專利名稱：一種支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼組網(wǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專門針對多媒體廣播業(yè)務(wù)，提供了一種基于中繼的組網(wǎng)方案。該方案即可應(yīng)用于傳統(tǒng)的蜂窩移動通信系統(tǒng)和新興的無線寬帶接入系統(tǒng)，如無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)等，也適用于無線廣播電視系統(tǒng)，還可應(yīng)用于異構(gòu)無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的蜂窩移動通信系統(tǒng)采用蜂窩結(jié)構(gòu)，但是具有超高數(shù)據(jù)速率的第四代(4G)無線通信系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)會存在很多問題，主要原因在于第一，4G系統(tǒng)的傳輸速率比第三代(3G)系統(tǒng)要高兩個級別。在指定發(fā)射功率電平的情況下，符號(比特)能量會隨著傳輸速率的提高呈線性下降，因此，這種需求將會產(chǎn)生嚴(yán)重的功耗問題。第二，為4G系統(tǒng)發(fā)放的頻譜無疑將位于3G系統(tǒng)所使用的2GHz頻段以上。而通常這些頻段的無線電傳播在非可視距條件下，效果是相當(dāng)差的，而非可視距條件正是當(dāng)今城區(qū)蜂窩通信的典型運(yùn)行模式。
要解決以上問題，必須大幅增加基站的密度，這會導(dǎo)致相當(dāng)高的布網(wǎng)成本，而如果用戶數(shù)量并沒有以同樣的速度增加的話，這套解決辦法成本太高，經(jīng)濟(jì)效益欠缺。此外，為了實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋，必須大量的布置基站，這對實(shí)際系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計也是一個挑戰(zhàn)。另外，考慮到4G將以O(shè)FDM技術(shù)為基礎(chǔ)，為了使下一代無線通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用盡量達(dá)到1，提高系統(tǒng)的頻譜效率，采用傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)將面臨很多挑戰(zhàn)。
如何減少小區(qū)間的干擾，提高系統(tǒng)性能，一直是業(yè)界研究的熱點(diǎn)。對于多媒體廣播組播(MBMS)業(yè)務(wù)來說，如何保證在一個基站服務(wù)的區(qū)域內(nèi)能提供質(zhì)量和速率相同的業(yè)務(wù)，是非常重要的。
目前的無線通信系統(tǒng)一般采用直放站來擴(kuò)展覆蓋范圍，而隨著無線自組織網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展，為了便于方便快捷組網(wǎng)，以及增強(qiáng)無線鏈路的抗毀性等，具有多跳特性的集中式控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)也提出來了。中繼技術(shù)將在下一代無線通信系統(tǒng)中占有重要作用。
采用中繼站來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，是從傳統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)的直放站發(fā)展過來的。但是本發(fā)明中所提到的中繼站不再是傳統(tǒng)直放站概念，而是可以看成一個增強(qiáng)的接收機(jī)，它不僅具有對中繼的數(shù)據(jù)進(jìn)行功放的功能，還能通過采用多天線技術(shù)以及編碼等，提高終端接收信號質(zhì)量。
具體來說，中繼站是對直放站的增強(qiáng)，傳統(tǒng)的直放站一般只是對信號具有放大和轉(zhuǎn)發(fā)的功能，而中繼站還具有解碼并轉(zhuǎn)發(fā)的功能。直放站的放大并轉(zhuǎn)發(fā)(AF)功能是指對接收的信號不進(jìn)行解碼等操作，直接在射頻端進(jìn)行功率放大，一般來說，這種操作非常簡單，且設(shè)備非常便宜。而中繼站的解碼并轉(zhuǎn)發(fā)(DF)先進(jìn)行數(shù)字解碼，然后在轉(zhuǎn)發(fā)之前重新編碼中繼的信號，該過程有時稱為“再生中繼”或者“數(shù)字中繼”。
通過DF，中繼站可以和基站一起，進(jìn)行無線資源管理和調(diào)度工作，并可采用先進(jìn)的技術(shù)，例如協(xié)調(diào)沖突管理和聯(lián)合傳輸。
從目前的中繼技術(shù)來看，根據(jù)移動性或部署概念，可將中繼站分為三種主要類型固定中繼站、臨時固定中繼站以及移動中繼站。固定中繼站不能移動，安裝于一個固定位置，主要目的是在未獲得充分覆蓋的接入點(diǎn)小區(qū)中擴(kuò)大覆蓋范圍、增加容量或每個用戶吞吐量，或者將覆蓋范圍擴(kuò)展至接入點(diǎn)覆蓋范圍以外的區(qū)域?？蓪⒖梢苿又欣^站定義為，根據(jù)覆蓋范圍的需要能夠從一個位置移動到另一位置的中繼站，即中繼站可以位于不同的位置，并且隨時間變化與各種中繼與基站進(jìn)行通信，但不執(zhí)行切換過程。而移動中繼站的移動性與要覆蓋的用戶終端人口/目標(biāo)區(qū)域“相關(guān)”，需要支持復(fù)雜的流程(如切換)，可以看作是一種功能增強(qiáng)的移動終端。
從上面的介紹可知，中繼技術(shù)具有很多傳統(tǒng)組網(wǎng)方式無法比擬的好處，是未來無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵機(jī)制之一。目前，有關(guān)中繼技術(shù)的研究較少，還主要是停留在直放站的概念上，目的在于采用直放站擴(kuò)大小區(qū)的覆蓋范圍。隨著多跳無線自組織技術(shù)的發(fā)展，采用多跳的中繼站來擴(kuò)展覆蓋范圍成為近期關(guān)注的熱點(diǎn)，但是目前所有與中繼相關(guān)的技術(shù)還集中于中繼數(shù)據(jù)的放大和轉(zhuǎn)發(fā)上，沒有對中繼技術(shù)進(jìn)行拓展，更沒有充分利用中繼技術(shù)的特征，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和希望框架進(jìn)行增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼組網(wǎng)方法，來對中繼技術(shù)進(jìn)行拓展，使其不僅能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充覆蓋的功能，而且能提供分集增益，減少小區(qū)間干擾，提高頻譜效率，使得基于OFDM的下一代寬帶無線通信系統(tǒng)的頻率復(fù)用因子可以達(dá)到1；從系統(tǒng)組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計方面應(yīng)用中繼技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能，簡化無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計，不要求基站實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋；給出了終端的無線信號處理機(jī)制，以支持新型的分層覆蓋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。本方法主要用于承載多媒體廣播組播數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但也可以用于承載各種分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
在對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明時，首先介紹如下基本原理1.采用中繼站的優(yōu)勢終端一般不用多天線技術(shù)，為了獲得MIMO或者分集增益，所以中繼站采用多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)或者分集技術(shù)；通過采用中繼技術(shù)，基站的發(fā)射功率可以較小，從而可以減少對鄰小區(qū)的干擾；中繼站對接收到的信號進(jìn)行編碼，終端的信號質(zhì)量會顯著提高；對于處在基站和中繼站覆蓋范圍的終端可獲得來自一個或多個中繼站以及來自基站的多條鏈路分集增益；對于不處在基站覆蓋范圍的終端可通過中繼站得到服務(wù)，并且可以通過多個中繼站的中繼，獲得源于多個中繼站的多鏈路分集增益，擴(kuò)展了業(yè)務(wù)的覆蓋范圍，保證了業(yè)務(wù)質(zhì)量。
2.中繼站的設(shè)置和分層覆蓋根據(jù)基站的業(yè)務(wù)覆蓋能力、中繼站的接收能力、中繼站的業(yè)務(wù)覆蓋范圍以及達(dá)到基站覆蓋范圍內(nèi)的干擾信號足夠小的要求，將基站和其對應(yīng)的中繼站共同的業(yè)務(wù)覆蓋范圍劃分為三個部分以基站為中心，按照終端的接收能力為標(biāo)準(zhǔn)，基站周圍的終端可正常接收到基站發(fā)送的業(yè)務(wù)的圓形區(qū)域?yàn)榛镜臉I(yè)務(wù)基本覆蓋層；由于中繼站的高度和信號接收能力要遠(yuǎn)大于終端，因此以中繼站的接收能力為標(biāo)準(zhǔn)，在基站相對于終端的業(yè)務(wù)覆蓋范圍之外還存在一個以基站為中心的環(huán)狀區(qū)域?yàn)橹欣^站相對于基站發(fā)送業(yè)務(wù)的接收范圍，該環(huán)狀區(qū)域結(jié)合中繼站相對于終端的業(yè)務(wù)覆蓋范圍共同構(gòu)成了中繼站的環(huán)狀業(yè)務(wù)接收區(qū)域，是網(wǎng)絡(luò)的合并覆蓋層；由于采用中繼站的一個重要目的在于擴(kuò)展業(yè)務(wù)覆蓋范圍，同時結(jié)合中繼站的業(yè)務(wù)覆蓋能力，在中繼站的業(yè)務(wù)接收范圍之外存在一個以基站為中心的環(huán)狀地帶為網(wǎng)絡(luò)的第三覆蓋層，稱為擴(kuò)展覆蓋層。為保證在整個基站和相應(yīng)中繼站的覆蓋區(qū)域內(nèi)達(dá)到良好的無縫覆蓋，因此在進(jìn)行中繼站的設(shè)置時需要滿足中繼站必須處于其業(yè)務(wù)接收范圍之內(nèi)，以保證中繼站能正確地接收并解調(diào)基站業(yè)務(wù)信號；中繼站的內(nèi)側(cè)覆蓋環(huán)狀區(qū)域必須與基站的覆蓋區(qū)域有一定的交疊，使得終端在該第二層覆蓋區(qū)域內(nèi)能夠獲得基站和中繼站的合并接收增益，以保證整個基站和中繼站覆蓋區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)接收的連貫性。因此中繼站與基站覆蓋區(qū)之間的環(huán)狀合并覆蓋層應(yīng)由中繼站的接收能力和覆蓋能力共同決定，應(yīng)選取兩者別確定下來的中繼站與基站的距離中較小一個作為中繼站布網(wǎng)的位置選擇標(biāo)準(zhǔn)。
處于不同區(qū)域內(nèi)的中繼站其作用為放置于熱點(diǎn)地區(qū)和基站基本覆蓋層之內(nèi)的中繼站，主要用于提高信號質(zhì)量，此時終端能收到來自基站和中繼站的多條鏈路信號，從而獲得分集增益；放置在合并覆蓋層和擴(kuò)展覆蓋層之間的中繼站主要用于擴(kuò)展基站的覆蓋范圍，減少來自鄰小區(qū)間的干擾。從而可以簡化以O(shè)FDM為基礎(chǔ)的下一代寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計，使得它們的頻率復(fù)用因子達(dá)到1。
3.基站與中繼站之間的信息傳輸和同步發(fā)送通過中繼站對網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行擴(kuò)展，中繼站發(fā)送給其覆蓋范圍內(nèi)的終端的業(yè)務(wù)信息在內(nèi)容上應(yīng)當(dāng)與基站的同步，而且考慮到建網(wǎng)成本，基站與中繼站之間通過無線的方式傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，考慮到中繼站對接收到基站信息的處理時延以及來自基站的信號的傳播時延，因此，基站與中繼站的下行傳輸采取時分的方式進(jìn)行，即先由基站下行發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，同時中繼站進(jìn)行接收和處理，然后由中繼站在其下行發(fā)送時間內(nèi)進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。通過將兩者的下行發(fā)送在時域上分隔，以達(dá)到消除干擾，為終端提供分集的效果。在基站為中繼站進(jìn)行下行數(shù)據(jù)傳輸時，可采用基站提前為中繼站進(jìn)行下行業(yè)務(wù)的時間提前傳輸方式，也可采取基站下行為終端和中繼站同時發(fā)送下行業(yè)務(wù)的時間延遲發(fā)送方式。
中繼站之間的同步發(fā)送以及中繼站與基站的同步發(fā)送對于終端是獲得分集增益的基礎(chǔ)，在基站進(jìn)行下行數(shù)據(jù)發(fā)送時，為使中繼站能夠同步接收，在下行數(shù)據(jù)幀前發(fā)送用于同步使用的前向?qū)ьl信號，同時終端也可以接收該導(dǎo)頻信號與基站同步，接收基站下行數(shù)據(jù)。若系統(tǒng)采用時間提前發(fā)送方式時，基站在為中繼站提前傳輸完下行數(shù)據(jù)后，必須留有一定的時間間隔以用于中繼站進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，保留的時間間隔過后基站將再次發(fā)送導(dǎo)頻信號以用于中繼站與基站進(jìn)行同步，中繼站接收到基站的第二次發(fā)送的導(dǎo)頻信號并形成與基站的同步，待下行發(fā)送時間到來，中繼站根據(jù)基站導(dǎo)頻信號中的指示信息與基站同步發(fā)送下行數(shù)據(jù)，發(fā)送的下行數(shù)據(jù)為中繼站在基站提前發(fā)送時隙內(nèi)接收到并完成處理的基站下行數(shù)據(jù)。若系統(tǒng)采用時間延遲發(fā)送方式，則基站在發(fā)送完用于同步使用的前向?qū)ьl信號后，進(jìn)行對終端和中繼站同時發(fā)送下行的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，中繼站同步接收基站發(fā)送的下行數(shù)據(jù)并進(jìn)行緩存和處理，基站發(fā)送完下行數(shù)據(jù)后，留有一定的時間間隔用于中繼站的數(shù)據(jù)處理和同步調(diào)整，該時間間隔必須足夠用于中繼站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和同步調(diào)整。同步調(diào)整時，各中繼站可根據(jù)基站的發(fā)送的業(yè)務(wù)控制信息中用于進(jìn)行同步調(diào)整使用的時間標(biāo)簽信息確定各自相對于中繼站的下行同步發(fā)送時刻的時間調(diào)整量，然后各自進(jìn)行下行發(fā)送時間的調(diào)整，在中繼站下行同步發(fā)送時刻進(jìn)行同步發(fā)送。中繼站下行發(fā)送時，首先發(fā)送用于終端進(jìn)行同步的同步信息，然后發(fā)送下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，下行的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以為前一次基站下行發(fā)送的數(shù)據(jù)或更往前某次基站下行發(fā)送的數(shù)據(jù)，中繼站正在發(fā)送的數(shù)據(jù)和剛對基站完成接收的數(shù)據(jù)在基站端的發(fā)送時間間隔加上系統(tǒng)留有的保護(hù)間隔必須大于等于中繼站最大的處理時延以及同步調(diào)整時間。
4.終端對業(yè)務(wù)的接收在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，會出現(xiàn)如下場景(1)處于合并覆蓋層或擴(kuò)展覆蓋層的終端不能直接接收來自基站的有用信號，只能接收到單一中繼站的信號，此時收到的信號由于有中繼站的中繼效果，所以質(zhì)量較無中繼站的情況下要好非常多，可以擴(kuò)展基站的覆蓋范圍；(2)如果基站在采用時間提前傳輸模式，且終端能同時收到來自一個中繼站和服務(wù)基站的信號，由于這兩個信號能保證同步，所以終端能夠獲得分集增益；或中繼站采用時間延遲發(fā)射傳輸模式，處于基本覆蓋層和合并覆蓋層的終端能夠在不同時間分別收到來自一個中繼站和服務(wù)基站的同一信息的信號，終端可以在MAC層或更上層完成選擇合并，且處于兩個覆蓋層的終端可以根據(jù)從基站接收的信息的校驗(yàn)結(jié)果來選擇是否需要繼續(xù)接收中繼站發(fā)送的同一信息。
(3)如果處于合并覆蓋層和擴(kuò)展覆蓋層的終端能收到來自多個中繼站的信號，由于中繼站達(dá)到同步發(fā)送相同內(nèi)容，因此，不同中繼站的信號可以直接合并，獲得分集增益。
(4)如果基站在采用時間提前傳輸模式，處于基本覆蓋層和合并覆蓋層的終端既能接收到來自服務(wù)基站的信息，同時也收到多個來自中繼站的信號，由于中繼站信號能夠同步，所以終端可以直接采用物理層合并，獲得分集增益；或中繼站采用時間延遲發(fā)射傳輸模式，處于基本覆蓋層和合并覆蓋層的終端能夠在不同時間分別收到來自服務(wù)基站和多個中繼站的同一信息的信號，由于中繼站之間信號同步，因此終端可以完成多個中繼站信號在物理層的合并，對從基站和多個中繼分別接收到的同一信息，終端可以在MAC層或更上層完成選擇合并，且終端可以根據(jù)從基站接收的信息的校驗(yàn)結(jié)果來選擇是否需要繼續(xù)接收多個中繼站發(fā)送的同一信息。
5.中繼站和基站資源的使用和分配采用基站統(tǒng)一控制和調(diào)度的方式，基站知道每個接入終端的詳細(xì)信息，也知道其所連接中繼站的信息，目的在于實(shí)現(xiàn)同步以及進(jìn)行資源的統(tǒng)一調(diào)度。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案網(wǎng)絡(luò)部署實(shí)施方案第一步，根據(jù)業(yè)務(wù)量以及實(shí)際環(huán)境等，布置若干大型基站，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基本覆蓋層。大基站采用多天線模式，基站位置選擇的基本原則是保證基站覆蓋范圍內(nèi)的終端接收到的小區(qū)間干擾足夠小，此時無線網(wǎng)絡(luò)是覆蓋受限，而非干擾受限；第二步，通過設(shè)置合適的中繼站來擴(kuò)展無線覆蓋范圍，為了保證中繼站接收信號的質(zhì)量，要合理布置中繼站，避免一個中繼站能收到其它基站發(fā)來的信號，即盡量減少相鄰基站的服務(wù)區(qū)域，根據(jù)中繼站的接收能力和覆蓋能力確定中繼站的設(shè)置，同時確保中繼站的覆蓋范圍與基站的覆蓋范圍有適當(dāng)?shù)闹丿B，以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的合并覆蓋層，同時中繼站的外側(cè)構(gòu)成擴(kuò)展覆蓋層；第三步，基站統(tǒng)一調(diào)度資源，采用合適的傳輸方式，保證來自基站的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能夠在三層覆蓋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行傳輸而不被干擾，協(xié)調(diào)中繼站的下行傳輸，確保同一信息能夠達(dá)到各個覆蓋層內(nèi)的終端；
第四步，中繼站對中繼的信息進(jìn)行編碼處理，基站和中繼站之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，同時中繼站也進(jìn)行同步調(diào)整，保證處于合并覆蓋層和擴(kuò)展覆蓋層內(nèi)的終端收到來自中繼站或基站和中繼站的信號能夠時間同步；第五步，終端采用分集等技術(shù)提高接收信號質(zhì)量，可接收來自多個中繼站或者基站的信號，保證接收的信息能同步，獲得分集增益；以上步驟中，資源的調(diào)度、接入控制、功率控制、切換控制、時間提前量控制等都由基站來統(tǒng)一管理。
為在以上部署的分層覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下傳輸MBMS業(yè)務(wù)，根據(jù)上述的基本原理和網(wǎng)絡(luò)實(shí)際場景需求，設(shè)計了支持MBMS業(yè)務(wù)在無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)幕編Y(jié)構(gòu)(1)為滿足系統(tǒng)需要了解每個終端的具體信息以及終端連接的中繼站的信息，實(shí)行系統(tǒng)的資源統(tǒng)一調(diào)度，因此，系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)在時域上劃分為下行幀和上行幀，下行幀主要用于基站端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的下行發(fā)送和中繼站的下行轉(zhuǎn)發(fā)，上行幀用于終端和中繼站上行傳輸信息，它們共同構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)幀。
(2)為了達(dá)到中繼站的同步發(fā)送，消除由于中繼站的處理時延造成的基站和中繼站之間的干擾，在系統(tǒng)的下行幀中劃分為基站下行傳輸子幀和中繼站下行傳輸子幀?；镜南滦袀鬏斪訋汕跋?qū)ьl信道、基站下行傳輸幀構(gòu)成，基站下行傳輸幀中包括系統(tǒng)的控制信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息。中繼站的下行幀中按照基站與中繼站之間不同的的信息傳輸方法分為兩種模式，當(dāng)基站與中繼站采用時間提前傳輸模式時，中繼站的下行子幀只傳輸系統(tǒng)控制信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，而下行的前向?qū)ьl信息由基站發(fā)送，而且在中繼站進(jìn)行下行數(shù)據(jù)的發(fā)送時，基站也同步發(fā)送相同內(nèi)容的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；當(dāng)基站與中繼站之間采用時間延遲發(fā)送方式時，中繼站在其下行子幀發(fā)送時間內(nèi)同步發(fā)送下行數(shù)據(jù)，包括前向?qū)ьl信息，系統(tǒng)控制信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，基站在中繼站發(fā)送下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時不進(jìn)行下行發(fā)送。
(3)在基站下行傳輸子幀和中繼站下行傳輸子幀中包含有下行傳輸子幀的幀頭控制信息，包括下行信道描述、指示上下行帶寬分配、控制信息等，下行傳輸時隙中還包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息。
(4)上行幀由終端上行接入子幀和中繼站上行接入子幀組成，終端接入子幀時間內(nèi)由不同的終端向各自的接入基站或中繼站發(fā)送上行數(shù)據(jù)，在中繼站上行接入子幀由中繼站將在終端上行幀時間內(nèi)接收到的終端上行數(shù)據(jù)發(fā)送給基站。
(5)每個完整的系統(tǒng)無線幀在進(jìn)行傳輸時，無線幀之間都留有一定的時間間隔；每個系統(tǒng)無線幀中的上下行幀之間保留一定的時間間隔作為上下行傳輸切換保護(hù)時間間隔；基站與中繼站的下行傳輸子幀之間保留一定的時間間隔用于中繼站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和同步調(diào)整。
(6)系統(tǒng)將根據(jù)基站與中繼站之間采用的信息傳輸方法選擇使用對應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)。
基本幀結(jié)構(gòu)示意圖見附圖2。
本發(fā)明的有益效果在于，采用中繼站技術(shù)支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼網(wǎng)能夠主要獲得以下幾個好處1.簡化了下一代無線接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，通過減少布置大型基站，降低了布置基站的成本，減輕了站址選擇、基站規(guī)劃優(yōu)化等繁瑣的工作。放置中繼站的天線桿也不需要與基站一樣高，這樣就可減少運(yùn)營開支(如服務(wù)提供商租用塔架及維護(hù)成本)。
2.中繼站未與骨干網(wǎng)進(jìn)行有線連接，它們存儲從基站無線接收的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)至用戶終端，反之亦然，這樣無需在基站和有線骨干網(wǎng)之間為中繼站安裝接口，從而省去了底板(作為接口使用)的費(fèi)用。
3.對于小區(qū)邊緣用戶來說，基站到終端之間的直接傳播損耗比經(jīng)過中繼站中繼的路徑損耗要大得多，采用中繼站技術(shù)可以提高遠(yuǎn)離基站的各終端的鏈路數(shù)據(jù)速率，從而潛在地解決了較大型小區(qū)中高數(shù)據(jù)速率的覆蓋問題，提高了小區(qū)邊緣的信號質(zhì)量。
4.基站和中繼站間通過采用多天線技術(shù)，提高了鏈路的傳輸性能；控制和管理中繼站以及終端的無線鏈路傳輸，通過接收到中繼信號和基站的信號后進(jìn)行分集處理等先進(jìn)技術(shù)提高傳輸信號質(zhì)量，中繼站采用編碼等先進(jìn)的信號處理技術(shù)，提高了終端接收到的信號質(zhì)量。
5.給出了基站和中繼站之間的無線處理機(jī)制，以提供分集增益，消除了由于中繼站的處理時延造成的干擾和造成系統(tǒng)閉環(huán)振蕩的可能性。
6.提出了一種有效的針對無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)下的MBMS業(yè)務(wù)的基本傳輸幀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了基站與中繼站，基站與終端，中繼站與終端之間的上下行傳輸，以及中繼站的同步發(fā)送和網(wǎng)絡(luò)的分層擴(kuò)展覆蓋。同時基本幀結(jié)構(gòu)還具備可擴(kuò)展性，能夠有效地支持所提出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的其它業(yè)務(wù)和支持多跳傳輸模式。
7.本網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和無線處理機(jī)制還可擴(kuò)展支持多跳無線中繼傳輸，從而靈活的擴(kuò)展覆蓋范圍，以及靈活組網(wǎng)等。
此外，本方法最適合OFDM系統(tǒng)，因?yàn)檫@種系統(tǒng)解決了鄰小區(qū)同頻組網(wǎng)的問題。
綜上所述，中繼技術(shù)具有很多傳統(tǒng)組網(wǎng)方式無法比擬的好處，是未來無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵機(jī)制之一。


圖1支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的幀結(jié)構(gòu)圖3支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計主要步驟圖4基站時間提前傳輸模式示意5中繼站時間延遲發(fā)送傳輸模式示意6單跳中繼傳輸模式示意圖具體實(shí)施方式
圖1給出了依照本發(fā)明的方法得到的支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中基站只是覆蓋較小的區(qū)域，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基本覆蓋層，如圖1中藍(lán)色區(qū)域所示。圖1中的灰色環(huán)狀區(qū)域?yàn)楦鶕?jù)中繼站的接收能力和覆蓋范圍共同確定的中繼站內(nèi)側(cè)覆蓋區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)由于可以接收到基站和中繼站的信號，因此構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的合并覆蓋層，白色的環(huán)狀區(qū)域?yàn)橹欣^站的外側(cè)擴(kuò)展覆蓋層。單個中繼站的服務(wù)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基站的覆蓋范圍，主要用于補(bǔ)充覆蓋(如圖1中虛線和點(diǎn)劃線線環(huán)狀區(qū)域所示)，以及減少小區(qū)間的干擾，還有就是提供分集增益。
在實(shí)際操作過程中還要注意以下幾點(diǎn)第一，中繼站擴(kuò)展基站的服務(wù)范圍(即服務(wù)區(qū)域)，終端和中繼站的資源分配和調(diào)度都由基站統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制，為了簡化網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，建議先支持單跳中繼站，以后再擴(kuò)展支持多跳中繼站；第二，對于處在覆蓋區(qū)域的終端來說，能夠接收到來自基站的信號。如果希望提高信號質(zhì)量，可以在覆蓋區(qū)域內(nèi)設(shè)置中繼站，從而獲得來自中繼站的額外分集增益；第三，在服務(wù)區(qū)域的終端，能接收一個或者多個中繼站的信號，由于多個中繼信號都由同一基站來集中控制，中繼站之間可以實(shí)現(xiàn)同步，所以終端可以獲得分集增益；第四，兩個基站的服務(wù)區(qū)域可以重疊，對于重疊的區(qū)域，由于兩個基站傳輸?shù)男畔⑹且粯拥?，可以合并兩個基站服務(wù)區(qū)域的中繼站，從而提高M(jìn)BMS性能。
圖2給出了支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的幀結(jié)構(gòu)，幀結(jié)構(gòu)圖(a)針對的是采用時間提前發(fā)送技術(shù)，圖(b)針對的是采用時間延遲發(fā)送方式。
圖2(a)中，BS前導(dǎo)信道用于基站發(fā)送前向?qū)ьl信息，DL-BS基站下行發(fā)送子幀，DL-BS，RS為中繼站和基站同步下行傳輸子幀，UL-SS為終端上行傳輸子幀，UL-RS為中繼站上行傳輸子幀；TI為系統(tǒng)保留時間間隔，DL-BS與DL-BS，RS之間的TI為中繼站用于信號處理和同步調(diào)整保護(hù)時間間隔，DL-BS，RS與UL-SS上下行傳輸切換保護(hù)時間間隔，整個系統(tǒng)無線幀最后一個系統(tǒng)保留時間間隔用于每個系統(tǒng)無線幀之間的分隔，基站和中繼站的下行幀中的數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)的業(yè)務(wù)控制信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，它們分隔封裝在物理層的每個發(fā)送時隙中。
圖2(b)中，BS前導(dǎo)信道用于基站發(fā)送前向?qū)ьl信息，DL-BS基站下行發(fā)送子幀，DL-RS為中繼站同步下行傳輸子幀，UL-SS為終端上行傳輸子幀，UL-RS為中繼站上行傳輸子幀；TI為系統(tǒng)保留時間間隔，DL-BS與DL-RS之間的TI為中繼站用于信號處理和同步調(diào)整保護(hù)時間間隔，DL-RS與UL-SS上下行傳輸切換保護(hù)時間間隔，整個系統(tǒng)無線幀最后一個系統(tǒng)保留時間間隔用于每個系統(tǒng)無線幀之間的分隔?；竞椭欣^站的下行幀中的數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)的業(yè)務(wù)控制信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，它們分隔封裝在物理層的每個發(fā)送時隙中。
圖3給出了支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計主要步驟，具體包括如下第一步，根據(jù)業(yè)務(wù)量以及實(shí)際環(huán)境等，布置幾個大型基站，大基站采用多天線模式，基站位置選擇的基本原則是保證基站覆蓋范圍內(nèi)的終端接收到的小區(qū)間干擾足夠小，確定網(wǎng)絡(luò)的基本覆蓋層，此時無線網(wǎng)絡(luò)是覆蓋受限，而非干擾受限。
第二步，通過設(shè)置合適的中繼站來擴(kuò)展無線覆蓋范圍。為了保證中繼站接收信號的質(zhì)量，要合理布置中繼站，綜合考慮中繼站的覆蓋能力和接收能力，避免一個中繼站能收到其它基站發(fā)來的信號，即盡量減少相鄰基站的服務(wù)區(qū)域，為中繼站選擇合適的位置，以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的合并覆蓋層和擴(kuò)展覆蓋層。此時可以采用各種先進(jìn)技術(shù)，如方向性天線、MIMO技術(shù)等。為了節(jié)省成本，以及簡化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，中繼站和基站間使用無線通信技術(shù)進(jìn)行通信。把基站覆蓋范圍以及與該基站相關(guān)的中繼站的覆蓋范圍一起合成為整個基站的服務(wù)區(qū)域。
第三步，基站統(tǒng)一調(diào)度資源，保證來中繼站能夠接收到基站發(fā)送的下行信息和中繼站的同步發(fā)送，需要對基站和中繼站之間的傳輸方式進(jìn)行選擇?？梢赃x擇在下行傳輸時，基站會提前一段時間把信息發(fā)送給中繼站，時間提前量大于或等于中繼站從接收到再發(fā)送出去的處理時間。從這個角度來說，基站一般分兩層進(jìn)行資源調(diào)度，第一層是對中繼站進(jìn)行資源調(diào)度，第二層是直接對處在基站覆蓋范圍內(nèi)的終端進(jìn)行調(diào)度，而且兩者之間存在相關(guān)性?；蛘呖梢圆扇∠扔苫景l(fā)送信息，該信息發(fā)送給基站覆蓋區(qū)內(nèi)的終端和可接收到該信息的中繼站，中繼站對接收的信息進(jìn)行處理和緩存，在中繼站對接收到的信息進(jìn)行處理和緩存的同時發(fā)送在上一次或前幾次接收到的由基站發(fā)送的并已完成處理的信息，中繼站正在發(fā)送的信息和剛完成接收的信息在基站端的發(fā)送時間間隔必須大于等于中繼站的處理時延。那么，基站的信息發(fā)送主要針對基本覆蓋層內(nèi)的終端和附屬的中繼站，中繼站的信息發(fā)送主要服務(wù)于合并覆蓋層和擴(kuò)展覆蓋層內(nèi)的終端，基站和中繼站的信息發(fā)送從時間上進(jìn)行分隔，因而不會造成干擾，而多個中繼站同時發(fā)送相同信息能夠?yàn)榻K端提供分集?；九c中繼站分別發(fā)送的信息具有一定的相關(guān)性。
第四步，中繼站對中繼的信息進(jìn)行編碼處理，基站和中繼站之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，中繼站根據(jù)系統(tǒng)所使用的基站與中繼站之間的傳輸模式進(jìn)行同步調(diào)整，保證終端收到來自中繼站的型號或基站和中繼站的信號能夠時間同步。如果系統(tǒng)使用的時間提前傳輸方式，在下行傳輸時，基站會提前一段時間把信息發(fā)送給中繼站，中繼站在接收到基站信號后進(jìn)行處理，并在同步調(diào)整時間間隔內(nèi)進(jìn)行同步調(diào)整，然后接收基站發(fā)送的前向?qū)ьl信號，完成與基站的同步和下行業(yè)務(wù)的發(fā)送。如果系統(tǒng)使用時間延遲發(fā)送方式，則中繼站在接收到基站發(fā)送的下行數(shù)據(jù)后進(jìn)行緩存和處理，在隨后的同步調(diào)整時間間隔內(nèi)進(jìn)行同步調(diào)整，接著中繼站進(jìn)行同步發(fā)送前向?qū)ьl信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。如果終端能收到來自同一基站服務(wù)區(qū)域多個中繼站的信號，則基站要同時在這幾個中繼站間為該目標(biāo)用戶進(jìn)行相同資源分配，時間提前和資源調(diào)度。為了簡化終端的設(shè)計，來自基站和來自中繼站的信號采用相同的無線制式，并且可以實(shí)現(xiàn)物理層的合并。終端接入無線網(wǎng)絡(luò)時，判決能識別的信號，如果有多路信號可以識別(來自基站或者來自中繼站)，則采用最大比增益合并分集進(jìn)行處理。來自基站的信號和來自中繼站的信號有編碼增益，即中繼站會對接收到的信號進(jìn)行空時編碼處理，然后再轉(zhuǎn)發(fā)出去。
第五步，終端采用分集等技術(shù)提高接收信號質(zhì)量，可接收來自多個中繼站或者基站的信號，保證終端接收的信息能夠同步，獲得分集增益。
以上步驟中，資源的調(diào)度、接入控制、功率控制、切換控制、時間提前量控制等都由基站來統(tǒng)一管理。
圖4給出了基站時間提前傳輸模式中一次完整的下行傳輸子幀的示意。同一信息需要提前一段時間發(fā)送給中繼站，以保證終端能同步收到來自基站和中繼站的信號，這對基站的調(diào)度功能提出了很高的技術(shù)要求。一種變通的方法則是在時域上分開來自基站的信號還是來自中繼站的信號，兩者到達(dá)終端的時間是不同的，即兩者采用不同的時隙發(fā)送，例如一幀分成兩個子幀進(jìn)行發(fā)送，第一個子幀用于基站發(fā)送，同時中繼站進(jìn)行接收并處理，第二個子幀用于中繼站和基站同時發(fā)送，這樣來自基站和中繼站的信號就不會干擾，而且可以獲得MAC層的分集增益。
圖5給出了中繼站時間延遲發(fā)送傳輸模式中一次完整的下行傳輸子幀的示意。為保證中繼站之間的信息同步發(fā)送，本發(fā)明仍然采用在時域上進(jìn)行基站和中繼站的發(fā)送時隙分隔，一次完整的發(fā)送時隙由兩次發(fā)送時隙構(gòu)成，前一時隙由基站發(fā)送信息，后一時隙由中繼站發(fā)送信息?；竞椭欣^站之間的發(fā)送時隙留有一定的保護(hù)間隔時間，以做中繼站的同步調(diào)整使用。當(dāng)基站在其發(fā)送時隙內(nèi)發(fā)送完信息后，覆蓋區(qū)域內(nèi)的中繼站接收到信息后對信息進(jìn)行處理，同時中繼站在到來的中繼站發(fā)送時隙中發(fā)送由基站在前一次或前幾次基站發(fā)送時隙內(nèi)發(fā)送的已完成處理的信息。中繼站此時正在發(fā)送的和剛完成接收的信息在基站端的發(fā)送時間間隔必須大于等于中繼站的處理時延，以保證各個中繼站能夠有足夠的時間完成信息處理和同步調(diào)整。對能夠分別接收到基站和中繼站信息的終端，可以在MAC層完成兩路信息的選擇合并獲得分集增益。
圖6給出了單跳中繼傳輸模式中一次完整的傳輸?shù)氖疽狻Ｔ跁r域上將發(fā)送信道區(qū)分為基站子信道和中繼站子信道。在基站子信道中，一次完整的傳輸時隙基站前向?qū)ьl信號和業(yè)務(wù)發(fā)送時隙構(gòu)成，基站發(fā)送的前向?qū)ьl信號供中繼站保持與基站同步的；基站下行發(fā)送時隙與中繼站發(fā)送時隙之間有一段時間間隔，以用于中繼站進(jìn)行信號處理和同步調(diào)整。在上行傳輸子幀和下行傳輸子幀之間也有一段時間間隙，用于系統(tǒng)進(jìn)行上下行傳輸?shù)那袚Q保護(hù)，系統(tǒng)每一次完整的傳輸之間留有一定的時間間隔。在中繼站的下行傳輸時隙中，根據(jù)基站于中繼站之間采用的信息同步發(fā)送方式，存在不同的導(dǎo)頻發(fā)送模式。圖(a)為基站與中繼站采用時間提前傳輸模式下單跳中繼傳輸模式中一次完整的傳輸示意圖；圖(b)為基站與中繼站采用時間延遲發(fā)送傳輸模式下單跳中繼傳輸模式中一次完整的傳輸示意圖；另外，中繼站可以不局限于單跳，也可以支持多跳。終端可以通過多級中繼站，最后接入服務(wù)基站。此時對于服務(wù)基站來說，多跳的中繼站管理是主要問題，建議采用無線Mesh的集中調(diào)度機(jī)制，進(jìn)行資源分配以及時間提前設(shè)置或中繼站時間延遲發(fā)送，保證終端能在同一時間接收來自不同中繼站發(fā)來的同一內(nèi)容的信息。
需要說明的是基站和中繼站，基站和終端、中繼站和終端這三者可以采用不同的無線技術(shù)進(jìn)行信息傳輸。如說明書前面原理部分所述，要使三者采用相同的無線傳輸技術(shù)傳輸，需要基站進(jìn)行統(tǒng)一集中調(diào)度和控制，同時顯著提高系統(tǒng)頻譜效率，終端能獲得很好的物理層分集增益。也可以在這三者之間采用不同的傳輸技術(shù)，例如(1)和終端通信還是采用相同的無線傳輸技術(shù)，但是基站和中繼站之間可以采用不同的無線傳輸技術(shù)或者設(shè)置采用有線方式，但關(guān)鍵還是需要保證終端能同步收到相關(guān)的信息。
(2)終端采用多模機(jī)制，來自基站和來自中繼站的信息是不同的，此時可以在MAC層進(jìn)行信息合并。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式可以是不在網(wǎng)絡(luò)層采用時間提前或者中繼站的發(fā)送延遲，對終端進(jìn)行改造，以獲得分集增益。
為了簡化基站的功能，基站不對中繼站進(jìn)行特別的資源調(diào)度和控制，把中繼站和終端等同看待。此時，基站和中繼站在相同時隙內(nèi)發(fā)送信息，為了獲得分集增益，其具體實(shí)現(xiàn)方式是中繼站對接收到的信號進(jìn)行共軛處理然后再轉(zhuǎn)發(fā)出去。由于中繼站的處理時延，中繼的信號和直接來自基站的具有相同內(nèi)容的信號，兩者時間上有較大延遲，此時對接收到的來自基站的信號先在物理層進(jìn)行緩沖，待中繼站來的信號一起進(jìn)行合并，合并的窗口大小設(shè)置在8個TTI就足夠了。
以上的方案要求終端增加一個較大的緩沖器，對物理層需要進(jìn)行較大的改動，一種替代方法是在終端采用多天線技術(shù)，終端可以識別出是來自大基站的信號，還是來自中繼站的信號，然后在MAC層進(jìn)行合并。
盡管本發(fā)明已參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述和舉例說明，但是并不意味著本發(fā)明限于這些描述的實(shí)施方式。同時要說明的是本發(fā)明中的技術(shù)方案并不專門針對哪一種特定的無線通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的無線多跳中繼組網(wǎng)方法，其特征在于該方法主要包括以下步驟第一步，根據(jù)業(yè)務(wù)量以及實(shí)際環(huán)境等，布置若干大型基站，大基站采用多天線模式，基站位置選擇的基本原則是保證基站覆蓋范圍內(nèi)的終端接收到的小區(qū)間干擾足夠小，此時的無線網(wǎng)絡(luò)基于覆蓋受限原則進(jìn)行設(shè)計，基站的覆蓋范圍構(gòu)成整個小區(qū)的基本覆蓋層；第二步，通過設(shè)置合適的中繼站來補(bǔ)充基站無法覆蓋的地域，此時中繼站能夠正確地接收到服務(wù)基站的信號，同時中繼站在靠近基站的內(nèi)側(cè)區(qū)域能夠形成與基站的聯(lián)合覆蓋，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)接收；基站覆蓋的基本覆蓋層外側(cè)與中繼站之間構(gòu)成的環(huán)狀地帶為基站和中繼站的合并覆蓋層，而環(huán)狀的合并覆蓋層外側(cè)由中繼站完成業(yè)務(wù)覆蓋的環(huán)狀區(qū)域?yàn)橹欣^擴(kuò)展覆蓋層；第三步，基站統(tǒng)一調(diào)度資源，保證來自基站的下行數(shù)據(jù)能夠被中繼站接收或被中繼站和處于基本覆蓋層內(nèi)的終端同時接收；資源的調(diào)度、接入控制、功率控制、切換控制、時間提前量控制等都由基站來統(tǒng)一管理；第四步，處于三層覆蓋區(qū)內(nèi)的終端均采用分集等技術(shù)提高接收信號質(zhì)量，終端可接收來自多個中繼站或者中繼站和基站的信號，由于信息的同步，終端可獲得分集增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第三步中，在基站下行傳輸時，如果通信是在基站和中繼站之間進(jìn)行，則中繼站對接收的信息進(jìn)行處理和緩存；基站在其傳輸時隙內(nèi)對處在基本覆蓋層內(nèi)的終端和可接收到其信號的中繼站進(jìn)行調(diào)度；中繼站-用戶間的通信與基站-用戶/中繼站的通信處于不同的時隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，適用于三層網(wǎng)絡(luò)覆蓋結(jié)構(gòu)下傳輸多媒體廣播業(yè)務(wù)及其同步發(fā)送方法的分層中繼網(wǎng)絡(luò)基本幀結(jié)構(gòu)包括(1)系統(tǒng)的一個完整的無線幀由下行幀和上行幀共同構(gòu)成，上下行幀均支持三層網(wǎng)絡(luò)覆蓋結(jié)構(gòu)下的基站、中繼站和終端間的信息傳輸；(2)下行幀由前向?qū)ьl信道、下行基站傳輸子幀和下行中繼站傳輸子幀組成；不同的基站與中繼站之間的信息同步傳輸方法決定了在整個無線幀結(jié)構(gòu)中中繼站下行傳輸時是否有基站的同步下行傳輸，同時也決定了中繼站傳輸子幀的前向?qū)ьl信息是由中繼站來發(fā)送還是由基站來發(fā)送；(3)上行子幀由終端上行接入時隙和中繼站上行接入時隙組成，在終端接入時隙由處于不同覆蓋層內(nèi)的終端向各自的接入基站或中繼站發(fā)送上行數(shù)據(jù)，在中繼站上行接入時隙由中繼站將在終端接入時隙接收到的終端上行數(shù)據(jù)發(fā)送給基站；(4)每個無線幀之間保留一定的時間間隔；無線幀中的上下行幀之間保留一定的時間作為上下行切換保護(hù)時間間隔；基站與中繼站的下行傳輸時隙之間保留一定的時間間隔用于中繼站進(jìn)行同步調(diào)整；(5)在下行基站傳輸子幀和中繼站傳輸子幀包含有下行傳輸子幀的幀頭控制信息，包括下行信道描述、指示上下行帶寬分配、控制信息等，下行傳輸時隙中還包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息；(6)系統(tǒng)將根據(jù)基站與中繼站之間采用的信息同步傳輸方法選擇使用對應(yīng)的基本幀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，保證基站與中繼站信息同步的具體傳輸過程是，在時域上分開來自基站和中繼站的信號，兩者在不同的時隙發(fā)送，將下行幀分成兩個子幀進(jìn)行發(fā)送，第一個子幀用于基站發(fā)送，同時中繼站進(jìn)行接收并處理，第二個子幀用于中繼站和基站同時發(fā)送，這樣來自基站和中繼站的信號就不會干擾，而且可以獲得媒體接入層的分集增益；兩個下行子幀之間留有一定的同步調(diào)整保護(hù)時隙，以做中繼站的同步調(diào)整使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，另一種保證基站和中繼站信息同步的傳輸方式是采用一個下行子幀用于基站向基本覆蓋區(qū)內(nèi)的終端和中繼站同時發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，第二個子幀用于中繼站之間的下行同步發(fā)送，這樣基站和中繼站的信號就不會干擾，終端可以將同時接收到的多個中繼站信號合并獲得分集增益，也可將來自基站和中繼站的信號在MAC層合并，獲得分集增益；基站和中繼站之間的發(fā)送時隙留有一定的保護(hù)間隔時間，以做中繼站的同步發(fā)送調(diào)整使用；當(dāng)基站在其發(fā)送時間內(nèi)發(fā)送信息時，覆蓋區(qū)域內(nèi)的中繼站接收到信息并對信息進(jìn)行處理和緩存，同時中繼站在到來的中繼站發(fā)送時隙中發(fā)送由基站在前一次或前幾次基站發(fā)送時隙內(nèi)發(fā)送的已完成處理的信息，中繼站此時正在發(fā)送的和剛完成接收的信息在基站端的發(fā)送時間間隔必須大于等于中繼站的處理時延，以保證各個中繼站能夠有足夠的時間完成信息處理和同步調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，使用單跳中繼傳輸模式保證基站與中繼站信息同步的具體傳輸過程是，在時域上將下行發(fā)送幀分為基站發(fā)送子幀和中繼站發(fā)送子幀，在基站發(fā)送時間內(nèi)，基站將發(fā)送前向?qū)ьl信息，以用于中繼站保持與基站的同步和解調(diào)后繼的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，在中繼站發(fā)送時間內(nèi)，若系統(tǒng)采用時間提前發(fā)送方式，則基站會下行發(fā)送供中繼站保持與基站同步的導(dǎo)頻，以達(dá)到中繼站與基站同步發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；若系統(tǒng)采用的是時間延遲發(fā)送方式，則下行發(fā)送幀在時域上分為基站發(fā)送子幀和中繼站發(fā)送子幀，基站的下行發(fā)送子幀對應(yīng)的是中繼站和基站覆蓋范圍內(nèi)的終端接收時隙，中繼站通過接收每一個無線幀起始的由基站發(fā)送的前向?qū)ьl信道的導(dǎo)頻信號，以保持與基站同步；中繼站的下行發(fā)送子幀對應(yīng)的是中繼站下行發(fā)送時隙，該時隙前也有相應(yīng)的導(dǎo)頻，由中繼站同步發(fā)送，因此在中繼站下行發(fā)送子幀與基站的下行發(fā)送子幀之間有一段時間間隔，用來進(jìn)行中繼站同步調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5或6所述的方法，其特征在于，當(dāng)終端通過多級中繼站，最后接入服務(wù)基站的情況下，服務(wù)基站對多跳的中繼站的管理采用無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的集中調(diào)度機(jī)制，進(jìn)行資源分配以及時間提前設(shè)置或中繼站時間延遲發(fā)送，保證終端能在同一時間接收來自不同中繼站發(fā)來的同一內(nèi)容的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)終端通過多級中繼站，最后接入服務(wù)基站的情況下，服務(wù)基站對多跳的中繼站的管理采用無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的集中調(diào)度機(jī)制，進(jìn)行資源分配以及時間提前設(shè)置或中繼站時間延遲發(fā)送，保證終端能在同一時間接收來自不同中繼站發(fā)來的同一內(nèi)容的信息。
全文摘要
在無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)中傳輸廣播業(yè)務(wù)，與單播業(yè)務(wù)相比較，由于減少了中繼節(jié)點(diǎn)的選擇，網(wǎng)絡(luò)傳輸更容易實(shí)現(xiàn)?；趶V播業(yè)務(wù)特性，提出了一種支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)傳輸?shù)臒o線多跳中繼組網(wǎng)方法。該方法以基站和中繼站作為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中的基本組網(wǎng)單元共同覆蓋一個小區(qū)的三層區(qū)域，其中中繼站覆蓋的兩層區(qū)域擴(kuò)展了基站的覆蓋范圍，同時減小來自鄰小區(qū)的干擾，而且中繼站的同步發(fā)送為廣播業(yè)務(wù)提供分集增益，簡化基站的規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計成本。為了支持這種支撐多媒體廣播業(yè)務(wù)的中繼組網(wǎng)方案，提出了一種適合中繼網(wǎng)絡(luò)的分層覆蓋傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)，通過時分多址方式，使得終端可以自適應(yīng)接收來自基站和中繼站的廣播信號；通過增加保護(hù)時延，以獲得最大的分集增益。
文檔編號H04B7/02GK101030802SQ20071006355
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者彭木根, 袁廣翔, 朱松, 王文博 申請人:北京郵電大學(xué)