CN101174873A - 中继站设备及其实现的通信转发方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种中继站设备及其实现的通信转发方法，保证中继站(RS)设备能从来自父节点的通信时间信息中获取下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在所获得的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，再根据所述下行链路物理信息对收到的下行数据进行处理，并将完成处理的下行数据及其所对应的信令进行下行转发；RS设备还在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并从该RS信令中获取下行链路物理信息。使用本发明实施例可以有效避免低下的资源利用率和额外的信令开销，保证中继站能顺利进行通信转发。

Description

中继站设备及其实现的通信转发方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种中继站设备及其实现的通信转发方法。

背景技术

IEEE 802.16[1]中提出了一种宽带无线接入方法，该方法需要两种通信实体作为支持：基站(BS)和用户终端(SS)；由BS和SS组成的宽带无线接入网络拓扑关系如图1所示。图1中，SS负责发起并产生业务请求，还可以接收来自BS的业务；BS则将来自SS的业务请求接入到Internet，还可以将来自Internet的业务请求下发给SS。

由于基站在实际应用中设计复杂、费用昂贵，因此人们尝试在上述宽带无线接入网络中添加设计简单、价格便宜的中继站(Relay Station，RS)，以扩大BS信号覆盖范围并提高通信容量；添加了RS的宽带无线接入网络的拓扑关系如图2所示。由图2可见，SS是通过RS接入BS的；并且，在实际应用中，SS可以不像图2所示那样只通过一级RS接入BS，而是通过多级RS接入BS。所述SS是移动用户终端(MS)等用户终端，以下SS均由MS代替。

虽然目前已经存在添加了RS的宽带无线接入网络的拓扑关系；但是，RS在宽带无线接入网络中的具体实现还处于研讨阶段，目前尚未提供出标准形式的RS在宽带无线接入网络中的具体实现方式。

为了保证RS能在宽带无线接入网络中顺利进行通信转发，有些厂家对RS进行通信转发时所应用的物理帧进行了结构设置，具体的结构设置方式如图3、图4所示。

参见图3，图3为现有技术的一种支持RS进行通信转发的物理帧结构图。由图3可见，RS和BS的下行帧同步，均在下行帧头开始的地方发送导频和信令；并且，BS为每个RS分配一个转发区域，RS在这个转发区域接收并转发与自己相关的通信内容。图3中的RS1、RS2、...、RSn均为BS的一跳RS。

由图3可见，由于为各RS分配了互不重叠的转发区域，因此资源利用率比较低；尤其在发送某些广播信令、多播广播业务或宏分集信号时，由于在每个RS的转发区域中都要分配相应的资源，因此资源利用率非常低。

参见图4，图4为现有技术的另一种支持中继站进行通信转发的物理帧结构图。由图4可见，RS和BS的帧头不同步，RS发送导频和信令的时刻与BS发送导频和信令的时刻不同；RS在接收到BS的信令和数据后，根据所接收的信令和数据生成自身要转发的信令和数据，并将生成的信令和数据在当前帧转发。另外，RS的导频和信令可以同步发送，也可以异步发送。图4中的RS1、RS2、...、RSn均为BS的一跳RS。

由图4可见，由于RS和BS之间是异步通信方式；因此在进行宏分集发射和接收等同步操作时，BS控制范围内的各RS需要获知其它RS发射导频的时间，这大大增加了额外的信令开销。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种中继站设备，避免低下的资源利用率和额外的信令开销，保证中继站能顺利进行通信转发。

本发明实施例的另一目的在于提供一种通信转发方法，避免低下的资源利用率和额外的信令开销，保证中继站能顺利进行通信转发。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例公开了一种RS设备，应用于包含BS和SS的无线接入网络中，该RS设备包括依次相连的下行接收模块、下行处理模块和下行数据转发模块；

其中，下行接收模块，用于将来自父节点的数据和信令发送给下行处理模块；还接收来自下行处理模块的下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在收到的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，并发送给下行处理模块；还用于在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并将该RS信令发送给下行处理模块；

下行处理模块，用于从收到的RS信令中获得下行链路物理信息以及后续的RS信令区域物理信息，并发送给下行接收模块；还用于根据来自下行接收模块的下行数据生成要发送的下行数据包，并发送给下行数据转发模块；

下行数据转发模块，用于对来自下行处理模块的数据进行帧结构处理，再发送给子节点。

本发明实施例还公开了一种RS设备实现的通信转发方法，应用于包含BS和SS的无线接入网络中，该方法包括：

RS设备从来自父节点的通信时间信息中获取下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在所获得的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，再根据所述下行链路物理信息对收到的下行数据进行处理，并将完成处理的下行数据及其所对应的信令进行下行转发；RS设备还在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并从该RS信令中获取下行链路物理信息。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的中继站设备及其实现的通信转发方法，保证RS设备能从来自父节点的通信时间信息中获取下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在所获得的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，再根据所述下行链路物理信息对收到的下行数据进行处理，并将完成处理的下行数据及其所对应的信令进行下行转发；RS设备还在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并从该RS信令中获取下行链路物理信息。本发明实施例可以有效避免低下的资源利用率和额外的信令开销，保证中继站能顺利进行通信转发。

附图说明

图1为现有技术的由BS和SS组成的宽带无线接入网络拓扑图；

图2为现有技术的添加了RS的宽带无线接入网络拓扑图；

图3为现有技术的一种支持RS进行通信转发的物理帧结构图；

图4为现有技术的另一种支持RS进行通信转发的物理帧结构图；

图5为本发明实施例一的支持RS进行通信转发的物理帧结构图；

图6为图5所示物理帧结构中的RS信令结构图；

图7为本发明实施例二的RS下行通信转发流程图；

图8为本发明实施例三的RS上行通信转发流程图；

图9为本发明实施例四的支持RS进行通信转发的物理帧结构图；

图10为本发明实施例五的支持RS进行通信转发的物理帧结构图；

图11为本发明实施例六的支持RS进行通信转发的物理帧结构图；

图12为本发明实施例七的RS下行通信转发流程简图；

图13为本发明实施例八的RS设备结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明详细说明。

本发明实施例所提供的RS设备应用于包含BS和SS的无线接入网络中，该RS设备包括依次相连的下行接收模块、下行处理模块和下行数据转发模块；

其中，下行接收模块，用于将来自父节点的数据和信令发送给下行处理模块；还接收来自下行处理模块的下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在收到的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，并发送给下行处理模块；还用于在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并将该RS信令发送给下行处理模块。

下行处理模块，用于从收到的RS信令中获得下行链路物理信息以及后续的RS信令区域物理信息，并发送给下行接收模块；还用于根据来自下行接收模块的下行数据生成要发送的下行数据包，并发送给下行数据转发模块；下行数据转发模块，用于对来自下行处理模块的数据进行帧结构处理，再发送给子节点。

本发明实施例所提供的RS设备实现的通信转发方法应用于包含BS和SS的无线接入网络中，可由RS设备从来自父节点的通信时间信息中获取下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在所获得的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，再根据所述下行链路物理信息对收到的下行数据进行处理，并将完成处理的下行数据及其所对应的信令进行下行转发；RS设备还在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并从该RS信令中获取下行链路物理信息。

在实际应用中，可以定义BS为跳数为0的节点，按照从BS到MS的方向，每增加一个节点，链路的跳数就增加一跳，称在第N跳位置的节点为第N跳节点。定义BS为与BS直接相连的跳数为1的节点的父节点，与基BS直接相连、跳数为1的节点为BS的子节点。同样的，定义与节点n相连且跳数小于节点n的跳数的节点为节点n的父节点，与节点n直接相连且跳数大于节点n的跳数的节点为节点n的子节点。

为了避免低下的资源利用率和额外的信令开销，以保证中继站能顺利进行通信转发，需要对RS进行通信转发时所应用的物理帧进行结构设置，具体的结构设置方式如图5所示。

参见图5，图5为本发明实施例一的支持RS进行通信转发的物理帧结构图。由图5可见，RS的帧结构分为四部分：RS发送下行导频信令和数据部分、RS接收来自BS的信令和数据部分、RS接收来自MS的上行信令和数据部分、RS向BS发送上行信令和数据部分。RS进行发送与接收之间的转换间隔为TTG，RS接收与发送之间的转换间隔则为RTG。

再有，BS的下行物理资源分为三部分，第一部分用于传输下行导频和一些与BS直接关联的MS的信令和单播数据，第二部分用于传输与其管理的所有RS相关的信令，第三部分用于传输RS和MS的下行信令和数据业务(如：所有BS的子节点都要共同接收的多播广播信令和多播广播业务数据等)。其中，第二部分被称为RS信令区域RS-MAP，该部分所传输的信令信息包括广播信令和/或与RS相关的所有链路的物理信息(包括下行链路物理信息和上行链路物理信息)；并且，RS-MAP中还包含BS在下一帧将要向RS传输的RS-MAP的物理特性(下一帧的RS信令区域物理信息)，如：下一帧要传输的RS-MAP的物理资源位置、所采用的物理层调制编码方式等。

基于图5所示的物理帧结构，RS与BS可同步发送导频和信令，并且RS发送的导频、信令的格式分别与BS发送的导频、信令的格式相同(RS发送何种导频由BS控制)。

需要说明的是：导频之后的信令由两部分组成：帧控制头(FrameControl Header，FCH)和下行信令(DL-MAP)。其中，FCH传输下行帧前导信令(DL Frame Prefix)，用于指示DL-MAP的传输方式；DL-MAP用于传输与下行信道接入相关的信令，并且所有下行数据包所占用的物理资源均在DL-MAP中定义。再有，所有与BS或RS直接关联的终端的所有链接均在DL-MAP中定义；并且可以在DL-MAP中增加一条信令RS_MAP_Zone_IE，用于指示RS-MAP所占用的物理资源和所采用的调制编码方式。当然，不一定在每个物理帧中都传输RS_MAP_Zone_IE，可以根据网络的要求设定一个最小传输时间(如：1秒)，只在设定的最小传输时间内传输一次；或者在每一个RS_MAP_Zone_IE中指明下一次传输RS_MAN_Zone_IE的位置。

在实际应用中，BS可以为每个通信链路仅分配一次物理资源，用于在BS第一部分的信令中传输所有与BS关联的MS的各链路相关信息，以及在BS第二部分(RS-MAP)中传输与所有子节点相关的各链路信令信息(称为RS_Map_IE)。并且，BS将所有的链路分为两部分，一部分链路仅被与自己相关联的MS接收，这部分链路可以在BS下行帧中的第一部分或第三部分传输；另一部分链路(如：DCD、UCD、广播消息、多播广播业务等)被与BS关联的MS和RS同时接收或仅被RS接收，该部分链路仅能在基站的下行帧第三部分传输。

所述RS信令通常包含导频部分和信令部分(称为RS_Map_IE)；并且，可以根据实际应用场景设置导频部分的有或无(缺省为无导频)。包含于RS信令中的导频部分和信令部分如图6所示，RS信令的传输是通过广播链路标识(CID)实现的。

根据以上所述与图5相关内容，表1中给出了在DL-MAP中用于指示RS-MAP所占用的物理资源和所采用的调制编码方式的RS_MAP_Zone_IE的消息格式：

语法	大小	备注
			RS_MAP_Zone_IE(){
DIUC	4bits	指示RS-MAP采用的DIUC
			Preamble Presence	1bits	指示在RS-MAP之前，是否有Preamble，可选
reserve	7bits	保留，如果Preamble Presence存在，则有这7比特，否则没有
			OFDMA Symbol offset	8bits	指示RS-MAP开始的位置相对于帧头的符号偏移
Subchannel Offset	6bits	指示RS-MAP开始的位置的子信道偏移
			Boosting	3bits	指示传输RS-MAP时的子载波的功率变化
No.OFDMA Symbols	7bits	指示RS-MAP区域所占有的符号数
			No.Subchannels	6bits	指示RS-MAP区域所占有的子信道数
Repetition Coding Indication	2bits	指示RS-MAP区域所采用的重复编码方式
			}
}

表1

根据以上所述与图5相关内容，表2中给出了RS-MAP中传输的RS_MAP_IE的消息格式：

语法	大小	备注
			RS_Map_IE(){
Management Message Type	8bits	RS-MAP的消息类型

PHY Synchronization Field	可变	与RS相关的物理层相关信息，对WirelessMAN-OFDMA物理层，这个信息为帧周期和帧号
			DCD Count	8bits	下行信道标识计数器
Base/RS Station ID	48bits	基站或RS的48比特的地址
			DL No.OFDMA symbols	8bits	DL子帧的OFDMA符号数
for(i＝1；i＜＝n；i++){
			RS-DL-MAP_IE()	可变	与RS向关联的链路的下行信令格式定义
}
			UCD Count	8bits	上行信道标识计数器
Allocation Start Time	32bits	UL子帧开始的时刻
			UL No.OFDMA symbols	8bits	UL子帧的OFDMA符号数
for(i＝1；i＜＝m；i++){
			RS-UL-MAP_IE	可变	与RS向关联的链路的上行信令格式
}
			Next DIUC	4bits	指示下一帧的RS-MAP采用的DIUC
Next Preamble Presence	1bits	指示在下一帧的RS-MAP之前，是否有Preamble，可选
			Next RS-MAP OFDMA Symboloffset	8bits	指示下一帧的RS-MAP开始的位置相对于帧头的符号偏移
Next RS-MAP Subchannel Offset	6bits	指示下一帧的RS-MAP开始的位置的子信道偏移
			Next RS-MAP Boosting	3bits	指示传输下一帧的RS-MAP时的子载波的功率变化
Next RS-MAP No.OFDMASymbols	7bits	指示下一帧的RS-MAP区域所占有的符号数
			Next RS-MAP No.Subchannels	6bits	指示下一帧的RS-MAP区域所占有的子信道数
Next RS-MAP Repetition CodingIndication	2bits	指示下一帧的RS-MAP区域所采用的重复编码方式
			如果不是字节边界{

Padding Nibble		填充以到达字节范围
			}
}

表2

表2中的RS-DL-MAP_IE的格式如表3所示：

语法	大小	备注
			RS-DL-MAP_IE(){
DIUC	4bits
			N_CID	8bits	为该IE分配的CID数目
for(n＝0；n＜N_CID；n++){
			CID	16bits
}
			OFDMA Symbol offset	8bits	数据包开始的位置相对于帧头的符号偏移
Subchannel Offset	6bits	数据包开始位置的子信道偏移
			Boosting	3bits	数据包的功率偏置
No.OFDMA Symbols	7bits	数据包所占用的OFDMA符号数
			No.Subchannels	6bits	数据包所占用的子信道数
Repetition Coding Indication	2bits	链路数据块所采用的重复编码方式
			Number of RSs	8bits	基站的子RS节点数
For(i＝0；i＜m；i++)
			{
RS ID	7bits	子中继站节点标识
			PHY Change	1bits	指示是否改变RS的导频序列号和FFT大小，为1表示需要改变
如果(PHY Change){
			Preamble Index	7bits	导频序列号
FFT Size	2bits	FFT大小
			Active Frame Number Offset	8bits	RS改变导频序列号和FFT大小相对于当前帧的帧偏移

}
			}
如果不是字节边界{
			Padding Nibble	4bits	填充以到达字节范围
}
			}

表3

表2中的RS-UL-MAP_IE的格式如表4所示：

语法	大小	备注
			RS-UL-MAP_IE(){
CID	16bits
			UIUC	4bits
if(UIUC＝＝12){
			OFDMA symbol offset	8bits	开始的位置相对于Allocation Start的符号偏移
Subchannel offset	7bits	开始位置的子信道偏移
			No.OFDMA Symbols	7bits	数据包所占用的OFDMA符号数
No.Subchannels	6bits	数据包所占用的子信道数
			Ranging method	1bit	带宽请求和周期测距方法
Dedicated ranging indicator	1bit	专用测距区域标识
			}else{
OFDMA symbol offset	8bits	开始的位置相对于Allocation Start的符号偏移
			Duration	10bits	单位：OFDMA时隙
Repetition Coding Indication	2bits	重复编码方式
			}
If！(byte boundary){
			Padding Nibble		填充以达到字节范围
}
			}

表4

基于以上所述的支持RS进行通信转发的物理帧结构、该物理帧结构中的参数格式以及BS、RS的资源分配方式，RS可以实现如图7所示的下行通信。参见图7，图7为本发明实施例二的RS下行通信转发流程图，该流程包括以下步骤：

步骤710：RS执行初始网络接入过程。

具体而言，RS扫描下行信道并接收BS下行导频和信令，根据来自BS的下行导频、信令与BS保持下行帧同步；并且，RS向BS发送包含有RS标签的测距请求，以将自身的RS身份通知给BS，避免BS将RS误认为MS。BS接收到来自RS的测距请求后，向RS分配主要CID和管理CID，还向RS分配RS用于进行后续通信的RS ID。之后，RS和BS之间进行测距、能力协商、鉴权及密钥交换、注册等操作。

步骤720：RS根据来自BS的通信时间信息生成自身的导频序列，并根据该导频序列发送自身的导频和信令。

具体而言，当RS在BS中成功注册之后，BS会为RS分配导频序列号、FFT、RS开始发送导频的生效帧、用于通信转发的上下行物理链路信息(如图5所示)等通信时间信息。RS接收来自BS的通信时间信息，并根据其中的导频序列号和FFT生成对应的导频序列；并且，RS还读取所述通信时间信息中所包含的生效帧和上下行物理链路信息，再根据生成的所述导频序列，从所述生效帧开始发送导频和信令。所述通信时间信息通常被BS携带于RS信令中发送给RS，RS则是通过读取来自BS的RS信令来获取通信时间信息。

需要说明的是：RS是在与BS同步之前从来自BS的帧头获取到RS信令的位置的。

步骤730：RS根据来自BS的通信时间信息中所包含的下行链路物理信息，接收来自BS的下行数据并进行处理，再对完成处理的下行数据进行转发。

具体而言，从RS同步发送导频的生效帧开始，RS以读取等方式获得来自BS的RS信令中所包含的下行链路物理信息、上行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，并在所获得的下行链路物理信息所对应的当前帧相应位置接收来自BS的下行数据，再对收到的下行数据进行处理并转发；并且，RS还在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的下一帧相应位置接收RS-MAP，再对收到的RS-MAP进行处理。

所述后续的RS信令区域物理信息通常是BS后续要发送给RS的RS信令的位置信息和调制编码信息等，如：BS在下一帧要发送给RS的RS信令的位置信息和调制编码信息，或BS在之后的若干帧要发送给RS的RS信令的位置信息和调制编码信息。

在以上描述中，RS从当前收到的RS信令中获取的下行链路物理信息包含需要由RS接收的各数据包的位置信息和调制编码等信息，因此RS可以根据所获得的数据包的位置信息在当前帧接收所述下行数据，并且可以根据所获得的数据包的调制编码信息对数据包进行处理。在实际应用中，RS所接收到的数据包可能是终止于RS的，也可能需要RS向其子节点RS或SS转发。

RS发送的所述下行数据包含于其所发送的下行信号中，该下行信号通常包括导频、下行信令和下行数据。所述导频是由RS根据BS下发的导频序列号产生的。

在实际应用中，BS可以根据当前的网络情况改变RS的导频序列号和FFT大小等通信时间信息，并在RS信令中通知RS更新后的相应通信时间信息；当收到更新后的通信时间信息时，RS就可以在BS所设定的生效帧，采用更新的通信时间信息进行下行转发。再有，每次成功接收到来自BS的RS信令时，RS将预先设置的定时器复位，并在定时器超时时确定与BS失步，进而重新开始步骤710。

由图7可见，基于支持RS进行通信转发的物理帧结构、该物理帧结构中的参数格式以及BS、RS的资源分配方式，RS可以在宽带无线接入网络中顺利进行下行转发。

除了图7所示的下行转发以外，基于支持RS进行通信转发的物理帧结构、该物理帧结构中的参数格式以及BS、RS的资源分配方式，RS还能实现图8所示的上行转发。参见图8，图8为本发明实施例三的RS上行通信转发流程图，该流程包括以下步骤：

步骤810：RS为MS分配上行业务接入资源，并在该资源处接收来自MS的上行信号。具体而言，RS在自身第n帧的信令中为MS分配用于在第n帧接入上行业务的资源，并在所分配的资源处接收来自MS的第n帧上行信号。

步骤820：RS对来自MS的上行信号进行处理，并将完成处理的信号转发给BS。

具体而言，来自MS的上行信号可能是业务数据、测距请求、带宽请求等，RS可以根据自身处理能力对收到的上行信号进行处理：有些上行信号可直接在RS处理，无须再向BS转发，有些上行信号则需要由RS处理并转发给BS。在处理完来自MS的第(n-1)帧上行信号时，RS需要从BS获得在第n帧向BS发送上行业务的资源，并在获得的相应资源处进行上行转发。

由图8可见，基于支持RS进行通信转发的物理帧结构、该物理帧结构中的参数格式以及BS、RS的资源分配方式，RS可以在宽带无线接入网络中顺利进行上行转发。

由以上所述可见，基于支持RS进行通信转发的物理帧结构、该物理帧结构中的参数格式以及BS、RS的资源分配方式，RS可以在宽带无线接入网络中顺利进行包括下行转发和上行转发在内的通信转发。

以上所述内容均以两跳为例，给出了一种资源利用率相对较高的同步中继转发法；在实际应用中，本发明实施例也可以应用于图9所示的大于两跳的情况，只要将前述的BS替换为父节点RS、将RS替换为子节点RS即可。图9中，RS1表示距离基站1跳的RS，RS2表示距离基站两跳的RS。

以上所述内容均以BS与RS的下行帧头同步为例；在实际应用中，RS可以根据自身情况对上行帧进行如图10所示的自适应调整。另外，本发明实施例没有限定RS对信号进行收发转换的次数；在实际应用中，RS在接收完来自父节点的下行信号之后，还可以如图11所示继续发送自身的下行信号。当然，从系统优化的角度来看，应该在有效利用资源的基础上尽量减少RS对信号进行收发转换的次数。

可见，将两跳扩展为多跳后，图7所示流程中的关键步骤可以用图12表示。参见图12，图12为本发明实施例七的RS下行通信转发流程简图，该流程包括以下步骤：

步骤1201：子节点RS根据来自父节点的通信时间信息生成自身的导频序列，并根据该导频序列发送自身的导频和信令。所述父节点可能是上一跳RS，也可能是BS；当所述父节点是RS时，所述通信时间信息是经过该RS发送给子节点RS的。

步骤1202：子节点RS根据来自父节点的通信时间信息中所包含的下行链路物理信息，接收来自父节点的下行数据并进行处理，再对完成处理的下行数据进行转发。

当然，子节点RS还要预先执行初始网络接入过程。

同理，将两跳扩展为多跳后，图8中的RS也未必是直接与BS相连的RS，而有可能是由BS管理并且相隔多跳的子节点RS；并且，图8中的用户终端也可能是图8中RS的子节点RS，基站则可能是图8中RS的父节点。

需要说明的是：步骤1202与步骤1201之间没有严格的关联关系。

为了保证以上所描述的操作得以实现，需要在RS中进行如图13所示的设置。参见图13，图13为本发明实施例八的RS设备结构图。图13中，用于进行下行转发的通信实体包括依次相连的下行接收模块、下行处理模块、下行数据成帧模块和下行发射模块。可以将下行数据成帧模块和下行发射模块统称为下行数据转发模块。

其中，下行接收模块负责接收来自父节点的数据和信令。在初始进入网络、开始下行转发之前，下行接收模块可以与父节点预先执行初始网络接入过程，如：下行接收模块接收来自父节点的导频，与父节点进行物理层及用户层同步。在完成初始网络进入过程后，下行接收模块接收来自父节点的RS信令以及在RS信令中所指示的RS要接收的数据包，并将收到的RS信令和数据包发送给下行处理模块。

需要说明的是：下行接收模块之所以能顺利接收RS信令，是因为下行接收模块能从来自父节点的帧头中获取指示RS信令位置的RS-MAP-Zone_IE(这个信令仅在初始进入网络、开始下行转发之前存在)，并将该RS-MAP-Zone_IE发送给下行处理模块，由下行处理模块从RS-MAP-Zone_IE中获得RS信令的RS信令区域物理信息(包括物理位置信息和调制编码信息)，并将获得的RS信令区域物理信息返回给下行接收模块。根据来自下行处理模块的RS信令区域物理信息，下行接收模块就可以在相应的位置、采用相应的解调解码方式接收来自父节点的RS信令。

再有，下行处理模块能够根据收到的RS信令中包含的导频序列号和FFT生成导频序列，还读取RS信令中所包含的生效帧，再将生成的导频序列和读取的生效帧通过下行数据转发模块发送给子节点。

另外，在获得的RS信令中，下行处理模块能够获得后续的RS信令区域物理信息，并将获得的后续的RS信令区域物理信息发送给下行接收模块；下行接收模块则可以根据来自下行处理模块的后续的RS信令区域物理信息接收下一帧中的RS信令。并且，下行处理模块从收到的RS信令中获得下行链路物理信息，并将所获得的下行链路物理信息发送给下行接收模块；下行接收模块则在收到的下行链路物理信息所对应的当前帧相应位置将来自父节点的下行数据包发送给下行处理模块。

下行处理模块根据来自下行接收模块的数据包、下行业务要求和当前的资源状况生成要发送的下行数据包，并将生成的下行数据包发送给下行数据成帧模块；下行数据成帧模块根据来自下行处理模块的数据生成满足图5所示帧结构的下行数据，再将该下行数据发送给下行发射模块。下行发射模块接收来自下行数据成帧模块的数据，并将收到的数据发送给子节点。

实际上，下行数据成帧模块在生成下行数据时，还可以进一步考虑当前的上行接入资源。所述上行接入资源是由与下行数据成帧模块相连的上行信令生成模块分配并发送的。具体而言，上行信令生成模块可以根据当前的上行业务情况和上行资源为子节点分配上行接入资源，并将上行接入资源的分配信息发送给下行成帧模块和上行接收模块。

另外，当下行处理模块接收到来自下行接收模块的RS信令(这个信令可以在初始进入网络过程中得到，也可以在开始同步转发之后得到)时，如果RS信令中包含导频序列号和FFT，下行处理模块则将该导频序列号和FFT、当前应用的导频序列号、FFT以及生效帧发送给下行数据成帧模块；由下行数据成帧模块对导频序列号和FFT进行更新。

再有，还可以设置与下行接收模块相连的定时器；下行接收模块在获取到来自父节点的RS信令时将定时器复位，定时器超时时则通知下行接收模块，由下行接收模块重新与父节点执行初始网络接入过程。

在实际应用中，还可以在RS设备中进一步设置依次相连的上行发射模块、上行数据成帧模块、上行处理模块和上行接收模块。可以将上行发射模块和上行数据成帧模块统称为上行数据转发模块。

上行信令生成模块与上行接收模块相连，用于将上行接入资源的所述分配信息发送给上行接收模块。上行接收模块用于根据收到的上行接入资源分配信息接收来自子节点的上行信号，并将收到的上行信号发送给上行处理模块。具体的信号接收位置以及对收到的信号所采用的调制编码方式由上行信令生成模块给出。

上行处理模块用于处理收到的上行信号并生成上行数据，其中有些上行信号是发送给RS设备本身的，有些则是要转发给父节点的；因此，上行处理模块将需要转发给父节点的数据发送给上行数据成帧模块。

上行数据成帧模块接收来自上行处理模块的数据，还需要接收与自身相连的下行处理模块发来的上行链路物理信息；并根据收到的上行链路物理信息以及来自上行处理模块的数据，生成要发送给父节点的数据并发送给上行发射模块。上行发射模块接收来自上行数据成帧模块的数据，并向父节点发送。

由图13可见，基于支持RS设备进行通信转发的物理帧结构、该物理帧结构中的参数格式以及转发资源分配方式，RS设备可以在宽带无线接入网络中顺利进行包括下行转发和上行转发在内的通信转发。实际上，无论图2所示的网络是否为宽带无线接入网络，RS设备都可以在图2所示网络中顺利进行包括下行转发和上行转发在内的通信转发。

由以上所述可以看出，本发明实施例所提供的RS设备及其实现的通信转发方法，均保证RS与BS可同步发送导频和信令，因而不再需要BS控制范围内的各RS获知其它RS发射导频的时间，这可有效避免额外的信令开销；并且，由于不为RS分配特定的转发区域，并且BS为每个通信链路仅分配一次物理资源，所以资源利用率不会处于现有技术的低下水平，而会得到明显提高。

Claims (26)

1.一种中继站RS设备，应用于包含基站BS和用户终端SS的无线接入网络中，其特征在于，该RS设备包括依次相连的下行接收模块、下行处理模块和下行数据转发模块；

其中，下行接收模块，用于将来自父节点的数据和信令发送给下行处理模块；还接收来自下行处理模块的下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在收到的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，并发送给下行处理模块；还用于在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并将该RS信令发送给下行处理模块；

下行处理模块，用于从收到的RS信令中获得下行链路物理信息以及后续的RS信令区域物理信息，并发送给下行接收模块；还用于根据来自下行接收模块的下行数据生成要发送的下行数据包，并发送给下行数据转发模块；

下行数据转发模块，用于对来自下行处理模块的数据进行帧结构处理，再发送给子节点。

2.如权利要求1所述的RS设备，其特征在于，所述下行处理模块，进一步用于能够根据收到的RS信令中包含的导频序列号和FFT生成导频序列，还读取RS信令中所包含的生效帧，再将生成的导频序列和读取的生效帧发送给下行数据转发模块；

所述下行数据转发模块，进一步用于将收到的导频序列和生效帧发送给子节点。

3.如权利要求1所述的RS设备，其特征在于，所述下行接收模块，进一步用于与所述父节点预先执行初始网络接入过程。

4.如权利要求1所述的RS设备，其特征在于，进一步设置与所述下行接收模块相连的定时器；

其中，所述下行接收模块，进一步用于在获取到来自父节点的RS信令时将定时器复位，并在收到定时器超时的通知时重新与所述父节点执行初始网络接入过程；

所述定时器，用于根据下行接收模块的控制复位，并在超时时通知下行接收模块。

5.如权利要求1至4任一项所述的RS设备，其特征在于，下行数据转发模块发送的导频、信令的格式分别与所述父节点发送的导频、信令的格式相同，所述信令由帧控制头FCH和下行信令DL-MAP组成；

其中，FCH用于传输可指示DL-MAP传输方式的下行帧前导信令DL FramePrefix；DL-MAP用于传输与下行信道接入相关的信令。

6.如权利要求1至4任一项所述的RS设备，其特征在于，该RS设备进一步包括依次相连的上行数据转发模块、上行处理模块、上行接收模块和上行信令生成模块；

其中，上行信令生成模块，用于为子节点分配上行接入资源，并将该资源的分配信息发送给上行接收模块；

上行接收模块，用于根据收到的上行接入资源分配信息接收来自子节点的上行信号，并将收到的上行信号发送给上行处理模块；

上行处理模块，用于处理收到的上行信号并生成上行数据，将其中需要转发给父节点的数据发送给上行数据转发模块；

上行数据转发模块，用于接收来自上行处理模块的数据以及与自身相连的下行处理模块发来的上行链路物理信息；并根据收到的上行链路物理信息以及来自上行处理模块的数据，生成要发送给父节点的数据并向父节点发送。

7.如权利要求6所述的RS设备，其特征在于，所述上行信令生成模块进一步与所述下行数据转发模块相连；

其中，上行信令生成模块，进一步用于将上行接入资源的分配信息发送给所述下行数据转发模块；

下行数据转发模块，进一步用于根据收到的上行接入资源分配信息对数据进行帧结构处理。

8.如权利要求1至4任一项所述的RS设备，其特征在于，所述后续的RS信令区域物理信息是所述父节点在下一帧要发送给该RS设备的RS信令的位置信息和调制编码信息，或是所述父节点在之后的若干帧要发送给该RS设备的RS信令的位置信息和调制编码信息；

所述下行链路物理信息包含数据包的位置信息和调制编码信息。

9.如权利要求8所述的RS设备，其特征在于，所述帧结构分为以下四部分：

RS设备发送下行导频信令和数据部分、RS设备接收来自父节点的信令和数据部分、RS设备接收来自子节点的上行信令和数据部分、RS设备向父节点发送上行信令和数据部分；

其中，所述RS设备接收来自父节点的信令和数据部分是所述RS信令的区域。

10.如权利要求1至4任一项所述的RS设备，其特征在于，所述下行数据转发模块所发送的下行帧与所述父节点所发送的下行帧同步。

11.如权利要求10所述的RS设备，其特征在于，所述父节点的下行物理资源分为三部分：

第一部分用于传输下行导频、以及与自身直接关联的子节点的信令和单播数据；第二部分用于传输与自身管理的所有RS设备相关的信令；第三部分用于传输子节点的下行信令和数据业务。

12.如权利要求1所述的RS设备，其特征在于，所述父节点是BS或是上一跳RS设备。

13.RS设备实现的通信转发方法，应用于包含BS和SS的无线接入网络中，其特征在于，该方法包括：

RS设备从来自父节点的通信时间信息中获取下行链路物理信息和后续的RS信令区域物理信息，在所获得的下行链路物理信息所对应的位置接收下行数据，再根据所述下行链路物理信息对收到的下行数据进行处理，并将完成处理的下行数据及其所对应的信令进行下行转发；RS设备还在所获得的后续的RS信令区域物理信息所对应的位置接收RS信令，并从该RS信令中获取下行链路物理信息。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述后续的RS信令区域物理信息是在下一帧要发送的RS信令的位置信息和调制编码信息，或是所述父节点在之后的若干帧要发送的RS信令的位置信息和调制编码信息；

所述下行链路物理信息包含数据包的位置信息和调制编码信息。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，

对所述下行数据进行处理的过程为：根据下行链路物理信息所包含的数据包的位置信息，在当前帧接收所述下行数据，并根据下行链路物理信息所包含的数据包的调制编码信息对收到的下行数据进行处理。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步从来自所述父节点的通信时间信息中获取RS设备应采用的FFT，并用获取的FFT更新当前所应用的FFT。

17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步接收来自所述父节点的通信时间信息，根据其中所指示的导频序列号生成对应的导频序列；并且，读取所述通信时间信息中所包含的生效帧，再根据生成的所述导频序列从所述生效帧开始发送导频和信令。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述父节点进一步向RS设备发送更新了的导频序列号和FFT，RS设备在所述生效帧采用更新的导频序列号和FFT发送导频和信令。

19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步为子节点分配上行业务接入资源，并在该资源处接收来自所述子节点的上行信号；从父节点获得资源，并在获得的资源处对收到的上行信号进行转发。

20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在与所述父节点同步之前，所述RS设备进一步从来自该父节点的帧头获取所述通信时间信息的位置。

21.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进行所述转发的帧结构分为以下四部分：

发送下行导频信令和数据部分、接收来自所述父节点的信令和数据部分、接收来自子节点的上行信令和数据部分、向父节点发送上行信令和数据部分；

其中，接收来自父节点的所述信令和数据部分是所述RS信令的区域。

22.如权利要求13至21任一项所述的方法，其特征在于，所述RS设备进一步与所述父节点预先执行初始网络接入过程。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，进一步在收到所述通信时间信息时开始定时，并在超时时重新与父节点执行所述初始网络接入过程。

24.如权利要求13至21任一项所述的方法，其特征在于，进行所述下行转发时的下行帧与所述父节点所发送的下行帧同步。

25.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述父节点的下行物理资源分为三部分：

第一部分用于传输下行导频、以及与自身直接关联的子节点的信令和单播数据；第二部分用于传输与自身管理的所有RS相关的信令；第三部分用于传输子节点的下行信令和数据业务。

26.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述父节点是BS或是上一跳RS。

Images