一種多跳中繼網絡減少時延的方法
2023-12-07 06:53:31 1
專利名稱：一種多跳中繼網絡減少時延的方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種多跳中繼網絡(MMR)減少時延 的方法。
背景技術：
在IEEE 802.16j工作組提出的多跳中繼系統中， 一個或數個中繼站 (Relay Stations, RS )被設置在具有多跳中繼能力的基站(MR-BS)和移動 站(Mobile Stations, MS )之間，如
圖1所示，通過信號的連續中繼來達到 覆蓋範圍的擴展、消除盲點、改善服務等(參見IEEE802.16j的基線文檔 802.16j-06/026r2)。根據基線文檔，中繼系統分為透明中繼系統和非透明 中繼系統。
在多跳中繼系統中，端到端傳輸鏈路由Access Link(接入鏈路)和Relay Link (中繼鏈路)構成，其中，Access Link為起始或結束於MS的通信鏈路，
Zone (接入域)是MR-BS/RS幀中的下行(DL)或上行(UL)子幀的一部 分，用於MR-BS/RS向MS傳輸；Relay Zone (中繼域)是MR-BS/RS幀中 的下行或上行子幀的一部分，用於MR-BS/RS向RS傳輸。
可以使用超幀的方法和分割的方法將當前兩跳幀結構擴展到支持多跳 的幀結構。IEEE802.16j的基線文件已經在一定程度上支持這兩種方法。兩 逸匕幀結構包含一個上行子幀和一個下行子幀，每個子幀又由一個Access Zone和一個Relay Zone構成。分割的方法就是對兩跳幀結構進行擴展，使 之每個子幀包含一個Access Zone和多個Relay Zone。普通基於分割方法的 多跳中繼幀結構如圖2所示(參見相關文獻C802.16j-07—117rl)。
圖2所示的幀結構只是對兩跳幀結構進行了擴展，因此兼容兩跳的幀結 構，也兼容現有的IEEE802.16e的幀結構。圖2中，^i殳多跳中繼系統是4.跳的情況，BS對MS8進行一次交互的幀時延是2幀。可見，隨著跳數的增 加，時延也將越大。這對於要求較小時延、不能容忍較大反應時間的業務是 不適用的。
因此，需要一種方法來減少多跳中繼系統中的時延。
發明內容
本發明要解決的技術問題就是提供一種多跳中繼網絡減少時延的方法， 能有效減少時延。
為了解決上述技術問題，本發明提供一種多跳中繼網絡減少時延的方 法，包括如下步驟
(1) 當移動站MS通過至少1級中繼站RS向基站BS交互時，MS將 數據寫入上行子幀的上行接入域UL Access Zone中，發送給第1級RS;
(2) 第1級RS經過收發轉換時隙，將所述數據寫入上行子幀的第1 個上行中繼域UL Relay Zone中；
(3) 若本次交互的RS的級數為1，則該RS將數據發送給BS;
(4) 若本次交互的RS的級數大於l,則其它每級RS轉發數據時，均 經過收發轉換時隙，將數據寫入其接收數據的UL Relay Zone的後面一個UL Relay Zone中，直到發送給PS。
進一步地，所述步驟(4)包括如下步驟
若本次交互的RS的總級數為N， N>1， n為當前交互的RS的級數，則 從n-N開始，直到n-2，重複執行第n級中繼的RS經過一個收發轉換 時隙，將所述數據寫入上行子幀的第m個UL Relay Zone中，發送給第n_ 1 級RS,並設置n-n-1,其中m-N-n+1;
當n=l,則第1級中繼的RS經過一個收發轉換時隙，將所述數據寫入 第N個UL Relay Zone中，發送給BS。
進一步地，在寫入UL Relay Zone數據時，設置各個UL Relay Zone為 傳輸、接收或空閒模式，避免RS在Relay Zone中被要求同時傳輸和接收數 據。進一步地，所述步驟(1 ) MS將數據寫入上行子幀的UL Access Zone 中時，設置該UL Access Zone為傳輸模式。
進一步地，所述步驟(1 )發送給第1級RS時，該RS設置上行子幀 的UL Access Zone為接收模式，並將發送的數據《1妾收到上行子幀的UL Access Zone中。
進一步地，所述步驟(2)將所述數據寫入上行子幀的第一個ULRelay Zone中時，還設置第一個ULRelayZone為傳輸模式。
進一步地，將所述數據寫入上行子幀的第m個UL Relay Zone中時，設 置該UL Relay Zone為傳輸模式。
進一步地，發送給第n-l級RS時，該RS設置上行子幀的第N-n個 UL Relay Zone為才妄收才莫式。
本發明具有如下有益效果
1) 使幀結構簡單明了；
2) 時延很小；
3) 兼容現有兩跳中繼系統的幀結構； 4 )兼容現有的IEEE802.16e幀結構。
附困說明
圖1是無線多跳中繼網絡配置圖2是現有技術基於分割方法的普通多跳幀結構示意圖3是本發明實施例的多跳幀結構示意圖。
具體實施例方式
本發明適用於基於分割方法的、TDD^f莫式下的多跳幀，以及用於非透 明中繼系統。
本發明的多跳中繼幀結構包括 一個下4亍子幀和一個上行子幀。 所述的下行子幀分為 一個DL Access Zone (下行才妻入域)和一個或多個DL Relay Zone (下行中繼域)。DL Access Zone是下行子幀的一部分，用於 MR-BS/RS向MS傳輸;DL Relay Zone是下行子幀的 一部分，用於MR-BS/RS 向RS傳輸。
所述的DLAccessZone在時間上先於DLRelay Zone。對於有N跳中繼 的情況(N>2 ),在時間上的第 一個DL Relay Zone用於MR-BS向第 一級RS 傳輸，時間上的第二個DL Relay Zone用於第一級RS向第二級RS傳 輸，......，依次類推，時間上最後一個DL Relay Zone用於第N-2級RS向
第N-1級RS傳輸。
所述的上行子幀分為一個UL Access Zone (上行接入域)和一個或多個 UL Relay Zone (上行中繼域)。UL Access Zone是上行子幀的一部分，用於 MS向MR-BS/RS傳輸；UL Relay Zone是上行子幀的一部分，用於RS向 MR-BS/RS傳輸。
所述的ULAccess Zone在時間上先於ULRelay Zone。對於有N跳中繼 的情況(N〉2 )，在時間上的第一個UL Relay Zone用於第N-l級RS向第N-2
級RS傳輸，......，依次類推，時間上最後一個UL Relay Zone用於第一級
RS向MR-BS傳輸。
如圖1所示，BS和MS之間的信號傳遞經由一級或數級中繼完成。本 實施例的系統是一個4跳的中繼系統，包括一個MR-BS、三個RS(RSl, RS2， RS3)、每個RS下的多個MS (MS1 MS9)。 MMR中設置RS的目標 有兩個 一為擴展覆蓋範圍，如RS2和RS3; 二為增加系統容量，如RS1。
如圖2所示，為MMR設計的、基於分割方法的普通TDD模式多跳中 繼幀結構，以圖1所示的MMR系統為例。
每個MR-BS和RS幀結構包含一個上行子幀和一個下行子幀，每個子 幀又進一步分為 一個Access Zone和一個或多個Relay Zone。
以MR-BS與MS8之間的交互為例說明信號的傳輸過程。RSI在下行 Relay Zone接收到MR-BS發送的信號，經過一個收發轉換時隙，向下一級 的RS2發送。RS2在下行Relay Zone接收到來自RSI的信號之後，再經過 一個收發轉換時隙向RS3發送。RS3接收之後，通過Access Zone向MS8發送。由於下行的Access Zone在Relay zone之前，RS3的信號到達MS8需 要一個幀的時延。這樣，MR-BS的信號在一幀之內就能傳到RS3，在下一 幀能到達MS8。
在上行子幀，RS3通過上行Access Zone收到來自MS8的信號，寫入第 3個RelayZone,向上一級的RS2發送；RS2將接收到的信號，寫入第2個 Relay Zone中，向上一級的RS1發送，依此類推，發送到BS。因為每向上 一級RS發送信號，該上一級RS都將數據寫入位於前一個位置的Relay Zone 中，這樣，每經過一個RS，都要有一幀的時延，若經過多跳，即經過多個 RS，那麼時延是很嚴重的。
對於圖1的系統來iJt,對於一個N-4跳的中繼系統，MR-BS與MS8 進行一次交互需要4幀的時間。對於N越大，MR-BS與MS8進行一次交互 需要更多的時間，通信的時延也就越大。
如圖3所示，為本發明實施例的基於分割方法的多跳中繼幀結構示意 圖，以圖l所示的MMR系統為例。MR-BS和RSs將幀結構中的每個Relay Zone設置為傳輸、接收或空閒模式，避免了 RS在Relay Zone中被要求同時 傳輸和接收數據。
以MR-BS與MS8之間的交互為例說明信號的傳輸過程。RSI在下行 Relay Zone接收到MR-BS發送的信號，經過一個收發轉換時隙，向下一級 的RS2發送。RS2在下行Relay Zone接收到來自RSI的信號之後，再經過 一個收發轉換時隙向RS3發送。RS3接收之後，通過Access Zone向MS8 發送。這樣，MR-BS的信號在一幀之內就能傳到RS3，在下一幀能到達MS8。
在上行子幀，MS8通過上行Access Zone發送信號，發送時，該Access Zone的模式設置為傳輸模式；RS3通過上行Access Zone接收來自MS8的 信號，該Access Zone設置為接收模式；經過一個收發轉換時隙，寫入第一 個Relay Zone中，該Relay Zone設置為傳輸模式，向上一級的RS2發送。 RS2的第一個Relay Zone設置為接收模式，收到之後，經過一個收發轉換時隙，寫入第二個Relay Zone中，該Relay Zone設置為傳輸模式，向上一級 的RSI發送。同樣地，RSI接收到之後，也經過一個收發轉換時隙，寫入 第三個Relay Zone中，向MR-BS發送，直到MR-BS在Relay Zone接收到。 這樣，MS8的信號在一幀之內就能傳到MR-BS。綜合上下行子幀的情況， MR-BS與MS8的一次交互在兩幀時間內可以完成。
本發明與原有幀結構的區別在於上行子幀的Relay Zone分配時隙不一 樣。經過這樣的改變，對於一個4跳中繼系統，MR-BS與MS8的一次交互 在兩幀時間內可以完成，而且和系統的中繼個數沒有關係。
在本發明中，數據下行或上行過程中，數據轉發之前，有可能需要根據 鏈路的信道條件以及資源分配情況作一定處理，如改變調製編碼方式等，再 轉發出去，處理的方式跟現有技術一致，故此處不再詳述。
儘管本發明結合特定實施例進行了描述，但是對於本領域的技術人員來 說，可以在不背離本發明的精神或範圍的情況下進行修改和變化。這樣的修 改和變化被視作在本發明的範圍和附加的權利要求書範圍之內。
權利要求
1. 一種多跳中繼網絡減少時延的方法，包括如下步驟(1)當移動站通過至少1級中繼站向基站交互時，移動站將數據寫入上行子幀的上行接入域中，發送給第1級中繼站；(2)第1級中繼站經過收發轉換時隙，將所述數據寫入上行子幀的第1個上行中繼域中；(3)若本次交互的中繼站的級數為1，則該中繼站將數據發送給基站；(4)若本次交互的中繼站的級數大於1，則其它每級中繼站轉發數據時，均經過收發轉換時隙，將數據寫入其接收數據的上行中繼域的後面一個上行中繼域中，直到發送給基站。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(4)包括如下 步驟若本次交互的中繼站的總級數為N， N>1， n為當前交互的中繼站的級 數，則從n-N開始，直到n-2，重複執行第n級中繼站經過一個收發轉 換時隙，將所述數據寫入上行子幀的第m個上行中繼域中，發送給第n-l 級中繼站，並設置11=11-1，其中n^N-n+l;當n-l，則第1級中繼站經過一個收發轉換時隙，將所述數據寫入第N 個上行中繼域中，發送給基站。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在寫入上行中繼域數據 時，設置各個上行中繼域為傳輸、接收或空閒模式，避免中繼站在上行中繼 域中被要求同時傳輸和接收數據。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(l)移動站將 數據寫入上行子幀的上行接入域中時，設置該上行接入域為傳輸模式。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(l)發送給第 l級中繼站時，該中繼站設置上行子幀的上行接入域為接收模式，並將發送 的數據接收到上行子幀的上行接入域中。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(2)將所述數 據寫入上行子幀的第一個上行中繼域中時，還設置第一個上行中繼域為傳輸模式。
7. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，將所述數據寫入上行子 幀的第m個上行中繼域中時，設置該上行中繼域為傳輸;f莫式。
8. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，發送給第n-l級中繼站 時，該中繼站設置上行子幀的第N - n個上行中繼域為接收模式。
全文摘要
本發明公開了一種多跳中繼網絡減少時延的方法，包括當移動站通過至少1級中繼站向基站交互時，移動站將數據寫入上行子幀的上行接入域中，發送給第1級中繼站；第1級中繼站經過收發轉換時隙，將所述數據寫入上行子幀的第1個上行中繼域中；若本次交互的中繼站的級數為1，則該中繼站將數據發送給基站；若本次交互的中繼站的級數大於1，則其它每級中繼站轉發數據時，均經過收發轉換時隙，將數據寫入其接收數據的上行中繼域的後面一個上行中繼域中，直到發送給基站。本發明實現簡單，能有效減少時延。
文檔編號H04J3/16GK101282158SQ200710100510
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月5日 優先權日2007年4月5日
發明者餘秋星, 劉巧豔, 庚 李, 譚歡喜, 路 趙, 龔園園 申請人:中興通訊股份有限公司