用于宽带无线接入的中继转发方法转让专利
申请号 : CN200610036417.9
文献号 : CN100589633C
文献日 : 2010-02-10
发明人 : 冯淑兰
申请人 : 华为技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1、一种用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于，包括步骤：a)基站为其所控制的各中继站所控制的终端的各业务链路分配物理资源， 在物理资源分配过程中使不同中继站控制的同一终端的业务所占用的物理资源 相同；
b)基站通过信令将各中继站所控制的终端的各业务链路所占用的物理资源 的位置信息通知所述各中继站；
c)所述中继站从所接收的信令中提取受自己控制的终端的所有业务链接所 处的位置信息，并在相应位置接收其所控制的终端的下行业务；
d)所述中继站转发其所接收的下行或上行业务。
2、如权利要求1所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于， 所述步骤a)包括基站进行下行资源分配的步骤：a1)基站为多基站接入的广播和多播业务分配连续的物理资源；
a2)基站为第一个中继站的除多基站接入的广播和多播业务之外的所有由 该中继站控制的终端的下行业务链路分配资源；
a3)基站依次为其他由该基站控制的中继站的除多基站接入的广播和多播 业务之外的所有尚没有被分配资源的终端的下行业务链路分配资源。
3、如权利要求2所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于， 在所述步骤a1)之前或步骤a3)之后，进一步包括：a4)基站为由基站直接控制的终端分配上行资源。
4、如权利要求2或3所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于， 所述步骤a2)进一步包括：为同一终端的不同业务链路分配连续的物理资源，为宏分集集合中有相同 中继站的不同终端分配连续的物理资源。
5、如权利要求1所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于， 所述步骤a)包括基站进行上行资源分配的步骤：a5)基站为第一个中继站的所有由该中继站控制的终端的上行链路分配资 源；
a6)基站依次为其他所有由该基站控制的中继站的所有尚没有被分配资源 的终端的上行链路分配资源。
6、如权利要求5所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于， 在所述步骤a5)之前或步骤a6)之后，进一步包括：a7)基站为由基站直接控制的终端分配上行资源。
7、如权利要求5或6所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于， 所述步骤a5)进一步包括：为同一终端的不同业务链路分配连续的物理资源，为宏分集集合中有相同 中继站的不同终端分配连续的物理资源。
8、如权利要求1所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于， 所述步骤d)进一步包括：d1)基站调整各中继站开始转发终端业务的时刻，使通过不同中继站转发 而到达终端的接收信号同步；
d2)基站调整中继站转发的来自终端的上行信号的时间，使经过不同中继 站转发的上行信号到达基站的时间同步。
9、如权利要求8所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在于，所述步骤d1)中进一步包括：终端将接收自多个中继站转发的数据进行宏 分集或选择性合并；
所述步骤d2)中进一步包括：基站将接收自多个中继站转发的数据进行宏 分集或选择性合并。
10、如权利要求8或9所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在 于，所述步骤d1)中进一步包括：d10)定义中继站开始下行业务转发的时刻为中继站的帧头，使中继站转发 的各业务所占用的物理资源相对中继站的下行帧头位置的偏移量与基站所下发 的该业务相对基站帧头的位置偏移相同，或者两者的差值恒定；
d11)基站只要通过信令调整各中继站开始下行转发的时刻，使其同步。
11、如权利要求8或9所述的用于宽带无线接入的中继转发方法，其特征在 于，所述步骤d2)进一步包括：d20)使中继站转发的各业务所占用的物理资源相对中继站的下行帧头位置 的偏移量与基站接收该业务时刻相对基站帧头的位置偏移相同或者两者差值为 定值；
d21)基站通过信令调整各中继站开始上行转发的时刻，使其同步。
说明书 :
技术领域
本发明涉及宽带无线接入领域，特别地，涉及一种用于宽带无线接入的中 继转发方法。
背景技术
由于基站的设计复杂、成本高，因此，目前也出现了在上述宽带无线接入 系统中采用设计简单、价格便宜的中继站(Relay Station，RS)来扩大基站的覆 盖范围并提高容量。这种采用中继站(RS)的网络拓扑结构示意图可参见图2 所示。
然而，在宽带无线接入中如何实现中继站尚处于研讨阶段。在中继站的设 计中，首先要解决的是物理资源分配问题。目前已经提出了一些物理资源分配 方案，这些方案在基站上行或基站下行划分一定的区域给每个中继站，这个所 划出的区域负责转发中继站所控制的终端的上行和下行业务。不同的中继站分 配的区域至少在时间、频率或空间上是不同的。这种为每个中继站划分固定不 同区域的方法可以有效降低干扰，但可能会为终端重复分配资源，例如宏分集 集合中的终端或多小区接入多播广播业务的终端，因此，其资源利用率低。
图3及图4示出了现有的两种中继帧结构示意图。在这两种帧结构中，基站 为每个中继站分配一定的区域，每个中继站所占用的物理资源均不同(例如其 所占用的频率或所占用的时隙不同)，每个所转发的业务所占用的物理资源也 不同，因此，通过中继站转发的终端不能实现宏分集合并功能。而且由于需要 为每个中继站控制的终端分配业务，所以，对于由多个中继站控制的终端，则 需要在每个中继站中都为该终端分配资源，大大降低了物理资源的利用率。
特别的，对于广播/多播业务，基站需要为每个中继站都分配广播/多播业务 资源，每个中继站又用不同的资源转发给终端，一方面，终端无法实现多接入 基站广播/多播业务的宏分集合并，并利用多接入基站广播/多播业务的一些特有 优势，另一方面，每个中继站都要接收和转发相同的业务，大大降低了物理资 源的利用率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于宽带无线接入的中继转发方法，包 括：
a)基站为其所控制的各中继站所控制的终端的各业务链路分配物理资源， 在物理资源分配过程中使不同中继站控制的同一终端的业务所占用的物理资源 相同；
b)基站通过信令将各中继站所控制的终端的各业务链路所占用的物理资源 的位置信息通知所述各基站；
c)所述中继站从所接收的信令中提取受自己控制的终端的所有业务链接所 处的位置信息，并在相应位置接收其所控制的终端的下行业务；
d)所述中继站转发其所接收的下行或上行业务。
其中，所述步骤a)包括基站进行下行资源分配的步骤：
a1)基站为多基站接入的广播和多播业务分配连续的物理资源；
a2)基站为第一个中继站的除多基站接入的广播和多播业务之外的所有由 该中继站控制的终端的下行业务链路分配资源；
a3)基站依次为其他由该基站控制的中继站的除多基站接入的广播和多播 业务之外的所有尚没有被分配资源的终端的下行业务链路分配资源。
其中，在所述步骤a1)之前或步骤a3)之后，进一步包括：
a4)基站为由基站直接控制的终端分配上行资源。
其中，所述步骤a2)进一步包括：
为同一终端的不同业务链路分配连续的物理资源，为宏分集集合中有相同 中继站的不同终端分配连续的物理资源。
其中，所述步骤a)包括基站进行上行资源分配的步骤：
a5)基站为第一个中继站的所有由该中继站控制的终端的上行链路分配资 源；
a6)基站依次为其他所有由该基站控制的中继站的所有尚没有被分配资源 的终端的上行链路分配资源。
其中，在所述步骤a5)之前或步骤a6)之后，进一步包括：
a7)基站为由基站直接控制的终端分配上行资源。
其中，所述步骤a5)进一步包括：
为同一终端的不同业务链路分配连续的物理资源，为宏分集集合中有相同 中继站的不同终端分配连续的物理资源。
其中，所述步骤d)进一步包括：
d1)基站调整各中继站开始转发终端业务的时刻，使通过不同中继站转发 而到达终端的接收信号同步；
d2)基站调整中继站转发的来自终端的上行信号的时间，使经过不同中继 站转发的上行信号到达基站的时间同步。
其中，所述步骤d1)中进一步包括：终端将接收自多个中继站转发的数据 进行宏分集或选择性合并；
所述步骤d2)中进一步包括：基站将接收自多个中继站转发的数据进行宏 分集或选择性合并。
其中，所述步骤d1)中进一步包括：
d10)定义中继站开始下行业务转发的时刻为中继站的帧头，使中继站转发 的各业务所占用的物理资源相对中继站的下行帧头位置的偏移量与基站所下发 的该业务相对基站帧头的位置偏移相同，或者两者的差值恒定；
d11)基站只要通过信令调整各中继站开始下行转发的时刻，使其同步。
其中，所述步骤d2)进一步包括：
d20)使中继站转发的各业务所占用的物理资源相对中继站的下行帧头位置 的偏移量与基站接收该业务时刻相对基站帧头的位置偏移相同或者两者差值为 定值；
d21)基站通过信令调整各中继站开始上行转发的时刻，使其同步。
实施本发明，具有如下有益效果：
基站仅为每个终端的每个业务链路分配一次物理资源，也就是说，不同中 继站控制的同一终端的业务所占用的物理资源相同，资源利用率显著提高，另 外，其具有实现简单，信令开销低的优点；
基站通过调整各中继站转发终端业务的时刻，使通过不同中继站到达终端 的接收信号同步，以实现终端宏分集接收下行信号或基站宏分集接收来自终端 的上行信号，可提高接收信号的质量。
附图说明
图2是现有的一种采用中继站的网拓扑结构示意图；
图3及图4是现有的两种中继帧结构示意图；
图5是本发明用于宽带无线接入的中继转发方法的主流程图；
图6是本发明图5中基站进行下行资源分配的流程图；
图7是本发明图5中基站进行上行资源分配的流程图；
图8是本发明一个实施例中所采用的网络拓扑结构示意图；
图9是本发明中的一种转发帧结构示意图；
图10是本发明中的另一种转发帧结构示意图；
图11是本发明中的再一种转发帧结构示意图。
具体实施方式
如图5所示，是本发明用于宽带无线接入的中继转发方法的主流程图。
首先，步骤S502，基站为各中继站所控制的终端的各业务链路分配物理资 源，所述各中继站受所述基站控制，其中所述基站对所述各业务链路进行物理 资源的分配包括下行资源和上行资源的分配。
步骤S504，基站通过信令(如物理资源分配信令)通知各中继站其所控制 的终端各业务链路所占用的物理资源的位置信息。
步骤S506，中继站在接收到该信令后，提取受自己控制的终端的所有业务 链接(包括多小区接入的广播和多播业务)所处的位置信息，并在相应位置接 收受自己控制的终端的下行业务。在接收完成后，准备向终端转发。
步骤S508，基站调整各中继站开始转发终端业务的时刻，使通过不同中继 站转发而到达终端的接收信号同步，则终端可以将接收自多个中继站转发的数 据进行宏分集合并。
同时，步骤S510，基站调整中继站接收来自终端的上行信号的时间，使上 行接收同步，在步骤S510，基站调整中继站转发的来自终端的上行信号的时间， 使经过不同中继站转发的上行信号到达基站的时间同步，则基站可以将接收自 多个中继站转发的数据进行宏分集合并。
其中，步骤S508和步骤S510是可选的步骤。且步骤S508和S510可以是独立 的。
如图6所示，是本发明图5中基站进行下行资源分配的流程图。
步骤S602，基站为多BS接入的广播和多播业务分配连续的物理资源；
步骤S604，基站为第一个中继站的所有由该中继站控制的终端的下行业务 链路(除多BS接入的广播和多播业务之外)分配资源。为了进一步简化接收机 设计，在本发明的一个优选实施例中，在进行资源分配时，同一终端的不同业 务链路的物理资源连续，宏分集集合中有相同中继站的不同终端的物理资源连 续。
步骤S606，基站为其他所有由该基站控制的中继站的所有在以前没有被分 配资源的终端的下行业务链路(除多BS接入的广播和多播业务之外)分配资源。 每一次分配均不再为多BS接入的广播和多播业务分配资源，也不再为已经分配 过资源的终端分配资源。直到完成所有中继站资源的分配。
步骤S608，基站为由基站直接控制的终端分配上行资源。
在其他的一些实施例中，上述步骤S608可以放到步骤602～606之前。
如图7所示，是本发明图5中基站进行上行资源分配的流程图。
步骤S702，基站为由基站直接控制的终端分配上行资源。
步骤S704，基站为第一个中继站的所有由该中继站控制的终端的上行链路 分配资源。为了进一步简化接收机设计，在本发明的一个优选实施例中，在进 行资源分配时，同一终端的不同业务的物理资源连续，宏分集集合中有相同中 继站的不同终端的物理资源连续。
步骤706，基站为其他所有由该基站控制的中继站的所有在以前没有被分配 资源的终端的上行链路分配资源，每一次分配均不再为已经分配过资源的终端 再分配资源。直到完成所有中继站资源的分配。
在其他的一些实施例中，上述步骤S702也可以放到步骤704～706之后。
下面给出了实现步骤S508～512中实现各中继站进行同步的方法。定义中继 站开始下行业务转发的时刻为中继站的帧头，使中继站转发的各业务所占用的 物理资源相对中继站的下行帧头位置的偏移量与基站所下发的该业务相对基站 帧头的位置偏移相同，或者两者的差值恒定。则基站只要通过信令调整各中继 站开始下行转发的时刻，使其同步，即可使不同中继站转发的数据到达终端的 时间相同，终端可以接收多个中继站转发的数据而实现宏分集合并。相应的， 令中继站转发的各业务所占用的物理资源相对中继站的下行帧头位置的偏移量 与基站接收该业务时刻相对基站帧头的位置偏移相同，基站通过信令调整各中 继站开始上行转发的时刻，使其同步，即可使不同中继站转发的数据到达基站 的时间相同。如果中继站的上行开始转发时刻与中继站下行帧头的位置固定， 则基站只需要调整各中继站的帧头同步就可以同时实现中继站转发业务同步， 进一步节省了信令开销。
下面用具体的实例来对本发明进行说明，以利对本发明具有更深入的了解。 如图8所示，示出了一种本发明所采用的网络拓扑结构。在该拓扑结构中，受基 站BS1控制的有两个中继站RS1和RS2，中继站RS1控制终端SS1、SS2和SS3，中 继站RS2控制终端SS2、SS3、SS4、SS5和SS6。
首先考虑在同一基站内的宏分集合并。假定相应的转发帧结构如图9所示。 图9示出一种其上行和下行均采用时分双工(TDD)模式，本发明不限于此，其 还可以采用诸如频分双工(FDD)及半频分双工(H-FDD)等模式。
BS1首先为受RS1控制的终端SS1～SS3分配物理资源，由于SS2和SS3同时将 受RS2控制，故SS2和SS3的资源分配连续；然后为受RS2控制的终端SS2～SS4和 SS6分配资源，由于SS2和SS3已经分配过了，故BS1只需为SS4和SS6分配资源。 RS1接收来自BS1的信令，从中查找自己控制的终端SS1、SS2和SS3的下行业务 地址，并在相应位置接收。同时RS2接收来自BS1的信令，从中查找自己控制的 终端SS2、SS3、SS4、SS6的下行业务地址，并在相应位置接收。在接收完相应 的下行信号后，中继站RS1和RS2准备向各自所控制的终端转发相应的下行业 务。基站通过信令控制RS1和RS2开始转发时刻，以使RS1发送的SS2、SS3下行 业务与RS2发送的SS2、SS3下行业务同步。这样，RS1和RS2转发的下行业务到 达SS2和SS3的时间相同，SS2可以宏分集合并来自RS1和RS2的信号，SS3可以宏 分集合并来自RS1和RS2的信号。
在上行，终端SS2和SS3的上行业务到达中继站RS1和RS2且被RS1和RS2接 收后，基站BS1调整中继站开始转发上行业务的时间，使RS1和RS2开始上行转 发的时刻同步，通过RS1和RS2转发的SS2和SS3上行业务同时到达基站，基站可 以实现上行宏分集合并。
其次考虑不同基站间的宏分集合并。考虑上面拓扑结构中的终端SS6，可以 同时接收由BS1控制经RS2转发的信号，也可以接收由基站BS2控制经中继站RS3 转发的信号。通过调整基站BS1、BS2的上行和下行资源分配以及中继站RS2和 RS3的开始转发时刻，可以实现SS6宏分集合并。其转发帧结构如图10所示。
下面再考虑一种业务，即多小区接入的多播广播业务，这种业务多个基站 可以向多个终端同步的发送广播和多播业务，采用本发明的方法可以实现在中 继站的多小区接入多播广播业务。如下图11所示，经过两跳接收的所有终端接 收的多播和广播业务同步，可以方便的实现宏分集合并和在同一个多小区接入 的多播广播业务区域漫游。
在本发明所提供的方法中，基站仅为每个终端的每个业务链路分配一次物 理资源，也就是说，不同中继站控制的同一终端的业务所占用的物理资源相同， 资源利用率显著提高，另外，其具有实现简单，信令开销低的优点；
基站通过调整各中继站转发终端业务的时刻，使通过不同中继站到达终端 的接收信号同步，以实现终端宏分集接收下行信号或基站宏分集接收来自终端 的上行信号，可提高接收信号的质量。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明 之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖 的范围。