CN101282155B

CN101282155B - 一种实现主、从基站共享中继的传输方法

Info

Publication number: CN101282155B
Application number: CN200710100505A
Authority: CN
Inventors: 刘巧艳; 赵路; 余秋星
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: CN101282155A

Abstract

本发明公开了一种实现主、从基站共享中继的传输方法，在两跳共享中继网络中，主从基站利用奇偶不同的共享中继帧，按照时分复用方式在同一帧时间内，同时实现了上下行传输，其中，主从基站的两跳帧结构各包含一个上行子帧和一个下行子帧，主基站在偶数帧的每个子帧又由一个接入域和一个中继域构成，在奇数帧又由一个第一接入域和一个第二接入域构成。其中第二接入域对应的移动终端仅为主基站的移动终端的一个子集。从基站的帧结构与主基站的类似，只是奇、偶帧需要对调。同样从基站的偶数帧的第二接入域对应的移动终端也仅为从基站的移动终端的一个子集。本发明兼容现有的帧结构，易扩充到多跳，分别提高主从基站的频谱利用率。

Description

一种实现主、从基站共享中继的传输方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域中移动多跳中继(MMR，Mobile Multi-hopRelay)技术领域，尤其涉及两跳中继网络实现在不同基站间实现共享中继(RS，Relay Station)的传输方法。

背景技术

在IEEE802.16j工作组提出的多跳中继系统中，一个或数个RelayStations(RSs，中继站)被设置在MR-Base Station(BS，多跳中继基站)和Mobile Stations(MSs，移动台)之间，通过信号的连续中继来达到覆盖范围的扩展、消除盲点、改善服务等(参见IEEE802.16j的基线文档：802.16j-06/026r2)。根据基线文档，中继系统分为透明中继系统和非透明中继系统。本发明在下面提出的两跳中继帧结构适用于非透明情况下。

如图1所示，显示了是一个示例的移动多跳中继MMR的网络配置图。在BS(基站，Base Station)和MS(移动台，Mobile Station)之间的信号传递经由一级或数级中继RS(Relay Stations)完成。MMR中设置RS的目标有两个：一是为了扩展覆盖范围和盲点覆盖；二是为了增加系统容量。

在多跳中继系统中，端到端传输链路由Access Link(接入链路)和RelayLink(中继链路)构成，其中，Access Link定义为起始或结束于MS的通信链路，Relay Link定义为MR-BS和RS之间或者两个RSs之间的通信链路。

如图2所示基于共享中继(RS)的两跳的中继系统的网络配置图，其中，一个RS被两个BS所共享，共享RS位于两个基站的共同覆盖范围内。在共享RS覆盖区内的用户可以分别与主、从基站进行通信，以提高系统容量和扩大覆盖，帧结构如图3所示(参见相关文献C802.16j-07_006r1)。

图3所示的帧结构是现有文献提出的帧结构，是为共享RS以及主、从BS的基站设计的。对于共享RS系统(其特点是RS位于两个MR-BS覆盖范围的重叠区)，为了避免中继链路在共享RS上的碰撞，需要考虑一些调度规则：

每个MR-BS需要确定资源分配而不能同时把同一资源分配给RS；

为了避免碰撞，每个MR-BS应当给专门同一个共享RS分配不同的帧，另一个MR-BS位于空闲状态。

基于图3所示的帧结构，图2所示的主从基站轮流在共享RS上发送数据。

在偶数帧，主基站(anchor BS)可以使用共享RS进行数据发送，实现与RS覆盖区域的用户通信，主基站的帧结构包括一个下行子帧、一个上行子帧。所述的下行子帧包括一个DL Access Zone(下行链路接入域)、一个DL Relay Zone(下行链路中继域)，所述的上行子帧包括一个UL Access Zone(上行链路接入域)、一个UL Relay Zone(上行链路中继域)。

在偶数帧，而从基站(subordinate BS)不与RS进行通信，此时subordinateBS的帧结构包括一个下行子帧、一个上行子帧。所述下行子帧包括一个DLAccess Zone(下行链路接入域)，所述上行子帧包括一个UL Access Zone(上行链路接入域)。

在奇数帧，主基站(anchor BS)和从基站(subordinate BS)的帧结构则刚好互换。

图3所示的这种帧结构虽然利用调度使RS的资源不冲突，但是存在缺陷，在偶数帧降低了从基站的频谱利用率，而在奇数帧降低了主基站的频谱利用率。这种帧结构必然导致严重的频谱利用率的下降。

因此，需要一种新的帧结构的方式，实现主从基站的共享中继的传输，提高主从基站的频谱利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种两跳中继网络中在不同基站间实现共享中继的传输方法，提出了一种新的两跳中继帧结构，以根据基站的负载情况，在传输时分别提高主、从基站的频谱利用率。

本发明提供一种实现主、从基站共享中继的传输方法，在具有至少主、从两个基站、至少在两个基站共同覆盖区的一个中继站、且每一基站控制至少一个移动终端的多跳中继网络中，主、从基站利用各自的共享中继帧通过中继站实现共享中继的传输，所述方法包括如下步骤：

在共享中继帧为偶数帧时，主基站和/或中继站利用中继帧内的下行子帧对中继站和/或移动终端进行通讯，利用中继帧内的上行子帧进行中继站和/移动终端到主基站和/或中继站的通讯；

在共享中继帧为偶数帧时，从基站和/或中继站利用中继帧内的下行子帧对移动终端或部分移动终端进行通信，利用中继帧内的上行子帧进行移动终端或部分移动终端到从基站和/或中继站的通讯；

在共享中继帧为奇数帧时，从基站和/或中继站利用中继帧内的下行子帧对中继站和/或移动终端进行通讯，利用中继帧内的上行子帧进行中继站和/移动终端到从基站和/或中继站的通讯；

在共享中继帧为奇数帧时，主基站和/或中继站利用中继帧内的下行子帧对移动终端或部分移动终端进行通信，利用中继帧内的上行子帧进行移动终端或部分移动终端到主基站和/或中继站的通讯。

进一步地，所述主基站的共享中继帧具有一个上行子帧和一个下行子帧，其中：

在偶数帧，所述主基站的下行子帧分为一个下行链路接入域和一个下行链路中继域，该下行链路接入域是下行子帧内必需的一部分，用于主基站和/或中继站向移动终端传输，该下行链路中继域是下行子帧内另一部分，用于主基站和/或中继站向中继站传输，所述下行链路接入域在传输时间顺序上先于下行链路中继域；

在偶数帧，所述主基站的上行子帧分为一个上行链路接入域和一个上行链路中继域，该上行链路接入域是上行子帧的一部分，用于移动终端向主基站和/中继站的传输，该上行链路中继域是上行子帧内可选的一部分，用于中继站向主基站和/中继站的传输，所述的上行链路接入域在传输时间顺序上先于上行链路中继域；

在奇数帧，所述主基站的下行子帧分为一个第一下行链路接入域和一个第二下行链路接入域，该第一下行链路接入域是下行子帧内必需的一部分，用于主基站和/或中继站向移动终端传输，该第二下行链路接入域是下行子帧的另一部分，用于主基站和/或中继站向部分移动终端进行传输，该部分移动终端在主基站的通信不影响从基站与中继站的通信，所述第一下行链路接入域在传输时间顺序上先于第二下行链路接入域；

在奇数帧，所述主基站的上行子帧分为一个第一上行链路接入域和一个第二上行链路接入域，该第一上行链路接入域是上行子帧的一部分，用于移动终端向主基站和/或中继站传输，该第二上行链路接入域是上行子帧的另一部分，用于部分移动终端向主基站和/或中继站传输，所述第一上行链路接入域在传输时间顺序上先于第二上行链路接入域。

进一步地，所述从基站的共享中继帧具有一个上行子帧和一个下行子帧，其中：

在偶数帧，所述从基站的下行子帧分为一个第一下行链路接入域和一个第二下行链路接入域，该第一下行链路接入域是下行子帧内必需的一部分，用于从基站和/或中继站向移动终端传输，该第二下行链路接入域是下行子帧的另一部分，用于从基站和/或中继站向部分移动终端进行传输，该部分移动终端在从基站的通信不影响其与主基站与中继站的通信，所述第一下行链路接入域在传输时间顺序上先于第二下行链路接入域；

在偶数帧，所述从基站的上行子帧分为一个第一上行链路接入域和一个第二上行链路接入域，该第一上行链路接入域是上行子帧的一部分，用于移动终端向从基站和/或中继站传输，该第二上行链路接入域是上行子帧的另一部分，用于部分移动终端向从基站和/或中继站传输，所述第一上行链路接入域在传输时间顺序上先于第二上行链路接入域；

在奇数帧，所述从基站的下行子帧分为一个下行链路接入域和一个下行链路中继域，该下行链路接入域是下行子帧内必需的一部分，用于从基站和/或中继站向移动终端传输，该下行链路中继域是下行子帧内另一部分，用于从基站和/或中继站向中继站传输，所述下行链路接入域在传输时间顺序上先于下行链路中继域；

在奇数帧，所述从基站的上行子帧分为一个上行链路接入域和一个上行链路中继域，该上行链路接入域是上行子帧的一部分，用于移动终端向从基站和/中继站的传输，该上行链路中继域是上行子帧内可选的一部分，用于中继站向从基站和/中继站的传输，所述的上行链路接入域在传输时间顺序上先于上行链路中继域。

进一步地，所述部分移动终端是满足在与一个基站通信时，无论上下行对中继站与另一基站的通信所造成的同频干扰小于某一干扰阈值的移动终端。

本发明提供的在不同基站间实现共享中继的传输方法，在进行共享中继传输时，共享中继帧的结构简单明了，时延很小，兼容现有的IEEE802.16e帧结构，可以很容易扩充到多跳的帧结构，可以根据基站的负载情况，分别提高主从基站的频谱利用率。

附图说明

图1是现有技术中无线移动多跳中继的网络配置图；

图2是现有技术的一种两跳共享中继RS的网络配置图；

图3是现有技术中提出的两跳帧结构的示意图；

图4是本发明实施例中所提出的两跳帧结构的示意图；

图5是本发明实施例中一种异频蜂窝组网方式；

图6是本发明实施例中一种单频蜂窝组网方式。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明技术方案的实施作进一步的详细描述，应当理解，此处描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

为了实现主从基站的共享中继，以图2所示的一种两跳共享中继RS的网络为基础，本发明提出了一种实现主从基站共享中继的方法，在该方法中提出了一种新的两跳中继帧结构，其帧结构示意图如图4所示。

图4所示的两跳中继帧结构包括：主基站(anchor BS)的帧结构和从基站(subordinate BS)的帧结构。进一步地，所述anchor BS和subordinate BS又各自包含一个下行子帧和一个上行子帧。

对于主基站(anchor BS)的帧结构，具有如下特点：

在偶数帧，所述anchor BS的下行子帧分为一个DL Access Zone(下行链路接入域)和一个DL Relay Zone(下行链路中继域)。DL Access Zone是下行子帧的必需的一部分，用于MR-BS/RS向MS传输；DL Relay Zone是下行子帧的另一部分，用于MR-BS/RS向RS传输。所述的DL Access Zone在时间上先于DL Relay Zone。

在偶数帧，所述的anchor BS上行子帧分为一个UL Access Zone(上行链路接入域)和UL Relay Zone(上行链路中继域)。UL Access Zone是上行子帧的一部分，用于MS向MR-BS/RS传输；UL Relay Zone是上行子帧的可选的一部分，用于RS向MR-BS/RS传输。所述的UL Access Zone在时间上先于UL Relay Zone。

在奇数帧，所述的anchor BS的下行子帧分为一个DL Access Zone1(下行链路接入域1)和一个DL Access Zone2(下行链路接入域2)。DL AccessZone1是下行子帧的必需的一部分，用于MR-BS/RS向MS传输；DL AccessZone2是下行子帧的另一部分，用于MR-BS/RS向部分MS进行传输，该部分MS在主基站的通信不影响与从基站与RS的通信。所述的DL AccessZone1在时间上先于DL Access Zone2。

在奇数帧，所述的anchor BS上行子帧分为一个UL Access Zone1(上行链路接入域1)和UL Access Zone2(上行链路接入域2)。UL Access Zone1是上行子帧的一部分，用于MS向MR-BS/RS传输；UL Access Zone2是上行子帧的另一部分，用于部分MS向MR-BS/RS传输。所述的UL AccessZone1在时间上先于UL Access Zone2。

对于从基站(subordinate BS)的帧结构，具有如下特点：

在偶数帧，所述subordinate BS的下行子帧分为一个DL Access Zone1(下行链路接入域1，对应图中的A-DL1)和一个DL Access Zone2(下行链路接入域2，对应图中的A-DL2)。DL Access Zone1是下行子帧的必需的一部分，用于MR-BS/RS向MS传输；DL Access Zone2是下行子帧的另一部分，用于MR-BS/RS向部分MS进行传输，该部分MS在主基站的通信不影响与从基站与RS的通信。所述的DL Access Zone1在时间上先于DLAccess Zone2。

在偶数帧，所述subordinate BS上行子帧分为一个UL Access Zone1(上行链路接入域1，对应图中的A-UL1)和UL Access Zone2(上行链路接入域2，对应图中的A-UL2)。UL Access Zone1是上行子帧的一部分，用于MS向MR-BS/RS传输；UL Access Zone2是上行子帧的另一部分，用于部分MS向MR-BS/RS传输。所述的UL Access Zone1在时间上先于UL AccessZone2。

在奇数帧，所述subordinate BS的下行子帧分为一个DL Access Zone(下行链路接入域，对应图中的A-DL)和一个DL Relay Zone(下行链路中继域，对应图中的R-DL(CID#2))。DL Access Zone是下行子帧的必需的一部分，用于MR-BS/RS向MS传输；DL Relay Zone是下行子帧的另一部分，用于MR-BS/RS向RS传输。所述DL Access Zone在时间上先于DL RelayZone。

在奇数帧，所述subordinate BS上行子帧分为一个UL Access Zone(上行链路接入域，对应图中的A-UL)和一个UL Relay Zone(上行链路中继域，对应图中的R-UL(CID#2))。UL Access Zone是上行子帧的一部分，用于MS向MR-BS/RS传输；UL Relay Zone是上行子帧的可选的一部分，用于RS向MR-BS/RS传输。所述UL Access Zone在时间上先于UL Relay Zone。

与图3所示的文献提出的帧结构对比，本实施例中图4给出的基于一个共享RS帧结构图，能够在奇、偶帧分别实现共享中继，从而能够提高从、主基站的频谱利用率。如图4所示，所述的anchor BS和subordinate BS关于共享RS的资源调度情况需要根据两个基站的动态业务负载来协商确定，这个协商实现由backbone(主干网)进行，并不在本专利申请的讨论范围之内。

下面结合两个具体应用实例，说明本实施例中技术方案的具体应用。

应用实例1：

如图5所述的组网方式，由于三个扇区使用不同的频点，共享RS在主从BS的下行的频率资源不会冲突，也就是在一个BS与RS通信的同时，另一个BS此时可以与MS通信，并不会产生同频干扰。上行是同样的道理，只要保证Access Zone2的使用频率资源与RS Delay Zone的不同，二者同时处于收、发状态时就可以回避同频干扰的问题，在这种组网方式下显然是能在主、从BS上分别提高频谱利用率的情况。

应用实例2：

如图6所示的组网方式，有两种情况：

A)一种是三个扇区共享f1频点，该频点带宽也是三个扇区共享，不存在扇区间的同频干扰问题。该种组网方式与如图5所示的组网方式类似，由于并没有同频干扰的存在，很显然能够提高主、从BS的频谱利用率，从而提高吞吐量。

B)另一种是三个扇区均使用f1频点，该频点的带宽被三个扇区分别重复使用，存在扇区间的干扰问题。为了解决这个问题则Access Zone2的MS只能是部分的MS。将MS具体分成两类：

一类MS适合在Access Zone1中进行通信，

一类MS适合在Access Zone2中通信。

在Access Zone2中通信的MS必须满足在与MR-BS通信时，无论上下行对RS与另一BS的通信造成的同频干扰的影响很小，可以维持RS与BS的正常通信。因而，主从BS的频谱利用率仍然可以在奇、偶帧分别得到提高，从而提高BS的总体的吞吐量，但是没有其他的两种组网方式更方便和有效。如何通过调度实现对不同分类的MS资源分配，这不在本专利讨论的范围之内。

本发明的技术方案与现有技术相比，其主要特点如下：

1)现有技术中，共享中继(shared RS)在奇、偶帧分别与主、从基站通信，shared RS不能在同一帧内同时与两个基站通信，所有RS覆盖区域内的用户轮流与主、从基站通信，而且由于中继域在主基站的偶数帧中存在，从基站为了实现无同频干扰传输，此时不发送任何信息，导致从基站的频谱利用率和基站吞吐量的下降，反之，由于中继域在从基站的奇数帧中存在，主基站为了实现无同频干扰传输，此时同样不发送任何信息，导致主基站的频谱利用率和基站吞吐量的下降。

2)本发明为了克服现有技术中的频谱利用率和基站吞吐量的下降的问题，提出了一种新的帧结构，本发明是一种灵活的传输方式，可以根据组网情况和主从基站MS的负载情况，动态的进行帧传输的配置，能够进行提高频谱利用率和基站的吞吐量。

本发明的两跳帧结构很容易扩展到多跳的帧结构情况。

本发明结合特定实施例进行了描述，但是对于本领域的技术人员来说，可以在不背离本发明的精神或范围的情况下进行修改和变化。这样的修改和变化被视作在本发明的范围和附加的权利要求书范围之内。

Claims

1.一种实现主、从基站共享中继的传输方法，在具有至少主、从两个基站、至少在两个基站共同覆盖区的一个中继站、且每一基站控制至少一个移动终端的多跳中继网络中，主、从基站利用各自的共享中继帧通过中继站实现共享中继的传输，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

在共享中继帧为偶数帧时，主基站和/或中继站利用中继帧内的下行子帧对中继站和/或移动终端进行通讯，利用中继帧内的上行子帧进行中继站和/或移动终端到主基站和/或中继站的通讯；

在共享中继帧为奇数帧时，从基站和/或中继站利用中继帧内的下行子帧对中继站和/或移动终端进行通讯，利用中继帧内的上行子帧进行中继站和/或移动终端到从基站和/或中继站的通讯；

2.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述主基站的共享中继帧具有一个上行子帧和一个下行子帧，其中：

在偶数帧，所述主基站的上行子帧分为一个上行链路接入域和一个上行链路中继域，该上行链路接入域是上行子帧的一部分，用于移动终端向主基站和/或中继站的传输，该上行链路中继域是上行子帧内可选的一部分，用于中继站向主基站和/或中继站的传输，所述的上行链路接入域在传输时间顺序上先于上行链路中继域；

在奇数帧，所述主基站的下行子帧分为一个第一下行链路接入域和一个第二下行链路接入域，该第一下行链路接入域是下行子帧内必需的一部分，用于主基站和/或中继站向移动终端传输，该第二下行链路接入域是下行子帧的另一部分，用于主基站和/或中继站向部分移动终端进行传输，该部分移动终端在主基站的通信不影响其与从基站与中继站的通信，所述第一下行链路接入域在传输时间顺序上先于第二下行链路接入域；

3.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述从基站的共享中继帧具有一个上行子帧和一个下行子帧，其中：

在奇数帧，所述从基站的上行子帧分为一个上行链路接入域和一个上行链路中继域，该上行链路接入域是上行子帧的一部分，用于移动终端向从基站和/或中继站的传输，该上行链路中继域是上行子帧内可选的一部分，用于中继站向从基站和/或中继站的传输，所述的上行链路接入域在传输时间顺序上先于上行链路中继域。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述部分移动终端是满足在与一个基站通信时，无论上下行对中继台与另一基站的通信所造成的同频干扰小于某一干扰阈值的移动终端。