中繼站、無線電基站以及通信方法

2023-12-03 16:22:06 1

專利名稱：中繼站、無線電基站以及通信方法
技術領域：
本發明涉及中繼站、無線電基站以及用於在這些站之間利用無線電通信的通信方法。本發明適用於基於例如在IEEE802. 16中詳細說明的無線電通信系統來添加中繼站。
背景技術：
通過無線電通信路徑實現通信的無線電通信系統(以WCDMA和CDMA 2000等為代表的系統)目前正在全世界範圍內推廣。在該無線電通信系統中，針對多個服務區設置多個無線電基站，然後一無線電終端通過任一無線電基站與其他通信裝置(通信終端)進行通信。此外，在這種系統中，由基站形成的服務區與由相鄰基站形成的另一服務區相交疊。 因此即使通信的無線電環境變差，也可以通過交接處理來保持通信。此外，作為無線電系統，採用了例如碼分復用、時分復用、頻分復用以及 OFDM (OFDMA)等的技術，從而多個無線電終端可以同時連接到一無線電基站。然而，無線電終端有時位於無線電基站可以進行無線電通信的服務區以外的區域中。在此情況下，無線電終端不能從無線電基站接收無線電信號因而不能接收服務。因此， 已經提出了這樣一種系統，其中，在所述區域中部署了用於與無線電基站和無線電終端進行無線電通信的中繼站，因而無線電基站可以通過中繼站進行無線電通信。特別的是，802. 16j任務組現在正在討論引入這種中繼站(RS)。例如，在IEEE Std802. 16TM-2004 和 IEEE Std802. 16eTM_2005 中公開了與 IEEE802. 16有關的事項。

發明內容
根據上述背景技術，無線電終端能夠通過中繼站與無線電基站進行無線電通信， 但是由於要求中繼站不僅與無線電終端而且與無線電基站進行無線電通信，因此必須討論如何實現各無線電通信。因此，本發明的目的在於要求對中繼站與無線電基站之間的無線電通信與中繼站與無線電終端之間的無線電通信進行協調。本發明的另一目的是提高無線電信道的利用效率。此外，本發明的再一目的是由以下多個實施方式中的任一實施方式產生的但是不能通過現有技術獲得的任何優點。本發明使用一種包括控制單元的中繼站，該控制單元對發送處理裝置和接收處理裝置進行控制，以不允許用於從無線電基站接收無線電信號的第一接收時段與用於向處於所述中繼站的控制下的無線電終端發送無線電信號的第一發送時段相交疊。最好是，所述第一發送時段與用於從所述無線電基站向處於所述無線電基站的控
4制下的無線電終端發送無線電信號的第二發送時段相交疊。最好是，所述控制單元對所述發送處理裝置和所述接收處理裝置進行控制，以提供在所述第一發送時段之後的向所述無線電基站發送無線電信號的第三發送時段。最好是，在所述第一接收時段內接收到的無線電信號和在所述第一發送時段發送的無線電信號中包括前導信號。本發明使用一種包括控制單元的中繼站，該控制單元對接收處理裝置和發送處理裝置進行控制，以不允許用於向無線電基站發送無線電信號的第一發送時段與用於從無線電終端接收無線電信號的第一接收時段相交疊。最好是，所述第一接收時段與所述無線電基站從處於所述無線電基站的控制下的無線電終端接收無線電信號的第二接收時段相交疊。最好是，所述控制單元對所述發送處理裝置和所述接收處理裝置進行控制，以提供接在所述第一接收時段之後的用於從所述無線電基站接收無線電信號的第三接收時段。本發明使用一種無線電通信系統，該無線電通信系統包括具有控制單元的無線電基站，該控制單元對用於發送無線電信號的發送時段和用於接收無線電信號的接收時段進行控制；和具有控制單元的中繼站，該控制單元通過基於在所述發送時段內從所述無線電基站發送的偏移時間和前導信號對向處於該中繼站的控制下的無線電基站發送的前導信號的發送定時進行控制，在與處於該中繼站的控制下的無線電終端的通信時段內不執行與所述發送時段相對應的接收處理和與所述接收時段相對應的發送處理。最好是，從所述無線電基站向所述中繼站發送所述偏移時間。


圖1是對無線電通信系統的示例性例示。
圖2是對無線電基站2的示例性例示。
圖3是對中繼站3的示例性例示。
圖4是對無線電終端4的示例性例示。
圖5是對無線電幀格式1的示例性例示。
圖6是對無線電幀格式2的示例性例示。
圖7是對發送和接收定時的示例性例示。
圖8是對定時調節1的示例性例示。
圖9是對定時調節2的示例性例示。
圖10是對定時調節3的示例性例示。
圖11是對定時調節4的示例性例示。
圖12是對BS與RS之間的消息發送和接收序列的示例性例示。
具體實施例方式以下將對本發明的優選實施方式進行描述。[a]第一實施方式用於與無線電基站進行無線電通信的無線電通信設備(中繼站、無線電終端)需要與從無線電基站發送的無線電幀同步。因此，每個無線電基站都發送用於與無線電幀同步的信號(同步信號)。可以將該同步信號設定為在各無線電基站中不同的前導信號，並且無線電通信設備預先存儲多種類型的前導信號模式，因此它能夠選擇具有所存儲的多個模式中的最高質量模式(例如，最高接收水平)的無線電基站作為通信夥伴。當例如使用OFDM(OFDMA)作為無線電系統時，無線電基站將發送數據分配給各子載波以利用多個子載波進行發送。在這種情況下，無線電基站可以通過以預定模式將前導分配給各子載波來發送前導。然後無線電終端與這樣的無線電基站同步，即，該無線電終端從該無線電基站接收到具有最高質量的前導(最佳匹配條件)。此外，無線電基站以同步信號為基準發送採用幀格式的信號。無線電通信設備通過利用同步信號來建立幀同步，並以同步信號為基準接收數據的映射信息(用以對無線電通信設備的發送或接收進行控制的數據MAP數據)。例如，將MAP數據分配於緊接在同步信號之後。允許MAP數據包括用於將數據映射到物理信道(下行鏈路信道(從無線電基站側到無線電通信設備側的信道)和上行鏈路信道(從無線電通信設備側到無線電基站側的信道))的定時、信道信息等。此外，無線電幀具有對應於MAP數據的格式。此外，通過利用無線電通信設備的標識信息來指定無線電通信設備，可以將物理信道指定給各無線電通信設備。當然可以在不具體指定無線電通信設備的情況下將映射信息發送給多個無線電設備 (例如，由無線電基站形成的服務區中的所有無線電通信設備)。因此，可以使用通過將接收(發送)接收(發送)定時和接收(發送)信道(接收(發送)子信道模式信息)等所需的參數包括進來而形成的數據作為MAP數據的示例。位於無線電基站的服務區內的無線電終端從該無線電基站(而不是通過中繼站) 直接接收同步信號以建立同步。無線電終端直接以同步信號為基準接收MAP數據，還通過由該MAP數據指定的接收信道按接收定時來接收無線電信號，並通過由該MAP數據指定的發送信道按發送定時來發送無線電信號。因此，可以直接(而不是通過中繼站)與無線電基站進行無線電通信。另一方面，中繼站也從無線電基站接收同步信號並建立同步。以該同步信號為基準，中繼站接收MAP數據並按由該MAP數據指定的發送定時和接收定時(通過MMR鏈路) 與無線電基站進行無線電通信。當無線電終端位於中繼站的服務區內時，儘管在無線電基站的服務區以外，但是中繼站也會接收到數據，因為通過MMR鏈路將尋址到無線電終端的數據發送給中繼站。中繼站按使用MAP數據通知給無線電終端的定時向無線電終端發送前導和MAP數據以及數據。以同樣的方式，通過利用該MAP數據將上行鏈路數據的發送定時通知給無線電終端，並根據這種通知來接收從無線電終端發送的用戶數據等，然後根據從無線電基站發送的MAP 數據通過MMR鏈路將這種用戶數據發送給無線電基站2。由於使用MMR鏈路作為無線電基站與中繼站之間的通信鏈路，因此無線電終端不需要接收通過MMR鏈路發送的信號。如以上說明的那樣，中繼站需要與無線電基站和處於中繼站的控制下的無線電終端進行無線電通信。這裡，在中繼站與無線電基站之間進行無線電通信所使用的頻率等於或接近於在中繼站與無線電終端之間進行無線電通信所使用的頻率的情況下，在某些情況下，在從無線電基站接收無線電信號時由於從中繼站到處於中繼站的控制下的無線電終端的發送信
6號的擴散，中繼站可能不能從無線電基站接收正常的無線電信號。此外，當中繼站從處於其控制下的無線電終端接收無線電信號時，它可能不能從處於其控制下的無線電終端正常地接收無線電信號，因為從中繼站到無線電基站的發送信號會擴散到接收處理設備。因此，使中繼站從無線電基站接收無線電信號的接收時段偏移，以不與中繼站向無線電終端發送無線電信號的發送時段相交疊。此外，使中繼站向無線電基站發送無線電信號的發送時段偏移，以不與中繼站從無線電終端接收無線電信號的接收時段相交疊。接下來，將參照附圖對中繼站與無線電基站之間的無線電通信與中繼站與無線電終端之間的無線電通信之間的協調關係進行說明。以下將參照附圖對各單元的詳細結構和操作進行說明。圖1示出了第一實施方式的無線電通信系統的結構。在圖1中，標號1表示路由設備；2表示無線電基站(BS) ；3表示中繼站(RS) ；4表示無線電終端(T)。作為無線電終端4，可以使用適合於移動用途的所謂的MS(移動站)或適合於靜止用途的無線電設備。在此，無線電終端4能夠在無線電基站2的服務區內與無線電基站2直接(而不是通過中繼站)進行無線電通信，而且還能夠在中繼站3的服務區內通過中繼站3與無線電基站2進行無線電通信。在確保與無線電基站2進行通信的區域中(在無線電基站2的服務區內或其服務區以外的區域內)，可以設置一個或更多個中繼站3來與無線電終端4進行無線電通信。然而，在該圖中例示的情況下，無線電終端4-1能夠直接與無線電基站2-1 進行無線電通信，但是無線電終端4-2不能直接與無線電基站2-1進行無線電通信而是通過中繼站3-1與無線電基站2-1進行通信。在將中繼站3設置在無線電基站2的服務區內的情況下，期望用於與無線電終端 4-2相通信的天線的方向性取為無線電基站2的服務區以外的方向(無線電終端4-2的方向)，以與無線電基站2的服務區以外的無線電終端4進行通信。此外，將中繼站3設置在無線電基站2的服務區以外的區域中，要求仍然保持MMR 鏈路。例如，即使中繼站3位於無線電基站2的服務區以外的區域中，也可以通過將形成 MMR所必需的信號發送功率控制成大於其他信號的發送功率以使得可以發送在服務區以外形成MMR所必需的信號，或者通過(通過利用具有更高靈敏度的接收處理裝置，提供具有更高增益的天線，或利用具有極好的方向性的天線向無線電基站2發送波束)提高中繼站3 的接收靈敏度，來保持MMR鏈路。無線電基站2與路由設備1相連接。無線電基站2從無線電終端4接收數據並向路由設備1發送數據，並且還對從路由設備1接收到的數據向無線電終端4的發送執行控制。路由設備1與多個無線電基站相連接，用於進行路由以通過將從無線電基站2接收到的數據發送給其他路由設備或其他無線電基站來將數據遞送到目的地(通信夥伴)。優選的是，無線電基站2在將數據轉換成分組格式之後將其傳送給路由設備。在此，期望路由設備1設置有用於存儲無線電終端的位置寄存區域(例如無線電終端現在位於的區域信息， 其中該區域可以由多個無線電基站的多個服務區形成)和/或各無線電終端的服務類型的資料庫，並且路由設備1可以在進行路由處理時根據需要從該資料庫獲取這種數據。接下來，參照圖2對無線電基站2的結構進行更詳細的說明。圖2是示出無線電基站2的結構的圖。
在圖2中，標號10表示用於與中繼站3和無線電終端4發送和接收無線電信號的天線；11表示在發送和接收系統中公共地使用天線10的雙工器；12表示接收單元；13表示用於對接收無線電信號進行解調的解調單元；14表示用於對解調後的接收信號進行解碼的解碼單元；15表示控制數據提取單元，其用於從解碼數據中提取控制數據以將該控制數據給予定時控制單元20，並且還將諸如用戶數據等的其他數據傳送給分組生成單元16 ；16 表示分組生成單元，其用於將從控制數據提取單元傳送來的數據作為分組數據傳送給NW 接口單元。標號17表示形成到路由設備1的接口(在此進行分組通信)的接口單元；18表示分組識別單元，其用於對在從NW接口單元17接收到的分組數據中包括的IP位址進行識別，基於該IP位址數據來確定作為通信夥伴的無線電終端(例如，通過存儲無線電終端4 的IP位址數據與ID之間的對應關係來獲得對應的無線電終端4的ID)，獲取與該ID相對應的(與該ID相對應地存儲的)Q0S，通過將該ID、QOS信息給予MAP信息生成單元21而發出針對頻帶分配的請求，並將從NW接口單元17傳送來的分組數據存儲到分組緩衝單元 19。標號20表示定時控制單元，其生成用於對中繼站3與無線電終端4(4-2)之間的無線電通信進行定時控制的控制信號。即，定時控制單元20通過生成定時控制信號並將該定時控制信號施加給MAP信息生成單元21來經由MMR鏈路向中繼站3_1發送定時控制信號。標號21表示MAP信息生成單元，其通過使用無線電終端4的ID作為關鍵字(key) 來確定與QOS相對應的映射區，並指示PDU生成單元22根據這種映射區來形成幀格式。在此情況下，MAP信息生成單元21讀取待從分組緩衝單元19發送的數據並將該數據連同MAP 數據一起傳送給PDU生成單元22。MAP信息生成單元21對無線電基站4位於何處進行管理和存儲。在無線電基站 (例如T 4-1)存在於無線電基站的服務區中的情況下，MAP信息生成單元存儲該無線電終端4位於無線電基站的服務區中的信息。而在無線電終端4(例如T 4-2)位於在中繼站的控制下的情況下，MAP信息生成單元存儲該無線電終端存在於中繼站(RS 3-1)的服務區中的信息。當無線電終端4位於基站的服務區內時，MAP信息生成單元21生成用於進行直接發送的MAP數據。當無線電終端4位於中繼站的控制下時(在中繼站的服務區中)，MAP信息生成單元21生成用於通過MMR連結將尋址到無線電終端4的數據發送給中繼站的MAP 數據。 標號22表示PDU生成單元，其生成PDU以將MAP數據和發送數據等存儲到以同步信號(前導)為基準而形成的無線電幀的各個區中，並且還將該PDU發送給編碼單元23。 標號23表示編碼單元23 ；24表示調製單元；25表示發送單元。在進行了諸如糾錯編碼的編碼處理之後對PDU數據進行調製，並通過天線10將調製後的PDU數據作為無線電信號從發送單元25發送出去。標號沈表示控制單元，其通過分別對MAP信息生成單元21、發送處理裝置以及接收處理裝置等進行控制來控制無線電基站2的發送和接收定時。圖3是示出中繼站3的結構的圖。在圖3中，標號30表示用於與無線電基站2和無線電終端4 (例如T 4-2)發送和接收無線電信號的天線；31表示用於將天線10公共地用於發送和接收的雙工器；32表示接收單元；33表示用於對所接收到的信號進行解調的解調單元；34表示用於對解調後的接收信號進行解碼的解碼單元；35表示控制數據提取單元，其用於從解碼數據中提取(從無線電基站2接收的)MAP數據並將該MAP數據給予MAP信息分析單元36，並用於將從無線電基站2接收的尋址到無線電終端4的數據傳送給PDU單元38。在從無線電終端4接收到無線電信號的情況下，還將接收數據傳送到PDU緩衝單元38以將其發送到無線電基站2。標號36表示MAP信息分析單元，其對MAP數據進行解釋並對控制單元42施加發送和接收定時以形成針對無線電基站2的MMR鏈路。標號37表示MAP信息生成單元，其生成用於為處於控制下的無線電終端(例如， 4-2)指定通信定時和信道的MAP數據，並且還將該MAP數據施加給PDU緩衝單元38。標號38表示PDU緩衝單元，其添加作為幀的前端區的前導，並將該數據施加給編碼單元39，以按由MAP數據指定的發送定時將從MAP信息生成單元37接收到的MAP數據以及發送數據發送給處於控制下的無線電終端4。標號39表示編碼單元；40表示調製單元。在進行了編碼和調製處理之後，將來自 PDU緩衝單元38的發送數據傳送給發送單元41。標號41表示發送單元，其通過天線30將發送無線電信號發送給處於控制下的無線電終端4和無線電基站2。標號42表示控制單元，其通過對發送處理裝置和接收處理裝置進行控制來控制發送定時、發送信道、接收定時以及接收信道。如果需要的話，該控制單元生成以下時間作為控制數據發送與接收之間的切換時間，和自接收到來自無線電基站2的同步信號(前導)起直到向處於中繼站3-1的控制下的無線電終端4發送同步信號(前導)為止的偏移時間。根據MAP信息分析單元36的分析結果，通過MMR鏈路的上行鏈路信道將所生成的控制數據傳送給無線電基站2。圖4是示出無線電終端4的結構的圖。在圖4中，標號50表示用於與中繼站3和無線電基站發送和接收無線電信號的天線；51表示將天線50公共地用於發送和接收的雙工器；52表示接收單元；53表示用於對所接收到的信號進行解調的解調單元力4表示用於對解調後的接收信號進行解碼的解碼單元；55表示控制數據提取單元，其用於從解碼數據中提取控制數據，在檢測到MAP數據時將其施加給MAP信息分析單元56，以及將其他數據(用戶數據)傳送給數據處理單元57。MAP信息分析單元56對從中繼站3 (或無線電基站)接收到的MAP數據進行解釋， 對用於與中繼站3(或無線電基站)進行通信的發送和接收定時以及發送和接收信道進行檢測，並將該檢測結果施加給控制單元62。標號57表示數據處理單元，其對在接收數據中包括的各種數據執行顯示處理和音頻輸出處理。此外，接著將來自數據處理單元57的待發送給通信夥伴設備的用戶數據輸入PDU 緩衝單元58。標號58表示PDU緩衝單元，其通過使用控制單元62對從數據處理單元57進行的數據發送進行控制，來控制編碼單元59和調製單元60以使用由MAP數據指定的發送信道按發送定時進行發送。
標號59表示編碼單元；60表示調製單元。對發送數據進行編碼和調製處理，以使用由MAP數據指定的發送信道按發送定時從PDU緩衝單元58發送該發送數據。發送單元61通過天線50來發送無線電信號。標號62表示控制單元，其基於對MAP數據的分析結果來控制發送處理裝置和接收處理裝置中的發送/接收定時和發送/接收信道。此外，當控制數據提取單元55提取來自無線電基站2和中繼站3的定時補償信號時，該控制單元62根據補償值對發送和接收定時進行調節。接下來，以下將給出無線電幀格式的實施例並對以上說明的系統中的通信序列進行詳細說明。在此，將作為實施例考慮符合IEEE Std802. 16d、e的無線電幀格式，但是本發明並不限於此。圖5示出了在無線電基站、中繼站以及無線電終端之間發送和接收的無線電信號的幀格式的實施例。BS2-1、T4-1、RS3-1以及T4-2處於圖1所示的部署關係下。在圖5中，Tx、Rx分別表示發送和接收。因此，無線電基站2首先發送作為前端區的前導(P)，接著是對DL/UL MAP、MMR數據的順序發送。採用用於使得無線電終端4_1和中繼站3-1能夠與無線電基站2同步的待發送的已知模式來形成前導。當使用OFDM(OFDMA) 時，通過各子信道來發送預定模式的信號。在對前導的發送之後的是DL/UL MAP，其為存儲用於向中繼站3_1和無線電終端 4-1發送發送/接收定時和發送/接收信道的控制數據(MAP數據)的區域。例如，在該區中包括有從無線電基站使用下行鏈路信道向中繼站、作為MMR鏈路而發送的MMR數據的發送定時和發送信道、用於向無線電終端4-1進行數據發送(T4-1)的定時和發送信道信息、 以及作為表示應當通過上行鏈路信道使用哪個定時和信道發送數據(MMR1、T4-1)的信息的MAP數據(表示用於進行發送或接收的映射方法的信息)。因此，各中繼站3和無線電終端4-1通過從無線電基站2直接接收前導P來與無線電基站2的幀定時同步，並通過以這種幀定時為基準接收DL/UL MAP並確定用於進行發送和接收的定時和信道來使用對應信道按對應的定時執行發送和接收。在圖5的實施例中，無線電終端4-1根據從無線電基站2發送的前導與無線電基站2同步，並對DL/UL MAP進行分析。由此，它認識到該數據是在所指定的定時(T4-1)和信道中發送的，因此它進行操作以接收這種數據(T4-1)。此外，RS3-1對DL/UL MAP進行分析以接收包括有給自己的站的消息的MMR。該 MMR包括待發送給無線電終端4-2的數據(在此是待發送給T4-2的數據)。同時，與無線電基站2 —樣，中繼站3-1順序地發送從幀的作為前端區的前導(P) 開始的DL/UL MAP。該前導是用於使得無線電終端4-2能夠與中繼站3_1同步而發送的預定已知模式。當使用OFDM(OFDMA)時，通過各子信道發送預定模式的信號。使用無線電終端4-2中的由MAP數據指定的信道和定時發送T4_2的數據。無線電終端4-2通過接收從中繼站3-1發送的前導來與中繼站3-1同步，並對DL/ UL MAP進行分析。由此，它認識到該數據是在由該DL/UL MAP指定的信道和定時(T4-2)發送的，因此它進行操作以接收該數據(T4-2)。此外，無線電終端4-2在由UL MAP允許進行發送的定時中發送RNG(測距信號)、 CQI (接收質量信息)以及數據(用戶數據等)。
RNG表示作為已知信號從無線電終端4和中繼站3-1發送的測距信號。在已直接接收到測距信號的中繼站3和無線電基站2的接收處理裝置中，獲取接收定時的偏差(相移)、接收頻率的偏差以及所需發送功率的增大/減小信息，並將這些信息作為調節信息報告給該測距信號的發送源。中繼站3-1在由來自中繼站3-1的MAP數據指定的信道和定時接收來自無線電終端4-2的RNG信號，然後通過MMR鏈路將其發送給無線電基站2。此外， CQI是用於報告對諸如前導等的已知信號的接收質量的測量結果的信號，並且分別由來自無線電基站2和中繼站3-1的UL MAP等來限定其發送定時和發送信道。該信號的傳送路由類似於RNG信號的傳送路由。中繼站3-1通過MMR鏈路將所接收到的RNG (測距信號)、 CQI (接收質量信息)以及數據(用戶數據等)發送給無線電基站2。在以上說明的幀格式實施例中，通過使中繼站3從無線電基站2接收無線電信號的接收時段與中繼站3向無線電終端4發送無線電信號的發送時段偏離，使它們不相交疊。 此外，通過使中繼站3向無線電基站2發送無線電信號的發送時段與中繼站3從無線電終端4接收無線電信號的接收時段偏離，使它們不相交疊。此外，在時間軸上不相交疊地依次分配以下時段無線電基站2發送無線電信號的發送時段(BS發送時段)、中繼站3-1向無線電終端4 (包括4-2)發送無線電信號的發送時段(RST發送時段)、中繼站3-1從無線電終端4(包括4-2)接收無線電信號的接收時段 (RST接收時段)、以及無線電基站2接收無線電信號的接收時段(BS接收時段)。因此，中繼站3可以防止在從無線電基站2接收無線電信號時從中繼站3到處於中繼站3的控制下的無線電終端4的發送信號擴散到接收處理裝置中，從而中繼站3無法正常地接收來自無線電基站2的無線電信號。此外，中繼站3還可以防止在從處於其控制下的無線電終端4接收無線電信號時從中繼站3到無線電基站2的發送信號擴散到接收處理設備中，從而中繼站無法正常地接收來自處於其控制下的無線電終端4的無線電信號。注意，由各設備中的控制單元沈、42以及62來控制對發送和接收定時的調節。接下來，將給出無線電幀格式的另一實施例。圖6是示出在無線電基站、中繼站以及無線電終端之間發送和接收的無線電信號的幀格式的實施例的圖。即使在該實施例中，也通過使中繼站3從無線電基站2接收無線電信號的接收時段與中繼站3向無線電終端4發送無線電信號的發送時段偏離，使它們不相交疊。此外，通過使中繼站3向無線電基站2發送無線電信號的發送時段與中繼站3從無線電終端4接收無線電信號的接收時段偏離，使它們不相交疊。然而，在本實施例中，中繼站3-1在無線電基站2的發送時段內(在處於無線電基站2的服務區內的控制下的無線電終端(例如4-1)的接收時段內)向處於中繼站3-1的控制下的無線電終端4(包括4-2)發送無線電信號。在圖6中，在無線電基站2的服務區內的無線電終端4-1的接收時段(從無線電基站2到無線電終端4-1的發送時段)與中繼站3-1向處於其控制下的無線電終端4(包括4-2)發送無線電信號的時段相匹配，但是並不總是要求該匹配(可以不匹配)。此外，在圖5的實施例中，中繼站3-1向處於其控制下的無線電終端4(-2)發送無線電信號，然後該中繼站從處於其控制下的無線電終端(-2)接收無線電信號。然而，在圖 6的實施例的情況下，中繼站3-1向處於其控制下的無線電終端4(-2)發送無線電信號，然後中繼站3-1向無線電基站2發送無線電信號。在將對RNG到MMR的發送設定在對T4_2的發送之後的情況下，期望按從無線電終端4-2對到Τ4-2的RNG的接收接在從中繼站3_1對到MMR的RNG的發送之後的方式來改變發送順序。此外，在本實施例中，在無線電基站2的接收時段(對來自處於控制下的無線電終端4-1的用戶數據的接收時段)內進行從無線電終端4-2的發送(中繼站3-1接收)。如以上說明的那樣，通過將RS發送時段設置在BS發送時段內並通過將RS接收時段設置在BS接收時段內，可以提高無線電信道的使用效率。由各裝置中的控制單元沈、42以及62來控制對發送和接收定時的調節。接下來，參照用於對圖7的發送和接收定時進行說明的詳細圖來說明在無線電基站2-1、中繼站3-1以及無線電終端4-2之間的發送和接收定時。在圖7中，Dl表示由於從無線電基站2-1到中繼站3-1的傳播時間而產生的延遲時間，D2表示由於從中繼站3-1到無線電終端4-2的傳播時間而產生的延遲時間。此外，TTG表示用於在無線電基站2中將發送狀態切換到接收狀態的切換時間，而 RTG表示用於將接收狀態切換到發送狀態的切換時間，RSRTG表示用於在中繼站3中將接收狀態切換到發送狀態的切換時間，RSTTG表示用於將發送狀態切換到接收狀態的切換時間。在這些切換時間中，不需要進行實際的發送和接收，因為在這些切換時間期間對發送與接收狀態進行相互切換。中繼站3-1的接收處理裝置按延遲時間Dl接收從無線電基站2-1的發送處理裝置發送的前導。中繼站3-1通過以前導為基準、使用MAP信息分析單元36對隨後發送的DL/ ULMAP進行分析來接收MMR數據(圖中為到RS的數據)，以識別出接收定時和接收信道。控制單元42在檢測到對MMR的接收完成時或檢測到以從無線電基站2_1接收到的前導(從接收處理裝置給出對前導的接收定時)為基準經過了預定時間時，對發送處理裝置進行控制以啟動對前導的發送。即，控制單元42對MAP信息生成單元37進行控制以生成MAP數據並將該MAP數據施加給PDU緩衝單元38，以將前導、MAP數據以及到無線電終端的發送數據從PDU緩衝單元38傳送到編碼單元39並經由調製單元40和發送單元41從天線發送這些數據。如果並不特別需要發送狀態與接收狀態之間的切換時間，則中繼站3-1的控制單元42可以通過在經過了偏移時間之後將接收狀態切換到發送狀態來啟動對前導的發送。 當需要發送狀態與接收狀態之間進行切換的切換時間時，中繼站3-1的控制單元42通過將從偏移時間減去RSRTG時間而獲得的時間設定為預定時間，在對前導的發送的開始定時之前的定時開始將接收狀態切換到發送狀態。在此，作為偏移時間，可以使用由無線電基站2的定時控制單元20通過MMR等指定的時間或對中繼站3中的控制單元42單獨預設的時間。此外，在該圖中，無線電基站2-1的發送處理裝置在針對MMR鏈路進行的發送之後不發送數據，但是能夠在左側的T4-1時段內向位於無線電基站2-1的服務區內的無線電終端4(例如4-1)發送數據。然而，在無線電基站2-1中，該發送處理在自從處於控制單元沈的控制下的中繼站3-1開始接收處理的定時起之前TTG時段的時段之前完成。另一方面，已開始發送前導的中繼站3-1在控制單元42的發送控制下向處於其控制下的無線電終端4發送DL/UL MAP和數據(例如向無線電終端4_2發送數據(T4-2))，並在下一次開始向無線電基站2-1進行發送之前結束這種發送。在此，當將發送夥伴從處於中繼站3-1的控制下無線電終端4切換到無線電基站2-1需要切換時間時，控制單元42對發送處理裝置進行控制以在與這種切換時間一樣的時間內快速完成對無線電終端4的發送。當必須對來自中繼站3-1的無線電信號的接收質量(例如CINR(載波與幹擾和噪聲比))進行測量時，在無線電終端4-2的接收處理裝置中針對到處於中繼站3-1的控制下的無線電終端4的發送信號執行這種測量。中繼站3-1的接收處理裝置對針對到處於控制下的無線電終端4(包括無線電終端4- 的前導、DL/UL MAP數據以及發送數據的接收質量進行測量。此外，儘管以上未特別提及，但是對於針對無線電基站2-1中的發送和接收處理所使用的無線電信道和在中繼站3-1與無線電終端4-2之間所使用的無線電信道，可以使用不同的無線電系統。該無線電系統可以包括在IEEE 802. 16中用於對導頻信號或子載波或PUSC (子信道的部分使用)或FUSC (子信道的全部使用)等進行分配的方法。當完成了對測距信號、CQI、針對MMR鏈路的數據(到BS的數據)等到無線電基站 2的發送時，中繼站3的控制單元42對發送處理裝置和接收處理裝置進行控制以啟動從發送狀態到接收狀態的切換處理，並在RSTTG時段之後啟動對來自處於其控制下的無線電終端4(包括無線電終端4-2)的測距信號、CQI以及用戶數據等的接收處理。中繼站3-1的控制單元42對接收處理裝置進行控制，以將接收源切換到無線電基站2-1以接收從無線電基站2-1發送的下一前導。通過將RSRTG時段加入用於由無線電基站2發送待由中繼站3_1接收的數據所需的時間，可以使偏移時間最短化。此外，在此期望將從無線電基站2-1開始發送前導起允許發送DL/UL MAP數據和MMR數據的無線電幀(基本發送幀)時段設定為用於由無線電基站 2發送待由中繼站3-1接收的數據所需的時間。在不使用最短偏移時間的情況下，按如下方式設定偏移時間當然是足夠的在從中繼站3-1向無線電基站2的下一次數據發送處理開始之前結束從中繼站3-1到無線電終端4的數據發送處理。接下來，將參照圖8和圖9對用於設定偏移時間的更合適的方法進行說明。如先前說明的那樣，中繼站3-1開始向處於其控制下的無線電終端4發送前導等並發送之。當對無線電終端4的數據發送完成時，中繼站3-1通過將發送目的地切換到無線電基站2-1來開始發送測距信號、CQI以及MMR鏈路數據等。因此，在中繼站3對無線電基站2-1的基本發送幀連續地接在中繼站3-1對無線電終端4的基本發送幀之後的情況下，對於中繼站3-1是合適的，因為當切換發送目的地時不再需要調節發送定時。基本發送幀限定了允許進行發送的持續時間，因此當發送數據的量很小時，可以在比基本發送幀更短的時間內完成發送。然而，不允許繼續進行超過基本發送幀的發送。當與從中繼站3-1到無線電基站2-1的發送定時不相關聯地設定偏移時間時，如圖8所示，會在中繼站3-1的到無線電終端4的基本發送幀與中繼站3-1的到無線電基站 2-1的基本發送幀之間產生無線電幀間隙。然而，如圖9所示，通過以中繼站3-1的到無線電基站2-1的基本發送幀為基準設定偏移值(即，通過按如下方式設定偏移值將中繼站3-1的到無線電基站2-1的基本發送幀連續地耦合到中繼站3-1的到無線電終端4-2的基本發送幀)，可以實現平滑的發送。更期望的是，將由中繼站3-1針對向無線電終端4-2的發送所使用的頻率(頻帶) 與針對向無線電基站2-1的發送所使用的頻率(頻帶)公共地使用，以消除在發送狀態下對頻率(頻帶)的切換處理。例如，使用屬於某個頻率(頻帶)的第一子載波組來向無線電終端4-2進行發送，使用屬於同一頻率(頻帶)的第二子載波組來向無線電基站2-1進行發送。因此，在此情況下，中繼站3-1能夠將通過從如下時段減去對處於其控制下的無線電終端4(包括4-2)的基本發送幀的時段而獲得的時間設定為偏移時間從對從無線電基站2-1發送的前導(來自無線電基站2-1的接收幀的前端區)的接收起直到對到無線電基站2-1的測距信號(到無線電基站的發送幀的前端區)的發送。在此，期望將從中繼站3-1對測距信號的發送開始定時設定為作為由無線電基站 2-1發出的指令(通過MMR向中繼站3-1發送的補償信號)的結果而調節出的發送開始定時，以通過將無線電幀的定時與對從中繼站3-1發送的測距信號的接收定時進行比較來消除控制單元沈所檢測到的定時的偏差。接下來，將參照圖10和圖11說明對中繼站3-1對無線電終端4(4-2)的發送定時的調節。中繼站3-1的控制單元42在完成了對來自處於其控制下的無線電終端4的測距信號和數據等的接收時向接收處理裝置發出切換指令，以再次接收來自無線電基站2-1的前導。因此，期望中繼站3-1的從無線電終端4的基本接收幀在沒有間斷的情況下接在中繼站3-1的從無線電基站2-1的基本接收幀之後，因為當改變接收源時中繼站3-1不再需要調節接收定時。S卩，當與中繼站3-1的來自無線電基站2的基本接收幀不相關聯地設定中繼站3-1 的來自無線電終端4 (4-2)的基本接收幀時，會如圖9所示地在無線電幀中產生間隙。然而，如圖11所示，可以通過按如下方式設定基本接收幀來在中繼站3-1中實現平滑的接收中繼站3-1的來自無線電終端4(4- 的基本接收幀在沒有間斷的情況下接在中繼站3的來自無線電基站2的基本接收幀之後。更期望的是，將由中繼站3-1針對從無線電終端4 (4-2)的接收處理所使用的頻率 (頻帶)與針對從無線電基站2的接收處理所使用的頻率(頻帶)公共地使用，以消除在接收狀態下對頻率的切換處理。例如，使用屬於某個頻帶的第一子載波組來從無線電終端 4(4-2)進行接收，使用屬於同一頻帶的第二子載波組來從無線電基站2進行接收。因此，在此情況下，中繼站3-1可以將如下定時設定為對無線電終端4(4-2)的測距信號接收開始(來自無線電終端的接收幀的前端區)定時從開始接收來自無線電基站 2-1的前導(來自無線電基站2-1的接收幀的前端區)起之前來自無線電終端4 (4- 的基本接收幀的長度的定時。期望中繼站3-1對無線電終端4(4- 進行指示(在控制單元42中生成用於對定時進行補償的控制信號，然後通過發送處理裝置發送該控制信號)，使得可以通過利用從無線電終端4(4-2)接收到的測距信號使測距信號接收開始定時與上述定時相匹配。
最後，圖12示出了無線電基站2與中繼站3之間的消息發送和接收序列的實施例。如該圖所示，中繼站3首先接收從無線電基站2發送來的前導，以針對DL/ULMAP 數據的接收而建立同步。使用該ULMAP數據允許的發送信道在發送定時向無線電基站2發送測距信號。無線電基站2接收測距請求信號，通過接收處理裝置獲得接收定時偏差(相移)、 接收頻率偏差以及所需發送功率的增大/減小信息，在控制單元26中生成包括所獲得的這些內容的調節信息作為測距響應信號，然後通過MMR鏈路將這種測距響應信號發送給中繼站3。接著，中繼站3發送一信號，在該信號中，將中繼站3中的RSRTG(從接收處理到發送處理的切換時間)和RSTTG(從發送處理到接收處理的切換時間)信息附加到基本能力請求信號中。控制單元42可以將這些參數(RSTTG、RSRTG)預先存儲到存儲單元(未例示) 中，還可以在需要時通過讀取這些參數來將其用於進行發送。當接收到基本能力請求信號時，無線電基站2在控制單元沈中根據在該基本能力請求信號中包括的終端類別信息來確定對中繼站3施加的通信功能，並將該確定結果作為基本能力響應信號返回給中繼站3。接著，無線電基站2的控制單元沈和中繼站3的控制單元42通過對PKM (私鑰管理)消息的發送和接收來執行認證。當通過該認證處理將中繼站3驗證為允許接收服務的對象時，中繼站3的控制單元42對向無線電基站2的註冊請求的發送進行控制，以請求進入網絡。然而，該消息包括所附加的偏移值(時間)。無線電基站2的控制單元20通過進行核對來檢查該偏移時間是否適合於它自己的站的無線電幀格式。當允許該偏移時間時，通知它。當不允許該偏移時間時，控制單元20 生成經無線電基站2調節的偏移時間作為註冊響應信號，並對向中繼站3的信號的發送進行控制。還可以由無線電基站2來指定偏移時間。即，中繼站3利用基本能力請求通知期望的時間作為候選偏移時間，然後無線電基站利用基本能力請求將所決定的偏移時間通知給中繼站3，其中所決定的偏移時間是基於所述期望的時間而生成的。因此，中繼站3的控制單元42對發送處理裝置的發送定時(對前導的發送定時) 進行控制，並根據由無線電基站2通知的偏移時間開始向處於其控制下的無線電終端4發送無線電信號。還可以從無線電基站2通過MMR鏈路對各中繼站指定偏移時間，或者可以單獨地對各中繼站的控制單元42設定偏移時間。此外，還可以與註冊消息分開地進行對偏移時間的發送。根據上述實施方式，使中繼站與無線電基站之間的無線電通信與中繼站與無線電終端之間的無線電通信很好地協調。此外，根據上述實施方式，可以提高無線電信道的利用效率，並且可以更有效地使用中繼站。本發明與2006年8月17日在日本專利局提交的日本申請第2006-222449號相關並要求其優先權，通過引用將其內容併入於此。
權利要求
1.一種中繼站，該中繼站包括控制單元，其對發送處理裝置和接收處理裝置進行控制，以不允許從無線電基站接收無線電信號的第一接收時段與向處於所述中繼站的控制下的無線電終端發送無線電信號的第一發送時段相交疊。
2.根據權利要求1所述的中繼站，其中所述第一發送時段與從所述無線電基站向處於所述無線電基站的控制下的無線電終端發送無線電信號的第二發送時段相交疊。
3.根據權利要求1所述的中繼站，其中所述控制單元對所述發送處理裝置和所述接收處理裝置進行控制，以設置在所述第一發送時段之後的向所述無線電基站發送無線電信號的第三發送時段。
4.根據權利要求1所述的中繼站，其中在所述第一接收時段內接收到的無線電信號和在所述第一發送時段發送的無線電信號中包括前導信號。
5.一種中繼站，該中繼站包括控制單元，其對接收處理裝置和發送處理裝置進行控制，以不允許向無線電基站發送無線電信號的第一發送時段與從無線電終端接收無線電信號的第一接收時段相交疊。
6.根據權利要求5所述的中繼站，其中所述第一接收時段與所述無線電基站從處於所述無線電基站的控制下的無線電終端接收無線電信號的第二接收時段相交疊。
7.根據權利要求5所述的中繼站，其中所述控制單元對所述發送處理裝置和所述接收處理裝置進行控制，以設置在所述第一接收時段之後的從所述無線電基站接收無線電信號的第三接收時段。
8.一種無線電通信系統，該無線電通信系統包括具有控制單元的無線電基站，該控制單元對發送無線電信號的發送時段和接收無線電信號的接收時段進行控制，和具有控制單元的中繼站，該控制單元進行控制，以通過基於偏移時間和在所述發送時段內從所述無線電基站發送的前導信號對向處於該中繼站的控制下的無線電終端發送的前導信號的發送定時進行控制，在與處於該中繼站的控制下的無線電終端的通信時段內不執行與所述發送時段相對應的接收處理和與所述接收時段相對應的發送處理。
9.根據權利要求8所述的無線電通信系統，其中從所述無線電基站向所述中繼站發送所述偏移時間。
10.一種對中繼站進行操作的方法，該方法包括以下步驟對發送處理裝置和接收處理裝置進行控制，以不允許從無線電基站接收無線電信號的第一接收時段與向處於所述中繼站的控制下的無線電終端發送無線電信號的第一發送時段相交疊。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述第一發送時段與從所述無線電基站向處於所述無線電基站的控制下的無線電終端發送無線電信號的第二發送時段相交疊。
12.根據權利要求10所述的方法，該方法還包括以下步驟對所述發送處理裝置和所述接收處理裝置進行控制，以設置在所述第一發送時段之後的用於向所述無線電基站發送無線電信號的第三發送時段。
13.根據權利要求10所述的方法，該方法還包括以下步驟將一前導信號包括在所述第一接收時段內接收到的無線電信號和在所述第一發送時段發送的無線電信號中。
14.一種用於對中繼站進行操作的方法，該方法包括以下步驟對接收處理裝置和發送處理裝置進行控制，以不允許向無線電基站發送無線電信號的第一發送時段與從無線電終端接收無線電信號的第一接收時段相交疊。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述第一接收時段與所述無線電基站從處於所述無線電基站的控制下的無線電終端接收無線電信號的第二接收時段相交疊。
16.根據權利要求14所述的方法，該方法還包括以下步驟對所述發送處理裝置和所述接收處理裝置進行控制，以設置在所述第一接收時段之後的從所述無線電基站接收無線電信號的第三接收時段。
17.一種無線電通信方法，該無線電通信方法包括以下步驟在無線電基站處，對發送無線電信號的發送時段和接收無線電信號的接收時段進行控制，和在中繼站處進行控制，以通過基於偏移時間和在所述發送時段內從所述無線電基站發送的前導信號對向處於該中繼站的控制下的無線電終端發送的前導信號的發送定時進行控制，在與處於該中繼站的控制下的無線電終端的通信時段內不執行與所述發送時段相對應的接收處理和與所述接收時段相對應的發送處理。
18.根據權利要求17所述的方法，其中從所述無線電基站向所述中繼站發送所述偏移時間。
全文摘要
本發明提供了中繼站、無線電基站以及通信方法。使用一種包括控制單元的中繼站來對發送處理裝置和接收處理裝置進行控制，以消除從無線電基站接收無線電信號的接收時段與向處於該中繼站的控制下的無線電終端發送無線電信號的發送時段之間的交疊。此外，提供了一種控制單元，用於對發送處理裝置和接收處理裝置進行控制，以消除向無線電基站發送無線電信號的發送時段與從無線電終端接收無線電信號的接收時段之間的交疊。
文檔編號H04W16/26GK102377472SQ20111038656
公開日2012年3月14日 申請日期2007年7月6日 優先權日2006年8月17日
發明者奧田將人 申請人:富士通株式會社