CN103595464A - 无线电终端、中继站、无线电基站及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线电终端、中继站、无线电基站及通信方法。本发明利用了下面的通信方法，该通信方法包括：发送由无线电终端接收的第一测量定时和由所述无线电终端和中继站接收的第二测量定时，并在所述第一测量定时发送第一无线电信号；接收所述无线电终端针对所述第一无线电信号测得的第一接收质量和所述无线电终端针对所述中继站在所述第二测量定时发送的第二无线电信号测得的第二接收质量；和基于所述第一接收质量和所述第二接收质量，来确定数据是否经由所述中继站发送到所述无线电终端。

Description

无线电终端、中继站、无线电基站及通信方法

本申请是2007年07月25日提交的、申请号为200710139099.3、发明名称为：“无线电终端、中继站、无线电基站及通信方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线电终端、中继站、无线电基站及这些站之间的通信方法。本发明特别适合在基于例如由IEEE802.16规定的无线电通信系统来添加中继站的情况下使用。

背景技术

经由无线电通信路径实现通信的无线电通信系统目前正在全世界范围内得到普及，以WCDMA和CDMA2000等为代表性系统。在该无线电通信系统中，为服务区提供了多个无线电基站，并且无线电终端经由任一无线电基站与其他通信装置（通信终端）进行通信。此外，在这样的系统中，由基站形成的服务区与由相邻基站形成的另一服务区交迭。因此，即使通信的无线电环境变差，也可通过切换处理来保持通信。

此外，作为无线电通信系统，通常采用这些技术，例如码分多址、时分多址、频率复用和正交频分复用（OFDM（OFDMA）），由此多个无线电终端可以同时连接到无线电基站。

但是，当无线电终端接近由基站形成的服务区的边界（即使仍在服务区内）时，对于无线电终端而言，高速通信变得困难，这是因为无线电通信环境劣化。

因此，已提出一种通信系统，其中在无线电基站的服务区内设置中继站，以实现经由中继站在无线电终端和无线电基站之间进行无线电通信。

具体来说，802.16j的任务组现在正在讨论对这种中继站（RS）的引入。

例如，在IEEE Std802.16TM-2004和IEEE Std802.16eTM-2005中公开了关于IEEE802.16的事项。

发明内容

根据上文解释的本发明的背景技术，无线电终端能够直接或经由中继站与无线电基站进行无线电通信。但是，对于无线电终端必须讨论如何有效地使用中继站。

因此，本发明的一个目的是提供一种有效使用中继站的系统和序列。

此外，本发明的另一目的是在新采用一中继站的情况下通过控制无线电终端来识别新中继站的安装，不与该中继站进行任何特别通信地实现在经由中继站的通信路径和直接通信路径之间的路径选择控制和路径改变控制。

此外，本发明的另一目的是获得下面的任一实施方式所带来的、但通过现有技术却无法获得的任何优点。

本发明利用了一种无线电终端，该无线电终端包括：测量单元，其通过在从无线电基站指示的测量定时从中继站接收无线电信号来测量接收质量；发送单元，其发送要由所述无线电基站接收的所述接收质量；以及接收单元，其接收经由路径而发送的数据，该路径是基于所述接收质量而选择的。

本发明利用了一种无线电基站，该无线电基站包括：发送单元，其向无线电终端发送用于指示接收质量的测量定时的信号；和确定单元，其基于由所述无线电终端针对在所述测量定时从中继站发送到所述无线电终端的无线电信号而测得的接收质量，来确定无线电信号是应该直接地、不经由所述中继站地发送到所述无线电终端还是应该经由所述中继站发送到所述无线电终端。

本发明利用了一种中继站，该中继站包括：接收单元，其获取测量定时，在该测量定时无线电终端测量无线电信号的接收质量；和发送单元，其在所述测量定时发送无线电信号，所述无线电终端能够利用该无线电信号来测量接收质量，其中，在基于所述接收质量选择了经由所述中继站的路径的情况下，所述接收单元接收数据，并且所述发送单元发送所述数据。

本发明利用了一种通信方法，该通信方法包括：从无线电基站发送无线电信号；在无线电基站处获取由无线电终端基于从所述无线电基站未经中继站而直接发送的所述无线电信号而测得的接收质量以及由无线电终端基于从所述无线电基站经由中继站发送的所述无线电信号而测得的接收质量；以及基于所获得的所述两个接收质量来为所述无线电终端选择路径。

本发明利用了一种中继站，该中继站包括：接收单元，其在由无线电基站通知的发送定时执行接收过程，其中无线电终端在所述发送定时发送信号；测量单元，其测量从所述无线电终端发送的信号的接收质量；和发送单元，其向所述无线电基站发送所述接收质量，其中，在基于所述接收质量选择了经由所述中继站的路径的情况下，所述接收单元接收数据，并且所述发送单元发送所述数据。

优选的是，所述发送单元还向所述无线电基站发送由所述接收单元检测到的接收定时或接收频率的偏差。

本发明利用了一种无线电基站，该无线电基站包括：发送单元，其向无线电终端发送用于控制发送定时的数据；质量测量单元，其通过不经由中继站地从所述无线电终端接收根据所述控制数据而发送的信号并测量所述接收信号的质量，来获得第一接收质量信息；接收单元，其通过从接收到所述信号的中继站接收所述信号的接收质量信息，来获得第二接收质量信息；和确定单元，其基于所述第一接收质量信息和所述第二接收质量信息，来选择所述无线电终端的通信路径。

优选的是，所述接收单元接收由所述中继站通过接收所述信号而检测到的接收定时或接收频率的偏差，并且所述发送单元向所述无线电终端发送接收定时或接收频率的所述偏差。

本发明利用一种通信方法，该通信方法包括：不经由中继站地从无线电终端接收信号，测量所述信号的接收质量，并获得第一接收质量信息；通过从接收到所述信号的中继站接收所述信号的接收质量信息来获得第二接收质量信息；以及基于所述第一接收质量信息和所述第二接收质量信息来选择所述无线电终端的通信路径。

附图说明

图1是无线电通信系统的示例性图示。

图2是无线电基站2的示例性图示。

图3是中继站3的示例性图示。

图4是无线电终端4的示例性图示。

图5是无线电帧格式的示例性图示。

图6是路径选择流程的示例性图示。

图7是无线电帧格式的示例性图示。

图8是登录后的路径选择序列的示例性图示。

图9是路径选择流程的示例性图示。

具体实施方式

将参照附图来解释本发明的优选实施方式。

[a]第一实施方式

无线电终端需要建立与无线电基站的同步，以从无线电基站接收无线电信号。因此，各个无线电基站在自身站的服务区内发送用于同步的信号。例如，可以使用在各个无线电基站中不同的前导信号作为用于同步的信号（同步信号）。无线电终端预先存储多个前导信号的模式，并能够通过选择这些模式中的最高接收质量（例如，接收电平）来选择作为通信伙伴的无线电基站。

例如，当将OFDM用作无线电系统时，无线电基站通过将发送数据分配给各个子载波，来利用多个子载波执行发送。在这种情况下，无线电基站可通过以预定模式将前导信号分配给各个子载波来发送前导信号。然后，无线电终端与一无线电基站同步，无线电终端从该无线电基站接收到具有最高质量的前导信号（最佳匹配条件）。

另外，无线电基站参照同步信号按帧格式来发送信号。无线电终端利用同步信号来建立帧同步并参照同步信号来接收数据的映射（无线电帧格式）信息（用于控制无线电终端的发送或接收操作的数据：MAP数据）。例如，在同步信号之后紧接着分配MAP数据。

可将用于把数据映射到物理信道（下行链路信道（从无线电基站到无线电终端侧的信道）和上行链路信道（从无线电终端侧到无线电基站侧的信道））的定时、信道信息、调制方案、编码方法和编码率等包括到MAP数据中，并且无线电帧具有与MAP数据相对应的格式。此外，可以使用终端的识别信息为各个无线电终端指定物理信道。当然，还可以向多个无线电终端（例如，在由一个无线电基站形成的服务区内的所有无线电终端）发送映射信息，从而不具体指定无线电终端地发送和接收预定信号。

因此，可将包括对接收（发送）定时以及接收（发送）信道（接收（发送）子信道模式信息）等进行接收（发送）所需的参数的数据与用于这样的接收（发送）的终端ID的组合用作MAP数据的实施例。

无线电终端利用MAP数据所指定的接收定时和接收信道来接收无线电信号并利用MAP数据所指定的发送定时和发送信道来发送无线电信号。因此，可以实现与无线电基站的直接无线电通信（没有经由中继站）。

同时，中继站类似地从无线电基站接收同步信号以建立同步。此外，中继站参照该同步信号来接收MAP数据，并根据进行发送所需的参数（诸如由MAP数据指定的发送定时和发送信道（发送子信道模式信息）等），将发送数据发送到无线电终端。去往无线电终端的发送数据可以利用无线电基站与中继站之间的通信链路（MMR链路）获得。这里，中继站可以利用MMR链路预先获得诸如由MAP数据指定的发送定时和发送信道等的参数。

即，中继站利用由MAP数据指定的接收定时和接收信道来接收到自身站的无线电信号，并利用由MAP数据或通过MMR链路指定的发送定时和发送信道来发送要从自身站发送的无线电信号。MMR链路是无线电基站和中继站之间的通信，并且无线电终端不需要接收经由MMR链路发送的信号。

此外，中继站不向无线电终端转发MAP数据。假定的原因是：MAP数据被认为对于普通发送数据（用户数据）而言信息量少，从而可以重复发送，并且与仅按这样的量以较高发送功率或较低发送速率进行的发送相比，发送数据更容易被发送到无线电终端。

无线电终端直接从无线电基站接收MAP数据，并且还根据这样的MAP数据接收从中继站转发的无线电信号。

因此，无线电终端能够直接从无线电基站接收数据，并且还能够从中继站接收中继站曾经从无线电基站接收的数据。

这里，无线电终端根据从无线电基站发送的MAP数据来进行接收和发送，并且不需要识别经由中继站的数据的发送和接收。

如上所述，利用中继站可以获得针对无线电终端的发送和接收路径的多个候选项，因此，可以支持在无线电基站的服务区的边界附近的区域中的无线电终端的无线电通信。

这里，希望中继站不转发从无线电基站周期性地发送的同步信号。即，如果中继站转发该同步信号，则认为发生如下情况：无线电终端通过从中继站接收同步信号而与中继站同步，并且如果无线电终端参照所接收的同步信号来搜索MAP数据，则无法检测到MAP数据。此外，还需要识别与该无线电基站不同的其他站的存在。

接着，下面将解释无线电终端应该如何使用中继站。

无线电终端可以利用从各个无线电基站发送的同步信号（例如，前导信号、导频信号等），在多个无线电基站中选择一无线电基站，以获得极好的接收质量。

但是，在中继站接收从无线电基站周期性地发送的同步信号（例如，前导信号）但不转发该同步信号（前导信号）的情况下，无线电终端无法在中继站和基站之中选择优选的站。

因此，在该实施方式中，无线电终端获取中继站基于从无线电基站发送的数据（MAP数据、控制数据）来发送无线电信号的定时，并根据所获取的定时测量来自该中继站的无线电信号的接收质量。

下面将参照附图来解释各个单元的详细结构和操作。

图1示出了第一实施方式的无线电通信系统的结构。在图1中，标号1表示路由装置；标号2表示无线电基站（BS）；标号3表示中继站（RS）；标号4表示无线电终端（T）。作为无线电终端4，可以使用适合移动的所谓MS（移动站）或适合静止使用的无线电装置。

这里，无线电终端4在无线电基站2的服务区内可以实现与无线电基站2的直接（没有中继站）的无线电通信，并且在中继站3的服务区内还可以实现经由中继站3的无线电通信。一个或更多个中继站3可以设置在无线电基站2的服务区内，用于与无线电终端4进行无线电通信。

无线电基站2连接到路由装置1。无线电基站从无线电终端4接收数据并将该数据发送到路由装置1，并且还对向无线电终端4发送从路由装置1接收的数据执行控制。路由装置1连接到多个无线电基站，用于进行路由，以通过向其他路由装置或另一无线电基站发送从无线电基站2接收的数据，来实现将数据传送到目的地。优选的是，无线电基站2在数据转换为分组格式之后将数据传送到路由装置。这里，希望允许路由装置访问数据库，该数据库存储有无线电终端的位置登记区域（在由多个无线电基站形成的多个区域之中无线电终端所存在的区域中的信息）和表示针对各个无线电终端的服务类型的信息等。在路径处理时，路由装置1可以按需要从该数据库中获取这样的数据。

接着，将参照图2更详细地解释无线电基站2的结构。

图2是示出了无线电基站2的结构的图。

在图2中，标号10表示用于与中继站3和无线电终端4发送和接收无线电信号的天线；标号11表示用于使发送和接收系统共用天线10的双工器；标号12表示接收单元；标号13表示用于对接收的信号进行解调的解调单元；标号14表示用于对经解调的接收信号进行解码的解码单元；标号15表示控制数据提取单元，该控制数据提取单元用于从经解码的数据中提取控制数据，以将该控制数据传送到通信路径确定单元17以及将诸如用户数据的其他数据传送到分组生成单元16；标号16表示分组生成单元，该分组生成单元用于将来自控制数据提取单元的数据作为分组数据传送到NW接口单元。

标号17表示通信路径确定单元，该通信路径确定单元基于所提取的控制数据，在不将中继站3包括在通信路径中的直接通信路径和将中继站3包括在通信路径中的通信路径之中，为无线电终端4选择优选的通信路径。标号18表示通信路径管理单元，该通信路径管理单元用于管理和存储针对各个无线电终端确定的通信路径。

标号19表示控制数据生成单元，该控制数据生成单元用于生成测量控制数据（该测量控制数据用于控制无线电终端14以根据通信路径确定单元17的控制来执行对接收质量的测量），并且将该数据提供给MAP信息生成单元23。在这种情况下，测量控制数据可包括无线电终端4的识别信息、接收质量测量定时和信道信息。

标号20表示用以形成到路由装置1的接口（这里，实现了分组通信）的接口单元；标号21表示分组识别单元，该分组识别单元用于辨别包括在从NW接口单元20接收的分组数据中的IP地址，基于该IP地址数据来确定作为通信伙伴的无线电终端，获取与ID相对应的QOS，通过将该ID、QOS信息给予MAP信息生成单元23而发出对频带分配的请求，以及将从NW接口单元20传送的分组数据存储到分组缓冲单元22。通过查询存储有IP地址和无线电终端4的ID之间的关系的存储单元而示例性地获得无线电终端4的ID。优选的是，该相关性信息还包括上述的QOS和无线电终端4的ID之间的关系。例如，将IP地址、QOS和无线电终端4的ID存储为一个记录。

标号23表示MAP信息生成单元，该MAP信息生成单元用于在接收到频带分配请求时通过以无线电终端4的ID作为关键字来查询通信路径管理表18从而识别通信路径，根据QOS确定映射区域，以及根据该映射区域指示PDU生成单元24形成帧格式。在该情况下，从分组缓冲单元22中读取要发送的数据，然后将其与MAP数据一起传送到PDU生成单元24。由于在无线电基站2和中继站3之间还设置有通信链路（MMR链路），所以还可以在MAP数据中包括中继站3的识别信息、发送和接收的定时及信道，并且利用对应的信道以对应的定时将发送数据发送到中继站。

此外，MAP信息生成单元23当从控制数据生成单元19接收到测量控制数据时获取发送测量控制数据所需的发送定时和信道，生成表示所获取的发送定时和信道的MAP数据，并将该MAP数据与测量控制数据一起传送到PDU生成单元24，以发送该测量控制数据。此后，MAP信息生成单元23对PDU生成单元24进行控制，以按由测量控制数据指定的测量定时和信道来发送来自无线电基站2或中继站3的无线电信号。在从的无线电基站2周期性地发送作为测量对象的无线电信号（例如，前导信号）的情况下，无线电基站2不需要发送仅出于测量关于无线电基站2的接收质量目的的新无线电信号。

但是，对于中继站3，需要至少在其测量时段内发送无线电信号。因此，MAP信息生成单元23将由针对无线电终端4的测量控制数据所指定的测量定时和信道信息包括到MAP数据中，并且控制MMR链路以向中继站3发送信号，其中这些信号在测量时段内在中继站3的服务区中从中继站3发送出去。对于在测量时段内要发送的信号，例如可以考虑导频信号，但无线电基站2还可发送包括这样的导频信号的用户数据，该导频信号不仅用于测量接收质量而且还用于信息发送。在测量时段中发送的信号可以从以下信号中选择：发送到在服务区中的特定无线电终端（例如，T4-1）的信号、发送到与作为测量对象的无线电终端不同的无线电终端的信号、和一般地发送到服务区内的无线电终端而不是特定无线电终端的信号。

标号24表示PDU生成单元，该PDU生成单元用于生成PDU数据，以将MAP数据和发送数据（包括测量控制数据）等存储到参照同步信号（前导信号）而形成的无线电帧的各个区域中，以及用于将该PDU数据发送到编码单元25。标号25表示编码单元；标号26表示调制单元；标号27表示发送单元。PDU数据顺序地经历诸如纠错编码等的编码处理，然后被调制，最后作为无线电信号经由天线10从发送单元27发送。

图3是示出了中继站3的结构的图。

在图3中，标号30表示天线，该天线用于与无线电基站2和无线电终端4发送和接收无线电信号；标号31表示双工器，该双工器用于使发送和接收共用天线10；标号32表示接收单元；标号33表示用于对接收的信号进行解调的解调单元；标号34表示用于对经解调的接收信号进行解码的解码单元；标号35表示控制数据提取单元，该控制数据提取单元用于从经解码的数据中提取（从无线电基站2接收的）MAP数据并将该MAP数据给予MAP信息分析单元36，以及用于将从无线电基站2接收的、去往无线电终端4的数据传送到PDU缓冲单元37。在从无线电终端4接收无线电信号的情况下，还将接收数据传送到PDU缓冲单元37，以发送到无线电基站2。

标号37表示PDU缓冲单元，该PDU缓冲单元基于经MAP信息分析单元36分析的MAP数据或经由MMR链路接收的数据，根据从无线电基站2通知的发送定时和信道，对编码单元38和调制单元39进行控制，以发送以无线电终端4为目的地的数据，其中该数据是从无线电基站2接收的。以无线电终端4为目的地的数据和测量控制数据是经由在无线电基站2与中继站3之间形成的通信链路（MMR链路）而接收的。由于中继站3的识别信息、发送定时和信道信息包括在从无线电基站2发送的MAP数据中，所以中继站3可以通过利用指定的定时和信道（上行链路方向也使用该MAP数据进行定义）执行接收过程，从而从无线电基站2接收数据。

标号38表示编码单元，标号39表示调制单元。来自PDU缓冲单元37的发送数据和测量控制数据被编码，然后在调制处理之后被传送到发送单元40，以按由MAP信息分析单元获取的发送定时以及信道来发送用户数据和测量控制数据。

标号40表示发送单元，该发送单元用于经由天线30向无线电终端4和无线电基站2发送作为无线电信号的信号。

图4是示出了无线电终端4的结构的图。

在该图4中，标号50表示天线，该天线用于与中继站3和无线电基站发送和接收无线电信号；标号51表示用于使发送和接收共用天线50的双工器；标号52表示接收单元；标号53表示用于对接收的无线电信号进行解调的解调单元；标号54表示用于对经解调的接收信号进行解码的解码单元；标号55表示控制数据提取单元，该控制数据提取单元用于从解码数据中提取控制数据，当该控制数据是测量控制数据时将该控制数据提供给测量指示分析单元56，当该控制数据是MAP数据时将该控制数据提供给MAP信息分析单元57，以及将其他数据（用户数据）传送到数据处理单元58；58表示数据处理单元，该数据处理单元用于显示各种数据以及处理包括在接收数据中的这些数据的音频输出。

此外，从数据处理单元58将希望发送到作为目的地的另一装置的用户数据输入到PDU缓冲单元61中。

标号59表示接收质量测量单元，该接收质量测量单元用于在测量定时处对测量信道的接收质量进行测量，其中所述测量信道和测量定时是作为测量指示分析单元56的分析结果而获得的。例如，该单元对接收单元52所接收的信号的CINR（载波干扰噪声比）进行测量，并将测得的CINR传送到控制数据生成单元60。接收质量测量单元59不仅测量来自中继站3的接收信号的接收质量，而且还测量直接从无线电基站2接收的信号的接收质量。例如，可以测量同步信号（前导信号）部分，或者还可以测量其他部分。在任何情况下，可以通过测量控制数据来接收对测量定时等的指示。

控制数据生成单元60获取测得的接收质量信息（关于无线电基站和中继站3的接收质量），然后将该测得的接收质量信息作为控制数据提供给PDU缓冲单元61。

标号61表示PDU缓冲单元，该PDU缓冲单元用于控制编码单元62和调制单元63，以按由MAP数据指定的发送定时和发送信道来发送来自数据处理单元58的发送数据和来自控制数据生成单元60的接收质量信息。

标号62表示编码单元，标号63表示调制单元。这些单元对来自PDU缓冲单元61的发送数据执行编码和调制处理，以按由MAP信息指定的发送定时和发送信道进行发送。

发送单元64通过天线50来发送无线电信号。

接着，将给出无线电帧格式的实施例，并且将详细地解释上述系统中的通信顺序。这里，将符合IEEE Std802.16d、IEEE Std802.16e的无线电帧格式当作实施例，但本实施方式不限于此。

图5示出了在无线电基站、中继站和无线电终端之间发送和接收的无线电信号的帧格式的实施例。BS2-1、RS3-1、RS3-2、T4-1和T4-2的配置关系如图1中所示。

在图5中，Tx、Rx分别表示发送和接收。因此，BS2首先发送作为引导帧的前导信号（P），随后顺序发送DL/UL MAP、MMR1和MMR2。前导信号是以要发送的公知模式形成的，用于实现无线电终端4和中继站3与无线电基站2的同步。当使用OFDM（OFDMA）时，经由各子信道发送预定模式的信号。

前导信号的发送之后是作为存储控制数据（MAP数据）的区域的DL/UL MAP，用于将发送/接收定时和发送/接收信道发送到中继站3和无线电终端4。例如，在该区域中，包括了以下信息作为MAP数据（表示针对发送和接收应当如何进行映射的信息）：从无线电基站利用下行链路信道向中继站作为MMR链路来发送的MMR1、MMR2的发送定时和发送信道信息；用于对无线电终端4-1、4-2的数据发送（T4-1、T4-2）的定时和发送信道信息；以及指示应当采用哪个定时和信道以经由上行链路信道发送数据（MMR1、MMR2、T4-1、T4-2）的信息。

因此，各中继站3和无线电终端4通过从无线电基站2直接接收前导信号P而与无线电基站2的帧定时同步，参照该同步来接收DL/UL MAP，并通过分析MAP来检测用于发送和接收的定时和信道，从而按对应的定时和信道执行数据的发送和接收。

因此，通过分析DL/UL MAP并且接收包括到其自身站的消息的MMR1，中继站RS3-1从无线电基站2接收要利用T4-1的发送而发送到无线电终端4-1的数据。类似地，通过检测由DL/UL MAP指定的数据到无线电终端4-1的发送定时（为图中的T4-1），RS3-1还发送在T4-1的定时中利用MMR1接收的数据。

同时，由于无线电终端4-1利用从无线电基站2发送的前导信号而与无线电基站2同步，并分析DL/UL MAP以识别出数据是按由此指定的定时（T4-1）和信道发送的，所以该无线电终端4-1操作以接收这样的数据。

因此，无线电终端4可以接收数据，而不用识别数据发送源（不区分无线电基站2和中继站3）。

在该帧格式的实施例中，在时间轴上以下时段是分离的：从BS2向RS、T进行发送的时段、从BS2向RS进行发送的时段（MMR时段）、从RS3-1向T进行发送的时段、以及从RS3-2向T进行发送的时段。此外，上行链路方向与下行链路方向在时间上是分离的，并且T和RS各自的发送时段在时间上也是分离的。即，利用时分系统分离各区间中的发送和接收（可以使用相同频带），也可以采用诸如频率分离方法的其他分离方法。

接着，下面将解释使用这种帧格式时的路径选择控制。

首先，无线电终端4在打开电源时执行网络登录。即，它通过接收从无线电基站2发送的前导信号而识别无线电基站2，并与无线电基站2进行通信（通过发送由例如图7的RNG中的控制数据生成单元60产生的搜测（ranging）信号（搜测码、搜测请求）来开始该处理）。

另外，无线电终端4将自身站登记到无线电基站2，作为由无线电基站2提供服务的无线电终端，并向无线电基站2登记无线电终端4的能力信息。通过将对应数据与无线电终端ID等其他数据存储在通信路径管理单元18的存储区域中来执行这些登记。

在该情况下，无线电终端4可能执行经由中继站3的到无线电基站2的网络登录。即，在上行链路发送时段中，无线电终端4-1发送搜测信号。但是，如果无线电基站2没有接收到该搜测信号，则接收到该搜测信号的中继站3-1能够利用MMR1将该搜测信号发送到无线电基站2。由于中继站3的MAP信息分析单元36通过从无线电基站2接收MAP数据，来检测来自无线电终端T4-1的RNG的发送定时，所以通过将该搜测信号提供给PDU缓冲单元37，可以将该搜测信号传送到无线电基站2，该搜测信号是通过控制诸如接收单元32等的接收系统来接收这样的MAP数据而接收的。

在利用接收单元12从无线电终端4直接接收到搜测信号时，无线电基站2的通信路径管理单元18将该通信路径设置和登记为与无线电终端4的ID相对应的“直接通信（不经由中继装置）”。同时，当经由MMR链路（经由中继站的通信链路）接收到搜测信号时（在该情况下为中继站3-1），将该通信路径设置和登记为“经由中继站3-1的通信”。无线电基站2可以容易地根据基于所发送的MAP数据的接收定时来确定是直接接收还是经由中继站3的接收。当然，也可以根据包括在该数据中的ID来进行这样的确定。

在完成了网络登录后，无线电基站2将无线电终端4（4-1）识别为在其控制下的通信的对象终端。因此，无线电基站2确定当前状态（通信路径）是否为优选的。即，无线电基站2控制通信路径确定单元17来执行通信路径选择处理。

首先，通信路径确定单元17通知控制数据生成单元19为已完成网络登录的无线电终端4产生测量控制数据。在该情况下，首先通信路径确定单元17测量无线电基站2与无线电终端4之间的直接通信路径的接收质量，接着测量无线电基站2与无线电终端4之间的经由中继站3的通信路径的接收质量。也可以颠倒这一顺序，也可以将已经设置和登记在通信路径管理单元18中的通信路径设置为第一接收质量测量对象。此外，当设置有多个中继站3时，可以顺序地测量经由各中继站的各接收质量。在该情况下，当与各中继站3相对应地多次产生和发送测量控制数据时，就已足够。在通信路径确定单元17中管理和存储在无线电基站2的控制下（在服务区内）的中继站3的识别信息。

在该情况下，首先，就测量无线电基站2与无线电终端4-1之间的直接通信路径的接收质量而言，控制数据生成单元19控制MAP信息生成单元23从无线电基站2发送测量控制数据，该测量控制数据将发送任何无线电信号的时段指定为测量时段。因此，MAP信息生成单元23控制MAP数据以使其包括测量控制数据的发送定时、信道信息和无线电终端4-1的识别信息，并且MAP信息生成单元23进行控制以按该发送定时和信道发送测量控制数据（A）。

但是，当在通信路径单元18中设置和登记了经由中继站3-1的发送时，也可以利用MMR1链路从无线电基站2向中继站3-1发送该测量控制数据，以及通过由MAP数据指定的发送定时和信道从中继站3-1向无线电终端4-1发送该测量控制数据。

无线电终端4-1利用测量指示分析单元56来分析该测量控制数据，并利用接收质量测量单元59针对测量数据所指示的测量定时来测量来自无线电基站2的接收信号的接收质量。注意，从基站2发送任意无线电信号，以实现在测量定时处对接收信号的测量。可以利用MAP数据再次向无线电终端4-1通知测量定时和信道。

无线电终端4-1向控制数据生成单元60传送测得的接收质量信息，并按MAP数据（或测量控制数据）所指定的发送定时和信道发送该信息。

无线电基站2直接地或经由中继站3-1获取测得的接收质量信息（接收质量1），并将该信息传送给通信路径确定单元17。

接着，无线电基站2的控制数据生成单元19产生用于测量经由中继站3-1的到无线电终端的通信路径的接收质量的测量控制数据（B），接着向无线电终端4-1发送该测量控制数据。这里，可以将测量控制数据（A）和（B）都包括在一个测量控制数据中。在该情况下，可以减少测量控制数据的发送次数。

但是，无论按哪种方式，中继站3-1都被请求在测量定时发送无线电信号。因此，例如，当中继站3-1接收到测量控制数据时，控制数据提取单元35认识到测量的必要性，并控制PDU缓冲单元37在测量定时发送诸如导频信号的已知信号。这里，要发送的信号可以在中继站3中产生（由控制数据生成单元42根据控制数据提取单元35对测量控制数据的检测而产生）或者可以经由MMR链路从无线电基站2接收。

另外，按表示与测量定时和测量信道相同的定时和信道的定时和信道针对中继站3-1的服务区中的无线电终端（4-1或4-2或不指定具体终端的一般无线电终端）的信号发送被MAP信息分析单元36利用从基站2发送的MAP数据所识别。中继站3-1经由MMR1链路接收要按这样的定时和信道发送的信号（包括诸如导频信号等的已知信号的信号）。由于按对应的定时和信道发送这样的信号，所以可以在在无线电终端4-1中测量接收质量的时段中从中继站3-1发送无线电信号。

因此，测量控制数据或MAP数据可以被认为起到这样的作用：将无线电终端4可从中继站3-1接收无线电信号并可测量接收无线电信号的接收质量的时段通知给无线电终端4。

无线电终端4-1向控制数据生成单元60传送测得的接收质量，并按由MAP数据（或测量控制数据）指定的发送定时和信道发送该数据。

无线电基站2直接或经由中继站3-1获取测得的接收质量信息（接收质量2），并向通信路径确定单元17传送该信息。

此外，中继站3-1经由MRR1将从无线电基站2接收的无线电信号的接收质量（接收质量3）单独地或与来自无线电终端4-1的接收质量信息一起报告给无线电基站2。作为测量对象，可以使用前导信号，并且还可以使用经由MMR1从无线电基站2接收的作为要在测量时段内发送给无线电终端4-1的数据的信号。这里，还允许（利用图3的接收质量测量单元41）单独地、周期性地进行在中继站3-1中关于无线电基站2的接收质量的测量，并且还将测量结果经由MMR1周期性地报告给无线电基站2。该报告可被MMR中的自适应调制控制和用于改变编码速率的自适应控制共用。例如，可以使用CQI，该CQI表示要从中继站3发送到无线电基站2的中继站3中的来自无线电基站2的接收质量。CQI相对应于CINR而进行改变。

无线电基站2的通信路径确定单元17将所接收的两种接收质量信息（从无线电基站2直接接收的信号的质量和经由中继站3接收的信号的质量）进行比较，并选择质量较好的路径。在该情况下，作为质量，可以使用诸如CINR等的无线电质量评价参数。出于管理和登记的目的，通信路径确定单元17将选择结果通知给与无线电终端4-1相对应的通信路径管理单元18。

对于所述比较，对接收质量1和2进行彼此比较，还可将接收质量1与接收质量2和3的简单平均值进行比较。在任一情况下，选择较好的接收质量就足够了。

另外，通信路径确定单元17可以将频带应用效率用作比较基准。例如，当将QPSK应用于无线电基站2和无线电终端4之间的直接通信且编码率为1/2时，其效率被评价为1比特/码元。同时，在将64QAM应用于无线电基站2和中继站3-1之间的通信且编码率为1/2，同时将64QAM应用于中继站3-1和无线电终端4之间的通信且编码率为1/2的情况下，可以在各个链路中获得3比特/码元的效率。但是，由于发送相同的数据需要两次发送，所以实际效率被评价为1.5（3/2）比特/码元。因此，确定了可以从经由中继站的路径获得较高的效率，并且可以选择经由中继站3-1的路径。

类似地，在将64QAM应用于无线电基站2和中继站3之间的通信且编码率为1/2，并且将16QAM应用于中继站3和无线电终端4之间的通信且编码率为1/2的情况下，可以在各个链路中获得3比特/码元和2比特/码元的效率。因此，当考虑到两次发送时，最终效率可被评价为1.2(6/(2+3))比特/码元，并且认为采用经由中继站的路径更有效率。结果，选择经由中继站的路径。

图6是用于解释选择算法的流程图。

如该图所示，首先，无线电基站2从无线电终端4接收质量测量结果。在该情况下，假定已接收到至少在无线电基站2和无线电终端4之间的直接通信以及经由中继站3-1、3-2的通信的接收质量。

接着，无线电基站通过参照存储在通信路径确定单元17中的表来获得发送方法（使得能够使用自适应调制控制（改变调制方案等）以及通过改变编码率来发送无线电信号），还获得前文所述的频带应用效率，由此确定确保最高应用效率的路径是否是直接通信。当结果为是时，无线电基站2将与无线电终端4的直接通信确定为最佳通信，并选择用于这种直接通信的路径。

同时，当结果为否时，确定确保最佳应用效率的经由中继站的路径，并选择这样的路径。还可以在是否确保拥塞和QOS的条件下选择确保QOS的路径。

此外，作为评价方法，还可以考虑发送功率。

即，在来自无线电基站2和中继站3的发送功率分别不同的一些情况下，但在该情况下考虑发送功率是可取的。

例如，还可以通过定义从作为接收质量而获得的各个接收质量（MidB）减去各个发送功率（NidB）而获得的归一化接收质量（Mi-NidB），通过比较来选择最佳路径。

在该情况下，还可以增加发送功率，以消除针对所获得的那些接收质量之中的最佳接收质量的中继站或无线电基站的发送功率与所选择的中继站或无线电基站的发送功率之间的差。

在通信路径管理单元18中管理并存储所选择的通信路径。当无线电基站2此后向无线电终端4-1发送无线电信号时，它参照这样选择的通信路径，并进行控制以使得经由存储的路径来发送数据。即，当无线电基站2执行直接发送时，它不需要利用MMR链路向中继站发送以无线电终端4-1为目的地的发送数据，并且它可以按由MAP数据指定的定时和信道直接发送数据。在经由中继站3进行发送的情况下，无线电基站2通过MAP数据来指定接收定时和信道，并利用MMR链路向中继站3发送要按所述定时和信道发送的对象数据，以从中继站3发送到无线电终端4-1。

通信路径还可通过在无线电终端4内设置通信路径确定单元17来确定。在该情况下，将确定结果作为控制数据发送到无线电基站2的通信路径管理单元18。

[b]第二实施方式

在第一实施方式中，在无线电终端4等中测量接收质量，但是，在该第二实施方式中，在无线电基站2、中继站3等中测量这样的接收质量。

在该第二实施方式中，关注的是图1中的BS2-1、RS3-1、T4-1和T4-3。

各个装置的结构与图2至图4中的各个装置的结构几乎相同。

这里，添加了：在示出了无线电基站2的结构的图2中的用于测量接收质量的接收质量测量单元28；在示出了中继站3的结构的图3中的用于测量接收质量的接收质量测量单元41；控制数据生成单元42，用于生成包括测得的接收质量的控制数据并向发送系统传送这种控制数据以发送到无线电基站2；和测量信号生成单元65，用于生成在无线电基站2和中继站3中测量接收质量所需的测量信号（例如，搜测信号）以及向发送系统传送这种信号。

同时，可以在示出了无线电终端的图4中删除测量指示分析单元56、接收质量测量单元59和控制数据生成单元60。

接着，将参照图7来解释用于BS2、RS3-1、T4-1和T4-3之间的无线电通信的无线电帧格式。

Tx和Rx分别表示发送和接收。P表示前导信号。DL/UL MAP表示MAP数据，MMR1表示用于BS2和RS3-1之间的通信的通信时段，T4-3表示用于BS2和T4-3之间的直接通信的通信时段，而T4-1表示用于RS3-1和T4-1之间的通信的通信时段。

RNG表示要从无线电终端（T4-1、T4-3）发送的搜测信号。该搜测信号是已知信号。该搜测信号被无线电基站2或中继站3接收，在接收装置（无线电基站或中继站）的接收系统中可以获得接收定时的偏差（相位偏移）和接收频率的偏差以及必要的发送功率的增/减信息，并且将这种数据作为调节信息报告给无线电基站2。搜测信号可由测量信号生成单元65生成。

无线电基站2向无线电终端4发送所获得的调节信息。但是，如果由通信路径管理单元18管理的管理信息表示中继站3包括在路径中，则无线电基站2从中继站3收集调节信息。在中继站3不包括在路径中的情况下，无线电基站2利用自身站的接收系统对搜测信号进行测量以获得该调节信息，并向无线电终端4发送获得的调节信息。

可以在网络登录后周期性地产生RNG，可以由无线电基站2利用从无线电基站2发送的控制数据来指示产生RNG的周期和定时。

同时，CQI指的是用于报告无线电终端针对诸如前导信号或导频信号等的已知信号进行的接收质量测量的结果的发送时段，并且利用UL MAP来定义这样的定时和信道。

接着，下面将参照图8来解释网络登录后的路径选择处理。由于已经完成登录，所以无线电终端4把它的存在登记到无线电基站2的通信路径管理单元18。

如该图所示，RS3-1和3-2向BS2周期性地发送信道性能信息，用来管理中继站和无线电基站之间的无线电质量。例如，中继站通过接收质量测量单元41来测量诸如前导信号等的已知信号的接收质量，并向无线电基站发送表示测得的接收质量的控制数据，其中该控制数据是由控制数据生成单元42生成的。

无线电基站2可根据所报告的信道性能，自适应地改变无线电基站2和中继站3之间的调制方案和编码率。即，无线电基站2能够通过控制数据提取单元15获取该信道性能信息并根据接收质量动态地改变编码单元25中的编码率和调制单元26中的调制方案。中继站3还能够通过从无线电基站2获取信道性能信息来控制发送。

这里，由于无线电终端T4-1正经由中继站RS3-1与无线电基站2进行通信，所以它从无线电基站2直接接收前导信号和UL/DL MAP等，但还经由中继站RS3-1接收数据（参照图7的T4-1）。经由中继站RS3-1的通信路径的形成被登记到通信路径管理单元18。

另一方面，无线电终端4-1按由UL MAP数据指定的RNG定时和信道发送搜测信号。基于MAP信息分析单元57的控制在控制数据生成单元60中生成用于发送的搜测信号。这里，当中继站RS3-2存在于中继站RS3-2可从无线电终端4-1接收到搜测信号的区域内时，这种搜测信号到达所有RS3-1、RS3-2和BS2并被接收单元12、32接收。

因此，在该第二实施方式中，中继站RS3-1、RS3-2分别接收搜测信号，通过接收质量测量单元41测量接收质量，向控制数据生成单元42传送测量结果，将该结果作为搜测信息与无线电终端4-1的ID一起报告给BS2。在该情况下，在接收系统中获得接收定时的偏差（相位偏移）、接收频率的偏差和必要的发送功率增/减，并且控制数据生成单元42生成并报告包括这些内容的调节信息。

因此，BS2的通信路径确定单元17将由接收质量测量单元28测得的搜测信号的接收质量与包括在从中继站RS3-1、RS3-2获取的搜测信号中的接收质量进行比较，以确定最佳路径，并由通信路径管理单元18管理和登记该路径。为了确定路径，可以采用在第一实施方式中解释的各种路径确定方法。

无线电基站2能够通过接收质量测量单元28测量作为通信链路的MMR1、2的接收质量，并能够考虑经由中继站RS3-1、RS3-2扩展的路径的接收质量。也就是说，如在第一实施方式的情况下那样，可以获得从无线电终端4-1到中继站RS3-1和RS3-2的上行链路的接收质量与从中继站RS3-1、RS3-2到无线电基站2的上行链路的接收质量的简单平均值，并且对该简单平均与在从无线电终端4到无线电基站2的上行链路中的直接通信的接收质量进行比较。如前文所述，所使用的最佳频带效率还可通过算术运算来获得。

当中继站（这里，RS3-2）设置在最佳路径中时，执行后续的发送控制，以从这样的中继站3-2向无线电终端4发送数据。

即，MAP信息生成单元23通过MAP数据将发送定时和信道通知给无线电终端4和中继站3-2，并且还经由MMR2链路向中继站3-2发送要在这样的定时中发送的数据。因此，数据可经由中继站3-2被发送到无线电终端4。

此外，控制数据生成单元19向无线电终端4发送调节信息，作为对搜测请求的响应。在该情况下，该调节信息被用作从设置在由通信路径确定单元17所选择的路径中的中继站3-2获得的调节信息。该调节信息可从无线电基站2直接发送到无线电终端4-1，可从无线电基站2经由在改变路径之前包括在该路径中的中继站3发送到无线电终端4-1，或者可从无线电基站2经由设置在此时新选择的路径中的中继站3-2发送到无线电终端4-1。

在将当前路径切换到下一路径之前，数据经由中继站3-2发送到无线电终端。

图9示出了路径选择流程。

首先，无线电基站2确定是否已接收到搜测信号。

当已接收到搜测信号时，确定是否已经从中继站3接收到接收质量。

如果尚未接收到所述接收质量，则在确定出不能选择经由中继站3的路径时，选择直接通信路径。

当接收到搜测信号时，通过分别确定与各个接收质量信息相对应的调制方案和编码率，来获得针对各个路径的频带应用效率。

基于获得的频带应用效率信息来确定直接通信路径是否为最佳路径，当将直接通信路径确定为最佳路径时，选择该直接通信路径。

同时，当确定出直接通信路径不是最佳路径时，确定并选择设置在确保最佳频带应用效率的路径中的中继站3。

在无线电基站在第一步骤中没有接收到搜测信号的情况下，确定是否已从中继站接收到接收质量信息。

当确定了未接收到时，处理返回到第一步骤，并再次确定搜测信号的接收。

另一方面，当确定了已接收到时，计算经由中继站3的路径的频带应用效率，在下一步骤中确定设置在确保最佳频带应用效率的路径中的中继站3，此后使用包括该中继站的路径持续与无线电终端4进行通信，直到选择并切换到新的中继站为止。

还可使用在第一实施方式中解释的各个方法来计算频带应用效率。

上文已解释了在网络登录之后的路径选择，这样的路径选择还可在网络登录阶段实现。

即，在打开电源开关之后网络登录之前的状态下，无线电终端4首先从无线电基站2接收前导信号，用于帧同步。在该情况下，可以选择确保最高接收电平的前导信号，作为无线电基站2（其是网络登录的对象）。

参照该前导信号来接收来自所选择的无线电基站2的UL/DL MAP信息，并且还可以获得搜测信号的发送定时和信道。在该阶段中，由于无线电基站2不对无线电终端4进行检测，所以提供容许所有无线电终端4的定时，或者提供容许属于预定组的无线电终端4的定时，作为搜测信号的发送定时，并且可以使用这样的定时。当然，可以准备多个信道，无线电终端4选择任何信道以用于其分配，由此可以减少无线电终端之间的数据发送的冲突概率。

当发送搜测信号时，该搜测信号被无线电基站2和所设置的中继站3接收到。在该情况下，使用搜测信号中包括的无线电终端4的区分信息来区分无线电终端4。

已接收到搜测信号的无线电基站2和中继站3分别利用接收质量测量单元28、41来测量搜测信号的接收质量，产生上述的调节信息，并且中继站3将该调节信息向无线电基站2报告，而无线电基站2保持这种调节信息。

如上所述，通信路径确定单元17确定最佳路径并将该确定结果登记到通信路径管理单元18，然后当中继站3设置在该最佳路径中时，向无线电终端4通知从中继站3获得的调节信息，或者当中继站3未设置在该路径中时，向无线电终端4通知在无线电基站2中存储的调节信息。

可以使用所选择的路径来实现在发送搜测信号之后要执行的针对SBC、PKM、REG、DSx等的通信。针对数据发送路径也可以采用先前解释的控制方法。

这里，SBC是用于通知与无线电终端的能力有关的信息的通信，而PKM是用于认证的通信，REG是针对应用IPV4和IPV6等的可能性的通信，DSx是用于传输连接的通信，即，用于确定是否应用ARQ的通信。

当然，在网络登录后可以利用所选择的路径。

分别针对UL/DL，可以单独地选择和设置路径。例如，针对DL采用根据第一实施方式的选择，而针对UL采用根据第二实施方式的选择。

当然，针对UL和DL两者，可以应用根据第一实施方式和第二实施方式的选择。

根据上述实施方式，可以有效地利用中继站。

根据上述实施方式，在新采用一中继站的情况下，通过控制无线电终端来识别新中继站的安装，实现了在经由中继站的通信路径和不与该中继站进行任何特别通信的直接通信路径之间的路径选择控制和路径改变控制。

本申请涉及并要求于2006年8月17日在日本专利局提交的日本申请第2006-222448号的优先权，通过在此引用将其内容并入。

Claims (9)

1.一种无线电终端，该无线电终端包括：

接收单元，所述接收单元从无线电基站接收第一测量定时和第二测量定时，所述第二测量定时与所述第一测量定时不同而且还被中继站接收；

测量单元，其通过在所述第一测量定时从所述无线电基站接收第一无线电信号来测量第一接收质量，并通过在所述第二测量定时从中继站接收第二无线电信号来测量第二接收质量；以及

发送单元，其发送要由所述无线电基站接收的所述第一接收质量和所述第二接收质量；

其中，所述接收单元还接收经由这样的路径而发送的数据，该路径是基于所述第一接收质量和所述第二接收质量而选择的。

2.一种无线电基站，该无线电基站包括：

发送单元，其发送由无线电终端接收的第一测量定时和由所述无线电终端和中继站接收的第二测量定时，并在所述第一测量定时发送第一无线电信号；

接收单元，所述接收单元用于接收所述无线电终端针对所述第一无线电信号测得的第一接收质量和所述无线电终端针对所述中继站在所述第二测量定时发送的第二无线电信号测得的第二接收质量；和

确定单元，其基于所述第一接收质量和所述第二接收质量，来确定数据是否经由所述中继站发送到所述无线电终端。

3.一种中继站，该中继站包括：

接收单元，其从无线电基站接收第二测量定时，所述第二测量定时也被无线电终端接收；和

发送单元，其在所述第二测量定时发送第二无线电信号，

其中，所述接收单元还接收所述无线电终端针对所述第二无线电信号测得的第二接收质量以及所述无线电终端针对所述无线电基站在第一测量定时发送的第一无线电信号测得的第一接收质量，其中，所述第一测量定时不同于所述第二测量定时，

在基于所述第一接收质量和所述第二接收质量选择了经由所述中继站的路径的情况下，所述接收单元还从所述无线电基站接收数据，并且所述发送单元向所述无线电终端发送所述数据。

4.一种通信方法，该通信方法包括以下步骤：

发送由无线电终端接收的第一测量定时和由所述无线电终端和中继站接收的第二测量定时，并在所述第一测量定时发送第一无线电信号；

接收所述无线电终端针对所述第一无线电信号测得的第一接收质量和所述无线电终端针对所述中继站在所述第二测量定时发送的第二无线电信号测得的第二接收质量；和

基于所述第一接收质量和所述第二接收质量，来确定数据是否经由所述中继站发送到所述无线电终端。

5.一种中继站，该中继站包括：

接收单元，其根据由无线电基站通知的无线电终端的发送定时来执行接收过程，其中所述无线电终端在所述无线电终端的发送定时发送无线电信号；

测量单元，其测量从所述无线电终端发送的无线电信号的第一接收质量；和

发送单元，其向所述无线电基站发送所述第一接收质量，其中所述第一接收质量用于与由所述无线电基站测得的无线电信号的第二接收质量进行比较，以选择所述无线电终端和所述无线电基站之间的通信路径。

6.一种无线电基站，该无线电基站包括：

发送单元，其发送用于控制无线电终端的发送定时的控制数据；

测量单元，其通过不经由中继站地从所述无线电终端接收根据所述控制数据而发送的无线电信号，来测量第一接收质量；

接收单元，其接收所述中继站测得的所述无线电信号的第二接收质量；和

确定单元，其基于所述第一接收质量和所述第二接收质量，来选择所述无线电基站和所述无线电终端之间的通信路径。

7.一种通信方法，该通信方法包括以下步骤：

发送用于控制无线电终端的发送定时的控制数据；

通过不经由中继站地从所述无线电终端接收根据所述控制数据而发送的无线电信号，来测量第一接收质量；

接收所述中继站测得的所述无线电信号的第二接收质量；和

基于所述第一接收质量和所述第二接收质量，来选择所述无线电基站和所述无线电终端之间的通信路径。

8.一种无线电通信系统，其包括：

权利要求1所述的无线电终端；

权利要求2所述的无线电基站；以及

权利要求3所述的中继站。

9.一种无线电通信系统，其包括：

权利要求5所述的中继站；

权利要求6所述的无线电基站；以及

无线电终端，其向所述中继站和无线电基站发送无线电信号。

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