CN101547452B

CN101547452B - 无线通信系统

Info

Publication number: CN101547452B
Application number: CN2009101339591A
Authority: CN
Inventors: 鲁艳玲
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: KR20090103799A; US8335178B2; JP2009239912A; KR101049590B1; CN101547452A; JP5257195B2; EP2106074A1; DE602008002707D1; EP2106074B1; US20090245164A1

Abstract

一种无线通信系统，其包括与中继站无线通信的至少一个用户终端，中继站与该系统中的至少一个上级站如基站通信，使得用户终端可与接入中继站进行单跳通信或与接入中继站的上级站进行多跳通信。该系统定义了至少一个特定信号以在针对多跳和/或单跳通信的带宽请求中使用，并且例如在通过中继站进行的网络进入过程期间向用户终端预先通知特定信号。该特定信号可以是为单跳或多跳预留的独特CID或特定CDMA码。于是，用户终端当需要带宽时向中继站发出带宽请求并通过包括或不包括特定信号来指示单跳或多跳通信。中继站根据特定信号存在与否来决定是否向上级站发出自己的带宽请求。通过避免上级站处不必要的带宽分配而减少了带宽请求的等待时间。

Description

无线通信系统

技术领域

当前，对于在基于包的无线通信系统中使用多跳技术存在着相当大的兴趣，其中期待这样的技术实现覆盖范围的扩展和/或系统容量(吞吐量)的增大。这里，单“跳”表示无线通信系统中的两个节点如基站(BS)和移动站(MS)之间的直接链路，而“多跳”涉及到使用添加至基站和移动站这一传统无线通信系统配置的中继站(RS)。本发明涉及在多跳系统中分配带宽。

背景技术

在多跳通信系统中，沿着从源设备经由一个或多个中间设备或节点到目的地设备的通信路径或链路传输通信信号。图1示出了单小区双跳无线通信系统，包括基站BS 10、中继站RS 30以及也称作用户设备(UE)的移动站MS 20。这样的在多跳布置中采用移动站以及中继站(固定或移动)的系统称作移动多跳中继(MR)系统。通过在通信链中包括RS 30，BS 10可为在其正常范围之外的MS服务(例如，当该MS位于BS 10的信号不足够地到达的室内时)。为简单起见，图1a仅示出了下行链路，也就是从BS 10经由RS 30到MS 20的通信信道。然而，在实践中，通常还存在上行链路(从MS回到BS的信道)，不过其不必定途经同一RS 30。在一些无线通信系统中，特别是使用WiMAX技术(IEEE 802.16及其变种)的无线通信系统中，终止于MS的RS-MS等链路称作接入链路，在这种情形下，RS也称作接入RS。同时，BS和RS之间的链路BS-RS称作中继链路。

在从BS 10到MS 20的通信链中可以包含一个以上的RS 30，在这种情形下，在链中的每两个RS之间限定了中继链路RS-RS。而且，可以例如从不同中继站到同一MS 20同时建立一个以上的接入链路(这称作协作中继)。对于用户数据(对用户有用的数据，如语音呼叫或视频流)和控制信息(用于系统中的内务处理和信令目的)可存在不同的通信路径。

当然，在实践中，将多个BS、RS和MS相组合以构成更大的系统，并且随着用户需求和地点的改变(因此MS相对于其它节点的位置也改变)，不断地形成和重新形成系统中的节点(无线收发机单元)之间的通信链路。通常，每个RS(接入RS)30与多个MS关联(或“附接”)。除了经由下行链路和上行链路的数据传输以外，还在系统的节点之间交换各种控制信号。BS除了能够以无线方式进行通信以外，还通常经由有线骨干网相互通信。

在图1a中，假设RS 30是固定的(例如安装在办公楼内时就是如此)，而图1b示出了图1a机制的变种，其中RS自身是移动的(例如安装在车辆中)。在这种情形下，RS称作移动中继站MRS 300。例如安装在公共汽车中的MRS 300可为与该MRS一起移动的多个MS 20服务。BS可被重新标记为MR-BS 100以表明它具有支持中继站的能力。在本说明书的余下部分，术语BS与MR-BS是同义词。而且，在适当时，术语RS包括了MRS；例如，RS-RS链路在任一端或两端可由MRS构成。移动多跳中继可概括为如下概念：通过一个或多个RS对MS和MR-BS之间的用户数据进行中继，并且可能对MR-BS和MS或RS之间的控制信息进行中继。可能可以在MR-BS 100和MS 20之间建立多个通信路径(可能包括不含RS如MRS 300的直接路径)，并通过该多个路径传达同一用户数据和/或控制信息以改善性能。

多跳系统中的另一问题是每个MS是否都是“中继知晓”的，也就是说，MS是否知道它正与RS通信而不是直接与BS通信。显然，“中继知晓”系统对移动站有更高要求，而且与传统硬件兼容的可能性更小。当前正在开发的802.16标准的变种包括802.16j和802.16m。在802.16j中，MS不是“中继知晓”的，即，它们不知晓网络中存在中继站。相比之下，在802.16m中，采用知道何时自己正与RS通信并且能够相应地调整自己的行为的MS。将要说明的本发明可最直接地应用于这样的“中继知晓”系统。由于802.16m预期使用许多与802.16j相同的原理和技术，所以在以下说明中将参照已经针对802.16j提出的各种特征。

在任何基于IEEE 802.16的系统中，以帧为单位传输数据，其中帧被分成可为同时(FDD)或连续(TDD或H-FDD)的下行链路(DL)子帧和上行链路(UL)子帧。每个DL子帧可始于前导码，前导码之后是帧控制头(FCH)、以及指示后一帧结构的DL-MAP和UL-MAP。此外，周期性地发送下行链路信道描述符DCD和上行链路信道描述符UCD来指示所采用的突发轮廓(调制和纠错机制)。

图2示出了中继站的多个应用。对于固定基础设施而言，中继站所提供的覆盖可以“填补”，以允许移动站接入通信网络，否则移动站可能处在其它物体的阴影下，或者尽管处在基站的正常范围内却不能接收到来自基站的足够强度的信号。这在图2a和2b的上半部分示出。还示出了“范围扩展”，其中中继站当移动站处在基站的正常数据传输范围之外时允许接入。图2b的上半部分所示的填补的一个例子是：放置游动中继站，以允许覆盖穿入可高于地面、处于地面或低于地面的建筑物内部。相反，可在上行链路上使用中继站，以允许来自MS的低功率发送被拾起并被传递给BS。这样，由BS提供服务的小区的大小有效地增大。BS及其所有关联的中继站的覆盖区域称作MR小区。

其它应用是为了临时覆盖而实施的、在事件或紧急情况/灾难期间提供接入的游动中继站，如图2a所示。通常认为这种游动RS为了控制目的而是固定的，因为其在短时间内不移动。

图2b的下半部分所示的最后一个应用使用放置在车辆上的MRS来提供对网络的接入。为在移动车辆如公共汽车或火车上一起行进的MS设备提供覆盖。MRS安装在车辆上，并且经由移动中继链路连接至MR-BS或另一RS。MRS提供去往乘坐在该平台上的MS/SS设备的接入链路。这是填补的另一实例，因为即使车辆处在MR-BS或RS的覆盖范围内，在车辆中每个MS也可能不能接收到足够的信号强度。MRS能够从MR-BS/RS接收信号，同时可与车辆中的移动站通信。

随着这种网络中用户需求的改变，例如随着他们请求新的或额外的服务，正被接收和发送的数据的量并因此它们的带宽(BW)需求也改变。在图1/图2类型的系统中，带宽请求可首先从MS指向RS，并从RS指向MR-BS。这里，通常请求的是上行链路带宽，因为MR-BS(或可能是RS)考虑到当前提供给用户的服务来自身确定下行链路上带宽的分配。

为了简化带宽请求的讨论，考虑系统中的“下级”或“上级”站或节点可能是有用的。这里，术语“上级”是指任何“较高”或“上游”节点(其中“下游”通常被认为是导向MS的方向)。相反，“下级”是指“较低”节点，即，另一节点“下游”的节点。MS或RS被称作MR-BS的下级站，MR-BS也称作MS或RS的上级站。RS又是相对于MS的上级站。在二跳以上的链路中，一个RS是另一RS的上级节点。

在无线中继系统中，下级站(MS或RS)有几种方式从上级站(RS或MR-BS)获得带宽，这些方式可概括如下：

专用带宽：在下级站在网络进入过程开始时附接至网络之后，系统将为下级站自动分配专用带宽。在这一阶段，没有明确的带宽请求。当需要调整专用带宽时，存在两种触发带宽重新分配的机制。其中一种涉及MR-BS(或RS)监视来自其下级站的其它相关消息，另一种是使MS(或RS)通过发送带宽请求头(见下面)明确地请求带宽。就前一种的可能性而言，系统(更具体而言是上级MR-BS)从相关消息中提取有用的信息，并相应地重新分配当前的专用带宽。

带宽请求头：凭借下游节点(例如MS)所发出的这一长度为48比特的头，上级站可以知道下游节点所请求的带宽的量，因为该头中有明确的带宽数(递增的或合计的)。在某些情形下，分配时段(分配的有效期)也被包括在内。此外，上级站可通过包含在带宽请求头中的连接ID(CID)来标识为其请求带宽的连接(并因此标识下游节点)。

带宽请求消息：通常，该消息的长度不是固定的。在不同情形下，该消息可承载不同的信息。系统需要监视它并标识所请求的带宽。

CDMA带宽请求：下级节点需要从特殊CDMA测距码子集中选择一个CDMA测距码，并将该码置于上行链路帧中的特殊区中进行发送。当上级节点正确地接收到该码时，其应当分配足以提供请求机会的、固定的少量带宽，从而允许下级节点发送带宽请求头(见上面)。下级节点还可依据其决定在该带宽上发送其它消息/头或数据。

BW请求过程的细节取决于MS是否是中继知晓的。目前，我们考虑其中移动站并非中继知晓的802.16j系统。

在IEEE 802.16j系统中，存在两种调度模式：

分布式调度模式：可应用于多跳中继的工作模式，其中MR小区(有或没有来自MR-BS的信息)中的每个RS和MR-BS为去往/来自它们的下级MS的接入链路和/或去往/来自它们的下级RS的中继链路确定带宽分配并生成对应的MAP。

集中式调度模式：可应用于多跳中继的工作模式，其中MR-BS无需小区中每个RS的主动参与而确定带宽分配，并为MR小区中的所有接入和中继链路生成对应的MAP(或支配RS所使用的信息来生成它们的MAP)。

中继站依据它们能否传输DL帧起始前导码、FCH、MAP消息和信道描述符(DCD/UCD)消息可分类为透明的或不透明的。不透明RS可传输这一信息，而透明RS则不行。因此，不透明RS可在集中式调度模式和分布式调度模式下工作，而透明RS仅可在集中式调度模式下工作。

在分布式调度模式下，在中继链路上，基于竞争的CDMA带宽请求过程及其关联的测距码可与在接入链路上使用的带宽请求过程及其关联的测距码相同。可替选地，可在中继链路上的分布式调度中引入调制，以加速IEEE 802.16j系统中的带宽请求/分配过程。MR-BS可以为其MR小区中的每个RS分派唯一的RS CDMA测距码，以便向上级站请求带宽。RS可通过当从下游站接收到一个带宽请求CDMA测距码时立即发送它而不是等待实际的用户数据包到达，来减少中继流量的等待时间(见图3)。

在IEEE 802.16j系统中以及两种不同的调度模式下，定义了两种不同的安全模式。集中式安全模式基于MR-BS和MS之间的密钥管理。分布式安全模式合并了MR-BS和接入RS之间的密钥管理与接入RS和MS之间的密钥管理。下级节点和上级节点之间的共享安全信息形成包括流量加密密钥(TEK)在内的“安全关联”(SA)。

有些消息仅可在接入上行链路上传输。例如，在IEEE 802.16j系统的分布式调度模式下，在接入RS和MS之间可能发生所谓SA-TEK三路握手过程。在这种情形下，如果有必要使MS通过发送CDMA测距码来请求带宽，则接收传统CDMA码的接入RS不能确定MS请求的带宽是用于多跳链路的还是用于单跳链路的。在这种情况下，接入RS可按以下几种方式之一来响应CDMA带宽请求：

(i)接入RS等待实际数据包从MS到达，然后决定向上级节点请求上行链路带宽；或者

(ii)在来自MS的实际数据包开始到达之前，接入RS向MR-BS发送带宽请求CDMA测距码(见上面的图3)。

然而，如果MS请求多跳链路带宽，则方法(i)将导致更长的等待时间。另一方面，如果MS请求单跳链路带宽，则方法(ii)将导致作出不必要的带宽请求，并导致接入RS的上行链路上的带宽分配的浪费(见图4)。因此，这两种方法皆不能同时满足等待时间和带宽利用效率的需求。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种在多跳无线网络中的带宽请求方法，该多跳无线网络包括与中继站无线通信的至少一个用户终端，该中继站与该网络中的其它节点通信，使得该用户终端可与该中继站进行单跳通信或者与所述其它节点之一进行多跳通信，该方法包括以下步骤：(a)为该用户终端分派特定信号以在与多跳和单跳通信二者中的至少一种相关的带宽请求中使用，并向该用户终端通知该特定信号；(b)该用户终端检测该网络中一个或多个中继站的存在以便确定其带宽请求是针对单跳还是多跳通信的、并向该中继站发送所述带宽请求，用户终端通过在所述带宽请求中包括或不包括所述特定信号，来指示单跳或多跳通信；并且(c)该中继站根据所述特定信号的存在或不存在来处理所述带宽请求。

亦优选地，步骤(c)包括：当所述特定信号的存在或不存在指示了多跳通信时，该中继站自身发送带宽请求以便从该中继站的上级站获得带宽。

作为又一优选特征，步骤(a)进一步包括：该上级站向该中继站通知该特定信号。

上述特定信号可以是对应于该用户终端的唯一信号。它可以是用于单跳带宽请求的第一唯一信号或用于多跳带宽请求的第二唯一信号。可替选地，该特定信号可包括可供多个用户终端共用的一组信号。

优选地，步骤(a)包括：在该用户终端的进入过程期间向该用户终端通知所述特定信号。在使用一组特定信号的情况下，步骤(a)可包括：向所有所述多个用户终端通知所述组信号。

这种通知可包括：该中继站向该用户终端通知该特定信号。另一方面，在系统进一步包括与该用户终端无线通信的基站的情形下，步骤(a)可包括：该基站向该用户终端通知该特定信号。

此外，步骤(b)可包括：该用户终端发送测距码，其中所述特定信号由该测距码自身构成。可替选地，步骤(b)可包括：该用户终端发送带宽请求头，其中该特定信号包含在该带宽请求头中。

作为后者的一个例子，该特定信号可包括包含在该带宽请求头中的连接标识符。因此，该用户终端可以为单跳和/或多跳通信分派不同的连接标识符。可替选地，可以有多个用户终端被共同分派至少两个子集的连接标识符，其中不同的子集为单跳或多跳通信预留。

在任何上述方法中，该用户终端优选为移动终端，且例如该网络是IEEE 802.16m网络。

根据本发明的第二方面，提供了一种无线通信系统，该无线通信系统包括与中继站无线通信的至少一个用户终端，该中继站与该系统中的至少一个上级站通信，使得该用户终端可与该中继站进行单跳通信或者在该上级站的监督下进行多跳通信，其中：该系统被布置成向该用户终端通知特定信号以用于将带宽请求标识为与多跳或单跳通信相关；该用户终端被布置成检测该网络中一个或多个中继站的存在以便确定要发出针对单跳还是多跳通信的带宽请求、并向该中继站发出所述带宽请求，用户终端被布置成通过在针对单跳或多跳通信的带宽请求中包括或不包括所述特定信号，来指示单跳或多跳通信；并且，该中继站被布置成依据所述特定信号的存在或不存在来决定是否向该上级站发出带宽请求。

在上述系统中，优选地，该上级站被布置成向该中继站通知所述特定信号。

该特定信号可包括用于单跳带宽请求的第一唯一信号和/或用于多跳带宽请求的第二唯一信号。该特定信号可包括可供多个所述用户终端共用的一组信号。

在本发明的一种实施中，该系统是基于IEEE 802.16的系统。在这种情形下，该特定信号可包括CDMA码。该特定信号还可包括包含在带宽请求头中的CID。

在上述系统中，优选地，该用户终端被配置成识别该中继站的存在，并使用该识别来确定该带宽请求应是针对单跳通信还是针对多跳通信的请求。

根据本发明的第三方面，提供了一种在多跳无线通信系统中使用的移动站，该移动站包括带宽请求装置，该带宽请求装置用于生成带宽请求以从该系统获得进行想要的通信所需的带宽并检测该网络中一个或多个中继站的存在以便确定要发出针对单跳还是多跳通信的带宽请求，其中该带宽请求装置被布置成在所述带宽请求中包括该想要的通信是单跳还是多跳通信的指示。

在该移动站中，优选地，该带宽请求装置被布置成通过指定为单跳或多跳通信预留的测距码来包括所述指示。更具体而言，该带宽请求装置可被布置成通过指定为单跳或多跳通信预留的连接标识符来包括所述指示。

优选地，该移动站被进一步布置成检测该系统中一个或多个中继站的存在，以便确定该想要的通信应是单跳通信还是多跳通信。

根据本发明的第四方面，提供了一种在无线通信系统中使用的中继站，该无线通信系统包括与该中继站无线通信的至少一个用户终端以及与该中继站通信的至少一个上级站，该中继站被配置成独立于该上级站而与该用户终端进行单跳通信或者与该上级站协同进行多跳通信；其中该中继站被布置成识别至少一个特定测距码以用于与多跳和单跳通信二者中的一种相关的、来自用户终端的带宽请求，并被布置成当用户终端的带宽请求指示所述多跳通信时发送用于从上级站获得带宽的带宽请求、而当用户终端的带宽请求指示所述单跳通信时不发送用于从上级站获得带宽的带宽请求。优选地，该中继站从该上级站如MR-BS接收该特定测距码的预先通知。该中继站或上级站可向该用户终端通知待使用的该特定测距码。

优选地，该中继站被进一步布置成从该上级站接收该特定测距码的预先通知。

此外，该中继站可被布置成在进行于该用户终端和该中继站之间的进入过程期间向该用户终端通知所述特定测距码。该中继站和用户终端之间的每个连接可被给予连接ID，且该中继站可被布置成为同一用户终端分派不同的连接ID以分别在单跳和多跳通信中使用。

由此，本发明的各方面提供了一种带宽请求方法、无线通信系统、移动站和中继站。其它方面提供了无线通信系统的基站和监督元件(如网关)。本发明还包含用于使无线通信系统的收发机单元充当本发明的移动站或中继站的计算机软件。

附图说明

下面通过例子、参照附图来说明本发明的各优选特征，在附图中：

图1a示出了具有中继站RS的二跳无线通信系统；

图1b示出了具有移动中继站MRS的二跳无线通信系统；

图2a和2b示出了中继站的应用；

图3示出了一种可能的减少中继流量的等待时间的技术；

图4示出了因使用图3的技术而导致的不必要的带宽请求/分配的问题；

图5是本发明的原理的概念流程图；

图6是用于接入链路的、体现了本发明的带宽请求/分配方法的流程图；

图7是使用CDMA码的、体现了本发明的方法的第一例子的流程图；以及

图8是使用带宽请求头的、体现了本发明的方法的第二例子的流程图。

具体实施方式

下面以WiMAX系统为例来说明本发明的一个实施例。已提出了或正在开发各种WiMAX标准。IEEE 802.16d主要是为固定的用户站(SS)而拟议的。IEEE 802.16e是允许移动站的标准，而IEEE 802.16j是当前正在开发的、该标准的进一步细化，其允许在802.16e型系统中包括中继站而不改变MS的规范。同时，IEEE 802.16m是进一步的变种，其中移动站的规范被尤其改变为使它们“中继知晓”，也就是说能够检测到它们正与RS通信而不是直接与BS通信。通过引用将IEEE标准802.16-2004“Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”和IEEE标准802.16e-2005“Amendment 2 and Corrigendum 1to IEEE Std802.16-2004”的全部内容合并于此。要说明的实施例与已提出的802.16m系统尤为相关，802.16m系统尽管就其技术特征而言尚未定案，但是将采用以上标准中阐述的许多相同的原理和技术。

总而言之，本发明提出了一种新的带宽请求方法，该方法可减少带宽请求的等待时间并且增强多跳中继启用网络中的中继链路(BS-RS)的带宽利用效率。在中继系统中，有些消息必须在接入上行链路(MS到RS)上传输，而其它消息则遍及多跳(接入上行链路(MS-RS)和中继上行链路(RS-BS))而传输。依据要传输的控制消息的类型，MS可选择适当的带宽请求信号来向接入RS请求带宽。同时，RS在接收到带宽请求信号时，可基于带宽请求信号的类型和/或内容来决定是否向其上级站请求带宽。效果是通过避免中继链路中的不必要的带宽分配而提高了中继链路利用效率。

如上所述，现已提出的BW请求过程中存在一个问题：从附接的MS接收BW请求的RS要么必须等待以确定是否需要向上游节点请求带宽从而增加等待时间，要么冒着浪费带宽的风险(在单跳情形下)不等待而作出这样的请求。随着期待地引入“中继知晓”系统如IEEE 802.16m，将合乎期望地提供一种在MS和其RS之间进行带宽请求的过程，其中该RS能够区分单跳和多跳情形。

为了解决上述问题，在中继系统中，本发明的各实施例为MS分配特定信号以仅用于单跳和/或多跳带宽请求。接入RS通常通过从其上级站如MR-BS接收预先通知来得知这样的特定信号。在接收到这样的信号时，接入RS可迅速地决定是否向上级节点请求带宽。该方法可通过以下两个阶段来实施：

a)系统配置：中继系统应为MS分配特定的带宽请求信号以便请求接入和/或多跳上行链路带宽。这通常将包括向MS和接入RS二者通知所分配的信号。

b)针对接入链路的带宽请求：当MS需要请求接入上行链路带宽时，其可向接入RS发送这样的信号。基于接收到的信号类型和/或内容，接入RS可决定是否需要向上级节点请求带宽。

新的带宽请求方法的详细过程可分成以下两个阶段(见图5)：

a)系统配置

b)在需要时，针对接入链路或多跳链路的带宽请求

例如如下那样实现这两个阶段。

阶段a)系统配置

步骤1：无线中继系统配置仅用于单跳和/或多跳带宽请求的至少一个特定的带宽请求信号。为了实现这一点，可为每个MS分派为单跳或多跳带宽请求预留的唯一信号，或者可为各MS一并分派分别用于单跳和多跳带宽请求的多个信号。可替选地，许多MS可共享用于单跳或多跳带宽请求的带宽请求信号子集。

步骤2：为特定MS分配用于单跳和/或多跳带宽请求的带宽请求信号。如果为每个MS分派用于单跳或多跳带宽的唯一带宽请求信号或者用于单跳和多跳带宽的信号，则该信号可在网络进入过程期间分派，尤其是在初始测距处理期间或者在MS需要使用该带宽请求信号之前的任何阶段分派。如果许多MS共享一个信号子集，则可在初始网络进入过程期间、或者在MS需要请求带宽之前的任何阶段向MS指示该子集。

在上面应注意到分派唯一信号(特定信号)不同于为单个MS分配该信号。分派唯一信号可在系统层、例如通过对系统中所有MR-BS进行控制的监督站(网关)来发生。分配特定信号可在接入网络层、比如在进行于MS和其接入RS之间的进入过程期间发生。可替选地，MR-BS可以能够直接向MS通知它被分配的信号，或者可按某种其它方式为它分配。

阶段b)针对接入或多跳链路的带宽请求(见图6)

步骤1：当MS向接入RS请求带宽时，其基于所请求的带宽类型(即，用于多跳路径或单跳路径的带宽)而发送不同的带宽请求信号以请求带宽。

步骤2：当接收到带宽请求信号时，接入RS为MS分配带宽(MS至RS的上行链路上)。同时，接入RS可基于带宽请求信号类型和/或内容来决定是否向上级节点请求带宽。

下面说明上述原理的两个例子或实施例。

例子一：

这里，带宽请求信号是CDMA码，即前面提到的已知类型的带宽请求中的一种。

阶段a)系统配置

步骤1：无线中继系统留出一些CDMA码仅用于单跳带宽请求。为了实现这一点，可为每个MS分派唯一的码，或者许多移动站可共享用于单跳带宽请求的CDMA码子集。

步骤2：为单个MS分配用于单跳带宽的CDMA码。如果为每个MS分派唯一CDMA码，则该码可在网络进入过程期间、尤其是在初始处理期间分派。如果许多MS共享一个码子集，则应在初始网络进入过程期间向MS指示该子集。在前一种情形下，至少接入RS应知道分派给其下级MS的CDMA码；在后一种情形下，所有MS和接入RS都应知道该分派。

阶段b)针对接入链路的带宽请求(见图7)

步骤1：当MS向接入RS请求带宽时，其基于所请求的带宽类型(即，多跳路径或单跳路径)而发送不同的CDMA码以请求带宽。

步骤2：当接收到CDMA码时，接入RS为MS分配带宽。同时，接入RS可基于CDMA码类型来决定是否向上级节点请求带宽。

步骤3：在多跳链路的情形下，当需要多跳链路带宽时，接入RS自身向上级节点(例如MR-BS)发出带宽请求。

例子二：

这里，带宽请求信号是带宽请求头。如上所述，这种类型的带宽请求在原理上同样是已知的。

阶段a)系统配置

步骤1：无线中继系统为排他地用于单跳链路而预留一些单个CID(连接ID)。

步骤2：系统(通常通过MR-BS)为MS分配单个CID。如果为每个MS分派唯一的单个CID，则该CID可在网络进入过程期间、尤其是在初始处理期间分派。如果许多MS共享单个CID子集，则应在初始网络进入过程期间向MS指示该子集。在前一种情形下，至少接入RS应知道分派给其下级MS的单个CID；在后一种情形下，所有MS和接入RS都应知道该分派。

阶段b)针对接入链路的带宽请求(见图8)

步骤1：当MS向接入RS请求带宽时，其基于所请求的带宽类型(即，多跳路径或单跳路径)而发送包含不同CID的带宽头以请求带宽。

步骤2：当接收到带宽请求头时，接入RS为MS分配带宽。同时，接入RS可基于包含在带宽头中的CID类型来决定是否向上级节点请求带宽。

步骤3：在多跳链路的情形下，当需要多跳链路带宽时，接入RS进一步请求带宽。

尽管以上说明作为例子而涉及了移动站，但也可以对一般用户设备(UE)(即使它们是固定的)采用本发明。

由此，本发明的实施例可提供一种无线通信系统，该系统包括与中继站(接入RS)无线通信的至少一个用户终端(MS)，中继站与该系统中的至少一个上级站如基站(MR-BS)通信，使得用户终端可与接入中继站进行单跳通信或与接入RS的上级站或BS进行多跳通信。该系统分派或预留了至少一个特定信号以在针对多跳和/或单跳通信的带宽请求中使用，并且优选地，中继站被布置成例如在网络进入过程期间向用户终端预先通知该信号。该特定信号可以是为单跳或多跳预留的独特CID或特定CDMA码(或一组码之一)。于是，用户终端当需要带宽时向中继站发出带宽请求并通过包括或不包括该特定信号来指示单跳或多跳通信。中继站根据该特定信号存在与否来决定是否向上级站发出自己的带宽请求。这样，通过避免上级站处不必要的带宽分配而减少了带宽请求的等待时间。也就是说，与不区分单跳与多跳带宽请求的情况相比，本发明可增强带宽利用效率。

以上说明涉及为单跳链路分派或预留至少一个特定码或信号。这在多跳链路比单跳链路更常见的系统中可能是最高效的技术。然而，如果需要，可替代地为多跳分派特定码/信号。在所述特定码/信号中仅区分单跳和多跳带宽请求中的一种类型就足够了，在这种情形下，另一种类型由带宽请求中不存在该特定码/信号来指示。可替选地，可为单跳和多跳二者提供不同的码/信号，以便通过带宽请求中一个或其它码/信号的存在来肯定地标识这两种类型。

所提出的发明适合于其中移动站知晓网络中存在中继站的系统。目前，在当前正在开发的标准中，这将包括IEEE 802.16m系统。

尽管以上说明阐述了体现本发明的过程或方法，但本领域的普通人员应明白：该过程是由包括移动站、中继站和基站在内的无线通信系统的元件执行的。本发明的各实施例可用硬件、或者以在一个或多个处理器上运行的软件模块或它们的组合来实施。即，在实践中可使用微处理器或数字信号处理器(DSP)来实现体现本发明的中继站的某些或全部功能。本发明还可体现为用于执行此处说明的任何方法的部分或全部的一个或多个装置或设备程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的体现本发明的程序可存储在计算机可读介质上，或者可例如呈一个或多个信号的形式。这样的信号可以是可从因特网网址下载的、或设在载波信号上的、或呈任何其它形式的数据信号。本领域的普通人员应明白：在某些情况下，当至少一些可用MS/UE具有对去往和来自其它MS/UE的数据进行中继的能力时，无线通信系统的移动中继站可由系统的MS/UE构成。因此，亦可使用体现本发明的程序将上述RS的功能添加至具有适当硬件的移动站或其它用户设备。

Claims

1.一种在多跳无线网络中的带宽请求方法，所述多跳无线网络包括与中继站无线通信的至少一个用户终端，所述中继站与所述网络中的其它节点通信，使得所述用户终端可与所述中继站进行单跳通信或者与所述其它节点之一进行多跳通信，所述方法包括以下步骤：

(a)分派特定信号以在与多跳和单跳通信二者中的至少一种相关的带宽请求中使用，并向所述用户终端通知所述特定信号；

(b)所述用户终端检测所述网络中一个或多个中继站的存在以便确定其带宽请求是针对单跳还是多跳通信的、并向所述中继站发送所述带宽请求，所述用户终端通过在所述带宽请求中包括或不包括所述特定信号，来指示单跳或多跳通信；并且

(c)所述中继站根据所述特定信号的存在或不存在来处理所述带宽请求。

2.根据权利要求1所述的带宽请求方法，其中步骤(c)包括：当所述特定信号的存在或不存在指示了多跳通信时，所述中继站自身发送带宽请求以便从所述中继站的上级站获得带宽。

3.根据权利要求2所述的带宽请求方法，其中步骤(a)进一步包括：所述上级站向所述中继站通知所述特定信号。

4.根据权利要求1所述的带宽请求方法，其中所述特定信号包括用于单跳带宽请求的第一唯一信号或用于多跳带宽请求的第二唯一信号，每个唯一信号都对应于所述用户终端。

5.根据权利要求1所述的带宽请求方法，其中所述特定信号包括可供多个所述用户终端共用的一组信号。

6.根据权利要求1所述的带宽请求方法，其中步骤(a)包括：在所述用户终端的进入过程期间向所述用户终端通知所述特定信号。

7.根据权利要求1所述的带宽请求方法，其中步骤(b)包括：所述用户终端发送测距码，且其中所述特定信号由所述测距码自身构成。

8.根据权利要求1所述的带宽请求方法，其中步骤(b)包括：所述用户终端发送带宽请求头，且所述特定信号包含在所述带宽请求头中。

9.根据权利要求8所述的带宽请求方法，其中所述特定信号包括包含在所述带宽请求头中的连接标识符。

10.一种多跳无线通信系统，所述无线通信系统包括与中继站无线通信的至少一个用户终端，所述中继站与所述系统中的至少一个上级站通信，使得所述用户终端可与所述中继站进行单跳通信或者在所述上级站的监督下进行多跳通信，其中：所述系统被布置成向所述用户终端通知特定信号以用于将带宽请求标识为与多跳或单跳通信相关；所述用户终端被布置成检测所述系统中一个或多个中继站的存在以便确定要发出针对单跳还是多跳通信的带宽请求、并向所述中继站发出所述带宽请求，所述用户终端被布置成通过在针对单跳或多跳通信的带宽请求中包括或不包括所述特定信号，来指示单跳或多跳通信；并且，所述中继站被布置成依据所述特定信号的存在或不存在来决定是否向所述上级站发出带宽请求。

11.一种在多跳无线通信系统中使用的移动站，所述移动站包括带宽请求装置，所述带宽请求装置用于生成带宽请求、以从所述系统获得进行想要的通信所需的带宽并检测所述系统中一个或多个中继站的存在以便确定要发出针对单跳还是多跳通信的带宽请求，其中所述带宽请求装置被布置成在所述带宽请求中包括所述想要的通信是单跳还是多跳通信的指示。