送公共导频信号，所以移动站所接收的公共导频信号仅可能由基站所传送。因此，在移动站所测量的信道质量可以与中继站是否正在进行传送无关，因此可以避免信道质量测量的退化。
在步骤914，移动站基于从基站和中继站所接收的专用导频信号执行信道估计，并且仅在包含所述专用导频的子帧期间执行信道估计。当被调度到专用导频传输模式时，移动站可以仅基于所述专用导频信号来执行信道估计。所述专用导频信号将自约束在到移动站的传输的每个子帧中。此外，移动站在被调度到专用导频传输模式时不可以在不同子帧之间进行内插。因此，在中继下行链路期间，通过对移动站调度专用导频传输模式，移动站可以仅在包含专用导频信号的子帧期间执行信道估计，由此可能地避免信道估计的退化。
如以上所提到的，可以在LTE通信网络中实施下行链路透明中继。在LTE网络中，提供覆盖的接入点可以被称作基节点（NodeB）或演进型基节点（eNB）而不是基站；移动站可以被称作用户设备（UE）；中继站可以被称作中继节点（NodeR）；并且基准信号可以执行与导频信号相同的功能。如本领域技术人员将会意识到的，这里对基站、中继站、移动站和导频信号的引用在LTE通信网络中也可以分别被称作基节点、中继节点、用户设备和基准信号。然而，本发明的实施例并不局限于LTE通信网络，并且可以在被配置为使用其它标准操作的无线通信网络中实施。
一些实施例可以关联于包括先进LTE在内的针对LTE Release 8标准的增强形式来使用。根据LTE Release 8规范，可以经由更高等级的信令向每个移动站半静态地配置以下传输模式：
1. 单天线端口；端口0；
2. 发射分集；
3. 开环空间复用；
4. 闭环空间复用；
5. 多用户MIMO；
6. 闭环1级预编码；和
7. 单天线端口；端口5。
在以上模式中，术语“端口”可以指特定的物理天线，或者在“端口5”的情况下，可以指用于波束成形（beamforming）的多个天线。正常情况下，传输模式的选择可以由基站和移动站的天线配置、信道条件、传输速度、业务类型等来确定。模式1至6利用下行链路中的公共导频信号。然而，模式7利用专用导频信号。
根据一些方面，对于下行链路透明中继而言，基站能够对将要进行透明中继通信的移动站调度LTE传输模式7，而不考虑天线配置或任意其它的信道条件。由于专用导频信号是移动站特定的，所以与基站进行非中继通信的移动站可以基于通常的标准（即，基站和移动站的天线配置、信道条件、传输速度、业务类型等）而被分配到以上所示出的七种LTE Release 8传输模式中的任意一种。
根据一些方面，基站和中继站对向移动站调度的数据以及专用导频信号这二者应用用于波束成形的预编码矩阵。中继站通过与基站相同的信道资源传送预编码的数据和专用导频信号。中继站可以使用与基站所使用的相同或相似的预编码矩阵。中继站所进行的预编码对于移动站可以是透明的。移动站接着将借助于专用导频信号对经调度的数据进行解码。
图10是示出用于根据一些方面在无线通信系统中进行中继的步骤的流程图。对于本发明各方面而言，实质上并非必需执行图10所示的所有步骤，并且特定方面可以包括比所示更少的步骤。在步骤1002，基站针对移动站调度专用导频传输模式，诸如LTE传输模式7。所述基站可以在下行链路透明中继之前或在其开始时将移动站调度到专用导频传输模式。在步骤1004，所述基站向中继站和移动站传送数据、专用导频信号和公共导频信号。如图8在T1所示，步骤1004可以作为HARQ过程的一部分来执行。然而，本发明的各方面并不局限于HARQ过程，并且中继站也可以在仅针对所述中继站的单独传输中接收来自基站的数据和导频信号。
在步骤1006，中继站使所述公共导频信号无效。在步骤1008，基站和中继站均向所述数据和专用导频信号应用预编码矩阵。所述中继站可以应用与基站相同或相似的预编码矩阵，不过在一些情况下，中继站所使用的预编码矩阵可以与基站所使用的预编码矩阵有所不同。步骤1010(a)和1010(b)可以同时执行。在步骤1010(a)，基站向移动站重传预编码的数据、预编码的专用导频信号和所述公共导频信号。在步骤1010(b)，中继站向移动站传送预编码的数据和预编码的专用导频信号。基站和中继站可以通过与基站相同的信道资源来传送数据和专用导频信号。如图8在T3所示，至少步骤1010(a)和1010(b)在下行链路透明中继中可以作为HARQ重传的一部分来执行，不过本发明的各方面并不局限于HARQ过程，。
在步骤1014，移动站基于从基站所接收的公共导频信号来测量信道质量。在步骤1016，移动站基于从基站和中继站所接收的专用导频信号执行信道估计，并且仅在包含所述专用导频的子帧期间执行信道估计。如果基站和中继站使用相同的预编码矩阵，则基站所应用的预编码处理可以在使用专用导频信号时对于移动站是透明的。
为了提高HARQ性能，根据一些实施例，基站和中继站传输所使用的预编码矩阵可以在用于不同HARQ重传的各种不同预编码矩阵之间进行交替。该交替行为可以被称作预编码跳跃。可以对不同重传应用预编码跳跃并且跳跃模式可以被预定义。
在一些实施例中，专用导频信号和公共导频信号可以不相互干扰。可用的信道时间和频率资源可以被划分为资源块，所述资源块可以进一步被划分为资源元素。根据一些方面，为了避免干扰，专用导频信号不应当在基站所传送的公共导频信号所占据的资源元素上进行传送。
图11至14图示了用于基站和中继站这二者的下行链路透明中继通信的LTE资源块结构的示例。图11至14中的LTE资源块图示了可以如何构建资源块以避免公共和专用导频信号之间的干扰的示例。本领域技术人员将会意识到，公共基准信号和专用基准信号可以分别执行与这里所描述的公共导频和专用导频相同的功能。
图11是根据一些方面的用于基站的示例性LTE资源块结构的示图，所述资源块结构可以被用于从基站到移动站的下行链路中继传输。图11示出了由被划分为资源元素的时间和频率资源所构成的资源块1100。如图11中的图标所指示的，基站使用多达四个物理天线通过资源元素1102传送公共基准信号。如图11中的图标所指示的，基站通过资源元素1104传送用于移动站的专用基准信号。专用基准信号的资源元素1104由字符“R5”所表示以指示如这里所描述的LTE传输模式7的端口5传输。如能够在图11的示例中所看到的，公共和专用基准信号在不同资源元素中进行传送。
图12是根据一些方面的用于基站的示例性LTE资源块结构的示图，所述资源块结构可以被用于从基站到移动站的下行链路非中继传输。图12示出了由被划分为资源元素的时间和频率资源所构成的资源块1200。如图12中的图标所指示的，基站使用多达四个物理天线通过资源元素1202传送公共基准信号。由于在图12中非中继移动站没有被调度到专用基准信号传输模式，所以没有资源元素被指定用于在资源块1200中传送专用基准信号。
图13是根据一些方面的用于中继站的示例性LTE资源块结构的示图，所述资源块结构可以被用于从中继站到移动站的下行链路中继传输。图13示出了由被划分为资源元素的时间和频率资源所构成的资源块1300。如图13中的图标所指示的，中继站通过资源元素1302传送专用基准信号。专用基准信号的资源元素1104由字符“R5”所表示以指示如这里所描述的LTE传输模式7的端口5传输。没有资源元素被用于在资源块1300的基准信号中传送公共基准信号，所述中继站使被基站用来传送公共基准信号的资源元素无效。
图14是是根据一些方面的用于中继站的示例性LTE资源块结构的示图，所述资源块结构可以被用于下行链路非中继传输。图14示出了由被划分为资源元素的时间和频率资源所构成的资源块1400。在图14的示例中没有发生向移动站的中继传输。因此，如图14中的图标所指示的，所有资源元素都被中继站所无效。
如图11至14所示，由于可以在不同资源元素中传送公共基准信号和专用基准信号，所以来自基站和中继站的专用基准信号的传输可以不影响基站所传送的公共基准信号。
在无线通信系统中，基站可以基于基站和移动站之间的数据信道质量来进行与调制和编码方案（MCS）选择以及移动站调度相关的决定。移动站测量与信道质量相关的信息，并且将该信息作为CQI反馈给基站。如以上所讨论的，可以基于公共导频信号来测量信道质量。CQI反馈可以使用物理上行链路共享信道（PUSCH）周期性或非周期性地报告。CQI报告模式可以由基站来选择并且通过无线电资源控制（RRC）以信号通知给目标移动站。RRC是可以传送无线电系统配置信息并且可以不像数据或导频信号那么频繁地传送的高层控制。根据一些实施例，基站为采用透明中继的移动站选择非周期性CQI报告。由于中继站可以通过PUSCH向基站进行非周期性传送，所以非周期性CQI报告可能是所需要的。
图15是示出根据一些方面的用于在透明中继中报告CQI的步骤的流程图。在步骤1502，基站为移动站选择CQI报告模式，所述CQI报告模式是使用PUSCH的非周期性报告。在步骤1504，通过RRC将所述CQI报告模式以信号通知给移动站。
已经描述的内容仅仅是对发明原理的应用的说明。本领域技术人员可以实施其它配置和方法而并不背离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1. 一种无线通信系统中的中继方法，包括：
中继站从基站接收数据、专用导频信号和公共导频信号；
所述中继站使所述公共导频信号无效；并且
所述中继站将所述数据和专用导频信号传送到移动站。
2. 如权利要求1所述的方法，进一步包括所述基站向移动站传送所述数据、专用导频信号和公共导频信号，其中
所述基站和中继站通过相同的信道资源传送所述数据和专用导频信号。
3. 如权利要求1或2所述的方法，进一步包括所述移动站基于从基站所接收的公共导频信号来测量信道质量。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括所述移动站基于从基站和中继站所接收的专用导频信号来执行信道估计，其中所述移动站仅在包含所述专用导频信号的子帧期间执行信道估计。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述基站、移动站和中继站均被配置为利用LTE标准进行操作。
6. 如权利要求5所述的方法，进一步包括所述基站对移动站调度LTE传输模式，所述LTE传输模式利用所述专用导频信号。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述LTE传输模式为LTE传输模式7。
8. 如权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述中继站和移动站通过没有被基站所传送的公共导频信号所占据的资源元素传送所述专用导频信号。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述中继站使所述公共导频信号无效的步骤进一步包括所述中继站使被基站所传送的公共导频信号所占据的资源元素无效。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述中继方法是混合自动重传（HARQ）过程的一部分。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述基站和中继站均使用预编码矩阵对所述数据和专用导频信号进行预编码。
12. 如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中：
所述基站为移动站选择信道质量指示器（CQI）报告模式，所述CQI基于信道质量测量；
所述基站所选择的报告模式是使用物理上行链路共享信道的非周期性报告；并且
所述报告模式通过无线电资源控制以信号通知给所述移动站。
13. 一种中继站中的设备，包括：
用于从基站接收数据、专用导频信号和公共导频信号的模块；
用于使所述公共导频信号无效的模块；以及
用于将所述数据和专用导频信号传送到移动站的模块。
14. 如权利要求13所述的设备，其中所述中继站被配置为利用LTE标准进行操作。
15. 如权利要求14所述的设备，其中所述用于传送的模块被配置为向被调度到LTE传输模式的移动站进行传送，所述LTE传输模式利用所述专用导频信号。
16. 如权利要求15所述的设备，其中所述LTE传输模式为LTE传输模式7。
17. 如权利要求14至16中任一项所述的设备，其中所述用于传送的模块被配置为通过没有被基站所传送的公共导频信号所占据的资源元素传送所述专用导频信号，并且
所述用于使所述公共导频信号无效的模块被配置为使被基站所传送的公共导频信号所占据的资源元素无效。
18. 一种基于无线中继的通信网络，包括：
基站；
中继站；和
移动站，其中
所述中继站从所述基站接收数据、专用导频信号和公共导频信号，
所述中继站使所述公共导频信号无效，并且
所述基站和所述中继站通过相同的信道资源将所述数据和专用导频信号传送到移动站。
19. 如权利要求18所述的网络，其中所述移动站基于从基站所接收的公共导频信号来测量信道质量，
所述移动站基于从基站和中继站所接收的专用导频信号来执行信道估计，并且
所述移动站仅在包含所述专用导频信号的子帧期间执行信道估计。
20. 如权利要求19所述的网络，其中所述基站、移动站和中继站均被配置为利用LTE标准进行操作，并且
所述基站对所述移动站调度LTE传输模式，所述LTE传输模式利用专用导频信号。
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