專利名稱：用于支持多跳無線寬帶接入通信的多相幀結(jié)構(gòu)中的傳輸?shù)恼镜木幗M的算法的制作方法
的算法
多種不同數(shù)字技術(shù)的發(fā)展極大地增加了通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)從一個(gè) 裝置傳遞給另一個(gè)系統(tǒng)的需求。技術(shù)發(fā)展準(zhǔn)許大量語音、視頻、成像 和數(shù)據(jù)信息的數(shù)字化和壓縮，可將其從膝上型計(jì)算機(jī)和其它數(shù)字設(shè)備 傳送給網(wǎng)絡(luò)中的其它裝置。數(shù)字技術(shù)的這些發(fā)展激發(fā)了向這些處理單 元輸送和提供數(shù)據(jù)的需求。
使用無線網(wǎng)絡(luò)中的無線節(jié)點(diǎn)作為中繼點(diǎn)以便擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)的范
圍和/或降低其成本變得越來越有吸引力。多跳中繼(MR)網(wǎng)絡(luò)可使用 固定臺(tái)和/或移動(dòng)臺(tái)作為中繼點(diǎn)，以便優(yōu)化通信并且提高傳輸效率。 一個(gè)值得注意的問題是如何協(xié)調(diào)使用新協(xié)議和架構(gòu)的最佳傳輸路徑 的選擇以及降低與這些網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的成本。


在本說明書的結(jié)束部分具體指出作為本發(fā)明的主題并且明確要 求其權(quán)益。但是，通過結(jié)合附圖參照以下詳細(xì)描述，可透徹地了解關(guān) 于本發(fā)明的操作的組織和方法及其目的、特征、優(yōu)點(diǎn)，附圖包括
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、示例無線網(wǎng)絡(luò)中用于顯式 傳達(dá)例如"偶數(shù)"和"奇數(shù)"站等的多跳鏈路信息的無線節(jié)點(diǎn)的布置 的簡(jiǎn)圖2是具有可動(dòng)態(tài)調(diào)整以便支持任何跳網(wǎng)絡(luò)以及系統(tǒng)中部署的 任何數(shù)量的中繼站(RS)的多個(gè)相位的幀結(jié)構(gòu)的 一個(gè)實(shí)施例；
圖3-6示出可在幀結(jié)構(gòu)200的各個(gè)相位中發(fā)生的通信的示例；以
及
圖7是提供M相幀結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的編組DL站的示例的表。大家會(huì)理解，為了說明的簡(jiǎn)潔和清楚起見，圖中所示的元件不一 定按比例繪制。例如，為了清楚起見，部分元件的尺寸可能相對(duì)于其 它元件經(jīng)過放大。另外，在認(rèn)為適當(dāng)?shù)那闆r下，附圖中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)， 以便指明對(duì)應(yīng)或相似的元件。
具體實(shí)施例方式
在以下詳細(xì)描述中，闡明大量具體細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的透 徹了解。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，即使沒有這些具體細(xì)節(jié)， 也可實(shí)施本發(fā)明。在其它情況下，沒有詳細(xì)描述眾所周知的方法、過 程、組件和電路，以免影響對(duì)本發(fā)明的理解。
無線多跳中繼系統(tǒng)已經(jīng)成為若干當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化工作的焦點(diǎn)。例如，
對(duì)于WLAN,電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.11s網(wǎng)格(Mesh)任務(wù) 組(TG)正對(duì)WLAN網(wǎng)格組網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)解決方案積極地繼續(xù)努力。另夕卜， IEEE 802.16J多跳中繼(MR)任務(wù)組還評(píng)估促進(jìn)無線寬帶接入(WBA) 網(wǎng)的IEEE 802.16j項(xiàng)目審批請(qǐng)求的標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案。
多跳中繼系統(tǒng)提供使多媒體業(yè)務(wù)的范圍增加的節(jié)省成本方式。中 繼站通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)來提供擴(kuò)展覆蓋，以及MR系統(tǒng)是容納許多移動(dòng)訂 戶、建立寬區(qū)域覆蓋并且提供較高數(shù)據(jù)速率的節(jié)省成本的解決方案。 因此，多跳中繼系統(tǒng)增強(qiáng)802.16系統(tǒng)的吞吐量和容量，并且實(shí)現(xiàn)快 速部署，它降低系統(tǒng)操作的成本。
MR中繼站確定為在它們應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)有802.16e訂戶臺(tái)(SS)無縫地 配合操作的意義上完全后向兼容。802.16的另一個(gè)階段預(yù)計(jì)引入設(shè)計(jì) 用于MR網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)中繼和WBA訂戶臺(tái)。雖然本文所述的實(shí)施例可 涉及802.16無線寬帶接入網(wǎng)，但是它們并不局限于此，而是可適用 于WLAN、其它類型的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)甚至不同網(wǎng)絡(luò)的組合，其中802.16 無線寬帶接入網(wǎng)有時(shí)稱作WiMAX,它是表示全球微波接入互通的首 字母縮寫詞，作為通過IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的一致性和互通性測(cè)試的產(chǎn) 品的認(rèn)證標(biāo)志。多跳中繼技術(shù)可適用于其它新興標(biāo)準(zhǔn)，例如長期演進(jìn)(LTE)的第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP)。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、示例無線網(wǎng)絡(luò)中用于傳達(dá) 多跳鏈路信息的無線節(jié)點(diǎn)的布置的簡(jiǎn)圖。多跳中繼(MR)網(wǎng)絡(luò)100可 以是具有能夠經(jīng)由至少一些空中(OTA)射頻(RF)鏈路傳送和/或接收 信息的裝置的任何系統(tǒng)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，MR網(wǎng)絡(luò)100的拓 樸結(jié)構(gòu)可包括MR基站(MR-BS)llO，它提供到多個(gè)移動(dòng)臺(tái)(MS)120 和130的直接接入。MR基站110還與圖中示為中繼站(RS)140和150 的多個(gè)無線中繼節(jié)點(diǎn)連接。
中繼站(RS)140和150使用與WPAN的各種802無線標(biāo)準(zhǔn)和/或 WMAN的標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)兼容的無線協(xié)議和/或技術(shù)在MR網(wǎng)絡(luò) 100中以無線方式傳遞和轉(zhuǎn)發(fā)消息，但是發(fā)明性實(shí)施例并不局限于這 個(gè)方面。如圖所示，中繼站(RS)140和150提供到移動(dòng)臺(tái)120和180 的接入以及代表其它RS來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在發(fā)明實(shí)施例的某些非限制性 示例實(shí)現(xiàn)中，所示拓樸結(jié)構(gòu)為樹形，其中MR-BS在才艮處而MS在葉 處，MR-BS與MS之間具有多個(gè)通信路徑或《連^各。接入鏈路支持 MR-BS與MS之間以及還支持RS與MS之間的直4妄通信。中繼鏈路 支持MR-BS與RS之間以及還支持RS之間的直接通信路徑。
MR網(wǎng)絡(luò)100可由若干宏小區(qū)組成，其中的每個(gè)一般可包括與 MR基站IIO相似的至少一個(gè)基站以及與遍布每個(gè)宏小區(qū)并且與基站 結(jié)合工作以便向客戶臺(tái)提供完全覆蓋范圍的RS 140、 150相似的多個(gè) 中繼站。MR-BS 110與RS 140、 150之間的多跳拓樸結(jié)構(gòu)可看作是點(diǎn) 對(duì)多點(diǎn)(PMP)鏈路。此外，RS 140經(jīng)由PMP鏈路與RS 160和RS 170 連接，其中各PMP鏈路依靠站來保持時(shí)間和頻率同步，它經(jīng)由下行 鏈路(DL)前同步碼的廣播和接收來執(zhí)行，而上行鏈路(UL)同步通過測(cè) 距過禾呈(randing process)來執(zhí)行。
MR網(wǎng)絡(luò)100利用允許多個(gè)中繼鏈路共享信道的幀結(jié)構(gòu)，因而在 同 一個(gè)信道上可支持多個(gè)PMP ^t連路。當(dāng)多個(gè)PMP《連^^共享信道時(shí)， 參與鏈路的站進(jìn)行同步，并且數(shù)據(jù)被傳送以便使干擾為最小。幀結(jié)構(gòu)可配置成優(yōu)化部署的拓樸結(jié)構(gòu)和要求，并且允許多個(gè)PMP鏈路共享 信道，同時(shí)利用時(shí)分復(fù)用(TDM)和空間再使用的組合。
根據(jù)本發(fā)明，MR網(wǎng)絡(luò)100的實(shí)施例采用一種拓樸結(jié)構(gòu)來支持 802.16j標(biāo)準(zhǔn)，在該拓樸結(jié)構(gòu)中，MR-BS 110與MS之間的路徑的長 度可多于兩跳。在TDD系統(tǒng)中，RS不是同時(shí)進(jìn)行傳送和接收，以便 防止發(fā)射信號(hào)淹沒接收信號(hào)。MR網(wǎng)絡(luò)100支持一種幀結(jié)構(gòu)，它將多 個(gè)RS編組為相位，以便防止RS在任意跳大小的拓樸結(jié)構(gòu)下同時(shí)進(jìn) 行傳送和接收。
如上所述，MR網(wǎng)絡(luò)100具有樹拓樸結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)，以便支持 經(jīng)由共享信道的多跳通信，它確保站不能在信道上同時(shí)進(jìn)行接收和傳 送。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)MR-BS和各個(gè)RS離MR-BS是偶數(shù)還是奇數(shù) 跳，將它們分配到單獨(dú)組。在圖中，MR-BS 110和RS 160、 RS 170 指定為"偶數(shù)，，站，而RS 140和RS 150分類為"奇數(shù)"站。奇數(shù)站 沒有從其它奇數(shù)站接收數(shù)據(jù)，并且偶數(shù)站沒有從其它偶數(shù)站接收數(shù) 據(jù)。因此，奇數(shù)站可在幀的相同部分進(jìn)行傳送，而沒有違反關(guān)于站沒 有同時(shí)進(jìn)行傳送和接收的限制。類似地，偶數(shù)站可在幀的相同部分進(jìn) 行傳送，而沒有違反關(guān)于站沒有同時(shí)進(jìn)行傳送和接收的限制。通過將 站適當(dāng)編組到幀的不同相位，可通過共享信道來實(shí)現(xiàn)多跳通信。
圖2示出支持通過共享信道的多跳通信的二相幀結(jié)構(gòu)200。注意， 為了說明的簡(jiǎn)潔起見而提供二相，本發(fā)明并不局限于二相。幀結(jié)構(gòu) 200適合于有效地使用分配給發(fā)射器和接收器的頻率信道的TDD操 作。TDD適于使用相同頻率fo但在不同時(shí)間傳輸異步業(yè)務(wù)，它利用 上行鏈路(UL)和下行鏈路(DL)業(yè)務(wù)。實(shí)際上，TDD將數(shù)據(jù)流分為幀，
子幀202和UL子幀212的TDD幀，其中DL和UL子幀的每個(gè)還分 為多個(gè)相位。
站可指定為離MR-BS(包括MR-BS本身)的偶數(shù)跳，以及在"偶 數(shù)，，下行鏈路DL相位中進(jìn)行傳送，而在"偶數(shù)，，上行鏈路相位中進(jìn)行接收(MIL-BS—沒有在—UL中進(jìn)行傳送)?！硪环矫?，指定為離MR-BS 的奇數(shù)跳的站可在"奇數(shù)"DL相位中進(jìn)行傳送，而在"奇數(shù)"UL 相位中進(jìn)行接收。例如，RS 160和RS 170指定為具有離MR-BS 110 的偶數(shù)跳，并且在"偶數(shù)，，下行鏈路DL相位204(參照?qǐng)D2)中進(jìn)行傳 送。RS 160和RS 170可在"偶數(shù)"上行鏈路UL相位214中進(jìn)行接 收。又例如，.RS 140和RS 150可指定為具有奇數(shù)跳，并且在"奇數(shù)" 下行鏈路DL相位206中進(jìn)行傳送。RS 140和RS 150可在"奇數(shù)" 上行鏈路UL相位216中進(jìn)行接收。
圖3-6提供可在幀結(jié)構(gòu)200的各個(gè)相位期間發(fā)生的通信的示例。 圖3示出"偶數(shù)"DL相位204(參見圖2)中的通信，其中MR-BSllO 和RS 160以及RS 170指定為離MR-BS的偶數(shù)跳。在DL相位204 中，MR-BS IIO在離開MR-BS的DL方向進(jìn)行傳送，如圖中的箭頭 所示。RS 140和RS 150指定為離MR-BS 110的奇^:跳，并且在這個(gè) DL相位204中進(jìn)行接收。圖4示出"奇數(shù)"DL相位中的通信。在這 個(gè)相位中，作為離MR-BS 110的奇數(shù)跳的RS在DL方向上進(jìn)行傳送， 而作為離MR-BS的偶數(shù)跳的RS進(jìn)行接收。圖5示出"奇數(shù)"UL相 位中的通信。作為離MR-BS 110的偶數(shù)跳的RS在UL方向上進(jìn)行傳 送，而作為離MR-BS的奇數(shù)跳的RS進(jìn)行接收。圖6示出"偶數(shù)" UL相位中的通信。在這個(gè)相位中，作為離MR-BS 110的奇^:跳的 RS在UL方向上進(jìn)行傳送，而作為離MR-BS的偶數(shù)跳的MR-BS和 RS進(jìn)行接收。
圖7示出提供根據(jù)本發(fā)明的算法的M相幀結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的編組 DL站的示例的表。N跳的最大RS鏈的一般M相編組算法說明，每 相的RS之間的干擾通過將RS散布于多個(gè)相位來減小。
D定義為D=ceil(N/M),其中M是相位數(shù)量，以及N是跳數(shù)。 在相位k中，作為離開MR-BS (N^d+k)跳的MR-BS/RS在DL中
進(jìn)行傳送，其中d具有值O、 1、 2..... D-l; k具有值O、 1.....
M-l;以及忽略大于N的所有RS跳計(jì)H。例如，對(duì)于M=5且N=8
7的情況，該表示出其中站可在DL中進(jìn)行傳送的相位。
現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)清楚地知道，提供了站編組機(jī)制，它按照MR-BS和RS 在樹拓樸結(jié)構(gòu)中的位置將它們集中為組，并且為它們分配相位。通過 編組或劃分MR-BS和RS并且向該組分配不同的相位，防止MR-BS 和RS同時(shí)進(jìn)行傳送和接收。因此，提供了通過共享信道的多跳通信 的方法，它隨拓樸結(jié)構(gòu)中的跳數(shù)以及隨小區(qū)中的RS的數(shù)量而縮放。
雖然本文說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人 員現(xiàn)在會(huì)想到多種修改、替換、變更以及等效方案。因此要理解，所 附權(quán)利要求書意在涵蓋落入本發(fā)明的真實(shí)精神之內(nèi)的所有這類修改 和變更。
權(quán)利要求
1.一種通信方法，包括按照多跳中繼基站(MR-BS)和中繼站(RS)在樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的位置將它們分配到組。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括向所述組分配相位，以 便防止所述MR-BS和所述RS同時(shí)進(jìn)行傳送和接收。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在多跳通信中共享信道， 它根據(jù)所述樹拓樸結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)整幀中的相位數(shù)量。
全文摘要
提供一種用于無線裝置的站編組機(jī)制，它按照多跳中繼基站(MR-BS)和中繼站(RS)在樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的位置將它們集中為組，并且向它們分配相位。編組或劃分MR-BS和RS并且向該組分配不同的相位防止MR-BS和RS同時(shí)進(jìn)行傳送和接收。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101529749SQ200780039292
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者H·(H·)李, J·J·塞迪爾, K·約翰松, W·C·王 申請(qǐng)人:英特爾公司