TWI362851B - Communication systems - Google Patents

Description

1362851 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域3 發明領域 近來對於在封包式無線電與其他通訊系統中使用多跳 一 5 點技術有相當大的重要性，此技術之目的在於其可擴大覆 蓋範圍及增加系統容量（呑吐量）。 【先前技術】 * 發明背景 ® 在一多跳點通訊系統中，通訊信號以沿著自—來源茫 10置經由一或更多中繼裝置至一目地裝置之通訊路徑（c)之 通訊方向傳送。 【發明内容:J . 發明概要 第3圖繪示一個單一單元雙跳點之無線通訊系統，其包 ,15含一個基地臺BS(在3G通訊系統之結構下習知為「節點·Β」 _ ΝΒ)、一中繼節點RN(亦習知為中繼站RS)、以及一個使用 •者設備UE(亦習知為行動站MS)。在信號在向下鏈路(DL)上 從一基地臺經由中繼節點（RN)發射到一目的使用者設備 (UE)之情況下，基地臺包含來源站（s)而使用者設備包含目 20的站（D)。在通訊信號在向上鏈路(UL)上從—目的使用者設 備(UE)經由中繼節點發射到一基地臺之情況下，使用者設 備包含來源站而基地臺包含目的站。中繼節點是為中間裝 置⑴的一種範例，且包含一個接收器，可操作來接收來自 來源裝置之資料；以及一發射器，可操作來發射資料或其 5 產物至目的裝置β 簡單類比中繼器或數位中繼器已用為在死角改良或提 供覆蓋範圍之中繼。從來源站它們可操作以不同的發射頻 帶以避免來源發射與中繼器發射之間的干擾，或可操作在 來源站沒有發射時。 第20圖繪示中繼站之多種應用。就固定的公共建設而 言，中繼站提供之覆蓋範圍可為「填入」以供行動站存取 通訊網路，行動站可能在其他物體之陰影下、或即使在基 地臺之正常範圍中也無法接收來自基地臺之充分強度之信 號。圖中亦顯示「範圍擴大」，其中一中繼站在一行動站在 基地臺之正常資料發射範圍外時允許存取。顯示於第20圖 之右上方的一個「填入」例子，係置放一個遊移的中繼站 來允許穿過可能高於、在於、或低於地面之一建築物中之 覆蓋範圍。 其他應用為遊移的中繼站，其用於暫時地覆蓋，提供 事件或緊急事故/災難期間的存取。第20圖右下方顯示之最 後一種應用提供利用位於一運載工具中之中繼來存取一網 路 中繼亦可與先進的發射技術一起使用以增強通訊系統 之增益，如下所述。 習知傳播損失、或「路徑損失」之發生罩於無線電通 訊在行經空間時之分散或失真，造成，信號強度減弱。影 響發射器與接收器之間之路徑損失的參數包括：發射器天 線高度、接收器天線高度、載波頻率、壅塞類型（城市、近 郊、農村）、形態細節諸如高度、密度、間隔、地形(丘陵、 平坦）。發射器和接收器間之路徑損失L(dB)可模型化為：： ^ = 6 + i〇„i〇gi/ (A) 其中d(公尺)是發射器與接收器之間距，卿)和n是路 徑損失參數，而絕對路徑損失值為/ = 1〇(i/10)。 間接鏈路SI+ID上經歷的絕對路徑損失總合可能少於 在直接鏈路SD上經歷的路徑損失，換句話說它可能為： L(SI)+L(ID)<L(SD) 將-個傳輸鏈路分成二個較短的傳輸節段，藉此利用 路徑損失狀祕性_。由使財程式⑷之路徑損失的 -簡單理論分析’可讀—個信號從-來源裝置透 過-中間裝置(例如，中繼節點)被送到到—目的裝置而不是 直接從來《置傳送到目的裝置時，可達财總路徑損失 上之減少（並因此改進、或者增加信號強度與資料吞吐量p 如果適度實行，多跳點通信系統，可以降低發射器之發射 功率’方便無線傳輸，從而降低干擾程度以及減少暴露於 電磁輕射。或者，可以利用總體路徑損失之減少來改善接 收器所接收信號品質而不增加傳遞信號所需整體輕射發射 功率。 多跳點系統適合用與多載波傳輸。在一個多載波傳輸 系統中，例如FDM(分頻多工），〇FDM(正交分頻多工）或者 DMT(離散多調）’ 一單資料流被調變到N個平行附載波上， 每一副載波信號有其本身頻率範圍。這允許將分給多個副 載波之總頻寬(在給定時間内傳送之資料量）藉此增加每一 資料符號的持續期間。由於每一副載波具有較低的資訊 率。每副載波有一低資訊比率，多載波系統相較於單載波 系統優勢在於對頻道引起之失真有較強的免疫力。其實現 係藉由確保傳輸率，且因此各副載波之頻寬小於頻道之— 致頻寬。因此，在一信號副載波上經歷的頻道失真是頻率 不相關的，因此能被一個簡單的相位和振幅校正因數所校 正。因此，當系統頻寬超過頻道的一致頻寬時，在一多載 波接收器内之頻道失真校正實體之複雜度能比在一單載波 接收器内之對手的複雜性更低。 正交分頻多工（OFDM)是基於FDM的一種調變技術 碼。一個OFDM系統使用數學上正交之多個副載波頻率使 得副載波頻譜可由於他們相互獨立的事實重疊而沒有干 擾。OFDM系統的正交性除去對保護頻帶頻率的需要而且 因此增加系統的頻譜的效率。OFDM以被提議及採用於許 多無線系統。最近被用於非對稱數位使用者線(ADSL)連 線、一些無線LAN應用（例如依據lEEE802.11a/g標準之WiFi 裝置）、以及例如WiMAX(依據IEEE802.16標準）之無線MAN 應用。OFDM之應用通常伴隨頻道編碼，一種錯誤校正技 術’來產生編碼正交FDM或COFDM。COFD現在廣泛地用 於數為電信系統中來改良一多路徑環境中之OFDM式系統 之效能’其中頻道失真之變數可被視為跨過頻域之副載波 與時域之符號。此系統已被傭於視訊和音訊之廣播，例如 DVB和DAB，以及某些類型之電腦網路技術。 在一 Ο F D Μ系統裡，N個經調變平行資料來源信號之一 區塊藉用一反離散或快速傅利葉轉換演算法(IDFT/IFFT)映 射到N個正交平行的副載波來在發射器形成一個習知為 「OFDM符號j在時域上之信號。因此，一「OFDM符號」 是為全部N個副載波信號之補償信號。一OFDM符號可以數 學式表示為： x{t) = ^=^cn.eJ2m6ii,〇<t<Ts (1) 其中△/為以赫茲為單位之副載波，Ts=lM/是以秒為單 位之符號時間間隔，而cn為經調變來源信號。各方程式（1) 中其上之各來源信號被調變的副載波向量，C e Cn，C=(C0， Cp.Cn-O是為來自有限叢集之N個叢集符號之向量。在接收 器處，所接收之時域信號藉由施予離散傅利葉轉換(DFT) 或快速傅利葉轉換(FFT)演算法而被轉換回頻域。 OFDMA(正交分頻多重存取）係OFDM之多重存取變 化。其作動係藉由分派一子集的副載波給一個別使用者。 這允許從幾個使用者同時傳輸而導致更好的頻譜效率。不 過’仍然有允許雙向通訊上問題，即，在上鏈與下鏈方向 上沒有干擾。 為了能在二個節點之間進行雙向通訊，有兩種不同的 習知方法用來雙工這兩種通訊鏈路（進送或下鏈及逆回或 上鏈），以克服設備在同一資源媒體上不能同時發射與接收 的物理限制。第一種為分頻雙工(FDD),其涉及同時但以不 同的頻帶操作兩鏈路，以不同頻帶之操作係藉由將發射媒 體再細分成兩個不同頻帶，一用於進送鏈路而另一用於逆 迴鏈路通迅？篇工種為分時雙工(TDD) ’其涉及用相同的頻 帶存取這兩個鏈路，但再進一步細分存取媒體的時間，使 得只有進送或逆回鏈路在任一時間點利用媒體。兩種方式 (TDD&FDD)有其相對優勢’且都是常用於單跳點有線和無 線通訊系統的技術。例如IEEE802.16標準包含FDD和TDD 模式。 第5圖說明用於IEEE802.16標準（WiMAX)的OFDMA實 體層模式之單跳點TDD訊框結構作為一個例子。 各訊框被分成DL和UL子訊框，各自作為離散的發射間 隔。他們被發射/接收、以及接收/發射過渡保護間隔（分別 為TTG和RTG)分隔開。每一DL子訊框始於前言，接著是訊 框控制標頭（FCH)、DL-MAP、和UL-MAP。 FCH含有DL訊框前綴（DLFP)來指定從發檔案和 DL-MAP之長度。DLFP是在各訊框起始處傳送的一種資料 結構，並且包含關於當今訊框的訊息，其被映射到FCH。 同步DL配置可以被廣播、多重傳送、和單一播送，且 他們也此包括用於不是伺服BS的另一BS之配置。同步UL 可能是資料配置和範圍或頻寬請求。 GB0616477.6、GB0616481.8、以及 GB0616479.2 案描 述申請人所提議之交互關聯之有關通訊技術之發明。這些 申請案併供本案為參考並亦在此申請。 為了旎在一個節點之間進行雙向通訊，有兩種不同的 習知方法用來雙工這兩種通訊鏈路（進送或下鏈及逆回或 上鏈）’以克服設備在同—資源媒體上不能同時發射與接收 --的物理限制。第一種為分頻雙工(FDD)’其涉及同時但以不 同的頻帶操作兩鏈路，以不同頻帶之操作係藉由將發射媒 體再細分成兩個不同頻帶，一用於進送鏈路而另一用於逆 迴鏈路通迅。第二種為分時雙工(TDD)’其涉及用相同的頻 5 帶存取這兩個鏈路，但再進一步細分存取媒體的時間，使 得只有進送或逆回鏈路在任一時間點利用媒體。兩種方式^ (TDD&FDD)有其相對優勢，且都是常用於單跳點有線和無 線通訊系統的技術。例如IEEE802.16標準包含FDD和TDD 模式。 10 舉例來說，第8圖繪示用於IEEE802.16標準(WiMAX) 的OFDMA實體層模式之單跳點TDD訊框結構舉例來說。 兩種方式(TDD&FDD)有其各自的優點且都為單跳點 有線與無線通訊系統中常用的技術。譬如IEEE802.16標準 運用了 FDD和TDD兩種模式。 15 然而’當需要一節點來支援至兩個不同節點的兩個獨 立鏈路時’例如與一基地台和一行動電話通訊之一中繼 站，現有TDD或FDD訊框結構需要一些修改來實施中繼。 已經有許多提案被提出來解決此問題。然而，所提出的任 何提案都涉及如何控制RS中接收至發射的轉變點以及如 20何防止一訊框中額外的Tx/Rx轉變之同步BS和RS操作的 潛在問題（即對齊的訊框起始時間）。 現在參考本發明在申請專利範圍獨立項中之界定。有 利的實施例如附屬項所述》 圖式簡單說明 11 1362851 —· 一 現在將說明本發明之較佳特性，單純藉著範例並參 考所附圖式，其中： 第1圖顯示一訊框結構； - 5 第2a圖顯示一個多於三跳點之訊框結構（具内部細分）； 第2b圖顯示三跳點之一較佳詳細訊框結構； 第3圖顯示一個多於雙跳點之訊框結構(額外轉換” 第4圖顯示一中繼鏈路時期； • 第5a圖顯示一 rp位置判定演算法； 第5b圖顯示一rp位置判定演算法； 10 第6圖顯示一單一雙跳點無線通訊系統； 第7a-b圖顯示中繼站之應用；以及 第8圖顯示IEEE802.16標準之OFDMA實體層的一範例 TDD訊框結構。 C實施方式;J 15 * • 較佳實施例之詳細說明 訊框結構敘沭 依據本發明實施例之此解決方案之第一部份係在B s和 RS使用一經修改的訊框結構，如第1圖所示。 20 此訊框結構提供一較佳且可變化的解決方案。在雙跳 點中繼的情況下，需要將子訊框再細分成惟二個區帶或發 射時且在一裝置中不需比在一單跳點系統中使用更多的 Tx/Rx轉換。DL中之第一區帶係BS-MS或RS-MS通訊。第 二區帶係用於BS-RS通訊。然而DL上之訊框内中繼不被支 援，可能需要執行UL訊框内中繼。本發明之優點在於，因 12 為從發射到接收之轉變係在DL子訊框之终端，即使得BS至一-RS通訊在子訊框終端，並在上鍵中反相，rx/tx轉換的數就 不會增加。 此方案可因應三跳點中繼之情況而無需增加發射至/ 5從接收轉換數。然而，這將需求細分子訊框成三個發射時 期或區帶’如第2a圖所示。注意第2a圖顯示至少四個跳點 十繼’因為下鏈子訊框提供一額外的中繼鏈路時期供rS2 至RS3。若只需求三跳點中繼，RS2在下鏈子訊框會沒有中 繼鏈路’且其接取長度會與RS1的完全相同。第21)圖顯示三 10 跳點通訊之一較佳細節訊框結構。 可能利用此結構來支援超過三跳點的中繼，而有兩種 方式來幫助它。第一種允許DL子訊框中一額外的丁“尺乂轉 換並在RS2處的接收操作後中繼鏈路時期。另一種方式係利 用一些RS2-MS發射時期來提供中繼鏈路時期，有較率地增 15加子訊框中之區帶或時期數（見第2a圖）。後者優於前者在於 不會增加Rx/Tx轉換數，缺點在於RS2處之無線電資源為 RS2-MS通訊而減少。前者之解決方案如第3圖所示。 注思MS測距、快速回饋頻道、以及ACK頻道發射會發 生在時期中任-處’ ·然而在時期的前期發生這些是有益 20的’以盡早提供此貧訊至接收器。中繼鍵路時期内之較佳 發射細節如第4圖所示。 此中繼鍵路時期提案之主要優點在於起實質上結構上 同於接取鏈路時期。其同樣可以支援傳訊，加上一些增強 式訊息來支援RS功能，或另僅支援此鏈路加增強上所有訊 13 -息的π子集。這使得1^數據機極類似於厘5數據機之設計， 而能夠再使用一MS所需之數距機，因此減少研發成本與時 間。一RM(中繼t綴）之細節包括在GB0616474.3 —案以及 代理人號P10733OGB00—案中，其為同一申請人同曰申請 之申請案。Also，針對以一CQICH(CQI頻道）傳遞CQI值之 方法所提議之修改如代理人號P1〇7331GBOO一案所述，該 案為同一申請人同曰申請之申請案。這三件申請案併於本 案作為參考。 中級站棰作 在第一例中，當RS連至BS時，其使用前綴(p)來定位訊 框起始並與BS同步。若這是支援!^^發射，RS第一次以訊 框連接至BS時，SS接著透過一廣播訊息(FCH/MAp)傳訊告 泝RS，RM在何處定位或將定位何處。gRM不被BS所使 用，則其通知FCH/MAP訊息將定位在中繼鏈路時期何處。 RS接著在接取鏈路時期中可停止接收前綴&FCH/MAp並 開始發射其本身前綴(P)及將由MS或其他希望透過此尺3連 至網路之RS所接收之FCH/MAP。從使用中繼到接取訊框之 轉換涉及轉換完成前在兩鏈路上接收資訊之訊框，接取鏈 路中FCH/MAP資訊告訴中繼FCH/MAP資訊在中繼鏈路中 何處。接著中繼鏈路中之FCH/MAP資訊告訴RS它將在在接 下來的DL與UL子訊框何處找到中繼鏈路〇bs(或RS)接著選 擇性地廣播RM符號’如P107330GB00 —案所述，可用來連 接RS以保持同步化，接下來它會傳送類似於中繼鍵路時期 中之FCH&MAP訊息的控制資訊至RS，之後傳送資料。廣 播到所有RS之中繼鏈路中部份的這些FCH/MAp訊息，會指 出中繼鏈路時期將被定為在後續訊框中何處。因此，一Rs 可追蹤中繼鏈路時期將移到何處。Rs一旦開始廣播接取鏈 路時期中之前綴，其現在為完全可操作地且已就緒準備支 援裝置對其之連接（即MS或另一RS)。為使中繼鏈路時期起 始資訊在在以接取或中繼鏈路時期iFCH/MAp廣播時具 強健的本質，前綴發射(P)後之符號數之一絕對值指出中繼 鏈路時期開始。這接著令RS得知何時從接收轉換成發射。 一 RS應無法以一訊框接收中繼鏈，其可藉 10由知'兩RM復原後續訊框中之操作，或藉由接收接取鍵路上 FCH/MAP訊息中之資訊來找到訊框之中繼特定部份現在 的起始點且不發射一 MAP訊息或資料。隨著rs因遺失 RFCH/RMAP而將不會有新的資料，其在下個訊框無法發射 任何資料之事實不會更惡化遺失RMAP之衝擊。 15 判定DL/UL子訊框中之中級鏞路衍方托 在一RS改變轉換點之能力可被無線電資源管理實體所 利用。藉由監視不同鏈路上提供的整個Q〇S，可判定如何在 不同發射實體中分配資源（即BS和RS)，以及藉由調整中繼 鏈路時期之起始點’控制BS可用於RS/MS及RS可用於 20 RS/MS通訊之訊框量。 譬如，考量簡單的情形：一BS、一RS、及一些直接連 接且經由RS至BS的MS。若發現用來直接連接MS2Q〇s少 於所中繼MS之QoS，則可藉由移動中繼鏈路時期起始點至 之後的訊框配置更多的發射資源給BS-MS發射，令更多的 15 資源供BSMAP和-BS-MS資料發射。然而，若BS-RS鏈路上 之QoS正在處理，則中繼鏈路起始點可移到訊框中較早處。 然而，前進的中繼鏈路發射時期必須總是相對於 RS-MS鏈路上之潛在限制Q〇S偏移。這是因為隨著BS-RS鏈 路上的容量增加，而能增加RS-MS鏈路上之容量，然而繼 增加BS-RS鏈路上之容量時將會在某一點開始減少RS-MS 鏈路上之容量，因為BS-RS時期大小的增加會造成一RS-MS 時期減少。因此，所運用的一簡單的演算法會是，若在中 繼鏈路之前進起始點中，發現對於RS鏈路上伺服之連接是 無益的’便不再進行中繼鏈路前進，基於RS-MS鏈路很可 能因尺寸增加而使得容量變得受限。第5a圖概述所提議的 演算法而第5b圖以包括一中繼前綴之一較佳實施例顯示提 議的演算法。 其他檢查在RS-MS尾端和BSRS區域起始之間是不同 的，只要它們相鄰，便不值得再前進中繼鏈路。 這會而求回報BS-RS和RS-MS區域之大小至資源管理 實體並藉其衍生區塊狀態。 又另一種方式為RS回報BS(或其他RS)其DL使用狀態 (此可採取許多形式，其中一範例為藉由測量訊框尾端與當 下RP位置間之差異使可能的rP前進最大化p 8§或尺5接著 可利用此資訊來在需求前進時判定中繼鏈路起始位置中可 能的最大前進。 類似的方法可用於UL上來判定如何選擇MS BS和 RS-BS時期之相對尺寸。 1362851 後勢綜覽 綜述本發明之優勢： ·-一Ί •提供-種最佳解決方案， 同步化訊框結構，其不必進行供—雙跳點腿s 的Rx/T _ 4仃一早-跳點裝置所需以外 = 僅將—子訊框分成兩個發射時期或區

•解決方案可擴展到三跳點的中繼而㈣進一步 的Tx/Rx轉換’且將訊框分成三個發射時期、 10 •解決方案可藉由每一子訊框弓丨用〜戈更多 RX/TX轉換錢—賴分錢乡發㈣期來擴展到三個 以上的跳點’視哪種方案最適何操作需求而定。 •提供-強健的傳訊機制來允許中繼中綴中之變 數在訊框中定位。 15

•提供-種為中繼中綴及整個發射時期範圍判定 最佳位置之機制，間來控制中繼鏈路起始點增加及潛 在減少之問題的-些變數，而不是效能上的增進。 本發明之實施例可以硬體、或在一或更多處理器上執 行之軟體模組、或其等之組合來實現。 即，熟於此技術領域者將瞭解一微處理器或數位信號 處理器（DSP)可用來實現本發明實施例之一發射器之一歧 或所有功能。本發明亦可具現以一或更多裝置或設備程式 (例如電腦程式及電腦程式產品）來實現本說明所描述之部 份或全部方法。 這類具現本發明之程式可儲存在電腦可讀式媒體上， 17 1362851 - 或可呈現為一或更多信號的形式。這類信號可為可從一網 際網路網站下載之資料信號、或可由一載波信號提供、或 呈現以任何的形式。 訊框結構對IEEE802.16之可能應用：訊框結構貢獻 5 此貢獻（其已針對本發明申請案之目的而就圖式編號 與位置上改變）包含一經修改之訊框結構之一技術提案，其 能使通訊發生在一MR-BS、RS、及SS之間。其不需改變現 行由IEEE標準802.16定義之SS且對現有BS之改變最少。訊 框結構針對雙跳點中繼最佳話，且可延伸來支援多跳點中 10 繼。本發明之貢獻亦定義兩種新的MAP_IE來支援操作以及 一新的SBC相關TLV。 導論 為了幫助引用不可穿透之中繼（即廣播其自身前綴及 其他控制訊息之RS)在OFDMA-PHY之TDD模式下之操 15 作，需修改現有標準中之文字：定義支援多跳點中繼之訊 框結構；發射與接收時期之操作規則；以及RS和MR-BS必 須遵循以能在RS與SS收發器中轉向之規則。 此貢獻實施一種訊框結構，其係現有OFDMA-PHY之 TDD模式的延伸。其使BS和RS訊框同步操作且亦支援前 20 綴，FCH和MAP從一 RS發射。 僅管所實施的訊框結構確實需要改變現有的BS規格， 但不需對IEEE標準802.16中所述之MS/SS做任何改變。訊框 結構亦被設計來提供一種用於雙跳點中繼之最佳解決方 案’其使得對BS進行的改變數最少。此設計亦使得RS再使 18 1362851 用δ午夕針對和SS發展之標準特性，僅需兩種新和一 TLV來支援經修改之訊框結構。 提議的訊框結構 現在的TDD訊框結構將訊框分成兩個子訊框，用於下 5鏈與上鏈發射。在此提案中，對訊框結構提議一種簡單的 擴充來令涉及定義分別在MR-BSDL和UL子訊框中之一或 更多中繼鏈路發射與接收時期之存在之中繼幫助中繼。 槪要 本發明所提議針對雙跳點中繼的訊框結構繪示於第i 10圖。BS和RS處之接取鏈路時期不需改變mEE標準8〇2 16中 之訊框結構來定義它們。新的中繼鏈路(R_鏈路)不需新的文 字來定義其結構以及配置一R_鏈路時期之方法。 第2圖繪示R-鏈路時期之構成。第一符號選擇性地用於 一中繼中綴發射（進一步細節參Π])，當尺5操作時無法於訊 15框開始處接收前綴時第一符號可為RS使用。R_鏈路時期之 第一指令部分係FCH和MAP發射，接著是選擇性資料叢發 發射。FCH和MAP訊息之結構在接取鏈路時期上被使用時 由IEEE標準802.16之定義是不可被改變的。唯一的改變是 此鏈路上支援的MAPIE可為接取鏈路上所支援之一子集和 20用來最佳化R•鏈路通訊所須的一些新訊息的組合。R-鏈路 上支援的MAPIE訊息組為FFS ’且在此時，本發明所提議之 此提案沒有限制地假設完全支援所有現有的正。此論述超 出本文之範圍，本文重點僅在於訊框結構定義。 IEEE標準802.16中定義的IE所需唯一改變為用於 19 1362851 DL-ΜΑΡ和U-L-ΜΑΡ中指出在〆特定發射器處中繼鏈路時 期何時開始的一額外IE。這呰Le亦可於中繼時期用在 DL-MAP和UL-MAP中來指出中繼鏈路時期在下一訊框的 位置，因而允許較高階層控制配置來接取之資源相對量與 . 5 中繼鏈路。提議的IE細節如文字提案所示，簡言之它們允 v 許發射器定義R-鏈路時期之末，亦能指示用來傳遞FCH和 MAP訊息之DIUC。 若RS在任一訊框中沒有成功接收中繼鏈路時期内之 ® MAP資訊，其可回去參考接取鏈路中之MAP來再次找到位 10 置，而對未來訊框之效能有最小的影響。 支援雙跳點中繼的另兩種方法如第2a和3圖所示。 • 兩種擴充均涉及在RS處進一步劃分接取鏈路時期來進 行RS至RS通訊。第一技術中，接取鏈路進一步為各額外跳 點劃分。第二技術藉由改變發射與接收間之DL和UL子訊框 15 中的兩個R鏈路時期之使用涉及接取鏈路時期中僅有一個 " 分部有支援多跳點技術。 ® 因此，在本發明提議的方法中BS和SS仍遵行與 IEEE802.16-2004定義相同的。DL子訊框中，以在不同時 期可操作於發射和接收兩種模式下來接收來自_BS之順向 2〇 通訊以及順向發射信號至其他RS或SS。同樣的，UL子訊框 中’ RS可在不同時期操作於發射和接收兩種模式下，用來 反向接收來自一 SS或RS之通訊以及反向發射信號至其他 RS或BS。然而，RS永遠不會要求執行同步的發射和接收。 發射和接收間的每一次RS轉換需允許一轉換帶。 20 ：Γ- '* 最後，利用此訊框結構之RS網路登入處理如[2]所述。 提案的優勢 提議的訊框結構確保在BS和RS之訊框起始時間為同 步的》藉由以一時間同步模式操作（即以MOB_NBR-ADV訊 5 息發射在PHY設定檔ID中之ObOl或OblO)，確保在單一頻率 網路的情況下，所推進的前綴發射不會造成對資料發射之 干擾，且在時間/頻律同步的情況下能夠支援巨集多樣式通 訊’例如多-BS-MBS和最佳話遞交。藉由在網路登入期間 配置不同節段給RS[2]，於訊框開始時利用一分節PUSC區 10 帶時可以使得廣播訊息間之干擾最小化。因此從SS之觀 點，BS和RS形成之複合網路看起來就像是一個標準的IEEE 標準802.16網路。 此訊框結構能夠僅中繼DL上之一單一訊框潛伏期並 使得在RS之發射/接收轉換數最少，無需因為接取鏈路與中 15 繼鏈路時期之時間順序針對雙跳點中繼進行額外的轉換。 僅管可能想出理論上能在DL上進行訊框内中繼的訊框結 構，考量到處理時間需求會在RS收發器上賦加顯著的負 擔。這是因此在小於DL子訊框之時其内，RS必須處理接取 鏈路上之控制和資料發射以及為中繼下鏈建立控制和資料 20 發射。根據傳統的TDD實務，這會提供小於IMS之處理時 間供RS進行此操作。 然而，提議的訊框結構會使得RS在UL上進行快速中繼 (即在同一子訊框中），且這在實施控制相關訊息上是可行 的’例如在ACK和需用到特殊調變技術之快速回授頻道上 21 1362851 的訊息，來促進接收器處之快速處理。 針對三個以上的跳點中繼兩個變數的情形，如所述。 第一個優勢在於其不需進一步的收發器轉換，然而其需要 再劃分DL和UL子訊框’使得接取鏈路可用資源隨跳點數增 5 加而減少。因此，此解決方案不適於大量跳點的場合。第 二個好處在於DL和UL子訊框中僅需要一額外的中繼鏈路 時期’然而其不需進一步收發器轉換以及轉換帶。 最後一個好處在於RS在接取鏈路之發射點和BS相 同。且，由BS之觀點RS極類似於中繼鏈路上之SS。因此， 10所有針對接取鏈路定義之既有之訊息和資訊單元在中繼鏈 路上可再使用。 結論 本提案對IE E E標準8 02 · 16所定義之現有訊框結構提供 一種簡單擴充，它能支援非穿透式中繼。其對雙跳點的情 15況提供一最佳解決方案且可擴充到支援多跳點中繼。支援 此訊框結構緊需兩個新的MAP1E和一個TLV。這能再使用 大部份已針對BS和SS操作RS定義的特點。 提議的文字變更 副條款63·7.2後面插入下列文字 若BS支援多跳點中繼，DL和UL子訊框便會被分成一 些發射時期來定義子訊框中MR-BS和RS可預期操作以發射 或接收模式的時間。不同時期的順序定義於〇FDMa ρΗγ 特疋郎段中，且子訊框中的各時期的持續時間係以系統中 的較高層來控制。 22 變更副.條款m3如指示：

6.3.7.3 DL-MAP DL-MAP訊息針對—叢發模式ρΗ γ定義接取和令繼鏈 路上之下鏈時期之使用。 5 變更副條款6丄7.4如指示：

6.3.7.4 UL-MAP UL-MAP訊息就關於配置起始時間（單元ρΗγ特定）之 叢發偏移而論定義接取和中繼鍵路上之上鍵使用。 插入新的副條款8,4.4,2.1。 10 8.4.4.2.1 TDD訊框結構針對MR之擴充 在實施-支援多跳點中繼之TDD系統時，訊框結構係 由RS發射以及MR-BS和SS發射建立。DL發射期中，Bs— RS可發射，而在UL發射期中ss和rs可發射。 OFDMA訊框可包括—或更多R_鏈路發射和接收時 15期，而RS可在一子訊框中進行發射和接收。在一般接取鏈 路時期中會在R-鏈路時期之前。針對含有一DL接取鏈路時 期接著一 R-DL時期之雙跳點中繼DL子訊框。1^子訊框由 一接取鏈路時期接著一R-UL時期組成。R·鏈路時期之細節 將在此段稍後說明。第1圖繪示雙跳點情況下之訊框結構。 20 在多於雙跳點中繼之情況下，在第1圖所繪示R-鏈路時 期之前一RS處之DL和UL子訊框中可利用一額外的R-鏈路 時期。有兩種不同的選擇可用來幫助雙跳點以上之中繼。 第一種如第2a圖所繪示，且涉及利用部份接取鏈路來在一 RS連至壌未與另一 RS通訊之BS或RS時提供一 R-鏈路。 23 -第二種用於雙跳點以上之中繼的訊框結橼選擇繪示於 第3圖。其涉及在DL和UL子訊框中之兩個R-鏈路時期，其 在具有來自BS之增加跳點數的發射與接收間切換。 BS和RS處之訊框起始時間應同步化於1/8個CP之時間 5 容限内。 發射和接收期之間應允許RSTTG和RSRTG來令RS折 返。RSTTG和RSRTG能力會由RS在RS網路登入期間提供 (見 11_8.3_7.20)。 在RS發射與接收操作未被RS控制時，在一RS發射配置 1〇 前，資訊不會晚於(RSRTG+RTD)發射到一RS，且在一RS 發射配置終了後，資訊不會早於(RSTTGRTD)被發射，其處 RTD表示發射器和RS間之來回延遲。 RS為允許用戶站進行一 SSRTG和SSTTG。SSRTG和 SSTTG能力會為RS在SS網路登入期間取得。 15 RS在其排程上鏈配置之前不會晚於（SSRTG+RTD)發 射至一 SS，且在排程上鏈配置之末不會早於(SSTTGRTD) 發射下鏈資訊，其中RTD表示RS至SS之來回延遲。 RS會發射一前綴信號，接取鏈路上之DL子訊框開始的 FCH和MAP。會了幫助接收來自MR-BS之控制相關資訊， 20 MR-BS會利用經配置來在RS完成發射接取鏈路之後發生的 R-鏈路發射時期來選擇性地發射一MR中綴，接著發射一命 令FCH。FCH含有8.4.4.3節中所述DL訊框前綴，並指明緊 接著DL訊框前綴之DLMAP訊息之長度和用於DL-MAP訊 息之編碼。R-鏈路時期中之FCH和MAP訊息會在一PUSC區 24 帶t利用定義R-鏈路時期又DlL-MAPIE中的DIUC發射。 R-DL時期之結構如苐4圖所述。 一 MR尹綴之存在和R-DL發射時期之起始位置會以 MR—DL—Allocation_IE通知。此訊息亦會指出將用於FCH和 5 MAP訊息之DIUC並指出R-DL時期。一R-DL發射時期一被 定義，起始位置和持續期間可在任何時間被改變，以改變 MRDLAllocationIE 之值 。 一類似的 MR_UL_Allocation—IE 會用於 UL-ΜΑΡ 來定義 R-UL接收時 期。MR一DL_Allocation一IE及MR_UL_Allocation_IE亦可分 10 別用於R-DL上之DL-MAR和UL-ΜΑΡ訊息中來指出下一訊 框内之DL和UL子訊框之R·鏈路時期之位置。 一RS能夠接收R-鏈路上之控制資訊，其限制接取鏈路 上之資源使用以防止RS在此時期進行即時資源配置。 改變SA.SUl節中表277a內之項目如指示：

15 09 MR_DL_Allocation_IE

0A Reserved 插入新的副條款8.4.5.3.28 : 8.4.5.3.28MR_DL_Allocation_IE 在接取鏈路上之DL-MAP中，一MR-BS或RS可利用 20 MR_DL_Allocation_IE〇發射 DIUC=15 來指出 DL子訊框中 R-DL時期之位置以及一 MR中綴是否存在於此時期之開 始。此時期之使用如R-DL發射時期中位在之後的MR中綴 中之FCH和DL-MAP所述。R-鏈路上之DL-MAP中，一 MR-BS 或 RS 可利用 MR_DL_Allocation_IE()發射 DIUC=15 25 1362851 來指出R-DL發射辟期中在下一訊框内之位置。 表 286aa-MRDL 配置

語法 大小 注釋 MR DL Allocation ΙΕΠί 延伸DIUC 4位元 MRDLAllocationIE 長度 4位元 MR中綴存在 1位元 0b0=無中綴 R-DL持續時間存在 1位元 FCH 與 MAPDIUC 4位元 用來在R-鏈路上發射FCH與MAP 訊息之DIUC R-DLOFDMA符號偏移 8位元 相對於訊框起始之R-DL時期位置 If(R-DL持續時間存在 =m R-DL持續時間 8位元 R-DL時期之持續期間以符號表示。 ) I 26 表 286ab - MR UL 配置

語法 大小 注釋 MR UL Allocation IE(){ 延伸UIUC 4位 元 MR_UL_Allocation」E = ΟχΟΒ 長度 4位 元 R-UL持續時間呈現 1位 元 ObO =沒有持續期間欄位存在； R-UL延伸至子訊框之尾端。 〇bl =持續期間欄位存在；此IE定 義之R-UL具有一定義持續期間。 OFDMA符號偏移 8位 元 If (R-UL持續時間呈現 = 1)1 R-UL持續時間 8位 元 R-UL時期之持續期間以符號表示。 I 插入新的副條款11.8.3.7.20 : 11.8.3.7.20 RS 轉換帶

類型 長度 値 範圍 TBD 1 位元#0-3: RSTTG (OFDMA 符號） SBC-REQ 位元#4-8: RSRTG (OFDMA 符號） SBC-RSP 參考 [1] Hart, Μ等人，2006年11月於達拉斯IEEE802.16會議 #46，IEEEC802.16j-06/144之「中繼中綴」。 [2] Hart, Μ等人，2006年11月於達拉斯IEEE802.16會議 10 #46，IEEE C802.16j-06/143之「用於不可穿透之中繼站之 網路登入程序」。 t圖式簡單説明3 第1圖顯示一訊框結構； 第2a圖顯示一個多於三跳點之訊框結構（具内部細分）； 27 1362851 第2b圖顯示三跳點之一較佳詳細訊框結構； 第3圖顯示一個多於雙跳點之訊框結構(額外轉換）； 第4圖顯示一中繼鏈路時期； 第5a圖顯示一 RP位置判定演算法； . 5 第5b圖顯示一 RP位置判定演算法； 第6圖顯示一單一雙跳點無線通訊系統； 第7a-b圖顯示中繼站之應用；以及 第8圖顯示IEEE802.16標準之OFDMA實體層的一範例 • TDD訊框結構。 10 【主要元件符號說明】 (無） 28

Claims (1)

1. 丄观851 十、申請專利範固： l —種用於一多跳點無線通訊系統之發射方法，該系統包 含： 一來源裝置、一目的裝置、及一或更多個中介裝 置，該來源裝置係可操作來沿著形成從該來源裝置經由 该或每一中介裝置延伸至該目的裝置之一通訊路徑的 —串鏈路來發射資訊，且該或每一中介裝置可操作來沿 著該路徑接收來自前一裝置之資訊、以及沿著該路徑發 射資訊至後續裝置’該系統存取一時間頻率格式供用於 在一離散發射時期期間分派可用/的發射頻寬，該時間頻 率格式在這樣一種離散發射時期中定義多個發射視 窗，每一發射視窗占用該離散發射時期之一部份，且在 該離散發射時期之該部份期間具有在該可用發射頻寬 内的一頻寬分佈輪廓，每一該發射視窗可針對這樣一種 發射時期各自分派到該等裝置其中〜或更多者供發射 使用’該等發射視窗包括用於控㈣訊發射之—初始控 制視窗、以及供該來源裝置發射至單一中介裝置或該等 :介裳置之其中至少-者的-中繼視窗，該中繼視窗被 定義為可分派給該來源裝置供發射使用之該離散發射 時期中的最後視窗，且該方法包含下列步驟： 運用針對此一發射時期之該時間頻率格式來指派 該控制視窗給該來源裝置以及該或每—中介裝置供控 制資訊發射使帛，以及指派該巾繼視祕該來源裝置供 發射資料至該單-中介裝置或至該等中介裝置中之特 29 1362851 ~~~Γόοοτ • 定—者，使得該控制視窗與該中繼視窗之間至少有一視 • 冑可被指派給該單-中介裝置或該特定中介裝置供進 行資料發射；以及 在該發射時期中發射。 5 2.依射料利顧第1項之發射方法，其巾該時間頻率 格式進一步定義在該控制視窗與該中繼視窗之間的— 中介視ϋ，且該方法進一步包含下列步驟： 運用該時間頻率格式於該發射時期來指派該中介 視窗至該特定或單一中介裝置用於資料發射。 1〇 3.依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該系統包 含至少H的裝置，該時間解格式另外在該控制 視窗與該中繼視窗之間定義—來源接取視窗供發射這 ’ 樣的另-目的裝置’更包含指派該來源接取視窗至該來 源裝置以允許資料沿著形成—直接通訊路徑之一對應 15 單一鏈路直接發射至這樣的另一目的裝置。 4. 依據申請專利範圍第2項之發射方法，其中該來源接取 視窗包含該中介視窗。 5. 依據申請專利範圍第2項之發射方法，其中該控制視 窗、來源接取視窗、以及中繼視窗共同占用全部或實質 2〇 上全部的發射時期。 ' 6. 依據巾請專利範圍第2項之發射方法，其中該系統包含 -單-中介裝置’且該中介視窗翻來發射該目的裝 置。 7. 依據申請專利範圍第2項之發射方法，其中該系統包含 30 ^-9^127967 tkMMSSSSSSi~ 至少兩個該等t介裝置，且該時間頻率格歧義形成該 中介視窗之兩個構成中介視w :㈣沿著該軌路徑從 該特定中介裝置發射至職射介裝置之_中介鍵路 5 視窗、以及從該後續中介裝置發射至該目的裝置之一中 介接取視窗，該方法進一步包含下列步驟： 運用針對該發射時期之該時間頻率格式來指派該 中介接取及中介鏈路視窗給該特定及後續中介裝置供 進行資料發射。 10 8·依據申請專利範圍第7項之發射方法，其中該系統包含 至少又-目的裝置’且該中介接取視窗亦用於從該特定 中介裝置發射至又一目的裝置。 9.依據申請專利範圍第7或8項之發射方法，其中該系統包 含至少三個該等中介裝置，該特定與後續中介裝置係為 15 2著該通訊路徑之第一和第二中介震置，該中介接取視 2包含又-構成中介接取視窗及又—構成中介鍵路視 窗’兩者皆在輯訊路徑巾供第三中介裝置發射用，該 方法包含： ★運用該時間頻率格式來指派該構成中介視窗至該 2〇 等中介裝置供資料發射用。 1〇.依據申請專利範圍第7或8項之發射方法，其中該系統包 2少三個該等中介裝置’該特定及後續中介裝置係為 5著該通訊路徑之該第一與第二中介裝置，且該時間頻 率格式進一步在該中介視窗之後定義一額外視窗供該 第一中’I裝置沿著該通訊路徑發射至該第三中介裝 31 136.2851 ' 第96127967申請案申請專利範圍替換頁 100. 09. 23. 置；該方法進一步包含：運用該時間頻率格式來指派該 額外發射視窗給該第二中介裝置。 11. 依據申請專利範圍第10項之發射方法，其中該系統包含 至少四個該等中介裝置，該方法進一步包含運用該時間 5 頻率格式來指派該中介鏈路視窗給該第一和第三中介 裝置及指派該額外視窗給該第二及第四中介裝置。 12. 依據申請專利範圍第10項之發射方法，其中該中繼視窗 包含該額外視窗。 13. 依據申請專利範圍第2項之發射方法，其中被分派至一 10 中介裝置每一視窗包含至少兩個組成發射視窗，這些組 成發射視窗中之一者係用於發射中介裝置控制資訊，而 這些組成發射視窗中之一者係用於發射資料。 14. 依據申請專利範圍第13項之發射方法，其中被分派至一 中介裝置每一視窗包含三個組成發射視窗，這些組成發 15 射視窗_之一者係用來為該中介裝置發射一發射前導 序列。 15. 依據申請專利範圍第13或14項之發射方法，其中用於發 射中介裝置控制資訊之該組成發射視窗分別在一後續 發射時期中指出關於該中介裝置控制資訊之時間位置 20 或該發射前導序列之時間位置的格式資訊。 16. 依據申請專利範圍第13或14項之發射方法，其中用於發 射中介裝置控制資訊之該組成發射視窗在一後續發射 時期指出關於編碼及/或調變該中介裝置控制資訊及/或 發射前導序列之格式資訊。 32 1362851 • 第96127967申請案申請專利範圍替換頁 100.09.23. 17.依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該控制視 窗包含至少兩個組成視窗，這些組成視窗其中一者用來 ' 發射前綴而另一者用來發射其他包括格式資訊之控制 資訊。 5 18.依據申請專利範圍第17項之發射方法，其中該格式資訊 分別與該發射時期中之該中介裝置控制資訊之該時間 位置或發射前導序列之該時間位置有關。 19. 依據申請專利範圍第17項之發射方法，其中該格式資訊 關於在該發射時期中編碼及/或調變該中介裝置控制資 10 訊及/或發射前導序列。 20. 依據申請專利範圍第3項之發射方法，其中該時間頻率 ' 格式中可用之發射時間係於該來源接取視窗與該中繼 視窗所共享，該方法進一步包含，在指派視窗進行發射 之前，監視該來源接取及中繼視窗所提供之服務品質並 15 據此調整該來源接取與中繼視窗時間部份間之該時間 位置分配。 21. 依據申請專利範圍第20項之發射方法，其進一步包含在 調整分配位置之後，檢查該調整是否已改善具有被放大 的時期部份之視窗中之服務品質，以及在沒有改善時防 20 止該方向上之進一步的調整。 22. 依據申請專利範圍第21項之發射方法，其進一步包含在 該分配接著順著其他方向被移入時除去該進一步之調 整。 23. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中至少兩個 33 136.2851 ' 第96127967申請案申請專利範圍替換頁 100. 09.23. 該等發射視窗之該頻寬輪廓視窗包含該可用發射頻寬 之一共用部份。 24. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中至少兩個 該等發射視窗之該頻寬輪廓針對個別時期部份實質上 5 延伸該整個發射頻寬。 25. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，包含視情況在 該發射時期之一或更多該等發射視窗中運用一空間劃 分多重接取技術。 26. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該時間頻 10 率格式係一種用在一分時雙工通訊系統中之下鏈或上 鏈子訊框之格式。 27. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該系統係 一種OFDM或OFDMA系統，且其中該時間頻率格式係 一種用於OFDM或OFDMA分時雙工訊框之OFDM或 15 OFDMA下鏈或上鏈子訊框的格式。 28. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中每一該離 散發射時期係一子訊框期間。 29. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中每一該發 射視窗包含在一OFDM或OFDMA訊框結構之一區域。 20 30.依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中每一該發 射視窗包含在一 OFDM或OFDMA訊框結構之一區帶。 31. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該來源裝 置係一基地臺。 32. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該來源裝 34 1362851 ' 第96127967申請案申請專利範圍替換頁 100.09.23. 置係一使用者端。 33. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該或每一 目的裝置係一基地臺。 34. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該或每一 5 目的裝置係一使用者端。 35. 依據申請專利範圍第1或2項之發射方法，其中該或每一 該中介裝置係一令繼站。 36. —種多跳點無線通訊系統，其包含： 一來源裝置、一目的裝置、及一或更多個中介裝 10 置，該來源裝置係可操作來沿著形成從該來源裝置經由 該或每一中介裝置延伸至該目的裝置之一通訊路徑的 一串鏈路來發射資訊，且該或每一中介裝置可操作來沿 著該路徑接收來自前一裝置之資訊、以及沿著該路徑發 射資訊至後續裝置； 15 格式存取裝置，其可操作來存取一時間頻率格式供 用於在一離散發射時期期間分派可用的發射頻寬，該時 間頻率格式在這樣一種離散發射時期中定義多個發射 視窗，每一發射視窗占用該離散發射時期之一部份，且 在該離散發射時期之該部份期間具有在該可用發射頻 20 寬内的一頻寬分佈輪廓，每一該發射視窗可針對這樣一 種發射時期各自分派到該等裝置其中至少一者供發射 使用，該等發射視窗包括用於控制資訊發射之一初始控 制視窗、以及供該來源裝置發射至單一中介裝置或該等 中介裝置之其中至少一者的一中繼視窗，該中繼視窗被 35 替換頁 M：o疼j 定義為可分派給該來源裝置供發射使用之該離散發射 時期中的最後視窗； 指派裝置，其可操作來針對此一發射時期之該時間 5 頻率格式來指派該控制視窗給該來源裝置以及該或每 中介裝置供控制資訊發射使用，以及指派該中繼視窗 給該來源裝置供發射資料至該單一中介裝置或至該等 中介裝置中之特^-者，使得該控制視f與該中繼視窗 之間至少有一視窗可被指派給該單一中介裝置或該特 1〇 定中介裝置供進行資料發射；以及 可操作來在該發射時期中發射之發射裝置。 7.-種成套電腦喊’當該程式在__多跳點無線通訊系統 之電裝置中被執行時，造成該多跳點無線通訊系統 執行—發射方法，該系統包含一來源裝置、一目的裝 15 置、及一或更多個中介裝置，該來源裝置係可操作來沿 著形成從該來源裝置經由該或每一中介裝置延伸至該 ^的裝置之-通訊路徑的—串鏈路來發射資訊，且該或 每-中介裝置可操作來沿著該路徑接收來自前—裝置 之1訊、以及沿著該路徑發射資訊至後續裝置，該系統 >〇 +取時間頻率格式供用於在-離散發射時期期間分 派可用的發射頻寬’該時間頻率格式在這樣—種離散: 時期中疋義多個發射視窗，每一發射視窗占用該 發射時期之-部份’且在轉散發射_之該部份期間 具有在該可用發射頻寬内的一頻寬分佈輪廓每1 射視固可針對這樣一種發射時期各自分派到該等誓置 36 1362851 5 第96127967申請案申請專利範圍替換頁 100.09.23. 其中至少一者供發射使用，該等發射視窗包括用於控制 資訊發射之一初始控制視窗、以及供該來源裝置發射至 單一中介裝置或該等中介裝置之其中至少一者的一中 繼視窗，該中繼視窗被定義為可分派給該來源裝置供發 射使用之該離散發射時期中的最後視窗，而該方法包含 下列步驟： 運用針對此一發射時期之該時間頻率格式來指派 該控制視窗給該來源裝置以及該或每一中介裝置供控 制資訊發射使用，以及指派該中繼視窗給該來源裝置供 10 發射資料至該單一中介裝置或至該等中介裝置中之特 定一者，使得該控制視窗與該中繼視窗之間至少有一視 窗可被指派給該單一中介裝置或該特定中介裝置供進 行資料發射；以及 在該發射時期中發射。 37