中繼中繼分類

中繼包括以下三種形式：

l 模擬中繼

我們熟悉的固定電話線采用的就是模擬中繼。一路模擬中繼在同一時(shí)間只能支持一路通話。

l 數(shù)字中繼

數(shù)字中繼與模擬中繼的形態(tài)差別比較大。電信運(yùn)營(yíng)商通常使用光端機(jī)把光纖的光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)。一路電信號(hào)就是一路數(shù)字中繼，它能同時(shí)支持30路通話，相當(dāng)于30路模擬中繼的容量。在用的數(shù)字中繼主要是PRI（Primary Rate Interface，基群速率接口）中繼，也稱為PRA（Primary Rate Access，基群速率接入）中繼。

l IP中繼

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供接入服務(wù)。兩點(diǎn)之間沒(méi)有實(shí)體線路，使用VoIP（Voice over Internet Protocol，在IP協(xié)議上傳送語(yǔ)音）技術(shù)。用戶的IP PBX（Private Branch Exchange，專用交換分機(jī)）注冊(cè)到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商的平臺(tái)之后就可以進(jìn)行通話。

無(wú)線通信中，中繼的概念是指允許大量的用戶在一個(gè)小區(qū)內(nèi)共享相對(duì)較小數(shù)量的信道，即從可用信道庫(kù)中給每個(gè)用戶按需分配信道。

在中繼的無(wú)線系統(tǒng)中，每個(gè)用戶只是在有呼叫時(shí)才分配一個(gè)信道，一旦通話終止，原先占用的信道就立即回到可用信道庫(kù)中。

根據(jù)用戶行為的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中繼使固定數(shù)量的信道或線路可為一個(gè)數(shù)量更大的、隨機(jī)的用戶群體服務(wù)。電話公司根據(jù)中繼理論來(lái)決定那些有成百上千臺(tái)電話的辦公大樓所需分配的線路數(shù)目。中繼理論也用在蜂窩無(wú)線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在可用的電話線路數(shù)目與在呼叫高峰時(shí)沒(méi)有線路可用的可能性之間有一個(gè)折中。當(dāng)電話線路減少時(shí)，對(duì)于一個(gè)特定的用戶，所有線路都忙的可能性變大。在中繼的移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中，當(dāng)所有的無(wú)線信道都被占用而用戶又請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，則發(fā)生呼叫阻塞或系統(tǒng)拒絕接入。在一些系統(tǒng)中，可能用排隊(duì)的方法來(lái)保存正在請(qǐng)求通話的用戶信息，直到有信道為止。

在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)，一般都不能簡(jiǎn)單地直接相連，而是通過(guò)一個(gè)中間設(shè)備，稱為中繼系統(tǒng)。

中繼技術(shù)類型1 中繼（Type I Relay）

在LTE-Advanced研究中，3GPP RAN主要研究和標(biāo)準(zhǔn)化“類型Ⅰ中繼”，其特性如下。

① 類型Ⅰ中繼是帶內(nèi)中繼（Inband Relay）。

② 類型Ⅰ中繼管理獨(dú)立的小區(qū)，并擁有獨(dú)立的物理層小區(qū)ID，發(fā)送獨(dú)立的同步信號(hào)、參考符號(hào)等。

③ 歸屬到類型Ⅰ中繼的R-UE直接從中繼節(jié)點(diǎn)接收調(diào)度信令和HARQ反饋信令，并直接向中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送上行控制和反饋信息。

④ 類型Ⅰ中繼允許LTE R8終端的接入。

⑤ 對(duì)于LTE-A終端，類型Ⅰ中繼允許提供有別于普通LTE R8 eNode B的增強(qiáng)特性以提高系統(tǒng)性能。

可以看到，類型Ⅰ中繼屬于前面提到的帶內(nèi)、非透明、獨(dú)立管理小區(qū)的RN，類型Ⅰ中繼具有與普通eNode B類似的功能。

根據(jù)前面的定義，帶內(nèi)類型的RN在接入鏈路和回程鏈路上復(fù)用相同的載波頻率資源，若這兩條鏈路的信號(hào)收發(fā)同時(shí)進(jìn)行，由于RN節(jié)點(diǎn)的收/發(fā)通道之間并不總是有良好的信號(hào)隔離，因此，將出現(xiàn)RN的發(fā)送信號(hào)干擾自身的接收信號(hào)的情況，如圖10-10所示。為了避免此類自干擾的出現(xiàn)，類型Ⅰ中繼以時(shí)分的方式工作在接入鏈路和回程鏈路上，特別地，針對(duì)TDD模式的類型Ⅰ中繼：

l　Donor eNode B→RN的傳輸在eNode B和RN的下行子幀完成；

l　RN→Donor eNode B的傳輸在eNode B和RN的上行子幀完成。

在LTE R8中，終端在非DRX狀態(tài)下每個(gè)下行子幀都對(duì)控制區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量，為了保證類型Ⅰ中繼進(jìn)行回程鏈路的接收不對(duì)LTE R8終端造成影響，采用了R8協(xié)議中已經(jīng)定義的MBSFN子幀的工作方式，如圖10-11所示。在一個(gè)MBSFN子幀的非控制區(qū)域，RN接收來(lái)自于Donor eNode B的下行回程數(shù)據(jù)，同時(shí)不向R-UE發(fā)送任何信號(hào)。基站通過(guò)高層信令告知RN作為回程傳輸?shù)南滦凶訋?。同時(shí)，基站需要預(yù)先告知RN作為回程傳輸?shù)纳闲凶訋?，RN避免在這些上行子幀中對(duì)R-UE進(jìn)行調(diào)度。

對(duì)于存在RN部署的TD-LTE-Advanced系統(tǒng)，為了支持上下行對(duì)稱和非對(duì)稱業(yè)務(wù)，接入鏈路可以配置為上下行對(duì)稱和非對(duì)稱的子幀配比，因此，回程鏈路也應(yīng)當(dāng)支持根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)情況支持靈活的子幀分配方式，如圖10-12所示，這部分內(nèi)容還在3GPP RAN1研究和討論過(guò)程中。

RN在MBSFN子幀的控制區(qū)域需要向R-UE發(fā)送控制信令，由于自干擾的限制，無(wú)法同時(shí)接收Donor eNode B發(fā)送的信號(hào)，因此3GPP RAN1正在研究和討論專門(mén)針對(duì)RN的下行控制信令設(shè)計(jì)，稱為R-PDCCH（Relay-PDCCH）。目前主流的兩種P-PDCCH設(shè)計(jì)方案有兩大類。

（1）常規(guī)R-PDCCH：Donor eNode B為歸屬于其下的多個(gè)RN分配相同的R-PDCCH區(qū)域，每個(gè)RN在該公共區(qū)域內(nèi)采用類似LTE R8 UE盲檢的方式獲得各自的控制信令。

（2）RN specific R-PDCCH：Donor eNode B為每個(gè)RN分配專屬的R-PDCCH資源，每個(gè)RN在各自的資源內(nèi)獲得控制信令。

同時(shí)，3GPP RAN1也在研究回程下行子幀中R-PDCCH與R-PDSCH （回程下行數(shù)據(jù)傳輸信道）的復(fù)用設(shè)計(jì)。目前有如下的3種復(fù)用設(shè)計(jì)方案尚在討論中，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，這里沒(méi)有描述RN收發(fā)切換對(duì)回程傳輸帶來(lái)的影響。

（1）TDM復(fù)用方式：在MBSFN子幀的非控制區(qū)域中，R-PDCCH與R-PDSCH為單純的時(shí)分復(fù)用的關(guān)系，如圖10-13所示。其中R-PDCCH頻率上占用整個(gè)系統(tǒng)帶寬，時(shí)間上占用的OFDM符號(hào)數(shù)目可以由基站配置。

（2）FDM復(fù)用方式：在MBSFN子幀的非控制區(qū)域中，R-PDCCH與R-PDSCH為單純的頻分復(fù)用關(guān)系，如圖10-14所示。其中R-PDCCH時(shí)間上占用MBSFN子幀中非控制區(qū)域的所有OFDM符號(hào)，頻率上占用的PRB數(shù)目可以由基站配置。

（3）TDM FDM混合方式：在MBSFN子幀的非控制區(qū)域中，R-PDCCH與占用相同頻域位置的R-PDSCH資源為T(mén)DM復(fù)用方式，與另一部分R-PDSCH資源為FDM復(fù)用方式，如圖10-15所示。其中R-PDCCH占用PRB和符號(hào)數(shù)目可以由基站配置。

中繼技術(shù)類型Ⅱ 中繼（Type II Relay）

在討論“類型Ⅰ中繼”的同時(shí)，3GPP RAN1也對(duì)其他的中繼類型進(jìn)行了研究，一種“類型Ⅱ中繼”方案吸引了部分公司的研究興趣，類型Ⅱ中繼具有如下的特性：

① 類型Ⅱ中繼是一種帶內(nèi)中繼節(jié)點(diǎn)；

② 它沒(méi)有獨(dú)立的物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)，不能創(chuàng)建新的小區(qū)；

③ 它對(duì)LTE R8終端是透明的，即此類終端意識(shí)不到Type II中繼節(jié)點(diǎn)的存在；

④ 它能夠傳輸PDSCH；

⑤ 它至少不傳輸CRS和PDCCH。

可以看到，類型Ⅱ中繼屬于“不獨(dú)立管理小區(qū)的”、“透明的”中繼類型，主要用于增強(qiáng)終端的PDSCH接收性能，從而達(dá)到提高小區(qū)整體吞吐量的目的。類型Ⅱ中繼由于不發(fā)送CRS和PDCCH等公共信號(hào)，因此不能作為擴(kuò)展小區(qū)覆蓋的解決方案。類型Ⅱ中繼的工作方案，主要有如下的3種類型，分別如圖10-16至圖10-18所示。

① 下行非協(xié)作傳輸，即基站將（重傳）調(diào)度信息和下行數(shù)據(jù)包發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)，下行數(shù)據(jù)初傳和重傳都是在中繼節(jié)點(diǎn)和用戶終端之間進(jìn)行，基站不參與向用戶終端的下行數(shù)據(jù)傳輸；

② 下行協(xié)作初傳和重傳，即基站將（重傳）調(diào)度信息和下行數(shù)據(jù)包發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)，下行數(shù)據(jù)的初傳和重傳都是由基站和中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成的；

③ 下行協(xié)作重傳，即下行數(shù)據(jù)初傳在基站和用戶終端之間進(jìn)行，當(dāng)需要重傳時(shí)，基站將重傳調(diào)度信息發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)，基站和中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作向用戶終端發(fā)送下行數(shù)據(jù)包。

總體上看，3GPP RAN1對(duì)類型Ⅱ中繼的研究還處于初步的可行性討論階段，具體的工作方案還沒(méi)有一致的意見(jiàn)。

按中繼系統(tǒng)屬于OSI的層次來(lái)劃分可分為:

轉(zhuǎn)發(fā)器：物理層中繼系統(tǒng)。

網(wǎng) 橋：數(shù)據(jù)鏈接層中繼系統(tǒng)。

路由器：網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)。

網(wǎng) 關(guān)：網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)。

a)、轉(zhuǎn)發(fā)器 轉(zhuǎn)發(fā)器是最簡(jiǎn)單的互聯(lián)設(shè)備，它沒(méi)有“智能”，不能控制和分析信息，也不具備網(wǎng)絡(luò)管理功能，只是簡(jiǎn)單地接受數(shù)據(jù)禎，逐一再生放大信號(hào)，然后把數(shù)據(jù)發(fā)往更遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，因此轉(zhuǎn)發(fā)器只能用于同種網(wǎng)絡(luò)的物理層上。

b)、網(wǎng) 橋 網(wǎng)橋是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中最簡(jiǎn)單的具有“智能”的中繼系統(tǒng)。它在OSI的數(shù)據(jù)鏈接層連接局域網(wǎng)。網(wǎng)橋只連接具有相同介質(zhì)訪問(wèn)控制層的網(wǎng)絡(luò)。它不區(qū)分高層協(xié)議，也不對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行解釋，如同根本不知道高層協(xié)議的存在。

c)、路由器 路由器除了提供橋接功能外，還提供復(fù)雜的路徑控制和管理。網(wǎng)橋常用于局域網(wǎng)點(diǎn)到點(diǎn)的互聯(lián)，而路由器則可用于建立巨大的、復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)。不過(guò)路由器要求更多有經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員設(shè)置、安裝、管理它們。

d)、網(wǎng) 關(guān) 網(wǎng)關(guān)是用來(lái)連接兩類不相似的網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)在不同類型網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行信息交換的設(shè)備。