專利名稱：信號發射方法和基站與中繼站的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信領域，尤其是一種信號發射技術。
背景技術：
為了適應未來無線通信系統高數據率，高實時性和低誤碼率的基本要求， 很多新技術引入到無線通信系統中，例如無線中繼技術。
無線電信號功率的衰減與其傳播的距離幾乎成指數關系，假設基站發射
功率為P,離基站D公里處的接收功率為PD=P.e—D。在蜂窩無線通信系統中， 無線電信號的衰減決定單個蜂窩網格(一個基站的覆蓋范圍)的大小，即在 蜂窩邊緣的信號強度不能小于接收機能正常工作的最小功率。而無線電信號 指數衰減的特性決定了在小區中心的接收機可以接收到很高，可能高于接收 機所需要的無線電信號功率，相反，小區邊緣的接收機只能接收到微弱的信 號，低于接收機所需要的無線電信號功率，因此影響了服務質量。并且，無 線電信號的指數衰減使得即使在小區中心的基站增加很大的發射功率，而小 區邊緣信號質量的改善也微乎其微。例如即使基站的發射功率增加到P+1000 瓦特，但在小區邊緣(假設小區半徑10公里)的信號也只有(P+1000 ) .e—1Q 二P'e,+1000'e—^^P.e- 0. 033瓦特，即只增加了 0. 033瓦特。
如圖1所示，為小區內的接收機與基站的距離和信號傳輸能力之間的關 系示意圖，圖中的細實線表示現在所使用的頻段的傳輸能力隨到距離的變化， 可以看出現有小區制系統面臨的問題小區邊緣的傳輸能力遠遠達不到用戶 的需求，而小區中心能力過剩。圖中的粗實線表示將來所使用的頻段的傳輸 能力隨到距離的變化，因為將來使用更高的頻段，因此在此情況下，無線電信號的衰減會更加嚴重，因此即使增加基站的發射功率，傳輸能力還是會比 現在更加惡化。
在未來的無線通信系統中，小區邊緣的用戶也會需要較強的信號，現有 的小區制很難滿足要求。如果減小單個基站的覆蓋面積和半徑，則網絡鋪設 的成本會大大提高。為了以較低的成本增加小區的覆蓋，提供小區邊緣用戶 的服務質量， 一種方法是基于無線中繼的網絡架構。
如圖2所示為基于中繼的無線通信系統的結構圖，基站(Base Station ， BS)發射的信號，經過中繼點(Relay Node, RN)被;故大，服務于中繼點周圍 的用戶。信號還可以經過多個中繼點放大，達到離基站很遠的地方。中繼點 的成本遠小于基站，因此總體成本小于簡單的縮小小區面積，而增加基站數 目的成本。另外由于是無線的中繼方式，中繼點的設置和改變比較靈活。如 圖3所示，為使用中繼點后，用戶與基站之間的距離與基站信號傳輸能力的 關系示意圖，圖中虛線為單個基站的傳輸能力曲線，而實線為基站加中繼站 的傳輸能力曲線，可以看出小區服務質量得到一定的改善。
正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 為一種調制方式，其原理為將待傳輸的多個數據符號調制到相互正交的子 載波上，合并為一個0F腿符號。如圖4所示，為0FDM符號的結構示意圖， 包括兩個部分，數據部分為待傳數據的集合，循環前綴(Cyclic Prefix , CP )為將數據部分的尾部循環放置到數據部分的前面。
因此基站發射的一個無線電信號可能會分為很多路信號，先后到達用戶設備， 如果不對這種多徑效應做出調整，這些先后到達的信號之間會相互干擾。
0F固調制的優點是只要最先到達和最后到達的信號之間的時間差小于 循環前綴CP的長度，則這些信號之間不會產生互相干擾。
如圖5所示，為現有的IEEE 8012. 16m標準中的幀結構示意圖；在一個 無線幀中有一個基站BS和多個中繼站(Relay Station, RS )同時向移動設備(Mobile station, MS)發送信號。由于各個中繼站RS都與基站MS保持 符號同步，所以在這個階段它們發送的符號起止時間都是一樣的。
由于無線電信號傳輸通常為全向的，所以MS可能同時接收到基站和多個 中繼站的信號。如前所述，MS接收到的不同信號到達MS的最大時間差需要小 于CP長度才能做到相互之間沒有干擾。無線信號的傳播速度近似于光速，基 站與MS之間的距離為Rl， RS與MS之間的距離為R2，因此可以計算出RS與 BS之間的距離d=Rl-R2,該距離應該小于CP/光速的結果。
通常CP為5us左右，因此RS和BS之間距離不能超過l. 5km，這樣就限 制了 RS擴大BS覆蓋的功能。
因此，在CP不變的情況下限制了基站和中繼站之間的距離。而增加CP 的長度，則d可以更大，但是會降低頻譜效率。
發明內容
本發明實施例提供一種信號發射方法和基站與中繼站，在不增加CP長度 的前提下，使得中繼站和基站之間的距離不受限制。
本發明實施例提供了一種信號發射方法，包括以下步驟
基站獲取中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍；
所述基站根據自身的位置以及中繼站的位置和中繼站的覆蓋范圍通知中 繼站延后發射信號的時間量；
在中繼站與基站的發射信號需要在時間上有重疊的情況下，中繼站根據 延后發射信號的時間量將所有的信號發射時間延后。
本發明實施例還提供了 一種基站，包括
用于獲取中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍信息的單元；
用于根據該基站自身的位置信息和獲取的所述中繼站的位置信息、中繼 站的覆蓋范圍信息，計算上述中繼站延后發射信號的時間量的單元；
用于通知上述中繼站上述延后發射信號的時間量的單元。
6本發明實施例還提供了一種中繼站，包括
用于向基站上報該中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍信息的單元；
用于獲取所述基站發送的該中繼站延后發射信號的時間量的單元。
因此，本發明實施例信號發射方法和基站與中繼站在不增加CP長度的前
提下，使得中繼站和基站之間的距離沒有限制。保證了中繼站提高基站覆蓋 范圍的需求。
圖1為現有技術中小區內的接收機與基站的距離和信號傳輸能力之間的
關系示意圖2為現有技術中基于中繼的無線通信系統的結構圖； 圖3為現有技術中使用中繼點后用戶與基站之間的距離與基站信號傳輸 能力的關系示意圖；圖4為現有技術中OF畫符號的結構示意圖5為現有技術中的IEEE 8012. 16m標準中的幀結構示意圖6為本發明實施例的信號發射方法的流程圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發明實施例的技術方案做進一步的詳細描述。
如圖6所示，為本發明實施例的信號發射方法的流程圖，詳細步驟如下 步驟101，基站獲:f又中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍； 基站獲取中繼站的位置信息可以是中繼站通過全球定位系統(Global Positioning System, GPS )定位測量自身的位置信息，然后將該位置信息上 報給基站，或者中繼站通過測量從基站傳來的無線電信號的角度和時間延遲 量得知自身與基站的距離及相對角度并上報基站；而基站獲取中繼站的覆蓋范圍可以是中繼站將自身覆蓋范圍的信息上報
給基站，這樣基站就獲得了中繼站與基站的距離和該中繼站的覆蓋范圍信息； 步驟102，基站根據自身的位置以及中繼站的位置和中繼站的覆蓋范圍通
知中繼站延后發射信號的時間量；
基站根據自身的位置信息、中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍，計
算得到該中繼站延后發射信號的時間量，該時間量t根據下面公式得到
2 當H、于^時 c 2 (1)
c z
其中，D為基站到中繼站之間的距離，r為中繼站在面向基站方向的覆蓋
距離，T。p為循環前綴時間長度，c為光速；
步驟103，在中繼站與基站的發射信號需要在時間上有重疊的情況下，中
繼站才艮據延后發射信號的時間量將所有的信號發射時間延后。
在中繼站與基站的發射信號需要在時間上有重疊的情況下是指中繼站與
基站同時發射無線電信號，并且所述無線電信號至少使用部分用相同的頻率。
實際應用中，詳細處理過程具體如下
步驟201,中繼站通過GPS定位測量自身的位置信息，地表上的二維坐標 為(xl，yl)，本實施例的中繼站相對市中心(O. 4 <^里，0.6 />里)，然后將 該位置信息和中繼站自身的覆蓋范圍，即面向基站方向的覆蓋距離r為l公 里，上報給基站；
步驟202,基站根據自身的位置，地表上的二維坐標(x2，y2),本實施 例的基站相對市中心(l. 3公里，1.8公里)，以及中繼站的位置和中繼站的覆 蓋范圍通知中繼站延后發射信號的時間量t;
<formula>formula see original document page 8</formula>
2 當r小于i^時 V^ 當r大于^時公式中的D根據坐標(xl, yl)和(x2， y2)算出，D= [ (xl-x2) 2+ (yl-y2) 2]1/2 = [(O. 4-1. 3)2+(0. 6-1. 8)2]1/2 =1. 5公里，如果系統固有的cp長度為10us,則 符合第一種情況，則算出t=5us;如果系統固有的cp長度為5us,則符合第二 種情況，則算出t=3. 33us;
步驟103，中繼站根據延后發射信號的時間量將所有的信號發射時間延后。
本發明實施例的基站包括用于獲取中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋 范圍信息的單元；用于根據該基站自身的位置信息和獲取的所述中繼站的位 置信息、中繼站的覆蓋范圍信息，計算上述中繼站延后發射信號的時間量的 單元，計算公式如(l)所示；用于通知上述中繼站上述延后發射信號的時間 量的單元。
而本發明實施例的中繼站，包括用于向基站上^艮該中繼站的位置信息和 中繼站的覆蓋范圍信息的單元；用于獲取所述基站發送的該中繼站延后發射 信號的時間量的單元。
因此，本發明實施例信號發射方法和基站與中繼站在不增加CP長度的前 提下，使得中繼站和基站之間的距離沒有限制。保證了中繼站提高基站覆蓋 范圍的需求，也保i正了不降低頻譜效率。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明實施例的技術方案而 非限制，盡管參照較佳實施例對本發明實施例進行了詳細說明，本領域的普 通技術人員應當理解，可以對本發明實施例的技術方案進行修改或者等同替 換，而不脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1、一種信號發射方法，其特征在于包括基站獲取中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍；所述基站根據自身的位置信息、中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍，通知該中繼站延后發射信號的時間量；在中繼站與基站的發射信號在時間上有重疊的情況下，中繼站根據所述時間量將所有的信號延后發射。
2、 根據權利要求1所述的信號發射方法，其特征在于所述基站獲取中繼 站的位置信息具體為所述中繼站通過全球定位系統定位測量自身的位置信 息，然后將該位置信息上報給所述基站。
3、 根據權利要求1所述的信號發射方法，其特征在于所述基站獲取中繼 站的位置信息具體為所述中繼站通過測量從基站傳來的無線電信號的角度 和時間延遲量，得知自身與基站的距離及相對角度，并上報給所述基站。
4、 根據權利要求1所述的信號發射方法，其特征在于所述基站獲取中繼 站的覆蓋范圍具體為中繼站將自身覆蓋范圍的信息上報給所述基站。
5、 根據權利要求1所述的信號發射方法，其特征在于所述基站通知該中 繼站延后發射信號的時間量之前，根據自身的位置信息、中繼站的位置信息 和中繼站的覆蓋范圍，確定該中繼站延后發射信號的時間量。
6、 根據權利要求1所述的信號發射方法，其特征在于所述在中繼站與基 站的發射信號需要在時間上有重疊的情況下具體是指中繼站與基站同時發射 無線電信號，并且所述無線電信號至少使用部分用相同的頻率。
7、 根據權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的信號發射方法，其特征在于所述時間量根據公式i<formula>formula see original document page 0</formula>到中繼站之間的距離，r為中繼站的覆蓋半徑，T印為循環前綴時間長度，c為光速。
8、 一種基站，其特征在于包括用于獲取中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍信息的單元； 用于根據該基站自身的位置信息和獲取的所述中繼站的位置信息、中繼 站的覆蓋范圍信息，計算上述中繼站延后發射信號的時間量的單元； 用于通知上述中繼站上述延后發射信號的時間量的單元。
9、 一種中繼站，其特征在于包括用于向基站上報該中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍信息的單元； 用于獲取所述基站發送的該中繼站延后發射信號的時間量的單元。
全文摘要
本發明實施例涉及一種信號發射方法，包括基站獲取中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍；所述基站根據自身的位置以及中繼站的位置和中繼站的覆蓋范圍通知中繼站延后發射信號的時間量；在中繼站與基站的發射信號需要在時間上有重疊的情況下，中繼站根據延后發射信號的時間量將所有的信號發射時間延后。本發明實施例還涉及一種基站，包括用于獲取中繼站的位置信息和中繼站的覆蓋范圍信息的單元；用于通知上述中繼站上述延后發射信號的時間量的單元。本發明實施例還涉及一種中繼站。因此，本發明實施例信號發射方法和基站與中繼站在不增加CP長度的前提下，使得中繼站和基站之間的距離沒有限制。保證了中繼站提高基站覆蓋范圍的需求。
文檔編號H04Q7/38GK101309501SQ20071009930
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月16日 優先權日2007年5月16日
發明者張霄競 申請人:華為技術有限公司