CN101030883A - 一种中转系统及带宽分配和调度方法 - Google Patents

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Abstract

一种中转系统及带宽分配和调度方法，基站物理层帧结构的下行子帧的控制报文中增加新的信息单元，增加的新的信息单元用于指示通过中转站中转的用户站/移动用户站相应连接的各个突发的位置和使用方法；用户站/移动用户站发起带宽请求经过中转站中转后传送到基站，基站根据带宽请求报文进行带宽分配和调度处理，基站生成具有增加的新的信息单元的控制报文，基站发送控制报文至用户站/移动用户站，执行带宽授予。本发明的有益效果在于，解决了中转系统的带宽请求、带宽分配和业务调度的处理方法，解决多跳中转的问题，简化了BWA中转网络的复杂度，降低了RS的复杂度。

Description

一种中转系统及带宽分配和调度方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别涉及宽带无线接入技术，具体的讲是一种中转系统及带宽分配和调度方法。
背景技术
IEEE802.16是第一个宽带无线接入标准。在802.16标准中，数据以帧的格式在物理信道传输，每帧包括下行子帧(DL subframe)和上行子帧(UL subframe)；802.16支持多种物理层规范，如单载波(SC)，正交频分复用(OFDM)，正交频分复用接入(OFDMA)以及支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)模式。在TDD模式下，下行子帧先行传输，随后是上行子帧，TTG和RTG会插在上下行子帧交替的时候，以留出一段时间让BS完成收发交替。在FDD模式下，上行子帧和下行子帧在不同的频率上同时传输，可以支持全双工SS，也支持半双工SS。
TDD系统和FDD系统中，一个下行子帧中只有一个下行物理层协议数据单元(DL PHY PDU)。一个上行子帧包含按以下顺序排列的时隙：初始竞争时隙(Contention slot for initial ranging)、带宽请求竞争时隙(Contention slot for BWrequests)和一个或多个上行物理层协议数据单元(UL PHY PDU)。每个UL PHYPDU来自不同的用户站(SS)。
下行子帧中的DL PHY PDU由：前导码(preamble)、帧控制头部(FCH)和一些数据突发(burst)组成；其中，前导码用于物理同步；FCH用于规定紧跟在FCH后的一个或多个突发的属性和长度，FCH中的下行帧前缀(DLFP，DL_Frame_Prefix)，用于指定紧随在FCH后的一个或多个下行突法(Burst)的profile及其长度；下行映射报文(DL-MAP)、上行映射报文(UL-MAP)、下行链路信道描述(DCD)、上行链路信道描述(UCD)以及其它描述帧内容的报文都在紧跟着FCH的第一个突发(DL Burst#1)的开头发送。如果DL-MAP在当前帧发送，则DL-MAP将跟在FCH后面的第一个MAC PDU；如果UL-MAP也在当前帧发送，则UL-MAP紧跟在DL-MAP或者在DL-MAP不发送的情况下紧跟在DLFP后面；如果DCD和UCD消息在帧中发送，DCD和UCD将紧跟在DL-MAP和UL-MAP后面。DL_MAP和UL_MAP规定了上行子帧和下行子帧中的详细控制信息，SS根据DL-MAP和UL-MAP的规定接收和发送数据/管理信令。下行子帧其它burst的位置和使用方法(profile)由DL-MAP中的MAP-IE指定，上行子帧的各个burst的位置和profile由UL-MAP中的MAP-IE指定。
如图1所示的TDD下的802.16 OFDM(或SC)帧结构中，下行子帧先行传输，随后是上行子帧。图2所示为FDD下的802.16 OFDM(或SC)帧结构，上行子帧和下行子帧在不同的频率上同时发送，对应半双工FDD下的SS，在上行子帧发送时就不会同时发送下行子帧。图3为TDD下的OFDMA(或SOFDMA)帧结构；OFDMA中的PHY burst被分配了一组相邻的子信道和一组OFDMA符号(symbol)。一个burst在上行可以分配给一个SS(或一组SS)，一个burst在下行可以由BS(基站)作为一个发送单元发给SS。上行SS的初始接入、周期性Ranging、带宽请求等都通过Ranging subchannel进行；FDD下的802.16OFDMA(或SOFDMA)帧结构，上行子帧和下行子帧在不同的频率上发送。
IEEE802.16协议还定义了802.16的物理层(PHY)和数据链路层(MAC)。数据链路层又分为服务特定汇聚子层(SSCS或简写为CS)、MAC公共部分子层(MAC CPS)、加密子层(SS)，其中MAC CPS层实现带宽分配和调度管理。
带宽分配是指BS给下属的SS/MSS提供上行发送机会或者请求带宽机会的过程，确定调度业务类型和对应的QoS参数以后，BS的调度器(QoS Scheduling)就可以了解上行业务的吞吐量和延迟需求，并在合适的时候分配发送带宽请求的机会或者分配请求带宽的机会。
BS给SS/MSS提供发送带宽请求机会的过程称为Polling(轮询)。轮询分为：单播轮询和组播轮询。单播轮询是指对单个SS/MSS进行轮询，即对于一组SS/MSS中的每一个SS/MSS分别轮询；而组播/广播轮询(broadcast/multicastPolling)是指对一组的SS/MSS进行轮询，是争用时段，在传送报文时可能发生碰撞，要考虑随机退避。
对于上行链路，由于802.16支持多点(SS/MSS)向一点(BS)发送数据，因而可能会发生碰撞，特别是发送长数据时，为了避免过多的碰撞，BS的上行通道发送机会的基本机制是：SS/MSS发送对连接的BW Request(带宽请求)请求资源；BS进行上行带宽分配，在UL-MAP报文中说明给相应连接的各个突发(burst)的位置和使用方法(profile)；SS/MSS相应连接在指定的burst的位置发送报文。
对于下行链路，802.16支持一点(BS)向多点(SS/MSS)发送数据，为了能在时频空间内区分用户，BS的下行通道发送的基本机制是：BS进行下行调度，在DL-MAP报文中说明给相应连接的各个突发(burst)的位置和使用方法(profile)；SS/MSS相应连接在指定的burst的位置接收报文。
业务调度就是指MAC层根据连接QoS要求的不同，控制连接CID上的数据传输，包括发送的先后顺序，发送频率和数据大小。在802.16中，一条连接CID就是一个有QoS要求的业务流。每条连接CID都对应一组QoS参数，如表1所示。
表1：不同业务的QoS参数
    UGS     RtPS     nrtPS     BE
最大持续业务数据率     √     √     √     √
最小保留业务数据率     √     √
最大延迟     √     √
可容忍的抖动     √
请求发送策略     √     √     √     √
业务优先级     √     √
由于IEEE802.16协议的重要特性之一就是对多类型业务的支持，而IEEE802.16d协议根据业务数据特性将业务分成四种类别：主动分配业务(UnsolicitedGrant Service，UGS)、实时轮询业务(Real-time Polling Service，rtPS)、非实时轮询业务(Non-real-time Polling Service，nrtPS)、尽力而为业务(Best Effort Service，BE)，并提供四种相应地业务调度方式：主动分配、实时轮询、非实时轮询和尽力而为。业务调度方式的不同主要体现在带宽请求发送方式的不同，除了主动分配业务，其它三种业务的上行带宽分配都要经历带宽请求/分配的过程。
目前802.16多跳中转研究组提出了WiMAX中转站(RS)的概念，由SS/MSS，RS以及BS组成BWA中转系统；通过RS在BS(基站)与SS/MSS(用户站/移动用户站)间执行中转，扩大BS的覆盖范围，但是IEEE802.16只定义了SS和BS两种网元，因此现有的BS与SS间的带宽分配和带宽调度方法不适用于解决BWA中转系统中，SS/MSS的带宽请求以及BS和RS带宽分配和调度，BWA中转系统中经过RS中转的SS也无法按照BS下发的原有的DL-MAP报文和UL-MAP报文的规定接收和发送数据/管理信令。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种中转系统及带宽分配和调度方法，用于处理中转系统的带宽请求以及带宽分配和调度。
为实现上述发明目的，本发明提供了：一种中转系统的带宽分配和调度方法，在BS物理层帧结构的下行子帧的控制报文中增加新的信息单元，新增加的信息单元用于指示通过RS中转的SS/MSS相应连接的各个突发的位置和使用方法；SS/MSS发起带宽请求经过RS中转后传送到BS，BS根据带宽请求报文进行带宽分配和调度处理，BS生成具有新增加的信息单元的控制报文，BS发送控制报文至SS/MSS，执行带宽授予。
在SS/MSS发起带宽请求之前，SS/MSS向BS请求带宽，用于发送带宽请求报文，包括：SS/MSS随机选择一个RS竞争信道发送竞争码；RS随机选择一个BS竞争信道，将SS/MSS的带宽请求竞争码转发给BS；BS根据接收的SS/MSS的竞争码为SS/MSS分配BS上行带宽和RS上行带宽，用于SS/MSS发送带宽请求。
在SS/MSS发起带宽请求之前，SS/MSS向BS请求带宽用于发送带宽请求报文，还包括：SS/MSS在带宽请求伪随机测距码中随机选择一个码，在RS的测距子信道中发送给RS；RS通过BS的测距子信道将SS/MSS带宽请求伪随机测距码中转给BS；BS接收到SS/MSS的伪随机测距码后，BS为SS/MSS分配BS和RS的上行带宽用于发送带宽请求；BS通过发送具有新增加的信息单元的DL-MAP报文和UL-MAP报文，将分配给SS/MSS的BS上行带宽和RS上行带宽发送给到SS/MSS和RS。
BS物理层帧结构的下行子帧的控制报文为下行映射信息单元DL-MAP报文和上行映射信息单元UL-MAP报文；新增加的信息单元是DL-MAP和UL-MAP中的扩展映射信息单元MAP-IE。
SS/MSS发起带宽请求包括：SS/MSS通过使用BS的上行映射信息单元(UL-MAP)报文中指定的用于RS广播、多播或者单播的带宽请求的新增加的信息单元；或者SS/MSS通过使用RS的UL-MAP报文中指定的用于RS广播、多播或者单播的带宽请求的MAP-IE发起带宽请求；其中，
BS的UL-MAP报文中指定的用于RS广播、多播或者单播的带宽请求的新增加的信息单元与RS的UL-MAP中指定的用于RS广播、多播或者单播的带宽请求的MAP-IE描述了RS上行链路请求上行数据传输带宽的时间间隔和/或子信道信号。
本发明还提供了：一种中转系统，包括：SS/MSS、BS和RS；其中，SS/MSS，具有带宽请求单元，用于发起带宽请求；BS具有带宽分配单元和BS调度管理单元；带宽分配单元根据接收的带宽请求，对BS上行带宽和下行带宽、RS的上行带宽和下行带宽进行分配，生成具有新增加的信息单元的UL-MAP报文和DL-MAP报文，发送给SS/MSS和RS；BS调度管理单元，对BS上行带宽和下行带宽进行调度；RS，具有带宽请求中转单元和RS调度管理单元；带宽请求中转单元，用于将SS/MSS带宽请求单元发起的带宽请求中转到BS；RS调度管理单元，根据接收到的BS的物理层帧结构的下行子帧的控制报文中的新增加的信息单元被动进行RS上行带宽和下行带宽的调度；用于接收的BS的UL-MAP报文和DL-MAP报文，根据BS的UL-MAP报文和DL-MAP报文中的新增加的信息单元被动进行RS上行带宽和下行带宽的调度。
本发明的有益效果在于，提供了一种中转系统及带宽分配和调度方法，解决了中转系统的带宽请求、带宽分配和业务调度的处理方法。本发明通过带宽请求中转，解决多跳中转的问题，简化了BWA中转网络的复杂度，降低了RS的复杂度。
附图说明
图1为TDD下的802.16 OFDM(或SC)帧结构；
图2为FDD下的802.16 OFDM(或SC)帧结构；
图3为TDD下的OFDMA(或SOFDMA)帧结构；
图4为本发明中扩展MAP-IE的TDD中转系统中BS的OFDM(或SC)帧结构；
图5为本发明中扩展MAP-IE的FDD中转系统中BS的OFDM(或SC)帧结构；
图6为本发明中扩展MAP-IE的TDD中转系统中BS的OFDMA帧结构；
图7为本发明单跳BWA中转系统带宽分配和调度管理参考模型；
图8A-8B为本发明多跳BWA中转系统带宽分配和调度管理参考模型；
图9为本发明中转带宽请求的流程图；
图10为OFDM物理层带宽请求第一阶段流程图；
图11为OFDMA物理层带宽请求第一阶段流程图。
具体实施方式
以下将结合本发明说明书附图，详细说明本发明的实施过程：
在基站(BS)物理层帧结构的下行子帧的DL-MAP报文和UL-MAP报文中增加信息单元Relay-IE，增加的信息单元Relay-IE为DL-MAP报文和UL-MAP报文中扩展的MAP-IE。
如图4所示的本发明的TDD中转系统中BS的OFDM(或SC)帧结构；图5所示的本发明的FDD中转系统中BS的OFDM(或SC)帧结构；图6所示的本发明的TDD中转系统中BS的OFDMA帧结构；FDD中转系统中BS的OFDMA(或SOFDMA)帧结构与图6雷同，只是FDD中转系统中BS的OFDMA(或SOFDMA)帧结构中的上行子帧和下行子帧在不同的频率上同时发送。
Relay-IE用于定义属于RS的SS/MSS相应连接的各个突发(burst)的位置和使用方法(profile)；MAP-IE用于定义属于BS的SS/MSS相应连接的各个突发(burst)的位置和使用方法(profile)。属于RS的SS/MSS是指，除部分控制信令通信外，大部分和BS的通信，必须通过中转站中转的SS/MSS；属于BS的SS/MSS是指，可以和BS直接通信，无须中转站中转的SS/MSS(图7，图8A，图8B中未标示)。其中，Relay-IE的DL-MAP报文和UL-MAP报文的具体格式和内容定义，遵循现有802.16标准对DL-MAP报文和UL-MAP报文的具体格式和内容定义。
在如图7所示的本发明的单跳BWA(例如，WiMAX)中转系统的带宽分配和调度管理参考模型，带宽分配仅在锚点基站(Anchor BS)实现。RS为SS/MSS的接入锚点基站，RS也可以向锚点基站发起带宽请求。RS->BS的连接为CID3，MSS/SS->RS间的连接为CID2。
图7中，SS/MSS通过RS发起带宽请求，SS/MSS为属于RS的SS/MSS，SS/MSS的带宽请求单元(BW Request)发起带宽请求通过连接CID2发送到RS。RS的带宽请求中转单元(BW Request Relay)执行带宽请求中转，将带宽请求通过连接CID3中转到BS。BS的带宽分配单元(BW Allocation)分别对BS和RS的上行和下行带宽进行分配，生成BS的DL-MAP报文和UL-MAP报文，BS将BS的DL-MAP报文和UL-MAP报文直接下发至SS/MSS，执行带宽授予(BWGrant)，其中BS的DL-MAP报文和UL-MAP报文中的Relay-IE中说明属于RS的SS/MSS相应连接的各个突发(burst)的位置和使用方法(profile)；SS/MSS通过接收BS的DL-MAP报文和UL-MAP报文中的Relay-IE获得带宽分配的结果。根据BS的DL-MAP报文中的Relay-IE，SS/MSS相应连接在指定的burst位置接收RS向SS/MSS发送的报文；根据BS的UL-MAP报文中的Relay-IE，SS/MSS相应连接在指定的burst位置向RS发送报文。
对于属于BS的SS/MSS(图7中未示)的带宽授予是通过BS下发的DL-MAP报文和UL-MAP报文中的MAP-IE说明属于BS的SS/MSS相应连接的各个Burst的位置和使用方法。
在图7中，BS在进行BS的上行带宽和下行带宽分配后，还将BS的DL-MAP报文和UL-MAP报文通过连接CID3发送到RS，RS根据接收的BS的DL-MAP报文和UL-MAP中的Relay-IE，被动地进行RS的上行带宽和下行带宽的调度管理。为避免BS下发的BS的DL-MAP报文和UL-MAP不能到达属于RS的SS/MSS，RS执行带宽授予的中转，对BS的DL-MAP报文和UL-MAP报文进行备份。RS将接收Relay-IE直接拷贝到RS的DL-MAP报文和UL-MAP报文中，或者RS将接收的Relay-IE转换为RS的DL-MAP和UL-MAP报文中的MAP-IE，通过RS与SS/MSS间的连接CID2发送到SS/MSS。
在多跳BWA中转系统中，SS/MSS通过至少一个下级RS将带宽请求中转到RS，多跳BWA中转系统的带宽授予中转可通过系统中的部分RS或全部RS进行。图8A所示的多跳BWA中转系统带宽分配和调度管理参考模型中，当通过部分RS进行中转带宽授予时，由上级RS执行带宽授予中转，上级RS将接收的Relay-IE直接拷贝到上级RS的DL-MAP报文和UL-MAP报文中，或者上级RS将接收的Relay-IE转换为上级RS的DL-MAP和UL-MAP报文中的MAP-IE，通过上级RS与SS/MSS间的连接发送到SS/MSS。当中转系统中的全部RS进行带宽授予中转时，上级RS将接收的来自BS的带宽授予报文DL-MAP和UL-MAP中的Relay-IE直接拷贝到上级RS的DL-MAP报文和UL-MAP报文后，将上级RS的DL-MAP报文和UL-MAP报文下发到下级RS，由下级RS原样转发到SS/MSS；或者由上级RS将接收的来自BS的带宽授予报文DL-MAP和UL-MAP中的Relay-IE转换为上级RS的DL-MAP和UL-MAP报文中的MAP-IE下发到下级RS，由下级RS原样转发到SS/MSS。
图8B所示的多跳BWA中转系统带宽分配和调度管理参考模型中，带宽授予报文必须通过上级RS和下级RS中转到SS/MSS。图8A、图8B的带宽授予报文中转的方法与图7中的带宽授予中转方法一致。
对于SC而言，上行链路带宽分配(UL-MAP)以微时隙(minislot)为单位；对于OFDM或者OFDMA而言，上行链路带宽分配(UL-MAP)以符号和子信道为单位。
图9所示为本发明BWA中转系统中带宽请求中转的流程图。如图9所示，在图7或图8A，8B的带宽分配和调度管理参考模型下，本发明的带宽分配与请求包括以下步骤：
步骤1、SS/MSS发起带宽请求。
带宽请求是SS/MSS通知BS所需上行带宽的一种机制。SS/MSS通过使用BS的UL-MAP中指定的用于中转站广播、多播或者单播带宽请求的Relay-IE或RS的UL-MAP中指定的用于中转站广播、多播或者单播带宽请求的MAP-IE发起带宽请求。BS的UL-MAP中指定的用于中转站广播、多播或者单播带宽请求的Relay-IE或RS的UL-MAP中指定的用于中转站广播、多播或者单播带宽请求的MAP-IE，均用于描述RS上行链路请求上行数据传输带宽的时间间隔和/或子信道号，其中Relay-IE为BS的DL-MAP报文和UL-MAP报文中新增的信息单元(IE)，属于扩展的MAP-IE；而IE的特点由CID的类型决定，如果是广播或多播CID，则需要所有的SS/MSS参与竞争请求；如果是单播CID，则表示针对每一个特定连接申请带宽。
SS/MSS通过以下三种方式发送带宽请求消息：
1、SS/MSS在争用时段，发送带宽请求。
由于争用时段通常是指广播/多播轮询，发送的带宽请求报文可能发生碰撞的，根据802.15标准定义的SS/MS在发送申请(或者初始测距请求)时，随机选择退避窗口，SS/MSS后退一段时间发送带宽请求。即，SS/MSS如果超时未收到BS分配给SS/MS的带宽授予，则SS/MSS重新随机退避发送带宽请求。
由于不同的物理层方式在争用时段发送Request(申请)的机制有所不同，OFDM和OFDMA物理层除了支持在争用时段发送带宽请求(BW Request)的方式外，OFDM和OFDMA物理层还分别支持其它的带宽请求发送方式。本发明将在后续内容中参照附图10和附图11，对本发明中OFDM和OFDMA物理层支持的带宽请求发送方式进行详细说明。
2、SS/MSS利用BS分配的单播轮询(Unicast Polling)，发送带宽请求。对于实时轮询(rt-Polling)或者非实施轮询(nrt-Polling)业务流，BS会为其分配单播的Polling时段，SS/MS在该时段内发送申请，则不会发生碰撞。
单播轮询的具体实现方法是BS为SS/MS的基本CID(Basic CID)分配足够发送BW Request的带宽，通常是在UL-MAP分配一个指向SS/MS的Basic CID的DataGrant IE。组播轮询，实际就是定义带宽请求竞争信息单元(Bandwidth RequestContention IE)。如果BS单独轮询每个SS的资源开销太大的话，就采用组播Polling的方式，运行一组SS/MS在争用的组播Polling时段发送BW Request。可以定义专门的组播或者广播CID。
对于当前有UGS业务流的SS/MS，可以通过PM位通知BS，该SS/MS需要一个单播Polling，用于非UGS的连接。轮询以SS/MSS为单位，但带宽请求以连接为单位。
3、SS/MSS利用发送数据的机会，发送附带申请(Piggyback)，即利用数据报文的一部分发送带宽请求。
Request具有以下两种属性之一：
1、增量的(Increment)：BS收到增量的Request，则在当前对该CID的带宽需求理解的基础上叠加该Request申请的带宽。
2、总量的(Aggregate)：BS收到总量的Request，则替代当前对该CID带宽需求的理解。
采用方式1和2发送带宽请求时，带宽请求报文可以采用单独的带宽请求头；采用方式3发送带宽请求时，带宽请求报文则表示为一种捎带信息，捎带方式为可选。
步骤2、RS执行带宽请求中转(BW Request Relay)，可以经多个RS(多跳RS)对带宽请求进行中转。
RS执行带宽请求(BW Request)中转处理需要对带宽请求报文进行CID的转换。RS中维护一张CID重映射表，如表2所示。在图7中，RS->BS的连接为CID3(出CID＝0x8b)，MSS/SS->RS间的连接为CID2(入CID＝0x3f)，RS执行带宽请求中转处理需要将带宽请求报文中的CID由“入CID＝0x3f”转换为“出CID＝0x8b”。即RS执行报文中转时，RS根据CID重映射表，对接收到的报文进行“入CID”与“出CID”间的转换。表2为CID重映射表
序号  SFID  入CID 出CID  QoS ...
1  0x7426  0x3f(即CID2) 0x8b(即CID3)  rt-polling ...
2  0x1694  0x49 0xa1  BE ...
3  ...  ... ...  ... ...
步骤3、锚点BS做带宽分配和授予。
BS进行BS和RS的上行和下行带宽分配后，带宽授予由基站直接下发到SS/MSS。通过在BS下发的DL-MAP报文和UL-MAP报文的MAP-IE中说明给属于BS的SS/MSS相应连接的各个burst的位置和使用方法，在BS下发的DL-MAP和UL-MAP报文的Relay-IE中说明给属于RS的SS/MSS相应连接的各个burst的位置和使用方法。
虽然SS/MSS可能为单独的CID发送带宽请求，但是BS分配的带宽授予总是标识为基本CID(Basic CID)，也就是说，带宽请求是基于CID发送的，但是带宽分配授予总是基于SS/MSS。
步骤4：在图7，图8A，图8B所示的单跳/多跳BWA中转系统中，允许RS中转BW Grant的情况下，RS做DL-MAP和UL-MAP的BW Grant的中转，则RS对BS下发的DL-MAP报文和UL-MAP报文执行带宽授予中转，即RS将接收Relay-IE直接拷贝到RS的DL-MAP报文和UL-MAP报文中，或者RS将接收的Relay-IE转换为RS的DL-MAP和UL-MAP报文中的MAP-IE，通过RS与SS/MSS间的连接CID2发送到SS/MSS。
步骤5：SS/MSS通过接收的BS下行子帧中的DL-MAP和UL-MAP报文的Relay-IE或RS中转的DL-MAP和UL-MAP报文的MAP-IE，SS/MSS获得锚点BS带宽分配和授予的结果，SS/MSS根据BS下行子帧中的DL-MAP报文中Relay-IE或RS中转的DL-MAP报文中的MAP-IE，SS/MSS相应连接在指定的burst的位置发送报文给RS；SS/MSS根据BS下行子帧中的UL-MAP报文中Relay-IE或RS中转的UL-MAP报文中的MAP-IE，SS/MSS相应连接在指定的burst的位置发送报文至RS。
如前所述，不同的物理层方式在争用时段发送带宽请求的机制有所不同，以下将对OFDM物理层和OFDMA物理层支持的带宽请求机制进行详细说明：
OFDM物理层支持两种基于竞争的带宽请求机制。一种是SS/MSS在OFDM物理层的REQ Region-Full期间发送BW Request报文，请求带宽，参照发送带宽请求的方式一的内容。
OFDM物理层支持的另外一种带宽请求机制是，SS/MSS在OFDM的REQRegion-Focused期间进行REQ Region-Focused带宽请求机制。OFDM物理层REQRegion-Focused带宽请求分为两个阶段，图10所示为OFDM物理层REQRegion-Focused带宽请求第一阶段流程图。其中，第一个阶段包括以下步骤：
步骤1-1：需要发送带宽请求的SS/MSS首先在REQ Region-Focused期间，随机选择一个RS上行发送机会(即竞争信道Contention Channel)发送竞争码(Contention Code)。
步骤1-2：RS随机选择一个锚点BS上行发送机会(即竞争信道ContentionChannel)，将SS/MSS的带宽请求竞争码的按原样转发到BS，SS/MSS的带宽请求竞争码也可以通过多跳RS按原样转发到BS。
步骤1-3：当BS收到SS/MSS的竞争码后，锚点BS为SS/MSS分配BS和RS的上行带宽，用于SS/MSS发送带宽请求，将分配的BS和RS的上行带宽通过BS下发的带有Relay-IE的DL-MAP报文和UL-MAP报文发送给RS和MS。
与普通方式不同点在于，上行带宽分配不用BASIC CID指示。通过broadcastCID和OFDM Focused Contention IE共同指示上行带宽分配。OFDMFocused Contention IE中包含SS/MSS使用的竞争信道、竞争码、发送机会。SS/MSS可以根据自己刚才使用的竞争信道/发送机会和竞争码的参数得知BS是否为自己分配了上行机会。
步骤1-4：当单跳或多跳BWA中转系统允许RS中转BW Grant，RS做DL-MAP和UL-MAP的BW Grant的中转。
步骤1-5：SS/MSS接收到BS的下行子帧中的UL-MAP报文的Relay-IE或接收到通过RS中转的RS的下行子帧中的UL-MAP报文后，SS/MSS即可判断自己是否有发送带宽请求BW Request报文的机会。
OFDM物理层REQ Region-Focused带宽请求的第二个阶段与图9中带宽请求和分配的过程相同。
OFDMA物理层除支持发送带宽请求(BW Request)请求带宽(带宽请求发送方式一)外，还支持一种称为基于竞争的CDMA带宽请求机制。
OFDMA物理层定义测距(Ranging)子信道和一组特殊的伪随机测距(Ranging)码。伪随机测距码又分为初始测距(Initial Ranging)、周期测距(PeriodicRanging)和带宽请求(Bandwidth Request)三种。OFDMA物理层带宽请求机制分为两个阶段。如图11所示为OFDMA物理层带宽请求机制第一阶段流程图，OFDMA物理层带宽请求机制第一阶段包括以下步骤：
步骤2-1：当SS/MSS需要请求带宽时，SS/MSS从带宽请求(Bandwidth Request)伪随机测距码中随机选择一个码，并在RS的Ranging子信道中发送给RS。
步骤2-2：RS通过BS的测距子信道将SS/MSS的带宽请求伪随机测距码按原样进行转发给BS(单跳)，或由RS将SS/MSS的带宽请求伪随机测距码原样转发至其它RS后再转发给BS(多跳RS转发)。
步骤2-3：当BS收到伪随机测距码后，锚点BS为SS/MSS分配BS和RS的上行带宽，用于SS/MSS发送带宽请求，通过带Relay-IE的DL-MAP报文和UL-MAP报文发送给RS发送给RS和MS。
为SS/MSS分配的BS和RS的上行带宽通过在UL-MAP中分配一个带有发送区域、测距码信息的CDMA_Allocation_IE来完成。
步骤2-4：多跳情况或单跳下允许RS中转BW Grant的情况下，RS做DL-MAP和UL-MAP的BW Grant的中转。
步骤2-5：SS/MSS接收到BS的下行子帧中的UL-MAP报文的Relay-IE或经中转的RS的下行子帧中的UL-MAP报文后，SS/MSS根据CDMA_Allocation_IE中携带的信息确定是否该上行发送机会是否属于自己。如果属于自己，SS/MSS可以用该上行发送机会发送带宽请求和数据。
OFDMA物理层带宽请求的第二个阶段与图9中带宽请求和分配的过程相同。
本发明的有益效果在于，提供了一种中转系统及带宽分配和调度方法，解决了中转系统的带宽请求、带宽分配和业务调度的处理方法。本发明通过带宽请求中转，解决多跳中转的问题，简化了BWA中转网络的复杂度，降低了RS的复杂度。
以上实施例仅用于说明本发明的实施过程，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (18)

1、一种中转系统的带宽分配和调度方法，其特征在于，在基站物理层帧结构的下行子帧的控制报文中增加新的信息单元，增加的新的信息单元用于指示通过中转站中转的用户站/移动用户站相应连接的各个突发的位置和使用方法；
用户站/移动用户站发起带宽请求经过中转站中转后传送到基站，基站根据带宽请求报文进行带宽分配和调度处理，基站生成具有增加的新的信息单元的控制报文，基站发送控制报文至用户站/移动用户站，执行带宽授予。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站根据带宽请求报文进行带宽分配和调度处理包括：基站根据用户站/移动用户站的带宽请求分别对基站的上行带宽和下行带宽以及中转站的上行带宽和下行带宽进行带宽分配，基站对基站的上行带宽和下行带宽进行调度。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：基站将控制报文发送到中转站，中转站根据控制报文中的新增加的新的信息单元被动进行中转站上行带宽和下行带宽的调度。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基站发送控制报文到用户站/移动用户站，包括：基站将控制报文直接发送到用户站/移动用户站；以及
基站将控制报文通过中转站转发到用户站/移动用户站。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基站将控制报文通过中转站转发到用户站/移动用户站包括：中转站将接收的控制报文中增加的新的信息单元复制到中转站的控制报文中，将中转站的控制报文发送至用户站/移动用户站；或者
中转站将接收的基站控制报文中的增加的新的信息单元转换为中转站控制报文中的映射信息单元；中转站将中转站控制报文中发送至用户站/移动用户站。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在用户站/移动用户站发起带宽请求之前，用户站/移动用户站向基站请求带宽，用于发送带宽请求报文，包括：用户站/移动用户站随机选择一个中转站竞争信道发送竞争码；中转站随机选择一个基站竞争信道，将用户站/移动用户站的带宽请求竞争码转发给基站；基站根据接收的用户站/移动用户站的竞争码为用户站/移动用户站分配基站上行带宽和中转站上行带宽，用于用户站/移动用户站发送带宽请求。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在用户站/移动用户站发起带宽请求之前，用户站/移动用户站向基站请求带宽用于发送带宽请求报文，还包括：用户站/移动用户站在带宽请求伪随机测距码中随机选择一个码，在中转站的测距子信道中发送给中转站；中转站通过基站的测距子信道将用户站/移动用户站带宽请求伪随机测距码中转给基站；基站接收到用户站/移动用户站的伪随机测距码后，基站为用户站/移动用户站分配基站和中转站的上行带宽用于发送带宽请求；基站通过发送具有增加的新的信息单元的控制报文，将分配给用户站/移动用户站的基站上行带宽和中转站上行带宽发送给到用户站/移动用户站和中转站。
8、根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，用户站/移动用户站通过至少一个下级中转站将带宽请求中转到中转站；
中转站将具有复制的增加的新的信息单元的中转站的控制报文下发到下级中转站；由下级中转站将中转站的控制报文原样转发到用户站/移动用户站；或者，
中转站将接收的基站控制报文中的增加的新的信息单元转换为中转站控制报文中的映射信息单元，中转站将转换后的中转站控制报文发送到下级中转站，下级中转站将接收的中转站控制报文原样转发到用户站/移动用户站。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基站物理层帧结构的下行子帧的控制报文为：下行映射信息单元报文和上行映射信息单元报文。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，增加的新的信息单元是下行映射信息单元报文和上行映射信息单元报文中的扩展映射信息单元。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，用户站/移动用户站发起带宽请求包括：用户站/移动用户站使用基站的上行映射信息单元报文中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的增加的新的信息单元发起带宽请求；或者
用户站/移动用户站通过使用中转站的上行映射信息单元报文中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的映射信息单元发起带宽请求；其中，
基站的上行映射信息单元报文中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的增加的新的信息单元与中转站的上行映射信息单元报文中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的映射信息单元，描述了中转站上行链路请求上行数据传输带宽的时间间隔和/或子信道信号。
12、一种中转系统，其特征在于，包括：用户站/移动用户站、基站和中转站；其中，
用户站/移动用户站，具有带宽请求单元，用于发起带宽请求；
基站具有带宽分配单元和基站调度管理单元；
带宽分配单元根据接收的带宽请求，对基站上行带宽和下行带宽、中转站的上行带宽和下行带宽进行分配，生成具有增加的新的信息单元的控制报文，发送给用户站/移动用户站和中转站；
基站调度管理单元，对基站上行带宽和下行带宽进行调度；
中转站，具有带宽请求中转单元和中转站调度管理单元；
带宽请求中转单元，用于将用户站/移动用户站带宽请求单元发起的带宽请求中转到基站；
中转站调度管理单元，根据接收到的基站的物理层帧结构的下行子帧的控制报文中的增加的新的信息单元被动进行中转站上行带宽和下行带宽的调度。
13、根据权利要求12所述的中转系统，其特征在于，中转站还包含有带宽授予中转单元，带宽授予中转单元将接收的增加的新的信息单元复制到中转站的控制报文，将复制了增加的新的信息单元的中转站的控制报文发送至用户站/移动用户站；或者
带宽授予中转单元将接收的增加的新的信息单元转换为中转站的控制报文中的映射信息单元，将中转站转换后的控制报文发送至用户站/移动用户站。
14、根据权利要求13所述的中转系统，其特征在于，中转系统中还包括一个或一个以上下级中转站，下级中转站具有带宽请求中转单元，下级中转站的带宽请求中转单元将用户站/移动用户站发起的带宽请求中转至中转站。
15、根据权利要求14所述的中转系统，其特征在于，下级中转站中也设置有带宽授予中转单元，下级中转站的带宽授予中转单元将中转站下发给下级中转站的中转站控制报文原样转发至用户站/移动用户站。
16、根据权利要求14或15所述的中转系统，其特征在于，基站物理层帧结构的下行子帧的控制报文为：下行映射信息单元报文和上行映射信息单元报文。
17、根据权利要求16所述的中转系统，其特征在于，增加的新的信息单元是下行映射信息单元报文和上行映射信息单元报文中的扩展映射信息单元，扩展映射信息单元用于指示通过中转站中转的用户站/移动用户站相应连接的各个突发的位置和使用方法。
18、根据权利要求17所述的中转系统，其特征在于，用户站/移动用户站的带宽请求单元使用基站带宽授予单元下发的上行映射信息单元报文中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的新增加的信息单元发起带宽请求；或者
用户站/移动用户站使用中转站带宽授予中转单元下发的上行映射信息单元报文中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的映射信息单元发起带宽请求；其中，
基站的上行映射信息单元中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的新增加的信息单元与中转站的上行映射信息单元中指定的用于中转站广播、多播或者单播的带宽请求的映射信息单元，描述了中转站上行链路请求上行数据传输带宽的时间间隔和/或子信道信号。
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