CN101282157B - 一种通过共享中继站发送数据的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过共享中继站发送数据的方法，在下行发送数据过程中，anchor BS通过DL Access Zone向移动终端发送数据，通过OptionalDL Relay Zone向中继站发送数据，subordinate BS通过DL Access Zone向移动终端发送数据，通过Optional DL Relay Zone向中继站发送数据；在上行发送数据过程中，移动终端通过UL Access Zone向anchor BS/RS发送数据，共享RS通过Optional UL Relay Zone向anchor BS发送数据，移动终端通过UL Access Zone向subordinate BS发送数据，共享RS通过Optional ULRelay Zone向subordinate BS发送数据。采用本发明的技术方案，能够在RS的资源调度开的情况下，提高频谱利用率。
Description
技术领域
本发明涉及两跳中继网络技术领域，尤其涉及一种通过共享中继站发送数据的方法。
背景技术
标准IEEE802.16j在IEEE802.16e的基础上引入了中继站(Relay Station，RS)。在IEEE802.16j的许多提案中，将RS分为固定RS、游牧RS和移动RS(简称MRS)，把具有一个或者多个RS的基站(Base Station，BS)称为MR-BS，移动终端(Mobile Station，MS)可以直接和MR-BS通信，也可以通过一级或多级的RS与MR-BS通信。
图1是MR-BS、RS以及MS的网络拓扑结构示意图。如图1所示，BS和MS之间的信号传递经由一级或数级中继完成。MMR中设置RS的目标有两个：一为扩展覆盖范围或进行盲点覆盖；二为增加系统容量。在IEEE802.16j工作组提出的多跳中继系统中，一个或数个RS被设置在MR-BS和Mobile Stations(MSs)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。
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RS之间的通信链路。
在TDD模式下的两跳帧结构下，anchor BS两跳帧结构偶数帧包含一个上行子帧和一个下行子帧，子帧又由一个Access Zone、一个Optional AccessZone、一个Optional Relay Zone构成。每个奇数子帧同样包括一个上行子帧和一个下行子帧，每个子帧由一个Access Zone、一个Optional Relay Zone和一个Optional Access Zone组成。其中anchor BS的Optional Access zone的MS不会对RS与subordinate BS的通信造成影响。Subordinate BS的帧结构与anchor BS的帧结构则反之，奇数帧与anchor BS的偶数帧类似，偶数帧与anchor BS的奇数帧类似。这样可以在奇数帧提高anchor BS的频谱利用率、在偶数帧提高subordiante BS的频谱利用率，但是同样要求subordianteBS的Optional Access Zone不能对RS与anchor BS的通信造成影响。
图2是基于共享RS的两跳中继系统的结构示意图。如图2所示，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。
图3是现有技术中共享RS帧结构示意图。如图3所示，是为共享RS以及主、从BS的基站设计的。主从基站轮流在共享RS上发送数据。在偶数帧，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，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、一个DL Relay Zone，所述的上行子帧包括一个UL AccessZone、一个UL Relay Zone。而subordinate BS不与RS进行通信，此时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 AccessZone，所述的上行子帧包括一个UL Access Zone。在奇数帧，anchor BS和subordinate帧结构则刚好互换。这种帧结构利用调度使RS的资源不冲突，但是存在缺陷。
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分配在不同的帧上，这样虽然保证了RS同BS和所属的MS的通信质量，却因为共享RS的存在降低了另一个BS的频谱利用率。
发明内容
本发明提出的一种通过共享中继站发送数据的方法，能够在RS的资源调度开的情况下，提高频谱利用率。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种通过共享中继站发送数据的方法，包括以下步骤：
A、在下行发送数据过程中，主基站anchor BS通过anchor BS下行子帧中的DL Access Zone向移动终端发送数据，通过anchor BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone向所述共享中继站发送数据，从基站subordinate BS通过subordinate BS下行子帧中的DL Access Zone向移动终端发送数据，通过subordinate BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone向所述共享中继站发送数据；
B、在上行发送数据过程中，移动终端通过anchor BS上行子帧中的ULAccess Zone向anchor BS发送数据，共享RS通过anchor BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone向anchor BS发送数据，移动终端通过subordinate BS上行子帧中的UL Access Zone向subordinate BS发送数据，共享RS通过subordinate BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone向subordinate BS发送数据。
步骤A中，在下行发送数据过程中，anchor BS还通过anchor BS下行子帧中的Optional DL Access Zone向部分移动终端发送数据，subordinate BS还通过subordinate BS下行子帧中的Optional DL Access Zone向部分移动终端发送数据。
步骤B中，在上行发送数据过程中，部分移动终端还通过anchor BS上行子帧中的Optional UL Access Zone向anchor BS发送数据，部分移动终端还通过subordinate BS上行子帧中的Optional UL Access Zone向subordinateBS发送数据。
所述的部分MS是指该部分MS与相关基站的通信与共享中继站与另一个BS的通信不造成同频干扰或者同频干扰值低于规定阈值。
在下行发送数据过程中，所述anchor BS下行子帧中DL Access Zone早于Optional DL Access Zone，Optional DL Access Zone早于Optional DL RelayZone，所述subordinate BS下行子帧中DL Access Zone早于Optional DLRelay Zone，Optional DL Relay Zone早于Optional DL Access Zone；
在上行发送数据过程中，所述anchor BS上行子帧中UL Access Zone早于Optional UL Access Zone，Optional UL Access Zone早于Optional UL RelayZone，所述subordinate BS上行子帧中UL Access Zone早于Optional ULRelay Zone，Optional UL Relay Zone早于Optional UL Access Zone。
在下行发送数据过程中，所述anchor BS下行子帧中的Optional DLAccess Zone与subordinate BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone是同时使用的，而anchor BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone与subordinate BS下行子帧中的Optional DL Access Zone是同时使用的；
在上行发送数据过程中，所述anchor BS上行子帧中的Optional ULAccess Zone与subordinate BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone是同时使用的，而anchor BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone与subordinate BS上行子帧中的Optional UL Access Zone是同时使用的。
采用了本发明的技术方案，可以使得帧结构简单明了、时延很小，并且很容易扩展到多跳中继系统的帧结构，兼容现有的IEEE802.16e帧结构，同时可以根据基站的负载情况，利用共享RS，动态调整相应的Relay Zone的大小，实现不同基站间的负载均衡，并且能够提高频谱利用率。
附图说明
图1是MR-BS、RS以及MS的网络拓扑结构示意图；
图2是基于共享RS的两跳中继系统的结构示意图；
图3是现有技术中共享RS帧结构示意图；
图4是本具体实施方式中共享RS帧结构示意图；
图5是异频蜂窝组网方式的结构示意图；
图6是单频蜂窝组网方式的结构示意图；
图7是两跳帧结构中的anchor BS没有资源给relay的帧结构示意图；
图8是两跳帧结构中的subordinate BS没有资源给relay的帧结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，并通过具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
anchor BS和subordinate BS各包含一个下行子帧和一个上行子帧。anchor BS的下行子帧分为一个DL Access Zone、一个Optional DL AccessZone和一个Optional DL Relay Zone。DL Access Zone是下行子帧的必需的一部分，用于MR-BS向MS传输；Optional DL Access Zone是下行子帧可选的一部分，用于MR-BS向部分MS传输；Optional DL Relay Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS向RS传输。DL Access Zone在时间上先于Optional DL Access Zone，后者先于Optional DL Relay Zone。
anchor BS上行子帧分为一个UL Access Zone、一个Optional UL AccessZone和一个Optional UL Realy Zone。UL Access Zone是上行子帧必选的一部分，用于MS向MR-BS传输；Optional UL Access Zone是上行子帧的可选的一部分，用于MR-BS向部分MS传输；Optional UL Relay Zone是上行子帧的可选的一部分，用于RS向MR-BS传输。UL Access Zone在时间上先于Optional UL Access Zone，后者先于Optional UL Relay Zone。
subordinate BS的下行子帧分为一个DL Access Zone、一个Optional DLRelay Zone和一个Optional DL Access Zone。DL Access Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS向MS传输；Optional DL Relay Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS向RS传输；Optional DL Access Zone是下行子帧可选的一部分，用于MR-BS向部分MS传输。DL Access Zone在时间上先于OptionalDL Relay Zone，Optional DL Relay Zone又先于Optional DL Access Zone。
subordinate BS上行子帧分为一个UL Access Zone、一个Optional ULRelay Zone和一个Optional UL Access Zone是上行子帧的一部分，用于MS向MR-BS传输；Optional UL Relay Zone是上行子帧的可选的一部分，用于RS向MR-BS传输；Optional UL Access Zone是上行子帧可选的一部分，用于部分的MS向MR-BS传输。UL Access Zone在时间上先于Optional ULRelay Zone，Optional UL Relay Zone又先于Optional UL Access Zone。
anchor BS的Optional Access Zone与subordiante BS的Optional RelayZone是成对出现的，而anchor BS的Optional Relay Zone与subordiante BS的Optional Access Zone是成对出现的。如果其中的一个Optional是不存在的，则对应的另一个无需存在资源直接分配给其他Zone用即可。
图4是本具体实施方式中共享RS帧结构示意图。如图4所示，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进行。anchor BS的下行子帧分为一个DL Access Zone、一个Optional Access Zone和一个DL Relay Zone。DL Access Zone是下行子帧的必需的一部分，用于MR-BS向MS传输；Optional DL Access Zone是下行子帧可选的一部分，用于MR-BS向部分MS传输；Optional DL Relay Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS向RS传输。上行子帧分为一个UL Access Zone、一个Optional UL Access Zone和一个Optional UL Realy Zone。UL Access Zone是上行子帧必选的一部分，用于MS向MR-BS传输；Optional UL Access Zone是上行子帧的可选的一部分，用于MR-BS向部分MS传输；Optional UL Relay Zone是上行子帧的可选的一部分，用于RS向MR-BS传输。subordinate BS的下行子帧分为一个DLAccess Zone、一个Optional DL Relay Zone和一个Optional DL Access Zone。DL Access Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS向MS传输；Optional DLRelay Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS向RS传输；Optional DL AccessZone是下行子帧可选的一部分，用于MR-BS向部分MS传输。上行子帧分为一个UL Access Zone、一个Optional UL Relay Zone和一个Optional ULAccess Zone是上行子帧的一部分，用于MS向MR-BS传输；Optional ULRelay Zone是上行子帧的可选的一部分，用于RS向MR-BS传输；Optional ULAccess Zone是上行子帧可选的一部分，用于部分的MS向MR-BS传输。所述的部分MS是指该部分MS与相关基站的通信与共享中继站与另一个BS的通信不造成同频干扰或者同频干扰值低于规定阈值。
资源调度时注意subordinate BS的Optional DL Relay Zone对应的是anchor BS的Optional DL Access Zone，主、从BS的Optional DL Relay Zone在此时是时分的复用的；anchor BS的Optional Access Zone与subordiante BS的Optional Relay Zone是成对出现的，而anchor BS的Optional Relay Zone与subordiante BS的Optional Access Zone是成对出现的。如果其中的一个Optional是不存在的，则对应的另一个无需存在资源直接分配给其他Zone用即可。图5是异频蜂窝组网方式的结构示意图。如图5所示，异频组网方式(1，3，3)，部分MS的选取不存在同频干扰影响。图6是单频蜂窝组网方式的结构示意图。如图6所示，如果是单频点(1，3，1/3)，三扇区共享该带宽时则同样不会造成Access link和Relay link的同频干扰；如果是(1，3，1)即单频点三扇区分别重复使用该带宽，则需要将MS分类，分类的原则是主、从基站的Optional Relay Zone分别与彼此的OptionalAccess Zone无同频干扰或者同频干扰值很小。
图7是两跳帧结构中的anchor BS没有资源给relay的帧结构示意图。是一个极端情况，anchor BS资源已经被Access link占满、而subordinate BS却相对空闲有足够的资源给RS覆盖区域内用户提供服务的能力的情况下帧结构的设计。此时anchor BS把所有的资源分配给Access link1和Accesslink2，而把共享RS的覆盖区域内用户，全部通过共享RS来实现与subordinate BS的通信。Access link2是指anchor MR-BS与部分MS通信，而此时RS也同时在与subordinate MR-BS通信，如果anchor BS与subordiante使用相同的频率资源则会对RS造成同频干扰。因此要将MS进行分类，在Access link2内的MS与anchor BS的通信不能对subordinate BS与share RS的通信的同频干扰的影响很小。此时所述的anchor BS的帧结构包括一个下行子帧、一个上行子帧；所述的下行子帧仅仅包括DL Access Zone1和DLAccess Zone2，所述的上行子帧仅仅包括UL Access Zone1和UL AccessZone2。所述的subordinate BS的帧结构包括一个下行子帧、一个上行子帧；所述的下行子帧仅仅包括DL Access Zone和一个DL Relay Zone，所述的上行子帧仅仅包括一个UL Access Zone和UL Relay Zone。这样通过共享RS实现了两个基站的负载均衡问题，同时也将anchor BS的资源充分利用提高了频谱利用率。
图8是两跳帧结构中的subordinate BS没有资源给relay的帧结构示意图。是另一个极端情况，如图8所示，subordinate BS资源已经被Access link占满、而anchor BS却相对空闲有足够的资源给RS覆盖区域内用户提供服务的能力的情况下帧结构的设计。此时subordinate BS把所有的资源分配给Access link1和Access link2，而把共享RS的覆盖区域内用户，全部通过共享RS来实现与anchor BS的通信。Access link2是指subordinate MR-BS与部分MS通信，而此时RS也同时在与anchor MR-BS通信，如果anchor BS与share RS的通信与subordiante BS与MS的通信使用相同的频率资源则会对造成同频干扰。因此要将MS进行分类，在Access link2内的MS不能对anchor MR-BS造成大的同频干扰的影响。此时所述的subordinate BS的帧结构包括一个下行子帧、一个上行子帧；所述的下行子帧仅仅包括DL AccessZone1和DL Access Zone2，所述的上行子帧仅仅包括UL Access Zone1和UL Access Zone2。所述的anchor BS的帧结构包括一个下行子帧、一个上行子帧；所述的下行子帧仅仅包括DL Access Zone和一个DL Relay Zone，所述的上行子帧仅仅包括一个UL Access Zone和UL Relay Zone。这样通过共享RS实现了两个基站的负载均衡问题，同时也将subordinate BS的资源充分利用提高了频谱利用率。
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，本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，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定义为准。
Claims (6)
1.一种通过共享中继站发送数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在下行发送数据过程中，主基站anchor BS通过anchor BS下行子帧中的DL Access Zone向移动终端发送数据，通过anchor BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone向所述共享中继站RS发送数据，从基站subordinateBS通过subordinate BS下行子帧中的DL Access Zone向移动终端发送数据，通过subordinate BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone向所述共享中继站发送数据；
B、在上行发送数据过程中，移动终端通过anchor BS上行子帧中的ULAccess Zone向anchor BS发送数据，共享RS通过anchor BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone向anchor BS发送数据，移动终端通过subordinate BS上行子帧中的UL Access Zone向subordinate BS发送数据，共享RS通过subordinate BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone向subordinate BS发送数据。
2.根据权利要求1所述的一种通过共享中继站发送数据的方法，其特征在于，步骤A中，在下行发送数据过程中，anchor BS还通过anchor BS下行子帧中的Optional DL Access Zone向部分移动终端发送数据，subordinate BS还通过subordinate BS下行子帧中的Optional DL Access Zone向部分移动终端发送数据。
3.根据权利要求1所述的一种通过共享中继站发送数据的方法，其特征在于，步骤B中，在上行发送数据过程中，部分移动终端还通过anchor BS上行子帧中的Optional UL Access Zone向anchor BS发送数据，部分移动终端还通过subordinate BS上行子帧中的Optional UL Access Zone向subordinate BS发送数据。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种通过共享中继站发送数据的方法，其特征在于，在下行发送数据过程中，所述anchor BS下行子帧中DL AccessZone早于Optional DL Access Zone，Optional DL Access Zone早于OptionalDL Relay Zone，所述subordinate BS下行子帧中DL Access Zone早于Optional DL Relay Zone，Optional DL Relay Zone早于Optional DL AccessZone；
在上行发送数据过程中，所述anchor BS上行子帧中UL Access Zone早于Optional UL Access Zone，Optional UL Access Zone早于Optional UL RelayZone，所述subordinate BS上行子帧中UL Access Zone早于Optional ULRelay Zone，Optional UL Relay Zone早于Optional UL Access Zone。
5.根据权利要求2或3所述的一种通过共享中继站发送数据的方法，其特征在于，所述的部分移动终端是指该部分移动终端与相关基站的通信与共享中继站与另一个BS的通信不造成同频干扰或者同频干扰值低于规定阈值。
6.根据权利要求4所述的一种通过共享中继站发送数据的方法，其特征在于，在下行发送数据过程中，所述anchor BS下行子帧中的Optional DLAccess Zone与subordinate BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone是同时使用的，而anchor BS下行子帧中的Optional DL Relay Zone与subordinate BS下行子帧中的Optional DL Access Zone是同时使用的；
在上行发送数据过程中，所述anchor BS上行子帧中的Optional ULAccess Zone与subordinate BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone是同时使用的，而anchor BS上行子帧中的Optional UL Relay Zone与subordinate BS上行子帧中的Optional UL Access Zone是同时使用的。
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