CN102231721B - 通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通信系统及其传输方法，其中，提供了一种用在包括基站、中继站及移动台的多跳通信系统中的传输方法，该传输方法包括以下步骤：在第一时段与第二时段之间从基站向中继站发送无线信号；其中，所述中继站在所述第一时段中向移动台或另一中继站发送无线信号；以及所述中继站在所述第二时段中从移动台或另一中继站接收无线信号。

Description

通信系统
本申请是申请号为200710153378.5、申请日为2007年9月18日、发明名称为“通信系统”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及无线通信技术，更具体地说，涉及一种多跳无线通信系统及其传输方法。
背景技术
当前，人们对在基于分组的无线电通信和其他通信系统中使用多跳技术非常感兴趣，其中，这意味着，这种技术不仅能够扩展覆盖范围，而且增加系统的容量(吞吐量)。
在多跳通信系统中，通信信号在沿着通信路径(C)的通信方向上从源设备经由一个或者多个中间设备发送到目的设备。图6示出包括基站BS(在3G通信系统的环境中称为“节点B”NB)、中继节点RN(也称为中继站RS)和用户设备UE(也称为移动站MS)的单小区双跳无线通信系统。在信号在下行链路(DL)上从基站经由中继节点(RN)发送到目的用户设备(UE)的情况中，基站构成源站(S)，用户设备构成目的站(D)。在通信信号在上行链路(UL)上从用户设备(UE)经由中继节点发送到基站的情况中，用户设备包括源站，基站包括目的站。中继节点是中间设备(I)的示例，并且包括：接收器，可用于从源设备接收数据；以及发送器，可用于将该数据及其衍生物发送给目的设备。
已将简单的模拟转发器或者数字转发器用作中继器，以提高或者提供对盲点(dead spot)的覆盖。它们可以在与源站的不同的发送频带下工作，以防止源传输与转发器传输之间的干扰，或者，它们可以在没有来自源站的传输的时间下工作。
图7示出针对中继站的多个应用。对于固定的基础设施，由中继站提供的覆盖区可以是“填充的(in-fill)”，以允许这种移动站访问通信网络，所述移动站或者是处在其他物体的遮蔽下，或者是尽管处在基站的正常范围内、但不能从该基站接收具有足够强度的信号。还示出了“范围扩展”，其中，在移动站处于基站的正常数据传输范围之外时，中继站允许访问。在图7的右上方示出的填充式的一个示例是定位流动的中继站，以使得覆盖区能够穿透到建筑物内，该建筑物可以在地平面的上方，在地平面上，或者在地平面的下方。
其他应用是使临时覆盖生效的流动的中继站，从而在事件或者紧急事件/灾难事件的期间提供访问。在图7的右下方示出的最终应用通过使用置于车辆上的中继器来提供对网络的访问。
如下面解释的，还可以与先进的传输技术相结合地使用中继器，以提高通信系统的增益。
人们已知，由于无线电通信在通过空间传播时被散射或者吸收，从而导致出现传播损耗或者“路径损耗”，进而使信号的强度削弱。影响发送器与接收器之间的路径损耗的因素包括：发送器天线高度；接收器天线高度；载波频率；杂波(clutter)类型(城市、市郊、农村)；形态的细节，例如，高度、密度、间隔、地形类型(多山的、平坦的)。在发送器与接收器之间的路径损耗L(dB)可以用下述公式来建模：
L＝b+10nlogd    (A)
其中，d(米)是发送器-接收器间距，b(db)和n是路径损耗参数，并且绝对路径损耗由l＝10(L/10)给出。
在间接的链路SI+ID上经历的绝对路径损耗的和可以小于在直接链路SD上经历的路径损耗。换句话说，可能的是：
L(SI)+L(ID)＜L(SD)    (B)
将单个传输链路分成两个较短的传输段，从而利用路径损耗与距离之间的非线性关系。通过使用公式(A)对路径损耗进行简单的理论分析，可以理解的是，如果将信号从源设备经由中间设备(例如，中继节点)发送给目的设备，而不是从源设备直接发送给目的设备，则可以实现总路径损耗的减少(从而，提高或增加信号强度，并由此提高或增加数据吞吐量)。如果适当地实施，则多跳通信系统可以允许减少发送器的发送功率，这有助于无线传输，从而导致干扰水平的下降，并减少对电磁发送的暴露。或者，可以利用总路径损耗的减少来提高在接收器处所接收的信号的质量，而不会增加传送信号所需的总辐射的发送功率。
多跳系统适合与多载波传输一起使用。在诸如FDM(频分复用)、OFDM(正交频分复用)或者DMT(离散多音)的多载波传输系统中，将单个数据流调制到N个并行的子载波上，各子载波信号具有其自身的频率范围。这样允许将总带宽(即，以给定的时间间隔发送的数据的量)针对多个子载波上进行划分，从而增加各数据码元的持续时间。因为各子载波具有较低的信息速率，所以，与单载波系统相比较，多载波系统的优点在于对信道诱发失真具有增强的抗扰性。这可以通过确保传输速率并由此各子载波的带宽小于信道的相干带宽来实现。结果，在信号子载波上经历的信道失真是与频率无关的，从而，可以通过简单的相位和振幅校正因子来进行校正。因此，在系统带宽超过信道的相干带宽时，在多载波接收器内的信道失真校正实体可以比在单载波接收器内的对应实体具有明显更低的复杂度。
正交频分复用(OFDM)是一种基于FDM的调制技术。OFDM系统利用在数学意义上正交的多个子载波频率，由于它们是相互独立的，所以，子载波谱可以没有干扰地交叠。OFDM系统的正交性去除了对保护频带频率的需要，从而提高了系统的谱效率。已经针对很多无线系统提出并采用了OFDM。当前，OFDM用于非对称数字用户线(ADSL)连接、一些无线LAN应用(例如，基于IEEE 802.11a/g标准的WiFi设备)和诸如WiMAX(基于IEEE 802.16标准)的无线MAN应用中。OFDM常常与信道编码、纠错技术相结合地使用，以产生经编码的正交FDM或者COFDM。COFDM现在广泛地用于数字电信系统，以改善基于OFDM的系统在多径环境中的性能，其中，跨频域中的子载波和时域中的码元二者都可以看到信道失真中的变化。该系统已经在视频和音频广播(例如DVB和DAB)以及某些类型的计算机组网技术中找到应用。
在OFDM系统中，在发送器处通过使用离散傅里叶逆变换或者快速傅里叶变换算法(IDFT/IFFT)，将一组N个调制的并行数据源信号映射到N个正交的并行子载波上，以形成在时域中称为“OFDM码元”的信号。因此，“OFDM码元”是所有N个子载波信号的合成信号。OFDM码元在数学上可以表示为：
x ( t ) = 1 N Σ n = 0 N - 1 c n · e j 2 πnΔft , 0≤t≤Ts(1)
其中，Δf是以Hz为单位的子载波间距，Ts＝1/Δf是以秒为单位的码元时间间隔，cn是已调制的源信号。(1)中的其上调制各源信号的子载波矢量c∈Cn，c＝(c0，c1...cN-1)是来自有限星座图(constellation)的N个星座图码元的矢量。在接收器处，通过应用离散傅里叶变换(DFT)或者快速傅里叶变换(FFT)算法，将所接收的时域信号变换回到频域。
OFDMA(正交频分多址)是OFDM的多址变型。这通过给单个用户分配子载波的子集来工作。这允许从几个用户同时进行发送，从而产生更好的谱效率。但是，仍然存在允许没有干扰的双向通信(即，在上行链路和下载方向上)的问题。
为了能够在两个节点之间进行双向通信，存在两种公知的不同的方法来使两个(正向或者下载，以及反向或者上行链路)通信链路实现双工，以克服设备不能在同一资源介质上同时进行发送和接收的物理限制。第一种方法，即频分双工(FDD)，涉及通过将发送介质细分为两个不同的带(一个用于正向链路通信，另一用于反向链路通信)来同时地、但在不同的频带下操作两个链路。第二种方法，即时分双工(TDD)，涉及在同一频带上操作两个链路，但是按时间细分对介质的访问，从而在任何一个时间点上只有正向链路或者只有反向链路使用该介质。这两种方法(TDD&FDD)具有各自相对的优点，并且，对于单跳有线和无线通信系统，都是非常适用的方法。例如，IEEE 802.16标准结合了FDD和TDD模式二者。
作为示例，图8示出用于IEEE 802.16标准(WiMAX)的OFDMA物理层模式的单跳TDD帧结构。
各帧均被分成DL和UL子帧，各子帧均是离散的传输间隔。它们被发送/接收转换保护间隔和接收/发送转换保护间隔(分别是TTG和RTG)分隔开。各DL子帧都以前导码开始，然后是帧控制头(FCH)、DL-MAP和UL-MAP。
FCH包含DL帧前缀(DLFP)，以指定DL-MAP的突发配置(burst profile)和长度。DLFP是在各帧的开头发送的数据结构，并且包含关于当前帧的信息；DLFP被映射到FCH上。
同时发生的DL分配可以是广播、组播和单播，并且，它们还可以包括对另一BS而不是服务BS的分配。同时发生的UL分配可以是数据分配以及测距请求或者带宽请求。
GB 0616477.6、GB 0616481.8和GB 0616479.2描述由本发明人提出的与通信技术有关的相关发明。以引用的方式将这些申请中的每一个的全部内容并入本文，并且在此一同提交这些申请中的每一个的复印件。
为了能够在两个节点之间进行双向通信，存在公知的两种不同的方法来使两个(正向和反向)通信链路双工，以克服一设备不能在通过同一资源介质来同时发送和接收的物理限制。首先，频分双工涉及通过将传输介质细分为两个不同的频带来使两个链路同时地但在不同的频带上工作，一个频带用于正向链路通信，另一频带用于反向链路通信。其次，时分双工涉及使两个链路在同一频带上工作，但是按时间细分对介质的访问，使得在时间的任一点上只有正向链路或者只有反向链路使用该介质。
作为示例，图8示出用于IEEE 802.16标准的OFDMA物理层模式的单跳TDD帧结构。
这两种方法(TDD&FDD)具有各自的优点，并且，对于单跳有线和无线通信系统都是非常适用的方法。例如，IEEE 802.16标准结合了FDD和TDD模式二者。
然而，在需要一节点支持到两个不同的节点的两个独立的链路(例如，与基站和移动站通信的中继站)时，现有的TDD或者FDD帧结构需要一些改进，以便实现中继应用。近来已经提出很多建议，以提供对该问题的技术方案。但是，在涉及同步BS和RS操作(即，校准帧起始时间)的任何提议中，一个基本的问题是如何控制接收以在RS中传输转换点以及如何防止在帧中的额外的Tx/Rx转换。
发明内容
在独立权利要求中限定了本发明，在此引用独立权利要求。在从属权利要求中阐述了有利的实施方式。
本发明提供了一种用在包括基站、中继站及移动台的多跳通信系统中的传输方法，该传输方法包括以下步骤：在第一时段与第二时段之间从基站向中继站发送无线信号；其中，所述中继站在所述第一时段中向移动台或另一中继站发送无线信号；以及所述中继站在所述第二时段中从移动台或另一中继站接收无线信号。
本发明的第二方面提供一种使用本方面第一方面的传输方法的多跳无线通信系统。
附图说明
现在仅仅通过举例的方式参照附图来描述本发明的优选特征，其中：
图1示出帧结构(其中关键字为：P表示前导码，FCHBS帧控制头(包括DLFP)，MAP广播传送控制，包括DL&UL数据分配映射)；
图2a示出(具有细分的间隔的)三跳以上帧结构；
图2b示出用于三跳的优选的详细的帧结构；
图3示出两跳以上的帧结构(额外转换)；
图4示出中继链路间隔；
图5a示出RP位置确定算法；
图5b示出RP位置确定算法；
图6示出简单的两跳无线通信系统；
图7示出中继站的应用；以及
图8示出根据IEEE 802.16标准的OFDMA物理层模式的示例TDD帧结构。
具体实施方式
帧结构描述
如图1所示，根据本发明实施例的技术方案的第一部分在BS和RS处使用改进的帧结构。
该帧结构提供优选的可升级的技术方案。在两跳中继的情况中，它需要将子帧细分成仅两个区带或者传输间隔，并且与用于单跳系统中的装置相比，不需要设备处的任何额外的Tx/Rx转换。在DL中的第一区带是BS-MS或者RS-MS通信。第二区带用于BS-RS通信。虽然不支持在DL上的帧内中继，有可能执行UL帧内中继。本实施例中的优点是由于这样的事实，即，从发送到接收的转换是在DL子帧的结尾处，即，将从BS到RS的通信放在子帧的结尾处，并且在上行链路上执行从RS到BS的通信，Rx/Tx转换的次数不增加。
该技术方案可升级到三跳中继，而不需要增加发送到其上和/或从其接收的转换的次数。然而，这将需要将子帧细分为三个传输间隔或者区带，如图2a所示。请注意，图2a示出至少四跳中继，因为在对于RS2至RS3的下行链路子帧中设置有额外的中继链路间隔。如果仅仅需要三跳中继，则RS2在下行链路子帧中没有中继链路，其访问长度与到RS1的长度相同。图2b示出三跳通信的优选的详细的帧结构。
可以使用该结构支持三跳以上中继，并且存在两种方法有助于该中继。第一种方法是允许在DL子帧内的额外的Tx/Rx转换，并且在RS2处的接收操作之后，放置另一中继链路间隔。另一可选方法是利用RS2-MS传输间隔中的一些，以提供中继链路间隔，从而有效地增加子帧内的区带或者间隔的数量(参见图2a)。后一种方法相对于前一种方法的优点是，不增加Rx/Tx转换的次数，缺点是，对于RS2-MS通信，使在RS2处的无线电资源降低了。在图3中示出前一种技术方案。
请注意，MS测距、快速反馈信道和ACK信道传输可以出现在该间隔的任何位置上，但是，有益的是，将所述MS测距、快速反馈信道和ACK信道传输放置在该间隔的前面，以尽可能早地将这些信息提供给接收器。图4示出在中继链路间隔内的传输的优选细节。
该提议对于中继链路间隔的主要益处是：就结构而言，该提议可以与访问链路间隔基本上相同。可以支持地发送相同的加上一些增强的消息信号，以支持RS功能，或者，作为另外一种选择，仅仅支持在整个链路上的所有的消息的子集再加上增强。这样使RS调制解调器在设计上与MS调制解调器非常相似，从而减少开发成本和时间，这是由于能够再用对MS所需的很多调制解调器的缘故。在由同一申请人在与本申请相同的日期提交的GB 06016474.3和GB 0622124.6包括RM(中继中间导码)的细节。此外，在英国发明专利申请GB 0622120.4提供对用于在CQICH(CQI信道)中传送CQI值的方法提出的改进，该申请是由同一申请人在与本申请相同的日期提交的。以引用方式将这三个申请并入本文中。
中继站操作
在当RS连接BS的第一情况中，RS使用前导码(P)来定位帧起始并且与BS同步。然后，如果这是在帧内连接BS的第一RS，如果要支持RM传输，则BS通过广播消息(FCH/MAP)向定位RM或将定位RM的RS发送信号。如果RM没有被BS使用，则相反地它发送信号：FCH/MAP消息将定位在中继链路间隔中。然后，RS在访问链路间隔中可以停止接收前导码和FCH/MAP，并且开始发送其自己的前导码(P)和要被MS或者希望通过该RS连接该网络的其他RS接收的FCH/MAP。从使用中继器到访问链路的该转换涉及：在完成转换之前在帧内接收在两个链路上的信息；访问链路中的FCH/MAP信息告知中继器FCH/MAP信息在中继链路中的何处。然后，在中继链路中的FCH/MAP信息告知RS：该RS将在下述的DL子帧和UL子帧中的何处找到该中继链路。然后，BS(或者RS)可选地广播RM码元，如GB0622124.6所述，该RM码元可以用于所连接的RS以保持同步，在此之后，将与在中继链路间隔中的FCH & MAP信息相似的控制信息发送给RS，然后发送数据。在中继链路中的该FCH/MAP信息的一部分(该部分被广播给所有的RS)将指示中继链路间隔将被定位在下一个帧内的何处。因此，RS可以追踪中继链路间隔移到何处。一旦RS在访问链路间隔中开始前导码的广播，该RS就处于完全工作状态并准备就绪以支持将装置与其的连接(即，MS或者其他的RS)。为了在广播访问中的FCH/MAP或者中继链路间隔时使该中继链路间隔起始信息在性质上健壮，绝对值显示在中继链路间隔开始的前导码传输(P)之后的码元的数量。然后，这允许RS知道何时从接收转换为发送。
如果RS在一个帧内不能接收中继链路FCH/MAP，则可以通过下述方式来恢复在随后帧内的工作：为RM进行扫描；或者，在访问链路上接收在FCH/MAP消息中的信息，以找到帧的中继特定部分的当前起始点，而不发送MAP消息或者数据。在RS没有任何新的数据时，由于RFCH/RMAP的损失，在下一个帧内不发送任何数据的事实不应该进一步增加RMAP的损失的影响。
用于确定中继链路在DL/UL子帧中的中继链路的位置的方法
可以通过无线电资源管理实体来利用在RS处改变转换点的能力。通过监视在所有各链路上提供的总的QoS，可以确定如何在各个传输实体(即，BS和RS)之间分割资源，并且通过调节中继链路间隔的起始点，控制对于RS/MS通信BS可用的和对于RS/MS通信RS可用的帧的数量。
例如，考虑BS、RS，以及多个MS直接连接到BS和多个MS通过RS的连接到BS的简单情况。如果发现直接连接的MS的QoS低于经中继的MS的QoS，则可以通过下述方式将更多的传输资源分配给BS-MS传输：将中继链路间隔起始点移到帧内的更后位置，使得更多的资源用于BS MAP和BS-MS数据传输。但是，如果在BS-RS链路上的QoS下降，则可以将中继链路起始点移到帧内的更前位置。
然而，使中继链路传输间隔提前针对潜在地限制RS-MS链路上的QoS必须总是偏移的。这是因为，当在BS-RS链路上增加容量时，则在RS-MS链路上也可以增加容量，但是，存在在BS-RS链路上的容量的进一步增大将开始使在RS-MS链路上的容量减少的时间点，这是由于BS-RS间隔的增大的尺寸使RS-MS间隔的缩小。因此，要应用的简单算法是，如果在提前中继链路的起始点的过程中，发现对在整个RS链路上服务的连接没有益处，则不应该再进一步地提前中继链路，这是因为可能RS-MS链路由于尺寸增大而在容量上受限。图5a概述所提议的算法，图5b示出在包括中继器前导码的优选实施例中的所提议的算法。
另一检查是RS-MS的末端和BS-RS区域的起始之间的差异，一旦它们是相邻的，则没必要进一步地提前中继链路。这需要将BS-RS和RS-MS区域的尺寸报告给资源管理实体，并且使用这个消息来导出块状态。
对于块方法的另一可选方法是：对于RS，将RS的DL使用状态(这可以采用很多形式，一个示例可以是通过测量帧的末端与当前RP位置之间的差来使可能的RP提前最大)报道给BS(或者其他的RS)。然后，在需要提前的情况下，BS或者RS使用该信息来确定在中继链路起始位置中的可能的最大提前。
在UL上可以使用相似的方法，以确定对于MS-BS和RS-BS间隔如何选择有关的尺寸。
优点的总结
总而言之，该提议的优点如下：
○提供用于提供两跳BS/RS同步帧结构的最佳方案，该帧结构不需要超出单跳设备所需的额外的Rx/Tx转换并且不需要将子帧分成仅两个传输间隔或者区带。
○该技术方案可以扩展到三跳中继，而没有其他的Tx/Rx转换并且不将帧分成三个传输间隔。
○可以通过下述方式将该技术方案扩展到三跳以上：根据以下哪一种技术方案最适合操作要求，来对每个子帧引入更多一个的Rx/Tx转换，或者，进一步细分成更多数量的传输间隔。
○提供允许在帧中定位的中继中间导码的变化的健壮的信令机制。
○为用于确定中继中间导码的最佳位置和全面测量传输间隔的机制提供大量的变型，以便控制中继链路起始点提前和潜在减少而没有改善性能的问题。
可以以硬件、或者在一个或者多个处理器上运行的软件模块、或者它们的组合的方式实施本发明的实施方式。也就是说，本领域的技术人员应理解：在实践中可以使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现实施本发明的发送器的功能中的一些或者全部。本发明还可以实施为用于实现本文所述的任一方法中的一部分或者全部的一个或者多个设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。实施本发明的这种程序可以存储在计算机可读介质中，或者，例如，可以采用一个或者多个信号的形式。这种信号可以是从互联网网站下载的数据信号，或者设置在载波信号上，或者采用任何其他的形式。
帧结构对IEEE 802.16的可能的应用：帧结构贡献
该贡献(仅仅就附图的标号和位置而言，为了专利申请的目的进行了改变)包括对所改进的帧结构的技术提议，该帧结构能够在MR-BS、RS和SS之间出现通信。它不需要对在IEEE 802.16标准中限定的现有SS进行任何改变并且对现有BS进行最少的改变。该帧结构对两跳中继是最佳的，并且可以扩展成支持多跳中继。该分布也限定两个新的MAP IE以支持工作和新的SBC相关的TLV。
引言
为了有助于引入在OFDMA-PHY的TDD模式中工作的非透明的中继器(即，广播其自有的前导码和其他控制消息的RS)，需要对该标准中的当前文本进行下述改进：限定支持多跳中继器的帧结构；就RS发送和接收间隔而言的工作规则；以及为了允许RS和SS收发器中的转向而必须遵循的RS和MR-BS的规则。
该贡献引入一帧结构，该帧结构是对OFDMA-PHY和现有TDD模式的扩展。它使BS和RS帧能够同步操作，并且还支持来自RS的前导码、FCH和MAP发送。
虽然所引入的帧结构需要改变成现有的BS的规范，但是它们不需要如在IEEE802.16标准中所述的对MS/SS的任何改变。此外，将帧结构设计成：对两跳中继提供最佳技术方案，该技术方案使在BS处所需的改变的数量最少。此外，它还使RS能够再用为BS和SS所开发的很多标准特征，仅仅需要两个新的MAP IE和一个TLV，以支持所改进的帧结构。
所提议的帧结构
当前的TDD帧结构将帧分成用于下行链路和上行链路传输的两个子帧。在该提议中，提出对帧结构进行简单的扩展，以能够进行如下的中继，该中继分别限定在MR-BS DL和UL子帧中存在一个或者多个中继链路发送和接收间隔。对于两跳以上的中继，还可以利用两种不同的方法来限定另一中继链路发送和接收间隔，以促进RS-RS中继。
概述
在图1中示出了针对两跳中继所提议的帧结构。在BS和RS处的访问链路间隔不需要对IEEE 802.16标准中的帧结构进行任何改变，以限定它们。新的中继链路(R-链路)间隔需要新的文本，以限定其结构以及用于分配R-链路间隔的方法。
图2示出R-链路间隔的组成。第一码元可选地用于中继中间导码传输(关于进一步的细节，参见文献1：“Relay midamble”，Hart，M.et al.，IEEE C802.16j-06/144，IEEE 802.16 meeting#46，Dallas，November 2006.)，该中继中间导码传输可以被在工作时的RS使用，因为它不能在帧起始处接收前导码。R-链路间隔的第一强制部分是FCH和MAP传输，然后是可选的数据突发传输。FCH和MAP消息的结构相对于在IEEE 802.16标准中所限定的那些是没有改变的，如在访问链路间隔上所用的那样。唯一的变化是在该链路上支持的MAP IE可以是在访问链路上支持的那些的子集和对优化R-链路上的通信所需的一些新的消息的组合。在R-链路上支持的MAP IE消息的集合是FFS，此刻在假设提供了对现有的IE全部的支持的情况下该提议不提供任何约束。这种讨论在仅仅聚焦在帧结构限定上的这一贡献的范围之外。
对在IEEE 802.16标准中所限定的IE所需的唯一变化是用于DL-MAP和UL-MAP的额外的IE，以指示在特定的发送器上中继链路间隔在何处起始。这些IE在中继间隔内还可以用于DL-MAP和UL-MAP中，以指示中继链路间隔在下一个帧内的位置，从而允许更高层控制分配给访问和中继链路的资源的相对量。所提议的IE详细地示于文本建议中，简而言之，它们允许发送器限定R-链路间隔的末端，而且能够指示用于传送FCH和MAP消息的DIUC。
如果在任何一帧内RS没有成功地接收中继链路间隔中的MAP信息，则它可以在访问链路中返回查询MAP，以再次找到位置，从而导致在未来的帧内对性能的影响最少。
用于支持两跳以上中继的两种可选的方法示于图2a和图3中。
两种扩展涉及在RS处进一步细分访问链路间隔，以能够进行RS至RS的通信。在第一种技术中，对于每一个附加的跳跃，将访问链路进一步地细分。第二种技术涉及仅对访问链路间隔进行一次细分，其中，通过交替使用在发送和接收之间的DL和UL子帧内的两个R-链路间隔支持多跳。
结果，在该所提议的方法中，BS和SS仍遵循如在IEEE 802.16-2004中所限定的帧结构。在DL子帧中，RS可以在不同的间隔以发送模式和接收模式两个模式工作，以接收从BS或者RS沿着正向方向引导的通信，并且沿着正向方向发送信号给其他RS或者SS。同样地，在UL子帧中，RS可以在不同的间隔以发送模式和接收模式两个模式工作，以接收从SS或者RS沿着反向方向引导的通信，并且沿着反向方向发送信号给其他RS或者BS。但是，绝不需要RS来执行同步发送和接收。每当RS在发送和接收之间转换时，必须允许一转换间隙。
最后，在文献2(“Network entry procedure for non-transparent relay station”，Hart，M.et al.，IEEE C802.16j-06/143，IEEE 802.16 meeting#46，Dallas，November2006.)中描述了在使用该帧结构时RS网络输入的过程。
提议的优点
所提议的帧结构确保在BS和多个RS处的帧起始时间是同步的。通过以时间同步模式工作(即，发送MOB NBR-ADV消息中的PHY配置ID中的0b01或者0b10)，确保在单频网络情况中所提升的前导码传输不会引起与数据传输产生干扰，并且在时间/频率同步的情况中能够支持基于宏分集的通信，例如，多BS-MBS和优化的移交。通过在网络进入(参见文献2)期间将不同的分段分配给RS，可以使在帧的起始使用分段的PUSC区带时在广播消息之间的干扰最少。因此，关于SS观点，通过BS和RS形成的组合网络看起来正如标准的IEEE 802.16标准网络。
该帧结构能够在DL上仅有单帧等待的中继，并且使在RS上的发送/接收转换的次数最少，而且对两跳中继不需要额外的转换，这是由于访问链路的时间和中继链路间隔的次序关系。虽然可能设计理论上在DL上帧内中继的帧结构，但是考虑到处理时间要求将在RS收发器上施加明显的负担。这是因为在小于DL子帧的期间内RS必须处理在访问链路上的控制和数据传输，并且构建用于中继下行链路的控制和数据传输。基于典型的TDD实现，这对RS提供远小于1ms的处理时间，以执行这种操作。
但是，所提议的帧结构使RS能够在UL(即，在同一子帧内)上执行快速的中继，并且，对于控制相关信息，例如，ACK和快速反馈信道上的那些(其中，使用特殊调制技术来帮助接收器上的快速处理)可以实施这个。
对于三跳或者更多跳的中继，存在两种变型，如所述的那样。第一个益处在于：它不需要进一步的收发器转换，但是它需要细分DL和UL子帧，从而访问链路可用的资源随着跳数增加而减少。因此，该技术方案不适合大跳数的情况。第二个益处在于：在DL和UL子帧上仅仅需要一个额外的中继链路间隔，但是它需要进一步的收发器转换、以及由此的转换间隙。
最后，另一个益处在于：从访问链路上的发送点来看，RS与BS相同。此外，从BS的观点来看，在中继链路上RS与SS非常相似。因此，在中继链路上可以再用为访问链路所限定的所有现有的消息和信息元素。
总结
该提议提供对在IEEE 802.16标准中所限定的现有的帧结构的简单的扩展，从而能够支持非透明的中继。它对两跳情况提供最佳的技术方案，并且可扩展成支持多跳中继。为了支持该帧结构，仅仅需要两个新的MAP与一个TLV在一起。这样能够再用为BS和SS所已限定的很多特征(为了限定RS的操作的目的)。
所提议的文本变化
在子句6.3.7.2的结尾处插入下述文本
如果BS支持多跳中继，则DL和UL子帧将被细分成多个传输间隔，以限定在子帧中的时间，可以期望MR-BS和RS在发送模式或者接收模式下工作。在OFDMAPHY特定部分中限定不同间隔的次序，在该系统内的更高层中控制在子帧中这些间隔的每一个的持续时间。
如下所示地改变子句6.3.7.3：
6.3.7.3DL-MAP
DL-MAP消息限定了针对突发模式PHY的在访问链路和中继链路上对下行链路间隔的使用。
如下所示地改变子句6.3.7.4：
6.3.7.4UL-MAP
DL-MAP消息限定了就突发相对于分配起始时间(以PHY-比(PHY-specific)为单位)而言、在访问链路和中继链路上的上行链路的使用。
插入新子句8.4.4.2.1
8.4.4.2.1用于MR的TDD帧结构扩展
当实施支持多跳中继的TDD系统时，从RS传输以及MR-BS和SS传输建立帧结构。在DL传输期间BS和SS可以发送，并且在UL传输期间SS和RS可以发送。
OFDMA帧可以包括一个或者多个R-链路发送接收间隔，并且RS可以在一个帧内执行发送和接收二者。一般来说，访问链路间隔将在一个或者多个R-链路间隔之前。对于两跳中继，DL子帧包括：DL访问链路间隔，以及其随后的一个R-DL间隔。UL子帧包括：访问链路间隔，以及其随后的一个R-UL间隔。R-链路间隔的细节在本部分的后面提供。图1示出用于两跳情况的帧结构。
对于两跳以上的中继情况，在图1所示的R-链路间隔之前，在RS处的DL和UL子帧中可以使用一个额外的R-链路间隔。可使用两个不同的可选帧结构来有助于两跳以上的中继。第一种可选帧结构示于图2a中，并涉及使用访问链路的一部分来在RS连接BS或者RS时提供R-链路，该BS或者RS还未与另一RS通信。
用于两跳以上中继的第二种帧可选结构示于图3中。它涉及在DL子帧和UL子帧二者中的两个R-链路间隔，随着来自BS的跳数的增大，所述两个间隔在发送与接收之间交替。
在CP的1/8的定时容限内，在BS和多个RS处的帧起始时间应该是同步的。
通过RSTTG和RSRTG在发送期间和接收期间之间形成冗余，以允许RS转向。在RS网络输入期间，通过RS提供RSTTG和RSRTG能力(参见11.8.3.7.20)。
在RS发送和接收操作不受RS控制时，信息将不会在RS发送分配之前且在(RSRTG+RTD)之后发送给RS，并且信息将不会在RS发送分配结束之后且在(RSTTG-RTD)之前发送给它，其中，RTD表示在发送器与RS之间的往返延迟。
RS通过SSRTG和SSTTG形成针对用户站的预留。在SS网络进入期间，通过RS获取SSRTG和SSTTG能力。
RS将不会在其预定的上行链路分配之前在(SSRTG+RTD)之后发送给SS，并且将不会在其预定的上行链路分配结束之后且在(SSTTG-RTD)之前发送下行链路信息，其中，RTD表示RS至SS的往返延迟。
RS将在访问链路上的DL子帧开始时发送前导码信号、FCH和MAP。为了有助于从MR-BS接收控制相关信息，MR-BS将使用R-链路传输间隔，该R-链路传输间隔被布置成在RS完成访问链路的传输之后出现，以可选地发送MR中间导码，然后发送强制的FCH。该FCH包含在第8.4.4.3节中所述的DL帧前缀，并且指定DL-MAP消息的长度，该消息紧随DL帧前缀和用于DL-MAP消息的编码。使用在限定了R-链路间隔的DL-MAP IE中指示的DIUC，来在PUSC区带中发送在R-链路间隔中的FCH和MAP消息。R-DL间隔的结构示于图4中。
在MR_DL_Allocation(分配)_IE中信令MR中间导码和R-DL传输间隔的起始位置的存在。该消息还指示用于FCH和MAP消息的DIUC，并且指示R-DL间隔的持续时间。一旦限定了R-DL传输间隔，就可以通过改变在MR_DL_Allocation_IE中的值，来在任意时间改变起始位置和持续时间。在UL_MAP中将使用类似的MR_UL_Allocation_IE，来限定R-UL接收间隔。MR_DL_Allocation_IE和MR_UL_Allocation_IE还可以分别用于R-DL上的DL-MAP和UL-MAP消息中，以指示R-链路间隔在下一个帧中的DL子帧和UL子帧中的位置。
RS将能够接收在R-链路上的控制信息，该信息可以对在访问链路上的资源使用施加约束，以防止RS在时间的一定间隔执行资源分配。
如下所示地在第8.4.5.3.2.1节中改变表277a中的项目：
09 MR_DL_Allocation_IE
-0A  保留
插入新子句8.4.5.3.28：
8.4.5.3.28MR_DL_Allocation_IE
在访问链路上的DL-MAP中，MR-BS或者RS可以用MR_DL_Allocation_IE()发送DIUC＝15，以指示R-DL间隔在DL子帧中的位置、以及MR中间导码是否存在于该间隔的起始处。该间隔的使用通过定位在R-DL传输间隔中的MR中间导码之后的FCH和DL-MAP描述。在R-链路上的DL-MAP中，MR-BS或者RS可以用MR_DL_Allocation_IE()发送DIUC＝15，以指示R-DL传输间隔在下一帧中的位置。
表286aa-MR DL Allocation
Figure BDA0000064432090000152
如下所示地在第8.4.5.4.4.1节中改变表290a中的项目：
0B MR_UL_Allocation_IE
0
Figure BDA0000064432090000161
C...OF保留
插入新子句8.4.5.3.28：
8.4.5.3.29MR_UL_Allocation_IE
在访问链路上的UL-MAP中，MR-BS或者RS可以用MR_UL_Allocation_IE()发送UIUC＝15，以指示R-UL间隔在UL子帧中的位置。该间隔的使用通过跟随在R-DL传输间隔中的DL-MAP之后的UL-MAP描述。在R-链路上的UL-MAP中，MR-BS或者RS可以用MR_UL_Allocation_IE()发送UIUC＝15，以指示R-UL接收间隔在下一帧中的位置。
表286ab-MR UL Allocation
Figure BDA0000064432090000162
插入新子句11.8.3.7.20：
11.8.3.7.20RS转换间隙
Figure BDA0000064432090000163

Claims (13)

1.一种用在包括基站、中继站及移动台的多跳通信系统中的传输方法，该传输方法包括以下步骤：
在第一时段与第二时段之间从基站向中继站发送无线信号；
其中，
所述中继站在所述第一时段中向移动台或另一中继站发送无线信号；以及
所述中继站在所述第二时段中从移动台或另一中继站接收无线信号；
其中，在从所述基站向所述中继站发送所述无线信号的开始点到所述第二时段的结束点的时段期间，所述中继站不从接收模式转换为发送模式。
2.根据权利要求1所述的传输方法，其中，所述基站发送指示了从所述基站向所述中继站发送无线信号的时段的信息。
3.根据权利要求1所述的传输方法，其中，从所述基站到所述中继站的所述无线信号包括用于限定窗口的控制信息以及在该窗口中发送的数据，该窗口是通过使用发射频率及时刻而限定的。
4.根据权利要求1所述的传输方法，其中，从所述基站到所述中继站的所述无线信号还包括与该无线信号的发送时段有关的帧控制信息。
5.根据权利要求1所述的传输方法，其中，在所述第一时段期间，所述基站向移动台发送无线信号。
6.根据权利要求1所述的传输方法，其中，在所述第一时段的开始点，从所述中继站发送前导码。
7.根据权利要求1所述的传输方法，其中，在所述第一时段期间，所述中继站发送限定所述窗口的控制信息。
8.根据权利要求1所述的传输方法，其中，在发送时段期间在从所述基站向所述中继站发送无线信号之前，所述基站发送前导码并向移动台发送无线信号，并且，在所述第一时段的开始点，在与该前导码同步的定时从所述中继站发送另一前导码。
9.根据权利要求1所述的传输方法，其中，所述移动台在所述第一时段期间从所述中继站接收无线信号，并且，所述移动台在从所述基站向所述中继站发送无线信号的时段期间不向所述中继站发送无线信号。
10.一种用在包括基站、中继站及移动台的多跳通信系统中的传输方法，该传输方法包括以下步骤：
在第二时段与第三时段之间从中继站向基站发送无线信号；
其中，
所述中继站在所述第二时段中从移动台或另一中继站接收无线信号；以及
所述中继站在所述第三时段中向移动台或另一中继站发送无线信号，
其中，在从所述中继站向所述基站发送所述无线信号的开始点到所述第三时段的结束点的时段期间，所述中继站不从发送模式转换为接收模式。
11.一种包括基站、中继站及移动台的多跳通信系统中的基站，该基站包括：
发送单元，该发送单元用于在第一时段与第二时段之间向中继站发送无线信号；
其中，
所述中继站在所述第一时段中向移动台或另一中继站发送无线信号；以及
所述中继站在所述第二时段中从移动台或另一中继站接收无线信号；
其中，在从所述基站向所述中继站发送所述无线信号的开始点到所述第二时段的结束点的时段期间，所述中继站不从接收模式转换为发送模式。
12.一种包括基站、中继站及移动台的多跳通信系统中的中继站，该中继站包括：
接收单元，该接收单元用于在第一时段与第二时段之间从基站接收无线信号；
其中，
所述中继站在所述第一时段中向移动台或另一中继站发送无线信号；
所述中继站在所述第二时段中从移动台或另一中继站接收无线信号；并且
其中，在从所述基站向所述中继站发送所述无线信号的开始点到所述第二时段的结束点的时段期间，所述中继站不从接收模式转换为发送模式。
13.一种包括基站、中继站及移动台的多跳通信系统中的移动台，该移动台包括：
接收单元，该接收单元用于在第一时段中接收从所述中继站到移动台的无线信号；以及
发送单元，该发送单元用于在第二时段中向所述中继站发送无线信号；
其中，
所述基站在第一时段与第二时段之间向中继站发送无线信号；
其中，在从所述基站向所述中继站发送所述无线信号的开始点到所述第二时段的结束点的时段期间，所述中继站不从接收模式转换为发送模式。
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