专利名称：用于支持多跳无线宽带接入通信的多相帧结构中的传输的站的编组的算法的制作方法
的算法
多种不同数字技术的发展极大地增加了通过网络将数据从一个 装置传递给另一个系统的需求。技术发展准许大量语音、视频、成像 和数据信息的数字化和压缩，可将其从膝上型计算机和其它数字设备 传送给网络中的其它装置。数字技术的这些发展激发了向这些处理单 元输送和提供数据的需求。
使用无线网络中的无线节点作为中继点以便扩展无线网络的范
围和/或降低其成本变得越来越有吸引力。多跳中继(MR)网络可使用 固定台和/或移动台作为中继点，以便优化通信并且提高传输效率。 一个值得注意的问题是如何协调使用新协议和架构的最佳传输路径 的选择以及降低与这些网络关联的成本。
在本说明书的结束部分具体指出作为本发明的主题并且明确要 求其权益。但是，通过结合附图参照以下详细描述，可透彻地了解关 于本发明的操作的组织和方法及其目的、特征、优点，附图包括
图1是示出根据本发明的一个实施例、示例无线网络中用于显式 传达例如"偶数"和"奇数"站等的多跳链路信息的无线节点的布置 的简图2是具有可动态调整以便支持任何跳网络以及系统中部署的 任何数量的中继站(RS)的多个相位的帧结构的 一个实施例；
图3-6示出可在帧结构200的各个相位中发生的通信的示例；以
及
图7是提供M相帧结构的一个实施例的编组DL站的示例的表。大家会理解，为了说明的简洁和清楚起见，图中所示的元件不一 定按比例绘制。例如，为了清楚起见，部分元件的尺寸可能相对于其 它元件经过放大。另外，在认为适当的情况下，附图中重复参考标号， 以便指明对应或相似的元件。
具体实施例方式
在以下详细描述中，阐明大量具体细节，以便提供对本发明的透 彻了解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些具体细节， 也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过 程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。
无线多跳中继系统已经成为若干当前标准化工作的焦点。例如，
对于WLAN,电气和电子工程师协会(IEEE)802.11s网格(Mesh)任务 组(TG)正对WLAN网格组网的标准解决方案积极地继续努力。另夕卜， IEEE 802.16J多跳中继(MR)任务组还评估促进无线宽带接入(WBA) 网的IEEE 802.16j项目审批请求的标准化的解决方案。
多跳中继系统提供使多媒体业务的范围增加的节省成本方式。中 继站通过现有网络来提供扩展覆盖，以及MR系统是容纳许多移动订 户、建立宽区域覆盖并且提供较高数据速率的节省成本的解决方案。 因此，多跳中继系统增强802.16系统的吞吐量和容量，并且实现快 速部署，它降低系统操作的成本。
MR中继站确定为在它们应当与现有802.16e订户台(SS)无缝地 配合操作的意义上完全后向兼容。802.16的另一个阶段预计引入设计 用于MR网络的增强中继和WBA订户台。虽然本文所述的实施例可 涉及802.16无线宽带接入网，但是它们并不局限于此，而是可适用 于WLAN、其它类型的网格网络甚至不同网络的组合，其中802.16 无线宽带接入网有时称作WiMAX,它是表示全球微波接入互通的首 字母缩写词，作为通过IEEE 802.16标准的一致性和互通性测试的产 品的认证标志。多跳中继技术可适用于其它新兴标准，例如长期演进(LTE)的第三代合作伙伴项目(3GPP)。
图1是示出根据本发明的一个实施例、示例无线网络中用于传达 多跳链路信息的无线节点的布置的简图。多跳中继(MR)网络100可 以是具有能够经由至少一些空中(OTA)射频(RF)链路传送和/或接收 信息的装置的任何系统。例如，在一个实施例中，MR网络100的拓 朴结构可包括MR基站(MR-BS)llO，它提供到多个移动台(MS)120 和130的直接接入。MR基站110还与图中示为中继站(RS)140和150 的多个无线中继节点连接。
中继站(RS)140和150使用与WPAN的各种802无线标准和/或 WMAN的标准的一个或多个兼容的无线协议和/或技术在MR网络 100中以无线方式传递和转发消息，但是发明性实施例并不局限于这 个方面。如图所示，中继站(RS)140和150提供到移动台120和180 的接入以及代表其它RS来转发数据。在发明实施例的某些非限制性 示例实现中，所示拓朴结构为树形，其中MR-BS在才艮处而MS在叶 处，MR-BS与MS之间具有多个通信路径或《连^各。接入链路支持 MR-BS与MS之间以及还支持RS与MS之间的直4妄通信。中继链路 支持MR-BS与RS之间以及还支持RS之间的直接通信路径。
MR网络100可由若干宏小区组成，其中的每个一般可包括与 MR基站IIO相似的至少一个基站以及与遍布每个宏小区并且与基站 结合工作以便向客户台提供完全覆盖范围的RS 140、 150相似的多个 中继站。MR-BS 110与RS 140、 150之间的多跳拓朴结构可看作是点 对多点(PMP)链路。此外，RS 140经由PMP链路与RS 160和RS 170 连接，其中各PMP链路依靠站来保持时间和频率同步，它经由下行 链路(DL)前同步码的广播和接收来执行，而上行链路(UL)同步通过测 距过禾呈(randing process)来执行。
MR网络100利用允许多个中继链路共享信道的帧结构，因而在 同 一个信道上可支持多个PMP ^t连路。当多个PMP《连^^共享信道时， 参与链路的站进行同步，并且数据被传送以便使干扰为最小。帧结构可配置成优化部署的拓朴结构和要求，并且允许多个PMP链路共享 信道，同时利用时分复用(TDM)和空间再使用的组合。
根据本发明，MR网络100的实施例采用一种拓朴结构来支持 802.16j标准，在该拓朴结构中，MR-BS 110与MS之间的路径的长 度可多于两跳。在TDD系统中，RS不是同时进行传送和接收，以便 防止发射信号淹没接收信号。MR网络100支持一种帧结构，它将多 个RS编组为相位，以便防止RS在任意跳大小的拓朴结构下同时进 行传送和接收。
如上所述，MR网络100具有树拓朴结构的基本结构，以便支持 经由共享信道的多跳通信，它确保站不能在信道上同时进行接收和传 送。根据本发明，根据MR-BS和各个RS离MR-BS是偶数还是奇数 跳，将它们分配到单独组。在图中，MR-BS 110和RS 160、 RS 170 指定为"偶数，，站，而RS 140和RS 150分类为"奇数"站。奇数站 没有从其它奇数站接收数据，并且偶数站没有从其它偶数站接收数 据。因此，奇数站可在帧的相同部分进行传送，而没有违反关于站没 有同时进行传送和接收的限制。类似地，偶数站可在帧的相同部分进 行传送，而没有违反关于站没有同时进行传送和接收的限制。通过将 站适当编组到帧的不同相位，可通过共享信道来实现多跳通信。
图2示出支持通过共享信道的多跳通信的二相帧结构200。注意， 为了说明的简洁起见而提供二相，本发明并不局限于二相。帧结构 200适合于有效地使用分配给发射器和接收器的频率信道的TDD操 作。TDD适于使用相同频率fo但在不同时间传输异步业务，它利用 上行链路(UL)和下行链路(DL)业务。实际上，TDD将数据流分为帧，
子帧202和UL子帧212的TDD帧，其中DL和UL子帧的每个还分 为多个相位。
站可指定为离MR-BS(包括MR-BS本身)的偶数跳，以及在"偶 数，，下行链路DL相位中进行传送，而在"偶数，，上行链路相位中进行接收(MIL-BS—没有在—UL中进行传送)。—另一方面，指定为离MR-BS 的奇数跳的站可在"奇数"DL相位中进行传送，而在"奇数"UL 相位中进行接收。例如，RS 160和RS 170指定为具有离MR-BS 110 的偶数跳，并且在"偶数，，下行链路DL相位204(参照图2)中进行传 送。RS 160和RS 170可在"偶数"上行链路UL相位214中进行接 收。又例如，.RS 140和RS 150可指定为具有奇数跳，并且在"奇数" 下行链路DL相位206中进行传送。RS 140和RS 150可在"奇数" 上行链路UL相位216中进行接收。
图3-6提供可在帧结构200的各个相位期间发生的通信的示例。 图3示出"偶数"DL相位204(参见图2)中的通信，其中MR-BSllO 和RS 160以及RS 170指定为离MR-BS的偶数跳。在DL相位204 中，MR-BS IIO在离开MR-BS的DL方向进行传送，如图中的箭头 所示。RS 140和RS 150指定为离MR-BS 110的奇^:跳，并且在这个 DL相位204中进行接收。图4示出"奇数"DL相位中的通信。在这 个相位中，作为离MR-BS 110的奇数跳的RS在DL方向上进行传送， 而作为离MR-BS的偶数跳的RS进行接收。图5示出"奇数"UL相 位中的通信。作为离MR-BS 110的偶数跳的RS在UL方向上进行传 送，而作为离MR-BS的奇数跳的RS进行接收。图6示出"偶数" UL相位中的通信。在这个相位中，作为离MR-BS 110的奇^:跳的 RS在UL方向上进行传送，而作为离MR-BS的偶数跳的MR-BS和 RS进行接收。
图7示出提供根据本发明的算法的M相帧结构的实施例的编组 DL站的示例的表。N跳的最大RS链的一般M相编组算法说明，每 相的RS之间的干扰通过将RS散布于多个相位来减小。
D定义为D=ceil(N/M),其中M是相位数量，以及N是跳数。 在相位k中，作为离开MR-BS (N^d+k)跳的MR-BS/RS在DL中
进行传送，其中d具有值O、 1、 2..... D-l; k具有值O、 1.....
M-l;以及忽略大于N的所有RS跳计H。例如，对于M=5且N=8
7的情况，该表示出其中站可在DL中进行传送的相位。
现在应当清楚地知道，提供了站编组机制，它按照MR-BS和RS 在树拓朴结构中的位置将它们集中为组，并且为它们分配相位。通过 编组或划分MR-BS和RS并且向该组分配不同的相位，防止MR-BS 和RS同时进行传送和接收。因此，提供了通过共享信道的多跳通信 的方法，它随拓朴结构中的跳数以及随小区中的RS的数量而缩放。
虽然本文说明和描述了本发明的某些特征，但是本领域的技术人 员现在会想到多种修改、替换、变更以及等效方案。因此要理解，所 附权利要求书意在涵盖落入本发明的真实精神之内的所有这类修改 和变更。
权利要求
1.一种通信方法，包括按照多跳中继基站(MR-BS)和中继站(RS)在树拓扑结构中的位置将它们分配到组。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括向所述组分配相位，以 便防止所述MR-BS和所述RS同时进行传送和接收。
3. 如权利要求l所述的方法，还包括在多跳通信中共享信道， 它根据所述树拓朴结构动态调整帧中的相位数量。
全文摘要
提供一种用于无线装置的站编组机制，它按照多跳中继基站(MR-BS)和中继站(RS)在树拓扑结构中的位置将它们集中为组，并且向它们分配相位。编组或划分MR-BS和RS并且向该组分配不同的相位防止MR-BS和RS同时进行传送和接收。
文档编号H04B7/26GK101529749SQ200780039292
公开日2009年9月9日 申请日期2007年10月25日 优先权日2006年10月25日
发明者H·(H·)李, J·J·塞迪尔, K·约翰松, W·C·王 申请人:英特尔公司