专利名称：转发mac协议数据单元的方法,相应的通信端点和中继站的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种用于通过至少 一 个中继站在通信端点间转发 MAC协议数据单元的方法。
背景技术：
本发明的背景是例如在IEEE标准802.16j中定义的多跳通信网 络。在这样的网络中，通过用中继站作为在空中接口两侧的两个通 信端点间的通信路径的中间点来增加覆盖范围。
如在其他通信网络中，为了网络接入目的，在终端和基站之间 交换MAC协议数据单元。在中继站放置在基站和终端之间的情况 下，应当做适当的变化，以保证MAC协议数据单元的简单和有效的 转发。
用于经由合适的包括多个中继站的无线链路路径实现MAC协 议数据单元路由的直接转发方案可以在于在中继站上管理路由或转 发表，与例如在固定IP网络的不同节点上所作的一样。然而，多跳 通信网络的特定要求是保持中继站的功能尽可能的简单，以能够尽 可能将终端作为中继站使用。在中继站实现路由表的管理意味着紧 密跟踪网络拓朴进展。因为移动性，这导致在多跳网络的不同元件 间的巨大数量的信令，损害了网络的效率。
因此，本发明的特殊目的是提供在保证中继站简单结构和功能 的多跳通信网络中的MAC协议数据单元层的路由机制。
本发明的另外目的是提供相应的中继站和相应的网络通信端
点，如，终端或基站。
发明内容
通过根据权利要求1的用于在移动无线通信网络中转发MAC协 议数据单元的方法，根据权利要求7的通信端点，和根据权利要求8 的中继站来完成这些目的和下面出现的其他目的。
为了这个目的，本发明预见在MAC协议数据单元源头的通信端 点，这里称作发送方侧，收集用于确定网络当前拓朴所必需的拓朴 信息，并预先确定由MAC协议数据单元跟随的路径。然后，发送方 侧生成去往接收方侧的子路径序列，这个子路径序列最好通过通信 指示符(CID)的序列表示。通信路径中的第 一子路径的指示符照常存 储在MAC协议数据单元的适当字段(如CID字段)中。通信路径中的 随后的一个或多个子路径的一个或多个指示符存储在新的子头部字 段中，根据本发明其和MAC协议数据单元一起被发送。
根据本发明，由于包含在子头部的信息，在发送方侧和接收方 侧间的路径中的至少一个中继站应当修改MAC协议数据单元，并将 修改的MAC PDU沿着路径发送到下一个实体。
在本发明的优选实施例中，为了接收方侧不用收集额外的拓朴 信息就能重构回答MAC协议数据单元的反馈路径，中继站要保存先 前的子路径的信息。
根据本发明的方法展现了尽可能保持中继站功能简单的优点。 仅有的修改涉及中继站的内部功能，而不需要和其他网络实体的额 外通信。因为全部的连接路径在消息子头部传送，中继站不需要维 护转发或路由表用于连接管理。
该方法进一步表现了在这种环境下，如必要的化，简单的终端 实现中继站的功能的优点。
本发明的进一 步的有利特征在附加权利要求中定义。
通过阅读作为非限定性例子给出的优选实施例的下列描述和附
图，本发明的其他特征和优点将显现，其中
图1示出了多跳通信网的简化结构，其中可以使用根据本发明
的方法；
图2a和2b不但表示新的MAC PDU结构，还表示不同网络元 件对在这种结构中存储的数据的影响。
图3a和3b详述了根据本发明的应用于图1简化结构的方法的 不同步骤。
图4示出了多跳通信的另一个情景。
具体实施例方式
图1示出了多跳通信网的简化结构，根据本发明的方法可以在 其中使用。通信网包含基站IO，中继站lll、 112、 113和终端12。 基站IO和终端12之间的通信路径穿过中继站111、 112和113。
对于本领域技术人员来说，清楚的是，这个具体的例子是为了 简化的理由而被选择的，并且本发明可用于至少使用了一个中继站 的任何类型的通信网中。它也可应用于混合通信网， 一部分使用了 多跳中继而另外部分没有。
根据本发明，基站10维护一个数据库，该数据库描述了在连接 的中继站111，...，113和终端12之间的网络拓朴。网络拓朴管理的运 行方法是本领域公知的。简言之，当中继站或终端进入基站或中继 站的覆盖区域时，其执行如在802.16标准中所定义的网络进入过程。 在网络进入过程期间，基站为维护该新网络元件分配管理连接。在 该新网络元件和该基站之间可以存在一个或多个中继站。这种情况 下，网络进入过程经由这些中间中继站中继。来自网络进入过程的 连接相关上下文被存储在基站中的拓朴数据库中。如果终端或中继 站离开基站的覆盖区域，执行相反的机制。本领域技术人员很清楚， 可以使用其他的网络拓朴获取机制，而不会背离本发明的范围。
为了使终端12能够接入媒体或不能接入媒体，或为了执行其他
的MAC层功能，基站IO发送目的地为终端12的MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)。
通信网不同元件间的路径通过连接标识符CID清楚的标识。由
于在通信网两个元件间可能存在几个逻辑管理和数据连接，所以 MAC协议数据单元通过它的作为消息头部一部分的CID被明确标 识。
基站IO和中继站111之间的CID记为x，中继站111和中继站 112之间的CID记为y,中继站112和中继站113之间的CID记为z, 以及中继站113和终端12之间的CID记为u。
当基站IO向中继站111,...,113或终端12发送MAC协议数据单 元时，它根据它的拓朴数据库生成消息头部和CID列表。该消息头 部包含到下一跳111的连接的CID，如IEEE 802.16e-2005中所定义 的，这也可应用于IEEE 802.16j。
此外在下行链路通信的情况下，MAC PDU的头部以子头部扩 展，其包含沿着通信路径到更远的中继站112、 113直至最后的目的 地终端12的连接的CID列表。
图2a和2b不但表示根据本发明的MAC PDU结构，还表示不 同网络元件对在这种结构中存储的数据的动作。
MAC协议数据单元包含普通MAC头部部分和子头部部分。该 普通MAC头部部分包含在非多跳通信网中定义的通常参数(例如源 自基站10的路径的CID，即第一跳CID,序列号，HCS等字段)。 子头部部分优选地包含到达接收方侧的不同子路径的CID列表。该
CID列表包含从中继站111到中继站112的子路径的CID,从中继站 112到中继站113的子路径的CID，和在中继站113和终端12之间 的子路径的CID。
当下一跳111接收到该MACPDU，它通过7〉知类型的标识符识 别这个PDU。为了将该PDU转发到下一跳112,如图2a中所示，在 CID列表中的CID和头部CID —起净皮打包。
在第一步21中，来自PDU头部的CID附加在CID列表的末端。在第二步22中，在该列表中的第一 CID从该列表移出并插入PDU 头部。这个CID指定到下一跳112的连接，并且该PDU可以被发送 到该下一跳112。该机制必须在每一跳上执行直到最后一跳113。
在上行链路方向，如图2b所示，执行相反的机制。当中继站 113，...，111接收MAC协议数据单元时，它准备结束在列表的开头的 头部CID(步骤23)。该CID列表的最后的CID从该列表中移出并被 插入到头部(步骤24)。该CID现在指定到下一跳112的连接，并且 该PDU可以;帔发送到下一跳112。
图3a和3b详述了根据本发明的方法应用于图1的简化结构的 不同步骤。
在步骤31中，基站10根据拓朴数据库准备要被发送的MAC PDU的头部和子头部。头部的CID字段包含x:到中继站lll的子 路径的CID。该子头部中的CID列表包括y、 z、 u。
在步骤32中，中继站111接收MACPDU。它从头部移出CIDx, 并且将其附加到所接收的CID列表的末端。同时，所接收的CID列 表的第一条目被移动到MAC PDU的头部部分，这样在中继111所 修改的MAC PDU的CID是y，而在子头部的新CID列表是z、 u、 x。
每次在额外中继站上接收MAC PDU时，就重复这个步骤，该 额外中继站不是在终端12之前的最后一个中继站。
在步骤33中，以及在本发明的优选实施例中，到达终端之前的 最后中继站113有使MAC PDU格式向后兼容的特定功能，这样终 端不需要特别地适合多跳体系结构，并且可以透明的处理MAC PDU 数据，就像使用单跳体系结构一样。(如果终端可以处理包含如本发 明所定义的子头部的MAC PDU结构，那么这一步骤不是强制性的)。
为了这个目的，在下行链路方向的该最后的中继站113存储所 接收的CID列表。该列表随后将被用于在上行链路方向上的MAC 管理连接。此外，中继站从MAC PDU移出包含了 CID列表的子头 部。该PDU然后被作为802.16兼容(非多跳)MAC协议数据单元 发送到终端。这使得能够满足在终端侧向后兼容802.16e-2005的需要。
在步骤34中，中继站113从终端12接收通常的MAC PDU回答。
步骤35在于，当在上行链路方向从终端接收MAC协议数据单 元时，第一中继站113用包含了 CID列表的子头部扩展来自终端12 的协议数据单元。优选地，出于该目的，使用先前所存储的CID列 表，这样就没有中继站需要执行拓朴检测。在该例子中，在中继站 113中所存储的CID列表是u、 x、 y、 z。
然后中继站113执行以下动作。
首先，它将头部的CID字段移出，并将它放在CID列表的开头。 然后，它移出该CID列表的最后条目，并将其放在新头部的CID 字段中。
第三步，它将该CID列表作为子头部附加到普通MAC PDU头部。
在优选实施例中，和额外地，对于所描述的消息头部处理，子 头部可以包含跳计数和列表计数。该列表计数定义了 CID列表中的 条目数，跳计数定义了跳的数目，以及每一跳后减一。
图4示出了多跳通信的另外的情景，其中发生基站到中继站的 通信。在这种情况中，因为过程中没有涉及终端，所以过程相比较 于如图3a所表示的简化了，因为接收方侧中继站仅存储CID列表而 没有任何进一步的动作。
权利要求
1.一种用于在移动无线通信网中从一个通信端点，这里称作发送方侧，向一个对端通信端点，这里称作接收方侧，转发MAC协议数据单元的方法，在所述通信端点间的路径上使用了至少一个中继站，所述方法包括以下步骤在所述发送方侧从可用的拓扑信息中提取至少一个描述了中继站和所述接收方侧之间路径的指示符，除了所述发送方侧和所述中继站之间路径的指示符之外，还将所述中继站和所述接收方侧之间路径的所述指示符包括到所述MAC协议数据单元中。
2. 根据权利要求1的方法，其中所述中继站和所述接收方侧 之间路径的所述指示符包含在所述MAC协议数据单元的子头部中。
3. 根据权利要求l的方法，进一步包含步骤在所述中继站接收到所述MAC协议数据单元时，提取所述中继 站和所述接收方侧之间路径的所述指示符，并且相应地修改包含了 所述发送方侧和所述中继站之间路径的所述标识符的所述MAC协议 数据单元的字段。
4. 根据权利要求1的方法，其中在所述中继站接收到所述 MAC协议数据单元时，将发送方侧和中继站的路径的所述指示符移 到所述子头部。
5. 根据权利要求1的方法，其中无线通信网不同元件之间路 径的所述标识符是在IEEE 802.16标准族中所定义的连接指示符。
6. 根据权利要求1的方法，其中所述通信端点是基站，中继 站或终端。
7. 无线通信网的通信端点，这里称作发送方侧，适用于通过 至少 一个中继站将MAC协议数据单元发送到 一个对端通信端点，这 里称作接收方侧，所述通信端点中包含装置，用于在所述发送方侧从可用的拓朴信息中提取至少 一 个描述了中继 站和所述接收方侧之间路径的指示符，除了所述发送方侧和所述中继站之间路径的指示符之外，还将所述中继站和所述接收方侧之间路径的所述指示符包括到所述MAC协议数据单元中。
8. —种中继站，能在无线通信网中使用，将MAC协议数据单 元从一个通信端点，这里称作发送方侧，转发到一个对端通信端点， 这里称作接收方侧，所述中继站中包括用于从MAC协议数据单元子头部提取所述中继站和所述接收方 侧之间路径的标识符，并相应地修改包含了下一路径标识符的所述 MAC协议数据单元的字段的装置；用于将所述先前下一路径的标识符移到所述MAC协议数据单元 子头部的装置。
9. 根据权利要求8的中继站，进一步包含符，以及中继站和接收方侧之间路径的指示符的装置；用于在从所述接收方侧接收MAC PDU时，除了所述发送方侧和 所述中继站之间路径的标识符之外，还将所述中继站和所述接收方 侧之间路径的所述指示符包括到所述MAC协议数据单元中的装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于在移动无线通信网中将MAC协议数据单元从一个通信端点，这里称作发送方侧，转发到一个对端通信端点，这里称作接收方侧的方法，在所述通信端点之间的路径上使用了至少一个中继站。根据本发明，该方法包含步骤在所述发送方侧从可用的拓扑信息中提取至少一个描述了中继站和所述接收方侧之间路径的指示符，除了所述发送方侧和所述中继站之间路径的指示符之外，还将所述中继站和所述接收方侧之间路径的所述指示符包括到所述MAC协议数据单元中。
文档编号H04L12/56GK101184043SQ20071019292
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月13日
发明者T·法尔迪克 申请人:阿尔卡特朗讯