專利名稱：基于ofdma－fdd的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于OFDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
IEEE 802.16為第一個(gè)寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)主要包括兩個(gè)版本一個(gè)為802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶固定無線接入版本802.16-2004，另一個(gè)為802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶移動無線接入版本802.16e。在802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)中僅定義了兩種網(wǎng)元，具體為BS(基站)和SS(用戶站)；在802.16e標(biāo)準(zhǔn)中同樣也僅定義了兩種網(wǎng)元，具體為BS和MSS(移動用戶站)。
目前802.16Multihop Relay SG(802.16多跳中轉(zhuǎn)研究組)僅提出了WiMAX(微波接入全球互通)的RS(中轉(zhuǎn)站)的概念，所述的RS的一個(gè)重要的作用是作為BS與SS/MSS間的中轉(zhuǎn)通信實(shí)體，從而擴(kuò)大BS的覆蓋范圍或增加用戶站的吞吐量。
另外，目前，在通信系統(tǒng)中，如802.16系統(tǒng)中通常采用OFDM(正交頻分復(fù)用)或OFDMA(正交頻分復(fù)用接入)技術(shù)進(jìn)行通信。在OFDM或OFDMA系統(tǒng)的一個(gè)信道(Channel)中，其OFDM或OFDMA符號由子載波(Subcarrier)構(gòu)成，子載波的數(shù)目決定了FFT變換的點(diǎn)數(shù)。組成一個(gè)子信道(Subchannel)的子載波可以相鄰，也可以不相鄰，圖1給出了子載波相鄰的示例。
在通信系統(tǒng)中，按傳送數(shù)據(jù)的種類可以將子載波劃分為以下幾種
1、數(shù)據(jù)子載波用于傳數(shù)據(jù)的子載波；2、導(dǎo)頻子載波用于傳導(dǎo)頻的子載波；3、空子載波不用于傳任何數(shù)的子載波，包括保護(hù)帶(Guard Band)和直流子載波(DC Subcarrier)。
在OFDM或OFDMA系統(tǒng)，不同的用戶劃分上行鏈路的FFT(快速傅氏變換)空間，每個(gè)用戶在一個(gè)或多個(gè)子信道上傳輸。子信道的劃分是一種FDMA方式，所有的有效子載波被分成若干子載波集，每一個(gè)子載波集稱為一個(gè)子信道(subchannel)。
在劃分子信道過程中，主要采用以下三種方法第一種是將載波劃分成連續(xù)的組，這種實(shí)現(xiàn)起來最簡單，且相鄰子信道干擾較小，但是獲得到的頻率分集的效果較差。
第二種是不同子信道的載波以規(guī)則的方式交織，這種頻率分集效果較好，但是系統(tǒng)對子信道間干擾較為敏感。
第三種是對第二種的改進(jìn)，即不同子信道的載波以偽隨機(jī)的方式交織，通過不同的基站使用不同的序列改變碼從而減少了基站間的干擾。
在802.16標(biāo)準(zhǔn)中，對于授權(quán)頻段，雙工方式可以是FDD(頻分雙工)和TDD(時(shí)分雙工)，F(xiàn)DD方式的SS可以是半雙工FDD，而對于免授權(quán)的頻段，雙工方式只能是TDD。FDD下的802.16OFDMA(或SOFDMA)幀結(jié)構(gòu)，如圖2所示。在802.16OFDMA(或SOFDMA)方式中，OFDMA(或SOFDMA)中的PHY突發(fā)(burst)被分配了一組相鄰的子信道和一組OFDMA符號(symbol)。
在物理信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以幀(Frame)的格式傳輸。每幀包括下行子幀(DL subframe，圖2中簡寫為DL)和上行子幀(UL subframe，圖2中簡寫為DL)。FDD模式下，下行子幀和上行子幀采用不同頻率傳輸，如圖2中，DL采用頻率f1，UL采用頻率f2。
一個(gè)burst在上行可以分配給一個(gè)SS/MSS(或一組用戶)，在下行可以由BS作為一個(gè)發(fā)送單元發(fā)給SS/MSS。上行SS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求等都通過Ranging subchannel進(jìn)行。下行子幀有一個(gè)前導(dǎo)碼(preamble)開始，用于物理同步；之后是FCH，用來指定緊隨在FCH之后的一個(gè)或多個(gè)下行Burst的profile及其長度。然后是DL-MAP(下行映射表)和UL-MAP(上行映射表)消息，DL-MAP用于指示下行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)，UL-MAP用于指示上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)。
雖然，上述OFDM或OFDMA技術(shù)結(jié)構(gòu)能夠滿足通信系統(tǒng)中的通信需要，但是，對于包含RS的中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，目前還沒有相應(yīng)技術(shù)能夠滿足相應(yīng)的中轉(zhuǎn)通信的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于雙OFDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及方法，以在通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)基于RS的中轉(zhuǎn)通信，并可以有效避免可能存在的各種干擾。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于OFDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，包括基站BS、中轉(zhuǎn)站RS和用戶終端，所述的RS分別提供有與BS和用戶終端通信的接口，且在所述RS中包括第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)和第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)，其中，RS中的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)包含的第一OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和第一OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理單元與用戶終端中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層單元和OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對應(yīng)并保持收發(fā)幀同步；RS中的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)包含的第二OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和第二OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理單元與BS中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層單元和OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對應(yīng)并保持收發(fā)幀同步。
所述的BS中還設(shè)置有與上一級設(shè)備連接的有線傳輸處理單元。
所述的BS、RS和用戶終端中還分別設(shè)置有相應(yīng)的OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層單元。
所述的BS還提供與用戶終端通信的接口，所述BS通過采用預(yù)定的信道編碼和調(diào)制方式，或者，采用預(yù)定的發(fā)射功率值將前導(dǎo)碼Preamble、幀控制頭FCH、下行映射表DL-MAP和上行映射表UL-MAP信息直接從該接口發(fā)送給用戶終端。
本發(fā)明還提供了一種在實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，包括A、在OFDMA系統(tǒng)的基站BS物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀和上行子幀中分別采用時(shí)分復(fù)用TDM方式設(shè)置下行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行中轉(zhuǎn)區(qū)，在中轉(zhuǎn)站RS第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀和下行子幀中分別設(shè)置下行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行中轉(zhuǎn)區(qū)，用于定義BS與RS之間中轉(zhuǎn)子信道和OFDMA符號組合；B、在BS、RS與用戶終端之間基于所述設(shè)置的BS和RS的上、下行物理層幀采用FDD進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)通信。
所述的步驟A還包括在BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)對應(yīng)的期間，用戶終端不設(shè)置發(fā)送子信道和OFDMA符號組合，RS不設(shè)置任何接收子信道和OFDMA符號組合；在BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)對應(yīng)的期間，RS不設(shè)置任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
本發(fā)明中，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，多個(gè)RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)之間通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享下行或上行中轉(zhuǎn)區(qū)，不同的RS第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)僅在下行或上行中轉(zhuǎn)區(qū)中相應(yīng)的子信道和OFDMA符號組合中接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。
所述的步驟A包括
在BS的物理幀結(jié)構(gòu)的下行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)中設(shè)置下行中轉(zhuǎn)廣播子信道，用于定義由BS廣播給RS的下行信道和OFDMA符號組合，廣播相應(yīng)的廣播報(bào)文；在RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理幀結(jié)構(gòu)的上行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)中設(shè)置下行中轉(zhuǎn)廣播子信道，用于定義接收BS下行中轉(zhuǎn)廣播信道的RS上行子信道和OFDMA符號組合，接收相應(yīng)的廣播報(bào)文。
所述的步驟A還包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀中設(shè)置中轉(zhuǎn)測距子信道，用于定義RS的初始接入測距、周期性測距、帶寬請求的BS中轉(zhuǎn)測距接收子信道和OFDMA符號組合；在RS第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀中設(shè)置中轉(zhuǎn)測距發(fā)送子信道，用于定義RS的初始接入測距、周期性測距、帶寬請求的RS中轉(zhuǎn)測距發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
所述的BS的中轉(zhuǎn)測距子信道和RS的中轉(zhuǎn)測距發(fā)送子信道對應(yīng)設(shè)置，并保持嚴(yán)格同步。
所述的步驟A還包括在BS，或BS和RS第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀中設(shè)置下行幀頭，具體設(shè)置于下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的子信道和發(fā)送指示信息的子信道和OFDMA符號組合，用于指示BS，或BS和RS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各子信道的位置和使用方法profile，其中，RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭在時(shí)間上滯后于BS的下行幀頭，且在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭期間，BS不能設(shè)置下行子幀發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
所述的所述的下行子幀包括正交頻分復(fù)用或單載波幀中的前導(dǎo)碼preamble、幀控制頭FCH burst、下行映射表DL-MAP和/或上行映射表UL-MAP。
所述的步驟A還包括RS的第一OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)的下行子幀頭在時(shí)間上滯后于BS的下行幀頭，且在RS的下行幀頭期間，BS的下行子幀不能安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合；和/或，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭期間，其它RS第一FDD無線收發(fā)機(jī)不能設(shè)置下行子幀發(fā)送子信道和OFDMA符號組合；或，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，不同RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀頭在時(shí)間上完全重疊，嚴(yán)格同步，且下行子幀頭內(nèi)容必須相同。
所述的步驟A還包括在RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀中設(shè)置下行子幀頭接收，用于定義RS接收BS下行幀頭的子信道和OFDMA符號組合，且該下行幀頭接收與BS的下行幀頭需完全重疊和嚴(yán)格同步。
所述的步驟A還包括在BS和RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀中設(shè)置測距子信道，用于定義用戶終端的被接收測距、周期性測距、帶寬請求的RS測距接收子信道和OFDMA符號組合。
所述的步驟A還包括在BS或RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀中除下行子幀頭、BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)和RS的第一OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)在BS的下行子幀頭、BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)的對應(yīng)期間外，BS和不同的RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享下行子幀的余下部分。
所述的步驟A包括在BS或RS的第一OFDMA-FDD無線接收機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀中，除BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)和RS的第一OFDMA-FDD無線接收機(jī)在BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)對應(yīng)期間外，BS和不同的RS通過不同的子信道和OFDMA符合組合共享上行子幀的其余部分。
所述的步驟A包括除下行幀頭、測距子信道外，各子信道和OFDMA符號組合或區(qū)不要求必需設(shè)置于每一幀中。
所述的步驟B包括在BS、RS和用戶終端之間基于設(shè)置的BS和RS的上、下行物理層幀中包含的上下行中轉(zhuǎn)區(qū)、上下行中轉(zhuǎn)廣播子信道、下行子幀頭、下行子幀頭接收和/或測距子信道進(jìn)行消息的交互，實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信。
本發(fā)明還提供了一種無線中轉(zhuǎn)通信的實(shí)現(xiàn)方法，包括由BS到用戶終端的下行通信過程C、BS在BS的下行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)向RS發(fā)送數(shù)據(jù)，RS通過RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行子幀中的下行中轉(zhuǎn)區(qū)接收所述數(shù)據(jù)；D、RS在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀發(fā)送數(shù)據(jù)組用戶終端；由用戶終端到BS的上行通信過程E、通過由用戶終端在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行子幀中發(fā)送上行數(shù)據(jù)，且RS接收所述數(shù)據(jù)；F、RS在RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)下行子幀上行中轉(zhuǎn)區(qū)發(fā)送上行中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，且BS在BS的上行子幀的上行中轉(zhuǎn)區(qū)接收所述中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
所述由BS到用戶終端的下行通信過程還包括BS和RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)分別在各自的下行子幀的下行子幀頭的第一個(gè)符號發(fā)送前導(dǎo)碼，接收前導(dǎo)碼的RS或用戶終端與BS或RS同步。
本發(fā)明中，在發(fā)送所述前導(dǎo)碼之后，還包括所述的BS或RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)還要發(fā)送幀控制頭FCH、下行映射表DL-MAP和上行映射表UL-MAP信息，接收各信息的RS或用戶終端根據(jù)各信息確定各個(gè)突發(fā)的子信道和/或符號位置和使用方法信息。
所述的步驟C還包括BS在BS下行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)的下行中轉(zhuǎn)廣播子信道向RS發(fā)送廣播消息，RS通過RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)上行子幀中的下行中轉(zhuǎn)廣播子信道接收所述消息。
所述的步驟C還包括當(dāng)BS與用戶終端之間可以直接通信時(shí)，BS將下行子幀頭廣播采用預(yù)定的信道編碼和調(diào)制方式，或采用預(yù)定的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)射功率，直接由BS發(fā)給用戶終端。
本發(fā)明中，由BS到用戶終端的下行通信過程還包括用戶終端接收BS下行子幀的下行子幀頭中的前導(dǎo)碼，并與BS同步；用戶終端接收BS發(fā)來的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，并獲得BS和RS的各個(gè)突發(fā)的子信道和/或符號位置和使用方法信息。
所述的由用戶終端到BS的上行通信過程還包括用戶終端接收RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀的下行子幀頭的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，確定RS的各個(gè)突發(fā)子信道及符號位置和使用方法信息；或者，用戶終端接收BS的下行子幀的下行子幀頭的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，確定BS和RS的各個(gè)突發(fā)子信道及符號位置和使用方法信息；RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)接收BS下行子幀中的下行子幀頭的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，獲得BS各個(gè)突發(fā)子信道及符號位置和使用方法信息。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過引入TDM與OFDMA相結(jié)合的機(jī)制，定義BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)，從而可以支持OFDMA(或SOFDMA)無線高級中轉(zhuǎn)模式，即MS/SS可以通過RS進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)接入BS；同時(shí)還可以支持OFDMA(或SOFDMA)無線簡化中轉(zhuǎn)模式，即BS的下行數(shù)據(jù)報(bào)文或除DL-MAP、UL-MAP外的消息報(bào)文，可以通過RS中轉(zhuǎn)；BS的上行其它突發(fā)，除MS/SS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求報(bào)文外，可以通過RS中轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)還可以有效保證RS和BS、MS/SS間在TDM-OFDMA-FDD方式的通信，并避免中轉(zhuǎn)通信過程中可能出現(xiàn)的各種干擾。


圖1為OFDMA符號子載波相鄰情況示意圖；圖2為基于FDD的通信系統(tǒng)中OFDMA幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為BS和RS的中轉(zhuǎn)通信模式示意圖一；圖4為BS和RS的中轉(zhuǎn)通信模式示意圖二；圖5為本發(fā)明所述的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為通信系統(tǒng)中可能存在的同頻干擾模式示意圖；圖7為本發(fā)明提供的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖一；圖8為本發(fā)明提供的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖二。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的RS和BS、MS/SS的高級中轉(zhuǎn)通信模式，如圖3所示，RS和BS、MS/SS間采用TDM-OFDMA-FDD方式通信，BS和RS下行采用頻率f2，BS和RS上行采用頻率f1；MS/SS通過RS進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)接入BS，RS作為一個(gè)MS/SS接入BS。
在圖3中，所述的RS需有兩套FDD無線收發(fā)機(jī)，即圖3中FDD收發(fā)機(jī)1和FDD收發(fā)機(jī)2，具體為第一套發(fā)射機(jī)TX1工作于頻率f1，接收機(jī)RX1工作于頻率f2；第二套發(fā)射機(jī)TX2工作于頻率f2，接收機(jī)RX2工作于頻率f1。
另外，在圖3中，DLBS為BS的物理層幀的下行子幀，由BS到SS/MSBS或RS，ULBS為BS的物理層幀的上行子幀，由SS/MSBS或RS到BS，SS/MSBS、RS的第二套無線收發(fā)機(jī)和BS保持收發(fā)幀同步；DLRS為RS的物理層幀的下行子幀，由BS到SS/MSRS或RS，ULRS為RS的物理層幀的上行子幀，由SS/MSRS或RS到BS，SS/MSRS和RS的第一套無線收發(fā)機(jī)保持收發(fā)幀同步。
本發(fā)明的RS和BS、MS/SS的簡化中轉(zhuǎn)通信模式，如圖4所示。相應(yīng)的RS同樣需有兩套FDD無線收發(fā)機(jī)第一套發(fā)射機(jī)TX1工作于頻率f1，接收機(jī)RX1工作于頻率f2；第二套發(fā)射機(jī)TX2工作于頻率f2，接收機(jī)RX2工作于頻率f1。而且，在圖4中，DLBS為BS的物理層幀的下行幀，由BS到SS/MSBS或RS，ULBS為BS的物理層幀的上行幀，由SS/MSBS或RS到BS；SS/MSBS或SS/MSRS、RS的第二套無線收發(fā)機(jī)和BS保持收發(fā)幀同步。DLRS為RS的物理層幀的下行幀，由BS到SS/MSRS或RS，ULRS為RS的物理層幀的上行幀，由SS/MSRS或RS到BS。其中，DLBS的下行廣播突發(fā)(Broadcast Burst)，如Preamble、FCH、DL-MAP、UL-MAP，直接由BS發(fā)給MS/SS，不通過RS中轉(zhuǎn)；MS/SS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求通過ULBS的測距子信道Ranging Subchannel，直接由MS/SS發(fā)給BS，不通過RS中轉(zhuǎn)；對于DLBS的下行其它突發(fā)，如數(shù)據(jù)報(bào)文或除DL-MAP、UL-MAP外的消息報(bào)文，不能直接由BS發(fā)給MS/SS，必須通過RS中轉(zhuǎn)；ULBS的上行其它突發(fā)，如除MS/SS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求報(bào)文外，不能直接由MS/SS發(fā)給BS，必須通過RS中轉(zhuǎn)。
本發(fā)明提供了一種包括BS、RS和SS/MS無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，分別采用兩種通信模式高級中轉(zhuǎn)模式和簡化中轉(zhuǎn)模式，具體如圖5所示其中，BS包括
有線傳輸處理單元能夠與上一級設(shè)備(如基站控制器)或分別與一組基站設(shè)備建立通信，并與上一級設(shè)備或各基站設(shè)備之間進(jìn)行信息的交互；OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)用于同RS或SS/MS以O(shè)FDMA-FDD方式進(jìn)行無線通信，由OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元、OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元和OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元組成。
OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元(頻率為f1)分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)2物理層處理單元或SS/MS中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；對于簡化中轉(zhuǎn)模式，本單元對DLBS的下行子幀頭廣播(如Preamble、FCH、DL-MAP、UL-MAP)采用比其它發(fā)送數(shù)據(jù)可靠性更高的信道編碼和調(diào)制方式(如二進(jìn)制相移鍵控BPSK)，或采用比其它發(fā)送數(shù)據(jù)更高的發(fā)射功率，直接由BS發(fā)給MS/SS，不通過RS中轉(zhuǎn)；OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元(頻率為f2)分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中的OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)2物理層處理單元或SS/MS中的OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元對來自O(shè)FDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元或有線傳輸處理單元的數(shù)據(jù)，作OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給有線傳輸處理單元或OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元。
圖中的RS包括OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)1和2用于同BS或SS/MS以O(shè)FDMA-FDD方式進(jìn)行無線通信，由OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)1和2的物理層處理單元、OFDMA-FDD無線接收機(jī)1和2的物理層處理單元和OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元組成。
OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)2物理層處理單元(頻率為f2)，即第二OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的BS中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)1物理層處理單元(頻率為f1)，即第一OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的SS/MS中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；OFDMA-FDD無線接收機(jī)2物理層處理單元(頻率為f1)，即第二OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的BS中的OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；OFDMA-FDD無線接收機(jī)1物理層處理單元(頻率為f2)，即第一OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的SS/MS中的OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元對來自O(shè)FDMA-FDD無線接收機(jī)1和/或2物理層處理單元的數(shù)據(jù)，作OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)1和/或2物理層處理單元。
其中，所述的OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)1和OFDMA-FDD無線接收機(jī)1為第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)，所述的OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)2和OFDMA-FDD無線接收機(jī)2為第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)。
圖中的SS/MS包括
OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)用于同RS或BS以O(shè)FDMA-FDD方式進(jìn)行無線通信，由OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元、OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元和OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元組成。
OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中OFDMA-FDD無線接收機(jī)1物理層處理單元或BS OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；對于簡化中轉(zhuǎn)模式，本單元對ULBS的上行隨機(jī)接入(Random Access)時(shí)隙(或稱為競爭時(shí)隙Contention slot)，如初始Ranging競爭時(shí)隙和帶寬請求競爭時(shí)隙，或MS/SS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求通過ULBS的測距子信道Ranging Subchannel，采用比其它發(fā)送數(shù)據(jù)可靠性更高的信道編碼和調(diào)制方式(如二進(jìn)制相移鍵控BPSK)，或采用比其它發(fā)送數(shù)據(jù)更高的發(fā)射功率，直接由MS/SS發(fā)給BS，不通過RS中轉(zhuǎn)；OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元分別與OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)1物理層處理單元或BS中的OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元對來自O(shè)FDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元或用戶的數(shù)據(jù)，作OFDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給用戶或OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元。
在FDD通信模式下，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信可能會存在如圖6(a)-(d)所示的4種情況的相互干擾。其中，TX表示發(fā)送模塊，RX表示接收模塊。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)基于RS的中轉(zhuǎn)通信，則需要設(shè)置合理的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)，從而保證中轉(zhuǎn)通信過程能夠可靠地實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，還可以有效避免圖4中可能存在的各種干擾。
下面將對本發(fā)明提供的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。
為實(shí)現(xiàn)基于RS的中轉(zhuǎn)通信功能，則需要在BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行如下的設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行子幀DLBS中采用TDM(時(shí)分復(fù)用)技術(shù)，增加DL Relay Zone(下行中轉(zhuǎn)區(qū))，用于定義由BS傳給RS的BS下行中轉(zhuǎn)子信道和OFDMA符號組合；本發(fā)明中，對于多RS的情況，則多RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享DL Relay Zone；2、在RS的頻率為f1的第二套無線接收機(jī)RX2的物理層幀結(jié)構(gòu)中采用TDM技術(shù)，開辟DL Relay Zone(下行中轉(zhuǎn)區(qū))，用于定義RS接收BS的DL Relay Zone的中轉(zhuǎn)子信道和OFDMA符號組合；對于多RS的情況，則多RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享DL Relay Zone，不同的RS RX2只在DL Relay Zone中相應(yīng)的子信道和OFDMA符號組合中接收BS的中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，在其它子信道和OFDMA符號組合則不安排接收；3、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行子幀ULBS中采用TDM技術(shù)，增加UL Relay Zone(上行中轉(zhuǎn)區(qū))，用于定義由RS傳給BS的BS上行中轉(zhuǎn)子信道和OFDMA符號組合；對于多RS的情況，多RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享ULRelay Zone；4、在RS的頻率為f2的第二套無線發(fā)射機(jī)TX2的物理層幀結(jié)構(gòu)中采用TDM技術(shù)，開辟UL Relay Zone(上行中轉(zhuǎn)區(qū))，用于定義RS接收BS的UL Relay Zone的中轉(zhuǎn)子信道和OFDMA符號組合；對于多RS的情況，多RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享ULRelay Zone，不同的RS TX2只在UL Relay Zone中相應(yīng)的子信道和OFDMA符號組合中發(fā)送BS的中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其它子信道和OFDMA符號組合不能安排發(fā)送。
在BS UL Relay Zone對應(yīng)的期間，SS/MSBS、SS/MSRS不安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合，RS不安排任何接收子信道和OFDMA符號組合，以避免“SS/MSBS到BS”、“SS/MSRS到BS”的干擾；在BS DL Relay Zone對應(yīng)的期間，RS不安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合，避免“RS到RS”的自身干擾。
為保證中轉(zhuǎn)通信過程中BS和RS之間的廣播信息的傳遞，還需要在BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行子幀DLBS的DL Relay Zone中開辟DL Relay Broadcast Subchannel(下行中轉(zhuǎn)廣播子信道)，用于定義由BS廣播給RS的下行子信道和OFDMA符號組合，廣播的信息包括802.16標(biāo)準(zhǔn)定義的DCD(下行信道描述符)、UCD(上行信道描述符)、FPC(快速功率控制)、CLK_CMP(時(shí)鐘比較)廣播報(bào)文；2、在RS的頻率為f1的第二套無線接收機(jī)RX2的物理層幀結(jié)構(gòu)的DL Relay Zone中開辟DL Relay Broadcast Subchannel(下行中轉(zhuǎn)廣播子信道)，用于定義接收BS下行中轉(zhuǎn)廣播時(shí)隙的RS上行子信道和OFDMA符號組合，接收廣播802.16標(biāo)準(zhǔn)定義的DCD、UCD、FPC、CLK_CMP廣播報(bào)文。
本發(fā)明中，還在BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行子幀ULBS的UL Relay Zone中定義Relay Ranging Subchannel(中轉(zhuǎn)測距子信道，簡寫為RRS)，定義用于RS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求的BS中轉(zhuǎn)測距接收子信道和OFDMA符號組合；該中轉(zhuǎn)測距子信道RRS也可作為SS/MSSBS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求測距子信道用；2、在RS的頻率為f2的第二套無線發(fā)射機(jī)TX2的物理層幀結(jié)構(gòu)的DL Relay Zone中開辟Relay Ranging TX Subchannel(中轉(zhuǎn)測距子信道，簡寫為RRS TX)，用于定義RS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求的RS中轉(zhuǎn)測距發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
上述BS的Relay Ranging Subchannel和RS TX2的Relay Ranging TX Subchannel的時(shí)頻關(guān)系必須一一對應(yīng)，嚴(yán)格同步。
而且，在BS或RS TX1的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀中，除DL Header、BS的DL Relay Zone和RX TX1在BS的DL Header、BS的DL Relay Zone的對應(yīng)期間外，BS和不同的RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享下行子幀的其余部分，以避免“RS到SS/MSBS”和“BS到SS/MSRS”的干擾。
在BS或RS RX1的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀中，除BS的UL Relay Zone和RS RX1在BS的UL Relay Zone的對應(yīng)期間外，BS和不同的RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享上行子幀的其余部分，以避免“SS/MSBS到RS”和“SS/MSRS到BS”的干擾。
本發(fā)明中，還在BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行子幀DLBS中定義DL Header(下行子幀頭)，為下行子幀的開始，用于定義發(fā)送用戶同步信息的子信道和OFDMA符號組合和發(fā)送指示信息的子信道和OFDMA符號組合，以指示BS物理層幀結(jié)構(gòu)下行子幀和上行子幀的各子信道和OFDMA符號組合的位置和使用方法profile；所述的同步信息和指示信息具體包括原802.16OFDMA(或SOFDMA)幀中的preamble、FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，使得SS/MSBS、RS和BS保持收發(fā)幀同步；
2、在高級中轉(zhuǎn)模式下，在RS的頻率為f1的第一套無線發(fā)射機(jī)TX1的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀DLRS中定義DL Header(下行子幀頭)，且設(shè)置在下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的子信道和OFDMA符號組合和發(fā)送指示信息的子信道和OFDMA符號組合，以指示RS的第一套無線發(fā)射機(jī)物理層幀結(jié)構(gòu)下行子幀和上行子幀的各子信道和OFDMA符號組合的位置和使用方法profile；所述的同步信息和指示信息同樣包含原802.16OFDMA(或SOFDMA)幀中的preamble、FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，從而使得SS/MSRS和RS保持收發(fā)幀同步。
本發(fā)明中，在高級中轉(zhuǎn)模式下，RS TX1的DL Header在時(shí)間上滯后于BS的DL Header；在RS TX1的DL Header期間，BS的下行子幀DLBS不能安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合，以避免“BS到SS/MSRS”的干擾；在高級中轉(zhuǎn)模式下，在RS TX1的DL Header期間，其它RS TX1的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀DLRS不能安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合，以避免“RS到SS/MSRS”的干擾。
在特殊情況下，如果不同RS TX1的DL Header在時(shí)間上重疊，則必須完全重疊，嚴(yán)格同步，且其內(nèi)容必須相同，避免“RS到SS/MSRS”的干擾。
本發(fā)明中，還在BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行如下設(shè)置1、在RS的頻率為f1的第二套無線接收機(jī)RX2的物理層幀結(jié)構(gòu)中開辟DLHeader RX(下行子幀頭接收)，用于定義接收BS的DL Header的子信道和OFDMA符號組合；RS的兩套FDD收發(fā)機(jī)根據(jù)DL Header RX Slot接收到的preamble和BS取得頻率和/或符號同步。
BS的DL Header和RS RX2的DL Header RX的時(shí)頻關(guān)系必須一一對應(yīng)、嚴(yán)格同步。
本發(fā)明中，還在BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行子幀ULBS中定義Ranging Subchannel(測距子信道)，定義用于SS/MSSBS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求的BS測距接收子信道和OFDMA符號組合；2、在高級中轉(zhuǎn)模式下，在RS的頻率為f2的第一套無線接收機(jī)RX1的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀ULRS中定義Ranging Subchannel(測距子信道)，定義用于SS/MSSRS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求的RS測距接收子信道和OFDMA符號組合。
本發(fā)明中，除DL Header、Ranging Subchanhel外，上述定義的子信道和OFDMA符號組合或Zone不一定每幀都必須存在。
根據(jù)上述提供的物理層幀結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了一種BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施方式
，如圖7和圖8所示，其中，圖7為高級中轉(zhuǎn)模式下的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為簡化中轉(zhuǎn)模式下的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，RS、BS的發(fā)送和接收頻率以圖中幀最左端的頻率標(biāo)注為準(zhǔn)，圖中的“NULL”或空白部分為不安排任何接收或發(fā)送的部分。
下面將對圖7和圖8中具體幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述圖中，BS下行子幀DLBS和RS TX1下行子幀DLRS中的Preamble、UL-MAP、DL-MAP和FCH區(qū)域?yàn)镈L Header；RS RX2上行子幀ULRS中的白色豎條形區(qū)域?yàn)镈L Header RX。
BS的DL Relay Zone安排在BS下行子幀DLBS的DL Header之后，所述的DL Relay Zone即為圖中的DL Relay broadcast，DL Relay R#1，#2...部分；BS的UL Relay Zone安排在BS下行子幀DLBS的開始部分，所述的即ULRelay R#1，#2...和RRS TX部分。在BS UL Relay Zone對應(yīng)的期間，SS/MSBS、SS/MSRS不安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合，RS不安排任何接收子信道和OFDMA符號組合；在BS DL Relay Zone對應(yīng)的期間，RS不安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
PHY突發(fā)(burst)被分配了一組相鄰的子信道和一組OFDMA符號(symbol)，BS和不同的RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享下行子幀的其余部分。
本發(fā)明還提供了具體的基于上述設(shè)置的BS的RS的物理層幀結(jié)構(gòu)的OFDMA中轉(zhuǎn)通信的處理流程，相應(yīng)的處理流程包括由BS到用戶終端的下行中轉(zhuǎn)通信處理流程，以及由用戶終端到BS的上行中轉(zhuǎn)通信處理流程。
下面首先對下行中轉(zhuǎn)Downlink relay通信處理流程進(jìn)行說明，該下行流程包括兩個(gè)處理階段，第一階段為由BS至RS的通信過程，第二階段則為由RS至用戶終端的處理過程，具體為(一)第一階段(BS-＞RS)在該階段中，高級中轉(zhuǎn)模式和簡化中轉(zhuǎn)模式下均采用相同的處理；1、BS在頻率為f1的下行子幀DLBS的DL Header中的第一個(gè)符號symbol發(fā)送前導(dǎo)碼preamble；2、RS#1通過RS RX2頻率為f1的DL Header RX接收BS下行子幀DLBS的DL Header中的前導(dǎo)碼preamble，和BS取得同步；3、BS在頻率為f1的下行子幀DLBS的DL Header的preamble之后中發(fā)送FCH，DL-MAP，以及UL-MAP信息；4、RS#1通過RS RX2頻率為f1的DL Header RX接收下行子幀DLBS的DLHaader的FCH，DL-MAP，及UL-MAP信息，獲得BS下行和上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)信息；
5、BS利用頻率為f1的下行子幀DLBS的DL Relay Zone的DL Relay broadcast發(fā)送廣播消息message；6、BS在頻率為f1的下行子幀DLBS的DL Relay Zone的DL Relay RS#1中發(fā)送下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data給RS#1；7、RS#1通過RS RX2頻率為f1的DL RB接收BS下行子幀DLBS的DL Relay Zone的DL Relay broadcast中的廣播消息message，其中可以包含需要RS#1中轉(zhuǎn)廣播的消息；8、RS#1通過RS RX2頻率為f1的DL Relay Zone接收BS下行子幀DLBS的DL Relay Zone的DL Relay RS#1中下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data。
(二)第二階段(RS-＞MS/SS)對于高級中轉(zhuǎn)模式，該階段的處理包括1、RS#1 TX1在下行子幀DLRS頻率為f1的DL Header中的第一個(gè)符號symbol發(fā)送前導(dǎo)碼preamble；2、MS/SS接收RS#1 TX1下行子幀DLRS的DL Header中的前導(dǎo)碼preamble，和RS#1取得同步；3、RS#1 TX1在下行子幀DLRS頻率為f1的DL Header的preamble之后中發(fā)送FCH，DL-MAP，UL-MAP；其中，RS#1的FCH，DL-MAP，UL-MAP可以在第一階段的步驟6中由BS發(fā)送給RS#1；4、MS/SS接收RS#1 TX1下行子幀DLRS的DL Header的FCH，DL-MAP，以及UL-MAP信息，獲得RS#1第一套無線發(fā)射機(jī)下行和上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)信息；5、RS#1 TX1在下行子幀DLRS中，在除DL Header、DL Relay Zone外的時(shí)頻區(qū)間，以頻率f1發(fā)送下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data給MS/SS，所述的中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)在步驟6中已由BS發(fā)送給RS#1；6、MS/SS從相應(yīng)時(shí)頻區(qū)間接收RS#1 TX1下行子幀DLRS中的下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data。
對于簡化中轉(zhuǎn)模式，該階段的處理過程具體包括1、MS/SS接收BS下行子幀DLBS的DL Header中的前導(dǎo)碼preamble，從而與BS取得同步；2、MS/SS接收BS下行子幀DLBS的DL Header的FCH，DL-MAP，以及UL-MAP信息，獲得BS和RS#1下行和上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)信息；3、RS#1 TX1在下行子幀DLRS中，在除DL Header、DL Relay Zone外的時(shí)頻區(qū)間，以頻率f1發(fā)送下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data給MS/SS，所述的中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)在第一階段的步驟6中已由BS發(fā)送給RS#1；4、MS/SS從相應(yīng)時(shí)頻區(qū)間接收RS#1 TX1下行子幀DLRS中的下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data。
下面再對上行中轉(zhuǎn)Uplink relay通信處理流程進(jìn)行說明，該上行流程同樣包括兩個(gè)處理階段，第一階段為由用戶終端至RS的通信過程，第二階段則為由RS至BS的處理過程，具體為(一)第一階段(MS/SS-＞RS)該階段中，對于高級中轉(zhuǎn)模式，則相應(yīng)的處理過程包括1、MS/SS MS/SS接收RS#1 TX1下行子幀DLRS頻率為f1的DL Header的FCH，DL-MAP，UL-MAP，獲得RS#1第一套無線發(fā)射機(jī)下行和上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)信息；2、MS/SS在RS RX1上行子幀ULRS中，在除BS UL Relay Zone對應(yīng)期間外的時(shí)頻區(qū)間，以頻率f2發(fā)送上行通信數(shù)據(jù)traffic data給RS#1；3、RS#1 RX1以頻率f2從相應(yīng)時(shí)頻區(qū)間接收MS/SS上行子幀(ULRS)中的上行通信數(shù)據(jù)traffic data。
該階段中，對于簡化中轉(zhuǎn)模式，則相應(yīng)的處理過程包括1、MS/SS MS/SS接收BS下行子幀DLBS頻率為f1的DL Header的FCH，DL-MAP，UL-MAP，獲得BS和RS#1第一套無線發(fā)射機(jī)下行和上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)信息；2、MS/SS在RS RX1上行子幀ULRS中，在除BS UL Relay Zone對應(yīng)期間外的時(shí)頻區(qū)間，以頻率f2發(fā)送上行通信數(shù)據(jù)traffic data給RS#1；3、RS#1 RX1以頻率f2從相應(yīng)時(shí)頻區(qū)間接收MS/SS上行子幀ULRS中的上行通信數(shù)據(jù)traffic data。
(二)第二階段(RS-＞BS)在該階段中，高級中轉(zhuǎn)模式和簡化中轉(zhuǎn)模式采用相同的處理方式；1、RS#1 RX2接收BS下行子幀DLBS中頻率為f1的DL Header的FCH，DL-MAP，UL-MAP，獲得BS下行和上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號位置和使用方法(profile)信息；2、RS#1 TX2以頻率f2在RS下行子幀DLRS的UL Relay Zone的UL RelayRS#1中發(fā)送上行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data給BS，所述的中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)在第一階段的步驟2中已經(jīng)由BS發(fā)送給RS#1；3、BS在頻率為f2的上行子幀ULBS的UL Relay Zone的UL Relay RS#1中接收S5中的上行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data。
綜上所述，本發(fā)明通過引入TDM與OFDMA相結(jié)合的機(jī)制，定義BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)，以支持OFDMA(或SOFDMA)無線高級中轉(zhuǎn)模式，即MS/SS可以通過RS進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)接入BS；同時(shí)，還可以支持OFDMA(或SOFDMA)無線簡化中轉(zhuǎn)模式，即BS的下行數(shù)據(jù)報(bào)文或除DL-MAP、UL-MAP外的消息報(bào)文，可以通過RS中轉(zhuǎn)；BS的上行其它突發(fā)，除MS/SS的初始接入測距Ranging、周期性測距Ranging、帶寬請求報(bào)文外，可以通過RS中轉(zhuǎn)；本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以有效保證RS和BS、MS/SS間在FDD/TDM/OFDMA方式的通信，同時(shí)，還可以避免以下各種可能存在的干擾1、避免“RS到SS/MSRS”、“RS到SS/MSBS”和“BS到SS/MSRS”的干擾；2、避免“SS/MSBS到BS”、“SS/MSBS到RS”和“SS/MSRS到BS”的干擾；3、避免“RS到RS”的自身干擾。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于OFDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，其特征在于，包括基站BS、中轉(zhuǎn)站RS和用戶終端，所述的RS分別提供有與BS和用戶終端通信的接口，且在所述RS中包括第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)和第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)，其中，RS中的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)包含的第一OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和第一OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理單元與用戶終端中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層單元和OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對應(yīng)并保持收發(fā)幀同步；RS中的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)包含的第二OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和第二OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理單元與BS中的OFDMA-FDD無線接收機(jī)物理層單元和OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對應(yīng)并保持收發(fā)幀同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的BS中還設(shè)置有與上一級設(shè)備連接的有線傳輸處理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的BS、RS和用戶終端中還分別設(shè)置有相應(yīng)的OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于OFDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的BS還提供與用戶終端通信的接口，所述BS通過采用預(yù)定的信道編碼和調(diào)制方式，或者，采用預(yù)定的發(fā)射功率值將前導(dǎo)碼Preamble、幀控制頭FCH、下行映射表DL-MAP和上行映射表UL-MAP信息直接從該接口發(fā)送給用戶終端。
5.一種在實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，包括A、在OFDMA系統(tǒng)的基站BS物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀和上行子幀中分別采用時(shí)分復(fù)用TDM方式設(shè)置下行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行中轉(zhuǎn)區(qū)，在中轉(zhuǎn)站RS第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀和下行子幀中分別設(shè)置下行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行中轉(zhuǎn)區(qū)，用于定義BS與RS之間中轉(zhuǎn)子信道和OFDMA符號組合；B、在BS、RS與用戶終端之間基于所述設(shè)置的BS和RS的上、下行物理層幀采用FDD進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括在BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)對應(yīng)的期間，用戶終端不設(shè)置發(fā)送子信道和OFDMA符號組合，RS不設(shè)置任何接收子信道和OFDMA符號組合；在BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)對應(yīng)的期間，RS不設(shè)置任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，多個(gè)RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)之間通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享下行或上行中轉(zhuǎn)區(qū)，不同的RS第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)僅在下行或上行中轉(zhuǎn)區(qū)中相應(yīng)的子信道和OFDMA符號組合中接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在BS的物理幀結(jié)構(gòu)的下行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)中設(shè)置下行中轉(zhuǎn)廣播子信道，用于定義由BS廣播給RS的下行信道和OFDMA符號組合，廣播相應(yīng)的廣播報(bào)文；在RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理幀結(jié)構(gòu)的上行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)中設(shè)置下行中轉(zhuǎn)廣播子信道，用于定義接收BS下行中轉(zhuǎn)廣播信道的RS上行子信道和OFDMA符號組合，接收相應(yīng)的廣播報(bào)文。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀中設(shè)置中轉(zhuǎn)測距子信道，用于定義RS的初始接入測距、周期性測距、帶寬請求的BS中轉(zhuǎn)測距接收子信道和OFDMA符號組合；在RS第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀中設(shè)置中轉(zhuǎn)測距發(fā)送子信道，用于定義RS的初始接入測距、周期性測距、帶寬請求的RS中轉(zhuǎn)測距發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的BS的中轉(zhuǎn)測距子信道和RS的中轉(zhuǎn)測距發(fā)送子信道對應(yīng)設(shè)置，并保持嚴(yán)格同步。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括在BS，或BS和RS第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀中設(shè)置下行幀頭，具體設(shè)置于下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的子信道和發(fā)送指示信息的子信道和OFDMA符號組合，用于指示BS，或BS和RS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各子信道的位置和使用方法profile，其中，RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭在時(shí)間上滯后于BS的下行幀頭，且在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭期間，BS不能設(shè)置下行子幀發(fā)送子信道和OFDMA符號組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于中轉(zhuǎn)站實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)的方法，其特征在于，所述的所述的下行子幀包括正交頻分復(fù)用或單載波幀中的前導(dǎo)碼preamble、幀控制頭FCH burst、下行映射表DL-MAP和/或上行映射表UL-MAP。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于中轉(zhuǎn)站實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括RS的第一OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)的下行子幀頭在時(shí)間上滯后于BS的下行幀頭，且在RS的下行幀頭期間，BS的下行子幀不能安排任何發(fā)送子信道和OFDMA符號組合；和/或，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭期間，其它RS第一FDD無線收發(fā)機(jī)不能設(shè)置下行子幀發(fā)送子信道和OFDMA符號組合；或，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，不同RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀頭在時(shí)間上完全重疊，嚴(yán)格同步，且下行子幀頭內(nèi)容必須相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括在RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀中設(shè)置下行子幀頭接收，用于定義RS接收BS下行幀頭的子信道和OFDMA符號組合，且該下行幀頭接收與BS的下行幀頭需完全重疊和嚴(yán)格同步。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括在BS和RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀中設(shè)置測距子信道，用于定義用戶終端的被接收測距、周期性測距、帶寬請求的RS測距接收子信道和OFDMA符號組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求5至15任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括在BS或RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀中除下行子幀頭、BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)和RS的第一OFDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)在BS的下行子幀頭、BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)的對應(yīng)期間外，BS和不同的RS通過不同的子信道和OFDMA符號組合共享下行子幀的余下部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求5至15任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在BS或RS的第一OFDMA-FDD無線接收機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀中，除BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)和RS的第一OFDMA-FDD無線接收機(jī)在BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)對應(yīng)期間外，BS和不同的RS通過不同的子信道和OFDMA符合組合共享上行子幀的其余部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求5至15任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的步驟A包括除下行幀頭、測距子信道外，各子信道和OFDMA符號組合或區(qū)不要求必需設(shè)置于每一幀中。
19.根據(jù)權(quán)利要求5至15任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的步驟B包括在BS、RS和用戶終端之間基于設(shè)置的BS和RS的上、下行物理層幀中包含的上下行中轉(zhuǎn)區(qū)、上下行中轉(zhuǎn)廣播子信道、下行子幀頭、下行子幀頭接收和/或測距子信道進(jìn)行消息的交互，實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信。
20.一種無線中轉(zhuǎn)通信的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括由BS到用戶終端的下行通信過程C、BS在BS的下行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)向RS發(fā)送數(shù)據(jù)，RS通過RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行子幀中的下行中轉(zhuǎn)區(qū)接收所述數(shù)據(jù)；D、RS在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀發(fā)送數(shù)據(jù)組用戶終端；由用戶終端到BS的上行通信過程E、通過由用戶終端在RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行子幀中發(fā)送上行數(shù)據(jù)，且RS接收所述數(shù)據(jù)；F、RS在RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)下行子幀上行中轉(zhuǎn)區(qū)發(fā)送上行中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，且BS在BS的上行子幀的上行中轉(zhuǎn)區(qū)接收所述中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述由BS到用戶終端的下行通信過程還包括BS和RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)分別在各自的下行子幀的下行子幀頭的第一個(gè)符號發(fā)送前導(dǎo)碼，接收前導(dǎo)碼的RS或用戶終端與BS或RS同步。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在發(fā)送所述前導(dǎo)碼之后，還包括所述的BS或RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)還要發(fā)送幀控制頭FCH、下行映射表DL-MAP和上行映射表UL-MAP信息，接收各信息的RS或用戶終端根據(jù)各信息確定各個(gè)突發(fā)的子信道和/或符號位置和使用方法信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求20、21或22所述的方法，其特征在于，所述的步驟C還包括BS在BS下行子幀的下行中轉(zhuǎn)區(qū)的下行中轉(zhuǎn)廣播子信道向RS發(fā)送廣播消息，RS通過RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)上行子幀中的下行中轉(zhuǎn)廣播子信道接收所述消息。
24.根據(jù)權(quán)利要求20、21或22所述的方法，其特征在于，所述的步驟C還包括當(dāng)BS與用戶終端之間可以直接通信時(shí)，BS將下行子幀頭廣播采用預(yù)定的信道編碼和調(diào)制方式，或采用預(yù)定的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)射功率，直接由BS發(fā)給用戶終端。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，由BS到用戶終端的下行通信過程還包括用戶終端接收BS下行子幀的下行子幀頭中的前導(dǎo)碼，并與BS同步；用戶終端接收BS發(fā)來的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，并獲得BS和RS的各個(gè)突發(fā)的子信道和/或符號位置和使用方法信息。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述的由用戶終端到BS的上行通信過程還包括用戶終端接收RS的第一OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀的下行子幀頭的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，確定RS的各個(gè)突發(fā)子信道及符號位置和使用方法信息；或者，用戶終端接收BS的下行子幀的下行子幀頭的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，確定BS和RS的各個(gè)突發(fā)子信道及符號位置和使用方法信息；RS的第二OFDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)接收BS下行子幀中的下行子幀頭的FCH、DL-MAP和UL-MAP信息，獲得BS各個(gè)突發(fā)子信道及符號位置和使用方法信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于OFDMA－FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及方法。本發(fā)明所述系統(tǒng)包括BS(基站)、RS(中轉(zhuǎn)站)和用戶終端，所述方法主要包括在OFDMA系統(tǒng)的基站BS物理層幀結(jié)構(gòu)的下行子幀和上行子幀中分別采用時(shí)分復(fù)用TDM方式設(shè)置下行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行中轉(zhuǎn)區(qū)，在中轉(zhuǎn)站RS的OFDMA－FDD無線收發(fā)機(jī)物理層幀結(jié)構(gòu)的上行子幀和下行子幀中分別設(shè)置下行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行中轉(zhuǎn)區(qū)，用于定義BS與RS之間中轉(zhuǎn)子信道和OFDMA符號組合；之后，在BS、RS與用戶終端之間基于所述設(shè)置的BS和RS的上、下行物理層幀采用FDD進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)通信。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以有效保證RS和BS、用戶終端之間的中轉(zhuǎn)通信，并可以避免中轉(zhuǎn)通信過程中可能出現(xiàn)的各種干擾。
文檔編號H04L5/06GK1960352SQ20051011747
公開日2007年5月9日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者鄭若濱 申請人:華為技術(shù)有限公司