专利名称：基于中转站实现无线中转的方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信系统中基于中转站实现无线中转的方法。
背景技术：
IEEE 802.16为宽带无线接入标准，在802.16标准中，对于授权频段，双工方式可以是FDD(frequency division duplex or duplexing，频分双工)和TDD(time division duplex or duplexing，时分双工)。
FDD方式的用户站(SS)可以是半双工FDD，而对于免授权的频段，双工方式只能是TDD。
如图1所示为TDD下的802.16 OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex，正交频分复用)或SC(Single Carrier，单载波)帧结构，TDD方式的多址方式下行只有TDM(Time Division Multiplex，时分复用)，上行都是采用TDMA(Time Division Multiplex Access，时分复用接入)。在物理信道上的数据以帧(Frame)的格式传输。每帧包括下行子帧(DLsubframe)和上行子帧(UL subframe)。
在TDD模式下，下行子帧先传输，随后是上行子帧。一个下行子帧只有一个下行物理层协议数据单元(DL PHY PDU)，而一个上行子帧包含按以下顺序的时隙初始Ranging(寻址)竞争时隙(Contention slot for initialranging)、带宽请求竞争时隙(Contention slot for BW requests)和一个或多个上行物理层协议数据单元(UL PHY PDU)，每个UL PHY PDU来自不同的用户站(SS)。
下行PHY PDU开始是一个前导码(preamble)，用于物理同步；之后是帧控制头(frame control header；FCH)突发(burst)，FCH包括帧前缀(DL_Frame_Prefix；DLFP)，用来指定紧随在FCH之后的一个或多个下行Burst的profikle(参数集)及其长度。
DL-MAP(Downlink-map，下行映射表)消息如果在当前帧发送，将是跟在FCH后面的第一个MAC PDU(MAC层协议数据单元)。UL-MAP(Uplink-map，上行映射表)消息紧跟在发送的DL-MAP或者DLFP后面。
如果DCD(Downlink channel descriptor，下行信道描述符)和UCD(uplink channel descriptor，上行信道描述符)消息在帧中发送，两消息将紧跟在DL-MAP和UL-MAP后面。DL-MAP、UL-MAP、DCD和UCD将在1#DLBurst发送。其它burst的位置和profile由DL-MAP指定。如果是OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex，正交频分复用)物理层的DLPHY burst，为了得到OFDM符号的整数倍，有效的载荷后面不足的会用0xFF字节来补充(Pad)。
在TDD系统中，TTG(transmit/receive transition gap，发送/接收转换间隙)和RTG(receive/transmit transition gap，接收/发送转换间隙)会在上下行子帧交替的时候，留出一段时间让BS完成收发交替。
上述描述了802.16标准的TDD下的802.16正交频分复用或单载波的帧结构。目前802.16标准主要有两个版本802.16标准的宽带固定无线接入版本“802.16-2004”，和802.16标准的宽带移动无线接入版本“802.16e”。其中，802.16-2004仅定义了基站(BS)和用户站(SS)两种网元；802.16e也仅定义了BS和移动用户站(MSS)两种网元。
为了扩大BS的覆盖范围或增加用户站的吞吐量，802.16 Multihop RelaySG(802.16多跳中转研究组)提出了WiMAX RS(中转站)的概念，但是到目前为止还没有提出基于RS实现BS和MSS/SS间的通信时的BS、RS和MSS/SS的物理层帧结构，因此，目前还无法真正实现利用RS在BS与MSS之间实现中转通信，即目前还没有基于中转站实现无线中转功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于中转站实现无线中转的方法，从而使得可以利用RS实现BS与MSS之间的中转通信，提高无线通信系统的性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种基于中转站实现无线中转的方法，包括A、在基站BS物理层帧结构的下行帧和上行帧中分别设置下行中转区和上行中转区，在中转站RS物理层帧结构的上行帧和下行帧中分别设置下行中转区和上行中转区，用于定义BS与RS之间中转业务的时隙；B、所述BS与RS之间基于所述的上、下行物理层帧采用时分双工TDD方式进行无线中转通信。
所述的BS的物理层帧结构中的上行中转区和下行中转区的时隙分别与RS的物理层帧结构中的上行中转区和下行中转区的时隙对应，而且，在BS的下行中转区和上行中转区对应的期间，用户终端不设置接收或发送时隙。
所述的步骤A包括在BS的物理帧结构的下行帧的下行中转区中设置下行中转广播时隙，用于定义由BS广播给RS的下行时隙，广播相应的广播报文；在RS的物理帧结构的上行帧的下行中转区中设置下行中转广播接收时隙，用于定义接收BS下行中转广播时隙的RS上行时隙，接收相应的广播报文。
所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构的下行帧中设置下行干扰时隙，且BS和RS的下行干扰时隙不重叠，所述下行干扰时隙用于定义BS和RS各自覆盖区域中的下行数据时隙，所述的各自覆盖的区域包括仅由BS和RS各自覆盖的重叠区域，或者，包括由BS和RS各自覆盖的不重叠区域以及BS和RS各自覆盖的重叠区域。
所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构下行帧中设置下行帧头时隙，设置于下行子帧的开始时刻，用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙，以指示BS和RS物理层帧结构下行帧和上行帧的各时隙的位置和使用方法profile，其中，RS的下行帧头时隙在时间上滞后于BS的下行帧头时隙，且不能与BS的下行帧的下行帧头时隙、下行中转区和/或下行干扰时隙重叠。
所述的所述的下行子帧包括正交频分复用或单载波帧中的前导码preamble、帧控制头突发FCHburst及由下行帧前缀DLFP指定的紧随在帧控制头FCH之后的一个或多个下行空突发Burst。
所述的步骤A还包括当存在多个RS时，RS的下行帧头时隙在时间上不能与其他RS的下行帧头时隙、下行干扰时隙和上行中转区重叠。
或当存在多个RS时，不同RS的DL Header Slot在时间上完全重叠，严格同步，且其内容必须相同。
所述的步骤A还包括在RS的物理层帧结构的下行帧中设置下行帧头接收时隙，用于定义RS接收BS下行帧头时隙的时隙，且该下行帧头接收时隙与BS的下行帧头时隙需完全重叠和严格同步。
所述的步骤A还包括
在BS和RS的物理层帧结构的下行帧中设置下行无干扰时隙，和/或，在BS和RS的物理层帧结构的上行帧中设置上行无干扰时隙，用于定义仅由BS或RS各自覆盖的不重叠区域的下行或上行数据时隙，而且，RS的下行帧头时隙在时间上需位于BS的下行帧的下行无干扰时隙内。
所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构的上行帧中设置上行干扰时隙，用于定义BS和RS各自覆盖区域下的上行数据时隙，所述的各自覆盖的区域包括仅由BS和RS各自覆盖的重叠区域，或者，包括由BS和RS各自覆盖的不重叠区域以及BS和RS各自覆盖的重叠覆盖的区域，其中，BS的上行干扰时隙和RS的上行干扰时隙不能在时隙上重叠。
所述的步骤A包括当系统中存在多个RS时，各个RS之间采用时分复用TDM的方式共享上、下行中转区。
所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构的上行帧中设置上行竞争时隙，其中，BS的上行竞争时隙与RS的上行竞争时隙需完全重叠，而且，在RS的物理层帧结构的上行帧中还设置了上行竞争发送时隙，用于定义RS发送的用于上行竞争时隙的时隙，所述上行竞争发送时隙不能与其他的RS的下行帧头时隙重叠，所述的上行竞争发送时隙不能与BS的上行帧的上行中转区和/或上行干扰时隙重叠。
所述的上行竞争时隙包含初始测距Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙。
所述的方法还包括除上行中转区和下行中转区外，BS的下行时隙不能与RS的上行时隙重叠，BS的上行时隙不能与RS的下行时隙重叠。
所述的方法还包括BS的下行帧到BS的上行帧间至少预留发送/接收转换间隙TTG时长；BS的上行帧到BS的下行帧间至少预留接收/发送转换间隙RTG时长；RS的下行帧到RS的上行帧间至少预留TTG时长；RS的上行帧到RS的下行帧间至少预留RTG时长。
所述的步骤A包括处于BS覆盖区域中的用户终端、RS和BS需要保持收发帧同步，处于RS覆盖区域的用户终端需要和RS保持收发帧同步。
所述的步骤A包括所述的下行帧头时隙和上行竞争时隙设置为存在于BS和RS每一帧中，所述的下行中转区、上行中转区、下行干扰时隙、上行干扰时隙、RS的上行竞争发送时隙、下行无干扰时隙和上行无干扰时隙则不设置为存在于每一帧中。
所述的步骤B包括所述BS与RS之间基于设置的上、下行物理层帧中包含的上下行中转区、上下行干扰区、下行帧头时隙和/或上行竞争时隙进行消息的交互，实现无线中转通信。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的方法可以支持OFDM(或SC)无线高级中转模式，即MS/SS可以通过RS进行无线中转接入BS，从而有效保证RS和BS、MS/SS间在TDD/TDM/TDMA方式的同频通信。同时，本发明还可以避免RS到SS/MSBS、BS到SS/MSRS、SS/MSBS到RS、SS/MSRS到BS、SS/MSBS到SS/MSRS、SS/MSRS到SS/MSBS、RS到RS、BS到RS，以及RS到BS之间通信的干扰，以有效保证良好地中转通信。
图1为TDD下的802.16标准规定的OFDM(或SC)的帧结构示意图；图2为包括RS的通信系统示意图1；图3为包括RS的通信系统示意图2图4为同频干扰模式示意图；图5为BS与RS之间中转通信的模型示意图；图6为BS和RS的物理层帧结构示意图1；图7为BS和RS的物理层帧结构示意图2；图8为BS和RS的物理层帧结构示意图3；图9为BS和RS的物理层帧结构示意图4；图10为BS和RS的物理层帧结构示意图5。
具体实施例方式
本发明的核心是定义BS和RS的物理层帧结构，从而基于定义的帧结构实现基于中转站的无线中转功能。
本发明中，RS和BS、MS/SS的通信系统模型如图2和图3所示，图2中给出了单RS情况系统模型，图3中给出了多RS的情况的系统模型。在系统中RS和BS、MS/SS间采用TDD/TDM/TDMA方式在同频点下通信，MS/SS通过RS进行无线中转接入BS，RS作为一个MS/SS接入BS。
由于TDD模式的网络系统采用同频通信，则必然会存在如图4(a)-(d)所示的4种情况的相互干扰。其中，TX表示发送模块，RX表示的接收模块。
本发明中，将BS和RS的覆盖区域分成3个区第一区1为，简称1区仅BS能覆盖，不存在RS到属于BS的MS/SS(图2中的MSBS)、SS/MSRS到BS的干扰；第三区3为，简称3区仅RS能覆盖，不存在BS到属于RS的MS/SS(图2中的MSRS)、SS/MSBS到RS的干扰；第二区2为，简称2区BS和RS都能覆盖，存在RS到SS/MSBS和BS到SS/MSRS的干扰，也存在SS/MSBS到RS和SS/MSRS到BS的干扰。例如，在图3中，BS和RS1的重叠区为RS1第二区2，而BS和RS2的重叠区为RS2的第二区2。
BS和RS的中转通信模式，如图5所示，具体包括以下传送帧(1)DLBS为BS的物理层帧的下行帧，由BS到SS/MSBS或RS；(2)ULBS为BS的物理层帧的上行帧，由SS/MSBS或RS到BS，SS/MSBS和BS保持同步，SS/MSBS和BS保持收发帧同步，RS和BS除Relay Zone、TTG和RTG外保持收发的时隙同步；(3)DLRS为RS的物理层帧的下行帧，由BS到SS/MSRS或RS；(4)ULRS为RS的物理层帧的上行帧，由SS/MSRS或RS到BS，SS/MSRS和RS保持收发帧同步。
基于上述各帧，BS便可以与RS之间进行通信，进而通过RS中转后与SS/MS之间通信；同时，还可以将SS/MS发送给BS的信息通过RS中转发送，从而有效提高无线通信系统的覆盖范围。
为使得RS通过位于BS与SS/MS之间实现中转通信功能，便需要定义相应的物理层帧结构，同时，为保证通信的可靠性，还需要合理地根据中转通信需求进行帧结构的定义，只有定义了合理的BS和RS的物理层帧结构才能够使得基于RS的中转通信顺利实现，并有效避免通信过程中可能产生的干扰。可以看出，BS和RS的物理层帧结构的定义是实现基于RS的中转通信的关键。为此，针对上述BS与RS中转通信过程中的传送帧的需求，下面将对各帧结构的定义进行详细说明。
为实现RS在BS与SS/MS之间的中转通信功能，首先需要在定义BS和RS的物理层的上、下行帧结构，具体为
1、在BS的物理层帧结构的下行帧DLBS中增加DL Relay Zone(下行中转区)用于定义将由BS传给RS的BS下行中转数据时隙；其中，对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享DL Relay Zone；2、在RS的物理层帧结构的上行帧ULRS中增加DL Relay Zone(下行中转区)用于定义将由BS传给RS的BS下行中转数据时隙；其中，对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享DL Relay Zone；3、在BS的物理层帧结构的上行帧ULBS中增加UL Relay Zone(上行中转区)用于定义将由RS传给BS的BS上行中转数据时隙；其中，对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享UL Relay Zone；4、在RS的物理层帧结构的下行帧DLRS中增加UL Relay Zone(上行中转区)用于定义将由RS传给BS的BS上行中转数据时隙；其中，对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享UL Relay Zone。
对于所述的BS的DL Relay Zone和RS的DL Relay Zone的时隙关系，以及BS的UL Relay Zone和RS的UL Relay Zone的时隙关系必须一一对应，这样，才能够保证BS与RS之间配合进行信息的收发。
而且，在BS的DL Relay Zone和UL Relay Zone对应的期间，SS/MSBS和SS/MSRS不安排任何接收或发送时隙，目的是为了避免SS/MSBS到RS和SS/MSRS到BS的干扰。
本发明中为了BS与RS之间交互广播业务信息，还需要在BS和RS的帧结构中的中转区进行如下定义1、在BS的物理层帧结构的下行子帧DLBS的DL Relay Zone中开辟DLRelay Broadcast Slot(下行中转广播时隙)，简写为DL RB用于定义由BS广播给RS的下行时隙，广播802.16标准定义的DCD(下行信道描述符)、UCD(上行信道描述符)、FPC(快速功率控制)、CLK_CMP(时钟比较)广播报文；2、在RS的物理层帧结构的上行帧ULRS的DL Relay Zone中开辟DLRelay Broadcast RX Slot(下行中转广播接收时隙)，简写为DL RB RX用于定义接收BS下行中转广播时隙的RS上行时隙，接收802.16标准定义的DCD、UCD、FPC、CLK CMP广播报文。
本发明中为了避免BS与RS中转通信过程中的干扰，还需要针对BS和RS的物理层帧进行如下的定义1、在BS的物理层帧结构的下行帧DLBS中定义DL Interference Slot(下行干扰时隙)用于定义BS下行覆盖1区和2区的BS下行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享DL Interference Slot，避免RS到RS的干扰；2、在RS的物理层帧结构的下行帧DLRS中定义DL Interference Slot(下行干扰时隙)用于定义RS下行覆盖3区和2区的RS下行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享DL Interference Slot，避免RS到RS的干扰。
在上述帧结构定义中，BS的DL Interference Slot不能与RS的DLInterference Slot在时隙上相重叠，以避免RS到SS/MSBS和BS到SS/MSRS的干扰。
本发明中，为实现基于RS的中转通信，还需要对BS和RS的物理层帧结构进行如下定义1、在BS的物理层帧结构的下行帧DLBS中定义DL Header Slot(下行帧头时隙为下行子帧的开始，用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙，以指示BS物理层帧结构下行帧和上行帧的各时隙的位置和使用方法profile；包含原802.16OFDM(或SC)帧中的preamble(前导码)、FCH burst(帧控制头突发)及由DLFP(下行帧前缀)指定的紧随在FCH(帧控制头)之后的一个或多个下行Burst，所述的Burst包括DL-MAP(下行映射表)和UL-MAP(上行映射表)；另外，SS/MSBS、RS和BS保持收发帧同步，RS和BS除Relay Zone、TTG(发送/接收转换间隙)和RTG(接收/发送转换间隙)外保持收发的时隙同步；2、在RS的物理层帧结构的下行帧DLRS中定义DL Header Slot(下行帧头时隙)为下行子帧的开始，用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙，以指示RS物理层帧结构下行帧和上行帧的各时隙的位置和使用方法profile；包含原802.16 OFDM(或SC)帧中的preamble、FCH burst及由DLFP指定的紧随在FCH之后的一个或多个下行Burst，包括DL-MAP和UL-MAP，SS/MSRS和RS保持收发帧同步；其中，RS的DL Header Slot在时间上滞后于BS的DL Header Slot，且不能和BS的物理层帧结构的下行帧DLBS的DL Header Slot、DL Delay Zone和DL Interference Slot重叠。
RS的DL Header Slot在时间上不能和其它RS的物理层帧结构的下行帧DLRS的DL Header Slot、UL Contention TX Slot(上行竞争接收时隙)、DLInterference Slot(下行干扰时隙)和UL Delay Zone重叠，避免RS到RS的干扰；特殊情况下，如果不同RS的DL Header Slot在时间上重叠，则必须完全重叠，严格同步，且其内容必须相同，避免RS到RS的干扰。
同时，为便于RS接收BS的DL Header Slot的时隙，本发明还在RS的物理层帧结构的上行帧ULRS中定义DL Header RX Slot(下行帧头接收时隙)用于定义接收BS的DL Header Slot的时隙，且要求BS的DL HeaderSlot和RS的DL Header RX Slot的时隙关系必须完全重叠、严格同步。
本发明中，为避免上行干扰，还需要对BS和RS的物理层帧结构做如下的定义，即定义相应的上行干扰时隙。
1、在BS的物理层帧结构的上行帧ULBS中定义UL Interference Slot(上行干扰时隙)用于定义BS上行覆盖1区和2区的BS上行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享UL Interference Slot，避免RS到RS的干扰；2、在RS的物理层帧结构的上行帧ULRS中定义UL Interference Slot(上行干扰时隙)用于定义RS上行覆盖3区和2区的RS上行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享UL Interference Slot，避免RS到RS的干扰；针对上述定义的BS的UL Interference Slot不能与RS的UL InterferenceSlot在时隙上相重叠，避免SS/MSBS到RS和SS/MSRS到BS的干扰。
本发明中还定义了BS和RS的上行竞争时隙，具体如下1、在BS的物理层帧结构的上行帧ULBS中定义UL Contention Slot(上行竞争时隙)，其中，包含原802.16 OFDM(或SC)帧中的包含了初始Ranging(寻址)竞争时隙和带宽请求竞争时隙；2、在RS的物理层帧结构的上行帧ULRS中定义UL Contention Slot(上行竞争时隙)，其中，包含原802.16OFDM(或SC)帧中的包含了初始Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙；所述RS的UL Contention TX Slot不能与BS的上行帧的上行中转区和/或上行干扰时隙重叠。
在RS的物理层帧结构的下行帧DLRS中还定义了UL Contention TX Slot(上行竞争发送时隙)用于定义RS发送的用于竞争BS的UL ContentionSlot的时隙；上述定义的BS的UL Contention Slot和RS的UL Contention TX Slot的时隙关系必须完全重叠，且严格同步。
在上述定义的各帧结构中，除DL Relay Zone和UL Relay Zone外，BS的下行时隙不得和RS的上行时隙相重叠，BS的上行时隙也不得和RS的下行时隙相重叠，避免SS/MSBS到SS/MSRS和SS/MSRS到SS/MSBS及BS到RS和RS到BS的干扰。
BS的下行帧DLBS到BS的上行帧ULBS间至少预留TTG时长；BS的上行帧ULBS到BS的下行帧DLBS间至少预留RTG时长；RS的下行帧DLRS到RS的上行帧ULRS间至少预留TTG时长；RS的上行帧ULRS到RS的下行帧DLRS间至少预留RTG时长。
而且，在上述定义的各帧结构中，除DL Header Slot和UL ContentionSlot外，上述定义的Slot或Zone不一定每帧都必须存在。
为便于理解本发明，下面将结合具体的应用实例对本发明的具体实现方式进行详细说明。
本发明提供的第一种BS和RS的物理层帧结构实施例如图6或图7所示，图6为单RS情况的示意图，图7为多RS情况的示意图。
BS下行帧DLBS和RS下行帧DLRS中的黑色块标示的时隙为DL HeaderSlot；BS上行帧ULBS和RS上行帧ULRS中的黑色块标示的时隙为ULContention Slot；RS的下行帧DLRS中的白色细长块标示时隙为UL Contention TX Slot，RS上行帧ULRS中的白色细长块标示的时隙RX为DL Header RX Slot。
BS下行帧DLBS中的TX时隙为DL Interference Slot，BS下行覆盖“1区”和“2区”；BS上行帧ULBS中的RX时隙为UL Interference Slot，BS上行覆盖“1区”和“2区”；RS下行帧DLRS中的TX时隙为DL Interference Slot，RS下行覆盖“3区”和“2区”；RS上行帧ULRS中的RX时隙为UL Interference Slot，RS上行覆盖“3区”和“2区”。
图6和图7中，BS的DL Relay Zone安排在BS下行帧DLBS的DL HeaderSlot之后，BS的UL Relay Zone安排在BS下行帧DLBS的UL Contention Slot之后。BS的DL Relay Zone和RS的DL Relay Zone的时隙一一对应；BS的ULRelay Zone和RS的UL Relay Zone的时隙一一对应；在BS的DL Relay Zone和UL Relay Zone对应的期间，MS不安排任何接收或发送时隙。
BS的UL Interference Slot与RS的UL Interference Slot在时隙上不相重叠，同时，BS的DL Interference Slot与RS的DL Interference Slot在时隙上不相重叠。
本发明中，对于图7所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享DLRelay Zone(即图7中的DL RB，DL Relay R#1、#2...部分)、UL Relay Zone(即UL Relay R#1，#2...部分)、DL Interference Slot和UL InterferenceSlot，从而可以避免RS到RS的干扰本发明提供的第二种BS和RS的物理层帧结构的具体实施例如图8所示。
图8中，RS的UL Contention TX Slot隔帧出现，如出现在第N-1帧(FrameN-1)、第N+1帧(FrameN+1)、第N+3帧(FrameN+3)、...的下行帧DLRS中。
BS的DL Relay Zone和BS的UL Relay Zone可以不安排在同一帧。例如，BS的DL Relay Zone安排在第N帧(FrameN)的下行帧DLBS的末尾，则RS的DL Relay Zone安排在第N帧(FrameN)的上行帧ULRS之首，之后为UL Contention Slot。BS的UL Relay Zone安排在第N+1帧(FrameN+1)的上行帧ULBS的UL Contention Slot之后。
BS的DL Relay Zone和RS的DL Relay Zone的时隙一一对应；BS的ULRelay Zone和RS的UL Relay Zone的时隙一一对应；在BS的DL Relay Zone和UL Relay Zone对应的期间，MS不安排任何接收或发送时隙。
本发明中，基于前面描述的BS和RS的物理层帧结构，其中还可以包括以下时隙的定义1、在BS的物理层帧结构的下行帧DLBS中增加DL Non-Interference Slot(下行无干扰时隙)用于定义BS下行覆盖“1区”的BS下行数据时隙；2、在RS的物理层帧结构的下行帧DLRS中增加DL Non-Interference Slot(下行无干扰时隙)用于定义RS下行覆盖“3区”的RS下行数据时隙；其中，BS的DL Non-Interference Slot与RS的DL Non-Interference Slot在时隙上可相重叠。
3、在BS的物理层帧结构的上行帧ULBS中增加UL Non-Interference Slot(上行无干扰时隙)用于定义BS上行覆盖“1区”的BS上行数据时隙；4、在RS的物理层帧结构的上行帧ULRS中增加UL Non-Interference Slot(上行无干扰时隙)用于定义RS上行覆盖“3区”的RS上行数据时隙；其中，BS的UL Non-Interference Slot与RS的UL Non-Interference Slot在时隙上可相重叠。
此时，RS的DL Header Slot在时间上滞后于BS的DL Header Slot，且RS的DL Header Slot和BS的DL Header Slot不能重叠；RS的DL Header Slot在时间上必须位于BS的物理层帧结构的下行帧DLBS的DL Non-InterferenceSlot内；而且，不同RS的DL Header Slot在时间上不能和其它RS的物理层帧结构的下行帧DLRS的DL Header Slot、UL Contention TX Slot、DL Relay Zone和DL Interference Slot重叠，避免“RS到RS”的干扰；特殊情况下，如果不同RS的DL Header Slot在时间上重叠，则必须完全重叠，严格同步，且其内容必须相同，避免RS到RS的干扰；基于上述包含下行无干扰时隙和上行无干扰时隙的BS和RS物理层帧，本发明提供的第三种BS和RS的物理层帧结构实施例如图9所示，其中BS下行帧DLBS和RS下行帧DLRS中的黑色块标示的时隙为DL HeaderSlot；BS上行帧ULBS和RS上行帧ULRS中的黑色块标示的时隙为ULContention Slot；
RS的下行帧DLRS中的白色细长块标示的TX时隙为UL Contention TXSlot，RS上行帧ULRS中的白色细长块标示的RX时隙为DL Header RX Slot。
BS下行帧DLBS中的TX1时隙为DL Non-Interference Slot，BS下行覆盖“1区”，TX时隙为DL Interference Slot，BS下行覆盖“1区”和“2区”；BS上行帧ULBS中的RX1时隙为UL Non-Interference Slot，BS上行覆盖“1区”，RX时隙为UL Interference Slot，BS上行覆盖“1区”和“2区”；RS下行帧DLRS中的TX3时隙为DL Non-lnterference Slot，RS下行覆盖“3区”，TX时隙为DL Interference Slot，RS下行覆盖“3区”和“2区”；RS上行帧ULRS中的RX3时隙为UL Non-Interference Slot，RS上行覆盖“3区”，RX时隙为UL Interference Slot，RS上行覆盖“3区”和“2区”。
BS的DL Relay Zone安排在BS下行帧DLBS的DL Header Slot之后，BS的UL Relay Zone安排在BS下行帧DLBS的UL Contention Slot之后。
BS的DL Relay Zone和RS的DL Relay Zone的时隙一一对应；BS的ULRelay Zone和RS的UL Relay Zone的时隙一一对应；在BS的DL Relay Zone和UL Relay Zone对应的期间，MS不安排任何接收或发送时隙。
BS的UL Interference Slot与RS的UL Interference Slot在时隙上不相重叠，BS的DL Interference Slot与RS的DL Interference Slot在时隙上不相重叠。
本发明中，所述的BS和RS的物理层帧结构中的干扰时隙还可以仅对BS和RS都能够覆盖的区域(即所述的2区)进行定义，具体如下1、在BS的物理层帧结构的下行帧DLBS中定义DL Interference Slot(下行干扰时隙)用于定义BS下行覆盖“2区”的BS下行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享DL Interference Slot，避免“RS到RS”的干扰；2、在RS的物理层帧结构的下行帧DLRS中定义DL Interference Slot(下行干扰时隙)用于定义RS下行覆盖“2区”的RS下行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享DL Interference Slot，避免“RS到RS”的干扰；3、在BS的物理层帧结构的上行帧ULBS中定义UL Interference Slot(上行干扰时隙)用于定义BS上行覆盖“2区”的BS上行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享UL Interference Slot，避免“RS到RS”的干扰；4、在RS的物理层帧结构的上行帧ULRS中定义UL Interference Slot(上行干扰时隙)用于定义RS上行覆盖“2区”的RS上行数据时隙；对于图3所示的多RS的情况，多RS采用TDM的方式共享UL Interference Slot，避免“RS到RS”的干扰；基于上述BS和RS的物理层帧结构，本发明提供的第四种BS和RS的物理层帧结构实施例如图10所示，其中BS下行帧DLBS和RS下行帧DLRS中的黑色块标示的时隙为DL HeaderSlot；BS上行帧ULBS和RS上行帧ULRS中的黑色块标示的时隙为ULContention Slot；RS的下行帧DLRS中的白色细长块标示的TX时隙为UL Contention TXSlot，RS上行帧ULRS中的白色细长块标示的RX时隙为DL Header RX Slot。
BS下行帧DLBS中的TX1时隙为DL Non-Interference Slot，BS下行覆盖“1区”，TX2时隙为DL Interference Slot，BS下行覆盖“2区”；BS上行帧ULBS中的RX1时隙为UL Non-Interference Slot，BS上行覆盖“1区”，“RX2时隙”为UL Interference Slot(BS上行覆盖“2区”)；RS下行帧DLRS中的TX3时隙为DL Non-Interference Slot，RS下行覆盖“3区”，TX2时隙为DL Interference Slot，RS下行覆盖“2区”；RS上行帧ULRS中的RX3时隙为UL Non-Interference Slot，RS上行覆盖“3区”，RX2时隙为UL Interference Slot，RS上行覆盖“2区”。
BS的DL Relay Zone安排在BS下行帧DLBS的DL Header Slot之后，BS的UL Relay Zone安排在BS下行帧DLBS的UL Contention Slot之后。
BS的DL Relay Zone和RS的DL Relay Zone的时隙一一对应；BS的ULRelay Zone和RS的UL Relay Zone的时隙一一对应；在BS的DL Relay Zone和UL Relay Zone对应的期间，MS不安排任何接收或发送时隙。
BS的UL Interference Slot与RS的UL Interference Slot在时隙上不相重叠，BS的DL Interference Slot与RS的DL Interference Slot在时隙上不相重叠。BS的DL Non-Interference Slot与RS的DL Non-Interference Slot在时隙上尽可能相重叠。BS的UL Non-Interference Slot与RS的UL Non-Interference Slot在时隙上尽可能相重叠。
综上所述，本发明完整定义了BS和RS进行中转通信过程需要的物理层帧结构，使得基于RS的中转通信可以顺利进行，并可以有效避免通信系统中可能产生的各种干扰，以保证良好地通信效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，包括A、在基站BS物理层帧结构的下行帧和上行帧中分别设置下行中转区和上行中转区，在中转站RS物理层帧结构的上行帧和下行帧中分别设置下行中转区和上行中转区，用于定义BS与RS之间中转业务的时隙；B、所述BS与RS之间基于所述的上、下行物理层帧采用时分双工TDD方式进行无线中转通信。
2.根据权利要求1所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的BS的物理层帧结构中的上行中转区和下行中转区的时隙分别与RS的物理层帧结构中的上行中转区和下行中转区的时隙对应，而且，在BS的下行中转区和上行中转区对应的期间，用户终端不设置接收或发送时隙。
3.根据权利要求1所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A包括在BS的物理帧结构的下行帧的下行中转区中设置下行中转广播时隙，用于定义由BS广播给RS的下行时隙，广播相应的广播报文；在RS的物理帧结构的上行帧的下行中转区中设置下行中转广播接收时隙，用于定义接收BS下行中转广播时隙的RS上行时隙，接收相应的广播报文。
4.根据权利要求1所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构的下行帧中设置下行干扰时隙，且BS和RS的下行干扰时隙不重叠，所述下行干扰时隙用于定义BS和RS各自覆盖区域中的下行数据时隙，所述的各自覆盖的区域包括仅由BS和RS各自覆盖的重叠区域，或者，包括由BS和RS各自覆盖的不重叠区域以及BS和RS各自覆盖的重叠区域。
5.根据权利要求1所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构下行帧中设置下行帧头时隙，设置于下行子帧的开始时刻，用于定义发送用户同步信息的时隙和发送指示信息的时隙，以指示BS和RS物理层帧结构下行帧和上行帧的各时隙的位置和使用方法profile，其中，RS的下行帧头时隙在时间上滞后于BS的下行帧头时隙，且不能与BS的下行帧的下行帧头时隙、下行中转区和/或下行干扰时隙重叠。
6.根据权利要求5所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的所述的下行子帧包括正交频分复用或单载波帧中的前导码preamble、帧控制头突发FCHburst及由下行帧前缀DLFP指定的紧随在帧控制头FCH之后的一个或多个下行空突发Burst。
7.根据权利要求5所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括当存在多个RS时，RS的下行帧头时隙在时间上不能与其他RS的下行帧头时隙、下行干扰时隙和上行中转区重叠。或当存在多个RS时，不同RS的DL Header Slot在时间上完全重叠，严格同步，且其内容必须相同。
8.根据权利要求5所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括在RS的物理层帧结构的下行帧中设置下行帧头接收时隙，用于定义RS接收BS下行帧头时隙的时隙，且该下行帧头接收时隙与BS的下行帧头时隙需完全重叠和严格同步。
9.根据权利要求1所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构的下行帧中设置下行无干扰时隙，和/或，在BS和RS的物理层帧结构的上行帧中设置上行无干扰时隙，用于定义仅由BS或RS各自覆盖的不重叠区域的下行或上行数据时隙，而且，RS的下行帧头时隙在时间上需位于BS的下行帧的下行无干扰时隙内。
10.根据权利要求1所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构的上行帧中设置上行干扰时隙，用于定义BS和RS各自覆盖区域下的上行数据时隙，所述的各自覆盖的区域包括仅由BS和RS各自覆盖的重叠区域，或者，包括由BS和RS各自覆盖的不重叠区域以及BS和RS各自覆盖的重叠覆盖的区域，其中，BS的上行干扰时隙和RS的上行干扰时隙不能在时隙上重叠。
11.根据权利要求1、4或10所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A包括当系统中存在多个RS时，各个RS之间采用时分复用TDM的方式共享上、下行中转区。
12.根据权利要求1所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括在BS和RS的物理层帧结构的上行帧中设置上行竞争时隙，其中，BS的上行竞争时隙与RS的上行竞争时隙需完全重叠，而且，在RS的物理层帧结构的上行帧中还设置了上行竞争发送时隙，用于定义RS发送的用于上行竞争时隙的时隙，所述上行竞争发送时隙不能与其他的RS的下行帧头时隙重叠，所述的上行竞争发送时隙不能与BS的上行帧的上行中转区和/或上行干扰时隙重叠。
13.根据权利要求12所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的上行竞争时隙包含初始测距Ranging竞争时隙和带宽请求竞争时隙。
14.根据权利要求1至10、12和13中任一项所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的方法还包括除上行中转区和下行中转区外，BS的下行时隙不能与RS的上行时隙重叠，BS的上行时隙不能与RS的下行时隙重叠。
15.根据权利要求1至10、12和13中任一项所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的方法还包括BS的下行帧到BS的上行帧间至少预留发送/接收转换间隙TTG时长；BS的上行帧到BS的下行帧间至少预留接收/发送转换间隙RTG时长；RS的下行帧到RS的上行帧间至少预留TTG时长；RS的上行帧到RS的下行帧间至少预留RTG时长。
16.根据权利要求1至10、12和13中任一项所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A包括处于BS覆盖区域中的用户终端、RS和BS需要保持收发帧同步，处于RS覆盖区域的用户终端需要和RS保持收发帧同步。
17.根据权利要求1至10、12和13中任一项所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤A包括所述的下行帧头时隙和上行竞争时隙设置为存在于BS和RS每一帧中，所述的下行中转区、上行中转区、下行干扰时隙、上行干扰时隙、RS的上行竞争发送时隙、下行无干扰时隙和上行无干扰时隙则不设置为存在于每一帧中。
18.根据权利要求1至10、12和13中任一项所述的基于中转站实现无线中转的方法，其特征在于，所述的步骤B包括所述BS与RS之间基于设置的上、下行物理层帧中包含的上下行中转区、上下行干扰区、下行帧头时隙和/或上行竞争时隙进行消息的交互，实现无线中转通信。
全文摘要
本发明涉及一种基于中转站实现无线中转的方法，本发明主要是针对基于RS的中转通信的需求，定义了包含上、下行中转区，上、下行干扰时隙，以及上、下行无干扰时隙等时隙的BS和RS的物理层帧结构，从而使得BS和RS之间可以基于定义的帧结果实现无线中转通信。因此，本发明中，MS/SS可以通过RS进行无线中转接入BS，从而有效保证RS和BS、MS/SS间在TDD方式的同频通信。同时，本发明还可以避免RS到SS/MS
文档编号H04B7/26GK1941665SQ20051010629
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者郑若滨 申请人:华为技术有限公司