專利名稱：信號(hào)傳輸方法、基站、中繼站和無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
通信系統(tǒng)本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年7月31、申請(qǐng)?zhí)枮?00780025486. 2 (PCT/ GB2007/002887)、發(fā)明名稱為“多跳通信系統(tǒng)中的定時(shí)調(diào)整”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。引言當(dāng)前，多跳技術(shù)在基于分組的無(wú)線和其它通信系統(tǒng)中的使用引起了巨大的關(guān)注， 據(jù)稱這樣的技術(shù)能夠擴(kuò)展覆蓋范圍并提高系統(tǒng)容量(吞吐量)。在多跳通信系統(tǒng)中，通信信號(hào)在沿著從源設(shè)備經(jīng)過(guò)一個(gè)或更多個(gè)中間設(shè)備到目的 設(shè)備的通信路徑(C)的通信方向上發(fā)送。

圖19圖示了單小區(qū)兩跳無(wú)線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括基站BS (在3G通信系統(tǒng)環(huán)境中稱為“結(jié)點(diǎn)B”NB)、中繼結(jié)點(diǎn)RN(也稱為中繼站RS)和用 戶設(shè)備UE(也稱為移動(dòng)站MS)。在信號(hào)在從基站經(jīng)過(guò)中繼結(jié)點(diǎn)(RN)到目的用戶設(shè)備(UE) 的下行鏈路(DL)上發(fā)送的情況下，基站包括源站(S)而用戶設(shè)備包括目的站(D)。在通信 信號(hào)在從用戶設(shè)備(UE)經(jīng)過(guò)中繼結(jié)點(diǎn)到基站的上行鏈路(UL)上發(fā)送的情況下，用戶設(shè)備 包括源站而基站包括目的站。中繼結(jié)點(diǎn)是中間設(shè)備(I)的示例，并且包括接收器，可操作 用于接收來(lái)自源設(shè)備的數(shù)據(jù)；以及發(fā)送器，可操作用于將此數(shù)據(jù)或其衍生數(shù)據(jù)發(fā)送到目的 設(shè)備。已使用簡(jiǎn)單的模擬轉(zhuǎn)發(fā)器或數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)器作為中繼，以改善或提供在盲區(qū)(dead spot)中的覆蓋。它們可以以與源站不同的傳輸頻帶來(lái)工作以防止在源傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸 之間產(chǎn)生干擾，或者它們可以在從源站沒(méi)有傳輸時(shí)工作。圖20圖示了中繼站的許多應(yīng)用。對(duì)于固定基礎(chǔ)設(shè)施，由中繼站提供的覆蓋可以是 “填滿的”以允許移動(dòng)站接入通信網(wǎng)絡(luò)，否則移動(dòng)站會(huì)受其它物體遮蔽或者盡管在基站的正 常范圍內(nèi)但不能從基站接收足夠強(qiáng)度的信號(hào)。還示出了“范圍擴(kuò)展”，其中當(dāng)移動(dòng)站處于基 站的正常數(shù)據(jù)傳輸范圍之外時(shí)中繼站允許接入。在圖20的右上端示出的填滿(in-fill) 的一個(gè)示例是對(duì)游牧式中繼站進(jìn)行定位，從而允許覆蓋范圍穿透到建筑物內(nèi)，該建筑物可 能是在地面上、地面或地面下。其它應(yīng)用是游牧式中繼站，其實(shí)施臨時(shí)覆蓋，在事件或緊急情況或?yàn)?zāi)難期間提供 接入。在圖20的右下端示出的最終應(yīng)用利用置于車(chē)輛上的中繼來(lái)提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入。如下所述，中繼也可以與先進(jìn)的傳輸技術(shù)相結(jié)合使用，以提高通信系統(tǒng)的增益。眾所周知，由于無(wú)線電通信在通過(guò)空間傳播時(shí)的散射或吸收而產(chǎn)生的傳播損耗或 “路徑損耗”引起信號(hào)強(qiáng)度變小。影響發(fā)送器和接收器之間的路徑損耗的因素包括發(fā)送器 天線高度、接收器天線高度、載波頻率、雜波類型(城市、郊區(qū)、農(nóng)村)、形態(tài)細(xì)節(jié)如高度、密 度、間距、地形類型(多山、平坦)。在發(fā)送器和接收器之間的路徑損耗L(dB)可通過(guò)以下等 式來(lái)建模L = b+10nlogd (A)其中d(米)是發(fā)送器和接收器間距，b(db)和n是路徑損耗參數(shù)而絕對(duì)路徑損耗
由丄=io(L/10)給出。在間接鏈路SI+ID上經(jīng)歷的絕對(duì)路徑損耗的和可能比在直接鏈路SD上經(jīng)歷的路 徑損耗小。換句話說(shuō)，可能
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L(SI)+L(ID) < L(SD)(B)因此將單個(gè)傳輸鏈路分成兩個(gè)更短的傳輸段利用了在路徑損耗和距離之間的非 線性關(guān)系。從利用等式(A)對(duì)路徑損耗的簡(jiǎn)單理論分析可以認(rèn)識(shí)到，如果信號(hào)從源設(shè)備經(jīng) 過(guò)中間設(shè)備(例如中繼結(jié)點(diǎn))發(fā)送到目的設(shè)備而不是從源設(shè)備直接發(fā)送到目的設(shè)備，則可 以實(shí)現(xiàn)總路徑損耗的減少(并且因此實(shí)現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的提高或增加，并由此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)吞吐量 的提高或增加)。如果實(shí)現(xiàn)得適當(dāng)，則多跳通信系統(tǒng)可以使得發(fā)送器的發(fā)送功率減小，這使 無(wú)線傳輸變得容易，導(dǎo)致干擾水平的減少并且也降低對(duì)電磁發(fā)射的暴露?；蛘?，可利用總路 徑損耗的減少來(lái)提高在接收器端的接收信號(hào)品質(zhì)，而不會(huì)增加傳送信號(hào)所需的總輻射傳輸 功率。多跳系統(tǒng)適于與多載波傳輸一起使用。在比如FDM(頻分復(fù)用)、0FDM(正交頻分 復(fù)用)或DMT(離散多音)的多載波傳輸系統(tǒng)中，單個(gè)數(shù)據(jù)流被調(diào)制到N個(gè)并行的子載波 上，每一個(gè)子載波信號(hào)具有自己的頻率范圍。這使得總帶寬(即在給定時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)送的 數(shù)據(jù)量)被分到多個(gè)子載波上，從而增加了每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的持續(xù)時(shí)間。因?yàn)槊總€(gè)子載波具 有更低的信息速率，所以多載波系統(tǒng)與單載波系統(tǒng)相比受益于對(duì)信道引起的失真的增強(qiáng)的 抗擾性。這通過(guò)確保每個(gè)子載波的傳輸速率以及因此的帶寬小于信道的相干帶寬而成為可 能。作為結(jié)果，在信號(hào)子載波上經(jīng)歷的信道失真與頻率無(wú)關(guān)，并且因此可以通過(guò)簡(jiǎn)單的相位 和幅度校正因子來(lái)校正。因此當(dāng)系統(tǒng)帶寬超過(guò)信道的相干帶寬時(shí)，在多載波接收器內(nèi)的信 道失真校正實(shí)體具有比在單載波接收器內(nèi)的對(duì)應(yīng)實(shí)體明顯更低的復(fù)雜度。正交頻分復(fù)用(OFDM)是基于FDM的調(diào)制技術(shù)。OFDM系統(tǒng)使用多個(gè)數(shù)學(xué)意義上正 交的子載波頻率，使得子載波頻譜因?yàn)橄嗷オ?dú)立而可以無(wú)干擾地交疊。OFDM系統(tǒng)的正交性 免除了對(duì)保護(hù)頻帶頻率的需要，并且因此提高了系統(tǒng)的頻譜效率。OFDM已經(jīng)被推薦和用于 許多無(wú)線系統(tǒng)。當(dāng)前OFDM用于非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(ADSL)連接、一些無(wú)線LAN應(yīng)用(比 如基于IEEE802. lla/g標(biāo)準(zhǔn)的WiFi設(shè)備)以及無(wú)線MAN應(yīng)用(比如基于IEEE802. 16標(biāo)準(zhǔn) 的WiMAX設(shè)備)。0FDM經(jīng)常與信道編碼(一種錯(cuò)誤糾正技術(shù))結(jié)合使用以產(chǎn)生編碼的正交 FDM或C0FDM。C0FDM現(xiàn)在廣泛用于數(shù)字通信系統(tǒng)以提高在多路徑環(huán)境下基于0FDM的系統(tǒng) 的性能，在多路徑環(huán)境下信道失真的變化可通過(guò)頻域中的子載波和時(shí)域中的符號(hào)看出。所 述系統(tǒng)已在比如DVB和DAB的視頻和音頻廣播以及某些類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中使用。在0FDM系統(tǒng)中，通過(guò)使用離散傅里葉逆變換或快速傅里葉變換算法(IDFT/IFFT) 而將一組N個(gè)經(jīng)調(diào)制的并行數(shù)據(jù)源信號(hào)映射到N個(gè)正交的并行子載波，以在發(fā)送器上形成 時(shí)域內(nèi)稱作“0FDM符號(hào)”的信號(hào)。因此，"0FDM符號(hào)”是所有N個(gè)子載波信號(hào)的復(fù)合信號(hào)。 0FDM符號(hào)可在數(shù)學(xué)上表示為
1 N-\X(t)=1=Y,Cn-eJ2mlAft^^t^Ts⑴
^！ N n=0其中A f 是以Hz為單位的子載波間距，Ts= 1/Af是以秒為單位的符號(hào)時(shí)間間 隔，而cn是經(jīng)調(diào)制的源信號(hào)。在(1)中每一個(gè)源信號(hào)被調(diào)制到其上的子載波矢量c e Cn,c =(c0, Cl. . c^)是來(lái)自有限星座的N個(gè)星座符號(hào)的矢量。在接收器端，通過(guò)應(yīng)用離散傅里 葉變換(DFT)或快速傅里葉變換(FFT)算法而將接收到的時(shí)域信號(hào)變換回頻域。0FDMA(正交頻分多址)是0FDM的多址變體。0FDMA通過(guò)給單獨(dú)用戶分配子載波 的子集而工作。這允許從幾個(gè)用戶同時(shí)傳輸，從而導(dǎo)致更好的頻譜效率。然而，仍然有允許無(wú)干擾的雙向通信、即在上行鏈路和下載方向上的雙向通信的問(wèn)題。為了使在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的雙向通信成為可能，有兩種眾所周知的不同方法用于復(fù) 用兩個(gè)通信鏈路(前向或下載鏈路以及反向或上行鏈路)，以克服設(shè)備不能同時(shí)在相同資 源介質(zhì)上進(jìn)行發(fā)送和接收的物理限制。第一種方法，即頻分復(fù)用(FDD)，包括通過(guò)將傳輸介 質(zhì)細(xì)分成兩個(gè)不同的頻帶(一個(gè)用于前向鏈路通信而另一個(gè)用于反向鏈路通信)而同時(shí)地 但在不同的頻帶上操作這兩個(gè)鏈路。第二種方法，即時(shí)分復(fù)用(TDD)，包括在同一頻帶上操 作這兩個(gè)鏈路，但是在時(shí)間上將對(duì)介質(zhì)的接入進(jìn)行細(xì)分，使得在任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上只有前 向或反向鏈路在使用介質(zhì)。這兩種方法(TDD和FDD)都有它們相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)于單跳 有線和無(wú)線通信系統(tǒng)都是應(yīng)用良好的技術(shù)。例如IEEE802. 16標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了 FDD和TDD模式。作為示例，圖21圖示了在IEEE802. 16標(biāo)準(zhǔn)(WiMAX)的0FDMA物理層模式中使用 的單跳TDD幀結(jié)構(gòu)。每幀被分成DL子幀和UL子巾貞，每個(gè)子幀是離散的傳輸間隔。它們由發(fā)送/接收 和接收/發(fā)送轉(zhuǎn)換保護(hù)間隔(分別為T(mén)TG和RTG)分隔開(kāi)。每個(gè)DL子幀以前同步碼開(kāi)始， 接下來(lái)是幀控制報(bào)頭(FCH)、DL-MAP和UL-MAP。FCH包含DL幀前綴(DLFP)，該DL幀前綴用以指定突發(fā)屬性(Burst Profile)和 DL-MAP的長(zhǎng)度。DLFP是在每幀開(kāi)頭發(fā)送的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且包含有關(guān)當(dāng)前幀的信息；DLFP被 映射到FCH。同步DL分配可以被廣播、多播和單播，并且它們也可以包括針對(duì)另一個(gè)BS而不是 正在服務(wù)的BS的分配。同步UL可以是數(shù)據(jù)分配以及測(cè)距請(qǐng)求或帶寬請(qǐng)求。本專利申請(qǐng)是由同一申請(qǐng)人在同一日遞交的一組十個(gè)UK專利申請(qǐng)之一，所述十 個(gè) UK 專利申請(qǐng)具有代理參考號(hào) P106752GB00、P106753GB00、P106754GB00、P106772GB00、 P106773GB00、P106795GB00、P106796GB00、P106797GB00、P106798GB00 以及 P106799GB00， 描述了本發(fā)明人提出的關(guān)于通信技術(shù)的相關(guān)發(fā)明。其它九項(xiàng)申請(qǐng)中的每一項(xiàng)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi) 容通過(guò)引用合并于此，并且其它九項(xiàng)申請(qǐng)中的每一項(xiàng)申請(qǐng)的副本與本申請(qǐng)一起遞交。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于在多跳通信系統(tǒng)中使用的定時(shí)調(diào)整方法，所述 系統(tǒng)包括源設(shè)備、目的設(shè)備以及一個(gè)或更多個(gè)中間設(shè)備，所述源設(shè)備可操作用于沿著形成 通信路徑的一系列鏈路來(lái)發(fā)送信息，所述通信路徑從所述源設(shè)備經(jīng)過(guò)所述中間設(shè)備或每個(gè) 中間設(shè)備而延伸到所述目的設(shè)備，并且所述中間設(shè)備或每個(gè)中間設(shè)備可操作用于從沿著所 述路徑的前一個(gè)設(shè)備接收信息、并且將接收到的信息發(fā)送給沿著所述路徑的下一個(gè)設(shè)備， 所述系統(tǒng)被配置用于在多個(gè)連續(xù)標(biāo)記間隔中發(fā)送信息，所述方法包括在第一標(biāo)記間隔中 將信息沿著所述路徑的多個(gè)連續(xù)鏈路從第一所述設(shè)備經(jīng)過(guò)一個(gè)或更多個(gè)所述中間設(shè)備而 發(fā)送到第二所述設(shè)備，所述信息包括對(duì)所述標(biāo)記間隔中的一個(gè)特定間隔的引用、并且所述 信息的傳輸引起延遲，使得所述第二設(shè)備在第二標(biāo)記間隔中接收所述發(fā)送的信息或從所述 發(fā)送的信息中得到的信息，所述第二標(biāo)記間隔在所述第一標(biāo)記間隔之后特定數(shù)量這樣的間 隔；以及調(diào)整所述引用以形成調(diào)整后的引用，所述調(diào)整后的引用對(duì)另外的標(biāo)記間隔進(jìn)行引 用，所述另外的標(biāo)記間隔在所述特定標(biāo)記間隔之前或之后所述數(shù)量或另一數(shù)量這樣的間 隔。優(yōu)選地，所述另外的標(biāo)記間隔在所述特定間隔之前或之后與所述第二標(biāo)記間隔在 所述第一間隔之后的所述數(shù)量的間隔同樣數(shù)量的間隔。
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優(yōu)選地，所述連續(xù)標(biāo)記間隔是連續(xù)編號(hào)的間隔，并且其中所述引用和調(diào)整后的引 用對(duì)相應(yīng)編號(hào)的間隔進(jìn)行引用。優(yōu)選地，所述方法包括在所述第一和第二設(shè)備之間的所述中間設(shè)備或一個(gè)所述中 間設(shè)備中執(zhí)行所述調(diào)整。優(yōu)選地，所述方法包括在所述第一設(shè)備中執(zhí)行所述調(diào)整。優(yōu)選地，所述方法包括在所述第二設(shè)備中執(zhí)行所述調(diào)整。優(yōu)選地，所述另外的標(biāo)記間隔在所述特定間隔之后；如果從所述第一設(shè)備到所述 第二設(shè)備的傳輸沒(méi)有延遲，則所述特定標(biāo)記間隔是所述第二設(shè)備將從所述第一設(shè)備接收另 外信息的間隔；并且假設(shè)所述延遲存在，則所述另外的標(biāo)記間隔是所述第二設(shè)備預(yù)期從所 述第一設(shè)備接收所述另外信息的間隔。優(yōu)選地，所述第二設(shè)備可操作用于響應(yīng)于從所述第一設(shè)備接收到的信息，經(jīng)過(guò)所 述第二設(shè)備和所述第一設(shè)備之間的所述中間設(shè)備或每個(gè)中間設(shè)備而將另外信息發(fā)送給所 述第一設(shè)備；所述另外的標(biāo)記間隔在所述特定間隔之前；所述特定標(biāo)記間隔是所述第一設(shè) 備請(qǐng)求來(lái)自所述第二設(shè)備的所述另外信息的間隔；并且所述另外的標(biāo)記間隔是所述第二設(shè) 備應(yīng)發(fā)送所述另外信息的間隔，使得所述第一設(shè)備在所述特定標(biāo)記間隔中接收所述另外信 息或從所述另外信息中得到的信息。優(yōu)選地，所述延遲是預(yù)期延遲，所述方法包括在所述信息的所述傳輸之前執(zhí)行所 述調(diào)整。優(yōu)選地，所述方法包括在所述信息的所述傳輸期間執(zhí)行所述調(diào)整。優(yōu)選地，所述方法包括在所述信息的所述傳輸之后執(zhí)行所述調(diào)整。優(yōu)選地，所述第一設(shè)備是所述源設(shè)備。優(yōu)選地，所述第一設(shè)備是基站。優(yōu)選地，所述第二設(shè)備是所述目的設(shè)備。優(yōu)選地，所述第二設(shè)備是移動(dòng)終端。優(yōu)選地，所述第一設(shè)備是中間設(shè)備。優(yōu)選地，所述第二設(shè)備是中間設(shè)備。優(yōu)選地，所述中間設(shè)備或每個(gè)中間設(shè)備是中繼站。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)是無(wú)線通信系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)是正交頻分復(fù)用或正交頻分多址系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述間隔或每個(gè)所述間隔是時(shí)分復(fù)用幀的上行鏈路子幀時(shí)段或下行鏈路 子幀時(shí)段。本發(fā)明的另一方面提供了一種多跳通信系統(tǒng)，包括源設(shè)備、目的設(shè)備以及一個(gè)或 更多個(gè)中間設(shè)備，所述源設(shè)備可操作用于沿著形成通信路徑的一系列鏈路來(lái)發(fā)送信息，所 述通信路徑從所述源設(shè)備經(jīng)過(guò)所述中間設(shè)備或每個(gè)中間設(shè)備而延伸到所述目的設(shè)備，并且 所述中間設(shè)備或每個(gè)中間設(shè)備可操作用于從沿著所述路徑的前一個(gè)設(shè)備接收信息、并且將 接收到的信息發(fā)送給沿著所述路徑的下一個(gè)設(shè)備，所述系統(tǒng)被配置用于在多個(gè)連續(xù)標(biāo)記間 隔中發(fā)送信息；發(fā)送裝置，可操作用于在第一標(biāo)記間隔中將信息沿著所述路徑的多個(gè)連續(xù) 鏈路從第一所述設(shè)備經(jīng)過(guò)一個(gè)或更多個(gè)所述中間設(shè)備而發(fā)送到第二所述設(shè)備，所述信息包 括對(duì)所述標(biāo)記間隔中的一個(gè)特定間隔的引用、并且所述信息的傳輸引起延遲，使得所述第
7二設(shè)備在第二標(biāo)記間隔中接收所述發(fā)送的信息或從所述發(fā)送的信息中得到的信息，所述第 二標(biāo)記間隔在所述第一標(biāo)記間隔之后特定數(shù)量這樣的間隔；以及調(diào)整裝置，可操作用于調(diào) 整所述引用以形成調(diào)整后的引用，所述調(diào)整后的引用對(duì)另外的標(biāo)記間隔進(jìn)行引用，所述另 外的標(biāo)記間隔在所述特定標(biāo)記間隔之前或之后所述數(shù)量或另一數(shù)量這樣的間隔。本發(fā)明的另一方面提供了一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)在多跳通信系統(tǒng)的 計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)，使得所述系統(tǒng)實(shí)施定時(shí)調(diào)整的方法，所述系統(tǒng)包括源設(shè)備、目的設(shè)備以 及一個(gè)或更多個(gè)中間設(shè)備，所述源設(shè)備可操作用于沿著形成通信路徑的一系列鏈路來(lái)發(fā)送 信息，所述通信路徑從所述源設(shè)備經(jīng)過(guò)所述中間設(shè)備或每個(gè)中間設(shè)備而延伸到所述目的 設(shè)備，并且所述中間設(shè)備或每個(gè)中間設(shè)備可操作用于從沿著所述路徑的前一個(gè)設(shè)備接收信 息、并且將接收到的信息發(fā)送給沿著所述路徑的下一個(gè)設(shè)備，所述系統(tǒng)被配置用于在多個(gè) 連續(xù)標(biāo)記間隔中發(fā)送信息，所述方法包括在第一標(biāo)記間隔中將信息沿著所述路徑的多個(gè) 連續(xù)鏈路從第一所述設(shè)備經(jīng)過(guò)一個(gè)或更多個(gè)所述中間設(shè)備而發(fā)送到第二所述設(shè)備，所述信 息包括對(duì)所述標(biāo)記間隔中的一個(gè)特定間隔的引用、并且所述信息的傳輸引起延遲，使得所 述第二設(shè)備在第二標(biāo)記間隔中接收所述發(fā)送的信息或從所述發(fā)送的信息中得到的信息，所 述第二標(biāo)記間隔在所述第一標(biāo)記間隔之后特定數(shù)量這樣的間隔；以及調(diào)整所述引用以形成 調(diào)整后的引用，所述調(diào)整后的引用對(duì)另外的標(biāo)記間隔進(jìn)行引用，所述另外的標(biāo)記間隔在所 述特定標(biāo)記間隔之前或之后所述數(shù)量或另一數(shù)量這樣的間隔。本發(fā)明的另一方面提供了一種用于在多跳無(wú)線通信系統(tǒng)的休眠模式信號(hào)傳輸過(guò) 程中使用的信號(hào)傳輸方法，所述系統(tǒng)包括基站、移動(dòng)站以及至少一個(gè)中繼站，所述基站可操 作用于將與所述移動(dòng)站的休眠模式有關(guān)的控制信號(hào)沿著經(jīng)過(guò)所述中繼或每個(gè)所述中繼的 通信路徑、在下行鏈路方向上直接或間接地發(fā)送給所述移動(dòng)站，并且所述中繼站或每個(gè)中 繼站可操作用于在所述下行鏈路方向上從沿著所述路徑的前一站接收控制信號(hào)、并且在所 述下行鏈路方向上將接收到的信息發(fā)送給沿著所述路徑的下一站，所述方法包括在第一 傳輸過(guò)程中將與休眠模式有關(guān)的控制信號(hào)從所述基站直接或間接地發(fā)送到所述移動(dòng)站；以 及還在所述第一傳輸過(guò)程中或在單獨(dú)的第二傳輸過(guò)程中將所述控制信號(hào)或?qū)?yīng)的控制信 號(hào)從所述基站發(fā)送到所述中繼站或至少一個(gè)所述中繼站，使得該中繼站能夠根據(jù)所述控制 信號(hào)來(lái)配置其操作。在現(xiàn)在將參考的獨(dú)立權(quán)利要求中限定了本發(fā)明。在從屬權(quán)利要求中闡述了優(yōu)選實(shí) 施例?，F(xiàn)在將僅以示例方式參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選特征，在附圖中圖1示出了 WiMAX中的休眠模式的示例；圖2示出了只為MS中繼上行鏈路信息的RS ；圖3示出了如果RS不知道休眠模式MS的定時(shí)信息，則RS不能在正確的時(shí)間分配 資源以進(jìn)行中繼；圖4示出了在RS中用以解決由上行鏈路和下行鏈路之間的非對(duì)稱鏈路所引入的 問(wèn)題的算法；圖5示出了如果RS不能為上行鏈路獲取足夠的控制信息，則BS可以將專用消息 發(fā)送給RS以通知在上行鏈路中的排定的事件；圖6示出了 MS請(qǐng)求開(kāi)始休眠模式；
圖7示出了當(dāng)BS要開(kāi)始休眠模式時(shí)的消息流程圖。BS請(qǐng)求開(kāi)始休眠模式；圖8示出了當(dāng)BS要開(kāi)始休眠模式時(shí)的消息流程圖。RS可以要求BS將MS置成休 眠模式；圖9示出了當(dāng)MS處于休眠模式時(shí)的消息流程圖。RS應(yīng)該按時(shí)將帶寬分配給MS以 在MS中進(jìn)行排定的傳輸；圖10示出了 BS將M0B_SLP_RSP發(fā)送給RS和MS以停止休眠模式；圖11示出了 RS可以請(qǐng)求停止MS的休眠模式；圖12示出了 MS可以請(qǐng)求停止休眠模式；圖13示出了 RS中繼上行鏈路和下行鏈路；圖14示出了由于RS引入一幀延遲，因此MS失去與BS的同步；圖15示出了由于RS引入了一幀延遲，因此MS失去與BS的同步。當(dāng)RS要中繼與 定時(shí)有關(guān)的控制消息時(shí)，它應(yīng)該修改這些消息以補(bǔ)償延遲；圖16示出了 RS應(yīng)該修改定時(shí)信息以確保MS能夠在偵聽(tīng)窗口期間接收到信息；圖17示出了 MS 2#中的第一偵聽(tīng)窗口的開(kāi)始時(shí)間與MS 1#未對(duì)準(zhǔn)的示例；圖18示出了可以通過(guò)對(duì)準(zhǔn)MS 2#中的第一偵聽(tīng)窗口的開(kāi)始時(shí)間來(lái)縮短RS中的偵 聽(tīng)窗口 ；圖19示出了單小區(qū)兩跳無(wú)線通信系統(tǒng)；圖20示出了中繼站的應(yīng)用；以及圖21示出了在IEEE802. 16標(biāo)準(zhǔn)的0FDMA物理層模式中使用的單跳TDD框架結(jié)構(gòu)。在多跳環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)傳輸可能會(huì)有一些延遲的問(wèn)題，可能引起幀等待時(shí)間。例如，當(dāng)分別進(jìn)入休眠窗口或偵聽(tīng)窗口時(shí)，休眠模式的移動(dòng)站(MS)會(huì)將其狀態(tài)轉(zhuǎn) 換為休眠或喚醒。換句話說(shuō)，在休眠窗口內(nèi)，基站(BS)和中繼站(RS)不能將消息發(fā)送給 MS，而在偵聽(tīng)窗口內(nèi)基站(BS)和中繼站(RS)能夠?qū)⑾l(fā)送給MS。通常，BS控制休眠模 式的類型和每個(gè)窗口的定時(shí)信息。如在圖1中所示，BS會(huì)為MS安排偵聽(tīng)和休眠窗口的時(shí)間。在偵聽(tīng)窗口期間，BS會(huì) 與MS交換信息。尤其是，BS會(huì)在偵聽(tīng)窗口期間將流量指示發(fā)送給MS以指示是否有緩沖分 組給MS。因此，MS必須與BS同步以確保在偵聽(tīng)窗口期間交換重要信息。在WiMAX中繼系統(tǒng)中，中繼站(RS)會(huì)為移動(dòng)站(MS)和基站(BS)中繼上行鏈路或 下行鏈路信息。如果RS只中繼上行鏈路，則它可能不知道由BS傳送給MS (下行鏈路)的控制消 息，這影響上行通信。例如，在WiMAX休眠模式中，RS應(yīng)該針對(duì)排定的事件按時(shí)給MS分配 帶寬，這由下行鏈路消息指示。RS可能無(wú)法將該下行鏈路消息解碼。因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)新機(jī)制 來(lái)支持RS獲取由下行鏈路消息發(fā)送的相關(guān)控制信息。而且，如果RS中繼上行鏈路和下行鏈路，則應(yīng)該確保MS能夠與BS同步，尤其對(duì)于 休眠模式的MS。例如，當(dāng)RS不能在當(dāng)前幀內(nèi)中繼定時(shí)控制信息時(shí)，RS應(yīng)該調(diào)整從BS發(fā)送 給MS的定時(shí)信息。優(yōu)選省電方法的細(xì)節(jié)我們考慮兩種WiMAX中繼方案，并且提出新算法來(lái)解決在這些方案內(nèi)的休眠模式 問(wèn)題。
方案A 中繼站中繼下行鏈路和上行鏈路如在圖2中所示，中繼站(RS)只中繼MS的上行鏈路，并且MS可以直接從BS接收 所有的下行鏈路信息，這意味著上行鏈路和下行鏈路是非對(duì)稱的。因?yàn)镽S不能偵聽(tīng)到(在下行鏈路中)由BS發(fā)送給MS的控制消息，這會(huì)影響在MS 和BS之間的上行鏈路通信，因此RS可能無(wú)法執(zhí)行正確的操作比如資源分配以滿足那些控 制消息的相關(guān)要求。例如，在休眠模式中，MS可以執(zhí)行排定的操作，比如測(cè)距請(qǐng)求。這些操作通常由下 行鏈路中的控制消息指示。如果RS沒(méi)有對(duì)這些消息解碼，則RS就不能按時(shí)將資源分配給 MS，因此排定的操作可能失敗。如在圖3中所示，如果RS不知道在休眠模式MS中的任何休眠模式定時(shí)信息，RS就 不能按時(shí)利用上行鏈路為MS分配中繼資源，因此使上行鏈路通信惡化。對(duì)于RS有兩種算法來(lái)解決這個(gè)由上行鏈路和下行鏈路之間的非對(duì)稱鏈路所引入 的問(wèn)題，如在圖4和圖5中所示。在圖4圖示的方法中，首先，RS將從BS接收PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)。然后，RS將從 接收到的PDU中提取MAC消息，并且解析將影響上行鏈路發(fā)送的控制信息。最后，根據(jù)解析 出的控制信息，RS將適當(dāng)?shù)匕才疟热鐣r(shí)間窗口以及用于MS將消息發(fā)送給BS的子信道(或 頻帶)等資源的時(shí)間。在圖5圖示的方法中，如果RS不能完整地收集到將影響上行鏈路通信的所有控制 信息，則BS可以發(fā)送專用消息給RS以通知RS在上行鏈路中的排定事件。為了清楚地解釋所提出的算法在WiMAX中繼系統(tǒng)的休眠模式中的實(shí)施，下面描述 消息流程圖。開(kāi)始休眠模式的消息圖。MS、RS或BS可以請(qǐng)求休眠模式。圖6示出了當(dāng)MS要開(kāi)始休眠模式時(shí)的消息流程 圖。如果MS要開(kāi)始休眠模式，則MS應(yīng)該要求RS來(lái)中繼M0B_SLP_REQ消息給BS以請(qǐng) 求進(jìn)入休眠模式。BS可以通過(guò)發(fā)送消息M0B_SLP_RSP來(lái)批準(zhǔn)或拒絕該請(qǐng)求。BS也需要通過(guò)發(fā)送專 用消息給RS或允許RS接收休眠模式控制消息來(lái)確保RS可以在同一子幀內(nèi)接收到該M0B_ SLP-RSP消息中的相關(guān)信息。消息M0B_SLP_RSP會(huì)指示休眠和偵聽(tīng)窗口的定時(shí)信息，比如用于第一休眠窗口的 開(kāi)始幀號(hào)、偵聽(tīng)窗口和休眠窗口的大小信息。RS還應(yīng)該記錄這些參數(shù)。如果MS不能在固定的時(shí)段內(nèi)從BS偵聽(tīng)到任何響應(yīng)消息，則這意味著請(qǐng)求失敗。然 后，如果需要，MS將重新開(kāi)始發(fā)送M0B_SLP-REQ給RS。根據(jù)接收到的消息，RS可以安排用于上行鏈路中繼的資源的時(shí)間，或者RS可能停 止給相應(yīng)的MS分配帶寬。BS也可以請(qǐng)求休眠模式。圖7示出了當(dāng)BS要開(kāi)始休眠模式時(shí)的消息流程圖。RS也可以請(qǐng)求休眠模式。例如，當(dāng)RS沒(méi)有足夠的帶寬用于它的MS，則RS可以把 一些具有較低QoS要求的MS置成休眠模式。圖8示出了當(dāng)BS要開(kāi)始休眠模式時(shí)的消息流 程圖。
保持休眠模式在偵聽(tīng)窗口期間，BS會(huì)將流量指示發(fā)送給MS，并且MS應(yīng)被喚醒以接收在下行鏈路 子幀內(nèi)的必要信息。BS還需要在同一子幀中將流量指示和其它有關(guān)該MS的控制信息發(fā)送 給對(duì)應(yīng)的RS，因此RS可以預(yù)知MS將在何時(shí)進(jìn)入休眠，并且當(dāng)MS休眠時(shí)可以避免與MS進(jìn)行
通{曰。如果MS接收到流量指示，該流量指示指示BS有緩沖的流量，則MS將保持喚醒以 從BS接收信息，直到再次從BS接收到M0B_SLP-REQ消息。根據(jù)在接收到的M0B_SLP_REQ 內(nèi)的信息，MS將再次進(jìn)入休眠模式，或終止休眠模式。在偵聽(tīng)窗口期間，RS可以為MS分配帶寬以保持與有效省電類(Power-Saving Class)的連接。圖9示出了當(dāng)MS處于休眠模式時(shí)的消息流程圖。對(duì)應(yīng)的消息流程圖在圖5中示出。終止休眠模式MS、RS或BS可以終止休眠模式。如果BS要終止休眠模式，它必須在偵聽(tīng)窗口內(nèi)將M0B_SLP-RSP發(fā)送給MS和RS以 告訴它們何時(shí)應(yīng)該停止休眠模式。消息流程圖在圖10中示出。如果RS要為MS停止休眠模式，它將發(fā)送M0B_SLP_REQ消息給BS以請(qǐng)求停止該MS 的休眠模式。然后BS將發(fā)送M0B_SLP-RSP消息給RS和MS以停止MS的休眠模式，或拒絕 停止休眠模式。對(duì)應(yīng)的消息流程圖在圖11中示出。如果MS要停止休眠模式，則它首先需要通過(guò)RS來(lái)發(fā)送M0B_SLP-REQ消息給BS。 然后，BS將發(fā)送M0B_SLP-RSP消息給RS和MS以停止休眠模式，或者拒絕停止休眠模式。消 息流程圖在圖12中示出。方案B 中繼站只為MS中繼上行鏈路在這個(gè)方案(圖13)中，RS中繼上行鏈路和下行鏈路。如果RS不能在同一幀內(nèi)中繼封裝有定時(shí)信息的控制消息給MS(例如，RS可能沒(méi) 有足夠的資源在當(dāng)前幀內(nèi)中繼控制消息給MS)，則這些控制信息將由至少一個(gè)幀來(lái)中繼。在 這種情況下，在用于MS的這些定時(shí)相關(guān)消息內(nèi)的絕對(duì)定時(shí)信息應(yīng)該被變動(dòng)由中繼引入的 對(duì)應(yīng)等待時(shí)間。如果通信是雙向的，則RS還需要將修改的定時(shí)信息通知給BS，因此也保證 上行鏈路通信。例如，如在圖14中所示，BS通知MS在兩幀后、即在幀n+3#中進(jìn)入休眠模式并開(kāi) 始偵聽(tīng)窗口。由于RS引入一幀延遲，因此MS實(shí)際上在幀n+4#中開(kāi)始偵聽(tīng)窗口，因而與BS 失去同步。圖15圖示了當(dāng)RS中繼定時(shí)相關(guān)的控制消息比如WiMAX中的M0B_SLP-RSP和RNG_ RSP消息時(shí)，為解決這個(gè)問(wèn)題所提出的算法。首先，RS將從BS接收PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)。 然后，RS將從接收到的PDU提取MAC消息，并且解析控制信息，所述控制信息將影響MS中的 定時(shí)控制。如果RS不能在當(dāng)前幀內(nèi)中繼定時(shí)相關(guān)的消息，并且定時(shí)信息是絕對(duì)的，則RS將 修改在該消息中的定時(shí)信息，并且將該消息中繼給MS以補(bǔ)償其延遲。如果通信是雙向的， 則RS還需要將定時(shí)信息的改變通知給BS。如果系統(tǒng)允許RS進(jìn)入休眠模式，則所提出的算法還可用于將RS的休眠持續(xù)時(shí)間
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最大化。例如，當(dāng)BS通知MS進(jìn)入休眠模式時(shí)，RS可以修改該MS的第一偵聽(tīng)窗口的開(kāi)始時(shí) 間以對(duì)準(zhǔn)現(xiàn)有休眠模式MS的偵聽(tīng)窗口的開(kāi)始時(shí)間，因此可以減小RS中的可能偵聽(tīng)窗口。圖 17示出了 MS2#中的第一偵聽(tīng)窗口的開(kāi)始時(shí)間與MS1#沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)的示例。圖18示出了可以 通過(guò)對(duì)準(zhǔn)MS2#中的第一偵聽(tīng)窗口的開(kāi)始時(shí)間來(lái)縮短RS中的偵聽(tīng)窗口。主要優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是a)所提出的方法給出有效的方法來(lái)支持在WiMAX中繼系統(tǒng)的移動(dòng)站中的休眠模 式；b)所提出的方法與IEEE802. 16e標(biāo)準(zhǔn)完全兼容；c)當(dāng)RS只中繼上行鏈路流量時(shí)，所提出的方法可以確保RS知道排定的上行鏈路 事件，從而保證穩(wěn)定的上行鏈路通信；d)當(dāng)中繼上行鏈路和下行鏈路的RS將中繼從BS到MS的定時(shí)相關(guān)的控制消息時(shí)， 所提出的方法可以確保MS獲取正確的定時(shí)信息，從而保持在MS和BS之間的同步；e)所述方法可以使RS為MS請(qǐng)求休眠模式；本發(fā)明的實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者可以實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或更多個(gè)處理器上運(yùn)行 的軟件模塊，或者可以以它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在 實(shí)踐中可以使用微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施本發(fā)明的發(fā)射器的一些或 全部功能。本發(fā)明還可以被實(shí)施為用于執(zhí)行這里描述的部分或所有方法的一個(gè)或更多個(gè)設(shè) 備程序或設(shè)備程序(例如計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。這樣的實(shí)施本發(fā)明的程序可以 存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者可以例如采用一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的形式。這樣的信號(hào)可以 是可從互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)下載的、或在載波信號(hào)上提供的、或以任何其它形式的數(shù)據(jù)信號(hào)。
1權(quán)利要求
一種用于在無(wú)線通信系統(tǒng)的休眠模式信號(hào)傳輸過(guò)程中使用的信號(hào)傳輸方法，所述系統(tǒng)包括基站、移動(dòng)站以及至少一個(gè)中繼站，所述方法包括將用于請(qǐng)求進(jìn)入休眠模式的第一消息從所述移動(dòng)站發(fā)送到所述基站；將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入所述休眠模式的第二消息從所述基站發(fā)送到所述中繼站；以及將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入所述休眠模式的第三消息從所述基站發(fā)送到所述移動(dòng)站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述第二和第三消息包括第一休眠窗口的開(kāi)始幀號(hào) 和/或休眠窗口的大小信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，如果所述移動(dòng)站未能在特定時(shí)段內(nèi)接收到來(lái)自所 述基站的所述第三消息，則所述移動(dòng)站向所述基站再次發(fā)送所述第一消息。
4.根據(jù)任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求的方法，其中，如果所述移動(dòng)站接收到來(lái)自所述基站的 所述第三消息，則所述移動(dòng)站進(jìn)入休眠模式。
5.根據(jù)任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求的方法，其中，所述第三消息經(jīng)由所述至少一個(gè)中繼站 發(fā)送到所述移動(dòng)站。
6.根據(jù)任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求的方法，其中，所述第一消息經(jīng)由所述至少一個(gè)中繼站 發(fā)送到所述基站。
7.根據(jù)任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求的方法，其中，在同一子幀內(nèi)發(fā)送所述第二和第三消息。
8.一種基站，包括接收器，配置用于經(jīng)由中繼站接收來(lái)自移動(dòng)站的用于請(qǐng)求進(jìn)入休眠模式的第一消息；以及發(fā)送器，配置用于將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入休眠模式的第二消息發(fā)送到所述中繼 站，以及將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入休眠模式的第三消息發(fā)送到所述移動(dòng)站。
9.一種中繼站，包括接收器，用于接收來(lái)自移動(dòng)站的用于請(qǐng)求進(jìn)入休眠模式的第一消息和來(lái)自基站的用于 批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入休眠模式的第二消息；以及發(fā)送器，用于將所述接收到的第一消息發(fā)送到基站；其中，所述中繼站被配置成不將所述第二消息傳送到所述移動(dòng)站。
10.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，包括 基站，所述基站包括接收器，配置用于經(jīng)由中繼站接收來(lái)自移動(dòng)站的用于請(qǐng)求進(jìn)入休眠模式的第一消息；以及發(fā)送器，配置用于將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入休眠模式的第二消息發(fā)送到所述中繼 站，以及將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入休眠模式的第三消息發(fā)送到所述移動(dòng)站； 中繼站，所述中繼站包括接收器，用于接收來(lái)自移動(dòng)站的用于請(qǐng)求進(jìn)入休眠模式的第一消息和來(lái)自基站的用于 批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入休眠模式的第二消息；以及發(fā)送器，用于將所述接收到的第一消息發(fā)送到基站； 其中，所述中繼站被配置成不將所述第二消息傳送到所述移動(dòng)站；以及 移動(dòng)站。2
11.根據(jù)權(quán)利要求8的基站或者根據(jù)權(quán)利要求10的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中所述第二和第 三消息包括第一休眠窗口的開(kāi)始幀號(hào)和/或休眠窗口的大小信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的基站或者根據(jù)權(quán)利要求10的無(wú)線通信系統(tǒng)，被配置成決定是批 準(zhǔn)還是拒絕所述請(qǐng)求，并控制所述第二和第三消息的發(fā)送。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其中所述第二消息包括第一休眠窗口的開(kāi)始幀號(hào)和 /或休眠窗口的大小信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種信號(hào)傳輸方法、基站、中繼站和無(wú)線通信系統(tǒng)。所述信號(hào)傳輸方法用于在無(wú)線通信系統(tǒng)的休眠模式信號(hào)傳輸過(guò)程中使用，所述系統(tǒng)包括基站、移動(dòng)站以及至少一個(gè)中繼站，所述方法包括將用于請(qǐng)求進(jìn)入休眠模式的第一消息從所述移動(dòng)站發(fā)送到所述基站；將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入所述休眠模式的第二消息從所述基站發(fā)送到所述中繼站；以及將用于批準(zhǔn)所述移動(dòng)站進(jìn)入所述休眠模式的第三消息從所述基站發(fā)送到所述移動(dòng)站。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101977075SQ20101053348
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者周躍峰, 邁克爾·約翰·貝姆斯·哈特 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社