CN101160997A - 无线中转通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线中转通信系统及方法。本发明所述的系统主要包括BS、RS和用户终端，所述的方法主要包括：在BS物理层帧结构的下行子帧和上行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区，在RS物理层帧结构的上行子帧和下行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区，用于定义BS与RS之间通信的中转时隙或中转子信道和OFDMA符号组合；在BS、RS及用户终端之间基于设置的BS和RS的上、下行物理层帧进行无线中转通信。本发明的实现使得在无线通信系统中可以支持高级中转通信模式，即MSS/SS可以通过RS进行无线中转接入BS，从而有效扩大了BS的有效覆盖范围，并可以增加MSS/SS的吞吐量。

Description

无线中转通信系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域， 尤其涉及一种无线中转通信系统及方法。

发明背景

宽带无线接入标准 IEEE 802. 16 主要包括两个版本： 802. 16 标准的宽带固定无线接入版本

( 802. 16-2004) 和 802. 16标准的宽带移动无线接入版本 ( 802. 16e)。 其中， 802. 16-2004版本中 定义了两种网元： BS (基站） 和 SS (用户站）； 同样， 在 802. 16e版本中也定义了两种网元： BS和 MSS (移动用户站）。

目前， BS与用户终端 （SS或 MSS ) 之间直接进行通信， 以进行信息的交互。 这样， 由于基站的 覆盖范围有限， 导致整个网络的覆盖范围受限； 同时， 还由于用户终端直接与 BS通信， 因此， 同一 BS需耍同时处理大量用户的通信信息， 这必然导致针对用户终端的信息处理性能受到负面影响， 进 而导致用户终端的吞吐量降低， 影响整个网络的通信性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线中转通信系统及方法， 从而可以实现 BS与用户终端 （SS或 MSS ) 之间的中转通信， 进而扩大 BS的覆盖范围， 增加用户终端的吞吐量。

本发明提供了一种无线中转通信系统， 包括： 基站 BS、 用户终端和中转站 RS , 所述的 BS设置 有与 RS通信的接口， 所述的 RS设置有与用户终端和 BS通信的接口， 所述的用户终端则设置有与 RS通信的接口， 所述的 BS、 RS和用户终端之间通过所述接口通信。

本发明所述的系统中还可选地包含以下技术特征：

所述的 BS还设置有与用户终端通信的接口， 且所述用户终端设置有与 BS通信的接口， BS通过 所述接口与用户终端之间直接通信。

所述 BS、 RS和用户终端之间采用同频点进行通信， 且所述 BS分别通过上、 下行子帧与用户终 端或 RS通信， 所述 RS分别通过上、 下子帧与用户终端或 BS通信。

若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于时分双工 TDD通信， 则所述的 BS、 RS和用户终端三个实 体中分别设置有 TDD无线发射机物理层单元和 TDD无线接收机物理层单元， 且所述的各 TDD无线发 射机物理层单元分别提供有与其他实体中的 TDD无线接收机物理层单元通信的通信接口， 所述的各 TDD接收机物理层单元分别提供有与其他实体中的 TDD无线发射机物理层单元通信的通信接口； 或 者， 所述 RS中设置有第一 TDD无线收发机和第二 TDD无线收发机， 其中， 第一 TDD无线收发机包含 釆用相同的第一频率的 TDD无线接收机物理层单元和 TDD无线发射机物理单元，并与 BS中的 FDD无 线发射机物理层单元， 以及用户终端中的 FDD无线接收机物理层单元对应并保持收发帧同步， 第二 TDD无线收发机包含釆用相同的第二频率的 TDD无线接收机物理层单元和 TDD无线发射机物理单元， 且与用户终端中的 FDD无线发射机物理层单元，以及 BS中的 FDD无线接收机物理层单元对应并保持 收发帧同步；

或者，

若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于时分复用 T丽 /时分复用接入 TDMA-频分双工 FDD通信， 则 所述 RS中包括第一 TDM/TDMA- FDD无线收发机和第二 TDM/TDMA- FDD无线收发机， 其中， RS中的第 一 TDM/TDMA- FDD无线收发机包含的 TDM- FDD无线发射机物理层单元和 TDMA- FDD无线接收机物理单 元与用户终端中的 TDM- FDD无线接收机物理层单元和 TDMA-FDD无线发射机物理层单元对应并保持收 发帧同步， RS中的第二无线 TDM/TDMA- FDD收发机包含的 TDMA-FDD无线发射机物理层单元和 TDM-FDD 无线接收机物理单元与 BS中的 TDMA- FDD无线接收机物理层单元和 TDM- FDD无线发射机物理层单元 对应并保持收发帧同步；

或者，

若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于 OFDMA- FDD通信， 则所述 RS中包括第一 OFDMA- FDD无线 收发机和第二 0FDMA-FDD 无线收发机， 其中， ' RS 中的第一 OFDMA- FDD 无线收发机包含的第一 0FDMA-FDD无线发射机物理层单元和第一 OFDMA- FDD无线接收机物理单元与用户终端中的 0FDMA-FDD 无线接收机物理层单元和 0FDMA-FDD无线发射机物理层单元对应并保持收发帧同步； RS 中的第二 OFDMA- FDD无线收发机包含的第二 OFDMA- FDD无线发射机物理层单元和第二 OFDMA- FDD无线接收机 物理单元与 BS中的 OFDMA- FDD无线接收机物理层单元和 OFDMA- FDD无线发射机物理层单元对应并保 持收发帧同步；

或者，

若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于 FDD通信， 则 RS和 BS中分别包括 FDD无线收发机， 该 FDD无线收发机包括 FDD无线发射机物理层单元和 PDD无线接收机物理层单元， RS以 FDD方式同 BS 和用户终端进行无线通信， 所述 RS中的 FDD无线收发机上行和 BS中的 FDD无线收发机下行采用相 同的频率， RS中的 FDD无线收发机下行和 BS中的 FDD无线收发机上行采用相同的频率； 或者， RS 中包括 FDD无线收发机， 所述 RS中的 FDD无线收发机上行和 BS中的 FDD无线收发机下行采用相同 的频率， RS中的 FDD无线收发机下行和 BS中的 FDD无线收发机上行采用相同的频率， 其中， 用户 终端中的第一 FDD无线收发机包含的第一 FDD无线发射机物理层单元和第一 FDD无线接收机物理单 元与 BS中的 FDD无线接收机物理层单元和 FDD无线发射机物理层单元对应， 用户终端中的第二 FDD 无线收发机包含的第二 FDD无线发射机物理层单元和第二 FDD无线接收机物理单元与 RS中的 FDD无 线接收机物理层单元和 FDD无线发射机物理层单元对应。

所述的 BS、 RS和用户终端中还分别设置有与所述的物理层单元连接通信的数据链路层单元， 而 且， 所述的 BS中还设置有与上级设置连接通信的有线传输处理单元， 用于与上一级设备或各基站设 备之间进行信息交互。

所述的 BS还提供与用户终端通信的接口， 所述 BS通过采用预定的信道编码和调制方式， 或者， 采用预定的发射功率值将前导码 Prearable、帧控制头 FCH、下行映射表 DL-MAP和上行映射表 UL- MAP 信息直接从该接口将信息发送给用户终端。

本发明还提供丫一种无线屮转通信的实现方法， 乜括：

在 BS物理层帧结构的下行子帧和上行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区， 在 RS物理层 帧结构的上行子帧和下行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区， 用于定义 BS与 RS之间通信的 中转时隙或中转子信道和 0FDMA符号组合；

在 BS、 RS及用户终端之间基于设置的 BS和 RS的上、 下行物理层帧进行无线中转通信。 本发明还可选地包括以下技术特征：

在 BS物理层帧结构的下行子帧和上行子帧中分别采用 TDM方式下行中转区和上行中转区。 当 RS 中设置有两个 TDM/TDMA- FDD或 0FDMA-FDD无线收发机时， 则在与 BS对应的 RS 中的 TDM/TDMA- FDD或 OFDMA- FDD无线收发机的物理层帧结构的上行子帧和下行子帧中分别设置下行中转 区和上行中转区， 用于定义 BS和 RS之间的中转时隙， 或者， 用于定义 BS和 RS之间的中转子信道 和 OFDMA符号组合；

当 RS中设置有两个 TDD无线收发机时， 则在 RS的第一 TDD无线收发机的物理层帧结构的上行 子帧和第二 TDD无线收发机的物理层帧结构的下行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区， 用于 定义 BS和 RS间进行信息交互的子信道和 0FDMA符号组合；

当 RS中设置有一个 FDD无线收发机时， 则在中转站 RS的 FDD无线接收机的物理层帧结构的上 行子帧中设置下行中转区， 用于定义 RS接收 BS的下行中转区的中转时隙， 或者， 用于定义 BS和 RS的下行中转区的中转子信道和 0FDMA符号组合； 在 RS的 FDD无线发射机的物理层帧结构的下行 子帧中设置上行中转区， 用于定义 RS接收 BS的上行中转区的中转时隙， 或者， 用于定义 BS和 RS 的上行中转区的中转子信道和 0FDMA符号组合。

所述的方法还包括：

当 RS中设置有单个 FDD无线收发机， 则在 BS的上行中转区对应的期间内， 属于 BS的用户终端 不设置发送时隙或发送子信道和 0FDMA符号组合， 在 BS的下行中转区对应的期间内， 属于 RS的用 户终端不设置发送时隙或发送子信道和 0FDMA符号组合；

当 RS中设置有两个 OFDMA- FDD无线收发机， 则在在 BS的上行中转区对应的期间， 用户终端不 设置发送子信道和 0FDMA符号组合， RS不设置任何接收子信道和 0FDMA符号组合； 在 BS的下行中 转区对应的期间， RS不设置发送子信道和 0FDMA符号组合；

当 RS中设置有单个 TDD无线收发机时， 则在所述的 BS的物理层帧结构中的上行中转区和下行 中转区对应， 而且， 在 BS的下行中转区和上行中转区对应的期间， 用户终端不设置接收或发送时隙 或子信道和 0FDMA符号组合； 而且， 若 RS通过中转时隙进行信息的传递， 则所述的 BS的物理层帧 结构中的上行中转区和下行中转区的时隙分别与 RS 的物理层帧结构中的上行中转区和下行中转区 的时隙对应；

当 RS 设置有两个 TDM/TDMA- FDD无线收发机， 则所述的 BS的下行中转区与 RS中与 BS对应 的 TDM/TDMA- FDD无线收发机的下行中转区的时隙和频率关系对应，所述的 BS的上行中转区和 RS中 与 BS对应的 TDM/TDMA- FDD无线收发机的上行中转区的时隙和频率关系对应， 而且， 在 BS的上行中 转区对应的期间， 用户终端不设置发送时隙， RS不设置接收时隙；

当 RS中存在两个 TDD无线收发机时， 则在所述 BS的上行中转区对应的期间， BS和 RS覆盖下 的用户终端均不设置发送子信道和 0FDMA-符号组合， RS不设置接收子信道和 0FDMA符号组合。

所述的方法还包括：

当存在至少两个 RS时,该至少两个 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合或者采 jfl不同的 TDM 方式共 '' F行或上行屮转区；

且当采用不同的子信道和 0FDMA符号组合共享时，不同的 RS只在下行中转区中相应的子信道和 OFDMA符号组合中发送 BS的中转数据， 在其它子信道和 0FDMA符号组合中不安棑发送 BS的中转数 据， 不同的 RS的 FDD无线接收机只在下行中转区中相应的子信道和 0FDMA符号组合 接收 BS的中 转数据， 在其它子信道和 0FDMA符号组合中不安排接收 BS的中转数据。

本发明中， 当 RS中设置有两个无线收发机时， 对于存在至少两个 RS的情况， 各 RS之间利用其 与 BS对应的收发机通过不同的子信道和 0FDMA符号组合或者采用不 |司的 ΤϋΜ方式 享下行或 I ·.行巾 转区。

所述的方法还包括：

在 BS的物理层帧结构的下行子帧中设置下行中转广播子信道或中转广播时隙， 用于定义由 BS 广播给 RS的下行子信道和 0FDMA符号组合或下行时隙；

在 RS的物理层帧结构的下行子帧中设置下行中转广播子信道或中转广播接收时隙，用于定义接 收 BS下行中转广播的 RS上行子信道和 0FDMA符号组合或上行时隙;若 RS中设置有两个无线收发机， 则在其与 BS对应的收发机的物理层帧结构中设置下行中转广播子信道或中转广播接收时隙；

且所述在 BS和 RS中设置的下行中转广播子信道或中转广播时隙或中转广播接收时隙在每一帧 中选择设置。

本发明中， 当 RS通过中转子信道和 0FDMA符号组合进行信息的传递， 则所述的方法还包括： 在 BS的物理层帧结构的上行子帧的上行中转区中定义中转测距子信道， 定义用于 RS的初始接 入测距、 周期性测距、 带宽请求的 BS中转测距接收子信道和 0FDMA符号组合， 该中转测距子信道还 可选地作为用户终端的初始接入测距、 周期性测距、 带宽请求测距子信道用；

在 RS的物理层帧结构的下行中转区中设置中转测距子信道， 用于定义 RS的初始接入测距、 周 期性测距、带宽请求的 RS中转测距发送子信道和 0FDMA符号组合； 若 RS中设置有两个无线收发机， 则在其与 BS对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的中转测距子信道；

所述在 BS和 RS中设置的中转测距子信道的时频关系一一对应， 保持同步， 并在每一帧中选择 设置。

所述的方法还包括：

在 BS的物理层帧结构的上行子帧中定义测距子信道， 定义用于用户终端的初始接入测距、'周期 性测距、 带宽请求的 BS测距接收子信道和 0FDMA符号组合；

当 BS无法与 RS覆盖下的用户终端直接通信时，在 RS的 FDD无线接收机的物理层帧结构的上行 子帧中设置测距子信道， 定义用于用户终端的初始接入测距、 周期性测距、 带宽请求的 RS测距接收 子信道和 0FDMA符号组合； 若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物 理层帧结构中设置所述的测距子信道。 '

本发明中， 当 RS通过中转时隙进行信道传递时， 所述方法还包括：

在 BS和 RS的物理层帧结构的下行子帧中定义下行干扰时隙， 用于定义 BS和 RS各自覆盖区域 中的下行数据时隙， 所述的各自覆盖的区域包括仅由 BS和 RS各自覆盖的重叠区域， 或者， 包括由 BS和 RS各自覆盖的不重叠区域以及 BS和 RS各自覆盖的重叠区域；若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的下行干扰时隙。

所述的 BS的下行干扰时隙与 RS的下行干扰时隙在时隙上不重叠， 且当有至少两个 RS时， 所述 的至少两个 RS釆用 TDM的方式共享所述下行干扰时隙，且在 BS和 RS的每帧中选择设置所述下行干 扰时隙。

本发明中， 当 RS通过中转时隙进行信道传递时， 所述方法还包括：

在 BS和 RS的上行子帧中设置上行或下行无干扰时隙， 和 /或， 在 BS和 RS的下行子帧中设置上 行或下行无干扰时隙， 用于定义仅由 BS和 RS各自覆盖区域的下行或上行数据时隙； 若在 RS中存在 两个无线收发机，则在 RS中与用户终端对应的无线收发机的物理层帧结构中设置所述上行干扰时隙 或上行无干扰时隙；

而且， BS的下行无干扰时隙和 RS的下行无干扰时隙， 以及 BS的上行无干扰时隙和 RS的上行 无干扰时隙均可重叠设置。

所述的 BS和 RS的上行干扰时隙在时间上互不重叠。

所述的方法还包括：

在 BS， 或 BS和 RS的物理层帧结构的下行子帧中定义下行子帧头或下行子帧头时隙， 所述的下 行子帧头或下行子帧头时隙为下行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的子信道和 0FDMA符号 组合或时隙和发送指示信息的子信道和 0FDMA符号组合或时隙， 以指示 BS , 或 BS和 RS物理层帧结 构下行子帧和上行子帧的各子信道和 0FDMA符号组合的位置和使用方法， 或者， 各时隙的位置和使 用方法， 该下行子帧头在每帧中均设置； 其中， 在 RS的物理层帧结构的下行子帧中定义的下行子帧 头或下行子帧头时隙在时间上滞后于所述在 BS 的物理层帧结构的下行子帧中定义的下行子帧头或 下行子帧头时隙， 且对于 RS的下行子帧头期间， BS不能安排任何接收子信道和 0FDMA符号组合， 对于 RS的下行帧头时隙不与 BS的下行帧头时隙重叠， 并且设置于 BS的上行子帧的无干扰时隙内； 若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的下 行子帧头或下行子帧头时隙；

在 RS的物理层帧结构中设置下行子帧头接收或下行子帧头接收时隙， 用于定义接收 BS的下行 子帧头的子信道和 0FDMA符号组合或下行子帧头时隙的时隙， 该下行子帧头接收或下行子帧头接收 时隙和所述 BS的下行子帧头或下行子帧头接收时隙的时频或时隙关系一一对应， 完全同步； 若 RS 中设置有两个无线收发机， 则在 RS与 BS对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的下行子帧头接 收或下行子帧头接收时隙。

所述的下行子帧包括：

正交频分复用或单载波帧中的前导码 preamble、 帧控制头 FCH burst , 下行映射表 DL- MAP和 / 或上行映射表 UL- MAP。

本发明中， 当存在多个 RS时， 所述的方法还包括：

所述的 RS设置的所述的下行子帧与其他 RS的上行子帧不重叠；

或者，

RS的下行帧头时隙与其他 RS的下行帧头时隙和下行干扰时隙不重叠； 或者， 不同 RS的下行帧 头时隙在时间上完全重叠同步， 且下行帧头时隙内容相同， RS 的下行帧头时隙与其他 RS的下行干 扰时隙不重叠设置。

23、 根据权利要求 20所述的无线中转通信的方法， 其特征在于， 若所述的 RS中设置的两无线 收发机以不同的频率分别进行下行和上行通信时，则 RS在用于向用户终端发送下行信息的无线收发 机的物理层帧结构的下行子帧中设置下行子帧头。

所述的方法还包括：

当存在至少两个 RS时， 在 RS下行子帧头期间， 其它 RS的物理层帧结构的下行子帧不安排任何 发送子信道和 0FDMA符号组合， 或者， RS的下行帧头时隙不与其他 RS的下行帧头时隙和下行干扰 时隙重叠；

或者，

当存在至少两个 RS时， 若不同 RS的下行子帧头在时间上完全重叠同步， 且其下行子帧头内容 相同， 或者， 不同 RS的下行帧头时隙在时间上完全重叠同步， 且下行帧头时隙内容相同， RS的下 行帧头时隙不与其他 RS的下行干扰时隙重叠。

本发明中， 当 RS通过中转时隙进行信息的传递， 则所述的方法还包括：

所述 BS的下行中转区和 RS的下行中转区的时隙和频率关系一一对应，所述 BS的上行中转区和 RS的上行中转区的时隙和频率关系一一对应， 所述在 BS和 RS中设置的上行和下行中转区在每帧中 选择设置。

本发明中， 当 RS通过中转时隙进行信息的传递， 所述方法还包括：

在 BS的物理层帧结构的上行子帧中设置上行竞争时隙，该上行竞争时隙中包含初始测距竞争时 隙和带宽请求宽争时隙， 该上行竞争时隙在每帧中设置；

当 BS无法与 RS覆盖区域中的用户终端直接通信时， '在 RS的物理层帧结构的上行子帧中设置上 行竞争时隙， 该上行竞争时隙中包含初始测距竞争时隙和带宽请求竞争时隙； 若 RS中设置有两个无 线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的上行竞争时隙。

所述的方法还包括： 在 RS的物理层帧结构中设置上行竞争发送时隙， 用于定义 RS发送的用于 竞争 BS的上行竞争时隙的时隙， 该上行竞争发送时隙和所述 BS的上行竞争时隙的频率完全重叠同 步， 且该上行竞争时隙在每帧中设置； 若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与 BS对应的收发机 的物理层帧结构中设置所述的上行竞争发送时隙。

本发明中， 当 RS存在两个无线收发机时， 所述的方法还包括：

当 RS中存在两个 OFDMA- FDD无线收发机时，

在 BS或 RS中与用户终端对应的无线收发机的物理层帧结构的下行子帧中， 除下行子帧头、 BS 的下行中转区和 RS中与用户终端对应的 OFDMA- FDD无线发射机在 BS的下行子帧头、 BS的下行中转 区的对应期间外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享下行子帧的余下部分； 和 /或， 在 BS或 RS中与用户终端对应的 OFDMA- FDD无线收发机物理层帧结构的上行子帧中， 除 BS 的上行中转区和 RS中与用户终端对应的 0FDMA-FDD无线接收机在 BS的上行中转区对应期间外， BS 和不同的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符合组合共享上行子帧的其余部分；

当 RS中存在两个 TDD无线收发机时，

在所述 BS或 RS中与用户终端对应的 TDD无线收发机的物理层帧结构的下行子帧中，除下行子帧头 和 BS的下行中转区外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享下行子帧的其余部分； 和 /或， 在 BS或 RS中与 BS对应的 TDD无线收发机的物理层帧结构的上行子帧中， 除 BS的上行中转区外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享上行子帧的其余部分，且所述的下行子帧头和 测距子信道设置为存在于 BS和 RS每一帧中， 所述的下行中转区、上行中转区、下行中转广播子信道、 中转测距子信道、 下行子帧头接收则不设置为存在于每一帧中。

所述的 BS或 RS的下行子帧到 BS的上行子帧间至少预留发送 /接收转换间隙 TTG时长， 和 /或， BS或 RS的上行子帧到 BS的下行子帧间至少预留接收 /发送转换间隙 RTG时长； 而且， 对于 BS和用 户终端可以直接通信的情况， 在 BS的 TTG期间， RS不能安排任何发送子信道和 0FDMA符号组合； 在 BS的 RTG期间， RS不能安排任何接收子信道和 0FDMA符号组合。

所述的 BS、 RS和用户终端之间采用 FDD或 TDD方式进行无线中转通信。

本发明还提供了一种无线中转通信的实现方法， 包括：

由 BS到用户终端的下行通信过程：

在 BS的下行子帧中， BS向 RS发送数据， RS通过 RS的 FDD无线接收机接收所述数据；

RS通过 RS的 FDD无线发射机的下行子帧转发所述接收到的数据给用户终端；

由用户终端到 BS的上行通信过程：

用户终端在除 BS 的上行中转区对应期间外的时频区间或时隙发送上行通信数据， RS接收用户 终端发来的数据；

RS通过下行子帧的上行中转区发送上行中转通信数据给 BS， BS在上行子帧中接收所述的上行 中转通信数据。

所述的 BS向 RS发送数据的处理具体包括：

BS在下行子帧的下行子帧头中发送前导码， RS通过下行子帧头接收子信道接收该前导码， 并与 BS取得同步；

BS在下行子帧中发送了所述前导码后， 发送 FCH、 DL- MAP和 UL- MAP信息， RS通过下行子帧头 接收子信道接收该 FCH、 DL-MAP和 UL-MAP信息， 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和 0FDMA 符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

BS利用下行子帧的下行中转区的下行中转广播发送广播消息， BS在下行子帧的下行中转区的下 行中转 RS中发送下行中转通信数据给 RS , RS通过下行中转广播子信道接收所述广播消息， RS通过 RS的下行中转区接收所述下行中转通信数据。

所述的 RS通过下行子帧转发接收到的数据的处理具体包括：

在 RS的下行子帧的下行子帧头中发送前导码， 用户终端接收该前导码， 并与 RS取得同步；

RS在下行子帧中发送 FCH、 DL-MAP > UL- MAP信息， 该 FCH、 DL - MAP、 UL- MP信息可以由 BS发 送给 RS, 用户终端接收该 FCH、 DL-MAP, UL- MAP信息， 获得 RS下行和上行各个 burst的子信道和 0FDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

RS在下行子帧的除下行子帧头、 下行中转区外的时频区间发送下行中转通信数据给用户终端， 所述的中转通信数据由 BS发送给 RS , 用户终端从相应时频区间接收该下行中转通信数据；

或者，

用户终端接收 BS的下行子帧的下行子帧头中的前导码， 与 BS取得同步， 用户终端接收 BS的下 行子帧的下行子帧头中的 FCH、 DL-MAP和 UL- MAP信息， 获得 BS和 RS的下行和上行各个 burst的子 信道和 OFDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

RS在下行子帧中， 除下行子帧头、 下行中转区外的时频区间或时隙发送下行中转通信数据给用 户终端， 所述的中转通信数据由 BS发送给 RS, 用户终端从相应时频区间或时隙接收该下行中转通 信数据。

所述的 RS接收用户终端发来的数据的处理具体包括：

用户终端接收到所述 FCH、 DL- MAP、 UL- MAP信息后， 获得 RS的下行和上行各个 burst的子信道 和 0FDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息， 用户终端在 RS的上行子帧中， 在除 BS的 上行中转区对应期间外的时频区间或时隙发送上行通信数据给 RS , RS从相应时频区间或时隙接收该 上行通信数据；

或者， '

用户终端接收到所述 BS的下行子帧的下行子帧头的 FCH、 DL-MAP, UL-MAP信息后， 获得 BS和 RS的下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号组合或时隙位置， 以及使用方法信息， 用户终端 在 RS的上行子帧， 除 BS的上行中转区对应期间外的时频区间或时隙发送上行通信数据给 RS， RS从 相应时频区间或时隙接收该上行通信数据。

所述的 BS在上行子帧中接收上行中转通信数据的处理具体包括：

RS的接收 BS的下行子帧的下行子帧头的 FCH、 DL- MAP和 UL-MAP信息， 获得 BS下行和上行各 个 burst的子信道和 0FDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

RS在下行子帧的上行中转区的上行中转 RS中发送上行中转通信数据给 BS , 所述的中转通信数 据是由 BS发送给 RS， BS在上行子帧的上行中转区的上行中转 RS中接收该上行中转通信数据。

若 RS中设置有两个无线收发机， 所述的方法还包括：

若所述的两个无线收发机分别与 BS和用户终端对应，则在 RS与用户终端之间 RS使用第一无线 收发机进行信息的收发， 在 RS与 BS之间 RS使用第二无线收发机进行信息发收发；

若所述的两个无线收发机分别采用不同的频率对应由 BS 至用户终端的信息传递及由用户终端 到 BS的信息传递过程， 则在 RS中使用第一频率接收 BS发来的信息， 并通过第一频率中转发送给用 户终端， 使用第二频率接收用户终端发来的信息， 并通过第二频率中转发送给 BS。

由上述技术方案可以看出， 本发明的实现使得在无线通信系统中可以支持高级中转通信模式， 即 MSS/SS可以通过 RS进行无线中转接入 BS ,从而有效扩大了 BS的有效覆盖范围，并可以增加 MSS/SS 的吞吐量。 而且， 本发明还对中转通信过程中应用的上、 下行子帧进行了合理地设置， 从而可以有 效地避免无线中转通信过程中可能出现的各种干扰。

附图简要说明

图 1为包括 RS的通信系统示意图 1；

图 2为包括 RS的通信系统示意图 2

图 3为同频干扰模式示意图一；

图 4为 BS与 RS之间中转通信的模型示意图；

图 5为第一应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图 1 ;

图 6为第一应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图 2 ; 图 7为第一应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图 3 _;

图 8为第一应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图 4；

图 9为第一应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图 5；

图 10为 OF丽 A通信系统模型示意图；

图 11为图 10的具体结构示意图；

图 12为第二应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图一；

图 13为第二应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图二；

图 14为第二应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图三；

图 15为第二应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图四；

图 16为上行单 RS情况的 RS和 BS、 MS/SS的通信系统模型示意图；

图 17为下行单 RS情况的 RS和 BS、 MS/SS的通信系统模型示意图；

图 18为同频干扰模式示意图二；

图 19为 BS和 RS高级中转通信模式示意图；

图 20为 BS和 RS简化中转通信模式示意图；

图 21为本发明提供的第三应用场景下的具体实现系统的结构示意图；

图 22为第三应用场景下的高级中转通信模式下的物理层帧结构示意图；

图 23为第三应用场景下的简化中转通信模式下的物理层帧结构示意图；

图 24为第三应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图一；

图 25为第三应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图二； ,

图 26为第四应用场景下的髙级中转通信模式示意图；

图 27为第四应用场景下的简化中转通信模式示意图；

图 28为本发明所述的第四应用场景下的系统的具体实现结构示意图；

图 29为同频干扰模式示意图三；

图 30为第四应用场景下的高级中转模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图；

图 31为第四应用场景下的简化中转模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图。

图 32为第五应用场景下的 BS和 RS的中转通信模式示意图一；

图 33为第五应用场景下的 BS和 RS的中转通信模式示意图二；

图 34为第五应用场景下的系统的具体实现结构示意图；

图 35为本发明提供的第五应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图一；

图 36为本发明提供的第五应用场景下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图二；

图 37为本发明所述基于单 FDD的通信系统中可能存在的同频干扰模式示意图；

图 38为第六应用场景下的 RS和 BS、 MS/SS的高级中转通信模式示意图；

图 39为第六应用场景下的 RS和 BS、 MS/SS的简化中转通信模式示意图；

图 40为第六应用场景下的 RS和 BS、 MS/SS的中转通信系统的功能框架示意图；

图 41为第六应用场景下的实现方案 1中的高级中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图； 图 42为第六应用场景下的述实现方案 1中的简化中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意 图； ，

图 43为第六应用场景下的实现方案 2中一种高级中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构的实 施例示意图；

图 44为第六应用场景下的实现方案 3中一种高级中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构的实 施例示意图；

图 45为第七应用场景下的 RS和 BS、 MS/SS的中转通信系统的功能框架示意图；

图 46为第六应用场景下的高级中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图；

图 47为第六应用场景下的简化中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图。

实施本发明的方式

在具体实现过程中， 本发明所述的无线中转通信系统及方法可以根据采用的中转通信技术的不 同而具体采用不同的实现实例，例如， RS可以采用基于中转子信息和 0FDMA符号组合进行信息传递， 也可以采用中转时隙进行信息的传递， 而且， BS、 RS和 MS/SS之间可以基于 FDD技术或 TDD技术进 行中转通信。

为便于对本发明的理解， 下面将结合附图对本发明提供的各种应用场景下的具体实现方式进行 详细的说明。

第一种应用场景为： BS、 RS和 MS/SS中分别设置有 TDD收发机， 且 RS釆用设置的中转时隙进 行中转通信。 .

RS和 BS、 MS/SS的通信系统模型如图 1和图 2所示， 图 1中给出了单 RS情况系统模型， 图 2中给 出了多 RS的情况的系统模型。 在系统中 RS和 BS、 MS/SS间采用 TDD/TDM汀 DMA方式在同频点下 通信， MS/SS通过 RS进行无线中转接入 BS， RS作为一个 MS/SS接入 BS。

由于 TDD模式的网络系统采用同频通信， 则必然会存在如图 3 (a) -(d)所示的 4种情况的相互干 扰。 其中， TX表示发送模块， RX表示的接收模块。

本发明中， 将 BS和 RS的覆盖区域分成 3个区：

第一区 1为， 简称 1区： 仅 BS能覆盖， 不存在 RS到属于 BS的 MS/SS (图 1中的 MS_BS)、 SS/MS_RS 到 BS的干扰；

第三区 3为， 简称 3区： 仅 RS能覆盖， 不存在 BS到属于 RS的 MS/SS (图 1中的 MS_RS)、 SS/MS_BS 到 RS的干扰；

第二区 2为， 简称 2区： BS和 RS都能覆盖， 存在 RS到 SS/MS_BS和 BS到 SS/MS_RS的干扰， 也存在 SS/MS_BS到 RS和 SS/MS_RS到 BS的千扰。 例如， 在图 2中， BS和 RS1的重叠区为 RS1的第二区 2, 而 BS和 RS2的重叠区为 RS2的第二区 2。

BS和 RS的中转通信模式， 如图 4所示， 具体包括以下传送帧：

( 1 ) DL_BS为 BS的物理层帧的下行帧， 由 BS到 SS/MS_BS或 RS;

( 2) UL_BS为 BS的物理层帧的上行帧，由 SS/MS_BS或 RS到 BS， SS/MS_BS和 BS保持同步， SS/MS_BS 和 BS保持收发帧同步， RS和 BS除 Relay Zone、 TTG和 RTG外保持收发的时隙同步； (3) DL_RS为 RS的物理层帧的下行帧， 由 BS到 SS/MS_RS¾RS;

(4) UL_RS为 RS的物理层帧的上行帧， 由 SS/MS_RS或 RS到 BS， SS/MS_RS和 RS保持收发帧同步。 基于上述各帧， BS便可以与 RS之间进行通信， 进而通过 RS中转后与 SS/MS之间通信； 同时， 还可以将 SS/MS发送给 BS的信息通过 RS中转发送， 从而有效提高无线通信系统的覆盖范围。

为使得 RS通过位于 BS与 SS/MS之间实现中转通信功能， 便需要定义相应的物理层帧结构， 同 时， 为保证通信的可靠性， 还需要合理地根据中转通信需求进行帧结构的定义， 只有定义了合理的 BS和 RS的物理层帧结构才能够使得基于 RS的中转通信顺利实现 , 并有效避免通信过程中可能产生 的干扰。 可以看出， BS和 RS的物理层帧结构的定义是实现基于 RS的中转通信的关键。 为此， 针对 上述 BS与 RS中转通信过程中的传送帧的需求， 下面将对各帧结构的定义进行详细说明。

为实现 RS在 BS与 SS/MS之间的中转通信功能， 首先需要在定义 BS和 RS的物理层的上、下行帧 结构， 具体为：

1、 在 BS的物理层帧结构的下行帧 DL_BS中增加 DL Relay Zone (下行中转区） ： 用于定义将由 BS传给 RS的 BS下行中转数据时隙；

2、 在 RS的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中增加 DL Relay Zone (下行中转区） ： 用于定义将由 BS传给 RS的 BS下行中转数据时隙；

3、 在 BS的物理层帧结构的上行帧 UL_BS中增加 UL Relay Zone (上行中转区） ： 用于定义将由 RS传给 BS的 BS上行中转数据时隙；

4、 在 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中增加 UL Relay Zone (上行中转区） ： 用于定义将由 RS传给 BS的 BS上行中转数据时隙。

对于所述的 BS的 DL Relay Zone和 RS的 DL Relay Zone的时隙关系， 以及 BS的 UL Relay Zone 和 RS的 UL Relay Zone的时隙关系必须一一对应， 这样， 才能够保证 BS与 RS之间配合进行信息的 收发。

而且， 在 BS的 DL Rday Zone和 UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS和 SS/MS_RS不安排任何 接收或发送时隙， 目的是为了避免 SS/MS_BS到 RS和 SS/MS_RS BS的干扰；

另外， 对于图 2所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 UL Relay Zone。

本发明中为了 BS与 RS之间交互广播业务信息 ,还需耍在 BS和 RS的帧结构中的中转区进行如下 定义：

1、在 BS的物理层帧结构的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone中开辟 DL Relay Broadcast Slot (下 行中转广播时隙） ， 简写为 DL RB: 用于定义由 BS广播给 RS的下行时隙， 广播 802.16标准定义的 DCD (下行信道描述符） 、 UCD (上行信道描述符） 、 FPC (快速功率控制） 、 CLK— CMP (时钟 比较） 广播报文；

2、 在 RS的物理层帧结构的上行帧 UL_RS的 DL Relay Zone中开辟 DL Relay Broadcast RX Slot

(下行中转广播接收时隙） ， 简写为 DL RB RX: 用于定义接收 BS下行中转广播时隙的 RS上行时 , 接收 802.16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC, CLK— CMP广播报文。

本发明中为了避免 BS与 RS中转通信过程中的干扰，还需要针对 BS和 RS的物理层帧进行如下的 定义： .

1、 在 BS的物理层帧结构的下行帧 DL_BS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时隙） ： 用于定 义 BS下行覆盖 1区和 2区的 BS下行数据时隙；

2、 在 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时隙） ： 用于定 义 RS下行覆盖 3区和 2区的 RS下行数据时隙。

在上述帧结构定义中， BS的 DL Interference Slot不能与 RS的 DL Interference Slot在时隙上相重 叠， ;

而且， 对于图 2所示的多 RS的情况， 多 RS釆用 TDM的方式共享 DL Interference Slot, 避免 RS 到 RS的干扰。

本发明中， 为实现基于 RS的中转通信， 还需要对 BS和 RS的物理层帧结构进行如下定义：

1、 在 BS的物理层帧结构的下行帧 DL_BS中定义 DL Header Slot (下行帧头时隙， 其为下行子帧 的开始， 用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙， 以指示 BS物理层帧结构下行帧 和上行帧的各时隙的位置和使用方法 profile; 包含原 802.16 OFDM (或 SC)帧中的 preamble (前导 码） 、 FCH burst (帧控制头突发） 及由 DLFP (下行帧前缀） 指定的紧随在 FCH (帧控制头） 之后 的一个或多个下行 Burst, 所述的 Burst包括： DL- MAP (下行映射表） 和 UL-MAP (上行映射表） ； 另外， SS/MSBS、 RS和 BS保持收发帧同步， RS和 BS除 Relay Zone、 TTG (发送 /接收转换间隙） 和 RTG (接收 /发送转换间隙） 外保持收发的时隙同步；

2、 在 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中定义 DL Header Slot (下行帧头时隙） ： 为下行子帧 的开始， 用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙， 以指示 RS物理层帧结构下行帧 和上行帧的各时隙的位置和使用方法 profile; 包含原 802.16 OFDM (或 SC)帧中的 preamble、 FCH burst及由 DLFP指定的紧随在 FCH之后的一个或多个下行 Burst,包括 DL-MAP和 UL-MAP, SS/MS_RS 和 RS保持收发帧同步；

其中， RS的 DL Header Slot在时间上滞后于 BS的 DL Header Slot, 且不能和 BS的物理层帧结 构的下行帧 DL_BS的 DL Header Slot、 DL Delay Zone和 DL Interference Slot重叠。

RS的 DL Header Slot在时间上不能和其它 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_RS的 DL Header Slot、

UL Contention TX Slot (上行竞争接收时隙）、 DL Interference Slot (下行干扰时隙）和 UL Delay Zone 重叠， 避免 RS到 RS的干扰； 特殊情况下， 如果不同 RS的 DL Header Slot在时间上重叠， 则必须完 全重叠， 严格同步， 且其内容必须相同， 避免 RS到 RS的干扰。

同时，为便于 RS接收 BS的 DL Header Slot的时隙，本发明还在 RS的物理层帧结构的上行帧 UL_RS 中定义 DL Header RX Slot (下行帧头接收时隙）： 用于定义接收 BS的 DL Header Slo動时隙， 且要 求 BS的 DL Header Slot和 RS的 DL Header RX Slot的时隙关系必须完全重叠、 严格同步。

本发明中， 为避免上行干扰， 还需要对 BS和 RS的物理层帧结构做如下的定义， 即定义相应的 上行干扰时隙。

1、 在 BS的物理层帧结构的上行帧 UL_BS中定义 UL Interference Slot (上行干扰时隙） ： 用于定 义 BS上行覆盖 1区和 2区的 BS上行数据时隙； 2、 在 RS的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中定义 UL Interference Slot (上行干扰时隙） ： 用于定 义 RS上行覆盖 3区和 2区的 RS上行数据时隙；

针对上述定义的 BS的 UL Interference Slot不能与 RS的 UL Interference Slot在时隙上相重叠，避 免 SS/MS_BS到 RS和 SS/MS_RS到 BS 的干扰；

而且， 对于图 2所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 UL Interference Slot, 避免 RS 至 IJRS的干扰。

本发明中还定义了 BS和 RS的上行竞争时隙， 具体如下：

1、 在 BS的物理层帧结构的上行帧 UL_BS中定义 UL Contention Slot (上行竞争时隙） ， 其中， 包 含原 802.16 OFDM (或 SC) 帧中的包含了初始 Ranging (寻址） 竞争时隙和带宽请求竞争时隙；

2、 在 RS的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中定义 UL Contention Slot (上行竞争时隙） ， 其中， 包 含原 802.16 OFDM (或 SC) 帧中的包含了初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙； 所述 RS的 UL Contention TX Slot不能与 BS的上行帧的上行中转区和 /或上行干扰时隙重叠。

在 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中还定义了 UL Contention TX Slot (上行竞争发送时隙） ： 用于定义 RS发送的用于竞争 BS的 UL Contention Slot的时隙；

上述定义的 BS的 UL Contention Slot和 RS的 UL Contention TX Slot的时隙关系必须完全重叠， 且严格同步。

在上述定义的各帧结构中， 除 DL Relay Zone和 UL Relay Zone外， BS的下行时隙不得和 RS的 上行时隙相重叠， BS的上行时隙也不得和 RS的下行时隙相重叠， 避免 SS/MS_BS到 SS/MS_RS和 SS/MS_RS到 SS/MS_BS及 BS至 1JRS 和 RS到 BS的干 $¾。

BS的下行帧 DL_BS到 BS的上行帧 UL_BS间至少预留 TTG时长； BS的上行帧 UL_BS到 BS的下行帧

DL_Bd、 至少预留 RTG时长； RS的下行帧 DL_RS®RS的上行帧 UL_RS间至少预留 TTG时长； RS的上行 帧 UL_RS到 RS的下行帧 DL_RS间至少预留 RTG时长。

而且， 在上述定义的各帧结构中， 除 DL Header Slot和 UL Contention Slot外， 上述定义的 Slot 或 Zone不一定每帧都必须存在。

为便于理解本发明， 下面将结合具体的应用实例对本发明的具体实现方式进行详细说明。 本发明提供的第一种 BS和 RS的物理层帧结构实施例如图 5或图 6所示， 图 5为单 RS情况的示意 图， 图 6为多 RS情况的示意图。

BS下行帧 DL_BS和 RS下行帧 DL_RS中的黑色块标示的时隙为 DL Header Slot; BS上行帧 UL_BS和 RS上行帧 UL_RS中的黑色块标示的时隙为 UL Contention Slot;

RS的下行帧 DL_RS中的白色细长块标示时隙为 UL Contention TX Slot, RS上行帧 UL_RS中的白色 细长块标示的时隙 RX为 DL Header RX Slot。

BS下行帧 DL_BS中的 TX时隙为 DL Interference Slot, BS下行覆盖 Ί区"和" 2区" ； BS上行帧 UL_BS 中的 RX时隙为 UL Interference Slot, BS上行覆盖 Ί区"和" 2区"；

RS下行帧 DL_RS中的 ΤΧ时隙为 DL Interference Slot, RS下行覆盖" 3区"和" 2区" ； RS上行帧 UL_RS 中的 RX时隙为 UL Interference Slot, RS上行覆盖" 3区"和" 2区"。 图 5和图 6中， BS的 DL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 UL Contention Slot之后。 BS的 DL Relay Zone和 RS的 DL Relay Zone 的时隙——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS的 UL Relay Zone的时隙——对应； 在 BS的 DL Relay Zone和 UL Relay Zone对应的期间， MS不安排任何接收或发送时隙。

BS的 UL Interference Slot与 RS的 UL Interference Slot在时隙上不相重叠， 同时， BS的 DL

Interference Slot与 RS的 DL Interference Slot在时隙上不相重叠。

本发明中， 对于图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 DL Relay Zone (即图 6中 的 DL RB'DL Relay R#1、#2...部分）、 UL Relay Zone (即 UL Relay 1^#1，#2...部分）、01_ Interference Slot和 UL Interference Slot, 从而可以避免 RS到 RS的干扰

本发明提供的第二种 BS和 RS的物理层帧结构的具体实施例如图 7所示。

图 7中， RS的 UL Contention TX Slot隔帧出现， 如出现在第 N- 1帧 （FrameN-1 ) 、 第 N+1帧 ( FrameN+1 ) 、 第 N+3帧 （FrameN+3) 、 …的下行帧 DL_RS中。

BS的 DL Relay Zone和 BS的 UL Relay Zone可以不安排在同一帧。 例如， BS的 DL Relay Zone 安排在第 贞 （FrameN ) 的下行帧 DL_BS的末尾， 贝 ijRS的 DL Relay Zone安排在第 N帧 （FrameN ) 的上行帧 UL_RS之首， 之后为 UL Contention Slot。 BS的 UL Relay Zone安排在第 N+1帧（FrameN+1 ) 的上行帧 UL_BS的 UL Contention Slot之后。

BS的 DL Relay Zone和 RS的 DL Relay Zone的时隙——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS的 UL Relay Zone的时隙——对应； 在 BS的 DL Relay Zone和 UL Relay Zone对应的期间， MS不安棑任何 接收或发送时隙。

本发明中， 基于前面描述的 BS和 RS的物理层帧结构， 其中还可以包括以下时隙的定义：

1、 在 BS的物理层帧结构的下行帧 DL_BS中增.加 DL Non-interference Slot (下行无干扰时隙） ： 用于定义 BS下行覆盖 Ί区"的 BS下行数据时隙；

2、 在 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中增加 DL Non-Interference Slot (下行无干扰时隙） ： 用于定义 RS下行覆盖" 3区"的 RS下行数据时隙；

其中， BS的 DL Non-interference Slot与 RS的 DL Non-interference Slot在时隙上可相重叠。

3、 在 BS的物理层帧结构的上行帧 UL_BS中增加 UL Non-interference Slot (上行无干扰时隙） ： 用于定义 BS上行覆盖 Ί区"的 BS上行数据时隙；

4、 在 RS的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中增力 nUL Non-interference Slot (上行无干扰时隙） ： 用于定义 RS上行覆盖" 3区"的 RS上行数据时隙；

其中， BS的 UL Non-interference Slot与 RS的 UL Non-interference Slot在时隙上可相重叠。 此时， RS的 DL Header Slot在时间上滞后于 BS的 DL Header Slot, 且 RS的 DL Header Slot和 BS的 DL Header Slot不能重叠； RS的 DL Header Slot在时间上必须位于 BS的物理层帧结构的下行 帧 DL_BS的 DL Non-interference Slot内；

而且， 不同 RS的 DL Header Slot在时间上不能和其它 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_R^ DL Header Slot, UL Contention TX Slot, DL Relay Zone和 DL Interference Slot重叠， 避免" RS到 RS" 的干扰； 特殊情况下， 如果不同 RS的 DL Header Slot在时间上重叠， 则必须完全重叠， 严格同步， 且其内容必须相同， 避免 RS到 RS的干扰；

基于上述包含下行无干扰时隙和上行无干扰时隙的 BS和 RS物理层帧， 本发明提供的第三种 BS 和 RS的物理层帧结构实施例如图 8所示， 其中：

BS下行帧 DL_BS和 RS下行帧 DL_RS中的黑色块标示的时隙为 DL Header Slot; BS上行帧 UL_BS和

RS上行帧 UL_RS中的黑色块标示的时隙为 UL Contention Slot;

RS的下行帧 DL_RS中的白色细长块标示的 TX时隙为 UL Contention TX Slot, RS上行帧 UL_RS中的 白色细长块标示的 RX时隙为 DL Header RX Slot。

BS下行帧 DL_BS中的 TX1时隙为 DL Non-interference Slot, BS下行覆盖 Ί区"， TX时隙为 DL Interference Slot, BS下行覆盖 Ί区"和" 2区" ； BS上行帧 UL_BS中的 RX1时隙为 UL Non- Interference Slot, BS上行覆盖" 1区"， RX时隙为 UL Interference Slot, BS上行覆盖 Ί区"和" 2区"；

RS下行帧 DL_RS中的 TX3时隙为 DL Non-interference Slot, RS下行覆盖" 3区"， TXB寸隙为 DL Interference Slot, RS下行覆盖" 3区"和" 2区"； RS上行帧 UL_RS中的 RX3时隙为 UL Non-interference Slot, RS上行覆盖" 3区"， RX时隙为 UL Interference Slot, RS上行覆盖 " 3区"和" 2区"。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在

BS下行帧 DL_BS的 UL Contention Slot之后。

BS的 DL Relay Zone和 RS的 DL Relay Zone的时隙——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS的 UL Relay Zone的时隙——对应； 在 BS的 DL Relay Zone和 UL Relay Zone对应的期间， MS不安排任何 接收或发送时隙。

BS的 UL Interference Slot与 RS的 UL Interference Slot在时隙上不相重叠， BS的 DL

Interference Slot与 RS的 DL Interference Slot在时隙上不相重叠。

本发明中，所述的 BS和 RS的物理层帧结构中的干扰时隙还可以仅对 BS和 RS都能够覆盖的区域 (即所述的 2区） 进行定义， 具体如下：

1、 在 BS的物理层帧结构的下行帧 DL_BS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时隙） ： 用于定 义 BS下行覆盖" 2区"的 BS下行数据时隙；

2、 在 RS的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时隙） ： 用于定 义 RS下行覆盖" 2区"的 RS下行数据时隙；

3、 在 BS的物理层帧结构的上行帧 UL_BS中定.义 UL Interference Slot (上行干扰时隙） ： 用于定 义 BS上行覆盖" 2区"的 BS上行数据时隙；

4、 在 RS的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中定义 UL Interference Slot (上行干扰时隙） ： 用于定 义 RS上行覆盖' '2区"的 RS上行数据时隙；

而且， 对于图 2所示的多 RS的情况， 多 RS之间釆用 TDM的方式共享 UL Interference Slot, 避免 "RS到 RS"的干扰；

基于上述 BS和 RS的物理层帧结构， 本发明提供的第四种 BS和 RS的物理层帧结构实施例如图 9 所示， 其中： BS下行帧 DL_BS和 RS下行帧 DL_RS中的黑色块标示的时隙为 DL Header Slot; BS上行帧 UL_BS和 RS上行帧 UL_RS中的黑色块标示的时隙为 UL Contention Slot;

RS的下行帧 DL_RS中的白色细长块标示的 TX时隙为 UL Contention TX Slot, RS上行帧 UL_RS中的 白色细长块标示的 RX时隙为 DL Header RX Slot。

BS下行帧 DL_BS中的 TX1时隙为 DL Non-interference Slot, BS下行覆盖 Ί区"， TX2时隙为 DL

Interference Slot, BS下行覆盖 " 2区" ； BS上行帧 UL_BS中的 RX1时隙为 UL Non- Interference Slot, BS上行覆盖 Ί区"， "RX2时隙"为 UL Interference Slot ( BS上行覆盖 "2区"） ；

RS下行帧 DL_RS中的 TX3时隙为 DL Non-interference Slot, RS下行覆盖" 3区"， TX2时隙为 DL Interference Slot, RS下行覆盖" 2区" ； RS上行帧 UL_RS中的 RX3时隙为 UL Non-interference Slot, RS上行覆盖" 3区"， RX2时隙为 UL Interference Slot, RS上行覆盖 " 2区"。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 UL Contention Slot之后。

BS的 DL Relay Zone和 RS的 DL Relay Zone的时隙——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS的 UL Relay Zone的时隙——对应； 在 BS的 DL Relay Zone和 UL Relay Zone对应的期间， MS不安排任何 接收或发送时隙。

BS的 UL Interference Slot与 RS的 UL Interference Slot在时隙上不相重叠， BS的 DL Interference Slot与 RS的 DL Interference Slot在时隙上不相重叠。 BS的 DL Non-interference Slot与 RS的 DL Non-interference Slot在时隙上尽可能相重叠。 BS的 UL Non-interference Slot与 RS的 UL Non- Interference Slot在时隙上尽可能相重叠。

第二种应用场景为： BS、 RS和 MS/SS中分别设置有 TDD收发机， RS采用中转子信道和 0FDMA符 号组合进行中转通信。

针对该应用场景， 本发明主要是通过引入 TDM与 OFDMA相结合的机制， 定义 BS和 RS的物理层 帧结构。

本发明中， 中转模式通信系统的结构主要包括两种， 分别如图 4和图 10所示， 一种为高级中转模 式通信系统， 另一种为简化中转模式通信系统， 下面将分别对两系统模型进行说明。

(一） RS和 BS、 MS/SS间的高级中转模式通信系统模型如图 4所示， 这是一种通常通信系统模 型， 其中， RS和 BS、 MS/SS间采用 TDD/TDM/OFDMA方式在同频点下通信， MS/SS通过 RS进行 无线中转接入 BS， RS作为一个 MS/SS接入 BS。

(二） RS和 BS、 MS/SS的简化中转模式通信系统模型如图 10和图 1 1所示， 该中转模式为本发 明提供的一种通信系统模型， 其中， RS和 BS、 MS/SS间釆用 TDD/TDM/OFDMA方式在同频点下通 信， RS作为一个 MS/SS接入 BS。

该包括 BS、 RS和 SS/MS的简化中转模式的中转通信系统， 所述的 BS设置有与 RS和用户终端通 信的接口， 所述的 RS设置有与用户终端和 BS通信的接口， 所述的用户终端则分别设置有与 RS和 BS 通信的接口， 所述的 BS、 RS和用户终端之间通过所述接口通信， 如图 5所示：

其中， 所述的 BS包括： 有线传输处理单元： 能够与上一级设备 （如基站控制器） 或分别与一组基站设备建立通信， 并 与上一级设备或各基站设备之间进行信息的交互；

TDD无线收发机： 用于同 RS或 SS/MS以 TDD方式进行同频点 （如 l )无线通信， 由 TDD无线发 射机物理层单元、 TDD无线接收机物理层单元和 TDD无线收发机数据链路层单元组成， 分别为： TDD无线发射机物理层单元： 分别与 TDD充线收发机数据链路层及可与其通信的 RS或 SS/MS 中的无线接收机物理层单元进行同频点 （如 f1 ) 无线通信； 对于简化中转模式， 本单元对 DL_BS的下 行子帧头广播 （如 Preamble、 FCH、 DL-MAP. UL-MAP) 采用比其它发送数据可靠性更高的信道 编码和调制方式 （如二进制相移键控 BPSK) ， 或釆用比其它发送数据更高的发射功率， 直接由 BS 发给 MS/SS, 不通过 RS中转；

TDD无线接收机物理层单元： 分别与 TDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 RS或 SS/MS 中的无线发射机物理层单元进行同频点 （如 f1 ) 无线通信；

TDD无线收发机数据链路层单元： 对来自 TDD无线接收机物理层单元或有线传输单元的数据， 作 TDD无线收发机数据链路层的数据处理后 , 转发给有线传输单元或 TDD无线发射机物理层单元。

所述的 RS包括：

TDD无线收发机： 用于同 BS或 SS/MS以 TDD方式进行同频点 （如 l )无线通信， 由 TDD无线发 射机物理层单元、 TDD无线接收机物理层单元和 TDD无线收发机数据链路层单元组成。

TDD无线发射机物理层单元： 分别与 TDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 BS或 SS/MS 中的无线接收机物理层单元进行同频点 （如 l ) 无线通信；

TDD无线接收机物理层单元： 分别与 TDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 BS或 SS/MS 中的无线发射机物理层单元进行同频点 （如 f1 ) 无线通信；

TDD无线收发机数据链路层单元： 对来自 TDD无线接收机物理层单元的数据， 作 TDD无线收发 机数据链路层的数据处理后， 转发给 TDD无线发射机物理层单元。

所述的 SS/MS包括：

TDD无线收发机： 用于同 RS或 BS以 TDD方式进行同频点 （如 l ) 无线通信， 由 TDD无线发射 机物理层单元、 TDD无线接收机物理层单元和 TDD无线收发机数据链路层单元组成。

TDD无线发射机物理层单元： 分别与 TDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 RS或 BS无线 接收机物理层单元进行同频点 （如 l ) 无线通信； 对于简化中转模式， 本单元对 UL_BS的上行随机接 入（Random Access)时隙（或称为竞争时隙 Contention slot) ， 如初始 Ranging竞争时隙和带宽请 求竞争时隙， 或 MS/SS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging, 带宽请求通过 UL_BS的测距 子信道 Ranging Subchannel, 采用比其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式 （如二进制相 移键控 BPSK) ,或采用比其它发送数据更高的发射功率， 直接由 MS/SS发给 BS， 不通过 RS中转；

TDD无线接收机物理层单元： 分别与 TDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 RS或 BS中的 无线发射机物理层单元进行同频点 （如 f1 ) 无线通信；

TDD无线收发机数据链路层单元： 对来自 TDD无线接收机物理层单元或用户的数据， 作 TDD无 线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给用户或 TDD无线发射机物理层单元。 可以看出， 在图 1 1中， BS、 RS及 SS/MS中所述的各 TDD无线发射机物理层单元分别提供有与 其他实体中的 TDD无线接收机物理层单元通信的通信接口， 所述的各 TDD接收机物理层单元分别提 供有与其他实体中的 TDD无线发射机物理层单元通信的通信接口。

参照图 10所示， DL_BS的下行子帧头广播， 如 Preamble (前导码）、 FCH (帧控制头）、 DL-MAP (下行映射表） 、 UL-MAP (上行映射表） ， 直接由 BS发给 MS/SS, 不通过 RS中转； MS/SS的初 始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging、 带宽请求通过 UL_BS的测距子信道 Ranging Subchannel, 直接由 MS/SS发给 BS， 不通过 RS中转。

对于 DL_BS的下行其它突发， 如数据报文或除 DL-MAP、 UL-MAP外的消息报文， 不能直接由 BS 发给 MS/SS, 必须通过 RS中转； UL_BS的上行其它突发， 如除 MS/SS的初始接入测距 Ranging、 周期 性测距 Ranging. 带宽请求报文外， 不能直接由 MS/SS发给 BS , 必须通过 RS中转。

基于上述各子帧， BS便可以与 RS之间进行通信，进而通过 RS中转后与 SS/MS之间通信； 同时， 还可以将 SS/MS发送给 BS的信息通过 RS中转发送， 从而有效提高无线通信系统的覆盖范围。

另外， 本发明的实现还需要考虑到由于 TDD模式的网络系统采用同频通信所存在的如图 3 (a ) - ( d ) 所示的 4种情况的相互干扰。

基于上述中转通信需求， 为使得 RS通过位于 BS与 SS/MS之间实现中转通信功能， 便需要定义 相应的物理层帧结构， 同时， 为保证通信的可靠性， 还需要合理地根据中转通信需求进行帧结构的 定义， 只有定义了合理的 BS和 RS的物理层帧结构才能够使得基于 RS的中转通信顺利实现 ' 并有效 避免通信过程中可能产生的干扰。

可以看出， BS和 RS的物理层帧结构的定义是实现基于 RS的中转通信的关键。 为此， 针对上述 BS与 RS中转通信过程中的传送帧的需求， 下面将对各帧结构的定义进行详细说明。

为实现 RS在 BS与 SS/MS之间的中转通信功能， 首先需要在定义 BS和 RS的物理层的上、下行子 帧结构， 具体为：

1、在 BS的物理层帧结构的下行子帧 DL_BS中釆用 TDM技术，增加 DL Relay Zone (下行中转区）， 用于定义由 BS传给 RS的 BS下行中转子信道和 OFDMA符号组合；

对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 DL Relay Zone;

2、在 RS的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中采用 TDM技术，增加 DL Relay Zone (下行中转区）， 用于定义 RS接收 BS的 DL Relay Zone的中转子信道和 OFDMA符号组合；

对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 DL Relay Zone, 不同的 RS 只在 DL Relay Zone中相应的子信道和 OFDMA符号组合中接收 BS的中转数据， 其它子信道和 OFDMA符号组合不安排接收；

3、在 BS的物理层帧结构的上行子帧 UL_BS中采用 TDM技术，增加 UL Relay Zone (上行中转区） , 用于定义由 RS传给 BS的 BS上行中转子信道和 OFDMA符号组合；

对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 UL Relay Zone;

4、在 RS的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS中釆用 TDM技术，增加 UL Relay Zone (上行中转区）， 用于定义 RS接收 BS的 UL Relay Zone的中转子信道和 OFDMA符号组合； 对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 UL Relay Zone, 不同的 RS 只在 DL Relay Zone中相应的子信道和 OFDMA符号组合中发送 BS的中转数据， 其它子信道和 OFDMA符号组合不能安排发送；

需要说明的是， 在 BS的 DL Relay Zone和 UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS和 33/1 /13₁^不 安排任何接收或发送子信道和 OFDMA符号组合， 避免 SS/MS_BS到 RS和 SS/MS_RS到 BS的干扰。

本发明中为了 BS与 RS之间交互广播业务信息，还需要在 BS和 RS的帧结构中的中转区进行如下 定义：

1、 在 BS的物理层帧结构的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone中开辟 DL Relay Broadcast Subchannel (下行中转广播子信道）， 用于定义由 BS广播给 RS的下行子信道和 OFDMA符号组合， 广播 802.16标准定义的 DCD (下行信道描述符）、 UCD (上行信道描述符）、 FPC (快速功率控制）、 CLK_CMP (时钟比较） 广播报文；

2、 在 RS的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS的 DL Relay Zone中开辟 DL Relay Broadcast Subchannel (下行中转广播子信道） ， 用于定义接收 BS下行中转广播时隙的 RS上行子信道和 OFDMA符号组合， 接收广播 802.16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC, CLK—CMP广播报文。 为便于 SS/MSS顺利接入 BS还需要在所述的还需要在 BS和 RS的帧结构中的中转区进行如下定 义：

1、 在 BS的物理层帧结构的上行子帧 UL_BS的 UL Relay Zone中定义 Relay Ranging Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS ) ， 定义用于 RS的初始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging、 带宽请求的 BS中转测距接收子信道和 OFDMA符号组合； 该中转测距子信道 RRS也可作为 SS/MSS_BS的初始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging、 带宽请求测距子信道用；

2、 在 RS的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS的 DL Relay Zone中定义 Relay Ranging TX Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS TX) , 用于定义 RS的初始接入测距 Ranging、 周期性 测距 Ranging、 带宽请求的 RS中转测距发送子信道和 OFDMA符号组合；

其中， BS的 Relay Ranging Subchannel和 RS的 Relay Ranging TX Subchannel的时频关系必须 一一对应， 严格同步；

在 BS或 RS的物理层帧结构的下行子帧中， 除 DL Header (下行帧头） 、 BS的 DL Relay Zone 和 RS的 UL Relay Zone外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享下行子帧的其 余部分， 避免 RS到 SS/MS_RS、 RS到 SS/MS_BS和 BS到 SS/MS_RS 的干扰；

在 BS或 RS的物理层帧结构的上行子帧中， 除 DL Header RX、 RS的 DL Relay Zone和 BS的 UL Relay Zone外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享上行子帧的其余部分， 避 免 SS/MS_RS到 RS、 SS/MS_BS到 RS 和 SS/MS_RS到 BS 的干扰。 本发明中， 为实现基于 RS的中转通信， 还需耍对 BS和 RS的物理层帧结构进行如下定义： 1、 在 BS的物理层帧结构的下行子帧 DL_BS中定义 DL Header (下行子帧头） , 为下行子帧的开 始， 用于定义发送用户同步信息的子信道和 OFDMA符号组合和发送指示信息的子信道和 OFDMA符 号组合， 以指示 BS物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各子信道和 OFDMA符号组合的位置和使用 方法 profile。 包含原 802.16 OFDMA (或 SOFDMA)帧中的 preamble、 FCH 、 DL-MAP、 UL-MAP, SS/MS_BS、 RS和 BS保持收发帧同步；

2、 在 RS的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS中定义 DL Header (下行子帧头） ， 为下行子帧的开 始， 用于定义发送用户同步信息的子信道和 OFDMA符号组合和发送指示信息的子信道和 OFDMA符 号组合， 以指示 RS物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各子信道和 OFDMA符号组合的位置和使用 方法 profile。 包含原 802.16 OFDMA (或 SOFDMA)帧中的 preamble、 FCH 、 DL-MAP、 UL-MAP, SS/MS_R^i]RS保持收发帧同步；

其中， RS的 DL Header仅应用于图 4所示的高级中转模式， 且在时间上滞后于 BS的 DL Header; 在 RS的 DL Header期间， BS的下行子帧 （DL_BS)不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， 避 免 BS到 33/1\/15|_½的干扰；

在 RS的 DL Header期间， 其它 RS的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， 避免 RS到 SS/MS_RS的干扰； 特殊情况下， 如果不同 RS的 DL Header在时间上重 叠， 则必须完全重叠， 严格同步， 且其内容必须相同， 避免 RS到 SS/MS_R^干扰；

3、 在 RS的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中定义 DL Header RX (下行子帧头接收）， 用于定义 接收 BS的 DL Header的子信道和 OFDMA符号组合；

在上述帧结构中， BS的 DL Header和 RS的 DL Header RX的时频关系必须一一对应、严格同步。 本发明中， 为实现基于 RS的中转通信， 还需要对 BS和 RS的物理层帧结构进行如下定义：

1、 在 BS的物理层帧结构的上行子帧 UL_BS中定义 Ranging Subchannel (测距子信道） ， 定义用 于 SS/MSS_BS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求的 BS测距接收子信道和

OFDMA符号组合；

2、 在 RS的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中定义 Ranging Subchannel (测距子信道） ， 定义用 于 SS/MSS_RS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求的 RS测距接收子信道和 OFDMA符号组合。

在上述定义的子帧结构中， 除 DL Relay Zone和 UL Relay Zone夕， BS的下行子帧不得和 RS的 上行子帧相重叠， BS的上行子帧也不得和 RS的下行子帧相重叠， 避免 SS/MS_BS到 SS/MS_RS 和 SS/MS_RS到 SS/MS_BS及 BS到 RS和 RS到 BS的干扰；

同时， BS的下行子帧 DL_BS到 BS的上行子帧 UL_BS间至少预留 TTG (发送 /接收转换间隙） 时长； BS的上行子帧 UL_BS到 BS的下行子帧 DL_BS间至少预留 RTG (接收 /发送转换间隙） 时长； RS的下行 子帧 DL_RS到 RS的上行子帧 UL_RS间至少预留 TTG时长； RS的上行子帧 UL_RS到 RS的下行子帧 DL_RS间 至少预留 RTG时长； 对于简化中转模式， 在 BS的 TTG期间， RS不能安排任何发送子信道和 OFDMA 符号组合； 在 BS的 RTG期间， RS不能安排任何接收子信道和 OFDMA符号组合。

而且， 除 DL Header^ Ranging Subchannel外， 上述定义的子信道和 OFDMA符号组合或 Zone 不一定每帧都必须存在。 在 OFDMA或 SOFDMA系统中， BS、 RS和 SS/MSS之间基于上述定义的子帧结构进行通信， 便 可以实现相应的中转通信， 并可以保证良好的通信效果， 以及各种中转通信需求。

为便于理解本发明， 下面将结合具体的应用实例对本发明的具体实现方式进行详细说明。 本发明提供的第一种 BS和 RS的物理层帧结构实施例如图 12或图 13所示， 图 12为高级中转模式 下的示意图， 图 13为简化中转模式下的示意图。

图中， NULL或空白部分为不安排任何接收或发送的部分。 其中， BS下行子帧 DL_BS和 RS下行子 帧 DL_RS中的 DL Header为图 12和图 13中 BS的 Preamble和 DL- MAP、 UL- MAP区域； RS上行子帧 UL_RS 中的 DL Header RX为图 12和图 13中 RS的 Preamble和 DL- MAP、 UL- MAP区域。

BS的 DL Relay Zone (即 DL Relay broadcast, DL Relay R#1， #2…部分）安排在 BS下行子帧 ( DL_BS) 的 DL Header之后， BS的 UL Relay Zone (即 UL Relay R#1， #2...和 RRS TX部分） 安排 在 BS下行子帧 DL_BS的开始部分。在 BS的 DL Relay Zone和 UL Relay Zone对应的期间， MS不安排任 何接收或发送子信道和 OFDMA符号组合。

对于简化中转模式， 在 BS的 TTG期间， RS不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合； 在 BS 的 RTG期间， RS不能安排任何接收子信道和 OFDMA符号组合。

PHY突发 ( burst)被分配了一组相邻的子信道和一组 OFDMA符号 (symbol), BS和不同的 RS通 过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享下行子帧的其余部分。

本发明还提供了另外一种 BS和 RS的物理层帧结构实施例， 如图 14和图 15所示， 其中， 图 14为 高级中转模式下的物理层帧结构， 图 15为简化中转模式下的物理层帧结构。

BS的 RRS和 RS的 RRS TX隔帧出现，如出现在第 N- 1帧（FrameN- 1 )、第 N+1帧（FrameN+1 )、 第 N+3帧 （FrameN+3 ) …的下行子帧 DL_RS中。

BS的 DL Relay Zone和 BS的 UL Relay Zone可以不安排在同一帧。 例如， BSS勺 DL Relay Zone 安排在第!\1帧（FrameN ) 的下行子帧 DL_BS的末尾， 贝 ijRS的 DL Relay Zone安排在第1\1帧（FrameN ) 的上行子帧 UL_RS之首。 BS的 UL Relay Zone安排在第 N+1帧 （FrameN+1 ) 的上行子帧 UL_BS之首， RS的 UL Relay Zone安排在第 N+1帧（FrameN+1 )的下行子帧 DL_BS的末尾。在 BS的 DL Relay Zone 和 UL Relay Zone对应的期间， MS不安排任何接收或发送子信道和 OFDMA符号组合。

对于简化中转模式， 在 BS的 TTG期间， RS不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合； 在 BS 的 RTG期间， RS不能安排任何接收子信道和 OFDMA符号组合。

下面将再结合具体的通信过程应用实例对本发明进行说明。

本发明中相应的中转流程如下：

(―) 、 下行中转 Downlink relay

所述下行中转分为两个阶段，第一阶段为： 由 BS到 RS的通信过程，第二阶段为： 由 RS到 SS/MS 的通信过程； 其中， 对于第一阶段来说， 在图 4、 图 10和图 11所示的高级中转模式和简化中转模式 中相应的中转处理方式完全相同， 而对于第二阶段来说， 则在高级中转模式和简化中转模式中相应 的中转处理方式却各不相同， 下面将分别对两个阶段的处理进行说明。

其中， 第一阶段 （BS->RS ) 的处理过程包括： 1、 BS在下行子帧 DL_BS"DL Header"中的第一个符号 symbol或时隙发送前导码 preamble;

2、 RS#1通过 RS上行子帧 UL_RS中" DL Header RX"接收 BS下行子帧 DL_BS"DL Header"中的前导 码 preamble, 和 BS取得同步；

3、 BS在下行子帧 DL_BS"DL Header" preamble之后中发送 FCH, DL-MAP, UL-MAP ； 4、 RS#1通过 RS上行子帧 UL_RS中" DL Header RX"接收下行子帧 DL_BS"DL Header" 的 FCH，

DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS下行和上行各个 burst (突发） 的时隙、 子信道和 /或 OFDMA符号位置 和使用方法 （profile) 信息；

5、 BS利用下行子帧 DL_BS"DL Relay Zone"的" DL Relay broadcast"发送广播消息 message;

6、 BS在下行子帧 DL_BS"DL Relay Zone"的 " DL Relay RS#1 " 中发送下行中转通信数据 traffic data给 RS#1 ;

7、 RS#1通过 RS上行子帧 UL_RS中" DL RB" 接收 BS下行子帧 （DL_BS) "DL Relay Zone"的" DL Relay broadcast"中的广播消息 message ， 其中可以包含需要 RS#1中转广播的消息；

8、 RS#1通过 RS上行子帧 UL_RS中 "DL Relay Zone"接收 BS下行子帧 DL_BS"DL Relay Zone"的 "DL Relay RS#1 " 中下行中转通信数据 traffic data。

所述的第二阶段 （RS- >MS/SS) 包括：

( 1 ) 对于高级中转模式的处理

1、 RS#1在下行子帧 DL_RS"DL Header"中的第一个符号 symbol或时隙发送前导码 preamble;

2、 MS/SS接收 RS#1下行子帧 DL_RS"DL Header"中的前导码 preamble, 和 RS#1取得同步

3、 RS#1 在下行子帧 DL_RS"DL Header" preamble之后中发送 FCH, DL-MAP, UL-MAP (RS # 1的 FCH, DL-MAP, UL- MAP可以已在第一阶段的步骤 6中由 BS发送给 RS #1 ) ；

4、 MS/SS接收下行子帧 DL_RS"DL Header" 的 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 获得 RS#1下行和 上行各个 burst的时隙、 子信道和 /或 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

5、 RS#1 在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header、 DL Relay Zone外的时频区间， 发送下行中转 通信数据 traffic data (在步骤 6中已由 BS发送给 RS #1 ) 给 MS/SS;

6、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1下行子帧 DL_RS中的下行中转通信数据 traffic data。

(2) 对于简化中转模式的处理

1、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS"DL Header"中的前导码 preamble, 和 BS取得同步；

2、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS"DL Header" 的 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS和 RS#1 下行和上行各个 burst的时隙、 子信道和 /或 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

3、 RS#1 在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header、 DL Relay Zone外的时频区间， 发送下行中转 通信数据 traffic data (在步骤 6中已由 BS发送给 RS #1 ) 给 MS/SS；

4、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1下行子帧 DL_RS中的下行中转通信数据 traffic data。

(二） 、 上行中转 Uplink relay

所述上行中转分同样为两个阶段， 第一阶段为： 由 SS/MS到 RS的通信过程， 第二阶段为： 由 RS到 BS的通信过程； 其中， 对于第一阶段来说， 在图 3至图 5所示的高级中转模式和简化中转模式 中相应的中转处理方式各不相同， 而对于第二阶段来说， 则在高级中转模式和简化中转模式中相应 的中转处理方式完全相同， 下面将分别对两个阶段的处理进行说明。

其中， 第一阶段 （MS/SS - >RS) 的处理过程包括：

( 1 ) 对于高级中转模式的处理

1、 MS/SS接收 RS#1下行子帧 DL_RS"DL Header" 的 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 获得 RS#1 下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （ profile ) 信息；

2、 MS/SS在 RS上行子帧 UL_RS中， 在除 DL Header RX、 UL Relay Zone外的时隙， 发送上行通 信数据 traffic data给 RS#1；

3、 RS#1从相应时隙接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic data。

( 2 ) 对于简化中转模式的处理

1、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS"DL Header" 的 FCH、 DL-MAP ^ UL-MAP, 获得 BS和 RS#1 下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

2、 MS/SS在 RS上行子帧 UL_RS中， 在除 DL Header RX、 UL Relay Zone夕卜的时隙， 发送上行通 信数据 traffic data给 RS#1；

3、 RS#1从相应时隙接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic data。

所述的第二阶段 （RS- >BS) 的处理包括：

1、 RS#1 接收 BS下行子帧 DL_BS"DL Header" 的 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS下行和 上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

2、 RS#1在 RS下行子帧 DL_RS"UL Relay Zone"的 "UL Relay RS#1"中发送上行中转通信数据 traffic data (在步骤 2中已由 BS发送给 RS #1 ) 给 BS;

3、 BS在上行子帧 UL_BS"UL Relay Zone"的 "UL Relay RS#1 "中接收步骤 2中的上行中转通信 数据 traffic data。

第三种应用场景为： RS中包含两个分别与 BS和 MS对应的 TDM/TDMA-FDD无线收发机， 且 RS通 过中转时隙进行信息的传递。

对于包含 RS和 BS、 MS/SS的通信系统模型如图 16、 图 17和图 2所示， 图 16为下行单 RS的情况， 图 17为上行单 RS的情况，图 2则为多 RS的情况。在该通信系统模型中， RS和 BS、 MS/SS间釆用 TDM (时分复用） TDMA (时分复用接入） -FDD方式通信， BS和 RS下行采用频率 f2， BS和 RS上行采 用频率 l , 从而实现频分双工， 即 FDD。 其中， RS作为一个 MS/SS接入 BS， 对于高级中转模式， MS/SS通过 RS进行无线中转接入 BS。 在 FDD模式下， 网络系统通信可能会存在如图 18 (a) - (d) 所示的 4种情况的相互干扰。 其中， TX表示发送模块， RX表示接收模块。

为便于后续描述， 在图 2、 图 16和图 17中， 将 BS的覆盖区域分成 3个区：

1区： 仅 BS能下行覆盖， 不存在 RS到属于 BS的 MS/SS (图 16中为 MS_BS) 的干扰；

2区： BS和 RS都能下行覆盖， 存在 "RSIIJSS/MSBS"禾 P"BS到 SS/MS_rs" 的干扰；

3区： 仅 RS能下行覆盖， 不存在 BS到属于 RS的 MS/SS (图 16中为 MS_RS) 的干扰。

在图 4中， BS和 RS1的重叠区为 RS1的 2区， 而 BS和 RS2的重叠区为 RS2的 2区。 本发明还将 RS的覆盖区域分成 3个区：

11区： 仅 BS能上行覆盖， 不存在 "SS/MS_R^ljBS"的干扰；

22区： BS和 RS都能上行覆盖， 存在 "SS/MS_BS到 RS"和" SS/MS_RS¾BS" 的干扰；

33区： 仅 RS能上行覆盖， 不存在 "SS/MS_BS到 RS"的干扰。

在图 2中， BS和 RS1的重叠区为 RS1的 22区， 而 BS和 RS2的重叠区为 RS2的 22区。 下面将结合附图对本发明提供的中转通信系统进行说明， 本发明具体包括高级中转通信模式下 的通信系统和简化中转通信模式下的通信系统。

本发明提供的 RS和 BS、 MS/SS高级中转通信模式如图 19所示， 在高级中转通信模式下， BS无 法与 RS覆盖区域中的用户终端直接通信。 在图 19中， 所述的 RS需有两套 FDD无线收发机： 第一套 发射机 TX1工作于频率 l， 接收机 RX1工作于频率 f2; 第二套发射机 TX2工作于频率 f2, 接收机 RX2 工作于频率 fl。 DL_BS为 BS的物理层帧的下行帧， 由 BS到 SS/MS_BS (BS覆盖下的用户终端） 或 RS, UL_BS为 BS的物理层帧的上行帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS, SS/MS_BS、 RS的第二套无线收发机和 BS 保持收发帧同步； DL_RS为 RS的物理层帧的下行帧， 由 BS到 SS/MS_RS ( RS覆盖下的用户终端）或 RS, UL_RS为 RS的物理层帧的上行帧， 由 SS/MS_RS或 RS到 BS， SS/MS_R^DRS的第一套无线收发机保持 收发帧同步。

而且， 本发明所述的系统中的 BS、 RS和 SS/MS之间基于 OFDM (正交频分复用） 技术实现中 转通信。

本发明提供的 RS和 BS、' MS/SS简化中转通信模式如图 20所示。 在简化中转通信模式下， BS可 以与 RS覆盖区域中的用户终端 （即 SS/MS_RS) 直接通信。 在图 20中， 所述的 RS需有两套 FDD无线 收发机： 第一套发射机 TX1工作于频率 l , 接收机 RX1工作于频率 f2_; 第二套发射机 TX2工作于频率 f2， 接收机 RX2工作于频率 l。 DL_BS为 BS的物理层帧的下行帧， 由 BS到 SS/MS_BS或 RS, UL_BS为 BS 的物理层帧的上行帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS; SS/MS_BS或 SS/MS_RS、 RS的第二套无线收发机和 BS 保持收发帧同步。 DL_RS为 RS的物理层帧的下行帧， 由 BS到 SS/MS_RS或 RS, UL_RS为 RS的物理层帧 的上行帧， 由 SS/MS_RS或 RS到 BS。

其中， DL_BS的下行广播突发 （Broadcast Burst) ， 如 Preamble、 FCH、 DL-MAP、 UL-MAP, 直接由 BS发给 MS/SS_RS， 不通过 RS中转； UL_BS的上行随机接入 （Random Access) 时隙 （或称为 竞争时隙 Contention slot) ， 如初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙， 直接由 MS/SS发给 BS, 不通过 RS中转； 对于 DL_BS的下行其它突发， 如数据报文或除 DL-MAP、 UL- MAP外的消息报文， 不 能直接由 BS发给 MS/SS_RS， 必须通过 RS中转； UL_BS的上行其它时隙， 如除初始 Ranging竞争时隙和 带宽请求竞争时隙外的时隙， 不能直接由 MS/SS_RS发给 BS, 必须通过 RS中转交互。

下面将结合附图对两系统的详细实现结构进行说明。

本发明提供了一种 BS、 RS和 SS/MS中转通信系统， 分别采用两种通信模式： 高级中转模式和 简化中转模式， 具体如图 21所示。 .

其中， 所述的 BS的具体结构包括： 有线传输处理单元： 能够与上一级设备 （如基站控制器） 或分别与一组基站设备建立通信， 并 与上一级设备或各基站设备之间进行信息的交互；

TDM TDMA-FDD无线收发机： 用于同 RS或 SS/MS以 TDM/TDMA-FDD方式进行无线通信， 具 体由 TDM-FDD无线发射机物理层处理单元、 TDMA-FDD无线接收机物理层处理单元和 TDM-TDMA 无线收发机数据链路层处理单元组成， 其中：

TDM-FDD无线发射机物理层处理单元 （频率为 fl ) ： 分别与 TDM-TDMA无线收发机数据链路 层及可与其通信的 RS中的 TDM- FDD无线接收机 1物理层处理单元或 SS/MS中的 TDM- FDD无线接收 机物理层处理单元进行无线通信； 对于简化中转模式， 本单元对 DL_BS的下行子帧头广播 （如 Preamble^ FCH、 DL-MAP、 UL-MAP )釆用比其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式（如 二进制相移键控 BPSK) ， 或釆用比其它发送数据更髙的发射功率， 直接由 BS发给 MS/SS, 不通过 RS中转；

TDMA- FDD无线接收机物理层处理单元（频率为 f2) ： 分别与 TDM- TDMA无线收发机数据链路 层及可与其通信的 RS中的 TDMA-FDD无线发射机 1物理层处理单元或 SS/MS中的 TDMA-FDD无线 发射机物理层处理单元进行无线通信；

TDM- TDMA无线收发机数据链路层处理单元：对来自 TDMA- FDD无线接收机物理层处理单元或 有线传输处理单元的数据， 作 TDM-TDMA无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给有线传输处 理单元或 TDM-FDD无线发射机物理层处理单元。

图中， 所述的 RS具体包括：

TDM TDMA-FDD无线收发机 1和 2:用于同 BS或 SS/MS以 TDM/TDMA-FDD方式进行无线通信， 具体由 TDM- FDD无线发射机 1和 TDMA- FDD无线发射机 2的物理层处理单元、 TDMA-FDD无线接收 机 1和 TDM- FDD无线接收机 2的物理层处理单元和 TDM- TDMA无线收发机数据链路层处理单元组 成，所述的 TDM-FDD无线发射机 1和 TDMA-FDD无线接收机 1的物理层处理单元组成第一 TDM/TDM A-FDD无线收发机， 所述的 TDMA- FDD无线发射机 2和 TDM-FDD无线接收机 2的物理层处理单元组 成第二 TDM/TDMA-FDD无线收发机。 其中：

TDMA- FDD无线发射机 2物理层处理单元 （频率为 f2 ) ， 即第二 TDMA-FDD无线发射机物理层 处理单元： 分别与 TDM-TDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 BS中的 TDMA- FDD无线接收 机物理层处理单元进行无线通信；

TDM- FDD无线发射机 1物理层处理单元（频率为 fl )， 即第一 TDM- FDD无线发射机物理层处理 单元： 分别与 TDM- TDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 SS/MS中的 TDM-FDD无线接收机 物理层处理单元进行无线通信；

TDM-FDD无线接收机 2物理层处理单元 （频率为 l ) , 即第二 TDMA- FDD无线接收机物理层处 理单元： 分别与 TDM-TDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 BS中的 TDM- FDD无线发射机物 理层处理单元进行无线通信； .

TDMA-FDD无线接收机 1物理层处理单元 （频率为 f2) ， 即第一 TDMA-FDD无线接收机物理层 处理单元:分别与 TDM- TDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 SS/MS中的 TDMA- FDD无线发 射机物理层处理单元进行无线通信；

TDM-TDMA无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 TDM- FDD无线接收机 1和 /或 TDMA-FDD 无线接收机 2物理层处理单元的数据， 作 TDM-TDMA无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给 TDM- FDD无线发射机 1和 /或 TDMA-FDD无线发射机 2物理层处理单元。

图中， 所述的 SS/MS具体包括：

TDM/TDMA-FDD无线收发机： 用于同 RS'或 BS以 TDM/TDMA- FDD方式进行无线通信， 由 TDMA-FDD无线发射机物理层处理单元、 TDM- FDD无线接收机物理层处理单元和 TDM- TDMA无线 收发机数据链路层处理单元组成。

TDMA-FDD无线发射机物理层处理单元：分别与 TDM-TDMA无线收发机数据链路层及可与其通 信的 RS中 TDMA- FDD无线接收机 1物理层处理单元或 BS TDMA-FDD无线接收机物理层处理单元进 行无线通信； 对于简化中转模式， 本单元对 UL_BS的上行随机接入（Random Access) 时隙（或称为 竞争时隙 Contention slot) ， 如初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙， 或 MS/SS的初始接入测 距 Ranging、 周期性测距 Ranging, 带宽请求通过 UL_BS的测距子信道 Ranging Subchannel, 采用比 其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式（如二进制相移键控 BPSK)， 或釆用比其它发送数 据更高的发射功率， 直接由 MS/SS发给 BS， 不通过 RS中转；

TDM-FDD无线接收机物理层处理单元： 分别与 TDM-TDMA无线收发机数据链路层及可与其通 信的 RS中 TDM- FDD无线发射机 2物理层处理单元或 BS中的 TDM- FDD无线发射机物理层处理单元 进行无线通信；

TDM- TDMA无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 TDM- FDD无线接收机物理层处理单元或 用户的数据， 作 TDM- TDMA无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给用户或 TDMA-FDD无线发 射机物理层处理单元。

为保证可靠地通信， 还需要设置相应的 BS和 RS的物理层帧结构， 之后， 才可以基于相应的物 理层帧结构实现无线通信系统中的中转通信。

为此， 下面将对本发明中物理层帧结构的具体设置方式进行描述：

首先， 为实现通过 RS的中转通信， 相应的 BS和 RS的物理帧结构为：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 l的下行帧 DL_BS中增加 DL Relay Zone (下行中转区） ， 用于 定义由 BS传给 RS的 BS下行中转数据时隙；

2、 在 RS的频率为 f1 的第二套无线接收机 RX2的物理层帧结构中开辟 DL Relay Zone (下行中 转区） ， 用于定义 RS接收 BS的 DL Relay Zone的中转数据时隙；

3、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行帧 UL_BS中增加 UL Relay Zone (上行中转区）， 用于 定义将由 RS传给 BS的 BS上行中转数据时隙；

4、 在 RS的频率为 f2的第二套无线发射机 TX2的物,理层帧结构开辟 UL Relay Zone (上行中转 区） ， 用于定义 RS接收 BS的 UL Relay Zone的中转数据时隙；

而且， 对于多 RS的情况， 所述的多 RS之间采用 TDM的方式共享 UL Reiay Zone。

在上述物理层帧结构中， BS的 DL Relay Zone和 RS RX2的 DL Relay Zone的时隙和频率关系必 须——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS TX2的 UL Relay Zone的时隙和频率关系必须——对应。 在 BS UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS、 SS/MS_RS不可以安排任何发送时隙， 同时， RS 也不可以安排任何接收时隙，目的是为了避免 SS/MS_BS到 BS、SS/MS_RS到 BS的干扰；在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排任何发送时隙， 以避免 RS到 RS的自身干扰。

同时， 为保证广播消息的中转发送， 所述的物理层帧结构包括：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f1的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone中开辟 DL Relay Broadcast Slot (下行中转广播时隙， 简写为 DL RB) ' 用于定义由 BS广播给 RS的下行时隙， 广播 802.16标准定义的 DCD (下行信道描述符） 、 UCD (上行信道描述符） 、 FPC (快速功率控制） 、 CLK— CMP (时钟比较） 广播报文；

2、 在 RS的频率为 fl的第二套无线接收机 RX2的物理层帧结构的的 DL Relay Zone中开辟 DL

Relay Broadcast RX Slot (下行中转广播接收时隙， 简写为 DL RB RX) ， 用于定义接收 BS下行中 转广播时隙的 RS上行时隙， 接收 802.16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC、 CLK— CMP广播报文。

本发明中， 在所述的 BS和 RS的物理层帧结构中还进行如下设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 l的下行帧 DL_BS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时 隙） ， 用于定义 BS下行覆盖 Ί区"和" 2区"的 BS下行数据时隙；

对于图 4所示的多 RS的情况， 所述的多 RS之间采用 TDM的方式共享 DL Interference Slot, 以避 免" RS到 SS/MS_RS"的干扰；

2、 在 RS的频率为 f1的第一套无线发射机 TX1的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时隙） ， 用于定义 RS下行覆盖 Ί区"和" 2区"的 RS下行数据时隙；

对于图 4所示的多 RS的情况， 所述的多 RS之间采用 TDM的方式共享 DL Interference Slot, 避免

RS到 SS/MS_R^千扰；

其中， BS的 DL Interference Slot不能与 RS TX1的 DL Interference Slot在时隙上相重叠， 避免 "RS到 SS/MS_BS"和" BS到 SS/MS_RS" 的干扰。 本发明中， 在所述的 BS和 RS的物理层帧结构中还进行如下设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 fl的下行帧 DL_BS中定义 DL Header Slot (下行帧头时隙） ， 定义设置为下行子帧的开始时刻， 用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙， 以指 示 BS物理层帧结构下行帧和上行帧的各时隙的位置和使用方法 profile;

所述的同步信息和指示信息包含原 802.16 OFDM (正交频分复用） 或 SC (单载¾) 帧中的 preamble, FCH burst及由 DLFP指定的紧随在 FCH之后的一个或多个下行 Burst (包括 DL-MAP、 UL- MAP) , SS/MS_BS、 RS和 BS保持收发帧同步；

2、在高级中转模式下，在 RS的频率为 l的第一套无线发射机 TX1的物理层帧结构的下行帧 DL_RS 中定义 DL Header Slot (下行帧头时隙） ， 设置为下行子帧的开始时刻， 用于定义发送用户同步信 息的时隙和发送指示信息的时隙， 以指示 RS物理层帧结构下行帧和上行帧的各时隙的位置和使用方 法 profile; 同样， 所述的同步信息和指示信息包含原 802.16 OFDM (或 SC)帧中的 preamble、 FCH burst 及由 DLFP指定的紧随在 FCH之后的一个或多个下行 Burst (包括 DL-MAP、 UL-MAP ) ， SS/MS_RS 和 RS保持收发帧同步；

在高级中转模式下， RS TX1的 DL Header Slot在时间上滞后于 BS的 DL Header Slot, 且不能和 BS的物理层帧结构的下行帧 DL_BS的 DL Header Slot, DL Delay Zone和 DL Interference Slot重叠.； 在高级中转模式下， RS TX1的 DL Header Slot在时间上不能和其它 RS T'X1的物理层帧结构的 下行帧 DL_RS的 DL Header Slot、 DL Interference Slot重叠， 避兔 RS到 SS/MS_RS的干扰； 或者， 如果 不同 RS TX1的 DL Header Slot在时间上重叠， 则必须保证完全重叠， 严格同步， 且 DL Header Slot 的内容必须相同， 避免 RS到 SS/MS_RS的干扰；

3、在 RS的频率为 f1 的第二套无线接收机 RX2的物理层帧结构的中开辟 DL Header RX Slot (下 行帧头接收时隙），用于定义接收 BS的 DL Header Slot的时隙； RS的两套 FDD收发机根据 DL Header RX Slot接收到的 preamble和 BS取得频率和 /或符号同步。

需要说明的是： BS的 DL Header Slot和 RS RX2的 DL Header RX Slot的时隙关系必须完全重 叠， 且严格同步。

本发明中， 在所述的 BS和 RS的物理层帧结构中还进行如下设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行帧 UL_BS中定义 UL Interference Slot (上行干扰时 隙） ， 用于定义 BS上行覆盖 Ί 1区"和" 22区"的 BS上行数据时隙；

2、 在 RS的频率为 f 2的第一套无线接收机 RX 1的物理层帧结构的上行帧 U L_RS中定义 U L Interference Slot (上行干扰时隙） ， 用于定义 RS上行覆盖" 33区"和" 22区"的 RS上行数据时隙； 在多 RS的情况， 所述的多 RS之间需要采用 TDM的方式共享 UL Interference Slot, 以避免 RS到

SS/MS_RS的干扰；

BS的 UL interference Slot不能与 RS RX1的 UL Interference Slot在时隙上相重叠， 以避免 禾 [l"SS/MS_RS到 BS" β勺干扰。

本发明中， 在所述的 BS和 RS的物理层帧结构中还进行如下设置：

1、在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行帧 UL_BS中定义 UL Contention Slot (上行竞争时隙）， 该时隙包含了原 802.16 OFDM (或 SC) 帧中的包含了初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙； 同时，在高级中转模式下，在 RS的频率为 f2 的第一套无线接收机 RX1的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中也定义了 UL Contention Slot (上行竞争时隙） ， 该时隙同样包含原 802.16 OFDM (或 SC) 帧中的包含了初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙；

2、 在 RS的频率为 f2的第二套无线发射机 TX2的物理层帧结构的中开辟 UL Contention TX Slot

(上行竞争发送时隙） ， 用于定义 RS发送的用于竞争 BS的 UL Contention Slot的时隙；

BS的 UL Contention Slot和 RS TX2的 UL Contention TX Slot的时隙和频率关系必须完全重叠， 且严格同步； RS TX2的 UL Contention TX Slot不能与 BS的上行帧的上行中转区和上行干扰时隙 fi 叠。

在上述物理层帧结构的设置走义过程中， 除 DL Header Slot、 UL Contention Slot外， 上述定义 的 Slot或 Zone不一定每帧都必须存在。

根据上述本发明所述物理层帧结构方案， 本发明的 BS和 RS的物理层帧结构具体实施例如图 22 和图 23所示， 其中， 图 22为高级中转模式下多 RS情况下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图， 图 23为 简化中转模式下多 RS情况下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图。 其中， RS、 BS的发送和接收频率 以图中帧最左端的频率标注为准。

BS下行帧 DLBS和 RS TX1下行帧 DLRS中的黑色长条形时隙为 DL Header Slot; BS上行帧 ULBS和 RS RX1上行帧 ULRS中的黑色长条形时隙为 UL Contention Slot; RS TX2的 TX白色长条形 时隙为 UL Contention TX Slot, RS RX2的 RX白色长条时隙为 DL Header RX Slot。

BS下行帧 DL_BS中的 TX时隙为 DL Interference Slot( BS下行覆盖 Ί区"和" 2区"） ； BS上行帧 UL_BS 中的 RX时隙为 UL Interference Slot ( BS上行覆盖 Ί 1区"和' '22区"） -, RS ΤΧ1下行帧 DL_RS中的 TX时 隙为 DL Interference Slot ( RS下行覆盖" 3区"和" 2区"） ； RS RX1上行帧 UL_RS中的 RX时隙为 UL Interference Slot ( RS上行覆盖" 33区"和" 22区"） 。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 UL Contention Slot之后。 BS的 DL Relay Zone和 RS RX2的 DL Relay Zone的时隙 和频率关系——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS TX2的 UL Relay Zone的时隙和频率关系——对应； 在 BS UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS、 SS/MS_RS不安排任何发送时隙， RS不安排任何接收 时隙； 在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排任何发送时隙。

BS的 UL Interference Slot与 RS RX1的 UL Interference Slot在时隙上不相重叠， BS的 DL Interference Slot与 RS TX1的 DL Interference Slot在时隙上不相重叠。

对于多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 DL Relay Zone (即 DL RB， DL Relay R#1 ,#2... 部分）、 UL Relay Zone (即 UL Relay R#1 ,#2...部分）、 DL Interference Slot和 UL Interference Slot。

本发明中还提供了另一种 BS和 RS的物理层帧结构的设置方案， 该实现方案的主要特点为：

1、 在高级中转模式下， RS TX1的 DL Header Slot在时间上滞后于 BS的 DL Header Slot, 且不 能重叠； RS TX1的 DL Header Slot在时间上必须位于 BS的物理层帧结构的下行帧 DL_BS的 DL Non-interference Slot内；

2、 在 BS的物理层帧结构的频率为 fl的下行帧 DL_BS中增加 DL Non-interference Slot (下行无干 扰时隙） ， 用于定义 BS下行覆盖 Ί区"的 BS下行数据时隙；

3、 在 RS的频率为 l的第一套无线发射机 TX1的物理层帧结构的下行帧 DL_RS中增加 DL Non-interference Slot (下行无干扰时隙） ， 用于定义 RS下行覆盖" 3区"的 RS下行数据时隙。

其中 , BS的 DL Non-interference Slot与 RS的 DL Non-interference Slot在时隙上可相重叠；

3、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行帧 UL_BS中增加 UL Non-interference Slot (上行无干 扰时隙） ， 用于定义 BS上行覆盖 "1 1区"的 BS上行数据时隙；

4、 在 RS的频率为 f2 的第一套无线接收机 RX1的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中增加 UL Non-interference Slot (上行无干扰时隙） ， 用于定义 RS上行覆盖" 33区"的 RS上行数据时隙； 其中， BS的 UL Non-interference Slot与 RS RX1的 UL Non-interference Slot在时隙上可相重叠。 根据上述这一物理层帧结构特征， 相应的 BS和 RS的物理层帧结构的具体实现如图 24所示， 即 为高级中转模式下的中转通信。其中， RS、 BS的发送和接收频率以图 24中帧最左端的频率（f1或 f2) 标注为准。 .

BS下行帧 DL_BS和 RS TXrF行帧 DL_RS中的黑色长条形时隙为 DL Header Slot; BS上行帧 UL_BS 和 RS RX1上行帧 UL_RS中的黑色长条形时隙为 UL Contention Slot; RS TX2的 TX白色长条形时隙为 UL Contention TX Slot, RS RX2的 RX白色长条形时隙为 DL Header RX Slot。

对于简化模式下的中转通信， 图 24中 RS TX1下行帧 DL_RS的 DL Header Slot和 RS RX1上行帧 UL_RS的 UL Contention Slot不存在， 其余基本相似。

BS下行帧 DL_BS中的 TX1时隙为 DL Non-interference Slot ( BS下行覆盖 Ί区"） , TX时隙为 DL Interference Slot (BS下行覆盖 Ί区"和" 2区"） ； BS上行帧 UL_BS中的 RX1时隙为 UL Non-interference Slot ( BS上行覆盖 "11区"） , RX时隙为 UL Interference Slot ( BS上行覆盖 Ί 1区"和" 22区"）； RS TX1 下行帧 DL_RS中的 TX3时隙为 DL Non-interference Slot ( RS下行覆盖" 3区"） , TX时隙为 DL Interference Slot ( RS下行覆盖" 3区"和" 2区"） ； RS RX1上行帧 UL_RS中的 RX3时隙为 UL Non-interference Slot (RS上行覆盖" 33区"） , RX时隙为 UL Interference Slot ( RS上行覆盖 "33区" 和" 22区"） 。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 UL Contention Slot之后。 BS的 DL Relay Zone和 RS RX2的 DL Relay Zone的时隙 和频率关系——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS TX2的 UL Relay Zone的时隙和频率关系一一对应。

而且， 在 BS UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS、 33/1\/15_[^不安排任何发送时隙， RS不安 排任何接收时隙； 在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排任何发送时隙。

BS的 UL Interference Slot与 RS RX1的 UL Interference Slot在时隙上不相重叠， BS的 DL Interference Slot与 RS TX1的 DL Interference Slot在时隙上不相重叠。

本发明还提供了第三种 BS和 RS的物理层帧结构的实现方案， 这一方案与前面描述的第二种方 案的区别在于：

1、在 BS的物理层帧结构的频率为 fl的下行帧 DL_BS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时隙）， 用于定义 BS下行覆盖" 2区"的 BS下行数据时隙， 即用于定义仅由 BS覆盖的区域；

2、 在 RS的频率为 f1的第一套无线发射机 TX 1的物理层帧结构的下行帧 D L_RS中定义 D L Interference Slot (下行干扰时隙） ， 用于定义 RS下行覆盖" 2区"的 RS下行数据时隙， 即用于定义仅 由 RS覆盖的区域；

3、在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行帧 UL_BS中定义 UL Interference Slot (上行干扰时隙）， 用于定义 BS上行覆盖" 22区"的 BS上行数据时隙， 即用于定义仅由 BS覆盖的区域；

4、 在 RS的频率为 f2 的第一套无线接收机 RX1的物理层帧结构的上行帧 UL_RS中定义 UL Interference Slot (上行干扰时隙） ， 用于定义 RS上行覆盖" 22区"的 RS上行数据时隙， 即用于定义 仅由 RS覆盖的区域； 其中， 对于多 RS的情况， 所述的多 RS之间采用 TDM的方式共享 UL Interference Slot, 避免 "SS/i\/lS_RS到 RS"的干扰。 根据所述的第三种物理层帧结构的实现方案， 本发明提供的相应的 BS和 RS的物理层帧结构的 • 具体实施例如图 25所示， 即高级中转通信模式。-其中， RS、 BS的发送和接收频率以图中帧最左端 的频率标注为准。

BS下行帧 DL_BS和 RS TX1下行帧 DL_RS中的黑色长条形时隙为 DL Header Slot; BS上行帧 UL_BS 禾口 RS RX1上行帧 UL_RS中的黑色长条形时隙为 UL Contention Slot; RS TX2的的 TX白色长条形时隙 为 UL Contention TX Slot, RS RX2的 RX白色长条形时隙为 DL Header RX Slot。

对于简化模式， 图 25中 RS TX1下行帧 DL_RS的 DL Header Slot和 RS RX1上行帧 UL_RS的 UL Contention Slot不存在， 其余类似。

BS下行帧 DL_BS中的 TX1时隙为 DL Non-interference Slot ( BS下行覆盖 Ί区"）， ΤΧ2时隙为 DL Interference Slot ( BS下行覆盖 "2区"） ； BS上行帧 UL_BS中的 RX1时隙为 UL Non-interference Slot ( BS上行覆盖 Ί 1区") ， RX2时隙为 UL Interference Slot ( BS上行覆盖 "22区") ； RS TX1下 行帧 DL_RS中的 TX3时隙为 DL Non-interference Slot ( RS下行覆盖" 3区"） ， TX2时隙为 DL Interfer ence Slot ( RS下行覆盖" 2区"） ； RS RX1上行帧 UL_RS中的" RX3时隙"为 UL Non-interference SI ot ( RS上行覆盖" 33区") ， RX2时隙为 UL Interference Slot ( RS上行覆盖 "22区") 。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS下行帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排 在 BS下行帧 DL_BS的 UL Contention Slot之后。 BS的 DL Relay Zone和 RS RX2的 DL Relay Zone 的时隙和频率关系——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS TX2的 UL Relay Zone的时隙和频率关系 ——对应。

在 BS UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS、 SS/MS_RS不安排任何发送时隙， RS不安排任何 接收时隙； 在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排任何发送时隙。

BS的 UL Interference Slot与 RS RX1的 UL Interference Slot在时隙上不相重叠， BS的 DL Interference Slot与 RS TX1的 DL Interference Slot在时隙上不相重叠。 BS的 DL Non-interference Slot与 RS TX1的 DL Non-interference Slot在时隙上尽可能相重叠。 BS的 UL Non-interference Slot 与 RS RX1的 UL Non-interference Slot在时隙上尽可能相重叠。

本发明中， 还提供了相应的 TDM汀 DMA-FDD中转通信处理流程， 具体包括由 BS到用户终端的 下行中转通信处理过程， 以及由用户终端到 BS的上行中转通信处理过程， 下面将分别对相应的通信 处理过程进行说明。

首先， 对由 BS到用户终端的下行中转 Downlink relay通信处理过程进行说明， 所述下行中转通 信处理过程包括由 BS到 RS的第一阶段处理过程和由 RS到用户终端的第二阶段处理过程， 其中： 在所述的第一阶段（BS->RS)处理过程中，高级中转模式和简化中转模式釆用的处理过程相同， 具体包括：

1、 BS在频率为 f1的下行子帧 DL_BS的 DL Header中的发送前导码 preamble; 2、 RS#1通过 RS RX2频率为 l的 DL Header RX Slot接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前 导码 preamble, 实现与 BS的同步；

3、 BS在频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH， DL-MAP, UL-MAP 信息；

4、 RS#1通过 RS RX2频率为 l的 DL Header RX Slot接收下行子帧 DL_BS的 DL Header的 FCH，

DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 （profile) 信息；

5、 BS利用频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast发送广播消息 message;

6、 BS在频率为 f1的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay RS#1中发送下行中转通信数据 traffic data 给 RS#1 ;

7、 RS#1通过 RS RX2频率为 f1的 DL RB接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast中的广播消息 message ， 其中可以包含需要 RS#1中转广播的消息；

8、 RS#1通过 RS RX2频率为 l的 DL Relay Zone接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay RS#1 中下行中转通信数据 traffic data;

在所述的第二阶段 （RS->MS/SS ) 处理过程中：

( 1 ) 在高级中转模式下， 相应的处理包括：

1、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_RS频率为 l的 DL Header中发送前导码 preamble;

2、 MS/SS接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS的 DL Header中的前导码 preamble, 和 RS#1取得同步；

3、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_RS频率为 l的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 其中， RS # 1的 FCH， DL-MAP, UL- MAP信息已经在前面第一阶段描述的步骤 6中由 BS 发送给 RS #1；

4、 MS/SS接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS的 DL Header的 FCH, DL-MAP, UL-MAP, 获得 RS#1 下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

5、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header、 DL Relay Zone外的时隙， 以频率 l发送 下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS, 同样， 所述的中转通信数据在第一阶段的步驟 6中已由 BS 发送给 RS #1 TX1；

6、 MS/SS从相应时隙接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS中的下行中转通信数据 traffic data。

( 2) 在简化中转模式下， 相应的通信处理过程包括：

1、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前导码 preamble, 和 BS取得同步； 2、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header的 FCH , DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS和 RS#1下 行和上行各个 burst的时隙、 子信道和 /或 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

3、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header、 DL Relay Zone外的时隙， 以频率 l发送 下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS, 该中转通信数据已经在第一阶段的步骤 6中由 BS发送给 RS #1 TX1；

4、 MS/SS从相应时隙接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS中的下行中转通信数据 traffic data。 在所述的上行中转 Uplink relay通信处理过程， 同样包括由用户终端到 RS的第一阶段处理过程， 以及由 RS到 BS的第二阶段处理过程。

在第一阶段 （MS/SS ->RS ) 中转通信处理过程中， 具体包括高级中转模式下的中转通信和简 化模式下的中转通信， 其中：

( 1 ) 在高级中转模式下， 相应的通信处理过程包括：

1、 MS/SS接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS频率为 fl的 DL Header的 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 获得 RS#1 TX1下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 （profile) 信息；

2、 MS/SS在 RS#1 RX1上行子帧 UL_RS中， 在除 BS UL Relay Zone对应期间外的时隙， 以频率 f2 发送上行通信数据 traffic data给 RS#1；

3、 RS#1 RX1以频率 f2从相应时隙接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic data;

(2) 在简化中转模式下， 相应的通信处理过程包括：

1、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS频率为 l的 DL Header的 FCH, DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS 和 RS#1 第一套无线发射机下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 （profile) 信息；

2、 MS/SS在 RS#1 RX1上行子帧 UL_RS中，在除 BS UL Relay Zone对应期间外的时隙， 以频率 f2 发送上行通信数据 traffic data给 RS#1；

3、 RS#1 RX1以频率 f2从相应时隙接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic data; 在第二阶段（RS->BS)的中转通信处理过程中， 在高级中转模式和简化中转模式下相应的通信 处理过程相同， 具体包括：

1、 RS#1 RX2通过 RS上行子帧 UL_RS中频率为 f1的 DL Header RX Slot接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header的 FCH, DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和〇FDMA符号位 置和使用方法 （profile) 信息；

2、 RS#1 TX2以频率 f2在 RS下行子帧 DL_RS的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中发送上行中转 通信数据 traffic data给 BS， 所述中转通信在上述上行中转通信处理过程的步骤 2中已由 BS发送给 RS #1 ;

3、 BS在频率为 f2的上行子帧 ULBS的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中接收 S5中的上行中转 通信数据 traffic data。

而且， 本发明所述的中转通信过程中， 所述的 BS、 RS和 SS/MS之间基于 OFDM技术实现中 转通信， 以提高通信系统的抗多径干扰性能。

第四种应用场景为： RS中包含两个分别与 BS和 MS对应的 TDD无线收发机， 且 RS通过中转子 信道和 0FDMA符号组合进行信息的传递。

本发明供了一种基于 FDD和 TDD混合的无线中转通信系统， 具体包括高级中转模式的中转通信系 统和简化中转模式的中转通信系统。

本发明提供的 RS和 BS、 MS/SS的高级中转通信系统模型，如图 26所示。在图 26中， RS和 BS、 MS/SS 间采用 FDD- TDD混合 /TDM/0FDMA方式通信， BS和 RS下行采用频率 f2, BS和 RS上行釆用频率 f 1 ; MS/SS 通过 RS进行无线中转接入 BS, RS作为一个 MS/SS接入 BS。 在图 26中， BS和 MS/SS采用 FDD收发机，而 RS需有两套 TDD无线收发机（即图 26中 TDD收发机 1和 TDD 收发机 2 ) ： 第一套 TDD收发机 （简写为 TDD1 )工作于频率 Π， 第二套 TDD收发机 （简写为 TDD2 )工作 于频率 f2。 DL_BS为 BS的物理层帧的下行子帧， 由 BS到 SS/MS_BS或 RS， U BS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_B^ RS到 BS , SS/MS_B^nBS保持收发帧同步， RS的第一套 TDD接收机和 BS的发射机保持收发帧同 步， RS的第二套 TDD发射机和 BS的接收机保持收发帧同步； 由 BS到 的发射机和 RS的第二套 TDD 接收机保持收发帧同步， SS/MS_KS的接收机和 RS的第一套 TDD发射机保持收发帧同步。

本发明提供的 RS和 BS、 MS/SS的简化中转通信模式， 如图 27所示。 在图 27中， RS和 BS、 MS/SS间 采用 FDD- TDD混合 /TDM/0FDMA方式通信， BS和 RS下行采用频率 f2 , BS和 RS上行采用频率 f 1 ; RS作为一 个 MS/SS接入 BS。

在图 27中， BS和 MS/SS采用 FDD收发机，而 RS需有两套 TDD无线收发机（即图 26中 TDD收发机 1和 TDD 收发机 2) ： 第一套 TDD收发机 （简写为 TDD1 )工作于频率 f l， 第二套 TDD收发机 （简写为 TDD2)工作 于频率 f2。 DL_FFI BS的物理层帧的下行子帧， 由 BS到 SS/MS_B 'S , ULB BS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS ; 35/¾15₈₅或55/¾^^和85保持收发帧同步。 DL_R ^RS的物理层帧的下行子帧， 由 BS 到 SS/MS_R^^RS， UL_RS为 RS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_Rf^ RS到 BS。 其中， DL_BS的下行广播突发 (Broadcast Burst ) ， 如 Preamble、 FCH、 DL- MAP、 UL-MAP, 直接由 BS发给 MS/SS , 不通过 RS中转； MS/SS的初始接入测距 Ranging 周期性测距 Ranging、 带宽请求通过 UL_BS的测距子信道 Ranging Subchannel ,直接由 MS/SS发给 BS，不通过 RS中转；对于 D 的下行其它突发，如数据报文或除 DL- MAP、 UL- MAP外的消息报文， 不能直接由 BS发给 MS/SS , 必须通过 RS中转； UL_BS的上行其它突发， 如除 MS/SS 的初始接入测距 Ranging 周期性测距 Ran_ging、 带宽请求报文外， 不能直接由 MS/SS发给 BS , 必须通 过 RS中转。

下面将结合附图， 对本发明提供的 BS、 RS和 SS/MS中转通信系统的结构进行详细说明。 如图 28 所示， 该结构分别适用于所述的两种通信模式， 即高级中转模式和简化中转模式。 在图 28中， 所述 系统结构包括：

其中， 所述的 BS包括：

有线传输处理单元： 能够与上一级设备 （如基站控制器） 或分别与一组基站设备建立通信， 并 与上一级设备或各基站设备之间进行信息的交互；

FDD线收发机： 用于同 RS或 SS/MS以 TDD/FDD混合或 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机物理 层处理单元、 FDD无线接收机物理层处理单元和 FDD无线收发机数据链路层处理单元组成。

FDD无线发射机物理层处理单元 （频率为 Π ) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信 的 RS中的 TDD无线接收机 1物理层处理单元或 SS/MS中的 FDD无线接收机物理层处理单元进行无线通 信； 对于简化中转模式， 本单元对 D 的下行子帧头广播 （如 Preamble、 FCH、 DL- MAP、 UL-MAP ) 采 用比其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式 （如二进制相移键控 BPSIO ， 或采用比其它发 送数据更高的发射功率， 直接由 BS发给 MS/SS , 不通过 RS中转；

FDD无线接收机物理层处理单元 （频率为 f2 ) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信 的 RS中的 TDD无线发射机 2物理层处理单元或 SS/MS中的 FDD无线发射机物理层处理单元进行无线通 信；

FDD无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 FDD无线接收机物理层处理单元或有线传输处理单 元的数据， 作 FDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给有线传输处理单元或 FDD无线发射机 物理层处理单元。

图 28中的 RS的结构包括：

TDD无线收发机 1和 2: 用于同 BS或 SS/MS以 TDD/FDD混合方式进行无线通信， 由 TDD无线发射机 1 和 2的物理层处理单元、 TDD无线接收机 1和 2的物理层处理单元和 TDD无线收发机 1和 2的数据链路层处 理单元组成； 其中， 所述的 TDD无线收发机 1， 即第一 TDD无线收发机包括 TDD无线发射机 1物理层处理 单元 （频率为 Π ) 和 TDD无线接收机 1物理层处理单元 （频率为 Π ) ， 所述的 TDD无线收发机 2， 即第 二 TDD无线收发机包括 TDD无线发射机 2物理层处理单元（频率为 f 2 )和 TDD无线接收机 2物理层处理单 元 （频率为 f2 ) ， 下面将分别进行说明：

TDD无线发射机 1物理层处理单元（频率为 Π )： 分别与 TDD无线收发机 1和 2数据链路层及可与其 通信的 BS中的 FDD无线接收机物理层处理单元进行无线通信；

TDD无线发射机 2物理层处理单元（频率为 f2 )： 分别与 TDD无线收发机 1和 2数据链路层及可与其 通信的 SS/MS中的 FDD无线接收机物理层处理单元进行无线通信；

TDD无线接收机 1物理层处理单元（频率为 fl ) ： 分别与 TDD无线收发机数据链路层及可与其通信 的 BS中的 FDD无线发射机物理层处理单元进行无线通信； ，

TDD无线接收机 2物理层处理单元（频率为 f2 )： 分别与 TDD无线收发机数据链路层及可与其通信 的 SS/MS中的 FDD无线发射机物理层处理单元进行无线通信；

TDD无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 TDD无线接收机 1和 /或 2物理层处理单元的数据， 作 TDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给 TDD无线发射机 1和 /或 2物理层处理单元。

图 28中的 SS/MS的结构包括：

FDD无线收发机： 用于同 RS或 BS以 TDD/FDD混合或 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机物理 层处理单元、 FDD无线接收机物理层处理单元和 FDD无线收发机数据链路层处理单元组成。

FDD无线发射机物理层处理单元：分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 RS中 TDD无线 接收机 2物理层处理单元或 BS FDD无线接收机物理层处理单元进行无线通信； 对于简化中转模式， 本 单元对 UL_BS的上行随机接入（Random Access)时隙（或称为竞争时隙 Contention slot )，如初始 Ranging 竞争时隙和带宽请求竞争时隙， 或 MSS/SS的初始接入测距 Ranging 周期性测距 Ranging. 带宽请求 通过 U 的测距子信道 Ranging Subchannel , 采用比其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式 (如二进制相移键控 BPSK) , 或采用比其它发送数据更高的发射功率， 直接由 MS/SS发给 BS, 不通过 RS中转；

FDD无线接收机物理层处理单元：分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 RS中 TDD无线 发射机 1物理层处理单元或 BS中的 FDD无线发射机物理层处理单元进行无线通信；

FDD无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 FDD无线接收机物理层处理单元或用户的数据， 作 FDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给用户或 FDD无线发射机物理层处理单元。

本发明中， 在 FDD模式下， 网络系统通信可能存在如图 18 (a) - (d)所示的 4种情况的相互干扰。 在 TDD模式下， RS系统间还可能存在如图 29 (e) - (g)所示的 3种情况的同频干扰。 其中， TX表示发送 模块， RX表示接收模块。

因此， 为满足中转通信的需要， 有效克服通信系统可能存在的各种干扰， 则需要合理地设置 BS 和 RS的物理层帧结构， 并基于相应的物理层帧结构通过 RS实现可靠的中转通信。

下面将首先描述本发明提供的 BS和 RS的物理层帧结构：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 Π的下行子帧 D 中釆用 TDM技术， 增加 "DL Relay Zone (下 行中转区） " ， 用于定义由 BS传给 RS的 BS下行中转子信道和 0FDMA符号组合；

对于多 RS的情况， 则多 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享 DL Relay Zone;

2、 在 RS的频率为 Π 的第一套 TDD收发机 （简写为 TDD1) 的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中采用 TDM技术， 开辟 "DL Relay Zone (下行中转区） " , 用于定义 RS接收 BS的 DL Relay Zone的中转子 信道和 0FDMA符号组合； ' 对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享 DL Relay Zone, 不同的 RS TDD1 只在 DL Relay Zone中相应的子信道和 OFMA符号组合中接收 BS的中转数据， 在其它子信道和 0FDMA 符号组合则不安排接收；

3、 在 BS的物理层帧结构的频率为: f2的上行子帧 UL_BS中釆用 TDM技术， 增加 "UL Relay Zone (上 行中转区） " ， 用于定义由 RS传给 BS的 BS上行中转子信道和 0FDMA符号组合；

同样， 对于多 RS的情况， 多 RS需要通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享 UL Relay Zone; 4、在 RS的频率为 f2的第二套 TDD收发机（简写为 TDD2)的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS中采用 TDM 技术， 开辟 "UL Relay Zone (上行中转区） " ， 用于定义 RS接收 BS的 UL Relay Zone的中转子信道 和 0FDMA符号组合；

对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享 UL Relay Zone, 不同的 RS TDD2 只在 DL Relay Zone中相应的子信道和 OFDM符号组合中发送 BS的中转数据， 其它子信道和 0FDMA符号 组合不能安排发送。

在 BS UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS、 SS/MS_RS不安排任何发送子信道和 0FDMA符号组合， RS 不安排任何接收子信道和 0FDMA符号组合， 以避免 "SS/MS ®BS" 、 "SS/MS^ljBS" 的干扰； 同时， 在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排任何发送子信道和 0FDMA符号组合， 以避免 "RS到 RS" 的 自身干扰。

为便于 BS和 RS之间广播信息的传递， 还需要在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下的设置：

1、在 BS的物理层帧结构的频率为 Π的下行子帧 D 的 DL Relay Zone中开辟 "DL Relay Broadcast Subchannel (下行中转广播子信道） " ， 用于定义由 BS广播给 RS的下行子信道和 0FDMA符号组合， 广播 802. 16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC、 CLK— CMP广播报文；

2、 在 RS的频率为 fl 的 TDD1的物理层帧结构上行子帧 UL_lis的 DL Relay Zone中开辟 "DL Relay Broadcast Subchannel (下行中转广播子信道） " ， 用于定义接收 BS下行中转广播子信道和 0FDMA 符号的 RS上行子信道和 OFDMA符号组合， 接收广播 802. 16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC、 CLK—CMP广播报 文。

本发明中， 还需要在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下的设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 U 的 UL Relay Zone中定义 "Relay Ranging Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS) " ， 定义用于 RS的初始接入测距 Rangi_ng、 周期性测距

Ranging, 带宽请求的 BS中转测距接收子信道和 0FDMA符号组合； 该中转测距子信道 RRS也可作为 SS/MSS 初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求测距子信道用；

2、在 KS的频率为 f2的 TDD2的物理层帧结构下行子帧 DL_R DL Relay Zone中开辟 "Relay Ranging TX Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS TX) " ， 用于定义 RS的初始接入测距 Ranging、 周期 性测距 Ranging 带宽请求的 RS中转测距发送子信道和 0FDMA符号组合。

BS的 Relay Ranging Subchannel和 RS TDD2的 Relay Ranging TX Subchannel的时频关系必须一 一对应， 严格同步。

在 BS或 RS TDD1的物理层帧结构的下行子帧中， 除 DL Header和 BS的 DL Relay Zone外， BS和不同 的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享下行子帧的其余部分， 以避免 "RS到 SS/MS_BS" 、 "RS 到 SS/MS_BS"和 "BS到 SS/MS_RS" 的干扰。

在 BS或 RS TDD2的物理层帧结构的上行子帧中， 除 BS的 UL Relay Zone外， BS和不同的 RS通过不 同的子信道和 0FDMA符号组合共享上行子帧的其余部分， 以避免 "RS到 SS/MS_IiS"、 "SS/MS_BS到 RS" 和 "SS/MS_Bi llBS" 的干扰。

本发明中， 还需要在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下的设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 Π的下行子帧 DL_BS中定义 "DL Header (下行子帧头） " , 为下 行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的 f信道和 0FDMA符号组合和发送指示信息的子信道和 0FMA符号组合， 以指示 BS物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各子信道和 0FDMA符号组合的位置和 使用方法 profile;

所述的同步信息和指示信息包含原 802. 16 0FDMA (或 S0FDMA) 帧中的 preamble、 FCH、 DL-MAP, UL- MAP, SS/MS_BS RS和 BS保持收发帧同步；

2、在高级中转模式下，在 RS的频率为 f 1的 TDD1的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS中定义 "DL Header (下行子帧头） " ， 为下行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的子信道和 0FDMA符号组合和 发送指示信息的子信道和 0FDMA符号组合， 以指示 RS TDD1和 TDD2物理层帧结构下行子帧和上行子帧 的各子信道和 0FDMA符号组合的位置和使用方法 prof ile。

所述的同步信息和指示信息包含原 802. 16 0FDMA (或 S0FDMA) 帧中的 preatnble、 FCH、 DL- MAP、

UL-MAP, SS/MS_BS和 RS保持收发帧同步；

3、 在高级中转模式下、 RS TDD1的 DL Header在时间上滞后于 BS的 DL Header; 在 RS TDD1的 DL Header期间， BS的下行子帧 DL_BS不能安排任何发送子信道和 0FDMA符号， 以避免 "BS到 SS/MS_RS" 的干 扰。

在高级中转模式下， 在 RS TDD1的 DL Header期间， 其它 RS TDD1的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS 不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号，以避免 "RS到 SS/MS_RS "的干扰；特殊情况下，如果不同 RS TDD1 的 DL Header在时间上重叠， 则必须完全重叠， 严'格同步， 且其内容必须相同， 以避免 "RS到 SS/MS_RS" 的干扰。

本发明中， 还需要在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下的设置：

在 RS的频率为 Π 的 TDD1的物理层帧结构上行子帧 UL_RS中开辟 "DL Header RX (下行子帧头接 收） " , 用于定义接收 BS的 DL Header的子信道和 0FDMA符号组合； RS的两套 TDD收发机根据 DL Header RX接收到的 preamble和 BS取得频率和 /或符号同歩。

BS的 DL Header和 RS TDD1的 DL Header RX的时频关系必须——对应、 严格同步。

本发明中， 还需要在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下的设置：

1、在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 UL_BS中定义 "Ranging Subchannel (测距子信道） "， 定义用于 SS/MSS_BS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求的 BS测距接收子信道和 0FDMA符号组合；

2、在高级中转模式下， 在 RS的频率为 f2的 TDD2的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中定义 "Ranging Subchannel (测距子信道） " ， 定义用于 SS/MSS_RS的初始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging、 带 宽请求的 RS测距接收子信道和 0FDMA符号组合。

RS的下行子帧不得和其它 RS的上行子帧相重叠， RS的上行子帧也不得和其它 RS的下行子帧相重 叠， 避免 "SS/MS_R ljRS" 和 "SS/MS_R ljSS/MS_IiS" 的干扰。

RS的下行子帧 DL_RS到 RS的上行子帧 U 间至少预留 TTG时长； RS的上行子帧 UL_KS到 RS的下行子帧 D 间至少预留 RTG时长。

本发明中， 除 DL Header Ranging Subchannel外， 上述定义的子信道和 OFDMA符号组合或 Zone 不要求一定在每帧中都必须存在。

本发明中， 根据上述物理层帧结构， 相应的 BS和 RS的物理层帧结构的具体实施例如图 30和图 31 所示， 其中， 图 30为高级中转模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图， 图 31为简化中转模式下的 BS 和 RS的物理层帧结构示意图。 在图 30和图 31中， RS、 BS的发送和接收频率以图中帧最左端的频率标 注为准。 图中的 "NULL"或空白部分表示不安排任何接收或发送的部分。

BS下行子帧 DL_BS和 RS TDD1下行子帧 DL_RS中的标示着 Preamble、 UL- MAP、 DL- MAP和 FCH的位置为 DL Header; RS TDD1上行子帧 UL_RS中的标示着 sync with BS (与 BS同步） 和 Get MAP info (获取 MAP信息） 的位置为 DL Header RX。

BS的 DL Relay Zone ( BPDL Relay broadcast, DL Relay脆， #2…部分) 安排在 BS下行子帧 DL_ns 的 DL Header之后， BS的 UL Relay Zone (即 UL Relay赚， #2…和 RRS TX部分) 安排在 BS下行子帧 DL_BS的开始部分。 在 BS UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS、 SS/MS_RS不安排任何发送子信道和 OFDMA 符号组合， RS不安排任何接收子信道和 0FDMA符号组合； 在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排 任何发送子信道和 OFDMA符号组合。

PHY突发（burst)被分配了一组相邻的子信道和一组 OFDMA符号 （symbol ) , BS和不同的 RS通过 不同的子信道和 0FDMA符号组合共享下行子帧的其余部分。 下面将再结合具体的通信过程应用实例对本发明提供的中转通信处理过程进行说明， 所述的中 转通信处理过程包括下行中转过程和上行中转过程， 下面将分别对其进行说明。

本发明中相应的中转通信处理流程中的下行中转过程包括两个阶段， 第一阶段为由 BS至 RS的处 理， 第二阶段为由 RS至用户终端的处理：

(一） 第一阶段 （BS -〉 RS )

在第一阶段中， 高级中转模式和简化中转模式的处理相同， 具体包括：

1、 BS在频率为 fl的下行子帧 D 的 DL Header中的第一个符号 symbol发送前导码 preamble;

2、 RS#1通过 RS TDDl频率为 fl的 DL Header RX接收 BS下行子帧 D 的 DL Header中的前导码 preamble, 和 BS取得同步；

3、 BS在频率为: l的下行子帧 DL_BS的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH， DL- MAP, UL- MAP;

4、 RS#1通过 RS TDDl频率为 fl的 DL Header RX接收下行子帧 DL_BS的 DL Header的 FCH, DL- MAP, UL - MAP, 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

5、 BS利用频率为 f 1的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast发送广播消息 message;

6、 BS在频率为 Π Relay Zone的 DL Relay RS#1中发送下行中转通信数据 traffic data给 RS#1;

7、 RSifl通过 RS TDDl频率为 f 1的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast 中的广播消息 message ， 其中可以包含需要 RS#1中转广播的消息；

8、 RS#1通过 RS TDD1频率为 Π的 DL Relay Zone接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay RS#1中下行中转通信数据 traffic data,

(二） 第二阶段 （RS -〉 MS/SS ) ：

在该阶段， 髙级中转模式和简化中转模式下的处理方式不同， 其中：

对于高级中转模式， 该阶段的处理为：

1、 RS#1 TDDl在下行子帧 DL_BS频率为 fl的 DL Header中的第一个符号 symbol发送前导码 preamble;

2、 MS/SS接收 RS#1 TDDl下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前导码 preamble, 和 RS#1取得同步； 3、 RS TDD1在下行子帧 DL_RS频率为 fl的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH， DL- MAP, UL- MAP

(RS # 1的 FCH, DL- MAP, UL-MAP可以已经在第一阶段的步骤 6中由 BS发送给 RS #1； ·

4、 MS/SS接收 RS#1 TDDl下行子帧 DL_RS的 DL Header的 FCH， DL- MAP, UL- MAP , 获得 RS#1 TDDl 和 TDD2下行和上行各个 burst的子信道和 0FDMA符号位置和使用方法 （profile ) 信息；

5、 RSiil TDDl在下行子帧 DL_KS中， 在除 DL Header外的时频区间， 以频率 Π发送下行中转通信数 据 traffic data给 MS/SS , 所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 6中已由 BS发送给 RS #1；

6、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1 TDDl下行子帧 0^中的下行中转通信数据 traffic data。 对于简化中转模式， 该阶段的处理过程为：

1、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前导码 preamble , 和 BS取得同步；

2、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL^^JDL Header的 FCH, DL-MAP, UL- MAP, 获得 BS和 RS#rF行和上行 各个 burst的子信道和 0FDMA符号位置和使用方法 （profile ) 信息； 3、 RS#1 TDD1在下行子帧 DL_KS中， 在除 DL Header外的时频区间， 以频率 fl发送下行中转通信数 据 traffic data给 MS/SS , 所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 6中已由 BS发送给 RS #1；

4、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1 TDD1下行子帧 0^₅中的下行中转通信数据 traffic data。

. 5 同样， 本发明中相应的中转通信处理流程中的上行中转过程包括两个阶段， 第一阶段为由用户 终端至 RS的处理， 第二阶段为由 RS至 BS的处理：

(一） 第一阶段 （MS/SS -〉 RS) ：

对于高级中转模式， 该阶段的处理为：

1、 MS/SS MS/SS接收 RS#1 TDD1下行子帧 DL_RS频率为 fl的" DL Header" 的 FCH， DL- MAP, UL-MAP, 10 获得 RS TDDl和 TDD2下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile)信息；

2、 MS/SS在 RS TDD2上行子帧 UL_RS中， 以频率 f2发送上行通信数据 traffic data给 RSttl ;

3、 RS TDD2以频率 f 2从相应时频区间接收 MS/SS上行子帧 UL_BS中的上行通信数据 traffic data。 对于简化中转模式， 该阶段的处理为：

1、 MS/SS MS/SS接收 BS下行子帧 DL_D J¾率为 Π的 DL Header的 FCH， DL-MAP, UL- MAP, 获得 BS、 15 RS#1 TDD1和 TDD2下行和上行各个 bur st的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile ) 信息；

2、 MS/SS在 RS TDD2上行子帧 UL_RS中， 以频率 f 2发送上行通信数据 traffic data给 RS#1;

3、 RSW TDD2以频率 f2从相应时频区间接收 MS/SS上行子帧 UL_BS中的上行通信数据 traffic data。 第二阶段 （RS->BS ) ：

在该阶段， 高级中转模式和简化中转模式的处理方式相同， 具体为：

20 1、 RSttl TDD1接收 BS下行子帧 01^中频率为 fl的 DL Header的 FCH, DL- MAP, UL-MAP, 获得 BS 下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile ) 信息；

2、 RS#1 TDD2以频率 f2在下行子帧 DL UL Relay Zone的 UL Relay RSttl中发送上行中转通信数 据 traffic data给 BS , 所述中转通信数据在第一阶段的步骤 2中已由 BS发送给 RS #1 ;

3、 BS在频率为 Ϊ2的上行子帧 U 的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中接收 S5中的上行中转 25 通信数据 traffic data。

第五种应用场景为： RS中包含两个分别与 BS和 MS对应的 OFDMA- FDD无线收发机， 且 RS通过 中转子信道和 0FDMA符号组合进行信息的传递。

本发明的 RS和 BS、 MS/SS的高级中转通信模式， 如图 32所示， RS和 BS、 MS/SS间采用 TDM- OFDMA- FDD方式通信， BS和 RS下行采用频率 f2， BS和 RS上行釆用频率 l； MS/SS通过 RS进行无 30 线中转接入 BS， RS作为一个 MS/SS接入 BS。

在图 32中， 所述的 RS需有两套 FDD无线收发机， 即图 32中 FDD收发机 1和 FDD收发机 2， 具体 为: 第一套发射机 TX1工作于频率 f1， 接收机 RX1工作于频率 f2; 第二套发射机 TX2工作于频率 f2, 接收机 RX2工作于频率 f1。

另外， 在图 32中， DL_BS为 BS的物理层帧的下行子帧， 由 BS到 SS/MS_BS或 RS， UL_BS为 BS的物 35 理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS， SS/MS_BS、 RS的第二套无线收发机和 BS保持收发帧同

I 步； DL_RS为 RS的物理层帧的下行子帧， 由 BS到 SS/MS_RS或 RS， UL_RS为 RS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_RS或 RS到 BS, SS/MS_RS和 RS的第一套无线收发机保持收发帧同步。

本发明的 RS和 BS、 MS/SS的简化中转通信模式， 如图 33所示。 相应的 RS同样需有两套 FDD无 线收发机： 第一套发射机 TX1工作于频率 l , 接收机 RX1工作于频率 f2; 第二套发射机 TX2工作于频 率 f2， 接收机 RX2工作于频率 l。 而且， 在图 33中,， DL_BS为 BS的物理层帧的下行帧， 由 BS到 SS/M S_BS或 RS, UL_BS为 BS的物理层帧的上行帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS; SS/M'S_BS或 SS/MS_RS、 RS的第 二套无线收发机和 BS保持收发帧同步。 DL_RS RS的物理层帧的下行帧， U L_RS为 RS的物理层帧的上行帧， 由 SS/MS_RS或 RS到 BS。 其中， DL_BS的下行广播突发 （Broadcast Burst) ， 如 Preamble、 FCH、 DL-MAP、 UL-MAP, 直接由 BS发给 MS/SS, 不通过 RS中转； MS/ SS的初始接入测距 Ranging、周期性测距 Ranging、 带宽请求通过 UL_BS的测距子信道 Ranging Subc hannel, 直接由 MS/SS发给 BS， 不通过 RS中转； 对于 DL_BS的下行其它突发， 如数据报文或除 DL- MAP、 UL-MAP外的消息报文， 不能直接由 BS发给 MS/SS, 必须通过 RS中转； UL_BS的上行其它突 发， 如除 MS/SS的初始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging、 带宽请求报文外， 不能直接由 MS/ SS发给 BS, 必须通过 RS中转。

本发明提供了一种包括 BS、 RS和 SS/MS无线中转通信系统， 分别采用两种通信模式： 髙级中 转模式和简化中转模式， 具体如图 34所示：

其中， BS包括：

有线传输处理单元： 能够与上一级设备 （如基站控制器） 或分别与一组基站设备建立通信， 并 与上一级设备或各基站设备之间进行信息的交互；

OFDMA- FDD无线收发机： 用于同 RS或 SS/MS以 OFDMA- FDD方式进行无线通信， 由

OFDMA-FDD无线发射机物理层处理单元、OFDMA- FDD无线接收机物理层处理单元和 OFDMA无线 收发机数据链路层处理单元组成。

OFDMA- FDD无线发射机物理层处理单元（频率为 l ) ： 分别与 OFDMA无线收发机数据链路层 及可与其通信的 RS中的 OFDMA-FDD无线接收机 2物理层处理单元或 SS/MS中的 OFDMA-FDD无线 接收机物理层处理单元进行无线通信； 对于简化中转模式， 本单元对 DL_BS的下行子帧头广播 （如

Preamble. FCH、 DL- AP, UL-MAP)釆用比其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式（如 二进制相移键控 BPSK) ,或釆用比其它发送数据更高的发射功率，直接由 BS发给 MS/SS,不通过 RS 中转；

OFDMA-FDD无线接收机物理层处理单元（频率为 f2) ： 分别与 OFDMA无线收发机数据链路层 及可与其通信的 RS中的 OFDMA-FDD无线发射机 2物理层处理单元或 SS/MS中的 OFDMA- FDD无线 发射机物理层处理单元进行无线通信；

OFDMA无线收发机数据链路层处理单元：对来自 OFDMA- FDD无线接收机物理层处理单元或有 线传输处理单元的数据， 作 OFDMA无线收发机数据链路层的数据处理后，转发给有线传输处理单元 或 OFDMA-FDD无线发射机物理层处理单元。

图中的 RS包括： OFDMA-FDD无线收发机 1和 2 : 用于同 BS或 SS/MS以 OFDMA- FDD方式进行无线通信， 由 OFDMA- FDD无线发射机 1和 2的物理层处理单元、 OFDMA- FDD无线接收机 1和 2的物理层处理单元 和 OFDMA无线收发机数据链路层处理单元组成。

OFDMA- FDD无线发射机 2物理层处理单元（频率为 f2 ) ， 即第二 OFDMA-FDD无线发射机物理 层处理单元： 分别与 OFDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 BS中的 OFDMA- FDD无线接收 机物理层处理单元进行无线通信；

OFDMA-FDD无线发射机 1物理层处理单元（频率为 l ) ， 即第一 OFDMA-FDD无线发射机物理 层处理单元： 分别与 OFDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 SS/MS中的 OFDMA-FDD无线 接收机物理层处理单元进行无线通信；

OFDMA-FDD无线接收机 2物理层处理单元（频率为 f1 ) ， 即第二 OFDMA-FDD无线接收机物理 层处理单元： 分别与 OFDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 BS中的 OFDMA- FDD无线发射 机物理层处理单元进行无线通信；

OFDMA- FDD无线接收机 1物理层处理单元（频率为 f2) ， 即第一 OFDMA- FDD无线接收机物理 层处理单元： 分别与 OFDMA无线收发机数据链路层及可与其通信的 SS/MS中的 OFDMA- FDD无线 发射机物理层处理单元进行无线通信；

OFDMA无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 OFDMA- FDD无线接收机 1和 /或 2物理层处理 单元的数据， 作 OFDMA无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给 OFDMA-FDD无线发射机 1和 / 或 2物理层处理单元。

其中， 所述的 OFDMA- FDD无线发射机 1和 OFDMA-FDD无线接收机 1为第一 OFDMA- FDD无线 收发机， 所述的 OFDMA-FDD无线发射机 2和 OFDMA- FDD无线接收机 2为第二 OFDMA- FDD无线收 发机。 '

图中的 SS/MS包括：

OFDMA- FDD无线收发机：用于同 RS或 BS以 OFDMA-FDD方式进行无线通信， 由 OFDMA- FDD 无线发射机物理层处理单元、 OFDMA- FDD无线接收机物理层处理单元和 OFDMA无线收发机数据链 路层处理单元组成。

OFDMA- FDD无线发射机物理层处理单元：分别与 OFDMA无线收发机数据链路层及可与其通信 的 RS中 OFDMA- FDD无线接收机 1物理层处理单元或 BS OFDMA- FDD无线接收机物理层处理单元 进行无线通信； 对于简化中转模式， 本单元对 UL_BS的上行随机接入（Random Access) 时隙（或称 为竞争时隙 Contention slot) , 如初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙， 或 MS/SS的初始接入 测距 Ranging、 周期性测距 Ranging, 带宽请求通过 UL_BS的测距子信道 Ranging Subchannel, 采用 比其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式 （如二进制相移键控 BPSK) ，或采用比其它发送 数据更高的发射功率， 直接由 MS/SS发给 BS， 不通过 RS中转； '

OFDMA-FDD无线接收机物理层处理单元：分别与 OFDMA无线收发机数据链路层及可与其通信 的 RS中 OFDMA- FDD无线发射机 1物理层处理单元或 BS中的 OFDMA- FDD无线发射机物理层处理 单元进行无线通信； OFDMA无线收发机数据链路层处理单元：对来自 OFDMA- FDD无线接收机物理层处理单元或用 户的数据， 作 OFDMA无线收发机数据链路层的数据处理后，转发给用户或 OFDMA- FDD无线发射机 物理层处理单元。

在 FDD通信模式下， 网络系统通信可能会存在如图 18 ( a) - ( d ) 所示的 4种情况的相'互干扰。 其中， TX表示发送模块， RX表示接收模块。

本发明为实现基于 RS的中转通信， 则需要设置合理的 BS和 RS的物理层帧结构， 从而保证中转 通信过程能够可靠地实现， 同时， 还可以有效避免可能存在的各种干扰。

下面将对本发明提供的 BS和 RS的物理层帧结构的具体实现方式进行详细地说明。

为实现基于 RS的中转通信功能， 则需要在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下的设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 l的下行子帧 DL_BS中采用 TDM (时分复用） 技术， 增加 DL

Relay Zone (下行中转区） ， 用于定义由 BS传给 RS的 BS下行中转子信道和 OFDMA符号组合； 本发明中， 对于多 RS的情况， 则多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 DL Relay Zo 门 6;

2、 在 RS的频率为 l的第二套无线接收机 RX2的物理层帧结构中釆用 TDM技术， 开辟 DL Relay Zone (下行中转区） ， 用于定义 RS接收 BS的 DL Relay Zone的中转子信道和 OFDMA符号组合； 对于多 RS的情况， 则多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 DL Relay Zone, 不同的 RS RX2只在 DL Relay Zone中相应的子信道和 OFDMA符号组合中接收 BS的中转数据， 在其它子 信道和 OFDMA符号组合则不安排接收；

3、在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 UL_BS中釆用 TDM技术，增加 UL Relay Zone (上 行中转区） ， 用于定义由 RS传给 BS的 BS上行中转子信道和 OFDMA符号组合；

对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 UL Relay Zone;

4、在 RS的频率为 f2的第二套无线发射机 TX2的物理层帧结构中采用 TDM技术，开辟 UL Relay Zone (上行中转区） ， 用于定义 RS接收 BS的 UL Relay Zone的中转子信道和 OFDMA符号组合； 对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 UL Relay Zone, 不同的 R S TX2只在 UL Relay Zone中相应的子信道和 OFDMA符号组合中发送 BS的中转数据， 其它子信道 和 OFDM A符号组合不能安排发送。

在 BS UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS、 SS/MS_RS不安排任何发送子信道和 OFDMA符号 组合， RS不安排任何接收子信道和 OFDMA符号组合， 以避免 "SS/MS_BS到 BS"、 "SS/MS_RS BS"的 干扰； 在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， 避免" R S到 RS"的自身干扰。

为保证中转通信过程中 BS和 RS之间的广播信息的传递，还需要在 BS和 RS的物理层帧结构中进 行如下设置： ·

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone中开辟 DL Relay Broa dcast Subchannel (下行中转广播子信道） ， 用于定义由 BS广播给 RS的下行子信道和 OFDMA符 号组合， 广播的信息包括 802.16标准定义的 DCD (下行信道描述符） 、 UCD (上行信道描述符） 、 FPC (快速功率控制） 、 CLK— CMP (时钟比较） 广播报文；

2、在 RS的频率为 fl 的第二套无线接收机 RX2的物理层帧结构的 DL Relay Zone中开辟 DL Re lay Broadcast Subchannel (下行中转广播子信道） ， 用于定义接收 BS下行中转广播时隙的 RS上 行子信道和 OFDMA符号组合， 接收广播 802.16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC、 CLK— CMP广播报 文。

本发明中， 还在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行亍帧 UL_BS的 UL Relay Zone中定义 Relay Ranging Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS) ， 定义用于 RS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging, 带宽请求的 BS中转测距接收子信道和 OFDMA符号组合； 该中转测距子信道 RRS也可作 为 SS/MSS_BS的初始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging、 带宽请求测距子信道用；

2、 在 RS的频率为 f2的第二套无线发射机 TX2的物理层帧结构的 DL Relay Zone中开辟 Relay Ranging TX Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS TX) , 用于定义 RS的初始接入测距 Ran ging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求的 RS中转测距发送子信道和 OFDMA符号组合。

上述 BS的 Relay Ranging Subchannel和 RS TX2的 Relay Ranging TX Subchannel的时频关 系必须一一对应， 严格同步。

而且， 在 BS或 RS TX1的物理层帧结构的下行子帧中， 除 DL Header, BS的 DL Relay Zone 和 RX TX1在 BS的 DL Header, BS的 DL Relay Zone的对应期间外， BS和不同的 RS通过不同的子 信道和 OFDMA符号组合共享下行子帧的其余部分， 以避免 "RS到 SS/MS_BS"和" BS到 SS/MS_RS" 的干 扰。

在 BS或 RS RX1的物理层帧结构的上行子帧中，除 BS的 UL Relay Zone和 RS RX1在 BS的 UL

Relay Zone的对应期间外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享上行子帧的其 余部分， 以避免 "SS/MS_BS到 RS"和" SS/MS_RS到 BS" 的干扰。

本发明中， 还在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 l的下行子帧 DL_BS中定义 DL Header (下行子帧头） ， 为下 行子帧的开始，用于定义发送用户同步信息的子信道和 OFDMA符号组合和发送指示信息的子信道和 OFDMA符号组合，以指示 BS物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各子信道和 OFDMA符号组合的位 置和使用方法 profile;

所述的同步信息和指示信息具体包括： 原 802.16 OFDMA (或 SOFDMA) 帧中的 preamble、 F CH 、 DL-MAP和 UL- MAP信息， 使得 SS/MS_BS、 RS和 BS保持收发帧同步；

2、 在高级中转模式下， 在 RS的频率为 l的第一套无线发射机 TX1的物理层帧结构的下行子帧 D

L_RS中定义 DL Header (下行子帧头） ， 且设置在下行子帧的开始时刻， 用于定义发送用户同步信息 的子信道和 OFDMA符号组合和发送指示信息的子信道和 OFDMA符号组合，以指示 RS的第一套无线 发射机物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各子信道和 OFDMA符号组合的位置和使用方法 profile;

所述的同步信息和指示信息同样包含原 802.Ί 6 OFDMA (或 SOFDMA) 帧中的 preamble、 FC H 、 DL- MAP和 UL-MAP信息， 从而使得 SS/MS_RS和 RS保持收发帧同步。 本发明中， 在髙级中转模式下， RS TX1的 DL Header在时间上滞后于 BS的 DL Header, 在 R S TX1的 DL Header期间， BS的下行子帧 DL_BS不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， 以避 免" BS到 SS/MS_RS"的干扰；

在高级中转模式下， 在 RS TX1的 DL Header期间， 其它 RS TX1的物理层帧结构的下行子帧 D L_RS不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， 以避免 "RS到 SS/MS_RS"的干扰。

在特殊情况下， 如果不同 RS TX1的 DL Header在时间上重叠， 则必须完全重叠， 严格同步， 且其内容必须相同， 避免" RS到 SS/MS_RS "的干扰。

本发明中， 还在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下设置：

1、 在 RS的频率为 fl 的第二套无线接收机 RX2的物理层帧结构中开辟 DL Header RX (下行子 帧头接收） , 用于定义接收 BS的 DL Header的子信道和 OFDMA符号组合； RS的两套 FDD收发机根 据 DL Header RX Slot接收到的 preamble和 BS取得频率禾 Π/或符号同步。

BS的 DL Header和 RS RX2的 DL Header RX的时频关系必须——对应、 严格同步。

本发明中， 还在 BS和 RS的物理层帧结构中进行如下设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 UL_BS中定义 Ranging Subchannel (测距子信 道） ， 定义用于 SS/MSS_BS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求的 BS测距接收 子信道和 OFDMA符号组合；

2、 在高级中转模式下， 在 RS的频率为 f2 的第一套无线接收机 RX1的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中定义 Ranging Subchannel (测距子信道） ， 定义用于 SS/MSS_RS的初始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging, 带宽请求的 RS测距接收子信道和 OFDMA符号组合。

本发明中， 除 DL Header^ Ranging Subchannel外， 上述定义的子信道和 OFDMA符号组合或

Zone不一定每帧都必须存在。

根据上述提供的物理层帧结构， 本发明还提供了一种 BS和 RS的物理层帧结构的具体实施方式， 如图 35和图 36所示， 其中， 图 35为高级中转模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图， 图 36为简化 中转模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图。

图中， RS、 BS的发送和接收频率以图中帧最左端的频率标注为准， 图中的 "NULL"或空白部分 为不安排任何接收或发送的部分。

下面将对图 35和图 36中具体帧结构进行描述：

图中， BS下行子帧 DL_BS和 RS TX1下行子帧 DL_RS中的 Preamble UL-MAP、 DL-MAP和 FCH区 域为 DL Header; RS RX2上行子帧 1)1_^中的白色竖条形区域为 DL Header RX。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header之后， 所述的 DL Relay Zone即为 图中的 DL Relay broadcast, DL Relay R#1， #2...部分； BS的 UL Relay Zone安排在 BS下行子 帧 DL_BS的开始部分， 所述的即 UL Relay R#1， #2…和 RRS TX部分。 在 BS UL Relay Zone对应 的期间， SS/MS_BS、 SS/MS_RS不安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， RS不安排任何接收子信 道和 OFDMA符号组合； 在 BS DL Relay Zone对应的期间， RS不安排任何发送子信道和 OFDMA 符号组合。 PHY突发 （burst) 被分配了一组相邻的子信道和一组 OFDMA符号 （symbol) , BS和不同的 R S通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享下行子帧的其余部分。

本发明还提供了具体的基于上述设置的 BS的 RS的物理层帧结构的 OFDMA中转通信的处理流 程，相应的处理流程包括由 BS到用户终端的下行中转通信处理流程， 以及由用户终端到 BS的上行中 转通信处理流程。

下面首先对下行中转 Downlink relay通信处理流程进行说明 , 该下行流程包括两个处理阶段， 第一阶段为由 BS至 RS的通信过程， 第二阶段则为由 RS至用户终端的处理过程， 具体为：

(一） 第一阶段 （BS- >RS ) ：

在该阶段中， 高级中转模式和简化中转模式下均采用相同的处理；

1、 BS在频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Header中的第一个符号 symbol发送前导码 preamble;

2、 RS#1通过 RS RX2频率为 f1的 DL Header RX接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前导 码 preamble, 禾口 BS取得同步；

3、 BS在频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH， DL-MAP, 以及 U L-MAP信息；

4、 RS#1通过 RS RX2频率为 l的 DL Header RX接收下行子帧 DL_BS的 DL Header 的 FCH， D

L-MAP, 及 UL-MAP信息， 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法（p rofile) 信息；

5、 BS利用频率为 fl的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast发送广播消息 m essage;

6、 BS在频率为 fl的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay RS#1中发送下行中转通信数 据 traffic data 给 RS#1；

7、 RS#1通过 RS RX2频率为 fl的 DL RB接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast中的广播消息 message , 其中可以包含需要 RS#1中转广播的消息；

8、 RS#1通过 RS RX2频率为 l的 DL Relay Zone接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 D L Relay RS#1中下行中转通信数据 traffic data。

(二） 第二阶段 （RS- >MS/SS) ：

对于高级中转模式， 该阶段的处理包括：

1、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_R^ii率为 l的 DL Header中的第一个符号 symbol发送前导码 prea mble;

2、 MS/SS接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS的 DL Header中的前导码 preamble,和 RS#1取得同步；

3、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_RS频率为 l的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH， DL-MAP , UL-MAP; 其中， RS # 1的 FCH， DL-MAP, UL-MAP可在第一阶段的步骤 6中由 BS发送给 RS #1 ;

4、 MS/SS接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS的 DL Header的 FCH , DL-MAP, 以及 UL-MAP信息， 获得 RS#1第一套无线发射机下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法（profile ) 信息； 5、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header^ DL Relay Zone外的时频区间， 以频率 f 1发送下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS,所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 6中已由 BS发 送给 RS #1 ;

6、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS中的下行中转通信数据 traffic data。 对于简化中转模式， 该阶段的处理过程具体包括：

1、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前导码 preamble, 从而与 BS取得同步；

2、 MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Header的 FCH， DL-MAP, 以及 UL-MAP信息， 获得 BS 和 RS#1下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

3、 RS#1 TX1在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header DL Relay Zone外的时频区间， 以频率 f 1发送下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS,所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 6中已由 BS发 送给 RS #1；

4、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1 TX1下行子帧 01_^中的下行中转通信数据 traffic data。 下面再对上行中转 Uplink relay通信处理流程进行说明， 该上行流程同样包括两个处理阶段， 第 一阶段为由用户终端至 RS的通信过程， 第二阶段则为由 RS至 BS的处理过程， 具体为：

(―) 第一阶段 （MS/SS ->RS ) ：

该阶段中， 对于高级中转模式， 则相应的处理过程包括：

1、 MS/SS MS/SS接收 RS#1 TX1下行子帧 DL_RS频率为 fl的 DL Header 的 FCH , DL-MAP, UL-MAP，获得 RS#1 第一套无线发射机下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方 法 ( profile) 信息；

2、 MS/SS在 RS RX1上行子帧 UL_RS中， 在除 BS UL Relay Zone对应期间外的时频区间， 以频 率 f2发送上行通信数据 traffic data给 RS#1；

3、 RS#1 RX1以频率 f2从相应时频区间接收 MS/SS上行子帧（UL_RS)中的上行通信数据 traffic data。

该阶段中， 对于简化中转模式， 则相应的处理过程包括：

1、 MS/SS MS/SS接收 BS下行子帧 DL_BS频率为 l的 DL Header的 FCH, DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS和 RS#1第一套无线发射机下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （ p rofile) 信息；

2、 MS/SS在 RS RX1上行子帧 UL_RS中， 在除 BS UL Relay Zone对应期间外的时频区间， 以频 率 f2发送上行通信数据 traffic data给 RS#1；

3、 RS#1 RX1以频率 f2从时频区间接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic data。

(二） 第二阶段 （RS->BS ) ：

在该阶段中， 高级中转模式和简化中转模式釆用相同的处理方式；

1、 RS#1 RX2接收 BS下行子帧 DL_BS中频率为 l的 DL Header 的 FCH, DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息；

2、 RS#1 TX2以频率 f2在 RS下行子帧 DL_RS的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中发送上行中 转通信数据 traffic data给 BS, 所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 2中已经由 BS发送给 RS #1 ;

3、 BS在频率为 f2的上行子帧 UL_BS的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中接收 S5中的上行 中转通信数据 traffic data。

第六种应用场景为： RS中包含单个 FDD无线收发机， 且 RS通过中转时隙合进行信息的传递。 本发明提供了一种无线中转通信系统及方法， 在该无线中转通信系统中 RS和 BS、 MS/SS的通信系 统模型如图 2、 图 16和图 17所示， 图 16为下行单 RS的情况， 图 17为上行单 RS的情况， 图 2则为多 RS的 情况。 在该通信系统模型中， RS和 BS、 MS/SS间采用 FDD/TDM (时分复用） /TDMA (时分复用接入）方 式进行通信。

BS下行和 RS上行采用频率 Π, BS上行和 RS下行采用频率 f2; RS作为一个 MS/SS接入 BS， MS/SS通 过 RS进行无线中转接入 BS。 在 FDD模式下， 网络系统通信存在如图 37 (a) - (d)所示的 4种情况的相互 干扰。 其中， TX表示发送模块， RX表示接收模块。

为便于后续描述， 在上述图 2、 图 16和图 17所示的三种通讯系统模型中， 将 BS的覆盖区域分成 3 个区：

1、 " 1 " 区： 仅 BS能下行覆盖， 在该区域中, 不存在 "RS到属于 BS的 MS/SS (图 16中为 MS_BS) " 的干扰；

2、 "3" 区： 仅 RS能下行覆盖， 在该区域中， 不存在 "BS到属于 RS的 MS/SS (图 16中为 MS_RS) " 的干扰；

3、 "2 "区： BS和 RS都能下行覆盖， 在该区域中， 存在 "RS到 SS/MS "和 "BS到 SS/MS_RS "的干 扰。 在图 6中， BS和 RS1的重叠区为 RS1的 "2" 区， 而 BS和 RS2的重叠区为 RS2的 "2" 区。

在上述图 2、 图 16和图 17所示的三种通讯系统模型中， 将 RS的覆盖区域分成 3个区：

1、 " 11"区： 仅 BS能上行覆盖， 在该区域中， 不存在 "SS/MS_R ljBS" 的干扰；

2、 "33" 区： 仅 RS能上行覆盖， 在该区域中， 不存在 " SS/MS_BS到 RS" 的干扰；

3、 "22"区： BS和 RS都能上行覆盖， 在该区域中， 存在 "SS/MS_BS到 RS"和 "SS/MS_B jBS" 的 干扰。 在图 6中， BS和 RS1的重叠区为 RS1的 "22" 区， 而 BS和 RS2的重叠区为 RS2的 "22" 区。

本发明提供的 RS和 BS、 MS/SS的高级中转通信模式， 如图 38所示， RS和 BS、 MS/SS间采用

FDD/TDM/OFDM方式通信， BS下行和 RS上行釆用频率 Π, BS上行和 RS下行采用频率 f2; RS作为一个 MS/SS 接入 BS , MS/SS通过 RS进行无线中转接入 BS。

在图 38中，所述的 RS只需要一套 FDD无线收发机， D 为 BS的物理层帧的下行子帧， 由 BS到 SS/MS_liS 或 RS， UL_BS为 BS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS，

的物理层帧的下行子帧， 由 BS到 SS/MS_B^RS, U 为 RS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS^J¾S到 BS, SS/MS^]RS保持收发帧同步。

本发明提供的 RS和 BS、 MS/SS的简化中转通信模式， 如图 39所示。 BS下行和 RS上行釆用频率 , BS上行和 RS下行采用频率 f2, RS只需有一套 FDD无线收发机。 DL_BS为 BS的物理层帧的下行子帧， 由 BS 到 SS/MSBS或 RS, U 为 BS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS ; SS/MS_BI^SS/MS_BS和 BS保持收发 帧同步。 DL_Ri^RS的物理层帧的下行子帧， 由 BS到 SS/MS^ RS， UL_KS为 RS的物理层帧的上行子帧， 由 SS/MS_BS或 RS到 BS。其中， DL_BS的 Broadcast Burst (下行广播突发），如 Preamble、 FCH、 DL- MAP、 UL- MAP, 直接由 BS发给 MS/SS, 不通过 RS中转； UL_BS的上行随机接入 （Random Access) 时隙 （或称为竞争时隙 Contention slot ) ， 如初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙， 直接由 MS/SS发给 BS, 不通过 RS 中转； 对于 DL_BS的下行其它突发， 如数据报文或除 DL- MAP、 UL-MAP外的消息报文， 不能直接由 BS发给 MS/SS , 必须通过 RS中转； UL_BS的上行其它时隙， 如除初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙外的 时隙， 不能直接由 MS/SS_BS发给 BS, 必须通过 RS中'转交互。

本发明提供的无线中转通信系统的功能框架如图 40所示， 该无线中转通信系统包括 BS、 RS和 SS/MS的。

其中 BS包括：

有线传输处理单元： 能够与上一级设备 （如基站控制器） 或分别与一组基站设备建立通信， 并 与上一级设备或各基站设备之间进行信息的交互；

FDD无线收发机： 用于同 RS或 SS/MS以 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机物理层处理单元、 FDD无线接收机物理层处理单元和 FDD无线收发机数据链路层处理单元组成。

其中， FDD无线发射机物理层处理单元 （频率为 Π ) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与 其通信的 RS或属于 BS的 SS/MS中的无线接收机物理层处理单元进行无线通信；

其中， FDD无线接收机物理层处理单元 （频率为 f2 ) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与 其通信的 RS或属于 BS的 SS/MS中的无线发射机物理层处理单元进行无线通信；

其中， FDD无线收发机数据链路层处理单元： 将接收到的来自 FDD无线接收机物理层处理单元的 数据作 FDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给有线传输处理单元。将接收到的来自有线传 输处理单元元的数据作 FDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给 FDD无线接收机物理层处理 单元。

RS包括：

FDD无线收发机： 用于同 BS或 SS/MS以 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机物理层处理单元、 FDD无线接收机物理层处理单元和 FDD无线收发机数据链路层处理单元组成。

FDD无线发射机物理层处理单元 （频率为 f2 ) ： 分别与 RS中的 FDD无线收发机数据链路层或 RS中 的 FDD无线接收机物理层处理单元及可与其通信的 BS或 SS/MS中的无线接收机物理层处理单元进行无 线通信； '

FDD无线接收机物理层处理单元 （频率为 Π ) ： 分别与 RS中的 FDD无线收发机数据链路层或 RS中 的 FDD无线发射机物理层处理单元及可与其通信的 BS或 SS/MS中的无线发射机物理层处理单元进行无 线通信；

FDD无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 FDD无线接收机物理层处理单元的数据， 作 FDD无线 收发机数据链路层的数据处理后， 转发给 FDD无线发射机物理层处理单元。

SS/MS包括：

FDD无线收发机： 用于同 RS以 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机物理层处理单元、 FDD无 线接收机物理层处理单元和 FDD无线收发机数据链路层处理单元组成。 FDD无线发射机物理层处理单元 （频率为 fl ) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信 I 的 RS无线接收机物理层处理单元进行无线通信；

FDD无线接收机物理层处理单元 （频率为 f2 ) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信 的 RS中的无线发射机物理层处理单元进行无线通信；

5 FDD无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 FDD无线接收机物理层处理单元或用户的数据， 作

FDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给用户或 FDD无线发射机物理层处理单元。

本发明为实现基于 RS的中转通信'， 需要设置合理的 BS和 RS的物理层帧结构， 从而保证中转通信 过程能够可靠地实现， 同时， 还可以有效地避免图 7中可能存在的各种干扰。

. 为实现基于 RS的中转通信功能， 本发明提供了 BS和 RS的物理层帧结构的三种实现方案， 下面分

10 别介绍该三种方案的具体实现方式。

在 BS和 RS的物理层帧结构的实现方案 1中需要进行如下的设置：

1、 在 BS的物理层帧结构的频率为 Π的 D (下行子帧） 中设置 DL Relay Zone (下行中转区） ， 用于定义由 BS传给 RS的 BS下行中转数据时隙。 对于图 6所示的多 RS的情况 , 多 RS采用 TDM的方式共享 DL Relay Zone。

I 15 2、在 RS频率为 f 1的 RX (FDD无线接收机）的物理层帧结构的 UL_BS (上行子帧）设置 DL Relay Zone, 用于定义 RS接收 BS的 DL Relay Zone的中转数据时隙。 对于图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方 式共享 DL Relay Zone。

3、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的 UL_BS (上行子帧） 中增加 UL Relay Zone (上行中转区） ， 用于定义将由 RS传给 BS的 BS上行中转数据时隙。 对于图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共

20 享 UL Relay Zone。

4、 在 RS的频率为 f2的 TX (FDD无线发射机） 的物理层帧结构的 DL_BS设置 UL Relay Zone, 用于定 义 RS接收 BS的 UL Relay Zone的中转数据时隙。 对于图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 UL Relay Zone。

5、 BS的 DL Relay Zone和 RS的 RX的 DL Relay Zone的时隙和频率关系必须——对应。 BS的 UL Relay 25 Zone和 RS的 TX的 UL Relay Zone的时隙和频率关系必须——对应。

6、 在 BS的 UL Relay Zone对应的期间内， SS/MS_BS不安排任何发送时隙， 避免 SS/MS_BS到 BS的干扰。 在 BS的 DL Relay Zone对应的期间， 33 3_1!5不安排任何发送时隙， 避免 SS/MS_RS ljRS的干扰。

I 7、 在 BS的物理层帧结构的频率为 fl的 DL_BS的 DL Relay Zone中设置 DL RB (DL Relay Broadcast

Slot, 下行中转广播时隙） ， 用于定义由 BS广播给 RS的下行时隙和广播 802. 16标准定义的 DCD、 UCD、 30 FPC (快速功率控制） 、 CLK— CMP (时钟比较） 广播报文。

8、 在 RS的频率为 fl的 RX的物理层帧结构的 ULRS的 DL Relay Zone中设置 DL RB ( DL Relay Broadcast RX Slot , 下行中转广播接收时隙） ， 用于定义接收 BS下行中转广播时隙的 RS上行时隙和 接收 802. 16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC、 CLK— CMP广播报文。

9、 在 BS的物理层帧结构的频率为 fl的 D 中定义 DL Interference Slot (下行干扰时隙） ， 用 35 于定义 BS下行覆盖 " 1区"和 "2区" 的 BS下行数据时隙。 10、 在 RS的频率为 f2的 TX的物理层帧结构的 DL_BS中定义 DL Interference Slot, 用于定义 RS下行 覆盖 " 1区"和 "2区" 的 RS下行数据时隙。 对于图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 DL Interference Slot, 避免 RS到 SS/MS 干扰。

11、 BS的 UL Interference Slot不能与 RS的 TX的 DL Interference Slot在时隙上相重叠， 避免 SS/MS_B ljSS/MS_RS的干扰。

12、 在 BS的物理层帧结构的频率为 Π的 DL_BS中定义 DL Header Slot (下行子帧头时隙） ， 该 DL Header Slot为下行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙， 以指示 BS物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各时隙的位置和使用方法 profile 该信息包括原 802. 16 0FDM (或 SC) 帧中的 preamble、 FCH burst及由 DLFP指定的紧随在 FCH之后的一个或多个下行 Burst (包括 DL- MAP、 UL- MAP) , SS/MS_BS、 RS和 BS保持收发帧同步。

13、在所述的高级中转通信模式中，在 RS的频率为 f 2的 TX的物理层帧结构的 DL_RS中定义 DL Header Slot, 该 DL Header Slot为下行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的 时隙， 以指示 RS物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各时隙的位置和使用方法 profile该信息包含 原 802. 16 0FDM (或 SC) 帧中的 preamble、 FCH burst及由 DLFP指定的紧随在 FCH之后的一个或多个下 行 Burst (包括 DL- MAP、 UL- MAP) ， SS/MS_R nRS保持收发帧同步。

14、 在所述的高级中转通信模式中， RS的 TX的 DL Header Slot在时间上滞后于 BS的 DL Header Sloto

15、 在上面所述的高级中转通信模式中， RS的 TX的 DL Header Slot在时间上不能和其它 RS的 TX 的物理层帧结构的 DL^ lDL Header Slot、 DL Interference Slot重叠， 以避免 RS到 SS/MS_BS的干扰。 在特殊情况下， 如果不同 RS TX的 DL Header Slot在时间上 g叠， 则必须完全重叠， 严格同步， 且其 内容必须相同， 避免 "RS到 SS/MS_BS" 的干扰。

16、 在 RS的频率为 Π的 RX的物理层帧结构的中设置 DL Header RX Slot (下行子帧头接收时隙） ， 用于定义接收 BS的 DL Header Slot的时隙。

17、 BS的 DL Header Slot和 RS的 RX的 DL Header RX Slot的时隙关系必须完全重叠， 且严格同步。 18、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的 U 中定义 UL Interference Slot (上行干扰时隙） ， 用 于定义 BS上行覆盖 " 11区"和 "22区" 的 BS上行数据时隙。

19、 在 RS的频率为 Π的 RX的物理层帧结构的 UL_BS中定义 UL Interference Slot, 用于定义 RS上行 覆盖 "33区"和 "22区" 的 RS上行数据时隙。 对于图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 UL Interference Slot, 以避免 SS/MS_R; ljRS的干扰。

20、 BS的 DL Interference Slot不能与 RS的 RX的 UL Interference Slot在时隙上相重叠， 以避 免 SS/MSRS到 SS/MSBS的干扰。

21、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的 UL_BS中定义 UL Contention Slot (上行竞争时隙） ， 该 UL Contention Slot中包含原 802. 16 0FDM (或 SC) 帧中的初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙。

22、 在上面所述的高级中转通信模式中， 在 RS的频率为 f 1的 RX的物理层帧结构的 UL_RS中定义 UL Contention Slot, 该 UL Contention Slot中包含原 802. 16 OFDM (或 SC) 帧中的初始 Ranging竞争时 隙和带宽请求竞争时隙。

23、在 RS的频率为 f2的 TX的物理层帧结构的中设置 UL Contention TX Slot (上行竞争发送时隙） , 用于定义 RS发送的用于竞争 BS的 UL Contention Slot的时隙。

24、 BS的 UL Contention Slot和 RS的 TX的 UL Contention TX Slot的时隙和频率关系必须完全重 叠， 且严格同步。

25、 除 DL Header Slot, UL Contention Slot外， 上述定义的 Slot或 Zone不一定每帧都必须存 在。

根据上述提供的物理层帧结构， 本发明还提供了一种 BS和 RS的物理层帧结构的具体实施方式， 如图 11和图 12所示， 其中， 图 11为髙级中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图， 图 12为简 化中转模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图。 图 11和图 12中， RS、 BS的发送和接收频率以图中帧 最左端的频率标注为准。

下面将对图 41和图 42中具体帧结构进行描述：

BS的下行子帧 DL_BS和 RS的 TX的下行子帧 DL_RS中的 "黑色箭头所指的黑色时隙"为 DL Header Slot, BS的上行子帧 UL_BS和 RS的 RX的上行子帧 UL_BS中的 "黑色箭头所指的黑色时隙"为 UL Contention Slot, RS的 TX中的白色箭头所指的白色时隙" ) 为 UL Contention TX Slot, RS的 RX中的 "白色箭头所指的 白色时隙"为 DL Header RX Sloto

BS的下行子帧 DL_BS中的 "TX时隙"为 DL Interference Slot (BS下行覆盖 " 1区"和 "2区" ) ， BS的上行子帧 UL_BS中的 "RX时隙" ¾UL Interference Slot (BS上行覆盖 " 11区"和 "22区" ) ， RS 的 TX下行子帧 DL,_iS中的 "TX时隙"为 DL Interference Slot (RS下行覆盖 " 3区"和 "2区" ） ， RS 的 RX的上行子帧 ULRS中的 "RX时隙"为 UL Interference Slot (RS上行覆盖 "33区"和 "22区" ） 。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS的下行子帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在 BS的下行子帧 DL UL Contention Slot之后。 BS的 DL Relay Zone和 RS的 RX的 DL Relay Zone的时隙 和频率关系——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS的 TX的 UL Relay Zone的时隙和频率关系——对应； 在 BS的 UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS不安排任何发送时隙； 在 BS的 DL Relay Zone对应的期间， SS/MS_IiS不安排任何发送时隙。

BS的 DL Interference Slot不能与 RS的 RX的 UL Interference Slot在时隙上相重叠， BS的 UL Interference Slot不能与 RS的 TX的 DL Interference Slot在时隙上相重叠。

对于图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM的方式共享 DL Relay Zone ( SPDL RB、 DL Relay R#l、 #2…部分)、 UL Relay Zone (即 UL Relay R#l, #2…部分)、 DL Interference Slot和 UL Interference Sloto

在本发明提供的 BS和 RS的物理层帧结构的实现方案 2中需要进行如下的设置：

在上述实现方案 1的特征 1到 25中， 实现方案 2有如下一个特征和实现方案 1不同：

14、在上面所述的高级中转通信模式中， RS的 TX的 DL Header Slot在时间上滞后于 BS的 DL Header Slot, 且它们互相不能重叠。 RS的 TX的 DL Header Slot在时间上必须位于 BS的物理层帧结构的上行 子帧 UL_BS的 UL Non-interference Slot内。 另外， 实现方案 2要新增如下六个特征：

26、 在 BS的物理层帧结构的频率为 fl的下行子帧 D 中增加 DL Non- Interference Slot (下行无 干扰时隙） ， 用于定义 BS下行覆盖 " 1区"的 BS下行数据时隙。

27、 在 RS的频率为 f 2的 FDD无线发射机 TX的物理层帧结构的下行子帧 中增加 DL Non-interference Slot , 用于定义 RS下行覆盖 " 3区" 的 RS下行数据时隙。

28、 所述 BS的 UL Non-interference Slot与 RS的 DL Non-interference Slot在时隙上可相重叠。

29、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 U 中增加 "UL Non-Interference Slot (上行 无干扰时隙） ， 用于定义 BS上行覆盖 " 11区" WBS上行数据时隙。

30、 在 RS的频率为 Π的 FDD无线接收机 RX的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中增加 UL ¹ Non-interference Slot , 用于定义 RS上行覆盖 " 33区" 的 RS上行数据时隙。

31、 所述 BS的 DL Non-interference Slot与 RS的 RX的 UL Non-Interference Slot在时隙上可互 相重叠。

根据上述提供的实现方案 2的物理层帧结构 ,本发明还提供了一种高级中转通信模式下的 BS和 RS 的物理层帧结构的具体实施方式， 如图 43所示， 其中， RS、 BS的发送和接收频率以图中帧最左端的 频率标注为准。

下面将对图 43中具体帧结构进行描述：

BS的下行子帧 DL_BS和 RS的 TX的下行子帧 D 中的 "黑色箭头所指的黑色时隙"为 DL Header Slot , "黑色箭头所指的黑色时隙" 为 UL Contention Slot。

RS的 TX中的 "白色箭头所指的白色时隙"为 UL Contention TX Slot , RS的 RX的 "白色箭头所指的白 色时隙"为 DL Header RX Slot。

BS的下行子帧 D 中的 "TX时隙"为 DL Non-interference Slot (BS下行覆盖 " 1区" ） ， "TX 时隙"为 DL Interference Slot (BS下行覆盖 " 1区"和 " 2区" ) 。 BS的上行子帧 UL_BS中的 "赠 ' 隙"为 UL Non- Interference Slot ( BS上行覆盖 " 11区" ） ， "RX时隙"为 UL Interference Slot (BS上行覆盖 " 11区"和 "22区"）。 RS的 TX的下行子帧 DL_RS中的 "TX3时隙"为 DL Non- Interference S lot ( RS下行覆盖 " 3区"）， "TX时隙"为 DL Interference Slot (RS下行覆盖 " 3区"和 "2区"） 。

RS的 RX的上行子帧 UL_liS中的 "RX3时隙"为 UL Non- Interference Slot ( RS上行覆盖 " 33区" ） ， "RX 时隙"为 UL Interference Slot ( RS上行覆盖 " 33区"和 "22区" ) 。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS的下行子帧 D DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在 BS的下行子帧 DL UL Contention Slot之后。 BS的 DL Relay Zone和 RS的 RX的 DL Relay Zone的时隙 和频率关系 对应； BS的 UL Relay Zone和 RS的 TX的 UL Relay Zone的时隙和频率关系——对应； 在 BS的 UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS不安排任何发送时隙； 在 BS的 DL Relay Zone对应的期间， SS/MS_RS不安排任何发送时隙。

BS的 DL Interference Slot不能与 RS的 RX的 UL Interference Slot在时隙上相重叠， BS的 UL Interference Slot不能与 RS的 TX的 DL Interference Slot在时隙上相重叠。

对于简化模式， 其物理层帧结构和上述高级中转通信模式下的物理层帧结构的区别在于： 图 43 I 中的 RS TX下行子帧 DL DL Header Slot和 RS RX上行子帧 UL^ UL Contention Slot不存在， 其余 雷同。

在本发明提供的 BS和 RS的物理层帧结构的实现方案 3中需要进行如下的设置：

在上述实现方案 2的特征 1到 31中， 实现方案 3有如下四个特征和实现方案 2不同：

9、 在 BS的物理层帧结构的频率为 Π的下行子帧 DL_BS中定义 DL Interference Slot (下行干扰时 隙） ， 用于定义 BS的下行覆盖 "2区" 的 BS下行数据时隙。

10、 在 RS的频率为 Ώ的 FDD无线发射机 TX的物理层帧结构的下行子帧 DL_BS中定义 DL Interference Slot, 用于定义 RS下行覆盖 "2区"的 RS下行数据时隙。 对于如图 6所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM 的方式共享 DL Interference Slot, 以避免 RS到 SS/MSRS的干扰。

18、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行 '子帧 UL_BS中定义 UL Interference Slot, 用于定义 BS 上行覆盖 "22区" 的 BS上行数据时隙。

19、 在 RS的频率为 fl的 FDD无线接收机 RX的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中定义 UL Interference Slot, 用于定义 RS上行覆盖 "22区" 的 RS上行数据时隙。 对于图 2所示的多 RS的情况， 多 RS采用 TDM 的方式共享 UL Interference Slot, 以避免 SS/MSR_S到 RS的干扰。

根据上述提供的实现方案 3的物理层帧结构，本发明还提供了一种高级中转通信模式下的 BS和 RS 的物理层帧结构的具体实施方式， 如图 44所示， 其中， RS、 BS的发送和接收频率以图中帧最左端的 频率标注为准。

BS的下行子帧 DL_BS和 RS的 TX的下行子帧 DL_RS中的 "黑色箭头所指的黑色时隙"为 DL Header Slot, BS的上行子帧 UL_BS和 RS的 RX的上行子帧 U 中的 "黑色箭头所指的黑色时隙"为 UL Contention Slot. RS的 TX中的 "白色箭头所指的白色时隙"为 UL Contention TX Slot, RS的 RX的 "白色箭头所指的白 色时隙"为 DL Header RX Slot。

BS的下行子帧 DL_BS中的 "TX时隙"为 DL Non-interference Slot (BS下行覆盖 "1区" ） , "TX 时隙"为 DL Interference Slot (BS下行覆盖 "2区" ） 。 BS的上行子帧 UL_BS中的 "RX时隙"为 UL Non-interference Slot (BS上行覆盖 " 11区" ) , "RX时隙"为 UL Interference Slot (BS上行覆 盖 "22区" ） ， RS的 TX的下行子帧 DL_RS中的 "TX3时隙"为 DL Non- Interference Slot (RS下行覆盖 "3区" ) , "TX时隙"为 DL Interference Slot (RS下行覆盖 "2区" ) 。 RS的 RX的上行子帧 UL_RS 中的 "RX3时隙"为 UL Non-interference Slot (RS上行覆盖" 33区"）， "RX时隙"为 UL Interference Slot (RS上行覆盖 "22区" ） 。

BS的 DL Relay Zone安排在 BS的下行子帧 DL_BS的 DL Header Slot之后， BS的 UL Relay Zone安排在 Contention Slot之后。 BS的 DL Relay Zone和 RS的 RX的 DL Relay Zone的时隙 和频率关系——对应； BS的 UL Relay Zone和 RS的 TX的 UL Relay Zone的时隙和频率关系——对应； 在 BS的 UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS不安排任何发送时隙。 在 BS的 DL Relay Zone对应的期间， SS/MS_RS不安排任何发送时隙。

BS的 DL Interference Slot不能与 RS的 RX的 UL Interference Slot在时隙上相重叠， BS的 UL Interference Slot不能与 RS的 TX的 DL Interference Slot在时隙上相重叠。 BS的 UL Non-interference Slot与 RS的 TX的 DL Non-interference Slot在时隙上尽可能相重叠。 BS的 DL Non-interference Slot与 RS RX的 UL Non-interference Slot在时隙上尽可能相重叠。

对于简化模式， 其物理层帧结构和上述高级中转通信模式下的物理层帧结构的区别在于： 图 44 中 RS TX的下行子帧 DL DL Header Slot和 RS RX的上行子帧 UL_RS的 UL Contention Slot不存在， 其 余雷同。

本发明还提供了具体的基于上述设置的 BS和 RS的物理层帧结构的所述无线中转通信系统的处理 流程， 相应的处理流程包括由 BS到用户终端的下行中转通信处理流程， 以及由用户终端到 BS的上行 中转通信处理流程。

下面首先对下行中转 Downlink relay通信处理流程进行说明， 该下行流程包括两个处理阶段， 第一阶段为由 BS至 RS的通信过程， 第二阶段则为由 RS至用户终端的处理过程， 具体为：

(一） 第一阶段 （BS-〉RS ) ：

在该阶段中， 高级中转通信模式和简化中转模式下均采用相同的处理；

1、 BS在频率为 Π的下行子帧 DL_BS的 DL Header中发送前导码 preamble。

2、 RSifl通过 RS的 RX频率为 fl的 DL Header RX接收 BS的下行子帧 D 的 DL Header中的前导码 preamble, 和 BS取得同步。

3、 BS在频率为 fl的下^ ¹子帧 DL_BS的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH， DL- MAP, 以及 UL- MAP 信息。

4、 RS#1通过 RS RX2频率为 fl的 DL Header RX Slot接收下行子帧 DLBS的 DL Header的 FCH, DL- MAP, 及 UL- MAP信息， 获得 BS下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 （profile ) 信息。

5、 BS利用频率为 Π的下行子帧 D 的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast发送广播消息 message;

6、 BS在频率为 fl的下行子帧 D 的 DL Relay Zone的 DL Relay RSiil中发送下行中转通信数据 traffic data给 RS#1 ; .

Ί、 RS 通过 RS RX频率为 fl的 DL RB接收 BS下行子帧 D 的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast 中的广播消息 message ， 其中可以包含需要 RS#1中转广播的消息； '

8、 RS#1通过 RS RX频率为 f 1的 DL Relay Zone接收 BS下行子帧 DL_DS的 DL Relay Zone的 DL Relay RSttl 中下行中转通信数据 traffic datao

(二） 第二阶段 （RS -〉 MS/SS ) ：

对于高级中转通信模式， 该阶段的处理包括：

1、 RS#1的 TX在下行子帧 DL 频率为 f2的 DL Header中发送前导码 preamble。

2、 MS/SS接收 RS#1的 TX下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前导码 preamble, 和 RSm取得同步。

3、 RS#1的 TX在下行子帧 DL_RS频率为 f2的 DL Header的 preamble之后中发送 FCH, DL- MAP, UL- MAP; 其中， RS # 1的 FCH, DL- MAP, UL- P可以在第一阶段的步骤 6中由 BS发送给 RS #1。

4、 MS/SS接收 RS#1的 TX下行子帧 DL_RS的 DL Header的 FCH, DL- MAP, 以及 UL-MAP信息， 获得 RS 的下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 （profile) 信息。

5、 RSttl的 TX在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header、 DL Relay Zone外的时频区间， 以频率 f2发送 下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS， 所述的中转通信数据在步骤 6中已由 BS发送给 RS ttl的 TX。 6、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1的 ΤΧ下行子帧 D 4的下行中转通信数据 traffic data。 对于简化中转通信模式， 该阶段的处理过程具体包括：

1、 MS/SS接收 BS的下行子帧 D 的 DL Header中的前导码 preamble, 从而与 BS取得同步。

2、 MS/SS接收 BS的下行子帧 DL_BS的 DL Header的 FCH, DL- MAP, 以及 UL- MAP信息， 获得 BS和 RS 下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 （profile) 信息。

3、 RSttl的 TX在下行子帧 DL_BS中， 在除 DL Header ^ DL Relay Zone外的时频区间， 以频率 f2发送 下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS, 所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 6中已由 BS发送给 RS 輔 TX。

4、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1的 ΤΧ下行子帧 01^中的下行中转通信数据 traffic data。 下面再对上行中转 Uplink relay通信处理流程进行说明， 该上行流程同样包括两个处理阶段， 第一阶段为由用户终端至 RS的通信过程， 第二阶段则为由 RS至 BS的处理过程， 具体为：

(―) 第一阶段 (MS/SS -) RS) ：

该阶段中， 对于高级中转通信模式， 则相应的处理过程包括：

1、 MS/SS接收 RS#1的 TX下行子帧 DL_BS频率为 f2的 DL Header的 FCH， DL-MAP, UL- MAP, 获得 RS#1 的 TX下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 （profile) 信息。

2、 MS/SS在 RSItl的 RX上行子帧 UL_RS中， 在除 BS UL Relay Zone对应期间外的时隙， 以频率 Π发送 上行通信数据 traf f i c data给 RSttl。

3、 RS#1的 RX以频率 fl从相应时隙接收 MS/SS上行子帧 （U 中的上行通信数据 traffic data„ 该阶段中， 对于简化中转通信模式， 则相应的处理过程包括：

• 1、 MS/SS接收 BS的下行子帧 D 频率为 fl的 DL Header的 FCH， DL- MAP, UL- MAP, 获得 BS和 RS#1 下行和上行各个 burst的时隙和使用方法 （profile) 信息。

2、 MS/SS在 RSiil的 RX上行子帧 U 中， 在除 BS UL Relay Zone对应期间外的时隙， 以频率 fl发送 上行通信数据 traffic data给 RSttl。

3、 RS#1的 RX以频率 fl从相应时隙接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic data。

(二） 第二阶段 （RS->BS) ：

在该阶段中， 高级中转通信模式和简化中转通信模式采用相同的处理方式；

1、 RS#1的 RX通过 RS的上行子帧 UL_BS中频率为 fl的 DL Header RX Slot接收 BS的下行子帧 D ^DL Header的 FCH、DL-MAP、和 UL- MAP信息，获得 BS下行和上行各个 burst的时隙位置和使用方法 (profile) 信息。

2、 RS#1的 TX以频率 f2在 RS下行子帧 DL UL Relay Zone的 UL Relay RS 中发送上行中转通信 数据 traffic data给 BS, 所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 2中已经由 BS发送给 RS #1。

3、 BS在频率为 f2的上行子帧 UL_BS的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中接收 S5中的上行中转通信 数据 traffic data»

而且， 本发明所述的中转通信过程中， 所述的 BS、 RS和 SS/MS之间可以基于 0FDM技术实现中 转通信， 用于抗多径千扰。

第七种应用场景为： RS中包含单个 FDD无线收发机， 用户终端中包括两个分别与 BS和 RS对应 的 FDD无线收发机， 且 RS通过中转子信道和 0FDMA符号组合进行信息的传递。

本发明提供了一种无线中转通信正交频分复用接入系统及方法， 本发明提供的 RS和 BS、 MS/SS的高级中转通信模式， 如图 36所示， RS和 BS、 MS/SS间釆用 FDD TDM/OFDMA方式通信， BS下行和 RS上行采用频率 1， BS上行和 RS下行釆用频率 f2; RS只需要一套 FDD无线收发机， RS 作为一个 MS/SS接入 BS ， MS/SS通过 RS进行无线中转接入 BS。

本发明提供的 RS和 BS、 MS/SS的简化中转通信模式， 如图 37所示。 BS下行和 RS上行采用频率 f1， BS上行和 RS下行采用频率 f2， RS只需有一套 FDD无线收发机。

DL_BS的 Broadcast Burst (下行广播突发） ， 如 Preamble、 FCH、 DL-MAP、 UL-MAP, 直接由

BS发给 MS/SS, 不通过 RS中转； MS/SS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求 通过 UL_BS的测距子信道 Ranging Subchannel , 直接由 MS/SS发给 BS， 不通过 RS中转； 对于 DL_BS 的下行其它突发， 如数据报文或除 DL-MAP、 UL-MAP外的消息报文， 不能直接由 BS发给 MS/SS, 必须通过 RS中转； UL_BS的上行其它突发，如除 MS/SS的初始接入测距 Ranging、周期性测距 Ranging、 带宽请求报文外， 不能直接由 MS/SS发给 BS, 必须通过 RS中转。

在 FDD模式下， 上述高级和简化中转通信模式存在如图 18 ( a) -(d)的 4种情况的相互干扰。 其 中， TX表示发送模块， RX表示接收模块。

本发明提供的无线中转通信正交频分复用接入系统的功能框架如图 45所示， 该无线中转通信正 交频分复用接入系统包括 BS、 RS和 SS/MS的。

其中 BS包括：

有线传输处理单元： 能够与上一级设备 （如基站控制器） 或分别与一组基站设备建立通信， 并 与上一级设备或各基站设备之间进行信息的交互；

FDD无线收发机：用于同 RS或 SS/MS以 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机物理层处理 单元、 FDD无线接收机物理层处理单元和 FDD无线收发机数据链路层处理单元组成。

其中， FDD无线发射机物理层处理单元 （频率为 l ) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可 与其通信的 SS/MS中的 FDD无线接收机 1物理层处理单元或 RS中的 FDD无线接收机物理层处理单元 进行无线通信；对于简化中转模式，本单元对 DL_BS的下行子帧头广播（如 Preamble, FCH、 DL-MAP、 UL-MAP )采用比其它发送数据可靠性更高的信道编码和调制方式（如二迸制相移键控 BPSK) ， 或 采用比其它发送数据更高的发射功率， 直接由 BS发给 MS/SS, 不通过 RS中转。

其中， FDD无线接收机物理层处理单元 （频率为 f2) ： 分别与 FDD无线收发机数据链路层及可 与其通信的 SS/MS中的 FDD无线发射机 1物理层处理单元或 RS中的 FDD无线发射机物理层处理单元 进行无线通信。

其中， FDD无线收发机数据链路层处理单元： 将接收到的来自 FDD无线接收机物理层处理单元 的数据作 FDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给有线传输处理单元。 将接收到的来自有 线传输处理单元元的数据作 FDD无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给 FDD无线发射机物理 层处理单元。

SS/MS包括：

FDD无线收发机： 用于同 BS或 RS以 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机 1和 2的物理层 处理单元、 FDD无线接收机 1和 2的物理层处理单元和 FDD无线收发机的数据链路层处理单元组成。

其中， FDD无线发射机 1的物理层处理单元（频率为 f2) ： 分别与 FDD无线收发机的数据链路层 处理单元及可与其通信的 BS中的 FDD无线接收机物理层处理单元进行无线通信； 对于简化中转模 式， 本单元对 UL_BS的上行随机接入 （Random Access) 时隙 （或称为竞争时隙 Contention slot) ， 如初始 Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙， 或 MS/SS的初始接入测距 Ranging, 周期性测距 Ranging, 带宽请求通过 UL_BS的测距子信道 Ranging Subchannel, 采用比其它发送数据可靠性更高 的信道编码和调制方式（如二进制相移键控 BPSK) , 或采用比其它发送数据更高的发射功率， 直接 由 MS/SS发给 BS, 不通过 RS中转。

FDD无线发射机 2的物理层处理单元（频率为 f1 ) ： 分别与 FDD无线收发机的数据链路层处理单 元及可与其通信的 RS中的 FDD无线接收机物理层处理单元进行无线通信。

FDD无线接收机 1的物理层处理单元（频率为 fl )： 分别与 FDD无线收发机的数据链路层处理单 元及可与其通信的 BS中的 FDD无线发射机的物理层处理单元进行无线通信。

FDD无线接收机 2物理层处理单元（频率为 f2) ： 分别与 FDD无线收发机的数据链路层处理单元 及可与其通信的 RS中的无线发射机物理层处理单元进行无线通信；

FDD无线收发机的数据链路层处理单元：对来自 FDD无线接收机 1和 /或 2的物理层处理单元的数 据，作 FDD无线收发机数据链路层的数据处理后，转发给 FDD无线发射机 1和 /或 2的物理层处理单元。

RS包括：

FDD无线收发机：用于同 SS/MS或 BS以 FDD方式进行无线通信， 由 FDD无线发射机物理层处理 单元、 FDD无线接收机物理层处理单元和 FDD无线收发机数据链路层处理单元组成。

FDD无线发射机物理层处理单元： 分别与 RS中的 FDD无线接收机物理层处理单元或 RS中的 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 SS/MS中 FDD无线接收机 2的物理层处理单元或 BS FDD无线接收机物理层处理单元进行无线通信；

FDD无线接收机物理层处理单元： 分别与 RS中的 FDD无线发射机物理层处理单元或 RS中的 FDD无线收发机数据链路层及可与其通信的 SS/MS中 FDD无线发射机 2的物理层处理单元或 BS中的 FDD无线发射机物理层处理单元进行无线通信； .

FDD无线收发机数据链路层处理单元： 对来自 FDD无线接收机物理层处理单元的数据， 作 FDD 无线收发机数据链路层的数据处理后， 转发给用户。 对来自用户的数据， 作 FDD无线收发机数据链 路层的数据处理后， 转发给 FDD无线发射机物理层处理单元。

本发明为实现上述无线中转通信正交频分复用接入系统， 需要设置合理的 BS和 RS的物理层帧 结构，从而保证中转通信过程能够可靠地实现，同时，还可以有效地避免图 7中可能存在的各种干扰。

在 BS和 RS的物理层帧结构的实现方案 1中需要进行如下的设置：

1、在 BS的物理层帧结构的频率为 f1的下行子帧 DL_BS中采用 TDM技术， 增加 DL Relay Zone (下 行中转区） ， 用于定义由 BS传给 RS的 BS下行中转子信道和 OFDMA符号组合； 对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 DL Relay Zone;

2、在 RS的频率为 l的 RX ( FDD无线接收机）的物理层帧结构的上行子帧 UL_RS中采用 TDM技术， 开辟 "DL Relay Zone (下行中转区) ", 用于定义 RS接收 BS的 DL Relay Zone的中转子信道和 OFDMA符号组合； 对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 DL Relay Zone, 不同的 RS的 RX只在 DL Relay Zone中相应的子信道和 OFDMA符号组合中接收 BS的中转数 据， 其它子信道和 OFDMA符号组合不安排接收 BS的中转数据；

3、在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 UL_BS中采用 TDM技术， 增加 UL Relay Zone (上 行中转区） ， 用于定义由 RS传给 BS的 BS上行中转子信道和 OFDMA符号组合； 对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 UL Relay Zone;

4、在 RS的频率为 f2的 TX (FDD无线发射机）的物理层帧结构的下行子帧 DL_BS中采用 TDM技术， 开辟 UL Relay Zone (上行中转区），用于定义 RS接收 BS的 UL Relay Zone的中转子信道和 OFDMA 符号组合； 对于多 RS的情况， 多 RS通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 UL Relay Zone, 不 同的 RS的 TX只在 DL Relay Zone中相应的子信道和 OFDMA符号组合中发送 BS的中转数据， 其它子 信道和 OFDMA符号组合不能安排发送；

5、 在 BS的 UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS不安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， 避免" SS/MS_BS到 BS"的干扰； 在 BS的 DL Relay Zone对应的期间， SS/MS_RS不安排任何发送发送子 信道和 OFDMA符号组合， 避免" SS/MS_R ijRS"的干扰；

6、 在 BS的物理层帧结构的频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone中开辟 "DL Relay Broadcast Subchannel (下行中转广播子信道） ， 用于定义由 BS广播给 RS的下行子信道和 OFDMA 符号组合， 广播 802.16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC、 CLK— CMP广播报文；

7、 在 RS的频率为 l 的 RX的物理层帧结构的 DL Relay Zone中开辟 DL Relay Broadcast Subchannel (下行中转广播子信道） ， 用于定义接收 BS下行中转广播的 RS上行子信道和 OFDMA 符号组合， 接收 802.16标准定义的 DCD、 UCD、 FPC、 CLK— CMP广播报文；

8、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 UL_BS的 UL Relay Zone中定义 Relay Ranging

Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS) ， 定义用于 RS的初始接入测距 Ranging. 周期性测距 Ranging, 带宽请求的 BS中转测距接收子信道和 OFDMA符号组合； 该 RRS也可作为 SS/MS_BS的初 始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求测距子信道用；

9、 在 RS的频率为 f2的 TX的物理层帧结构的 DL Relay Zone中开辟 Relay Ranging TX Subchannel (中转测距子信道， 简写为 RRS TX) , 用于定义 RS的初始接入测距 Ranging、 周期性 测距 Ranging、 带宽请求的 RS中转测距发送子信道和 OFDMA符号组合；

10、 BS的 Relay Ranging Subchannel和 RS的 TX的 Relay Ranging TX Subchannel的时频关系 必须一一对应， 严格同步；

11、 在 BS物理层帧结构的上行子帧或 RS的 TX物理层帧结构的下行子帧中， 除 DL Header、 UL Relay Zone和 BS在 RX的丁 X的 DL Header的对应期间外， BS接收机和不同的 RS的 TX通过不同的子 信道和 OFDMA符号组合共享 RS下行子帧或 BS上行子帧的其余部分， 避免 "SS/MS_BS到 SS/MS_RS" 的干扰； .

12、 在 BS物理层帧结构的下行子帧或 RS的 RX的物理层帧结构的上行子帧中， 除 DL Header, DL Header RX和 DL Relay Zone外， BS发射机和不同的 RS的 RX通过不同的子信道和 OFDMA符号 组合共享 BS下行子帧或 RS的 RX上行子帧的其余部分， 避免 "SS/MS_R^ijSS/MS_BS"的干扰；

13、 在 BS的物理层帧结构的频率为 ΓΙ的下行子帧 DL_BS中定义 DL Header (下行子帧头） ， 该 DL Header为下行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的子信道和 OFDMA符号组合和发送指示信 息的子信道和 OFDMA符号组合，以指示 BS物理层帧结构下行子帧和上行子帧的各子信道和 OFDMA 符号组合的位置和使用方法 profile。 该 DL Header包含原 802.16 OFDMA (或 SOFDMA) 帧中的 preamble, FCH 、 DL-MAP, UL-MAP, SS/MSBS、 RS和 BS保持收发帧同步；

14、 在所述高级中转通信模式中， 在 RS的频率为 f2的 TX的物理层帧结构的下行子帧 DL_RS中定 义 DL Header (下行子帧头） ， 该 DL Header为下行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的子信 道和 OFDMA符号组合和发送指示信息的子信道和 OFDMA符号组合，以指示 RS物理层帧结构下行子 帧和上行子帧的各子信道和 OFDMA符号组合的位置和使用方法 profile。 该 DL Header包含原 802.16 OFDMA (或 SOFDMA)帧中的 preamble、 FCH 、 DL- MAP、 UL-MAP, SS/MSRS和 RS保持收发 帧同步；

15、 在所述高级中转通信模式中， RS的 TX的 DL Header在时间上滞后于 BS的 DL Header; 在 RS的 TX的 DL Header期间 , BS接收机不能安排任何接收子信道和 OFDMA符号组合；

16、在所述高级中转通信模式中， 在 RS的 TX的 DL Header期间， 其它 RS TX的物理层帧结构的 DL_RS不能安排任何发送子信道和 OFDMA符号组合， 避免" RS到 SS/MS_RS"的干扰； 特殊情况下， 如 果不同 RS的 TX的 DL Header在时间上重叠， 则必须完全重叠， 严格同步， 且其内容必须相同， 避免 "RS到 SS/MS_RS"的干扰；

17、 在 RS的频率为 l的 FDD无线接收机 RX的物理层帧结构中开辟 DL Header RX (下行子帧头 接收） ， 用于定义接收 BS的 DL Header的子信道和 OFDMA符号组合；

18、 BS的 DL Header和 RS的 RX的 DL Header RX的时频关系必须——对应、 严格同步；

19、 在 BS的物理层帧结构的频率为 f2的上行子帧 UL_BS中定义 Ranging Subchannel (测距子信 道） ， 定义用于 SS/MS_BS的初始接入测距 Ranging、 周期性测距 Ranging、 带宽请求的 BS测距接收 子信道和 OFDMA符号组合；

20、 在所述高级中转通信模式中， 在 RS的频率为 l的 FDD无线接收机 RX的物理层帧结构的上 行子帧 UL_RS中定义 Ranging Subchannel (测距子信道） ， 定义用于 SS/MS_RS的初始接入测距

Ranging, 周期性测距 Ranging, 带宽请求的 RS测距接收子信道和 OFDMA符号组合；

21、 上述定义的 DL Header、 Ranging Subchannel在每帧中都设置， 上述定义的其它子信道和 OFDMA符号组合或 Zone在每帧中选择设置。

根据上述提供的物理层帧结构， 本发明还提供了一种 BS和 RS的物理层帧结构的具体实施方式， 如图 46和图 47所示， 其中， 图 46为高级中转通信模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图， 图 47为 简化中转模式下的 BS和 RS的物理层帧结构示意图。 图 46和图 47中， RS、 BS的发送和接收频率以图 中帧最左端的频率标注为准， 其中" NULL"或空白部分为不安排任何接收或发送的部分。

下面将对图 46和图 47中的具体帧结构进行描述：

BS的下行子帧 DL_BS中的"白色竖条形区域"， 其中包括 DL_BS的 preamble、 FCH 、 DL-MAP和 UL- MAP为 DL Header; RS的 RX上行子帧 UL_RS中的"白色竖条形区域"， 其中包括 UL_R^ sync with BS、 Get MAP info为 DL Header RX。

BS的 DL Relay Zone (即 DL Relay broadcast, DL Relay R#1、 #2...部分） 安排在 BS的下行子 帧 DL_BS的 DL Header之后， BS的 UL Relay Zone (即 UL Relay R#1、 #2...和 RRS的 TX部分） 安排 在 BS的下行子帧 DL_BS的开始部分。在 BS的 UL Relay Zone对应的期间， SS/MS_BS不安排任何发送子 信道和 OFDMA符号组合；在 BS的 DL Relay Zone对应的期间， SS/MS_RS不安排任何发送发送子信道 和 OFDMA符号组合。

PHYburst (突发）被分配了一组相邻的子信道和一组 OFDMA符号 （symbol) 。 在 BS上行子帧 或 RS的 TX下行子帧中， 除 DL Header UL Relay Zone和 BS在 RX的 TX的 DL Header的对应期间夕卜， BS接收机和不同的 RS的 TX通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 RS下行子帧或 BS上行子帧 的其余部分；在 BS下行子帧或 RS的 RX上行子帧中，除 DL Header, DL Header RX和 DL Relay Zone 夕卜， BS发射机和不同的 RS的 RX通过不同的子信道和 OFDMA符号组合共享 BS下行子帧或 RS RX上 行子帧的其余部分。

本发明还提供了具体的基于上述设置的 BS和 RS的物理层帧结构的所述无线中转通信正交频分 复用接入系统的处理流程， 相应的处理流程包括由 BS到用户终端的下行中转通信处理流程， 以及由 用户终端到 BS的上行中转通信处理流程。

下面首先对下行中转 Downlink relay通信处理流程进行说明， 该下行流程包括两个处理阶段， 第 一阶段为由 BS至 RS的通信过程， 第二阶段则为由 RS至用户终端的处理过程， 具体为：

(―) 第一阶段 （BS- >RS) ：

在该阶段中， 高级中转通信模式和简化中转模式下均采用相同的处理；

1、 BS在频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Header中发送前导码 preamble。

2、 RS#1通过 RS的 RX的频率为 l的 DL Header RX接收 BS的下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前 导码 preamble, 禾 [IBS取得同步。

3、 BS在频率为 f1的下行子帧 DL_BS的 DL Header中发送了 preamble之后， 发送 FCH, DL-MAP, 以及 UL- MAP信息。

4、 RS#1通过 RS的 RX的频率为 f1的 DL Header RX接收下行子帧 DLBS的 DL Header的 FCH,

DL-MAP, 及 UL-MAP信息， 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 profile信息。

5、 BS利用频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast发送广播消息 message;

6、 BS在频率为 l的下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay RS#1中发送下行中转通信数据 traffic data给 RS#1 ;

7、 RS#1通过 RS的 RX频率为 l的 DL RB接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay broadcast中的广播消息 message ， 其中可以包含需要 RS#1中转广播的消息；

8、 RS#1通过 RS的 RX频率为 fl的 DL Relay Zone接收 BS下行子帧 DL_BS的 DL Relay Zone的 DL Relay RS#1中下行中转通信数据 traffic data。

(二） 第二阶段 （RS- >MS/SS ) ：

对于高级中转通信模式， 该阶段的处理包括：

1、 RS#1的 TX在下行子帧 DL_RS的频率为 f2的 DL Header中发送前导码 preamble。

2、 MS/SS接收 RS#1的 TX下行子帧 DL_RS的 DL Header中的前导码 preamble,和 RS#1取得同步。 3、 RS#1的 TX在下行子帧 DL_RS频率为 f2的 DL Header中发送了 preamble之后， 发送 FCH ,

DL-MAP, UL-MAP; 其中， RS# 1的 FCH, DL-MAP, UL-MAP可以在第一阶段的步骤 6中由 BS 发送给 RS #1。

4、 MS/SS接收 RS#1的 TX下行子帧 DL_RS的 DL Header的 FCH , DL-MAP, 以及 UL-MAP信息， 获得 RS#1的下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息。

5、 RS#1的 TX在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header、 DL Relay Zone外的时频区间， 以频率 f2 发送下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS,所述的中转通信数据在步骤 6中已由 BS发送给 RS #1的 TX₀

6、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1的 TX下行子帧 DL_RS中的下行中转通信数据 traffic data。 对于简化中转通信模式， 该阶段的处理过程具体包括：

1、 MS/SS接收 BS的下行子帧 DL_BS的 DL Header中的前导码 preamble, 从而与 BS取得同步。

2、 MS/SS接收 BS的下行子帧 DL_BS的 DL Header的 FCH , DL-MAP , 以及 UL- MAP信息， 获得 BS和 RS#1下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （ profile) 信息。

3、 RS#1的 TX在下行子帧 DL_RS中， 在除 DL Header、 DL Relay Zone外的时频区间， 以频率 f2 发送下行中转通信数据 traffic data给 MS/SS,所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 6中已由 BS发送 给 RS #1的 TX。

4、 MS/SS从相应时频区间接收 RS#1的 TX下行子帧 DL_RS中的下行中转通信数据 traffic data。 下面再对上行中转 Uplink relay通信处理流程进行说明， 该上行流程同样包括两个处理阶段， 第 一阶段为由用户终端至 RS的通信过程， 第二阶段则为由 RS至 BS的处理过程， 具体为：

(一） 第一阶段 （MS/SS ->RS ) ：

该阶段中， 对于高级中转通信模式， 则相应的处理过程包括：

1、 MS/SS接收 RS#1的 TX的下行子帧 DL_RS频率为 f2的 DL Header的 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 获得 RS#1的第一套无线发射机下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法

( profile) 信息。

2、 MS/SS在 RS#1的 RX上行子帧 UL_RS中， 在除 BS的 UL Relay Zone对应期间外的时频区间， 以频率 f1发送上行通信数据 traffic data给 RS#1。 3、 RS#1的 RX以频率 fl从相应时频区间接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic

( 3。

该阶段中， 对于简化中转通信模式， 则相应的处理过程包括：

1、 MS/SS接收 BS的下行子帧 DL_BS频率为 fl的 DL Header的 FCH， DL-MAP, UL-MAP, 获得 BS 和 RS#1下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息。

2、 MS/SS在 RS#1的 RX上行子帧 UL_RS中， 在除 BS的 UL Relay Zone对应期间外的时频区间， 以频率 f1发送上行通信数据 traffic data给 RS#1。

3、 RS#1的 RX以频率 fl从相应时频区间接收 MS/SS上行子帧 UL_RS中的上行通信数据 traffic data₀

(二）第二阶段 （RS- >BS) ：

在该阶段中， 高级中转通信模式和简化中转通信模式采用相同的处理方式； '

1、 RS#1的 RX接收 BS的下行子帧 DL_BS中频率为 l的" DL Header" 的 FCH、 DL- MAP和 UL- MAP, 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和 OFDMA符号位置和使用方法 （profile) 信息。

2、 RS#1的 TX以频率 f2在 RS的下行子帧 DL_RS的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中发送上行中 转通信数据 traffic data给 BS, 所述的中转通信数据在第一阶段的步骤 2中已经由 BS发送给 RS #1。

3、 BS在频率为 f2的上行子帧 UL_BS的 UL Relay Zone的 UL Relay RS#1中接收 S5中的上行 中转通信数据 traffic data。

以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本 技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的 保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (33)

1. 权利要求

   1、 一种无线中转通信系统， 其特征在于， 包括： 基站 BS、 用户终端和中转站 RS， 所述的 BS设 置有与 RS通信的接口， 所述的 RS设置有与用户终端和 BS通信的接口， 所述的用户终端则设置有与 RS通信的接口， 所述的 BS、 RS和用户终端之间通过所述接口通信。
2. 2、 根据权利要求 1所述的无线中转通信系统， 其特征在于， 所述的 BS还设置有与用户终端通 信的接口， 且所述用户终端设置有与 BS通信的接口， BS通过所述接口与用户终端之间直接通信。
3. 3、 根据权利要求 2所述的无线中转通信系统， 其特征在于， 所述 BS、 RS和用户终端之间釆用 同频点进行通信， 且所述 BS分别通过上、 下行子帧与用户终端或 RS通信， 所述 RS分别通过上、 下 子帧与用户终端或 BS通信。
4. 4、 根据权利要求 1、 2或 3所述的无线中转通信系统， 其特征在于，

   若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于时分双工 TDD通信， 则所述的 BS、 RS和用户终端三个实 体中分别设置有 TDD无线发射机物理层单元和 TDD无线接收机物理层单元， 且所述的各 TDD无线发 射机物理层单元分别提供有与其他实体中的 TDD无线接收机物理层单元通信的通信接口， 所述的各 TDD接收机物理层单元分别提供有与其他实体中的 TDD无线发射机物理层单元通信的通信接口； 或 者， 所述 RS中设置有第一 TDD无线收发机和第二 TDD无线收发机， 其中， 第一 TDD无线收发机包含 采用相同的第一频率的 TDD无线接收机物理层单元和 TDD无线发射机物理单元，并与 BS中的 FDD无 线发射机物理层单元， 以及用户终端中的 FDD无线接收机物理层单元对应并保持收发帧同步， 第二 TDD无线收发机包含采用相同的第二频率的 TDD无线接收机物理层单元和 TDD无线发射机物理单元， 且与用户终端中的 FDD无线发射机物理层单元，以及 BS中的 FDD无线接收机物理层单元对应并保持 收发帧同步；

   或者，

   若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于时分复用 TDM/时分复用接入 TDMA-频分双工 FDD通信， 则 所述 RS中包括第一 TDM/TDMA- FDD无线收发机和第二 TDM/TMA-FDD无线收发机， 其中， RS中的第 一 TDM/TDMA-FDD无线收发机包含的 TDM- FDD无线发射机物理层单元和 TDMA FDD无线接收机物理单 元与用户终端中的 TDM-FDD无线接收机物理层单元和 TDMA- FDD无线发射机物理层单元对应并保持收 发帧同步， RS中的第二无线 TDM/TDMA- FDD收发机包含的 TDMA FDD无线发射机物理层单元和 TDM- FDD 无线接收机物理单元与 BS中的 TDMA- FDD无线接收机物理层单元和 TDM- FDD无线发射机物理层单元 对应并保持收发帧同步；

   或者，

   若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于 0FDMA- FDD通信， 则所述 RS中包括第一 0FDMA-FDD无线 收发机和第二 OFMA- FDD 无线收发机， 其中， RS 中的第一 OFDMA FDD 无线收发机包含的第一 0FDMA-FDD无线发射机物理层单元和第一 OFDMA- FDD无线接收机物理单元与用户终端中的 OFDMA- FDD 无线接收机物理层单元和 OF丽 A-FDD无线发射机物理层单元对应并保持收发帧同步； RS 中的第二 OFDMA- FDD无线收发机包含的第二 0FDMA-FDD无线发射机物理层单元和第二 OFDMA- FDD无线接收机 物理单元与 BS中的 OFDMA- FDD无线接收机物理层单元和 0FDMA-FDD无线发射机物理层单元对应并保 持收发帧同步； 或者，

   若所述的 BS、 RS及用户终端之间基于 FDD通信， 则 RS和 BS中分别包括 FDD无线收发机， 该 FDD无线收发机包括 FDD无线发射机物理层单元和 FDD无线接收机物理层单元， RS以 FDD方式同 BS 和用户终端进行无线通信， 所述 RS中的 FDD无线收发机上行和 BS中的 FDD无线收发机下行釆用相 同的频率， RS中的 FDD无线收发机下行和 BS中的 FDD无线收发机上行釆用相同的频率； 或者， RS 中包括 FDD无线收发机， 所述 RS中的 FDD无线收发机上行和 BS中的 FDD无线收发机下行采用相同 的频率， RS中的 FDD无线收发机下行和 BS中的 FDD无线收发机上行采用相同的频率， 其中， 用户 终端中的第一 FDD无线收发机包含的第一 FDD无线发射机物理层单元和第一 FDD无线接收机物理单 元与 BS中的 FDD无线接收机物理层单元和 FDD无线发射机物理层单元对应， 用户终端中的第二 FDD 无线收发机包含的第二 FDD无线发射机物理层单元和第二 FDD无线接收机物理单元与 RS中的 FDD无 线接收机物理层单元和 FDD无线发射机物理层单元对应。
5. 5、 根据权利要求 4所述的无线中转通信系统， 其特征在于， 所述的 BS、 RS和用户终端中还分 别设置有与所述的物理层单元连接通信的数据链路层单元， 而且， 所述的 BS中还设置有与上级设置 连接通信的有线传输处理单元， 用于与上一级设备或各基站设备之间进行信息交互。

   6、 根据权利要求 1、 2或 3所述的无线中转通信系统， 其特征在于， 所述的 BS还提供与用户终 端通信的接口， 所述 BS通过采用预定的信道编码和调制方式， 或者， 釆用预定的发射功率值将前导 码 Preamble , 帧控制头 FCH、 下行映射表 DL-MAP和上行映射表 UL- MAP信息直接从该接口将信息发 送给用户终端。
6. 7、 一种无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 包括：

   在 BS物理层帧结构的下行子帧和上行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区， 在 RS物理层 帧结构的上行子帧和下行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区， 用于定义 BS与 RS之间通信的 中转时隙或中转子信道和 0FDMA符号组合；

   在 BS、 RS及用户终端之间基于设置的 BS和 RS的上、 下行物理层帧进行无线中转通信。 '
7. 8、 根据权利要求 7所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 在 BS物理层帧结构的下行 子帧和上行子帧中分别采用 TDM方式下行中转区和上行中转区。
8. 9、 根据权利要求 7所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的方法还包括： 当 RS 中设置有两个 TDM/TDMA- FDD或 0FDMA-FDD无线收发机时， 则在与 BS对应的 RS 中的 TDM/TDMA-FDD或 0FDMA-FDD无线收发机的物理层帧结构的上行子帧和下行子帧中分别设置下行中转 区和上行中转区， 用于定义 BS和 RS之间的中转时隙， 或者， 用于定义 BS和 RS之间的中转子信道 和 0FDMA符号组合；

   当 RS中设置有两个 TDD无线收发机时， 则在 RS的第一 TDD无线收发机的物理层帧结构的上行 子帧和第二 TDD无线收发机的物理层帧结构的下行子帧中分别设置下行中转区和上行中转区， 用于 定义 BS和 RS间进行信息交互的子信道和 0FDMA符号组合；

   当 RS中设置有一个 FDD无线收发机时， 则在中转站 RS的 FDD无线接收机的物理层帧结构的上 行子帧中设置下行中转区， 用于定义 RS接收 BS的下行中转区的中转时隙， 或者， 用于定义 BS和 RS的下行中转区的中转子信道和 0FDMA符号组合； 在 RS的 FDD无线发射机的物理层帧结构的下行 子帧中设置上行中转区， 用于定义 RS接收 BS的上行中转区的中转时隙， 或者， 用于定义 BS和 RS 的上行中转区的中转子信道和 OFDMA符号组合。
9. 10、根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法，其特征在于，所述的方法还包括： 当 RS中设置有单个 FDD无线收发机， 则在 BS的上行中转区对应的期间内， 属于 BS的用户终端 不设置发送时隙或发送子信道和 0FDMA符号组合， 在 BS的下行中转区对应的期间内， 属于 RS的用 户终端不设置发送时隙或发送子信道和 0FDMA符号组合；

   当 RS中设置有两个 OFDMA- FDD无线收发机， 则在在 BS的上行中转区对应的期间， 用户终端不 设置发送子信道和 0FDMA符号组合， RS不设置任何接收子信道和 0FDMA符号组合； 在 BS的下行中 转区对应的期间， RS不设置发送子信道和 0FDMA符号组合；

   当 RS中设置有单个 TDD无线收发机时， 则在所述的 BS的物理层帧结构中的上行中转区和下行 中转区对应， 而且， 在 BS的下行中转区和上行中转区对应的期间， 用户终端不设置接收或发送时隙 或子信道和 0FDMA符号组合； 而且， 若 RS通过中转时隙进行信息的传递， 则所述的 BS的物理层帧 结构中的上行中转区和下行中转区的时隙分别与 RS 的物理层帧结构中的上行中转区和下行中转区 的时隙对应；

   当 RS中设置有两个 TDM/TDMA- FDD无线收发机， 则所述的 BS的下行中转区与 RS中与 BS对应 的 TDM/TDMA- FDD无线收发机的下行中转区的时隙和频率关系对应，所述的 BS的上行中转区和 RS中 与 BS对应的 TDM/TDMA- FDD无线收发机的上行中转区的时隙和频率关系对应， 而且， 在 BS的上行中 转区对应的期间， 用户终端不设置发送时隙， RS不设置接收时隙；

   当 RS中存在两个 TDD无线收发机时， 则在所述 BS的上行中转区对应的期间， BS和 RS覆盖下 的用户终端均不设置发送子信道和 0FDMA符号组合， RS不设置接收子信道和 0FDMA符号组合。
10. 11、根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法，其特征在于，所述的方法还包括： 当存在至少两个 RS时，该至少两个 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合或者采用不同的 TDM 方式共享下行或上行中转区； _

    且当采用不同的子信道和 0FDMA符号组合共享时，不同的 RS只在下行中转区中相应的子信道和 0FDMA符号组合中发送 BS的中转数据， 在其它子信道和 0FDMA符号组合中不安排发送 BS的中转数 据， 不同的 RS的 FDD无线接收机只在下行中转区中相应的子信道和 0FMA符号组合中接收 BS的中 转数据， 在其它子信道和 0FDMA符号组合中不安排接收 BS的中转数据。
11. 12、 根据权利要求 11所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 当 RS中设置有两个无线 收发机时， 对于存在至少两个 RS的情况， 各 RS之间利用其与 BS对应的收发机通过不同的子信道和 0FD 符号组合或者采用不同的 TDM方式共享下行或上行中转区。
12. 13、根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法，其特征在于，所述的方法还包括： 在 BS的物理层帧结构的下行子帧中设置下行中转广播子信道或中转广播时隙， 用于定义由 BS 广播给 RS的下行子信道和 0FDMA符号组合或下行时隙；

    在 RS的物理层帧结构的下行子帧中设置下行中转广播子信道或中转广播接收时隙，用于定义接 收 BS下行中转广播的 RS上行子信道和 0FDMA符号组合或上行时隙;若 RS中设置有两个无线收发机， 则在其与 BS对应的收发机的物理层帧结构中设置下行中转广播子信道或中转广播接收时隙； 且所述在 BS和 RS中设置的下行中转广播子信道或中转广播时隙或中转广播接收时隙在每一帧 中选择设置。
13. 14、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 当 RS通过中转子 信道和 0FDMA符号组合进行信息的传递， 则所述的方法还包括：

    在 BS的物理层帧结构的上行子帧的上行中转区中定义中转测距子信道， 定义用于 RS的初始接 入测距、 周期性测距、 带宽请求的 BS中转测距接收子信道和 0FDMA符号组合， 该中转测距子信道还 可选地作为用户终端的初始接入测距、 周期性测距、 带宽请求测距子信道用；

    在 RS的物理层帧结构的下行中转区中设置中转测距子信道， 用于定义 RS的初始接入测距、 周 期性测距、带宽请求的 RS中转测距发送子信道和 0FDMA符号组合； 若 RS中设置有 个无线收发机， 则在其与 BS对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的中转测距子信道；

    所述在 BS和 RS中设置的中转测距子信道的时频关系一一对应， 保持同步， 并在每一帧中选择 设置。
14. 15、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现的方法， 其特征在于， 所述的方法还包 括：

    在 BS的物理层帧结构的上行子'帧中定义测距子信道， 定义用于用户终端的初始接入测距、周期 性测距、 带宽请求的 BS测距接收子信道和 0FDMA符号组合；

    当 BS无法与 RS覆盖下的用户终端直接通信时，在 RS的 FDD无线接收机的物理层帧结构的上行 子帧中设置测距子信道， 定义用于用户终端的初始接入测距、 周期性测距、 带宽请求的 RS测距接收 子信道和 0FDMA符号组合； 若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物 理层帧结构中设置所述的测距子信道。
15. 16、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 当 RS通过中转时 隙进行信道传递时， 所述方法还包括：

    在 BS和 RS的物理层帧结构的下行子帧中定义下行干扰时隙， 用于定义 BS和 RS各自覆盖区域 中的下行数据时隙， 所述的各自覆盖的区域包括仅由 BS和 RS各自覆盖的重叠区域， 或者， 包括由 BS和 RS各自覆盖的不重叠区域以及 BS和 RS各自覆盖的重叠区域；若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的下行干扰时隙。
16. 17、 根据权利要求 16所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 BS的下行干扰时 隙与 RS的下行干扰时隙在时隙上不重叠， 且当有至少两个 RS时， 所述的至少两个 RS采用 TDM的方 式共享所述下行干扰时隙， 且在 BS和 RS的每帧中选择设置所述下行干扰时隙。
17. 18、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 当 RS通过中转时 隙进行信道传递时， 所述方法还包括：

    在 BS和 RS的上行子帧中设置上行或下行无干扰时隙， 和 /或， 在 BS和 RS的下行子帧中设置上 行或下行无干扰时隙， 用于定义仅由 BS和 RS各自覆盖区域的下行或上行数据时隙； 若在 RS中存在 两个无线收发机，则在 RS中与用户终端对应的无线收发机的物理层帧结构中设置所述上行干扰时隙 或上行无干扰时隙；

    而且， BS的下行无干扰时隙和 RS的下行无干扰时隙， 以及 BS的上行无干扰时隙和 RS的上行 无干扰时隙均可重叠设置。
18. 19、根据权利要求 18所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 BS和 RS的上行干 扰时隙在时间上互不重叠。

    20、根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法，其特征在于，所述的方法还包括： 在 BS， 或 BS和 RS的物理层帧结构的下行子帧中定义下行子帧头或下行子帧头时隙， 所述的下 行子帧头或下行子帧头时隙为下行子帧的开始， 用于定义发送用户同步信息的子信道和 0FDMA符号 组合或时隙和发送指示信息的子信道和 0FDMA符号组合或时隙， 以指示 BS , 或 BS和 RS物理层帧结 构下行子帧和上行子帧的各子信道和 0FDMA符号组合的位置和使用方法， 或者， 各时隙的位置和使 '用方法， 该下行子帧头在每帧中均设置； 其中， 在 RS的物理层帧结构的下行子帧中定义的下行子帧 头或下行子帧头时隙在时间上滞后于所述在 BS 的物理层帧结构的下行子帧中定义的下行子帧头或 下行子帧头时隙， 且对于 RS的下行子帧头期间， BS不能安排任何接收子信道和 0FDMA符号组合， 对于 RS的下行帧头时隙不与 BS的下行帧头时隙重叠， 并且设置于 BS的上行子帧的无干扰时隙内； 若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的下 行子帧头或下行子帧头时隙；

    在 RS的物理层帧结构中设置下行子帧头接收或下行子帧头接收时隙， 用于定义接收 BS的下行 子帧头的子信道和 0FDMA符号组合或下行子帧头时隙的时隙， 该下行子帧头接收或下行子帧头接收 时隙和所述 BS的下行子帧头或下行子帧头接收时隙的时频或时隙关系一一对应， 完全同步； 若 RS 中设置有两个无线收发机， 则在 RS与 BS对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的下行子帧头接 收或下行子帧头接收时隙。

    21、 根据权利要求 20所述的无线中转通信的方法， 其特征在于， 所述的下行子帧包括： 正交频分复用或单载波帧中的前导码 preamble、 帧控制头 FCH burst , 下行映射表 DL- MAP和 / 或上行映射表 UL-MAP。
19. 22、 根据权利要求 20所述的无线中转通信的方法， 其特征在于， 当存在多个 RS时， 所述的方 法还包括：

    所述的 RS设置的所述的下行子帧与其他 RS的上行子帧不重叠；

    或者，

    RS的下行帧头时隙与其他 RS的下行帧头时隙和下行干扰时隙不重叠； 或者， 不同 RS的下行帧 头时隙在时间上完全重叠同步， 且下行帧头时隙内容相同， RS 的下行帧头时隙与其他 RS的下行干 扰时隙不重叠设置。
20. 23、 根据权利要求 20所述的无线中转通信的方法， 其特征在于， 若所述的 RS中设置的两无线 收发机以不同的频率分别进行下行和上行通信时，则 RS在用于向用户终端发送下行信息的无线收发 机的物理层帧结构的下行子帧中设置下行子帧头。
21. 24、 根据权利要求 20所述的无线中转通信的方法， 其特征在于， 所述的方法还包括： 当存在至少两个 RS时， 在 RS下行子帧头期间， 其它 RS的物理层帧结构的下行子帧不安排任何 发送子信道和 0FDMA符号组合， 或者， RS的下行帧头时隙不与其他 RS的下行帧头时隙和下行干扰 时隙重叠； 或者，

    当存在至少两个 RS时， 若不同 RS的下行子帧头在时间上完全重叠同步， 且其下行子帧头内容 相同， 或者， 不同 RS 的下行帧头时隙在时间上完全重叠同步， 且下行帧头时隙内容相同， RS的下 行帧头时隙不与其他 RS的下行千扰时隙重叠。
22. 25、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 当 RS通过中转时 隙进行信息的传递， 则所述的方法还包括：

    所述 BS的下行中转区和 RS的下行中转区的时隙和频率关系一一对应，所述 BS的上行中转区和 RS的上行中转区的时隙和频率关系一一对应， 所述在 BS和 RS中设置的上行和下行中转区在每帧中 选择设置。
23. 26、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 当 RS通过中转时 隙进行信息的传递， 所述方法还包括：

    在 BS的物理层帧结构的上行子帧中设置上行竞争时隙，该上行竞争时隙中包含初始测距竞争时 隙和带宽请求竞争时隙， 该上行竞争时隙在每帧中设置；

    当 BS无法与 RS覆盖区域中的用户终端直接通信时，在 RS的物理层帧结构的上行子帧中设置上 行竞争时隙， 该上行竞争时隙中包含初始测距竞争时隙和带宽请求竞争时隙； 若 RS中设置有两个无 线收发机， 则在 RS与用户终端对应的收发机的物理层帧结构中设置所述的上行竞争时隙。
24. 27、 根据权利要求 26所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的方法还包括： 在 RS的物理层帧结构中设置上行竞争发送时隙，用于定义 RS发送的用于竞争 BS的上行竞争时 隙的时隙， 该上行竞争发送时隙和所述 BS的上行竞争时隙的频率完全重叠同步， 且该上行竞争时隙 在每帧中设置； 若 RS中设置有两个无线收发机， 则在 RS与 BS对应的收发机的物理层帧结构中设置 所述的上行竞争发送时隙。
25. 28、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 当 RS存在两个无 线收发机时， 所述的方法还包括：

    当 RS中存在两个 OF厦 A- FDD无线收发机时，

    在 BS或 RS中与用户终端对应的无线收发机的物理层帧结构的下行子帧中， 除下行子帧头、 BS 的下行中转区和 RS中与用户终端对应的 0FDMA- FDD无线发射机在 BS的下行子帧头、 BS的下行中转 区的对应期间外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享下行子帧的余下部分； 和 /或， 在 BS或 RS中与用户终端对应的 0FDMA-FDD无线收发机物理层帧结构的上行子帧中， 除 BS 的上行中转区和 RS中与用户终端对应的 0FDMA-FDD无线接收机在 BS的上行中转区对应期间外， BS 和不同的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符合组合共享上行子帧的其余部分；

    当 RS中存在两个 TDD无线收发机时，

    在所述 BS或 RS中与用户终端对应的 TDD无线收发机的物理层帧结构的下行子帧中，除下行子帧头 和 BS的下行中转区外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享下行子帧的其余部分； 和 /或， 在 BS或 RS中与 BS对应的 TDD无线收发机的物理层帧结构的上行子帧中， 除 BS的上行中转区外， BS和不同的 RS通过不同的子信道和 0FDMA符号组合共享上行子帧的其余部分，且所述的下行子帧头和 测距子信道设置为存在于 BS和 RS每一帧中， 所述的下行中转区、上行中转区、 下行中转广播子信道、 中转测距子信道、 下行子帧头接收则不设置为存在于每一帧中。
26. 29、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 BS或 RS的 下行子帧到 BS的上行子帧间至少预留发送 /接收转换间隙 TTG时长， 和 /或， BS或 RS的上行子帧到 BS的下行子帧间至少预留接收 /发送转换间隙 RTG时长； 而且， 对于 BS和用户终端可以直接通信的 情况， 在 BS的 TTG期间， RS不能安排任何发送子信道和 0FDMA符号组合； 在 BS的 RTG期间， RS不 能安排任何接收子信道和 0FDMA符号组合。
27. 30、 根据权利要求 7、 8或 9所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 BS、 RS和 用户终端之间采用 FDD或 TDD方式进行无线中转通信。
28. 31、 一种无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 包括：

    由 BS到用户终端的下行通信过程：

    在 BS的下行子帧中， BS向 RS发送数据， RS通过 RS的 FDD无线接收机接收所述数据； RS通过 RS的 FDD无线发射机的下行子帧转发所述接收到的数据给用户终端；

    由用户终端到 BS的上行通信过程：

    用户终端在除 BS的上行中转区对应期间外的时频区间或时隙发送上行通信数据， RS接收用户 终端发来的数据；

    RS通过下行子帧的上行中转区发送上行中转通信数据给 BS， BS在上行子帧中接收所述的上行 中转通信数据。
29. 32、根据权利要求 31所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 BS向 RS发送数据 的处理具体包括：

    BS在下行子帧的下行子帧头中发送前导码， RS通过下行子帧头接收子信道接收该前导码， 并与

    BS取得同步；

    BS在下行子帧中发送了所述前导码后， 发送 FCH、 DL- MAP和 UL- MAP信息， RS通过下行子帧头 接收子信道接收该 FCH、 DL-MAP和 UL- MAP信息， 获得 BS下行和上行各个 burst的子信道和 0FDMA 符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

    BS利用下行子帧的下行中转区的下行中转广播发送广播消息， BS在下行子帧的下行中转区的下 行中转 RS中发送下行中转通信数据给 RS， RS通过下行中转广播子信道接收所述广播消息， RS通过 RS的下行中转区接收所述下行中转通信数据。
30. 33、 根据权利要求 31所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 RS通过下行子帧 转发接收到的数据的处理具体包括：

    在 RS的下行子帧的下行子帧头中发送前导码， 用户终端接收该前导码， 并与 RS取得同步；

    RS在下行子帧中发送 FCH、 DL-MAP, UL-MAP信息， 该 FCH、 DL-MAP UL-MAP信息可以由 BS发 送给 RS , 用户终端接收该 FCH、 DL-MAP, UL-MAP信息， 获得 RS下行和上行各个 burst的子信道和 0FDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

    RS在下行子帧的除下行子帧头、 下行中转区外的时频区间发送下行中转通信数据给用户终端， 所述的中转通信数据由 BS发送给 RS， 用户终端从相应时频区间接收该下行中转通信数据；

    或者， 用户终端接收 BS的下行子帧的下行子帧头中的前导码， 与 BS取得同步， 用户终端接收 BS的下 行子帧的下行子帧头中的 FCH、 DL-MAP和 UL- MAP信息， 获得 BS和 RS的下行和上行各个 burst的子 信道和 0FDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

    RS在下行子帧中， 除下行子帧头、 下行中转区外的时频区间或时隙发送下行中转通信数据给用 户终端， 所述的中转通信数据由 BS发送给 RS , 用户终端从相应时频区间或时隙接收该下行中转通 信数据。
31. 34、 根据权利要求 31所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 RS接收用户终端 发来的数据的处理具体包括：

    用户终端接收到所述 FCH、 DL- MAP、 UL- MAP信息后， 获得 RS的下行和上行各个 burst的子信道 和 0FDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息， 用户终端在 RS的上行子帧中， 在除 BS的 上行中转区对应期间外的时频区间或时隙发送上行通信数据给 RS， RS从相应时频区间或时隙接收该 上行通信数据；

    或者，

    用户终端接收到所述 BS的下行子帧的下行子帧头的 FCH、 DL-MAP、 UL- MAP信息后， 获得 BS和 RS的下行和上行各个 burst的子信道和 0FDMA符号组合或时隙位置， 以及使用方法信息， 用户终端 在 RS的上行子帧， 除 BS的上行中转区对应期间外的时频区间或时隙发送上行通信数据给 RS , RS从 相应时频区间或时隙接收该上行通信数据。
32. 35、 根据权利要求 31所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 所述的 BS在上行子帧中 接收上行中转通信数据的处理具体包括：

    RS的接收 BS的下行子帧的下行子帧头的 FCH、 DL- MAP和 UL- MAP信息， 获得 BS下行和上行各 个 burst的子信道和 0FDMA符号组合位置或时隙位置， 以及使用方法信息；

    RS在下行子帧的上行中转区的上行中转 RS中发送上行中转通信数据给 BS , 所述的中转通信数 据是由 BS发送给 RS， BS在上行子帧的上行中转区的上行中转 RS中接收该上行中转通信数据。
33. 36、根据权利要求 31至 35任一项所述的无线中转通信的实现方法， 其特征在于， 若 RS中设置 有两个无线收发机， 所述的方法还包括：

    若所述的两个无线收发机分别与 BS和用户终端对应，则在 RS与用户终端之间 RS使用第一无线 收发机进行信息的收发， 在 RS与 BS之间 RS使用第二无线收发机进行信息发收发 ·，

    若所述的两个无线收发机分别采用不同的频率对应由 BS 至用户终端的信息传递及由用户终端 到 BS的信息传递过程， 则在 RS中使用第一频率接收 BS发来的信息， 并通过第一频率中转发送给用 户终端， 使用第二频率接收用户终端发来的信息， 并通过第二频率中转发送给 BS。