CN101146263A - 用于再利用无线网络中的无线资源的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于再利用无线网络中的无线资源的系统和方法，该方法包括：确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率。该方法还包括：在确定受到来自第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值的情况下：将第一无线资源分配给第一中继站和第二中继站；将第一无线资源指定为第一中继站的主要无线资源；将第一无线资源指定为第二中继站的辅助无线资源；将第二无线资源分配给第二中继站；以及将第二无线资源指定为第二中继站的主要无线资源。

Description

用于再利用无线网络中的无线资源的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及通信系统，更具体地说，涉及一种用于再利用无线网络中的无线资源的系统和方法。

背景技术

随着宽带网络服务和IP语音(VoIP)产品继续发展和普及，对无线网络功能的要求也不断发展。为了有助于满足该要求，开发了使用多个基站、中继站、接入点或联系点(point ofcontact)的网络。一种新兴技术是802.16，通常称作WiMAX。WiMAX提供宽带无线接入，并且单个基站提供对大面积(理论上达到31英里)的覆盖。其他无线网络技术包括第三代移动通信系统(Third Generation，3G)，第三代伙伴工程(Third GenerationPartnership Project，3GPP)和802.11(通常称为WiFi)。

端点享有诸如WiMAX的无线网络的优点的能力依赖于其对足够强的信号进行定位和锁定的能力。这在来自基站的信号受到干涉的区域(例如，在其范围的边缘、在两个基站的覆盖范围重叠的区域中、在隧道或建筑物内)中往往很难。一种可能的解决方案是增加基站的发送功率；另一种解决方案是安装另外的基站。然而，因为增加的运行费用和到后端支援传输链路(backhaul link)的有限访问，所以这可能并不理想。另一种解决方案是由802.16j中继工作组开发的、作为802.16标准的一部分的802.16j。802.16j提供了一种实现可以增大WiMAX基站的服务区域和/或吞吐量能力的中继站的方式。因为中继站与基站和端点进行无线通信，所以中继站不需要后端支援传输链路。因为在端点与硬连线连接之间可能存在一个以上的无线连接，所以可能将该类网络称作多跳网络。

可能很明显，与基站和端点进行无线通信增大了中继站必须传送的数据量。更具体地说，中继站使用无线连接在端点与基站之间接收并随后发送同一数据。无线网络内的中继站通常可以只使用单个信道来提供其与端点以及其它中继站和基站的通信需要。该信道的容量有限，并且在一些解决方案中可能不足以支持特定中继站的小区内的通信需求。

发明内容

本发明的具体实施方式提供一种用于再利用无线网络中的无线资源的系统和方法，该系统和方法基本上消除或减少了至少一些与以前的方法和系统相关的缺点和问题。

根据一具体实施方式，一种用于再利用无线网络中的无线资源的方法包括：确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率。该方法还包括在确定受到来自第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值时，进行以下操作：将第一无线资源分配给第一中继站和第二中继站；将第一无线资源指定为第一中继站的主要无线资源；将第一无线资源指定为第二中继站的辅助无线资源；将第二无线资源分配给第二中继站；以及将第二无线资源指定为第二中继站的主要无线资源。

在具体实施方式中，该方法还可以包括在确定受到来自第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值时，进行以下操作：将第一无线资源分配给第一中继站和第二中继站；以及将第一无线资源指定为第一中继站和第二中继站的主要无线资源。

在一些实施方式中，第一无线资源和第二无线资源可以包括不同的带宽、频率、时隙或子信道。

在具体实施方式中，确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率包括：构造干涉矩阵。如果受到来自第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值，则与和第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率相对应的干涉矩阵中的矩阵项目可以包括1，或者如果受到来自第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值，则该矩阵项目可以包括0。

根据另一实施方式，一种用于再利用无线网络中的无线资源的方法包括：从基站接收无线资源指定消息，该无线资源指定消息指定要用作主要无线资源的第一无线资源和要用作辅助无线资源使用的第二无线资源。第二无线资源也被邻近中继站使用。该方法还包括：使用第二无线资源建立与端点的第一无线连接。该方法进一步包括：在检测到来自使用第二无线资源的邻近中继站的对使用第二无线资源的与端点的第一无线连接的干涉时，使用主要无线资源建立与该端点的第二无线连接。

在一些实施方式中，检测来自邻近中继站的对使用第二无线资源的与端点的第一无线连接的干涉可以包括：在第一时间量内从端点接收第一数量的重发请求。在具体实施方式中，检测来自邻近中继站的对使用第二无线资源的与端点的第一无线连接的干涉可以包括：向端点发送信号质量报告请求并随后从该端点接收该信号质量报告。

根据另一实施方式，一种用于再利用无线网络中的无线资源的系统包括：处理器，该处理器可操作用于确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率。该处理器还可操作用于在确定受到来自第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值时，进行以下操作：将第一无线资源分配给第一中继站和第二中继站；将第一无线资源指定为第一中继站的主要无线资源；将第一无线资源指定为第二中继站的辅助无线资源；将第二无线资源分配给第二中继站；以及将第二无线资源指定为第二中继站的主要无线资源。

根据另一实施方式，一种用于再利用无线网络中的无线资源的系统包括：可操作用于从基站接收无线资源指定消息的接口，该无线资源指定消息指定要用作主要无线资源的第一无线资源和要用作辅助无线资源的第二无线资源，第二无线资源也被邻近中继站使用。该系统还包括：处理器，该处理器与该接口连接，并可操作用于使用第二无线资源建立与端点的第一无线连接。该处理器还可操作用于在检测到来自使用第二无线资源的邻近中继站的对使用第二无线资源的与端点的第一无线连接的干涉时，使用主要无线资源建立与该端点的第二无线连接。

具体实施方式的技术优点包括使得基站能够以这样的方式分配无线资源：一些中继站可以使用相同的无线资源或相同无线资源的一部分(例如，两个中继站使用的中心频率、带宽、时隙或子信道的一些重叠(例如，如在下行链路或上行链路图中所描述的))。因此，在包括多个中继站的无线网络中，通过使得能够再利用无线资源，可以使得基站能够增加分配给各个中继站的无线资源的量。

根据以下附图、说明书和权利要求，其它技术优点对于本领域技术人员将显而易见。而且，虽然以上已列举了特定优点，但是各种实施方式可以包括所有所列举的优点、所列举的优点中的某些、或不包括所列举的优点。

附图说明

为了更完整地理解具体实施方式及其优点，现在结合附图参照以下说明，其中：

图1表示根据一具体实施方式的包括各种通信网络的通信系统；

图2表示根据一具体实施方式的无线网络，该无线网络包括基站与多个中继站的更详细的视图；

图3表示根据一具体实施方式的无线资源的分配的图示；

图4a和4b表示根据一具体实施方式的用于再利用无线网络中的无线资源的方法。

具体实施方式

图1表示根据一具体实施方式的包括各种通信网络的通信系统。通信系统100可以包括多个网络110。每个网络110可以是各种通信网络中的任何一种，这些通信网络被设计为独立地或与其他网络相结合地使一个或多个不同服务便利。例如，网络110可以使互联网访问、在线游戏、文件共享、点对点文件共享(P2P)、互联网协议语音(VoIP)呼叫、IP视频呼叫或通常通过网络提供的任何其他类型的功能便利。网络110可以使用用于有线通信或无线通信的各种协议中的任何一种来提供它们各自的服务。例如，网络110a可以包括802.16无线网络，通常称为WiMAX，其可以包括基站(例如，基站120)和中继站(例如，中继站130)。网络110a可以通过实施802.16j来提供对中继站130的使用。可以将使用中继站的WiMAX网络称作移动多跳中继(MMR)网络。

网络110a内的每个中继站和基站可以具有一个或更多个分配给它们的无线资源，用于建立无线连接150。例如，无线资源可以包括特定中心频率、特定带宽、特定时隙和/或特定子信道(例如，如下行链路或上行链路图中所描述的)的组合。在具体实施方式中，基站120可以将同一无线资源或其一部分分配给多个中继站，有效地增加网络110a内的可用无线资源的量。尽管仔细地计划，但是可能出现两个或更多个中继站被分配同一资源并受到干涉的情况。为了避免具有该情况的问题，基站120可以向一个或两个中继站分配主要无线资源和辅助无线资源。中继站可以最初使用分配给它的辅助资源来与连接到它的端点进行通信。然后，如果特定端点受到干涉，则该中继站可以切换到主要无线资源，来与受到干涉的端点进行通信。如果任何其它中继站正在使用该端点刚移动到的主要资源，并导致干涉，则这些中继站需要调整它们的资源，以使得中继站和端点能够访问主要资源以及通过该主要资源进行通信，而没有干涉。这使得中继站能够再利用无线资源。然而，如果存在与再利用的无线资源的干涉，则中继站仍然可以访问可提供无干涉通信的主要无线资源。

虽然通信系统100包括四个网络110a-110d，但是应当将术语“网络”解释为能够发送信号、数据和/或消息(包括通过网页、电子邮件、文本聊天、IP语音(VoIP)和即时消息发送的信号、数据或消息)的一般定义的任何网络。根据网络的范围、大小和/或配置，可以将网络110a-110d中的任何一个实施为LAN、WAN、MAN、PSTN、WiMAX网络、诸如互联网的全球分布网络、内联网、外联网或任何其它形式的无线或有线网络。

通常，网络110a、110c和110d提供端点140和/或节点170之间的分组、信元、帧或信息的其他部分(在这里统称为分组)的通信。网络110可以包括任何数量的有线链路160、无线连接150、节点170和/或端点140及其组合。为了例示和简化的目的，网络110a是可以至少部分地通过WiMAX实施的MAN，网络110b是PSTN，网络110c是LAN，网络110d是WAN。

网络110a、110c和110d可以是IP网络。IP网络通过将数据置于分组中并沿一条或更多条通信路径将每个分组单独地发送到所选择的目的地。网络110b是可以包括交换站、中心局、移动电话交换局、寻呼机交换局、远程终端和其它遍及世界的相关电信设备的PSTN。网络110d可以通过网关连接到网络110b。根据该实施方式，网关可以是网络110b或110d的一部分(例如，节点170e或170c可以包括网关)。该网关可以使得PSTN110d能够与诸如网络110a、110c和110d的非PSTN网络进行通信。

网络110a、110c和/或110d中的任何一个可以连接到其它IP网络，其它IP网络包括但不限于互联网。因为IP网络共享发送数据的公共方法，所以可以在位于不同但互连的IP网络上的装置之间发送信号。除了连接到其它IP网络之外，网络110a、110c和/或110d中的任何一个也可以通过使用接口或诸如网关的组件连接到非IP网络。

网络110可以通过多条有线链路160、无线连接150和节点170彼此连接并与其他网络连接。不仅有线链路160、无线连接150和节点170连接各种网络，而且它们还将端点140彼此互连，并与连接到任一网络110或任一网络110的一部分的任何其它组件互连。网络110a-110d的互连可以使端点140能够在彼此之间传送数据和控制信令，以及使得任何中间组件或装置能够传送数据和控制信号。因此，端点140的用户可能能够在连接到网络110a-110d中的一个或更多个的各个网络组件之间发送并接收数据和控制信号。

无线连接150可以表示例如使用WiMAX的两个组件之间的无线连接。尽管使用相对较小数量的有线链路，但是WiMAX基站和/或中继站的扩展范围可以使得网络110a能够覆盖与MAN相关的较大地理区域。更具体地说，通过在城区周围适当地布置基站120和多个中继站130，多个中继站130可以使用无线连接150来与基站120和遍及城区的无线端点140进行通信。然后，基站120可以通过有线连接160a与其他基站、不能建立无线连接的网络组件和/或诸如网络110d或互联网的MAN外部的其他网络进行通信。

节点170可以包括网络组件、会话边界控制器、关守(gatekeeper)、基站、会议桥、路由器、集线器、交换机、网关、端点、或实施任何数量的允许在通信系统100中交换分组的通信协议的任何其它硬件、软件或嵌入式逻辑的任意组合。例如，节点170a可以包括另一基站，该基站通过链路160j有线连接到基站120并通过链路160a有线连接到网络110d。作为基站，节点170a可能能够建立与各个其它基站、中继站和/或端点的多个无线连接。作为另一实施例，节点170e可以包括网关。这可以使得网络110b(PSTN网络)能够发送通信并从诸如网络110d(IP网络)的其它非PSTN网络接收通信。作为网关，节点170e进行工作以对不同网络使用的各种协议之间的通信进行翻译。

端点140和/或节点170可以包括向用户提供数据或网络服务的硬件、软件和/或编码逻辑的任意组合。例如，端点140a-140d可以包括IP电话、计算机、视频监视器、摄像机、个人数据助理、蜂窝电话或任何其它支持使用网络110进行分组(或帧)通信的硬件、软件和/或编码逻辑。端点140也可以包括无人值守系统或自动系统、网关、其它中间组件，或可以发送或接收数据和/或信号的其他装置。虽然图1示出了特定数量和结构的端点、连接、链路和节点，但是通信系统100预期用于传送数据的任意数量或设置的这些组件。此外，通信系统100的要素可以包括相对于彼此中心定位(本地)或遍及通信系统100分布的多个组件。

图2表示根据一具体实施方式的包括基站210和中继站250的更详细视图的无线网络200。在不同实施方式中，网络200可以包括任意数量的有线或无线网络、基站、端点、中继站和/或任何其它可以通过有线或无线连接促进或参与数据和/或信号通信的组件。为了简化，网络200包括网络205、基站210、端点270和中继站250。基站210包括处理器212、存储器214、接口216、无线电设备217和天线218。类似地，中继站250包括处理器252、存储器模块254、无线电设备257和天线258。这些组件可以一起工作，从而提供基站和/或中继站的功能，例如提供无线网络(例如，WiMAX无线网络)中的无线连接。网络205可以包括以上针对图1所述的一个或更多个网络。例如，网络205可以包括互联网、LAN、WAN、MAN、PSTN或以上的某些组合。

处理器212可以是微处理器、控制器或任何其它适合的计算装置、资源、或者可操作用来单独或与诸如存储器214的其他基站210组件相结合来提供基站210的功能的硬件、软件和/或编码逻辑的组合。这种功能可以包括向诸如端点270h或中继站250a的端点或中继站提供这里所讨论的各种无线特征。处理器212可以用于创建和/或填充(populate)表示哪对中继站可能互相作用和/或受到彼此干涉的干涉矩阵。处理器212可以在向中继站250分配无线资源时使用该干涉矩阵。更具体地说，在具体实施方式中，处理器212可以使用干涉矩阵来确定主要无线资源的参数(例如，带宽、频率、时隙和子信道)或者将辅助无线资源分配给每个中继站。

存储器214可以是任何形式的易失性或非易失性存储器，包括但不限于磁介质、光介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可移动介质，或任何其它适合的本地或远程存储器组件。存储器214可以存储基站210使用的任何适合的数据或信息，包括软件和编码逻辑。在一些实施方式中，存储器214可以存储由处理器212使用的用于创建干涉矩阵的信息以及干涉矩阵本身。存储器214也可以存储与通过无线连接260a-260d传送的数据量有关的信息。该信息可以包括基于各个端点的平均数据率、基于正在使用的服务的类型的平均数据率，或任何其他类型的可能想要的数据率。存储器214也可以保持对于确定如何将数据路由到正确的端点和/或中继站有用的数据的列表、数据库或其它组织。例如，在一些实施方式中，树结构(与网状结构相对)可以用于将数据从端点路由到基站。更具体地说，可能存在从基站210到端点270b的已知路径。可以将该路径或其一部分存储在存储器214中。

基站210还包括接口216，该接口216可以用于基站210与网络205之间的信令和/或数据的有线通信。例如，接口216可以进行任何格式化或翻译，这是使得基站210能够通过有线连接向网络205发送数据或者从网络205接收数据所必须的。

无线电设备217可以连接到天线218或其一部分。无线电设备217可以通过无线连接来接收要被送出到其它基站、中继站和/或端点的数字数据。无线电设备217可以将该数字数据转换为具有合适的中心频率和带宽参数的无线电信号。这些参数可以由处理器212和存储器214的某些组合提前确定。然后可以通过天线218将无线电信号发送给合适的接收者(例如，中继站250d)。类似地，无线电设备217可以将从天线218接收的无线电信号转换为要由处理器212处理的数字数据。

天线218可以是能够无线地发送和接收数据和/或信号的任何类型的天线。在一些实施方式中，天线218可以包括一个或更多个可操作用来发送/接收2GHz到66GHz之间的无线电信号的全向天线、扇形天线或平面天线。全向天线可以用来在任何方向上发送/接收无线电信号，扇形天线可以用来从特定区域内的装置发送/接收无线电信号，平面天线可以是用来在相对直的线上发送/接收无线电信号的视线天线(a line ofsightantenna)。

中继站250包括与基站210的组件类似的组件。一个例外可以是中继站250可以不包括用于有线连接的接口。这可能是因为中继站250可以只使用无线连接，这样可以不需要有线连接。通过允许在没有有线连接的情况下部署中继站250，可以降低初始部署成本，因为网络线不必延伸到每个中继站250。中继站250a、250b、250c和250d可以包括类似组件并且可以提供类似功能，因此，为了简化，对图2中所示的中继站组件的以下说明可以指一般的组件，并可以适用于每个中继站。

与基站210一样，中继站250包括处理器。处理器252可以是微处理器、控制器，或任何其它适合的计算装置、资源、或者可操作用来单独地或与诸如存储器254的其他中继站250组件相结合地提供中继站250的功能的硬件、软件和/或编码逻辑的组合。这种功能可以包括向诸如端点270a-270b或基站210的端点或基站提供这里讨论的各种无线特征。在已向中继站250分配了主要无线资源和辅助无线资源的情况下，处理器252可以用于确定何时从辅助无线资源转换到主要无线资源。

与存储器214一样，存储器模块254可以是任何形式的易失性或非易失性存储器，包括但不限于磁介质、光介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可移动介质，或任何其它适合的本地或远程存储器组件。存储器模块254可以存储由中继站250d使用的任何适合的数据或信息，包括软件和编码逻辑。在一些实施方式中，存储器模块254可以存储诸如已被分配给中继站250的主要无线资源和辅助无线资源的各种参数的信息。存储器模块254也可以保持对于确定如何将数据路由到正确的端点、基站和/或中继站有用的数据的列表、数据库或其它组织。

无线电设备257可以连接到天线258或其一部分。例如，无线电设备257可以通过无线连接从处理器252接收要被送出到其它基站、中继站和/或端点的数字数据。该无线连接可以使用分配给中继站250的主要无线资源或辅助无线资源。该无线连接的特征(例如，中心频率，带宽、时隙和/或子信道)可以依赖于该无线连接是否正在使用分配给中继站250的主要无线资源或辅助无线资源。无线电设备257可以将该数字数据转换为具有合适的中心频率和带宽参数的无线电信号。这些参数可以由基站210或处理器252提前确定。然后可以通过天线258将无线电信号从无线电设备257发送到合适的接收者(例如，基站210)。无线电设备257也可以将天线258接收的无线电信号转换为要由处理器252处理的数字数据。

天线258可以是能够无线地发送和接收数据和/或信号的任何类型的天线。在一些实施方式中，天线258可以包括可操作用来发送/接收2GHz到66GHz之间的无线电信号的一个或更多个全向天线、扇形天线或平面天线。

端点270可以是能够向基站210或中继站250发送数据和/或信号以及从基站210或中继站250接收数据和/或信号的任何类型的无线端点。一些可能类型的端点270可以包括台式计算机、PDA、蜂窝电话、膝上型计算机和/或VoIP电话。

为了更好地理解基站210和中继站250的各种组件如何工作来提供具体实施方式的功能，将在实施例的上下文中说明所示实施方式的组件。为了该实施例的目的，假定已知基站210和中继站250的通信范围。通信小区260表示它们各自的基站或中继站的通信范围(例如，通信小区260e表示基站210的通信范围，通信小区260b表示中继站250b的通信范围)。通信小区260可以用于将中继站250置于基站210的周围。例如，可以将中继站250a设置得足够靠近基站210，以位于通信小区260e内，但是足够远离中继站250b，以使得它们各自的通信小区在相对很小的区域上重叠。当用户在不同的通信小区之间移动时，中继站250a和250b之间的重叠可以减少用户遇到服务丢失的可能性。然而，在中继站250a和250b使用同一无线资源的情况下，如果端点270f连接到中继站250a，则端点270f可能受到来自中继站250b的干涉。这样，在一些实施方式中可能希望中继站250a和250b使用不同的无线资源。然而，中继站250a、250b、250c和250d可以不必全都使用不同的无线资源。例如，尽管诸如端点270f的端点可能位于通信小区260a和260b内，但是该端点不在通信小区260c或260d内。因此，因为中继站250d的地理位置使得通信小区260d内的端点不会位于通信小区260a、260b或260c中的任何一个内，并因此不会受到来自中继站250a-250c的干涉，所以中继站250a、250b或250c可以全部或部分地再利用中继站250d使用的无线资源。

基站210的处理器212可以通过在中继站250之间分配无线资源从而再利用这些无线资源中的一些无线资源，来利用该情况。处理器212可以确定哪些中继站可以使用相同无线资源的一种方式是使用干涉矩阵。可以在干涉矩阵的行和列中表示每个中继站。于是，干涉矩阵的每一项表示两个相应的中继站彼此之间是否受到干涉。例如，因为中继站250b和250c彼此邻近并且通信小区260b与通信小区260c重叠，所以表示中继站250b对中继站250c的干涉的干涉矩阵项和表示中继站250c对中继站250b的干涉的干涉矩阵项可以是1。另一方面，因为中继站250c和250d在通信小区260e的相对侧，所以表示中继站250c对中继站250d的干涉的干涉矩阵项和表示中继站250d对中继站250c的干涉的干涉矩阵项可以是0。可以将整个干涉矩阵存储在存储器214中，并且在具体实施方式中可能看上去如下：

	中继站250a	中继站250b	中继站250c	中继站250d
					中继站250a	-	1	0	0
中继站250b	1	-	1	0
					中继站250c	0	1	-	0
中继站250d	0	0	0	-

可以使用各种方法来填充干涉矩阵。例如，在一些实施方式中，一旦已经部署了基站210和中继站250，基站210就可以将独占传输窗口分配给每一个中继站270。于是，尽管每个中继站在其独占传输窗口期间进行发送，但是其余中继站可以测量接收机信号强度指标(RSSI)或载波干涉和噪声率(CINR)。更具体地说，在一些实施方式中，基站210可以例如使用ALL RS CID的CID将报告请求(REP-REQ)消息发送到中继站250。REP-REQ消息可以表示可以为RS探测(RS Sounding)设定信道类型请求字段的类型长度值(TLV)。中继站250的数量、每个中继站250的CID和报告周期也可以包括在REP-REQ中。例如，当中继站250d接收到REP-REQ时，其期望收到后续帧中的探测区分配IE消息，直到REP-REQ消息中表示的报告时间为止。然后，基站210可以为中继站250d分配探测区分配IE(独占传输时段)。具体地说，使探测区分配IE中的最后一位能够表示该脉冲串(burst)用于中继站250d发送探测信号。该位还通知所有其余的中继站测量来自中继站250d的探测信号。可以专门实现基站210对所有探测区分配IE的安排。

可以将中继站250进行的测量与可以用于识别哪个中继站与该测量相关的信息一起存储在存储器254中。一旦每个中继站已经发送了至少一次，则处理器252可以从存储器254加载各个测量来创建要发送到基站210的测量报告的向量。在一些实施方式中，在已经过了其值在REP-REQ消息中的报告周期中表示的帧数量之后，处理器252可以加载各个测量。

在从每个中继站250接收到向量时，基站210的处理器212可以使用这些向量来填充干涉矩阵。例如，存储器214可以包含预定阈值，处理器212可以考虑每个测量来确定测量值是否高于该阈值或低于该阈值，并且根据该确定可以在干涉矩阵中的对应项输入1或0。在一些实施方式中，可能希望通过测量导频子载波(沿时间尺度)和前导信号(沿频率尺度)来估计干涉。

另一种可以填充干涉矩阵的方式是通过预部署计划。使用该技术，网络设计者可以通过考虑端点270的可能位置来确定通信范围和最大干涉范围。如果两个中继站的最大干涉范围重叠，则用1填充对应的项，如果两个中继站的干涉范围不重叠，则用0填充对应的项。例如，因为通信小区260c与通信小区260b重叠，所以与中继站250c和中继站250b(反之亦然)交叉处相对应的矩阵相可以包含1。作为另一实施例，因为通信小区260d与通信小区260a不重叠，所以与中继站250d和中继站250a交叉处相对应的矩阵项可以包含0。

这两种技术都是估计干涉的方法，实际干涉可能根据诸如天气、端点位置、中继站位置和干涉范围的因素而变化。

在确定无线资源分配时，处理器212可以准备要发送给中继站250的分配信息。例如，在具体实施方式中，处理器212可以准备包括由基站210广播给连接到该基站的所有中继站(例如，中继站250)和端点(例如，270h)的前导码以及下行链路和上行链路图的分配信息。在一些实施方式中，处理器212可以准备要作为一系列分配消息的一部分的分配信息，发送给特定中继站的各个分配信息详细描述了对该特定中继站的无线资源分配(例如，发送给中继站250c的分配消息可以包含对中继站250c的资源分配信息)。

不管如何将该信息发送到各个中继站，一旦中继站接收到表示该中继站要使用哪个无线资源的信息，该中继站就可以将其本身配置为使用所分配的无线资源与其各个端点进行通信。例如，中继站250a可以通过天线258a从基站210接收分配信息。无线电设备257a可以将包含分配信息的无线电信号转换为数字数据，以由处理器252a处理。处理器252a可以确定出辅助资源已被分配给中继站250a，处理器252a可以初始地将无线电设备257a配置为使用辅助无线资源。中继站250b、250c和250d也可以以类似的方式对它们本身进行配置；初始地使用可能已被分配给它们的任何辅助无线资源。

因为中继站250a、250b和250c在地理上被定位为彼此邻近并可能受到来自彼此的干涉，所以无线电设备252a和252b的初始配置可能改变。因为可以向中继站250c分配第一无线资源作为主要资源，而向中继站250a和250b分配该第一无线资源作为辅助资源，所以中继站250c与中继站250a或250b之间的任何干涉都可以导致中继站250a或250b对其本身进行重新配置，从而使用它们各自的主要资源。例如，如果在中继站250b与中继站250c之间在第一无线资源内存在干涉，则中继站250b可以改变到被指定为其主要资源的第二无线资源。应当注意，当中继站250b改变到第二无线资源时，该第二无线资源可以用于与连接到中继站250b的端点中的一个、一些或所有端点的无线连接或连接。

中继站250可以通过多种不同的方法来检测干涉。例如，中继站250b可以在通过天线258b和无线电设备257b从端点270f接收到多个自动重发请求时，在相对短的时间量内识别出干涉的概率。基于这种情况，处理器252b可以从重复的重发请求推断出端点270f受到使用辅助信道的干涉，并且中继站250b应当切换到主要信道。另一实施例可以是使用显式测量。处理器252a可以周期性地或在发生一些特定事件时(例如，当中继站252a检测到成功发送到端点270f的概率小于预定阈值时)，产生请求一个或更多个端点270发送报告响应(REP-RSP)的报告请求(REP-REQ)，该报告响应例如使用RSSI或CINR报告它们的信号质量。

在一些实施方式中，在检测到对于特定端点的干涉时，中继站可以停止使用辅助资源并开始使用主要资源来与特定端点进行通信，而其余端点(没有受到任何干涉的端点)可以继续使用辅助资源。在具体实施方式中，可以使用不同的策略。例如，一种简单的方法可以是将使用最大量的无线资源的一个端点/多个端点移动到主要资源，并随后在辅助资源之间重新分配其余的端点。这可以利用以下的推理：使用较少无线资源的端点与使用相同资源的另一端点(部分地或完全地)重叠的可能性较小。

中继站250不仅可以根据检测干涉将端点从辅助资源转换到主要资源，而且可以根据由基站210对无线资源分配进行的调整，在主要无线资源与辅助无线资源之间对端点进行转换。更具体地说，基站210可以响应于各个中继站250之间的通信量需求的变化，来调整如何在各个中继站之间分配主要资源和辅助资源。例如，如果基站210识别到来自中继站250c的通信量需求增加，并且来自中继站250b的通信量需求减少，则基站210可以增加分配给中继站250c的主要无线资源和辅助无线资源的大小，并且减少分配给中继站250b的主要无线资源和辅助无线资源的大小。作为另一实施例，如果中继站250a的主要资源不足以支持连接到该中继站250a的端点的无干涉通信，则基站210可以重新分配无线资源。在使用中继站250b的辅助资源的端点270f可能本身不受到干涉但可能导致与中继站250a使用的主要资源的干涉的情况下，可以存在基站210可以重新分配无线资源的另一实施例。因为中继站250a已经使用其主要资源，并且中继站250b没有觉察到干涉，所以基站210可以调整资源，以使该资源不被中继站250a和250b共享。

迄今已提出了多个不同的实施方式和特征。具体实施方式可以根据操作需要和/或组件限制而组合这些特征的一个或更多个。这使得网络200对于各种组织和用户的需要能够具有很大的适应性。例如，一个具体实施方式可以使用多个基站来提供城区的无线访问，或使用单个基站以及多个中继站来提供所需的覆盖。而且，在一些实施方式中，中继站250可以具有更多或更少的无线电设备。

图3示出了根据具体实施方式的分配无线资源的图示。为了简化，因为无线资源310是假定覆盖了同一组子载波的时隙，所以没有示出频率尺度。为每个中继站(RSa-RSd)分配一个或更多个无线资源310作为主要无线资源或辅助无线资源。

资源分配300可以是基站210如何分配图2的无线网络200中的无线资源。例如，在分配无线资源时，基站210可使用以上的干涉矩阵。更具体地说，将无线资源310b和310c分别分配给中继站RSa作为辅助无线资源315b和主要无线资源315a，将无线资源310a和310b分别分配给中继站RSb作为主要无线资源316a和辅助无线资源316b，将无线资源310b分配给中继站RSc作为主要无线资源317a，将无线资源310a-310c分配给中继站RSd作为主要无线资源318a。在该分配方案下，将所有三个无线资源310分配给多个中继站RS，使得能够再利用每个无线资源310。更具体地说，将无线资源310a分配给中继站RSb和RSd，将无线资源310b分配给中继站RSa-RSd，将无线资源310c分配给中继站RSa和RSd。

通过使用无线资源分配300，可以初始地将中继站RSa-RSc配置为使用无线资源310b，而可以将中继站RSd初始地配置为使用所有三个无线资源310。可以看出，这使得所有四个中继站能够至少初始地使用相同的无线资源。此外，可以看出，可能受到彼此的干涉的三个邻近中继站RSa-RSc全部具有不与中继站RSa-RSc中的任何一个共享的主要无线资源。例如，如果中继站RSa检测到与连接到该中继站RSa的端点的干涉，则可以简单地将该端点从辅助无线资源315b移动到主要无线资源315a。因为可以将中继站RSd在地理上定位为使得不可能存在干涉，所以可以在不用担心干涉的情况下，与中继站RSd共享由中继站RSa-RSc使用的三个主要无线资源。

图4a和4b表示根据一具体实施方式的用于再利用无线网络中的无线资源的方法。所示的方法尤其使得基站能够将相同无线资源分配给多个中继站，同时向这些中继站提供以下的能力：如果这些中继站受到使用辅助无线资源的干涉，则切换到确保这些中继站无干涉通信的主要无线资源。

该方法开始于步骤400，其中确定两个中继站受到干涉的概率。如上所述，在一些实施方式中，可以在建立包括基站和中继站的无线网络之前完成该操作，在具体实施方式中，可以通过中继站与基站之间的一系列通信来完成该操作。

然后，在步骤405构造干涉矩阵。在具体实施方式中，如果两个相应的中继站受到干涉的概率高于干涉阈值，则干涉矩阵的项可以包含1，或者如果该概率低于干涉阈值，则干涉矩阵的项可以包含0。

根据两个中继站受到干涉的概率是否大于干涉阈值(例如，特定矩阵项是否包含1或0)，基站可以分配一个以上的无线资源和/或基站可以指定辅助无线资源。根据该网络的实施方式和操作需要，可以使用不同的阈值。例如，可以将阈值设定得相对高(例如，两个中继站受到干涉的概率接近1)，表示两个相关中继站不能再利用无线资源。另一示例可以涉及相对低的干涉阈值，在这种情况下，可以向一个中继站分配另一中继站作为辅助无线资源进行再利用的主要资源。

如果受到干涉的概率大于干涉阈值，则在步骤415，中继站将第一无线资源分配给第一中继站和第二中继站两者。然后在步骤420和425，将第一无线资源指定为第一中继站的主要无线资源和第二中继站的辅助无线资源。因为将第一无线资源指定为第一中继站的主要无线资源，所以第一中继站是第一无线资源的主要用户。这样，如果在第一无线资源内存在任何干涉，则第二中继站可能不得不让步于第一中继站。为了使第二中继站能够在第一无线资源方面让步于第一中继站，第二中继站可能需要具有它自己的主要无线资源。因此，在步骤430和435，基站将第二无线资源分配给第二中继站，并将第二无线资源指定为第二中继站的主要无线资源。

在基站已确定如何分配无线资源之后，基站可以通过无线资源指定消息通知中继站。例如，第二中继站在步骤440接收到该指定消息。通过使用该指定消息内的信息，第二中继站在步骤445使用其辅助无线资源(第一无线资源)来建立与端点的无线连接。在步骤450，如果在与端点的无线连接中检测到干涉，则在步骤455，该中继站可以停止使用其辅助无线资源，而使用其主要无线资源(第二无线资源)来建立与端点的第二无线连接。如上所述，可以通过第二中继站在相对短的时间量内接收到多个重发请求或通过请求端点报告其信号质量来检测干涉。

现在，返回到步骤410，如果受到干涉的概率不大于干涉阈值，则基站不需要将辅助无线资源指定给这两个中继站。更具体地说，如果不可能存在干涉，则不需要这些中继站之一将端点移动到不同的无线资源。因此，在步骤460和465，基站将第一无线资源分配给第一中继站和第二中继站两者，并将第一无线资源指定为第一中继站和第二中继站的主要无线资源。通过例如由第一中继站在步骤470接收的无线资源指定消息，将该信息传送给这些中继站。然后在步骤475，第一中继站使用其主要无线资源建立与端点的无线连接。

可以适当地对图4a和4b中所示的一些步骤进行组合、修改或删除，也可以向该流程图增加额外的步骤。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以按照任何适合的顺序执行步骤。

尽管针对多个实施方式讨论了各种实现和特征，但是应当理解可以在各中实施方式中组合这些实现和特征。例如，根据操作需要或期望，可以与针对诸如图1的另一个这样的附图进行了说明的特征和功能相结合地使用针对诸如图2的特定附图进行了说明的特征和功能。

虽然已详细地说明了具体实施方式，但是应当理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种其他改变、替代和变更。例如，虽然参照诸如端点、基站和中继站的包括在通信系统100内的多个要素对实施方式进行了说明，但是可以对这些要素进行组合、重新布置或定位，从而适应特定的路由结构或需要。此外，在适当的情况下，可以将这些要素中的任何一个设置为与通信系统100分离或彼此分离的外部组件。本发明预期在这些要素以及它们的内部组件的布置方面的很大的灵活性。

本领域的技术人员可以确定许多其它改变、替代、变化、变更和修改，本发明旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有这些改变、替代、变化、变更和修改。

本申请要求2006年8月18日提交的题为“管理无线网络”的美国专利申请No.60/822861的优先权。

Claims (33)

1.一种用于再利用无线网络中的无线资源的方法，该方法包括：

确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率；

在确定受到来自所述第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值的情况下：

将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；

将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源；

将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源；

将第二无线资源分配给所述第二中继站；以及

将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：在确定受到来自所述第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值的情况下：

将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；以及

将所述第一无线资源指定为所述第一中继站和所述第二中继站的主要无线资源。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的带宽。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的频率。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的时隙。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的子信道。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率包括构造干涉矩阵，其中，如果受到来自所述第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值，则与和所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率相对应的矩阵项包括1，如果受到来自所述第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值，则该矩阵项包括0。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率包括：在部署多个无线组件之前，确定与所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率包括：从各个中继站接收干涉向量报告，所述第一中继站的干涉向量报告包括所述第二中继站发送的信号的电平的测量。

10.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：从所述第一中继站和所述第二中继站接收通信量需求数据；并且

其中，将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站、将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源、将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源、将第二无线资源分配给所述第二中继站、以及将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源的步骤基于来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据。

11.一种用于再利用无线网络中的资源的方法，该方法包括：

从基站接收无线资源指定消息，该无线资源指定消息用于指定要用作主要无线资源的第一无线资源以及要用作辅助无线资源的第二无线资源，该第二无线资源也被邻近中继站使用；

使用所述第二无线资源来建立与端点的第一无线连接；

在检测到来自使用所述第二无线资源的邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉的情况下，使用所述主要无线资源来建立与所述端点的第二无线连接。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，检测来自所述邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉包括：在第一时间量内从所述端点接收第一数量的重发请求。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，检测来自所述邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉包括：

向所述端点发送信号质量报告的请求；以及

从所述端点接收所述信号质量报告。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的带宽。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的频率。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的时隙。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一无线资源和所述第二无线资源包括不同的子信道。

18.一种用于再利用无线网络中的无线资源的系统，该系统包括处理器，该处理器可操作用于：

确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率；

在确定受到来自所述第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值的情况下：

将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；

将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源；

将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源；

将第二无线资源分配给所述第二中继站；以及

将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，在确定受到来自所述第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值的情况下，所述处理器还可操作用于：

将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；以及

将所述第一无线资源指定为所述第一中继站和所述第二中继站的主要无线资源。

20.根据权利要求18所述的系统，其中，可操作用于确定与所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率的处理器还可操作用于构造干涉矩阵，其中，如果受到来自所述第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值，则与和所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率相对应的矩阵项包括1，如果受到来自所述第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值，则该矩阵项包括0。

21.根据权利要求18所述的系统，该系统还包括：连接到所述处理器并可操作用于接收来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据的接口；并且

其中，可操作用于将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站的处理器还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；

其中，可操作用于将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源的处理器还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源；

其中，可操作用于将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源的处理器还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源；

其中，可操作用于将第二无线资源分配给所述第二中继站的处理器还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将第二无线资源分配给所述第二中继站；并且

其中，可操作用于将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源的处理器还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源。

22.一种用于再利用无线网络中的资源的系统，该系统包括：

可操作用于从基站接收无线资源指定消息的接口，该无线资源指定消息用于指定要用作主要无线资源的第一无线资源以及要用作辅助无线资源的第二无线资源，该第二无线资源也被邻近中继站使用；以及

处理器，该处理器连接到所述接口并可操作用于：

使用所述第二无线资源来建立与端点的第一无线连接；

在检测到来自使用所述第二无线资源的所述邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉的情况下，使用所述主要无线资源来建立与所述端点的第二无线连接。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，检测来自所述邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉包括：所述接口还可操作用于在第一时间量内从所述端点接收第一数量的重发请求。

24.根据权利要求22所述的系统，其中，检测来自所述邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉包括：所述接口还可操作用于：

向所述端点发送信号质量报告的请求；以及

从所述端点接收所述信号质量报告。

25.一种包含在计算机可读介质中的逻辑，该计算机可读介质包括代码，该代码可操作用于：

确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率；

在确定受到来自所述第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值的情况下：

将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；

将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源；

将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源；

将第二无线资源分配给所述第二中继站；以及

将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源。

26.根据权利要求25所述的介质，其中，在确定受到来自所述第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值的情况下，所述代码还可操作用于：

将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；以及

将所述第一无线资源指定为所述第一中继站和所述第二中继站的主要无线资源。

27.根据权利要求25所述的介质，其中，可操作用于确定与所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率的代码还可操作用于构造干涉矩阵，其中，如果受到来自所述第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值，则与和所述第一中继站的第一通信受到来自所述第二中继站的干涉的概率相对应的矩阵项包括1，如果受到来自所述第二中继站的干涉的概率小于干涉阈值，则该矩阵项包括0。

28.根据权利要求25所述的介质，其中：

所述代码还可操作用于接收来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据；并且

其中，可操作用于将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站的代码还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；

其中，可操作用于将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源的代码还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源；

其中，可操作用于将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源的代码还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源；

其中，可操作用于将第二无线资源分配给所述第二中继站的代码还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将第二无线资源分配给所述第二中继站；并且

其中，可操作用于将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源的代码还可操作用于根据来自所述第一中继站和所述第二中继站的通信量需求数据，将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源。

29.一种包含在计算机可读介质中的逻辑，该计算机可读介质包括代码，该代码可操作用于：

从基站接收无线资源指定消息，该无线资源指定消息用于指定要用作主要无线资源的第一无线资源以及要用作辅助无线资源的第二无线资源，该第二无线资源也被邻近中继站使用；

使用所述第二无线资源来建立与端点的第一无线连接；

在检测到来自使用所述第二无线资源的邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉的情况下，使用所述主要无线资源来建立与所述端点的第二无线连接。

30.根据权利要求29所述的介质，其中，检测来自所述邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉包括：所述代码还可操作用于在第一时间量内从所述端点接收第一数量的重发请求。

31.根据权利要求29所述的介质，其中，检测来自所述邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉包括：所述代码还可操作用于：

向所述端点发送信号质量报告的请求；以及

从所述端点接收所述信号质量报告。

32.一种用于再利用无线网络中的无线资源的系统，该系统包括：

确定与第一中继站的第一通信受到来自第二中继站的干涉的概率的装置；

用于在确定受到来自所述第二中继站的干涉的概率大于干涉阈值的情况下进行以下操作的装置：

将第一无线资源分配给所述第一中继站和所述第二中继站；

将所述第一无线资源指定为所述第一中继站的主要无线资源；

将所述第一无线资源指定为所述第二中继站的辅助无线资源；

将第二无线资源分配给所述第二中继站；以及

将所述第二无线资源指定为所述第二中继站的主要无线资源。

33.一种用于再利用无线网络中的资源的系统，该系统包括：

用于从基站接收无线资源指定消息的装置，该无线资源指定消息用于指定要用作主要无线资源的第一无线资源以及要用作辅助无线资源的第二无线资源，该第二无线资源也被邻近中继站使用；以及

用于使用所述第二无线资源来建立与端点的第一无线连接的装置；

用于在检测到来自使用所述第二无线资源的邻近中继站的对使用所述第二无线资源的与所述端点的第一无线连接的干涉的情况下使用所述主要无线资源来建立与所述端点的第二无线连接的装置。

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