专利名称：无线接入系统的中继方法及其基站、中继设备和中继系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及无线接入系统，更具体地涉及无线接入系统的业务中继方法以及使用该方法的基站、中继设备和中继系统。
背景技术：
20世纪90年代以来，随着无线接入，特别是宽带无线接入需求的不断增加，宽带无线接入技术得到了快速地发展。国际电气和电子工程师协会(IEEE)成立了IEEE 802.16工作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范，目标是要建立全球统一的宽带无线接入标准。为了促进达成这一目标，几家世界知名企业还发起成立了微波接入全球互通(WiMAX)论坛，力争在全球范围推广这一标准。
WiMAX(IEEE 802.16)作为下一代无线宽带接入技术，具有与有线高速数据接入技术相匹敌的接入能力。它通过在基站和用户之间提供视距(使用10-66GHz频段)或非视距(使用2-11GHz频段)的无线连接来支持各种业务，其中包括语音和视频等对时延要求很高的实时业务。由于WiMAX系统工作在高于2GHz的较高频段上，所以它通常需要视距传输环境。这就大大限制了WiMAX系统的覆盖范围。这种情况在建筑物密集的市区环境更加严重，其复杂的无线传播环境不仅缩小了覆盖范围，而且产生了许多盲区。
无线多跳中继(MMR)是2006年3月IEEE新成立了一个工作组。该工作组的主要目的是定义IEEE 802.16的多跳扩展，以使WiMAX系统支持无线多跳中继。无线多跳中继的目的是在不影响用户设备的情况下进一步增加系统的吞吐量或者扩展系统覆盖范围。它要求所有修改都基于IEEE 802.16e，并且所有修改仅限于基站和中继站，而不能修改IEEE 802.16e的用户设备。由于IEEE 802.16e只涉及物理层(PHY)和媒体接入控制层(MAC)，所以所有修改也只在这两层进行。MMR工作组的项目授权要求(PAR)明确规定了以下三点(1)中继站(RS)对于用户端设备来说必须是透明的；(2)RS应比基站要小得多；(3)多跳帧结构必须基于正交频分多址(OFDMA)技术。现在，工作组正在进行各项初期研究工作，其中包括帧结构的定义、网络进入流程、中继站的选择和切换、中继站和基站的切换、控制映射信息(MAP)的传递，以及中继站报告用户信息的方法等。最终的标准将包括增加系统的吞吐量和扩展系统覆盖范围的技术解决方案。
图1A和1B描述了基本的IEEE802.16中继场景，图1A示意性地给出了吞吐量增强型的场景；图1B示意性地给出了覆盖扩展型的场景。其中，相同的标号标识相同或者类似的设备。为了清楚起见，各图中仅示出一个作为示例性无线通信终端的移动台。可以理解，在实际情况中可以存在多个无线通信终端同时处于图1A所示的吞吐量增强型场景或者图1B所示的覆盖扩展型场景。而且，该无线通信终端并不限于移动台，还可以为个人数字助理(PDA)、寻呼机、笔记本电脑、便携式设备等一切具有无线通信功能的终端设备。
在图1A所示的吞吐量增强型的场景中，作为示例性无线通信终端的移动台(MS)103位于基站(BS)101的覆盖范围之内，其能够直接收到基站101广播的信息。但是，移动台103和基站101之间的业务流还可以通过中继站(RS)102进行转发。现已证明，通过这种方式对无线通信终端进行接入，在一定条件下可以有效地增加系统的吞吐量。
在图1B所示的覆盖扩展型的场景中，作为示例性的无线通信设备的移动台103位于基站101的覆盖范围之外，其无法直接收到基站101广播的所有控制信息。和普通无线通信终端相比，中继站102可以具有较高的发射功率和接收机灵敏度，能够与基站建立良好的连接。因此，处在基站101覆盖以外但处在中继站102覆盖范围之内的移动台103可以通过中继站102完成与基站101之间的业务传输。
虽然IEEE 802.16已经描述了无线多跳中继(MMR)系统的两个应用场景，但目前只是提出中继站应能够中继上下行的各类业务流。对于WiMAX的多跳中继系统，需要解决的重要问题在于如何在基站和无线设备之间对业务流进行中继，以及如何对这个中继过程进行控制。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中未解决的技术问题，为WiMAX多跳中继系统的业务中继及控制提供基本的解决方案。
根据本发明的一方面，提供一种无线接入系统中的中继方法，包括以下步骤在下行方向，接收来自基站的下行数据，其中该下行数据包括对于中继操作的控制信息；构建要重发的下行数据；按照所述控制信息规定的配置向各无线通信终端重发所述构建的下行数据；以及在上行方向，按照所述控制信息规定的配置接收来自所述各无线通信终端的上行数据；恢复所述各无线通信终端的上行数据；按所述控制信息规定的配置向所述基站重发上行数据。
根据本发明的另一方面，提供一种基站设备，包括发送装置，用于向中继站发送下行数据；发送处理装置，用于将控制中继操作的控制信息添加到待发送的下行数据；接收装置，用于接收所述中继站重发的上行数据。
根据本发明的另一方面，提供一种中继设备，包括下行接收装置，用于接收来自基站的下行数据，其中该下行数据包括对于中继操作的控制信息；下行处理装置，用于构建要重发的下行数据；下行发送装置，用于按照所述控制信息规定的配置向各无线通信终端重发所述构建的下行数据；上行接收装置，用于按照所述控制信息规定的配置接收来自所述各无线通信终端的上行数据；上行处理装置，用于恢复所述各无线通信终端的上行数据；上行发送装置，用于按所述控制信息规定的配置向所述基站重发上行数据。
根据本发明的另一方面，提供一种无线中继系统，包括根据本发明的基站设备和根据本发明的中继设备。
本发明为现有的IEEE 802.16无线多跳中继(MMR)系统提供了中继过程的解决方案。通过本发明，基站能够对整个无线多跳中继系统进行集中控制，有效地简化了中继设备的复杂度，并且能够实现对于无线通信终端的透明传输。而且，根据本发明的实施例，中继设备只需在覆盖扩展型场景下发送的复制或者构建映射信息来控制无线通信终端的通信操作，简单有效地解决了当无线通信终端处于基站覆盖区域之外的控制信息传递问题。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其它特点和优点将变得更加清楚。
图1A和1B描述了基本的IEEE802.16中继场景，其中图1A示意性地示出了吞吐量增强型的场景，图1B示意性地示出了覆盖扩展型的场景；图2示出了中继系统中业务中继处理基本顺序的示例；图3示意性地示出了根据本发明实施例的中继控制信息的传送过程；图4示出了根据本发明一个实施例的无线接入系统的中继方法的流程图；图5示出了根据本发明另一实施例的无线接入系统的中继方法的流程图；图6示出了根据本发明另一实施例的无线接入系统的中继方法的流程图；图7示出了根据本发明另一实施例的无线接入系统的中继方法的流程图；图8示意性地示出了根据本发明一个实施例的基站设备；图9示意性地示出了根据本发明一个实施例的中继设备。
具体实施例方式
现在，参考附图描述本发明，其中贯穿全文地以相同的参考标号表示相同或者类似的装置。
图1A和1B描述了基本的IEEE802.16中继场景，并且已经在背景技术中进行了描述。
根据本发明，在IEEE802.16的中继场景，即如图1A所示吞吐量增强型场景和/或如图1B所示覆盖扩展型场景中，所有控制和调度功能可以均由基站执行。由基站负责为中继站和作为用户的无线通信终端(例如各个移动台)的上下行业务分配带宽资源，并且协调中继站和各个移动台之间进行的通信。这种集中式的控制方法可以大大减小中继站的复杂度，降低其成本。由于基站和中继站之间具备视距传输信道，因此中继站和基站之间通信连接质量能够得到保证。
在吞吐量增强型场景中，无线通信终端位于基站的覆盖范围内，其能直接收到基站广播的所有控制信息。因此优选地，中继站可以只转发(中继)基站和无线通信终端之间的业务流来增加系统的吞吐量。这样可以使得在该场景下的中继站复杂度大大降低。
在覆盖扩展型场景中，无线通信终端位于基站的覆盖范围以外，其无法接收到基站广播的所有控制信息。因此中继站必须不仅能中继业务数据，而且还要可以中继和生成必要的基站控制信息，其中包括下行前导信号和必要的映射控制信息。
为了更好地理解本发明的技术方案，首先参照图2说明中继系统中业务中继处理的基本顺序。
如图2所示，在下行方向，基站首先把需要中继的业务流发送给中继站，然后中继站再把它们发送给无线通信终端，这两次发送都在一个下行子帧内进行。在上行方向，中继站首先接收无线通信终端的业务流，然后再把它们发送给基站。同样，两次上行传输都集中在同一个上行子帧内进行。通过这种调度方式，所有业务流都可以在一帧的时间内传送到基站或无线通信终端，所以可以有效的支持各种实时业务。由于基站和中继站都使用同一频段，基站必须为中继站的发送和接收分配独立的资源。此时，可以认为中继站类似于一个位于基站覆盖范围之内的普通无线通信设备，按照基站的调度进行数据收发。
虽然中继站的下行发送和上行接收的时间段或子载波段可以由基站明确地在下行广播的映射信息中规定，但在这个时间或子载波段内中继站可能会有不同的操作。比如，中继站可能在其中一段时间以QPSK发送，而另一段时间以64QAM发送。为了易于对中继站的操作进行全面的控制，本发明提出使用中继站映射信息(RS MAP信息)来控制中继站的操作，包括上下行业务流的接收和重发。中继站映射信息可以和基站映射信息具有相同或类似的格式，但可能不包括下行控制描述(DCD)和上行控制描述(UCD)信息，而且它也包括中继站上行映射(RS UL-MAP)信息和中继站下行映射(RSDL-MAP)信息两部分。其中，RS DL-MAP控制中继站对下行业务流的重发，而RS UL-MAP控制中继站对上行业务的接收。
图3示意性地示出了根据本发明实施例的中继控制信息的传送过程。
由于在多跳中继系统中，所有控制集中在基站101，所以中继站映射信息的内容是由作为控制器和资源分配器的基站101产生并传送给中继站102的。对于覆盖扩展型场景，中继站102需要将基站101发送的中继站映射信息进行重新构建或者复制，然后将其与其他必要控制信息，例如前导信号一起发送给各个无线通信终端，例如移动台103，以便对其操作进行控制。对于吞吐量增加的场景，虽然中继站102不需要向移动台103广播特定映射信息，但基站101也必须将相关的控制信息传送到中继站102，以便其能够知晓如何进行之后的接收和重传操作。
控制信息具体传送方式可以有很多种。既可以将它作为基站映射信息的一个普通部分或特殊部分，又可以把它放在专门的MAC层管理消息中传送。特别地，在覆盖扩展场景下，如果中继站映射信息具有和基站映射信息相同的格式，并且是一个完整的映射信息，则中继站102只需要直接将它广播出去，而不需要做任何处理。这对于在覆盖扩展场景下简化中继站十分有利。当然，如果中继站映射信息与基站映射信息具有不同的格式，例如，中继站映射信息只包含与中继站相关的映射信息，则中继站102需要构建自身用于发送到移动台103的映射信息，并将它广播给需要进行控制的无线通信终端，例如移动台103。但是，即便是中继站102需要构建自身的映射信息，根据本发明，其新构建的映射信息中的内容也来自于基站101。也就是说，总体上仍旧是由基站101对整个中继系统进行集中式的控制和调度。
以下根据图4至图7说明根据本发明的无线接入系统的中继方法。在这些实施例中，示例性的设置了三个移动台103-1、103-2、103-3代表处于吞吐量增强型场景中或者处于覆盖扩展型场景中的无线通信终端。本领域的技术人员可以理解，这两种中继场景中的中继方法除了在前文已经描述过的区别之外(也即对接收到映射信息的处理不同，以及相应地移动台的相应处理不同)，基本是类似的。因此，为了简洁起见，仅在必要时对相应的区别步骤加以说明。
图4示出了根据本发明一个实施例的无线接入系统的中继方法的流程图。
如图4所示，在下行方向上，在步骤S401中，基站101通过MAC层数据包发送中继站102所需的控制信息，例如中继站映射信息，以及需要中继的各个MAC层数据包。
步骤S402为一个可选步骤。当中继站102服务于覆盖扩展型场景时，则执行步骤S402。在步骤S402中，中继站102把接收到的映射信息构建或者复制(取决于BS MAP和RS MAP的格式是否一致)成其自身要发送的映射信息，以便将该映射信息和前导信号在构建要重发的数据流时一起放入到重发数据流中。
在步骤S403中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息进行以下操作接收基站101发送的MAC层数据包；以及构建要重发的数据流。此时，如果中继站102服务于覆盖扩展型场景，也即之前执行了步骤S402，则需要将中继站102构建或者复制的映射信息和前导信号加入到该构建的重发数据流中。
在步骤S404中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息以不同的配置重发要分别中继给移动台103-1、103-2、103-3的MAC层数据包。
在步骤S405中，移动台103-1、103-2、103-3接收由中继站102所中继的数据包。其中如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能接收到中继站102发送的映射信息，并且由此按照该中继站102发送的映射信息的内容接收MAC层数据包。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能收到基站101广播的映射信息(如前所述，此时中继站102不中继映射信息)，并且由此按照该基站101发送的映射信息的内容接收MAC层数据包。
在上行方向上，在步骤S406中，移动台103-1、103-2、103-3发送数据包。类似地，如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则按照该中继站102发送的映射信息的内容发送MAC层数据包。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则按照该基站101发送的映射信息的内容发送MAC层数据包。
在步骤S407中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定，以不同的配置接收来自移动台103-1、103-2、103-3的需要中继的MAC层数据包。
在步骤S408中，中继站102恢复各个移动台发送的数据包。
在步骤S409中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定向基站101重发移动台103-1、103-2、103-3的各MAC层数据包。
在步骤S410中，基站101接收中继站102中继的移动台103-1、103-2、103-3的MAC层数据包。
本领域技术人员可以理解，虽然步骤S405和S406分为两种可能的情况说明了移动台的处理，但是移动台103-1、103-2、103-3并不能意识到，也无需意识到其究竟处于哪一种情况之中。这是因为整个映射信息中继过程，与业务流的中继过程一样，对于移动台来说是透明的。
如图4所描绘的根据本发明一个实施例的中继方法通过MAC层数据包级别的操作实现了一种最为直接的中继方法。在该实施例中，中继站102将收到的所有MAC层数据包直接重发，不对其进行任何修改。这就要求中继站102对每个收到的MAC层数据包进行单独处理，并且中继站102映射信息应该包括中继站102下行重发所用的配置，包括编码和调制方式等；所有需要中继的上行突发数据块的接收配置，包括编码和调制方式等。为了支持数据包级别的重传，中继站下行映射信息(RS DL-MAP)内的控制信息必须具体到连接的级别，即对各个不同的连接都要有相应的控制信息。
图5示出了根据本发明另一个实施例的无线接入系统的中继方法的流程图。
如图5所示，在下行方向上，在步骤S501中，基站101通过MAC层数据包发送中继站102所需的控制信息，例如中继站映射信息。之后，基站101以突发数据流发送该包括控制信息的MAC层数据包。
步骤S502为一个可选步骤。当中继站102服务于覆盖扩展型场景时，则执行步骤S502。在步骤S502中，中继站102把接收到的映射信息构建或者复制(取决于BS MAP和RS MAP的格式是否一致)成其自身要发送的映射信息，以便将该映射信息和前导信号在构建要重发的数据流时一起放入到重发数据流中。
在步骤S503中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息进行以下操作接收基站101发送的突发数据流；以及构建要重发的数据流。此时，如果中继站102服务于覆盖扩展型场景，也即之前执行了步骤S502，则需要将中继站102构建或者复制的映射信息和前导信号加入到该构建的重发数据流中。
在步骤S504中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息以不同的配置重发要分别中继给移动台103-1、103-2、103-3的突发数据流。
在步骤S505中，移动台103-1、103-2、103-3接收由中继站102所中继的突发数据流。其中如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能接收到中继站102发送的映射信息，并且由此按照该中继站102发送的映射信息的内容接收突发数据流。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能收到基站101广播的映射信息(如前所述，此时中继站102不中继映射信息)，并且由此按照该基站101发送的映射信息的内容接收突发数据流。
在上行方向上，在步骤S506中，移动台103-1、103-2、103-3发送突发数据流。类似地，如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则按照该中继站102发送的映射信息的内容发送突发数据流。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则按照该基站101发送的映射信息的内容发送突发数据流。
在步骤S507中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定，以不同的配置接收来自移动台103-1、103-2、103-3的需要中继的突发数据流。
在步骤S508中，中继站102恢复各个移动台发送的突发数据流。
在步骤S509中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定向基站101重发移动台103-1、103-2、103-3的突发数据流。
在步骤S510中，基站101接收中继站102中继的移动台103-1、103-2、103-3的突发数据流。
本领域技术人员可以理解，虽然步骤S505和S506分为两种可能的情况说明了移动台的处理，但是移动台103-1、103-2、103-3并不能意识到，也无需意识到其究竟处于哪一种情况之中。这是因为整个映射信息中继过程，与业务流的中继过程一样，对于移动台来说是透明的。
如图5所描绘的根据本发明一个实施例的中继方法对收到的各个突发数据流进行重传。其中每个突发数据流可以包括一个或多个MAC层数据包。该方法中，虽然中继站102是用同一配置接收所有从基站101到达的下行突发数据流，但各突发数据流的重发配置可能不同。所以基站101必须在中继站映射信息中规定相关的控制信息。所有，在中继站下行映射信息内的控制信息只需要具体到各需要重传的突发数据流的级别，即对各个不同的突发数据流要有相应的控制信息，例如不同的调制方式等。优选地，基站101可以按照中继站映射信息中出现的各突发业务流的顺序将各突发业务流发送给中继站102。这样，中继站102在接收到这些突发数据流之后，就可以按照配置顺序地将其进行重发，而不需要对各突发数据流进行区分。根据本发明该实施例的中继方法，通过利用突发数据流级别的重传可以大大减少所需的控制信息量，而且如上说述，突发数据流可以不经过修改直接进行中继，处理简单。
此外，需要说明的是，为了与图4所示的基于MAC层数据包的透传相区别，在图5中用带有方向箭头的“突发数据流”标识在基站和中继站之间、中继站和无线通信终端之间示意性地表示数据的传输。但是，本领域的技术人员可以理解，在实际传输时，基站和中继站、中继站和无线通信终端之间都要将MAC层数据包以突发数据流的形式进行传送。因此，这里所作的标识仅示意性地表示处理层面，而与实际传输过程无关。
图6示出了根据本发明另一实施例的无线接入系统的中继方法的流程图。
如图6所示，在下行方向上，在步骤S601中，基站101通过MAC层数据包发送中继站102所需的控制信息，例如中继站映射信息。将发往中继站102的单个或多个MAC层数据包再次进行封装，其中封装所用的连接号(CID)是与中继站进行连接的连接号。之后，基站101发送以中继站的连接号再次封装的数据包。
步骤S602为一个可选步骤。当中继站102服务于覆盖扩展型场景时，则执行步骤S602。在步骤S602中，中继站102把接收到的映射信息构建或者复制(取决于BS MAP和RS MAP的格式是否一致)成其自身要发送的映射信息，以便将该映射信息和前导信号在构建要重发的数据流时一起放入到重发数据流中。
在步骤S603中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息进行以下操作接收基站101发送的由中继站102本身连接号所标识的MAC层数据包；对该MAC层数据包进行解封装，恢复原MAC层数据包；以及构建要重发的数据流。此时，如果中继站102服务于覆盖扩展型场景，也即之前执行了步骤S602，则需要将中继站102构建或者复制的映射信息和前导信号加入到该构建的重发数据流中。
在步骤S604中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息以不同的配置重发要分别中继给移动台103-1、103-2、103-3的MAC层数据包。
在步骤S605中，移动台103-1、103-2、103-3接收由中继站102所中继的数据包。其中如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能接收到中继站102发送的映射信息，并且由此按照该中继站102发送的映射信息的内容接收MAC层数据包。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能收到基站101广播的映射信息(如前所述，此时中继站102不中继映射信息)，并且由此按照该基站101发送的映射信息的内容接收MAC层数据包。
在上行方向上，在步骤S606中，移动台103-1、103-2、103-3发送数据包。类似地，如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则按照该中继站102发送的映射信息的内容发送MAC层数据包。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则按照该基站101发送的映射信息的内容发送MAC层数据包。
在步骤S607中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定，以不同的配置接收来自移动台103-1、103-2、103-3的需要中继的MAC层数据包。
在步骤S608中，中继站102恢复各个移动台发送的MAC层数据包，并且以中继站102自身的连接号再次进行封装。
在步骤S609中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定向基站101重发再次封装之后的移动台MAC层数据包。
在步骤S610中，基站101接收中继站102中继的再次封装之后的移动台MAC层数据包，并且对其进行解封装恢复各移动台的原MAC层数据包。
本领域技术人员可以理解，虽然步骤S605和S606分为两种可能的情况说明了移动台的处理，但是移动台103-1、103-2、103-3并不能意识到，也无需意识到其究竟处于哪一种情况之中。这是因为整个映射信息中继过程，与业务流的中继过程一样，对于移动台来说是透明的。
如图6所描绘的根据本发明一个实施例是基于图4的中继方法的一种改进。基站101和中继站102之间的通信传输是通过对原MAC层数据包进行再封装来实现的。由于当基站101发送的基站下行映射信息中不包含连接号(CID)信息时，移动台103-1、103-2、103-3必须接收所有可以收到的MAC层数据包，并从中选择属于自己的业务数据。所以，无论处于哪一种中继情景，移动台103-1、103-2、103-3都可能会收到两个同样的MAC层数据包，从而对移动台的处理产生影响。图6的中继方法能够解决这种问题。依据该方法的中继站下行映射信息内的控制信息必须具体到连接的级别，即对各个不同的连接都要有相应的控制信息，例如调制信息。
图7示出了根据本发明另一实施例的无线接入系统的中继方法的流程图。
如图7所示，在下行方向上，在步骤S701中，基站101通过MAC层数据包发送中继站102所需的控制信息，例如中继站映射信息，以及MAC层数据包。
步骤S702为一个可选步骤。当中继站102服务于覆盖扩展型场景时，则执行步骤S702。在步骤S702中，中继站102把接收到的映射信息构建或者复制(取决于BS MAP和RS MAP的格式是否一致)成其自身要发送的映射信息，以便将该映射信息和前导信号在构建要重发的数据流时一起放入到重发数据流中。
在步骤S703中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息进行以下操作接收基站101发送的MAC层数据包；按连接号(CID)映射表更新各个MAC层数据包的连接号；以及构建要重发的数据流。此时，如果中继站102服务于覆盖扩展型场景，也即之前执行了步骤S702，则需要将中继站102构建或者复制的映射信息和前导信号加入到该构建的重发数据流中。其中所述连接号映射表是预先配置的，各MAC层数据包的相对于基站101的连接号与对应于各移动台103-1、103-2、103-3的连接号一一对应。
在步骤S704中，中继站102按照从基站101收到的中继站映射信息以不同的配置重发要分别中继给移动台103-1、103-2、103-3的MAC层数据包。
在步骤S705中，移动台103-1、103-2、103-3接收由中继站102所中继的数据包。其中如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能接收到中继站102发送的映射信息，并且由此按照该中继站102发送的映射信息的内容接收MAC层数据包。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则移动台103-1、103-2、103-3只能收到基站101广播的映射信息(如前所述，此时中继站102不中继映射信息)，并且由此按照该基站101发送的映射信息的内容接收MAC层数据包。
在上行方向上，在步骤S706中，移动台103-1、103-2、103-3发送数据包。类似地，如果移动台103-1、103-2、103-3处于覆盖扩展型场景，则按照该中继站102发送的映射信息的内容发送MAC层数据包。如果该移动台103-1、103-2、103-3处于吞吐量增强型场景，则按照该基站101发送的映射信息的内容发送MAC层数据包。
在步骤S707中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定，以不同的配置接收来自移动台103-1、103-2、103-3的需要中继的MAC层数据包。
在步骤S708中，中继站102恢复各个移动台发送的MAC层数据包，并且按照连接号映射表更新MAC层数据包的连接号。
在步骤S709中，中继站102按照基站101发送的中继站映射信息中的规定向基站101重发更新连接号后的移动台MAC层数据包。
在步骤S710中，基站101接收中继站102中继的MAC层数据包。
本领域技术人员可以理解，虽然步骤S705和S706分为两种可能的情况说明了移动台的处理，但是移动台103-1、103-2、103-3并不能意识到，也无需意识到其究竟处于哪一种情况之中。这是因为整个映射信息中继过程，与业务流的中继过程一样，对于移动台来说是透明的。
如图7所描绘的根据本发明一个实施例是基于图4的中继方法的另一种改进。该中继方法通过连接号翻译重传能够克服无线通信终端可能重复接收MAC层数据包的问题。在该方法中，存在两类连接号，一类用于基站101和中继站102之间的连接，另一类用于中继站102和移动台103-1、103-2、103-3之间的连接。中继站102可以在连接建立时记录这两类连接号的对应关系。与图6所示的中继方法相类似，为了有效进行发送控制，中继站下行映射内的控制信息必须具体到连接的级别，即对各个不同的连接都要有相应的控制信息，例如调制信息。
图8示意性地示出了根据本发明一个实施例的基站设备。其中，参考标号800表示根据本发明一个实施例的基站设备；参考标号801表示用于对将发送的数据进行处理的发送处理装置801；参考标号802表示用于进行下行数据发送的发送装置802；参考标号803表示用于进行上行数据接收的接收装置803；参考标号804表示用于对所接收的数据进行处理的接收处理装置。
如图8所示，来自其诸如骨干网的待分发的数据到达基站800。如果基站800判断此时应通过中继站与诸如移动台的目的地无线通信设备进行通信，则执行相关处理。在发送端，发送处理装置801可以将用于控制中继站的操作的控制信息，例如中继站映射信息(RSMAP信息)添加到待发送的MAC层数据包中。发送处理装置801也可以将用于控制中继站的操作的控制信息封装为单独的MAC层数据包，以便由发送装置802以特定的MAC层数据通道进行发送。根据本发明的一种实施例，发送处理装置801还可以对待发送的MAC层数据包进行再封装，进行再封装所用的连接号是中继站的连接号。之后，发送装置802通过MAC层数据包发送中继站102所需的控制信息。取决于发送处理装置801，该控制信息可以作为中继站映射信息进行发送，也可以作为单独的MAC层数据包以特定的MAC层数据通道进行发送。根据本发明的一种实施例，发送装置802以MAC层数据包的形式发送下行数据。根据本发明的另一种实施例，发送装置802以突发数据流的形式发送下行数据。
在接收端，接收装置803接收中继站中继的上行数据。根据本发明的一种实施例，接收装置803是以MAC层数据包的形式接收上行数据的。根据本发明的另一种实施例，接收装置803是以突发数据流的形式接收上行数据的。可选地，取决于发送端是否进行再封装处理，接收处理装置804可以对中继站发送的经过再封装的MAC层数据包进行解封装，以恢复各移动台的原MAC层数据包。
图9示意性地示出了根据本发明一个实施例的中继设备。其中，参考标号900表示根据本发明一个实施例的中继设备；参考标号901表示用于接收基站发送的下行数据的下行接收装置；参考标号902表示下行处理装置；参考标号表示用于向无线通信终端重发下行数据的下行发送装置；参考标号904表示用于接收来自无线通信终端的上行数据的上行接收装置；参考标号905表示上行处理装置；参考标号906表示用于向基站重发上行数据的上行发送装置。
如图9所示，在下行方向，中继设备900中的下行接收装置901接收来自基站的下行数据(以MAC层数据包形式或者突发数据流形式)，其中包括控制中继设备900的操作的控制信息。下行处理装置902构建要重发的数据(以MAC层数据包形式或者突发数据流形式)。当且仅当中继设备服务于覆盖扩展型场景时，下行处理装置902把接收到的例如映射信息构建或者复制(取决于BS MAP和RSMAP的格式是否一致)成其自身要发送的映射信息，并且将该映射信息和前导信号在构建要重发的数据流时一起放入到重发数据流中。根据本发明的一种实施例，下行处理装置902还用于对由中继设备本身连接号所标识的MAC层数据包进行解封装，恢复原MAC层数据包。根据本发明一种实施例，下行处理装置902还用于按预先配置的连接号(CID)映射表更新各个MAC层数据包的连接号。之后，下行发送装置903按照例如映射信息的控制信息，以不同的配置重发对于各无线通信终端下行数据(以MAC层数据包形式或者突发数据流形式)。
在上行方向，上行接收装置904按照诸如映射信息的控制信息的规定，以不同的配置接收各无线通信终端的上行数据(以MAC层数据包形式或者突发数据流形式)。上行数据处理装置905恢复各无线通信终端的上行数据(以MAC层数据包形式或者突发数据流形式)。根据本发明的一种实施例，上行数据处理装置905以中继设备自身的连接号对上行数据进行再封装。根据本发明的另一种实施例，上行数据处理装置905按照连接号映射表更新各无线通信终端的MAC层数据包的连接号。之后，上行发送装置906按照诸如映射信息的控制信息的规定，以不同的配置发送各无线通信终端的上行数据(以MAC层数据包形式或者突发数据流形式)。
以上根据本发明的实施例，对基站设备和中继设备做出了描述。本领域的技术人员可以理解，为了简便起见，省略了基站设备和中继设备中本领域技术人员公知的、但不属于本发明范围的功能和特征(例如，发射接收天线、功率控制模块等)，并且这种省略不会使得本发明变得不清楚。
在图8和图9中示出的装置可以实现为单独的功能模块，也可合并为一个或少数几个功能模块。其中，功能模块能够采用完全硬件化的实现形式、完全软件化的实现形式或者同时包含硬件和软件单元的实现形式。根据一种实现方式，详细描述中所述的处理过程可以存储于计算设备的可读存储介质中，可以是能够存储代码和/或数据以由计算机系统能够使用的任何设备或介质。这包括，但不限于，专用集成电路(ASIC)现场可编程门阵列(FPGA)、半导体存储器等。根据一种实现方式，上述各处理装置可以利用驱动通用计算机的装置实现，也可以使用诸如微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)专用集成电路(ASIC)或其组合之类的其它处理器设备实现。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
权利要求
1.一种无线接入系统中的中继方法，包括以下步骤在下行方向，接收来自基站的下行数据，其中该下行数据包括对于中继操作的控制信息；构建要重发的下行数据；按照所述控制信息规定的配置向各无线通信终端重发所述构建的下行数据，以及在上行方向，按照所述控制信息规定的配置接收来自所述各无线通信终端的上行数据；恢复所述各无线通信终端的上行数据；按所述控制信息规定的配置向所述基站重发上行数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述下行数据是指MAC层数据包；并且上行数据是指MAC层数据包。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述下行数据是指突发数据流；并且上行数据是指突发数据流。
4.根据权利要求2所述方法，其中所述来自基站的下行MAC层数据包是以中继站的连接号所标识的MAC层数据包，并且该方法还包括以下步骤在下行方向，对所述以中继站的连接号所标识的MAC层数据包进行解封装；在上行方向，对所述恢复的上行MAC层数据包以所述中继站的连接号再次进行封装。
5.根据权利要求4所述方法，还包括以下步骤在上行方向，所述基站对接收的以所述中继站的连接号标识的上行MAC层数据包进行解封装，以恢复原上行MAC层数据包。
6.根据权利要求2所述方法，还包括以下步骤在下行方向，按照连接号映射表将各个下行MAC层数据包的连接号更新为对应于所述各无线通信终端的连接号；在上行方向，按照所述连接号映射表将各个上行MAC层数据包的连接号恢复为各自相对于基站的连接号，其中，所述连接号映射表是预先配置的，并且其中各MAC层数据包的相对于基站的连接号与对应于各无线通信终端的连接号一一对应。
7.根据前述任一权利要求所述的方法，其中所述对于中继操作的控制信息是中继站映射信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中还包括以下步骤当所述中继站服务于覆盖扩展型场景时，将所述接收到的中继站映射信息构建或者复制成将发送给无线通信终端的映射信息，并且其中所述构建的下行数据包括所述将发送给无线通信终端的映射信息和前导信号。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述中继站映射信息包括用于控制中继站对下行数据的重发的中继站下行映射信息，以及用于控制中继站对上行数据的接收的中继站上行映射信息。
10.一种基站设备，包括发送装置，用于向中继站发送下行数据；发送处理装置，用于将控制中继操作的控制信息添加到待发送的下行数据；接收装置，用于接收所述中继站重发的上行数据。
11.根据权利要求10所述的基站设备，其中所述下行数据是指MAC层数据包；并且上行数据是指MAC层数据包。
12.根据权利要求10所述的基站设备，其中所述下行数据是指突发数据流；并且上行数据是指突发数据流。
13.根据权利要求11所述的基站设备，其中所述发送处理装置还用于对所述待发送的下行MAC层数据包进行再封装，进行再封装所用的连接号是所述中继站的连接号，并且所述基站设备还包括接收处理装置，用于对所述接收装置接收的、以中继站所用的连接号标识的上行MAC层数据包进行解封装。
14.根据权利要求10-13中的任何一项所述的基站设备，其中所述对于中继操作的控制信息是中继站映射信息，其中包括用于控制中继站对下行数据的重发的中继站下行映射信息，以及用于控制中继站对上行数据的接收的中继站上行映射信息。
15.一种中继设备，包括下行接收装置，用于接收来自基站的下行数据，其中该下行数据包括对于中继操作的控制信息；下行处理装置，用于构建要重发的下行数据；下行发送装置，用于按照所述控制信息规定的配置向各无线通信终端重发所述构建的下行数据；上行接收装置，用于按照所述控制信息规定的配置接收来自所述各无线通信终端的上行数据；上行处理装置，用于恢复所述各无线通信终端的上行数据；上行发送装置，用于按所述控制信息规定的配置向所述基站重发上行数据。
16.根据权利要求15所述的中继设备，其中所述下行数据是指MAC层数据包；并且上行数据是指MAC层数据包。
17.根据权利要求15所述的中继设备，其中所述下行数据是指突发数据流；并且上行数据是指突发数据流。
18.根据权利要求16所述的中继设备，其中所述下行接收装置所接收的下行MAC层数据包是以所述中继设备的连接号所标识的MAC层数据包，以及其中所述下行处理装置还用于对所述以中继站的连接号所标识的MAC层数据包进行解封装；所述上行处理装置还用于对所述恢复的上行MAC层数据包以所述中继设备的连接号再次进行封装。
19.根据权利要求16所述的中继设备，其中所述下行处理装置还用于按照连接号映射表将各个下行MAC层数据包的连接号更新为对应于所述各无线通信终端的连接号；所述上行处理装置还用于按照所述连接号映射表将各个上行MAC层数据包的连接号恢复为各自相对于基站的连接号；其中，所述连接号映射表是预先配置的，并且其中各MAC层数据包的相对于基站的连接号与对应于各无线通信终端的连接号一一对应。
20.根据权利要求15-19中的任何一项所述的中继设备，其中所述对于中继操作的控制信息是中继站映射信息。
21.根据权利要求20所述的中继设备，其中当所述中继设备服务于覆盖扩展型场景时，所述下行处理装置还用于将所述接收到的中继站映射信息构建或者复制成将发送给无线通信终端的映射信息，并且所述下行处理装置构建的下行数据包括所述将发送给无线通信终端的映射信息和前导信号。
22.根据权利要求20所述的中继设备，其中所述中继站映射信息包括用于控制中继站对下行数据的重发的中继站下行映射信息，以及用于控制中继站对上行数据的接收的中继站上行映射信息。
23.一种无线中继系统，包括根据权利要求10所述的基站设备和根据权利要求15所述的中继设备。
全文摘要
本发明提供一种无线接入系统中的中继方法，包括以下步骤在下行方向接收来自基站的下行数据，其中该下行数据包括对于中继操作的控制信息；构建要重发的下行数据；按照所述控制信息规定的配置向各无线通信终端重发所述构建的下行数据，在上行方向，按照所述控制信息规定的配置接收来自所述各无线通信终端的上行数据；恢复所述各无线通信终端的上行数据；按所述控制信息规定的配置向所述基站重发上行数据。本发明还提供了相应的基站设备、中继设备以及无线中继系统。通过本发明，基站能够对整个无线多跳中继系统进行集中控制，有效地简化了中继设备的复杂度，并且能够实现对于无线通信终端的透明传输。
文档编号H04Q7/30GK101064547SQ20061002614
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者邹伟, 沈钢, 齐江, 刘继民 申请人:上海贝尔阿尔卡特股份有限公司