一种MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法

摘要

本发明公开一种MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法，包括：MR－BS向透明RS或MS传输信号，该信号在MR－BS的下行子帧接入区发送；MR－BS向非透明RS传输信号，该信号在MR－BS下行子帧中继区发送；MR－BS通过其上行子帧接入区和中继区接收MS、透明RS和/或非透明RS信号；透明RS下行子帧中继区接收MR－BS向该透明RS或MS发送信号；透明RS下行子帧中继区接收MR－BS发送给非透明RS信号并发送；透明RS上行子帧中继区接收非透明RS发送信号并发送；非透明RS下行子帧接入区向MS发送信号，该信号是其下行子帧中继区接收MR－BS和/或透明RS的信号；非透明RS上行子帧接入区接收MS信号，并通过其上行子帧中继区向透明RS和/或MR－BS发送信号。达到充分地利用了透明和非透明中继的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法，尤其涉及(通讯)领域的多跳中继(MMR)网络中的帧结构信号传输方法，可以增加系统的吞吐量、提高通信质量、扩大覆盖范围。

背景技术

在现有的IEEE 802.16j工作组提出的多跳中继系统中，一个或数个中继站(Relay Stations，RS)被设置在具有多跳中继能力的基站(MR-BS)和移动站(Mobile Stations，MS)之间，通过信号的连续中继来达到覆盖范围的扩展、消除盲点、改善服务等(参见IEEE 802.16j的基线文档：802.16j-06/026r2)；如图1所示，根据基线文档，中继系统分为透明中继系统和非透明中继系统。

在多跳中继系统中，端到端传输链路由Access Link(接入链路)和Relay Link(中继链路)构成，其中，Access Link为起始或结束于MS的通信链路，Relay Link定义为MR-BS和RS之间或者两个RSs之间的通信链路。Access Zone(接入区)是MR-BS/RS帧中的下行(DL)或上行(UL)子帧的一部分，用于MR-BS/RS向MS传输；Relay Zone(中继区)是MR-BS/RS帧中的下行或上行子帧的一部分，用于MR-BS/RS向RS传输。

在现有的IEEE802.16j的基线文件已经给出了透明中继系统和非透明中继系统的信号传输方法，但并没有给出透明中继和非透明中继共存的信号传输方法，而实际中存在透明中继和非透明中继共存的场景，如图1所示。在现有的IEEE802.16j的提案文档C802.16j-07_178中提出了一个透明与非透明中继共存的传输方法中的帧结构，如图2所示，但是其中透明RS的安静模式(Silent Mode)和发送模式(Transmitter Mode)、以及非透明RS的发送模式(Transmitter Mode)设计不合理，没有充分利用透明RS和非透明RS的监视或者中继功能。

例如，当非透明RS接收来自MR-BS的信号质量不满足要求时，而透明RS处于安静模式，没有该信号的备份，只能由MR-BS进行不断重发，这样降低了系统的速率，甚至无法进行通信。如果非透明RS除了能接收来自MR-BS的信号，还能接收来自透明RS的信号，该信号和MR-BS发给非透明RS的信号包含的信息是一样的，发挥出透明RS的监视和中继的功能，这样非透明RS经过一定的信号处理，能最大限度的保证接收信号的质量，而这是附图2所示设计的帧结构信号无法做到的。

因此，需要设计出更加合理的透明中继和非透明中继共存的信号传输方法，这就成为现在我们所需要亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法，解决现有技术中在无线多跳中继系统中，出现的透明中继和非透明中继的帧结构信号无法共存或设计不合理的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法，其中，具有多跳中继能力的基站(MR-BS)、透明中继站(RS)和非透明中继站(RS)中的帧均包含一个上行子帧和一个下行子帧，且每个子帧包括接入区和中继区，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述MR-BS向透明RS或移动站(MS)传输信号时，该信号写入所述MR-BS的下行子帧的下行接入区发送；所述MR-BS向非透明RS传输信号时，该信号写入所述MR-BS的下行子帧的下行中继区发送；所述MR-BS通过其上行子帧的上行接入区和上行中继区接收来自MS、透明RS和/或非透明RS的信号；

(2)所述透明RS的下行子帧的一个下行中继区接收所述MR-BS向该透明RS或MS的发送的信号；所述透明RS的下行子帧的另一个下行中继区接收所述MR-BS发送给非透明RS的信号，并根据所述MR-BS的指示向非透明RS发送其从所述MR-BS接收到的信号；所述透明RS的上行子帧的上行中继区接收来自所述非透明RS发送的信号，并根据所述MR-BS的指示将该信号发送给该MR-BS；

(3)所述非透明RS通过其下行子帧的下行接入区向其服务的MS发送信号，该信号是通过其下行子帧的下行中继区接收所述MR-BS和/或透明RS的信号；所述非透明RS通过其上行子帧的上行接入区接收其服务的MS的信号，并通过其上行子帧的上行中继区向所述透明RS和/或MR-BS发送该信号。

本发明所述的方法，其中，进一步包括：所述每个子帧的每个接入区和/或中继区设置为发送、接收或空闲模式。

本发明所述的方法，其中，所述MR-BS中的每个子帧包括一个或多个接入区和一个或多个中继区；

所述透明RS中的下行子帧包括一个或多个下行接入区和两个或多个下行中继区，上行子帧包括一个或多个上行接入区和一个或多个上行中继区；

所述非透明RS中的每个子帧包括一个或多个接入区和一个或多个中继区。

本发明所述的方法，其中，所述下行子帧在时间上先于所述上行子帧。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(1)进一步包括：

在所述上行/下行子帧中，收发或发收信号转换需要插入转换时隙；

所述步骤(2)进一步包括：

在所述上行/下行子帧中，收发或发收信号转换需要插入转换时隙；

所述步骤(3)进一步包括：

在所述上行/下行子帧中，收发或发收信号转换需要插入转换时隙；

其中，所述步骤(1)进一步包括：

所述MR-BS的下行子帧的下行接入区和下行中继区分别有一部分时隙为空闲时隙；

其中，步骤(2)中所述的透明RS的下行子帧的下行中继区的接收时隙与步骤(1)中所述的MR-BS的下行子帧的下行中继区的发送时隙相对应；

步骤(2)中所述的透明RS的下行子帧的下行中继区的发送时隙与步骤(1)中所述的MR-BS的下行子帧的下行中继区的空闲时隙相对应。

本发明所述的方法，其中，步骤(2)中所述透明RS的上行子帧的上行中继区接收来自所述非透明RS发送的信号，并根据所述MR-BS的指示将该信号发送给该MR-BS，进一步包括：

所述透明RS中的上行子帧的上行中继区分成接收时隙和发送时隙两部分。

本发明所述的方法，其中，步骤(2)中所述透明RS的下行子帧的另一个下行中继区接收所述MR-BS发送给非透明RS的信号，并根据所述MR-BS的指示向非透明RS发送其从所述MR-BS接收到的信号，进一步包括：

所述透明RS中的下行子帧的下行中继区分成接收时隙和发送时隙两部分。

上述的方法，其中，步骤(3)中所述通过其下行子帧的下行中继区接收所述MR-BS和/或透明RS的信号，为通过其下行子帧的下行中继区接收同一时隙的所述MR-BS和/或透明RS的信号。

本发明的有益效果在于：

(1)提出了透明中继和非透明中继共存的帧结构信号传输方法；

(2)合理、充分地利用了透明RS和非透明RS；

(3)兼容现有的IEEdE802.16e帧结构；

(4)能扩展到更多中继中的帧结构。

附图说明

图1是现有技术中所述的无线多跳中继系统的网络配置图；

图2是现有技术中所述的MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法的帧结构图；

图3是本发明实施例所述的MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法的帧结构图。

具体实施方式

本发明为了解决传统技术方案存在的弊端，通过以下具体实施例进一步阐述本发明所述的一种MMR系统中透明中继和非透明中继共存的传输方法，以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

现有技术中，如图1所示，是MMR(无线多跳中继)配置图，MR-BS和MS之间的信号传递经由一级或数级中继完成。MMR中设置了两个RS系统：RS1是透明中继系统，RS2是非透明中继系统。MS1、RS1、RS2都能接收到MR-BS的信息，另外MS1、RS2还能接收到来自RS1的信息，这样RS1对MS1、RS2的通信能进行监测或者RS2对来自MR-BS、RS1的信息进行处理，以保证它们的通信质量。处于MR-BS覆盖范围之外的MS6和MS4，能够通过RS2或RS2、RS1与MR-BS进行通信，扩大了MR-BS的覆盖范围。

同样在现有技术中，如图2所示，文献C802.16j-07178中提出时分双工(TDD)模式下的，透明中继和非透明中继共存的信号传输方法的帧结构图。其中由于透明RS的安静模式(Silent Mode)和发送模式(Transmitter Mode)设计不合理，没有充分利用透明RS对非透明RS与MR-BS之间的通信进行监测或中继，以保证非透明RS与MR-BS之间的通信质量。

本发明实施例针对上述问题，提出了一种MMR系统中透明中继和非透明中继共存的信号传输方法。

如前所述的帧结构包括：MR-BS的帧结构，透明RS的帧结构，非透明RS的帧结构。

前文所述的MR-BS的帧结构包括一个下行(DL)子帧和一个上行(UL)子帧。下行子帧在时间上先于上行子帧。

其中，下行子帧包括一个或多个DL Access Zone、一个或多个DLRelay Zone。DL Access Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS向透明RS或MS传输；DL Relay Zone是下行子帧的一部分，用于MR-BS/RS向RS传输。其中的DL Relay Zone和DL Access Zone都有一部分时隙是空闲的，既不用于发射，也不用于接收。

其中，上行子帧包括一个或多个UL Access Zone、一个或多个ULRelay Zone。UL Access Zone是上行子帧的一部分，用于MS向MR-BS或RS传输；UL Relay Zone是上行子帧的一部分，用于RS向MR-BS或RS传输。

前文所述的透明RS的帧结构包括一个下行子帧和一个上行子帧。下行子帧在时间上先于上行子帧。

其中，下行子帧包括一个或多个DL Access Zone，两个或多个DLRelay Zone。其中有一个DL Relay Zone是先接收来自MR-BS的信号，然后再给非透明RS转发，这个接收时隙与MR-BS的DL Relay Zone发送时隙相对应，这个转发的时隙与MR-BS的DL Relay Zone的空闲时隙相对应。

其中，上行子帧包括一个或多个UL Access Zone、一个或多个ULRelay Zone。其中有一个UL Relay Zone分成了接收时隙和发送时隙，是先接收来自非透明RS的信号，然后再给MR-BS转发。

前文所述的非透明RS的帧结构包括一个下行子帧和一个上行子帧。下行子帧在时间上先于上行子帧。

其中，下行子帧包括一个或多个DL Access Zone，一个或多个DLRelay Zone。其中DL Relay Zone既能接收到来自MR-BS的信号，又能接收到来自透明RS转发的信号。

其中，上行子帧包括一个或多个UL Access Zone、一个或多个ULRelay Zone。其中UL Relay Zone分成了发送时隙和空闲时隙，发送时隙与透明RS中的UL Relay Zone的接收时隙对应，空闲时隙与透明RS中的UL Relay Zone的发送时隙相对应。

该帧结构方法更合理有效地利用了RS，解决了MMR系统中可能存在的一些问题，提高了非透明RS接收信号的质量。

本发明实施例中的Access Zone和Relay Zone根据实际情况进行分配，具体的分配方法超出了本发明的范围。本发明存在的极端情况是，如果MR-BS将资源完成分配给Access Zone，其帧结构与IEEE802.16e定义的帧结构一样。

对于更多RS的场景，可以利用现有的分割方法或超帧方法，将其扩展到更多中继的情况。

图3给出了一个为附图1所示的MMR系统设计的、TDD模式下透明RS与非透明RS共存的中继中信号传输方法的帧结构。该MMR系统包括一个MR-BS、两个RS(RS1和RS2)以及MR-BS和每个RS下都有相应的多个MS。其中，RS1是一个透明中继，RS2是非透明中继。

每个MR-BS和RS的传输方法中的帧结构包含一个上行子帧和一个下行子帧，每个子帧又进一步分为一个Access Zone(接入区)和一个或多个Relay Zone(中继区)。MR-BS和RS将帧结构中的每个Access Zone或Relay Zone设置为传输、接收或空闲模式，避免了RS在Relay Zone中被要求同时传输和接收数据。

根据图3所示，MR-BS的DL Access Zone(下行接入区)和DL RelayZone(下行中继区)分别分成两个部分：一是发送模式；另一部分是空闲(Idle)模式；UL Access Zone(上行接入区)和UL Relay Zone(上行中继区)都是处于接收模式。其中，DL Access Zone中用于MR-BS向透明RS或MS发送；DL Relay Zone中用于MR-BS是向非透明RS发送。在DL/UL之间和UL/DL之间转换需插入转换时隙(TTG/RTG)。

根据图3所示，透明RS的帧结构图中，下行子帧包括一个DL AccessZone和两个DL Relay Zone，其中第一个DL Relay Zone用于接收MR-BS发送给MS或透明RS的突发，用于监督或中继MR-BS与MS的通信。第二个DL Relay Zone分成了两个时隙：

一是接收模式，接收MR-BS发送给非透明RS的信号，用于监督MR-BS与非透明RS之间通信；

另一个是发送模式，透明RS根据MR-BS的指示，向非透明RS发送其从MR-BS接收到的信号。

上行子帧包括一个UL Access Zone和一个UL Relay Zone，其中ULRelay Zone分成了两个时隙：

一个是处于接收模式，用于接收来自非透明RS发送的信号；

另一个处于发送模式，透明RS根据MR-BS的指示，将接收到的信号向MR-BS发送。这是对非透明MR-BS与RS之间的上行通信进行监督或中继。

在上行或下行子帧中，收发或发收转换需要插入转换时隙(R-RTG/R-TTG)。

根据图3所示，非透明RS的帧结构图中，下行子帧包括一个DLAccess Zone和一个DL Relay Zone；其中的DL Access Zone处于发送模式，用于非透明RS向其服务的MS发送；其中DL Relay Zone处于接收模式，用于非透明RS接收同一时隙MR-BS或/和透明RS的信号，可以是两者之一或同时两个，本实施例中是MR-BS和透明RS两个信号同时接收，这样可以提高接收信号的质量。

上行子帧包括一个UL Access Zone和一个UL Relay Zone。其中ULAccess Zone是用于接收其服务MS的信号。其中UL Relay Zone分成了两个部分：一个是处于发送模式，用于非透明RS向透明RS或/和MR-BS发送；另一个处于空闲模式，用于避免对MR-BS在这一时隙接收的干扰。在上行或下行子帧中，收发或发收转换需要插入转换时隙(R-RTG/R-TTG)。

这样设计出来的帧结构，可以保证图1所示MMR系统的通信，同时合理利用并充分发挥该系统中的透明RS与非透明RS的作用，以提高通信质量、扩大覆盖范围。

本发明实施例所述的内容的有益效果在于：

(1)提出了透明中继和非透明中继共存的帧结构信号传输方法；

(2)合理、充分地利用了透明RS和非透明RS；

(3)兼容现有的IEEdE802.16e帧结构；

(4)能扩展到更多中继中的帧结构。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。