专利名称：中继器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中继器、转发信号的方法和通信系统。所述中继器特别但不唯独地是多级中继器链的 一部分。
背景技术：
网络使用中继单元进行信息转发是众所周知的。在例如蜂窝无线网络的无线网络中，已知要为从基站收发站传送的信号提供中继单元。在这样的安排中，由基站收发站传送的无线信号被中继单元接收，并且被该中继单元典型地重传到移动终端或其它用户设备。
当前，存在这样的挑战确保无线网络中存在充足覆盖，以便提供高数据速率服务。使用当前系统，由于受从用户设备到基站的数据差错率限制的可能带宽与距离的倒数大大相关，所以通常仅靠近基站的用户设备具有高数据速率的可能。因此，为达到高数据速率覆盖，需要更多数量的基站。然而，增加基站的数量是昂贵的。
为了在小区中更均匀地分布数据速率，提出了中继单元或中继器。然而，存在关于将中继器或中继单元集成到无线通信系统中的问题。
一个已知的问M关于测距或将用户设备初始连接到网络，其中，在基站与用户设备之间运转着中继站。在这样的环境中，在用户设备与基站之间实施的测距过程不能被直接应用。例如，在也称为WiMax的IEEE802.16中定义的测距过程需要经由中继站将用户设备初始测距消息发送到基站。然而，由于用户设备与中继站之间的连接不同于基站与中继站之间的连接，所以中继站不能筒单地中继关于基站和中继站之间的连接的与初始测量和设置有关的测距消息。此外，如IEEE 802.16中所实现的基站不会觉察用户i殳备与中继站之间的无线连接。
此外，如果初始测距消息被经由无线中继站转发到基站，则将在每个 阶段需要多级争用解决，这将增加测距过程所需的总时间。
发明内容
本发明的实施例的目的是解决或至少緩解该难题。
根据本发明，提供了一种用于在通信网络中使用的中继器，所述中继 器被安排为从至少一个用户设备接收数据和向其发送数据，其中，所述中 继器包括处理器，其被安排为处理从所述用户设备接收的配置数据，并且 依据所处理的配置数据，向所述用户i殳备发送数据。
所述配置数据优选地是测距数据。
所述配置数据优选地是CDMA测距数据。
所述配置数据优选地是用以配置从所述中继器到所述至少 一个用户设 备的无线通信链路的数据。
所述处理器优选地被进一步安排为依据所处理的配置数据，发送配置 响应成功消息。
所述中继器优选地被进一步安排为向基站发送进一步的数据并从其接 收进一步的数据，其中，所述处理器,皮进一步安排为向所述基站发送进一 步的配置数据。
所述进一步的配置数据优选地包括进一步的测距数据。
所述进一步的配置数据优选地是CDMA测距数据。
所述进一步的配置数据优选地是用以配置从所述中继器到所述基站的 无线通信链路的数据。
所述进一步的配置数据可以包括带宽请求。
所述处理器优选地^皮安排为并行地处理从所述用户i殳备接收的配置数 据以及向所述基站发送进一步的配置数据。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于操作在通信网络中使用的中 继器的方法，所述中继器被安排为从至少一个用户设备接收数据并向其发
6送数据，其中，所述方法包括在所述中继器处理从所述用户设备接收的 配置数据；以及，依据所处理的配置数据从所述中继器向所述用户设备发 送数据。
所述配置数据可以是测距数据。
所述配置数据优选地是CDMA测距数据。
所述配置数据优选地是用以配置从所述中继器到所述至少一个用户设 备的无线通信链路的数据。
所述用于操作中继器的方法可以进一步包括依据所处理的配置数据， 从所述中继器向所述用户i殳备发送配置响应成功消息。
所述中继器优选地被进一步安排为向基站发送进一步的数据并从其接 收进一步的数据，所述方法可以进一步包括从所述中继器向所述基站发送 进一步的配置数据。
所述进一步的配置数据可以包括进一步的测距数据。
所述进一步的配置数据可以是CDMA测距数据。
所述进一步的配置数据优选地是用以配置从所述中继器到所述基站的 无线通信链路的数据。
所述进一 步的配置数据可以包括带宽请求。
优选地，在所述中继器基本并行地实现处理从所述用户设备接收的配 置数据和从所述中继器向所述基站发送进一步的配置数据。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序，其被安排为操作计 算机执行用于操作方法的方法，用于操作在通信网络中使用的中继器，所 述中继器被安排为从至少一个用户设备接收数据并向其发送数据，其中， 所述方法包括在所述中继器处理从所述用户设备接收的配置数据；以及， 依据所处理的配置数据，从所述中继器向所述用户设备发送数据。
为了对本发明以及关于其如何被实现有更好的理解，现在将仅作为实 例参考附图，其中图1示出了在其中本发明的实施例可以被实现的通信网络的概略示意
图2示出了体现本发明的如图1中所示的中继单元；
图3示出了图1中所示的通信网络的一部分的示意图4示出了如在图2中所示的中继器中实现的本发明第一实施例中信
号流的示意图；以及
图5示出了如在图2中所示的中继器中实现的本发明的进一步实施例
的信号流的示意图。
具体实施例方式
图1示出了一种通信网络。所述通信网络包括也称为基站的基站M 站(BS) 1、 2。基站(BS) 1、 2被安排为能够与基站控制器(BSC) 9通 信。在其它实施例中，所述基站被安排为能够与任何已知的公共陆地移动 网络(PLMN)基础设施通信。基站1、 2还被安排为能够与用户设备7 通信。所述基站还^:安排为能够与中继站(RS) 3、 5通信。
中继站(RS) 3、 5被安排为能够与基站收发站(BS) 1、 2通信。所 述中继站还能够连接到移动站(MS) 7。中继站(RS) 3、 5还能够与其 它中继站(RS) 5、 3通信。
中继站的连接也在图1中示出。图l示出了直接连接到基站l的第一 组中继站3，以及经由第一组中继站3连接到基站1的第二组中继站5。尽 管未在图1中示出，但该链接可以被扩展为使得进一步组的中继站经由前 面组的中继站连接到基站。为进一步协助对本发明的理解，第一组中继站 3中的一个已^皮给以标记值RS00，并且第二组中继站5中的一个已净皮给以 标记值RSOl。这些标记值仅是示例性的，并且可被应用于任意两个链接 的中继站——即，以下描述的示例可被应用于相邻组的任意两个连接的中 继站。
用户i殳备(UE)、移动站(MS)或用户站(SS)可以是^f壬意适当形 式的用户设备，例如移动站、移动电话、个人事务管理器、PDA(个人数字助理)、计算机、便携式计算机、笔记本等。
实际上，多得多的用户设备被提供。还应当理解，在本发明的一些实 施例中，中继单元可以能够与多于一个的基站通信。为帮助对本发明的理
解，所讨论的示例将涉及网络的一部分，所述部分包括基站l、中继站5a 以及用户设备7a和7b。本领域的技术人员应当理解，实体的其它设置也 是可行的。
体现本发明的中继站(RS) 5a在图2中被更详细地示出。中继站RS 5a包括天线101，该天线101被安排为能够传送和接收来自基站1、用户 设备7a、 7b和其它中继站3、 5的射频信号。天线101可以包括天线阵列， 其能够波束成形并且向或从特定的空间方向发送或接收信号。
中继站RS进一步包括收发器105，该收发器105连接到天线101，并 且被安排为能够从所述天线接收射频信号，以及输出基带信号和接收基带 信号，以及向天线101发送射频信号用于传送。
中继站RS 5a进一步包括处理器103，该处理器103被安排为控制所 述收发器，并且用于操作中继站存储器107。
中继站RS 5a进一步包括存储器107，该存储器107被安排为存储用 于中继站5a的操作的指令。此外，所述存储器可以被安排为在所接收的数 据被重传到其目的地之前对其进行緩存。在本发明的一些实施例中，单独 的存储器可以用于存储不同类型的数据，即，所接收的数据可以存储在磁 性存储介质上，并且指令存储在半导体存储设备上。
应当理解，图2中所示的中继站的示例示出了功能性。应当理解，收 发器电路105可以被合并到处理器103中，并且反之亦然。
图3示出了如图1中所示的无线网络的一小部分。图3示出了经由层 2通信链路连接到中继站5a的基站1 (BS)。此外，中继站5a经由Ll链 路连接到被示为个人计算机的用户设备(UE)或用户站(SS) 7b。所述 基站被示为在第一个时刻经由L2链路连接到移动站(MS)或用户设备 (UE)7a，并注意移动站7a的移动，移动站4皮示为位于由中继站5a月良务 的区域内。中继站被示为经由Ll链路与移动站7a通信。移动站7a在该
9示例中被示为移动电话，然而，可替换地，任何合适的用户设备可以被使 用。
当移动站7a在第一个时刻(即在直接连接到BS时)试图经由基站获 得对网络的初始接入时，IEEE 802.16 (或WiMax)标准指示，在用户设 备与基站之间执行测距过程。在该测距过程中，用户设备实现基于争用的 码分多址(CDMA)测距，其中，所述测距对用户设备分配与基站通信所 需的码、频率和其它^L当成功mMS接收到初始CDMA码序列和 参数时，基站为MS提供功率、同步(timing)和频率调整。所述MS然 后使用这些调整值，并且使用新值实施进一步的基于争用的CDMA测距 过程。该过程重复直到在基站处的接收在所需阈值内。当满足所需阈值时， 基站使用例如CDMA—ALLOCATION—IE的消息，提供单播上行链路分 配，即，从MS在何时以及什么带宽进行发送。基于该上行链路分配消息 的接收，MS以测距请求(range request)消息的形式向基站发送完整的 测i 巨消息。
然而，如由图3中的第二时刻所示的那样，当移动站移动到中继站的 接收范围之内以M站的范围以外时，针对联接到中继站的用户设备的测 距过程是不同的。
假设中继站发送其自己的前同步信号(preamble)和映射变量 (MAPs)，用户设备实现其自己的与中继站的测距，并且用户设备联系 被固定在基站处(换句话说，例如基本、主用连接标识符(CID)的所有 参数的分配都由基站来完成)。所述CID标识802.16 MAC中的服务和/ 或一个或更多用户(在组中)。每个MAC分组都具有CID。基于所述CID， 802.16 i殳备可以确定MAC分组的接收者。还存在几种不同类型的CID， 所述CID标识消息种类。
802.16中的CID是16位长。
不同CID组是广播、多播(用于寻址多播组)和单播(例如带宽分配、 轮询、受邀测距的移动站特定消息)CID。
单播CID可以被进一步划分为管理CID( MS与BS之间的信令消息)和传输CID (用于承载用户数据)。
所述主用CID被用于例如认证和注册消息的能容忍延迟的消息，以及 所述基本CID被用于例如PHY参数或轮询的不能容忍延迟的消息。
所述测距具有UL-MAP，该UL-MAP是由BS发送的示出上行链路中 分配给用户设备的专用带宽的消息。MS使用UL-MAP中所分配的带宽发 送测距请求。在这一点上，MS不具有分配的CID。对于该消息，MS使 用熟知的值为0x0000、纟皮称为初始测距CID的连接id。响应于该消息， BS发送测距响应，该测距响应对MS指派基本和主用CID。在此之后， MS可以在MAC消息中使用那些CID。
在图3中，如上面所描述的，L1定义MS与中继站之间的无线通信链 路，L2定义中继站与基站，或者MS与基站之间的无线通信链路。Ll链 路上的无线状况典型地与L2链路上的状况不同。因此，在MS7a想要开 始与中继站的测距时，在中继站的初始建立或测距期间确定的已对L2链 路实施的功率、同步和频率调整，不能被简单地转发并由MS使用。因为 基站最初不知道Ll链路的无线状况，因此中继站也不能仅简单地中继关 于L2链路的已知的测距消息和中继站初始测距。
一种解决方案是请求中继站将测距过程中的所有消息转发给基站。然 而，该多级争用产生大的延迟以及对于每个链路的信令带宽浪费。
图4和5示出了两种减轻该问题的方法。作为本发明的实施例在中继 站中实现的这两种解决方案中，不向基站转发CDMA初始测距请求。而 是中继站实现局部测距。联接到MS的中继站执行初始测距，即RS与MS 之间的Ll链路的调整，并随后一旦所述初始测距^皮完成，则向基站转发 完成测距请求消息。
此外，与中继站实施所述初始局部测距争用CDMA过程的同时，本 发明的实施例中的中继站还在L2链路上向基站发送上行链路带宽请求/测 距请求。当中继站并行或部分并行地实施这些过程时，有可能显著减小所 述测距过程的延迟。
图4示出了本发明的第一实施例的实现。在步骤201a中，第一CDMA
ii测距请求^L从移动站发送到中继站。在步骤203中，中继站基于CDMA 测距消息的接收，向移动站发回响应消息(RNG_RSP)，该响应消息包 含用于移动站的一些调整值。
移动站使用这些调整，并且重发CDMA测距消息，并且接收进一步 的响应，直到对于LI链路所述CDMA测距过程完成。
所述完成在图4中由步骤201f示出，其中，在该步骤201f，最终CDMA 测距消息#1从移动站发送到无线中继站。
基于在可允许阈值内的该CDMA测距消息的接收，中继站在步骤205a 中向基站发送带有CDMA测距消息的第一个消息，并且在步骤207中， 还向移动站发送包含含有变量的成功测距响应的消息，以及包含用于LI 链路的码和上行链路带宽的CDMA分配消息。
基站当接收到CDMA测距消息时，在步骤209中发送带有成功码的 测距响应消息以及上行链路带宽和码变量。由于中继站已经在基站的接收 阈值内，因而从中继站到基站的CDMA测距请求循环周期通常应该是短 的，因此争用窗口是短的。
基于来自中继站的测距请求响应消息的接收，移动站在步骤211中在 LI链路上向中继站发送包含MAC地址和配置文件(profile )信息的完整 的测距请求消息。
在步骤213中，中继站在L2链路上向基站发送包含MAC地址和配 置文件信息的完整的测距请求消息。
在步骤215中，当基站接收到来自中继站的完整的测距请求消息时， 发回包含CID的测距响应消息，其随后在步骤217中被从中继站转发到移 动站。
因此，通过减小经由中继站在基站与移动站之间发送的测距信息传送 量，用于进行测3巨的响应时间被大大减少。
在多个中继站位于移动站与基站之间的多跳环境中，时间被进一步减少。
本发明的第二实施例在图5中示出。对于那些与图4中所描述的类似的步骤或网络单元，使用相同的标号。
步骤201a、 203和211f与图4中描述的相同。因此，移动站向中继站 发送初始CDMA测距请求，并且中继站和移动站迭代地接近Ll链路所需 的CDMA链接，直到移动站在步骤201f中发送处于阈值内的CDMA测 距变量。这时，如上面已参考前一实施例描述的那样，中继站在步骤207 中向移动站发送成功消息。
然而，由于在中继站最初连接基站时先前实现的CDMA测距过程被 认为仍然有效，并且因此所使用的码和功率值对于中继站与基站之间的通 信也仍然有效，所以中继站在步骤206中向基站发送带宽请求。基站在步 骤210中向中继站发回上行链路分配图。这为移动站分配了用于移动站与 基站之间的通信的特定上行链路容量。
在步骤211、 213、 215和217中，与之前关于图4描述的相同的过程 ^L实现以完成测距过程。
因此，由于其仅需要将上行链路分配传递到中继站，因而该实施例进 一步提高了前一实施例的效率。
在本发明的一些实施例中，如分别在图4和5中示出的在L2链路上 实现的CDMA测距请求——步骤205，以及在L2链路上实现的带宽请求 ——步骤206，与在中继站与移动站之间实现的CDMA测距过程的迭代同 时实现。
以上描述的操作可能需要各个实体中的数据处理。所述数据处理可以 借助于一个或更多数据处理器来提供。当适当改写的计算机程序代码产品 ,h口载到计算机时，可用于实现所述实施例。用于提供所述操作的程序代 码产品可以存储在例如载体磁盘、卡或磁带的载体介质上或者借助于所述 载体介质来提供。 一种可能是经由数据网络下载所述程序代码产品。可以 在位置服务器中配备合适的软件来实现。
应当注意，尽管在以上实施例中描述了关于例如移动站的用户i殳备， 但是本发明的实施例可应用于任意其它适当类型的用户设备。
还应当注意，尽管本公开中详细示出和描述的示例性通信系统使用WiMax系统的术语，但所提出解决方案的实施例可被用于其中可以通过本 发明的实施例而获得优势的任意通信系统中。本发明也不限于例如蜂窝移 动或WLAN系统的环境。本发明可以例如作为称为"互联网"和/或"内 联网"的计算机网络的一部分来实现。此外，本发明的一些实施例中的用 户设备14可以经由合适的网关经由固定连接与网络通信，其中，所述固定 连接例如是数字用户线路(DSL)(异步或同步的)或公共电话交换网 (PSTN)线路。
还应当注意，尽管以上描述了本发明的示例性实施例，但存在对所公 开的解决方案作出的各种变型和修改，而不脱离所附权利要求中定义的本 发明的范围。
1权利要求
1. 一种用于在通信网络中使用的中继器，所述中继器被安排为从至少一个用户设备接收数据并向其发送数据，其中，所述中继器包括处理器，被安排为处理从所述用户设备接收的配置数据，并依据所处理的配置数据向所述用户设备发送数据。
2. 根据权利要求l所述的中继器，其中，所述配置数据是测距数据。
3. 根据权利要求1和2所述的中继器，其中，所述配置数据是CDMA测距数据。
4. 根据权利要求1至3所述的中继器，其中，所述配置数据是用以配置从所述中继器到所述至少一个用户设备的无线通信始洛的数据。
5. 根据权利要求1至4所述的中继器，其中，所述处理器被进一步安排为依据所处理的配置数据，发送配置响应成功消息。
6. 根据权利要求1至5所述的中继器，其中，所述中继器被进一步安排为向基站发送进一步的数据以及从其接收进一步的数据，其中，所述处理器被进一步安排为向所述基站发送进一步的配置数据。
7. 根据权利要求6所述的中继器，其中，所述进一步的配置数据包括进一步的测距数据。
8. 根据权利要求6和7所述的中继器，其中，所述进一步的配置数据是CDMA测距数据。
9. 根据权利要求6至8所述的中继器，其中，所述进一步的配置数据是用以配置从所述中继器到所述基站的无线通信链路的数据。
10. 根据权利要求6至10所述的中继器，其中，所述进一步的配置数据包括带宽请求。
11. 根据权利要求6至10所述的中继器，其中，所述处理器被安排为并行地处理从所述用户设^^接收的配置数据和向所述基站发送进一步的配置数据。
12. —种用于操作在通信网络中使用的中继器的方法，所述中继器被安排为从至少一个用户设备接收数据并向所述至少一个用户设备发送数据，其中，所述方法包括在所述中继器处理从所述用户设备接收的配置数据；以及依据所处理的配置数据，从所述中继器向所述用户设备发送数据。
13. 根据权利要求12所述的用于操作中继器的方法，其中，所述配置数据是测距数据。
14. 根据权利要求12和13所述的用于操作中继器的方法，其中，所述配置数据是CDMA测距数据。
15. 根据权利要求12至14所述的用于操作中继器的方法，其中，所述配置数据是用以配置从所述中继器到所述至少一个用户i更备的无线通信链路的数据。
16. 根据权利要求12至15所述的用于操作中继器的方法，其进一步包括^l据所处理的配置数据，从所述中继器向所述用户设备发送配置响应成功消息。
17. 根据权利要求12至16所述的用于操作中继器的方法，其中，所述中继器被进一步安排为向基站发送进一步的数据并从基站接收进一步的数据，所述方法进一步包括从所述中继器向所述基站发送进一步的配置数据。
18. 根据权利要求17所述的用于操作中继器的方法，其中，所述进一步的配置数据包括进一 步的测距数据。
19. 根据权利要求17和18所述的用于操作中继器的方法，其中，所述进一步的配置数据是CDMA测距数据。
20. 根据权利要求17至19所述的用于操作中继器的方法，其中，所述进一步的配置数据是用以配置从所述中继器到所述基站的无线通信M的数据。
21. 根据权利要求17至20所述的用于操作中继器的方法，其中，所述进一步的配置数据包括带宽请求。
22. 根据权利要求17至20所述的用于操作中继器的方法，其中，在所述中继器基本并行地实现处理从所述用户设备接收的配置数据和从所述中继器向所述基站发送进一步的配置数据。
23. —种计算器程序，其被安排为操作计算机以执行用于操作的方法，所述方法用于操作在通信网络中使用的中继器，所述中继器被安排为从至少一个用户设备接收数据并向所述至少一个用户设备发送数据，其中，所述方法包括在所述中继器处理从所述用户设备接收的配置数据；以及依据所处理的配置数据，从所述中继器向所述用户设备发送数据。
全文摘要
一种用于在通信网络中使用的中继器，所述中继器被安排为从至少一个用户设备接收数据并向所述至少一个用户设备发送数据，其中，所述中继器包括处理器，被安排为处理从所述用户设备接收的配置数据，并依据所处理的测距数据向所述用户设备发送数据。
文档编号H04B7/26GK101485114SQ200780024918
公开日2009年7月15日 申请日期2007年6月25日 优先权日2006年6月30日
发明者S·马赫什瓦里, Y·塞弗拉 申请人:诺基亚公司