无线中继在下一代移动通信系统中的应用.pdf

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1、专题:B3G技术专题:B3G技术无线中继在下一代移动通信系统中的应用张霄竞(华为技术有限公司上海201206)摘要无线中继是一种接收其他站点无线信号,并根据接收到的信号生成自身发射信号的装置,下一代移动通信系统中会大量运用一种decode-forward模式的无线中继。这种中继本身有相对简单的协议栈,对接收信号进行解调和基带处理,然后生成发射信号。根据中继协议栈的完备程度,这种中继可以完成差错控制、功率调整、信道测量、干扰协调,甚至有调度功能。本文主要介绍无线中继对移动通信系统的影响、应用场景、相关技术,标准化组织和研究组织对其研究的进展。关键词无线中继;802

2、.16;帧结构;协作中继;重传要求,下一代移动通信系统支持低速用户100Mbit/s,高速1引言用户1Gbit/s的传输速率。如此高的速率,对现有的蜂窝无线中继(relaystation,RS)是一种接收其他站点无线信网结构提出了许多现实的挑战。首先,由于频率资源的紧号,并根据接收到的信号生成自身发射信号的装置。在GSM张,下一代移动通信系统很可能工作在3GHz以上的频系统中广泛运用的直放站就是一种最简单的无线中继,这种点。高频段无线电信号的衰减比现有的1~2GHz频段要严中继对接收信号做简单的放大处理就直接发射,可以归纳为重很多,使小区边缘用户的服务质量得不到

3、保证。为了保amplify-forward模式,而在下一代移动通信系统中会大量运证传输速率,只能大幅降低小区的覆盖范围,增加小区的用decode-forward模式的无线中继。这种中继本身有相对简数目。单的协议栈,对接收信号进行解调和基带处理,然后生成发然而,公众对无线电辐射的关注程度越来越高,即使射信号。根据中继协议栈的完备程度,这种中继可以完成差维持现有的站点都很困难,要大幅增加站点的数目更是不错控制、功率调整、信道测量、干扰协调,甚至有调度功能。本现实。另外,增加基站数目必定使系统的总成本上升。以上文主要介绍无线中继对移动通信系统的影响、应用场景、相的矛盾

4、促成了无线中继研究的热潮。因为无线中继正是在关技术、标准化组织和研究组织对其研究的进展。不增加基站数目的前提下,低成本扩大基站覆盖的一种方法。无线中继和射频拉远很类似,可以视为基站的延伸,但2引入无线中继的必要性和对现有系统是无线中继不需要任何布线可以很方便地部署网络。的影响引入中继节点显然会对现有蜂窝网结构产生很大影2003年,ITU-R制定完成了下一代移动通信系统响。终端可能不是与基站直接通信,而是借助中继转发数(systemBeyondIMT-2000)的纲领性文件M.1645。其中明确据,这就要在协议设计时有所考虑。基站侧也一样,除了控62电信科学200

5、7年第9期制终端外,还需要专门设计对中继的控制信令。现有系统务或数据业务的需求,中继也可以协助将业务负载平衡到的频率资源以小区/扇区为单位进行复用,加入中继后就邻近的基站上。有了以中继的覆盖区域为单位进行复用的可能,由此也带3.4对交通工具的覆盖来了小区内干扰协调和不同中继之间切换的问题。对于某些公众交通工具(如地铁、火车、轮船)上的用户,由于他们是群体移动的,在经过不同的小区时可能产3无线中继在移动通信网络中的应用场景生大量的切换请求,大量用户分别进行链路调整也会加重3.1固定覆盖场景沿途基站的负担。如果通过中继接入网络,则需要切换和无线中继对某一区域提供长期

6、、稳定的覆盖,在这种调整的仅为中继站与基站之间的链路,而终端与中继之间应用模式中,无线中继可以作为基站的补充,提高基站的的链路相对稳定。覆盖范围,或提高小区的容量。4无线中继涉及的关键技术固定的中继站可以安置在屋顶、铁塔、路灯柱上或其他能保证基站与中继站之间无线链路质量的位置上。中继4.1帧结构站的位置最好能保证基站与中继站之间的LOS信道,在在功能上,中继本身相当于基站以无线链路进行延伸实际布网时也可能出现只有NLOS信道的情况,这时可以的一个有机组成部分。在实现上,中继的工作需要做到与用其他技术手段保证基站与中继站之间的链路质量。基站的同步,终端与中继的同步

7、,以及合理地分配时频资这种对无线中继的应用可以以较低的成本解决小区源,避免与基站或其他中继的相互干扰,如果是TDD系统边缘的覆盖,小区内无线信号阴影区域的覆盖。相对于基则还需要考虑中继本身的收发转换时间,这些问题都会在站直接与终端建立连接,使用中继站可以通过提高用户终帧结构中有所体现。端与中继站、中继站与基站这两条链路的质量来增加小区4.1.1透明中继的帧结构的容量,扩大小区覆盖。decode-forward模式的无线中继只需要转发数据而无3.2大型建筑物室内覆盖须转发同步和控制信令,因此对终端而言,这种中继可以在较高的频段(如4GHz以上)无线电信号的穿透损视

8、为“透明”的,终端可以认

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