具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下对本发明实施方式进一步详细说明。
本发明实施方式的基本思想是:站点通过中继子帧分别与上级站点和/或下级RS进行业务数据的交互,实现上行业务和下行业务的多跳中继。
其中,站点包括BS和/或RS。
图2为本发明实施方式中的多跳中继拓扑结构示意图。如图2所示,该多跳中继系统包括M0、M1、M2、BS、RS1和RS2。RS1级联于BS的下级,为第一跳站点;RS2级联于RS1的下级,为第二跳站点;M0、M1、M2分别为属于BS、RS1、RS2管辖范围的MS。
上述拓扑结构中,根据实际情况可以包括第三跳及更多的站点。
基于上述的拓扑结构,站点之间通过中继子帧来传输需要中继转发的业务数据,即中继转发数据,同时,通过中继子帧接收到的由其他RS转发的业务数据,也为中继转发数据。
图3a为本发明实施方式中多跳中继系统中级联方式1的帧结构示意图。如图3a所示,横轴表示时间,即OFDM符号数;纵轴表示频率子信道,即子载波。
本发明实施方式在现有帧格式的基础上将下行子帧进一步划分为下行终端子帧(Acess Downlink,ADL)和第一中继子帧(FRL),将上行子帧进一步划分为上行终端子帧(AUL)和第二中继子帧(SRL)。TTG为发射状态到接收状态的转换时间;RTG表示接收状态到发射状态的转换时间;方块A表示终端帧头,方块R表示中继子帧的帧头。
上述级联方式中,BS周期性地依次通过ADL向M0发送业务数据;通过FRL向RS1发送中继转发数据;通过AUL接收来自M0的业务数据;通过SRL接收来自RS1的中继转发数据;
RS1周期性地依次通过ADL向M1发送业务数据;通过FRL接收来自BS的中继转发数据;通过AUL接收来自M1的业务数据;通过SRL向BS发送中继转发数据;
RS2周期性地依次通过ADL向M2发送业务数据;通过FRL向RS1发送中继转发数据;通过AUL接收来自M2的业务数据;通过SRL接收来自RS1的中继转发数据。
其中,BS和RS是根据帧设置参数来收发中继转发数据的;帧设置参数包括终端子帧设置参数和中继子帧设置参数;帧设置参数用来指示各子帧的位置顺序和时间长度比例,具体包括以下信息:AUL/FRL/SRL的起始位置,ADL/AUL/FRL/SRL的时间长度;帧设置参数可以是系统预定义,也可以是动态调整,还可以是部分预定义部分动态调整。
RS和MS能够获知帧设置参数,并按照该参数进行业务数据的收发。
本实施方式中的多跳中继系统中级联方式1中,当站点通过FRL发送中继转发数据时,例如BS或RS2,在FRL之后,该站点经过TTG的等待时间由发射状态转为接收状态,再开始通过AUL接收来自其管辖范围内的MS的业务数据,并在通过SRL接收中继转发数据之后,经过RTG的等待时间再转回为发射状态,继续通过ADL向其管辖范围内的MS发送业务数据;当站点通过SRL发送中继转发数据时,例如RS1,在SRL之前,该站点经过RTG的等待时间由接收状态转为发射状态,再开始通过SRL向上级站点和/或下级RS发送中继转发数据,并在通过ADL向其管辖范围内的MS发送业务数据之后,经过TTG的等待时间转回为接收状态,继续通过FRL接收来自上级站点和/或下行RS的中继转发数据。
为了不改变现有MS,即普通MS的结构,下行终端子帧和上行终端子帧的作用和结构,与现有的下行子帧和上行子帧相同,用来为MS提供下行和上行数据传输;FRL和SRL为本发明实施方式提供的中继传输帧,用来传输RS之间,以及RS与BS之间的中继转发数据。
其中,四个子帧(ADL/AUL/FRL/SRL)的时间顺序可以任意调整而不改变本发明实施方式的实质。图3b为本发明实施方式中多跳中继系统中级联方式2的帧结构示意图。如图3b所示,各子帧的顺序为:ADL、FRL、SRL、AUL。
上述级联方式中,BS周期性地依次通过ADL向M0发送业务数据;通过FRL向RS1发送中继转发数据;通过SRL接收来自RS1的中继转发数据;通过AUL接收M0的业务数据;
RS1周期性地依次通过ADL向M1发送业务数据;通过FRL接收来自BS的中继转发数据;通过SRL向BS发送中继转发数据、通过AUL接收来自M1的业务数据;
RS2周期性地依次通过ADL向M2发送业务数据;通过FRL向RS1发送中继转发数据;通过SRL接收来自RS1的中继转发数据;通过AUL接收来自M2的业务数据。
其中,BS和RS是根据帧设置参数来收发业务数据的。
本实施方式中的多跳中继系统中级联方式2中,当站点通过FRL发送中继转发数据时,例如BS或RS2,在FRL之后,该站点经过TTG的等待时间由发射状态转为接收状态,再开始通过SRL接收中继转发数据,并在通过AUL接收来自其管辖范围内的MS的业务数据之后,经过RTG的等待时间再转回为发射状态,继续通过ADL向其管辖范围内的MS发送业务数据;当站点通过SRL发送中继转发数据时,例如RS1,在通过每一个子帧接收或者发送数据后,都需要经过RTG或者TTG的等待时间,转为发射或者接收状态。
本发明实施例中的中继子帧还可以进一步划分为:第一上行中继子帧、第一下行中继子帧、第二上行中继子帧和第二下行中继中继子帧,即上行FRL、上行SRL、下行FRL和下行SRL;
上行和下行FRL与上行和下行SRL的收发状态也是交错的。
由上述级联方式可见,本发明实施方式构造了一种收发状态交错的中继子帧,从而实现各RS和BS的相互级联。当RS接入系统时,可根据其上级站点中继子帧的收发状态来设定自身中继子帧的收发状态,从而形成上述交错的中继子帧收发状态。如图3a和图3b所示,BS的FRL/SRL的状态为发/收,则与BS级联的RS1的FRL/SRL的状态为收/发,与RS1级联的中继站RS2的FRL/SRL的状态为发/收,此时MS的状态为静默状态。而当站点发送ADL/接收AUL时,MS的状态则为接收/发射状态。
对一个中继子帧而言,其发射状态同时包括向上级RS或BS发送上行数据,以及向下级RS发送下行数据。在各站点的发射状态的中继子帧,即中继发射子帧中,包括一个中继帧头R,用来指示其发送数据的资源位置,中继帧头的位置可以是预定义的,也可以是在该RS接入系统时动态分配的,只要不同的中继帧头相互不干扰,或干扰很小,且上下级联的RS能够找到该中继帧头的位置即可。
中继帧头R的配置信息中,不会给任何MS分配FRL和SRL的时频资源,MS始终会认为在这两个区间没有属于自己的数据,因此,FRL和SRL对于现有MS而言是不可见的。但对于能够识别FRL和SRL的新型MS,则可以在RS或BS的控制下利用该终端子帧和/或中继子帧传输数据。
本发明实施方式的多跳中继系统中,包括至少一个RS,RS接收来自上级站点的下行业务数据,并将下行业务数据发送给下级RS和/或MS;接收来自下级RS和/或MS的上行业务数据,并将上行业务数据发送给上级站点。
图4为本发明实施方式中多跳中继系统的示例性结构图。如图4所示,本发明实施方式的中继系统包括:BS 401和中继结构402。
BS 401,用于通过中继子帧与中继结构402交互业务数据;
中继结构402,包括至少一个RS。
其中,多个RS可以按照上下级的关系,以串联方式级联,或者以树状方式、网状方式级联,还可以采用星型方式级联。当RS通过中继子帧,即FRL或者SRL,接收到业务数据时,判断出该数据帧是否为属于自己管辖范围内的MS的业务数据,如果是,则将业务数据通过终端子帧发送到相应MS,如果不是,则通过中继子帧继续向其他RS转发。
图5为本发明实施方式中多跳中继方法的示例性流程图。如图5所示,本发明实施方式中多跳中继方法包括以下步骤:
步骤501,BS与RS之间、以及RS之间分别通过中继子帧交互中继转发的业务数据;
步骤502,BS或RS与自身管辖范围内的MS间通过终端子帧交互业务数据。
上述流程中,交替执行步骤501与步骤502,也可以先执行步骤502。
具体来说,上述流程可以表示为:
BS和RS通过终端子帧分别向各自管辖范围内的MS发送业务数据;
BS通过中继子帧向RS发送中继转发数据;RS通过中继子帧接收来自BS和/或多跳中继系统中的其他RS的中继转发数据或者通过中继子帧向BS和/或多跳中继系统中的其他RS发送中继转发数据;
BS和RS通过终端子帧分别接收来自各自MS发送的业务数据;
BS通过中继子帧接收来自RS的中继转发数据;RS通过中继子帧向BS和/或多跳中继系统中其他RS发送业务数据,或者通过中继子帧接收来自BS和/或多跳中继系统中其他RS的业务数据。
上述流程中,RS与其上级站点和下级RS的中继子帧的收发状态是相互交错的。
RS接入系统的过程中,系统需要为新接入的RS分配时频资源。
本发明实施方式中分配时频资源方法的基本原理为:对RS和BS而言,都有属于自己支配的预留资源,即自主资源,各RS和BS可以自己进行决策,将自主资源中的一部分分配给下级的RS,作为下级RS的自主资源,这样就可以实现逐级的资源分配,级数越低的RS,自主资源越小,BS的自主资源最多。在分配了自主资源之后,BS和RS也可以发起对已分配的资源进行调整。
在本发明实施方式中,分配的自主资源是指用来发送数据的时频机会,包括发送上行数据与下行数据。各RS在中继子帧使用自主资源发送数据,并通过中继帧头告知其上级或者下级级联的站点,该站点发送数据的时频资源位置,上下级联的站点通过该中继帧头可以得到该站点发送的数据,通过分析数据中包括的索引信息找到属于自己的数据。
在RS接入系统的过程中,系统还需要为每一个RS分配中继帧头。
由于RS需要使用中继帧头来指示其中继资源的位置,而RS的数量动态可变。为了灵活适应RS数量的变化,且充分利用系统时频资源,本发明实施方式通过以下方法来实现中继帧头的动态分配:固定第一个中继帧头的起始位置,固定各RS中继帧头的大小,保证系统分配的各中继帧头资源相连。在中继帧头中,包括系统已分配中继帧头数量的指示信息,该信息由所有RS与BS在相同的资源位置同时发送,任何一个RS均可以根据该信息知道所有已分配的中继帧头的资源位置。也就是说,知道第一个中继帧头的起始位置,知道每个中继帧头的大小,知道总共的中继帧头数量,就可以知道所有中继帧头的位置。
对于HARQ数据块来说,发送方站点需要根据来自一个或者多个接收方站点的中继反馈来确定已发送的中继转发数据是否被正确接收。如果在预先设定的帧间隔内未收到反馈,或者收到的反馈为接收失败,则发送方站点可以重新发送该中继转发数据;接收方站点需要根据来自一个或多个发送方站点的HARQ数据块的接收状态,向发送方站点反馈相应数据块是否被正确接收。
下面,以本发明实施方式的技术方案应用于WiMAX系统为例,对本发明实施方式的中继系统和中继方法进行详细说明,本实施方式的中继系统请参考图2。
本实施方式动态调整帧设置参数的过程如下:
对现有MS,只需要知道终端子帧设置参数,即AUL的起始位置,AUL/ADL的时间长度,可以通过现有方法来告知终端,例如,在终端帧头中,通过广播消息告知所有MS;
对RS,以及能够识别中继子帧的新型MS,需要进一步知道中继子帧设置参数。当一个RS,或能够识别中继子帧的新型MS接入系统时,可以通过现有终端子帧的广播消息获得终端子帧设置参数,并且,上级站点进一步通过终端子帧以单播或广播消息的形式,将中继子帧设置参数告知该新接入的RS。例如,以该RS/MS的基本连接标识(Basic CID)或广播CID发送相应的中继子帧参数设置消息,中继子帧参数设置消息的具体格式如表1所示。
句法 |
比特 |
备注 |
REL_FRM_PRM{ |
|
中继子帧参数设置消息 |
Management Message Type |
8 |
消息类型码 |
FRL Start Time |
32 |
FRL的起始时间 |
SRL Start Time |
32 |
SRL的起始时间 |
FRL NO.OFDMA Symbols |
8 |
FRL包含的符号数目 |
SRL NO.OFDMA Symbols |
8 |
SRL包含的符号数目 |
Padding} |
|
填充比特 |
表1
当系统进行帧调整时,BS通过中继子帧将新的帧设置参数,以及该参数启用时间等信息告知系统中的所有RS,该信息可以以中继子帧的MAC管理消息的方式进行发送,也可以通过中继子帧的RL-MAP发送,即以消息体的形式包括在RL-MAP中,通过RIUC来标识该消息体为帧参数定义消息体,由上级站点负责通知下级站点,当新参数启用时间到达后,所有RS同时启动新的参数进行通信,并且在各自的终端子帧中向下属MS广播新的终端子帧设置参数。相应的帧参数定义消息体的具体格式如表2所示。
句法 |
比特 |
备注 |
FRM_DEF_IE |
|
帧参数设置IE |
{RIUC |
4 |
中继信息实体标识码 |
Length |
8 |
本IE的长度 |
AUL Start Time |
32 |
AUL的起始时间 |
FRL Start Time |
32 |
FRL的起始时间 |
SRL Start Time |
32 |
SRL的起始时间 |
ADL NO.OFDMA Symbols |
8 |
ADL包含的符号数目 |
AUL NO.OFDMA Symbols |
8 |
AUL包含的符号数目 |
FRL NO.OFDMA Symbols |
8 |
FRL包含的符号数目 |
SRL NO.OFDMA Symbols |
8 |
SRL包含的符号数目 |
Enable Time |
8 |
帧参数启用时间 |
Padding} |
|
填充比特 |
表2
本实施方式的中继系统中,BS还可以用于为RS1、RS2、RS3分配、调整时频资源、分配中继帧头;BS、RS1、RS2、RS3还可以用于在接收到的业务数据为HARQ数据块时,在预定帧间隔的帧中,向业务数据的发送方发送HARQ中继反馈,即成功或者失败。
下面,对本实施方式中的多跳中继方法进行详细说明。
图6为本发明实施方式中多跳中继方法的流程图。如图6所示,本发明实施方式的多跳中继方法包括以下步骤:
步骤601,系统为新接入的RS分配时频资源以及中继帧头。
步骤602,BS、RS1、RS2、RS3通过ADL将属于自己管辖范围内的MS的业务数据分别发送给相应的MS,各站点管辖范围内可以有多个MS。
步骤603,BS通过FRL/SRL将中继转发数据发送给RS1;RS1通过FRL/SRL接收来自BS和RS2的中继转发数据;RS2通过FRL/SRL将中继转发数据发送给RS1和/或RS3;RS3通过FRL/SRL接收来自RS2的中继转发数据。
步骤604,BS、RS1、RS2、RS3通过ADL分别接收来自管辖范围内的MS的业务数据。
步骤605,BS通过SRL/FRL接收来自RS1的中继转发数据;RS1通过SRL/FRL将中继转发数据发送给BS和/或RS2;RS2通过SRL/FRL接收来自RS1和RS3的中继转发数据;RS3通过SRL/FRL将中继转发数据发送给RS2。
步骤606,BS、RS1、RS2、RS3在判断出需要对中继转发数据进行反馈后,分别通过FRL/SRL、SRL/FRL、FRL/SRL、SRL/FRL向业务数据的发送方发送中继反馈。
其中,在中继子帧传输,包含需要转发的业务数据的数据块,称为中继转发数据块;
本步骤中,判断是否需要对中继转发数据块进行反馈,可以为判断中继转发数据块中是否包括指示该数据块需要接收方站点进行反馈的指示位,如果是,例如中继转发数据块为HARQ或者ARQ等数据块,则需要反馈;各站点可以预先设定发送中继反馈的帧间隔,并周期性地通过预定帧间隔的帧,向业务数据的发送方发送中继反馈,如果业务数据的发送方在预定帧间隔的帧中没有收到中继反馈,则认为其发送的中继转发数据块没有被接收方站点正确接收。
步骤607,BS、RS1、RS2、RS3分别通过SRL/FRL、FRL/SRL、SRL/FRL、FRL/SRL接收来自中继转发数据接收站点的中继反馈。
上述流程中,步骤602~步骤605可以按照任意顺序来执行,为中继系统中的站点通过终端子帧和收发状态交错的中继子帧进行多跳中继的过程,可以循环执行步骤602~步骤605;步骤606和步骤607中的中继反馈过程,也可以分别与步骤602~步骤605同时执行;如果中继转发数据块中不包括表示需要反馈的标识,则可以不执行步骤606和步骤607。
上述步骤601中,系统为新接入的RS分配时频资源以及中继帧头。
其中,分配时频资源可以有以下方法:资源分配方法1为逐级分配方法;资源分配方法2为统一分配方法。
图7a为本发明实施方式中多跳中继方法中资源分配方法1的示意图。如图7a所示,设FRL的总资源为F,SRL的总资源为S,除去FRL/SRL的中继帧头所占资源,BS的收发总资源为A+B,其中A为FRL资源,是BS的发射资源,B为SRL资源,是BS的接收资源。当RS1、RS2、RS3依次接入系统,且RS1级联到BS下,RS2级联到RS1下,RS3级联到RS2下,系统的资源分配步骤如下:
RS1连接到BS,BS为RS1分配自主资源:RS1为第一跳,BS为所有的第一跳RS分配资源,由于RS1中继子帧的收发状态与BS的交错,BS为其分配SRL子帧中的资源,即BS在资源B中划分出一块资源B1,作为RS1的自主资源分配给RS1;
RS2连接到RS1,BS为RS2分配自主资源:RS2的上两级站点为BS,RS2中继子帧的收发状态与BS相同,BS从自己的自主资源A中划分出一块资源A1,作为RS2的自主资源分配给RS2;
RS3连接到RS2,RS1为RS3分配自主资源:RS3的上两级站点为RS1,RS1在保证与B1不重叠的前提下,从自己的自主资源B中划分出一块资源B2,作为RS3的自主资源分配给RS3;
依此类推,所有新接入的RS都会被分配属于自己的自主资源。总之,如果RS为第一跳,则BS为其分配自主资源;如果大于等于两跳,则由新接入的RS的上两跳的站点为其分配自主资源。
上述方法中,如果RS大于等于两跳,也可以由上一跳、或者上两跳、再或者上两跳以上等多跳间隔的站点,为新接入的RS分配自主资源。
任何一个RS进行资源调整,必须向为其分配自主资源的站点发起中继资源调整请求,分配了自主资源的站点可以向任何一个由其分配资源的RS发送中继资源调整命令。
图7b为本发明实施方式中多跳中继方法中资源分配方法2的示意图。如图7b所示,由BS为所有新接入的RS分配资源,分配准则与资源分配方法1相同。系统的资源分配步骤如下:
RS1连接到BS,BS为RS1分配自主资源:RS1为第一跳,BS为所有的第一跳RS分配资源,由于RS1中继子帧的收发状态与BS的交错,BS为其分配SRL子帧中的资源,即BS在资源B中划分出资源B1,作为RS1的自主资源分配给RS1;
RS2连接到RS1,BS为RS2分配自主资源:RS2的上两级站点为BS,RS2中继子帧的收发状态与BS相同,BS从自己的自主资源A中划分出一块资源A1,作为RS2的自主资源分配给RS2;
RS3连接到RS2,BS为RS3分配自主资源:BS从自己的自主资源B1中划分出一块资源B2,作为RS3的自主资源分配给RS3;
依此类推,所有新接入的RS都会被BS分配属于自己的自主资源。
任何一个RS进行资源调整,必须向BS发起中继资源调整请求,BS可以向任何一个RS发送中继资源调整命令。
下面,以RS3接入系统时,RS1为RS3分配资源为例,对本实施方式中资源分配方法1进行详细说明。
图8为本发明实施方式中多跳中继方法中资源分配方法1的流程图。如图8所示,本发明实施方式中多跳中继方法中的资源分配方法包括以下步骤:
步骤801,RS3接入系统后,RS1根据RS3的能力与类型,确定为RS3分配资源的大小。
本实施方式中,在步骤801之前,RS3先与BS进行能力协商过程,BS再将RS3的能力与类型告知RS1。
步骤802,RS1判断是否有足够的资源来满足RS3的需要,如果RS1有足够的自主资源,则执行步骤803;如果RS1的自主资源不够,则执行步骤806。
RS能够获知自身的自主资源大小和进行中继传输所需中继资源的大小,因此,本步骤中RS1只需判断空闲资源与申请资源的大小关系即可。
步骤803,RS1从自主资源中为RS3分配自主资源,向RS3发送资源分配指示消息,该消息包括资源的大小与位置。
本步骤中,RS1划分出的资源大小,已在步骤801由RS1根据RS3的能力与类型确定。
步骤804,RS1启动定时器,等待RS3反馈资源分配确认消息。
步骤805,RS3收到资源分配指示消息后,将该消息指示的资源作为自己的自主资源信息,并向RS1反馈资源分配确认消息,整个资源分配过程至此成功完成。
步骤806,向RS1的上级资源分配站点,发送资源调整请求消息,请求增加自己的自主资源。
本方法中,RS1的上级资源分配站点为BS;向上级站点请求资源的大小为自身空闲资源与下级站点请求资源的差值,或为自身空闲资源与下级站点请求资源按预定方法计算得到的值。
步骤807,RS1判断向上级请求的资源调整是否成功,如果成功,则执行步骤803;如果失败,则拒绝RS3的接入,并结束本流程。
步骤808~步骤809,RS1未收到RS3反馈的确认消息且定时器超时,准备重新发送资源分配指示消息,并判断重试次数,如果重试次数未超过规定次数,则执行步骤810;如果重试次数以超过规定次数,则进行出错处理,并结束本流程。
在本步骤之前,预先设置等待定时器,为重试计数器设置发送资源分配指示消息所允许的重试次数;本步骤中,如果当发送资源分配指示失败后,重试计数器减1,当重试计数器的计数结果减为0时,则判断出重试次数超过规定次数;本步骤中的出错处理是指,在多次没有收到该RS的信号时,可以进入判断该RS是否断开连接的流程,或直接认为该RS已经断开连接,主动断开与该RS的连接,并释放其占用的资源。
步骤810,重新向RS3发送资源分配指示消息,重试计数器减1、定时器清零,并返回步骤804。
上述流程中,当RS3接入系统时,相关的资源分配消息,包括资源分配指示消息,资源分配确认消息,可以在RS3正式启动中继功能前,即被上级站点视为MS时,通过终端子帧中传输;也可以在RS3被其上级站点视为RS后,在中继子帧中传输;RS1与RS3之间的信息交互是通过RS2的中继转发来实现的。
当采用资源分配方法2进行资源分配时,由BS按照上述RS1所进行的操作过程,即可通过资源分配方法2实现自主资源的分配。
在资源分配后,RS和BS均可以发起资源调整,包括以下两种情况:
一种情况是主动调整,下级站点向上级站点发起资源调整请求,此时可能是下级站点的资源不够用,需要增加部分资源,或下级站点的资源太多,希望释放部分资源,由下级站点向上级站点发起资源调整请求;
另一种情况是被动调整,上级站点向下级站点发起资源调整命令,此时可能是由上级站点资源调整所触发,也可能是上级站点进行资源调整,以更有效的利用资源,如为避免资源碎片,或根据其下级站点的负载,调整资源比例等。
图9为本发明实施方式中多跳中继方法中资源调整方法的流程图。如图9所示,以RS3向RS 1发起资源调整为例,本发明实施方式的多跳中继方法中的资源调整方法包括以下步骤:
步骤901,RS3向RS1发送资源调整请求,并启动定时器,等待RS1的资源调整响应消息。
本步骤之前,RS3首先判断自己是否需要进行资源调整,如有需要,则向RS1发送资源调整请求。
步骤902,RS1收到RS3的资源调整请求后,先判断是释放资源还是申请资源,如果是释放资源,则执行步骤903;如果是申请资源,则执行步骤904。
步骤903根据RS3请求释放资源的大小,选择合适的资源块位置与大小,通过资源调整响应消息告知RS3,实际释放的资源大小与RS3请求释放的资源大小可以不等。
本步骤之后,如果RS3收到RS1的资源调整响应消息后,向RS1反馈资源调整确认消息,则资源释放过程成功完成,并结束本流程。
步骤904,RS1根据RS3请求的资源大小,判断自己是否有足够的自主资源,如果能满足RS3的需要,则执行步骤905;如果不能满足,则执行步骤907。
步骤905,RS1从自己的自主资源中为RS3分配自主资源。
步骤906,RS1向RS3发送资源调整响应消息,并启动定时器,等待RS3的确认消息。
本步骤中,RS1向RS3发送的资源调整指示是由RS2中继转发的;在本步骤之前,预先设置等待定时器,并为重试计数器设置发送资源分配指示消息所允许的重试次数。
当RS3收到RS1的资源调整响应消息后,会向RS1反馈资源调整确认消息,至此资源调整成功完成,并结束本流程。
步骤907,RS1向自己的上级资源分配站点发送资源调整请求消息,并在资源请求消息中指明需要申请的资源大小,以及申请资源的原因,例如向RS1的上级资源分配站点指明,申请的原因为RS3的资源不够用。
本步骤中,如果该上级资源分配站点不是BS,且没有足够的资源,则该站点继续向其上级资源分配站点发送资源调整请求消息,直至资源调整请求消息到达BS,或被请求站点有足够的资源。
步骤908,RS1根据来自上级站点的资源调整响应,判断资源调整是否成功,如果成功,则执行步骤905,如果失败,则执行步骤909。
本步骤中,被请求站点或BS根据当前负载与资源使用情况,以及QoS和优先级等参数,判断是否给RS3分配资源,以及分配多大的资源,并将向下级资源请求站点发送资源调整响应消息,相应站点会根据该资源调整响应消息调整自己的自主资源,并向其下级请求资源站点发送资源调整响应消息,直到该资源调整响应消息达到RS1。
步骤909,拒绝RS3的调整请求,并返回步骤906。
上述流程中,资源调整响应消息可以包括调整是否成功,以及调整后的总资源、位置与大小、释放或增加部分资源大小与位置。
当上级站点向下级站点发起资源调整命令时,上级站点首先判断其下级RS资源使用是否合理,有无必要进行资源调整,如有需要,例如下级RS的自主资源过大或者过小,则向下级站点发送资源调整命令,并且等待下级站点的资源调整确认消息。
下级站点在接收到上级站点的资源调整命令后,向上级站点反馈资源调整确认消息,并使用调整后的自主资源传输中继转发数据。
除了分配自主资源之外,系统还会为新接入的RS分配中继帧头。RS需要使用中继帧头来指示其中继资源的位置,而RS的数目是动态可变,因此,为了灵活适应RS的变化,且不造成资源浪费,下面给出了一种动态分配中继帧头的方法。
图10为本发明实施方式中的中继发射子帧1的示意图。如图10所示,中继发射子帧包括中继帧头,映射消息体RL-MAP,和自主资源块;其中,RICH(Relay Indication Channel)为中继指示信道,使用预定义的专用信道,指示了自主资源块的位置和大小,不同RFCH对应不同RS所占用的自主资源块的位置和大小;各RS占用一个或一个以上自主资源块;中继帧头中包括RFCH(Relay Frame Control Header),RFCH为中继帧控制信道,每个RS占用一个或多个RFCH,且每个RFCH的大小固定;RL-MAP为中继映射消息体,指示自主资源中承载的中继转发数据块的属性;自主资源,用来承载中继转发数据块,由一组子信道与若干OFDM符号构成,子信号与OFDM符号可以是逻辑上连续,也可以是物理上连续,自主资源的位置不固定,由RFCH指示其位置与大小。
中继帧头包括:与RFCH对应的自主资源块的位置和大小信息、用于指示RFCH个数的中继指示信道RICH和用于系统中各RS之间的时间频率同步的前导符号Preamble。其中,RICH指示已分配的RFCH的数量,各RS与BS在RICH同时发送相同的信息,即指示当前系统分配的RFCH个数;RFCHi(i为正整数,i=1~K)指示了RSi所占用资源的位置与大小,还可以进一步包括:RSID,RSi对应的RL-MAP使用的编码调制方式。
在中继帧头所指示的资源起始处,包括了一个RL-MAP。RL-MAP包括:MAP消息体的长度,本资源块承载的数据块个数,各数据块占用的资源大小与位置,各数据块在本次传输的目标地址,以及各数据块使用的编码调制方式等。其中一个数据块可以对应多于一个的目标地址,目标地址可以使用RSID来指示。
图11为本发明实施方式中多跳中继方法中分配RFCH的流程图。如图11所示,基于中继帧头1,本发明实施方式的多跳中继方法中分配RFCH的方法,包括以下步骤:
步骤1101,当一个RS新接入系统后,BS检查系统中是否有可用的RFCH,例如,由于可以进行资源重用,或某个RFCH没有分配给任何一个RS使用,或某个RS停止中继功能,或断开与当前BS的连接等原因,造成的RFCH可用,如果有可用的,则执行步骤1102;如果没有可用的,且系统中RFCH的数目不大于预定的最大值,则执行步骤1103。
本步骤中,如果没有可用的RFCH,且系统中RFCH的数据超过预定的最大值,则拒绝该RS的接入。
步骤1102,BS为新接入的RS指定已有的RFCH,并结束本流程。
步骤1103,BS为新接入的RS分配一块新的时频资源,该时频资源紧接着上一个RFCH的时频资源,即保证所有的RFCH在时频资源上相连。
本步骤中,时频资源相连是指在物理上和/或逻辑上相连。
步骤1104,BS通知多跳中继系统中所有的RS,当前分配的RFCH数目加1,即RICH值加1;同时,BS约定所有的RS在相同的时间广播修改后的RICH,并结束本流程。
当有较多的RS断开连接时,可以释放一些RFCH,避免系统资源浪费。图12为本发明实施方式中多跳中继方法中释放RFCH的流程图。如图12所示,基于中继帧头1,本发明实施方式的多跳中继方法中释放RFCH的过程,包括以下步骤:
步骤1201,BS判断是否需要释放RFCH,当BS判断有需要释放一些RFCH时,则执行步骤1202;如果不需要,则结束本流程。
步骤1202,BS对一些RS占用的RFCH进行调整,释放部分未被使用的RFCH,使得各RS的RFCH占用的时频资源相连。
步骤1203,BS调整了某个RS的RFCH位置调整后,BS需要告知该RS,其调整后的RFCH位置。
步骤1204,BS告知多跳中继系统中所有的RS,目前系统分配的RFCH数目,即更新后的RICH值,并约定所有的RS在相同的时间广播变化后的RICH。
上述流程中,对于BS来说,步骤1203和步骤1204也可以同时执行。
本发明实施方式还提供了两种中继子帧,即中继发射子帧2和中继发射子帧3,包括的中继帧头、中继资源映射消息体(RL-MAP)和中继自主资源块,其中,中继帧头中不包括RICH。自主资源的位置可以不固定,由RFCH指示其位置与大小,也可以固定位置与大小。对位置不固定的自主资源,必须通过RFCH指示其位置与大小,此时RFCH必须使用预定义的专用信道,即RFCH占用专用的资源位置,如图13所示;对位置固定的自主资源,不需要通过RFCH指示资源的位置,因此RFCH可以使用专用的信道,也可以将放在自主资源中,如图14所示。
中继自主资源块中的特定位置包括中继资源映射RL-MAP。其中,特定位置可以是中继自主资源块的起始位置,也可以为其它预先设定的特定位置。
在中继子帧2中,中继帧控制信道占用预定义的专用信道,将该专用信道分为K个大小相等的中继控制子信道,每一个中继帧控制子信道对应一个中继自主资源块。各中继自主资源块大小可以不同,每个RS可以占用一个或多个中继自主资源块。
RS在分配给自己的RFCH子信道,例如第k个RFCH子信道,发送自己的中继帧控制信息。RFCH子信道规定了占用第k块中继自主资源块的中继站标识(RSID),第k块中继自主资源块的的位置与大小信息,例如,起始时刻(SymbolBegin)和结束时刻(SymbolEnd);此外,还可以进一步包括RL-MAP消息的参数,例如,RL-MAP的重复编码次数指示(Repetition_Coding_Indication),编码方式(MAP_Coding_Indication),RL-MAP的长度(RL-MAP_Length)。RL-MAP消息的参数也可以在RL-MAP消息之前发送,采用固定的编码方式,这样可以进一步减小RFCH子信道的大小,从而增加可用的RFCH子信道数目。另外,每个RFCH子信道上还可以发送若干导频符号,用于接收方进行信道估计、同步,或用于其它RS进行邻居检测等目的。
在中继子帧3中,中继帧控制信道RFCH在中继自主资源的起始位置,指明了RL-MAP使用的编码调制方式。由于使用固定的自主资源分配方式,每个RS在属于自己的自主资源的起始位置发送自己的中继帧控制信息。RFCH规定了中继站标识(RSID),RL-MAP消息的参数,例如,RL-MAP的重复编码次数指示(Repetition_Coding_Indication),编码调制方式(MAP_Coding_Indication)等。另外,每个RFCH子信道上还可以发送若干导频符号,用于接收方进行信道估计、同步,或用于其它RS进行邻居检测等目的。
中继自主资源可以按照不同方式划分。可以是时频划分,即自主资源块占用部分的OFDM符号,部分的子信道,如图13a所示;也可以是时间划分,即自主资源块占用部分的OFDM符号,所有的子信道,如图13b和图14a所示;对时分的自主资源,RS可以占用全部的子信道组,也可以只占用部分的子信道组;中继自主资源的划分,还可以是频率划分,即占用部分的子信道,所有的OFDM符号,如图14b所示,对频分的自主资源,不同RS的自主资源使用不同的子信道组。
在以上自主资源划分中,涉及到的子信道的分组方法,以及逻辑子载波与物理子载波的映射方法,可以使用现有WiMAX系统中的方法。
图15为本发明实施方式中多跳中继方法中RFCH子信道的子载波分配方式示意图。如图15所示,内部填充斜线的圆圈表示导频子载波,空心圆圈表示数据子载波,每个RFCH子信道由若干个在频率上等间隔的子块(Tile)组成,每个Tile由若干个连续的物理子载波组成,其中每个Tile的第一个子载波和最后一个子载波为导频子载波,其余子载波为数据子载波。如果一个Tile的子载波数较多,则在Tile的中间还应包括导频子载波。
不论是采用如图10所示的中继发射子帧,还是采用如图13a、图13b、图14a和图14b所示的中继发射子帧,均不影响本发明实施方式中FRL和SRL的结构。
在本发明实施方式中继子帧的中继自主资源块中,资源映射(RL-MAP)消息指示了该资源块的时频资源分配情况。RL-MAP由若干个中继资源映射信息实体(RL-MAP information entity,RL-MAP-IE)组成,此外,RL-MAP中还可以包括一些特殊的消息体,如FRM_DEF_IE,如下所示:
RL-MAP
{
FRM_DEF_IE
RL-MAP-IE1
RL-MAP-IE2
RL-MAP-IEn
}
RL-MAP-IE给出了中继转发数据块的信息,中继转发数据块为RS发送的具有相同编码调制方式一个数据块,每个RS在其自主资源上发送一个或多个中继转发数据块。中继转发数据块的信息包括需要接收该数据块的中继站连接标识列表(RS_CID List),以及中继转发数据块的参数(BurstParameters,包括数据块占用的时频资源位置信息、编码调制方式、功率是否提升等)。
中继转发数据块上发送了通过该RS转发的来自MS或其它站点的MAC协议数据单元(MAC PDU)。
图16为本发明实施方式中RL-MAP消息体结构和中继转发数据块封装结构的示意图。如图16所示,该RS的上一跳和下一跳收到此RS的RL-MAP后,依次提取其中的RL-MAP-IE,判断其中的RS_CID List中是否包含自己的RS_CID(RS_CID用来标识RS),如果包含,则说明该RL-MAP-IE指示的中继转发数据块中包含有发送给自己的数据。
在通过上述方法为新接入的RS分配时频资源和中继帧头之后,该RS可以实现中继传输功能。在中继传输中,RS将中继转发数据块通过中继子帧来发送,并通过中继帧头指示该数据块占用的时频资源位置;接收RS需要根据中继帧头指示的时频资源位置,获取相关信息,来判断接收到的中继转发数据块是否是发给自己的。
以RS2收发上行业务数据和下行业务数据为例,RS2的中继发射子帧为FRL,在FRL中,包括中继帧头,中继帧头指示了本次数据传输使用的时频资源。
图17为本发明实施方式中多跳中继方法的资源指示示意图。如图17所示,中继帧头R指示了一块时频资源的位置,所指资源块为RS2的自主资源A1的一个子集。中继帧头R包括:资源块的大小与位置指示;中继帧头R还可以包括:中继站标识,本次传输所使用的资源块个数,中继帧头的长度,映射(MAP)消息体所用的调制编码方式等信息。
在中继帧头所指资源的起始处,包括了一个MAP消息体,该MAP消息指示了该资源所承载数据块的属性。MAP消息体可以包括:MAP消息体的长度,本资源块承载的数据块个数,各数据块占用的资源大小与位置,各数据块在本次传输的目标地址,以及各数据块使用的编码调制方式等。其中一个数据块可以对应多于一个的目标地址,目标地址可以使用RSID来指示。
RS2在FRL子帧将中继帧头R,MAP消息体,以及相应的数据块发送出去,RS1和RS3同时在各自的FRL子帧进行接收。RS1和RS3根据收到中继帧头找到本次传输的资源块位置,然后解调MAP消息体,从而找到属于自己的数据块位置,以及接收自己数据的参数。
RS1和RS3根据MAP消息体的指示,得到发送给自己的数据,并利用数据块中预定义的导频进行解调解码,得到发送给自己的MAC PDU。在每个MAC PDU中,例如在MAC PDU的前端,包括一个PDU的业务流标识,用于指示该PDU对应的业务流,以下简称该标识为PDU标识,根据该PDU标识可以知道该PDU归属于哪个MS,对下行传输而言,该标识对应了PDU的最终目标地址;该标识可以使用MS标识MSID,或连接标识CID,或业务流标识SFID。
下面,基于上述资源指示方法,对本发明实施方式的多跳中继方法中的数据传输方法进行详细说明。
图18为本发明实施方式中多跳中继方法中下行中继转发数据的传输方法流程图。如图18所示,以RS2接收RS1发送的下行中继转发数据为例,本发明实施方式的多跳中继方法中的数据传输方法包括以下步骤:
步骤1801,RS2通过FRL接收来自RS1的下行中继转发数据。
步骤1802~步骤1804,RS2根据中继帧头找到RS1本次发送数据的资源位置,并找到对应资源的MAP消息体,再根据MAP消息体,得到发送给自己的数据。
步骤1805~步骤1806,RS2对得到的数据进行解调解码后,得到MACPDU,再从MAC PDU中获得PDU包头,以此获取PDU标识。
步骤1807~步骤1808,RS2根据PDU标识,查找内部存储的数据路由映射表,并判断该PDU的下次转发目标地址,如果下次转发的目标地址为RS2自己,则执行步骤1809;如果下次转发的目标地址为下级RS,例如为RS3,则执行步骤1812。
在本发明实施方式的多跳中继系统的所有RS和BS中,都存储着一个数据路由映射表,该数据路由映射表构造了最终目标地址与下次转发目标地址的一一对应关系,因此可以根据PDU的PDU标识得到下次转发的目标地址。对下行传输而言,可以知道某PDU是应该发到自己的下级RS,以及发到哪个RS,还是发送到自己管辖范围内的MS;如果转发的目标地址为下级RS,则当前RS继续在中继子帧中转发该PDU;如果转发的目标地址为自身ID,或该PDU标识对应的最终目标MS属于自己的服务范围,则表示该PDU是发送到自己管辖范围内的MS,该RS将在终端子帧发送该PDU,该PDU的标识中包括相应的终端标识信息。
步骤1809~步骤1811,RS2生成传输数据块,以及相应的终端帧头,通过终端子帧发送给相应的MS,例如MS2,并结束本流程。
步骤1812~步骤1814,RS2生成包括PDU的中继转发数据块、MAP消息体、中继帧头信息,然后将中继转发数据块,通过中继子帧发送到RS3之后,结束本流程。
上述流程中,中继转发数据为下行业务数据,其MAC PDU的最终目标地址是对应的MS,需要从MAC PDU中获取该PDU的PDU标识,以及预设的对应关系,判断该业务数据是否需要中继转发,如果需要,则按照对应关系中与最终目标地址对应的下次转发目标地址,通过中继子帧进行中继转发,直至发送至最后一级RS,再发送给MS;否则,将所述业务数据发送给相应的MS。
图19为本发明实施方式中多跳中继方法中上行中继转发数据的传输方法流程图。如图19所示,以RS2接收RS3发送的上行中继转发数据为例,本发明实施方式的多跳中继方法中的数据传输方法包括以下步骤:
步骤1901,RS2通过FRL接收来自RS3的上行中继转发数据。
步骤1902~步骤1904,RS2根据中继帧头找到RS3本次发送数据的资源位置,并找到对应资源的MAP消息体,再根据MAP消息体,得到发送给自己的数据。
步骤1905,RS2对得到的数据进行解调解码后,得到MAP PDU。
对上行传输而言,该MAC PDU的最终目标地址是BS,如果当前处理该MAC PDU的站点是RS,则查找数据路由映射表找到下次转发的目标地址,并在中继子帧中转发该PDU,直至发送到BS;如果当前处理该MAC PDU的站点是BS,则将该数据处理后发送给网络侧。
在某些特殊的情况下,上行传输可以不用查找该数据路由映射表。例如对树状的拓扑结构,一个RS只有一个上级服务站点,因此任何一个RS只需将上行中继数据发送给其上级服务站点即可。但对一个RS有多个可能的服务站点,或上级服务站点会发生变化的情况,还是需要查找数据路由映射表来确定下次转发的目标地址。与下行传输中的数据路由映射表有所不同,上行传输的数据路由映射表,表明了当前站点到BS的路由连接关系。
步骤1906~步骤1907,判断自己是否为BS,如果是,则将数据处理后发到网络侧,如果不是,则查找内部存储的数据路由映射表,得到下次转发目标地址,例如RS1,并执行步骤1908。
步骤1908~步骤1910,RS2生成包括PDU的中继转发数据块、MAP消息体、中继帧头信息,然后通过中继子帧发送到RS1之后,结束本流程。
上述流程中,中继转发数据为上行业务数据,其MAC PDU的最终目标地址是BS,如果当前处理该MAC PDU的站点是RS,则根据预设的对应关系找到下次转发的目标地址,并通过中继子帧进行发送,或直接通过中继子帧发送给上级站点,直至将该数据转发到BS;如果当前处理该MAC PDU的站点是BS,则将该数据处理后发送给网络侧。
对于新接入系统的RS来说,多跳中继系统中的各站点在进行了如上所述的资源分配、中继帧头分配之后,还可以进行中继数据的传输,即按如上所述流程传输中继转发数据块;对某些中继转发数据块,需要接收方站点向发送方站点反馈是否正确接收了中继转发数据块,如HARQ数据块,对这类需要接收方站点进行反馈的中继转发数据块,将接收状态信息承载在一个反馈消息中,对来自不同站点的中继转发数据块进行统一反馈,避免对多个站点独立反馈时,用于反馈的开销过大。
下面,以下以中继HARQ数据块的反馈为例,对本发明实施方式中多跳中继方法的反馈方法进行详细说明。
其中,反馈信息中包括:反馈的目标站点标识,例如RSID列表等;向目标站点反馈的位图信息(Bitmap)。任何包括业务数据的数据块,例如HARQ数据块或者ARQ数据块等,的反馈信息唯一地映射到该位图的一个bit位,表明对应的数据块是否被正确接收。
HARQ数据块的MAP消息中,包括一个用于表示发送方站点需要接收方站点进行反馈的指示位,该指示位也可以包括在HARQ数据块中的其他信息中。当接收方站点接收到包括业务数据的数据块后,并判断出该数据块为HARQ数据块,即数据块中包括指示位,则根据预先设定的帧间隔,向发送方站点发送中继反馈。
中继反馈可以采用同步方式,接收方站点在收到中继转发数据块后,在预先设定的帧间隔之后进行反馈,即接收到中继转发数据块到对该数据块进行反馈,这样,发送方站点就可以知道在哪个帧中去接收对该数据块的反馈信息。
如果发送方站点在相应的帧中没有收到接收方站点对相应数据块的反馈,则发送方站点认为接收方站点没有正确收到该数据块;如果发送方站点在相应的帧中收到接收端对该数据块的反馈,但反馈信息表示接收错误,则表明接收方站点没有正确收到该数据块。
当发送方站点判断接收方站点没有正确接收该数据块,则可以启动对该数据的重新发送,在合适的时间重新发送该数据块。
接收方站点对数据块的反馈包括确认(Acknowledgement,ACK)和非确认(Negative Acknowledgement,NAK)。如果接收方站点正确地接收到中继转发数据块,则在指定的帧向发送端发送确认反馈;如果接收端没有正确接收到中继转发数据块,则在指定的帧向发送方站点发送非确认反馈。
图20为本发明实施方式中多跳中继方法中的中继反馈方法示意图。如图20所示,本发明实施方式中,反馈消息承载于RL-MAP的一个信息实体(Information Element,IE)中发送。每个RS发送的中继转发数据块,按照一定的顺序编号,将发往同一个目的站点的中继转发数据块统一编号,发往不同目的站点的中继转发数据块可以使用相同的中继编号。
反馈信息实体的具体格式如表3所示。
句法 |
比特 |
备注 |
RL-HARQ-ACK_IE |
|
中继链路反馈IE |
{RIUC |
4 |
中继信息实体标识码 |
Length |
8 |
本IE的长度 |
RSID_Num |
4 |
本IE包含的RSID个数 |
for i=1to RSID_Num |
|
|
{RSIDi |
6 |
|
Bit_Number_Indicator_i} |
2 |
指示Bitmap中包含多少比特的反馈信息0x00-Bit_Number=10x01-Bit_Number=20x10-Bit_Number=40x11-Bit_Number=6 |
Bitmap |
Variable |
反馈信息位图,总比特数等于各RSID对应的反馈比特数之和 |
Padding} |
|
填充比特,使得整个IE包含整数字节 |
表3
其中,RIUC用来表明该消息是中继反馈消息;Bit_Number_Indicator_i表示位图中有多个bit位是分配给RSIDi的,要保证分配的bit位大于等于需要向RSIDi反馈的中继HARQ数据块数目,多出的bit位可以填0,或填1,或随机填0或1。
Bitmap为反馈信息位图,即对接收来自不同站点的HARQ数据块的反馈信息。各反馈比特按照RSID在RL-HARQ-ACK_IE出现的先后顺序排列。例如,对RSID1的反馈对应着Bitmap中的第1~Bit_Number_1比特,对RSID2的反馈对应着Bit_Number_1+1~Bit_Number_1+Bit_Number_2比特,以次类推。例如,Bit_Number_1=3,Bit_Number_2=1,...,Bit_Number_n=2。
图21为本发明实施方式中HARQ反馈消息的位图信息编码方式的示意图。如图21所示,站点接收到收到从某个RS发送的RL-HARQ-ACK_IE后,从中找到自己对应的反馈比特位,便知道自己发送的中继转发数据块是否被相应的站点正确收。
以上为对本发明实施方式中的多跳中继系统结构和多跳中继方法原理的说明,然而,在实际系统中,RS的用途可能不同,这会造成RS能力的不同,即存在不同能力的RS。
对于高能力的RS来说,可以自己管理资源,包括终端子帧和中继子帧的资源管理,如上述实施方式中所述;对于具有部分资源管理能力的RS,例如只能做中继子帧资源管理的RS,也可以按上述实施方式中所述的资源分配方法和数据传输方法来进行多跳中继,但是这种RS不需要发送终端子帧头,或发送与上级站点完全相同的终端子帧帧头,由其上级站点管理其终端子帧的资源;还有一些RS,完全不具有资源管理能力,不仅其终端子帧的资源由上级站点进行管理,中继子帧的资源也由其上级站点进行管理,这种RS只能作为RS级联的最后一跳。
对完全不具备资源管理能力的RS,其不需要发送中继帧头,但其上级RS需要发送中继帧头,且中继帧头中必须指示该RS接收下行中继数据的资源位置,以及发送上行中继数据的资源位置。
如果低能力RS需要级联下一级RS时,则产生中继帧头,否则不产生中继帧头,产生的中继帧头指示了该中继子帧的时频资源分配情况。当低能力RS不产生中继帧头时,其上一跳高能力RS或BS的中继帧头还指示该低能力RS的中继子帧的时频资源分配情况。
其中,高能力RS的终端子帧中包括中继区,用于中继转发数据,该中继区包括中继帧头,用于指示中继区的时频资源分配情况。
下面,结合不同实际情况,对低能力RS的帧格式进行具体说明。
图22为本发明实施方式中低能力RS级联方式1的示意图。如图22所示,接入站点(Access Station,AS)为高能力的RS或BS,低能力RS完全不具有资源管理能力;RS I表示第一类低能力的RS,该类低能力RS不发送终端帧头;RS II表示第二类低能力的RS,该类低能力RS发送与其上级站点完全相同的终端帧头;RS I与RS II都不发送中继帧头;RS I和RS II与AS使用同一频段,且都连接到AS,由AS为RS I和RS II做资源管理,包括终端子帧的资源管理和中继子帧的资源管理,因此,可以降低低能力RS的复杂度。
由于RS I不发送终端帧头,在AS发送终端帧头时RS I需要接收该终端帧头,并根据该终端帧头的指示,为其管辖范围内的MS服务。RS II发送与AS完全相同的终端帧头,这需要AS提前通过中继子帧,将生成的终端帧头发送给RS II,RS II根据该终端帧头的指示,为其管辖范围内的MS服务。
在终端子帧,AS为RS I与RS II做资源管理,并且通过终端帧头指示RS I与RS II为各自管辖范围内的MS服务的资源位置,包括RS I和RS II向各自管辖范围内的MS发送下行数据的资源,以及接收来自各自管辖范围内MS的上行数据的资源。
在中继子帧,RS I与RS II都不发送中继帧头,由AS为RS I与RS II做资源管理,并且通过中继帧头向RS I与RS II指示其中继子帧的资源位置,包括接收下行中继转发数据块和发送上行中继转发数据块的资源位置。
图23为本发明实施方式中低能力RS级联方式2的示意图。如图23所示,AS为高能力的RS或BS,RS I和RS II均为低能力RS,完全不具有资源管理能力;RS I和RS II与AS使用同一频段,且都连接到AS。其中,RSI不发送终端帧头,RS II发送与其上级站点相同的终端帧头,RS I和RS II与AS使用同一频段,且都连接到AS,由AS为RS I和RS II做终端子帧的调度,从而降低了低能力RS的复杂度。
级联方式3中,在第一中继子帧和第二中继子帧,低能力RS处于空闲状态,这样,进一步降低了低能力RS的复杂度。
如图22与图23所示的两种不同级联方法的主要区别在于,图22所示的低能力RS级联方式1中,中继数据通过中继子帧传输,因此可以使用与终端子帧完全不同的资源划分与数据传输方法来传输中继数据;图23所示的低能力RS级联方式2中,中继数据通过终端子帧进行传输,因此中继数据采用的资源划分与数据传输方式与终端子帧完全相同,即采用现有的资源划分与数据传输方法就可以实现中继数据的传输。
从下行终端子帧中划分出一块区域作为下行中继区,用于传输从AS到低能力RS的下行数据;从上行终端子帧中划分出一块区域作为上行中继区,用于传输从低能力RS到AS的上行数据。下行中继区开始部分需要发送中继帧头,中继帧头指示了下行中继区和上行中继区的时频资源分配情况。
对于下行终端子帧,考虑到各RS与它们的接入站点需要分别发送导频,因此各RS与它们的接入站点使用的资源在时间上正交。在上行终端子帧,则只需要时频资源正交即可。
图24为本发明实施方式中低能力RS级联方式3的示意图。如图24所示,AS为高能力的BS或者RS;RS I和RS II均为具有部分资源管理能力的低能力RS,可以做中继子帧的资源管理;其中,RS I不发送终端帧头,RS II发送与其上级站点相同的终端帧头;RS I和RS II与AS使用同一频段,且都连接到AS,由AS为RSI和RSII做终端子帧的资源管理;RS I与RS II不用做终端子帧的资源管理,从而降低了低能力RS的复杂度。
本级联方式中,低能力RS与高能力RS一样,能够通过中继子帧实现多跳中继的相互级联。对于下行终端子帧,考虑到各RS与它们的接入站点需要分别发送导频,因此各RS与它们的接入站点使用的资源在时间上正交。在上行终端子帧,则只需要时频资源正交即可。
以上是对本发明实施方式的多跳中继系统和多跳中继方法在实际应用情况的详细说明。
本发明实施方式的多跳中继系统和多跳中继方法,不但实现了多级RS的相互级联,以及多种能力RS间的多跳级联,还实现了合理的中继传输资源分配、中继传输资源调整、动态中继帧头分配、中继数据传输以及中继反馈,保证了多跳中继的可靠性、实用性,使得本发明实施方式的技术方案能够有效地实现多跳中继传输。
以上所述仅为本发明较佳实施方式而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明实施方式的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换以及改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。