CN101146327B

CN101146327B - 无线中继系统中的切换方法及实现切换的无线中继系统

Info

Publication number: CN101146327B
Application number: CN2006101275242A
Authority: CN
Inventors: 尚政; 张爱民; 王媛媛; 李江
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Ding Yina
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2026-09-12
Also published as: CN101146327A; WO2008031363A1

Abstract

本发明公开了一种无线中继系统中的切换方法，该方法包括：中继站RS动态监测终端MS的上行信号的质量，并将信号质量信息上报给服务站；服务站从上报MS上行信号质量信息的RS中，确定上报上行信号质量最好的RS为锚点RS；判断锚点RS是否发生变更，如果没有发生变更，则正常运行，继续动态监测上行信号；否则切换为由新确定的锚点RS转发服务站与MS之间的业务数据。此外，本发明还公开了一种实现切换的无线中继系统。本发明所提供的方法及系统能够实现MS在不知道RS存在的情况下，在RS之间以及RS与BS之间的切换。

Description

无线中继系统中的切换方法及实现切换的无线中继系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种无线中继系统中的切换方法及一种实现切换的无线中继系统。

背景技术

在无线通信系统中，由于电磁波的路径衰减以及建筑物的遮挡等原因，使得有些地方成为无线通信信号强度较低的地区，位于这些地区的移动终端的通信质量将变得很差。随着人们对宽带无线通信需求的日益增长，对无线带宽的需求变得越来越大，因此越来越高的载频被使用到新的协议和系统中，但无线电波的衰减随着频率的增加而增加。因此，高载频必然面临着高衰减的问题，进一步限制了基站的覆盖范围。

如基于IEEE 802.16协议的微波接入全球互通(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access，WiMAX)系统，由于采用高频传输，电磁波的衰减严重，因此该系统覆盖范围较小，并且在组网初期，由于用户较少，在负载较低的情况下，该系统覆盖范围内的时频资源很可能得不到充分利用。

因此，可以通过在基站和终端之间增设中继站来解决这个问题。通过引入中继站来对基站和终端之间的无线通信信号进行增强，使基站除了能为其覆盖范围内的终端提供服务，还可以通过中继站为其覆盖范围之外的终端提供服务。含有中继站的无线通信系统结构如图1所示，其中，中继站(RS，Relay Station)负责基站(BS，Base Station)与移动台(MS，Mobile Station)之间数据或信令信息的转发。图中基站无法直接覆盖移动台2和移动台3，但可以分别通过中继站1和中继站2的转发来实现覆盖。

中继站的工作原理为：将基站与中继站之间的链路看作是一种虚拟的连接，连接是有方向性的，即上行链路的连接和下行链路的连接是不同的。每个连接可以采用连接标识(CID)进行区分，不同的连接具有不同的CID，CID是由BS统一分配的。每个RS维护自身管理的连接的CID绑定表，并根据所维护的CID绑定表转发自己所管辖的连接对应的数据。BS与终端的连接建立过程中，BS会将相应的CID告知RS及MS。BS会在数据帧的帧头中将CID与时频资源的对应关系广播给自身覆盖范围内的所有终端，终端从帧头中获知CID与时频资源的对应关系后，便可以从BS的下行业务帧中提取属于自己的数据，以及在上行业务帧中发送自己的数据。对基站而言，RS相当于一个终端，而对于终端而言，RS又相当于一个基站。一个区域内有一个BS和多个RS，BS和各RS在允许的干扰范围内可以正交复用同一时频资源，也可以非正交复用同一时频资源。RS在启动中继功能之前，会先向BS申请启动中继功能，在得到BS的批准之后，向BS返回响应并启动中继功能。其中利用RS转发数据的过程为：BS或MS将待发送数据进行编码调制后发送出去；启动了中继功能的RS对接收的数据进行解调解码后重新进行编码调制之后将数据转发出去；MS或者BS接收到RS转发的数据后对其估计信道系数并进行解调解码，得到所传数据。

但是，由于在没有引入中继站的传统无线系统中，比如在WiMAX系统中，只存在MS在不同BS之间的切换，此时移动台和服务基站(SBS，ServingBase Station)都会维护一个相邻基站(NBS，Neighbor BS)列表，MS根据收到的BS下行链路信号质量来判断是否需要切换，SBS根据网络负载及相邻BS特征来决定是否触发MS的切换。但在引入了中继站RS的WiMAX系统中，除了存在不同BS之间的切换外，还存在MS在RS与BS，以及RS与RS之间的切换问题。此外，考虑到后向兼容性，包括兼容传统WiMAX终端，必须限定中继基站的引入对MS不可见，即MS不能感知RS的存在。因此MS在相同小区内的多个RS间移动时，不能通过下行链路信号的改变来触发MS在RS与RS之间的切换或者MS在RS与BS之间的切换；在不同小区间移动时，虽然可以通过感知不同小区的下行链路质量来触发切换，但MS不能感知RS的存在，因此也不能通过下行链路信号的改变来触发MS在RS与RS之间的切换或者MS在RS与BS之间的切换。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种无线中继系统中的切换方法，应用该方法可以使原有MS在无需做任何升级的情况下即可实现在无线中继系统中进行自如切换。

本发明另一方面提供一种实现切换的无线中继系统，该系统可以使原有MS在无需做任何升级的情况下即可实现在无线中继系统中进行自如切换。

本发明提供的无线中继系统中的切换方法是通过如下的技术方案予以实现的：

该方法包括如下步骤：

A、中继站RS动态监测终端MS的上行信号质量，RS判断监测到的上行信号的质量是否满足上报条件，如果满足，将信号质量信息上报给服务站，否则将信号质量信息丢弃；

B、服务站从上报MS上行信号质量信息的RS中，确定接收上行信号质量最好的RS为锚点RS；

C、判断锚点RS是否发生变更，如果没有发生变更，则返回执行步骤A；如果发生变更，则执行步骤D；

D、切换为由本次确定的锚点RS转发服务站与MS之间的业务数据；之后返回执行步骤A。

较佳地，所述步骤B中进一步包括从接收上行信号质量好的RS中选择能满足MS服务质量需求的且负荷不重的RS作为锚点RS。

其中，步骤A中所述RS判断监测到的上行信号的质量是否满足上报条件为：对RS预置两个门限，分别为加入门限和退出门限，当RS接收的MS 上行信号的质量大于等于加入门限或者RS接收的MS上行信号的质量小于退出门限，则满足上报条件。

其中，步骤A中所述发送给服务站的信号质量信息包括：信号强度、信干噪比、信噪比中的一种或几种；所述预置门限为：根据信干噪比或者根据信号强度预先设置的门限。

较佳地，步骤A中所述RS判断监测到的上行信号的质量是否满足上报条件为：对RS进行分组，且每组RS都有两个预置门限，分别为加入和退出该组RS的信号质量门限，通过设置不同的加入门限和退出门限，得到不同的分组，RS通过将接收到的MS的上行信号的质量信息与不同门限值相比较，确定自身所对应的组别，当组别发生改变时满足上报条件。

其中，步骤A中所述对RS进行分组为：对MS与RS之间的链路质量或者所能达到的最大传输速率划分不同的区间组别。

其中，步骤A中所述发送给服务站的信号质量信息为：RS所处的组别信息，其中不同组别的RS接收上行信号质量不同。

较佳地，该方法进一步包括：预先设置一个需要超过的门限次数的最大值或设置一个持续超过门限时间的最大值；则所述RS满足上报条件进一步包括：接收上行信号的质量连续超过门限的次数达到设置的需要超过的门限次数的最大值；或接收上行信号的质量超过门限的持续时间大于设置的持续超过门限时间的最大值。

其中，所述步骤B中确定的锚点RS为1个；

或者所述步骤B中确定的锚点RS为大于1个；此时所述步骤D中由锚点RS转发服务站与MS之间的业务数据为：

D1、服务站/MS将需要转发的数据经编码调制后生成发送信号发送出去；

D2、所有锚点RS对接收到的信号进行解调解码，并重新进行编码调制，然后将编码调制后的信号在相同的时频资源上共同转发出去；

D3、MS/服务站接收来自锚点RS同时转发的信号，该信号为锚点RS 转发的信号的叠加，估计信道系数并对该信号进行解调解码，得到所传数据。

其中，步骤D2中所述锚点RS对接收的信号重新进行编码调制为：采用和服务站/MS相同的编码调制方式，或者采用和服务站/MS不同的编码调制方式；则步骤D3中采用与该编码调制方式对应的解调解码方法。

较佳地，若锚点RS_i已知自身到MS/服务站的信道系数h_i，i≥0，则步骤D2中所述锚点RS对所接收到的信号进行重新编码调制后进一步包括：用该信道系数h_i对待发送信号进行预均衡处理，将处理后的信号在相同时频资源共同发送出去。

其中，步骤D2中所述预均衡处理为：将待发送信号乘上信道系数h_i的共轭h_i ^*。

较佳地，所述步骤B确定锚点RS之前进一步包括：从上报MS上行信号质量信息的RS中确定出能够接收当前MS的信号并为当前MS服务的RS的集合，作为RS激活集；则所述确定锚点RS为：从该RS激活集中选出接收上行信号质量最好的RS作为锚点RS。

较佳地，步骤B中所述RS激活集中进一步包括：能够接收当前MS的信号并能为当前MS直接服务的服务站本身，若RS激活集中服务站为接收MS上行信号质量最好的，则将服务站作为锚点直接向MS发送业务数据。

其中，所述锚点RS中包括服务站本身，则所述的传输方法在下行传输服务站→MS时，

步骤D2中进一步包括：服务站采用与其它锚点RS相同的编码调制方式，对待发送信息进行编码调制后与其它锚点RS在相同时频资源上共同发送出去，采用预均衡处理时，服务站在发送信息之前先乘以系数h₀ ^*，h₀ ^*为服务站与MS之间的信道系数h₀的共轭；

步骤D3中接收的叠加信号中包括：直接接收的服务站发送的信号。

其中，所述锚点RS中包括服务站本身，且RS采用与MS相同的编码调制方式，则所述的传输方法在上行传输MS→服务站时，

步骤D2中进一步包括：服务站也接收该MS发送的信号；

步骤D3中进一步包括：服务站将直接接收的MS的信号与接收的其它锚点RS转发的叠加信号进行累加，若采用了预均衡处理，则在累加前先对直接接收的MS的信号乘以系数h₀ ^*，h₀ ^*为MS与服务站之间的信道系数h₀的共轭。

其中，所述锚点RS中包括服务站本身，且RS采用与MS不同的编码调制方式，则所述的传输方法在上行传输MS→服务站时，

步骤D2中进一步包括：服务站也接收该MS发送的信号；

步骤D3中服务站先对接收的其它锚点RS转发的叠加信号进行解调解码，并检验校验位，判断是否正确，正确则结束，不正确再对直接接收的MS的信号进行解调解码；或者步骤C中服务站先对直接接收的MS的信号进行解调解码，并检验校验位，判断是否正确，正确则结束，不正确再对接收的其它锚点RS转发的叠加信号进行解调解码。

较佳地，该方法进一步包括：预先设置一个更新定时器，并对该更新定时器设置两个门限：第一门限和第二门限，且第二门限大于第一门限；

若服务站有下行数据需要传输，则有：

若更新定时器大于第一门限且小于第二门限，所述步骤B中确定的锚点RS为大于1个；

若更新定时器大于等于第二门限，则触发一次对锚点RS的更新，步骤A之前进一步包括：

A1、服务站主动向该MS发送信道测量命令并由全部RS共同转发广播出去，其中该信道测量命令携带有为MS分配的上行信道资源；

A2、MS接收到该命令并根据分配的上行信道资源发送上行信号，步骤A中对该信号进行监测；

所述步骤B中进一步包括：将更新定时器清零。

较佳地，所述更新定时器进一步包括：设置第三门限，且第三门限大于第二门限；则所述更新定时器计数达到第三门限时，触发一次对锚点RS的更新，步骤A之前进一步包括：

所述步骤B中进一步包括：将更新定时器清零。

较佳地，该方法进一步包括：预先设置一个周期定时器；定时器每计数一周，触发一次对锚点RS的更新，步骤A之前进一步包括：

A2、MS接收到该命令并根据分配的上行信道资源发送上行信号，步骤A中对该信号进行监测。

其中，若服务站在规定次数内没有在预期的上行资源上收到预期的信号，或者锚点RS为多于一个时，服务站接收多于一个的锚点RS共同转发的信号时，信号质量不能保证服务质量，则触发对锚点RS的更新，步骤A之前进一步包括：

较佳地，该方法进一步包括：预先设置更新响应定时器和重试次数最大值，

当更新响应定时器时间超过允许的更新响应时间时，重试次数加1，同时更新过程重新执行，当重试次数超过重试次数最大值时，更新失败，按MS断线处理。

其中，终端MS为初始接入服务站网络，或在小区间切换时切换到该服务站，或从深度节能状态恢复到正常状态时，步骤A之前进一步包括：

1)MS搜索由服务站发出的或者由RS转发的下行信号，并建立与服务站的下行信道同步；

2)MS从下行信道中获得上行信道的发射参数，并根据上行信道的发射参数中的时频资源信息发送上行信号，步骤A中对该信号进行监测。

较佳地，所述步骤D中由锚点RS转发服务站与MS之间的业务数据之前，进一步包括：由服务站发送控制消息通知该锚点RS开始对业务数据的转发，如果存在旧锚点RS，则服务站也发送控制消息通知旧锚点RS取消对业务数据的转发。

其中，若RS维护着MS的连接标识CID列表，所述由服务站发送控制消息通知锚点RS为：服务站通知新锚点RS增加该MS的CID，通知旧锚点时，服务站通知旧锚点RS删除该MS的CID。

其中，MS有上行信号需要传输时，步骤A之前进一步包括：

MS向服务站发送带宽请求，该请求采用CDMA竞争信道发送，采用CDMA竞争信道发送带宽请求时，服务站返回含有为MS分配的上行资源的响应信息，然后MS利用该上行资源发送含有身份信息的带宽请求上行信号；或者由服务站采用轮询方式为MS分配上行信道资源，之后MS利用该上行资源发送含有身份信息的带宽请求上行信号；

服务站与RS获取该MS的身份信息后，步骤A中对MS的上行信号进行监测。

其中，所述服务站为：基站BS，或有控制能力的RS。

本发明提供的实现切换的无线中继系统是通过如下的技术方案予以实现的：

该系统包括：服务站、MS以及多个RS，其中，

MS，用于接收服务站的数据，并发送数据给服务站；

多个RS，用于动态监测MS的上行信号的质量，并将信号质量信息上报给服务站，并根据服务站的指示决定是否转发服务站与MS之间的业务数据；

服务站，用于根据接收的RS上报的MS上行信号质量信息，确定接收上行信号质量最好的RS为锚点RS，并切换为由该锚点RS转发服务站与MS之间的业务数据。

其中，所述RS包括：发射机、接收机、双工器及天线、下行数据处理模块、上行数据处理模块以及控制处理器，其中，

双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收；

接收机，用于通过双工器的天线接收服务站或MS发送的数据，将数据从射频信号转换为基带信号；

下行数据处理模块，用于通过接收机接收服务站发送给MS的数据，对所接收的数据进行解调解码后，从中提取出服务站的控制命令，将该控制命令发送给控制处理器，然后在所述控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制，并将编码调制后的数据在指定的时频资源位置上通过发射机发送出去，或者将解调解码后的数据丢弃；

上行数据处理模块，用于通过接收机接收MS发送给服务站的数据，对所接收的数据进行解调解码后，根据从下行数据处理模块中提取出的服务站的控制命令，在所述控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制，并将编码调制后的数据在指定的时频资源位置上通过发射机发送出去；对接收上行信号的质量进行测量，并在控制处理器的控制下，将测得的信号质量信息与上述编码调制后的信号一起通过发射机发送出去，或者只将测得的信号质量信息通过发射机发送出去；

上行数据处理模块与下行数据处理模块分时共享发射机及接收机；

发射机，用于接收上行数据处理模块及下行数据处理模块的数据，将数据从基带信号转换为射频信号，通过双工器的天线发送出去；

控制处理器，用于完成对所述发射机、接收机、上行数据处理模块及下行数据处理模块的控制。

其中，所述RS中的上行数据处理模块包括：

上行解调解码单元，用于将MS发送给服务站的基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出；

上行数据缓存单元，用于缓存所述上行解调解码单元输出的原始信息数据；

上行链路质量测量单元，用于根据所述接收机的输出以及所述上行解调解码单元的输出测量接收上行信号的质量，并将测得的信号质量信息发送给控制处理器；

控制处理器接收到来自上行链路质量测量单元的质量信息，判断是否需要上报，将需要上报的信息输出给反馈信号生成单元；

反馈信号生成单元，用于将上行链路质量测量单元输出的信号质量信息，生成上报信息，以及将控制处理器决定进行上报的该中继站的负载情况生成上报信息；

上行编码调制单元，用于对上行数据缓存单元中的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制；

复用器，用于将反馈信息生成单元生成的上报信息与上行编码调制单元生成的上行转发数据复用在一起发送给发射机。

其中，所述RS中的下行数据处理模块包括：

下行解调解码单元，用于将服务站发送给MS的基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出；

下行数据缓存单元，用于缓存所述下行解调解码单元输出的原始信息数据；

基站命令提取单元，用于从所述下行解调解码单元处理后得到的数据中提取服务站的命令，并将所述命令发送到所述控制处理器；

下行编码调制单元，用于对下行数据缓存单元中的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制。

其中，所述服务站为基站BS，或有控制能力的RS。

其中，所述BS包括：发射机、接收机、双工器及天线、上行数据处理模块、下行数据处理模块以及控制处理器，其中，

双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收；

接收机，用于通过双工器的天线接收MS发送的数据，将数据从射频信号转换为基带信号；

上行数据处理模块，用于通过接收机接收MS发送给BS的数据，在所述控制处理器的控制下，对所接收的数据进行解调解码后，得到所传数据，并从解调解码后的数据中提取出包含RS接收当前MS上行信号的质量信息的反馈信息，发送给控制处理器；测量接收上行信号的质量，将测量得到的质量信息发送给控制处理器；

控制处理器，用于完成对所述发射机、接收机、上行数据处理模块及下行数据处理模块的控制；根据接收的来自上行数据处理模块的反馈信息及质量信息，选择适合为MS服务的RS或BS本身作为锚点RS，并生成含指示信息的控制消息，发送给下行数据处理模块；在为当前MS选好锚点RS之后，维护该MS的CID与锚点RS的关联表；

下行数据处理模块，用于将待发送数据在所述控制处理器的控制下，进行编码调制，并将编码调制后的数据以及控制处理器发送过来的控制消息，在分配给所述数据的时频资源位置上通过发射机发送出去；

发射机，用于接收上行数据处理模块及下行数据处理模块的数据，将数据从基带信号转换为射频信号，通过双工器的天线发送给出去。

较佳地，所述BS中的上行数据处理模块包括：

上行解调解码单元，用于将接收机接收的MS发送给BS的基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出；

上行数据缓存单元，用于缓存所述上行解调解码单元输出的原始信息数据，并在所述控制处理器的控制下，将数据输出；

上行链路质量测量单元，用于根据所述接收机的输出以及所述上行解调解码单元的输出测量接收上行信号的质量，并将测量得到的信号质量信息发送给控制处理器；

反馈信息提取单元，用于在所述下行解调解码单元输出的数据中提取反馈信息，并将所述反馈信息发送到所述控制处理器。

较佳地，所述BS中的下行数据处理模块包括：

下行数据缓存单元，用于缓存待发送的原始信息数据；

下行编码调制单元，用于对下行数据缓存单元中的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制；

复用器，用于将控制处理器生成的控制消息与下行编码单元生成的下行发送数据复用在一起发送给发射机。

其中，所述有控制能力的RS包括：发射机、接收机、双工器及天线、上行数据处理模块、下行数据处理模块以及控制处理器，其中，

双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收；

接收机，用于通过双工器的天线接收数据，将所接收的数据从射频信号转换为基带信号；

下行数据处理模块，用于处理接收机接收到的下行数据，对所接收的数据进行解调解码后，从中提取出来自BS或其它有控制能力的RS的控制命令，将该控制命令送给控制处理器，然后在控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制后在指定时频资源位置上发送出去；或者连同控制处理器发送过来的控制消息，在指定时频资源位置上发送出去；

上行数据处理模块，用于处理接收机接收到的上行数据，对所接收的数据进行解调解码后，根据从下行数据处理模块中提取出的控制命令，在控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制后通过发射机在指定时频资源位置上发送；并对接收上行信号的质量进行测量，生成质量信息，发送给控制处理器，或在控制处理器的控制下，将需要上报的质量信息生成上报信息通过发射机发送出去；同时从解调解码后的数据中提取出包含RS接收当前MS上行信号的质量信息的反馈信息，发送给控制处理器；

发射机，用于接收上行数据处理模块及下行数据处理模块输出的数据，将数据从基带信号转换为射频信号，通过双工器的天线发送出去；

控制处理器，用于完成对发射机、接收机、上行数据处理模块及下行数据处理模块的控制，根据接收来自上行数据处理模块的反馈信息以及质量信息，选择适合为MS服务的RS或BS本身作为锚点RS，并生成包含指示作为锚点的RS启动为当前MS的中继功能的指示信息的控制消息，发送给下行数据处理模块；根据上行数据处理模块发送来的质量信息，判断出需要上报的信息，控制上行数据处理模块将需要上报的信息发送出去。

较佳地，所述有控制能力的RS中的上行数据处理模块包括：上行解调解码单元、上行数据缓存单元、上行信道测量单元、反馈信号生成单元、反馈信息提取单元、上行编码调制单元以及复用器，其中，

上行解调解码单元，用于将接收机接收的上行基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出；

上行数据缓存单元，用于缓存上行解调解码单元输出的原始信息数据；

上行信道测量单元，用于根据接收机的输出以及上行解调解码单元的输出测量接收上行信号的质量，并将测量得到的质量信息发送给控制处理器；

反馈信号生成单元，用于将上行信道测量单元输出的质量信息，生成上报信息，以及将控制处理器决定进行上报的该RS的负载情况生成上报信息；

反馈信息提取单元，用于在上行解调解码单元输出的数据中提取反馈信息，并将提取的反馈信息发送到控制处理器；

上行编码调制单元，用于对上行数据缓存单元输出的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制；

较佳地，所述有控制能力的RS中的下行数据处理模块包括：下行解调解码单元、控制命令提取单元、下行数据缓存单元、下行编码调制单元以及复用器，其中，

下行解调解码单元，用于将接收机接收的下行基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出；

控制命令提取单元，用于在下行解调解码单元处理过的原始信息数据中提取BS或其它有控制能力的RS发送来的控制命令，并将控制命令发送到控制处理器；

下行数据缓存单元，用于缓存下行解调解码单元输出的原始信息数据，并在控制处理器的控制下，根据控制命令将数据输出给下行编码调制单元；

下行编码调制单元，用于对下行数据缓存单元输出的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制；

复用器，用于将控制处理器生成的控制消息与下行编码调制单元生成的下行转发数据复用在一起发送给发射机。

本发明提供的方法及系统，通过采用RS动态监测MS的上行信号的质量信息，并将质量信息进行上报，之后BS从上报结果中选取最适合为MS服务的RS作为锚点RS，如果锚点RS没有发生变更，则正常运行，并继续动态监测MS的上行信号；如果锚点RS发生了变更，则切换为由新确定的锚点RS为当前MS服务，然后继续动态监测MS的上行信号。从而解决了MS由于不能感知RS所有无法通过下行链路信号的改变来触发切换的问题，使MS无需进行升级便可自如的在无线中继网络中实现切换。

此外，为了及时完成对MS的锚点RS的更新，BS可以根据接收信号的状态是否满足要求，以及通过设定一些定时器，定时器达到预定值时，便触发对锚点RS的更新，从而防止MS出现断线或信号质量变差等情况。

另外由于本发明提供的方法在MS移动的过程中，随时选择转发上行信号质量最好的RS来代替转发信号质量变弱的RS，从而可以使MS总是处于最好的服务中，避免了没有切换时链路质量变差带来的影响。

附图说明

图1为本发明背景技术中无线中继通信系统结构示意图；

图2为本发明无线中继系统中切换方法的第一较佳实施例的流程图；

图3为图2所示实施例中RS激活集的示意图；

图4为图2所示实施例中RS判断接收MS上行信号质量是否满足上报条件的方法的第一种判断方法中信号质量与门限电平的关系示意图；

图5为图2所示实施例中RS判断接收MS上行信号质量是否满足上报条件的方法的第一种判断方法的流程图；

图6为图2所示实施例中RS判断接收MS上行信号质量是否满足上报条件的方法的第二种判断方法中信号质量与门限电平的关系示意图；

图7为图2所示实施例中RS判断接收MS上行信号质量是否满足上报条件的方法的第二种判断方法的流程图；

图8为图2所示实施例中锚点为多于一个时转发BS与MS之间数据的方法流程图；

图9为图8所示传输方法中锚点RS中包含BS的情况下的下行传输的方法流程图；

图10为图8所示传输方法中锚点RS中包含BS的情况下的上行传输的方法流程图；

图11为图2所示实施例中触发RS激活集与锚点RS更新时的流程图；

图12为本发明无线中继系统中切换方法的第二较佳实施例中MS初始接入网络时的流程图；

图13为本发明无线中继系统中切换方法的第二较佳实施例中发生小区间切换时的流程图；

图14为本发明无线中继系统中切换方法的第三较佳实施例中采用CDMA 竞争带宽的方式时的流程图；

图15为本发明无线中继系统中切换方法的第三较佳实施例中采用轮询方式的流程图；

图16为本发明无线中继系统中切换方法的第四较佳实施例中有锚点变更时数据传输的流程图；

图17为本发明无线中继系统中切换方法的第四较佳实施例的流程图；

图18为本发明无线中继系统中切换方法的第五较佳实施例的流程图；

图19为本发明实现切换的无线中继系统的较佳实施例的系统组网示意图；

图20为图19所示实施例中RS的结构示意图；

图21为图19所示实施例中BS的结构示意图；

图22为本发明中有控制能力RS的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的基本思想是：通过RS对MS的上行信号质量进行动态监测，并将上行信号的质量信息发送给服务站，由服务站根据这些RS的上报结果确定RS激活集，并从中选出满足RS服务质量要求最好的RS作为锚点，如果锚点RS没有发生变更，则正常运行，并继续动态监测MS的上行信号；如果锚点RS发生变更，则切换为由新确定的RS转发服务站与MS之间的业务数据，然后继续动态监测MS的上行信号。

其中，服务站包括BS或有控制能力的RS。为了描述方便，本发明中的实施例均以BS为例进行说明。相应的将实施例中BS换为有控制能力的RS，便成为有控制能力的RS的实施例。

本发明中参与中继转发的RS也可以为有控制能力的RS。

实施例一：

参见图2，图2是本发明切换方法的第一个较佳实施例的流程图。该流程包括：

步骤201，RS动态监测MS的上行信号质量。本步骤中还可以包括BS监测MS的上行信号质量。

其中，RS根据自己的测量获得上行MS→RS链路的质量信息，即接收上行信号的质量信息。

步骤202～203，RS判断所接收的上行信号质量是否满足上报条件，满足上报条件时RS向BS上报上行信号质量，之后执行步骤204；不满足上报条件则返回执行步骤201。

此处，上报的信号质量信息中包括信号强度，信干噪比等。

其中RS判断所接收的上行信号质量是否满足上报条件并进行上报的方法可以有很多种，将在下面对附图4～7的说明中进行详细介绍。或者本步骤中也可以不进行判断，直接将信号质量信息进行上报。

步骤204，BS接收RS上报的上行信号质量。

步骤205，BS根据接收到的RS的上报结果以及自身监测到的MS的信号质量确定中继切换参数，即确定RS激活集和锚点RS。

本步骤中，BS先根据接收到的RS的上报结果以及自身监测到的MS的信号质量确定出RS激活集，再结合各RS及BS自身的负荷情况，或者结合MS需求的服务质量等信息情况进行选择，如选择接收上行信号质量最好的RS作为为当前MS服务的RS，或者从接收上行信号质量好的RS中选择能满足MS服务质量需求的且负荷不重的RS作为为当前MS服务的RS，即确定出的锚点RS。

本实施例中是从RS激活集中选择和确定锚点RS。BS维护着RS激活集。如图3所示，RS激活集表示能够接收到当前MS的信号并能为该MS服务的RS的集合，其中RS激活集中可以包括BS本身，BS的标号可以记为RS0。在RS激活集中选择一个或多于一个的锚点RS作为当前为MS服务的RS，如图3所示。其中，如果BS为接收MS的上行信号质量最好的，则锚点RS为BS本身，为了统一记号，可以记为RS0；或者锚点RS为多于一个时，其中也可以有BS，即数据发送过程中，数据在BS与MS之间不仅可以通过RS转发，也可以在BS与MS之间直接发送。以下统称RS激活集与锚点RS为中继切换参数。

本步骤中，如果能找出转发信号质量最好的且负荷不重并能满足服务要求的一个RS作为锚点，则锚点RS的个数为一个；如果找不出转发信号质量最好的且负荷不重，并能满足服务要求的一个RS作为锚点，此时为了保证信号的传输质量，可以根据情况选择由激活集中多于一个的RS或全部RS作为锚点RS同时参与中继转发，则此时锚点RS的个数为多于一个。

步骤206，BS判断锚点RS是否发生变更，如果没有发生变更，则正常运行并返回执行步骤201；如果锚点RS发生变更则执行步骤207。

本步骤中，初次确定锚点RS，或在动态监测过程中，重新确定出的锚点RS与当前服务的锚点RS不一致时，均认为锚点RS发生了变更。

步骤207，BS切换为由重新确定的锚点RS转发BS与MS之间的业务数据。

本步骤中，BS会发送控制消息通知重新确定出的锚点RS作为中继转发站，转发BS与MS之间的业务数据。如果存在旧锚点RS，则发送控制消息通知旧锚点停止作为中继转发站转发数据。

如果是WiMAX系统，由于在WiMAX系统中RS维护着一个MS的连接标识CID列表，则BS通知锚点RS的方法可以为：BS发送控制消息通知锚点RS增加该MS的CID。BS通知原锚点RS的方法可以为：BS发送控制消息通知锚点RS删除该MS的CID。

本步骤中，如果锚点RS的个数为1个时，则按传统的方式转发BS与MS之间的数据。如果锚点RS的个数为多于一个时，则按照后续图8所示流程转发BS与MS之间的业务数据。

至此，实施例一的过程描述完成。

实际应用中，还可以为当前MS设置一个更新定时器TR，并设置两个门限值，第一门限和第二门限，且第二门限大于第一门限。

用于BS有下行数据需要传输时，通过判断该更新定时器TR，可以决策用哪个RS进行转发数据。若更新定时器小于等于第一门限，则原有RS激活集和锚点RS保持不变。若更新定时器TR大于第一门限且小于第二门限，如果原锚点RS的个数为一个，则此时BS通知RS激活集中的多于一个的RS作为锚点RS共同转发数据，即将单个锚点RS调整为多于一个的锚点RS。若更新定时器TR大于等于第二门限，则触发对中继切换参数的更新，即在执行步骤201之前还包括：BS主动向MS发送信道测量命令，MS接收到信道测量命令，根据BS为其分配的资源信息发送上行信号，由步骤201对该信号进行监测，之后在步骤205中进一步包括：将TR清零，并重新开始计数。

此外，还可以为当前MS设置一个更新定时器TR，并设置三个门限值，第一门限、第二门限和第三门限，第二门限大于第一门限，第三门限大于第二门限。

定时器次计数达到第三门限值，则触发对中继切换参数的更新；并将定时器TR清零，重新计数。当BS有下行数据需要传输时，通过判断该更新定时器TR，可以决策用哪个RS进行转发数据，若更新定时器小于等于第一门限，则原有RS激活集和锚点RS保持不变；若更新定时器TR大于第一门限且小于第二门限，将单个锚点RS调整为多于一个的锚点RS；若更新定时器TR大于第二门限且小于第三门限，则触发对中继切换参数的更新，更新方法同上。可见，关于定时器的设置方式可以有很多种。

另外，还可以设置一个周期定时器，定时器每计数一周，便触发一次对中继切换参数的更新，更新方法同上。

在实际应用中，BS可以根据接收信号的状态决定是否触发对中继切换参数的更新，如果BS在规定次数内没有在预期的上行资源上收到预期的信号，则触发对中继切换参数的更新；或者BS接收多于一个的锚点RS共同转发的信号时，信号质量不能保证服务质量时，则触发对中继切换参数的更新。

以下先对图2的步骤202中RS判断所接收的上行信号质量是否满足上报条件的两种方法进行详细介绍。

第一种方法：

对RS预置两个门限VAS_A、VAS_D，分别表示加入RS激活集的信号质量门限和退出RS激活集的信号质量门限，且VAS_A＞＝VAS_D，如图4所示。其中门限可以根据接收信号的不同的信干噪比或是信号强度来设置。当某个MS的原激活集外面的RS接收的MS上行信号的质量CQ大于等于加入RS激活集门限VAS_A时，确定满足上报条件；或者某个RS的原激活集里面的RS接收的MS上行信号的质量CQ小于退出RS激活集门限VAS_D，则确定满足上报条件。为了避免由于MS的状态不稳定，而出现RS的接收信号质量瞬时改变的情况，即为了降低虚警概率，本方法中，定义一个连续超过门限次数的最大值NR，NR＞＝1，即当上述上报条件满足的次数N大于NR之后再向BS进行上报，或者也可以设置一个持续超过门限时间的最大值TR，TR＞0，即当上述上报条件满足的时间T大于TR之后再向BS进行上报。也即当MS上行信号质量CQ满足((CQ＞＝VAS_A)OR(CQ＜VAR_D))AND((N＞＝NR)OR(T＞＝TR))时向BS进行上报。其中，当RS激活集包括BS时，可将BS标记为RS0，作为一种特例统一考虑。具体流程图如图5所示：

步骤501，该RS判断是否处于原RS激活集中，即该RS上次上报的上行信号的质量信息是否大于等于VAR_A，如果是则执行步骤502；否则执行步骤503。

步骤502，该RS判断接收的上行信号的质量是否小于VAR_D，如果是则执行步骤504；否则返回执行步骤501。

步骤503，该RS判断接收的上行信号的质量是否大于等于VAR_A，如果是则执行步骤505；否则返回执行步骤501。

步骤504，判断是否连续NR次小于VAR_D，如果是则执行步骤506；否则返回执行步骤501。

本步骤中，若设置了TR，则判断是否持续TR时间小于VAR_D，如果是则执行步骤506；否则返回执行步骤501。

步骤505，判断是否连续NR次大于等于VAR_A，如果是则执行步骤506；否则返回执行步骤501。

本步骤中，若设置了TR，则判断是否持续TR时间大于VAR_A，如果是则执行步骤506；否则返回执行步骤501。

步骤506，RS确定满足上报条件。

至此，第一种判断方法的流程结束。

第二种方法：

由于与当前MS相联系的RS即RS激活集中，各自与MS之间的链路质量及最大传输率，以及RS与BS之间的链路质量及最大传输率都不同。为了描述这种不同性，并对这些不同性加以利用，在本方法中对RS激活集进行分组管理，分组的依据可以是MS与RS之间的链路质量也可以是所能达到的最大传输速率等，其中链路质量可以指接收信号的信干噪比或是信号的强度。

对每组RS，都有两个预置门限：VAS_A、VAS_D，分别表示加入和退出该组RS的信号质量门限，VAS_A＞＝VAS_D，通过设置不同的VAS_A、VAS_D门限，可以得到不同的分组。这样，RS将测量得到的接收的当前MS的上行信号的质量与门限值进行比较，比较属于哪个组别的门限区间，就可以知道自己所对应的该MS的RS激活集组别，不同组别对应不同级别的链路质量或不同级别的传输速率。在本方法中，RS激活集分组的决策点为RS，RS决策后再向BS上报。如图6所示，将RS激活集划分为3个组别，即对RS激活集设置三组门限，三组门限将整个区间划分成4个区域，其中G0表示不能与当前MS相联系的RS集合，G0为各RS的初始默认值；G1、G2、G3表示RS激活集中的3个不同组。具体流程图如图7所示，本流程中以链路质量为例，该流程包括：

步骤701，RS通过将接收的上行信号质量信息与各门限值比较，判断所属的RS激活集中的组别Gn。

按图6中所示组别，假设起始时某MS在某RS中对应的组别为G0，当该MS向该RS移动时，该RS监测到的上行信号质量在增加，当确定链路质量CQ_e＞＝VAS_A1时，判断所属组别为G1；当MS快速移动到该RS中心区域时，RS确定链路质量CQ_e＞＝VAS_A3时，判断所属组别为G3；当MS逐渐离开该RS时，RS监测到的上行信号质量会减小，当确定链路质量CQ_e＜VAS_D2时，判断所属组别为G2。

步骤702，判断与当前组别值即前一状态所属组别Gc是否一致。一致则返回执行步骤701；否则执行步骤703。

仍以图6中所示组别为例，当MS由状态G0进入状态G1时，或由状态G1进入状态G3，或从状态G3退出到状态G2，其判断结果为所属组别发生了改变，则执行步骤704；否则如果其组别信息没有变化则返回执行步骤701监测MS的上行信号质量。

步骤703，判断是否连续NR次在状态Gn中，如果是，则执行步骤705，否则返回执行步骤701。

本步骤中，为了避免由于MS状态不稳定，相应RS的状态出现瞬时改变的情况，即为了降低虚警概率，设置了一个连续超过门限次数的最大值NR，NR＞＝1，即当上述上报条件满足的次数N大于NR之后再向BS进行上报。

其中，为了降低虚警概率，也可以设置一个持续超过门限时间的最大值TR，TR＞0，即当上述上报条件满足的时间T大于TR之后再向BS进行上报。

步骤704，将当前状态组别值更新为目前所属的组别，即令Gc＝Gn。

本步骤中，当RS由状态G0进入状态G1，且连续进入次数大于NR，则将当前组别值更新为G1，其他情况同理。

步骤705，RS确定满足上报条件。本方法流程结束。

在本方法中，RS将RS-MS之间的链路质量，包括上行和下行的链路质量，按照一定的范围分为若干区域，不同区域对应不同的RS激活集组别，当链路质量从一个区域变化到另一个区域时则向BS上报。同时，为降低虚警概率，需要定义门限NR(NR＞＝1)，当链路质量连续NR次在某个区域范围时，才能确认属于该区域所对应的RS激活集组别；或者为了降低虚警概率，也可以设置一个持续超过门限时间的最大值TR，TR＞0，当链路质量持续TR时间在某个区域范围时，才能确认属于该区域所对应的RS激活集组别。默认各RS初始不在RS激活集内。其中，当RS激活集包括BS时，可将BS标记为RS0，作为一种特例统一考虑。

这样如果图2所示实施例中步骤202采用的上述第一种RS判断所接收的上行信号质量是否满足上报条件的方法，则在图2所示实施例的步骤203中，满足上报条件的RS向BS上报的上行信号的质量信息包括信号强度、信干噪比等，则在图2所示实施例的步骤205中，激活集的确定方法可以为：BS根据RS上报的上行信号的质量信息，直接确定激活集。

如果图2所示实施例中步骤202采用的上述第二种RS判断所接收的上行信号质量是否满足上报条件的方法，则在图2所示实施例的步骤203中，满足上报条件的RS向BS上报的上行信号的质量信息包括该RS接收上行信号的质量所处的组别信息等，仍以前面所述的图6中所示组别为例，当RS由G0进入G1时，向BS上报01，BS分析该RS的前一状态为G0，因此知道该RS是希望加入G1，且信号质量的变化趋势是增强，即链路质量范围在[VAS_A1，VAS_A2)区间范围内；当RS由G1进入G3时，RS向BS上报11，BS分析该RS的前一状态为G1，因此知道该RS是希望加入G3，且信号质量的变化趋势是增强，即链路质量大于VAS_A3；当RS由G3进入G2时，RS向BS上报10，BS分析该RS的前一状态为G3，因此知道该RS是希望加入G2，且信号质量的变化趋势是减弱，即链路质量范围在[VAS_D2，VAS_D3)区间范围内。由此可见，RS只需要向BS反馈2位(bit)字节的信息，这样可以节省RS的上报开销，即不用上报全部的接收上行信号的质量信息。

则在图2所示实施例的步骤205中，激活集的确定方法可以为：根据 RS上报的结果是处于什么组别，便可直接确定除了进入G0组的RS以外，其他的均在RS激活集中，并且分属不同的组别，其中不同组别对应不同的接收上行信号的质量等级，等级越高，接收上行信号的质量越好，图6中划分的组别，则处于G3组的RS接收上行信号的质量是最好的。

然后对图2所示实施例的步骤207中锚点RS是多于一个时，所有锚点RS进行数据转发的方法进行介绍。

选用多于一个的RS作为锚点时，可以根据步骤202中介绍的方法一或方法二。如果是根据方法一，则可以选择RS激活集中质量信息大于某一设定值的作为锚点；如果是根据方法二，则可以选择组别最高的或者组别最高的和次高的共同作为锚点。或者选择RS激活集中的全部作为锚点。

参见图8，图8为图2所示实施例中锚点为多于一个时转发BS与MS之间数据的方法流程图。该流程包括以下步骤：

步骤801，BS或MS将待发送信息经编码调制后生成发送信号X_BS或X_MS发送出去。

本步骤中，发送信号中可以携带有MS的CID。

步骤802，各个锚点RS对接收到的BS/MS发送来的信号解调解码后再重新进行编码调制生成数据X_RS，之后形成转发数据X_i，i≥0，然后所有锚点RS按照BS的指示信息在相同时频资源共同将转发数据向MS/BS转发出去。

本步骤中，锚点RS根据接收的信号中携带的CID信息，判定是否需要将该信号进行转发，如果需要对其进行转发，则根据BS的指示信息中的时频资源位置信息将信号在该时频资源位置上进行转发，因为相同的信号携带的CID是相同的，并且为该信号分配的时频资源信息是相同的，因此可以保证所有锚点RS对接收的相同信号在相同时频资源上进行转发。

其中，可以由BS发送控制消息告诉所有锚点RS采用何种编码调制方式，然后锚点RS采用该编码调制方式对解调解码后的数据重新进行编码调制。

RS激活集中的全部RS接收BS/MS发送来的信号，对所接收的信号进行解调解码，并判断自己是否需要参与转发，判断条件为：首先要正确接收到来自BS/MS的信号，然后判断自身是否为锚点RS，即是否由BS发送控制消息告知作为当前MS的锚点进行数据转发，如果是WiMAX系统，则锚点RS中维护的CID列表中会有当前MS的CID，通过判断接收的信号中的CID即可知道自己是否为当前MS的锚点RS。如果经过判断之后满足转发条件，则该RS会对解调解码之后的数据进行重新编码调制生成数据X_RS，如果该RS此时已知自身与MS/BS之间的信道信息，即已知RS_i到MS/BS的信道系数h_i，i≥0，该信息可以通过信号中的导频信息得到，则RS将待发送信号乘上信道系数的共轭h_i ^*，形成转发数据

X_{i} = X_{RS} \cdot h_{i}^{*},

然后再发送出去，并称这种处理过程为采用了预均衡技术；若信道信息未知，则直接将进行编码调制后的数据发送出去；如果判断之后不满足转发条件，则该中继RS将解调解码后的数据丢弃，结束本次流程。

步骤803，MS或BS接收步骤802中所有锚点RS同时转发的合成信号

Y_{RS} = \underset{i}{Σ} h_{i} X_{i},

即所有锚点RS转发的信号的叠加，对该信号进行解调解码，得到所传信息。如果没有采用预均衡技术，

Y_{RS} = \underset{i}{Σ} X_{i} = \underset{i}{Σ} h_{i} X_{RS};

如果采用了预均衡技术，

Y_{RS} = \underset{i}{Σ} h_{i} X_{i} = \underset{i}{Σ} {| h_{i} |}^{2} X_{RS} .

本步骤中可以发现，通过采用预均衡技术，可以获得多于一个RS转发数据的分集增益，传输的可靠性更高。当然如果不知道参与转发的RS与MS或与BS之间的信道信息，也可以不采用预均衡技术。

将这种由多于一个的锚点RS共同转发数据的传输方式称为PMPP模式。这种方式中也可以包含BS与MS之间的信号直接传送，此时，在上行传输与下行传输中会稍有不同，以下分别进行详细介绍。

参见图9，图9为下行PMPP传输过程中锚点RS中包括BS，即存在 BS与MS的直接信号传送的情况下的流程图。该流程包括以下步骤：

步骤901，BS发送信号X_BS。

步骤902，RS激活集中的RS接收来自BS的信号X_BS，并解调解码。

步骤903，RS判断自己是否需要转发该信号，RS_i转发信号的条件为：RS_i正确接收来自BS的信号且RS_i为锚点RS，如果RS_i不需要转发，则丢弃该信号，结束本次过程，如果需要转发，进入步骤904。

步骤904，参与转发的RS对解调解码后的比特流按BS指示重新编码调制后得到信号X_RS，再形成发送信号

X_{i} = X_{RS} \cdot α_{i}^{*},

其中，启用预均衡技术时α_i＝h_i，没有启用预均衡技术时α_i＝1。

步骤905，如果存在BS到MS的直接信号传送，则BS在相同时刻，在相同的时频资源上发送信号

X_{0} = X_{RS} \cdot α_{0}^{*},

式中的X_RS为BS采用和参与转发的中继RS相同的编码调制方式对待发送信号进行编码调制后生成的数据，故与参与转发的RS编码调制后的数据相同，当启用预均衡技术时α₀＝h₀，h₀为BS到MS的信道系数，没有启用预均衡技术时α₀＝1。

步骤906，MS接收来自RS与BS同时发送的信号，并估计等效的合成信道系数，对接收信号解调解码。

本步骤中，估计信道系数的方法现有技术中有很多种，如可以从接收的信号中的导频信息估计信道系数信息。另外，本流程中因为BS采用了和参与转发的RS的相同的编码调制方式，并且和参与转发的RS在相同时刻相同时频资源上发送信号，所以本步骤中的处理方法同没有BS到MS的数据直接发送时的情况一致，不需要其他特别处理。

此外，MS也可以不接收BS直接传送的信号。则处理方法仍然如图8中所示流程。

至此本次传输结束，如果本次信号传输出错，需要靠相应的重传机制来进行重传。

参见图10，图10为上行PMPP传输过程中锚点RS中包括BS，即存在 BS与MS的直接信号传送的情况下的流程图。该流程包括以下步骤：

步骤1001，MS发送信号X_MS。

步骤1002，RS激活集中的RS接收MS发送的信号X_MS，并解调解码，如果存在MS到BS的直接信号传送，则BS也接收该信号，设收到的信号为Y_I。

步骤1003，RS判断自己是否需要转发，RS_i转发信号的条件为：RS_i正确接收来自MS的信号且RS_i为锚点，如果RS_i不需要转发，则丢弃该信号，结束本次过程，如果需要转发，进入步骤1004。

步骤1004，参与转发的RS对解调解码后的比特流按照BS指示重新编码调制后得到信号X_RS，再形成转发信号

X_{i} = X_{RS} \cdot α_{i}^{*},

步骤1005，BS接收到来自多于一个的RS同时发送的叠加信号Y_RS，之后执行步骤1006，判断是否存在MS到BS的直接信号传送，如果存在且X_RS等于X_MS，即RS与MS采用相同的编码调制方式，则执行步骤1007；如果存在但X_RS不等于X_MS，即RS与MS采用不同的编码调制方式，则执行步骤1008；如果不存在MS到BS的直接信号传送，则BS估计等效的合成信道，对Y_RS进行解调解码，之后结束本流程。

步骤1007，BS构造合成信号

Y = (Y_{RS} + Y_{I} \cdot α_{0}^{*}),

当启用预均衡技术时α₀＝h₀，h₀为MS到BS的信道系数，没有启用预均衡技术时α₀＝1，之后估计等效的合成信道，对Y进行解调解码，结束本流程。

步骤1008，BS估计等效的合成信道，对Y_RS进行解调解码，并检验校验位(CRC)，判断是否正确，正确则结束，不正确则执行步骤1009。

步骤1009，BS对Y_I进行解调解码，结束本流程。

其中，步骤1008和步骤1009的次序可以颠倒。即BS可以先对Y_I进行解调解码，并检验CRC，判断是否正确，正确则结束，不正确则估计等效的合成信道，对Y_RS进行解调解码。

此外，BS也可以不接收MS直接传送的信号。则处理方法仍然如图8中所示流程。

然后再对图2所示实施例中提到的触发对中继切换参数的更新的方法进行详细介绍。

其中，为了对更新状况有个监测，可以设置一个更新响应定时器T1和预置一个最大重试次数N，另外还预先设置了更新定时器TR。具体流程如图11所示，包括如下步骤：

步骤1101，BS主动向MS发送信道测量命令，该命令中携带有为MS分配的时频资源信息。本步骤中信道测量命令可以由所有RS转发广播出去，以确保MS能接收到。同时启动定时器T1。

步骤1102，MS接收到信道测量命令，根据BS为其分配的时频资源信息向BS发送上行信号。

步骤1103，RS动态监测MS的上行信号，判断接收上行信号的质量是否满足上报条件，满足则向BS上报。判断是否满足上报条件的方法同本实施例中步骤202的介绍。

步骤1104，BS接收到信道测量命令的响应即RS上报的结果。

步骤1105，BS因为接收到了信道测量命令的响应所以清除定时器TI，并执行步骤1106；否则执行步骤1108～1110，即超时没有收到命令响应，则重试次数加1，并判断是否用完了重试次数N，没用完则返回执行步骤1101，若重试次数用完，则此次对中继切换参数的更新失败，按MS断线处理。

步骤1106，RS激活集与锚点RS进行更新，此过程同本实施例中的步骤205至步骤207。

步骤1107，清除定时器TR，置0重新开始计时。至此对RS激活集与锚点RS的更新过程成功完成。

下面分别以MS初始接入网络、有上行信号需要传输、数据传输中、有下行信号需要发送等不同情况下的切换方法配合具体实施例进行详细描述。

下面的实施例中均以WiMAX系统为例。

实施例二：

当MS初始接入服务基站BS网络，或在小区间切换时切换到该服务基站BS，或从深度节能状态恢复到正常状态时，则切换方法在执行图2所示实施例一中的步骤201之前还包括：

步骤1)，MS搜索由服务基站BS发出的或者由RS转发的下行信道，并建立与服务基站BS的下行信道同步；

步骤2)，MS从下行信道中获得上行信道的发射参数，并据此向BS发送上行信号，由步骤201对该信号进行监测。

其中，当MS处于不同情况时，其执行步骤1)和步骤2)的具体过程略有差异。下面分别对各种情况结合整个切换过程进行介绍。

初始开机接入时：

参见图12，图12是MS初次开机接入网络时，切换方法的流程图。该流程包括以下步骤：

步骤1201，开机后，MS首先搜索由基站BS发出的或者由RS转发的下行信道，并建立与基站BS的下行信道同步，然后MS从下行信号的上行信道描述(UCD)消息中获得上行信道的发射参数。

步骤1202，MS从上行信道映射消息(UL-MAP)中获得竞争测距(Ranging)信道信息，并使用Ranging信道发送随机选择的CDMA码字。

步骤1203，BS与RS都接收到MS发送的CDMA码字，收到CDMA码字的RS监测接收的上行信号的质量，判断是否达到上报条件，判断方法同实施例一步骤202中的介绍。达到上报条件则执行步骤1204；否则将数据舍弃，退出中继。

步骤1204，达到上报条件的RS将该MS的CDMA码字、MS发送码字所使用的时频资源位置，以及RS接收该信号的信号质量等发送给BS。

步骤1205，BS根据自己接收的结果和RS上报的结果，决策出最适合为发送该CDMA码字的MS服务的单元，该服务单元为某个RS或BS自身。

步骤1206，BS通过该服务单元向MS发送BS的测距响应(RNG-RSP)信号。

本步骤中如果MS执行测距过程后需要继续执行测距过程，则测距响应信号中会包含测距“继续”指示以及指示MS进行相关参数调整的信息；如果MS执行测距成功，则测距响应信号中会包含测距“成功”指示，MS进行相关参数调整信息，并会携带有由CDMA分配消息实体(CDMA AllocationIE)为该MS分配的上行时频资源位置信息，但此时BS与RS都不知道该MS的身份。

步骤1207，MS接收到BS的RNG-RSP信号。

其中，如果所接收的信号中的信息指示“继续”执行测距，则将相关参数调整后重新执行测距过程，如果信息显示执行测距成功，则MS会在由BS分配的上行时频资源位置上发送包含自己的物理地址(MAC地址)的测距请求(RNG-REQ)信息给BS，该信息通过BS指定的最适合为该MS服务的单元，即某个RS或BS自身转发或接收。

步骤1208～1209，BS接收到MS的RNG-REQ信息，从中提取出该MS的身份，为其分配CID，并通过RNG-RSP消息告知该MS，同时BS根据自己接收上行信号的质量信息及步骤1204中RS上报的结果确定出RS激活集及最适合为该MS服务的锚点RS，如果锚点是自身，则由自己发送数据给MS，该过程结束；如果锚点是某个RS，则执行步骤1209。

步骤1210，BS通知锚点RS作为中继转发站对BS与MS之间的数据进行转发。

在本实施例的WiMAX系统中，BS将该MS的CID发送给锚点RS，告诉锚点RS在服务列表中增加该CID。

之后，BS建立MS的CID与相应的中继切换参数的关联，从而确定出对应于该MS的中继切换参数。

小区间切换时：

参见图13，图13为MS从其它小区移动到本小区时，发生小区间切换时，本发明中无线中继切换方法的流程图。在小区间进行切换时，基本过程同实施例一中相似。不同点在于，在小区间切换时，首先进行传统小区间的切换，即MS监测相邻小区的BS或者由相邻小区的RS共同转发广播出去的下行信号，然后MS会对相邻小区的BS进行扫描执行Ranging过程，并将相邻小区的BS的信号质量报告给本小区为MS服务的BS，切换请求由该MS发起或者BS发起，当MS切换到目标BS即相邻小区的BS以后，传统切换方式结束，但此时目标小区已经知道了该MS的身份，所以少了图12所示流程中步骤1205至步骤1207的步骤。具体方法流程如下：

步骤1301，MS搜索由BS发出的或者由RS转发的下行信道，并建立与BS的下行信道同步，然后MS从下行信道中获得上行信道的发射参数。

步骤1302，MS根据BS为其分配的专用Ranging信道发送CDMA码字。

步骤1303，BS与RS都接收到MS发送的CDMA码字，收到CDMA码字的RS监测接收的上行信号的质量，判断是否达到上报条件，判断方法同实施例一步骤202中的介绍。达到上报条件则执行步骤1304；否则将所接收的信号数据丢弃，退出中继。

步骤1304，达到上报条件的RS将该MS的CDMA码字、MS发送码字所使用的时频资源位置，以及RS收到该信号的信号质量等发送给BS。

步骤1305～1306，BS根据自己接收的结果及RS上报的结果确定出RS激活集及最适合为该MS服务的锚点RS，并为该MS分配CID，将该CID通过RNG-RSP消息告知该MS，如果锚点是BS自身，则由BS直接发送数据给MS，并结束本流程；如果锚点是某个RS，则执行步骤1307。

步骤1307，BS通知锚点RS作为中继转发站对BS与MS之间的数据进行转发，在本实施例的WiMAX系统中，BS将该MS的CID发送给锚点RS，告诉其在服务列表中增加该CID。

切换方法完成后，BS建立MS的CID与相应的中继切换参数的关联，从而确定出对应于该MS的中继切换参数。

由深度节能状态恢复到正常状态时：

当MS从深度节能状态恢复到正常状态时，MS可以使用为其分配的专用Ranging信道，也可以使用基于竞争的Ranging信道，当使用基于竞争的Ranging信道时，过程同图12所示流程中的步骤1201至步骤1209相同。

实施例三：

MS有上行(UL)信号需要发送，BS需要确定该MS的RS激活集和锚点RS。则本发明中的切换方法在执行实施例一中的步骤201之前，还包括先请求带宽的步骤，请求带宽可以是通过CDMA竞争方式，也可以通过轮询(polling)方式由BS分配。

下面分别就两种请求带宽方式，对本发明中的切换方法在有上行信号需要传输时的实施例作一个详细介绍。

采用CDMA竞争带宽请求：

当采用CDMA竞争带宽请求时，MS会发送CDMA码字来请求接入信道，由于CDMA码字是在竞争信道上发送的，因此，RS和BS不知道该CDMA码是谁发的，所有收到该CDMA码的RS都将相应信息上报，这些信息包括CDMA码字，时频位置和信号质量等。只有当MS在指定的UL资源内发送带宽请求消息(BW Request Message)，且被BS收到后，BS才能根据连接标识CID知道是哪个MS发的请求消息，并根据RS的上报信息调整中继切换参数；如果BS没有在预期的上行资源上收到锚点RS转发的该PDU，则认为锚点RS不再适合，就触发中继切换参数更新。对由于锚点RS没有收到MS的UL带宽请求信号而造成的消息丢失，由系统本身的出错机制，如重传来保证相应的服务质量。

下面结合流程图14对上述过程进行详细描述，如图所示，该流程包括以下步骤：

步骤1401～1402，MS判断是否需要请求带宽，需要则MS在CDMA竞争信道上发送CDMA码字带宽请求；否则继续正常运行。

步骤1403，RS监测到该上行信号，接收该上行信号的CDMA码字、时频位置信息、并监测接收上行信号的质量。

步骤1404，因为MS使用的是CDMA的竞争信道，所以这些RS以及BS都不知道该MS的身份，故所有收到MS的带宽请求的RS都将相应信息，即包括CDMA码字，时频位置和信号质量等参数转发给BS。

步骤1405，BS响应该带宽请求信息，由CDMA分配消息实体为该MS指定发送带宽请求消息的上行时频资源并由所有RS转发出去。

步骤1406，MS在指定的上行时频资源上发送MAC带宽请求消息。

步骤1407，接收到带宽请求的RS提取并分析MAC带宽请求消息，辨识出MS的身份。

步骤1408～1409，RS判断自己是否是锚点，如果是，则将该带宽请求信息发送给BS，之后执行步骤1410；否则直接执行步骤1410。

步骤1410～1411，RS判断自己是否满足上报条件，判断方法同实施例一步骤202中的介绍。不满足则将数据丢弃，结束本流程；满足则将上行信号质量信息上报给BS。

步骤1412，BS判断自己有没有在预期的上行资源上接收到MS的带宽请求MAC PDU信息，如果没有收到，则触发对RS激活集与锚点RS即中继切换参数的更新，结束本流程，更新完成后再接收数据；否则执行步骤1413。

步骤1413，BS根据RS的上报结果，对该MS的中继切换参数进行调整。此过程同实施例一中的步骤205至步骤207。

步骤1414～1416，BS判断中继切换参数调整后的锚点RS是否满足要求，如果满足要求，则判断锚点RS是否发生变更，如果发生变更，则BS发送中继切换参数调整指示给相应的RS，即通知调整后的新锚点RS启动中继功能，通知调整前的旧锚点RS停止中继功能，然后BS重置为该MS设置的更新定时器TR为0，并重新开始计时，然后执行步骤1418，如果没有锚点 RS发生变更，则BS直接重置为该MS设置的更新定时器TR为0，并重新开始计时，然后执行步骤1418；如果判断中继切换参数调整后的锚点RS不满足要求，则执行步骤1417。

步骤1417，判断单个锚点RS不满足要求时，则确定多于一个的锚点RS共同启动中继功能，即启动PMPP传输模式，这里PMPP模式的工作方式同图10中介绍的上行PMPP传输模式。

步骤1418，BS为该MS分配上行传输带宽资源，并通过上行信道映射消息(UL-MAP)对资源信息进行指示，将该指示信息通过指定的RS转发出去或者包括BS直接发送过去。

步骤1419，MS判断是否带宽被分配，如果被分配了带宽，则使用该带宽信息发送数据，并通过RS转发给BS；否则进行出错处理。

轮询(polling)的方式：

在轮询(polling)的方式下，BS在上行信道映射消息(UL-MAP)中为MS指定接入信道，如果MS有UL数据要传，便在该接入信道上发送带宽请求信息(BW Request Message)来申请UL资源，如果没有，则在该UL资源上发送一个特定的信号。也就是说，不论MS有没有UL数据发送，在polling方式下，这块UL资源都会被填上信息。该MS的锚点RS会接收该UL信息，并转发给BS；如果锚点RS收不到对polling的回应消息，则BS也收不到该回应消息，此时认为锚点RS不再适合为该MS服务，BS触发中继切换参数更新。所有的RS都会监测该MS的UL信号质量，这时RS可以根据BS为Polling分配的UL资源位置知道是哪个MS发的信号，各RS会根据信号质量决定是否上报。此时RS只负责监测UL信号质量，对收到的UL信号不进行转发，除非BS启动了PMPP模式。对由于锚点RS没有收到MS的UL带宽请求信号而造成的消息丢失，由系统本身的出错机制，如重传来保证相应的服务质量。相关处理流程如图15所示，包括如下步骤：

步骤1501，BS发送轮询消息，即BS在上行信道映射消息(UL-MAP)中为MS指定接入信道信息，该上行信道映射消息由BS自身及所有RS共同转发出去。

步骤1502，MS接收到该消息，将轮询响应信息发送出去。即如果有上行数据需要传输，则在被分配的上行资源位置上发送MAC带宽请求消息，然后等待带宽分配指示；否则在被分配的上行资源位置上发送特定信号，然后继续正常运行。

步骤1503，所有RS监测该上行信号的质量。

步骤1504～1505，RS判断自己是否是锚点，如果是，则将轮询响应信息发送给BS，之后执行步骤1506；如果不是锚点，则直接执行步骤1506。

步骤1506～1507，RS判断自己是否满足上报条件，判断方法同实施例一步骤202中的介绍。不满足则将数据丢弃，结束该过程；满足则将上行信号质量信息上报给BS。

步骤1508，BS判断自己有没有在预期的上行资源上接收到MS的轮询响应信息，如果没有收到，则触发对中继切换参数的更新，结束本流程，更新完成后再接收数据；否则执行步骤1509。

步骤1509，BS根据RS的上报结果，对该MS的中继切换参数进行调整。此过程同实施例一中的步骤205至步骤207。

步骤1510～1512，BS判断中继切换参数调整后的锚点RS是否满足要求，如果满足要求，则判断锚点RS是否发生变更，如果发生变更，则BS发送中继切换参数调整指示给相应的RS，即通知调整后的新锚点RS启动中继功能，通知调整前的旧锚点RS停止中继功能，然后BS重置为该MS设置的更新定时器TR为0，并重新开始计时，然后执行步骤1514，如果没有锚点RS发生变更，则BS直接重置为该MS设置的更新定时器TR为0，并重新开始计时，然后执行步骤1514；如果判断中继切换参数调整后的锚点RS不满足要求，则执行步骤1513。

步骤1513，判断单个锚点RS不满足要求时，则确定多于一个的锚点RS共同启动中继功能，即启动PMPP传输模式，这里PMPP模式的工作方式同图10中介绍的上行PMPP传输模式。

步骤1514，BS判断收到的轮询响应是否为带宽请求，如果不是，则结束本流程，继续正常运行；否则执行步骤1515。

步骤1515，BS为该MS分配上行传输带宽资源，并通过上行信道映射消息(UL-MAP)对资源信息进行指示，将该指示信息通过指定的RS转发出去或者包括BS直接发送过去。

步骤1516，如果MS发送的是带宽请求消息，则MS判断是否带宽被分配，如果被分配了带宽，则使用该带宽信息通过RS发送数据给BS；否则进行出错处理。

实施例四：

下面对本发明的切换方法在数据传输过程中的应用进行详细介绍。

首先对切换过程中有锚点变更的情况下数据在BS、RS以及MS之间的传输情况做一个详细介绍，方便后续流程理解。

在WiMAX系统中，数据是按帧进行传输的，每帧分为下行子帧(D)和上行子帧(U)，下行子帧又分成BS/RS→MS(D 1)和BS→RS(D2)两部分，上行子帧也分为MS→BS/RS(U1)和RS→BS(U2)两部分。在第n帧，BS决策锚点由RS1切换为RS2，BS在D2告知RS1和RS2中止和启动对MS的中继，但RS不能立刻解析该命令，该命令在第n+1帧生效并执行。参见图16，如图所示，在第n帧的下行子帧，RS1继续向MS转发第n-1帧BS发来的下行数据，但BS不再向RS1发送该MS的第n帧下行数据，在第n帧的上行子帧，RS1继续接收来自MS的上行数据，并向BS转发第n-1帧收到的MS上行数据。在第n+1帧，RS1执行BS的切换命令，不再为MS服务，因为此时RS1中已经没有MS第n帧及其以后帧的下行数据了，但仍会向BS发送在第n帧收到的MS上行数据。

在第n帧，BS向RS2发送切换命令，该切换命令即BS发送控制信号通知该RS作为锚点RS的命令，同时BS将MS的下行数据发给RS2，但此时RS2不能解析切换命令，不去接收MS的上行数据；在第n+1帧，RS2执行切换命令，在下行子帧向MS发送第n帧收到的下行数据，在上行子帧接收MS的上行数据。

由此可见，MS在锚点变更时其上行数据和下行数据传输都不会中断，即对MS没有影响。而且对MS而言，这个过程对它是透明的，即MS无需进行任何升级便可应用其中。

参见图17，图17为在数据传输中无线中继系统的切换方法实施例的流程图。如图所示，该流程包括如下步骤：

步骤1701，所有RS监测MS的上行信号的质量。

步骤1702～1703，接收到该上行信号的RS对其链路质量信息进行判断，判断是否满足上报条件，判断方法同实施例一步骤202中的介绍。如果满足则将上行信号质量信息上报给BS，之后执行步骤1704；否则结束本流程，继续监测MS的上行信号。

步骤1704，BS根据RS的上报结果及自身接收上行信号的质量情况，对中继切换参数进行调整。此过程同实施例一中的步骤205至步骤207。

步骤1705，BS根据对中继切换参数的调整情况，判断是否需要触发更新。如果不需要触发更新，则判断中继切换参数调整后，是否有锚点RS发生变更，如果有则执行步骤1706，否则执行步骤1707；如果需要触发更新，则判定更新后是否有锚点RS发生变更，如果有则执行步骤1706，否则执行步骤1707。

本步骤中，如果通过调整发现RS激活集中只有一个RS，且该RS的链路质量并不能满足MS的服务要求，或者RS激活集中有几个RS，但链路质量都很差，或者其它情况需要对中继切换参数进行更新时，则触发对中继切换参数的更新。

步骤1706，BS将中继切换参数的变更信息告知相应的RS。

本步骤中，发生锚点变更的情况时，需要BS发控制消息给相应的RS，在WiMAX系统中，BS需要告知相应的RS是增加新的MS的CID，还是删除已有MS的CID。

步骤1707～1708，BS判断PMPP模式是否变更，即是否需要启动PMPP 模式，这里PMPP模式的工作方式根据是上行传输还是下行传输采用同实施例一中图10或图9中介绍的上行PMPP传输模式或下行PMPP传输模式。或者由原来的PMPP模式变为由现在的单个锚点RS工作的模式时，需要中止PMPP模式，这些变更情况需要BS发控制消息给相应的RS，告知启动中继还是中止中继。

之后，数据传输过程继续进行。

实施例五：

有MS的下行(DL)信号需要传输时，BS需要确定该MS的RS激活集和锚点RS。在本实施例中，为了避免MS频繁的发送上行信号，该方法在实施例一中的步骤206之后进一步包括BS为该MS设置一个更新定时器，并设置两个门限，第一门限TL和第二门限TH，且TH＞TL，此时本实施例中的无线中继系统中的切换方法为：

当有某个MS的DL数据时，BS先查询定时器TR，如果TR＜＝TL，就将其数据发给锚点RS，由其为MS服务；如果TL＜TR＜TH，BS启动PMPP模式，由RS激活集中的RS将DL数据在指定的资源上同时发送，确保MS能收到其DL信号。同时MS在通信中会发送UL信号，所有的RS都对UL信号进行监测，满足条件时上报，由BS根据上报结果动态调整该MS的中继切换参数，如有需要，BS在合适的时间触发对中继切换参数的更新。在BS确定合适的锚点RS后，结束PMPP模式，由更新后的锚点RS为MS服务；如果TR＞＝TH，则先触发信道测量命令，更新中继切换参数后，再由锚点RS为MS服务。图18给出了DL数据到来时的切换方法的处理流程。如图所示，该流程包括如下步骤：

步骤1801，有下行突发数据需要发送时，BS先检查更新定时器TR。

步骤1802，BS判断更新定时器TR是否大于等于设定的第二门限TH，如果是则执行步骤1803；否则执行步骤1804。

步骤1803，TR＞＝TH，触发对中继切换参数的更新。找出新的锚点RS，如果单个锚点RS能满足服务质量则由该锚点RS作为中继转发站；若不能找出满足服务要求的单个锚点，则启动PMPP模式，由多于一个的RS作为该MS与BS之间的中继转发站，之后BS将下行突发数据发送出去。然后执行步骤1807。

步骤1804～1805，BS判断更新定时器TR是否小于等于设定的第一门限TL，如果是则保持中继切换参数不变；否则启动PMPP模式，选择多于一个的锚点RS。

步骤1806，BS将下行突发数据发送出去。

步骤1807～1808，RS接收到该下行突发数据判断自己是否是锚点，即是否需要转发该下行突发数据，如果是，则将下行突发数据转发给MS，之后结束此次流程，数据传输继续；否则执行步骤1809。

步骤1809～1811，不需要对下行数据进行转发的RS将下行突发数据丢弃，并继续监测MS的上行信号质量，并判断自己的链路质量是否满足上报条件，判断方法同实施例一步骤202中的介绍。不满足，则结束本流程；满足则将上行信号质量信息上报给BS。

步骤1812～1814，BS根据RS的上报结果及BS本身接收上行信号的质量结果，对中继切换参数进行调整，调整方法同实施例一中的步骤205至步骤207。之后对调整后的中继切换参数进行判断，判断是否有PMPP模式的变更，这里PMPP模式的工作方式同实施例一图9中介绍的下行PMPP传输模式。如果有PMPP模式的变更，则BS通知相应的RS启动或者停止转发BS与MS之间的业务数据。之后BS判断中继切换参数中是否有锚点发生变更，如果有锚点发生变更，则将调整信息通知给相应的RS。

上述为有下行数据需要传输时的切换方法的流程。

上述对切换方法在各种情况下的过程结合实施例进行了详细描述，下面再以服务站为BS为例，结合实施例对本发明中实现切换的无线中继系统进行进一步详细描述。

参见图19，图19为本发明中实现切换的无线中继系统的一个实施例的组网示意图。如图所示，本实施例中的系统包括：BS、MS及多个RS。

其中，MS，用于接收BS的数据，并发送数据给BS。

多个RS，用于动态监测MS的上行信号的质量，并将信号质量信息上报给BS，并根据BS的指示决定是否转发BS与MS之间的业务数据。

BS，用于根据接收的RS上报的MS上行信号质量信息，确定接收上行信号质量最好的RS为锚点RS，并切换为由该锚点RS转发BS与MS之间的业务数据。

其中，RS由发射机、接收机、双工器及天线、上行数据处理模块、下行数据处理模块以及控制处理器组成，如图20所示。

双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收。

接收机，用于通过双工器的天线接收BS或MS发送的数据，将数据从射频信号转换为基带信号。

下行数据处理模块，用于通过接收机接收BS发送给MS的数据，对所接收的数据进行解调解码后，从中提取出BS的控制命令，将该控制命令发送给控制处理器，然后在控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制并在指定的时频资源位置上通过发射机将数据发送出去，或者将数据丢弃。

上行数据处理模块，用于通过接收机接收MS发送给BS的数据，对所接收的数据进行解调解码后，根据从下行数据处理模块中提取出的BS的控制命令，在控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制并在指定的时频资源位置上通过发射机将数据发送出去，并对接收的上行信号的质量进行测量，将测得的信号质量信息与上述编码调制后的信号一起通过发射机发送出去，或只将测得的信号质量信息通过发射机发送出去。

上行数据处理模块与下行数据处理模块分时共享发射机及接收机。

发射机，用于接收上行数据处理模块及下行数据处理模块的数据，将数据从基带信号转换为射频信号，通过双工器的天线发送出去。

控制处理器，用于完成对发射机、接收机、上行数据处理模块及下行数据处理模块的控制。

其中，RS的上行数据处理模块具体包括：上行解调解码单元、上行数据缓存单元、上行链路质量测量单元、反馈信息生成单元、上行编码调制单元以及复用器。

其中，上行解调解码单元，用于在控制处理器的控制下，将MS发送给BS的基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出。

上行数据缓存单元，用于缓存上行解调解码单元输出的原始信息数据。

上行链路质量测量单元，用于在控制处理器的控制下，根据接收机的输出以及上行解调解码单元的输出测量接收上行信号的质量，并将测得的信号质量信息发送给控制处理器，由控制处理器对接收上行信号的质量信息进行分析决策，判断是否需要上报，如果需要上报，则将上报的信息输出给反馈信号生成单元，如果不需要上报，则将测得的质量信息丢弃。

反馈信号生成单元，用于在控制处理器的控制下，将上行链路质量测量单元输出的信号质量信息，生成上报信息，以及将控制处理器决定进行上报的该中继站的负载情况生成上报信息。

上行编码调制单元，用于在控制处理器的控制下，对上行数据缓存单元中的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制。

复用器，用于在控制处理器的控制下，将反馈信息生成单元生成的上报信息与上行编码调制单元生成的上行转发数据复用在一起发送给发射机。

RS的下行数据处理模块具体包括：下行解调解码单元、下行数据缓存单元、基站命令提取单元以及下行编码调制单元。

其中，下行解调解码单元，用于在控制处理器的控制下，将BS发送给MS的基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出。

下行数据缓存单元，用于缓存下行解调解码单元输出的原始信息数据。

基站命令提取单元，用于在下行解调解码单元输出的原始信息数据中提取BS的命令，并将命令发送到控制处理器。

下行编码调制单元，用于在控制处理器的控制下，对下行数据缓存单元中的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制。

BS由发射机、接收机、双工器及天线、上行数据处理模块、下行数据处理模块以及控制处理器组成，如图21所示。

其中，双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收。

接收机，用于通过双工器的天线接收MS发送的数据，将数据从射频信号转换为基带信号。

上行数据处理模块，用于通过接收机接收MS发送给BS的数据，在控制处理器的控制下，对所接收的数据进行解调解码后，得到所传数据，同时从解调解码后的数据中提取出反馈信息，发送给控制处理器，反馈信息中包括：RS接收当前MS上行信号的质量信息。

控制处理器，用于完成对发射机、接收机、上行数据处理模块及下行数据处理模块的控制，同时根据接收自上行数据处理模块的反馈信息，选择适合为MS服务的RS或BS本身作为锚点RS，并生成含指示信息的控制消息，发送给下行数据处理模块；在为当前MS选好锚点RS之后，会维护该MS的CID与锚点RS的关联表。其中控制消息中包括：指示作为锚点的RS启动为当前MS的中继功能。

下行数据处理模块，用于将待发送数据在控制处理器的控制下，进行编码调制，并将编码调制后的数据以及控制处理器发送过来的控制消息，在分配给数据的时频资源位置上通过发射机发送出去。

其中，BS的上行数据处理模块具体包括：上行解调解码单元、上行数据缓存单元、上行链路质量测量单元以及反馈信息提取单元。

其中，上行解调解码单元，用于在控制处理器的控制下，将接收机接收的MS发送给BS的基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出。

上行数据缓存单元，用于缓存上行解调解码单元输出的原始信息数据，并在控制处理器的控制下，将数据输出。

上行链路质量测量单元，用于在控制处理器的控制下，根据接收机的输出以及上行解调解码单元的输出测量接收上行信号的质量，并将测量得到的信号质量信息发送给控制处理器。

反馈信息提取单元，用于在下行解调解码单元输出的原始信息数据中提取反馈信息，并将反馈信息发送到控制处理器，由控制处理器对这些反馈信息以及自身的上行链路质量测量单元测量的结果进行分析决策，选取适合为当前MS服务的RS或BS本身做为锚点RS。

BS的下行数据处理模块具体包括：下行数据缓存单元、下行编码调制单元以及复用器。

其中，下行数据缓存单元，用于缓存待发送的原始信息数据。

复用器，用于在控制处理器的控制下，将控制处理器生成的控制消息与下行编码单元生成的下行发送数据复用在一起发送给发射机。

本发明中因为有控制能力的RS既具有普通RS的功能，又具有BS的相应控制功能，因此下面对有控制能力的RS进行单独描述。

参见图22，图22为本发明中有控制能力的RS的结构示意图。如图22所示，有控制能力的RS包括：发射机、接收机、双工器及天线、上行数据处理模块、下行数据处理模块以及控制处理器。

接收机，用于通过双工器的天线接收数据，将所接收的数据从射频信号转换为基带信号。

下行数据处理模块，用于处理接收机接收到的下行数据，对所接收的数据进行解调解码后，从中提取出来自BS或其它有控制能力的RS的控制命令，将该控制命令送给控制处理器，然后在控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制后在指定时频资源位置上发送出去；或者连同控制处理器发送过来的控制消息，在指定时频资源位置上发送出去。

上行数据处理模块，用于处理接收机接收到的上行数据，对所接收的数据进行解调解码后，根据从下行数据处理模块中提取出的控制命令，在控制处理器的控制下，根据控制命令的指示信息对解调解码后的数据进行编码调制后通过发射机在指定时频资源位置上发送；并对接收上行信号的质量进行测量，生成质量信息，将需要上报的质量信息生成上报信息通过发射机发送出去；同时从解调解码后的数据中提取出反馈信息，发送给控制处理器，反馈信息中包括：RS接收当前MS上行信号的质量信息。

发射机，用于接收上行数据处理模块及下行数据处理模块输出的数据，将数据从基带信号转换为射频信号，通过双工器的天线发送给出去。

控制处理器，用于完成对发射机、接收机、上行数据处理模块及下行数据处理模块的控制，根据接收自上行数据处理模块的反馈信息，选择适合为MS服务的RS或BS本身作为锚点RS，并生成含指示信息的控制消息，发送给下行数据处理模块；在为当前MS选好锚点RS之后，会维护该MS的CID与锚点RS的关联表。其中控制消息中包括：指示作为锚点的RS启动为当前MS的中继功能。

其中，上行数据处理模块包括：上行解调解码单元、上行数据缓存单元、上行信道测量单元、反馈信号生成单元、反馈信息提取单元、上行编码调制单元以及复用器。

上行解调解码单元，用于在控制处理器的控制下，将接收机接收的上行基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出。

上行信道测量单元，用于在控制处理器的控制下，根据接收机的输出以及上行解调解码单元的输出测量接收上行信号的质量，并将测量得到的质量信息发送给控制处理器，由控制处理器根据所接收的质量信息，判断是否需要上报，如果需要上报，则控制处理器将需要上报的质量信息输出给反馈信号生成单元，如果不需要上报，则控制处理器将无需上报的质量信息丢弃。

反馈信号生成单元，用于在控制处理器的控制下，将上行信道测量单元输出的质量信息，生成上报信息，以及将控制处理器决定进行上报的该RS的负载情况生成上报信息。

反馈信息提取单元，用于在上行解调解码单元输出的数据中提取反馈信息，并将提取的反馈信息发送到控制处理器。

上行编码调制单元，用于在控制处理器的控制下，对上行数据缓存单元输出的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制。

其中，下行数据处理模块包括：下行解调解码单元、控制命令提取单元、下行数据缓存单元、下行编码调制单元以及复用器。

下行解调解码单元，用于在控制处理器的控制下，将接收机接收的下行基带信号经解调、解符号映射、解交织和信道解码，得到未编码的原始信息数据，并将所得到的原始信息数据输出。

控制命令提取单元，用于在下行解调解码单元处理过的原始信息数据中提取BS或其它有控制能力的RS发送来的控制命令，并将控制命令发送到控制处理器。

下行数据缓存单元，用于缓存下行解调解码单元输出的原始信息数据，并在控制处理器的控制下，根据控制命令将数据输出给下行编码调制单元。

下行编码调制单元，用于在控制处理器的控制下，对下行数据缓存单元输出的原始信息数据进行信道编码、交织、符号映射和调制。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无线中继系统中的切换方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中进一步包括从接收上行信号质量好的RS中选择能满足MS服务质量需求的且负荷不重的RS作为锚点RS。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中所述RS判断监测到的上行信号的质量是否满足上报条件为：对RS预置两个门限，分别为加入门限和退出门限，当RS接收的MS上行信号的质量大于等于加入门限或者RS接收的MS上行信号的质量小于退出门限，则满足上报条件。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A中所述发送给服务站的信号质量信息包括：信号强度、信干噪比、信噪比中的一种或几种；所述预置门限为：根据信干噪比或者根据信号强度预先设置的门限。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中所述RS判断监测到的上行信号的质量是否满足上报条件为：对RS进行分组，且每组RS都有两个预置门限，分别为加入和退出该组RS的信号质量门限，通过设置不同的加入门限和退出门限，得到不同的分组，RS通过将接收到的MS的上行信号的质量信息与不同门限值相比较，确定自身所对应的组别，当组别发生改变时满足上报条件。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A中所述对RS进行分组为：对MS与RS之间的链路质量或者所能达到的最大传输速率划分不同的区间组别。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A中所述发送给服务站的信号质量信息为：RS所处的组别信息，其中不同组别的RS接收上行信号质量不同。

8.如权利要求3或5所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先设置一个需要超过的门限次数的最大值或设置一个持续超过门限时间的最大值；则所述RS满足上报条件进一步包括：接收上行信号的质量连续超过门限的次数达到设置的需要超过的门限次数的最大值；或接收上行信号的质量超过门限的持续时间大于设置的持续超过门限时间的最大值。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中确定的锚点RS为1个；

D3、MS/服务站接收来自锚点RS同时转发的信号，该信号为锚点RS转发的信号的叠加，估计信道系数并对该信号进行解调解码，得到所传数据。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤D2中所述锚点RS对接收的信号重新进行编码调制为：采用和服务站/MS相同的编码调制方式，或者采用和服务站/MS不同的编码调制方式；则步骤D3中采用与该编码调制方式对应的解调解码方法。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，若锚点RS_i已知自身到MS/服务站的信道系数h_i，i≥0，则步骤D2中所述锚点RS对所接收到的信号进行重新编码调制后进一步包括：用该信道系数h_i对待发送信号进行预均衡处理，将处理后的信号在相同时频资源共同发送出去。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤D2中所述预均衡处理为：将待发送信号乘上信道系数h_i的共轭

13.如权利要求1、9、10或12所述的方法，其特征在于，所述步骤B确定锚点RS之前进一步包括：从上报MS上行信号质量信息的RS中确定出能够接收当前MS的信号并为当前MS服务的RS的集合，作为RS激活集；则所述确定锚点RS为：从该RS激活集中选出接收上行信号质量最好的RS作为锚点RS。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤B中所述RS激活集中进一步包括：能够接收当前MS的信号并能为当前MS直接服务的服务站本身，若RS激活集中服务站为接收MS上行信号质量最好的，则将服务站作为锚点直接向MS发送业务数据。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述锚点RS中包括服务站本身，则所述的传输方法在下行传输服务站→MS时，

步骤D2中进一步包括：服务站采用与其它锚点RS相同的编码调制方式，对待发送信息进行编码调制后与其它锚点RS在相同时频资源上共同发送出去，采用预均衡处理时，服务站在发送信息之前先乘以系数

为服务站与MS之间的信道系数h₀的共轭；

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述锚点RS中包括服务站本身，且RS采用与MS相同的编码调制方式，则所述的传输方法在上行传输MS→服务站时，

步骤D2中进一步包括：服务站也接收该MS发送的信号；

步骤D3中进一步包括：服务站将直接接收的MS的信号与接收的其它锚点RS转发的叠加信号进行累加，若采用了预均衡处理，则在累加前先对直接接收的MS的信号乘以系数

为MS与服务站之间的信道系数h₀的共轭。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述锚点RS中包括服务站本身，且RS采用与MS不同的编码调制方式，则所述的传输方法在上行传输MS→服务站时，

步骤D2中进一步包括：服务站也接收该MS发送的信号；

18.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先设置一个更新定时器，并对该更新定时器设置两个门限：第一门限和第二门限，且第二门限大于第一门限；

若服务站有下行数据需要传输，则有：

所述步骤B中进一步包括：将更新定时器清零。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述更新定时器进一步包括：设置第三门限，且第三门限大于第二门限；则所述更新定时器计数达到第三门限时，触发一次对锚点RS的更新，步骤A之前进一步包括：

所述步骤B中进一步包括：将更新定时器清零。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先设置一个周期定时器；定时器每计数一周，触发一次对锚点RS的更新，步骤A之前进一步包括：

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若服务站在规定次数内没有在预期的上行资源上收到预期的信号，或者锚点RS为多于一个时，服务站接收多于一个的锚点RS共同转发的信号时，信号质量不能保证服务质量，则触发对锚点RS的更新，步骤A之前进一步包括：

22.如权利要求18、19、20、或21所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先设置更新响应定时器和重试次数最大值，

23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，终端MS为初始接入服务站网络，或在小区间切换时切换到该服务站，或从深度节能状态恢复到正常状态时，步骤A之前进一步包括：

24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中由锚点RS转发服务站与MS之间的业务数据之前，进一步包括：由服务站发送控制消息通知该锚点RS开始对业务数据的转发，如果存在旧锚点RS，则服务站也发送控制消息通知旧锚点RS取消对业务数据的转发。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，RS维护MS的连接标识CID列表，所述由服务站发送控制消息通知锚点RS为：服务站通知新锚点RS增加该MS的CID，通知旧锚点时，服务站通知旧锚点RS删除该MS的CID。

26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，MS有上行信号需要传输时，步骤A之前进一步包括：

27.如权利要求1至7、9至12、18至21、23至26中任意一项所述的方法，其特征在于，所述服务站为：基站BS，或有控制能力的RS。

28.一种实现切换的无线中继系统，其特征在于，该系统包括：服务站、MS以及多个RS，其中，

MS，用于接收服务站的数据，并发送数据给服务站；

29.如权利要求28所述的系统，其特征在于，所述RS包括：发射机、接收机、双工器及天线、下行数据处理模块、上行数据处理模块以及控制处理器，其中，

双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收；

30.根据权利要求29所述的系统，其特征在于，所述RS中的上行数据处理模块包括：

31.根据权利要求29或30所述的系统，其特征在于，所述RS中的下行数据处理模块包括：

32.如权利要求28至30中任意一项所述的系统，其特征在于，所述服务站为基站BS，或有控制能力的RS。

33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述BS包括：发射机、接收机、双工器及天线、上行数据处理模块、下行数据处理模块以及控制处理器，其中，

双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收；

34.如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述BS中的上行数据处理模块包括：

35.如权利要求33或34所述的系统，其特征在于，所述BS中的下行数据处理模块包括：

下行数据缓存单元，用于缓存待发送的原始信息数据；

36.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述有控制能力的RS包括：发射机、接收机、双工器及天线、上行数据处理模块、下行数据处理模块以及控制处理器，其中，

双工器与天线相连，用于实现天线的分时发送与接收；

37.如权利要求36所述的系统，其特征在于，所述有控制能力的RS中的上行数据处理模块包括：上行解调解码单元、上行数据缓存单元、上行信道测量单元、反馈信号生成单元、反馈信息提取单元、上行编码调制单元以及复用器，其中，

38.如权利要求36或37所述的系统，其特征在于，所述有控制能力的RS中的下行数据处理模块包括：下行解调解码单元、控制命令提取单元、下行数据缓存单元、下行编码调制单元以及复用器，其中，