FDD带内回传及其方法.pdf

本发明涉及一种FDD带内回传方法，用于在数字蜂窝通信系统中建立从至少一个接入基站到主基站的无线传输，接入基站耦合到至少一个移动台，接入基站耦合到中继基站，中继基站耦合到主基站，主基站耦合到核心网络。该方法包括以下步骤：使用第一频带(f1)通过接入基站从移动台接收第一信号(s1)；通过接入基站将第一信号(s1)的第一频带(f1)转换到第二频带(f2)；以及使用第二频带(f2)将第一信号(s1)从接入基站发送到中继基站。该方法还包括以下步骤：通过中继基站将第一信号(s1)的第二频带(f2)转换到第一频带(f1)；以及使用第一频带(f1)将第一信号(s1)从中继基站发送到主基站。

1.  一种FDD带内回传方法，用于在数字蜂窝通信系统中建立从至少一个接入基站到主基站的无线传输，所述接入基站耦合到至少一个移动台，所述接入基站耦合到中继基站，所述中继基站耦合到所述主基站，所述主基站耦合到核心网络，所述方法包括以下步骤：
-使用第一频带通过所述接入基站从所述移动台接收第一信号；
-通过所述接入基站将所述第一信号的所述第一频带转换到所述第二频带；
-使用所述第二频带将所述第一信号从所述接入基站发送到所述中继基站，其中所述接入基站适用于使用所述第二频带进行传输；
-通过所述中继基站将所述第一信号的所述第二频带转换到所述第一频带，其中所述中继基站适用于使用所述第一频带进行传输；
-使用所述第一频带将所述第一信号从所述中继基站发送到所述主基站。

2.  根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
-使用所述第二频带通过所述中继基站从所述主基站接收第二信号；
-通过所述中继基站将所述第二信号的所述第二频带转换到所述第一频带；
-使用所述第一频带将所述第二信号从所述中继基站发送到所述接入基站；
-通过所述接入基站将所述第二信号的所述第一频带转换到所述第二频带；
-使用所述第二频带将所述第二信号从所述接入基站发送到所述移动台。

3.  根据权利要求1所述的方法，其中所述数字蜂窝通信系统遵从IEEE 802.16和/或长期演进标准。

4.  根据权利要求1所述的方法，其中所述基站还包括定向天线用以扩展信号传输范围。

5.  一种存储在计算机可用媒介上的计算机程序产品，包括计算机可读程序装置，当所述程序在所述计算机上运行时用于使得计算机执行根据权利要求1所述的方法。

6.  数字蜂窝通信系统中的第一中继基站，所述蜂窝通信系统还包括耦合到所述第一中继基站的接入基站，其中所述接入基站适用于与多个移动台进行通信，其中所述第一中继基站耦合到第二基站，所述第一中继基站包括：
-用于使用所述第二频带从所述接入基站接收第一信号的装置，其中所述第一中继基站适用于使用所述第二频带进行接收；
-用于将所述第一信号的所述第二频带转换到所述第一频带的装置，其中所述第一中继基站适用于使用所述第一频带进行发送；
-用于使用所述第一频带将所述第一信号发送到所述第二基站的装置；
-用于使用所述第二频带从所述第二基站接收第二信号的装置；
-用于将所述第二信号的所述第二频带转换到所述第一频带的装置；
-用于使用所述第一频带将所述第二信号发送到所述接入基站的装置。

7.  根据权利要求6所述的第一中继基站，其中所述第二基站是主基站，所述主基站耦合到核心网络，所述主基站适用于从所述数字蜂窝通信系统内的多个接入基站发起的通信，其中所述主基站适用于与多个移动台进行通信。

8.  根据权利要求6所述的第一中继基站，其中所述第二基站耦合到第三中继基站，所述第三中继基站耦合到主基站，所述主基站适用于从所述数字蜂窝通信系统内的多个接入基站中接收通信，以及向所述数字蜂窝通信系统内的多个接入基站进行发送，其中所述主基站适用于与多个移动台进行通信，其中所述第三中继站是如权利要求6中所述的第一中继站。

9.  根据权利要求8所述的第一中继基站，其中所述第二基站适用于与多个移动台进行通信。

FDD带内回传及其方法
本发明基于优先权申请EP 08 290 165.3，通过引用将其包含在此。
技术领域
本发明涉及FDD带内回传，更特别地涉及一种在接入基站和主基站之间建立无线传输的方法。
背景技术
双工通信系统是由能够双向通信的两个设备构成的系统。在半双工中，不能同时双向地完成通信，并且其中一个设备接收信号，在应答前等待发送器停止发送。在全双工中，可同时完成通信，典型的情况为数字移动通信系统例如UMTS、WiMAX(IEEE 802.16)或长期演进(LTE)。全双工通信可以进一步划分为频分双工(FDD)或时分双工(TDD)。在时分双工中，发送器和接收器使用不同的时隙，且终端用户不会察觉出时间间隔。在频分双工(FDD)中，发送和接收使用不同的操作频率。发送器频率和接收器频率两者之间的频率需要有所偏移，以便过滤发送信号和接收信号以及避免两种信号之间的干扰。
在数字移动通信系统中，移动台与接入点或接入基站进行通信，来自所有接入基站的信号被发送到一个或多个主基站。将这种传送称为回传。因此，需要一种在数字蜂窝通信系统中从接入基站到主基站、到中继基站的进行FDD带内回传的方法和适用于执行根据本发明的方法的计算机程序产品。
发明内容
本发明提供了一种FDD带内回传方法，用于在数字蜂窝通信系统中建立从至少一个接入基站到主基站的无线传输，接入基站耦合到至少一个移动台，接入基站耦合到中继基站，中继基站耦合到主基站，以及主基站耦合到核心网络。该方法包括以下步骤：使用第一频带f1通过接入基站从移动台接收第一信号s1；通过接入基站将第一信号s1的第一频带f1转换到第二频带f2；以及使用第二频带f2将第一信号s1从接入基站发送到中继基站，其中接入基站适用于使用第二频带f2进行传输。
该方法还包括以下步骤：通过中继基站将第一信号s1的第二频带f2转换到第一频带f1，其中中继基站适用于使用第一频带f1进行传输；以及使用第一频带f1将第一信号s1从中继基站发送到主基站。通过信号的解调和调制或任何其他的频率转换技术，可以获得从第一频率f1到第二频率f2或从第二频率f2到第一频率f1的频带转换。
实施例的一项优势是，在带内频分双工(FDD)中的回传允许使用快速网络展开(network rollout)的远程位置的扩展覆盖，并且重用用于与移动台进行通信的相同频带。另一项优势是，不需要基站使用相同的频带进行发送和接收，如第一频带用于发送而第二频带用于从其他基站或移动台接收信号。
按照本发明的实施例，该方法还包括以下步骤：使用第二频带f2通过中继基站从主基站接收第二信号s2；通过中继基站将第二信号s2的第二频带f2转换到第一频带f1；以及使用第一频带f1将第二信号s2从中继基站发送到接入基站。该方法还包括以下步骤：通过接入基站将第二信号s2的第一频带f1转换到第二频带f2；以及使用第二频带f2将第二信号s2从接入基站发送到移动台。
按照本发明的实施例，数字蜂窝通信系统遵从IEEE 802.16和/或长期演进(LTE)标准。按照本发明的实施例，基站还包括定向天线用以扩展信号传输的范围。
另一方面，本发明涉及存储在计算机可用媒介上的计算机程序产品，该产品包括计算机可读程序装置，当该程序在计算机上运行时用于使得计算机执行根据本发明的方法。
另一方面，本发明涉及数字蜂窝通信系统中的第一中继基站，蜂窝通信系统还包括耦合到第一中继基站的接入基站，第一中继基站耦合到第二基站。第一中继基站包括：用于使用第二频带f2从接入基站接收第一信号s1的装置，其中第一中继基站适用于使用第二频带f2进行接收；和将第一信号s1的第二频带f2转换到第一频带f1的装置，其中第一中继基站适用于使用第一频带f1进行发送。
该方法还包括：用于使用第一频带f1将第一信号s1发送到第二基站的装置；用于使用第二频带f2从第二基站接收第二信号s2的装置；用于将第二信号s2的第二频带f2转换到第一频带f1的装置；和用于使用第一频带f1将第二信号s2发送到接入基站的装置。
实施例的一项优势是，因为用于接入基站和主基站的大多数硬件同样可以用于中继基站(BS)，所以不需要设计完全不同的中继基站。中继BS仅需反转发送载波频率和接收载波频率，或者作为选择地，仅需使用不同的发送器和接收器硬件。
在另一个优选实施例中，第二基站是主基站，该主基站耦合到核心网络，该主基站适用于从数字蜂窝通信网络内的多个接入基站发起的通信。
按照本发明的实施例，第二基站耦合到第三中继基站，第三中继基站耦合到主基站，该主基站适用于从数字蜂窝通信网络内的多个接入基站接收通信，其中第二接入基站适用于与多个移动台进行通信，其中第三中继基站是如本发明实施例所述的第一中继基站。
附图说明
下面将参考附图，仅通过例子详细描述本发明的优选实施例，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的数字蜂窝通信系统的框图；
图2示出了根据本发明的另一实施例的数字蜂窝通信系统的第二框图；
图3示出了根据另一个实施例的中继基站；
图4示出了根据另一个实施例的流程图。
具体实施方式
图1示出了数字蜂窝通信系统300的框图，该系统至少包括耦合到接入基站102的移动台101、耦合到中继基站103的接入基站102、耦合到主基站104的中继基站103、耦合到核心网络105的主基站104。
当移动台101与接入基站102进行通信时，它在上行链路方向使用第一频带f1，当接入基站102与移动台在下行链路方向进行通信时，它使用第二频带f2。如果移动台101使用第一频带将第一信号发送到接入基站102，则接入基站102将该信号转换到第二频带中，使得接入基站102可以使用第二频带f2将第一信号发送到中继基站103。可以使用解调和调制或任何其他的频率转换技术。对从移动台101发送到接入基站102的所有信号进行转换，并使用第二频带将其发送到中继基站103。中继基站103接收来自接入基站102的信号，并使用第一频率f1作为载波频率而转换该信号，以便通信和将该信号发送到主基站104。由于主基站耦合到核心网络105，该信号到达最终目的地，例如，位于另一个接入基站中的另一个移动台。
如果从主基站发送第二信号且它的最终目的地是移动台101，则主基站104首先使用第二频带f2与中继基站103进行通信；中继基站103将转换该信号并将载波频率改变成第一频带f1，以便通信和将该信号发送到接入基站102。接入基站102将第二信号转换到第二频带f2，使得移动台在下行链路方向接收第二信号s2。由于中继基站103使用第一频带f1进行发送和使用第二频带f2进行接收，中继基站103或任何中继基站不能与如移动台101的移动台进行通信，除非移动台适用于反转上行链路频率和下行链路频率。
本发明的主要优势是，频分双工回传允许人口稀疏区域的扩展覆盖，并且在不需要部署昂贵的物理层如光纤的情况下允许远程接入基站和主基站之间的通信。另一项优势是，基站在相同频率中进行发送，并且同样在相同频带中进行接收，而避免了在相同无线电频率中同时进行的传输和接收，该项技术实现起来非常的复杂和昂贵。另一个优势是由于在接入基站和主基站中使用的大多数硬件同样适用于构建中继基站，不需要设计完全不同的中继基站。仅需反转发送载波频率和接收载波频率，或者作为选择地，仅需使用不同的发送器和接收器硬件。另一个优势是，使用中继基站的带内回传允许快速的网络展开，以及可以在不需要固定的基础设施的情况下容易地在多个区域部署。
图2示出了根据本发明的一个实施例的FDD带内回传的第二例子。移动通信系统200包括耦合到第一接入基站202的移动台201、耦合到中继基站203的接入基站202、耦合到第二接入基站204的中继基站203、耦合到中继基站205和第一移动台208的第二接入基站204、耦合到主基站206的中继基站205，耦合到核心网络207和第二移动台209的主基站206。
当基站如第一基站202位于远离主基站或远离到核心网络的连接的人口稀疏区域，需要一个或多个中继基站以便回传接入基站所接收和发送的信息。在移动通信系统200中有两个中继基站203、205，其允许接入基站202和核心网络207之间的远程连接。在两个中继基站之间有一个第二接入基站204，其同样准许位于中继基站203和205的区域之间的移动台与核心网络进行通信，如第二移动台208的情况一样。
在蜂窝通信系统200中，以下述方式实施上行链路和下行链路频带之间的频带的转换或反转，例如，在远离核心网络207和主基站206的下行链路方向上使用第二频带f2将信号发送到中继基站205，其反转频带且使用第一频带f1与第二接入基站204进行通信。在接入基站204中重复相同的处理以将使用第二频带的该信号混合到第一中继基站203。在中继基站203和接入基站202之间重复该处理，其中将第一频带f1用作这一第一信号的载波频率以便与接入基站202进行通信。最终，接入基站202在下行链路中使用第二频带f2与移动台201进行通信。
在蜂窝通信网络200中，接入基站202、第二接入基站204，和主基站206能够与移动台201、208和209进行通信。在基站和移动台之间，在上行链路和下行链路中使用的频带处在相同的频带，移动台用该频带与基站进行通信。正如图2中所看到的，所有移动台与接入基站和主基站进行通信时使用频带为f1的上行链路和频带为f2的下行链路。对于所有基站，包括中继基站、接入基站和主基站，传输仅使用一种频带。例如，接入基站204使用第二频带f2向中继基站203和205进行发送，仅使用第一频带f1从上述中继基站进行接收。
频带的组织具有巨大的优势，因为基站不需要同时使用相同的频带进行发送和接收，而总是使用不同的频带完成发送和接收，正如利用f1和f2的情况。对于属于带内回传的所有基站同样如此。另一项优势是，用于与移动台进行通信的相同的频带是从接入基站上行到核心网络传输数据所使用的频带，使得基站之间的通信不需要额外的频带。这是针对具有中密度的用户数量且包含连接的未使用容量的通信系统的一项特殊的优势。
图3示出了中继基站300的框图，包括用于在第一频带f1上将第一或第二信号s1、s2发送301到主基站或接入基站的装置；使用第二频带f2从第二和第三基站接收302第一或第二信号s1、s2的装置，其中第二和第三基站可以是主基站、接入基站或另一个中继基站。中继基站300还包括用于将第一或第二信号s1、s2的第二频带f2转换到第一频带f1中。因为从主基站或接入基站接收到的信号使用相同的频带，它们必须在另一个域，例如时域(帧)、子载波域(OFDMA)或代码域(CDMA)中隔开。
图4示出了一种FDD带内回传方法的流程图，该方法用于在数字蜂窝通信系统中建立从至少一个接入基站到主基站的无线传输。该方法的第一步401是使用第一频带f1通过接入基站从移动台接收第一信号s1。第二步402是通过接入基站将第一信号s1的第一频带f1转换到第二频带f2。第三步403是使用第二频带f2将第一信号s1从接入基站发送到中继基站，其中将接入基站设计为使用第二频带f2进行发送。第四步404是通过中继基站将第一信号s1的第二频带f2转换到第一频带f1，其中将中继基站设计为使用第一频带f1进行发送。最终，第五步405是使用第一频带f1将第一信号s1从中继基站发送到主基站。