CN101388832A - 一种实现中继站异步自治的方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现中继站异步自治的方法及其系统。所述方法,包括步骤A:中继站开始工作时,先配置所述中继站为异步自治中继站;步骤B:所述中继站在基站、用户设备之间进行异步中继处理。所述系统,包括有:第一控制单元,用于与基站配合,完成无线中继站和基站之间的信令交互;第一数据传输单元,用于与基站配合建立双向链路;第二控制单元,用于向所述用户设备传输公共控制信息;第二数据传输单元,用于与所述用户设备配合建立上下行信道;调度单元,用于根据无线中继站和用户设备之间的信道信息维护无线中继站和用户设备间的所述专用控制信息和用户数据的传输。本发明减少了基站和中继站调度器之间的紧密耦合和由此导致的大量的信令交互。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现中继站异步自治的方法,尤其涉及一种实现基站(Base Station,以下简称BS)和中继站(Relay Station,以下简称RS)之间链路与中继站RS和用户终端UE之间链路的异步自治方法。
背景技术
在下一代的宽带无线通信网络中,中继站依据其作用可以分为如下两种:一、覆盖扩展形:通过中继站使未能覆盖的区域如盲区或者小区边缘通过中继站得到扩展;二、容量调配形:对于游牧环境如移动消防办公或者不同小区容量调配,中继站的引入都可以显著提高所覆盖范围容量。
目前通常考虑的是覆盖扩展形和容量调配形分别用透明中继站和非透明中继站实现。透明中继站是指中继站和用户终端都位于基站覆盖范围内,同时用户终端又位于中继站的覆盖范围内,中继站不具有自己的控制信道;非透明中继站是指中继站位于基站覆盖范围内,而用户终端位于基站的覆盖范围外,但是用户终端位于中继站的覆盖范围内,中继站具有自己的控制信道。
考虑到实际应用因素,透明中继站并非简单,而是需要引入复杂的过程,例如终端确定是否接入中继站覆盖区域,透明中继站不能同时达到覆盖扩展和容量调配两个目的,而非透明中继站可以同时达到覆盖扩展和容量调配这两个目的。
涉及到中继站的研究中,基本考虑到中继站和基站同步协同的工作模式。同步中继说明如图2所示,所谓同步是指下行方向BS到RS以及RS到UE链路同时建立,上行方向UE到RS以及RS到BS链路同时建立,RS可能没有自己的反馈重传机制,因此会导致错误信息二次重传;同步调度BS和调度RS之间必须紧密协商工作。具体来讲需要同时建立基站和中继站以及中继站和终端之间的通信链路,这样的结果是由于基站和中继站调度器之间的紧密耦合导致了大量的信令交互;另外若相应的反馈重传只在基站实现,更会导致大量的数据时延。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现中继站异步自治的方法,所述方法实现了基站和中继站之间链路与中继站RS和用户终端UE之间链路的异步,从而减少了基站和中继站的调度器之间的紧密耦合和由此导致的大量的信令交互。
为了解决上述问题,本发明提供了一种实现中继站异步自治方法,包括如下步骤:
步骤A:中继站开始工作时,先配置所述中继站为异步自治中继站;
步骤B:所述中继站在基站、用户设备之间进行异步中继处理。
进一步地,步骤B中,所述中继站和基站之间以及所述中继站和用户终端之间的上行和下行链路的建立是异步的。
进一步地,所述配置中继站为异步自治中继站的过程包括如下步骤:
A1,所述中继站根据链路质量参数将链路质量分为三类,第三类好于第二类,第二类好于第一类;
A2,所述中继站上电工作后,搜索最佳基站并完成同步,然后注册到所述最佳基站;
A3,所述中继站根据与所注册到基站之间的链路质量所属的类别进行判决:如属于第一类,不做任何配置,结束;如属于第二类,按照覆盖扩展形模式配置中继站,结束;如属于第三类,按照容量调配形模式配置中继站,结束。
进一步地,所述步骤A3中:
按照覆盖扩展形模式配置中继站时,包括配置公共控制信道、发射功率、切换门限以及不采用BS和RS之间天线协同模式;
按照容量调配形模式配置中继站时,包括配置公共控制信道、发射功率、切换门限以及BS和RS之间采用天线协同模式。
进一步地,所述异步自治中继站侧的异步中继数据处理包括如下步骤:
所述中继站接收到中继站所属用户终端的数据后,依据所述数据的优先级以及链路状况决定是否进行传送:
对于优先级超过设定高优先级门限的数据,直接传送到基站;
对于优先级低于设定低优先级门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断;
所述中继站将数据传送到基站时采用反馈重传机制。
进一步地,所述与异步自治中继站进行交互的基站进行异步中继数据处理的步骤,包括如下步骤:
所述基站接收到需要发送到中继站的所属用户终端数据后,依据所述用数据的优先级以及链路状况决定是否进行传送:
对于优先级超过设定高门限的数据,直接传送到基站;
对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断;
所述从基站将数据传送到中继站时采用反馈重传机制,中继站成功接收到来自基站的用户终端数据后,通过中继站调度安排资源传送到用户终端。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种实现中继站异步自治的系统。
为了解决上述问题,本发明提供了一种实现中继站异步自治的系统,包括有基站、无线中继站和用户设备,无线中继站包括工作时相对独立的第一控制单元和第二控制单元,工作时相对独立的第一数据传输单元和第二数据传输单元,以及一调度单元,其中:
所述第一控制单元用于与基站配合,完成无线中继站和基站之间的信令交互,包括与基站进行能力协商确定所述调度单元所需要调度的资源;
所述第一数据传输单元用于与基站配合建立双向链路,完成无线中继站和基站之间的数据传输;
所述第二控制单元,用于向所述用户设备传输公共控制信息;
所述第二数据传输单元,用于与所述用户设备配合建立上下行信道,完成无线中继站和用户设备之间的专用控制信息和用户数据的传输;
所述调度单元,用于根据无线中继站和用户设备之间的信道信息维护无线中继站和用户设备间的所述专用控制信息和用户数据的传输。
所述第二数据传输单元是在上下行共享数据信道上进行所述专用控制信息和用户数据的传输,传输时采用反馈重传机制。
进一步地,所述第二数据传输单元在收到中继站所属用户终端的数据后,对于优先级超过设定高门限的数据,直接传送到基站;对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断。
进一步地,所述中继站还包括一初始化单元,该单元包括:
链路质量配置子单元,用于根据链路质量参数将链路质量分为三类,第三类好于第二类,第二类好于第一类;
搜索注册子单元,用于在上电工作后,搜索最佳基站并完成同步,然后注册到所述最佳基站;
模式配置子单元,用于根据与所注册到基站之间的链路质量所属的类别进行判决:如属于第一类,不做任何配置;如属于第二类,按照覆盖扩展形模式配置中继站;如属于第三类,按照容量调配形模式配置中继站。
进一步地,所述基站中包括一调度单元,用于依据基站和无线中继站之间的双向链路的信道质量以及无线中继站所覆盖用户设备需要传输的信息量维护基站和无线中继站之间的数据传输,并进行动态调整。
进一步地,所述基站还包括一数据传输单元,该单元接收到需要发送到中继站的所属用户终端数据后,对于优先级超过设定高门限的数据,采用反馈重传机制直接传送到基站;对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时采用反馈重传机制直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断。
本发明的实现中继站异步自治的方法及系统,由于中继站配置成异步自治中继站,从而使得基站和中继站的链路以及中继站和用户终端的链路不同步建立,减少了基站和中继站调度器之间的紧密耦合和由此导致的大量的信令交互;同时,由于自治中继站的调度器相对独立,中继站实现了反馈重传,从而避免了大量的数据时延。
附图说明
图1为本发明异步自治中继系统的示意图。
图2为同步中继示意图。
图3为异步中继示意图。
图4为异步自治中继系统启动过程的流程图。
图5为BS侧异步中继数据处理过程的流程图。
图6为RS侧异步中继数据处理过程的流程图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种实现中继站异步自治的方法及系统。在本发明中的中继站配置为具有自治能力的非透明中继站,并能实现容量调配和覆盖扩展两种目的。本发明方法实现了基站和中继站之间链路与中继站RS和用户终端UE之间链路的异步。
所述异步自治中继站,所谓自治是指RS有自己的调度,能独立传输公共控制信息。所谓异步,如图3所示,是指下行方向BS到RS以及RS到UE链路不同时建立,上行方向UE到RS以及RS到BS链路不同时建立,RS有自己的反馈重传机制,RS与BS之间只传输正确识别信息,因此不会错误信息二次重传。异步还指调度BS和调度RS之间虽然通过BS和RS之间的控制部分进行协商,但是相对独立工作。
本实施例的系统包括基站BS、无线中继站RS和用户设备UE,请参照图1,图中示出了其中的基站BS10、无线中继站RS20。
所述无线中继站RS20包括工作时相对独立的第一控制单元201和第二控制单元202,工作时相对独立的第一数据传输单元203和第二数据传输单元204,以及一调度单元205和一初始化单元206,其中:
所述第一控制单元201用于与BS配合,完成RS和BS之间的信令交互,包括与BS进行能力协商确定所述调度单元所需要调度的资源;
所述第一数据传输单元203用于与BS配合建立双向链路,完成RS和BS之间的数据传输;
所述第二控制单元202,用于向UE传输公共控制信息;
所述第二数据传输单元204,用于与UE配合建立上下行信道如上下行共享数据信道,完成RS和UE之间的专用控制信息和用户数据的传输,传输时采用反馈重传机制。具体地,所述第二数据传输单元在收到中继站所属用户终端的数据后,对于优先级超过设定高门限的数据,直接传送到基站;对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断。
RS-调度单元205,用于根据RS和UE之间的信道信息维护RS和UE间的所述专用控制信息和用户数据的传输。
所述初始化单元206进一步包括:
链路质量配置子单元,用于根据链路质量参数将链路质量分为三类,第三类好于第二类,第二类好于第一类;
搜索注册子单元,用于在上电工作后,搜索最佳基站并完成同步,然后注册到所述最佳基站;
模式配置子单元,用于根据与所注册到基站之间的链路质量所属的类别进行判决:如属于第一类,不做任何配置,并指示链路质量差;如属于第二类,按照覆盖扩展形模式配置中继站;如属于第三类,按照容量调配形模式配置中继站。
基站BS10中包括BS-调度单元105和数据传输单元103:其中,
BS-调度单元105,用于依据BS和RS之间的双向链路的信道质量以及RS所覆盖UE需要传输的信息量维护BS和RS之间的数据传输,并进行动态调整。
数据传输单元,用于在接收到需要发送到中继站的所属用户终端数据后,对于优先级超过设定高门限的数据,采用反馈重传机制直接传送到基站;对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时采用反馈重传机制直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断。
所述RS-调度单元205和BS-调度单元105之间独立工作,通过相互之间的能力协商可以确定所需要调度的资源。
上面所述系统中,在RS20和其所属UE之间需要传递两类信息,即RS公共控制部分以及上下行共享数据信道和UE专用控制信息。所述RS公共控制信息包括下行同步和广播以及上行随机接入;所述UE专用控制信息包括功率控制信息、信道质量指示CQI(Channel quality indicator)等。
所述基站BS和中继站RS之间有两类信息,即数据传输部分和控制部分,所述数据传输部分主要依据BS与RS之间双向链路的信道质量以及所述RS所覆盖UE需要传输信息量决定,可以动态调整;控制部分主要传输BS与RS之间交互信息如带宽协商信息,以及通过本RS透明传递到其它BS的控制信息如从RS切换到另外一个BS的信息。
本发明中实现中继站异步自治的方法,首先对异步自治中继站系统中的无线中继站进行启动和配置。其中根据链路质量参数将链路质量分为三类,第三类表示链路质量很好,第二类表示链路质量较好,第一类表示链路质量很差。中继站启动和配置过程如图4所示,包括如下步骤:
步骤S400:中继站完成初始上电工作;
步骤S401:中继站搜索最佳的BS并进行上下行同步工作,如搜索到BS,则转到步骤S402;如无法搜索到BS则给出无法搜索BS指示并回到步骤S401;
步骤S402:中继站注册到最佳BS,如注册成功,则转到步骤S403;若无法注册成功则给出无法注册指示并回到步骤S401;
步骤S403:根据所述注册到的BS和所述RS之间链路质量所属类别来判决转移到步骤S404、S405和S406中的一个步骤。对于BS和RS之间链路质量很差的情况,即属于第一类时,转移到步骤S404;对于BS和RS之间链路质量很好的情况,即属于第三类时,转移到步骤S405;对于BS和RS之间链路质量比较好的情况,即属于第二类时,转移到步骤S406;
步骤S404:指示链路质量很差,不做任何配置,转步骤407;
步骤S405:按照覆盖扩展形模式配置中继站,包括但不限于公共控制信道、发射功率、切换门限以及不采用BS和RS之间天线协同模式等,转步骤407;
步骤S406:按照容量调配形模式配置中继站,包括但不限于公共控制信道、发射功率、切换门限以及BS和RS之间采用天线协同模式等,转步骤407;
步骤S407:启动过程结束。
基于上述配置后的自治中继站,BS到RS以及RS到UE过程中,BS侧异步中继数据处理过程,如图5所示,包括如下步骤:
步骤S500:BS开始工作;
步骤S501:BS接收到需要发送到RS所属UE的数据,接入步骤S502;
步骤S502:调度BS依据所述UE数据的优先级以及链路状况决定是否进行传送。对于优先级比较高(如大于一设定的高优先级门限)的数据,以及优先级比较低(如小于一设定的低优先级门限,两个门限可以相同)的数据而链路富余如有空闲链路,直接到步骤S503进行传送;对于优先级比较低的数据而如果BS和RS之间链路容量比较紧张如无空闲链路,定时时间又未到,则不进行传送,缓存数据并进行定时时间累加并重新继续步骤S502;此步骤中,设计时避免定时时间到。
步骤S503:所述UE数据从BS到RS通过反馈重传机制进行可靠传送;传送成功,则向下执行步骤S504;否则,转到步骤S501;
步骤S504:RS一旦可靠接收到来自BS的UE数据,则通过调度RS安排资源可靠传送到UE。
本实施例中UE到RS、以及RS到BS过程中,RS侧异步中继数据处理过程,如图6所示,包括如下步骤:
步骤S600:配置有自治中继站的异步自治中继系统开始工作;
步骤S601:RS可靠接收到RS所属UE数据,然后进入步骤S602;
步骤S602:调度RS依据UE数据优先级以及链路状况决定是否进行传送。对于优先级比较高(如大于一设定的高优先级门限)的数据,以及优先级比较低(如小于一设定的低优先级门限)的数据而链路富余如有空闲链路,直接到步骤S603进行传送;对于优先级比较低的数据而如果BS和RS之间链路容量比较紧张如无空闲链路,定时时间又未到,则不进行传送,缓存数据并进行定时时间累加并重新继续步骤S602;
步骤S603:数据从RS到BS通过反馈重传机制进行可靠传输。
本发明的异步自治中继站实现方法,由于基站和中继站与中继站和终端之间的通信链路不同步建立,基站和中继站调度器相对独立,减少了基站和中继站调度器之间的紧密耦合和由此导致的大量的信令交互;中继站实现了反馈重传,避免了大量的数据时延。
虽然本发明以前述的较佳实施例进行了公开,但并非用以限定本发明,任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,所作的修改均包含在本申请的范围内。
Claims (12)
1、一种实现中继站异步自治方法,包括如下步骤:
步骤A:中继站开始工作时,先配置所述中继站为异步自治中继站;
步骤B:所述中继站在基站、用户设备之间进行异步中继处理。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,
步骤B中,所述中继站和基站之间以及所述中继站和用户终端之间的上行和下行链路的建立是异步的。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述配置中继站为异步自治中继站的过程包括如下步骤:
A1,所述中继站根据链路质量参数将链路质量分为三类,第三类好于第二类,第二类好于第一类;
A2,所述中继站上电工作后,搜索最佳基站并完成同步,然后注册到所述最佳基站;
A3,所述中继站根据与所注册到基站之间的链路质量所属的类别进行判决:如属于第一类,不做任何配置,结束;如属于第二类,按照覆盖扩展形模式配置中继站,结束;如属于第三类,按照容量调配形模式配置中继站,结束。
4、如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤A3中:
按照覆盖扩展形模式配置中继站时,包括配置公共控制信道、发射功率、切换门限以及不采用基站和中继站之间天线协同模式;
按照容量调配形模式配置中继站时,包括配置公共控制信道、发射功率、切换门限以及基站和中继站之间采用天线协同模式。
5、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述异步自治中继站侧的异步中继数据处理包括如下步骤:
所述中继站接收到中继站所属用户终端的数据后,依据所述数据的优先级以及链路状况决定是否进行传送:
对于优先级超过设定高优先级门限的数据,直接传送到基站;
对于优先级低于设定低优先级门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断;
所述中继站将数据传送到基站时采用反馈重传机制。
6、如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基站与异步自治中继站进行交互时进行异步中继数据处理的步骤,包括如下步骤:
所述基站接收到需要发送到中继站的所属用户终端数据后,依据所述数据的优先级以及链路状况决定是否进行传送:
对于优先级超过设定高门限的数据,直接传送到基站;
对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断;
所述从基站将数据传送到中继站时采用反馈重传机制,中继站成功接收到来自基站的用户终端数据后,通过中继站调度安排资源传送到用户终端。
7、一种实现中继站异步自治的系统,包括有基站、无线中继站和用户设备,其特征在于,
无线中继站包括工作时相对独立的第一控制单元和第二控制单元,工作时相对独立的第一数据传输单元和第二数据传输单元,以及一调度单元,其中:
所述第一控制单元用于与基站配合,完成无线中继站和基站之间的信令交互,包括与基站进行能力协商确定所述调度单元所需要调度的资源;
所述第一数据传输单元用于与基站配合建立双向链路,完成无线中继站和基站之间的数据传输;
所述第二控制单元,用于向所述用户设备传输公共控制信息;
所述第二数据传输单元,用于与所述用户设备配合建立上下行信道,完成无线中继站和用户设备之间的专用控制信息和用户数据的传输;
所述调度单元,用于根据无线中继站和用户设备之间的信道信息维护无线中继站和用户设备间的所述专用控制信息和用户数据的传输。
8、如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述第二数据传输单元是在上下行共享数据信道上进行所述专用控制信息和用户数据的传输,传输时采用反馈重传机制。
9、如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述第二数据传输单元在收到中继站所属用户终端的数据后,对于优先级超过设定高门限的数据,直接传送到基站;对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断。
10、如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述中继站还包括一初始化单元,该单元包括:
链路质量配置子单元,用于根据链路质量参数将链路质量分为三类,第三类好于第二类,第二类好于第一类;
搜索注册子单元,用于在上电工作后,搜索最佳基站并完成同步,然后注册到所述最佳基站;
模式配置子单元,用于根据与所注册到基站之间的链路质量所属的类别进行判决:如属于第一类,不做任何配置;如属于第二类,按照覆盖扩展形模式配置中继站;如属于第三类,按照容量调配形模式配置中继站。
11、如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述基站中包括一调度单元,用于依据基站和无线中继站之间的双向链路的信道质量以及无线中继站所覆盖用户设备需要传输的信息量维护基站和无线中继站之间的数据传输,并进行动态调整。
12、如权利要求11所述的系统,其特征在于:
所述基站还包括一数据传输单元,该单元接收到需要发送到中继站的所属用户终端数据后,对于优先级超过设定高门限的数据,采用反馈重传机制直接传送到基站;对于优先级低于设定低门限的数据,在基站和中继站之间有空闲链路时采用反馈重传机制直接传送到基站,如基站和中继站之间无空闲链路且定时时间未到,则先缓存数据并进行定时时间累加,再重新进行上述判断。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121219 Termination date: 20160913 |
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