CN101944971A - 无线通信帧结构和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线通信帧结构和设备。一种方法，包括提供包括下行链路子帧和上行链路子帧的帧，部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为利用传统IEEE 802.16标准操作的移动站的通信，并且部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为利用IEEE 802.16m标准操作的移动站的通信；以及使用所述帧在上行链路和下行链路方向中的至少一个上与移动站无线通信。还提供了一种使用一种用于多频带操作的802.16m帧结构的方法，以及一种用于中继支持的802.16m帧结构。

Description

无线通信帧结构和设备
技术领域
本发明涉及无线通信系统。
背景技术
微波存取全球互通论坛(WiMAX)已经开发了描述用于无线数据通信的无线接口的规范。这一规范被称为电气电子工程师学会(IEEE)802.16e-2005标准(在此称为“IEEE 802.16e-2005标准”)并在此纳入作为参考。WiMAX旨在提供更高的容量，容许更大的通信距离并提供移动性(跨不同接入点接入)。
电气电子工程师学会(IEEE)802.16宽带无线接入工作组任务组m(TGm)被特许开发IEEE 802.16的修正，称为IEEE 802.16m：P802.16-用于局域网和城域网的IEEE标准-第16部分：用于固定宽带无线接入系统的空中接口-修正：用于局域网和城域网的IEEE标准-第16部分：用于固定和移动宽带无线接入系统的空中接口-高级空中接口。与IEEE 802.16m标准有关的文档可以在http://www.ieee802.org/16/tgm/获得。这些可以通过利用在http://www.archive.org上可获得的互联网档案的服务而在任何日期被考虑。例如，因为IEEE 802.16m文档在本申请的申请日2007年12月10日出现，下面的URL：http://web.archive.org/web/20071210/ieee802.org/16/tgm/提供对IEEE 802.16m文档副本的访问，本申请是其部分延续。
所有的文档，不论是列为贡献还是官方，在http://web.archive.org/web/20071210/ieee802.org/16/tgm/中列出的全部内容都在此引入作为参考。
和本申请的背景特别相关的是对上面提及的IEEE 802.16m工作组做出贡献的由发明者在此命名的那些文档。
发明内容
在一些实施例中，本发明的概念可以会同IEEE 802.16标准(通常称作WiMAX标准)，以及特别是通常称作IEEE 802.16m标准的IEEE 802.16标准的下一代一起使用。
在这里描述的一些实施例采用时分双工(TDD)，而一些实施例采用频分双工(FDD)。
根据第一方面，提供了多种类型的系统或OFDMA传输格式，其可以以时分方式或者频分方式或者同时以这两种方式复用。每个频分段可以进一步跨多个系统时分复用。相同的超帧格式、帧格式和更小的帧格式可以用于时分复用，频分复用和两者的混合。相同的同步信道和广播信道的系统参数可以应用于时分复用，频分复用和两者的混合。这方面可以应用于由基站和移动站组成的单跳系统，以及由基站、中继站(或中间节点)和移动站组成的多跳系统。这方面可以应用于多个系统跨多跳网络的每一跳的传输和复用。
根据第二方面提供了一种传输帧，包括将两个或更多系统或波形时分复用(TDM)和/或频分复用(FDM)到相同射频(RF)载波和带宽上。传输帧由多个大小相等的较小帧组成，其中每个较小帧构成时频资源定义、下行链路和上行链路之间的时分双工(TDD)分区(partitioning)、以及两个或更多OFDMA系统或格式之间的时分复用(TDM)的基本单元。帧中的TDD下行链路部分或上行链路部分的开始对于复用到相同RF载波和带宽上的不同系统而言可能不同。超帧由多个大小相等的帧组成，其中每个帧进一步划分为多个大小相等的较小帧。超帧的边界和持续时间对于以TDM或FDM方式复用到相同RF载波和带宽上的不同系统而言可能不同。传输帧或超帧包括通用同步信道，例如多种类型的系统所共享的通用前导，以及相应系统所使用的系统特定同步信道或系统特定前导。系统特定同步信道出现在相应系统的超帧中的固定位置处。通用同步信道和系统特定同步信道穿孔出(puncture out)帧或超帧中的一个或多个指定的较小帧的一个或多个符号。超帧由位于超帧中的预定义位置处的一个或多个系统参数广播信道组成。系统参数广播信道被叠加到超帧中的相同时频资源上。帧或超帧中的系统的混合ARQ(HARQ)确认(ACK)和重传定时由ACK延迟、重传延迟、并行HARQ信道数量、TDD下行链路(DL)到上行链路(UL)比率和分配给系统的TDM资源来定义。该信息由基站以广播或单播方式发信号通知给移动站，并且移动站基于该信息推断出HARQ ACK定时和重传定时。
根据第三方面，提供了由多个大小相等的帧组成的超帧，其中每个帧可以被进一步划分为多个大小相等的较小帧。前导帧或较小帧位于超帧中的预定义位置且限定了超帧的边界。前导帧或较小帧由公共同步信道和小区特定同步信道组成。公共同步信道通过唯一的序列进行加扰(scramble)以指示被复用到与前导帧或较小帧相同的RF载波和带宽上的系统的类型。
根据第四方面，提供了一种系统带宽，其被划分为具有相同或不同带宽的多个段。每个段支持一个或多个系统或OFDMA传输格式。系统、传输格式或时频资源定义可以跨一个或多个段。基站可以同时在不同段上支持不同类型的系统或OFDMA传输格式。基站可以以单载波方式(即跨多个段的一个中心频率以及一个快速傅立叶变换(FFT))或多载波方式(即跨多个段的多个中心频率以及FFT)来传输/接收。移动站可以以单载波方式(即跨多个段的一个中心频率以及一个FFT)或多载波方式(即跨多个段的多个中心频率以及FFT)来传输/接收。移动站可以在一个或多个段上使用与基站不同的中心频率和FFT大小进行传输/接收。移动站对一个或多个特定段执行同步和入网(network entry)，所述一个或多个特定段由基站通过该段中前导的存在而隐含指示或者由基站通过系统参数广播信令而明确指示。移动站可以在入网后被半静态或者动态地指派给一个或多个段。段间的保护频带或保护音可以被半静态或动态地包含或者排除。一个或多个段包含多个系统所共享的通用同步信道和系统参数广播信道。另外的系统特定同步信道和系统参数广播信道可以位于相同或者不同的段集合中。通用同步信道和系统参数广播信道可以位于整个频带的中心频率上，具有预定义的带宽。
根据第五方面，提供了一种节点，该节点在相同的RF载波上同时向其父节点和子节点传输信号。节点在相同的RF载波上同时从其父节点和子节点接收信号。节点在全局时频资源区上在相同的RF载波上同时向其父节点和子节点传输信号。节点在全局时频资源区上在相同的RF载波上同时从其父节点和子节点接收信号。在全局时频资源区中定义了一组正交时频子信道。向父节点和子节点的传输或从父节点和子节点的接收共享这组子信道。全局时频资源区可以被配置在DL子帧和/或UL子帧中以使得不同的移动站(MS)针对DL和UL传输可以不使用相同的全局区，这可能会导致干扰问题。在全局时频区上，奇数跳或者偶数跳接入点可以将该区用于向MS传输(或从MS接收)。可以为DL子帧配置两个全局时间/频率资源区，一个被配置为用于偶数跳RS到MS通信，一个被配置为奇数跳RS到MS通信。同样的也可以为上行链路子帧配置两个全局区。节点使用相同的时频资源同时从其父节点和子节点接收(或向其传输)。数据可以使用干扰避免或干扰移除进行恢复。全局时频资源区为多个节点(BS，和/或RS，和/或MS)之间用于自配置和自组织操作的信令交换而定义。
实施例可以包括相对于IEEE802.16标准而修改的帧结构，因而实现对传统系统(例如，已部署系统，诸如基于IEEE802.16标准的系统)的向后兼容(也称作传统支持)。在一些实施例中，该修改的帧结构可以结合IEEE802.16m标准使用。
根据第六方面，提供了一种方法，包括提供包括下行链路子帧和上行链路子帧的帧，部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为使用传统IEEE802.16标准操作的移动站的通信，并且部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为使用IEEE802.16m标准操作的移动站的通信；并且使用该帧在上行链路和下行链路方向中的至少一个上与移动站进行无线通信。
根据第七方面，提供一种操作具有多个移动站和服务基站的无线通信网络的方法，所述多个移动站包括第一移动站和第二移动站，该方法包括将系统带宽划分为多个带宽段，为每个移动站分配一个带宽段；并且与第一移动站相关联的带宽段被配置为使用IEEE 802.16m标准进行操作。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1是与一些实施例相关使用的典型的帧结构的框图；
图2是与一些实施例相关使用的典型的子帧结构的框图；
图3A是示出典型帧结构的框图，其中传统系统和IEEE 802.16m系统共享公共的UL到DL切换时间但具有不同的DL到UL切换时间；
图3B是示出典型帧结构的框图，其中传统系统和IEEE 802.16m系统共享公共的DL到UL切换时间但具有不同的UL到DL切换时间；
图4A是图示DL混合自动重传请求(HARQ)往返延迟的框图，具有IEEE802.16mTDD比率2∶3；
图4B是图示DL HARQ往返延迟的框图，具有IEEE 802.16mTDD比率3∶2；
图5A是图示UL HARQ往返延迟的框图，具有IEEE 802.16mTDD比率2∶3；
图5B是图示UL HARQ往返延迟的框图，具有IEEE 802.16mTDD比率3∶2；
图6是与一些实施例相关使用的典型的超帧结构的框图；
图7是与一些实施例相关使用的典型的可替换超帧结构的框图；
图8A是根据一个实施例的用于IEEE 802.16m移动站(MS)的初始系统接入的示例性步骤的流程图；
图8B是根据另一个实施例的用于IEEE 802.16m移动站(MS)的初始系统接入的示例性步骤的流程图；
图9是根据一个实施例的典型帧结构的框图，其中超帧包括K个帧；
图10是根据一个实施例的典型帧结构的框图，其中超帧包括P个微时隙；
图11A是第一示例性多频带情形的框图，其中可用的IEEE 802.16m系统的20MHz的带宽1200被分为多个段；
图11B是示出图11A图示的多频带情形的典型帧结构的框图；
图11C是示出使用图11A和11B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的(enabled)MS的初始接入步骤的流程图；
图12A是示出第二示例性多频带情形的框图，其中可用的IEEE 802.16m系统带宽被分为多个段；
图12B是示出图12A中图示的多频带情形的典型帧结构的框图；
图12C是示出使用图12A和12B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图；
图13A是示出第三示例性多频带情形的框图，其中可用的IEEE 802.16m系统带宽被分为多个段；
图13B是示出图13A中图示的多频带情形的典型帧结构的框图，其示出前导微时隙可以位于何处的第一个选择；
图13C是示出图13A中图示的多频带情形的典型帧结构的框图，其示出前导微时隙可以位于何处的第二个选择；
图13D是示出使用图13B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图；
图13E是示出使用图13C的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图；
图14A是示出第四示例性多频带情形的框图，其中可用的IEEE 802.16m系统带宽被分为多个段；
图14B是示出图14A中图示的多频带情形的典型帧结构的框图，其示出前导微时隙可以位于何处的第一个选择；
图14C是示出图14A中图示的多频带情形的典型帧结构的框图，其示出前导微时隙可以位于何处的第二个选择；
图14D是示出使用图14B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图；
图14E是示出使用图14C的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图；
图15是示出根据一个实施例针对TDD提供的实现多跳中继的帧结构的第一示例；
图16A是图示支持多跳中继的TDD中的第二个实施例的典型无线通信网络的框图；
图16B是图示用于图16A示出的第二示例的DL和UL子帧的框图；
图17是示出用于多跳中继的第二个实施例的更多细节的框图；
图18是示出用于多跳中继的第三个实施例的更多细节的框图，但是用于FDD；
图19是示出用于多跳中继的第四个实施例的更多细节的框图，也用于FDD；以及
图20是示出用于多跳中继的第五个实施例的更多细节的框图，也用于FDD。
具体实施方式
虽然本发明的概念可以用于各种通信系统中，在一些实施例中这些概念可以特别地适用于IEEE 802.16标准(其通常被称作是WiMAX标准)，以及特别是通常称作IEEE 802.16m标准的IEEE 802.16标准的下一代。
图1示出提供传统支持的帧结构，该帧结构根据一个实施例提供。帧结构被分段以提供特定用于传统支持的第一区集合，以及被设计用于仅与在新标准例如IEEE 802.16m标准下操作的终端的通信的第二区集合。图1图示的帧结构仅仅意在作为可用于向在IEEE 802.16e标准下操作的终端提供传统支持的一种帧结构的典型示例。本领域技术人员将会认识到为同样的目的可以采用可替换的帧结构。
本发明的实施例支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)模式这二者。图1示出用于TDD下行链路和上行链路传输的情况的典型帧结构。对于下行链路和上行链路传输的FDD的情况，下行链路(DL)子帧202和上行链路(UL)子帧204在分离的载波频率上而不是在分离的时间上。以下对DL子帧202和UL子帧204的描述也适用于FDD系统。
操作上，图1的帧结构通过定义传统区和IEEE 802.16m区而支持IEEE802.16m和传统系统这二者，由此传统区位于传统DL子帧和传统UL子帧的开始。传统区和IEEE 802.16m区的持续时间能够被半静态或者动态地配置。
图1中示出了与UL子帧204相邻的DL子帧202。每个子帧的长度被设计为与传统系统兼容。DL子帧202通过传输转换间隙(TTG)206与UL子帧204分开，该间隙是防止下行链路和上行链路冲突的帧传输和接收之间的缓冲时段。UL子帧204以接收转换间隙(RTG)208终止，其执行与TTG 206类似的功能。
DL子帧202包括下行链路前导210、提供帧配置信息的帧控制首部(FCH)212、MAP消息214、传统(即802.16e)数据区216以及IEEE 802.16m控制和数据区217。
UL子帧204包括802.16e UL测距(ranging)区218、802.16e UL控制和数据区220以及IEEE 802.16m UL控制和数据区222。
前导210、FCH 212、TTG 206、RTG 208和802.16e UL测距区218是用于支持传统MS的强制性功能。
MAP消息214、802.16e数据区216以及802.16e UL控制和数据区220是当调度802.16e数据突发时用于支持传统802.16e MS的功能。
IEEE 802.16m控制和数据区222是当调度IEEE 802.16m数据突发时用于支持IEEE 802.16m使能的MS的功能。
可以为传统系统和IEEE 802.16m系统配置不同的TDD比率。传统系统的DL/UL切换在下行链路信道描述符/上行链路信道描述符(DCD/UCD)中广播并且跨网络同步。在一些实施例中，其应该几乎是静态配置的。对于IEEE802.16m，DL/UL切换也应该被静态配置。IEEE 802.16m和传统系统可以具有不同的TDD DL/UL切换时间。
传统终端和IEEE 802.16m终端可以使用传统系统前导210执行同步和系统接入。可以添加另外的IEEE 802.16m前导(未示出)，例如公共同步信道，来增强IEEE 802.16m终端的同步性能。
图2是与一些实施例相关使用的典型的子帧结构300的框图。图2示出下行链路和上行链路传输的时分双工(TDD)的情况。对于下行链路和上行链路传输的FDD的情况，图2中示出的下行链路和上行链路子帧是在分离的载波频率上而不是在分离的时间上。以下的描述分别同样好地适用于FDD系统的DL和UL。
在一些实施例中，具有5ms持续时间的传统帧300包括8个微时隙306、308、310、312、314、316、318、320(也称为子帧)。微时隙306、308、310和312组成DL子帧310，而子帧314、316、318和320组成UL子帧303。每个微时隙包括6个符号，不过这一数字可以改变。
在一些实施例中，第一微时隙(该情况下微时隙306)是前导微时隙。对于TDD的情况，将一个符号穿孔以用作TDD保护时间，即，TTG/RTG。剩下的5个符号包括前导、FCH和MAP以及可能的传统数据区。
在一些实施例中，DL微时隙以前导微时隙开始，并且UL微时隙以传统UL微时隙开始。
IEEE 802.16m微时隙310、312、316、318和320包含IEEE 802.16m控制和数据这二者。控制和数据的信道化，即逻辑信道到物理音调的映射，在每个微时隙中定义。
在一些实施例中，扩展的微时隙可以通过将多个相邻的或不相邻的微时隙连结来定义。在DL中，信道化在扩展的微时隙中跨微时隙来定义以改进控制和数据的时间分集。在UL中，时间在微时隙中定义。然而，可以在扩展的微时隙中跨微时隙为MS分配资源，以改进UL覆盖。
在DL和UL这二者中，在扩展的微时隙中的扩展的基本资源单元(也称作基本信道单元)由B个基本资源单元的连结来定义，每个基本资源单元来自在扩展微时隙中的每个微时隙；其中B是在扩展微时隙中的微时隙的数量。扩展基本信道单元的目的是基于扩展微时隙中的微时隙数量允许资源大小的可伸缩性以及对于微时隙和扩展微时隙允许相同的控制信道结构。
扩展微时隙和正常微时隙可以在系统中以频分复用(FDM)和/或时分复用(TDM)形式共存。分离的OFDMA时间/频率资源组被分配给微时隙和扩展微时隙。针对控制和数据的信道化在每组OFDMA时间/频率资源中定义。
IEEE 802.16m TDD比率被定义为M∶N，其中M是帧中的IEEE 802.16m DL微时隙的数量，并且N是帧中的IEEE 802.16m UL微时隙的数量。在图2的示例中，TDD比率是2∶3。
图3A是示出帧400的框图，其中传统系统和IEEE 802.16m系统共享公共的UL到DL切换时间，但具有不同的DL到UL切换时间。这种情况对于以下情形有一定价值：传统系统简档不支持具有多于某个数量(例如，21)的符号的UL。
图3B是示出典型帧结构450的框图，其中传统系统和IEEE 802.16m系统共享公共的DL到UL切换时间但具有不同的UL到DL切换时间。这种情况对于以下情形有一定价值：要求高的DL∶UL比率且其中要求确保传统系统在UL反馈/请求中有较低的等待时间。
注意在一些实施例中，UL和DL子帧之间的间隙通常邻近于传统微时隙，以使得传统用户只需要从第一微时隙搜索信息。
图4A是图示DL HARQ往返延迟的框图，具有IEEE 802.16mTDD比率2∶3。最小HARQ ACK和Retrx(重传)延时和HARQ信道的数量在系统广播信令中定义，所述系统广播信令对应于传统、IEEE 802.16m和TDD比率(针对TDD的情况)的特定分区。采用所定义的这些参数，可以推断出精确的HARQ定时。在图4A的实施例中，ACK延迟和Retrx延迟是4个微时隙，具有2个HARQ信道。
图4B是图示DL HARQ往返延迟的框图，具有IEEE 802.16m TDD比率3∶2。在图4B的实施例中，ACK延迟和Retrx延迟是4个微时隙，具有4个HARQ信道。
图5A是图示UL HARQ往返延迟的框图，具有IEEE 802.16mTDD比率2∶3。在图5A的实施例中，ACK延迟和Retrx延迟是4个微时隙，具有4个HARQ信道。
图5B是图示UL HARQ往返延迟的框图，具有IEEE 802.16mTDD比率3∶2。在图5B的实施例中，ACK延迟和Retrx延迟是4个微时隙，具有4个HARQ信道。
在如图4A，4B，5A和5B中每个所图示的实施例中，第一微时隙都为传统系统保留。
在图4A和4B中，每个阴影块图示相应的DL tx/retrx和ULACK。类似地，在图5A和5B中，每个阴影块图示相应的UL tx/retrx和DLACK。
图6是超帧结构的典型示例的框图。图6示出下行链路和上行链路传输的时分双工情况。对于下行链路和上行链路传输的频分双工情况，图6示出的下行链路和上行链路子帧是在分离的载波频率上而不是在分离的时间上。以下对DL子帧和UL子帧的描述仍分别适用于FDD系统的DL和UL。
在一些实施例中，超帧700包括K个帧。在一些实施例中，K＝4。超帧700包括多个帧702，704，……并且在这个示例中，帧702，704具有5ms的持续时间。
在超帧700的开始或在超帧中的某个预定固定位置处的第一微时隙712包括IEEE 802.16m系统参数广播信道，例如主和辅广播信道，并且也可包括附加的仅用于IEEE 802.16m的前导(例如公共同步信道)。此外，附加的仅用于IEEE802.16m的前导可以位于超帧中的固定位置但是与主/辅广播信道分离。
在这一实施例中，每个帧(例如帧702)包括DL子帧706和UL子帧708。每个子帧(例如DL子帧706)包括多个微时隙，在本实施例中为4个。
在这一实施例中，每个子帧通过间隙例如TTG/RTG 710而互相分离。
DL子帧706包括DL微时隙712，714，716和718。DL微时隙712为传统DL前导，FCH，MAP和传统数据而保留。DL微时隙714是包括传统DL数据的传统DL微时隙。DL微时隙716是包括IEEE 802.16m主和辅广播信道的IEEE 802.16m前导微时隙。DL微时隙716也可包括例如公共同步信道的IEEE802.16m前导数据。DL微时隙718是包括IEEE 802.16m控制和数据的IEEE802.16mDL微时隙。
在这一实施例中，UL子帧708包括UL微时隙722，720，724和726。UL微时隙720是包括传统UL数据和控制的传统UL微时隙。UL微时隙722，722，724和726是包括IEEE 802.16m控制和数据的IEEE 802.16mUL微时隙。
间隙710将帧720与帧704分开。帧704包括DL子帧740和UL子帧742。DL子帧740包括DL微时隙730，732，734和736。DL微时隙730为传统DL前导，FCH，MAP和传统数据而保留。DL微时隙732是包括传统DL数据的传统DL微时隙。DL微时隙734和736是包括IEEE 802.16m控制和数据的IEEE802.16m DL微时隙。
DL子帧740通过间隙710与UL子帧742分开。UL子帧708包括UL微时隙750，752，754和756。UL微时隙750是包括传统UL数据和控制的传统UL微时隙。UL微时隙752，754和756是包括IEEE802.16m控制和数据的IEEE802.16m UL微时隙。
与图6的图示相比，图7是可替换超帧结构的实施例的框图。这一实施例中的不同在于公共同步信道/符号802位于超帧800的边界之前。公共同步信道/符号可以被包括在IEEE 802.16ml前导微时隙804中。
图8A是根据一个实施例的用于被配置为支持IEEE 802.16m的移动站(MS)的初始系统接入的示例性步骤的流程图。
在步骤900，过程开始。
在步骤902，IEEE 802.16m使能的MS可以使用IEEE 802.16m公共同步信道/符号(如果存在这样的信道/符号的话)来执行粗同步以及超帧边界检测。
在步骤904，IEEE 802.16m使能的MS可以使用传统前导来执行细同步和小区搜索。
在步骤906，IEEE 802.16m使能的MS可以对传统广播控制信道进行解码，例如FCH和MAP，并因此根据传统MAP来确定IEEE 802.16m区的位置。
在步骤908，IEEE 802.16m使能的MS可以解码IEEE 802.16m区中的主广播信道。主广播信道可以在IEEE 802.1m前导微时隙的开始或者预定义资源位置处被传输。(超帧可以包括L个帧，其中L是预定义的，且在没有IEEE 802.16m公共同步信道的情况下超帧边界可以在传统MAP中被指示。否则，超帧边界由在步骤902中检测到的公共同步信道的位置来暗示。)主广播信道可以包括不从一个超帧到另一个超帧改变的全部署范围的(deployment-wide)PHY参数。例如，系统带宽，多载波配置，系统时间等。主广播信道可以被编码或者采用在多个超帧上重复编码来改进鲁棒性。
在步骤910，IEEE 802.16m使能的MS可以解码IEEE 802.16m区中的辅广播信道。辅广播信道可以在IEEE 802.16m前导微时隙的开始或者预定义资源位置处被传输。辅广播信道可以被编码在一个超帧中。辅广播信道可以包括用于对相应超帧中的控制信道和PHY业务和PHY帧进行正确解码的基本PHY参数。该信息(信道化，区配置)可以随每个超帧而改变。
在步骤912，IEEE 802.16m使能的MS可以对系统参数广播消息进行解码。系统参数广播消息可以在常规业务信道上发送，且包括被半静态配置的物理层和MAC层MAC系统参数，例如HO参数，功率控制参数等。
应该注意，IEEE 802.16m使能的MS还可以解码传统DL区中的传统系统广播消息(即DCD和UCD)，以获得在传统系统和IEEE 802.16m系统之间共享的公共系统信息。主和辅广播信道可以叠加到相同OFDMA时间/频率资源上，并且可以采用连续解码来对主和辅广播信道进行解码。
在步骤914，该过程终止。
图8B是根据另一个实施例的用于IEEE 802.16m移动站(MS)的初始系统接入的示例性步骤的流程图.
在步骤950，过程开始。
在步骤952，IEEE 802.16m使能的MS使用公共同步符号来执行粗同步以及超帧边界检测。MS然后通过对公共同步符号的加扰序列检测来检测传统支持是使能还是禁能(disabled)。
在步骤954，IEEE 802.16m使能的MS使用传统前导来执行细同步和小区搜索。
在步骤956，IEEE 802.16m使能的MS对主广播信道进行解码。主广播信道在前导微时隙中的预定义资源位置处被传输。主广播信道包括不从一个超帧到另一个超帧改变的全部署范围的PHY参数。例如，系统带宽，多载波配置，系统时间等。主广播信道可以被编码或者采用在多个超帧上重复编码来改进鲁棒性。
在步骤958，IEEE 802.16m使能的MS对辅广播信道进行解码。辅广播信道在前导微时隙的预定义资源位置处被传输。辅广播信道被编码在一个超帧中。其包括用于对相应的超帧中的控制信息和PHY业务和PHY帧进行正确解码的基本PHY参数。该信息(信道化，区配置)可以随每个超帧而改变。
在步骤960，IEEE 802.16m使能的MS对系统参数广播消息进行解码。系统参数广播消息在常规业务信道上发送。它们包括被半静态配置的PHY/MAC系统参数，例如HO参数，功率控制参数等。
主和辅广播信道可以被叠加在相同OFDMA时间/频率资源上，并且可以采用连续解码来对主和辅广播信道进行解码。
在步骤970，该过程终止。
本领域技术人员可以认识到取代如图1-8B中描述的帧中的IEEE 802.16m和传统资源的TDM，IEEE 802.16m和传统资源还可以被频分复用(FDM)。
为传统系统保留了一组物理子载波。
这些保留的子载波被IEEE 802.16m资源定义所绕过，即IEEE 802.16m逻辑子信道资源只映射到非保留的物理子载波。
为传统系统保留的子载波可以从从帧到帧动态改变。
在传统系统的部分使用子载波(PUSC)信道化或者分布式信道化的情况下，为传统系统保留了多个主要子组或者区，以使得传统逻辑子信道资源映射到那些保留的子组。
在传统系统的频带自适应调制和编码(AMC)或者局部信道化的情况下，局部资源单元或片(tile)的数目可以动态地指派给传统系统和IEEE 802.16m系统。
图1-8B以及相应描述可以使得本领域普通技术人员能够实现如下有利的功能。
传输帧包括将两个或更多系统或波形时分复用(TDM)和/或频分复用(FDM)到相同RF载波和带宽上。
传输帧由多个大小相等的较小帧组成，其中每个较小帧构成时间频率资源定义、下行链路和上行链路之间的时分双工(TDD)分区以及在两个或更多OFDMA系统或格式之间的时分复用(TDM)的基本单元。
帧中TDD下行链路部分或上行链路部分的开始对于被复用到相同RF载波和带宽上的不同系统而言可以不同。
超帧由多个大小相等的帧组成，其中每个帧被进一步划分为多个大小相等的较小帧。超帧边界和持续时间对于以TDM或者FDM方式复用到相同RF载波和带宽上的不同系统而言可以不同。
传输帧或超帧包括通用同步信道，例如由多种类型系统所共享的通用前导，以及相应系统所使用的系统特定同步信道或系统特定前导。系统特定同步信道出现在相应系统的超帧中的固定位置处。通用同步信道和系统特定同步信道穿孔出帧或者超帧中的一个或多个指定的较小帧中的一个或多个符号。
超帧由超帧中的预定义位置处的一个或多个系统参数广播信道组成。系统参数广播信道被叠加到超帧中的相同时频资源上。
帧或超帧中的系统的混合ARQ(HARQ)确认(ACK)和重传定时由ACK延迟，重传延时，并行HARQ信道的数量，TDD的DL∶UL比率以及分配给系统的TDM资源来定义。该信息由基站广播到移动站并且移动站基于此信息推断出HARQ ACK定时和重传定时。
图9和10是示出与其他实施例相关使用的可替换帧结构的框图。在这两幅图中，所示的超帧由多个大小相等帧组成，其中每个帧可以进一步划分为多个大小相等的较小帧。同样地，前导帧或较小帧可以位于超帧中的预定义位置且限定超帧边界。
图9和10示出当针对单频带操作的情况而禁能传统支持时下行链路和上行链路传输的TDD的情况。对于下行链路和上行链路传输的FDD的情况，图9和10示出的下行链路和上行链路子帧在分离的载波频率上而不是在分离的时间上。以下对DL子帧和UL子帧的描述也分别适用于FDD系统的DL和UL。
图9是示出典型帧结构的框图，其中根据一个实施例超帧1000由K个帧1002，1004，1006和1008组成。
每个帧(例如帧1002)由J个微时隙1010，1012，……，1024组成。为了与传统支持模式一致，J可被设置为8。TDD的DL到UL和UL到DL切换在帧中被定义。DL/UL分区以微时隙为单位来定义。
超帧1000开始处的第一微时隙1010是前导微时隙。定义前导微时隙以使得IEEE 802.16m使能的MS与使能传统支持的情况执行相同的同步和小区搜索过程。前导微时隙1010包括公共同步符号1026，其后是与传统前导、主广播信道和辅广播信道具有相同结构的小区特定前导符号1028。
公共同步信道通过唯一的序列进行加扰以指示被复用到与前导帧或较小帧相同的RF载波和带宽上的系统的类型。因此，不同的加扰序列可以用在公共同步符号1026中以指示传统支持是使能还是禁能。
图10是示出典型帧结构的框图，其中根据一个实施例超帧1100由P个微时隙1102，1104，……1132组成。
以微时隙为单位定义了TDD UL/DL分区。用M∶N定义TDD比率，其中M是后面跟着N个相邻UL微时隙的相邻DL微时隙的数量。
超帧1100开始处的第一微时隙1102是前导微时隙1102。定义前导微时隙1102以使得IEEE 802.16m使能的MS执行与使能传统支持的情况相同的同步和小区搜索过程。前导微时隙1102包括公共同步符号1134，后面跟着与传统前导、主广播信道和辅广播信道具有相同结构的小区特定前导符号1136。
在公共同步符号1134中使用不同的加扰序列来指示传统支持是使能还是禁能。
下面的描述提出了一种用于IEEE 802.16m多频带操作的帧结构，其可适用于如下情况：1)操作在与IEEE 802.16m BS相比更小的或相等的带宽上的IEEE802.16m MS；2)操作在与IEEE 802.16m BS相比更小的或相等的带宽上的传统MS。
在单载波模式中，在BS处使用跨系统带宽的单宽带FFT。BS支持具有不同带宽能力直到系统带宽的MS(传统MS和IEEE 802.16m MS)。该模式适用于连续频谱分配的情况。
在多载波模式中，系统带宽分段为多个更小的频带。在每个频带处使用单独的快速傅立叶变换(FFT)和滤波器。该模式支持具有不同带宽能力直到系统带宽的MS。该模式适用于非连续频谱分配的情况并且适用于运营商载波升级(carrier-upgrade)的情形。
允许具有不同带宽能力的IEEE 802.16m MS对于系统开销有影响。首先，在系统带宽内的相邻频带间需要保护频带。其次，在支持相应类型IEEE 802.16mMS的频带中必须存在IEEE 802.16m前导和广播信令。
在系统带宽内，可以有0个或多个仅传统的频带，0个或多个混合(传统加上IEEE 802.16m)频带以及0个或多个仅IEEE 802.16m的频带。
应该注意到使得IEEE 802.16m MS能够以不同带宽能力进行操作对于系统开销有影响。在系统带宽内的相邻频带间需要保护频带。另外，在支持相应类型IEEE 802.16m MS的频带中必须存在IEEE 802.16m前导和广播信令。
对于给定的IEEE 802.16m部署带宽，描述了三种情形。
在情形1中(传统支持情况)，其中IEEE 802.16m系统带宽大于传统MS所支持的带宽。在这种情况下，IEEE 802.16m系统和传统系统在FDM和TDM这两种方式下都会重叠。
在情形2中，其中IEEE 802.16m系统带宽大于IEEE 802.16m使能的MS所支持的带宽。
在情形3中，其是情形1和2的组合。在这种情况下，可以使用针对情形1和2提出的方案的组合。
图11A-14E示出下行链路和上行链路传输的TDD的情况。对于下行链路和上行链路传输的FDD的情况，图11A-14C中示出的下行链路和上行链路子帧是在分离的载波频率上而不是在分离的时间上。以下的对于DL子帧和UL子帧的描述也可以分别适用于FDD系统的DL和UL。
图11A是示出第一示例性多频带情形(参见上面的情形1)的框图，其中可用的IEEE 802.16m系统带宽20MHz 1200被分为多个段1202，1204和1206。利用覆盖整个带宽的FIT，在单载波上进行IEEE 802.16m DL/UL传输。
存在两个5MHz的仅传统频带(在该情况下用段1202和1204表示)和一个10MHz的仅IEEE 802.16m的频带1206。保护频带1208将传统支持段1202和传统支持段1204分开。保护频带1210将传统支持段1204和非传统支持段1206分开。任何非传统支持段应该彼此相邻以便消除保护频带。
网络中任何传统MS(本示例中，传统MS1和传统MS2)使用512-FFT在5MHz带宽进行操作。
任何IEEE 802.16m使能的MS(本示例中，MS3)使用1K FFT在10MHz带宽进行操作。
图11B示出如图11A所示多频带情形的帧结构1200。帧1252和1254是传统帧，其中传统和IEEE 802.16m传输是如前面定义的那样被TDM(这些帧意在与图11A中的传统支持段1202和1204相对应)。帧1256包括非传统帧(意在与图11A中的非传统支持段1206相对应)，其中帧结构如前面所定义，除了IEEE 802.16m前导不可以在前导微时隙上传输。
帧结构1250包括DL微时隙1201和UL微时隙1203。所需的保护频带1257将帧分开。仅仅当传统和IEEE 802.16m微时隙跨扇区不同步时才需要可选的保护频带1259。
IEEE 802.16m子信道在微时隙的基础上跨微时隙上可用于IEEE 802.16m的段来定义(即映射到物理子载波)或者在每个段内定义。因此，IEEE 802.16m控制信道可以跨对于IEEE 802.16m可用的段来定义以指示跨可用段的子信道资源分配，或者在每个段内定义以指示每个段内的子信道资源。
对于IEEE 802.16m前导微时隙可以位于何处，存在不同的选择。
选择1：IEEE 802.16m前导微时隙1258位于非传统支持段1256中。其在时间上与传统前导微时隙相符。这一选择在图11B中示出。
选择2：IEEE 802.16m前导微时隙位于非传统支持段1256中。IEEE 802.16m前导微时隙1260，1262在时间上和传统前导微时隙不相符。在传输传统前导微时隙的时间，在非传统支持段上可能没有传输。这允许BS传输功率集中于传统前导传输。这可以改进系统对于初始接入的覆盖。这一选择未示出。
选择3：IEEE 802.16m前导微时隙和公共同步以与单频带情况相同的方式(即在传统前导DL微时隙1262中)位于传统支持段1252中。这是被推荐的，因为在前导检测之后，IEEE 802.16m使能的MS不具有以下知识：整个系统带宽，哪里可以找到非传统支持段以及是否使能传统支持。此外，这一选择允许IEEE 802.16m使能的MS对单频带和多频带操作都使用相同的同步和小区搜索，以及初始接入过程。在传输传统前导的时候，和/或在传输IEEE 802.16m公共同步符号的时候，和/或在传输IEEE 802.16m主/辅广播信道的时候，在非传统支持段上可能没有传输。这可以允许BS传输功率集中于前导传输和广播信道传输。这可以改进系统对初始接入的覆盖。
图11C是示出使用图11A和11B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图。
在步骤1275，过程开始。
在步骤1280，IEEE 802.16m使能的MS检测IEEE 802.16m公共同步、传统前导，并执行同步和小区搜索。
在步骤1285，IEEE 802.16m使能的MS解码IEEE 802.16m前导微时隙上的主广播信道和辅广播信道。
在步骤1290，IEEE 802.16m使能的MS解码系统参数广播消息。这些信道和消息中的信息指示整个系统的带宽，传统和非传统支持段以及其相应的IEEE802.16m微时隙，FFT大小，以及保护频带。
在步骤1295，该过程结束。
图12A是示出第二示例性多频带情形(情形1)的框图，其中可用的IEEE802.16m系统带宽20MHz 1300被分为多个段1302，1304和1306。
频谱的一个或多个5MHz的段被定义为传统支持段(在这种情况下段1302和1304)。保护频带1308将传统支持段1302和传统支持段1304分开。保护频带1310将传统支持频带1304和非传统支持频带1306分开。任何非传统支持频带都应该彼此相邻以消除保护频带。
在这一示例中，传统MS1和传统MS2使用512-FFT在5MHz带宽进行操作。
IEEE 802.16m使能的MS3 1316使用1KFFT在10MHz带宽进行操作。IEEE802.16mDL/UL传输是在多个载波上，例如使用512-FFT的载波1，使用512-FFT的载波2，使用1k-FFT的载波3。这意味着IEEE 802.16m使能的MS如MS3 1316可以通过使用多个FFF大小进行多载波解码或使用2K-FFT进行单载波宽带解码来同时在一个或多个段/载波上传输/接收。
图12B示出如图12A所示的多频带情形1300的典型帧结构。多频带情形1350包括DL微时隙1351和UL微时隙1353。
段1352和1354包括传统支持段，其中传统和IEEE 802.16m传输如前面定义的那样被TDM。段1356包括非传统支持段，其中帧结构如前面定义的，除了IEEE 802.16m前导可能不在前导微时隙上传输。所需的保护频带1359将段分开。
IEEE 802.16m子信道在每个段内定义(即映射到物理子载波)。IEEE802.16m控制信道在每个段内定义以指示跨该段的子信道资源分配。
对于IEEE 802.16m前导微时隙可以位于何处，存在不同的选择。
选择1：IEEE 802.16m前导微时隙1358位于非传统支持段1356中。其在时间上与传统前导微时隙相符。这一选择在图12A中示出。
选择2：IEEE 802.16m前导微时隙位于非传统支持段1356中，但是在时间上与传统前导微时隙不相符。这样，可以使用微时隙1370，1372或1374中的任何一个。在传输传统前导微时隙的时候，在非传统支持段上可能没有传输。这允许BS传输功率集中于传统前导传输。这可以改进系统对于初始接入的覆盖。这未在图12A中示出。
选择3：IEEE 802.16m前导微时隙和公共同步以与单频带情况相同的方式位于传统支持段1352中，即在DL微时隙1360或1362任一中。这是被推荐的，因为在前导检测之后，IEEE 802.16m使能的MS将不具有以下知识：整个系统带宽，哪里可以找到非传统支持段以及是否使能传统支持。此外，这一选择允许IEEE 802.16m使能的MS对单频带和多频带操作这二者都使用相同的同步和小区搜索，以及初始接入过程。在传输传统前导的时候，和/或在传输IEEE802.16m公共同步符号的时候，和/或在传输IEEE 802.16m主/辅广播信道的时候，在非传统支持段上可能没有传输。这允许BS传输功率集中于前导传输和广播信道传输。这可以改进系统对于初始接入的覆盖。
图12C是示出使用图12A和12B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图。
在步骤1375，过程开始。
在步骤1380，IEEE 802.16m使能的MS在一个传统段上检测IEEE 802.16m公共同步、传统前导，并执行同步和小区搜索。
在步骤1385，IEEE 802.16m使能的MS解码IEEE 802.16m前导微时隙上的主广播信道和辅广播信道。
在步骤1390，IEEE 802.16m使能的MS解码系统参数和广播消息。这些信道和消息中的信息指示整个系统的带宽，传统和非传统支持段以及其相应的IEEE 802.16m微时隙，FFT大小，以及保护频带。
在步骤1395，该过程结束。
图13A是示出第三示例性多频带情形(参见上面的情形2)的框图，其中可用的IEEE 802.16m系统带宽20MHz 1400被分为多个段1402，1404和1406。
在图13A中，存在三种类型的IEEE 802.16m使能的MS，分别支持5MHz，10MHz和20MHz带宽。IEEE 802.16m使能的MS1(第一类型IEEE 802.16m使能的MS)使用512-FFT在5MHz段1402上进行操作。IEEE 802.16m使能的MS2(第一类型IEEE 802.16m使能的MS)使用512-FFT在5MHz段1404上进行操作。IEEE 802.16m使能的MS3(第二类型IEEE 802.16m使能的MS)使用1k-FFT在10MHz段1406上进行操作。IEEE 802.16m使能的MS4(第二类型IEEE802.16m使能的MS)使用1k-FFT在5MHz段1402和1404上进行操作。IEEE802.16m使能的MS5(第三类型IEEE 802.16m使能的MS)使用2k-FFT在5MHz段1402和1404，以及10MHz段1406上进行操作。
保护频带1408将5MHz段1402和5MHz段1404分开。保护频带1410将5MHz段1404和10MHz段1406分开。为了使保护频带的数量最小化，应该将段的数量最小化。
在本示例中，IEEE 802.16m使能的BS使用2k-FFT操作在单个载波上传输/接收。
在如图13A所示的每个段中可定义IEEE 802.16m子信道。在具有与MS带宽能力相等或更小带宽的段中可以给MS指派子信道资源。
例如，可以通过BS以更慢的方式发信号通知相应段的中心频率(在入网后通过单播控制信令)将5MHz MS指派给5MHz段1402，1404中的任一个。可以通过BS以更慢的方式发信号通知两个5MHz段1402，1404或10MHz段1406的中心频率(在入网后通过单播控制信令)将10MHz MS指派给两个5MHz段1402，1404中的任一个或10MHz段1406。因为中心频率不会变化，所以可以将20MHz MS动态指派给5MHz段1402，1404以及10MHz段1406中的任一个。
图13B示出如图13A所示的多频带情形1400的更多细节，其示出前导微时隙可以位于何处的第一个选择。多频带情形1540包括DL微时隙1451和UL微时隙1453。
段1452和1454包括5MHz段。段1456包括10MHz段。可选的保护频带1495将段分开。如果所有的频率子载波都被指派给宽带MS就不需要保护频带。例如，如果两个5MHz段都被指派给10MHz MS，则在这两个段之间不需要保护频带。每个微时隙上的保护音的存在都通过广播信道(例如，辅广播信道)发信号通知。
在该第一个选择中，前导微时隙1461位于RF频率的中心以将检测时间最小化。传输前导微时隙所用的带宽应该是IEEE 802.16m使能的MS的带宽能力的最小值。
图13C示出如图13A所示的多频带情形1400中的典型帧结构，其示出前导微时隙可以位于何处的第二个选择。多频带情形1480包括DL微时隙1491和UL微时隙1493。
段1482和1484包括5MHz段。段1486包括10MHz段。可选的保护频带1489将段分开。
在该第二个选择中，前导微时隙1481位于一个或多个段(图13C图示了2个段)。在这种情况下，MS必须在段的多个可能选择上搜索前导，这可能是配合其中前导位于一个或多个段的传统支持模式的优选选择。
图13D是示出使用图13B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图。
在步骤1420，过程开始。
在步骤1422，IEEE 802.16m使能的MS在其中一个段上的IEEE 802.16m前导微时隙上检测公共同步和小区特定前导，并执行同步和小区搜索。
在步骤1424，IEEE 802.16m使能的MS对IEEE 802.16m前导微时隙上的主广播信道和第二广播控制信道进行解码。这些信道中的信息包括系统带宽，带宽段，保留音，以及保护音。
在步骤1426，IEEE 802.16m使能的MS基于MS带宽能力以及由BS在主/辅广播信道中指示的推荐的(一个或多个)初始入网段来在其中一个段上执行初始入网。注意，BS可以指定一个或多个段作为初始入网段。
在步骤1428，该过程结束。
图13E是示出使用图13C的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图。
在步骤1430，过程开始。
在步骤1432，IEEE 802.16m使能的MS在其中一个段上的IEEE 802.16m前导微时隙上检测公共同步和小区特定前导，并执行同步和小区搜索。
在步骤1434，IEEE 802.16m使能的MS对IEEE 802.16m前导微时隙上的主广播信道和第二广播控制信道进行解码。这些信道中的信息包括系统带宽，带宽段，保留音，以及保护音。
在步骤1436，MS基于MS带宽能力以及由BS在主/辅广播信道中指示的推荐的(一个或多个)初始入网段来在其中一个段上执行初始入网。注意，BS可以指定一个或多个段作为初始入网段。为入网指定的那些段可以与包括前导微时隙的段相同或者不同。
在步骤1438，该过程结束。
图14A是示出第四示例性多频带情形(参见上面的情形2)的框图，其中可用的IEEE 802.16m系统带宽20MHz 1500被分为多个段1502，1504和1506。
在图14A中，多个段1502，1504和1506支持具有三种不同带宽能力的IEEE802.16m使能的MS(在这种情况中，分别是5MHz，10MHz和20MHz带宽)。IEEE 802.16m使能的MS1(第一类型IEEE 802.16m使能的MS)使用512-FFT在5MHz段1502上进行操作。IEEE 802.16m使能的MS2(也是第一类型IEEE802.16m使能的MS)使用512-FFT在5MHz段1504上进行操作。IEEE 802.16m使能的MS3(第二类型IEEE 802.16m使能的MS)使用1k-FFT在10MHz段1506上进行操作。
IEEE 802.16m使能的MS4(也是第二类型IEEE 802.16m使能的MS)使用1k-FFT在5MHz段1402和1404上或者在10MHz段1506上进行操作。换言之，MS4可以同时解码两个相邻的5MHz段或者一个10MHz段。
IEEE 802.16m使能的MS5(第三类型IEEE 802.16m使能的MS)使用2k-FFT在5MHz段1502和1504，以及10MHz段1506上进行操作。换言之，MS5可以同时解码多个均具有相应FFT大小的段或者可以使用单个2k-FFT执行宽带解码。
保护频带1508将5MHz段1502和5MHz段1504分开。保护频带1510将5MHz段1504和10MHz段1506分开。为了将保护频带的数量最小化，应该将段的数量最小化。
在本示例中，IEEE 802.16m使能的BS在多个载波上传输/接收，其中每个载波具有每个段的相应FFT大小。
在如图14A所示的每个段中可定义IEEE 802.16m子信道。在具有与MS带宽能力相等或更小带宽的段中可以给MS指派子信道资源。
例如，可以通过BS以更慢的方式发信号通知相应段的中心频率(在入网后通过单播控制信令)将5MHz MS指派给5MHz段1502，1504中的任一个。可以通过BS以更慢的方式发信号通知两个5MHz段1502，1504或10MHz段1506的中心频率(在入网后通过单播控制信令)将10MHz MS指派给两个5MHz段1502，1504或10MHz段1506。因为中心频率不会变化，所以可以将20MHz MS动态指派给5MHz段1502，1504以及10MHz段1506中的任何一个。
图14B示出如图14A所示的多频带情形1500的典型帧结构，其示出前导微时隙可以位于何处的第一个选择。多频带情形1550包括DL微时隙1551和UL微时隙1553。
段1552和1554包括5MHz段。段1556包括10MHz段。所需的保护频带1595将段分开。
在该第一个选择中，前导微时隙1561位于RF频率的中心以将检测时间最小化。传输前导微时隙所用的带宽应该是IEEE 802.16m使能的MS的带宽能力的最小值。
图14C示出如图14A所示的多频带情形1500中的更多细节，其示出前导微时隙可以位于何处的第二个选择。多频带情形1580包括DL微时隙1591和UL微时隙1593。
段1582和1584包括5MHz段。段1586包括10MHz段。所需的保护频带1589将段分开。
在该第二个选择中，前导微时隙1581位于一个或多个段(图14C中图示了2个段)。在这种情况下，MS必须在段的多个可能选择上搜索前导，这可能是配合其中前导位于一个或多个段的传统支持模式的优选选择。
图14D是示出使用图14B的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图。
在步骤1520，过程开始。
在步骤1522，IEEE 802.16m使能的MS在其中一个段上的IEEE 802.16m前导微时隙上检测公共同步和小区特定前导，并执行同步和小区搜索。
在步骤1524，IEEE 802.16m使能的MS对IEEE 802.16m前导微时隙上的主广播信道和辅广播控制信道进行解码。这些信道中的信息包括系统带宽，带宽段，保留音，以及保护音。
在步骤1526，MS基于MS带宽能力以及由BS在主/辅广播信道中指示的推荐的(一个或多个)初始入网段来在其中一个段上执行初始入网。注意，BS可以指定一个或多个段作为初始入网段。
在步骤1528，该过程结束。
图14E是示出使用图14C的多频带情形的IEEE 802.16m使能的MS的初始接入步骤的流程图。
在步骤1530，过程开始。
在步骤1532，IEEE 802.16m使能的MS在其中一个段上的IEEE 802.16m前导微时隙上检测公共同步和小区特定前导，并执行同步和小区搜索。
在步骤1534，IEEE 802.16m使能的MS对IEEE 802.16m前导微时隙上的主广播信道和辅广播控制信道进行解码。这些信道中的信息包括系统带宽，带宽段，保留音，以及保护音。
在步骤1536，MS基于MS带宽能力以及由BS在主/辅广播信道中指示的推荐的(一个或多个)初始入网段来在其中一个段上执行初始入网。注意，BS可以指定一个或多个段作为初始入网段。为入网指定的那些段可以与包括前导微时隙的段相同或者不同。
在步骤1538，该过程结束。
图11A到14E以及上面的相应描述使得本领域普通技术人员能够实现如下的有利的功能。
系统带宽可以被划分为多个段，其中每个段具有相同或不同的带宽。每个段能够支持一个或多个系统或者OFDMA传输格式。系统，传输格式或时间频率资源定义可以跨一个或多个段。
基站能够同时在不同段上支持不同类型的系统或OFDMA传输格式。基站可以以单载波方式(即跨多个段的一个中心频率以及一个FFT)或者以多载波方式(即跨多个段的多个中心频率以及FFT)进行传输/接收。
移动站可以以单载波方式(即跨多个段的一个中心频率以及一个FFT)或者以多载波方式(即跨多个段的多个中心频率以及FFT)进行传输/接收。
移动站可以在一个或多个段上使用不同的中心频率和FFT大小从基站传输/接收。
在入网后可以半静态或者动态地将移动站分配给一个或多个段。
段间的保护频带或保护音可以被半静态或动态地包含或者排除。
一个或多个段包含由多个系统共享的通用同步信道和系统参数广播信道。另外的系统特定同步信道和系统参数广播信道可以位于相同或者不同的段集合中。
通用同步信道和系统参数广播信道可以位于整个频带的中心频率上，具有预定义的带宽。
图15是示出根据一个实施例针对TDD提供的实现多跳中继的帧结构的第一示例。该第一示例图示分离的DL和UL接入区1602，1604和中继区1606，1608。使用接入区来使得BS/RS能够与MS通信。使用中继区来使得BS/RS能够与RS通信。
在BS处的DL子帧1600中，一个或多个DL微时隙1601，1603，1605用于DL接入区，并且一个或多个DL微时隙1607用于DL中继区。在RS处的DL子帧1600中，一个或多个DL微时隙1609，1611，1613用于DL接入区，并且一个或多个DL微时隙1615用于DL中继区。
在BS处的UL子帧中，一个或多个UL微时隙1617，1619用于UL接入区，并且一个或多个UL微时隙1621，1623用于UL中继区。在RS处的UL子帧中，一个或多个DL微时隙1625，1627用于UL接入区，以及一个或多个UL微时隙1629，1631用于UL中继区。
图16A是图示支持多跳中继的TDD中的第二个实施例的无线通信网络的典型示例的框图。在图16A中，引入了全局区的概念。
为了向父节点和子节点同步传输而定义了全局传输区。为了从父节点和子节点同步接收而定义全局接收区。
MS可以使用全局区向接入点(例如RS或BS)传输/接收。但是，所有移动站可以使用给定的全局区来接收或传输以避免干扰。因此，全局区可以在DL子帧中或UL子帧中定义以使得只允许移动站将它们用于UL或DL传输。这些全局区可以配置为用于偶数跳节点或奇数跳节点中的MS通信。可以配置两个DL全局区，一个用于偶数跳RS到MS传输，并且另一个用于奇数跳RS到MS通信。类似地，可以在UL子帧中配置两个全局区。
在每个全局区中，去往/来自父和子节点的传输使用同一组兼容的信道化结构以便覆盖分配给父和子节点的资源。
对于专用导频的情况，一种解决方案是为父和子定义相同的片结构来传输/接收。
对于公共导频的情况，一种解决方案是为父和子定义正交公共导频结构。
在全局区上的传输可以由在全局区传输/接收中所涉及的一个或多个节点，和/或在传输/接收中所涉及的这些节点的父节点，和/或由基站在集中调度器下进行调度。
除了全局区外，可以配置分离的非全局区，例如可以被配置用于父RS/BS到MS通信的接入区，以及可以被配置用于父RS/BS到子RS通信的中继区。
除了BS，MS和RS之间的数据通信，全局区还可以用于在不同节点之间用于网络自配置和自组织操作的信令信息的传输/接收。
在图16A的例子中，无线通信网络1700包括MS11702，BS11704，RS11706，MS31708，RS21710和MS21712。在图16A中，T1A指用于到MS的传输的DL接入区，T1R指DL中继区(用于从父到子的通信)，T1G指DL全局区(其中第一或奇数跳RS从子和父这二者接收通信；以及第二或偶数跳RS向子和父这二者进行传输，T2A指UL接入区(用于从MS传输)，T2R指UL中继区(用于从子到父的通信)，以及T2G指UL全局区(其中第一或奇数跳RS向子和父这二者进行传输；以及第二或偶数跳RS从子和父这二者接收)。名称SC指子信道。
图16B是图示用于图16A中示出的第二示例的DL和UL子帧1750，1760的框图。DL子帧T11750包括区T1A 1752，区T1R 1754，以及区T1G 1756。UL子帧1760包括区T2A 1762，区T2R 1764，以及区T2G 1766。
在该第二示例性技术中，为节点(例如RS)定义全局区以便同时向其父节点(例如BS或父RS)和子节点(例如子RS或MS)进行传输。为节点(例如RS)定义另一个全局区以便同时从其父节点(例如BS或父RS)和子节点(例如子RS或MS)接收。
在图16A和16B中示出的不同的区是：
DL接入区(T1A)：这是在时隙T1，DL子帧中BS/RS到MS的DL传输区。
DL中继区(T1R)：这是在时隙T1，DL子帧中BS/RS到RS的DL中继区，其能够专门用于从父BS/RS到子RS的传输。
在DL子帧中的全局区(T1G)：这是在时隙T1，DL子帧中的公共区，在其中RS可以向父BS/RS和子RS这二者传输/接收。接入RS/BS还可以使用该区向MS发送数据。
UL接入区(T2A)：这是在时隙T2，UL子帧中MS到BS/RS的UL传输区。
UL中继区(T2R)：这是在时隙T2，UL子帧中RS到BS/RS的UL中继区，其能够专门用于从子RS到BS/RS的传输。
在UL子帧中的全局区(T2G)：这是在时隙T2，UL子帧中的公共区，在其中RS可以向父BS/RS和子RS这二者传输/接收。MS还可以使用该区向接入RS/BS传输数据。
存在两种用于全局区中的资源复用的选择：
选择1：向去往/来自不同节点的不同的同时传输指派不同的OFDMA时间/频率(或子信道)资源。这个选择没有改进资源复用，但是将改进等待时间。在图16A中，T1G-SCx和T1G-SCy描述了在时间T1处的全局区中不同的子信道资源X和Y。
选择2：向去往/来自多个节点的不同的同时传输指派相同的OFDMA时间/频率(或子信道)资源。使用干扰避免或移除来分离传输。除了改进等待时间外，这个选择还提供了资源复用增益。在这种情况下，在图16A中，SCx和SCy具有相同的时间/频率资源，SCa和SCb具有相同的时间/频率资源，SCz和SCv具有相同的时间/频率资源，以及SCw和SCu具有相同的时间/频率资源。在一个实施例中，SCx，SCy，SCa和SCb都具有相同的时间/频率资源。SCz，SCv，SCw和SCu都具有相同的时间/频率资源。
在图16A和16B示出的该第二个示例中，在第二跳中的BS和RS能够在全局区中与MS进行通信，但是在第一跳中的RS只能够使用接入区T1A和T2A与MS进行通信。可替换地，全局区还可以配置为使得第一跳RS可以使用全局区与它的MS通信，但是BS和第二跳RS只能使用接入区T1A和T2A与它们的MS通信。中继区T1R和T2R分别用于BS向RS传输和BS从RS接收。可以为第一跳RS定义另外的中继区以便向第二跳RS传输和从第二跳RS接收。
图17是示出用于多跳中继的第二个实施例的更多细节的框图。如图所示，可以定义多个全局区，其中存在多个RS。在图17的示例中，为每个RS(该情况下为两个)定义全局区以用于传输以及为每个RS(该情况下为两个)定义另一个全局区以用于接收。因此在BS 1801(或父RS)处定义全局传输区1802，1806，以及全局接收区1806，1808。类似地，在RS 1803处定义全局传输区1812，1816，以及全局接收区1810，1814。最后，在子RS1805处，定义全局传输区1820，1824，以及全局接收区1822，1826。在该示例的所有情况中，采用TTG和RTG来防止下行链路和上行链路冲突。
在每个全局区中，去往/来自父和子节点的传输使用同一组兼容的信道化结构以便覆盖分配给父和子节点的资源。
MS可以在全局区中从其接入节点接收或传输。然而，在给定的全局区中，所有的MS都传输，或者所有的MS都接收。这可以通过在下行链路子帧和上行链路子帧中指派全局区来实现。当全局区在下行链路子帧中时，MS仅可以(从其接入节点)接收以及当它在上行链路子帧中时，MS仅可以传输。
除了全局区外，去往/来自子MS的传输可以在分离的非全局区上执行。
图18是示出用于多跳中继的第三个实施例的更多细节的框图，但是这次用于FDD。所图示的技术包括第一两跳的方面。
在RS 1902与其父节点以及与其子节点之间的通信发生在不同的时隙T1和T2。
在时间T1，RS 1902与其父节点BS 1904(或父RS)使用DL上的频率F2以及UL上的频率F1进行通信。
在时间T2，RS与其子节点(例如MS或子RS)使用DL上的频率F2以及UL上的频率F1进行通信。
BS 1904可以在时间T1或T2上与MS 1906通信。T2优选用于对RS 1902为了与MS 1906通信所使用的OFDMA资源的更好的重用。
图19是示出用于多跳中继的第四个实施例的更多细节的框图，也是用于FDD。所图示的技术包括第二两跳的方面。
在时间T1，RS 2002可以同时在全局区中在UL F1上从MS/子RS 2008接收以及在DLF1上从BS/父RS 2004接收。
在时间T1，RS 2002可以同时在全局区中在DLF2上向MS 2008传输以及在ULF2上向BS/父RS 2004传输。
在时间T2，BS/父RS 2004从/向MS 2006为DL在F2上以及为UL在F1上传输/接收。
在时间T1，对于全局区中的资源复用存在两个选择：
选择1：为去往/来自不同节点的不同传输指派不同的OFDMA时间/频率资源。这一选择不改进资源复用，但是将改进等待时间。
选择2：为去往/来自多个节点的多个传输指派相同的OFDMA时间/频率资源。使用具有或者不具有定向天线的干扰消除来分离传输。除了改进等待时间之外，这一选择还提供了资源复用增益。
图20是示出用于多跳中继的第五个实施例的更多细节的框图，也用于FDD。所图示的技术包括多于两跳的方面。
在特定的时隙，RS在相同载波频率上同时向其父节点和子节点传输。RS在另一载波频率上同时从其父节点和子节点接收。RS和其下一跳RS(父或子)使用交替的载波频率用于传输和接收。这将在下面的示例中被解释。
在时间T1，中间RS 2106使用F1在全局区上向其子和父节点(即BS 2110和接入RS 2102)传输以及使用F2在全局区上从其子和父节点接收。其下一跳RS，即接入RS 2102，使用F2在全局区上向其子和父节点(即中间RS 2106和MS 2104)传输以及使用F1在全局区上从其子和父节点接收。
BS 2110可以在T1或T2上向/从MS 2112传输/接收。F2用于DL以及F1用于UL。T2优选用于在OFDMA资源处更好的重用。
在时间T2，中间RS 2106为DL在F2上以及为UL在F1上向/从MS 2108传输/接收。
在时间T1，对于全局区中的资源复用存在两个选择：
选择1：为去往/来自不同节点的不同传输指派不同的OFDMA时间/频率资源。这一选择不改进资源复用，但是将改进等待时间
选择2：为去往/来自多个节点的多个传输指派相同的OFDMA时间/频率资源。使用具有或者不具有定向天线的干扰消除来分离传输。除了改进等待时间外，这一选择还提供了资源复用增益。
与为多跳中继定义的帧结构相同的帧结构可以用于支持网络编码。可以如上所描述的那样定义全局区以供网络节点同时向(一个或多个)父节点和(一个或多个)子节点多播传输，以及从(一个或多个)父节点和(一个或多个)子节点接收同时传输。
图15至20以及上面的相应描述可以使得本领域普通技术人员能够实现如下有利的功能。
节点能够在相同RF载波上同时向其父节点和子节点传输信号。节点能够在相同RF载波上同时从其父节点和子节点接收信号。
节点能够在全局时间-频率资源区上在相同RF载波上同时向其父节点和子节点传输信号。节点能够在全局时间-频率资源区上在相同RF载波上同时从其父节点和子节点接收信号。
在全局时间-频率区域中可以定义一组正交时间-频率子信道。这组子信道由向父节点和子节点的传输和从父节点和子节点的接收所共享。
全局时间-频率资源区可以在DL子帧和/或UL子帧中配置以使得不同的MS对于会导致干扰问题的DL和UL传输可以不使用相同的全局区。在全局时间-频率区域上，奇数跳或偶数跳接入节点可以使用这一区域来向MS传输(或从MS接收)。可以为DL子帧配置两个全局时间/频率资源区，一个被配置用于奇数跳RS到MS通信，一个被配置用于偶数跳RS到MS通信。类似地可以为上行链路配置两个全局区。
节点使用相同的时间-频率资源从其父节点和子节点接收(或向其父节点和子节点传输)。数据可以使用干扰避免或干扰移除来恢复。
为多个节点之间(BS，和/或RS，和/或MS)用于自配置和自组织操作的信令交换定义全局时间-频率资源区。
已经描述的内容对于本发明原理的应用而言仅仅是说明性的。本领域技术人员可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下实施其他的布置和方法。

Claims (19)

1.一种方法，包括：
提供包括下行链路子帧和上行链路子帧的帧，部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为利用传统IEEE 802.16标准操作的移动站的通信，并且部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为利用IEEE802.16m标准操作的移动站的通信；以及
使用所述帧在上行链路和下行链路方向中的至少一个上与移动站无线通信。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过间隙将下行链路子帧和上行链路子帧分开，所述间隙邻近于被分配用于与被配置为利用传统IEEE 802.16标准操作的移动站的通信的部分下行链路子帧和上行链路子帧。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中帧的持续时间是5ms。
4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：
生成包括四个帧的超帧，通过保护频带将每个帧互相分开。
5.如权利要求3所述的方法，其中超帧的持续时间是20ms。
6.如权利要求1所述的方法，其中下行链路子帧和上行链路子帧均包括多个微时隙，下行链路子帧中的第一微时隙被分配用于与被配置为利用传统IEEE802.16标准操作的移动站的通信。
7.如权利要求6所述的方法，其中上行链路子帧中的第一微时隙被分配用于与被配置为利用传统IEEE 802.16标准操作的移动站的通信。
8.如权利要求4所述的方法，进一步包括：
在超帧边界前的一个符号处定义公共同步信道。
9.如权利要求1所述的方法，包括基站和至少一个中继站，其中部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配作为用于基站和中继站之间的无线通信的中继区。
10.如权利要求9所述的方法，其中部分下行链路子帧被分配作为用于中继站从父/子到该中继站接收到的无线通信的全局接收区。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中部分下行链路子帧被分配作为用于中继站向该中继站的父/子传输的无线通信的全局传输区。
12.如权利要求9所述的方法，其中部分上行链路子帧被分配作为用于中继站向该中继站的父/子传输的无线通信的全局传输区。
13.一种用于无线通信的设备，包括至少一个被配置为执行权利要求1的方法的处理器。
14.一种操作具有多个移动站和服务基站的无线通信网络的方法，所述多个移动站包括第一移动站和第二移动站，所述方法包括：
将系统带宽划分为多个带宽段，为每个移动站分配一个带宽段，与第一移动站相关联的带宽段被配置为利用IEEE 802.16m标准操作。
15.如权利要求14所述的方法，此外其中与第二移动站相关联的带宽段被配置为利用传统IEEE 802.16标准操作。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括第三移动站，与第三移动站相关联的带宽段被配置为利用传统IEEE 802.16标准和IEEE 802.16m标准这二者操作。
17.如权利要求14至16任一项所述的方法，其中用于与第一段相关联的带宽段的帧结构包括下行链路子帧和上行链路子帧，部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为利用传统IEEE 802.16标准操作的移动站的通信，并且部分下行链路子帧和上行链路子帧被分配用于与被配置为利用IEEE802.16m标准操作的移动站的通信。
18.如权利要求17所述的方法，其中帧的持续时间为5ms。
19.如权利要求17所述的方法，其中下行链路子帧和上行链路子帧均包括多个微时隙，下行链路子帧中的第一微时隙被分配用于与被配置为利用传统IEEE 802.16标准操作的移动站的通信。
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