УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОДДЕРЖКИ РЕЛЕЙНОЙ СЛУЖБЫ В МНОГОЗВЕННОЙ РЕЛЕЙНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ С ШИРОКОПОЛОСНЫМ БЕСПРОВОДНЫМ ДОСТУПОМ
APPARATUS AND METHOD OF SUPPORTING RELAY SERVICE IN MULTI-LINK RELAY BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в целом, относится к многозвенной релейной системе связи с широкополосным беспроводным доступом (BWA) и, в частности, к устройству и способу обеспечения каналов синхронизации для мобильных станций (MS) и ретрансляционных станций (RS) и устранению помех соседних станций между службой прямой связи и релейной службой в многозвенной релейной системе связи с BWA.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Одним из наиболее критических требований для развертывания системы связи 4 поколения (4G) должно быть строительство самоформирующейся беспроводной сети. Самоформирующаяся беспроводная сеть относится к беспроводной сети, выполненной с возможностью в автономной или распределенной манере без контроля со стороны центральной системы обеспечивать услуги мобильной связи. Для системы связи 4G определяются ячейки с очень малым радиусом с целью предоставления возможности высокоскоростной связи и размещения большого числа запросов. Следовательно, традиционная централизованная система сети связи здесь нежизнеспособна. Скорее должна строиться сеть беспроводной связи, работающая при распределенном управлении и активно справляющаяся с изменениями среды, такими как добавление новых базовых станций (BS). В результате, система связи 4G требует самоформирующейся беспроводной сети.
Для реального развертывания самоформирующейся беспроводной сети способы, используемые для сети узкого применения, должны быть внедрены в систему связи беспроводного доступа. Таким крупным примером является многозвенная релейная система связи с BWA, выполненная с возможностью применения многозвенной релейной схемы, используемой для сети узкого применения, в сети с BWA с неподвижными BS.
В целом, так как BS и MS связываются друг с другом через звено прямой связи, между ними в системе связи BWA легко может быть установлена высоконадежная радиолиния. Однако поскольку BS неподвижны, структура беспроводной сети является негибкой, делая трудным обеспечить эффективное обслуживание радиосреды, испытывающей флюктуирующее распределение трафика и большое изменение в числе требуемых вызовов.
Вышеупомянутый недостаток может быть преодолен с помощью релейного обслуживания, которое передает данные по многочисленным звеньям через множество соседствующих MS или соседствующих RS. Использование многозвенной релейной схемы облегчает быстрое изменение структуры сети, адаптивной к окружающим изменениям, и делает общую работу беспроводной сети эффективной. Также радиоканал при лучшем состоянии канала может предоставляться MS, устанавливая RS между BS и MS и, таким образом, организуя многозвенный релейный тракт через RS. Таким образом, каналы высокоскоростной передачи данных могут быть предоставлены MS в зонах затенения или в зонах, где связи с BS недоступны. Покрытие ячеек также может быть расширено.
На фиг.1 показано обслуживание, предоставляемое в типичной многозвенной релейной системе связи с BWA.
Как показано на фиг.1, в многозвенной релейной системе связи с BWA MS 140-170 (MS1-MS4) могут принимать услуги BWA через BS 100, первичную RS (RS1) 110 и вторичные RS (RS2) 120 и 130.
MSI и MS2 в пределах зоны 101 обслуживания BS 100 связывается с BS 100 через линии L1 прямой связи. MS2, которая расположена на границе ячейки BS 100 и, таким образом, имеет плохое состояние канала, может принимать канал данных с более высокой скоростью через звено L2 связи RS-MS между MS2 и RS2 130, чем через прямую линию L1 связи.
MS3 и MS4, расположенные вне зоны 101 обслуживания BS 100, связываются с BS 100 через линии L3 RS-MS, обеспечиваемые RS1 110. Линии связи между BS 100 и MS3 и MS4 через RS1 110 расширяют зону покрытия ячейки. MS4, которая расположена на границе ячейки RS1 110 и, таким образом, имеет плохое состояние канала, может увеличивать свою пропускную способность, используя линию L4 связи RS-MS между MS4 и RS2 120.
Как описано выше, когда на MS на границе ячейки BS или в зоне затенения, страдающей от сильного эффекта затенения из-за, например, зданий, состояние канала плохое, система связи с BWA позволяет MS связываться с BS, обеспечивая радиоканал с лучшим качеством для MS через RS. Другими словами, BS может обеспечивать каналы высокоскоростной передачи данных на границе ячейки и зоны затенения и расширять свою зону покрытия с помощью многозвенной релейной схемы. RS 110, 120 и 130 классифицированы в RS1 (RS 110), которая расширяет покрытие ячейки, и RS2 (RS 120 и 130), которая увеличивает пропускную способность в соответствии с ее релейными возможностями.
Обычно передача/прием выполняются между BS и MS в кадрах, имеющих структуру, показанную на фиг.2, в системе связи BWA. На фиг.2 показана структура кадра Дуплексной Связи с Временным Разделением (TDD), соответствующая документу Института Инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.16, для передачи/приема данных между BS и MS.
На фиг.2 кадр 200 TDD делится на субкадр 210 нисходящей линии связи (DL) и субкадр 220 восходящей линии связи (UL) с защитной областью, называемой промежутком перехода от передачи к приему (TTG) между ними. Защитная область, называемая промежутком перехода от приема к передаче (RTG), вставляется между кадрами TDD.
Субкадр 210 DL содержит преамбулу и канал общего управления в обязательных временных интервалах. MS в пределах зоны обслуживания BS получает информацию синхронизации и управления из преамбулы и канала общего управления.
Как описано выше, система связи BWA обеспечивает услуги MS или RSS за пределами покрытия ячейки станцией BS или в зоне затенения, используя станции RS. Чтобы гарантировать обратную совместимость для станций MS, связь осуществляется в кадрах, выполненных так, как показано на фиг.2. То есть станция RS работает точно так же, как MS во время начального доступа и согласует релейную работу с BS так, чтобы BS могла предоставлять релейное обслуживание станциям MS в кадрах, имеющих структуру, показанную на фиг.2. Поскольку RS обеспечивает релейное обслуживание, используя ту же самую структуру кадров, что и BS, она имеет трудность при одновременной связи с BS и станциями MS в одном диапазоне частот в одном кадре. Чтобы предотвратить проблему развязки на радиочастоте (RF), вызванную структурой кадра, показанной на фиг.2, кадры формируются так, как показано на фиг.3, чтобы передача к RS и прием от RS шли параллельно во времени.
На фиг.3 показана структура кадра TDD в традиционной многозвенной релейной станции системы связи BWA.
На фиг.3 субкадр 300 DL разделен на первую зону 301 и вторую зону 303, а субкадр 310 UL разделен на первую зону 311 и вторую зону 313. Для переходов при работе RS первые зоны 301 и 311 различаются от вторых зон 311 и 313 при временном разделении. Продолжительности первых зон 301 и 311 и продолжительности вторых зон 311 и 313 устанавливаются постоянными или адаптивно регулируются в соответствии с окружающей средой ячейки.
Система связи BWA обеспечивает обслуживание прямой линии связи в первых зонах 301 и 311 и обслуживание релейной линии во вторых зонах 303 и 313. Следовательно, станция BS обеспечивает канал синхронизации, канал управления и канал трафика для станции MS, соединенной с ней линией прямой связи в первых зонах 301 и 311, и канал синхронизации, канал управления и канал трафика станции RS во вторых зонах 303 и 313.
Поскольку станция RS может двигаться, как показано на фиг.4, система связи BWA должна учитывать мобильность станции RS.
На фиг.4 показано движение станции RS традиционной многозвенной релейной станции системы связи с BWA.
На фиг.4 располагающаяся на транспортом средстве, таком как автобус или поезд, станция RS1 420 обладает мобильностью. Следовательно, система связи BWA должна обеспечивать канал синхронизации для RS1 420 для синхронизации и поиска ячейки, учитывая ее мобильность.
В случае структуры кадра, показанной на фиг.3, продолжительность первой и второй зон 301 и 303 субкадра 300 DL может измениться в зависимости от среды ячейки. Результирующее изменение в положении канала синхронизации в начале второй зоны 303 налагается поверх, потому что RS1 420 должна определять местоположение каналов синхронизации соседних станций BS. Увеличенная помеха между соседними ячейками из-за повышения мощности каналов синхронизации, передачи информации о соседних станциях BS и поиска канала синхронизации каждой соседней BS добавляется поверх в RS.
Без обеспечения каналов синхронизации станции RS2 120 и 130, как показано на фиг.1, обеспечивают релейное обслуживание совместно с BS посредством многочисленных связей в ячейке. В этом случае MS испытывает помеху от соседних станций из-за разницы в мощности между сигналом, принятым от BS 100 или RS1 110 и сигналом, принятым от RS2 120 или 130, как показано на фиг.5.
На фиг.5 показан поток сигнала для релейной службы от RS в традиционной многозвенной релейной станции системы связи BWA.
На фиг.5 внутри зоны ячейки BS 500 первая MS 530 (MSI), имея хорошее состояние канала, принимает обслуживание от BS 500 через прямую линию связи, а вторая MS 520 (MS2), имеющая плохое состояние канала, принимает обслуживание через RS2 510.
Хотя BS 500 и RS2 510 осуществляют многочисленные связи, используя ортогональные ресурсы в одном и том же интервале времени, сигнал линии связи BS в воздухе перекрывается с сигналом линии связи RS. Таким образом, MS1 может подвергаться воздействию помехи от соседних станций, поскольку она принимает более сильный помеховый сигнал от близлежащей RS2 510, чем сигнал от BS 510. Помеха от соседних станций может также возникать в восходящем звене связи, поскольку RS2 510 принимает от MS1 более сильный сигнал помехи, чем сигнал от MS2.
Сущность изобретения
Техническое решение
Один аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы, в сущности, решить, по меньшей мере, вышеупомянутые проблемы и/или устранить перечисленные недостатки и обеспечить, по меньшей мере, перечисленные ниже преимущества. Соответственно, одной особенностью настоящего изобретения должно быть обеспечение устройства и способа для эффективной поддержки поиска ячейки и синхронизации в соответствии с мобильностью RS в многозвенной релейной системе связи с BWA.
Другим аспектом настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа эффективной поддержки поиска ячейки и синхронизации в соответствии с мобильностью RS посредством обеспечения каналов синхронизации в многозвенной релейной системе связи с BWA.
Другим аспектом настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа снижения помехи от соседних станций, вызванной многочисленными связями внутри ячейки в многозвенной релейной системе связи с BWA.
Другим аспектом настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа для устранения помехи от соседних станций между релейными связями и прямыми связями в ячейке путем временного уплотнения релейных связей и прямых связей в многозвенной релейной системе связи с BWA.
Еще одним аспектом настоящего изобретения является обеспечение способа для формирования кадра таким образом, чтобы обеспечить каналы синхронизации и устранить помеху соседних станций, и устройства, поддерживающего то же самое в многозвенной релейной системе связи с BWA.
Согласно аспектам настоящего изобретения, обеспечивается способ формирования субкадра для поддержания релейного обслуживания в многозвенной релейной системе связи (BWA). Способ содержит формирование, по меньшей мере, одного субкадра линии связи MS-BS, субкадра линии связи первичная RS-MS и субкадра линии связи BS-вторичная RS, сформированного в первом периоде субкадра, субкадра линии связи BS-MS, являющегося субкадром для линии связи между BS и MS, субкадра линии связи первичная RS-MS, являющегося субкадром для связи между первичной RS, которая обеспечивает канал синхронизации; и формирование MS, и субкадра линии связи BS-вторичная RS, являющегося субкадром линии связи между BS и вторичной RS, которая не обеспечивает канал синхронизации, и, по меньшей мере, субкадр линии связи BS-первичная RS или субкадр линии связи RS-RS или субкадр линии связи вторичная RS-MS формируется во втором периоде субкадра, субкадра линии связи BS-первичная RS, субкадра, являющегося субкадром для линии связи между BS и первичной RS, субкадра линии связи RS-RS, являющегося субкадром для линии связи между RS и другой RS, и субкадра линии связи вторичная RS-MS, являющегося субкадром для связи между вторичной RS и MS.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ для формирования субкадра в нисходящем звене связи, чтобы поддерживать релейное обслуживание в многозвенной релейной системе связи (с BWA). Способ содержит формирование субкадра линии связи BS-MS и субкадра линии связи RS-MS, которые обеспечиваются в первом периоде субкадра в нисходящем звене связи, субкадра линии связи BS-MS, являющегося субкадром для линии связи между BS и MS, и субкадра линии связи RS-MS, являющегося субкадром для линии связи между RS и MS; формирование субкадра для линии связи RS 1-й группы-RS следующего звена 2-й группы, которые формируются во втором периоде субкадра в нисходящем звене связи, субкадра RS 1-й группы-RS следующего звена 2-й группы, субкадра, являющегося субкадром для линии связи между RS первой группы, содержащей станции RS нечетного звена и RS следующего звена второй группы, содержащей станции RS четного звена; и формирование субкадра линии связи BS-RS l-го звена и субкадра линии связи RS 2-й группы-RS следующего звена l-й группы формируются в третьем периоде субкадра в нисходящем звене связи, субкадр в звене связи BS-RS 1-го звена, являющийся субкадром для линии связи между BS и RS 1-го звена, и субкадр в звене связи RS 2-й группы-RS следующего звена 1-й группы, являющийся субкадром для звена связи между RS второй группы и RS следующего звена первой группы.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ для формирования субкадра в восходящем звене связи, чтобы поддерживать релейное обслуживание в многозвенной релейной системе связи с BWA. Способ содержит формирование субкадра для линии связи BS-MS и субкадра линии RS-MS, которые формируются в первом периоде субкадра в нисходящем звене связи, субкадра для линии связи BS-MS, являющегося субкадром для связи между BS и MS, и субкадра для линии связи RS-MS, являющегося субкадром для линии связи между RS и MS; формирование субкадра для линии связи BS-RS 1-го звена и субкадра RS 2-й группы-RS следующего звена 1-й группы, которые формируются во втором периоде субкадра в нисходящем звене связи, субкадра для звена связи BS-RS 1-го звена, являющегося субкадром для линии связи между BS и RS 1-го звена, и субкадра для линии связи RS 2-й группы-RS следующего звена 1-й группы, являющегося субкадром для линии связи между RS второй группы, содержащей станции RS четного звена, и RS следующего звена 1-й группы, содержащей станции RS нечетного звена, и формирование субкадра для линии связи RS 1-й группы-RS следующего звена 2-й группы, который формируется в третьем периоде субкадра нисходящего звена связи, субкадра для звена связи RS 1-й группы-RS следующего звена 2-й группы, являющегося субкадром для линии связи между RS 1-й группы и RS следующего звена второй группы.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ формирования субкадра в восходящем звене связи в многозвенной релейной системе связи с BWA. Способ содержит формирование субкадра для линии связи MS-BS и субкадра для линии связи MS-RS, которые формируются в первом периоде субкадра в восходящем звене связи, субкадра для линии связи MS-BS, являющегося субкадром для линии связи между MS и BS, и субкадра для линии связи MS-RS, являющегося субкадром для линии связи между MS и RS; формирование субкадра для звена связи RS 2-й группы-RS предыдущего звена l-й группы, который формируется во втором периоде субкадра восходящего звена связи, субкадра для звена связи RS 2-й группы-RS предыдущего звена 1-й группы, являющегося субкадром для линии связи между RS второй группы, содержащей станции RS четного звена, и RS предыдущего звена первой группы, содержащей станции RS нечетного звена; и формирование субкадра для линии связи RS 1-го звена-BS и субкадра для линии связи RS 1-й группы-RS предыдущего звена 2-й группы, который формируется в третьем периоде субкадра восходящего звена связи, субкадра для линии связи RS 1-го звена-BS, являющегося субкадром для линии связи между RS 1-го звена и BS, и субкадра для линии связи RS 1-й группы-RS предыдущего звена 2-й группы, являющегося субкадром для линии связи между RS первой группы и RS предыдущего звена второй группы.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ формирования субкадра в восходящем звене связи в многозвенной релейной системе связи с BWA. Способ содержит формирование субкадра для линии связи MS-BS и субкадра для линии связи MS-RS, которые формируются в первом периоде субкадра в восходящем звене связи, субкадра для линии связи MS-BS, являющегося субкадром для линии связи между MS и RS: формирование субкадра для линии связи RS 1-го звена-BS и субкадра для линии связи RS 1-й группы-RS предыдущего звена 2-й группы, который формируется во втором периоде субкадра в восходящем звене связи, субкадра для линии связи RS 1-го звена-BS, являющегося субкадром для звена связи между RS 1-го звена и BS, и субкадра для линии связи RS 1-й группы-RS предыдущего звена 2-й группы, являющегося субкадром для линии связи между RS 1-й группы, содержащей станции RS нечетного звена, и станции RS предыдущего звена второй группы, содержащей четные станции RS; и формирование субкадра для звена связи RS 2-й группы-RS предыдущего звена 1-й группы, который формируется в третьем периоде субкадра в восходящем звене связи, и субкадра для звена связи RS 2-й группы-RS предыдущего звена первой группы, являющегося субкадром для звена связи между RS второй группы и RS предыдущего звена первой группы.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ использования BS в многозвенной релейной системе связи BWA. Способ содержит распределяемые BS ресурсы для первого периода и второго периода субкадра, первого периода для связи, по меньшей мере, с одной MS и вторичной RS, которая не обеспечивает канал синхронизации, и второго периода для связи с первичной RS, которая обеспечивает канал синхронизации; для связи, по меньшей мере, с одной MS и вторичной RS в первом периоде субкадра; и для связи с первичной RS во втором периоде субкадра.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ использования RS, обеспечивающий канал синхронизации в многозвенной релейной системе связи BWA. Способ содержит установку на RS первого периода и второго периода в соответствии с информацией управления, принятой от верхнего узла, первого периода, предназначенного для связи с MS, и второго периода, предназначенного для связи, по меньшей мере, с верхним узлом или нижней RS; связи с MS в первом периоде; и связи, по меньшей мере, с верхним узлом или нижней RS во втором периоде.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ использования RS, который не обеспечивает канал синхронизации в многозвенной релейной системе связи BWA. Способ содержит установку на RS первого периода и второго периода в соответствии с информацией управления, принятой от верхнего узла, первого периода, предназначенного для связи с верхним узлом, и второго периода, предназначенного для связи с MS, для связи с верхним узлом в первом периоде и для связи с MS во втором периоде.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, обеспечивается устройство BS в многозвенной релейной системе связи с BWA. Устройство содержит контроллер синхронизации для обеспечения сигнала синхронизации передачи и приема согласно структуре субкадра, в котором определены первый период и второй период, первый период, предназначенный для связи, по меньшей мере, с MS или вторичной RS, которая не обеспечивает канал синхронизации, и второй период, предназначенный для связи с первичной RS, которая обеспечивает канал синхронизации, передатчик для создания сигнала первого периода или сигнала второго периода в соответствии с сигналом синхронизации и передачи созданного сигнала и приемник для приема сигнала первого периода и сигнала второго периода в соответствии с сигналом синхронизации и восстановления принятого сигнала.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, обеспечивается устройство RS, обеспечивающее канал синхронизации в многозвенной релейной системе связи с BWA. Устройство содержит контроллер синхронизации для обеспечения сигнала синхронизации передачи и приема согласно структуре субкадра, в котором определены первый период и второй период, первый период, предназначенный для связи, по меньшей мере, с MS или вторичной RS, которая не обеспечивает канал синхронизации, и второй период, предназначенный для связи с верхним узлом; передатчик для создания сигнала первого периода или сигнала второго периода в соответствии с сигналом синхронизации и передачи созданного сигнала и приемник для приема сигнала первого периода и сигнала второго периода в соответствии с сигналом синхронизации и восстановления принятого сигнала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны из последующего подробного описания, когда оно рассматривается совместно с сопроводительными чертежами, на которых:
фиг.1 - поток сигнала для релейного обслуживания в типичной многозвенной релейной системе связи с BWA;
фиг.2 - структура кадра в типичной системе IEEE 802.16;
фиг.3 - структура кадра в традиционной многозвенной релейной системе связи с BWA;
фиг.4 - движение RS в обычной многозвенной релейной системе связи с BWA;
фиг.5 - поток прохождения сигналов для релейного обслуживания от RS в традиционной многозвенной релейной системе связи с BWA;
фиг.6 - структура кадра с каналами синхронизации в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.7 - структуру кадра в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.8 - диаграмма, показывающая синхронизацию передача и приема сигналов в соответствии со структурой кадра, показанной на фиг.7;
фиг.9 - структура кадра в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.10 - структура многозвенной релейной системы связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.11 - структура субкадра DL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.12 - положения каналов синхронизации в субкадре DL, показанном на фиг.11, в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.13 - структура субкадра DL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.14 - положения каналов синхронизации в субкадре DL, показанном на фиг.13, в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.15 - структура субкадра UL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.16 - структура субкадра UL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.17 - блок-схема программы последовательности выполнения операций процесса BS в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.18 - блок-схема программы последовательности выполнения операций процесса RS1 в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.19 - блок-схема программы последовательности выполнения операций процесса RS2 в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.20 - блок-схема программы последовательности выполнения операций процесса MS в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением; и
фиг.21 - блок-схема BS в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны здесь ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи. В последующем описании известные функции или конструкции не описываются подробно, так как они ненужными подробностями могут заслонять собой изобретение.
Настоящее изобретение обеспечивает способ обеспечения канала синхронизации для поддержки мобильности RS и устранения помехи от соседних станций, вызванной многочисленными связями внутри ячейки в многозвенной релейной системе связи с BWA. Последующее описание будет делаться в контексте системы беспроводной дуплексной связи с временным уплотнением (TDD) - системы многостанционного доступа с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), хотя настоящее изобретение также применимо к системе связи, использующей любую другую схему многостанционного доступа или любую другую дуплексную схему разделения.
Термин "первичная RS" или "RS1" определяется как RS, что расширяет покрытие ячейки, а термин "вторичная RS" или "RS2" определяется как RS, что увеличивает пропускную способность. Поэтому RS1 обеспечивает канал синхронизации, канал управления и каналы трафика для станций MS или RS, расположенных вне зоны ячейки станции BS, тогда как RS2 обеспечивает индивидуальные каналы управления и трафика для станций MS при плохом состоянии канала, хотя они и расположены в зоне ячейки станции BS.
Хотя здесь говорится, что для связей между BS и RS субкадр формируется в соответствии со стандартом IEEE 802.16, должно быть очевидным, что может применяться передовая технология с новыми функциональными возможностями и применениями. То же самое справедливо для связей с верхней RS (или вышестоящей RS) и нижней RS.
На фиг.6 показана структура кадра, обеспечивающая каналы синхронизации для станций MS и RS в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.6 кадр составлен из субкадра 610 DL и субкадра 620 UL. Субкадр 610 DL содержит первую и вторую зоны 611 и 613 временного уплотнения, а субкадр 620 UL содержит первую и вторую зоны 621 и 623 временного уплотнения. Длительность первых зон 611 и 621 и длительность вторых зон 621 и 623 могут быть неизменными или изменяться в зависимости от среды ячейки.
BS связывается с MS, соединенной с ней через прямую линию связи в первых зонах 611 и 621, и связывается с RS во вторых зонах 613 и 623. Поскольку длительности первых зон 611 и 621 и вторых зон 613 и 623 могут динамически изменяться в соответствии со средой ячейки, как упомянуто выше, BS назначает каналы синхронизации в начало первой зоны 611 и в конец второй зоны 613, так чтобы MS и RS могли синхронизоваться. BS также назначает каналы ранжирования в начало первой зоны 621 и в конец второй зоны 623 для ранжирования от станций MS. Положения каналов ранжирования (или временных интервалов ранжирования) в субкадре 620 UL могут быть указаны каналом управления, если они не неизменны.
Для облегчения синхронизации и поиска ячейки BS обеспечивает для MS канал синхронизации (упоминаемый как канал синхронизации BS) в форме преамбулы и для RS канал синхронизации (упоминаемый как канал синхронизации RS) в форме заключения. Поскольку каналы синхронизации постоянно находятся в начале и конце субкадра 610 DL, MS и RS могут приобретать информацию для синхронизации и информацию соседней BS из установленных каналов синхронизации. Канал синхронизации RS может дополнительно использоваться для измерения помех.
Многочисленные связи имеют место среди BS, RS1, RS2 и MS в многозвенной релейной системе связи с BWA.
Так как BS и RS2 обеспечивают обслуживание станции MS в пределах зоны обслуживания BS, они используют ортогональные ресурсы, чтобы избегать помех между двумя линиями связи, то есть между линией связи BS-MS и линией связи RS2-MS. Когда в ячейке существует множество станций RS2, ортогональные ресурсы, выделенные RS2, могут использоваться многократно путем пространственного мультиплексирования.
Поэтому сигнал линии связи BS-MS отличается от сигнала линии связи RS2-MS в частотной зоне, но они перекрывают друг друга во временной области. Когда BS и RS2 связываются со станциями MS в одно и то же время, возникает помеха от соседних станций.
В этом контексте одни и те же временные ресурсы не назначаются линией связи BS-MS и линией связи RS2-MS, как показано на фиг.7. Конкретно, система связи с BWA назначает заранее определенные ресурсы вторых зон 613 и 623 линии связи RS2-MS.
На фиг.7 показана структура кадра в многозвенной релейной системе связи с BWA, соответствующая настоящему изобретению. В соответствии со структурой кадра кадр формируется таким образом, что ресурсы назначаются RS1 и RS2 в частотном разделении.
На фиг.7 каждый кадр составлен из субкадра 720 DL и субкадра 730 UL. Субкадр 720 DL содержит разделенные во времени первую и вторую зоны 721 и 723, а субкадр 730 UL содержит разделенные во времени первую и вторую зоны 731 и 733. Длительности первых зон 721 и 731 и длительности вторых зон 723 и 733 устанавливаются постоянными или динамически изменяются в зависимости от среды ячейки.
В кадре 710 RS2 станция RS2 связывается с BS в первых зонах 721 и 731 и связывается с MS в заранее определенных частях 711 и 713 вторых зон 723 и 733. Если существует множество станций RS2, вторые зоны 723 и 733 используются ими многократно путем мультиплексирования с пространственным разделением. RS1 обеспечивает прозрачное релейное обслуживание для станции MS в первых зонах 721 и 731 и связывается с BS во вторых зонах 723 и 733.
Когда кадр формируется с помощью пространственного мультиплексирования и временного мультиплексирования, как описано выше, передача и прием BS, RS1, RS2 и станций MS имеют отношения, показанные на фиг.8.
На фиг.8 показана диаграмма, иллюстрирующая синхронизацию передачи и приема сигналов в соответствии со структурой кадра, показанной на фиг.7.
На фиг.8, в субкадре 720 DL, BS 800 посылает канал синхронизации, канал управления и пакет трафика на станцию RS2 820 или на станцию MS 830, связанные со станцией BS 800 прямой линией связи в первой зоне 721, и затем посылает канал управления, пакет трафика и канал синхронизации на станцию RS1 810 во второй зоне 723. BS 800 обеспечивает для станции MS 830 и для станций RS 810 и 820 канал синхронизации BS и канал синхронизации RS в начале первой зоны 721 и в конце второй зоны 723 соответственно.
RS1 810 посылает канал синхронизации, канал управления и пакет трафика станции RS2 820 или станции MS 830, связанной с RS1 810 через релейную линию в первой зоне 721. Затем RS1 810 принимает канал синхронизации, канал управления и пакет трафика от BS 800 во второй зоне 723.
RS2 820 принимает канал управления и пакет трафика, необходимые для релейного обслуживания, от BS 800 в первой зоне 721. Затем RS2 820 посылает пакет трафика на станцию MS 830, связанную с RS2 через релейную линию в заранее определенной части 711 второй зоны 723.
MS 830 принимает канал синхронизации, канал управления, пакет трафика от BS 800 или от RS1 810 в первой зоне 721. Затем MS 830 принимает сигнал от RS1 810 или RS2 820 во второй зоне 723. В частности, MS 830 принимает пакет трафика от RS2 820 в части второй зоны 723.
Чтобы избежать помехи от соседних станций, вторые зоны 723 и 733 назначаются линией связи RS2-MS и линией связи BS-RS1 посредством частотного разделения. В другом варианте осуществления настоящего изобретения вторые зоны 723 и 733 назначаются линией связи RS2-MS и линией связи BS-RS1 посредством временного разделения.
На фиг.9 показана структура кадра в многозвенной релейной системе связи с BWA, соответствующая настоящему изобретению. Показаны кадр 700 BS и кадр 710 RS2.
На фиг.9 каждый из кадров 700 и 710 состоит из субкадра 720 DL и субкадра 730 UL. Субкадр 720 DL содержит первую и вторую зоны 721 и 723, мультиплексированные во времени, а субкадр 730 UL содержит первую и вторую зоны 731 и 733, мультиплексированные во времени. Вторые зоны 723 и 733 разделены на зоны 900 и 920 линии связи RS2-MS и зоны 910 и 930 линии связи BS-RS1. BS обеспечивает станции RS1 канал синхронизации RS, принимающий форму заключения в установленном месте. Поэтому зоны 900 и 920 линии связи RS2-MS предшествуют зонам 910 и 930 линии связи BS-RS1 во вторых зонах 723 и 733.
BS связывается с RS2 или с MS в первых зонах 721 и 731 и связывается с RS1 во вторых зонах 723 и 733. Интересно, что BS покидает зоны 900 и 920 линии связи RS2-MS, пустой во вторых зонах 723 и 733, чтобы избежать помех внутри ячейки. Соответственно, BS связывается с RS1 в зонах 910 и 930 линии связи BS-RS1.
Для RS1 BS обеспечивает канал синхронизации RS и канал ранжирования в конце зон 910 и 930 линии связи BS-RS1.
В кадре 710 RS RS2 связывается с BS в первых зонах 721 и 731 и затем связывается с MS в зонах 900 и 920 линии связи RS2-MS вторых зон 723 и 733. Интересно, что RS2 не использует зоны 910 и 930 линии связи BS-RS1, чтобы избежать помех внутри ячейки.
Приведенное выше описание было сделано в контексте многозвенной релейной системы связи с BWA, имеющей два звена. Система связи с BWA может быть выполнена так, что станция MS связывается с BS по многочисленным звеньям, как показано на фиг.10.
На фиг.10 показана структура многозвенной релейной системы связи с BWA, соответствующей настоящему изобретению.
На фиг.10 BS 1001 связывается с MS 1019 через релейные линии, образованные множеством станций RS 1011, 1013, 1015 и 1017.
Станции RS 1011, 1013, 1015 и 1017 могут быть сгруппированы в 1-ю группу и 2-ю группу. Например, если BS 1001 установлена как RS 0-го звена, 1-я группа является группой с четными звеньями, в том числе BS 1001, RS 1013 2-го звена, RS 4-го звена и другие RS четных звеньев, а 2-я группа является группой с нечетными звеньями, в том числе RS 1011 1-го звена, RS 1015 3-го звена и другие RS нечетных звеньев.
Если BS 1001 не классифицирована как RS 0-го звена, 1-я группа является группой с нечетными звеньями, в том числе RS 1011 1-го звена, RS 1015 3-го звена и другие RS нечетных звеньев, и 2-я группа является группой с четными звеньями, в том числе RS 1013 2-го звена, RS 4-го звена и другие RS четных звеньев.
Когда многозвенные линии связи таким образом сгруппированы в первую и вторую группы, связь осуществляется в кадрах, имеющих в системе связи с BWA структуры, показанные на фиг.11-16. Последующее описание сделано при условии, что 1-я группа является группой с нечетными звеньями и вторая зона, показанная на фиг.6, дополнительно разделена на вторую и третью зоны.
Субкадр DL в системе связи с BWA имеет структуру, показанную на фиг.11 или фиг.13.
На фиг.11 показана структура субкадра DL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
Со ссылкой на фиг.11, каждый субкадр 1100 DL содержит первую, вторую и третью зоны 1101, 1103 и 1105, соответственно, с временным мультиплексированием.
В субкадре 1110 BS станция BS посылает в нисходящем звене связи субкадры на станцию MS в пределах своей зоны обслуживания в первой и второй зонах 1101 и 1103. Чтобы избежать помехи между MS и RS, вторая зона 1103 может быть заполнена нулевыми данными, вместо субкадра нисходящего звена связи. BS обеспечивает MS преамбулой в качестве канала синхронизации в начале первой зоны 1101. BS посылает субкадр в нисходящем звене связи на RS 1-го звена 1-й группы в третьей зоне 1105. BS обеспечивает для RS 1-го звена заключение в качестве канала синхронизации в конце третьей зоны 1105.
В субкадре 1120 RS 1-й группы RS 1-й группы посылает субкадр по нисходящей линии связи на MS в пределах своей зоны обслуживания в первой зоне 1101. RS 1-й группы обеспечивает для MS канал синхронизации в форме преамбулы в начале первой зоны 1101. RS 1-й группы посылает субкадр по нисходящей линии связи RS следующего звена 2-й группы во второй зоне 1103. RS 1-й группы предоставляет RS следующего звена канал синхронизации в форме заключения в конце второй зоны 1103. RS 1-й группы принимает субкадр по нисходящей линии связи от RS предыдущего звена 2-й группы в третьей зоне 1105. Если RS 1-й группы является RS 1-го звена, RS 1-й группы принимает субкадр по нисходящей линии связи от BS в третьей зоны 1105. TTG вставляется между второй зоной 1103 и третьей зоной 1105 для переключения операций RS 1-й группы. Следовательно, RS 1-й группы посылает перед TTG канал синхронизации на RS 2-й группы, используя ресурсы второй зоны 1103.
В субкадре 1130 RS 2-й группы станция RS 2-й группы посылает субкадр MS по нисходящей линии связи внутри своей зоны обслуживания в первой зоне 1101. RS 2-й группы обеспечивает для MS канал синхронизации в форме преамбулы в начале первой зоны 1101. RS 2-й группы принимает субкадр по нисходящей линии связи от RS предыдущего звена 1-й группы во второй зоне 1103. RS 2-й группы посылает субкадр по нисходящей линии связи RS следующего звена 1-й группы в третьей зоне 1105. RS 2-й группы обеспечивает для RS следующего звена канал синхронизации в форме заключения в конце третьей зоны 1105. TTG вставляется между первой зоной 1101 и второй зоной для переключения операций RS 2-й группы и RTG вставляется между второй зоной 1103 и третьей зоной 1105.
Хотя на чертеже не показано, если RS 1-й группы является RS последнего звена, то RS 1-й группы посылает по нисходящей линии связи субкадры на станции MS в пределах своей зоны обслуживания в первой и второй зонах 1101 и 1103. Чтобы избежать помех между станциями MS и RS, вторая зона 1103 может иметь нулевые данные. Затем RS последнего звена принимает субкадр по нисходящей линии связи от RS предыдущего звена 2-й группы в третьей зоне 1105.
Если RS последнего звена является RS 2-й группы, RS 1-й группы посылает субкадры по нисходящей линии связи на станции MS внутри своей зоны обслуживания в первой и третьей зонах 1101 и 1105. Чтобы избежать помехи между станциями MS и RS, третья зона 1105 может иметь нулевые данные. RS последнего звена принимает субкадр по нисходящей линии связи от RS предыдущего звена 1-й группы во второй зоне 1103.
В соответствии со структурой кадра DL, показанной на фиг.11, субкадры первой, второй и третьей зон субкадра DL могут быть сформированы в соответствии со стандартом IEEE 802.16, как показано на фиг.12.
На фиг.12 показаны положения каналов синхронизации в субкадре DL, показанной на фиг.11, в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.12 субкадр 1200 DL содержит первую, вторую и третью зоны 1201, 1203 и 1205, соответственно, мультиплексированные по времени.
Субкадр 1210 BS переносит канал синхронизации, канал управления и пакет DL на станцию MS внутри зоны обслуживания BS. BS помещает канал синхронизации для MS в форме преамбулы в начало первой зоны 1201. Если BS использует вторую зону 1203, кадр 1210 BS содержит пакет DL во второй зоне 1203. Третья зона 1205 имеет канал управления, пакет DL и канал синхронизации для RS 1-го звена. Таким образом, BS обеспечивает для RS 1-го звена канал синхронизации в форме заключения в конце третьей зоны 1205.
В субкадре 1220 RS 1-й группы первая зона 1201 переносит канал синхронизации, канал управления и пакет DL для MS внутри зоны обслуживания RS 1-й группы. RS 1-й группы обеспечивает для MS канал синхронизации в форме преамбулы в начале первой зоны 1201. Вторая зона 1203 имеет канал управления, пакет DL и канал синхронизации для RS следующего звена 2-й группы. Таким образом, RS 1-й группы обеспечивает для RS следующего звена канал синхронизации в форме заключения в конце второй зоны 1203. RS 1-й группы принимает субкадр по линии нисходящей связи от RS предыдущего звена или от BS в третьей зоне 1205.
В кадре 1230 RS 2-й группы первая зона 1201 содержит канал синхронизации, канал управления и пакет DL для MS внутри зоны обслуживания RS 2-й группы. То есть RS 2-й группы обеспечивает канал синхронизации для MS в форме преамбулы в начале первой зоны 1201. Третья зона 1205 переносит канал синхронизации, канал управления и пакет DL для RS следующего звена 1-й группы. То есть RS 2-й группы обеспечивает для RS следующего звена 1-й группы канал синхронизации в форме заключения в конце третьей зоны 1205. RS 2-й группы принимает субкадр по нисходящей линии связи от RS предыдущего звена во второй зоне 1203.
На фиг.13 показана структура субкадра DL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.13 каждый субкадр 1300 DL содержит первую, вторую и третью зоны 1301, 1303 и 1305 с мультиплексированием по времени.
В субкадре 1310 BS станция BS посылает субкадры по нисходящей линии связи на станции MS внутри своей зоны обслуживания в первой и третьей зонах 1301 и 1305. Чтобы избежать помех между станциями MS и RS, третья зона 1305 может быть заполнена нулевыми данными вместо субкадра нисходящего звена связи. BS обеспечивает преамбулу в качестве канала синхронизации в начале первой зоны 1301 для станций MS. BS посылает по нисходящей линии связи субкадр на RS 1-го звена 1-й группы во второй зоне 1303. BS обеспечивает для RS 1-го звена заключение в качестве канала синхронизации в конце второй зоны 1303. Так как между второй зоной 1303 и третьей зоной 1305 в субкадре 1320 RS 1-й группы присутствует RTG, BS посылает канал синхронизации на RS 1-го звена перед RTG во второй зоне 1303.
В субкадре 1320 RS 1-й группы RS 1-й группы посылает по нисходящей линии связи субкадр на MS внутри своей зоны обслуживания в первой зоне 1301. RS 1-й группы обеспечивает для MS канал синхронизации в форме преамбулы в начале первой зоны 1301. RS 1-й группы принимает по нисходящей линии связи субкадр от RS предыдущего звена 2-й группы во второй зоне 1303. Если RS 1-й группы является RS 1-го звена, RS 1-й группы принимает по нисходящей линии связи субкадр от BS во второй зоне 1303. RS 1-й группы посылает по нисходящей линии связи субкадр на RS следующего звена 2-й группы в третьей зоне 1305. RS 1-й группы обеспечивает для RS следующего звена канал синхронизации в форме заключения в конце третьей зоны 1305. TTG вставляется между первой зоной 1301 и третьей зоной 1303 для переключения операций RS 1-й группы, а RTG присутствует между второй зоной 1303 и третьей зоной 1305 в субкадре 1320 RS 1-й группы.
В субкадре 1330 RS 2-й группы RS 2-й группы посылает по нисходящей линии связи субкадр для MS внутри своей зоны обслуживания в первой зоне 1301. RS 2-й группы обеспечивает для MS канал синхронизации в форме преамбулы в начале первой зоны 1301. RS 2-й группы посылает по нисходящей линии связи субкадр для RS следующего звена 1-й группы во второй зоне 1303. RS 2-й группы обеспечивает для RS следующего звена канал синхронизации в форме заключения в конце второй зоны 1303. RS 2-й группы принимает по нисходящей линии связи субкадр RS предыдущего звена 1-й группы в третьей зоне 1305.
Хотя это не показано, если RS последнего звена принадлежит 1-й группе, RS последнего звена посылает по нисходящей линии связи субкадры для станций MS внутри своей зоны обслуживания в первой и третьей зонах 1301 и 1305. Чтобы избежать помех между станциями MS и RS, третья зона 1305 может иметь нулевые данные. RS последнего звена принимает по нисходящей линии связи субкадр от RS предыдущего звена 2-й группы во второй зоне 1303.
Если RS последнего звена является RS 2-й группы, RS последнего звена посылает по нисходящей линии связи субкадры для станций MS внутри своей зоны обслуживания в первой и второй зонах 1301 и 1303. Чтобы избежать помех между станциями MS и RS, вторая зона 1303 может иметь нулевые данные. RS последнего звена принимает по нисходящей линии связи субкадр от RS предыдущего звена 1-й группы в третьей зоне 1305.
В соответствии со структурой кадра DL, показанной на фиг.13, субкадры первой, второй и третьей зон в субкадре DL могут быть сформированы в соответствии со стандартом IEEE 802.16, как показано на фиг.14.
На фиг.14 показаны положения каналов синхронизации в субкадре DL, показанном на фиг.13, в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.14 субкадр 1400 DL содержит первую, вторую и третью зоны 1401, 1403 и 1405, мультиплексированные по времени.
Субкадр 1410 BS несет канал синхронизации, канал управления и пакет DL для MS внутри зоны обслуживания BS. То есть BS помещает канал синхронизации для MS в форме преамбулы в начало первой зоны 1401. Если BS использует третью зону 1405, BS, субкадр 1410 содержит пакет для передачи по нисходящей линии связи в третьей зоне 1405. Вторая зона 1403 субкадра 1410 BS имеет канал управления, пакет DL и канал синхронизации для RS 1-го звена. Таким образом, BS обеспечивает RS 1-го звена с каналом синхронизации в форме заключения в конце второй зоны 1403.
В субкадре 1420 RS 1-й группы первая зона 1401 несет канал синхронизации, канал управления и пакет DL для MS внутри зоны обслуживания RS 1-й группы. RS 1-й группы обеспечивает для MS канал синхронизации в форме преамбулы в начале первой зоны 1401. Третья зона 1405 имеет канал управления, пакет DL и канал синхронизации для RS следующего звена 2-й группы. Таким образом, RS 1-й группы обеспечивает для RS следующего звена канал синхронизации в форме заключения в конце третьей зоны 1405. RS 1-й группы принимает по нисходящей линии связи субкадр от RS предыдущего звена или BS во второй зоне 1403.
В субкадре 1430 RS 2-й группы первая зона 1401 содержит канал синхронизации, канал управления и пакет DL для MS внутри зоны обслуживания RS 2-й группы. То есть RS 2-й группы обеспечивает канал синхронизации для MS в форме преамбулы в начале первой зоны 1401. Вторая зона 1403 несет канал синхронизации, канал управления и пакет DL для RS следующего звена 1-й группы. RS 2-й группы обеспечивает канал синхронизации для RS следующего звена 1-й группы в форме заключения в конце второй зоны 1403. RS 2-й группы принимает по нисходящей линии связи субкадр от RS предыдущего звена в третьей зоне 1405.
Система связи с BWA формирует субкадр UL, как показано на фиг.15 или фиг.16.
На фиг.15 показана структуру субкадра UL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.15 каждый субкадр 1500 UL содержит первую, вторую и третью зоны 1501, 1503 и 1505 с мультиплексированием во времени.
В субкадре 1510 BS станция BS принимает субкадры по восходящей линии связи от станций MS внутри своей зоны обслуживания в первой и второй зонах 1501 и 1503. Чтобы избежать помехи между станциями MS и RS, вторая зона 1503 может быть заполнена нулевыми данными вместо субкадра, передаваемого по восходящей линии связи. BS принимает по восходящей линии связи субкадр от RS 1-й зоны 1-й группы в третьей зоне 1505.
В RS 1-й группы субкадры 1520 и 1540 RS 1-й группы принимает по восходящей линии связи субкадр от MS внутри своей зоны обслуживания в первой зоне 1501. RS 1-й группы принимает по восходящей линии связи субкадр от RS следующего звена 2-й группы во второй зоне 1503. Например, RS 1-го звена первой группы принимает по восходящей линии связи субкадр от RS 2-го звена второй группы. RS 3-го звена первой группы принимает по восходящей линии связи субкадр от RS 4-го звена второй группы. RS 1-й группы посылает по восходящей линии связи субкадр на RS предыдущего звена второй группы в третьей зоне 1505. Если RS 1-й группы является RS 1-го звена, RS 1-й группы посылает по восходящей линии связи субкадр на BS в третьей зоне 1505. Для переключения операций RS 1-й группы RTG вставляется между второй зоной 1503 и третьей зоной 1505.
В кадре 1530 RS 2-й группы станция RS 2-й группы принимает по восходящей линии связи субкадр от MS внутри своей зоны обслуживания в первой зоне 1501. RS 2-й группы посылает по восходящей линии связи на RS предыдущего звена 1-й группы во второй зоне 1503. RS 2-й группы принимает по восходящей линии связи субкадр от RS следующего звена 1-й группы в третьей зоне 1505. Для переключения операций RS 2-й группы между первой зоной 1501 и второй зоной 1503 присутствует RTG, а TTG вставляется между второй зоной 1503 и третьей зоной 1505.
Хотя на чертеже не показано, если RS последнего звена принадлежит первой группе, RS последнего звена принимает по восходящей линии связи субкадры от MS внутри своей зоны обслуживания в первой и второй зонах 1501 и 1503. Чтобы избежать помехи между станциями MS и RS, вторая зона 1503 может иметь нулевые данные. RS последнего звена посылает по восходящей линии связи субкадр для RS предыдущего звена 2-й группы в третьей зоне 1505.
Если RS последнего звена является RS 2-й группы, она принимает по восходящей линии связи субкадры от станций MS внутри своей зоны обслуживания в первой и третьей зонах 1501 и 1505. Чтобы избежать помех между станциями MS и RS, третья зона 1505 может иметь нулевые данные. RS последней зоны посылает по восходящей линии связи субкадр RS предыдущего звена 1-й группы во второй зоне 1503.
Фиг.16 показывает структуру субкадра UL в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.16 каждый субкадр 1600 UL содержит первую, вторую и третью зоны 1601, 1603 и 1605 с временным мультиплексированием.
В субкадре 1610 BS станция BS принимает по восходящей линии связи субкадры от станций MS внутри своей зоны обслуживания в первой и третьей зонах 1601 и 1605. Чтобы избежать помехи между MS и RS, третья зона 1605 может быть заполнена нулевыми данными вместо субкадра UL. BS принимает по восходящей линии связи субкадр от RS 1-го звена 1-й группы во второй зоне 1603.
В субкадрах 1620 и 1640 RS 1-й группы станция RS 1-й группы принимает по восходящей линии связи субкадр от MS внутри своей зоны обслуживания в первой зоне 1601. RS 1-й группы посылает по восходящей линии связи субкадр RS предыдущего звена второй группы во второй зоне 1603. Если RS 1-й группы является RS 1-го звена, то RS 1-й группы посылает по восходящей линии связи субкадр для BS во второй зоне 1603. В третьей зоне 1605 RS 1-й группы принимает по восходящей линии связи субкадр от RS следующего звена 2-й группы. Для переключения операций RS 1-й группы между первой зоной 1601 и второй зоной 1303 вставляется RTG, а TTG присутствует между второй зоной 1603 и третьей зоной 1605.
В кадре 1630 RS 2-й группы станция RS второй группы принимает по восходящей линии связи субкадр от MS внутри своей зоны обслуживания в первой зоне 1601. RS 2-й группы принимает по восходящей линии связи субкадр от RS последующего звена 1-й группы во второй зоне 1603 и посылает по восходящей линии связи субкадр для RS предыдущего звена 1-й группы в третьей зоне 1605.
Хотя на чертеже это не показано, если RS последнего звена принадлежит первой группе, RS последнего звена принимает по восходящей линии связи субкадры от станций MS внутри своей зоны обслуживания в первой и третьей зонах 1601 и 1605. Чтобы избежать помех между станциями MS и RS, третья зона 1605 может иметь нулевые данные. RS последнего звена посылает по восходящей линии связи субкадр для RS предыдущего звена 2-й группы во второй зоне 1603.
Если RS последнего звена является RS 2-й группы, станция RS последнего звена принимает по восходящей линии связи субкадры от станций MS внутри своей зоны обслуживания в первой и второй зонах 1601 и 1603. Чтобы избежать помехи между станциями MS и RS, вторая зона 1603 может иметь нулевые данные. RS последнего звена посылает по восходящей линии связи субкадр для RS предыдущего звена 1-й группы в третьей зоне 1605.
Система связи с BWA может сформировать кадр путем объединения субкадра DL, показанного на фиг.11, и субкадра UL, показанного на фиг.15 или фиг.16. С другой стороны, система связи с BWA может формировать кадр путем объединения субкадра DL, показанного на фиг.13, и субкадра UL, показанного на фиг.15 или фиг.16.
Как описано выше, BS посылает канал синхронизации станциям MS и станциям RS 1-го звена в соответствии со структурой кадра в системе связи с BWA. Станции RS 1-й группы посылают каналы синхронизации для станций MS и станций RS 2-й группы в соответствии со структурой кадра. Станции RS 2-й группы обеспечивают каналы синхронизации для станций MS и станций RS следующего звена первой группы в соответствии со структурой кадра.
BS, станции RS 1-й группы и станции RS 2-й группы посылают каналы синхронизации в каждом кадре или в каждом заранее определенном числе кадров. Альтернативно, они могут содержать каналы синхронизации в кадрах, указанных сигналом управления. Сигнал управления содержит заголовок управления кадрами (FCH), протокол MAP и дескриптор каналов нисходящей линии связи (DCD).
Далее будет приведено описание операций станций BS, RS1, RS2 и MS, чтобы связываться, используя структуру кадров, описанную выше, в системе связи с BWA.
На фиг.17 показана блок-схема последовательности выполнения операций, иллюстрирующая процесс работы BS в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.17 на этапе 1701 BS определяет зону прямой связи и зону релейной связи в каждом из субкадров DL и UL. Например, если система связи с BWA охватывает два звена, первая зона для прямой линии связи и вторая зона для релейной линии связи определяются в каждом из субкадров DL и UL. Если система связи с BWA охватывает три звена, первая зона для прямой линии связи и вторая и третья зоны для релейной линии определяются в каждом из субкадров DL и UL.
На этапе 1703 BS связывается с MS и RS2 внутри своей зоны обслуживания в зоне прямой линии связи. BS обеспечивает канал синхронизации BS для MS в начале зоны прямой линии связи. Например, если кадр имеет структуру, показанную на фиг.6, фиг.7 или фиг.9, BS связывается с MS в первых зонах.
Если субкадр DL и субкадр UL имеют структуры, показанные на фиг.11 и фиг.15, соответственно, BS связывается с MS в первых зонах или во вторых зонах. Если субкадр DL и субкадр UL имеют структуры, показанные на фиг.13 и фиг.16, соответственно, BS связывается с MS в первых зонах или третьих зонах.
На этапе 1705 BS связывается с RS 1-го звена в зоне релейной линии связи. Для RS 1-го звена BS обеспечивает для RS канал синхронизации в конце зоны релейной линии связи.
Например, если кадр имеет структуру, показанную на фиг.6, фиг.7 или фиг.9, BS связывается с RS 1-го звена во вторых зонах. Таким образом, BS обеспечивает канал синхронизации для RS 1-го звена в конце второй зоне субкадра DL.
Если субкадр DL и субкадр UL имеют структуры, показанные на фиг.11 и фиг.15, соответственно, BS связывается с RS 1-го звена в третьих зонах. Таким образом, BS обеспечивает канал синхронизации для RS 1-го звена в конце третьей зоны субкадра DL.
Если субкадр DL и субкадр UL имеют структуры, показанные на фиг.13 и фиг.16, соответственно, BS связывается с RS с 1-го звена во вторых зонах. Таким образом, BS обеспечивает канал синхронизации для RS 1-го звена в конце второй зоны субкадра DL.
Затем BS завершает процесс.
На фиг.18 показана блок-схема последовательности выполнения процесса для RS1 в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.18 на этапе 1801 RS1 проверяет информацию структуры субкадра, то есть информацию о зонах прямых линий связи и зонах релейных линий связи в субкадрах DL и UL, принятых от BS или верхней RS. Если кадр имеет структуру, показанную на фиг.6, фиг.7 или фиг.9, RS1 проверяет информацию структуры, касающуюся первых и вторых зон.
Если субкадр DL имеет структуру, показанную на фиг.11 или фиг.13, и субкадр UL имеет структуру, показанную на фиг.15 или фиг.16, RS1 проверяет информацию структуры, касающуюся первой, второй и третьей зон.
На этапе 1803 RS1 связывается с MS или RS2 внутри своей зоны обслуживания в первых зонах для прямой линии связи. Для станции MS станция RS1 обеспечивает канал синхронизации в начале первой зоны в субкадре DL.
На этапе 1805 RS1 связывается с BS или с RS различных звеньев в зонах релейной линии связи. Для нижних станций RS станция RS1 обеспечивает канал синхронизации в конце зоны для связи с нижними станциями RS в субкадре DL. Если кадр имеет структуру, показанную на фиг.6, фиг.7 или фиг.9, RS1 связывается с BS во вторых зонах.
Если субкадр DL и субкадр UL кадра имеют структуры, показанные на фиг.11 и фиг.15, соответственно, RS1 связывается с нижними станциями RS во вторых зонах и связывается с BS или верхними станциями RS в третьих зонах. RS1 обеспечивает канал синхронизации нижним RS в конце второй зоны в субкадре DL.
Если субкадр DL и субкадр UL кадра имеют структуры, показанные на фиг.13 и фиг.16, соответственно, RS1 связывается с нижними станциями RS в третьих зонах и связывается с BS или верхними станциями RS во вторых зонах. RS1 обеспечивает канал синхронизации для нижних RS в конце третьей зоны в субкадре DL.
Затем RS1 заканчивает процесс.
На фиг.19 показана блок-схема последовательности выполнения операций работы RS2 в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.19 RS2 проверяет информацию управления и информацию структуры субкадра, сформированную в соответствии с возможностями ее релейной линии, полученную от BS на этапе 1901. Например, если кадр сформирован, как показано на фиг.7 или фиг.9, RS2 проверяет информацию, касающуюся первой и второй зоны и зон линии связи RS2-MS вторых зон.
На этапе 1903 RS2 связывается с BS в первой зоне. RS2 затем связывается с MS, которая на этапе 1905 принимает релейное обслуживание через RS2 во второй зоне.
Например, RS2 принимает сигнал от BS в первой зоне и посылает сигнал на MS во второй зоне субкадра DL. В субкадре UL RS2 посылает сигнал на BS в первой зоне и принимает сигнал от MS во второй зоне.
Затем RS2 заканчивает процесс.
На фиг.20 показана блок-схема последовательности выполнения операций работы MS в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.20 на этапе 2001 MS связывается с BS или RS1 в первой зоне.
На этапе 2003 MS связывается с RS2 во второй зоне. Например, в субкадре DL MS принимает сигнал от BS или RS1 в первой зоне и принимает сигнал от RS2 во второй зоне. В субкадре UL MS посылает сигнал на BS или RS1 в первой зоне и сигнал к RS2 во второй зоне.
Затем MS завершает процесс.
Выше было описано, что каждый однонаправленный субкадр делится на первую и вторую зоны или на первую, вторую и третью зоны, которые являются мультиплексированными с временным разделением в системе TDD. В другом примере варианта осуществления настоящего изобретения однонаправленный субкадр делится на первую и вторую зоны или первую, вторую и третью зоны, которые мультиплексированы с частотным разделением в дуплексной системе с частотным разделением (FDD). В системе FDD субкадр DL и субкадр UL посылаются/принимаются одновременно в различных диапазонах частот.
Далее будут описаны структуры BS и RS для обеспечения релейного обслуживания в системе связи с BWA. Поскольку BS и RS имеют одно и то же построение, их структуры будут описаны для структуры BS, показанной на фиг.21. Последующее описание сделано, считая, что передачи и прием сигналов выполняются, используя единый приемопередатчик на BS и RS.
На фиг.21 показана блок-схема BS в многозвенной релейной системе связи с BWA в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.21 BS содержит передатчик 2101, приемник 2103, синхронизатор 2105 и радиочастотный переключатель 2107.
Передатчик 2101 имеет генератор 2109 кадров, устройство 2111 отображения ресурсов, модулятор 2113 и цифроаналоговый преобразователь 2115 (DAC).
В процессе работы генератор 2109 кадров формирует субкадр DL, чтобы послать каналы синхронизации, каналы управления и пакеты трафика на MS и нижнюю RS внутри зоны обслуживания BS под управлением синхронизатора 2105. В частности, генератор 2109 кадров обеспечивает канал синхронизации для MS в начале субкадра для MS и канал синхронизации для нижней RS в конце субкадра для нижней RS в субкадре DL.
Если система связи с BWA охватывает два звена, генератор 2109 кадров формирует субкадр, который должен быть послан MS или RS2 в первой зоне субкадра DL. Затем генератор 2109 кадров формирует субкадр, который должен быть послан на RS 1-го звена во второй зоне субкадра DL. Генератор 2109 кадров помещает каналы синхронизации в начало субкадра в первой зоне и в конец субкадра во второй зоне.
Если система связи с BWA охватывает три или больше звеньев, генератор 2109 кадров формирует субкадр, который должен быть послан на MS или RS2 в первой зоне или в первой и второй зонах субкадра DL. Затем генератор 2109 кадров формирует субкадр, который должен быть послан на RS 1-го звена в третьей зоне субкадра DL. Генератор 2109 кадров помещает каналы синхронизации в начало субкадра в первой зоне и в конец субкадра в третьей зоне.
Устройство 2111 отображения ресурсов отображает субкадры, принятые от генератора 2109 кадров в пакетах для линий связи, соответствующих субкадрам.
Модулятор 2113 модулирует отображенные субкадры в заранее определенной схеме модуляции.
DAC 2115 преобразует модулированный цифровой сигнал в аналоговый сигнал и обеспечивает аналоговый сигнал для радиочастотного переключателя 2107.
Приемник 2103 содержит аналого-цифровой преобразователь 2117 (ADC), демодулятор 2119, устройство 2121 восстановления ресурсов и устройство 2123 выделения кадров.
ADC 2117 преобразует аналоговый сигнал, принятый через радиочастотный переключатель 2107, в цифровой сигнал. Демодулятор 2119 демодулирует цифровой сигнал в заранее определенной схеме демодуляции.
Устройство 2121 восстановления ресурсов извлекает субкадры из пакетов, переданных по линии связи, принятых от демодулятора. Устройство 2123 выделения субкадра выделяет субкадр, предназначенный для BS, из субкадров.
Радиочастотный переключатель 2107 переключает сигналы, которые должны быть посланы или приняты от MS, RS1 и RS2 на передатчик 2101 и приемник 2103 под управлением синхронизатора 2105.
Синхронизатор 2105 управляет расстановкой во времени передачи и приема, когда BS связывается с MS и нижней RS в соответствии со структурой кадра.
Структура RS1 будет описана со ссылкой на фиг.21.
На фиг.21 RS1 содержит передатчик 2101, приемник 2103, синхронизатор 2105 и радиочастотный переключатель 2107.
Передатчик 2101 имеет генератор 2109 кадров, устройство 2111 отображения ресурсов, модулятор 2113 и DAC 2115.
Во время работы генератор 2109 кадров формирует субкадр DL, чтобы посылать каналы синхронизации, каналы управления и пакеты трафика на MS и нижнюю RS внутри зоны обслуживания RS1 под управлением синхронизатора 2105. В частности, генератор 2109 кадров обеспечивает канал синхронизации для MS в начале субкадра для MS и канала синхронизации для нижней RS в конце субкадра для нижней RS в субкадре DL.
Генератор 2109 кадров также формирует субкадр UL для связи с BS или верхней RS.
Устройство 2111 отображения ресурсов отображает субкадры, принятые от генератора 2109 кадров в пакетах для линий связи, соответствующих субкадрам.
Модулятор 2113 модулирует отображенные субкадры в заранее определенной схеме модуляции.
DAC 2115 преобразует модулированный цифровой сигнал в аналоговый сигнал и обеспечивает аналоговый сигнал для радиочастотного переключателя 2107.
Приемник 2103 содержит ADC 2117, демодулятор 2119, устройство 2121 восстановления ресурсов и устройство 2123 выделения кадров.
ADC 2117 преобразует аналоговый сигнал, принятый через радиочастотный переключатель 2107, в цифровой сигнал. Демодулятор 2119 демодулирует цифровой сигнал в заранее определенной схеме демодуляции.
Устройство 2121 восстановления ресурсов извлекает субкадры из пакетов, переданных по линии связи, принятых от демодулятора. Устройство 2123 выделения субкадра выделяет субкадр, предназначенный для BS, из субкадров.
Радиочастотный переключатель 2107 переключает сигналы, которые должны быть посланы или приняты от MS, RS1 и RS2 на передатчик 2101 и приемник 2103 под управлением синхронизатора 2105.
Синхронизатор 2105 управляет расстановкой во времени передачи и приема, когда BS связывается с MS, нижней RS верхней RS в соответствии со структурой кадра.
Как описано выше, многозвенная релейная система связи c BWA обеспечивает каналы синхронизации для станций MS и RS. Поэтому RS облегчают поиск ячейки и синхронизацию. Также, мультиплексирование во времени между релейным обслуживанием и прямым обслуживанием внутри ячейки устраняет помеху от соседних станций между ними.
Хотя изобретение было показано и описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты его осуществления, специалистам в этой области техники должно быть понятно, что в нем могут быть сделаны различные изменения по форме и в деталях, не отходя от сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.