中继模式在OFDMA系统中的应用设计

2．2 在MS一OFDMA中的子频段带宽设计
由于从AP到移动节点的下行话务量被分布给单跳区域，而从移动节点到AP的上行话务量被汇聚，这导致针对多跳连接，朝向AP和因特网方向的带宽需求逐步增长。这通过分配给AP附近MH链路更高数量子载波来考虑这个需求，比如图6中的MHl链路。然而，其他不同子载波分配方式也是可能的，比如当很重的本地话务量或单跳区域间通过中继站而不是AP传送大话务量时，MHl将比MH2分配更少的子载波。
由于我们期望MH链路上的话务通过高增益天线在LOS环境中实现，因此相同带宽条件下，单位频谱数据速率比AP／FMHN和MN之间的最后一跳链路要高很多；因而，如果假设所有的话务量都来自／去往AP和因特网，分配给多跳链路的载波数量能够比单跳链路上需要的少。此外，被最后一个中继服务的移动节点，比如MN3，会经历最高数量的跳数才能到达因特网。针对这些移动节点的最大分配带宽，例如SH3区域，部分弥补了这种不足，一定程度上降低了所经历的不同链路的时延。
另一方面，需要对小区尺寸进行合适的选择。相比FMHN服务的小区而言，最后的小区(SH3区域)将变成最大的小区(覆盖更多的移动节点)。这种小区规划能确保在整个部署区域内每个用户都有一个恒定的数据速率，这是在未来移动通信系统中，部署方案的一个研究目标。
由此可见，借助新颖的方案，在端到端连接上的灵活资源分配变得可能。基于OFDMA的多跳方案引入了一种多跳话务量和单跳话务量的逻辑分割方法，这将通过在公共物理层和共享公共频段基础上的不同协议来为之服务。多跳通信相比单跳通信，在协议设计上提出了不同的需求，能够开发和部署有效协议来独立针对不同的问题领域。同时，就如常规的解决方案一样，对于分割频率并没有特别的需求，只需要一个频段。同时，单跳和多跳频段间不需要类似常规FDMA中的保护带，因为OFDMA允许更近的分割，子载波在频率域正交。

3 FDD中继方案初步探讨
目前，虽然中继技术用于FDD模式时硬件实现比较复杂，成本相对较高，但是，FDD是迄今承载业务量最大的移动通信模式，且FDD模式所占用频段也最多，所处频段的覆盖能力也最为优越。因此对FDD模式和中继技术的结合应用是非常必要的，下面对基于FDD的两跳模式和基站收发信机逻辑架构进行初步探讨。
FDD通信模式中，上行和下行通信频段被物理分割，基站和终端间可以同时进行上下行通信，即可以同时接收和发射。上行占用频段处于低位，用LB表示，中心频率定义为fLB；下行占用频段处于高位，用HB表示，中心频率定义为fHB；两个频段间的双工间隔达数十兆赫兹fDup。
为了节约成本，这里假设中继站只有一套收发信机，即同时只能接收和发射一路信号。因为中继站在功能上需要支持BR／RB／RM／MR(基站发中继收／中继发基站收／中继发终端收／终端发中继收)四种模式，因此需要通过时分的方式来对中继站的收发信机资源进行调度，在时间域上分为BR／RB和RM／MR两种收发状态。
基于MS―OFDMA基本方法，分别将LB和HB频段再分为SH和MH子频段分别用于单跳和多跳通信。MHl／SHl是基站与中继站以及和基站和终端分别直接通信的频段划分；由于中继站采取时分的方式分别与基站和终端通信，即MH1不是一直占用发射的，在中继站覆盖区域和基站直接覆盖区域保持良好隔离情况下，中继站的单跳通信SH2可以利用全部频段，否则采用和MHl相同频段。这里假设SH2可以采用全部频段，因为中继站设立的初衷就是弥补基站的覆盖空洞。上述频率分配模式如图7所示。

这样，得到这个两跳系统的通信时隙表，见表1。从表1中可以看出，中继站在不同时间分别充当了基站和终端角色。这就需要中继的发射机以分时方式支持SH(HB)2和MH(LB)1两个子频段的发射，接收机以分时方式支持MH(HB)1和SH(LB)2两个子频段的接收。

这需要设计可变中心频率的收发信机。图8是一个基于零中频架构的收发信机架构，通过两个交换矩阵，支持收发信机可变中心频率，支持双工器滤波器收发模式改变。该架构中，在子时隙1时，fLB被交换到发射机锁相环，fHB被交换到接收机锁相环，同时射频前端发射通道被交换到支持fLB的滤波器，接收通道被交换到支持fHB的滤波器。在子时隙2时，fHB被交换到发射机锁相环，fLB被交换到接收机锁相环，同时射频前端发射通道被交换到支持fHB的滤波器，接收通道被交换到支持fLB的滤波器。然后以2为周期进行循环。

4 结 语
基于OFDMA系统，中继空口可以采取更为灵活和动态的时频资源分配模式，这将成为在OFDMA系统中中继走向商用的关键因素之一，而基于FDD的中继系统，也必将成为这种商用过程中优先考虑的方面。