CN101039280A - 在宽带无线接入通信系统中请求和分配上行带宽的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在多跳中继BWA通信系统中的RS内请求和分配上行带宽的方法。RS在预定的时间段内从至少一个MS接收包括上行带宽的上行带宽请求消息，从该上行带宽请求消息检测所请求的上行带宽，通过对来自于至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成包括总的所请求的上行带宽在内的新的上行带宽请求消息，并将该新的上行带宽请求消息发送给BS。

Description

在宽带无线接入通信系统中请求和分配上行带宽的方法
优先权
该申请在35U.S.C.§119下要求在2006年1月3日向韩国知识产权局提交的、申请号为2006-613的申请的优先权，在此合并其全部内容作为参考。
技术领域
本发明通常涉及多跳中继宽带无线接入(BWA)通信系统，特别是涉及一种在多跳中继宽带无线接入(BWA)通信系统中请求和分配上行带宽的方法。
背景技术
对于被称为第四代(4G)通信系统的新一代通信系统，以大约100Mbps向用户提供具有多种服务质量(QoS)等级的业务是一个非常活跃的研究领域。特别是，正在对通过确保移动性和QoS而为诸如无线局域网(WLAN)和无线广域网(WMAN)的BWA通信系统提供高速服务方面进行积极研究。主要例子是电气和电子工程师协会(IEEE)802.16a和IEEE 802.16e。
IEEE 802.16a和IEEE 802.16e通信系统对WMAN系统的物理信道采用正交频分多路复用/正交频分多址(OFDM/OFDMA)。IEEE 802.16a仅考虑单个小区的结构，而不涉及订户站(SS)的移动性。相反，IEEE 802.16e相对于IEEE 802.16a通信系统而言支持SS的移动性。下文中，将移动SS称为MS。
由于信令通过直接链路而在MS和固定基站(BS)之间执行，因此在典型的IEEE 802.16e通信系统中可以在它们之间建立高度可靠的无线电通信链路。但是，由于BS是固定的，所以不能灵活配置无线网络。结果，在无线电环境处于波动业务量分配、以及在要求呼叫的数量出现很大变化时，IEEE 802.16e通信系统就不能有效地提供通信服务。
为了克服这个问题，使用固定中继站(RS)、移动RS、或普通MS的多跳中继数据传输方案被用于诸如IEEE 802.16e的普通蜂窝无线通信系统。多跳中继无线通信系统可根据已变化的通信环境来快速地和有利地重新配置网络，并且可以使整个无线网络进行有效操作。它可以扩展小区覆盖范围并增加系统容量。如果BS和MS之间的信道状态恶劣，则在它们之间安装RS，这样通过RS所建立的多跳中继使得MS可以用更好的无线电信道。在信道状态不好的小区边界中使用多跳中继方案，可以获得高速数据信道，并且小区的覆盖范围也得到扩展。
在多跳中继BWA通信系统中，RS是由BS或像SS或MS一样的客户RS安装和管理的基础设施RS，其用作中继。另外，RS可以是固定的、游动的、或像MS一样移动。
可通过经由RS向BS发送带宽请求消息而为每个MS分配上行带宽。RS处理MS和BS之间的带宽请求消息。因此，需要定义一种用于为RS请求和分配上行带宽的方法。
发明内容
本发明的一个方面是至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下面所述的优点。因此，本发明的一个方面是提供了一种在多跳中继BWA通信系统中请求和分配上行带宽的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种在BWA通信系统中的RS内请求和分配上行带宽的方法，其中RS在预定的时间段内从至少一个MS接收包括上行带宽的上行带宽请求消息，从上行带宽请求消息中检测所请求的上行带宽，通过对来自所述至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成包括总的所请求的上行带宽在内的新的上行带宽请求消息，并将该新的上行带宽请求消息发送给基站(BS)。
根据本发明的又一方面，提供了一种在BWA通信系统的RS中请求和分配上行带宽的方法，其中RS在一时间段内从至少一个MS接收指示所请求的上行带宽的CDMA代码，利用该CDMA代码检测所请求的上行带宽，通过对来自所述至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成指示总的所请求的上行带宽的新的CDMA代码，并将该新的上行带宽请求消息发送给BS。
根据本发明的又一方面，提供了一种在宽带无线接入(BWA)通信系统的RS中请求和分配上行带宽的方法，其中RS从MS接收包括所请求的上行带宽的上行带宽请求消息，将该上行带宽请求消息中继给BS，从BS为RS分配上行带宽，并利用所分配的上行带宽将所请求的上行带宽分配给MS。
根据本发明的又一方面，提供了一种在宽带无线接入(BWA)通信系统的RS中请求和分配上行带宽的方法，其中RS从MS接收指示所请求上行带宽的CDMA代码，将该CDMA代码中继给BS，从BS为RS分配上行带宽，并利用所分配的上行带宽将所请求的上行带宽分配给MS。
根据本发明的又一方面，提供了一种在BWA通信系统中用于从RS请求和分配的上行带宽的设备，其中至少一个MS生成包括所请求的上行带宽的上行带宽请求消息，并将该上行带宽请求消息发送给RS；RS在一预定时间段内从所述至少一个MS接收上行带宽请求消息，从上行带宽请求消息中检测所请求的上行带宽，通过对来自该至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成包括总的所请求的上行带宽在内的新的上行带宽请求消息，并将该新的上行带宽请求消息发送给BS；以及BS通过调度为RS分配上行带宽。
根据本发明的又一方面，提供了一种在无线通信系统中用于从RS请求和分配上行带宽的设备，其中，至少一个MS生成指示所请求的上行带宽的CDMA代码，并将该CDMA代码发送给RS；RS在一预定时间段内从该至少一个MS接收CDMA代码，使用该CDMA代码检测所请求的上行带宽，通过对来自所述至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成指示总的所请求的上行带宽的新CDMA代码，并将该新CDMA代码发送给BS；和BS为RS分配和调度上行带宽。
根据本发明的又一方面，提供了一种在BWA通信系统中用于从RS请求和分配的上行带宽的设备，其中，MS生成并请求上行带宽请求消息，并将该上行带宽请求消息发送给RS；RS将上行带宽请求消息中继给BS，以及当从BS为RS分配上行带宽时，使用已分配的上行带宽为MS分配所请求的上行带宽；和BS通过调度为RS分配上行带宽。
根据本发明的又一方面，提供了一种在BWA通信系统中用于从RS请求和分配上行带宽的设备其中，MS，用于生成指示所请求的上行带宽的CDMA代码，并将该CDMA代码发送给RS；RS将CDMA代码中继给BS，并且在从BS为RS分配上行带宽时，使用已分配的上行带宽为MS分配所请求的上行带宽；以及BS为RS分配和调度上行带宽。
附图说明
根据以下结合附图的描述，本发明的上述和其它目的、特征、以及优点将会更加显而易见，其中：
图1是根据本发明的、用于在多跳中继BWA通信系统中请求和分配上行带宽的方法的系统图；
图2是根据本发明的、用于在多跳中继BWA通信系统中的RS内请求和分配上行带宽的流程图；
图3是根据本发明的、用于在多跳中继BWA通信系统中请求和分配上行带宽的方法的系统图；以及
图4是根据本发明的、用于在多跳中继BWA通信系统中的RS内请求和分配上行带宽的流程图。
具体实施方式
这里将结合附图对本发明的优选实施例进行描述。在以下描述中，由于对公知的功能或结构会以不必要的细节而混淆本发明，因此不对其进行详细描述。
本发明提供了一种用于在多跳中继BWA通信系统中请求和分配上行带宽的方法。然而，尽管在BWA通信系统的环境中描述了本发明，应当清楚本发明也适用于任何多跳中继蜂窝通信系统。
参见图1，多个MS 105、107和109向RS 103发送上行带宽请求消息111、113和115，并且RS 103简单将该上行带宽请求消息111，113和115中继给BS 101。也就是，RS 103在BS 101与MS 105、107、和109之间重传数据。BS 101通过调度为MS 105、107和109分配所请求的带宽。这样，就为MS 105、107和109分配了它们所请求的带宽。下面将参照图2对带宽请求和分配进行更加详细的描述。
参见图2，RS 103在步骤201中接收来自MS 105的上行带宽请求消息，并在步骤203中将接收到的消息中继给BS 101。BS 101可通过调度为MS 105分配上行带宽。
上行带宽请求消息具有以下配置。
                        表1
  字段   值
  消息类型   表示上行带宽请求消息的代码值
  所请求的上行带宽   所请求的上行带宽的长度(以字节为单位)
在表1中，消息类型识别了所传送的消息。即，在消息类型的字段中填写表示上行带宽请求消息的代码值。由于通过上行带宽请求消息来通知所请求的上行带宽，因此上行带宽请求消息包括指示所请求的上行带宽尺寸的请求上行带宽字段。
在步骤205中，RS 103确定BS 101是否已分配了上行带宽。如果已经分配了上行带宽，则RS 103在步骤207将上行带宽分配给MS 205。然后RS 103结束该过程。
参见图3，多个MS 305、307和309向RS 303发送上行带宽请求消息。每个上行带宽请求消息包括表1所示的请求带宽。RS 303检测MS 305、307和309所请求的上行带宽，将其相加，并生成新的上行带宽请求消息317，该消息317具有被设置为小区中请求的总带宽的字段，替代了表1所示出的、指示由特定MS请求的上行带宽的字段。
然后，RS 303向BS 301发送该新的上行带宽请求消息317。BS 301分配RS 303所请求的上行带宽。RS 303划分所分配的上行带宽，并将划分后的带宽分配给MS 305、307和309。下面将考虑图4对这个上行带宽请求和分配操作进行详述。
参见图4，在步骤401中，RS 303接收来自于MS 305、307和309的上行带宽请求消息。在步骤403中，RS 303检测各个MS 305、307和309请求的带宽，检查各个MS 305、307和309请求的服务的服务质量(QoS)等级，并作为信息在存储器中存储所请求的带宽和QoS等级。
在步骤405中，RS 303监视来自于任何其它MS的上行带宽请求消息的接收。当接收到另一个上行带宽请求消息时，RS 303返回到步骤403，其中其检测MS所请求的上行带宽并在存储器中存储所请求的带宽。如果没有接收到更多的上行带宽请求消息，则在步骤407中，RS 303将其接收上行带宽请求消息的消息接收时间与预定接收时间T进行比较。T可以根据无线通信系统和通信条件而变化。如果消息接收时间比T短，则RS 303就返回到步骤405，在其中RS 303继续接收来自于其它MS的上行带宽请求消息，直到预定的接收时间T消逝。
如果消息接收时间大于或等于T，则RS 303在步骤409中将所请求的上行带宽相加。在步骤411中，RS 303根据相加结果生成包括总上行带宽的上行带宽请求消息，并将其发送给BS 301。总带宽可以是MS所请求的上行带宽和RS 303所请求的上行带宽的总和。另外，考虑MS的服务优先级和QoS以及MS所请求的上行带宽，可以计算出总带宽。BS 301将所请求的总上行带宽分配给RS 303。
在步骤413中，RS 303确定BS 301是否已经分配了所请求的上行带宽。如果已经分配了该上行带宽，则在步骤415中，RS 303根据存储的MS所请求的带宽、以及MS的优先级和QoS为MS划分已分配的上行带宽，并且将划分的上行带宽分配给MS。然后，RS 303结束该过程。
根据本发明，RS在预定时间段内从一个或多个MS接收上行带宽请求消息，该消息包括所请求的上行带宽。然后，RS简单将上行带宽请求消息中继给BS。可选择地，RS计算MS所请求的上行带宽的和，生成包括总的请求上行带宽的、新的上行带宽请求消息，并发送该新的上行带宽请求消息。除了利用消息请求带宽以外，还进一步构思利用预定的码分多址(CDMA)代码来请求上行带宽。
例如，MS生成指示想要的上行带宽的预定CDMA代码，并向RS发送该CDMA代码。RS简单将该CDMA代码中继给BS。可选择地，RS利用在预定的时间内收到的CDMA代码计算需要的总上行带宽，生成指示总上行带宽的预定CDMA代码，并将该CDMA代码发送给RS。MS和RS可以生成CDMA代码，或从其中CDMA代码被映射为上行带宽的预定CDMA代码表中选择CDMA代码。
可以以不同的方式来进行基于CDMA代码的上行带宽请求和分配。在MS、RS和BS中预先设定默认的上行带宽。每个MS将指示所请求的默认带宽数的预定CDMA代码发送给RS。RS简单将该CDMA代码中继给BS。可选择地，RS计算在预定的时间内接收的CDMA代码中的请求默认上行带宽数，生成指示请求的默认上行带宽数的预定CDMA代码，并将该CDMA代码发送给BS。MS和RS可以生成CDMA代码，或从其中CDMA代码被映射为默认上行带宽的预定CDMA代码表中选择CDMA代码。
从以上描述中可以看出，本发明提供了一种用于多跳中继BWA通信系统的上行带宽请求和分配方法，其中RS在其小区区域中收集MS所请求的上行带宽，根据MS所请求的上行带宽，生成包括总的请求上行带宽的上行带宽请求消息，将该上行带宽请求消息发送给BS，接着中继(分配由BS分配的上行带宽)给MS。尽管MS向RS发送了多个上行带宽请求消息，但RS仅在单个上行带宽请求消息中向BS中继上行带宽请求。因此，节约了RS和BS之间的无线资源，并有效地管理了该无线电资源。
尽管结合本发明的优选实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员应该明白在不背离附加权利要求所进一步限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种变化。

Claims (30)

1.一种在无线通信系统中利用中继站(RS)来请求和分配上行带宽的方法，包括：
在一时间段内从至少一个移动站(MS)接收包括上行带宽的上行带宽请求消息；
从上行带宽请求消息中检测所请求的上行带宽；和
通过对来自所述至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成包括总的所请求的上行带宽在内的新的上行带宽请求消息，并将该新的上行带宽请求消息发送给基站(BS)。
2.如权利要求1所述的方法，其中总的所请求的带宽包括由RS请求的上行带宽。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括检查由所述至少一个MS请求的服务质量(QoS)级别以及至少一个MS的优先级，并存储该QoS级别和优先级。
4.如权利要求3所述的方法，其中从上行带宽请求消息检测所请求的上行带宽的步骤包括考虑至少一个MS的QoS级别和优先级来检测所请求的上行带宽。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：当从BS为RS分配了上行带宽时，根据所述至少一个MS所请求的上行带宽向该至少一个MS分配上行带宽。
6.如权利要求1所述的方法，还包括存储检测到的上行带宽。
7.一种在无线通信系统中利用中继站(RS)来请求和分配上行带宽的方法，包括：
在一时间段内从至少一个移动站(MS)接收指示所请求的上行带宽的码分多址(CDMA)代码；
利用该CDMA代码检测所请求的上行带宽；和
通过对来自所述至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成指示总的所请求的上行带宽的新的CDMA代码，并将该新的上行带宽请求消息发送给基站(BS)。
8.如权利要求7所述的方法，其中该总的所请求的带宽包括RS所请求的上行带宽。
9.如权利要求7所述的方法，还包括检测由该至少一个MS所请求的服务质量(QoS)级别和该至少一个MS的优先级，并存储QoS级别和优先级。
10.如权利要求9所述的方法，其中使用CDMA检测所请求的上行带宽的步骤包括考虑所述至少一个MS的QoS级别和优先级来检测所请求的上行带宽。
11.如权利要求7所述的方法，还包括，当从BS为RS分配了上行带宽时，根据该至少一个MS所请求的上行带宽向该至少一个MS分配上行带宽。
12.如权利要求7所述的方法，还包括存储检测到的上行带宽。
13.如权利要求7所述的方法，其中生成指示总的所请求的上行带宽的新CDMA代码的步骤包括从CDMA代码表中选择被映射到总的所请求的上行带宽的新CDMA代码。
14.如权利要求7所述的方法，其中预设由所述至少一个MS请求的上行带宽。
15.一种在无线通信系统的中继站(RS)中请求和分配上行带宽的方法，包括：
从移动站(MS)接收包括所请求的上行带宽的上行带宽请求消息；
将该上行带宽请求消息中继给基站(BS)；
利用从BS分配的上行带宽，将所请求的上行带宽分配给MS。
16.一种在无线通信系统中利用中继站(RS)来请求和分配上行带宽的方法，包括：
从移动站(MS)接收指示所请求上行带宽的码分多址(CDMA)代码；
将该CDMA代码中继给基站(BS)；
利用从BS分配的上行带宽，将所请求的上行带宽分配给MS。
17.如权利要求16所示的方法，其中预设所述至少一个MS所请求的上行带宽。
18.一种在无线通信系统中用于从中继站(RS)请求和分配的上行带宽的设备，包括：
至少一个移动站(MS)，用于生成包括所请求的上行带宽的上行带宽请求消息，并将该上行带宽请求消息发送给RS；
RS，用于在一段时间内从所述至少一个MS接收上行带宽请求消息，从上行带宽请求消息中检测所请求的上行带宽，通过对来自该至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成包括总的所请求的上行带宽在内的新的上行带宽请求消息，并将该新的上行带宽请求消息发送给基站(BS)；和
BS，用于为RS分配和调度上行带宽。
19.如权利要求18所述的设备，其中当BS将上行带宽分配给RS时，RS根据由该至少一个MS所请求的上行带宽来为至少一个MS分配上行带宽。
20.如权利要求18所述的设备，其中当RS接收到来自该至少一个MS的上行带宽请求消息时，RS检测由该至少一个MS请求的服务质量(QoS)级别和该至少一个MS的优先级，存储该QoS级别和优先级，并考虑该至少一个MS的QoS级别和优先级来计算所请求的上行带宽。
21.如权利要求18所述的设备，其中RS计算总的所请求的带宽以包括由MS请求的上行带宽。
22.一种在无线通信系统中用于从中继站(RS)请求和分配上行带宽的设备，包括：
至少一个移动站(MS)，用于生成指示所请求的上行带宽的码分多址(CDMA)代码，并将该CDMA代码发送给RS；
RS，用于在一段时间内从该至少一个MS接收CDMA代码，使用该CDMA代码检测所请求的上行带宽，通过对来自所述至少一个MS的所请求的上行带宽进行求和来计算总的所请求的上行带宽，生成指示总的所请求的上行带宽的新CDMA代码，并将该新CDMA代码发送给基站(BS)；和
BS，用于为RS分配和调度上行带宽。
23.如权利要求22所述的设备，其中当BS将上行带宽分配给RS时，RS根据该至少一个MS所请求的上行带宽来为至少一个MS分配上行带宽。
24.如权利要求22所述的设备，其中当RS从所述至少一个MS接收到CDMA代码时，RS检测由该至少一个MS请求的服务质量(QoS)级别和该至少一个MS的优先级，存储该QoS级别和优先级，并考虑至少一个MS的QoS级别和优先级来计算所请求的上行带宽。
25.如权利要求22所述的设备，其中RS计算总的所请求的带宽以包包由RS请求的上行带宽。
26.如权利要求22所述的设备，其中RS从CDMA代码表中选择被映射成总的所请求的上行带宽的新CDMA代码。
27.如权利要求22所述的设备，其中预设至少一个MS所请求的上行带宽。
28.一种在无线通信系统中用于从中继站(RS)请求和分配的上行带宽的设备，包括：
移动站(MS)，用于生成包括所请求的上行带宽的上行带宽请求消息，并将该上行带宽请求消息发送给RS；
RS，用于将上行带宽请求消息中继给基站(BS)，以及当从BS为RS分配上行带宽时，使用已分配的上行带宽为MS分配所请求的上行带宽；和
BS，用于为RS分配和调度上行带宽。
29.一种在无线通信系统中用于从中继站(RS)请求和分配上行带宽的设备，包括：
移动站(MS)，用于生成指示所请求的上行带宽的码分多址(CDMA)代码，并将该CDMA代码发送给RS；
RS，用于将CDMA代码中继给基站(BS)，并使用从BS分配的上行带宽将所请求的上行带宽分配给MS；以及
BS，用于通过调度来为RS分配上行带宽。
30.如权利要求29所述的设备，其中预设该至少一个MS所请求的上行带宽。
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