CN101155395A - 一种基于无线系统的带宽分配方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于无线系统的带宽分配方法、系统和装置，适用于多跳网络，包括：低端节点向分配带宽的分配节点发送带宽请求，分配节点为低端节点分配用于承载数据的带宽，并将所述带宽发送给低端节点。系统包括低端节点和分配节点，当分配节点为高端节点时，系统还包括中继节点。应用本发明方案，低端节点可以在多跳网络中实现带宽分配。

Description

一种基于无线系统的带宽分配方法、系统和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种基于无线系统的带宽分配方法、系统和装置。

背景技术

在无线通信系统中，根据信源和信宿之间通信的路径，网络结构可以为信源和信宿直接通信的网络结构，如蜂窝网络；也可以为信源和信宿通过中继节点的转发进行通信的网络结构，目前，中继网络、网格网络等网络结构都属于这种类型。

由于信源和信宿可以直接通信，蜂窝网络也可以称为单跳网络，而需要经过中继节点转发的网络统称为多跳网络。

其中，单跳网络只有高端节点和低端节点两个端点，即基站(BS)和移动终端(MS)，在分配带宽时，即分配上行链路带宽，只需要分配BS和MS之间的带宽，所以分配方法较为简单，其大致思想是：当MS需要上传某业务数据或消息时，先向BS发送带宽请求，BS为MS分配带宽并下发给MS。之后，MS就可以利用分配的带宽上传数据。

而多跳网络中，除了高端节点和低端节点，还包括中继节点。另外，与单跳网络不同的是，多跳网络中的高端节点可以为支持移动多跳中继的基站(MMR-BS)或高能力中继站(RS)；中继节点可以为高能力RS或低能力RS；低端节点则可以为高能力RS、低能力RS或MS。这里所述的高能力RS是具有资源调度能力的中继站，可以获知自身管理范围内节点的拓扑信息，还可以发送用于自身下一级节点进行同步的同步头(Preamble)和资源调度广播消息，可以作为其他节点的同步站。所述的低能力RS则不具备所述高能力RS的功能，一般只进行数据转发，不能作为其他节点的同步站。

图1是一个典型的多跳网络的结构示意图。如图1所示，该网络包括一个MMR-BS，三个高能力RS，三个低能力RS，以及四个MS。其中，节点之间的实线连接表示单用户数据链路，用于传输业务数据和消息；节点之间的虚线连接表示广播消息链路，用于MMR-BS或高能力RS向下级节点发广播消息。需要注意的是：由于只有MMR-BS或高能力RS才能够向自身下一级节点发送广播消息，所以，当某MMR-BS或高能力RS通过广播消息向下级节点发送同步头时，该MMR-BS或高能力RS就是下一级节点的同步站。

以图1中MMR-BS、第二低能力RS、第一高能力RS、第一低能力RS、第一MS所组成的分支为例。其中，MMR-BS是第二低能力RS和第一高能力RS的同步站，第一高能力RS是第一低能力RS和第一MS的同步站。MMR-BS和第一高能力RS也可以是其它分支节点的同步站，比如：第一高能力RS为第二MS的同步站，此处不再赘述。

在多跳网络中，当某低端节点需要上传数据时，需要为该低端节点分配带宽，但目前分配带宽的方法只针对单跳网络，无法直接应用于多跳链路。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于无线系统的带宽分配方法、系统和装置，在多跳网络中，低端节点能够实现带宽请求，并获取分配的带宽。

本发明提出的一个实施例的技术方案为：

一种基于无线系统的带宽分配方法，该方法适用于多跳网络，包括以下步骤：

a、低端节点向用于分配带宽的分配节点发送带宽请求；

b、低端节点从分配节点获取用于承载数据的带宽。

一种基于无线系统的带宽分配系统，包括：

低端节点，用于向分配节点发送带宽请求；

分配节点，用于为所述低端节点分配用于承载数据带宽，并将所述分配的带宽发送给所述低端节点。

一种基于无线系统的带宽分配的分配节点，包括：

接收单元，用于接收携带有高端标识和低端标识的带宽请求，并传输给分配单元；

分配单元，用于根据带宽请求分配用于承载数据的带宽，并传输给发送单元；

发送单元，用于将分配的带宽发送出去。

一种基于无线系统的带宽分配的低端节点，包括：

发送单元，用于将带宽请求发送出去；

接收单元，用于接收分配的用于承载数据的带宽。

综上所述，本发明的一个实施例中，低端节点向分配带宽的分配节点发送带宽请求，分配节点再返回分配的带宽。这里，请求带宽的路径包括高端节点、中继节点和低端节点，如果分配节点为高端节点，所述中继节点为低能力中继站(RS)，低端节点可以向中继节点发送带宽请求；中继节点将从低端节点接收到的带宽请求转发给高端节点；低端节点获取分配的用于承载数据的带宽，从而达到在多跳网络中分配带宽的目的；

如果分配节点为中继节点，中继节点为高能力RS，低端节点可以先向中继节点发送带宽请求；低端节点获取分配的用于承载业务的带宽；中继节点再将从低端节点接收到的带宽请求转发给高端节点，也达到在多跳网络中分配带宽的目的。之后，低端节点就可以通过承载数据的带宽上传数据。

附图说明

图1是现有技术中一个典型的多跳网络结构示意图；

图2是本发明方法的流程图；

图3是本发明方法中第一类方案的流程图；

图4是本发明实施例一的消息流示意图；

图5是本发明实施例二的消息流示意图；

图6是本发明中第二类方案的流程图；

图7是本发明实施例三的消息流示意图；

图8是本发明实施例的系统结构示意图；

图9是图8中分配节点为高端节点时的系统结构示意图；

图10是图8中分配节点为中继节点时的系统结构示意图；

图11是本发明实施例的高端节点的内部结构示意图；

图12是本发明实施例的低端节点的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图2是本发明方法的流程图。如图2所示，本发明包括以下步骤：

步骤201：低端节点向用于分配带宽的分配节点发送带宽请求；

步骤202：分配节点为低端节点分配用于承载数据的带宽，并将所述带宽发送给低端节点。

本发明是针对多跳网络的带宽分配方法，在进行带宽分配的支路上，存在三个或三个以上的节点。为了更好地说明本技术方案，本发明将发起带宽分配的起始节点称为低端节点，将带宽分配的最高一级节点称为高端节点，高端节点和低端节点之间存在中继节点，所述的分配节点可以为高端节点，也可以为中继节点。如果中继节点为低能力RS，则为低端节点分配带宽的为高端节点；如果中继节点为高能力RS，则为低端节点分配带宽的为中继节点。下面将按照中继节点的不同将技术方案分为两类。

在第一类实现带宽分配的方法中，中继节点为低能力RS，而高端节点可以为MMR-BS或高能力RS，低端节点可以为高能力RS、低能力RS或MS。由于中继节点为低能力RS，只有简单的转发功能，不能向低端节点发送同步头(Preamble)和分配带宽，所以不能作为低端节点的同步站。这种情况下，只有高端节点才能作为低端节点的同步站。

图3显示了第一类方案实现分配带宽的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤301：低端节点向中继节点发送带宽请求。

步骤302：中继节点将从低端节点接收到的带宽请求转发给高端节点。

这里，由于中继节点为低能力RS，只将接收到的带宽请求进行物理层处理，再直接转发给高端节点。这里所述的物理层处理为解码、编码、交织、解交织等相关处理，如何进行物理层处理属于现有技术，此处不再赘述。

步骤303：高端节点为低端节点分配用于承载数据的带宽，并将所述带宽发送给低端节点。

由于中继节点为低能力RS，无法为低端节点分配带宽，只能由高端节点分配带宽，再将分配的带宽通过广播消息直接发送给低端节点。

本方案中，由于低端节点需要发送带宽请求，这就要求低端节点事先获取用于承载带宽请求的带宽，所述承载带宽请求的带宽一般比较小，可以为几个字节，而请求用于承载业务的带宽比较大，与具体业务类型相关。

这里，所述获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：低端节点在高端节点轮询过程中获取用于承载带宽请求的带宽；或者通过带宽盗取的方法获取用于承载带宽请求的带宽；或者通过基于CDMA码的方法获取用于承载带宽请求的带宽。

其中，所述的轮询实际就是高端节点分配给低端节点用于承载带宽请求的带宽，并在下行链路中通过资源分配广播消息通知给低端节点。之后，如果低端节点需要进行带宽请求，就可以将带宽请求承载于被轮询时获得的较小的带宽中。这里所述的轮询可以为单播轮询、多播轮询或广播轮询。其中，单播轮询是指高端节点向某一个低端节点发送承载带宽请求的带宽，多播轮询是指高端节点向自身管理范围内的多个低端节点发送承载带宽请求的带宽，而广播轮询是指高端节点为自身管理范围内的所有低端节点发送承载带宽请求的带宽，之后，再由多个或所有低端节点之间通过竞争获得承载带宽请求的带宽。在本发明中，为了描述简单，不管轮询发起者采用哪种方式，只涉及节点竞争成功的情况。

对于在轮询过程中获取带宽的方法，又可以分为两种情况：

第一种情况是高端节点主动发起轮询，即：高端节点发起对低端节点的轮询，将为低端节点分配的用于承载带宽请求的带宽直接通过资源分配广播消息发送给低端节点。此时，低端节点可以为高能力RS、低能力RS或移动终端MS。

第二种情况是低端节点主动请求轮询，即：低端节点将携带有请求轮询标识的给予管理子头(Grant Management Subheader)，通过中继节点发送给高端节点，高端节点再发起对低端节点的轮询，将为低端节点分配的用于承载带宽请求的带宽直接通过资源分配广播消息发送给低端节点。此时，所述低端节点为正在执行主动给予业务(UGS，Unsolicited Grant Service)的低端节点。所述UGS业务的特点是实时地、以恒定比特流的方式上传数据帧。

当低端节点需要同时执行其它业务、或UGS业务本身需要进行带宽调整时，低端节点需要请求高端节点对分配给自身的带宽进行调整，所述低端节点至少要发送一个给予管理子头，所述给予管理子头中包括一个请求轮询标识，即PM比特位，也就是表示低端节点请求高端节点对自身进行轮询。

所述通过带宽盗取的方法获取用于承载带宽请求的带宽是指：低端节点正在执行某业务，此时，低端节点与高端节点的上行链路中已经存在可用的带宽，如果低端节点需要为另外一个业务请求带宽或为正在执行的业务请求进行带宽调整，可以将已存在带宽的一部分作为用于承载带宽请求的带宽。至于如何盗取带宽则属于现有技术，此处不再赘述。

所述基于CDMA码的方法获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：

低端节点向中继节点发送码分多址(CDMA)码，中继节点根据接收到的CDMA码生成CDMA报告消息，并将生成的CDMA报告消息发送给高端节点，高端节点再根据CDMA报告消息为低端节点分配用于承载带宽请求的带宽，并通过资源分配广播消息将分配的带宽直接发送给低端节点。

这里，系统事先为进行CDMA带宽请求分配包含于测距码集中的带宽请求码子集。当低端节点需要进行带宽请求时，可以先从带宽请求码子集中选择一个CDMA码，并发送给中继节点。所述CDMA报告消息则是根据接收CDMA码的情况而生成的，包括CDMA码、CDMA码发送位置，以及根据CDMA码类型生成的类型长度数值(TLV，Type Length Value)编码消息。

为了更好地说明第一类实现分配带宽的方案，下面用较佳实施例进行详细描述。

实施例一

本实施例中，高端节点为高能力RS，中继节点为低能力RS，低端节点为MS；其中，低能力RS为MS的接入站，高端节点为低能力RS和MS的同步站；本实施例中，低端节点采用基于CDMA码的方法，获取用于承载带宽请求的带宽，中继节点生成的CDMA码报告消息的格式如表一所示。

语法	长度	描述
			CDMA码报告消息格式
消息类型	8比特	为协议预留的任一编号
			N	4比特	接收到的CDMA码个数
For(i＝0；i＜n；i++)
			{
CDMA码特性	32比特	正交频分复用接入(OFDMA)时间参考、子信道参考、发送CMDA码时帧号、CDMA码索引
			测距码指示	2比特	如果为0b00，则表示初始测距码；如果为0b01，则表示周期测距码；如果为0b10，则表示带宽请求码
TLV编码消息	可变	由TLV确定
			}
If(不到字节的边界)

{
			填充冗余比特	4比特
}

表一

图4显示了实施例一的消息流示意图。如图4所示，本实施例实现带宽分配的方法包括以下步骤：

步骤401：MS将事先选择的CDMA码发送给低能力RS；

步骤402：低能力RS根据接收到的CDMA码生成CDMA码报告消息，并发送给高能力RS；

步骤403：高能力RS根据CDMA码报告消息为低端节点分配用于承载带宽请求的带宽，并通过资源分配广播消息将分配的带宽直接发送给MS；

这里所述的资源分配广播消息可以采用CDMA码分配信息单元(CDMA_Allocation_IE)将分配的带宽通知给MS。

步骤404：MS通过获取的承载带宽请求的带宽，将带宽请求发送给低能力RS；

步骤405：低能力RS将接收到的带宽请求进行物理层处理，再直接转发给高能力RS；

步骤406：高能力RS为MS分配用于承载数据的带宽，并将分配的带宽通过资源分配广播消息直接发送给MS。

实际应用中，如果低能力RS到高能力RS的上行链路没有带宽，则步骤403中，高能力RS还需要为低能力RS分配承载带宽请求的带宽，在步骤406中，高能力RS为低能力RS分配承载数据的带宽。

实施例二

本实施例中，高端节点为MMR-BS，中继节点为低能力RS，低端节点为MS；其中，MMR-BS为中继节点和低端节点的同步站；另外，MS正在执行UGS业务，需要高端节点调整分配给自身的带宽，主动请求MMR-BS发起轮询。

图5是实施例二的消息流示意图。如图5所示，本实施例实现带宽分配的方法包括以下步骤：

步骤501：MS将携带有PM比特位的给予管理子头发送给低能力RS；

步骤502：低能力RS将接收到的给予管理子头进行物理层处理，再直接转发给MMR-BS；

步骤503：MMR-BS发起MS的轮询，将为MS分配的用于承载带宽请求的带宽直接通过资源分配广播消息发送给MS；

步骤504：MS通过获取的承载带宽请求的带宽，将带宽请求发送给低能力RS；

步骤505：低能力RS将接收到的带宽请求进行物理层处理，并直接转发给MMR-BS；

步骤506：高能力RS为MS分配用于承载业务的带宽，并将分配的带宽通过资源分配广播消息直接发送给MS。

实际应用中，高端节点也可以主动发起轮询，无需等待来自MS的给予管理子头，即可以没有步骤501～步骤502；如果MS已经有用于其他业务的带宽，则可以不通过轮询的方法获取承载带宽请求的带宽，而直接盗取一部分带宽作为承载带宽请求的带宽，即可以没有步骤503。

与实施例一相同，如果如果低能力RS到MMR-BS的上行链路没有带宽，则步骤503中，高能力RS还需要为低能力RS分配承载带宽请求的带宽，在步骤506中，高能力RS为低能力RS分配承载数据的带宽。

在中继节点为低能力RS的情况下，应用本发明第一类方案，低端节点可以直接从高端节点获取承载业务的带宽。之后，低端节点就可以利用分配的用于承载业务的带宽，将数据通过中继节点上传给高端节点。

在第二类实现带宽分配的方法中，中继节点为高能力RS，而高端节点可以为MMR-BS或高能力RS，低端节点可以为高能力RS、低能力RS或MS。由于中继节点为高能力RS，可以向低端节点发送同步头，为低端节点的同步站。也就是说，第二类方案中的中继节点就是指低端节点的同步站。

图6显示了第二类方案实现分配带宽的流程图。如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤601：低端节点向中继节点发送带宽请求；

步骤602：中继节点为低端节点分配用于承载业务的带宽，并将所述带宽发送给低端节点；

由于第二类方案中的中继节点为高能力RS，也是低端节点的同步站，可以直接为低端节点分配用于承载业务的带宽，并且将分配的带宽直接通过资源分配广播消息发送低端节点。

此后，中继节点还可以将从低端节点接收到的带宽请求转发给高端节点。

所述将带宽请求转发给高端节点的方法为：中继节点根据低端节点发送的数据确定需要转发带宽请求，并将携带有低端节点标识和高端节点标识的带宽请求发送给高端节点。这里所述数据是低端节点在步骤602获取用于承载数据的带宽后，通过承载数据的带宽发送给中继节点的数据。

当高端节点接收到带宽请求之后，可以再为中继节点分配用于承载数据的带宽，并将分配的带宽返回给中继节点。当然，如果中继节点已经存在到高端节点的带宽，就可以不需要从高端节点获取用于承载数据的带宽。

与本发明上述的第一类方案相似，在第二类方案中，低端节点向中继节点的带宽请求，和中继节点向高端节点的带宽请求，也需要事先获取用于承载带宽请求的带宽。

这里所述获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：在高端节点轮询过程中获取用于承载带宽请求的带宽；或者通过带宽盗取的方法获取用于承载带宽请求的带宽；或者通过基于CDMA码的方法获取承载带宽请求的带宽。

这里所述的轮询可以为单播轮询、多播轮询或广播轮询。其中，单播轮询的方法为：高端节点通过中继节点对低端节点进行轮询，低端节点获取承载带宽请求的带宽；多播轮询和广播轮询的方法为：高端节点根据中继节点对低端节点进行分组，在每一组中，高端节点通过中继节点对低端节点进行轮询，低端节点获取承载带宽请求的带宽。

显然，单播轮询中的低端节点为一个低端节点；而多播轮询和广播轮询中的低端节点为多个低端节点，这些低端节点可以分布在同一个中继节点下，也可以分布在不同的中继节点下。对于多播或广播轮询的情况，高端节点可以按照低端节点归属于中继节点的情况进行分组，再对每一组的低端节点进行轮询。多播轮询和广播轮询的方法基本相似，其区别在于，多播轮询中的低端节点是中继节点下多个但不是全部的低端节点，而广播轮询中的低端节点则是中继节点下全部的低端节点。

不管是哪种轮询方法，都需要高端节点通过中继节点对低端节点进行轮询，其方法可以分为两种情况，第一种情况为高端节点主动发起轮询，第二种情况为低端节点主动请求轮询。

如果高端节点主动发起轮询，则高端节点通过中继节点对低端节点进行轮询的方法为：

高端节点根据事先获得的自身到中继节点的路径信息和数据传输相对时延信息，确定自身和到中继节点之间各级节点轮询定时器的定时值，所述轮询定时器用于确定发起轮询的时机。比如：高端节点到中继节点有两个高能力RS，假设从一个节点到下级节点传输数据的时间为10毫秒，这样，高端节点就可以确定两个高能力RS的定时值分别为10毫秒和20毫秒。当然，实际应用中也可以不这样确定，与具体的实现相关。之后，高端节点再通过轮询通知消息将确定的定时值逐级发送给各级节点，直至中继节点的同步站，同时，高端节点和各级节点根据定时值设置自身轮询定时器并启动；当中继节点的同步站接收到轮询通知消息后，发送轮询通知消息通知中继节点开始轮询，中继节点立即发起对低端节点的轮询，将为低端节点分配的用于承载带宽请求的带宽发送给低端节点；之后，高端节点和各级节点在自身轮询定时器到达定时值时，发起对下级节点的轮询，将为下级节点分配的承载带宽请求的带宽发送给下级节点。

需要注意的是，高端节点和中继节点的同步站之间各级节点发送的轮询通知消息中，需要携带下级节点发起轮询的定时值，而中继节点的同步站向中继节点发送的轮询通知消息则没有发起轮询的定时值，中继节点接收到轮询通知消息后，无需使用轮询定时器，立即向低端节点发起轮询即可。

这里，如果高端节点和中继节点之间的链路没有其他节点，高端节点就是中继节点的同步站。此时，高端节点只需要为自身确定轮询定时器的定时值即可。

上述是单播轮询方法，多播轮询和广播轮询与上述方法相似，但如果需要被轮询的低端节点分属于不同的中继节点，则高端节点先将低端节点进行分组，再对每一组中的低端节点进行轮询。比如：高端节点需要对5个低端节点进行轮询，而5个低端节点分别属于2个中继节点。其中，第一低端节点～第三低端节点属于第一中继节点，第四低端节点～第五低端节点属于第二中继节点。那么，高端节点可以将属于第一中继节点的低端节点作为一组，将属于第二中继节点的低端节点作为另一组，然后分组采用与单播轮询相似的方法进行轮询。需要注意的是，虽然其过程与单播轮询相似，但不同的是，每一组低端节点将通过竞争的方式获取承载带宽请求的带宽。至于如何竞争，则属于现有技术，此处不再赘述。

如果低端节点主动请求轮询，其方法与高端节点主动发起轮询相似，其区别在于：在高端节点发送轮询通知消息之前，低端节点需要通过各级节点，将携带有请求轮询标识的给予管理子头逐级发送给高端节点。

实际应用中，高端节点和中继节点之间还可以包括一个或一个以上的低能力RS，中继节点和低端节点也可以包括一个或一个以上的低能力RS。此时，在带宽分配的过程中，如果低能力RS接收到轮询通知消息时，将直接转发给下级节点。如果发起轮询，所述轮询发起者还将为自身管理范围内的低能力RS进行轮询，并将分配的承载带宽请求的带宽发送给自身管理范围内的低能力RS。比如：某作为轮询发起者的高能力RS和自身下一级高能力RS之间存在两个低能力，分别为第一低能力RS和第二低能力RS，那么，在作为轮询发起者的高能力RS对自身下一级高能力RS进行轮询的过程中，还将同时对第一低能力RS和第二低能力RS进行轮询，并分配用于承载带宽请求的带宽。另外，如果低能力RS接收到带宽请求，将对带宽请求进行物理层处理，再直接转发给上级节点。

所述通过带宽盗取的方法获取用于承载带宽请求的带宽的方法与第一类方案相同，此处不再赘述。

另外，低端节点也可以采用基于CDMA码的方法获取承载带宽请求的带宽，如何获取属于现有技术，此处不再赘述。如果中继节点和MS之间存在低能力RS，则基于CDMA码的方法获取承载带宽请求的带宽的方法与本发明中第一类方案中所述的方式基本相似，具体为：低端节点向自身与中继节点之间的低能力RS发送CDMA码，低能力RS根据接收到的CDMA码生成CDMA报告消息，并将生成的CDMA报告消息发送给中继节点，中继节点再根据CDMA报告消息为低端节点分配用于承载带宽请求的带宽，并通过资源分配广播消息将分配的带宽直接发送给低端节点。

为了更好地说明第二类技术方案，下面用较佳实施进行详细描述。

实施例三

本实施例中，高端节点为MMR-BS，中继节点为高能力RS，低端节点为正在执行UGS业务的MS；高端节点和中继节点之间的链路上包括一个高能力RS；中继节点和MS之间包括一个低能力RS；本实施例中，采用轮询的方法获取承载带宽请求的带宽，在轮询过程发送的轮询通知消息格式如表二所示。

语法	长度	描述
			轮询通知消息
消息类型	8比特	协议中未使用的任一编号
			轮询带宽	8比特	用于承载带宽请求的带宽
轮询始节点标识和终节点标识	32比特	用于标识轮询起始节点和终结节点的标识

轮\询定时器个数n	4比特	轮询路径中高能力RS的个数
			For(i＝1；i＜＝n；i++){
轮询定时器定时时间	4比特	每一个轮询定时器的定时时间
			}
If(不到字节的边界){
			填充比特	4比特
}

表二

图7显示了实施例三的消息流示意图。如图7所示，本实施例包括以下步骤：

步骤701～步骤704：MS通过低能力RS、中继节点和高能力RS，将携带有PM比特位的给予管理子头发送给MMR-BS。

步骤705～步骤709：M MR-BS根据事先获得的自身到中继节点的路径信息，和数据传输相对时延信息，确定高能力RS和自身的轮询定时器的定时值，再通过轮询通知消息将确定的定时值发送给高能力RS，MMR-BS和高能力节点根据定时值设置轮询定时器并启动；高能力RS接收到轮询通知消息后，立即通知中继节点发起轮询，中继节点发起对MS的轮询，将为MS分配的用于承载带宽请求的带宽发送给MS；高能力RS在自身轮询定时器到达定时值时，发起对中继节点的轮询，将为中继节点分配的承载带宽请求的带宽发送给中继节点；MMR-BS在自身轮询定时器达到定时值时，发起对高能力RS的轮询，将为高能力RS分配的承载带宽请求的带宽发送给高能力RS。

这里，为下级节点分配承载带宽请求的带宽可以事先保存在发起轮询的各级节点中，也可以由事先由高端节点确定，再逐级发送给各级节点。

步骤710～步骤711：MS通过获取的承载带宽请求的带宽，将带宽请求发送给低能力RS，低能力RS将带宽请求进行物理层处理，再转发给中继节点。

步骤712：中继节点根据带宽请求为MS分配用于承载数据的带宽，并将分配的带宽通过资源分配广播消息直接发送给MS。

步骤713～步骤714：MS通过获取的用于承载数据的带宽，将数据发送给低能力RS，低能力RS将数据进行物理层处理，再转发给中继节点。

步骤715：中继节点根据接收到的数据判断是否需要转发带宽请求，如果需要，则将携带有低端节点标识和高端节点标识的带宽请求发送给高能力RS。

这里，中继节点根据接收到的数据判断是否需要转发带宽请求的方法分为两种情况：如果数据为用户业务数据，由于在业务建立之前的路径建立过程中，中继节点可以获取与此用户业务相关的路径信息，当中继节点接收到用户业务数据时，可以根据用户业务数据确定对应的路径信息，再根据路径信息判断自身是否为目的节点，如果不是，则需要转发带宽请求；如果数据为管理消息，中继节点将根据自身与高端节点之间事先确定的管理分工，判断该管理消息的类型，如果是高端节点负责处理的管理消息，则需要转发带宽请求。

步骤716～步骤717：高能力RS根据接收的带宽请求消息为中继节点分配承载业务的带宽，将分配的带宽返回给中继节点，如果根据接收到的带宽请求中高端节点标识判断出自身不是高端节点，则将携带有低端节点标识和高端节点标识的带宽请求转发给MMR-BS。

当中继节点获取承载数据的带宽，就可以通过承载数据的带宽，向高能力RS发送来自低能力RS的业务数据或消息。

步骤718：MMR-BS根据接收的带宽请求消息为高能力RS分配承载数据的带宽，将分配的带宽返回给高能力RS。

同样，当高能力RS获取承载数据的带宽，就可以通过承载数据的带宽，向MMR-BS发送来自低能力RS的业务数据或消息。

如果由MMR-BS主动发起轮询，则MMR-BS不必等待来自MS的携带有PM比特位的给予管理子头，即可以没有步骤701～步骤704。如果不采用轮询的方法获取承载带宽请求的带宽，比如采用盗取带宽的方法，则可以没有步骤701～步骤709。

由于高端节点可以确定各级节点的轮询定时器，其轮询定时器的定时值与数据发送的相对时延等信息相关，即步骤708的发送时间由轮询定时器的定时值确定，与步骤710～步骤714并没有严格的顺序要求，只要在步骤715之前即可；同样，步骤709只要在步骤717之前即可。

当MS发送带宽请求时，可以发送携带有高端节点标识和低端节点标识的带宽请求，也可以发送只携带有低端节点标识的带宽请求。其中，如果MS发送只携带有低端节点标识的带宽请求，就可以兼容单跳网络中的MS，即单跳网络中的MS也可以在多跳网络中实现带宽分配。

当中继节点和中继节点以上的所有节点在发送带宽请求时，则必须发送携带有高端节点标识和低端节点标识的带宽请求，其原因在于：如果中继节点和高端节点之间存在一个或一个以上的高能力RS，当这些高能力RS接收到只携带有低端节点标识的带宽请求时，无法判断自身是否为高端节点，即无法判断是否还需要继续向上级节点申请带宽。

本发明中，如果发送只携带有低端节点标识的带宽请求，则可以将带宽请求承载于媒质接入控制(MAC，Medium Access Control layer)信令头或给予管理子头中，至于如何承载属于现有技术，此处不再赘述。如果发送携带有高端节点标识和低端节点标识的带宽请求，该带宽请求则需要携带于给予管理子头中，同时发送一个分段连接扩展子头。所述的分段连接扩展子头专门用于保存高端节点标识和低端节点标识，其格式如表三所示。

名称	分段连接扩展子头
		扩展子头长度	8比特
预留比特	1比特
		扩展子头类型	7比特

扩展子头主体

32比特

表三

其中，扩展子头长度、预留比特和扩展子头类型的定义与现有技术中扩展子头中的定义相同，而扩展子头主体在本发明中用于保存高端节点标识和低端节点标识。

另外，实际应用中，低端节点还可以采用基于CDMA码的方法来获取承载带宽请求的带宽，此处不再赘述。

应用本发明方案，在多跳网络中，当低端节点需要为某业务进行带宽请求时，可以实现低端节点、中继节点和高端节点之间的带宽请求和分配，从而进一步利用分配的带宽上传业务数据或消息。

针对带宽分配方法，本发明还提出一种实现带宽分配的系统。图8是实现带宽分配的系统结构示意图，如图8所示，该系统包括：

低端节点801，用于向分配节点802发送带宽请求；

分配节点802，用于为低端节点801分配用于承载数据带宽，并将分配的带宽返回给低端节点801。

本发明所述的系统包括低端节点、中继节点和高端节点，所述的分配节点802可以为高端节点，也可以为中继节点。

如果分配节点802为高端节点，如图9所示，低端节点801与图8中的相应节点相同，中继节点902为低能力RS，用于接收由低端节点801发送的带宽请求，并在进行物理层处理之后转发给高端节点903；高端节点903，用于接收中继节点发送的带宽请求，分配带宽，再直接通过资源分配广播消息发送给低端节点801。

如果分配节点802为中继节点，如图10所示，低端节点801也与图8中的相应节点相同，中继节点1002为高能力RS，用于接收来自低端节点801的带宽请求，分配带宽，并将携带有高端标识和低端标识的带宽请求发送给高端节点1003，再接收返回的带宽；所述高端节点1003，用于接收携带有高端标识和低端标识的带宽请求，分配带宽，并将带宽返回给中继节点1002。

高端节点1003和中继节点1002之间，该系统还可以进一步包括一个或一个以上的高能力RS。这些高能力RS依次连接，其中一个与中继节点1002相连，其中一个与高端节点1003相连。也就是说，每一个高能力RS接收来自下级节点的带宽请求，为下级节点分配带宽，并将携带有高端标识和低端标识的带宽请求转发给上级节点。

该系统还可以包括多个低端节点、多个中继节点，每一个中继节点可以与一个或多个低端节点相连，所有的中继节点再与高端节点相连。当然，每一个中继节点与高端节点之间也可以包括一个或一个以上的高能力RS。

另外，所述的分配节点802的内部结构可以如图11所示，至少包括：

接收单元1101，用于接收携带有高端标识和低端标识的带宽请求，并传输给分配单元1102；

分配单元1102，用于根据带宽请求分配用于承载数据的带宽，并传输给发送单元1103；

发送单元1103，用于将分配的带宽发送出去。

分配节点可以为MMR-BS或高能力RS。

所述的低端节点801的内部结构示意图如图12所示，至少包括：

发送单元1201，用于将带宽请求发送出去；

接收单元1202，用于接收分配的用于承载数据的带宽。

所述的低端节点801可以为高能力RS、低能力RS或MS。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (33)

1.一种基于无线系统的带宽分配方法，其特征在于，该方法适用于多跳网络，包括以下步骤：

a、低端节点向用于分配带宽的分配节点发送带宽请求；

b、分配节点为低端节点分配用于承载数据的带宽，并将分配的带宽返回给低端节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分配节点为高端节点，高端节点和低端节点之间包括中继节点，所述中继节点为低能力中继站RS，所述步骤a为：

ax1、所述低端节点向中继节点发送带宽请求；

ax2、所述中继节点将从低端节点接收到的带宽请求转发给高端节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高端节点为支持移动多跳中继站MMR-BS或高能力中继站RS，所述低端节点为高能力RS、低能力RS或移动终端MS，则，

步骤ax2所述转发的方法为：中继节点将接收到的带宽请求进行物理层处理，再将处理后的带宽请求转发给高端节点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤b所述获取用于承载数据的带宽的方法为：高端节点根据接收到的带宽请求，为低端节点分配用于承载数据的带宽，并将分配的带宽通过资源分配广播消息直接发送给低端节点。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤ax1所述发送带宽请求的方法为：

所述低端节点通过已获取的用于承载带宽请求的带宽发送给中继节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述低端节点获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：

在所述高端节点轮询过程中获取，具体为：高端节点发起对低端节点的轮询，将为低端节点分配的用于承载带宽请求的带宽直接通过资源分配广播消息发送给低端节点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述低端节点正在执行主动给予业务UGS，则高端节点发起对低端节点的轮询之前，该方法进一步包括：

低端节点将携带有请求轮询标识的给予管理子头，通过中继节点发送给高端节点。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高端节点发起对低端节点的轮询为：单播轮询、多播轮询或广播轮询。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述低端节点获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：通过带宽盗取的方法获取。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述低端节点获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：

低端节点向中继节点发送码分多址CDMA码，中继节点根据接收到的CDMA码生成CDMA报告消息，并将生成的CDMA报告消息发送给高端节点，高端节点再根据CDMA报告消息为低端节点分配用于承载带宽请求的带宽，并通过资源分配广播消息将分配的带宽直接发送给低端节点。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分配节点为中继节点，所述中继节点为高能力RS，所述中继节点的上级节点为高端节点，所述步骤b之后进一步包括：

c、中继节点将从低端节点接收到的带宽请求转发给高端节点。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤c之后进一步包括：所述中继节点从高端节点获取分配的用于承载数据的带宽。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述高端节点为MMR-BS或高能力RS，所述低端节点为高能力RS、低能力RS或移动终端MS；

步骤b和步骤c之间进一步包括：低端节点通过步骤b获取的带宽，将数据发送给中继节点。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤c所述转发的方法为：中继节点根据低端节点发送的数据确定需要转发带宽请求，并将携带有低端节点标识和高端节点标识的带宽请求发送给高端节点。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，如果低端节点发送的数据为用户业务数据，则所述中继节点确定需要转发带宽请求的方法为：中继节点根据用户业务数据获取与用户业务对应的路径信息，当自身不是路径信息中的目的节点，则需要转发带宽请求；

如果数据为管理消息，则所述中继节点确定需要转发带宽请求的方法为：中继节点确定管理消息的类型，当为高端节点负责处理的管理消息，则需要转发带宽请求。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述高端节点和中继节点之间的链路包括一个或一个以上的高能力RS，所述中继节点将带宽请求发送给高端节点和获取承载数据带宽的方法为：

X1、所述中继节点将携带有低端节点标识和高端节点标识的带宽请求发送给上级节点；

X2、所述上级节点为发送带宽请求的节点分配并返回用于承载数据的带宽，并根据带宽请求中高端节点标识确定自身不是高端节点，再将携带有低端节点标识和高端节点标识的带宽请求转发给自身的上级节点，直至上级节点为高端节点；

X3、所述高端节点为发送带宽请求的节点分配并返回承载数据的带宽。

17.根据权利要求11至16任一项所述的方法，其特征在于，所述发送带宽请求的方法为：通过事先获取的用于承载带宽请求的带宽来发送带宽请求。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：

在高端节点轮询过程中获取用于承载带宽请求的带宽，所述轮询为单播轮询、多播轮询或广播轮询；

所述单播轮询具体为：高端节点通过中继节点对低端节点进行轮询，低端节点获取承载带宽请求的带宽；

所述多播轮询和广播轮询具体为：高端节点根据中继节点对低端节点进行分组，在每一组中，高端节点通过中继节点对低端节点进行轮询，低端节点获取承载带宽请求的带宽。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述高端节点通过中继节点对低端节点进行轮询的方法为：

所述高端节点根据事先获得的自身到中继节点的路径信息，和数据传输相对时延信息，确定自身和到中继节点之间的各级节点用于发起轮询的轮询定时器的定时值，再通过轮询通知消息将所述定时值逐级发送给各级节点，直至中继节点的同步站，高端节点和各级节点根据定时值设置轮询定时器并启动；

所述中继节点的同步站通知中继节点发起轮询，中继节点发起对低端节点的轮询，将为低端节点分配的用于承载带宽请求的带宽发送给低端节点；

所述高端节点和各级节点在自身轮询定时器到达定时值时，发起对下级节点的轮询，将为下级节点分配的承载带宽请求的带宽发送给下级节点。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，如果所述低端节点正在执行UGS业务，则在所述高端节点发送轮询通知消息之前，该方法进一步包括：

所述低端节点通过各级节点，将携带有请求轮询标识的给予管理子头逐级发送给高端节点。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述高端节点和中继节点之间的链路包括一个或一个以上的低能力RS，和/或，所述中继节点和低端节点之间的链路包括一个或以上低能力RS，该方法进一步包括：

当低能力RS接收到轮询通知消息时，直接转发给下级节点；

当发起轮询时，所述轮询发起者为自身管理范围内的低能力RS进行轮询，并将分配的承载带宽请求的带宽发送给自身管理范围内的低能力RS；

当低能力RS接收到带宽请求时，将带宽请求进行物理层处理，再直接转发给上级节点。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述高端节点和中继节点之间的链路包括一个或一个以上的低能力RS，和/或，所述中继节点和低端节点之间的链路包括一个或以上低能力RS，该方法进一步包括：

当低能力RS接收到轮询通知消息时，直接转发给下级节点；

当发起轮询时，所述轮询发起者为自身管理范围内的低能力RS进行轮询，并将分配的承载带宽请求的带宽发送给自身管理范围内的低能力RS；

当低能力RS接收到带宽请求时，将带宽请求进行物理层处理，再直接转发给上级节点；

当低能力RS或高能力RS接收到携带有请求轮询标识的给予管理子头时，将所述给予管理子头进行物理层处理，再直接转发给上级节点。

23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述低端节点和中继节点之间存在低能力RS，所述低端节点获取用于承载带宽请求的带宽的方法为：

所述低端节点向自身与中继节点之间的低能力RS发送CDMA码，低能力RS根据接收到的CDMA码生成CDMA报告消息，并将生成的CDMA报告消息发送给中继节点，中继节点再根据CDMA报告消息为低端节点分配用于承载带宽请求的带宽，并通过资源分配广播消息将承载带宽请求的带宽发送给低端节点。

24.一种基于无线系统的带宽分配系统，其特征在于，该系统包括：

低端节点，用于向分配节点发送带宽请求；

分配节点，用于为低端节点分配用于承载数据带宽，并将分配的带宽返回给低端节点。

25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，所述分配节点为高端节点，该系统进一步包括：

中继节点，所述中继为低能力RS，用于接收由低端节点发送的带宽请求，并转发给高端节点。

26.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，所述分配节点为中继节点，所述中继节点为高能力RS。

27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：

高端节点，用于接收来自中继节点的带宽请求，为中继节点分配用于承载数据的带宽，并将分配的带宽返回给中继节点；

所述中继节点进一步用于：向高端节点发送携带由高端节点标识和低端节点标识的带宽请求，并接收从高端节点返回的带宽。

28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：

一个或一个以上高能力RS，其中一个高能力RS接收来自中继节点的带宽请求，每一个高能力RS在接收到带宽请求后，为发送带宽请求的节点分配带宽，根据带宽请求中的高端标识确定自身不是高端节点，再将携带高端标识和低端标识的带宽请求转发给自身的上级节点。

29.根据权利要求27或28所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：

一个或一个以上低能力RS，接收来自下级节点的带宽请求，进行物理层处理，并转发给自身的上级节点。

30.根据权利要求24至28任一项所述的系统，其特征在于，所述分配节点包括：

接收单元，用于接收携带有高端标识和低端标识的带宽请求，并传输给分配单元；

分配单元，用于根据带宽请求分配用于承载数据的带宽，并传输给发送单元；

发送单元，用于将分配的带宽发送出去。

31.根据权利要求30所述的任一项所述的系统，其特征在于，所述低端节点包括：

发送单元，用于将带宽请求发送出去；

接收单元，用于接收分配的用于承载数据的带宽。

32.一种基于无线系统的带宽分配的装置，其特征在于，该装置为分配节点，至少包括：

接收单元，用于接收携带有高端标识和低端标识的带宽请求，并传输给分配单元；

分配单元，用于根据带宽请求分配用于承载数据的带宽，并传输给发送单元；

发送单元，用于将分配的带宽发送出去。

33.一种基于无线系统的带宽分配的装置，其特征在于，该装置为低端节点，至少包括：

发送单元，用于将带宽请求发送出去；

接收单元，用于接收分配的用于承载数据的带宽。

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