無線多跳中繼接入網的接入方法、中繼站、基站和系統的製作方法
2023-07-10 01:33:01 3
專利名稱：無線多跳中繼接入網的接入方法、中繼站、基站和系統的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及寬帶無線接入網，更特別地涉及無線多跳(multi-hop)中繼接入網的接入方法，以及使用該接入方法的中繼站、基站和無線通信系統。
背景技術：
移動多跳中繼在IEEE 802.16標準化中是一個很新的概念。2005年7月，IEEE 802.16組成立了「移動多跳中繼」研究組來研究WiMAX中繼技術，並定義其概念和應用。WiMAX(World Interoperability forMicrowave Access)意即全球微波接入互通，是基於IEEE802.16標準的無線城域網技術。可以對比公知的Wi-Fi來更好地理解WiMAX。Wi-Fi是一項無線區域網接入技術，其信號傳輸半徑只有幾百米。而WiMAX是一項無線城域網接入技術，其信號傳輸半徑達50公裡，基本上能覆蓋到城郊。正是由於這種遠距離傳輸特性，WiMAX將不僅僅是解決無線接入的技術，還能作為有線網絡接入(Cable、DSL(數字用戶線))的無線擴展，方便地實現邊遠地區的網絡連接。
在寬帶無線接入網中，基站負責控制並為每個用戶終端或者移動臺分配無線資源。可以考慮某些應用情形，諸如基站的小區內存在陰影空洞(shadowing hole)、基站在低密度地區部署、大量地部署微蜂窩基站不很經濟或者其它類似的情形。中繼站可以用來覆蓋陰影空洞和進行擴展覆蓋範圍，並且成本效率較高。在另一些情形下，中繼站也可以用來改善空間的傳播環境進而增強吞吐量。基於以上考慮，2006年初，IEEE表決通過了「移動多跳中繼」研究組的項目授權請求(PAR)，正式的IEEE 802.16j工作組就此成立，以便在802.16小區內引入中繼站以實現增強吞吐量和擴展覆蓋範圍。在小區內引入中繼站會為移動臺和中繼站(Relay Station)的網絡接入和初始化過程帶來一些變化和更新。因此，本發明所描述的新機制就著眼於移動臺/中繼站的網絡接入和初始化方面。
移動臺必須首先經過網絡接入過程才能為基站所識別。但是因為在基站和移動臺之間引入了中繼站，網絡接入過程會發生變化，一些問題也出現了。例如，當一個移動臺在小區之外或者在陰影空洞內，移動臺因為不能收到基站的下行廣播信息而無法象往常一樣開始網絡接入過程。中繼站不得不在基站和移動臺之間中繼控制消息。因此，必須有一種新的機制來進行移動臺和中繼站的網絡接入過程，並且考慮到移動臺的後向兼容性。
存在的第一個問題是移動臺歸屬問題，即移動臺歸屬到基站還是中繼站。移動臺歸屬問題與基站上的資源分配相關。如果移動臺歸屬到中繼站，基站應該先發送數據業務到中繼站，然後再由中繼站轉發到移動臺。儘管中繼站的引入能夠提高基站-移動臺之間和移動臺-基站之間兩段鏈路上的數據傳輸速率，但結果基站卻為該移動臺分配了雙份資源。因此，需要在移動臺網絡接入過程中充分考慮引入中繼站後帶來的資源分配效率變化。另一個考慮與移動臺耗電量有關。當移動臺處於小區邊緣或者深度衰落區域時，移動臺必須調整到最大的發射功率。但是，移動臺的電池將在比平常短得多的時間內耗盡。在基站和移動臺間的空中鏈路中引入了中繼站後，移動臺的能量消耗被大量地降低了。這對於將移動臺的歸屬權從基站轉移到中繼臺是很有用的。
存在的另一個問題是中繼站是否應該發送同步和廣播信息。如果無需中繼站參與，移動臺就能從基站接收到同步和廣播信息，則中繼站可以用來改善移動臺的上行鏈路和下行鏈路的調製編碼速率，或者降低移動臺的發射功率。如果是其他情況，則中繼站會發送同步和廣播信息到移動臺，使移動臺能夠進行網絡接入過程。
本發明著重於使用合併檢測的方法，完成中繼站和移動臺的基本網絡接入機制。基站收集中繼站和基站上接收的信號質量測量結果，以及在移動臺上發送的控制消息中指定的能夠支持的下行突發包信息，從而通過綜合評估這些參數來對移動臺歸屬以及中繼站是否轉發廣播信息得出結論。本發明可以廣泛地應用於基於中繼站的寬帶無線接入網。
因此，本發明的目的是提供一種採用上述合併檢測來解決移動臺歸屬問題和中繼站轉發廣播信息問題的網絡接入方法、中繼站、基站和無線通信系統。
發明內容
本發明的目的首先通過一種中繼接入網的網絡接入方法來實現。其中所述中繼接入網包括基站、中繼站和移動臺，所述網絡接入方法包括如下步驟中繼站註冊步驟，其中所述中繼站接入到網絡，並向所述基站表明其是一個中繼站；移動臺同步和初始化步驟，其中所述移動臺與所述基站的下行鏈路信道同步，並使用所述基站分配的專用資源發送測距請求消息；監測步驟，其中所述中繼站監測所述移動臺的信號質量參數；過濾步驟，其中判斷所述移動臺是否為所述中繼站的活動移動臺，並且當判斷所述移動臺為中繼站的活動移動臺時才將所述移動臺的測距請求消息和信號質量參數轉發給所述基站；收集步驟，其中所述基站收集直接來自所述移動臺的信號質量參數和所述中繼站所監測的信號質量參數；以及合併檢測步驟，其中所述基站綜合這些信號質量參數來進行合併檢測，以確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是歸屬於所述中繼站。
本發明的目的還通過一種用於中繼接入網的中繼站來實現。其中所述中繼接入網包括基站、中繼站和移動臺，所述中繼站包括接收機，用於接收並監測移動臺的信號質量參數以及用於接收來自基站的消息；過濾單元，用於確定所述移動臺是否為活動的移動臺；發射機，用於
向所述基站表明所述中繼站是一個中繼站；在確定所述移動臺為所述中繼站的活動移動臺之後，才將所述移動臺的測距請求消息轉發給基站；以及在所述移動臺歸屬於所述中繼站時，將由所述接收機接收的所述基站的測距響應消息轉發給所述移動臺並發送同步和廣播信息。
本發明的目的還通過一種中繼接入網的基站來實現。其中所述中繼接入網包括基站、中繼站和移動臺，所述基站包括接收機，用於收集直接來自移動臺的信號質量參數和所述中繼站所監測的所述移動臺的信號質量參數；合併檢測單元，用於綜合這些信號質量參數來進行合併檢測，以確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是所述中繼站；以及發射機，用於在所述合併檢測單元確定將所述移動臺歸屬於所述基站時向所述移動臺返回測距響應消息，或在所述合併檢測單元確定將所述移動臺歸屬於所述中繼站時向所述中繼站返回測距響應消息。
本發明的目的還通過一種無線通信系統來實現。所述系統包括一個或多個移動臺；如權利要求15-17中的任何一項所述的基站；如權利要求10-14中的任何一項所述的中繼站，用於在所述移動臺和所述基站之間轉發消息以增加所述移動臺的吞吐量和/或擴展所述基站的覆蓋範圍。
本發明的一個優點在於後向兼容性。移動臺不做任何更改就能應用於有中繼站存在的基站小區。移動臺只需採用原有的網絡接入和初始化過程就能完成網絡的接入，並不知曉中繼站的存在。
本發明的另一個優點在於能夠高效地提高移動臺吞吐量和優化移動臺的電池使用時間。起初，中繼站監測測距請求消息的信號質量。如果信號質量不好，該測距請求消息將不會轉發至基站。這能夠避免中繼站到基站之間的無用的帶寬消耗。另一方面，通過合併檢測方法，由於中繼站的存在而增加移動臺的電池使用時間。所有這些控制都來自於基站。
本發明的另一個優點在於能夠實現中繼站的自配置。中繼站有兩種用處，即增強吞吐量和擴展覆蓋範圍。通過合併檢測方法，基站將決定是否需要中繼站發送同步和廣播信息。例如，如果中繼站從小區外進入小區內，則中繼站最好選擇為起到增強吞吐量的作用。
同時，本發明的變型也能支持中繼站選擇流程以及中繼站移動性流程。另外，本發明的方案與中繼站所採用的幀結構無關，也就是說本發明是一種更為通用的方法。因此本發明的使用範圍並不限於IEEE 802.16標準。
根據以下參照附圖對本發明實施例的詳細描述，本發明的其他特徵、應用和優點將變得明顯，其中相同的參考標號代表相同或相應的組件或步驟，其中圖1是現有技術中的無線網絡接入方法的示意性流程圖；圖2是採用本發明方法的無線通信系統的示意性結構圖；圖3是根據本發明的中繼站的示意性結構圖；圖4是根據本發明的基站的示意性結構圖；圖5是根據本發明第一實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖；圖6是根據本發明第二實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖；圖7是根據本發明第三實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖；圖8是根據本發明第四實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖；圖9是根據本發明第五實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖；圖10是根據本發明第六實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖；以及圖11是根據本發明第七實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖。
具體實施例方式
圖1是現有技術中的無線網絡接入方法的示意性流程圖。首先，在步驟101中，移動臺與基站的下行鏈路信道同步，並使用專用資源向基站發送測距請求消息。接著，在步驟102中，基站向移動臺發送測距響應消息。然後，如圖1所示，接入過程結束。雖然圖1隻是示例性的，但可以很容易地看出，圖1所示的無線網絡接入方法不涉及中繼站。在某些應用情況下，諸如基站的小區存在少量陰影空洞(shadowing hole)，或者基站部署在低密度區域，此時移動臺就無法正常通信。此外，當移動臺位於小區邊緣或深度衰落區域時，移動臺應當將發射功率調整為最大值，此時，與正常情況相比，電池電量會在很短的時間內耗盡。
圖2是採用本發明方法的無線通信系統200的示意性結構圖。圖中只示出了參與接入過程的基站220、中繼站210和移動臺230之間相互通信的示意圖。如圖2中所示，移動臺230可以直接與基站220進行通信，並且也可以通過中繼站210與基站220進行通信。根據下文參照圖5描述的合併檢測來確定是否在移動臺230的接入過程中引入中繼站210。注意，該圖只是示意性的，實際的無線通信系統中應包括更多的組件。
圖3是根據本發明的中繼站210的示意性結構圖。圖中只示出了接收機211、過濾單元212和發射機213。接收機211用於監測移動臺230的信號質量參數。在本發明的一個實施例中，過濾單元212用於確定移動臺230是否為活動的移動臺。發射機213用於向基站220表明中繼站210是一個中繼站，用於在確定移動臺230為活動的移動臺之後，才將其測距請求消息轉發給基站220，並且用於在移動臺230歸屬於中繼站210時，將來自基站220的測距響應消息轉發給移動臺230並發送同步和廣播信息。在本發明的另一個實施例中，接收機211通過接收上行鏈路數據突發包或測距請求消息來監測移動臺230的信號質量參數。在本發明的另一個實施例中，過濾單元212確定活動的移動臺230包括基於多個幀中的基站220下行鏈路廣播信息來測量移動臺230的信號質量或功率，並且其中如果移動臺230的信號質量或功率高於特定門限，則將移動臺230確定為活動的移動臺230，或者如果移動臺230的信號質量或功率低於特定門限，則將移動臺230確定為不活動的移動臺230。在本發明的另一個實施例中，過濾單元212還估計活動的移動臺230與中繼站210之間的時間偏移。在本發明的另一個實施例中，過濾單元212還將活動的移動臺230的測距請求消息轉換為MAC消息，或在中繼站210測距子信道中對其進行轉發，以便在一個幀中轉發活動的移動臺230的測距請求消息。在本發明的另一個實施例中，發射機213通過向基站220發送MAC消息來向基站220表明中繼站210是一個中繼站。注意，該圖只是示意性的，實際的中繼站中應包括更多的組件。
圖4是根據本發明的基站220的示意性結構圖。圖中只示出了接收機221、合併檢測單元222、發射機213和資料庫224。在本發明的一個實施例中，接收機221用於收集直接來自移動臺230的信號質量參數和中繼站210所監測的移動臺230的信號質量參數。合併檢測單元222用於綜合這些信號質量參數來進行合併檢測，以確定將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210。在本發明的一個實施例中，以信號質量報告的形式提供這些信號質量參數。這些信號質量參數可以是發射功率、信幹比、信噪比、誤包率、誤碼率和/或載幹比。發射機213用於在合併檢測單元222確定將移動臺230歸屬於基站220時向移動臺230返回測距響應消息，或在合併檢測單元222確定將移動臺230歸屬於中繼站210時向中繼站210返回測距響應消息。
在本發明的另一個實施例中，合併檢測單元222確定將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210包括在第一種情況下，即如果接收機221隻接收到來自移動臺230的測距請求消息，則確定將移動臺230歸屬於基站220；在第二種情況下，即如果接收機221隻接收到由中繼站210轉發的移動臺230的測距請求消息，則確定將移動臺230歸屬於中繼站210；或者在第三種情況下，即如果接收機221同時接收到來自移動臺230的測距請求消息和由中繼站210轉發的移動臺230的測距請求消息，則根據直接來自移動臺230的信號質量參數、中繼站210所監測的信號質量參數、移動臺230所發送的測距請求消息中所帶有的其可接受的下行突發包信息來確定將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210。
在本發明的另一個實施例中，在上述第三種情況下，合併檢測單元222確定將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210包括估計中繼站210的位置，並且其中如果所估計的中繼站210的位置在小區邊緣或陰影空洞附近，則將移動臺230歸屬於中繼站210。
在本發明的另一個實施例中，在上述第三種情況下，基站220確定將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210包括計算有中繼站210時的平均數據傳輸速率R1或移動臺的功率消耗P1和無中繼站210時的平均數據傳輸速率R2或移動臺的功率消耗P2；以及將R1與2R2相比較或將P1與P2相比較；並且其中如果以移動臺230吞吐量為衡量標準，則當R1＜2R2時，確定將移動臺230歸屬於基站220，否則就確定將移動臺230歸屬於中繼站210；或者如果以功率消耗為衡量標準，則當P1＜P2時，確定將移動臺230歸屬於中繼站210，否則就確定將移動臺230歸屬於基站220。
在本發明的另一個實施例中，基站220還包括資料庫224，用於存儲活動的移動臺230的列表。注意，該圖只是示意性的，實際的基站中應包括更多的組件。
圖5是根據本發明第一實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖。首先，在中繼站註冊步驟中，中繼站210接入到網絡，並向基站220表明中繼站210是一個中繼站。當在基站220的小區中部署新的中繼站210時，基站220會在空中接口上為該中繼站210分配無線資源，以便該中繼站210可以對移動臺230的用戶業務或控制消息進行中繼。中繼站註冊步驟501會影響基站220對中繼站210的資源分配。具體而言，中繼站210同步和初始化與常規的移動臺230的同步和初始化類似，只是中繼站210會以特定的方式向基站220表明其是一個中繼站並向基站220報告特定信息。例如，在本發明的一個實施例中，在中繼站210的測距和認證過程之後，中繼站210會向基站220發送MAC(媒體訪問控制)管理消息以表明其是一個中繼站。然後，基站220會對該中繼站210進行識別，並隨後為該中繼站210分配特定的無線資源用於業務中繼。為基站220為中繼站210分配的無線資源可以是一個或多個符號或一個幀中的一個或多個時隙。接著，在移動臺同步和初始化步驟502中，移動臺230與基站220的下行鏈路信道同步，並使用專用資源向基站220發送測距請求消息。移動臺同步和初始化步驟502會影響移動臺230的連接。對於本發明，為確保移動臺230的後向兼容，不需要對移動臺230進行任何改變。移動臺230隻需要按照常規的流程來進行處理。換言之，中繼站210對移動臺230來說是透明的。對於下行鏈路信道掃描和同步，處理過程與常規過程完全相同。首先，移動臺230應同步到基站220的下行鏈路信道並通過MAC管理消息來學習上行鏈路信道特徵。然後，移動臺230使用專用資源向基站220發送測距請求消息。在本發明的一個實施例中，這些專用資源可以是多個載波、時隙、子信道、OFDM符號。移動臺230不需要知道該測距請求消息會由中繼站210還是基站220接收。接著，在監測步驟503中，中繼站210監測移動臺230的信號質量參數。有可能有多個移動臺230同時發送測距請求消息，中繼站210會對這些測距請求消息進行監測。在本發明的一個實施例中，中繼站210通過接收上行鏈路數據突發包或測距請求消息來監測移動臺230的信號質量參數。中繼站210測量這些測距請求消息的信號功率。在本發明的另一個實施例中，中繼站210還估計移動臺230與中繼站210之間的時間偏移。在中繼站210與移動臺230之間可以進行多次針對測距處理的數據交換。接著，在過濾步驟504中，中繼站210確定移動臺230為活動的移動臺時才將其測距請求消息轉發給基站220。在本發明的一個實施例中，為加速轉發，可以將活動的移動臺230的測距請求消息轉換為MAC消息，或在中繼站210測距子信道(ranging subchannel)中對其進行轉發，以便在一個幀中轉發該活動的移動臺230的測距請求消息。接著，在收集步驟505中，基站220收集直接來自移動臺230的信號質量參數和中繼站210所監測的信號質量參數。在本發明的一個實施例中，收集步驟505還包括在基站220上生成和維護活動的移動臺230的列表。接著，在合併檢測步驟506中，基站220綜合這些信號質量參數來進行合併檢測，以確定將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210。在本發明的一個實施例中，基站220測量來自移動臺230的測距請求消息的信號功率，以確定是否需要對該移動臺230進行中繼。如果直接的移動臺-基站通信的信號質量足夠好，則不需要對移動臺230進行中繼，基站220隻需要向移動臺230返回測距響應消息，而不必考慮中繼站210的存在。所有的後續步驟都與現有技術的常規步驟相同。在本發明的一個實施例中，如果移動臺230位於小區邊緣或陰影空洞附近，則基站220不能接收到來自移動臺230的測距請求消息，而只能接收到由中繼站210轉發的移動臺230的測距請求消息。必須根據來自中繼站210的信號質量報告以及移動臺230能夠接收到的所需下行鏈路突發特徵數據來判斷將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210。在合併檢測步驟中，基站220綜合直接來自移動臺230的測距請求消息的信號質量參數、由中繼站210轉發的移動臺的測距請求消息的信號質量參數、移動臺230所發送的測距請求消息中所帶有的其可接受的下行突發包信息，從而判斷移動臺230是否在中繼站210的覆蓋區域內。在本發明的一個實施例中，以信號質量報告的形式提供信號質量參數。信號質量參數可以是發射功率、信幹比、信噪比、誤包率、誤碼率、載幹比，但不限於這些參數。這些參數對於估計移動臺的位置很重要。在此，信號質量報告只是用以進行測量和報告的一個示例性參數，設備提供商可以根據需要選擇其他參數。在本發明的一個實施例中，在完成合併檢測步驟之後，基站220會向移動臺230返回帶有功率調整級別的測距響應消息。該測距響應消息可以由中繼站210轉發給移動臺230。在本發明的另一個實施例中，基站220收集中繼站210處和基站220處的信號質量測量結果，並在下行鏈路上以突發的形式發送包含在移動臺230所發送的控制消息中的特徵數據信息，然後開始對移動臺230連接和轉發中繼站210廣播信息進行最終的判斷。然後，如圖5所示，處理結束。注意，該圖只是示例性的，實際的無線網絡接入過程可以包括更多的步驟。
圖6是根據本發明第二實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖。其中，圖5所示的合併檢測步驟506包括在步驟601中，如果基站220隻接收到來自移動臺230的測距請求消息，則在步驟602中確定將移動臺230歸屬於基站220；在步驟603中，如果基站220隻接收到由中繼站210轉發的移動臺230的測距請求消息，則在步驟604中確定將移動臺230歸屬於中繼站210；或者在步驟605中，如果基站220同時接收到來自移動臺230的測距請求消息和由中繼站210轉發的移動臺230的測距請求消息，則在步驟606中基站220根據直接來自移動臺230的信號質量參數、中繼站210所監測的信號質量參數、移動臺230所發送的測距請求消息中所帶有的其可接受的下行突發包信息來確定將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210。
除此之外，該圖所示的接入過程與圖5所示的接入過程相同，因此不再進行重複說明。注意，該圖只是示例性的，實際的無線網絡接入過程可以包括更多的步驟。
圖7是根據本發明第三實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖。其中，如果在圖5所示的合併檢測步驟506中確定將移動臺230歸屬於基站220(步驟701)，則在步驟702中基站220向移動臺230返回測距響應消息，或者如果在圖5所示的合併檢測步驟506中確定將移動臺230歸屬於中繼站210(步驟703)，則在步驟704中基站220向中繼站210返回測距響應消息，並且中繼站210將測距響應消息轉發給移動臺230。
在本發明的另一個實施例中，如果確定將移動臺230歸屬於中繼站210，則基站220根據在中繼站210中測量到的信號級別來調整包含在該測距響應消息中的RF(射頻)功率級別分配。由於來自這些移動臺230的所有上行鏈路傳輸數據都要先由中繼站210接收再轉發給基站220，因此應對移動臺230的功率級別進行調整以適應移動臺-中繼站的傳輸。在本發明的另一個實施例中，還可以對移動臺230中的時間偏移進行相同的調整。
除此之外，該圖所示的接入過程與圖5所示的接入過程相同，因此不再進行重複說明。注意，該圖只是示例性的，實際的無線網絡接入過程可以包括更多的步驟。
圖8是根據本發明第四實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖。其中，如果在合併檢測步驟中確定將移動臺230歸屬於中繼站210(步驟703)，則在步驟801中，中繼站210還發送同步和廣播信息。除此之外，該圖所示的接入過程與圖7所示的接入過程相同，因此不再進行重複說明。注意，該圖只是示例性的，實際的無線網絡接入過程可以包括更多的步驟。
圖9是根據本發明第五實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖。其中，在圖5所示的過濾步驟504中，中繼站210確定活動的移動臺230包括基於多個幀中的基站220下行鏈路廣播信息來測量移動臺230的信號質量或功率，並且其中如果在步驟901中確定移動臺230的信號質量或功率高於特定門限，則在步驟902中將移動臺230確定為活動的移動臺230，然後處理進行到圖5所示的步驟505；或者如果在步驟901中去掉移動臺230的信號質量或功率低於特定門限，則在步驟903中將移動臺230確定為不活動的移動臺230，然後如圖5所示，處理結束。
除此之外，該圖所示的接入過程與圖5所示的接入過程相同，因此不再進行重複說明。注意，該圖只是示例性的，實際的無線網絡接入過程可以包括更多的步驟。
圖10是根據本發明第六實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖。其中，圖5所示的合併檢測步驟506包括在步驟1001中，基站220估計中繼站210的位置；並且其中如果在步驟1002中確定所估計的中繼站210的位置在小區邊緣或陰影空洞附近，則在步驟1003中將移動臺230歸屬於中繼站210。
估計中繼站210位置的算法同樣可以由設備提供商根據需要來確定。除此之外，該圖所示的接入過程與圖5所示的接入過程相同，因此不再進行重複說明。注意，該圖只是示例性的，實際的無線網絡接入過程可以包括更多的步驟。
設備提供商可以根據需要來確定合併檢測算法。基站220可以根據這些合併檢測算法，綜合特定的標準來確定應當將移動臺230歸屬於基站220還是中繼站210，或者確定將移動臺230歸屬於哪一個中繼站210。
圖11是根據本發明第七實施例的用於無線多跳中繼接入網的網絡接入方法的示意性流程圖，其中給出根據這些合併檢測判斷移動臺是歸屬於基站還是歸屬於中繼站的一個例子。在該實施例中，在考慮到移動臺230吞吐量或功率消耗的情況下對系統進行配置。其中，圖5所示的合併檢測步驟506包括在步驟1101中，計算有中繼站210時的平均數據傳輸速率R1或移動臺的功率消耗P1和無中繼站210時的平均數據傳輸速率R2或移動臺的功率消耗P2；以及在步驟1102中將R1與2R2相比較或將P1與P2相比較；並且其中當R1＜2R2或P2＜P1時，在步驟1103中確定將移動臺230歸屬於基站220(因為此時將移動臺230歸屬於中繼站210並不會提高吞吐量)，否則就在步驟1104中確定將移動臺230歸屬於中繼站210。
除此之外，該圖所示的接入過程與圖5所示的接入過程相同，因此不再進行重複說明。注意，該圖只是示例性的，實際的無線網絡接入過程可以包括更多的步驟。
儘管本發明是以示例性實施例來進行描述的，但是本發明不限於此處所給出的實現。本領域的普通技術人員可以根據本說明書給出的實施例得出各種變型。因此，本發明的範圍覆蓋了除在此公開的實施例之外的各種實施方式，該範圍由所附權利要求來限定。
權利要求
1.一種中繼接入網的網絡接入方法，其中所述中繼接入網包括基站、中繼站和移動臺，所述網絡接入方法包括如下步驟中繼站註冊步驟，其中所述中繼站接入到網絡，並向所述基站表明其是一個中繼站；移動臺同步和初始化步驟，其中所述移動臺與所述基站的下行鏈路信道同步，並使用所述基站分配的專用資源發送測距請求消息；監測步驟，其中所述中繼站監測所述移動臺的信號質量參數；過濾步驟，其中判斷所述移動臺是否為所述中繼站的活動移動臺，並且當判斷所述移動臺為中繼站的活動移動臺時才將所述移動臺的測距請求消息和信號質量參數轉發給所述基站；收集步驟，其中所述基站收集直接來自所述移動臺的信號質量參數和所述中繼站所監測的信號質量參數；以及合併檢測步驟，其中所述基站綜合這些信號質量參數來進行合併檢測，以確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是歸屬於所述中繼站。
2.根據權利要求1所述的方法，其中在所述合併檢測步驟中，確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是歸屬於所述中繼站的步驟包括在第一種情況下，即如果所述基站只接收到直接來自所述移動臺的測距請求消息，則確定將所述移動臺歸屬於所述基站；在第二種情況下，即如果所述基站只接收到由所述中繼站轉發的所述移動臺的測距請求消息，則確定將所述移動臺歸屬於所述中繼站；或者在第三種情況下，即如果所述基站同時接收到直接來自所述移動臺的測距請求消息和由所述中繼站轉發的所述移動臺的測距請求消息，則所述基站根據直接來自所述移動臺的信號質量參數、所述中繼站所監測的信號質量參數和/或所述移動臺所發送的測距請求消息中所帶有的其可接受的下行突發包信息來確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是歸屬於所述中繼站。
3.根據權利要求2所述的方法，還包括如果確定將所述移動臺歸屬於所述基站，則所述基站向所述移動臺返回測距響應消息；或者如果確定將所述移動臺歸屬於所述中繼站，則所述基站向所述中繼站返回測距響應消息，並且所述中繼站將所述測距響應消息轉發給所述移動臺。
4.根據權利要求3所述的方法，其中如果確定將所述移動臺歸屬於所述中繼站，則所述中繼站還發送同步和廣播信息。
5.根據權利要求1所述的方法，其中在所述過濾步驟中，所述中繼站確定所述移動臺是否為所述中繼站的活動移動臺的步驟包括中繼站根據基站下行鏈路廣播信息搜索移動臺，並且測量移動臺的信號質量或功率，並且其中如果所述移動臺的信號質量或功率高於特定門限，則將所述移動臺確定為所述中繼站的活動移動臺；或者如果所述移動臺的信號質量或功率低於特定門限，則將所述移動臺確定為所述中繼站的不活動移動臺。
6.根據權利要求2所述的方法，其中在所述第三種情況下，所述基站確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是歸屬於所述中繼站的步驟包括判斷啟用所述中繼站是否能夠增加移動臺的吞吐量和/或降低移動臺的發射功率，如果引入所述中繼站能夠增加移動臺的吞吐量和/或降低移動臺的發射功率則則將所述移動臺歸屬於所述中繼站，否則將移動臺歸屬於所述基站。
7.根據權利要求1所述的方法，其中在所述中繼站註冊步驟中，所述中繼站通過在所述中繼站的測距和認證過程完成之後發送MAC管理消息來向所述基站表明其是一個中繼站。
8.根據權利要求1所述的方法，其中在所述監測步驟中，所述中繼站通過檢測來自移動臺的上行鏈路突發包或測距請求消息來獲得所述移動臺的信號質量參數。
9.根據權利要求2所述的方法，還包括如果確定將所述移動臺歸屬於所述中繼站，則所述基站根據在所述中繼站中測量到的信號級別來調整包含在由所述中繼站轉發給所述移動臺的測距響應消息中的功率調整級別。
10.一種用於中繼接入網的中繼站，其中所述中繼接入網包括基站、中繼站和移動臺，所述中繼站包括接收機，用於接收並監測移動臺的信號質量參數以及用於接收來自基站的消息；過濾單元，用於確定所述移動臺是否為活動的移動臺；發射機，用於向所述基站表明所述中繼站是一個中繼站；在確定所述移動臺為所述中繼站的活動移動臺之後，才將所述移動臺的測距請求消息轉發給基站；以及在所述移動臺歸屬於所述中繼站時，將由所述接收機接收的所述基站的測距響應消息轉發給所述移動臺並發送同步和廣播信息。
11.根據權利要求10所述的中繼站，其中所述接收機通過接收上行鏈路數據突發包或測距請求消息來監測所述移動臺的信號質量參數。
12.根據權利要求10所述的中繼站，其中所述過濾單元基於多個幀中的基站下行鏈路廣播信息搜索移動臺，並且測量移動臺的信號質量或功率，並且其中如果所述移動臺的信號質量或功率高於特定門限，則將所述移動臺確定為所述中繼站的活動移動臺；或者如果所述移動臺的信號質量或功率低於特定門限，則將所述移動臺確定為所述中繼站的不活動移動臺。
13.根據權利要求12所述的中繼站，其中所述過濾單元將從所述活動移動臺接收的測距請求消息轉換為MAC消息，以便將所述活動的移動臺的測距請求消息轉發給基站。
14.根據權利要求10所述的中繼站，其中所述發射機通過在所述中繼站的測距和認證過程完成之後發送MAC管理消息來向所述基站表明所述中繼站是一個中繼站。
15.一種中繼接入網的基站，其中所述中繼接入網包括基站、中繼站和移動臺，所述基站包括接收機，用於收集直接來自移動臺的信號質量參數和所述中繼站所監測的所述移動臺的信號質量參數；合併檢測單元，用於綜合這些信號質量參數來進行合併檢測，以確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是所述中繼站；以及發射機，用於在所述合併檢測單元確定將所述移動臺歸屬於所述基站時向所述移動臺返回測距響應消息，或在所述合併檢測單元確定將所述移動臺歸屬於所述中繼站時向所述中繼站返回測距響應消息。
16.根據權利要求15所述的基站，其中所述合併檢測單元確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是所述中繼站包括在第一種情況下，即如果所述接收機只接收到直接來自所述移動臺的測距請求消息，則確定將所述移動臺歸屬於所述基站；在第二種情況下，即如果所述接收機只接收到由所述中繼站轉發的所述移動臺的測距請求消息，則確定將所述移動臺歸屬於所述中繼站；或者在第三種情況下，即如果所述接收機同時接收到直接來自所述移動臺的測距請求消息和由所述中繼站轉發的所述移動臺的測距請求消息，則根據直接來自所述移動臺的信號質量參數、所述中繼站所監測的信號質量參數和/或所述移動臺所發送的測距請求消息中所帶有的其可接受的下行突發包信息來確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是歸屬於所述中繼站。
17.根據權利要求16所述的基站，其中在所述第三種情況下，所述合併檢測單元判斷啟用所述中繼站是否能夠增加移動臺的吞吐量和/或降低移動臺的發射功率，如果引入所述中繼站能夠增加移動臺的吞吐量和/或降低移動臺的發射功率則則將所述移動臺歸屬於所述中繼站，否則將移動臺歸屬於所述基站。
18.一種無線通信系統，包括一個或多個移動臺；如權利要求15-17中的任何一項所述的基站；如權利要求10-14中的任何一項所述的中繼站，用於在所述移動臺和所述基站之間轉發消息以增加所述移動臺的吞吐量和/或擴展所述基站的覆蓋範圍。
全文摘要
本發明提供一種中繼接入網的網絡接入方法，其中所述中繼接入網包括基站、中繼站和移動臺，所述網絡接入方法包括如下步驟中繼站註冊步驟；移動臺同步和初始化步驟；監測步驟，其中所述中繼站監測所述移動臺的信號質量參數；過濾步驟，其中當所述移動臺為中繼站的活動移動臺時才將所述移動臺的測距請求消息和信號質量參數轉發給所述基站；收集步驟，其中所述基站收集直接來自所述移動臺的信號質量參數和所述中繼站所監測的信號質量參數；以及合併檢測步驟，其中所述基站綜合這些信號質量參數來進行合併檢測，以確定將所述移動臺歸屬於所述基站還是歸屬於所述中繼站。本發明還提供一種使用上述方法的中繼站、基站和無線通信系統。
文檔編號H04Q7/38GK101064901SQ20061002626
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月29日 優先權日2006年4月29日
發明者劉繼民, 金珊, 劉兒兀, 沈鋼 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司