專利名稱：轉(zhuǎn)發(fā)mac協(xié)議數(shù)據(jù)單元的方法,相應的通信端點和中繼站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種用于通過至少 一 個中繼站在通信端點間轉(zhuǎn)發(fā) MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的背景是例如在IEEE標準802.16j中定義的多跳通信網(wǎng) 絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，通過用中繼站作為在空中接口兩側(cè)的兩個通 信端點間的通信路徑的中間點來增加覆蓋范圍。
如在其他通信網(wǎng)絡(luò)中，為了網(wǎng)絡(luò)接入目的，在終端和基站之間 交換MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元。在中繼站放置在基站和終端之間的情況 下，應當做適當?shù)淖兓?，以保證MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的簡單和有效的 轉(zhuǎn)發(fā)。
用于經(jīng)由合適的包括多個中繼站的無線鏈路路徑實現(xiàn)MAC協(xié) 議數(shù)據(jù)單元路由的直接轉(zhuǎn)發(fā)方案可以在于在中繼站上管理路由或轉(zhuǎn) 發(fā)表，與例如在固定IP網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點上所作的一樣。然而，多跳 通信網(wǎng)絡(luò)的特定要求是保持中繼站的功能盡可能的簡單，以能夠盡 可能將終端作為中繼站使用。在中繼站實現(xiàn)路由表的管理意味著緊 密跟蹤網(wǎng)絡(luò)拓樸進展。因為移動性，這導致在多跳網(wǎng)絡(luò)的不同元件 間的巨大數(shù)量的信令，損害了網(wǎng)絡(luò)的效率。
因此，本發(fā)明的特殊目的是提供在保證中繼站簡單結(jié)構(gòu)和功能 的多跳通信網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元層的路由機制。
本發(fā)明的另外目的是提供相應的中繼站和相應的網(wǎng)絡(luò)通信端
點，如，終端或基站。

發(fā)明內(nèi)容
通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于在移動無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)MAC協(xié) 議數(shù)據(jù)單元的方法，根據(jù)權(quán)利要求7的通信端點，和根據(jù)權(quán)利要求8 的中繼站來完成這些目的和下面出現(xiàn)的其他目的。
為了這個目的，本發(fā)明預見在MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元源頭的通信端 點，這里稱作發(fā)送方側(cè)，收集用于確定網(wǎng)絡(luò)當前拓樸所必需的拓樸 信息，并預先確定由MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元跟隨的路徑。然后，發(fā)送方 側(cè)生成去往接收方側(cè)的子路徑序列，這個子路徑序列最好通過通信 指示符(CID)的序列表示。通信路徑中的第 一子路徑的指示符照常存 儲在MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的適當字段(如CID字段)中。通信路徑中的 隨后的一個或多個子路徑的一個或多個指示符存儲在新的子頭部字 段中，根據(jù)本發(fā)明其和MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元一起被發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明，由于包含在子頭部的信息，在發(fā)送方側(cè)和接收方 側(cè)間的路徑中的至少一個中繼站應當修改MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元，并將 修改的MAC PDU沿著路徑發(fā)送到下一個實體。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，為了接收方側(cè)不用收集額外的拓樸 信息就能重構(gòu)回答MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的反饋路徑，中繼站要保存先 前的子路徑的信息。
根據(jù)本發(fā)明的方法展現(xiàn)了盡可能保持中繼站功能簡單的優(yōu)點。 僅有的修改涉及中繼站的內(nèi)部功能，而不需要和其他網(wǎng)絡(luò)實體的額 外通信。因為全部的連接路徑在消息子頭部傳送，中繼站不需要維 護轉(zhuǎn)發(fā)或路由表用于連接管理。
該方法進一步表現(xiàn)了在這種環(huán)境下，如必要的化，簡單的終端 實現(xiàn)中繼站的功能的優(yōu)點。
本發(fā)明的進一 步的有利特征在附加權(quán)利要求中定義。


通過閱讀作為非限定性例子給出的優(yōu)選實施例的下列描述和附
圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將顯現(xiàn)，其中
圖1示出了多跳通信網(wǎng)的簡化結(jié)構(gòu)，其中可以使用根據(jù)本發(fā)明
的方法；
圖2a和2b不但表示新的MAC PDU結(jié)構(gòu)，還表示不同網(wǎng)絡(luò)元 件對在這種結(jié)構(gòu)中存儲的數(shù)據(jù)的影響。
圖3a和3b詳述了根據(jù)本發(fā)明的應用于圖1簡化結(jié)構(gòu)的方法的 不同步驟。
圖4示出了多跳通信的另一個情景。
具體實施例方式
圖1示出了多跳通信網(wǎng)的簡化結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的方法可以在 其中使用。通信網(wǎng)包含基站IO，中繼站lll、 112、 113和終端12。 基站IO和終端12之間的通信路徑穿過中繼站111、 112和113。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，清楚的是，這個具體的例子是為了 簡化的理由而被選擇的，并且本發(fā)明可用于至少使用了一個中繼站 的任何類型的通信網(wǎng)中。它也可應用于混合通信網(wǎng)， 一部分使用了 多跳中繼而另外部分沒有。
根據(jù)本發(fā)明，基站10維護一個數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫描述了在連接 的中繼站111，...，113和終端12之間的網(wǎng)絡(luò)拓樸。網(wǎng)絡(luò)拓樸管理的運 行方法是本領(lǐng)域公知的。簡言之，當中繼站或終端進入基站或中繼 站的覆蓋區(qū)域時，其執(zhí)行如在802.16標準中所定義的網(wǎng)絡(luò)進入過程。 在網(wǎng)絡(luò)進入過程期間，基站為維護該新網(wǎng)絡(luò)元件分配管理連接。在 該新網(wǎng)絡(luò)元件和該基站之間可以存在一個或多個中繼站。這種情況 下，網(wǎng)絡(luò)進入過程經(jīng)由這些中間中繼站中繼。來自網(wǎng)絡(luò)進入過程的 連接相關(guān)上下文被存儲在基站中的拓樸數(shù)據(jù)庫中。如果終端或中繼 站離開基站的覆蓋區(qū)域，執(zhí)行相反的機制。本領(lǐng)域技術(shù)人員很清楚， 可以使用其他的網(wǎng)絡(luò)拓樸獲取機制，而不會背離本發(fā)明的范圍。
為了使終端12能夠接入媒體或不能接入媒體，或為了執(zhí)行其他
的MAC層功能，基站IO發(fā)送目的地為終端12的MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)。
通信網(wǎng)不同元件間的路徑通過連接標識符CID清楚的標識。由
于在通信網(wǎng)兩個元件間可能存在幾個邏輯管理和數(shù)據(jù)連接，所以 MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元通過它的作為消息頭部一部分的CID被明確標 識。
基站IO和中繼站111之間的CID記為x，中繼站111和中繼站 112之間的CID記為y,中繼站112和中繼站113之間的CID記為z, 以及中繼站113和終端12之間的CID記為u。
當基站IO向中繼站111,...,113或終端12發(fā)送MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單 元時，它根據(jù)它的拓樸數(shù)據(jù)庫生成消息頭部和CID列表。該消息頭 部包含到下一跳111的連接的CID，如IEEE 802.16e-2005中所定義 的，這也可應用于IEEE 802.16j。
此外在下行鏈路通信的情況下，MAC PDU的頭部以子頭部擴 展，其包含沿著通信路徑到更遠的中繼站112、 113直至最后的目的 地終端12的連接的CID列表。
圖2a和2b不但表示根據(jù)本發(fā)明的MAC PDU結(jié)構(gòu)，還表示不 同網(wǎng)絡(luò)元件對在這種結(jié)構(gòu)中存儲的數(shù)據(jù)的動作。
MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元包含普通MAC頭部部分和子頭部部分。該 普通MAC頭部部分包含在非多跳通信網(wǎng)中定義的通常參數(shù)(例如源 自基站10的路徑的CID，即第一跳CID,序列號，HCS等字段)。 子頭部部分優(yōu)選地包含到達接收方側(cè)的不同子路徑的CID列表。該
CID列表包含從中繼站111到中繼站112的子路徑的CID,從中繼站 112到中繼站113的子路徑的CID，和在中繼站113和終端12之間 的子路徑的CID。
當下一跳111接收到該MACPDU，它通過7〉知類型的標識符識 別這個PDU。為了將該PDU轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳112,如圖2a中所示，在 CID列表中的CID和頭部CID —起凈皮打包。
在第一步21中，來自PDU頭部的CID附加在CID列表的末端。在第二步22中，在該列表中的第一 CID從該列表移出并插入PDU 頭部。這個CID指定到下一跳112的連接，并且該PDU可以被發(fā)送 到該下一跳112。該機制必須在每一跳上執(zhí)行直到最后一跳113。
在上行鏈路方向，如圖2b所示，執(zhí)行相反的機制。當中繼站 113，...，111接收MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元時，它準備結(jié)束在列表的開頭的 頭部CID(步驟23)。該CID列表的最后的CID從該列表中移出并被 插入到頭部(步驟24)。該CID現(xiàn)在指定到下一跳112的連接，并且 該PDU可以;帔發(fā)送到下一跳112。
圖3a和3b詳述了根據(jù)本發(fā)明的方法應用于圖1的簡化結(jié)構(gòu)的 不同步驟。
在步驟31中，基站10根據(jù)拓樸數(shù)據(jù)庫準備要被發(fā)送的MAC PDU的頭部和子頭部。頭部的CID字段包含x:到中繼站lll的子 路徑的CID。該子頭部中的CID列表包括y、 z、 u。
在步驟32中，中繼站111接收MACPDU。它從頭部移出CIDx, 并且將其附加到所接收的CID列表的末端。同時，所接收的CID列 表的第一條目被移動到MAC PDU的頭部部分，這樣在中繼111所 修改的MAC PDU的CID是y，而在子頭部的新CID列表是z、 u、 x。
每次在額外中繼站上接收MAC PDU時，就重復這個步驟，該 額外中繼站不是在終端12之前的最后一個中繼站。
在步驟33中，以及在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，到達終端之前的 最后中繼站113有使MAC PDU格式向后兼容的特定功能，這樣終 端不需要特別地適合多跳體系結(jié)構(gòu)，并且可以透明的處理MAC PDU 數(shù)據(jù)，就像使用單跳體系結(jié)構(gòu)一樣。(如果終端可以處理包含如本發(fā) 明所定義的子頭部的MAC PDU結(jié)構(gòu)，那么這一步驟不是強制性的)。
為了這個目的，在下行鏈路方向的該最后的中繼站113存儲所 接收的CID列表。該列表隨后將被用于在上行鏈路方向上的MAC 管理連接。此外，中繼站從MAC PDU移出包含了 CID列表的子頭 部。該PDU然后被作為802.16兼容(非多跳)MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元 發(fā)送到終端。這使得能夠滿足在終端側(cè)向后兼容802.16e-2005的需要。
在步驟34中，中繼站113從終端12接收通常的MAC PDU回答。
步驟35在于，當在上行鏈路方向從終端接收MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單 元時，第一中繼站113用包含了 CID列表的子頭部擴展來自終端12 的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。優(yōu)選地，出于該目的，使用先前所存儲的CID列 表，這樣就沒有中繼站需要執(zhí)行拓樸檢測。在該例子中，在中繼站 113中所存儲的CID列表是u、 x、 y、 z。
然后中繼站113執(zhí)行以下動作。
首先，它將頭部的CID字段移出，并將它放在CID列表的開頭。 然后，它移出該CID列表的最后條目，并將其放在新頭部的CID 字段中。
第三步，它將該CID列表作為子頭部附加到普通MAC PDU頭部。
在優(yōu)選實施例中，和額外地，對于所描述的消息頭部處理，子 頭部可以包含跳計數(shù)和列表計數(shù)。該列表計數(shù)定義了 CID列表中的 條目數(shù)，跳計數(shù)定義了跳的數(shù)目，以及每一跳后減一。
圖4示出了多跳通信的另外的情景，其中發(fā)生基站到中繼站的 通信。在這種情況中，因為過程中沒有涉及終端，所以過程相比較 于如圖3a所表示的簡化了，因為接收方側(cè)中繼站僅存儲CID列表而 沒有任何進一步的動作。
權(quán)利要求
1.一種用于在移動無線通信網(wǎng)中從一個通信端點，這里稱作發(fā)送方側(cè)，向一個對端通信端點，這里稱作接收方側(cè)，轉(zhuǎn)發(fā)MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的方法，在所述通信端點間的路徑上使用了至少一個中繼站，所述方法包括以下步驟在所述發(fā)送方側(cè)從可用的拓撲信息中提取至少一個描述了中繼站和所述接收方側(cè)之間路徑的指示符，除了所述發(fā)送方側(cè)和所述中繼站之間路徑的指示符之外，還將所述中繼站和所述接收方側(cè)之間路徑的所述指示符包括到所述MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述中繼站和所述接收方側(cè) 之間路徑的所述指示符包含在所述MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的子頭部中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，進一步包含步驟在所述中繼站接收到所述MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元時，提取所述中繼 站和所述接收方側(cè)之間路徑的所述指示符，并且相應地修改包含了 所述發(fā)送方側(cè)和所述中繼站之間路徑的所述標識符的所述MAC協(xié)議 數(shù)據(jù)單元的字段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述中繼站接收到所述 MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元時，將發(fā)送方側(cè)和中繼站的路徑的所述指示符移 到所述子頭部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中無線通信網(wǎng)不同元件之間路 徑的所述標識符是在IEEE 802.16標準族中所定義的連接指示符。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述通信端點是基站，中繼 站或終端。
7. 無線通信網(wǎng)的通信端點，這里稱作發(fā)送方側(cè)，適用于通過 至少 一個中繼站將MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元發(fā)送到 一個對端通信端點，這 里稱作接收方側(cè)，所述通信端點中包含裝置，用于在所述發(fā)送方側(cè)從可用的拓樸信息中提取至少 一 個描述了中繼 站和所述接收方側(cè)之間路徑的指示符，除了所述發(fā)送方側(cè)和所述中繼站之間路徑的指示符之外，還將所述中繼站和所述接收方側(cè)之間路徑的所述指示符包括到所述MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元中。
8. —種中繼站，能在無線通信網(wǎng)中使用，將MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單 元從一個通信端點，這里稱作發(fā)送方側(cè)，轉(zhuǎn)發(fā)到一個對端通信端點， 這里稱作接收方側(cè)，所述中繼站中包括用于從MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元子頭部提取所述中繼站和所述接收方 側(cè)之間路徑的標識符，并相應地修改包含了下一路徑標識符的所述 MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的字段的裝置；用于將所述先前下一路徑的標識符移到所述MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元 子頭部的裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的中繼站，進一步包含符，以及中繼站和接收方側(cè)之間路徑的指示符的裝置；用于在從所述接收方側(cè)接收MAC PDU時，除了所述發(fā)送方側(cè)和 所述中繼站之間路徑的標識符之外，還將所述中繼站和所述接收方 側(cè)之間路徑的所述指示符包括到所述MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元中的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在移動無線通信網(wǎng)中將MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元從一個通信端點，這里稱作發(fā)送方側(cè)，轉(zhuǎn)發(fā)到一個對端通信端點，這里稱作接收方側(cè)的方法，在所述通信端點之間的路徑上使用了至少一個中繼站。根據(jù)本發(fā)明，該方法包含步驟在所述發(fā)送方側(cè)從可用的拓撲信息中提取至少一個描述了中繼站和所述接收方側(cè)之間路徑的指示符，除了所述發(fā)送方側(cè)和所述中繼站之間路徑的指示符之外，還將所述中繼站和所述接收方側(cè)之間路徑的所述指示符包括到所述MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元中。
文檔編號H04L12/56GK101184043SQ20071019292
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者T·法爾迪克 申請人:阿爾卡特朗訊