中继站、无线电基站以及通信方法

专利名称：中继站、无线电基站以及通信方法
技术领域：
本发明涉及中继站、无线电基站以及用于在这些站之间利用无线电通信的通信方法。本发明适用于基于例如在IEEE802.16中详细说明的无 线电通信系统来添加中继站。io 背景技术通过无线电通信路径实现通信的无线电通信系统(以WCDMA和 CDMA 2000等为代表的系统)目前正在全世界范围内推广。在该无线电 通信系统中，针对多个服务区设置多个无线电基站，然后一无线电终端 通过任一无线电基站与其他通信装置(通信终端)进行通信。此外，在15这种系统中，由基站形成的服务区与由相邻基站形成的另一服务区相交 叠。因此即使通信的无线电环境变差，也可以通过交接处理来保持通信。 此外，作为无线电系统，采用了例如码分复用、时分复用、频分复 用以及OFDM (OFDMA)等的技术，从而多个无线电终端可以同时连接 到一无线电基站。20 然而，无线电终端有时位于无线电基站可以进行无线电通信的服务区以外的区域中。在此情况下，无线电终端不能从无线电基站接收无线 电信号因而不能接收服务。因此，已经提出了这样一种系统，其中，在 所述区域中部署了用于与无线电基站和无线电终端进行无线电通信的中 继站，因而无线电基站可以通过中继站进行无线电通信。25 特别的是，802.16j任务组现在正在讨论引入这种中继站(RS)。例如，在IEEE Std802. 16TM-2004和IEEE Std802. 16eTM-2005中公 开了与IEEE 802.16有关的事项。

发明内容
根据上述背景技术，无线电终端能够通过中继站与无线电基站进行 无线电通信，但是由于要求中继站不仅与无线电终端而且与无线电基站 进行无线电通信，因此必须讨论如何实现各无线电通信。因此，本发明的目的在于要求对中继站与无线电基站之间的无线电 5通信与中继站与无线电终端之间的无线电通信进行协调。本发明的另一目的是提高无线电信道的利用效率。此外，本发明的再一目的是由以下多个实施方式中的任一实施方式 产生的但是不能通过现有技术获得的任何优点。本发明使用 一种包括控制单元的中继站，该控制单元对发送处理装 10置和接收处理装置进行控制，以不允许用于从无线电基站接收无线电信 号的第一接收时段与用于向处于所述中继站的控制下的无线电终端发送 无线电信号的第一发送时段相交叠。优选的是，所述第一发送时段与用于从所述无线电基站向处于所述 无线电基站的控制下的无线电终端发送无线电信号的第二发送时段相交 15 叠。优选的是，所述控制单元对所述发送处理装置和所述接收处理装置 进行控制，以提供在所述第一发送时段之后的向所述无线电基站发送无 线电信号的第三发送时段。优选的是，在所述第一接收时段内接收到的无线电信号和在所述第 20 —发送时段发送的无线电信号中包括前导信号。本发明使用一种包括控制单元的中继站，该控制单元对接收处理装 置和发送处理装置进行控制，以不允许用于向无线电基站发送无线电信 号的第一发送时段与用于从无线电终端接收无线电信号的第一接收时段 相交叠。25 优选的是，所述第一接收时段与所述无线电基站从处于所述无线电基站的控制下的无线电终端接收无线电信号的第二接收时段相交叠。优选的是，所述控制单元对所述发送处理装置和所述接收处理装置 进行控制，以提供接在所述第一接收时段之后的用于从所述无线电基站 接收无线电信号的第三接收时段。
本发明使用一种无线电通信系统，该无线电通信系统包括具有控 制单元的无线电基站，该控制单元对用于发送无线电信号的发送时段和 用于接收无线电信号的接收时段进行控制；和具有控制单元的中继站， 该控制单元通过基于在所述发送时段内从所述无线电基站发送的偏移时 5间和前导信号对向处于该中继站的控制下的无线电基站发送的前导信号 的发送定时进行控制，在与处于该中继站的控制下的无线电终端的通信 时段内不执行与所述发送时段相对应的接收处理和与所述接收时段相对 应的发送处理。优选的是，从所述无线电基站向所述中继站发送所述偏移时间。0


图1是对无线电通信系统的示例性例示。图2是对无线电基站2的示例性例示。图3是对中继站3的示例性例示。 5 图4是对无线电终端4的示例性例示。图5是对无线电帧格式1的示例性例示。图6是对无线电帧格式2的示例性例示。图7是对发送和接收定时的示例性例示。图8是对定时调节1的示例性例示。 :o 图9是对定时调节2的示例性例示。图10是对定时调节3的示例性例示。图11是对定时调节4的示例性例示。图12是对BS与RS之间的消息发送和接收序列的示例性例示。;具体实施方式
以下将对本发明的优选实施方式进行描述。 [a]第一实施方式用于与无线电基站进行无线电通信的无线电通信设备(中继站、无 线电终端)需要与从无线电基站发送的无线电帧同步。因此，每个无线 电基站都发送用于与无线电帧同步的信号(同步信号)。可以将该同步信 号设定为在各无线电基站中不同的前导信号，并且无线电通信设备预先 存储多种类型的前导信号模式，因此它能够选择具有所存储的多个模式 中的最高质量模式(例如，最高接收水平)的无线电基站作为通信伙伴。5 当例如使用OFDM (OFDMA)作为无线电系统时，无线电基站将发送数据分配给各子载波以利用多个子载波进行发送。在这种情况下， 无线电基站可以通过以预定模式将前导分配给各子载波来发送前导。然 后无线电终端与这样的无线电基站同步，即，该无线电终端从该无线电 基站接收到具有最高质量的前导(最佳匹配条件)。 io 此外，无线电基站以同步信号为基准发送采用帧格式的信号。无线电通信设备通过利用同步信号来建立帧同步，并以同步信号为基准接收数据的映射信息(用以对无线电通信设备的发送或接收进行控制的数据MAP数据)。例如，将MAP数据分配于紧接在同步信号之后。允许MAP数据包括用于将数据映射到物理信道(下行链路信道(从15无线电基站侧到无线电通信设备侧的信道)和上行链路信道(从无线电 通信设备侧到无线电基站侧的信道))的定时、信道信息等。此外，无线 电帧具有对应于MAP数据的格式。此外，通过利用无线电通信设备的标 识信息来指定无线电通信设备，可以将物理信道指定给各无线电通信设 备。当然可以在不具体指定无线电通信设备的情况下将映射信息发送给20多个无线电设备(例如，由无线电基站形成的服务区中的所有无线电通 信设备)。因此，可以使用通过将接收(发送)接收(发送)定时和接收(发 送)信道(接收(发送)子信道模式信息)等所需的参数包括进来而形 成的数据作为MAP数据的示例。25 位于无线电基站的服务区内的无线电终端从该无线电基站(而不是通过中继站)直接接收同步信号以建立同步。无线电终端直接以同步信号为基准接收MAP数据，还通过由该MAP数据指定的接收信道按接收 定时来接收无线电信号，并通过由该MAP数据指定的发送信道按发送定 时来发送无线电信号。因此，可以直接(而不是通过中继站)与无线电
基站进行无线电通信。另一方面，中继站也从无线电基站接收同步信号并建立同步。以该同步信号为基准，中继站接收MAP数据并按由该MAP数据指定的发送 定时和接收定时(通过MMR链路)与无线电基站进行无线电通信。 5 当无线电终端位于中继站的服务区内时，尽管在无线电基站的服务区以外，但是中继站也会接收到数据，因为通过MMR链路将寻址到无 线电终端的数据发送给中继站。中继站按使用MAP数据通知给无线电终 端的定时向无线电终端发送前导和MAP数据以及数据。以同样的方式， 通过利用该MAP数据将上行链路数据的发送定时通知给无线电终端，并 io根据这种通知来接收从无线电终端发送的用户数据等，然后根据从无线 电基站发送的MAP数据通过MMR链路将这种用户数据发送给无线电基 站2。由于使用MMR链路作为无线电基站与中继站之间的通信链路，因 此无线电终端不需要接收通过MMR链路发送的信号。如以上说明的那样，中继站需要与无线电基站和处于中继站的控制 15下的无线电终端进行无线电通信。这里，在中继站与无线电基站之间进行无线电通信所使用的频率等 于或接近于在中继站与无线电终端之间进行无线电通信所使用的频率的 情况下，在某些情况下，在从无线电基站接收无线电信号时由于从中继 站到处于中继站的控制下的无线电终端的发送信号的扩散，中继站可能 20不能从无线电基站接收正常的无线电信号。此外，当中继站从处于其控 制下的无线电终端接收无线电信号时，它可能不能从处于其控制下的无 线电终端正常地接收无线电信号，因为从中继站到无线电基站的发送信 号会扩散到接收处理设备。因此，使中继站从无线电基站接收无线电信号的接收时段偏移，以 25不与中继站向无线电终端发送无线电信号的发送时段相交叠。此外，使中继站向无线电基站发送无线电信号的发送时段偏移，以 不与中继站从无线电终端接收无线电信号的接收时段相交叠。接下来，将参照附图对中继站与无线电基站之间的无线电通信与中 继站与无线电终端之间的无线电通信之间的协调关系进行说明。
以下将参照附图对各单元的详细结构和操作进行说明。图1示出了第一实施方式的无线电通信系统的结构。在图1中，标号l表示路由设备；2表示无线电基站(BS); 3表示中继站(RS); 4表 示无线电终端(T)。作为无线电终端4，可以使用适合于移动用途的所谓 5的MS (移动站)或适合于静止用途的无线电设备。在此，无线电终端4能够在无线电基站2的服务区内与无线电基站 2直接(而不是通过中继站)进行无线电通信，而且还能够在中继站3的 服务区内通过中继站3与无线电基站2进行无线电通信。在确保与无线 电基站2进行通信的区域中(在无线电基站2的服务区内或其服务区以io外的区域内)，可以设置一个或更多个中继站3来与无线电终端4进行无 线电通信。然而，在该图中例示的情况下，无线电终端4-l能够直接与无 线电基站2-l进行无线电通信，但是无线电终端4-2不能直接与无线电基 站2-1进行无线电通信而是通过中继站3-1与无线电基站2-1进行通信。 在将中继站3设置在无线电基站2的服务区内的情况下，期望用于15与无线电终端4-2相通信的天线的方向性取为无线电基站2的服务区以外 的方向(无线电终端4-2的方向)，以与无线电基站2的服务区以外的无 线电终端4进行通信。此外，将中继站3设置在无线电基站2的服务区以外的区域中，要 求仍然保持MMR链路。例如，即使中继站3位于无线电基站2的服务20区以外的区域中，也可以通过将形成MMR所必需的信号发送功率控制 成大于其他信号的发送功率以使得可以发送在服务区以外形成MMR所 必需的信号，或者通过(通过利用具有更高灵敏度的接收处理装置，提 供具有更高增益的天线，或利用具有极好的方向性的天线向无线电基站2 发送波束)提高中继站3的接收灵敏度，来保持MMR链路。25 无线电基站2与路由设备1相连接。无线电基站2从无线电终端4接收数据并向路由设备1发送数据，并且还对从路由设备1接收到的数 据向无线电终端4的发送执行控制。路由设备1与多个无线电基站相连 接，用于进行路由以通过将从无线电基站2接收到的数据发送给其他路 由设备或其他无线电基站来将数据递送到目的地(通信伙伴)。优选的是，
无线电基站2在将数据转换成分组格式之后将其传送给路由设备。在此， 期望路由设备1设置有用于存储无线电终端的位置寄存区域(例如无线 电终端现在位于的区域信息，其中该区域可以由多个无线电基站的多个 服务区形成)和/或各无线电终端的服务类型的数据库，并且路由设备1 5可以在进行路由处理时根据需要从该数据库获取这种数据。接下来，参照图2对无线电基站2的结构进行更详细的说明。图2是示出无线电基站2的结构的图。在图2中，标号10表示用于与中继站3和无线电终端4发送和接收 无线电信号的天线；11表示在发送和接收系统中公共地使用天线10的双10工器；12表示接收单元；13表示用于对接收无线电信号进行解调的解调 单元；14表示用于对解调后的接收信号进行解码的解码单元；15表示控 制数据提取单元，其用于从解码数据中提取控制数据以将该控制数据给 予定时控制单元20，并且还将诸如用户数据等的其他数据传送给分组生 成单元16; 16表示分组生成单元，其用于将从控制数据提取单元传送来15的数据作为分组数据传送给NW接口单元。标号17表示形成到路由设备1的接口 (在此进行分组通信)的接口 单元；18表示分组识别单元，其用于对在从NW接口单元17接收到的 分组数据中包括的IP地址进行识别，基于该IP地址数据来确定作为通信 伙伴的无线电终端(例如，通过存储无线电终端4的IP地址数据与ID20之间的对应关系来获得对应的无线电终端4的ID)，获取与该ID相对应 的(与该ID相对应地存储的)QOS，通过将该ID、 QOS信息给予MAP 信息生成单元21而发出针对频带分配的请求，并将从NW接口单元17 传送来的分组数据存储到分组缓冲单元19。标号20表示定时控制单元，其生成用于对中继站3与无线电终端425 (4-2)之间的无线电通信进行定时控制的控制信号。即，定时控制单元 20通过生成定时控制信号并将该定时控制信号施加给MAP信息生成单 元21来经由MMR链路向中继站3-1发送定时控制信号。标号21表示MAP信息生成单元，其通过使用无线电终端4的ID 作为关键字(key)来确定与QOS相对应的映射区，并指示PDU生成单
元22根据这种映射区来形成帧格式。在此情况下，MAP信息生成单元 21读取待从分组缓冲单元19发送的数据并将该数据连同MAP数据一起 传送给PDU生成单元22。MAP信息生成单元21对无线电基站4位于何处进行管理和存储。 5在无线电基站(例如T4-1)存在于无线电基站的服务区中的情况下，MAP 信息生成单元存储该无线电终端4位于无线电基站的服务区中的信息。 而在无线电终端4 (例如T4-2)位于在中继站的控制下的情况下，MAP 信息生成单元存储该无线电终端存在于中继站(RS3-1)的服务区中的信 息。当无线电终端4位于基站的服务区内时，MAP信息生成单元21生io成用于进行直接发送的MAP数据。当无线电终端4位于中继站的控制下 时(在中继站的服务区中)，MAP信息生成单元21生成用于通过MMR 链接将寻址到无线电终端4的数据发送给中继站的MAP数据。标号22表示PDU生成单元，其生成PDU以将MAP数据和发送数 据等存储到以同步信号(前导)为基准而形成的无线电帧的各个区中，15并且还将该PDU发送给编码单元23。标号23表示编码单元23; 24表示 调制单元；25表示发送单元。在进行了诸如纠错编码的编码处理之后对 PDU数据进行调制，并通过天线10将调制后的PDU数据作为无线电信 号从发送单元25发送出去。标号26表示控制单元，其通过分别对MAP信息生成单元21、发送20处理装置以及接收处理装置等进行控制来控制无线电基站2的发送和接 收定时。图3是示出中继站3的结构的图。在图3中，标号30表示用于与无线电基站2和无线电终端4 (例如 T 4-2)发送和接收无线电信号的天线；31表示用于将天线10公共地用25于发送和接收的双工器；32表示接收单元；33表示用于对所接收到的信号进行解调的解调单元；34表示用于对解调后的接收信号进行解码的解 码单元；35表示控制数据提取单元，其用于从解码数据中提取(从无线 电基站2接收的)MAP数据并将该MAP数据给予MAP信息分析单元 36，并用于将从无线电基站2接收的寻址到无线电终端4的数据传送给PDU单元38。在从无线电终端4接收到无线电信号的情况下，还将接收数据传送到PDU缓冲单元38以将其发送到无线电基站2。标号36表示MAP信息分析单元，其对MAP数据进行解释并对控制单元42施加发送和接收定时以形成针对无线电基站2的MMR链路。 5 标号37表示MAP信息生成单元，其生成用于为处于控制下的无线电终端(例如，4-2)指定通信定时和信道的MAP数据，并且还将该MAP数据施加给PDU缓冲单元38。标号38表示PDU缓冲单元，其添加作为帧的前端区的前导，并将该数据施加给编码单元39，以按由MAP数据指定的发送定时将从MAP io信息生成单元37接收到的MAP数据以及发送数据发送给处于控制下的无线电终端4。标号39表示编码单元；40表示调制单元。在进行了编码和调制处理 之后，将来自PDU缓冲单元38的发送数据传送给发送单元41。标号41表示发送单元，其通过天线30将发送无线电信号发送给处 15于控制下的无线电终端4和无线电基站2。标号42表示控制单元，其通过对发送处理装置和接收处理装置进行 控制来控制发送定时、发送信道、接收定时以及接收信道。如果需要的 话，该控制单元生成以下时间作为控制数据发送与接收之间的切换时 间，和自接收到来自无线电基站2的同步信号(前导)起直到向处于中 20继站3-1的控制下的无线电终端4发送同步信号(前导)为止的偏移时间。 根据MAP信息分析单元36的分析结果，通过MMR链路的上行链路信 道将所生成的控制数据传送给无线电基站2。图4是示出无线电终端4的结构的图。在图4中，标号50表示用于与中继站3和无线电基站发送和接收无 25线电信号的天线；51表示将天线50公共地用于发送和接收的双工器；52 表示接收单元；53表示用于对所接收到的信号进行解调的解调单元；54 表示用于对解调后的接收信号进行解码的解码单元；55表示控制数据提 取单元，其用于从解码数据中提取控制数据，在检测到MAP数据时将其 施加给MAP信息分析单元56，以及将其他数据(用户数据)传送给数 据处理单元57。MAP信息分析单元56对从中继站3(或无线电基站)接收到的MAP 数据进行解释，对用于与中继站3 (或无线电基站)进行通信的发送和接 收定时以及发送和接收信道进行检测，并将该检测结果施加给控制单元 5 62。标号57表示数据处理单元，其对在接收数据中包括的各种数据执行 显示处理和音频输出处理。此外，接着将来自数据处理单元57的待发送给通信伙伴设备的用户 数据输入PDU缓冲单元58。 io 标号58表示PDU缓冲单元，其通过使用控制单元62对从数据处理单元57进行的数据发送进行控制，来控制编码单元59和调制单元60以 使用由MAP数据指定的发送信道按发送定时进行发送。标号59表示编码单元；60表示调制单元。对发送数据进行编码和调 制处理，以使用由MAP数据指定的发送信道按发送定时从PDU缓冲单 15元58发送该发送数据。发送单元61通过天线50来发送无线电信号。标号62表示控制单元，其基于对MAP数据的分析结果来控制发送 处理装置和接收处理装置中的发送/接收定时和发送/接收信道。此外，当 控制数据提取单元55提取来自无线电基站2和中继站3的定时补偿信号 20时，该控制单元62根据补偿值对发送和接收定时进行调节。接下来，以下将给出无线电帧格式的实施例并对以上说明的系统中 的通信序列进行详细说明。在此，将作为实施例考虑符合IEEEStd802.16 d、 e的无线电帧格式，但是本发明并不限于此。图5示出了在无线电基站、中继站以及无线电终端之间发送和接收 25的无线电信号的帧格式的实施例。BS2-1、 T4-l、 RS3-1以及T4-2处于图 1所示的部署关系下。在图5中，Tx、 Rx分别表示发送和接收。因此，无线电基站2首先 发送作为前端区的前导(P)，接着是对DL/UL MAP、 MMR数据的顺序 发送。采用用于使得无线电终端4-1和中继站3-1能够与无线电基站2同
步的待发送的已知模式来形成前导。当使用OFDM (OFDMA)时，通过 各子信道来发送预定模式的信号。在对前导的发送之后的是DL/ULMAP，其为存储用于向中继站3-l 和无线电终端4-l发送发送/接收定时和发送/接收信道的控制数据(MAP 5数据)的区域。例如，在该区中包括有从无线电基站使用下行链路信 道向中继站、作为MMR链路而发送的MMR数据的发送定时和发送信 道、用于向无线电终端4-1进行数据发送(T4-l )的定时和发送信道信息、 以及作为表示应当通过上行链路信道使用哪个定时和信道发送数据 (MMR1、 T4-l)的信息的MAP数据(表示用于进行发送或接收的映射 io 方法的信息)。因此，各中继站3和无线电终端4-1通过从无线电基站2直接接收 前导P来与无线电基站2的帧定时同步，并通过以这种帧定时为基准接 收DL/UL MAP并确定用于进行发送和接收的定时和信道来使用对应信 道按对应的定时执行发送和接收。 15 在图5的实施例中，无线电终端4-1根据从无线电基站2发送的前导与无线电基站2同步，并对DL/ULMAP进行分析。由此，它认识到该 数据是在所指定的定时(T4-l)和信道中发送的，因此它进行操作以接 收这种数据(T4-l)。此外，RS3-1对DL/UL MAP进行分析以接收包括有给自己的站的消 20息的MMR。该MMR包括待发送给无线电终端4-2的数据(在此是待发 送给T4-2的数据)。同时，与无线电基站2 —样，中继站3-1顺序地发送从帧的作为前 端区的前导(P)开始的DL/ULMAP。该前导是用于使得无线电终端4-2 能够与中继站3-l同步而发送的预定已知模式。当使用OFDM(OFDMA) 25时，通过各子信道发送预定模式的信号。使用无线电终端4-2中的由MAP数据指定的信道和定时发送T4-2 的数据。无线电终端4-2通过接收从中继站3-l发送的前导来与中继站3-l同 步，并对DL/ULMAP进行分析。由此，它认识到该数据是在由该DL/ULMAP指定的信道和定时(T4-2)发送的，因此它进行操作以接收该数据 (T4-2)。此外，无线电终端4-2在由UL MAP允许进行发送的定时中发送 RNG (测距信号)、CQI (接收质量信息)以及数据(用户数据等)。 5 RNG表示作为已知信号从无线电终端4和中继站3-1发送的测距信号。在已直接接收到测距信号的中继站3和无线电基站2的接收处理装 置中，获取接收定时的偏差(相移)、接收频率的偏差以及所需发送功率 的增大/减小信息，并将这些信息作为调节信息报告给该测距信号的发送 源。中继站3-l在由来自中继站3-l的MAP数据指定的信道和定时接收io来自无线电终端4-2的RNG信号，.然后通过MMR链路将其发送给无线 电基站2。此外，CQI是用于报告对诸如前导等的已知信号的接收质量的 测量结果的信号，并且分别由来自无线电基站2和中继站3-1的ULMAP 等来限定其发送定时和发送信道。该信号的传送路由类似于RNG信号的 传送路由。中继站3-l通过MMR链路将所接收到的RNG (测距信号)、15 CQI (接收质量信息)以及数据(用户数据等)发送给无线电基站2。在以上说明的帧格式实施例中，通过使中继站3从无线电基站2接 收无线电信号的接收时段与中继站3向无线电终端4发送无线电信号的 发送时段偏离，使它们不相交叠。此外，通过使中继站3向无线电基站2 发送无线电信号的发送时段与中继站3从无线电终端4接收无线电信号20的接收时段偏离，使它们不相交叠。此外，在时间轴上不相交叠地依次分配以下时段无线电基站2发 送无线电信号的发送时段(BS发送时段)、中继站3-1向无线电终端4(包 括4-2)发送无线电信号的发送时段(RST发送时段)、中继站3-1从无 线电终端4 (包括4-2)接收无线电信号的接收时段(RST接收时段)、25以及无线电基站2接收无线电信号的接收时段(BS接收时段)。因此，中继站3可以防止在从无线电基站2接收无线电信号时从 中继站3到处于中继站3的控制下的无线电终端4的发送信号扩散到接 收处理装置中，从而中继站3无法正常地接收来自无线电基站2的无线 电信号。此外，中继站3还可以防止在从处于其控制下的无线电终端4
接收无线电信号时从中继站3到无线电基站2的发送信号扩散到接收处 理设备中，从而中继站无法正常地接收来自处于其控制下的无线电终端4 的无线电信号。注意，由各设备中的控制单元26、 42以及62来控制对发送和接收 5定时的调节。接下来，将给出无线电帧格式的另一实施例。图6是示出在无线电基站、中继站以及无线电终端之间发送和接收 的无线电信号的帧格式的实施例的图。即使在该实施例中，也通过使中继站3从无线电基站2接收无线电 io信号的接收时段与中继站3向无线电终端4发送无线电信号的发送时段 偏离，使它们不相交叠。此外，通过使中继站3向无线电基站2发送无 线电信号的发送时段与中继站3从无线电终端4接收无线电信号的接收 时段偏离，使它们不相交叠。然而，在本实施例中，中继站3-l在无线电基站2的发送时段内(在 15处于无线电基站2的服务区内的控制下的无线电终端(例如4-l)的接收 时段内)向处于中继站3-l的控制下的无线电终端4 (包括4-2)发送无 线电信号。在图6中，在无线电基站2的服务区内的无线电终端4-l的接 收时段(从无线电基站2到无线电终端4-l的发送时段)与中继站3-l向 处于其控制下的无线电终端4 (包括4-2)发送无线电信号的时段相匹配， 20但是并不总是要求该匹配(可以不匹配)。此外，在图5的实施例中，中继站3-1向处于其控制下的无线电终 端4 (-2)发送无线电信号，然后该中继站从处于其控制下的无线电终端 (-2)接收无线电信号。然而，在图6的实施例的情况下，中继站3-l向 处于其控制下的无线电终端4 (-2)发送无线电信号，然后中继站3-l向 25无线电基站2发送无线电信号。在将对RNG到MMR的发送设定在对T4-2的发送之后的情况下， 期望按从无线电终端4-2对到T4-2的RNG的接收接在从中继站3-1对到 MMR的RNG的发送之后的方式来改变发送顺序。此外，在本实施例中，在无线电基站2的接收时段(对来自处于控
制下的无线电终端4-l的用户数据的接收时段)内进行从无线电终端4-2 的发送(中继站3-l接收)。如以上说明的那样，通过将RS发送时段设置在BS发送时段内并通 过将RS接收时段设置在BS接收时段内，可以提高无线电信道的使用效 5率。由各装置中的控制单元26、 42以及62来控制对发送和接收定时的 调节。接下来，参照用于对图7的发送和接收定时进行说明的详细图来说 明在无线电基站2-l、中继站3-l以及无线电终端4-2之间的发送和接收 io定时。在图7中，Dl表示由于从无线电基站2-1到中继站3-1的传播时间 而产生的延迟时间，D2表示由于从中继站3-1到无线电终端4-2的传播 时间而产生的延迟时间。此外，TTG表示用于在无线电基站2中将发送状态切换到接收状态15的切换时间，而RTG表示用于将接收状态切换到发送状态的切换时间， RSRTG表示用于在中继站3中将接收状态切换到发送状态的切换时间， RSTTG表示用于将发送状态切换到接收状态的切换时间。在这些切换时 间中，不需要进行实际的发送和接收，因为在这些切换时间期间对发送 与接收状态进行相互切换。20 中继站3-l的接收处理装置按延迟时间D1接收从无线电基站2-l的发送处理装置发送的前导。中继站3-l通过以前导为基准、使用MAP信 息分析单元36对随后发送的DL/UL MAP进行分析来接收MMR数据(图 中为到RS的数据)，以识别出接收定时和接收信道。控制单元42在检测到对MMR的接收完成时或检测到以从无线电基25站2-1接收到的前导(从接收处理装置给出对前导的接收定时)为基准经 过了预定时间时，对发送处理装置进行控制以启动对前导的发送。艮P， 控制单元42对MAP信息生成单元37进行控制以生成MAP数据并将该 MAP数据施加给PDU缓冲单元38，以将前导、MAP数据以及到无线电 终端的发送数据从PDU缓冲单元38传送到编码单元39并经由调制单元
40和发送单元41从天线发送这些数据。如果并不特别需要发送状态与接收状态之间的切换时间，则中继站3- 1的控制单元42可以通过在经过了偏移时间之后将接收状态切换到发 送状态来启动对前导的发送。当需要发送状态与接收状态之间进行切换5的切换时间时，中继站3-1的控制单元42通过将从偏移时间减去RSRTG 时间而获得的时间设定为预定时间，在对前导的发送的开始定时之前的 定时开始将接收状态切换到发送状态。在此，作为偏移时间，可以使用由无线电基站2的定时控制单元20 通过MMR等指定的时间或对中继站3中的控制单元42单独预设的时间。io 此外，在该图中，无线电基站2-l的发送处理装置在针对MMR链路进行的发送之后不发送数据，但是能够在左侧的T4-1时段内向位于无 线电基站2-l的服务区内的无线电终端4 (例如4-l)发送数据。然而， 在无线电基站2-1中，该发送处理在自从处于控制单元26的控制下的中 继站3-1开始接收处理的定时起之前TTG时段的时段之前完成。15 另一方面，已开始发送前导的中继站3-1在控制单元42的发送控制下向处于其控制下的无线电终端4发送DL/ULMAP和数据(例如向无线 电终端4-2发送数据(T4-2))，并在下一次开始向无线电基站2-l进行发 送之前结束这种发送。在此，当将发送伙伴从处于中继站3-l的控制下无 线电终端4切换到无线电基站2-1需要切换时间时，控制单元42对发送20处理装置进行控制以在与这种切换时间一样的时间内快速完成对无线电 终端4的发送。当必须对来自中继站3-1的无线电信号的接收质量(例如CINR (载 波与干扰和噪声比))进行测量时，在无线电终端4-2的接收处理装置中 针对到处于中继站3-1的控制下的无线电终端4的发送信号执行这种测 25量。中继站3-l的接收处理装置对针对到处于控制下的无线电终端4 (包 括无线电终端4-2)的前导、DL/UL MAP数据以及发送数据的接收质量 进行测量。此外，尽管以上未特别提及，但是对于针对无线电基站2-1 中的发送和接收处理所使用的无线电信道和在中继站3-1与无线电终端4- 2之间所使用的无线电信道，可以使用不同的无线电系统。该无线电系
统可以包括在IEEE 802.16中用于对导频信号或子载波或PUSC (子信道 的部分使用)或FUSC (子信道的全部使用)等进行分配的方法。当完成了对测距信号、CQI、针对MMR链路的数据(到BS的数据) 等到无线电基站2的发送时，中继站3的控制单元42对发送处理装置和 5接收处理装置进行控制以启动从发送状态到接收状态的切换处理，并在 RSTTG时段之后启动对来自处于其控制下的无线电终端4 (包括无线电 终端4-2)的测距信号、CQI以及用户数据等的接收处理。中继站3-l的控制单元42对接收处理装置进行控制，以将接收源切 换到无线电基站2-1以接收从无线电基站2-1发送的下一前导。 io 通过将RSRTG时段加入用于由无线电基站2发送待由中继站3-1接 收的数据所需的时间，可以使偏移时间最短化。此外，在此期望将从无 线电基站2-1幵始发送前导起允许发送DL/UL MAP数据和MMR数据的 无线电帧(基本发送帧)时段设定为用于由无线电基站2发送待由中继 站3-l接收的数据所需的时间。 15 在不使用最短偏移时间的情况下，按如下方式设定偏移时间当然是足够的在从中继站3-1向无线电基站2的下一次数据发送处理开始之前 结束从中继站3-1到无线电终端4的数据发送处理。接下来，将参照图8和图9对用于设定偏移时间的更合适的方法进 行说明。20 如先前说明的那样，中继站3-1开始向处于其控制下的无线电终端4发送前导等并发送之。当对无线电终端4的数据发送完成时，中继站3-l 通过将发送目的地切换到无线电基站2-l来开始发送测距信号、CQI以及 MMR链路数据等。因此，在中继站3对无线电基站2-1的基本发送帧连续地接在中继25站3-1对无线电终端4的基本发送帧之后的情况下，对于中继站3-1是合 适的，因为当切换发送目的地时不再需要调节发送定时。基本发送帧限定了允许进行发送的持续时间，因此当发送数据的量 很小时，可以在比基本发送帧更短的时间内完成发送。然而，不允许继 续进行超过基本发送帧的发送。
当与从中继站3-l到无线电基站2-l的发送定时不相关联地设定偏移时间时，如图8所示，会在中继站3-1的到无线电终端4的基本发送帧与 中继站3-l的到无线电基站2-l的基本发送帧之间产生无线电帧间隙。 然而，如图9所示，通过以中继站3-l的到无线电基站2-l的基本发5送帧为基准设定偏移值(即，通过按如下方式设定偏移值将中继站3-l的到无线电基站2-l的基本发送帧连续地耦合到中继站3-l的到无线电终端4-2的基本发送帧)，可以实现平滑的发送。更期望的是，将由中继站3-1针对向无线电终端4-2的发送所使用的频率(频带)与针对向无线电基站2-l的发送所使用的频率(频带)公共 io地使用，以消除在发送状态下对频率(频带)的切换处理。例如，使用属于某个频率(频带)的第一子载波组来向无线电终端4-2进行发送，使用属于同一频率(频带)的第二子载波组来向无线电基站2-l进行发送。 因此，在此情况下，中继站3-1能够将通过从如下时段减去对处于其控制下的无线电终端4 (包括4-2)的基本发送帧的时段而获得的时间 15设定为偏移时间从对从无线电基站2-1发送的前导(来自无线电基站2-1的接收帧的前端区)的接收起直到对到无线电基站2-1的测距信号(到无线电基站的发送帧的前端区)的发送。在此，期望将从中继站3-1对测距信号的发送开始定时设定为作为由无线电基站2-1发出的指令(通过MMR向中继站3-1发送的补偿信号) 20的结果而调节出的发送开始定时，以通过将无线电帧的定时与对从中继站3-1发送的测距信号的接收定时进行比较来消除控制单元26所检测到的定时的偏差。接下来，将参照图10和图11说明对中继站3-l对无线电终端4(4-2) 的发送定时的调节。25 中继站3-l的控制单元42在完成了对来自处于其控制下的无线电终端4的测距信号和数据等的接收时向接收处理装置发出切换指令，以再 次接收来自无线电基站2-l的前导。因此，期望中继站3-1的从无线电终端4的基本接收帧在没有间断 的情况下接在中继站3-l的从无线电基站2-l的基本接收帧之后，因为当
改变接收源时中继站3-1不再需要调节接收定时。艮P，当与中继站3-1的来自无线电基站2的基本接收帧不相关联地设定中继站3-1的来自无线电终端4 (4-2)的基本接收帧时，会如图9 所示地在无线电帧中产生间隙。5 然而，如图11所示，可以通过按如下方式设定基本接收帧来在中继站3-l中实现平滑的接收中继站3-l的来自无线电终端4 (4-2)的基本 接收帧在没有间断的情况下接在中继站3的来自无线电基站2的基本接 收帧之后。更期望的是，将由中继站3-l针对从无线电终端4 (4-2)的接收处 o理所使用的频率(频带)与针对从无线电基站2的接收处理所使用的频 率(频带)公共地使用，以消除在接收状态下对频率的切换处理。例如， 使用属于某个频带的第一子载波组来从无线电终端4 (4-2)进行接收， 使用属于同一频带的第二子载波组来从无线电基站2进行接收。因此，在此情况下，中继站3-1可以将如下定时设定为对无线电终 15端4 (4-2)的测距信号接收开始(来自无线电终端的接收帧的前端区) 定时从开始接收来自无线电基站2-l的前导(来自无线电基站2-l的接 收帧的前端区)起之前来自无线电终端4 (4-2)的基本接收帧的长度的 定时。期望中继站3-l对无线电终端4 (4-2)进行指示(在控制单元42中 20生成用于对定时进行补偿的控制信号，然后通过发送处理装置发送该控 制信号)，使得可以通过利用从无线电终端4 (4-2)接收到的测距信号使 测距信号接收幵始定时与上述定时相匹配。最后，图12示出了无线电基站2与中继站3之间的消息发送和接收 序列的实施例。25 如该图所示，中继站3首先接收从无线电基站2发送来的前导，以针对DL/UL MAP数据的接收而建立同步。使用该UL MAP数据允许的 发送信道在发送定时向无线电基站2发送测距信号。无线电基站2接收测距请求信号，通过接收处理装置获得接收定时 偏差(相移)、接收频率偏差以及所需发送功率的增大/减小信息，在控制
单元26中生成包括所获得的这些内容的调节信息作为测距响应信号，然后通过MMR链路将这种测距响应信号发送给中继站3。接着，中继站3发送一信号，在该信号中，将中继站3中的RSRTG (从接收处理到发送处理的切换时间)和RSTTG (从发送处理到接收处 5理的切换时间)信息附加到基本能力请求信号中。控制单元42可以将这 些参数(RSTTG、 RSRTG)预先存储到存储单元(未例示)中，还可以 在需要时通过读取这些参数来将其用于进行发送。当接收到基本能力请求信号时，无线电基站2在控制单元26中根据 在该基本能力请求信号中包括的终端类别信息来确定对中继站3施加的 io通信功能，并将该确定结果作为基本能力响应信号返回给中继站3。接着，无线电基站2的控制单元26和中继站3的控制单元42通过 对PKM (私钥管理)消息的发送和接收来执行认证。当通过该认证处理 将中继站3验证为允许接收服务的对象时，中继站3的控制单元42对向 无线电基站2的注册请求的发送进行控制，以请求进入网络。 15 然而，该消息包括所附加的偏移值(时间)。无线电基站2的控制单元20通过进行核对来检査该偏移时间是否适 合于它自己的站的无线电帧格式。当允许该偏移时间时，通知它。当不 允许该偏移时间时，控制单元20生成经无线电基站2调节的偏移时间作 为注册响应信号，并对向中继站3的信号的发送进行控制。 20 还可以由无线电基站2来指定偏移时间。即，中继站3利用基本能力请求通知期望的时间作为候选偏移时间，然后无线电基站利用基本能 力请求将所决定的偏移时间通知给中继站3，其中所决定的偏移时间是基 于所述期望的时间而生成的。因此，中继站3的控制单元42对发送处理装置的发送定时(对前导 25的发送定时)进行控制，并根据由无线电基站2通知的偏移时间开始向 处于其控制下的无线电终端4发送无线电信号。还可以从无线电基站2通过MMR链路对各中继站指定偏移时间， 或者可以单独地对各中继站的控制单元42设定偏移时间。 此外，还可以与注册消息分开地进行对偏移时间的发送。
根据上述实施方式，使中继站与无线电基站之间的无线电通信与中 继站与无线电终端之间的无线电通信很好地协调。此外，根据上述实施方式，可以提高无线电信道的利用效率，并且 可以更有效地使用中继站。本发明与2006年8月17日在日本专利局提交的日本申请第 2006-222449号相关并要求其优先权，通过引用将其内容并入于此。
权利要求
1、一种中继站，该中继站包括控制单元，其对发送处理装置和接收处理装置进行控制，以不允许用于从无线电基站接收无线电信号的第一接收时段与用于向处于所述中继站的控制下的无线电终端发送无线电信号的第一发送时段相交叠。
2、 根据权利要求l所述的中继站，其中所述第一发送时段与用于从 所述无线电基站向处于所述无线电基站的控制下的无线电终端发送无线 电信号的第二发送时段相交叠。
3、根据权利要求1所述的中继站，其中所述控制单元对所述发送处理装置和所述接收处理装置进行控制，以提供在所述第一发送时段之后 的向所述无线电基站发送无线电信号的第三发送时段。
4、 根据权利要求l所述的中继站，其中在所述第一接收时段内接收 到的无线电信号和在所述第一发送时段发送的无线电信号中包括前导信15号。
5、 一种中继站，该中继站包括控制单元，其对接收处理装置和发送处理装置进行控制，以不允许 用于向无线电基站发送无线电信号的第一发送时段与用于从无线电终端 接收无线电信号的第一接收时段相交叠。
6、根据权利要求5所述的中继站，其中所述第一接收时段与所述无线电基站从处于所述无线电基站的控制下的无线电终端接收无线电信号 的第二接收时段相交叠。
7、 根据权利要求5所述的中继站，其中所述控制单元对所述发送处理装置和所述接收处理装置进行控制，以提供在所述第一接收时段之后25的用于从所述无线电基站接收无线电信号的第三接收时段。
8、 一种无线电通信系统，该无线电通信系统包括具有控制单元的无线电基站，该控制单元对用于发送无线电信号的 发送时段和用于接收无线电信号的接收时段进行控制，和具有控制单元的中继站，该控制单元进行控制，以通过基于在所述 发送时段内从所述无线电基站发送的偏移时间和前导信号对向处于该中 继站的控制下的无线电终端发送的前导信号的发送定时进行控制，在与 处于该中继站的控制下的无线电终端的通信时段内不执行与所述发送时 段相对应的接收处理和与所述接收时段相对应的发送处理。
9、根据权利要求8所述的无线电通信系统，其中从所述无线电基站向所述中继站发送所述偏移时间。
10、 一种对中继站进行操作的方法，该方法包括以下步骤 对发送处理装置和接收处理装置进行控制，以不允许用于从无线电基站接收无线电信号的第一接收时段与用于向处于所述中继站的控制下 10的无线电终端发送无线电信号的第一发送时段相交叠。
11、 根据权利要求10所述的方法，其中所述第一发送时段与用于从 所述无线电基站向处于所述无线电基站的控制下的无线电终端发送无线 电信号的第二发送时段相交叠。
12、 根据权利要求10所述的方法，该方法还包括以下步骤15 对所述发送处理装置和所述接收处理装置进行控制，以提供在所述第一发送时段之后的用于向所述无线电基站发送无线电信号的第三发送 时段。
13、 根据权利要求10所述的方法，该方法还包括以下步骤 将一前导信号包括在所述第一接收时段内接收到的无线电信号和在20所述第一发送时段发送的无线电信号中。
14、 一种用于对中继站进行操作的方法，该方法包括以下步骤 对接收处理装置和发送处理装置进行控制，以不允许用于向无线电基站发送无线电信号的第一发送时段与用于从无线电终端接收无线电信 号的第一接收时段相交叠。
15、根据权利要求14所述的方法，其中所述第一接收时段与所述无线电基站从处于所述无线电基站的控制下的无线电终端接收无线电信号 的第二接收时段相交叠。
16、根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤 对所述发送处理装置和所述接收处理装置进行控制，以提供在所述 第一接收时段之后的用于从所述无线电基站接收无线电信号的第三接收 时段。
17、 一种无线电通信方法，该无线电通信方法包括以下步骤 在无线电基站处，对用于发送无线电信号的发送时段和用于接收无5线电信号的接收时段进行控制，和在中继站处进行控制，以通过基于在所述发送时段内从所述无线电 基站发送的偏移时间和前导信号对向处于该中继站的控制下的无线电终 端发送的前导信号的发送定时进行控制，在与处于该中继站的控制下的 无线电终端的通信时段内不执行与所述发送时段相对应的接收处理和与 10所述接收时段相对应的发送处理。
18、 根据权利要求17所述的方法，其中从所述无线电基站向所述中 继站发送所述偏移时间。
全文摘要
本发明提供了中继站、无线电基站以及通信方法。使用一种包括控制单元的中继站来对发送处理装置和接收处理装置进行控制，以消除从无线电基站接收无线电信号的接收时段与向处于该中继站的控制下的无线电终端发送无线电信号的发送时段之间的交叠。此外，提供了一种控制单元，用于对发送处理装置和接收处理装置进行控制，以消除向无线电基站发送无线电信号的发送时段与从无线电终端接收无线电信号的接收时段之间的交叠。
文档编号H04B7/26GK101127554SQ20071012814
公开日2008年2月20日 申请日期2007年7月6日 优先权日2006年8月17日
发明者奥田将人 申请人:富士通株式会社