甘剑松1，王亥1, 刘光毅2，刘建军2，沈晓冬2
1: 爱立信（中国）通信有限公司, Jiansong.gan@ericsson.com
2: 中国移动通信研究院
摘要中继是在3GPP LTE 版本10中定义的一个新功能，其主要应用是扩展网络覆盖和提高小区边缘用户的吞吐量。为了对实际网络中中继的性能展开早期研究，爱立信在2010年研发出了TD-LTE中继测试床，并携手中国移动进行了外场技术试验。试验结果表明中继能够扩展TD-LTE系统的覆盖，提升小区边缘用户上、下行的吞吐量。
1背景
从目前TD-LTE (Time-Division Long-Term Evolution)外场试验结果看，TD-LTE提供了比以往2G、3G系统更高的传输速率和更好的用户体验。TD-LTE最早期的布网可以首先针对热点区域展开，但随着数据业务用户量的持续提升，用户就会希望在更大范围享受TD-LTE带来的高速率体验，要求TD-LTE系统能够在各种场景下为其提供服务。这些场景包括传播环境复杂的密集城市、偏远郊区、室内和高速覆盖等。
为了应对各种复杂的无线传播环境，3GPP（3rd Generation Partnership Project）在版本10中对中继（Relay）进行了标准化。通过在宏基站和用户终端之间加入一个中继节点，宏基站和终端之间的直传链路被分为两段：宏基站与中继之间的链路称为回传链路（Un），中继与终端之间的链路称为接入链路（Uu），如图 1。通过对中继节点进行合理的部署，拆分后的两段链路都能具有比直传链路更短的传播距离，同时传播路线中的遮挡物也能减少，使得拆分后的两段链路都具有比直传链路更好的无线传播条件和更高的传输能力。
图1 中继示意图
在密集城市，由于高楼等建筑物的阻挡，很多区域处于基站的覆盖阴影区，信号质量差。引入中继站可以有效地减少城市中常见的阴影覆盖区域和死区；引入中继还可以减小蜂窝网络中节点的发射功率，有效降低小区间干扰，优化网络容量；在城市局部热点小区，通过部署中继站可以将热点小区的用户引入负载较轻的相邻小区，使得负载在网络中得到均衡。在偏远郊区，由于传输距离远，路径损耗非常大，另外TD-LTE的工作频段较高，又导致了无线传播条件的进一步恶化。引入中继可有效解决偏远郊区光纤资源匮乏和覆盖问题。未来网络中的高数据速率业务主要发生在室内，而高密度的楼宇设计所造成的阴影衰落以及墙壁所造成的室内穿透损都会为高数据速率的室内覆盖提出挑战，中继无线回传可作为解决室内覆盖的有效手段。中继站点还可以用于高速移动的交通工具（如公共汽车、轻轨机车、高铁等）上，为本地的高速移动用户进行服务，从而提高用户吞吐量，减少切换开销。
