无线通讯系统、用于该无线通讯系统的基站及中继站的制作方法

技术领域

本发明是关于一种无线通讯系统。具体而言，本发明的无线通讯系统包含一基站以及一中继站，该基站会根据该中继站的系统信息划分该无线通讯系统的一无线电资源单元。

背景技术：

目前无线网络技术已得到普遍、广泛的应用。为于不同的环境中提供不同的服务品质，不同的网络协议随之发展。其中，全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)网络及长期演进(long term evolution；LTE)网络是目前较为热门的无线网络系统规范。

现有的无线系统中，于架设基站及中继站时，核心网络的特定的管理系统，例如：网元管理系统(Element Management Systems；EMS)或运行和维护(Operation and Maintenance；O&M)系统用以分别设定基站及中继站的运作。此外，为使整体无线系统的效能提升，中继站已可具备原本基站大部份的功能。在此情况下，基站可作为中继站与核心网络的沟通桥梁。由于，基站与中继站间无特定的协议机制，以使基站与中继站彼此了解各自的运作模式。因此，核心网络的管理系统在分配无线系统的无线电资源(radio source)给基站及中继站时，由于缺乏基站与中继站间的信号传输状况或两者各自的系统负载状况，而导致基站、中继站与用户装置间的信号传输无法达到最理想的传输效率。此外，现有的无线系统若欲改变无线电资源分配方式时，则必需通过核心网络的管理系统手动调整。

另一方面，当基站因其它应用(如：广播)需使用相同无线电资源进行传输时，若未协调无线电资源的分配，会导致基站与中继站在无线电资源使用上产生碰撞。

综上所述，如何制定一特定的协议机制，以适当地动态分配无线电资源给基站及中继站，这是现今学术界及业界仍需努力解决的问题。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一无线通讯系统，其具有一特定的协议机制，以分配无线电资源单元给基站及中继站。具体而言，本发明的无线通讯系统系通过中继站传送一中继站系统信息给基站，使基站根据该中继站系统信息动态地划分无线电资源单元为二集合，以分别供基站及中继站使用。

为达上述目的，本发明揭露一种无线通讯系统，其包含一核心网络、一基站及一中继站。该核心网络用以提供一电信服务。该基站以一有线方式或一无线方式连接至该核心网络。该中继站，以一无线方式连接至该基站，并用以传送一包含一中继站系统信息的第一讯息至该基站。该基站根据该中继站系统信息，产生一组态模式(configuration pattern)，并传送一包含该组态模式的第二讯息至该中继站。该组态模式用以将该无线通讯系统的一无线电资源单元划分为一第一集合及一第二集合，以使该基站使用该第一集合传送一第一信号至该中继站，以及该中继站使用该第二集合，与一用户装置传输一第二信号。

另外，本发明还揭露一种基站，用于上述的无线通讯系统。该基站包含一收发器及一处理器。该收发器用以自该中继站接收一包含一中继站系统信息的第一讯息。该处理器用以根据该中继站系统信息，产生一组态模式。该收发器还用以传送一包含该组态模式的第二讯息至该中继站。该组态模式用以将该无线通讯系统的一无线电资源单元划分为一第一集合及一第二集合，以使该基站使用该第一集合传送一第一信号至该中继站，以及该中继站使用该第二集合，与一用户装置传输一第二信号。

另外，本发明揭露一种中继站，用于上述的无线通讯系统。该中继站包含一收发器，用以传送一包含一中继站系统信息的第一讯息至该基站，以使该基站根据该中继站系统信息，产生一组态模式。该收发器还用以自该基站接收一包含该组态模式的第二讯息。该组态模式用以将该无线通讯系统的一无线电资源单元划分为一第一集合及一第二集合，以使该基站使用该第一集合传送一第一信号至该中继站，以及该中继站使用该第二集合，与一用户装置传输一第二信号。

本发明的另一目的在于提供一无线通讯系统，其具有一特定的协议机制，以分配无线电资源单元给基站及中继站。具体而言，本发明的无线通讯系统通过基站根据本身的系统信息动态地划分无线电资源单元为二集合，以分别供基站及中继站使用。

为达上述目的，本发明揭露一种无线通讯系统，其包含一核心网络、一基站及一中继站。该核心网络用以提供一电信服务。该基站以一有线方式连或一无线方式接至该核心网络，并用以根据一系统信息，产生一组态模式。该中继站以一无线方式连接至该基站，并用以自该基站接收一包含该组态模式的讯息。该组态模式用以将该无线通讯系统的一无线电资源单元划分为一第一集合及一第二集合，以使该基站使用该第一集合传送一第一信号至该中继站，以及该中继站使用该第二集合，与一用户装置传输一第二信号。

本发明的有益技术效果是：本发明的无线通讯系统具有一特定的协议机制，以分配无线电资源单元给基站及中继站使用。本发明的基站通过实时地考虑基站与中继站间的信号传输状况或两者各自的负载状况，动态地划分无线电资源单元，以分配给基站及中继站使用，这样可使基站、中继站与用户装置间的信号传输达到最理想的传输效率。据此，本发明可套用至任何依时序将无线电资源划分为一无线电资源单元及多个子单元的无线通讯系统上，以动态地分配无线电资源给基站及中继站使用。

附图说明

图1是本发明第一实施例的无线网络系统1的示意图；

图2是描绘无线网络系统1的无线电资源单元的示意图；

图3是描绘基站与中继站在设定信号传输上的协议机制。

图4A至图4B是描绘无线网络系统的无线电资源单元的组态模式；

图5是描绘基站、中继站及用户装置间的讯息传输；

图6是本发明的基站的示意图；

图7是本发明的中继站的示意图；以及

图8是描绘无线网络系统的帧的组态模式。

具体实施方式

以下的实施例用以举例说明本发明的技术内容，并非用以限制本发明的范围。需说明的是，以下实施例及附图中，与本发明无关的元件已省略而未绘示，且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

本发明的一第一实施例如图1所示，其描绘一无线网络系统1。无线网络系统1包含一核心网络11、一基站13以及一中继站15。核心网络11与基站13通过有线或无线方式连接，而基站13与中继站15通过无线方式连接。当一用户装置21位于中继站15的涵盖范围内时，用户装置21可通过中继站15连接至基站13，进而连接至核心网络11。核心网络11可包含电信业者的管理系统及服务设备，用以提供一电信服务，藉此，用户装置21可通过核心网络11与其它用户装置通讯或连线至网际网络(Internet)。

在无线网络系统1中，无线电资源(radio source)可依时序划分为一无线电资源单元(radio source unit)，以作为信号传输上的一种单位，如图2所示。一个无线电资源单元代表一时间区间，例如：10毫秒(millisecond)。每一无线电资源单元可再进一步划分为多个子单元(subunit)，例如：一无线电资源单元包含10个子单元。本发明通过基站13动态地划分这些子单元给基站13及中继站15使用，以避免传统核心网络的管理系统无法适当地分配这些子单元。

图3描绘基站13与中继站15在设定信号传输上的协议机制。一开始，基站13与中继站15可使用全部无线电资源单元进行通讯。中继站15通过第一讯息102传送一中继站系统信息至基站13。中继站系统信息可包含中继站15的一资源切割信息(resource partition information)、一天线配置、一操作频带配置、一负载状况及一接收信号品质。基站13接收到第一讯息102后，根据中继站系统信息判断是否需将无线电资源单元的这些子单元划分，以分配给基站13及中继站15使用。透过中继站系统信息，中继站15可通知基站13是否需切割无线电资源。或者，基站13可根据中继站系统信息决定。具体而言，若基站13根据中继站系统信息，认为中继站15可使用二组传输频带传输信号，以作为跟基站13与用户装置(例如：用户装置21)间的传输，则判定无需将无线电资源单元的这些子单元划分，以分配该给基站13、中继站15及用户装置使用。

另一方面，若基站13根据中继站系统信息，认为中继站15仅能使用一组传输频带传输信号，做为跟基站13与用户装置间的传输，则判定需将无线电资源单元的这些子单元划分，以分配该给基站13、中继站15及用户装置使用。须说明的是，中继站15可否使用一组传输频带或二组传输频带传输讯息除了依据与中继站15本身的型态(例如:硬件功能或操作设定)决定外，亦可能依据中继站15目前的传输状况决定。因此，中继站系统信息用以提供中继站15的硬件及传输相关信息给基站13，以使基站13决定是否划分无线电资源单元的这些子单元。

图4A至图4B是描绘无线网络系统1的无线电资源单元的组态模式范例。当基站13判定需将无线电资源单元的这些子单元划分后，则产生一组态模式(configuration pattern)。组态模式用以将无线通讯系统1的一无线电资源单元(radio source unit)划分为一第一集合及一第二集合。举例而言，如图4A所示，基站13将无线电资源单元[n]的编号1、2、7及8的子单元划分为第一集合，而将无线电资源单元[n]的编号0、3、4、5、6及9的子单元划分为第二集合。在一特定周期内，连续无线电资源单元的子单元可具有相同的组态(即如图4A所示，无线电资源单元[n+1]的子单元与无线电资源单元[n]的子单元具有相同的组态)，然而连续无线电资源单元的子单元亦可具有不同的组态。需说明的是，上述的编号仅用以表示各无线电资源单元的子单元于时序上的顺序，即编号0的子单元是最先子单元，编号9的子单元是最后的子单元。然而，其它实施态样中，可依类似做法划分无线电资源，熟悉此项技术者基于前述实施例的说明，可了解在其它实施例中如何以划分，故不予赘述。

详言之，基站13储存一组态模式集合，其包含多个组态模式。基站13可自该组态模式集合中选择一适合的组态模式，以符合基站13、中继站15及用户装置21间的信号传输状况。然而，基站13亦可根据中继站系统信息或基站13本身的系统信息实时产生组态模式。接着，继续参考图3，基站13于选择或产生组态模式后，即传送一包含组态模式的第二讯息104至中继站15。中继站15于接收第二讯息104后，即根据组态模式设定中继站15的一传输模式，并于设定完成后，传送一包含组态响应(configuration response)信息的第三讯息106至基站13。此外，基站13还用以根据中继站系统信息，决定一控制信道。基站13还将控制信道信息以第二讯息104传送至中继站15(即第二讯息104还包含控制信道信息)，其中控制信道信息用以指示该控制信道。

于依据组态模式设定基站13及中继站15的传输模式后，基站13使用该第一集合传送一下行信号至中继站15，而中继站15使用该第二集合，与用户装置21传输一上行或下行信号。举例而言，如图5所示，其描绘基站13、中继站15及用户装置21间的信号传输。详言之，该第一集合是分配给基站13传送下行信号(即第一信号110)，因此，在启动依据组态模式设定所的传输模式后，基站13仅使用属于该第一集合的子单元来传送信号至中继站15。另外，该第二集合是分配给中继站15传送至用户装置21的下行信号(即第二信号112)以及自用户装置21接收其传送的上行信号(即第二信号112)，因此，在启动依据组态模式所设定的传输模式后，中继站15仅使用属于该第二集合的子单元传送信号至用户装置21，以及自用户装置21接收信号。此外，中继站15对基站13的上行信号，依据不同的无线网络系统特性，可使用第一集合或第二集合的子单元，以作为上行信号的传送(如图5的第三信号114，是利用该第二集合的子单元来传送)。须说明的是，于其它实例中，用户装置21亦可为另一中继站，而该中继站15可对其接取的另一中继站扮演基站角色，而基站13、中继站15与该另一中继站间的信号及数据传输机制亦与上述大致相同。

此外，基站13可根据本身的系统信息(例如：一天线配置、一操作频带配置、一负载状况、一接收信号品质以及一广播要求)产生或可自组态模式集合中重新选择一组态模式，以重新将无线电资源单元划分为一新的第一集合及一新的第二集合，并通过第一信号110夹带一包含新的组态模式的讯息至中继站15。如图4B所示，基站13根据本身的系统信息，改变原本无线电资源单元划分组态，将无线电资源单元[n+1]的编号2、3、4、7、8及9的子单元划分为新的第一集合，而将无线电资源单元[n+1]的编号0、1、5及6的子单元划分为新的第二集合。换言之，中继站15接收一包含新的组态模式的讯息后，即依据新的组态模式更变传输模式的设定，随后，基站13与中继站15会于一时间点后，依据新的组态模式(即如图4B所示)所设定的传输模式传输信号。据此，基站13将使用属于新的第一集合的子单元来传送信号至中继站15，而中继站15将使用属于新的第二集合的子单元来传送信号至用户装置21，以及自用户装置21接收信号。

需说明的是，当中继站15根据该组态模式设定中继站15的传输模式后，基站13及中继站15并非需立即启用依组态模式所设定的传输模式，以划分后的第一集合及第二集合传送信号。举例而言，基站13可以通过第二讯息104，告知中继站15于一特定时间(例如：10秒)后，启用依组态模式所设定的传输模式与基站13进行信号传输。另外，中继站15亦可根据本身的系统信息，决定何时启用依组态模式所设定的传输模式与基站13或/及用户装置21进行信号传输。换言之，基站13可决定基站13与中继站15于何时启用依组态模式所设定的传输模式进行信号传输，而中继站15亦可决定中继站15与基站13或/及用户装置21于何时启用依组态模式所设定的传输模式进行信号传输。据此，基站13、中继站15及用户装置21间于任何启用依组态模式所设定的传输模式进行信号传输皆属于本发明保护的范畴。

图6描绘基站13，其包含一收发器(transceiver)131、一处理器(processor)133及一储存装置135。收发器131用以自中继站15接收第一讯息102及第三讯息106，以及传送第二讯息104至中继站15。处理器133用以根据第一讯息102所包含的中继站系统信息，产生组态模式。储存装置135用以储存该组态模式集合。处理器133可实时产生或自组态模式集合中选择组态模式。另外，处理器133还用以根据中继站系统信息，决定该控制信道信息。

当基站13与中继站15根据组态模式设定传输模式并启用后，收发器131还用以传送下行信号(即第一信号110)至中继站15，及自中继站15接收包括上行信号(即第三信号114)。其中，中继站15至基站13间的上行数据可包含中继站系统信息、组态响应及其它上行数据，而基站13至中继站15间的下行数据可包含组态模式和控制信道信息以及其它下行数据。换言之，基站13与中继站15于设定传输模式后，可持续通过第一信号110及第三信号114传输中继站系统信息、组态响应、组态模式和控制信道信息，以实时的改变传输模式。

图7描绘中继站15，其包含一收发器151以及一处理器153。收发器151用以传送第一讯息102及第三讯息106至基站13，以及自基站13接收第二讯息104。处理器153用以根据第二讯息104所包含的组态模式，设定中继站15的传输模式，以使收发器151于设定完成后，传送第三讯息106至基站13。另外，处理器153还根据第二讯息104所包含的及控制信道信息，以监听基站13所决定的控制信道。须说明的是，于其它实例中，若用户装置21为另一中继站，一储存装置亦可被装载至中继站15，功能如上述相同。

当基站13与中继站15根据组态模式设定传输模式且启用后，收发器151还用以传送下行信号(即第二信号112)至用户装置21，以及自用户装置21接收上行信号(即第二信号112)。此外，收发器151还传送上行信号(即第三信号114)至基站13，及自基站13接收下行信号(即第一信号110)。

本发明的一第二实施例是一符合一长期演进(long-term evolution；LTE)规范的无线通讯系统。在长期演进规范中，核心网络是一演进封包核心(Evolved Packet Core；EPC)网络，其可包含移动管理实体(Mobility Management Entity；MME)、服务网关器(Serving Gateway；S-GW)及数据封包网关器(Packet Data Network Gateway；P-GW)。可提供中继站15接取的基站13通常称作Donor eNB或DeNB，而中继站15通常称作为Relay Node、Relay eNB或ReNB。演进通用陆地无线接取网络(EUTRAN；Evolved UTRAN)可包含演进封包核心网络及基站；若用户装置21为一中继站，演进通用陆地无线接取网络亦可包含中继站15。

在长期演进规范中，该无线电资源单元是一帧(frame)，且该帧包含一规定数量的子帧(subframe)，如图8所示。该第一集合具有一第一数量的子帧，以及该第二集合具有一第二数量的子帧，其中该第一数量与该第二数量的总合等于一规定数量(例如：10个子帧)。举例而言，以帧[n]及帧[n+1]作为说明，第一集合包含编号1、2、7及8的子帧，以及第二集合系包含编号0、3、4、5、6及9的子帧。具体而言，于长期演进规范中，属于该第一集合的这些第一数量的子帧是落于定义在群播/广播单频网络(Multicast/Broadcast Single-frequency Network；MBSFN)的子帧范围内，其用以让基站13传送下行信号至中继站15。

基站13与中继站15一开始是使用所有子帧进行通讯。中继站15使用一无线电资源控制(radio resource control；RRC)接口传送第一讯息102，以夹带中继站系统信息至基站13。同时，在此情况下，第二讯息104亦是一RRC讯息，其可为任何已制定于长期演进规范中的特定RRC讯息(例如：RRCConnectionReconfiguration讯息)或一新的RRC讯息(例如：RNReconfiguration讯息)。此外，RRC讯息定义一系统信息区块(system information block；SIB)，基站13及中继站15可通过特定RRC讯息或新的RRC讯息来传递彼此的系统信息。

此外，基站13及中继站15间亦可建立一S1接口(interface)或X2接口，故中继站15可利用S1讯息或X2讯息将中继站系统信息传送至基站13。具体而言，第一讯息102、第二讯息104及第三讯息106系可为RRC讯息、S1讯息及X2讯息其中之一。因此，基站13可使用RRC讯息、S1讯息及X2讯息其中之一夹带组态模式及控制信道信息至中继站15，且中继站15可使用RRC讯息、S1讯息及X2讯息其中之一夹带。据此，基站13及中继站15间可使用RRC接口、S1接口及X2接口其中之一或其组合，并用该特定或新的讯息，以进行基站13及中继站15间的信息传递。由于RRC接口、S1接口及X2接口属现有技术内容，故在此不加以赘述。

另外，于长期演进规范中，该控制信道是一中继物理下链控制信道(Relay Physical Downlink Control Channel；R-PDCCH)及一物理下链控制信道(Physical Downlink Control Channel；PDCCH)其中之一。一般情况下，当帧的这些子帧无需划分给基站13及中继站15使用时(即依组态模式所设定的传输模式未启动时)，中继站15将监听(monitor)物理下链控制信道，以撷取基站13所传送的控制信息。另外，当帧的这些子帧需划分给基站13及中继站15使用时(即依组态模式所设定的传输模式启动时)，中继站15可监听中继物理下链控制信道，或可监听物理下链控制信道，以自基站13撷取所传送的控制信息。须说明的是，于其它实例中，若用户装置21为另一中继站，功能亦如上述相同。此外，需说明的是，该控制信道为何并非用以限制本发明，所属技术领域中具有通常知识者可轻易了解通过该控制信道仅为一特定信息传输区块用以夹带控制信息，任何传输区块用以夹带控制信息皆属于本发明保护的范畴。

综上所述，本发明的无线通讯系统具有一特定的协议机制，以分配无线电资源单元给基站及中继站使用。本发明的基站通过实时地考虑基站与中继站间的信号传输状况或两者各自的负载状况，动态地划分无线电资源单元，以分配给基站及中继站使用，如此一来，可使基站、中继站与用户装置间的信号传输达到最理想的传输效率。据此，本发明所揭露的技术内容可套用至任何依时序将无线电资源划分为一无线电资源单元及多个子单元的无线通讯系统上，以动态地分配无线电资源给基站及中继站使用。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。