[发明专利]LTE-Advanced移动中继与eNode B的切换系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，特别是涉及一种LTE-Advanced移动中继与eNode B的切换系统及方法。 

背景技术

LTE-Advanced是LTE的演进版本，要求在100MHz带宽下，下行的峰值速率达到1Gbps，上行达到500Mbps。由于LTE-Advanced使用较高的频段资源，导致小区覆盖范围变小以及衰减损耗严重等问题的出现。如果单纯采用增加基站密度的方法来解决上述问题，则会对运营商带来成本的增加和部署难度的上升。为此，3GPP在LTE-A中引入了中继（relay）技术。引入中继节点（RN，relay node）后，用户设备（UE）和基站（eNode B）之间用回程链路（Backhaul Link）和接入链路（Access Link）来代替直传链路（Direct Link），如图1所示。 

中继可分为带内（Inband）中继和带外（Outband）中继两类。带内中继是指Backhaul Link和Access Link使用相同的载波频率资源，而带外中继是指两条链路使用不同的载波频率资源。中继也可以分为固定中继和移动中继（MR）。现阶段的研究大多只考虑固定中继并且采用带内中继的方法。固定中继与eNode B之间通常不需要切换，因此UE和eNode B之间切换主要是固定中继与单个UE之间的切换，这可以采用已有的切换方法。 

随着公共交通工具的发展普及，人们希望能在高速运动的交通工具中获得高速率的通信业务，这促进了移动中继的发展。此时，UE和eNode B之间不仅存在着UE和中继之间的切换，还存在着中继与eNode B之间的切换。由于UE和中继之间的弱移动性，Access link的信道质量较好，UE和中继之间的切换难度较小。但是，中继和eNode B之间存在着强移动性，相比Access link而言，Backhaul link的信道质量要差得多，中继和eNode B之间的切换难度很大。另外，移动中继通常接纳许多UE，中继和eNode B之间的切换还需要考虑中继如何将目标eNode B提供的资源分配给其所接纳的多个UE（即群组切换）。 

移动通信中现有的切换技术主要有硬切换、软切换和接力切换。其中，接力切换主要用于TD-SCDMA。硬切换资源利用率高，但切换成功率较低。软切换成功率较高，但资源利用率低。由于LTE系统中完全放弃CDMA技术，而采用OFDM技术，因此软切换不能再用于LTE系统；由于移动中继尤其是高速移动中继与中继的切换时间非常短，而现有的硬切换技术无法保证切换的可靠性。因此，需要设计一种合适的切换机制来保证移动中继与eNode B之间的可靠切换。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种LTE-Advanced移动中继与eNode B的切换系统及方法，以保证移动中继在eNode B之间的可靠切换。 

根据中继的功能，可以把中继设备逻辑上分解成两个单元：一个是相对于eNode B而言的UE单元（记为MR_UE），另一个是相对于UE群组而言的eNode B单元（记为MR_eNode B）。为简化中继移动时信道资源分配的复杂性，LTE-Advanced移动中继系统的Backhaul Link和Access Link采用带外中继的方法，即两条链路的信道资源分配相互独立。本发明的研究重点是在Backhaul Link上如何完成移动中继在eNode B之间的可靠切换，以及群组切换。 

为了保证可靠切换，本发明中的MR_UE单元包含MR_UE1和MR_UE2两个子单元。MR_UE1和MR_UE2都用于中继和eNode B间的数据通信。其中，MR_UE1还负责测量移动中继与邻小区eNode B信道质量状况，向eNode B上报移动中继下属UE群组等信息。MR_eNode B单元用于对下属UE的资源分配及信息统计。 

本发明采取以下技术方案：LTE-Advanced移动中继与eNode B的切换系统，包括定时测量模块、切换决策模块、协作切换模块、群组切换模块。

定时测量模块：用于定时测量当前eNode B小区（源eNode B）和相邻eNode B小区的信道质量。移 动中继的MR_UE1定时测量其与当前eNode B和相邻eNode B的信道质量，并将测量结果上报给源eNode B。