專利名稱：用于協(xié)作蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信的方法、以及對應(yīng)的裝置和計算機程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于使用移動實體的無線電傳送系統(tǒng)的領(lǐng)域。更確切地，本發(fā)明處于協(xié)作 蜂窩網(wǎng)絡(luò)(cooperative cellular network)的環(huán)境中，所述協(xié)作蜂窩網(wǎng)絡(luò)允許在網(wǎng)絡(luò)的小 區(qū)中存在的實體之間的協(xié)作。在這樣的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，實體可以是固定或移動終端、中繼(relay)節(jié)點或基站。幫助源 實體朝向目的實體路由消息的實體被稱為中繼器(或中繼實體)。在這樣的中繼實體級別 上的協(xié)作策略例如包括放大從源實體接收的信號或由另一中繼實體接收的信號、和然后將 它重新傳送到另一中繼實體或目的實體。通常，在這樣的系統(tǒng)內(nèi)，進行被授權(quán)傳送信息的源實體的選擇。通過調(diào)度器來確保 被授權(quán)進行傳送的源實體的這個選擇。這樣，在給定的小區(qū)內(nèi)，根據(jù)優(yōu)先級來選擇如下的一 個或多個源實體，即對于所述一個或多個源實體而言，與目的實體的相應(yīng)傳送信道是之中 最佳的，并然后這些源實體被授權(quán)傳送信息到目的實體。這例如可涉及最少受擾亂的信道。 因此，獲得小區(qū)中的速率的增益。這個增益被稱為多用戶分集增益，并且是通過利用調(diào)度器 來應(yīng)用調(diào)度策略而獲得的。本發(fā)明處于如下的環(huán)境中，即例如當在系統(tǒng)的兩個實體之間建立的傳送信道展現(xiàn) 出差的無線電條件時、對系統(tǒng)的各個實體之間的協(xié)作進行優(yōu)化的環(huán)境。具有協(xié)作的這樣的無線電通信系統(tǒng)因此采取包括至少一個源實體、至少一個中繼 實體和至少一個目的實體的實體集合的形式。所述源實體傳送信息到目的實體或中繼實 體，該中繼實體本身將這個信息重新傳送到目的實體或另一中繼實體。通過允許中繼實體 將信息從源實體中繼到目的實體來確保協(xié)作。具體地，系統(tǒng)的各個實體之間的協(xié)作允許了在源實體和目的實體之間的傳送信道 的分集的增益、系統(tǒng)容量的增加、或者源的傳送功耗的減少。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已知了幾種用于系統(tǒng)的實體之間的協(xié)作的技術(shù)。它們?nèi)Q于幾個參 數(shù)。這些技術(shù)具體取決于在系統(tǒng)內(nèi)使用的接入技術(shù)。這樣-通過使用TDMA接入技術(shù)(代表“時分多址”)，在兩個步驟中實現(xiàn)發(fā)送器和中繼器 之間的協(xié)作。這兩個步驟中的第一個是其中中繼器(且優(yōu)選地為接收器)監(jiān)聽發(fā)送器的階 段。第二步驟是其中中繼器處理它已經(jīng)監(jiān)聽的信息并將該信息重新發(fā)送到接收器的階段；-通過使用FDMA接入技術(shù)(代表“頻分多址”)，通過使用兩個不同的頻帶來實現(xiàn) 協(xié)作。發(fā)送器發(fā)送關(guān)于中繼器(且優(yōu)選地為接收器)所接收的頻帶的信息。中繼器使用中 繼策略來處理所述信息，并使用另一頻帶來重新傳送它。接收器從而接收具有另一頻帶上 的時移(temporal shift)的信息；-通過使用0FDMA接入技術(shù)(代表“正交頻分多址”)，可以具有如下差別地應(yīng)用與 FDMA情況相同的方法學，即在兩個不同的副載波上傳送源實體的初始信號和中繼實體的信號的差別；-通過使用CDMA接入技術(shù)(代表“碼分多址”)，通過使用兩個擴頻碼Cl和C2來實現(xiàn)協(xié)作。發(fā)送器使用代碼Cl來發(fā)送信息。中繼器處理該信息并使用代碼C2來重新傳送 它。接收器從而接收來自中繼器的具有時移的信息。當實現(xiàn)其它接入技術(shù)時，也可以使用協(xié)作。協(xié)作技術(shù)還作為上述所實現(xiàn)的接入技術(shù)的函數(shù)來使用幾個中繼策略。在這些中繼 策略中可以引用_放大并然后重新傳送中繼實體對從源實體接收的信號進行放大，并將它重新 傳送到目的實體；_解碼并然后重新傳送中繼實體對來自源實體的信息進行解碼，對它進行編碼 并然后將它重新傳送到目的實體；-量化和壓縮、接著進行重新傳送中繼實體壓縮從源實體接收的信號，并然后將 它重新傳送到目的實體；-組合上面方案的混合方案。當在一個或多個源實體與目的實體之間建立的傳送信道展現(xiàn)出差的無線電條 件時，源實體可在被調(diào)度器授權(quán)進行傳送之前等待漫長的時間段。此外，當使用機會 (opportunistic)調(diào)度時(偏愛具有最佳無線電條件的源的調(diào)度)，與目的實體建立的傳送 信道展現(xiàn)出最差無線電條件的那些源實體很少被授權(quán)進行傳送。某些所謂的實時服務(wù)強加了不應(yīng)超過的、在源實體被授權(quán)進行傳送之前它的限制 等待時間。在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)借助于源實體的平均等待時間超過固定閾值的已授權(quán)最大 概率而解決了這個方面?，F(xiàn)有技術(shù)中的協(xié)作技術(shù)已經(jīng)嘗試提出如下的用于選擇中繼器的準則，S卩，在支持 移動無線電系統(tǒng)的各個實體(也就是說，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)之一中存在的各個實體)之間 的協(xié)作的該移動無線電系統(tǒng)中，與沒有這些技術(shù)的情況相比，允許調(diào)度器更頻繁地選擇源 實體。這假設(shè)存在如下信令、連同當使用它時的協(xié)作階段的開始和結(jié)束時間，該信令允 許針對給定目的而選擇向給定源分配的中繼器。假設(shè)調(diào)度器已知鏈接了源實體和目的實 體、還有中繼實體的傳送信道。當無線電條件差時，也就是說，當在源實體和目的實體之間建立的傳送信道展現(xiàn) 出衰減、使得不能確保實時服務(wù)的傳送時，在機會調(diào)度的框架內(nèi)，源實體在被調(diào)度器選擇之 前將等待長的時間。為了減少這個等待滯后(lag)，存在幾種現(xiàn)有技術(shù)-對源實體的優(yōu)先級分配以及在調(diào)度器級別上的優(yōu)先級管理。源實體的優(yōu)先級作 為等待時間的函數(shù)而增加。在這個解決方案中，在源實體和目的實體之間建立的傳送信道 保持不變。-通過一個或多個固定中繼實體進行的強制(compulsory)運送。這樣的方案包括 搜索由一個或多個固定中繼實體組成的新路由，使得可能改善無線電質(zhì)量。已經(jīng)具體提出 這個方案來用于非實時服務(wù)和用于上行鏈路，也就是說，從源實體到諸如基站之類的固定 目的實體的鏈路。-在中繼實體級別上的信號相位的修改。源實體發(fā)送去往兩個不同中繼實體的信號，這些中繼實體的每一個將所接收的信號乘以隨機相位。源自于每個中繼實體的信號接 收的組合將給出時變的全局(global)衰減。不幸的是，這些早期的技術(shù)展現(xiàn)出一定數(shù)目的缺點。
這樣，當考慮在不改變與目的實體建立的當前傳送信道的情況下的、對源實體的 優(yōu)先級分配的技術(shù)時，要注意，這個技術(shù)要求調(diào)度器級別上的改變。此外，這樣的技術(shù)不保 證能夠進行傳送的充分傳送信道質(zhì)量。最終，存在這個優(yōu)先級分配技術(shù)可能在使用機會調(diào) 度時顯著減少多用戶分集增益的風險。通過一個或多個固定中繼實體進行的強制運送的技術(shù)就其而言要求在小區(qū)中存 在固定的中繼實體。因此，它不能在所有典型的情況下實現(xiàn)。最后，在中繼實體級別上的信號相位的修改的技術(shù)要求存在至少兩個中繼實體。 因此，它在資源方面很昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
這樣，存在對使得可能減少源實體的等待滯后的方案的需要。為此，本發(fā)明提出了一種用于在包括多個實體的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中在至少一個源實體和 一個目的實體之間通信的方法，所述方法包括針對所述網(wǎng)絡(luò)的給定實體而確定建立在所述 給定實體和另一實體之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的步驟。這樣的方法的特征在于它包括_基于所述傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化、來確定意圖建立在源實體和目的 實體之間并通過至少一個中繼實體的至少一個全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的步 驟；-從所確定的全局傳送信道的集合之中選擇全局傳送信道的步驟。這個技術(shù)包括利用關(guān)于建立在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)的兩個實體之間的傳送信道的脈 沖響應(yīng)中的時間變化的信息、來確定由這些傳送信道的集合組成的全局傳送信道。因此，作為本發(fā)明的主題的方法使得可能通過選擇要在源實體、中繼實體和目的 實體之間建立的全局傳送信道，來授權(quán)源實體更頻繁地進行傳送，而不管在源實體和目的 實體之間直接建立的傳送信道展現(xiàn)出衰減、使得不能確保實時傳送服務(wù)的事實。另外地說，建立在源實體和中繼實體之間的傳送信道的特性和建立在中繼實體和 目的實體之間的傳送信道的特性的組合使得可能確定比直接建立在源實體和目的實體之 間的傳送信道展現(xiàn)出更少衰減的全局傳送信道。這意味著減少了在被授權(quán)進行發(fā)送之前源 實體的等待滯后。這樣，關(guān)于所考慮的時間變化的信息不是關(guān)于部分時間變化的信息(所述部分時 間變化涉及例如建立在源實體和中繼實體之間或建立在中繼實體和目的實體之間的傳送 信道)，而是關(guān)于全局變化的信息(所述全局變化涉及要在源實體和目的實體之間建立并 經(jīng)過至少一個中繼實體的全局傳送信道)。與僅僅根據(jù)部分時間變化(所述部分時間變化 不提供關(guān)于要建立在源實體和目的實體并經(jīng)過至少一個中繼實體的全局傳送信道的脈沖 響應(yīng)的時間變化的狀態(tài)的線索)來進行選擇相反，諸如此類的全局變化信息使得可能從幾 個所確定的全局傳送信道之中選擇將是最合適的一個全局傳送信道。根據(jù)本發(fā)明的具體特性，至少一個傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化是基于所述傳送信道的脈沖響應(yīng)的平均值和所述給定實體的行進速度來確定的。 這樣的解決方案需要更少的計算復(fù)雜度，調(diào)度器不必確定建立在協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的各個 實體之間的所有傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的值。根據(jù)本發(fā)明的具體特性，當所述全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化高于預(yù)定閾 值時、以及當在源實體和中繼實體之間直接建立的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化低于所 述預(yù)定閾值時，選擇全局傳送信道。這樣，預(yù)先確定時間變化閾值，低于該時間變化閾值、選擇這個全局傳送信道將是 無用的。這個閾值可以以靜態(tài)方式配置、或者例如作為天線位置的結(jié)構(gòu)條件或者其中蜂窩 網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)被植入的地形性質(zhì)的函數(shù)而可隨時間或在空間中變化。根據(jù)本發(fā)明的具體特性，所述選擇步驟考慮屬于包括如下項的組中的至少一個附 加準則-所述傳送信道中的信號衰減；-所述中繼實體的行進速度；-所述源實體和所述中繼實體之間的距離；_所述中繼實體和所述目的實體之間的距離；_可用的通帶的數(shù)量；-所述中繼實體的操作狀態(tài)；_(各個路徑之間、用戶之間、小區(qū)之間的)干擾。根據(jù)作為本發(fā)明的主題的方法的特征，所述方法包括通知所選擇的全局信道所通 過的中繼實體Mk來中繼源實體Mi和目的實體M^之間的數(shù)據(jù)交換的步驟。本發(fā)明還涉及一種用于在包括多個實體的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中管理至少一個源實體和一 個目的實體之間的通信的裝置，所述裝置包括用于針對所述網(wǎng)絡(luò)的給定實體而確定建立在 所述給定實體和另一實體之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化、以用于管理從源實體到 目的實體的數(shù)據(jù)傳送的部件，所述第一和第二實體屬于包括多個實體的協(xié)作蜂窩網(wǎng)絡(luò)的至 少一個小區(qū)，所述裝置包括用于針對屬于所述小區(qū)的每個實體來確定在第一實體和第二實 體之間建立的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的部件。這樣的裝置的特征在于它包括-用于基于所述傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化、來確定意圖建立在源實體和目 的實體之間并通過至少一個中繼實體的至少一個全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的 部件；_用于從所確定的全局傳送信道的集合之中選擇全局傳送信道的部件。根據(jù)作為本發(fā)明主題的用于管理數(shù)據(jù)傳送的裝置的特征，所述裝置還包括用于通 知所選擇的全局信道所通過的中繼實體來中繼源實體和目的實體之間的數(shù)據(jù)交換的部件。根據(jù)另一方面，本發(fā)明還涉及一種能從通信網(wǎng)絡(luò)中下載和/或存儲在計算機能讀 取的介質(zhì)上和/或能由微處理器執(zhí)行的計算機程序產(chǎn)品，并且所述計算機程序產(chǎn)品包括用 于執(zhí)行如上所述的通信方法的程序代碼指令。


在閱讀了借助于簡單說明性且非限制性示例以及附圖而給出的本發(fā)明實施例的如下描述之后，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將更加清楚明顯，在附圖中-圖1是圖示了蜂窩網(wǎng)絡(luò)的圖表，小區(qū)包括能夠在它們自己之間協(xié)作的K個實體；-圖2圖示了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的通信方法的各個步驟；-圖3表示在三個移動實體Μ”M2、M3和基站SB之間建立的傳送信道的衰減的時 間變化，以及在實體M1和基站SB之間建立的并通過實體M4中繼的全局傳送信道的衰減的 時間變化；-圖4描述了在不實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的通信方法的情況下的、用于TDMA接入模式的移動實體Mp M2和M3的示范選擇；-圖5描述了當實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的通信方法時的、用于TDMA接入模式的移動實體 M1, M2 ^P M3的示范選擇；-圖6圖示了在實現(xiàn)和不實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的通信方法的情況下的、移動實體MpM2 和M3的等待滯后超過最大滯后的概率；-圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明具體實施例的傳送裝置。
具體實施例方式1本發(fā)明的原理的提示本發(fā)明提出了一種新穎技術(shù)，其用于選擇在源實體和目的實體之間建立的并通過 一個或多個中繼實體的全局傳送信道，使得可能將數(shù)據(jù)從源實體中繼到目的實體，從而使 得可能減少要被授權(quán)進行傳送的源實體的其等待滯后。當建立在源實體和目的實體之間的傳送信道被擾亂、導致源實體的低頻率選擇 時，具體地當實現(xiàn)機會調(diào)度時，這樣的滯后減少例如可以結(jié)果是有用的。本發(fā)明的一般原理依賴于選擇在源實體和目的實體之間建立的并通過至少一個 中繼實體的全局傳送信道，以將從源實體接收的信息重新傳送到目的實體。這樣，結(jié)果上-減少了一個(或多個)源實體的傳送等待滯后，即在源實體被調(diào)度器選擇并被授 權(quán)傳送信息之前的滯后；-遵守了系統(tǒng)的某些約束，諸如傳送速率、截止(cutoff)的概率等。在選擇源實體時的這個滯后的減少是通過實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的用于經(jīng)由至少一個 中繼實體而在源實體和目的實體之間傳遞數(shù)據(jù)的方法來獲得的。所述中繼實體是移動實 體，也就是說，在小區(qū)內(nèi)行進，其例如可使用依賴于先前描述的放大和重新傳送的中繼策 略。因此，本發(fā)明提出利用在小區(qū)的兩個實體之間建立的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間 變化屬性、來選擇將源實體鏈接到目的實體并通過至少一個移動中繼實體的全局傳送信 道，并從而減少在選擇源實體時的滯后。例如考慮如下的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，其中假設(shè)在源實體和目的實體之間建立的傳送信道的 特性隨時間演變很小、并且這些特性展現(xiàn)出的值使得數(shù)據(jù)接收質(zhì)量不令人滿意。這樣的特 性例如是衰減。其結(jié)果是要被授權(quán)進行發(fā)送的源實體的等待滯后很長。還假設(shè)存在擔任中繼角色的在小區(qū)內(nèi)行進的實體，其隱含了將該實體鏈接到源實 體的傳送信道和將該實體鏈接到目的實體的傳送信道的快速變化。
與意圖借助于一個或多個中繼實體而建立在源實體和目的實體之間的傳送信道 對應(yīng)的這個新傳送信道被稱為全局傳送信道。這樣，源實體發(fā)送的任何信息被通過全局傳送信道而傳送到的目的實體。根據(jù) 本發(fā)明的通信方法因此使得可能在源實體和目的實體之間建立全局傳送信道，以代表 (deputize)在源和目的之間直接建立的傳送信道，全局傳送信道的脈沖響應(yīng)與直接傳送信 道的脈沖響應(yīng)相比隨時間更迅速地變化。結(jié)合圖1來描述可在其內(nèi)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的通信方法的網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)包括在它
們自己之間可協(xié)作的K個實體。這些實體被稱為Mp M2.....Mk,其每一個以速度Vk行進， 其中k= 1... K，其中Vk可等于0。將實體i(i = 1...K)鏈接到實體j(j = 1...K并且 i Φ j)的每個傳送信道被表示為hu。假設(shè)將這些各個實體鏈接在一起的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化為調(diào)度器已 知，所述調(diào)度器例如通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的導頻碼元方案來進行例如所有這些傳 送信道的這個變化的估計。這個調(diào)度器被集成在諸如基站之類的網(wǎng)絡(luò)實體中。當源實體(例如，Mi)期望傳送信息到目的實體(例如，Mj)時，它必須被調(diào)度器如 此授權(quán)。如果將它直接鏈接到目的實體的傳送信道沒有展現(xiàn)出信道的脈沖響應(yīng)的充分時間 變化，并且如果該源實體的行進速度低，則這個源實體在被授權(quán)進行傳送之前可能在長時 間段中保持靜默。在已知其它傳送信道(例如，傳送信道hik和hkj)的脈沖響應(yīng)的時間變化屬性的情 況下，調(diào)度器向希望進行傳送的源實體Mi提供如下的全局傳送信道，其按照如下的方式來 通過一個或多個中繼器(例如Mk)，所述方式使得這個新的全局傳送信道(也就是說，建立 在源和目的之間并通過所述一個或多個中繼器的全局傳送信道)具有這個信道的脈沖響 應(yīng)的充分時間變化性以確保所期望的服務(wù)。另外地說，與直接建立在源實體Mi和目的實體 Mj之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)相比，意圖借助于中繼實體而建立在源實體和目的實體之間 的全局傳送信道展現(xiàn)出更迅速變化的脈沖響應(yīng)。傳送信道的脈沖響應(yīng)的變化例如通過信道時間相關(guān)函數(shù)R(T)來評估，該函數(shù) R(T)表征了在實體i和實體j之間建立的信道的變化速度。這個函數(shù)R( τ )被定義為信 道在時刻t的脈沖響應(yīng)、與它的在時刻t+ τ的共軛(表示為h:)的乘積的統(tǒng)計平均R(T) = EQiij α)1ι、α+τ))這樣，這個相關(guān)函數(shù)的衰落(decay)越大，則信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性(即， 通過信道傳送的信號的衰減隨時間的變化)就越明顯。例如實現(xiàn)在調(diào)度器內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明的通信方法可基于用以標識一個或多個以下 全局傳送信道的時間相關(guān)函數(shù)類型的這種度量，所述全局傳送信道意欲建立在源實體和目 的實體之間并通過一個或多個中繼實體，其可在給定的源實體和給定的目的實體之間傳送 fn息ο在該方法的實施例中，可以作為用于選擇全局傳送信道的度量來考慮傳送信道的 衰減的自相關(guān)屬性，然后建議源實體Mi建立通過中繼實體Mk (k = 1. . . K并且k興i興j) 以便到達Mj的全局傳送信道，使得自相關(guān)函數(shù)R' (τ) =E(hik(t)hkj(t)h*ik(t+T)h*kj(t+T))充分地衰落以確保所期望的服 務(wù)。這個衰落反映了全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性的速度，并因此反映了當建立在這個源實體和目的實體之間的直接傳送信道受差無線電條件困擾時、在能夠被授權(quán)進行 發(fā)送之前源實體的等待時間。這個衰落與中繼實體Mk的行進速度Vk強烈地關(guān)聯(lián)。這樣，在作為本發(fā)明的主題的 該通信方法的另一實施例中，基于傳送信道的脈沖響應(yīng)的平均值和在其間建立傳送信道的 實體之一的行進速度值，來評估傳送信道的脈沖響應(yīng)的變化。這樣，在其間建立傳送信道的 實體之一的行進速度越大，則脈沖響應(yīng)的時間變化越大。 在單個中繼實體的情況下，對于在源實體和中繼實體之間以及在中繼實體和目 的實體之間的瑞利(Rayleigh)類型的傳送信道而言，C. S. Patel等在文獻“Statistic properties of amplify and forward relay fading channels" (IEEETransactions on Vehicular technology, Vol. 55, No. 1, January 2006)中具體地描述了函數(shù) R' (τ)的計 算。這是對在本發(fā)明的具體實施例中的傳送信道的性質(zhì)進行的假設(shè)。當然，可以使用其它度量(例如，2階度量)。這樣的度量的示范說明如下 這樣，建立在源實體和目的實體之間的全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性足 夠明顯以確保源實體和目的實體之間的通信。因此，一個或多個中繼實體在它們自己之中 以及相對于源實體和/或目的實體的相對行進速度被用于確定在源實體與一個或多個中 繼實體之間和在這個中繼實體與目的實體之間建立的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性， 并被用于選擇在源實體和目的實體之間建立的全局傳送信道。這樣，根據(jù)本發(fā)明的通信方法包括結(jié)合圖2圖示的如下步驟-步驟201，用于借助于關(guān)于在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)內(nèi)行進的各個實體(例如，實體虬、
M2.....Mk)之間建立的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的信息，來確定關(guān)于意欲建立在源
實體和目的實體之間并通過至少一個中繼實體的全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的 fn息；-步驟202，用于作為關(guān)于意欲建立在源實體和目的實體之間的全局傳送信道的 集合的脈沖響應(yīng)的時間變化的信息的函數(shù)，來從可能的全局傳送信道的集合之中選擇全局 傳送信道；-步驟203，用于通知所選擇的全局信道通過的中繼實體Mk來中繼源實體Mi和目 的實體％之間的數(shù)據(jù)交換。作為全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性的函數(shù)來如此選擇全局傳送信道使 得可能減少在調(diào)度器授權(quán)源實體進行發(fā)送之前源實體的等待滯后。此外，諸如此類的全局傳送信道可通過屬于相鄰小區(qū)并位于調(diào)度器的范圍內(nèi)的中 繼實體。這樣，中繼實體的角色不單獨限于該小區(qū)的移動終端。2實施例的描述結(jié)合圖1再次在這個實施例中呈現(xiàn)在如下蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的根據(jù)本發(fā)明的通信方法 的實現(xiàn)，所述蜂窩網(wǎng)絡(luò)在同一個小區(qū)中包括與目的實體Mj對應(yīng)的基站、以及可在它們自己 之間協(xié)作的K-I個移動終端Mk(令k = 1. . . K并且k興j)。還考慮-在系統(tǒng)內(nèi)使用的接入技術(shù)是上述的TDMA技術(shù)；-移動終端M1(源實體)尋求向基站Mj傳送數(shù)據(jù)，建立在這兩個實體之間的鏈路 是上行鏈路從移動終端到基站。
考慮基站位于相對于源實體高的點上并且固定在小區(qū)中(也就是說，不移動)。結(jié) 果，它對與源實體建立的無線電信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性沒有影響。假設(shè)移動終端M1位于分區(qū)的環(huán)境中(也就是說，它例如位于建筑物內(nèi))，并因此看 到將它鏈接到基站的傳送信道的脈沖響應(yīng)非常緩慢地變化，這是因為由于距離、墻壁等而 導致基站Mj和移動終端M1之間的衰減是明顯的。這樣，建立在終端M1和Mj之間的傳送信 道的衰減低于將允許它們彼此通信的特定預(yù)定閾值。這個閾值具體取決于所請求的應(yīng)用。此外，建立在終端MJPMj之間的傳送信道的響應(yīng)脈沖的隨時間非常慢的變化可在 相當大的持續(xù)時間中使移動終端M1保持在差的無線電條件下以用于與基站Mj通信，并且根 據(jù)所請求的應(yīng)用、這對于移動終端M1可能是無法接受的。根據(jù)這個實施例的作為本發(fā)明主題的該方法的實現(xiàn)導致基站％向存在于它的小 區(qū)中并能夠與移動終端M1協(xié)作的移動終端請求向它上載如下的信息，即與建立在每個移 動終端和基站之間、在每個移動終端和源實體M1之間以及在各個相互的移動終端之間的 傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性有關(guān)的信息。應(yīng)該注意，這些移動終端不一定是激活的 (active)，也就是說，它們可能僅處于待機模式?；綧^然后選擇將它鏈接到源實體并通過用作中繼實體的移動終端Mk的至少一 個全局傳送信道。一旦已經(jīng)選擇了全局傳送信道，基站就請求中繼實體中繼由移動終端M1 傳送的數(shù)據(jù)。建立在源實體M1和基站之間并通過中繼實體Mk的全局傳送信道是在它的時 間屬性上展現(xiàn)出強烈變化的傳送信道。如果這個全局傳送信道不滿足與脈沖響應(yīng)的時間變化性不同的特定條件，諸如如 果這個全局傳送信道對干擾更敏感，則基站為中繼器M1評估另一候選?？梢灾貜?fù)這個過程， 直到基站找到合適的中繼實體為止。與信道的脈沖響應(yīng)的時間變化性不同的其它條件例如 是所述傳送信道中的信號衰減、所述中繼實體的行進速度、所述源實體和所述目的實體之 間的距離、在所述中繼實體和所述目的實體之間的距離、可用的通帶的數(shù)量、所述中繼實體 的操作狀態(tài)、(各個路徑之間、用戶之間、小區(qū)之間的)干擾。根據(jù)這個示例，還考慮基站擔當調(diào)度器角色。這樣，基站規(guī)則地更新在小區(qū)的各個移動終端之間建立的傳送信道的脈沖響應(yīng)
的(瞬時或平均)值、還有它們對干擾的敏感度，例如，以便從可能的全局傳送信道之中永 久地選擇能夠中繼源實體M1和目的實體Mj之間的信息傳送的至少一個全局傳送信道。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法允許建立在小區(qū)的各個移動終端之間的傳送信道的響應(yīng) 脈沖的時間變化性的動態(tài)利用，以便允許以下移動終端得益于用于將所述移動終端鏈接到 位于它們的范圍內(nèi)的其他移動終端的傳送信道的時間屬性的更大變化性，其中將該移動終 端鏈接到基站的其傳送信道展現(xiàn)出脈沖響應(yīng)的弱時間變化性或顯著衰減。3實現(xiàn)示例在這個示例中考慮用于上行鏈路(移動終端到基站) 上的數(shù)據(jù)傳送的基站和四個 移動終端(K = 5)。還假設(shè)-移動終端中的三個以等于V。的同一速度行進；-第四移動終端以速度IOvtl行進；-基站是不移動的；-建立在各個移動終端之間的傳送信道是瑞利類型，并且用于傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的變化模型 是(如描述在出版物“W. C. Jakes，Microwave Mobile Communications. New York JEEE Press, 1974” 中的)杰克斯(Jakes)模型；-在給定的時刻，基站僅允許展現(xiàn)出最佳傳送信道質(zhì)量的移動終端進行傳送，因此 考慮機會調(diào)度的情況；_根據(jù)預(yù)先定義的放大/重新傳送策略，所指定的中繼實體重新傳送在它已經(jīng)對 信號進行放大之后接收的信號。還使用準則來表征實時服務(wù)約束。更確切地，這個準則用如下的概率來定義，即尋 求進行發(fā)送的源實體的平均等待時間D超過低于固定閾值ε的最大滯后Dmax的概率。這 等同于Pr (D> Dfflax) < ε這個準則使得可能測量在源實體(例如移動終端)被授權(quán)進行發(fā)送之前的源實體 的平均等待時間。在兩個可能場景的框架內(nèi)評估這個準則-場景1表示為ΜρΜ2、Μ3的三個移動終端直接鏈接到基站，而沒有實現(xiàn)根據(jù)本發(fā) 明的方法；-場景2基站在已知一方面建立在移動終端M1和移動終端M4之間、而另一方面建 立在移動終端M4和基站之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)的平均值的情況下，請求移動終端M4向 它上載關(guān)于其行進速度值的信息。它決定命令它來中繼移動終端Mp首先在圖3中呈現(xiàn)建立在移動終端M1和基站之間的傳送信道(傳送信道 ΜΙ-SB)、建立在移動終端M2和基站之間的傳送信道(傳送信道M2-SB)、建立在移動終端M3 和基站之間的傳送信道(傳送信道M3-SB)、以及建立在移動終端M1、移動終端M4、和基站之 間的全局傳送信道(全局傳送信道M1-M4-SB)的脈沖響應(yīng)的時間變化；以及本發(fā)明給予這兩 種場景的增益。更具體地，圖3呈現(xiàn)作為橫坐標的時間和作為縱坐標的作為時間函數(shù)的傳送信道 衰減。圖4圖示了根據(jù)場景1(現(xiàn)有技術(shù))的、調(diào)度器在時間窗口上向源實體虬為為的 時間間隔的分配，在所述時間間隔的過程中，所述源實體虬23被授權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。圖5圖 示了根據(jù)場景2 (本發(fā)明)的、調(diào)度器在時間窗口上向源實體Mp M2, M3、M4的時間間隔的分 配，在所述時間間隔的過程中，所述源實體M” M2、M3被授權(quán)進行發(fā)送。要注意，在沒有同一個小區(qū)的各個移動終端之間的協(xié)作的情況下，單獨在時間窗 口的開始和結(jié)束處選擇移動終端M1 (圖4)。這個低選擇頻率由將其直接鏈接到基站的傳送 信道的脈沖響應(yīng)的弱時間變化而引起。另一方面，當使用根據(jù)本發(fā)明的協(xié)作技術(shù)時，也就是 說，當移動終端M4經(jīng)由全局傳送信道M1-M4-SB來中繼移動終端M1的傳送時，更頻繁地選擇 移動終端M1，從而減少其等待滯后。最后，在圖6中呈現(xiàn)了根據(jù)場景I(Sl)或場景2(S2)的、移動終端的等待時間超過
最大滯后Dmax的概率。如果例如實時服務(wù)需要這個概率對于60個時間單位的滯后而言不超過10%，則 在第一場景中對于三個移動終端Mp M2, M3而言將不能確保這個服務(wù)。實際上，在這個典型 的情況下，這個概率等于40%。然而，通過使用充分快的中繼器，諸如在場景2的框架內(nèi)，這個概率被減少到10%。另外地說，在像第一場景的情況下那樣沒有選擇中繼移動終端的情況下，不符合實時服務(wù)對于60個時間單位的滯后而強加的約束的概率是40%。通過像場景2的情況下那樣使用中繼移動終端，那么這個概率僅僅是10%。因此， 借助于本發(fā)明，更經(jīng)常地符合所強加的約束。本發(fā)明還可以實現(xiàn)在其他類型的網(wǎng)絡(luò)(諸如，“廣播”類型的網(wǎng)絡(luò))中。當源實體 向幾個目的實體傳送對于所有目的可相同的一組信息時，傳送信道被稱為“廣播”傳送信 道。這個類型的網(wǎng)絡(luò)的示例是電視廣播(telebroadcasting)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，例如實現(xiàn) 本發(fā)明，使得基站可向一組移動終端廣播信息，所述移動終端組中的一些終端用于向基站 不能直接接入的其他終端中繼信息。本發(fā)明還可以實現(xiàn)在使用被稱為“多址”的接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的情況下，如上面已經(jīng) 描述的，所述網(wǎng)絡(luò)是其中幾個源實體向同一目的傳送信息分組的網(wǎng)絡(luò)。典型的示例是其中 所有移動終端傳送信息到基站的蜂窩系統(tǒng)的上行鏈路。本發(fā)明還可以實現(xiàn)在“特設(shè)(ad hoc)網(wǎng)絡(luò)”的框架內(nèi)，所述特設(shè)網(wǎng)絡(luò)是能夠在沒 有事先定義的基礎(chǔ)設(shè)施的情況下組織它自己的網(wǎng)絡(luò)。在這個類型的網(wǎng)絡(luò)中，每個實體可擔 任各種角色源、目的、中繼等。諸如此類的特設(shè)網(wǎng)絡(luò)的示例是“Wifi”類型的無線網(wǎng)絡(luò)，其 允許在兩個計算機之間快速設(shè)立網(wǎng)絡(luò)連接。因此，本發(fā)明通過允許終端將源自于源終端的 信息中繼到目的終端，而在這種類型的網(wǎng)絡(luò)中得到應(yīng)用。4根據(jù)本發(fā)明的傳送裝置的架構(gòu)結(jié)合圖7來呈現(xiàn)用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的通信方法的裝置的簡化架構(gòu)。這樣的通信裝置70包括部件71，其用于確定建立在小區(qū)的第一實體和第二實體 之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化。所述裝置70還包括部件72，其用于基于所述傳送 信道的脈沖響應(yīng)的時間變化，來確定在源實體和目的實體之間建立并通過至少一個中繼實 體的至少一個全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化。所述裝置70還包括部件73，用于作為全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的函 數(shù)來選擇全局傳送信道；以及部件74，用于通知所選擇的全局信道所通過的中繼實體來中 繼源實體Mi和目的實體M^之間的數(shù)據(jù)交換。最后，本發(fā)明的主題還是適于實現(xiàn)本發(fā)明的計算機程序，具體地是在信息介質(zhì)或 存儲器上或在其中的計算機程序。這個程序可使用任何編程語言，并且處于源代碼、目標代 碼、或介于源代碼和目標代碼之間的代碼的形式(諸如，處于部分編譯形式)、或者處于用 于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的任何其他期望形式。所述信息介質(zhì)可以是能夠存儲該程序的任何實體或裝置。例如，所述介質(zhì)可包括 諸如ROM(例如CD ROM或微電子電路的ROM)之類的存儲器件、或者例如為磁碟(軟盤)或 硬盤的磁記錄介質(zhì)。此外，所述信息介質(zhì)可以是諸如電或光信號的可傳送介質(zhì)，所述電或光信號可經(jīng) 由電纜或光纜、通過無線電或其它手段來傳遞。根據(jù)本發(fā)明的程序具體地從因特網(wǎng)類型的 網(wǎng)絡(luò)中下載。
權(quán)利要求
一種用于在包括多個實體的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中在至少一個源實體和一個目的實體之間通信的方法，所述方法包括針對所述網(wǎng)絡(luò)的給定實體而確定建立在所述給定實體和另一實體之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的步驟，其特征在于，所述方法包括-基于所述傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化、來確定意圖建立在源實體和目的實體之間并通過至少一個中繼實體的至少一個全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的步驟；-從所確定的全局傳送信道的集合之中選擇全局傳送信道的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的通信方法，其特征在于，至少一個傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間 變化是基于所述傳送信道的脈沖響應(yīng)的平均值和所述給定實體的行進速度來確定的。
3.如先前的權(quán)利要求之一所述的通信方法，其特征在于，當所述全局傳送信道的脈沖 響應(yīng)的時間變化高于預(yù)定閾值時、以及當在源實體和中繼實體之間直接建立的傳送信道的 脈沖響應(yīng)的時間變化低于所述預(yù)定閾值時，選擇全局傳送信道。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的通信方法，其特征在于，所述選擇步驟考慮屬于包 括如下項的組中的至少一個附加準則-所述傳送信道中的信號衰減；_所述中繼實體的行進速度；-所述源實體和所述中繼實體之間的距離；-所述中繼實體和所述目的實體之間的距離；-可用的通帶的數(shù)量；_所述中繼實體的操作狀態(tài)；-(各個路徑之間、用戶之間、小區(qū)之間的)干擾。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項所述的通信方法，其特征在于，它包括通知所選擇的全局 信道所通過的中繼實體Mk來中繼源實體Mi和目的實體M」之間的數(shù)據(jù)交換的步驟。
6.一種用于在包括多個實體的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中管理至少一個源實體和一個目的實體之間 的通信的裝置，所述裝置包括用于針對所述網(wǎng)絡(luò)的給定實體而確定建立在所述給定實體和 另一實體之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的部件，其特征在于，所述裝置包括-用于基于所述傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化、來確定意圖建立在源實體和目的 實體之間并通過至少一個中繼實體的至少一個全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的部 件；-用于選擇全局傳送信道的部件。
7.如權(quán)利要求6所述的通信裝置，其特征在于，它還包括用于通知所選擇的全局信道 所通過的中繼實體來中繼源實體和目的實體之間的數(shù)據(jù)交換的部件。
8.一種能從通信網(wǎng)絡(luò)中下載和/或存儲在計算機能讀取的介質(zhì)上和/或能由微處理器 執(zhí)行的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，它包括用于當在計算機上執(zhí)行所述計算機程序產(chǎn)品 時、執(zhí)行如權(quán)利要求1到5中至少一項所要求的通信方法的程序代碼指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在包括多個實體的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中在至少一個源實體和目的實體之間通信的方法，所述方法包括針對所述網(wǎng)絡(luò)的給定實體而確定建立在所述給定實體和另一實體之間的傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的步驟。這樣的方法的特征在于它包括根據(jù)來自所述傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化、來確定來自要建立在源實體和目的實體之間并經(jīng)由至少一個中繼實體運送的至少一個全局傳送信道的脈沖響應(yīng)的時間變化的步驟；從全部所確定的全局傳送信道之中選擇全局傳送信道的步驟。
文檔編號H04W72/08GK101861756SQ200880116062
公開日2010年10月13日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者邁克爾·多勒, 阿梅德·薩達尼 申請人:法國電信公司