用于蜂窝和D2D通信的基站、发射器通信设备和中继通信设备制造技术

本发明专利技术涉及一种基站(104)，所述基站(104)用于使用蜂窝通信信道与蜂窝通信网络(100)中的多个通信设备进行蜂窝通信，其中所述多个通信设备包括发射器通信设备(101)、多个中继通信设备(102)和至少一个接收器通信设备(103‑1、103‑2)，并且所述多个通信设备用于使用D2D通信信道彼此进行D2D通信，所述基站(104)包括：通信接口(104a)，用于从所述发射器通信设备(101)接收请求，以从所述发射器通信设备(101)向所述至少一个接收器通信设备(103‑1、103‑2)发送通信消息；以及处理器(104b)，用于选择所述多个中继通信设备(102)的子集以将所述通信消息中继转发到所述至少一个接收器通信设备(103‑1、103‑2)，并且用于将中继通信设备(102)的所述子集配置为使用多种中继模式中的一种中继转发所述通信消息，所述多种中继模式包括第一中继模式和第二中继模式，其中所述第一中继模式是“放大并转发”中继模式，所述第二中继模式是“解码并转发”中继模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蜂窝和D2D通信的基站、发射器通信设备和中继通信设备
本专利技术一般涉及无线通信领域。本专利技术尤其涉及一种使用一个或多个中继通信设备用于蜂窝和D2D通信的基站、发射器通信设备及其相应方法。
技术介绍
车辆间的D2D通信被认为是改善道路安全和防止交通堵塞的关键。将无线技术应用于车辆环境的兴趣日益增长，这导致了用于车辆之间以及车辆和道路基础设施之间的数据传输的技术和协议的发展。这些新兴的通信服务，例如交通安全，实时远程监控，关键基础设施控制和工业自主控制，为移动无线电网络带来了新的挑战。车辆通信网络的一个关键要求是提供具有低延迟(小于几毫秒)和高可靠性(故障率接近于零)的通信。下面的用例，尤其需要可靠的、低延迟通信，用于完全自动驾驶功能。通过车队驾驶的方式，相同车道上的车辆被分组在一起形成具有小的车辆间距离的稳定编队，以增加道路容量，驾驶安全性和舒适度。车队通常由一个主车(master)，通常为头车、和多个从车(followingvehicle)组成。为了保持小的车辆间距离，车队成员依赖于车队中车辆间高频率地交换最新的和高质量的车辆动态数据。车队控制算法仅需要相邻车辆的车辆动态信息，而不是所有车队成员的信息。因此，当车辆加入和离开车队时，这些算法可以很好地扩展到大的车队，并且很容易收敛到需要的编队。在协作车道变更的用例中，协作车辆(自主驾驶和手动驾驶两者)进行协作，以安全有效的方式对一个或一组协作车辆(例如车队)执行车道变更。与传统车道变更情况不同，协作车辆通过D2D通信分享它们的计划轨迹，以协商和对齐它们的移动。上述所有用例以及一般的自动驾驶依赖于对车辆周围环境的充分和可靠的感知，以在交通中导航并使用高度自动化(也称为协作感知)确保安全。传感器数据损坏，盲点和传感器数据信任度低可能会降低性能，甚至会使车辆的自动功能失效。上述用例本质上要求低延迟的、可靠的D2D(在汽车的情景中也被称为V2V)单播/多播通信。然而，通过中继实现协作多连接传输存在若干挑战。第一个挑战是，在没有蜂窝网络(例如，UE处于RRC闲置状态或位于覆盖范围外)的帮助的情况下，如何设计用于协作多连接传输的、低延迟的、和可靠的协议。第二个挑战是，在全部或部分蜂窝网络覆盖的情况下，如何设计用于协作多连接传输的、低延迟的、和可靠的协议。第三个挑战是，在最小化通信设备间边链路(sidelink)信道质量信息交换以及考虑到通信设备的未来移动性的情况下，如何设计协作节点选择的解决方案。在文献““演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)；关于移动中继的研究”(3GPPTR36.836，“EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Studyonmobilerelay”)中记载了包括3GPP中继的多个用于协作中继传输的方法。例如在“无线网络中的协作ARQ；协议和性能”(IEEEICC2006，“CooperativeARQinWirelessNetworks：ProctoolsandPerformance”)以及在作者为E.Zimmermann，P.Herhold和G.Fettweis的“关于无线网络中的协作中继协议性能”(EuropeanTrans.onTelecomm2005，“OnthePerformanceofCooperativeRelayingProtocolsinWirelessNetworks”)中公开了ad-hoc中继网络架构。在“一种用于车载网络的新型自适应分布式协作中继MAC协议(IEEEJSAC2011，“ANovelAdaptiveDistributedCooperativeRelayingMACProtocolforVehicularNetworks”)”以及在IEEE无线通信2008，“IEEE802.16i基于中继的无线接入网络：概要”(“IEEE802.16jrelay-basedwirelessaccessnetworks：anoverview”)中研究了用于IEEE802.11/15.4/16j系统的增强中继功能。此外，用于主节点和从节点间的无线工业通信的中继设备先前工作可以在“如何利用无线工业网络中的空间分集”(ElsevierAnnualReviewsinControl，2008，“Howtoexploitspatialdiversityinwirelessindustrialnetworks”)找到。然而，上述方法中都不是为可靠的、低延迟通信系统设计的。因此，仍缺乏用于第五代(5thGeneration，5G)异构无线接入技术(RadioAccessTechnology，RAT)的中继网络架构和用于5G蜂窝网络通信系统的增强中继功能。鉴于上述情况，在蜂窝和D2D通信网络环境中仍存在改善基站以及改善发射器通信设备的需要，其用于使用一个或多个中继通信设备和相应的方法，提供低延迟和高可靠性。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供蜂窝和D2D通信网络环境中的改善的基站以及改善的发射器通信设备，尤其用于使用一个或多个中继通信设备以及相应的方法，提供低延迟和高可靠性。上述和其他目的通过独立权利要求的主题实现。进一步的实现形式将从从属权利要求、说明书和附图中变的明显。通常，本专利技术涉及用于通过与相邻设备的协作传输在无线蜂窝和D2D通信中传输消息的设备和方法。更具体地，本专利技术启用放大并转发(AmplifyandForward，AF)和解码并转发(DecodeandForward，DF)混合中继协作传输，用于增强3GPPLTE-D2D框架。首先，可以通过探索临近SNR增益和/或多路分集增益，在短延迟(无需等待解码原始分组)的情况下，使用单个AF中继或多个AF中继来主要提高SNR。其次，可以使用DF中继来启用来自多个中继设备的协作空间分集。可以应用于要求高可靠性和严格分组传送准时性的关键服务。与其他的一样，本专利技术实施例提供下述优势：通过设备协作显著扩展可靠的、低延迟D2D通信的覆盖范围，即临近信噪比(Signal-to-Noise，SNR)增益和空间分集增益；频谱效率和D2D覆盖范围(低延迟、可靠)之间的权衡的很好的灵活性；与蜂窝网络协助合作具有很好的灵活性，可以更好地进行D2D中继选择和资源分配；每个节点的双连接具有很好的灵活性，以提供更可靠的控制信道设计。更具体地，根据第一方面，本专利技术涉及一种基站，所述基站用于使用蜂窝通信信道与蜂窝通信网络中的多个通信设备进行蜂窝通信，其中所述多个通信设备包括发射器通信设备、多个中继通信设备和至少一个接收器通信设备，并且所述多个通信设备用于使用D2D通信信道彼此进行D2D通信，所述基站包括：通信接口，用于从所述发射器通信设备接收请求，以从所述发射器通信设备向所述至少一个接收器通信设备发送通信消息；以及处理器，用于选择所述多个中继通信设备的子集，以将所述通信消息中继转发到所述至少一个接收器通信设备，并且用于将中继通信设备的所述子集配置为使用多种中继模式中的一种中继转发所述通信消息，所述多种中继模式包括第一中继模式和第二中继模式，其中所述第一中继模式是“放大并转发”中继模式，所述第二中继模式是“解码并转发”中继模式。因此，提供了在蜂窝和D2D通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基站(104)，所述基站(104)用于使用蜂窝通信信道与蜂窝通信网络(100)中的多个通信设备进行蜂窝通信，其中所述多个通信设备包括发射器通信设备(101)、多个中继通信设备(102)和至少一个接收器通信设备(103‑1、103‑2)，并且所述多个通信设备用于使用D2D通信信道彼此进行D2D通信，所述基站(104)包括：通信接口(104a)，用于从所述发射器通信设备(101)接收请求，以从所述发射器通信设备(101)向所述至少一个接收器通信设备(103‑1、103‑2)发送通信消息；以及处理器(104b)，用于选择所述多个中继通信设备(102)的子集，以将所述通信消息中继转发到所述至少一个接收器通信设备(103‑1、103‑2)，并且用于将中继通信设备(102)的所述子集配置为使用多种中继模式中的一种中继转发所述通信消息，所述多种中继模式包括第一中继模式和第二中继模式，其中所述第一中继模式是“放大并转发”中继模式，所述第二中继模式是“解码并转发”中继模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基站(104)，所述基站(104)用于使用蜂窝通信信道与蜂窝通信网络(100)中的多个通信设备进行蜂窝通信，其中所述多个通信设备包括发射器通信设备(101)、多个中继通信设备(102)和至少一个接收器通信设备(103-1、103-2)，并且所述多个通信设备用于使用D2D通信信道彼此进行D2D通信，所述基站(104)包括：通信接口(104a)，用于从所述发射器通信设备(101)接收请求，以从所述发射器通信设备(101)向所述至少一个接收器通信设备(103-1、103-2)发送通信消息；以及处理器(104b)，用于选择所述多个中继通信设备(102)的子集，以将所述通信消息中继转发到所述至少一个接收器通信设备(103-1、103-2)，并且用于将中继通信设备(102)的所述子集配置为使用多种中继模式中的一种中继转发所述通信消息，所述多种中继模式包括第一中继模式和第二中继模式，其中所述第一中继模式是“放大并转发”中继模式，所述第二中继模式是“解码并转发”中继模式。2.根据权利要求1所述的基站(104)，其中所述处理器(104b)还用于估计所述发射器通信设备(101)和所述接收器通信设备(103-1、103-2)之间的D2D通信信道的质量度量，尤其是信噪比或分组接收概率，并且用于在估计的质量度量大于质量度量阈值的情况下，指示所述发射器通信设备(101)不使用所述中继通信设备(102)将所述通信消息发送到所述接收器通信设备(103-1、103-2)。3.根据权利要求1或2所述的基站(104)，其中所述处理器(104b)用于基于与每个中继通信设备(102)关联的相应质量度量，尤其是信噪比，选择所述中继通信设备(102)的子集，其中所述相应质量度量为基于所述发射器通信设备(101)和所述各个中继通信设备(102)之间的D2D通信信道的质量，和基于所述相应的中继通信设备(102)和所述接收器通信设备(103-1、103-2)之间的D2D通信信道的质量。4.根据权利要求3所述的基站(104)，其中所述处理器(104b)用于通过选择关联的信噪比导致基于波利扬斯基Polyanskiy界限或其变体的块错误率估计小于块错误率阈值的所述中继通信设备(102)来选择所述中继通信设备(102)的子集。5.根据前述权利要求的中任一项所述否认基站(104)，其中所述处理器(104b)用于，基于关于每个中继通信设备(102)的位置和/或速度的信息，通过为每个所述中继通信设备(102)预测所述发射器通信设备(101)和所述中继通信设备(102)之间的所述D2D通信信道的第一信道质量和所述中继通信设备(102)和所述接收器通信设备(103-1、103-2)之间的所述D2D通信信道的第二信道质量，来选择所述中继通信设备(102)的子集。6.根据权利要求5所述的基站(104)，其中所述处理器(104b)实现卡尔曼滤波器，并且其中所述卡尔曼滤波器用于，基于设备位置、速度移动性模型和/或路径损耗模型，为每个中继通信设备(102)预测所述第一信道质量和所述第二信道质量。7.根据前述权利要求任一项所述的基站(104)，其中所述处理器(104b)用于通过所述通信接口(104a)传输第一控制消息，以通知所述中继通信设备(102)的子集使用所述第一中继模式中继转发所述通信消息，以配置所述中继通信设备(102)的子集。8.根据权利要求7所述的基站(104)，其中所述第一控制消息还包括用于识别传输所述通信消息的一个或多个通信资源块的信息。9.根据权利要求7或8所述的基站(104)，其中，在传输所述第一控制消息后，响应于接收所述接收器通信设备(103-1、103-2)不能解码所述通信消息的信息，所述处理器(104b)将所述中继通信设备(102)的子集重新配置为通过所述通信接口(104a)传输第二控制消息，以通知所述中继通信设备(102)的子集使用所述第二中继模式将所述通信消息中继转发到所述接收器通信设备(103-1、103-2)。10.根据前述权利要求任一项所述的基站(104)，其中所述基站(104)用于使用所述蜂窝通信信道将所述通信消息从所述发射器通信设备(101)中继转发到所述至少一个接收器通信设备(103-1、103-2)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亮，穆罕默德·易卜拉欣，约瑟夫·艾辛格，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44