專利名稱：用于無線中繼幀結(jié)構(gòu)、協(xié)議以及操作的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總地涉及一種無線通信系統(tǒng)和方法，特別是涉及一種適合802. 16m的無線 中繼幀結(jié)構(gòu)、協(xié)議以及操作的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
目前美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)正在討論確定一種新的用于寬帶通信的 增強型空中接口標準，以802. 16m表示。其中一個需要在802. 16m下解決的議題為在無線 通信系統(tǒng)中使用中繼站(RS)。當一移動通信設備或者移動站(MQ從由一基站(BQ覆蓋的小區(qū)或區(qū)域移動至由 一個不同的基站覆蓋的小區(qū)時，便可能會出現(xiàn)信號質(zhì)量衰減、暫時干擾甚至是呼叫中斷。當 在該系統(tǒng)中引入中繼來增加覆蓋時，在小區(qū)邊界處仍有必要從一個BS切換至另一 BS。切 換甚至還有可能發(fā)生在從一 RS、即RSl切換至另一 RS2的過程中，其中該RSl與第一 BS、即 BSl相連，而該RS2則與BS2相連。這種額外的過程所導致的額外的延遲將會加劇上述的服 務中斷的嚴重程度。多個BS之間可以共享特定的多個RS，即該RS可以相同的幀或者在相 同的時刻下與兩個BS通信。過去針對切換業(yè)已提出了軟切換技術(shù)和快速小區(qū)切換技術(shù)。然而，軟切換要求額 外的資源以及極需經(jīng)驗的基站內(nèi)協(xié)調(diào)。由于這些挑戰(zhàn)的存在，即使是設計用于根據(jù)IEEE標 準的802. 16e協(xié)議操作的全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)產(chǎn)品也未實現(xiàn)軟切換。另外，快速小 區(qū)切換需要BS之間良好的協(xié)調(diào)。目前由于快速小區(qū)切換所涉及的復雜性，沒有任何包括在 802. 16標準中的方法采用了兩個中繼之間的快速小區(qū)切換。此外，也不存在允許將RS用作為一接口轉(zhuǎn)換器的協(xié)議，例如采用802. 16作為回 程鏈路(baclchaul)，以提供與其他任何網(wǎng)絡之間的連接，所述網(wǎng)絡例如是基于IEEE標準 802. 11,802. 15 和 802. 16 協(xié)議運行的。此外，在災難情況中當一基站從網(wǎng)絡斷開后，該BS便無法迅速、暫時地通過其他BS 重新建立必要的通信。于災難情況下的服務中斷，對回程的修復需要幾天甚至幾周的時間。最后，在采用多載波的情況下，目前的802. 16j標準具有支持以下通信的幀結(jié)構(gòu) 采用相同的頻率Π同時進行從該BS至多個MS的通信以及從該BS至該RS的通信，并且采 用一第二頻率f2進行從該RS至其多個MS的通信以及從該RS至一第二跳(hop)RS的通 信。然而，該中繼以頻率f 1進行的從該BS的接收，以及從中繼至其多個MS及至多個下級 RS的發(fā)送是在不同的時刻下通過當前幀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，這將導致發(fā)送消息所需的資源量徹底 加倍。因此，亟需一種能夠解決應用于IEEE標準802. 16m下的通信時存在的上述缺陷的 無線中繼幀結(jié)構(gòu)、協(xié)議以及操作功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有利地提供一種用于蜂窩通信系統(tǒng)的中繼站。雖然是基于中繼站進行描述的，但本發(fā)明所述的方法也可以由其他設備、系統(tǒng)和裝置實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種在一無線通信系統(tǒng)中使用的中繼站。該無線通 信系統(tǒng)包括多個與回程網(wǎng)絡可通信地耦合的基站以及至少一個移動站。該中繼站由至少一 第一基站和一第二基站共享。該中繼站包括收發(fā)器、控制器和中繼電路。該收發(fā)器用于發(fā) 送無線信號至該第一基站、該第二基站和移動站，以及接收來自該第一基站、該第二基站和 移動站的無線信號。發(fā)送至該第一基站以及該第二基站的無線信號包括一單個的前同步信 號、MAP和FCH。該控制器電連接至該收發(fā)器。該控制器用于實現(xiàn)對該移動站的信號質(zhì)量的 測量，該移動站可通信地連接至該第一基站。該中繼電路電連接至該控制器。該中繼電路 用于基于該信號質(zhì)量，執(zhí)行該移動站從該第一基站至該第二基站的分階段切換。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種在一無線通信系統(tǒng)中使用的中繼站。該無線 通信系統(tǒng)包括至少一個基站和至少一個通信設備。該中繼站包括至少一個收發(fā)器、至少兩 個通信接口、接口轉(zhuǎn)換器以及中繼電路。該至少一個收發(fā)器用于發(fā)送信號至基站和通信設 備，以及接收來自基站和通信設備的信號。該至少兩個通信接口與該至少一個收發(fā)器電連 接。每個通信接口采用不同的通信協(xié)議棧。該接口轉(zhuǎn)換器與該至少兩個通信接口電連接。 該接口轉(zhuǎn)換器用于在通信接口之間轉(zhuǎn)換信息，其中所述信息從與通信接口中的第一通信接 口有關的第一協(xié)議棧轉(zhuǎn)換至與通信接口中的第二通信接口有關的第二協(xié)議棧。.該中繼電 路與該至少一個收發(fā)器電連接。該中繼電路用于在該基站與該通信設備之間實現(xiàn)信號的中 繼。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種在無線通信系統(tǒng)中使用的中繼站。該無線通 信系統(tǒng)包括至少一個基站、至少一個下級中繼站以及至少一個移動站。該中繼站包括中繼 電路和第一收發(fā)器。該中繼電路用于在該基站與該通信設備之間以及該基站與該下級中繼 站之間實現(xiàn)無線信號的中繼。該第一收發(fā)器與該中繼電路電連接。該第一收發(fā)器用于在 采用第一頻率接收來自該基站的第一無線信號的同時，采用第二頻率將第二無線信號發(fā)送 至該下級中繼站。


通過參考一下詳細描述并結(jié)合附圖，將有助于完整地理解本發(fā)明，其積極效果和 技術(shù)特征。圖1為根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)建的典型蜂窩通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)建的典型基站的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)建的典型無線終端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)建的典型中繼站的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)建的典型OFDM發(fā)送器架構(gòu)的邏輯分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)建的典型OFDM接收器架構(gòu)的邏輯分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的原理采用一個中繼站為多個基站提供服務的實現(xiàn)一分階段 切換(phased handoff)的流程示意圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明的原理的典型分階段切換過程的流程示意圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明的原理的采用一組中繼站為多個基站提供服務的分階段切換 的流程示意圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的原理在中繼站中的典型接口轉(zhuǎn)換器功能的流程示意圖。圖11為根據(jù)本發(fā)明的原理在中繼站中的另一接口轉(zhuǎn)換器功能的流程示意圖。圖12為根據(jù)本發(fā)明的原理的從災難中恢復的過程的流程示意圖。圖13為示出根據(jù)本發(fā)明的原理的不同的帶外信號的典型中繼幀結(jié)構(gòu)選項的表。圖14為根據(jù)本發(fā)明的原理的有線線路或者非16e中繼鏈路的典型幀結(jié)構(gòu)的示意 圖。圖15為根據(jù)本發(fā)明的原理的中繼鏈路與接入鏈路的干擾性的載波的典型幀結(jié) 構(gòu)，該干擾性載波具有單個無線電。圖16為根據(jù)本發(fā)明的原理的具有不具干擾性的載波的無線中繼鏈路的典型幀結(jié) 構(gòu)，該不具干擾性的載波帶有兩個無線電。圖17為根據(jù)本發(fā)明的原理的具有不具干擾性的載波的的另一幀結(jié)構(gòu)，該不具干 擾性的載波帶有兩個無線電。
具體實施例方式在詳細描述本發(fā)明的典型實施例之前，需要注意的是所述實施例主要描述的是裝 置部件與處理步驟的組合，其中這些裝置部件和處理步驟涉及對采用鏈路自適應方案的通 信系統(tǒng)的整體系統(tǒng)性能及頻譜效率的改善。因此，該系統(tǒng)和方法的組成部分在附圖中的恰 當位置處由常規(guī)符號表示，為了不至于因為那些對于閱讀了本申請的本領域技術(shù)人員而言 顯而易見的細節(jié)導致本申請的公開晦澀難懂，這里僅示出與理解本發(fā)明的實施例相關的特 定細節(jié)。這里所用的相關術(shù)語，例如“第一”和“第二”、“頂部”和“底部”等，可以單獨使用 以區(qū)分一實體或者元件與另一實體或元件，但這并不一定要求或暗示這些實體或元件之間 存在任何物理關系、邏輯關系或者順序。下面參考附圖，其中以相似的附圖標記表示相似的元件，圖1所示的是基于本發(fā) 明的原理的典型通信系統(tǒng)10。該通信系統(tǒng)10包括基站控制器(BSC) 12，該基站控制器用于 控制多個小區(qū)14內(nèi)的無線通信，所述小區(qū)由相應的基站(BS) 16提供服務。在一些構(gòu)造中， 每個小區(qū)還分為多個區(qū)段18或者區(qū)域(圖中未示)。一般來說，每個基站16利用正交頻分 復用技術(shù)(OFDM)來促進與移動終端和/或無線終端20的通信，其中這移動終端和/或無 線終端20位于與相應基站16相關聯(lián)的小區(qū)14中。移動終端20相對于基站16的移動會 導致信道條件的明顯波動。如圖所示，基站16和移動終端20還可以包括多個天線以為通 信提供空間分集。在一些構(gòu)造中，中繼站22輔助基站16與無線終端20的通信。無線終端 20可以從任意小區(qū)14、區(qū)段18、區(qū)域(圖中未示)、基站16或者中繼站22切換至另一小區(qū) 14、區(qū)段18、區(qū)域(圖中未示)、基站16或者中繼站22。在一些構(gòu)造中，基站16通過回程鏈 路網(wǎng)絡M相互通信或者與另一網(wǎng)絡(例如一核心網(wǎng)或者因特網(wǎng)，圖中均未示)通信。在一 些構(gòu)造中，無需設置基站控制器12。參考圖2，圖2所示為基站16的實例。該基站16 —般包括控制系統(tǒng)沈、基帶處理 器觀、發(fā)送電路30、接收電路32、多個天線3 和34b，以及網(wǎng)絡接口 36?？刂葡到y(tǒng)沈可以 是中央處理單元(CPU)或者其他控制器或者微處理器。該接收電路32通過接收天線3 接 收承載信息的射頻信號，所述射頻信號來自于移動終端20 (如圖3所示)或者中繼站22 (如圖4所示)配備的一個或多個遠程發(fā)射機。雖然圖2中僅示出了一個接收天線3 和一個 發(fā)送天線34b，但是接收天線3 和發(fā)送天線34b數(shù)量可以為多于一個。此外，該發(fā)送天線 34b可以與用于接收的天線3 為相同的天線。低噪聲放大器和濾波器(圖中未示)可以 協(xié)同作用，以從待處理的信號中放大和去除寬頻干擾。降頻轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字化電路(圖中 未示)將接收到的經(jīng)過濾波的信號降頻轉(zhuǎn)換成一中頻信號或者基帶頻率信號，該中頻信號 或者基帶頻率信號被數(shù)字化成一個或多個數(shù)字流?；鶐幚砥饔^處理接收到的經(jīng)過數(shù)字化的信號，以提取該接收到的信號中傳送 的信息或者數(shù)據(jù)位(data bits)。通常所述處理包括解調(diào)操作、解碼操作和糾錯操作。照 這樣，上述基帶處理器觀通常由一個或多個數(shù)字信號處理器(DSP)和/或?qū)Ｓ眉呻娐?(ASIC)實現(xiàn)。通過網(wǎng)絡接口 36經(jīng)由無線網(wǎng)絡發(fā)送該接收到的信息，或者將該接收到的信息 發(fā)送至由該基站16提供服務的另一移動終端20，其中上述發(fā)送可以為直接發(fā)送，也可在一 中繼22的輔助下發(fā)送。在發(fā)送端，基帶處理器觀在控制系統(tǒng)沈的控制下從網(wǎng)絡接口 36接收可以表示語 音、數(shù)據(jù)或控制信息的經(jīng)過數(shù)字化的數(shù)據(jù)，并且對待發(fā)送數(shù)據(jù)進行編碼。將該經(jīng)過編碼的數(shù) 據(jù)輸出至發(fā)送電路30，以利用一個或多個具有理想發(fā)送頻率的載波信號對其進行調(diào)制。功 率放大器(圖中未示)將該經(jīng)過調(diào)制的載波信號放大至適合進行發(fā)送的量級(level)，并且 通過匹配網(wǎng)絡(圖中未示)將該經(jīng)過調(diào)制的載波信號傳遞至該發(fā)送天線34b。調(diào)制和處理 細節(jié)將在下文中詳細描述。參考圖3，圖3所示為移動終端20的實例。與基站16類似，該移動終端20包括控 制系統(tǒng)38、基帶處理器40、發(fā)送電路42、接收電路44、多個天線46a和46b，以及用戶接口電 路48?？刂葡到y(tǒng)38可以是CPU或其他處理器或微處理器。該接收電路44通過接收天線 46a從一個或多個基站16和中繼22處接收承載信息的射頻信號。雖然圖3中僅示出了一 個接收天線46a和一個發(fā)送天線46b，但是接收天線46a和發(fā)送天線46b數(shù)量可以多于一 個。此外，發(fā)送天線46b可以與用于接收的天線46a為相同的天線。低噪聲放大器和濾波 器(圖中未示)可以協(xié)同作用，以放大和去除待處理信號中的寬頻干擾。降頻轉(zhuǎn)換電路和 數(shù)字化電路(圖中未示)將接收到的經(jīng)過濾波的信號降頻轉(zhuǎn)換成中頻信號或者基帶頻率信 號，并將該中頻信號或者基帶頻率信號數(shù)字化成一個或多個數(shù)字流。基帶處理器40處理接收到的經(jīng)過數(shù)字化的信號，以提取該接收到的信號中傳送 的信息或者數(shù)據(jù)位。通常所述處理包括解調(diào)操作、解碼操作和糾錯操作。該基帶處理器40 通常由一個或多個DSP和/或ASIC實現(xiàn)。為了實現(xiàn)發(fā)送，基帶處理器40從控制系統(tǒng)38接收可以表示語音、視頻、數(shù)據(jù)或控 制信息的經(jīng)過數(shù)字化的信號，并且對該待發(fā)送數(shù)據(jù)進行編碼。將該經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)輸出至 發(fā)送電路42，在發(fā)送電路42處調(diào)制器利用該經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)調(diào)制一個或多個具有理想發(fā) 送頻率的載波信號。功率放大器(圖中未示)將該經(jīng)過調(diào)制的載波信號放大至一適合發(fā)送 的量級，并且通過匹配網(wǎng)絡(圖中未示)將該經(jīng)過調(diào)制的載波信號傳遞至發(fā)送天線46b。本 領域技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有的各種調(diào)制技術(shù)和處理技術(shù)，來實現(xiàn)移動終端與基站之間的信 號發(fā)送，其中該發(fā)送可以為直接發(fā)送，也可以通過中繼站的輔助實現(xiàn)。在OFDM調(diào)制中，發(fā)送頻帶被分為多重正交載波(multiple，orthogonal carrier waves) 0根據(jù)待發(fā)送的數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制每重載波。由于OFDM將發(fā)送頻帶分為多重載波，當每重載波的帶寬下降時，每重載波的調(diào)制時間便會上升。由于該多重載波是并行發(fā)送的，由任 意給定載波承載的數(shù)字數(shù)據(jù)或符號的發(fā)送速率均低于采用單個載波時的發(fā)送速率。OFDM調(diào)制對待發(fā)送信息進行快速傅里葉逆變換(IFFT)。在解調(diào)時，則對該接收到 的信號進行快速傅里葉變換(FFT)，以還原被發(fā)送的信息。在實際中，該IFFT和FFT由數(shù)字 信號處理過程執(zhí)行的離散傅立葉逆變換(IDFT)和離散傅立葉變換(DFT)分別實現(xiàn)。因此， OFDM調(diào)制的特點在于針對一發(fā)送信道中的多個頻帶生成多重正交載波。經(jīng)過調(diào)制的信號 為具有相對較低的發(fā)送速率、并且能夠在它們各自的頻帶中駐留的數(shù)字信號。各個載波并 不是直接由這些數(shù)字信號調(diào)制。而是所有載波同時由IFFT處理過程進行調(diào)制。在運行中，較佳地，至少在從基站16至移動終端20的下行鏈路發(fā)送中采用OFDM。 每個基站16配備“η”個發(fā)送天線34b (η > = 1)，并且每個移動終端20配備“m”個接收天 線46a(m>= 1)。值得注意的是，各個天線均可以采用合適的雙工機(duplexers)或者轉(zhuǎn) 換器來實現(xiàn)發(fā)送和接收，這里的標記僅是為了清楚說明。采用中繼站22時，較佳地，在從基站16至中繼22以及從中繼站22至移動終端20 的下行鏈路發(fā)送中采用OFDM。參考圖4，圖4所示為中繼站22的實例。與基站16和移動終端20類似地，該中繼 站22包括控制系統(tǒng)50、基帶處理器52、發(fā)送電路M、接收電路56、多個天線58a和58b， 以及中繼電路60。控制系統(tǒng)50可以是CPU或其他控制器或微處理器。中繼電路60使得中 繼22得以輔助基站16與移動終端20之間的通信。接收電路56通過接收天線58a，從一 個或多個基站16以及移動終端20處接收承載信息的射頻信號。雖然圖4中僅示出了一個 接收天線58a和一個發(fā)送天線58b，但是接收天線58a和發(fā)送天線58b的數(shù)量可以多于一 個。此外，發(fā)送天線58b可以與用于接收的天線58a為相同的天線。低噪聲放大器和濾波 器(圖中未示)可以協(xié)同作用，以放大和去除該待處理信號中的寬頻干擾。降頻轉(zhuǎn)換電路 和數(shù)字化電路(圖中未示)將該接收到的經(jīng)過濾波的信號降頻轉(zhuǎn)換成中頻信號或者基帶頻 率信號，并將該中頻信號或者基帶頻率信號數(shù)字化成一個或多個數(shù)字流。基帶處理器52對該接收到的經(jīng)過數(shù)字化的信號進行處理，以提取該接收到的信 號中傳送的信息或者數(shù)據(jù)位。通常所述處理包括解調(diào)操作、解碼操作和糾錯操作。基帶處 理器52通常由一個或多個DSP和/或ASIC實現(xiàn)。為了實現(xiàn)發(fā)送，基帶處理器52從控制系統(tǒng)50接收可以表示語音、視頻、數(shù)據(jù)或控 制信息的經(jīng)過數(shù)字化的數(shù)據(jù)，并且對待發(fā)送數(shù)據(jù)進行編碼。將該經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)輸出至發(fā) 送電路M，在該發(fā)送電路M處調(diào)制器利用該經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)調(diào)制一個或多個具有理想發(fā) 送頻率的載波信號。功率放大器(圖中未示)將該經(jīng)過調(diào)制的載波信號放大至一適合發(fā)送 的量級，并且通過匹配網(wǎng)絡(圖中未示)將該經(jīng)過調(diào)制的載波信號傳遞至發(fā)送天線58b。如 上所述，本領域技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有的各種調(diào)制技術(shù)和處理技術(shù)，來實現(xiàn)移動終端20與 基站16之間的信號發(fā)送，其中該發(fā)送可以為直接發(fā)送，也可以在中繼站22的輔助下間接實 現(xiàn)。參考圖5，圖5所示為邏輯OFDM發(fā)送架構(gòu)。首先，基站控制器12 (見圖1)將以各 移動終端20為目的地的待發(fā)送數(shù)據(jù)，直接地或是在中繼站22的輔助下，發(fā)送至基站16。該 基站16可以采用與移動終端20有關的多個信道質(zhì)量指示符(CQI)，以對待發(fā)送數(shù)據(jù)進行調(diào) 度，并且為發(fā)送經(jīng)過調(diào)度的數(shù)據(jù)而選項合適的編碼和調(diào)制。該些CQI可以直接來自移動終端20，也可以由基站16基于移動終端20提供的信息確定。無論在哪一種情況下，每個移動 終端20的CQI為信道振幅(或者響應)隨著OFDM頻帶的不同而發(fā)生的變化幅度的函數(shù)。采用數(shù)據(jù)加擾邏輯電路(data scrambling logic)64，以減小該經(jīng)過調(diào)度的數(shù)據(jù) 的峰均功率比的方式，對該數(shù)據(jù)進行加擾(scrambled)，其中該經(jīng)過調(diào)度的數(shù)據(jù)為一比特 流。采用CRC添加邏輯電路66來確定針對該經(jīng)過加擾的數(shù)據(jù)的一循環(huán)冗余校驗碼(CRC)， 并且將該循環(huán)冗余校驗碼附加至該經(jīng)過調(diào)度的數(shù)據(jù)。采用信道編碼邏輯電路68進行信道 編碼，以有效地向該數(shù)據(jù)添加冗余，以便于在移動終端20處進行還原和糾錯。同樣地，針對 一特定的移動終端20的信道編碼是基于其CQI的。在一些實施例中，信道編碼邏輯電路68 采用公知的Turbo編碼技術(shù)。通過速率匹配邏輯電路70對經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)進行處理，以補 償因編碼而導致的數(shù)據(jù)擴展(data expansion)。位交織邏輯電路(bit interleaver logic) 72系統(tǒng)性地對經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)中的數(shù) 據(jù)位進行重新排序，以最小化經(jīng)編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)位的損失。通過映射邏輯電路74并基于所 選的基帶調(diào)制系統(tǒng)性地將這些經(jīng)過重新排序的數(shù)據(jù)位映射為相應的符號。較佳地，采用正 交幅度調(diào)制(QAM)或者正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制。較佳地，根據(jù)針對特定移動終端20的 CQI選擇調(diào)制幅度。采用符號交織邏輯電路(symbol interleaver logic) 76系統(tǒng)性地對這 些符號進行重新排序，以進一步加強被發(fā)送的信號對由頻率選擇性衰落引起的周期性數(shù)據(jù) 損失的抗力。此時，已經(jīng)將數(shù)據(jù)位組群(groups of bits)映射為用于代表幅度相位星座圖中 的各位置的多個符號了。當需要實現(xiàn)空間分集時，接著通過空時分組碼(space-time code block) (STC)編碼邏輯電路78對符號組群(bolcks of symbols)進行處理，以對這些符號 進行修正，從而使得被發(fā)送的信號更加抗干擾，并且更容易在移動終端20處被解碼。STC編 碼邏輯電路78對該些輸入的符號進行處理，并根據(jù)基站16的發(fā)送天線34b的數(shù)量提供“η” 個輸出。如上對圖2的描述，控制系統(tǒng)沈和/或基帶處理器觀提供映射控制信號以控制 STC編碼。此處，假定用于該“η”個輸出的這些符號能夠代表待發(fā)送數(shù)據(jù)，并且能夠被這移 動終端20還原。對于本例來說，假設基站16具有兩個發(fā)送天線32b (η = 2)，并且STC編碼邏輯電 路78提供兩路符號輸出流。相應地，由該STC編碼邏輯電路78輸出的每路符號流均被發(fā) 送至一相應的IFFT處理器80a、80b (此處統(tǒng)一用IFFT80表示)，為了便于理解此處將該 IFFT處理器80a、80b分開表示。本領域技術(shù)人員應當理解可以采用一個或多個處理器來 單獨地提供所述的數(shù)字信號處理過程，或是結(jié)合提供所述的數(shù)字信號處理過程以及本文中 描述的其它處理過程。較佳地，該IFFT處理器80對各個符號進行運算以進行傅里葉逆變 換。IFFT處理器80的輸出提供時域中的符號。該些時域符號被分組形成幀，該些幀與以 一個在另一個前面的插入邏輯電路82a、82b (此處統(tǒng)一稱為前綴插入8 相關。通過相應 的數(shù)字增頻電路(DUC)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換電路84a、84b (此處統(tǒng)一以DUC+D/A84表示)，將 由此獲得的每個信號在數(shù)字域中增頻轉(zhuǎn)換至一中頻，并且轉(zhuǎn)換成一模擬信號。通過RF電路 86a、86b(此處統(tǒng)一稱為RF電路86)和天線34b，將這些由此獲得的模擬信號同時調(diào)制至理 想的RF頻率、放大并發(fā)送。需要注意的是，目標移動終端16已知的導頻信號在子載波中分 散。采用該些導頻信號來進行信道估計的該移動終端16將在下文中詳細介紹?，F(xiàn)在參考圖6，圖6所示為移動終端20直接從基站16處接收被發(fā)送的信號，或是移動終端20在中繼22的輔助下從基站16處接收被發(fā)送的信號。當該被發(fā)送的信號到達 移動終端20的每個天線46a后，通過相應的RF電路88解調(diào)并放大各個信號。為了清楚、 簡便地進行描述，這里僅對該兩條接收路線中的一條進行了詳細的描述和圖示。為了實現(xiàn) 數(shù)字處理，模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器和降頻轉(zhuǎn)換電路90對該模擬信號進行數(shù)字化處理以及降頻處 理。自動增益控制(AGC)電路92可以采用由此獲得的該經(jīng)過數(shù)字化的信號，以基于該接收 到的信號的量級來控制該RF電路88中的該些放大器的增益。首先，將該經(jīng)過數(shù)字化的信號提供至同步邏輯電路94，該同步邏輯電路96包括粗 同步邏輯電路96，該粗同步邏輯電路對多個OFDM符號進行緩沖，并且計算兩個連續(xù)的OFDM 符號之間的自相關度。與該相關度結(jié)果的最大值相應的由此獲得的時間索引確定了細同步 搜索窗口，細同步邏輯電路98利用該細同步搜索窗口并基于包頭(header)確定精確的成 幀起始位置。該細同步邏輯電路98的輸出協(xié)助幀定位(frame alignment)邏輯電路100 進行幀采集(frame acquisition)。正確的成幀定位非常重要，其使得后續(xù)的FFT處理過程 能夠?qū)崿F(xiàn)從時域至頻域的精確轉(zhuǎn)換。該細同步算法基于接收到的由包頭承載的導頻信號與 已知的導頻數(shù)據(jù)的本地副本之間的相關度。一旦開始進行幀定位采集，前綴移除邏輯電路 102會將該OFDM符號的前綴移除，由此獲得的樣本被發(fā)送至頻率偏移校正邏輯電路104，從 而對系統(tǒng)頻率偏移進行補償，該系統(tǒng)頻率偏移是由該發(fā)送器和該接收器中不匹配的本地振 蕩器引起的。較佳地，該同步邏輯電路94包括頻率偏移和時鐘估計邏輯電路106，該頻率偏 移和時鐘估計邏輯電路106用于基于包頭協(xié)助估計該被發(fā)送的信號中的上述效應，并將估 計結(jié)果發(fā)送至校正邏輯電路104以對OFDM符號進行正確的處理。此時，已經(jīng)做好了利用FFT處理邏輯電路108將該些時域中的OFDM符號轉(zhuǎn)換至頻 域的準備。轉(zhuǎn)換結(jié)果為頻域符號，并將該些頻域符號發(fā)送至處理邏輯電路110。該處理邏輯 電路110利用分散(scattered)導頻提取邏輯電路112提取該被分散的導頻信號，并利用 信道估計邏輯電路114基于該被提取出的導頻信號確定信道估計，并利用信道重構(gòu)邏輯電 路116提供所有子載波的信道響應。為了確定每個子載波的信道響應，該導頻信號在本質(zhì) 上是分散在數(shù)據(jù)符號中的多重導頻信號，該些數(shù)據(jù)符號以已知的時域和頻域模式承載于各 OFDM子載波中。繼續(xù)參考圖6，該處理邏輯電路110將接收到的導頻符號與應當在特定時刻下出 現(xiàn)在特定子載波中的導頻符號進行比較，以確定被發(fā)送的導頻符號所在的該些子載波的信 道響應。對該些信道響應結(jié)果進行內(nèi)插計算(interpolated)，以對其余未載有導頻符號的 全部子載波，或該些子載波中的大部分子載波的信道響應進行估計。采用實際的信道響應 和內(nèi)插計算獲得的信道響應來估計總體信道響應，總體信道響應包括OFDM信道中的全部 子載波或該些子載波中的大部分子載波的信道響應。由每條接收路線的信道響應導出的頻域符號和信道重構(gòu)信息被提供至STC解碼 器118，STC解碼器向兩條接收路線提供STC解碼以還原該發(fā)送的符號。在處理各個頻域符 號時，信道重構(gòu)信息將均衡信息提供至STC解碼器118，該均衡信息足以去除該發(fā)送信道的 效應。采用符號解交織邏輯電路120將經(jīng)過還原的符號依序放回，符號解交織邏輯電路 120與基站16的發(fā)送器的符號交織邏輯電路76相應。接著采用解映射邏輯電路122將該 些經(jīng)過解交織的符號解調(diào)或者解映射為一相應的比特流。接著采用位解交織邏輯電路1 解交織該些位，該位解交織邏輯電路1 與基站16的發(fā)送器架構(gòu)的位交織邏輯電路72相 應。接著由速率解匹配邏輯電路1 對該些經(jīng)過解交織的位進行處理，并將該些位提供至 信道解碼邏輯電路128，以還原該最初被加擾的數(shù)據(jù)和CRC校驗和。相應地，由CRC邏輯電 路130移除該CRC校驗和，并以傳統(tǒng)方式對該經(jīng)過加擾的數(shù)據(jù)進行校驗，然后將該經(jīng)過加擾 的數(shù)據(jù)提供至解擾邏輯電路132，解擾邏輯電路132采用該已知的基站解擾碼進行解擾，從 而還原最初被發(fā)送的數(shù)據(jù)134。在還原該數(shù)據(jù)134的同時，由信道變動分析邏輯電路138確定CQI 136，或者確定 足以在基站16處生成CQI的信息，并且將該CQI或者該信息發(fā)送至基站16。如上所述，該 CQI 136可以為載波干擾比(CIR) 140的一函數(shù)，以及該信道響應隨著該OFDM頻帶中各子載 波的不同而發(fā)生的變化幅度的一函數(shù)。對于本實施例而言，將該OFDM頻帶中用于發(fā)送信息 的每個子載波的信道增益進行相互比較，以確定信道增益隨著OFDM頻帶的改變而發(fā)生的 變化的幅度。盡管有多種能夠測量該變化幅度的技術(shù)，其中一種技術(shù)為計算整個OFDM頻 帶中用于發(fā)送數(shù)據(jù)的每個子載波的信道增益的標準差。鐘3^占體■剛昧龍··浦共享中繼站(舊)為可以與兩個或兩個以上基站進行通信的中繼，但該共享中繼 站僅發(fā)送一單個(signal)的前同步信號(preamble)、媒體訪問協(xié)議(MAP)和幀控制包頭 (FCH)。兩個或兩個以上設置于同一地點、相互連接并且僅發(fā)送一單個的前同步信號、MAP和 FCH的RS也可被視為共享RS。根據(jù)802. 16 j標準，該共享RS就如同兩個與兩個BS通信的 RS那樣工作。采用一個站點的同步信號來進行同步。一旦一個鏈路中斷，則通過其他鏈路 進行的通信也會中斷。參考圖7，中繼站(RS) 22主動地向多個基站(BS) 16a、16b提供服務，或者該中繼 站(RS) 22被提供給多個基站(BS)16a、16b。出于圖示的考慮這里僅圖示了兩個BS，但本發(fā) 明的原理同樣適用于一 RS 22向任意數(shù)量的BS 16提供服務的情況。為了能夠從兩個基站 16a、16b獲得良好的信號，該RS 22應被設置于小區(qū)的邊界處或者區(qū)段的邊界處。可利用 該RS 22進行通信的移動站(MQ 20由BSl 16a或者BS2 1 提供服務?？梢越逵上鄬π?號強度和/或該MS 20的速度來選擇是由BSl 16a還是BS2 16b來提供服務。圖7所示為由接收到的信號強度確定的一段時間內(nèi)MS 20的移動和通信模式。圖 8為一典型的操作流程圖，其示出了如圖7所示的利用中繼站進行切換的步驟。在一第一時 刻Tl，該MS 20直接連接至BSl 16a(步驟S102)。在第二時刻T2，該MS 20已經(jīng)移動至該 RS 22的區(qū)域中。沿著直接的MS-BSl路線測量信號強度，以及沿著MS-RS-BSl路線測量信 號強度?？梢圆捎眯盘枏姸? 來估計不同鏈路中的有效信號條件?？梢曰趯ι闲墟溌?(UL)或者對下行鏈路(DL)的測量來確定S，該些測量例如對載波/干擾(C/I)、接收到的信 號強度(RSSI)或者干擾幅度的測量，但不局限于此。在本例中，“Si”表示來自BSl 16a的 信號幅度(level)，“S2”表示來自BS2 16b的信號幅度，“SR”表示來自RS 22的有效信號 幅度。來自RS 22的有效信號幅度與同時考慮BS-RS鏈路的信號幅度以及RS-MS鏈路的信 號幅度時的信號幅度相等效。只要沿著中繼路線的有效信號強度小于沿著直接通往BSl的路線的信號強度，即 (S1,SR)的有效值小于(S1+H1)(步驟S104)，則維持MS-BSl之間的直接通信。Hl是一用來 引入滯后現(xiàn)象的因子。然而，如果沿著中繼路線的有效信號強度大于沿著直接通往BSl的路線的信號強度，即(Si，SR)的有效值大于(S1+H1)(步驟S104)，則此時與MS 20的通信 將切換至RS 22，但RS 22仍通過相同的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，即BS 16a維持通信(步驟S106)，并且 MS 20通過RS 22與BSl 16a通信(步驟S108)。因此，該切換是基站內(nèi)的切換并且可以迅 速完成。在某一時刻T3之后，該MS 20移動至該BS2 16b的區(qū)域中，并且仍然通過RS 22 與BSl 16a連接并同步。通過RS 22提供服務仍然優(yōu)于直接由BSl 16a或者BS2 1 提 供服務。如果MS-RS-BSl連接的有效信號強度大于MS-RS-BS2連接的有效信號強度(步 驟S112)，則該呼叫仍然與RS 22保持連接并且通過基站BSl 16a轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡。然而，如果 MS-RS-BS2連接的有效信號強度大于MS-RS-BSl連接的有效信號強度(步驟Sl 12)，則該RS 22請求將該MS 20部分地切換至BS2 16b，這對該MS 20而言是透明的(transparent)(步 驟S114)。該呼叫仍然與RS 22保持連接并且通過基站BS2 16b轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡(步驟S116)。 切換的同時還進行一定的置信度測量(measure of confidence)，利用滯后來避免“乒乓” 效應。由于不會影響到該MS 20的通信，因此RS 22可以具有更高的滯后余量。一旦能夠確信該MS 20已經(jīng)移動至BS2 16b的范圍內(nèi)，并且BS2 16b能夠提供更 好的服務，則在時刻T4下便會發(fā)生從RS 22至BS2 16b的切換(步驟S120)。這也是基站 內(nèi)的切換，可以迅速完成。由于在該切換過程中，MS 20始終與RS 22連接，因此信號質(zhì)量 不會受到影響。因此該極具風險的BS-BS切換對于MS 20來說將是透明的，并且不會影響 信號質(zhì)量或者造成通話掉線。當每個BS 16a、16b的負載不同時，可以調(diào)節(jié)該些閾值以反映 出該不同的負載，或者應當在上述的估計步驟中基于該不同的負載進行加權(quán)。圖9所示為另一實施例，該實施例包括了共享RS組，其中享有同一身份的多個RS 22a、22b、22c、22d和2 與兩個BS 16a、16b連接。該過程與上文所述相同，但是在MS 20 移動至BS2 16b的范圍之前，該MS 20可能會經(jīng)過該RS組中的數(shù)個中間RS 22b、22c、22d 和22e，所述數(shù)個RS對該MS 20而言是透明的?？蛇x地，該RS22可以是透明的RS，即MS 20 甚至不會察覺到從RS至BS的切換。采用中繼站作為空中接口轉(zhuǎn)換器通過在802. 16中繼站22中設置多于一個接口，便可以使該中繼站22可被用作接 口轉(zhuǎn)換器。該中繼站22可以在一無線網(wǎng)絡中被用作聚合器，并且從一個接口采集數(shù)據(jù)并將 采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至其他接口。中繼站22可以在多于一個接口上實現(xiàn)一個或多于一個的無 線電通信。在單個無線電通信的情況下，利用某些用于分時的接口特性，例如802. 11免競 爭校時，便可以實現(xiàn)時域多路復用(TDM)技術(shù)?；?6與該中繼站22之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是 基于layer 2的，因此實現(xiàn)所需的系統(tǒng)開銷更少?，F(xiàn)在參考圖10，定義兩個協(xié)議棧144、146，以使RS 22作為一接口轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn) 換器RS 22應用一系列802. 16協(xié)議144，以實現(xiàn)與遵守802. 16協(xié)議族的多跳中繼基站 (MR-BQ16或者RS 22的通信。轉(zhuǎn)換器RS 22設置另一接口 146，以與設置有相同類型接口 的設備通信，所述設備例如為移動站、用戶設備等等。例如，在圖10中該第二接口 146采用 802. 11協(xié)議。在該遵守802. 16協(xié)議的MR-BS 16與轉(zhuǎn)換器RS 22之間建立無線隧道或者傳 輸連接148?？梢酝ㄟ^MS 20或者轉(zhuǎn)換器RS 22從上層提取服務質(zhì)量(QoQ信息，并且將所 述服務質(zhì)量信息插入隧道封包包頭或者連接封包包頭中。對BS 16與轉(zhuǎn)換器RS 22之間的 無線隧道/連接的路由控制和QoS控制純粹是基于layer 2的。通過為每個上層流定義一layer 2流ID，BS 16和接入RS 22能夠?qū)崿F(xiàn)無線隧道148上的上層包頭壓縮，layer 2流 ID與該接入RS 22以及流ID與該壓縮規(guī)則之間的匹配方式(coupling)有關。在圖10中，采用中繼媒體存取控制(R-MAC)實現(xiàn)該無線隧道或者傳輸連接148。 該R-MAC協(xié)議是單點到多點(PMP)MAC的擴展，并且在該MAC通用子層(MAC CPS)上定義了 額外要求的且可選的功能，從而在結(jié)合了 PMP MAC CPS功能之后，該R-MAC協(xié)議可以通過一 個或多個RS 22在MR-BS 16與MS 20之間高效地實現(xiàn)MAC封包數(shù)據(jù)單元(MAC PDU)的雙 向轉(zhuǎn)發(fā)?？梢曰谒捎玫恼{(diào)配模型，在該MR-BS 16與RS 22之間分配該MAC CPS功能的 位置，該MAC CPS功能用于向該MS 20提供控制和數(shù)據(jù)傳輸。當由于結(jié)合了 MR特性，使得該MR-BS對RS以及RS對RS的空中接口上的協(xié)議層與 BS-SS空中接口上的相應層不同時，這些MR-BS對RS以及RS對RS的空中接口上的協(xié)議層 將由一 “R”開頭。因此該些MR-BS對RS以及RS對RS的空中接口上的物理層以R-PHY表 示，并且這些空中接口上的MAC層以R-MAC表示。當該些層與該SS對BS接口上的相應層相 同、并且沿用了其技術(shù)參數(shù)時，則該些層可以用PHY和MAC表示。采用R-MAC CPS和R-MAC 安全子層這樣的術(shù)語，來表示包括MR功能的擴展MAC子層。轉(zhuǎn)換器RS 22還可被用作無線網(wǎng)關、無線接入點(AP) (802. 11)或者無線主控設備 (802. 15)。圖11所示為本發(fā)明的另一實施例，其中無線隧道或者傳輸連接148中不采用 R-MAC0 一般來說，MR-BS 16作為IP路由器或者IP網(wǎng)橋。輸入的上層封包被分類至該RS 22的單個無線傳輸隧道/連接148中。從上層包頭，例如從IP的區(qū)分服務體系結(jié)構(gòu)中提 取QoS信息，并且與隧道/連接信息一起承載于隧道/連接封包中。無線隧道148中的中 繼站22用作layer 2路由器，并且基于隧道信息和QoS信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，其中所述隧道信息 和QoS信息是與隧道/連接封包包頭和/或子包頭一起傳輸?shù)?。該接入RS 22(轉(zhuǎn)換器RS)用作802. 16域中的IP路由器以及802. 11域中的AP(網(wǎng) 關)。該接入RS 22具有兩種接口，802. 16接口 144和802. 11接口 146。從802. 11域收集 所有發(fā)往因特網(wǎng)的封包，并將這些封包映射至接入RS 22的隧道/連接148。從上層提取 QoS信息并將該QoS信息承載于隧道/連接封包的包頭中。從BS 16接收到的所有封包均 被轉(zhuǎn)發(fā)至MS 20或者其他計算機站點(STA)。出于同步的目的以及為了應對災難/緊急情況的發(fā)生，基站通過RS與其他BS連 接在標準操作中，所有基站16利用專用的有線回程鏈路M或者專用的無線電信道 直接進行網(wǎng)絡通信。根據(jù)本發(fā)明的原理，基站(BS)16可以利用一作為中間節(jié)點的中繼站 (RS) 22，通過另一已建立網(wǎng)絡連接的BS接入網(wǎng)絡。當由于災難或者緊急情況而導致網(wǎng)絡接 入中斷時，便可以實施上述連接。連接中斷的該BS 16搜索已經(jīng)連接至其他BS的中繼器22， 接著采用一緊急標識符與所述其他基站建立連接。由相連的BS 16提供的服務可能僅是受 限操作。該RS 22應當能夠監(jiān)聽兩個BS 16，以在緊急情況中當整個網(wǎng)絡鏈路都發(fā)生了斷 線時快速地重新建立通信。緊急救濟隊可以前往該區(qū)域，采用特殊手段例如微波為一個BS 提供網(wǎng)絡連接，并在該鄰近的BS 16的小區(qū)邊界處設置特殊的中繼站22，由此來擴展網(wǎng)絡。 通過在較遠的BS之間設置中繼22，便可以使較遠的BS 16以鏈式BS的方式相連。雖然可 能無法提供完整的服務，但本發(fā)明的實施例提供了解決回程問題、協(xié)調(diào)無線資源管理(RRM)或者為應對特殊需求而暫時建立BS的快捷方法。此外，在本發(fā)明的實施例中，即使沒有網(wǎng) 絡連接，也允許一組BS獨立地為一局部區(qū)域提供服務。在緊急操作中，BS可以一可選的網(wǎng)絡接入模式或者一獨立運行模式進行操作。在 該可選的網(wǎng)絡接入模式中，當BS由于某些原因從網(wǎng)絡斷開時，該BS會標識其緊急服務，并 嘗試通過已接入網(wǎng)絡的可用中繼建立網(wǎng)絡連接。如果所有的通信連接均被重新定向，則已 接入網(wǎng)絡的BS可能會超載。因此，允許的緊急服務取決于可用的資源。例如文本短信、短 時間通話或撥打911等等。在獨立運行模式中，如果沒有其他已建立網(wǎng)絡接入的無線系統(tǒng) 可供利用，則BS可以與其他BS連接以形成一較大的網(wǎng)絡，并繼續(xù)在其覆蓋區(qū)域內(nèi)提供本地 服務。這樣，處于該由相連的BS構(gòu)成的網(wǎng)絡中的手機將能夠相互通信，并且能夠獲得對實 際情況的更全面了解?，F(xiàn)在參考圖12，圖12為BS 16在一可選的網(wǎng)絡接入模式中運行的典型操作流程 圖。為了建立BS-BS RRM協(xié)調(diào)并且利用中繼實現(xiàn)BS之間的緊急消息的發(fā)送，假設中繼(RSO) 與兩基站連接，其中BSl (主BS)已經(jīng)建立了同步，而則尚未建立同步或者喪失 同步。此外，假設由于例如災害情況的發(fā)生，通過例如回程等正常路由來重建同步的多次嘗 試均告失敗。BS2無法與網(wǎng)絡建立連接(步驟S122)，例如回程失敗、BSC等等。BS2發(fā)送一 請求至相連的多個中繼，詢問這些中繼是否具有已與網(wǎng)絡建立連接的路線。若有，該BS2與 該中繼的幀結(jié)構(gòu)同步，并對自己的幀進行定位(步驟S124)。為了建立BS-BS同步，RSO在與BS完全相同的時刻發(fā)送通常由BS在其DL中發(fā)送 的幀起始前同步信號。由于RSO已連接至BS1，因此RSO可以通過監(jiān)聽下行鏈路的前同步 信號來建立同步?？梢愿鶕?jù)BSl建議的時序調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)上行鏈路測距信號校時，從而實現(xiàn) 上行鏈路同步，接著通過計算累計的時序調(diào)節(jié)信號，該RS可以估計往返時延(RTD)，并且通 過將其自己的DL發(fā)送幀(包括該DL發(fā)送幀的幀起始信號)調(diào)節(jié)RTD/2來獲得與BS DL發(fā) 送之間的嚴格同步。類似地，隨后BS2便可以與該RSO的發(fā)送實現(xiàn)同步。在這種情況下，該 BS具有用于偵測該DL前同步信號的額外DL接收器硬件，以及額外的UL測距信號發(fā)送器?？蛇x地，該從BS (BS2)可以基于該中繼22通過UL發(fā)送的特殊的前同步信號獲得 同步。BS2監(jiān)聽該前同步信號，與中繼22通過上行鏈路發(fā)送的該以R為前綴的前同步信號 同步，將該以R為前綴的前同步信號標識為發(fā)自一特定地點，并開始發(fā)送自己的以R為前綴 的前同步信號。每個RS 22對于其他以R為前綴的前同步信號都具有其自己的監(jiān)控時隙。 RSO監(jiān)聽該BS的以R為前綴的前同步信號，并通過估計時差來獲知RTD。該延遲量被發(fā)回 BS2，BS2則將其幀提前RTD/2。如上所述，需要額外的DL接收器硬件，但是用于中繼操作的 針對以R為前綴的前同步信號的發(fā)送器通常是已有的。在另一可選實施例中，BS2還可以發(fā)送具有準確偏移的UL測距信號來取代該以R 為前綴的前同步信號。由于該UL測距信號或許能夠提供精確的同步信息，故而該方法或許 更加準確。這將需要額外的DL接收器硬件和UL測距發(fā)送器?；氐綀D12，當BS2重新獲得同步后，通往BSl的路線被確定(步驟SU6)，并且利 用該新的路線重新建立網(wǎng)絡連接(步驟SU8)?？梢杂袃煞N方式來實現(xiàn)所述連接。BS2可 以作為連接至新網(wǎng)絡的中繼，或者BS2可以作為利用例如隧道協(xié)議由該新路線連接的獨立 BS。BS2發(fā)送將被轉(zhuǎn)發(fā)至BSl的專用消息。中繼22在下行鏈路(DL)中從BS2接收該數(shù)據(jù)，并且在下一幀中采用上行鏈路(UL)轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)。這與通常的中繼操作是大不相同 的，通常的中繼操作是該中繼22從BS DL接收數(shù)據(jù)，并通過中繼DL將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至另一中 繼或者MS 20。這便意味著該中繼22必須等待至下一個RS-BS UL才能夠?qū)⒃摂?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至 BS1。即使在建立連接之后，BS2持續(xù)搜索其他可能是通過中繼相連的網(wǎng)絡。如果通過另 一中繼搜索到另一網(wǎng)絡，BS2對連接至該另一網(wǎng)絡中的相連BS所需的跳數(shù)發(fā)送詢問請求， 若該跳數(shù)少于當前網(wǎng)絡中的跳數(shù)，則BS2將切換至該新的網(wǎng)絡。此時或許需要重新同步。由于在一災難發(fā)生之后，散布關于相連網(wǎng)絡的可用性信息需要一定的時間，因此 應當進行多次常規(guī)嘗試，以便一較遠的BS得以建立連接。如果未能在一定時間內(nèi)與這樣一 個網(wǎng)絡建立連接，則該BS進入獨立運行模式。在獨立運行模式中，BS2仍然會定期地嘗試 接入相連的網(wǎng)絡。多載波中繼操作本發(fā)明的一實施例改變了幀結(jié)構(gòu)，使得中繼站在采用一第一頻率fl從BS接收信 息的同時，還能夠采用一第二頻率f2向該中繼站的下級中繼站發(fā)送信息，從而節(jié)省了資 源。如果該兩個頻率相差很遠，則由此增加的復雜性將可以忽略，并且可以采用簡單的雙工 機來實現(xiàn)該過程。然而，如果第一頻率Π和第二頻率f2位于相近的頻帶內(nèi)，則可能需要采 用某些特定的隔離電路。根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的幀結(jié)構(gòu)將同時支持以上兩種情況下的應 用。將該中繼22的幀結(jié)構(gòu)構(gòu)建為使得向下級RS發(fā)送數(shù)據(jù)的區(qū)域與從上級RS接收數(shù) 據(jù)的區(qū)域重疊。這樣一來，僅需對該雙工機和濾波器進行一些細微的改進，便可以在不引起 任何干擾的前提下，利用完整的中繼區(qū)域來同時實現(xiàn)上述兩方面目的。圖13所示的表150示出了各種情況下的頻率設定。例如，在選項A 152中，該中繼 鏈路/回程鏈路可以為一有線線路，或者不遵守802. 16e協(xié)議的無線線路，例如微波、Wi-Fi 等等。在選項B IM中，中繼鏈路與接入鏈路可以采用不同的802. 16e載波，并且這些載波 之間具有足夠的間隔以不致相互干擾。在選項C 156中，中繼鏈路可以采用一鄰近的或相 鄰的載波頻率，從而該中繼站22不可能同時實現(xiàn)接收和發(fā)送。最后，在選項D 158中，該中 繼鏈路/回程鏈路可以是無線鏈路，并且該中繼鏈路與接入鏈路采用相同的載波，例如頻 帶內(nèi)中繼、當前的802. 16j協(xié)議。需要注意的是，在情況Bl 160和情況Cl 162中，MS 20 在從BS 16移動至RS 22的過程中采用相同的載波。RS 22和BS 16采用兩種載波進行發(fā) 送。對于情況B2 164和情況C2 166而言，BS-MS和BS-RS鏈路采用相同的載波，而RS 22 則在接入鏈路和中繼鏈路中采用兩種載波。MS 20在從BS 16移動至RS 22的過程中必須 切換載波?，F(xiàn)在參考圖14，圖14描述的是選項A 152，其中中繼鏈路/回程鏈路為有線線路 或者不遵守802. 16e協(xié)議的無線線路。此時，該RS幀結(jié)構(gòu)168符合802. 16j協(xié)議，但是該 幀結(jié)構(gòu)168也可應用于非802. 16e的中繼鏈路。圖15描述的是選項B 154，左側(cè)所示為情況Bl 160，右側(cè)所示則為情況B2 164，其 中該中繼鏈路采用互不干擾的載波。值得注意的是，在圖15所示的情況中，中繼站22包括 一單個無線電。由于載波互不干擾，該RS 22可以以一個頻率進行接收，同時以另一頻率進 行發(fā)送。這需要改變802. 16j的幀結(jié)構(gòu)，并且需要額外的RS 22設備，例如一雙工機。而對于選項C 156而言，由于該中繼鏈路采用了具有干擾性的載波，例如頻率相近的載波，因此 該選項無法以上述的利用一具有一單個無線電的中繼站22的方式來實現(xiàn)。圖16也描述了選項B 154的情況，但不同的是此時RS 22包括兩個無線電。在情 況Bl 160中，可以采用標準的802. 16j MR-BS鏈路作為遵守中繼站的802. 16j標準的兩個 無線電。對于情況B2 164，如果無線電1工作于一接入?yún)^(qū)域中，即MS模式中，以與該BS通 信，則Fy載波操作遵守802. 16 j協(xié)議，而h載波操作遵守802. 16e協(xié)議。圖17所示為情況C 156中的幀結(jié)構(gòu)，左側(cè)為情況Cl 162，右側(cè)為情況C2 166，其 中該中繼站22包括兩個無線電。由于該兩個載波互相干擾，因此可能需要采用特殊的隔離 電路以防止干擾。如同選項B IM的情況，如果無線電1工作于一接入?yún)^(qū)域中，即MS模式 中，以與該BS通信，則Fy載波操作遵守802. 16 j協(xié)議，而h載波操作遵守802. 16e協(xié)議。本領域的技術(shù)人員應當理解本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
。另外，只要 不出現(xiàn)相反的描述，則本發(fā)明的全部附圖均不是按比例繪制的。本領域的技術(shù)人員在不背 離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)的前提下，可以根據(jù)上述教導對這些實施方式做出多種變更或修 改，本發(fā)明的范圍和實質(zhì)僅受權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種在無線通信系統(tǒng)中使用的中繼站，該無線通信系統(tǒng)包括多個與回程網(wǎng)絡可通 信地耦合的基站以及至少一個移動站，該中繼站由至少一第一基站和一第二基站共享，該 中繼站包括收發(fā)器，所述收發(fā)器用于向所述第一基站、所述第二基站以及移動站發(fā)送無線信號，并 接收來自所述第一基站、所述第二基站以及移動站的無線信號，發(fā)送至所述第一基站以及 所述第二基站的無線信號包括單個的前同步信號、MAP和FCH ；電連接至所述收發(fā)器的控制器，所述控制器用于測量所述移動站的信號質(zhì)量，所述移 動站可通信地連接至所述第一基站；以及電連接至所述控制器的中繼電路，所述中繼電路用于基于所述信號質(zhì)量執(zhí)行所述移動 站從所述第一基站至所述第二基站的分階段切換。
2.如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中，基于所述移動站的相對信號質(zhì)量或者所述移動 站的速度執(zhí)行所述分階段切換。
3.如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中所述分階段切換包括在所述第一基站與所述中繼站之間進行第一基站內(nèi)切換；進行從所述第一基站至所述第二基站的部分切換，該部分切換維持所述中繼站與所述 移動站之間的連接；以及在所述中繼站與所述第二基站之間進行第二基站內(nèi)切換。
4.如權(quán)利要求3所述的中繼站，其中，所述第一基站內(nèi)切換是響應于以下事件而發(fā)生的確定沿著第一路線的所述移動站的 信號質(zhì)量優(yōu)于沿著第二路線的所述移動站的信號質(zhì)量，其中所述第一路線包括所述中繼站 和所述第一基站，所述第二路線為直接通往所述第一基站的路線；所述部分切換是響應于以下事件發(fā)生的確定沿著第三路線的所述移動站的信號質(zhì)量 優(yōu)于沿著所述第一路線的所述移動站的信號質(zhì)量，其中所述第三路線包括所述中繼站和所 述第二基站；以及所述第二基站內(nèi)切換是響應于以下事件發(fā)生的確定沿著第四路線的所述移動站的信 號質(zhì)量優(yōu)于沿著所述第三路線的所述移動站的信號質(zhì)量，其中所述第四路線為直接通往所 述第二基站的路線。
5.如權(quán)利要求3所述的中繼站，其中所述通信系統(tǒng)還包括一組下級中繼站，所述收發(fā) 器還用于向該組下級中繼站發(fā)送無線信號、并且從該組下級中繼站接收無線信號，該分階 段切換還包括在該組下級中繼站中的下級中繼站之間進行至少一次部分切換。
6.如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中，響應于所述第一基站從網(wǎng)絡斷開，所述中繼電路 還用于將所述第一基站可通信地連接至作為中間節(jié)點的所述第二基站。
7.如權(quán)利要求6所述的中繼站，其中，所述第二基站保持與所述回程網(wǎng)絡的連接，所述 中繼站在網(wǎng)絡接入模式下運行，其中所述第一基站僅具有有限的功能。
8.如權(quán)利要求7所述的中繼站，其中，所述收發(fā)器還用于從所述第一基站接收緊急標識符；以及所述中繼電路還用于采用下行鏈路前同步信號或特殊的上行鏈路的以R為前綴的前同步信號，來建立與所 述第一基站的同步；以及通過所述第二基站將所述第一基站連接至網(wǎng)絡。
9.如權(quán)利要求8所述的中繼站，其中所述收發(fā)器還用于在第一幀的下行鏈路部分中從所述第一基站接收數(shù)據(jù)；并且通過下一個幀的上行鏈路部分將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至所述第二基站。
10.如權(quán)利要求6所述的中繼站，其中所述第二基站也從網(wǎng)絡斷開，所述中繼站在獨立 運行模式下運行，所述獨立運行模式將所述第一基站連接至所述第二基站從而形成一局域 網(wǎng)。
11.一種在無線通信系統(tǒng)中使用的中繼站，所述無線通信系統(tǒng)包括至少一個基站和至 少一個通信設備，所述中繼站包括至少一個收發(fā)器，所述收發(fā)器用于向基站和通信設備發(fā)送信號，以及接收來自基站和 通信設備的信號；與所述至少一個收發(fā)器電連接的至少兩個通信接口，每個通信接口實現(xiàn)不同的通信協(xié) 議棧；與所述至少兩個通信接口電連接的接口轉(zhuǎn)換器，所述接口轉(zhuǎn)換器用于在通信接口之間 轉(zhuǎn)換信息，其中所述信息從與通信接口中的第一通信接口有關的第一協(xié)議棧轉(zhuǎn)換至與通信 接口中的第二通信接口有關的第二協(xié)議棧；以及與所述至少一個收發(fā)器電連接的中繼電路，所述中繼電路用于在所述基站與所述通信 設備之間實現(xiàn)信號中繼。
12.如權(quán)利要求11所述的中繼站，其中所述第一協(xié)議棧為802.16，所述第二協(xié)議棧為 802. 11 或 802. 15。
13.如權(quán)利要求11所述的中繼站，其中無線隧道可通信地耦合在所述基站與所述中繼 站之間，所述無線隧道基于數(shù)據(jù)鏈路層在所述基站與所述中繼站之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的中繼站，其中所述無線隧道采用中繼媒體存取控制來運行。
15.如權(quán)利要求13所述的中繼站，其中所述無線隧道從與所述數(shù)據(jù)鏈路層相關的上層 包頭中提取服務質(zhì)量信息，并且將所述服務質(zhì)量信息和隧道信息承載于隧道封包中。
16.一種在無線通信系統(tǒng)中使用的中繼站，所述無線通信系統(tǒng)包括至少一個基站、至少 一個下級中繼站以及至少一個移動站，所述中繼站包括中繼電路，所述中繼電路用于在所述基站與所述通信設備之間以及所述基站與所述下 級中繼站之間實現(xiàn)無線信號中繼；以及與所述中繼電路電連接的第一收發(fā)器，所述第一收發(fā)器用于在采用第一頻率接收來 自所述基站的第一無線信號的同時，采用第二頻率將第二無線信號發(fā)送至所述下級中繼 站。
17.如權(quán)利要求16所述的中繼站，其中所述無線信號包括幀結(jié)構(gòu)，所述幀結(jié)構(gòu)具有用 于向下級中繼站進行發(fā)送的發(fā)送區(qū)域，以及用于從基站或者上級中繼站進行接收的接收區(qū) 域，所述發(fā)送區(qū)域與所述接收區(qū)域重疊。
18.如權(quán)利要求16所述的中繼站，其中所述第一頻率和所述第二頻率互不干擾。
19.如權(quán)利要求16所述的中繼站，還包括與所述第一收發(fā)器電連接的雙工機，所述雙 工機用于將所述第一無線信號與所述第二無線信號結(jié)合。
20.如權(quán)利要求16所述的中繼站，其中所述第一頻率和所述第二頻率互相干擾，所述中繼站還包括與所述中繼電路電連接的第二收發(fā)器，在所述第一收發(fā)器采用第二頻率將第二無線信 號發(fā)送至所述下級中繼站的同時，所述第二收發(fā)器采用第一頻率接收來自所述基站的第一 無線信號，以及連接在所述第一收發(fā)器與所述第二收發(fā)器之間的隔離電路，所述隔離電路用于隔離所 述第一無線信號與所述第二無線信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在無線通信系統(tǒng)中使用的中繼站。該無線通信系統(tǒng)包括多個與回程網(wǎng)絡可通信地耦合的基站以及至少一個移動站。該中繼站由至少一第一基站和一第二基站共享。該中繼站包括收發(fā)器、控制器和中繼電路。該收發(fā)器用于向基站和移動站發(fā)送信號，以及接收來自基站和移動站的信號。發(fā)送至基站的信號包括一單個的前同步信號、MAP和FCH。該控制器與該收發(fā)器電連接，并且該控制器用于測量當該移動站連接至該第一基站時該移動站的信號質(zhì)量。該中繼電路與該控制器電連接，并且該中繼電路用于基于該信號質(zhì)量執(zhí)行從該第一基站至該第二基站的分階段切換。
文檔編號H04W36/30GK102057714SQ200980121340
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者伊斯萊菲爾·巴赫塞斯, 孫盛, 尼莫·加米尼·塞納萊斯, 張杭, 德里克·于, 方莫漢, 朱佩英, 童文 申請人:北電網(wǎng)絡有限公司