專利名稱：基于tdm/tdma－fdd的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及其通信方法
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TDM/TDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及其通信方法。
背景技術(shù)：
IEEE 802.16為第一個(gè)寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)，其主要包括兩個(gè)版本，一個(gè)是802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶固定無線接入版本802.16-2004，另一個(gè)是802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶移動(dòng)無線接入版本802.16e。802.16-2004僅定義了兩種網(wǎng)元，BS(基站)和SS(用戶站)；同樣，802.16e也僅定義了兩種網(wǎng)元，BS和MSS(移動(dòng)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)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)，擴(kuò)大BS的覆蓋范圍或增加用戶站的吞吐量。為了支持RS實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，BS、RS和MS/SS均需要采用合理的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的物理層幀結(jié)構(gòu)。
目前，尚沒有一種可以滿足中轉(zhuǎn)通信需要的中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)。
下面再對(duì)中轉(zhuǎn)通信過程中可能采用的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
在802.16標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)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(duì)于免授權(quán)的頻段，雙工方式只能是TDD。FDD方式的多址方式下行只有TDM(時(shí)分復(fù)用)，上行都是采用TDMA(時(shí)分復(fù)用接入)。
FDD下的802.16OFDM(正交頻分復(fù))或SC(單載波)幀結(jié)構(gòu)，如圖1所示。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)和上行子幀(UL subframe)。FDD模式下，下行子幀和上行子幀采用不同頻率傳輸。一個(gè)下行子幀只有一個(gè)下行物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(DL PHY PDU)，而一個(gè)上行子幀包含按以下順序的時(shí)隙初始Ranging競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙(Contention slot for initial ranging)、帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙(Contention slot for BW requests)和一個(gè)或多個(gè)上行物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(UL PHYPDU)，每個(gè)UL PHY PDU來自不同的用戶站(SS)。
下行PHY PDU開始是一個(gè)前導(dǎo)碼(preamble)，用于物理同步；之后是FCH突發(fā)(burst)，F(xiàn)CH包括DL_Frame_Prefix(DLFP，下行幀前綴)，用來指定緊隨在FCH之后的一個(gè)或多個(gè)下行Burst的profile(使用方法)及其長度。DL-MAP(下行映射表)消息如果在當(dāng)前幀發(fā)送，將是跟在FCH后面的第一個(gè)MAC PDU。UL-MAP(下行映射表)緊跟在DL-MAP(如果發(fā)送的話)或者DLFP后面。如果DCD(下行信道描述符)和UCD(上行信道描述符)消息在幀中發(fā)送，則將緊跟在DL-MAP和UL-MAP后面。DL-MAP、UL-MAP、DCD和UCD將在DLBurst#1發(fā)送。其它burst的位置和profile由DL-MAP指定。如果是OFDM物理層的DL PHYburst，為了得到OFDM符號(hào)的整數(shù)倍，有效的載荷后面不足的會(huì)用0xFF字節(jié)來補(bǔ)充(Pad)。
雖然，上述幀結(jié)構(gòu)能夠保證通信系統(tǒng)中的通信需要，但是，對(duì)于包含RS的中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，圖1所示的幀結(jié)構(gòu)并不能滿足中轉(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TDM/TDMA-FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸方法，從而可以為包含RS的中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)提供相應(yīng)的合理的組網(wǎng)方式，同時(shí)，本發(fā)明還提供了相應(yīng)的物理層幀結(jié)構(gòu)，以便于中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
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)明還提供了一種基于TDM/TDMA-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中包括第一時(shí)分復(fù)用TDM/時(shí)分復(fù)用接入TDMA-頻分雙工FDD無線收發(fā)機(jī)和第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)，其中，RS中的第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)包含的TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和TDMA-FDD無線接收機(jī)物理單元與用戶終端中的TDM-FDD無線接收機(jī)物理層單元和TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對(duì)應(yīng)并保持收發(fā)幀同步，RS中的第二無線TDM/TDMA-FDD收發(fā)機(jī)包含的TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和TDM-FDD無線接收機(jī)物理單元與BS中的TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層單元和TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對(duì)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(jí)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TDM-TDMA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)明還提供了一種基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，包括A、在基于FDD的BS的物理層幀結(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RS的第二TDM/TDMA-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和RS間進(jìn)行信息交互的時(shí)隙；B、在BS、RS和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方式進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)通信。
所述的BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)與RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行中轉(zhuǎn)區(qū)的時(shí)隙和頻率關(guān)系對(duì)應(yīng)，所述的BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)和RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行中轉(zhuǎn)區(qū)的時(shí)隙和頻率關(guān)系對(duì)應(yīng)，而且，在BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)對(duì)應(yīng)的期間，用戶終端不安排任何發(fā)送時(shí)隙，RS不安排任何接收時(shí)隙。
所述的步驟A包括在BS或RS的第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行中轉(zhuǎn)區(qū)中設(shè)置下行中轉(zhuǎn)廣播時(shí)隙，用于定義BS廣播給RS的下行時(shí)隙，以及RS接收BS下行中轉(zhuǎn)廣播時(shí)隙的上行時(shí)隙。
所述的步驟A包括在BS或RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀中設(shè)置下行干擾時(shí)隙，用于定義BS和RS各自覆蓋區(qū)域中的下行數(shù)據(jù)時(shí)隙，所述的各自覆蓋的區(qū)域包括僅由BS和RS各自覆蓋的重疊區(qū)域，或者，包括由BS和RS各自覆蓋的不重疊區(qū)域以及BS和RS各自覆蓋的重疊區(qū)域。
所述的步驟A還包括BS的下行幀中設(shè)置的下行干擾時(shí)隙與RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀中定義的下行干擾時(shí)隙在時(shí)隙上不重疊。
所述的步驟A包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀中設(shè)置下行幀頭時(shí)隙，定義為下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的時(shí)隙和發(fā)送指示信息的時(shí)隙，用來指示BS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各時(shí)隙的位置及使用方法。
所述的步驟A包括當(dāng)BS無法與RS覆蓋下的用戶終端直接通信時(shí)，則在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀中設(shè)置下行幀頭時(shí)隙，定義為下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的時(shí)隙和發(fā)送指示信息的時(shí)隙，用來指示RS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各時(shí)隙的位置及使用方法。
所述的步驟A包括RS的下行幀頭時(shí)隙在時(shí)間上滯后于BS的下行幀頭時(shí)隙，且RS的下行幀頭時(shí)隙不能與BS的下行幀頭時(shí)隙、下行中轉(zhuǎn)區(qū)和下行干擾時(shí)隙重疊。
所述的步驟A包括當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，RS的下行幀頭時(shí)隙不能與其他RS的下行幀頭時(shí)隙和下行干擾時(shí)隙重疊，或，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，不同RS的下行幀頭時(shí)隙在時(shí)間上重疊，則要求完全重疊同步，且下行幀頭時(shí)隙內(nèi)容必須相同，RS的下行幀頭時(shí)隙不能與其他RS的下行干擾時(shí)隙重疊。
所述的步驟A包括在RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)中設(shè)置下行幀頭接收時(shí)隙，用于定義接收BS的下行幀頭時(shí)隙的時(shí)刻，且要求該RS的下行幀頭接收時(shí)隙與BS的下行幀頭時(shí)隙完全重疊同步。
所述的步驟A包括在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)中的上行幀中設(shè)置上行干擾時(shí)隙，用于定義BS和RS各自覆蓋區(qū)域下的上行數(shù)據(jù)時(shí)隙，所述的各自覆蓋的區(qū)域包括僅由BS和RS各自覆蓋的重疊區(qū)域，或者，包括由BS和RS各自覆蓋的不重疊區(qū)域以及BS和RS各自覆蓋的重疊覆蓋的區(qū)域。
所述的BS的上行幀中設(shè)置的上行干擾時(shí)隙與RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行幀中設(shè)置的上行干擾時(shí)隙在時(shí)間上相互不重疊。
所述的步驟A包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行幀中設(shè)置的上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，包括初始測(cè)距競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。
所述的步驟A還包括當(dāng)BS無法與RS覆蓋區(qū)域中的用戶終端直接通信時(shí)，則在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行幀中設(shè)置上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，包括初始測(cè)距競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。
所述的步驟A還包括
在RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行幀中設(shè)置上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙，用于定義RS發(fā)送的用于競(jìng)爭(zhēng)BS的上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的時(shí)刻。
所述的BS的上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和RS的上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙之間的時(shí)隙和頻率關(guān)系完全重疊同步，而且，RS的上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙不能與BS的上行幀的上行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行干擾時(shí)隙重疊。
所述的步驟A包括當(dāng)在通信系統(tǒng)中存在多個(gè)RS時(shí)，則多個(gè)RS之間采用TDM方式共享上行、下行中轉(zhuǎn)區(qū)、下行干擾時(shí)隙或上行干擾時(shí)隙。
所述的步驟地A包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀或上行幀中，或者，在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀或上行幀中，設(shè)置下行無干擾時(shí)隙或上行無干擾時(shí)隙，用于定義僅由BS或RS各自覆蓋的不重疊區(qū)域的下行或上行數(shù)據(jù)時(shí)隙。
所述的步驟A包括BS的下行無干擾時(shí)隙和RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行無干擾時(shí)隙，以及BS的上行無干擾時(shí)隙和RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行無干擾時(shí)隙均可以重疊設(shè)置。
所述的RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭時(shí)隙在時(shí)間上需位于BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀的下行無干擾時(shí)隙內(nèi)。
所述的步驟A包括所述的下行幀頭時(shí)隙和上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙設(shè)置為存在于BS和RS每一幀中，所述的下行中轉(zhuǎn)區(qū)、上行中轉(zhuǎn)區(qū)、下行干擾時(shí)隙、上行干擾時(shí)隙、RS的上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙、下行無干擾時(shí)隙和上行無干擾時(shí)隙則不設(shè)置為存在于每一幀中。
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)、上下行干擾區(qū)、下行幀頭時(shí)隙和/或上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行消息的交互，實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信。
本發(fā)明中還提供了一種基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，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第二TDM/TDMA-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第一TDM/TDMA-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、通過用戶終端在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行子幀中發(fā)送待發(fā)送的上行數(shù)據(jù)，且由RS的第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)接收所述數(shù)據(jù)；F、RS在RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀的上行中轉(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/或RS第一FDD無線收發(fā)機(jī)分別在各自對(duì)應(yīng)的下行子幀的下行子幀頭的第一個(gè)符號(hào)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和/或RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)還要發(fā)送FCH、DL-MAP和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)的時(shí)隙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第二TDM/TDMA-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。
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)的時(shí)隙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第一TDM/TDMA-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)的時(shí)隙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)的時(shí)隙位置和使用方法信息；RS第二TDM/TDMA-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)的時(shí)隙位置和使用方法信息。
本發(fā)明中，所述的BS、RS和用戶終端之間還基于正交頻分復(fù)用OFDM進(jìn)行中轉(zhuǎn)通信。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了兩種基于FDD的中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，具體包括支持OFDM(或SC)無線高級(jí)中轉(zhuǎn)模式，即MS/SS可以通過RS進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)接入BS；以及支持OFDM(或SC)無線簡(jiǎn)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的上行時(shí)隙，除初始Ranging競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙外，可以通過RS中轉(zhuǎn)。因此，本發(fā)明為基于RS的中轉(zhuǎn)通信的具體實(shí)現(xiàn)提供了可行的組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方案。
本發(fā)明還通過定義BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)，使得在本發(fā)明提供的組網(wǎng)中能夠可靠地通過RS實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)交互。有效保證RS和BS、MS/SS間在TDM/TDMA-FDD方式的通信。本發(fā)明可以有效避免以下干擾1、RS到SS/MSRS、RS到SS/MSBS和BS到SS/MSRS的干擾；2、SS/MSBS到BS、SS/MSBS到RS和SS/MSRS到BS的干擾；3、RS到RS的自身干擾。


圖1為基于FDD的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為上行單RS情況的RS和BS、MS/SS的通信系統(tǒng)模型示意圖；圖3為下行單RS情況的RS和BS、MS/SS的通信系統(tǒng)模型示意圖；圖4為多RS情況的RS和BS、MS/SS的通信系統(tǒng)模型示意圖；圖5為同頻干擾模式示意圖；圖6為BS和RS高級(jí)中轉(zhuǎn)通信模式示意圖；圖7為BS和RS簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)通信模式示意圖；圖8為本發(fā)明提供的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為高級(jí)中轉(zhuǎn)通信模式下的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)通信模式下的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖一；圖12為BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖二。
具體實(shí)施例方式
對(duì)于包含RS和BS、MS/SS的通信系統(tǒng)模型如圖2、圖3和圖4所示，圖2為下行單RS的情況，圖3為上行單RS的情況，圖4則為多RS的情況。在該通信系統(tǒng)模型中，RS和BS、MS/SS間采用TDM(時(shí)分復(fù)用)/TDMA(時(shí)分復(fù)用接入)-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，從而實(shí)現(xiàn)頻分雙工，即FDD。其中，RS作為一個(gè)MS/SS接入BS，對(duì)于高級(jí)中轉(zhuǎn)模式，MS/SS通過RS進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)接入BS。在FDD模式下，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信可能會(huì)存在如圖5(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。
為便于后續(xù)描述，在圖2至圖4中，將BS的覆蓋區(qū)域分成3個(gè)區(qū)1區(qū)僅BS能下行覆蓋，不存在RS到屬于BS的MS/SS(圖2中為MSBS)的干擾；2區(qū)BS和RS都能下行覆蓋，存在“RS到SS/MSBS”和“BS到SS/MSRS”的干擾；3區(qū)僅RS能下行覆蓋，不存在BS到屬于RS的MS/SS(圖2中為MSRS)的干擾。
在圖4中，BS和RS1的重疊區(qū)為RS1的2區(qū)，而BS和RS2的重疊區(qū)為RS2的2區(qū)。
本發(fā)明還將圖2到圖4中的RS的覆蓋區(qū)域分成3個(gè)區(qū)11區(qū)僅BS能上行覆蓋，不存在“SS/MSRS到BS”的干擾；22區(qū)BS和RS都能上行覆蓋，存在“SS/MSBS到RS”和“SS/MSRS到BS”的干擾；33區(qū)僅RS能上行覆蓋，不存在“SS/MSBS到RS”的干擾。
在圖4中，BS和RS1的重疊區(qū)為RS1的22區(qū)，而BS和RS2的重疊區(qū)為RS2的22區(qū)。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)進(jìn)行說明，本發(fā)明具體包括高級(jí)中轉(zhuǎn)通信模式下的通信系統(tǒng)和簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)通信模式下的通信系統(tǒng)。
本發(fā)明提供的RS和BS、MS/SS高級(jí)中轉(zhuǎn)通信模式如圖6所示，在高級(jí)中轉(zhuǎn)通信模式下，BS無法與RS覆蓋區(qū)域中的用戶終端直接通信。在圖6中，所述的RS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。DLBS為BS的物理層幀的下行幀，由BS到SS/MSBS(BS覆蓋下的用戶終端)或RS，ULBS為BS的物理層幀的上行幀，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的物理層幀的下行幀，由BS到SS/MSRS(RS覆蓋下的用戶終端)或RS，ULRS為RS的物理層幀的上行幀，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。
而且，本發(fā)明所述的系統(tǒng)中的BS、RS和SS/MS之間基于OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)實(shí)現(xiàn)中轉(zhuǎn)通信。
本發(fā)明提供的RS和BS、MS/SS簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)通信模式如圖7所示。在簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)通信模式下，BS可以與RS覆蓋區(qū)域中的用戶終端(即SS/MSRS)直接通信。在圖7中，所述的RS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。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/SSRS，不通過RS中轉(zhuǎn)；ULBS的上行隨機(jī)接入(Random Access)時(shí)隙(或稱為競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙Contention slot)，如初始Ranging競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，直接由MS/SS發(fā)給BS，不通過RS中轉(zhuǎn)；對(duì)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/SSRS，必須通過RS中轉(zhuǎn)；ULRS的上行其它時(shí)隙，如除初始Ranging競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙外的時(shí)隙，不能直接由MS/SSRS發(fā)給BS，必須通過RS中轉(zhuǎn)交互。
下面將結(jié)合附圖對(duì)兩系統(tǒng)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
本發(fā)明提供了一種BS、RS和SS/MS中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)，分別采用兩種通信模式高級(jí)中轉(zhuǎn)模式和簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式，具體如圖8所示。
其中，所述的BS的具體結(jié)構(gòu)包括有線傳輸處理單元能夠與上一級(jí)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(jí)設(shè)備或各基站設(shè)備之間進(jìn)行信息的交互；TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)用于同RS或SS/MS以TDM/TDMA-FDD方式進(jìn)行無線通信，具體由TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元、TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元和TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元組成，其中TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元(頻率為f1)分別與TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中的TDM-FDD無線接收機(jī)1物理層處理單元或SS/MS中的TDM-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；對(duì)于簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式，本單元對(duì)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)；TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元(頻率為f2)分別與TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中的TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)1物理層處理單元或SS/MS中的TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元對(duì)來自TDMA-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TDM-TDMA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TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元。
圖中，所述的RS具體包括TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)1和2用于同BS或SS/MS以TDM/TDMA-FDD方式進(jìn)行無線通信，具體由TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)1和TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)2的物理層處理單元、TDMA-FDD無線接收機(jī)1和TDM-FDD無線接收機(jī)2的物理層處理單元和TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元組成，所述的TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)1和TDMA-FDD無線接收機(jī)1的物理層處理單元組成第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)，所述的TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)2和TDM-FDD無線接收機(jī)2的物理層處理單元組成第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)。其中TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)2物理層處理單元(頻率為f2)，即第二TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元分別與TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的BS中的TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)1物理層處理單元(頻率為f1)，即第一TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元分別與TDM-TDMA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TDM-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；TDM-FDD無線接收機(jī)2物理層處理單元(頻率為f1)，即第二TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元分別與TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的BS中的TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；TDMA-FDD無線接收機(jī)1物理層處理單元(頻率為f2)，即第一TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元分別與TDM-TDMA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TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元對(duì)來自TDM-FDD無線接收機(jī)1和/或TDMA-FDD無線接收機(jī)2物理層處理單元的數(shù)據(jù)，作TDM-TDMA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TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)1和/或TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)2物理層處理單元。
圖中，所述的SS/MS具體包括TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)用于同RS或BS以TDM/TDMA-FDD方式進(jìn)行無線通信，由TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元、TDM-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元和TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元組成。
TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元分別與TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中TDMA-FDD無線接收機(jī)1物理層處理單元或BS TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；對(duì)于簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式，本單元對(duì)ULBS的上行隨機(jī)接入(Random Access)時(shí)隙(或稱為競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙Contention slot)，如初始Ranging競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，或MS/SS的初始接入測(cè)距Ranging、周期性測(cè)距Ranging、帶寬請(qǐng)求通過ULBS的測(cè)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)；TDM-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元分別與TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層及可與其通信的RS中TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)2物理層處理單元或BS中的TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元進(jìn)行無線通信；TDM-TDMA無線收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層處理單元對(duì)來自TDM-FDD無線接收機(jī)物理層處理單元或用戶的數(shù)據(jù)，作TDM-TDMA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TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層處理單元。
為保證可靠地通信，還需要設(shè)置相應(yīng)的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)，之后，才可以基于相應(yīng)的物理層幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)無線通信系統(tǒng)中的中轉(zhuǎn)通信。
為此，下面將對(duì)本發(fā)明中物理層幀結(jié)構(gòu)的具體設(shè)置方式進(jìn)行描述首先，為實(shí)現(xiàn)通過RS的中轉(zhuǎn)通信，相應(yīng)的BS和RS的物理幀結(jié)構(gòu)為1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行幀DLBS中增加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)數(shù)據(jù)時(shí)隙；對(duì)于如圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM(時(shí)分復(fù)用)的方式共享DLRelay 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)數(shù)據(jù)時(shí)隙；同樣，對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享DL RelayZone；3、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行幀ULBS中增加UL Relay Zone(上行中轉(zhuǎn)區(qū))，用于定義將由RS傳給BS的BS上行中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)時(shí)隙；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享UL Relay 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)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)數(shù)據(jù)時(shí)隙；
對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享UL Relay Zone。
在上述物理層幀結(jié)構(gòu)中，BS的DL Relay Zone和RS RX2的DL Relay Zone的時(shí)隙和頻率關(guān)系必須一一對(duì)應(yīng)；BS的UL Relay Zone和RS TX2的UL Relay Zone的時(shí)隙和頻率關(guān)系必須一一對(duì)應(yīng)。
在BS UL Relay Zone對(duì)應(yīng)的期間，SS/MSBS、SS/MSRS不可以安排任何發(fā)送時(shí)隙，同時(shí)，RS也不可以安排任何接收時(shí)隙，目的是為了避免SS/MSBS到BS、SS/MSRS到BS的干擾；在BS DLRelay Zone對(duì)應(yīng)的期間，RS不安排任何發(fā)送時(shí)隙，以避免RS到RS的自身干擾。
同時(shí)，為保證廣播消息的中轉(zhuǎn)發(fā)送，所述的物理層幀結(jié)構(gòu)包括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 RelayBroadcast Slot(下行中轉(zhuǎn)廣播時(shí)隙，簡(jiǎn)寫為DL RB)，用于定義由BS廣播給RS的下行時(shí)隙，廣播802.16標(biāo)準(zhǔn)定義的DCD(下行信道描述符)、UCB(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)的的DL Relay Zone中開辟DL Relay Broadcast RX Slot(下行中轉(zhuǎn)廣播接收時(shí)隙，簡(jiǎn)寫為DL RB RX)，用于定義接收BS下行中轉(zhuǎn)廣播時(shí)隙的RS上行時(shí)隙，接收802.16標(biāo)準(zhǔn)定義的DCD、UCD、FPC、CLK_CMP廣播報(bào)文。
本發(fā)明中，在所述的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中還進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行幀DLBS中定義DL Interference Slot(下行干擾時(shí)隙)，用于定義BS下行覆蓋“1區(qū)”和“2區(qū)”的BS下行數(shù)據(jù)時(shí)隙；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享DL InterferenceSlot，以避免“RS到SS/MSRS”的干擾；2、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)的下行幀DLRS中定義DLInterference Slot(下行干擾時(shí)隙)，用于定義RS下行覆蓋“1區(qū)”和“2區(qū)”的RS下行數(shù)據(jù)時(shí)隙；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享DL InterferenceSlot，避免RS到SS/MSRS的干擾；其中，BS的DL Interference Slot不能與RS TX1的DL Interference Slot在時(shí)隙上相重疊，避免“RS到SS/MSBS”和“BS到SS/MSRS”的干擾。
本發(fā)明中，在所述的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中還進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行幀DLBS中定義DL Header Slot(下行幀頭時(shí)隙)，定義設(shè)置為下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的時(shí)隙和發(fā)送指示信息的時(shí)隙，以指示BS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各時(shí)隙的位置和使用方法profile；所述的同步信息和指示信息包含原802.16OFDM(正交頻分復(fù)用)或SC(單載波)幀中的preamble、FCH burst及由DLFP指定的緊隨在FCH之后的一個(gè)或多個(gè)下行Burst(包括DL-MAP、UL-MAP)，SS/MSBS、RS和BS保持收發(fā)幀同步；2、在高級(jí)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)的下行幀DLRS中定義DL Header Slot(下行幀頭時(shí)隙)，設(shè)置為下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的時(shí)隙和發(fā)送指示信息的時(shí)隙，以指示RS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各時(shí)隙的位置和使用方法profile；同樣，所述的同步信息和指示信息包含原802.16OFDM(或SC)幀中的preamble、FCHburst及由DLFP指定的緊隨在FCH之后的一個(gè)或多個(gè)下行Burst(包括DL-MAP、UL-MAP)，SS/MSRS和RS保持收發(fā)幀同步；在高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下，RS TX1的DL Header Slot在時(shí)間上滯后于BS的DL Header Slot，且不能和BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀DLBS的DL Header Slot、DL Delay Zone和DLInterference Slot重疊；在高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下，RS TX1的DL Header Slot在時(shí)間上不能和其它RS TX1的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀DLRS的DL Header Slot、DL Interference Slot重疊，避免RS到SS/MSRS的干擾；或者，如果不同RS TX1的DL Header Slot在時(shí)間上重疊，則必須保證完全重疊，嚴(yán)格同步，且DL Header Slot的內(nèi)容必須相同，避免RS到SS/MSRS的干擾；3、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)的中開辟DL Header RXSlot(下行幀頭接收時(shí)隙)，用于定義接收BS的DL Header Slot的時(shí)隙；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(hào)同步。
需要說明的是BS的DL Header Slot和RS RX2的DL Header RX Slot的時(shí)隙關(guān)系必須完全重疊，且嚴(yán)格同步。
本發(fā)明中，在所述的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中還進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行幀ULBS中定義UL Interference Slot(上行干擾時(shí)隙)，用于定義BS上行覆蓋“11區(qū)”和“22區(qū)”的BS上行數(shù)據(jù)時(shí)隙；
對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享UL InterferenceSlot，避免“SS/MSRS到RS”的干擾；2、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)的上行幀ULRS中定義ULInterference Slot(上行干擾時(shí)隙)，用于定義RS上行覆蓋“33區(qū)”和“22區(qū)”的RS上行數(shù)據(jù)時(shí)隙；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享UL InterferenceSlot，以避免RS到SS/MSRS的干擾；BS的UL Interference Slot不能與RS RX1的UL Interference Slot在時(shí)隙上相重疊，以避免“SS/MSBS到RS”和“SS/MSRS到BS”的干擾。
本發(fā)明中，在所述的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中還進(jìn)行如下設(shè)置1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行幀ULBS中定義UL Contention Slot(上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙)，該時(shí)隙包含了原802.16OFDM(或SC)幀中的包含了初始Ranging競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙；同時(shí)，在高級(jí)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)的上行幀ULRS中也定義了UL Contention Slot(上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙)，該時(shí)隙同樣包含原802.16OFDM(或SC)幀中的包含了初始Ranging競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙；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)的中開辟UL ContentionTX Slot(上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙)，用于定義RS發(fā)送的用于競(jìng)爭(zhēng)BS的UL Contention Slot的時(shí)隙；BS的UL Contention Slot和RS TX2的UL Contention TX Slot的時(shí)隙和頻率關(guān)系必須完全重疊，且嚴(yán)格同步；RS TX2的UL Contention TX Slot不能與BS的上行幀的上行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行干擾時(shí)隙重疊。
在上述物理層幀結(jié)構(gòu)的設(shè)置定義過程中，除DL Header Slot、UL Contention Slot外，上述定義的Slot或Zone不一定每幀都必須存在。
根據(jù)上述本發(fā)明所述物理層幀結(jié)構(gòu)方案，本發(fā)明的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)具體實(shí)施例如圖8和圖9所示，其中，圖8為高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下多RS情況下的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式下多RS情況下的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖。其中，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)。
BS下行幀DLBS和RS TX1下行幀DLRS中的黑色長條形時(shí)隙為DL Header Slot；BS上行幀ULBS和RS RX1上行幀ULRS中的黑色長條形時(shí)隙為UL Contention Slot；RS TX2的TX白色長條形時(shí)隙為UL Contention TX Slot，RS RX2的RX白色長條時(shí)隙為DL Header RX Slot。
BS下行幀DLBS中的TX時(shí)隙為DL Interference Slot(BS下行覆蓋“1區(qū)”和“2區(qū)”)；BS上行幀ULBS中的RX時(shí)隙為UL Interference Slot(BS上行覆蓋“11區(qū)”和“22區(qū)”)；RS TX1下行幀DLRS中的TX時(shí)隙為DL Interference Slot(RS下行覆蓋“3區(qū)”和“2區(qū)”)；RS RX1上行幀ULRS中的RX時(shí)隙為UL Interference Slot(RS上行覆蓋“33區(qū)”和“22區(qū)”)。
BS的DL Relay Zone安排在BS下行幀DLBS的DL Header Slot之后，BS的UL Relay Zone安排在BS下行幀DLBS的UL Contention Slot之后。BS的DL Relay Zone和RS RX2的DL RelayZone的時(shí)隙和頻率關(guān)系一一對(duì)應(yīng)；BS的UL Relay Zone和RS TX2的UL Relay Zone的時(shí)隙和頻率關(guān)系一一對(duì)應(yīng)；在BS UL Relay Zone對(duì)應(yīng)的期間，SS/MSBS、SS/MSRS不安排任何發(fā)送時(shí)隙，RS不安排任何接收時(shí)隙；在BS DL Relay Zone對(duì)應(yīng)的期間，RS不安排任何發(fā)送時(shí)隙。
BS的UL Interference Slot與RS RX1的UL Interference Slot在時(shí)隙上不相重疊，BS的DL Interference Slot與RS TX1的DL Interference Slot在時(shí)隙上不相重疊。
對(duì)于多RS的情況，多RS采用TDM的方式共享DL Relay Zone(即DL RB，DL RelayR#1，#2…部分)、UL Relay Zone(即UL Relay R#1，#2…部分)、DL Interference Slot和UL Interference Slot。
本發(fā)明中還提供了另一種BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)的設(shè)置方案，該實(shí)現(xiàn)方案的主要特點(diǎn)為1、在高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下，RS TX1的DL Header Slot在時(shí)間上滯后于BS的DL HeaderSlot，且不能重疊；RS TX1的DL Header Slot在時(shí)間上必須位于BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀DLBS的DL Non-Interference Slot內(nèi)；2、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行幀DLBS中增加DL Non-Interference Slot(下行無干擾時(shí)隙)，用于定義BS下行覆蓋“1區(qū)”的BS下行數(shù)據(jù)時(shí)隙；3、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)的下行幀DLRS中增加DLNon-Interference Slot(下行無干擾時(shí)隙)，用于定義RS下行覆蓋“3區(qū)”的RS下行數(shù)據(jù)時(shí)隙。
其中，BS的DL Non-Interference Slot與RS的DL Non-Interference Slot在時(shí)隙上可相重疊；3、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行幀ULBS中增加UL Non-Interference Slot(上行無干擾時(shí)隙)，用于定義BS上行覆蓋“11區(qū)”的BS上行數(shù)據(jù)時(shí)隙；4、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)的上行幀ULRS中增加ULNon-Interference Slot(上行無干擾時(shí)隙)，用于定義RS上行覆蓋“33區(qū)”的RS上行數(shù)據(jù)時(shí)隙；其中，BS的UL Non-Interference Slot與RS RX1的UL Non-Inter ference Slot在時(shí)隙上可相重疊。
根據(jù)上述這一物理層幀結(jié)構(gòu)特征，相應(yīng)的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)如圖11所示，即為高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下的中轉(zhuǎn)通信。其中，RS、BS的發(fā)送和接收頻率以圖11中幀最左端的頻率(f1或f2)標(biāo)注為準(zhǔn)。
BS下行幀DLBS和RS TX1下行幀DLRS中的黑色長條形時(shí)隙為DL Header Slot；BS上行幀ULBS和RS RX1上行幀ULRS中的黑色長條形時(shí)隙為UL Contention Slot；RS TX2的TX白色長條形時(shí)隙為UL Contention TX Slot，RS RX2的RX白色長條形時(shí)隙為DL Header RX Slot。
對(duì)于簡(jiǎn)化模式下的中轉(zhuǎn)通信，圖11中RS TX1下行幀DLRS的DL Header Slot和RS RX1上行幀ULRS的UL Contention Slot不存在，其余基本相似。
BS下行幀DLBS中的TX1時(shí)隙為DL Non-Interference Slot(BS下行覆蓋“1區(qū)”)，TX時(shí)隙為DL Interference Slot(BS下行覆蓋“1區(qū)”和“2區(qū)”)；BS上行幀ULBS中的RX1時(shí)隙為UL Non-Interference Slot(BS上行覆蓋“11區(qū)”)，RX時(shí)隙為UL Interference Slot(BS上行覆蓋“11區(qū)”和“22區(qū)”)；RS TX1下行幀DLRS中的TX3時(shí)隙為DL Non-Interference Slot(RS下行覆蓋“3區(qū)”)，TX時(shí)隙為DL Interference Slot(RS下行覆蓋“3區(qū)”和“2區(qū)”)；RS RX1上行幀ULRS中的RX3時(shí)隙為UL Non-Interference Slot(RS上行覆蓋“33區(qū)”)，RX時(shí)隙為UL Interference Slot(RS上行覆蓋“33區(qū)”和“22區(qū)”)。
BS的DL Relay Zone安排在BS下行幀DLBS的DL Header Slot之后，BS的UL Relay Zone安排在BS下行幀DLBS的UL Contention Slot之后。BS的DL Relay Zone和RS RX2的DL RelayZone的時(shí)隙和頻率關(guān)系一一對(duì)應(yīng)；BS的UL Relay Zone和RS TX2的UL Relay Zone的時(shí)隙和頻率關(guān)系一一對(duì)應(yīng)。
而且，在BS UL Relay Zone對(duì)應(yīng)的期間，SS/MSBS、SS/MSRS不安排任何發(fā)送時(shí)隙，RS不安排任何接收時(shí)隙；在BS DL Relay Zone對(duì)應(yīng)的期間，RS不安排任何發(fā)送時(shí)隙。
BS的UL Interference Slot與RS RX1的UL Interference Slot在時(shí)隙上不相重疊，BS的DL Interference Slot與RS TX1的DL Interference Slot在時(shí)隙上不相重疊。
本發(fā)明還提供了第三種BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方案，這一方案與前面描述的第二種方案的區(qū)別在于1、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f1的下行幀DLBS中定義DL Interference Slot(下行干擾時(shí)隙)，用于定義BS下行覆蓋“2區(qū)”的BS下行數(shù)據(jù)時(shí)隙，即用于定義僅由BS覆蓋的區(qū)域；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享DL InterferenceSlot，避免“RS到SS/MSRS”的干擾；2、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)的下行幀DLRS中定義DLInterference Slot(下行干擾時(shí)隙)，用于定義RS下行覆蓋“2區(qū)”的RS下行數(shù)據(jù)時(shí)隙，即用于定義僅由RS覆蓋的區(qū)域；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享DL InterferenceSlot，避免“RS到SS/MSRS”的干擾；3、在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的頻率為f2的上行幀ULBS中定義UL Interference Slot(上行干擾時(shí)隙)，用于定義BS上行覆蓋“22區(qū)”的BS上行數(shù)據(jù)時(shí)隙，即用于定義僅由BS覆蓋的區(qū)域；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享UL InterferenceSlot，避免“SS/MSRS到RS”的干擾；4、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)的上行幀ULRS中定義ULInterference Slot(上行干擾時(shí)隙)，用于定義RS上行覆蓋“22區(qū)”的RS上行數(shù)據(jù)時(shí)隙，即用于定義僅由RS覆蓋的區(qū)域；對(duì)于圖4所示的多RS的情況，所述的多RS之間采用TDM的方式共享UL InterferenceSlot，避免“SS/MSRS到RS”的干擾。
根據(jù)所述的第三種物理層幀結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方案，本發(fā)明提供的相應(yīng)的BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例如圖12所示，即高級(jí)中轉(zhuǎn)通信模式。其中，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)。
BS下行幀DLBS和RS TX1下行幀DLRS中的黑色長條形時(shí)隙為DL Header Slot；BS上行幀ULBS和RS RX1上行幀ULRS中的黑色長條形時(shí)隙為UL Contention Slot；RS TX2的的TX白色長條形時(shí)隙為UL Contention TX Slot，RS RX2的RX白色長條形時(shí)隙為DL Header RX Slot。
對(duì)于簡(jiǎn)化模式，圖12中RS TX1下行幀DLRS的DL Header Slot和RS RX1上行幀ULRS的ULContention Slot不存在，其余類似。
BS下行幀DLBS中的TX1時(shí)隙為DL Non-Interference Slot(BS下行覆蓋“1區(qū)”)，TX2時(shí)隙為DL Interference Slot(BS下行覆蓋“2區(qū)”)；BS上行幀ULBS中的RX1時(shí)隙為UL Non-Interference Slot(BS上行覆蓋“11區(qū)”)，RX2時(shí)隙為UL Interference Slot(BS上行覆蓋“22區(qū)”)；RS TX1下行幀DLRS中的TX3時(shí)隙為DL Non-Interference Slot(RS下行覆蓋“3區(qū)”)，TX2時(shí)隙為DL Interference Slot(RS下行覆蓋“2區(qū)”)；RS RX1上行幀ULRS中的“RX3時(shí)隙”為UL Non-Interference Slot(RS上行覆蓋“33區(qū)”)，RX2時(shí)隙為UL Interference Slot(RS上行覆蓋“22區(qū)”)。
BS的DL Relay Zone安排在BS下行幀DLBS的DL Header Slot之后，BS的UL Relay Zone安排在BS下行幀DLBS的UL Contention Slot之后。BS的DL Relay Zone和RSRX2的DL Relay Zone的時(shí)隙和頻率關(guān)系一一對(duì)應(yīng)；BS的UL Relay Zone和RS TX2的UL Relay Zone的時(shí)隙和頻率關(guān)系一一對(duì)應(yīng)。
在BS UL Relay Zone對(duì)應(yīng)的期間，SS/MSBS、SS/MSRS不安排任何發(fā)送時(shí)隙，RS不安排任何接收時(shí)隙；在BS DL Relay Zone對(duì)應(yīng)的期間，RS不安排任何發(fā)送時(shí)隙。
BS的UL Interference Slot與RS RX1的UL Interference Slot在時(shí)隙上不相重疊，BS的DL Interference Slot與RS TX1的DL Interference Slot在時(shí)隙上不相重疊。BS的DLNon-Interference Slot與RS TX1的DL Non-Interference Slot在時(shí)隙上盡可能相重疊。BS的UL Non-Interference Slot與RS RX1的UL Ron-Interference Slot在時(shí)隙上盡可能相重疊。
本發(fā)明中，還提供了相應(yīng)的TDM/TDMA-FDD中轉(zhuǎn)通信處理流程，具體包括由BS到用戶終端的下行中轉(zhuǎn)通信處理過程，以及由用戶終端到BS的上行中轉(zhuǎn)通信處理過程，下面將分別對(duì)相應(yīng)的通信處理過程進(jìn)行說明。
首先，對(duì)由BS到用戶終端的下行中轉(zhuǎn)Downlink relay通信處理過程進(jìn)行說明，所述下行中轉(zhuǎn)通信處理過程包括由BS到RS的第一階段處理過程和由RS到用戶終端的第二階段處理過程，其中在所述的第一階段(BS-＞RS)處理過程中，高級(jí)中轉(zhuǎn)模式和簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式采用的處理過程相同，具體包括1、BS在頻率為f1的下行子幀DLBS的DL Beader中的發(fā)送前導(dǎo)碼preamble；2、RS#1通過RS RX2頻率為f1的DL Header RX Slot接收BS下行子幀DLBS的DL Header中的前導(dǎo)碼preamble，實(shí)現(xiàn)與BS的同步；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，UL-MAP信息；4、RS#1通過RS RX2頻率為f1的DL Header RX Slot接收下行子幀DLBS的DL Header的FCH，DL-MAP，UL-MAP，獲得BS下行和上行各個(gè)burst的時(shí)隙位置和使用方法(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 Relaybroadcast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；在所述的第二階段(RS-＞MS/SS)處理過程中(1)在高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下，相應(yīng)的處理包括1、RS#1 TX1在下行子幀DLRS頻率為f1的DL Header中發(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信息已經(jīng)在前面第一階段描述的步驟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，UL-MAP，獲得RS#1下行和上行各個(gè)burst的子信道和OFDMA符號(hào)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)隙，以頻率f1發(fā)送下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data給MS/SS，同樣，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 TX1；
6、MS/SS從相應(yīng)時(shí)隙接收RS#1 TX1下行子幀DLRS中的下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data。
(2)在簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式下，相應(yīng)的通信處理過程包括1、MS/SS接收BS下行子幀DLBS的DL Header中的前導(dǎo)碼preamble，和BS取得同步；2、MS/SS接收BS下行子幀DLBS的DL Header的FCH，DL-MAP，UL-MAP，獲得BS和RS#1下行和上行各個(gè)burst的時(shí)隙、子信道和/或OFDMA符號(hào)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)隙，以頻率f1發(fā)送下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data給MS/SS，該中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)已經(jīng)在第一階段的步驟6中由BS發(fā)送給RS#1 TX1；4、MS/SS從相應(yīng)時(shí)隙接收RS#1 TX1下行子幀DLRS中的下行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data。
在所述的上行中轉(zhuǎn)Uplink relay通信處理過程，同樣包括由用戶終端到RS的第一階段處理過程，以及由RS到BS的第二階段處理過程。
在第一階段(MS/SS-＞RS)中轉(zhuǎn)通信處理過程中，具體包括高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下的中轉(zhuǎn)通信和簡(jiǎn)化模式下的中轉(zhuǎn)通信，其中(1)在高級(jí)中轉(zhuǎn)模式下，相應(yīng)的通信處理過程包括1、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 TX1下行和上行各個(gè)burst的時(shí)隙位置和使用方法(profile)信息；2、MS/SS在RS#1 RX1上行子幀ULRS中，在除BS UL Relay Zone對(duì)應(yīng)期間外的時(shí)隙，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)隙接收MS/SS上行子幀ULRS中的上行通信數(shù)據(jù)trafficdata；(2)在簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式下，相應(yīng)的通信處理過程包括1、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的時(shí)隙位置和使用方法(profile)信息；2、MS/SS在RS#1 RX1上行子幀ULRS中，在除BS UL Relay Zone對(duì)應(yīng)期間外的時(shí)隙，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)隙接收MS/SS上行子幀ULRS中的上行通信數(shù)據(jù)trafficdata；在第二階段(RS-＞BS)的中轉(zhuǎn)通信處理過程中，在高級(jí)中轉(zhuǎn)模式和簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式下相應(yīng)的通信處理過程相同，具體包括
1、RS#1 RX2通過RS上行子幀ULRS中頻率為f1的DL Header RX Slot接收BS下行子幀DLBS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(hào)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 Relay RS#1中發(fā)送上行中轉(zhuǎn)通信數(shù)據(jù)traffic data給BS，所述中轉(zhuǎn)通信在上述上行中轉(zhuǎn)通信處理過程的步驟2中已由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。
而且，本發(fā)明所述的中轉(zhuǎn)通信過程中，所述的BS、RS和SS/MS之間基于OFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)中轉(zhuǎn)通信，以提高通信系統(tǒng)的抗多徑干擾性能。
綜上所述，本發(fā)明通過定義BS和RS的物理層幀結(jié)構(gòu)，使得可以支持OFDM(或SC)無線高級(jí)中轉(zhuǎn)模式和無線簡(jiǎn)化中轉(zhuǎn)模式；而且，本發(fā)明還可以有效保證RS和BS、MS/SS間在FDD/TDM/TDMA方式的通信，同時(shí)，還能夠有效各種通信情況下可能存在的干擾。
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TDM/TDMA-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中包括第一時(shí)分復(fù)用TDM/時(shí)分復(fù)用接入TDMA-頻分雙工FDD無線收發(fā)機(jī)和第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)，其中，RS中的第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)包含的TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和TDMA-FDD無線接收機(jī)物理單元與用戶終端中的TDM-FDD無線接收機(jī)物理層單元和TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對(duì)應(yīng)并保持收發(fā)幀同步，RS中的第二無線TDM/TDMA-FDD收發(fā)機(jī)包含的TDMA-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元和TDM-FDD無線接收機(jī)物理單元與BS中的TDMA-FDD無線接收機(jī)物理層單元和TDM-FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元對(duì)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TDM/TDMA-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(jí)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TDM/TDMA-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TDM-TDMA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TDM/TDMA-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。
5.一種基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，包括A、在基于FDD的BS的物理層幀結(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RS的第二TDM/TDMA-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和RS間進(jìn)行信息交互的時(shí)隙；B、在BS、RS和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方式進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的BS的下行中轉(zhuǎn)區(qū)與RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行中轉(zhuǎn)區(qū)的時(shí)隙和頻率關(guān)系對(duì)應(yīng)，所述的BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)和RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行中轉(zhuǎn)區(qū)的時(shí)隙和頻率關(guān)系對(duì)應(yīng)，而且，在BS的上行中轉(zhuǎn)區(qū)對(duì)應(yīng)的期間，用戶終端不安排任何發(fā)送時(shí)隙，RS不安排任何接收時(shí)隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在BS或RS的第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行中轉(zhuǎn)區(qū)中設(shè)置下行中轉(zhuǎn)廣播時(shí)隙，用于定義BS廣播給RS的下行時(shí)隙，以及RS接收BS下行中轉(zhuǎn)廣播時(shí)隙的上行時(shí)隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在BS或RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀中設(shè)置下行干擾時(shí)隙，用于定義BS和RS各自覆蓋區(qū)域中的下行數(shù)據(jù)時(shí)隙，所述的各自覆蓋的區(qū)域包括僅由BS和RS各自覆蓋的重疊區(qū)域，或者，包括由BS和RS各自覆蓋的不重疊區(qū)域以及BS和RS各自覆蓋的重疊區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括BS的下行幀中設(shè)置的下行干擾時(shí)隙與RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀中定義的下行干擾時(shí)隙在時(shí)隙上不重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀中設(shè)置下行幀頭時(shí)隙，定義為下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的時(shí)隙和發(fā)送指示信息的時(shí)隙，用來指示BS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各時(shí)隙的位置及使用方法。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括當(dāng)BS無法與RS覆蓋下的用戶終端直接通信時(shí)，則在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀中設(shè)置下行幀頭時(shí)隙，定義為下行子幀的開始時(shí)刻，用于定義發(fā)送用戶同步信息的時(shí)隙和發(fā)送指示信息的時(shí)隙，用來指示RS物理層幀結(jié)構(gòu)下行幀和上行幀的各時(shí)隙的位置及使用方法。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或11所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括RS的下行幀頭時(shí)隙在時(shí)間上滯后于BS的下行幀頭時(shí)隙，且RS的下行幀頭時(shí)隙不能與BS的下行幀頭時(shí)隙、下行中轉(zhuǎn)區(qū)和下行干擾時(shí)隙重疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或11所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，RS的下行幀頭時(shí)隙不能與其他RS的下行幀頭時(shí)隙和下行干擾時(shí)隙重疊，或，當(dāng)存在多個(gè)RS時(shí)，不同RS的下行幀頭時(shí)隙在時(shí)間上重疊，則要求完全重疊同步，且下行幀頭時(shí)隙內(nèi)容必須相同，RS的下行幀頭時(shí)隙不能與其他RS的下行干擾時(shí)隙重疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的物理層幀結(jié)構(gòu)中設(shè)置下行幀頭接收時(shí)隙，用于定義接收BS的下行幀頭時(shí)隙的時(shí)刻，且要求該RS的下行幀頭接收時(shí)隙與BS的下行幀頭時(shí)隙完全重疊同步。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)中的上行幀中設(shè)置上行干擾時(shí)隙，用于定義BS和RS各自覆蓋區(qū)域下的上行數(shù)據(jù)時(shí)隙，所述的各自覆蓋的區(qū)域包括僅由BS和RS各自覆蓋的重疊區(qū)域，或者，包括由BS和RS各自覆蓋的不重疊區(qū)域以及BS和RS各自覆蓋的重疊覆蓋的區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的BS的上行幀中設(shè)置的上行干擾時(shí)隙與RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行幀中設(shè)置的上行干擾時(shí)隙在時(shí)間上相互不重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的上行幀中設(shè)置的上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，包括初始測(cè)距競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。
18.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括當(dāng)BS無法與RS覆蓋區(qū)域中的用戶終端直接通信時(shí)，則在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行幀中設(shè)置上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，包括初始測(cè)距競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和帶寬請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括在RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行幀中設(shè)置上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙，用于定義RS發(fā)送的用于競(jìng)爭(zhēng)BS的上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的時(shí)刻。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的BS的上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和RS的上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙之間的時(shí)隙和頻率關(guān)系完全重疊同步，而且，RS的上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙不能與BS的上行幀的上行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行干擾時(shí)隙重疊。
21.根據(jù)權(quán)利要求5、6、8、9、15至18任一項(xiàng)所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括當(dāng)在通信系統(tǒng)中存在多個(gè)RS時(shí)，則多個(gè)RS之間采用TDM方式共享上行、下行中轉(zhuǎn)區(qū)、下行干擾時(shí)隙或上行干擾時(shí)隙。
22.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟地A包括在BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀或上行幀中，或者，在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀或上行幀中，設(shè)置下行無干擾時(shí)隙或上行無干擾時(shí)隙，用于定義僅由BS或RS各自覆蓋的不重疊區(qū)域的下行或上行數(shù)據(jù)時(shí)隙。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括BS的下行無干擾時(shí)隙和RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行無干擾時(shí)隙，以及BS的上行無干擾時(shí)隙和RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行無干擾時(shí)隙均可以重疊設(shè)置。
24.根據(jù)權(quán)利要求11或22所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行幀頭時(shí)隙在時(shí)間上需位于BS的物理層幀結(jié)構(gòu)的下行幀的下行無干擾時(shí)隙內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求5、6、8至11、14至18、22任一項(xiàng)所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的步驟A包括所述的下行幀頭時(shí)隙和上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙設(shè)置為存在于BS和RS每一幀中，所述的下行中轉(zhuǎn)區(qū)、上行中轉(zhuǎn)區(qū)、下行干擾時(shí)隙、上行干擾時(shí)隙、RS的上行競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)隙、下行無干擾時(shí)隙和上行無干擾時(shí)隙則不設(shè)置為存在于每一幀中。
26.根據(jù)權(quán)利要求5、6、8至11、14至18、22任一項(xiàng)所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，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)、上下行干擾區(qū)、下行幀頭時(shí)隙和/或上行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行消息的交互，實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信。
27.一種基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，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第二TDM/TDMA-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第一TDM/TDMA-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、通過用戶終端在RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的上行子幀中發(fā)送待發(fā)送的上行數(shù)據(jù)，且由RS的第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)接收所述數(shù)據(jù)；F、RS在RS第二TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)的下行子幀的上行中轉(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)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，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/或RS第一FDD無線收發(fā)機(jī)分別在各自對(duì)應(yīng)的下行子幀的下行子幀頭的第一個(gè)符號(hào)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。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，在發(fā)送所述前導(dǎo)碼之后，還包括所述的BS和/或RS第一TDM/TDMA-FDD無線收發(fā)機(jī)還要發(fā)送FCH、DL-MAP和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)的時(shí)隙位置和使用方法信息。
30.根據(jù)權(quán)利要求27、28或29所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，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第二TDM/TDMA-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。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，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)的時(shí)隙位置和使用方法信息。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，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第一TDM/TDMA-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)的時(shí)隙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)的時(shí)隙位置和使用方法信息；RS第二TDM/TDMA-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)的時(shí)隙位置和使用方法信息。
33.根據(jù)權(quán)利要求27、28、29、31或32所述的基于TDM/TDMA-FDD實(shí)現(xiàn)無線中轉(zhuǎn)通信的方法，其特征在于，所述的BS、RS和用戶終端之間還基于正交頻分復(fù)用OFDM進(jìn)行中轉(zhuǎn)通信。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于FDD的無線中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)及方法。本發(fā)明主要包括BS(基站)、RS(中轉(zhuǎn)站)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中包括兩個(gè)工作于不同頻率的頻分雙工FDD無線發(fā)射機(jī)物理層單元，以及兩個(gè)工作于對(duì)應(yīng)的不同頻率的FDD無線接收機(jī)物理層單元，并且，還在BS或RS的物理層幀結(jié)構(gòu)中分別采用TDM(時(shí)分復(fù)用)方式設(shè)置了相應(yīng)的下行中轉(zhuǎn)區(qū)和上行中轉(zhuǎn)區(qū)，用于定義BS和RS間進(jìn)行信息交互的時(shí)隙；這樣，在BS和RS之間基于所述的上、下行物理層幀采用FDD方式進(jìn)行無線中轉(zhuǎn)通信。因此，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)使得在通信系統(tǒng)中BS和MS/SS之間能夠通過RS實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)交互。同時(shí)，本發(fā)明還可以有效避免通信系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種干擾。
文檔編號(hào)H04L5/00GK1960239SQ200510117478
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司