多跳中继通信系统中通过中继站的导频传输的制作方法
【专利摘要】描述了用于支持在无线通信中进行多跳中继的技术。在一个方面中，中继站从上游站如基站或者另一中继站接收数据和第一导频。中继站基于第一导频来导出信道估计并且基于信道估计来对数据进行检测。中继站向下游站如用户站或者另一中继站重发数据和发送第二导频。每个导频可以根据为该导频选择的导频格式来发送。可以使用相同或者不同导频格式来发送第一导频和第二导频。中继站可以从第二站接收信道信息并且可以将信道信息转发到第一站和/或基于信道信息来选择用于向第二站的数据传输的速率。
【专利说明】多跳中继通信系统中通过中继站的导频传输
[0001]本申请是申请日为2008年03月14日、申请号为200880008522.9、发明名称为“多跳中继通信系统中通过中继站的导频传输”的中国专利申请的分案申请。
[0002]本申请要求享有2007年3月16日提交的、名称为“PILOTTRANSMISSION BY RELAYSIN A MULTIHOP RELAY SYSTEM”的美国临时申请N0.60/895，390的优先权，该临时申请已转让给本申请受让人并且通过弓I用将其全部内容并入本文。
【技术领域】
[0003]本公开一般涉及通信领域，并且更具体地涉及用于在无线通信系统中支持多跳中继的技术。
【背景技术】
[0004]无线通信系统被广泛地用以提供诸如语音、视频、分组数据、消息、广播等各种通信服务。这些无线系统可以是能够通过共享可用系统资源来支持多个用户的多址系统。这种多址系统的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA (0FDMA)系统和单载波FDMA (SC-FDMA)系统。无线系统已经将自已确立为电信领域中的增长点。当前趋势和需求在于以有保障的服务质量(QoS)来传送诸如语音、视频、交互式游戏等多媒体服务。需要高数据传输容量以便支持高质量多媒体服务。
[0005]无线通信系统可以支持多跳中继以便提高覆盖和/或性能。利用多跳中继，基站可以经由一个或者多个中继站将数据发送到用户站。各中继站可以从上游站(例如基站或者另一中继站)接收数据并且可以将该数据重新发送到下游站(例如用户站或者另一中继站)。从一个站到另一个站的传输称为跳跃。可能希望各中继站尽可能高效地并且以对用户站透明的方式重新发送数据。
【发明内容】
[0006]本文描述了用以在无线通信系统中支持多跳中继的技术。在一个方面中，中继站从上游站如基站或者另一中继站接收数据和第一导频。该中继站重发数据并且将第二导频发送到下游站，例如用户站或者另一中继站。导频是发送站和接收站均预先已知的传输。第一导频允许中继站恢复由上游站发送的数据。第二导频允许下游站恢复由中继站重发的数据。可以根据为各导频选择的导频格式来发送该导频。可以用相同或者不同的导频格式发送第一和第二导频。
[0007]在一种设计中，中继站可以从第一站(例如基站)接收数据和第一导频。中继站可以基于第一导频来导出信道估计，然后基于信道估计来对数据进行检测。中继站可以重发数据并且将第二导频发送到第二站(例如用户站)。中继站可以从第二站接收信道信息并且可以将信道信息转发到第一站。可替换地或者除此之外，中继站可以基于信道信息来选择用于向第二站发送数据的速率。
[0008]在一种设计中，用户站可以从中继站接收数据和导频。用户站可以基于导频来导出信道估计，然后基于信道估计来对数据进行检测。用户站可以基于导频来确定信道信息并且将信道信息发送到中继站。
[0009]下面更具体地描述了本公开内容的各个方面和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1示出了支持多跳中继的无线通信系统。
[0011]图2示出了无多跳中继的帧结构。
[0012]图3示出了用于子载波完全使用(FUSC)的子载波结构。
[0013]图4示出了用于子载波部分使用(PUSC)的子载波结构。
[0014]图5示出了用于频带自适应调制和编码(AMC)的子载波结构。
[0015]图6示出了在透明模式中用于多跳中继的帧结构。
[0016]图7示出了在非透明模式中用于多跳中继的帧结构。
[0017]图8和图9示出了两种在非透明模式中用于三跳的帧结构。
[0018]图10示出了以2跳中继来发送数据和导频的方案。
[0019]图11示出了以3跳中继来发送数据和导频的方案。
[0020]图12示出了用于通过中继站来支持多跳中继的过程。
[0021]图13示出了用于支持多跳中继的装置。
[0022]图14示出了用于采用多跳中继来接收数据的过程。
[0023]图15示出了用于采用多跳中继来接收数据的装置。
[0024]图16示出了基站、中继站和用户站的方框图。
【具体实施方式】
[0025]这里描述的技术可以用于各种无线通信系统，比如CDMA、TDMA、FDMA、0FDMA和SC-FDMA系统。常常可互换地使用术语“系统”和“网络”。CDMA系统可以实施诸如cdma2000、通用陆地无线接入(UTRA)等无线电技术。0FDMA系统可以实施诸如超移动宽带(UMB)、演进 UTRA (E-UTRA)、IEEE802.11 (也称为 Wi_Fi )、IEEE802.16 (也称为 WiMAX)、IEEE802.20、Flash-OFDM?等无线电技术。这些不同技术和标准是本领域公知的。常常可互换地使用术语“无线电技术”、“无线电接入技术”和“空中接口 ”。
[0026]为清楚起见，下文针对在以下文献中涉及的WiMAX来描述本技术的某些方面:IEEE802.16,标题为“Partl6:Air Interface for Fixed and Mobile Broadband WirelessAccess Systems”，2004 年 10 月 1 日；ΙΕΕΕ802.16e,标题为 “Partl6: Air Interfacefor Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Amendments2:Physicaland Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operationin Licensed Bands”，2006 年 2 月 28 日；以及 IEEE802.16j,标题为 “Partl6:AirInterface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems MultihopRelay Specif ication”，2007年12月24日。可公开获得这些文献。本技术也可以用于IEEE802.16m，这是为WiMAX开发的新空中接口。IEEE802.16j涉及多跳中继并且旨在通过引入中继站来增强IEEE802.16标准的性能。IEEE802.16j的一些目的包括延伸覆盖区、增强吞吐量和系统容量、节省用户站的电池续航时间并且使中继站的复杂度最小化。[0027]图1示出了支持多跳中继的无线通信系统100。为简明起见，图1仅示出了一个基站(BS) 110、三个中继站(RS) 120、122和124以及两个用户站(SS) 130和132。一般而言，系统可以包括对任何数目的用户站支持通信的任何数目的基站和任何数目的中继站。基站是支持用户站通信的站。基站可以执行诸如对中继站和用户站的连接、管理以及控制这样的功能。基站也可以称为节点B、演进节点B、接入点等。中继站是提供与其它中继站和/或用户站连接的站。中继站也可以提供对附属中继站和/或用户站的管理和控制。中继站和用户站之间的空中接口可以与基站和用户站之间的空中接口相同。基站可以经由回程(在图1中未示出)耦合到核心网络以便支持各种服务。中继站可以或者可以不直接耦合到回程并且可能具有用以经由该中继站支持多跳通信的有限功能。
[0028]用户站可以分散遍布在系统中，并且各用户站可以是静止的或者移动的。用户站也可以称为移动站、终端、接入终端、用户设备、用户单元、站等。用户站可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线设备、无线调制解调器、手持设备、膝上型计算机、无绳电话等。用户站可以经由下行链路(DL)和上行链路(UL)来与基站和/或中继站通信。下行链路(或者前向链路)是指从基站或者中继站到用户站的通信链路。上行链路(或者反向链路)是指从用户站到基站或者中继站的通信链路。
[0029]在图1中所示例子中，基站110可以经由中继站120来与用户站130通信。基站110可以在下行链路上发送用户站130的数据。中继站120可以从基站110接收数据并且可以在下行链路上将数据重新发送到用户站130。基站110和用户站130也能够直接相互通信。
[0030]基站110也可以经由中继站122和124来与用户站132通信。基站110可以在下行链路上发送用户站132的数据。中继站122可以从基站110接收数据并且可以将数据重新发送到中继站124。中继站124可以从中继站122接收数据并且可以在下行链路上将数据重新发送到用户站132。基站110可能不能与用户站132直接通信并且可以依赖于一个或者多个中继站以与用户站132通信。
[0031]图1示出了在基站110与用户站130之间的2跳通信的例子。图1还示出了在基站110与用户站132之间的3跳通信的例子。一般而言，基站和用户站可以经由任何数目的跳跃来通信。
[0032]IEEE802.16对于下行链路和上行链路采用正交频分复用(OFDM)。0FDM将系统带宽分割成多个(Nfft)正交子载波，其也可以称为音调、频段等。可以用数据或者导频来调制各子载波。子载波的数目可以取决于系统带宽以及在相邻子载波之间的间隔。例如，NFFT可以等于128、256、512、1024或者2048。共计NFFT个子载波中的仅一个子集可以用于发送数据和导频，而其余子载波可以作为保护子载波以允许系统满足频谱屏蔽要求。数据子载波是用于数据的子载波，而导频子载波是用于导频的子载波。0FDM符号可以在各0FDM符号时段(或者简称为符号时段)中发送并且可以包括用来发送数据的数据子载波、用来发送导频的导频子载波和未用于数据或者导频的保护子载波。
[0033]图2针对IEEE802.16中的时分双工(TDD)模式示出了无多跳中继的示例帧结构200。传输时间线可以分割成多个帧单元。各帧可以跨越预定时间的持续时间，如5毫秒(ms)，并且可以分割成下行链路子帧和上行链路子帧。可以通过发送传输间隙(TTG)和接收传输间隙(RTG)来分离下行链路和上行链路子帧。[0034]可以定义多个物理子信道。各物理子信道可以包括一组子载波，其可以是连续的或者分布在系统带宽中。也可以定义多个逻辑子信道并且可以基于已知映射来将其映射到物理子信道。逻辑信道可以简化资源分配。
[0035]如图2中所示，下行链路子帧可以包括前导码、帧控制报头(FCH)、下行链路映射(DL-MAP)、上行链路MAP (UL-MAP)和下行链路(DL)突发。前导码可以携带可以由用户站用于帧检测和同步的已知传输。FCH可以携带用来接收DL-MAP、UL-MAP和下行链路突发的参数。DL-MAP可以携带DL-MAP消息，该消息可以包括用于下行链路接入的各类控制信息(例如资源分配)的信元(IE)。UL-MAP可以携带UL-MAP消息，该消息可以包括用于上行链路接入的各类控制信息的IE。下行链路突发可以携带用于正在被服务的用户站的数据。上行链路子帧可以包括上行链路突发，这些突发可以携带来自被调度进行上行链路传输的用户站的数据。
[0036]一般而言，下行链路和上行链路子帧可以涵盖帧的任何部分。在图2中所示例子中，帧包括43个0FDM符号，下行链路子帧包括27个0FDM符号，而上行链路子帧包括16个0FDM符号。帧、下行链路子帧和上行链路子帧也可以具有其它持续时间，其可以是固定的或者可配置的。
[0037]IEEE802.16针对在下行链路上的数据传输支持FUSC、PUSC和频带AMC。对于FUSC，各子信道包括来自系统带宽内的一组子载波。对于PUSC，按组布置子载波，并且各子信道包括来自单个组内的一组子载波。对于频带AMC，各子信道包括一组连续的子载波。下行链路子帧可以包括零个或者多个FUSC区段、零个或者多个roSC区段以及零个或者多个频带AMC区段。各区段包括一个或者多个连续0FDM符号中的所有NFFT个子载波。
[0038]图3示出了用于FUSC的子载波结构。在各0FDM符号中，导频子载波均匀地位于可用子载波上并且间隔12个子载波。在偶数编号的0FDM符号中的导频子载波与在奇数编号的0FDM符号中的导频子载波错开六个子载波。各0FDM符号也包括一组固定导频子载波(例如子载波39、261、…、1701)。在其余子载波之中，多数用于数据而一些用作保护子载波。对于FUSC，子信道包括分布于系统带宽上的48个数据子载波。
[0039]图4示出了用于PUSC的子载波结构。将可用子载波布置成群集，其中各群集包括14个连续子载波。在各偶数编号的0FDM符号中，在各群集中的第五个和第九个子载波是导频子载波，而其余12个子载波是数据子载波。在各奇数编号的0FDM符号中，在各群集中的第一个和第十一个子载波是导频子载波，而其余12个子载波是数据子载波。将群集布置成组，其中各组包括24个群集。对于TOSC，子信道包括分布于一个组中的24个数据子载波。
[0040]图5示出了用于频带AMC的子载波结构。将可用子载波布置成频段，其中各频段包括9个连续子载波。在各频段中的中心子载波是导频子载波，而其余8个子载波是数据子载波。对于频带AMC，子信道可以包括六个连续0FDM符号一个频段、三个连续0FDM符号两个频段或者两个连续0FDM符号三个频段。
[0041]可以向用户站分配一个或者多个缝隙以用于下行链路上的数据传输。缝隙是最小数据分配单位。对于下行链路FUSC，缝隙是一个0FDM符号中的一个子信道(具有48个数据子载波)。对于下行链路PUSC，缝隙是两个0FDM符号中的一个子信道(具有24个数据子载波)。对于频带AMC，缝隙分别是6、3或者2个0FDM符号中的8、16或者24个数据子载波。 [0042]图3、图4和图5示出了可以用于发送导频的三种导频格式。也可以定义其它导频格式。作为例子，对于频带AMC，导频子载波可以交错在OFDM符号上而不是如图5中所示在相同位置。如果使用多个发送天线用于传输，则可以对这多个发送天线使用相同或者不同导频格式。在前述IEEE802.16文献中描述了用于FUSC、PUSC和频带AMC的时隙、子信道和导频。
[0043]基站可以使用图2中的帧结构200将数据直接发送到用户站。用户站可以基于前导码来进行帧检测和同步并且从FCH中获得参数。然后，用户站可以处理DL-MAP以获得DL-MAP消息，该消息可以表明分配给用户站的时隙中的下行链路突发。然后，用户站可以处理下行链路突发以恢复向用户站发送的数据。为了恢复数据，用户站可以首先基于在导频子载波上发送的导频来获得针对下行链路突发中的数据子载波的信道估计。数据和导频子载波的位置可以取决于使用FUSC、roSC还是频带AMC来发送数据。然后，用户站可以基于信道估计来对数据子载波进行检测。因此，导频子载波携带由用户站用来恢复数据的重要信息。
[0044]如图1中所示，基站可以经由一个或者多个中继站将数据发送到用户站。系统可以支持透明模式和非透明模式。表1列举了在前述IEEE802.16j文献中具体描述的透明模式和非透明模式的一些特征。
[0045]表1
[0046]
【权利要求】
1.一种用于无线通信的方法，包括:从第一站接收数据和第一导频；向第二站重发所述数据并发送第二导频；从所述第二站接收信道信息，所述信道信息是由所述第二站基于所述第二导频导出的；以及基于所述信道信息来选择用于向所述第二站的数据传输的速率。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一导频和所述第二导频中的每一个是在至少一个OFDM符号中的至少一个导频子载波上发送的，其中，所述至少一个导频子载波的位置是通过导频格式确定的。
3.如权利要求1所述的方法，还包括:根据第一导频格式来接收所述第一导频；以及根据与所述第一导频格式不同的第二导频格式来发送所述第二导频。
4.如权利要求1所述的方法，还包括:根据导频格式来接收所述第一导频；以及 根据用于所述第一导频的所述导频格式来发送所述第二导频。
5.如权利要求1所述的方法，还包括:从所述第一站接收指示用于所述第二导频的导频格式的信息；以及根据所述导频格式来发送所述第二导频。
6.如权利要求1所述的方法，还包括:根据从多个传输模式中选择的传输模式来重发所述数据，其中每个传输模式与不同的导频格式相关联；以及根据与所选择的传输模式相关联的导频格式来发送所述第二导频。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述多个传输模式包括:子载波完全使用(FUSC)、子载波部分使用(PUSC)以及频带自适应调制和编码(AMC)。
8.如权利要求1所述的方法，还包括:基于所述第一导频来导出信道估计；以及基于所述信道估计对从所述第一站接收的所述数据执行检测。
9.如权利要求1所述的方法，还包括:向所述第一站转发所述信道信息。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一站是基站，所述第二站是用户站。
11.如权利要求10所述的方法，还包括:经由下行链路从所述基站接收所述数据和所述第一导频；以及经由所述下行链路向所述用户站重发所述数据并发送所述第二导频。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一站是基站，所述第二站是中继站。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一站是中继站，所述第二站是用户站。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一站是用户站，所述第二站是基站。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一站是用户站，所述第二站是中继站。
16.如权利要求15所述的方法,还包括:经由上行链路从所述用户站接收所述数据和所述第一导频；以及经由所述上行链路向所述基站重发所述数据并发送所述第二导频。
17.一种用于无线通信的装置，包括:用于从第一站接收数据和第一导频的模块；用于向第二站重发所述数据并发送第二导频的模块；用于从所述第二站接收信道信息的模块，所述信道信息是由所述第二站基于所述第二导频导出的；以及用于基于所述信道信息来选择用于向所述第二站的数据传输的速率的模块。
18.如权利要求17所述的装置，其中，所述第一导频和所述第二导频中的每一个是在至少一个OFDM符号中的至少一个导频子载波上发送的，其中，所述至少一个导频子载波的位置是通过导频格式确定的。
19.如权利要求17所述的装置，还包括:用于根据第一导频格式来接收所述第一导频的模块；以及用于根据与所述第一导频格式不同的第二导频格式来发送所述第二导频的模块。
20.如权利要求17所述的装置，还包括:用于根据导频格式来接收所述第一导频的模块；以及用于根据用于所述第一导频的所述导频格式来发送所述第二导频的模块。
21.如权利要求17所述的装置，还包括:用于从所述第一站接收指示用于所述第二导频的导频格式的信息的模块；以及用于根据所述导频格式来发送所述第二导频的模块。
22.一种用于无线通信的装置，包括:至少一个处理器，其被配置为:从第一站接收数据和第一导频，以及向第二站重发所述数据并发送第二导频；以及存储器，其耦合到所述至少一个处理器，其中，所述至少一个处理器被配置为:从所述第二站接收信道信息，所述信道信息是由所述第二站基于所述第二导频导出的；以及基于所述信道信息来选择用于向所述第二站的数据传输的速率。
23.如权利要求22所述的装置，其中，所述第一导频和所述第二导频中的每一个是在至少一个OFDM符号中的至少一个导频子载波上发送的，其中，所述至少一个导频子载波的位置是通过导频格式确定的。
24.如权利要求2 2所述的装置，所述处理器被配置为:根据第一导频格式来接收所述第一导频；以及根据与所述第一导频格式不同的第二导频格式来发送所述第二导频。
25.如权利要求22所述的装置，所述处理器被配置为:根据导频格式来接收所述第一导频；以及根据用于所述第一导频的所述导频格式来发送所述第二导频。
【文档编号】H04W48/12GK103647618SQ201310581830
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2008年3月14日 优先权日:2007年3月16日
【发明者】P·达亚尔, 季庭方 申请人:高通股份有限公司