CN101483886A - 多跳中继网络中的中继站广播消息传输方法 - Google Patents

多跳中继网络中的中继站广播消息传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多跳中继网络中的中继站广播消息传输方法，可以减少系统开销和时延。所述方法适用于非透明集中式调度的多跳中继网络，包括：基站将待广播的消息发送给中继站，中继站收到后向基站返回确认头，基站在收到确认头后周期性地向中继站发送指示下行链路带宽分配的消息，用于指示基站主动为中继站分配的下行链路带宽，所述中继站可在该下行链路带宽中向终端或者下层中继站发送广播消息。采用本发明的所述方法，可以减小中继站发送DCD/UCD等管理消息带来的开销，并能确保用于发送该管理消息的带宽能够及时分配，减小了时延。

Description

多跳中继网络中的中继站广播消息传输方法
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种非透明集中式调度多跳中继网络中中继站广播消息传输方法。
背景技术
如图1所示，在多跳中继系统中，一个或数个中继站(Relay Station，简称RS)被设置在支持多跳中继的基站(Multi-hop Relay Base Station，简称MR-BS)和移动终端(Mobile Stations，简称MS)之间，通过中继站对基站和终端信号的中继传输来达到覆盖范围的扩展以及系统容量的增加。为了满足不同应用场景的需要，中继站可以设置为固定中继站或者移动中继站。根据是否产生并发送前缀和控制消息，中继站可以被区分成透明中继站和非透明中继站。后文中将支持多跳中继的基站简称为基站。
在多跳中继网络中，从终端经过中继站、最后到基站的传输链路由接入链路和中继链路构成。其中，接入链路为起始或结束于终端的通信链路，可以是终端和直接与之连接的基站之间的链路，也可以是终端和与之连接的中继站之间的链路。中继链路为基站和与之连接的中继站之间的链路或者两个中继站之间的通信链路。与终端直接相连的中继站称为接入中继站。
在集中式调度中，基站统一为多跳中继小区的接入链路和中继链路分配资源并产生相应的MAP，或者由中继站根据基站的指示信息产生自己的MAP。分布式调度中，基站和中继站分别决定子中继站或终端的资源分配并产生相应的MAP。本发明适用于非透明集中式调度的多跳中继网络。
在非透明中继站情况下，基站和中继站的帧结构中分别包含一个上行子帧和一个下行子帧，而每个上行子帧和每个下行子帧又分别由一个接入区域和一个中继区域构成。其中，接入区域用于接入链路的传输，中继区域用于中继链路的传输。中继MAP是指由基站或者中继站在中继区域发送的MAP消息。
在非透明集中式调度的多跳中继网络中，中继站广播发送的DCD(下行信道描述)/UCD(上行信道描述)广播消息由基站产生。基站将产生的中继站广播消息在中继站的首要管理CID或者多播管理CID上发送给中继站，中继站接收之后，读取MAC头中的信息，意识到该消息是要转发给下层站点的DCD/UCD消息，然后回复一个确认头表示自己已经接收到该消息。每个消息应对应一个确认头。基站如果在定时器过期时还没有收到确认，应重新发送管理消息。在每次周期性地向下层站点发送该消息之前，中继站发送一个带宽申请头向基站申请下行带宽，基站通过一个MAP IE为其分配合适的带宽，然后中继站在该带宽上使用可分段的广播CID将DCD/UCD转发下去。
现有技术方案有两大缺点，一是由每次发送的带宽申请头带来的开销过大，二是基站在收到带宽申请之后，并不能保证立即有下行带宽可以分配给该中继站，即产生较大的时延。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多跳中继网络中的中继站广播消息传输方法，能够减少系统开销和时延。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多跳中继网络中的中继站广播消息传输方法，适用于非透明集中式调度的多跳中继网络，包括：
基站将待广播的消息发送给中继站，中继站收到后向基站返回确认头，基站在收到确认头后周期性地向中继站发送指示下行链路带宽分配的消息，用于指示基站主动为中继站分配的下行链路带宽，所述中继站可在该下行链路带宽中向终端或者下层中继站发送广播消息。
进一步地，基站在收到确认头后，按照中继站发送广播消息的周期发送间隔为中继站分配下行链路带宽，所述中继站广播消息的周期发送间隔在中继站初始设置时定义或在基本能力交互时告知基站。
进一步地，中继站向基站返回确认头中携带有消息类型和配置变化计数值，如果基站发现中继站的广播消息发生改变，或者基站在预定时间内仍未收到确认头，则重新向中继站发送广播消息。
进一步地，在所述指示下行链路带宽分配的消息中增加一种类型指示，用于表示该消息指示了基站主动为中继站分配的下行链路带宽。
进一步地，所述指示下行链路带宽分配的消息中还包括发送消息类型，用于指示中继站在相应下行带宽中发送的广播消息的类型。
进一步地，所述指示下行链路带宽分配的消息中包括以下字段中的一个或全部：
DL-MAP IE索引号，用于指示中继站向终端发送的广播消息所在的突发的位置；
R-DL-MAP IE索引号，用于指示中继站向下层中继站发送的广播消息所在的突发的位置。
进一步地，当DL-MAP IE索引号为k时，中继站在接收到该指示下行链路带宽分配的消息之后，在下一个可用帧中在由DL-MAP消息中的第k个DL-MAP IE消息指示的突发中发送消息，所述下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义。
进一步地，当R-DL-MAP IE索引号为k时，中继站在接收到该指示下行链路带宽分配的消息之后，在下一个可用帧中在由R-DL-MAP消息中的第k个R-DL-MAP IE指示的突发中发送消息，所述下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义。
进一步地，所述指示下行链路带宽分配的消息为RS_BW_ALLOC_IE消息。
进一步地，所述广播消息为DCD消息或UCD消息或MOP_NBR-ADV消息。
采用本发明的所述方法，可以减小中继站发送DCD/UCD等管理消息带来的开销，并能确保用于发送该管理消息的带宽能够及时分配，减小了时延。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为无线多跳中继网络示意图；
图2为多跳中继网络中中继站DCD/UCD广播消息的传输流程图。
具体实施方式
由上所述，中继站收到DCD/UCD等管理消息之后，保存下来，周期地在下行链路上广播发送。为了节省开销，并确保带宽及时分配，本发明提出，中继站在下行链路上发送广播消息使用的带宽由基站主动分配，而不需要中继站在每次发送前都向基站申请。
中继站广播消息的周期发送间隔在中继站初始设置时定义或在基本能力交互时告诉基站。基站按照中继站广播消息的周期发送间隔主动为中继站周期分配下行链路带宽，由特定的MAP IE进行指示，MAP IE通过某些字段指示分配的该资源块对应的消息类型。
如果中继站的广播DCD/UCD消息发生改变，基站改变其中的“配置变化计数”字段并重新发送给中继站，中继站接收新的DCD/UCD消息并保存，然后重新执行上述发送过程。
下面参考附图，以IEEE802.16j定义的多跳中继网络为例，进行说明。
在多跳中继网络中，基站和终端之间的信号传递经由一跳或多跳中继完成。如图1所示，基站BS与移动终端MS7之间的传输路径上有1个中继站RS3，基站BS与移动终端MS5之间的传输路径上有2个中继站RS1和RS2。
在集中式调度模式下，多跳中继网络中中继站DCD/UCD广播消息的传输过程如图2所示，包括以下步骤：
步骤210，由基站产生中继站在下行链路使用的DCD/UCD消息，并在中继区域中使用中继MAP指示的资源块发送给中继站；
步骤220，中继站收到之后，反馈一个确认头表示自己收到该DCD/UCD消息，确认头中包含DCD/UCD消息类型，并以DCD/UCD中“配置变化计数”字段低8位作为交互ID；
在另一实施例中，在步骤210中，基站发送DCD/UCD消息后设置一定时器，如果基站在定时器过期时还没有收到确认头，应重新发送DCD/UCD消息。
步骤230，基站收到中继站发来的确认之后，周期性地通过中继MAP中的RS_BW-ALLOC_IE消息指示中继站在下行链路中发送DCD/UCD所使用的资源块。
如果DCD/UCD消息中的“配置变化计数”字段不变，基站就按照中继站发送DCD/UCD消息的时间间隔周期地给中继站主动分配下行链路带宽，中继站使用该带宽广播发送自己所存储的DCD/UCD消息。如果DCD/UCD消息中的“配置变化计数”字段发生了变化，那么基站重新生成DCD/UCD消息，向中继站发送(重新执行步骤210)。
为了适应本实施例中继站DCD/UCD广播消息传输方法，对RS_BW_ALLOC_IE所作的修改见表3。RS_BW_ALLOC_IE()是R-linkSpecific IE()的一种，处于RS_RLY_MAP消息中。在IEEE802.16j_D2协议中定义的RS_BW_ALLOC_IE仅用来为中继站在下行接入链路分配带宽。在本文中，为该IE增加了新的字段，从而使基站为中继站在下行链路的接入链路和中继链路分配带宽，来传输中继站广播消息，并设置基站周期性地下发该RS_BW_ALLOC_IE，使中继站不必再发送带宽申请。
表3　对IEEE802.16j_D2版本中RS_BW_ALLOC_IE进行的修改
 
名字 长度 描述
RS＿BW-ALLOC_IE{
类型 5比特 RS_BW-ALLOC_IE＝0x01
长度 4比特 可变
RCID_IE() 4，8，12，16比特 中继站在RCID_ID中的基本CID
类型 2比特 0b00：中继站带宽申请头的响应
 
0b01：中继站本地广播RNG-RSP0b10：基站主动为中继站分配下行链路带宽0b11：预留
如果(类型＝＝0x00){
TID 4比特 交互ID
   }如果(类型＝＝0x01){
帧号 4比特 相对帧号的低4位
被拒绝的终端数 4比特 被拒绝的终端个数(例如：状态为“中止”的RNG-RSP消息)
INC_RNG_SUC 1比特 是否包含为状态“成功”的RNG-RSP消息分配的带宽(0b0：否；0b1：是)
INC_DFO 1比特 -
    }
DL-MAP IE索引号 8比特 中继站在接收到这个IE之后，应在下一个可用帧中在由DL-MAP消息中的第k个DL-MAPIE消息指示的突发中发送消息，k即为DL-MAP IE索引号。
如果(类型＝＝0b10){
发送消息类型 3比特 0b000：DCD0b001：UCD0b010：MOB_NBR-ADV0b011-0b111：预留
DL-MAP IE索引号k 8比特 中继站在接收到这个IE之后，应在下一个可用帧中在由DL-MAP消息中的第k个DL-MAPIE消息指示的突发中发送消息。下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义。
R-DL-MAP IE索引号k 8比特 中继站在接收到这个IE之后，应在下一个可用帧中在由R-DL-MAP消息中的第k个R-DL-MAP IE指示的突发中发送消息。下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义。
      }
在RS_BW_ALLOC_IE中，新增加了一种消息类型(见表中的0b10)，如果消息类型为0b10，说明该IE是用于基站主动周期地为中继站下行链路分配带宽的情况。
当消息类型为0b10时，RS_BW_ALLOC_IE中还携带有以下信息：发送消息类型、DL-MAP IE索引号和R-DL-MAP IE索引号，其中：
“发送消息类型”字段是用来告诉中继站将在所分配的该资源块中广播发送的消息类型，可以是DCD消息或是UCD消息，或者是MOB_NBR-ADV消息，等等；
“DL-MAP IE索引号”字段指示了为中继站的下行接入链路分配带宽的DL-MAP IE；中继站在接收到这个字段之后，应在下一个可用帧中在由DL-MAP消息中的第k个DL-MAP IE消息指示的突发中向终端发送消息，所述下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义；
“R-DL-MAP IE索引号”字段指示了为中继站的下行中继链路分配带宽的R-DL-MAP IE；中继站在接收到这个字段之后，应在下一个可用帧中在由R-DL-MAP消息中的第k个R-DL-MAP IE指示的突发中向中继站发送消息，所述下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
例如，除RS_BW_ALLOC_IE消息外，也可以对其他消息进行类似修改，将其作为指示下行链路带宽分配的消息。
例如，文中所述的广播消息不限于DCD/UCD消息和MOB_NBR-ADV消息，还可以是其他广播消息。

Claims (10)

1、一种多跳中继网络中的中继站广播消息传输方法，适用于非透明集中式调度的多跳中继网络，其特征在于，
基站将待广播的消息发送给中继站，中继站收到后向基站返回确认头，基站在收到确认头后周期性地向中继站发送指示下行链路带宽分配的消息，用于指示基站主动为中继站分配的下行链路带宽，所述中继站可在该下行链路带宽中向终端或者下层中继站发送广播消息。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
基站在收到确认头后，按照中继站发送广播消息的周期发送间隔为中继站分配下行链路带宽，所述中继站广播消息的周期发送间隔在中继站初始设置时定义或在基本能力交互时告知基站。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
中继站向基站返回确认头中携带有消息类型和配置变化计数值，如果基站发现中继站的广播消息发生改变，或者基站在预定时间内仍未收到确认头，则重新向中继站发送广播消息。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述指示下行链路带宽分配的消息中增加一种类型指示，用于表示该消息指示了基站主动为中继站分配的下行链路带宽。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述指示下行链路带宽分配的消息中还包括发送消息类型，用于指示中继站在相应下行带宽中发送的广播消息的类型。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述指示下行链路带宽分配的消息中包括以下字段中的一个或全部：
DL-MAP IE索引号，用于指示中继站向终端发送的广播消息所在的突发的位置；
R-DL-MAP IE索引号，用于指示中继站向下层中继站发送的广播消息所在的突发的位置。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，
当DL-MAP IE索引号为k时，中继站在接收到该指示下行链路带宽分配的消息之后，在下一个可用帧中在由DL-MAP消息中的第k个DL-MAP IE消息指示的突发中发送消息，所述下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义。
8、如权利要求6所述的方法，其特征在于，
当R-DL-MAP IE索引号为k时，中继站在接收到该指示下行链路带宽分配的消息之后，在下一个可用帧中在由R-DL-MAP消息中的第k个R-DL-MAP IE指示的突发中发送消息，所述下一个可用帧的帧号在RS_RLY_MAP消息中定义。
9、如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其特征在于，
所述指示下行链路带宽分配的消息为RS_BW_ALLOC_IE消息。
10、如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其特征在于，
所述广播消息为DCD消息或UCD消息或MOP_NBR-ADV消息。
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