基站、中继站、无线中继通信系统和方法

专利名称：基站、中继站、无线中继通信系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基站、中继站、无线中继通信 系统和方法。
背景技术：
现有技术中提出了一种宽带无线接入系统，该系统的网络拓朴结构示意 图如图1所示。该系统包含两部分，基站和终端。终端负责发起并产生用户 的业务请求，接收来自基站的业务。基站接收来自终端的业务请求，并将该 业务请求接入到骨干网，同时，将来自骨干网的业务请求下发给终端。基站 管理和控制一个或多个终端。
由于基站的设计复杂，费用昂贵，因此，可以在上述宽带无线接入系统 中设置设计简单、价格便宜的中继站，通过中继站来扩大上述宽带无线接入 系统的覆盖范围，并提高上述宽带无线接入系统的容量。设置了中继站的宽
带无线接入系统的结构如图2所示。
在图2所示的宽带无线接入系统中，中继站的设计非常关键，现有技术中 一种简单的中继站是转发器，这种中继站在接收到所有的基站下行信号后， 对该基站下行信号不进行任何改动后转发给终端，同时在接收到所有终端上 行信号后，对该终端上行信号不进行任何改动后发送给基站。因此，该中继 站只具有转发功能。200610109985.7
现有技术中另外一种中继站在转发功能的基础上增加了一些简单而必要 的测量功能，并可以进一步增加一定的调度功能。这种中继站会根据基站和 自己的链路状况进行一些调度。但上述现有技术中的具有调度功能的中继站的设计目前还处于概念阶 段，还没有具体的中继站的设计和工作方案。发明内容本发明的目的是提供一种基站、中继站、无线中继通信系统和方法，从 而实现了在无线系统中采用设计简单的中继站来扩大基站的覆盖范围，提高 基站的容量。本发明的目的是通过以下技术方案实现的 一种无线通信系统的基站，包括资源分配模块，用于给各个中继站和各个中继站所控制的终端分配上行 物理资源和下行物理资源，发送所述物理资源的分配信息；链路建立模块，用于建立基站和各个中继站之间的无线链路； 通信模块，用于通过所述无线链路，和各个中继站之间进行通信。 所述基站还包括业务发送和接收模块，用于产生基站到中继站、基站到终端的下行业务，并接收所述物理资源的分配信息，且按照所述物理资源分配信息向中继 站和终端发送下行业务，同时在所述分配的物理资源中接收终端或中继站的上行业务。所述基站还包括标识分配才莫块，用于给各个中继站分配一个识别标识或链接标识。 所述通信模块具体包括同步调整信令下发模块，用于通过所述链路建立模块建立的无线链路， 间差、接收上行业务和发送上行业务的时间差^f言息的信令给各个中继站；物理资源位置信令下发模块，用于通过链路建立模块建立的无线链路， 下发携带各个中继站的下行物理资源和上行物理资源的位置信息的信令给各 个中继站；转发业务信令下发模块，用于通过链路建立模块建立的无线链路，下发 携带各个中继站需要转发的业务信息的信令给各个中继站。所述同步调整信令下发模块下发的各个跳数相同的中继站的接收下行业 务和发送下行业务之间的时间差、接收上行业务和发送上行业务的时间差的站接收该物理资源的频率相同。所述的物理资源位置信令下发模块下发的下行物理资源的位置信息为该 下行业务在基站下行发射时的实际位置信息；所述的物理资源位置信令下发模块下发的上行物理资源的位置信息是中继站接收该上行业务的位置信息。 所述通信^f莫块还包括上报处理模块，用于接收并处理中继站向基站上报的测量结果。 一种无线通信系统的中继站，包括同步调整信令接收模块，用于通过和基站之间的无线链路接收基站下发 的携带接收下行业务和发送下行业务之间的时间差、接收上行业务和发送上 行业务的时间差信息的信令，获取并保存该信令中的接收下行业务和发送下 行业务之间的时间差、接收上行业务和发送上行业务的时间差信息；物理资源位置信令接收模块，用于通过和基站之间的无线链路接收基站 下发的携带下行物理资源和上行物理资源的位置信息的信令，获取并保存该 信令中的下行物理资源和上行物理资源的位置信息；转发业务信令接收模块，用于通过和基站之间的无线链路接收基站下发
的携带需要该中继站转发的业务信息的信令，获取并保存该信令中的需要该 中继站转发的业务信息。所述的中继站还包括下行转发模块，根据物理资源位置信令接收模块保存的下行物理资源位 置信息，在相应的位置接收基站下发的下行业务；根据同步调整信令接收模 块保存的接收下行业务和发送下行业务之间的时间差信息，对所述下行业务 进行转发；上行转发模块，根据物理资源位置信令接收模块保存的上行物理资源位 置信息，在相应的位置接收终端的上行业务；根据同步调整信令接收模块保 存的接收上行业务和发送上行业务的时间差信息，对所述上行业务进行转 发。所述的中继站还包括下行导频或信令发送模块，用于发送基站下发的下行导频或信令，其中 所有父节点相同的中继站所发送的下行导频或信令相同。 所述中继站还包括测量上报模块，用于测量终端的接收信号质量、终端到达中继站的定时 偏移，并将测量结果上"^艮给基站。一种无线中继通信系统，包括基站和中继站，所述基站，用于给各个中继站和各个中继站所控制的终端分配物理资 源，建立和各个中继站之间的无线链路，通过所述无线链路和各个中继站之 间进行通信；所述中继站，用于通过所述无线链路和基站之间进行通信，将基站下发 的下行业务和终端发送的上行业务进行转发。 一种无线中继通信方法，包括步骤中继站利用和基站之间的无线链路，将终端发送过来的消息转发给基
站；所述基站接收到所述消息后生成相应的响应信息，通过所述和中继站之间的无线链路将所述响应信息下发给所述中继站； 所述中继站将所述响应信息转发给所述终端。所述中继站利用和基站之间的无线链路，将终端发送过来的消息转发给 基站的步骤具体包括所述中继站在自定义的接入区域接收终端的初始接入请求消息，利用所 述中继站和基站之间的无线链路将所述初始接入请求消息转发给所述基站。对于单栽波SC、单载波接入Sca和正交频分复用OFDM物理层，所述的 中继站和基站之间传递的终端初始接入请求消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对中继站的定时偏移、中继站接收到的所述终端初 始接入信号的帧号和初始接入时隙、所述终端的接入状态、以及其它接入状 态为成功的终端在测距请求中包含的消息。对于正交频分多址OFDMA物理层，所述的中继站和基站之间传递的终 端初始接入请求消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对 中继站的定时偏移；所述终端采用的初始接入码，终端采用的初始接入时 隙、所述终端的接入状态。所述中继站利用和基站之间的无线链路，将终端发送过来的消息转发给 基站的步骤具体包括所述中继站接收终端的周期性调整请求消息，利用所述中继站和基站之 间的无线链路将所述周期性调整请求消息转发给所述基站。对于SC、 SCa、 OFDM物理层，所述的中继站和基站之间传递的终端周 期性调整请求消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对中 继站的定时偏移、所述终端的调整状态、以及其它终端在周期性调整请求中 包含的消息。
对于OFDMA物理层，所述的中继站和基站之间传递的终端周期性接入 请求消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对中继站的定 时偏移、所述终端采用的周期性接入码、所述终端采用的周期性接入时隙、 所述终端采用的周期性调整状态。还包括步骤所述中继站在接收到基站下发的调整/带宽请求消息后，将该消息中的符 号偏移减去接收下行业务和发送下行业务之间的时间差后转发给终端。所述基站分配给所述终端的带宽请求消息的位置为基站实际接收终端信 号的位置再减去接收下行业务和发送下行业务之间的时间差。还包括步骤在中继站的初始接入过程中通过预先设置的信令来表明是中继站接入。 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过对基站、中继站的 主要功能和基站、中继站之间的同步过程等进行详细设计，从而提出了一个 完整的无线中继通信系统。本发明只对基站添加有限的功能，扩大了基站的 覆盖范围，提高了基站的容量。中继站具有设计简单、价格便宜的特点，对 终端的功能没有改动，终端可以与现有的无中继系统完全兼容。


图1为现有技术一种宽带无线接入系统的网络拓朴结构示意图； 图2为现有技术设置了中继站的宽带无线接入系统的结构示意图； 图3为本发明所述无线中继通信系统的实施例的结构示意图； 图4为本发明所述实施例中中继站与基站之间的同步过程的示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种基站、中继站、无线中继通信系统和方法，本发明的核心为对基站、中继站的主要功能和基站、中继站之间的同步过程等进行 详细设计。对基站添加有限的功能，中继站具有设计简单、价格便宜的特 点，终端的功能没有改动，可以与现有的无中继系统完全兼容。下面结合附图来详细描述本发明，本方法所述无线中继通信系统的实施 例的结构如图3所示，包括基站、中继站和终端。在本发明所述无线中继通信系统中，基站、中继站和终端称为中继转发 网络的节点。为了区别于无中继网络，可以称支持中继转发的基站为中继基 站。在本发明所述无线中继通信系统中，定义基站为跳数为0的节点，按照 从基站节到终端的方向，每增加一个节点，链路的跳数就增加一跳，在第N 跳位置的节点为第N跳节点。定义基站为与基站直接相连、跳数为1的节点的 父节点，即与基站直接相连、跳数为1的节点为基站的子节点。同样的，定 义与节点n相连且跳数小于节点n的跳数的节点为节点n的父节点，与节点n直 接相连且跳数大于节点n的跳数的节点为节点n的子节点。 本发明所述无线中继通信系统中的基站包括如下模块 资源分配模块01:用于为每个中继站、以及每个中继站所控制的终端分 配物理资源，发送所述分配的物理资源信息。分配给一个中继站的物理资源 可以是一个或多个资源区域。分配给中继站的物理资源也可能重叠，即一个 资源区域也可能会为多个中继站所共享。上述物理资源包括上行物理资源和 下行物理资源。业务发送和接收模块02:用于产生基站到中继站，基站到终端的下行业 务，并接收所述资源分配模块01传递过来的物理资源，并根据所述物理资源 向中继站和终端发送下行业务；同时在资源分配模块01传递过来的物理资源 中接收终端或中继站的上行业务。
链路建立模块03:用于建立和各个中继站之间的无线链路，基站通过该 无线链路和各个中继站之间进行通信。通信模块04:用于通过链路建立模块03建立的无线链路，和各个中继站 之间进行通信。该通信过程包括基站向中继站发送信令来调整中继站同 步、通知中继站的物理资源位置、通知中继站需要转发的业务、调整中继站 的发射功率等；接收并处理中继站向基站上报测量结果、接收并处理中继站 向基站上报其所控制的终端的接入请求和测距(ranging)请求等。所述基站还可以包括标识分配模块09:用于给每个中继站分配一个识别 标识或者一个特殊的链接标识。该识别标识或链接标识需要携带在中继站向 基站或终端发送的信令或消息中，用以区分中继站。通信模块04包括同步调整信令下发模块05、物理资源位置信令下发模 块06、转发业务信令下发模块07和上报处理模块08。其中，同步调整信令下发模块05，用于通过链路建立模块03建立的无线 链路，下发携带各个中继站的DL—Relay—Delay (接收下行业务和发送下行业 务之间的时间差)、UL—Relay_Delay (接收上行业务和发送上行业务的时间 差)信息的信令给各个中继站。基站通过上述DL—Relay—Delay和 UL一Rela^Delay来调整各个中继站的转发时刻，使各个中继站与基站之间同 步。各中继站与基站之间同步的概念是指各跳数相同的中继站转发某个物 理资源开始时刻与其从基站接收该物理资源的时刻之间的偏差固定，即各个 跳数相同的中继站的DL—Relay—Delay和UL—Relay—Delay相同。并且各跳数 相同的中继站转发某个物理资源所占用的频率与上述基站接收该物理资源的 频率相同。本发明提供了上述中继站与基站之间的同步过程的一个实施例，该实施 例中中继站与基站之间的同步过程示意图如图4所示。在图4中，中继站1、 中继站2和中继站3为跳数相同的中继站，中继站1 /中继站3转发下行导频和信 令，中继站2不发送下行导频和信令。中继站1/中继站2/中继站3接收下行业 务和发送下行业务之间的时间差相同，中继站1/中继站2/中继站3接收上行业 务和发送上行业务之间的时间差相同。中继站1和中继站3开始发送下行导频 的时间同步。基站可以通过广播的形式将上述DL^Relay—Delay和UL—Relay—Delay发送给各个中继站。其中，物理资源位置信令下发模块06，用于通过链路建立模块03建立的 无线链路，下发携带各个中继站的下行和上行物理资源的位置信息的信令给 各个中继站。基站下发的下行物理资源的位置信息为下行业务在基站下行发 射时的实际位置，但基站下发的上行物理资源的位置信息是中继站接收该上 行业务的位置，而不是基站接收该上行业务的位置。因此，假设基站接收上 行业务的起始时间为AHocation_Start_Time_BS,中继站接收上行业务的起 始时间为Allocation—Start—Time—RS，则基站发送的下行信令中，上行业务 的起始时间Allocation_Start—Time = Allocation—Start—Time—RS = (Allocation—Start一Time一BS - UL一Relay一Delay)。其中，转发业务信令下发模块07，用于通过链路建立模块03建立的无线 链路，下发携带各个中继站需要转发的业务信息的信令给各个中继站。中继 站需要转发的业务包括广播消息、多播和广播业务、中继站所控制的跳数更 大的中继站或终端的所有业务。其中，上报处理模块08,用于接收并处理中继站向基站上报的测量结果。本发明所述无线中继通信系统中的中继站通过所述和基站之间的无线链 路和基站之间进行通信，将基站下发的下行业务和终端发送的上行业务进行 转发。所述中继站包括如下模块信令接收模块10、下行转发模块14、上行 转发模块15、下行导频或信令发送模块16和测量上报模块17。信令接收模块10:用于通过上述建立的和基站之间的无线链路，接收基 站下发各种信令。包括同步调整信令接收模块12、物理资源位置信令接收 模块11和转发业务信令接收模块13。其中，同步调整信令接收模块12，用于通过上述建立的和基站之间的无 线链路，接收基站下发的携带DL—Relay_Delay和UL—Relay—Delay信息的信 令，获取并保存其中的DL—Relay—Delay和UL—Relay—Delay信息。其中，物理资源位置信令接收模块11，用于通过上述建立的和基站之间 的无线链路，接收基站下发的携带下行和上行物理资源位置信息的信令，获 取并保存其中的下行和上行物理资源位置信息。其中，转发业务信令接收模块13，用于通过上述建立的和基站之间的无 线链路，接收基站下发的携带需要自己转发的业务信息的信令，获取并保存 其中的需要自己转发的业务信息。下行转发模块14:根据物理资源位置信令接收模块11保存的下行物理资 源位置信息，在相应的位更接收基站下发的下行业务，在接收完成后，根据 同步调整信令接收模块12保存的DL—Rela^Delay信息，对上述下行业务进行 转发。中继站转发下行业务所采用的调制编码方式与基站的下行信号调制编 码方式相同。上行转发模块15:根据物理资源位置信令接收模块11保存的上行物理资 源位置信息，在相应的位置接收终端的上行业务，在接收完成后，根据同步 调整信令接收模块12保存的UL—Relay一Delay信息，对上述上行业务进行转 发。中继站转发上行业务所采用的调制编码方式与终端的上行信号调制编码 方式相同。下行导频或信令发送模块16:用于发送基站下发的下行导频或信令。并 且所有父节点相同的中继站所发送的下行导频或信令相同。该模块为可选模
块。中继站是否发送下行导频或信令以及采用何种导频可以由基站来控制。 当本发明所述系统应用在现有的无中继系统中时，中继站在接收基站的信令后，需要将其中的Ranging/BW request (带宽请求)中的符号偏移减去 UL—Relay一Delay后再转发。测量上报模块17:用于测量终端的接收信号质量、终端到达中继站的定 时偏移，并将测量结果上报给基站。本发明所述无线中继通信系统对终端的功能不做改动，终端的功能完全 兼容现有的无中继系统。本发明提供的一种无线中继通信方法的一个实施例包括以下步骤所述中继站在自定义的接入区域接收终端的初始接入请求消息，利用所 述中继站和基站之间的无线链路将所述初始接入请求消息转发给所述基站。 对于单载波SC、单栽波接入Sca和正交频分复用OFDM物理层，所述的中继 站和基站之间传递的终端初始接入请求消息包括中继站测量获得的所述终端 的功率、所述终端相对中继站的定时偏移、中继站接收到的所述终端初始接 入信号的帧号和初始接入时隙、所述终端的接入状态、以及其它接入状态为 成功的终端在测距请求中包含的消息。对于正交频分多址OFDMA物理层， 所述的中继站和基站之间传递的终端初始接入请求消息包括中继站测量获得 的所述终端的功率、所述终端相对中继站的定时偏移；所述终端采用的初始 接入码，终端采用的初始接入时隙、所述终端的接入状态。或者所述中继站接收终端的周期性调整请求消息，利用所述中继站和基 站之间的无线链路将所述周期性调整请求消息转发给所述基站。对于SC、 SCa、 OFDM物理层，所述的中继站和基站之间传递的终端周期性调整请求 消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对中继站的定时偏 移、所述终端的调整状态、以及其它终端在周期性调整请求中包含的消息。 对于OFDMA物理层，所述的中继站和基站之间传递的终端周期性接入请求
消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对中继站的定时偏 移、所述终端采用的周期性接入码、所述终端采用的周期性接入时隙、所述 终端采用的周期性调整状态。所述基站接收到所述周期性调整请求消息后生成相应的响应信息，通过 所述和中继站之间的无线链路将所述响应信息下发给所述中继站。所述中继站将所述响应信息转发给所述终端。所述方法还可以包括步骤所述中继站在接收到基站下发的调整/带宽请求信令后，将该信令中的符 号偏移减去接收下行业务和发送下行业务之间的时间差后转发给终端。所述 基站分配给所述终端的带宽请求信令的位置为基站实际接收终端信号的位置 再减去接收下行业务和发送下行业务之间的时间差。所述方法还可以包括步骤在中继站的初始接入过程中通过预先设置的信令来表明是中继站接入。 上述本发明所述无线中继通信系统的中继站的初始测距过程和周期性调 整过程如下对SC、 Sca和OFDM物理层，中继站的初始测距过程包括如下步骤1、中继站首先与基站建立下行同步，获得下行和上行传输参数。2 、中继站从基站下发的初始测距间隔中随机选择一 个时隙测距接入时隙发送测距请求消息，这个测距请求消息包括中继站的MAC地址、请求发送下行信号的质量要求、中继站的标识等。中继站还在上述测距请求消息中增加一条信令，来表明是中继站接入，不是普通终端接入，该信令为接入i殳备类型(Type of Access Station) : 0: Relay Station; 如果没有该信令，则表明接入设备为终端。3、如果基站接收到中继站的初始测距请求消息但不能译码，则基站通
过广播消息发送测距响应给中继站，这个消息中包括要求的中继站的定时、 频率和功率调整量、测距状态，以及中继站发送接入请求的帧号、时隙号。 中继站在接收到这个广播消息后，通过判断响应消息中的接入请求帧号和时 隙号，确定是发给自己的响应消息。则按照基站制定的调整量进行调整后重 新发送下一个测if巨i青求消息。如果基站成功接收到中继站的初始测距请求消息，则基站为中继站分配 链路标识，并发送测距请求响应消息给中继站，测距响应消息包括要求的中继站的定时调整量、功率校正量、频率调整量、中继站的MAC地址、所分配 给中继站的链路标识、测距状态等。中继站在接收到上述响应消息后，通过 其中的MAC地址判定该消息属于自己。如果测距状态为成功，则结束测距请 求过程。4、如果基站的测距响应中的测距状态为放弃，则中继站在接收到上述 测距响应消息后，释》欠当前信道，转入下一个物理信道重新开始初始测距过 程。如果中继站在发送测距之后等待一定的时间也没有接收到上述测距响应 消息，则中继站在下一个合适的初始测距时隙发送重新随机选择的一个测距 码，并将发射功率提高，直到发射功率达到最大值，然后回到最小发射功 率。如果中继站在重发一定数量的初始测距请求之后也没有等到测距响应， 则中继站认为这个下行信道不可用，开始扫描新的下行信道。对OFDMA物理层，中继站的初始测距过程包括如下步骤1、 中继站首先与基站建立下行同步，获得下行和上行传输参数。2、 中继站从初始测距码域随机选择一个测距码，从基站下发的初始测 距时隙中随机选择一个初始测距时隙，在所选择的测距时隙发送所选择的测 距码。中继站还在上述测距码中增加一条信令，来表明是中继站接入，不是普
通终端接入，该信令为接入设备类型(Type of Access Station) : 0: Relay Station;如果没有该信令，则表明接入设备为终端。3、 基站在成功接收到中继站的测距码之后，如果判断状态为成功，则 发送测距响应消息给中继站，测距响应消息中的测距码和测距接入时隙设置 为中继站初始发送初始测距的测距码和测距时隙，并包含要求的中继站定 时、频率和功率校正量，同时，基站为中继站分配带宽以便中继站发送测距请求。基站在成功接收到中继站的测距码之后，如果判断状态为继续，则发送 测距响应消息给终端，测距响应消息中的测距码和测距接入时隙设置为中继 站初始发送初始测距的测距码和测距时隙，并包含要求的中继站定时、频率 和功率校正量。中继站在收到状态为继续的测距响应消息后，根据测距响应消息的要求 进行校正，并从可用的初始测距区域，随机选择测距时隙传送从周期性测距 码域中随机选出的测距码。4、 如果中继站在发送测距码之后等待一定的时间也没有接收到测距响 应，则在下一个合适的初始测距时隙发送重新随才凡选择的一个测距码，并将 发射功率提高，直到发射功率达到最大值，然后回到最小发射功率。如果中继站在重发一定数量的初始测距请求之后也没有等到测距响应，则中继站认 为这个下行信道不可用，开始扫描新的下行信道。 中继站的周期性测距过程如下对于SC (Single Carrier,单栽波)、Sea (Single Carrier Access ，单载波接入)、OFDM (正交频分复用)物理层，中继站和基站利用测距请求 和测距响应消息进行周期性测距，以便维护中继站和基站之间的链路质量。 测距可以是基站触发的，即基站主动向中继站发送测距响应或基站主动分配带宽给中继站。中继站的周期性测距过程包括如下步骤1、 对每个中继站，基站维护一个定时器，当定时器溢出时，基站分配 带宽给中继站，并将定时器复位。每次基站分配带宽给中继站，这个定时器 都复位。如果中继站在特定的时间间隔里，都没有收到基站的带宽分配，则中继 站认为这个上行链路不可用，将重新选择新的下行信道，重新接入。2、 在每次为中继站分配了上行带宽后，基站要判定是否接收到中继站 的上行信号，如杲多次没有接收到上行信号，则基站认为中继站不可用，终 止对该中继站链路的管理。如果接收到中继站的上行信号，基站将判定信号 质量，如果信号质量可以接收且上行数据中包括测距请求消息，则基站下发 状态为"成功"的测距响应消息。如果信号质量不可接受，则基站下发状态 为"继续"的测距响应消息给中继站，同时将必要的校正信息包含在测距响 应消息中发给中继站。如果基站发送了很多次的校正消息，SS的信号质量还 是不可接受，则基站发送状态为"放弃"的测距响应消息给中继站，同时终 止对中继站的管理。3、 中继站应当响应每个分配给他的上行带宽指配。如果最近接收到的 测距响应消息状态为"继续"，则按照测距响应消息所给的校正要求进行调 整后发送上行数据给中继站，所发送的数据包含测距请求消息。如果最近接 收到的测距响应消息状态为"成功"，则中继站将永所分配的上行带宽传输 自己的数据。如果没有数据要传，中继站就用填充数据传输。如杲最近接收 到的测距响应消息状态为"放弃"，则中继站终止对基站的接收重新在新的 信道进入。对Wireless-MAN OFDMA，中继站的周期性测距过程与初始测距过程类 似，只是中继站需要从周期性测距码域中随机选择测距码，并在周期性测距 时隙发送。 在上述本发明所述无线中继通信系统中，在中继站控制范围内，终端通过中继站转发的初始接入过程包括如下步骤1、 中继站在接收基站的信令后，将信令中的观'J距/带宽请求Ranging/BW request中的符号偏移减去UL—Relay—Delay后转发给终端。2、 中继站在自定义的接入区域接收终端的初始接入请求消息。其功能 相当于与现有的无中继系统中所设定的基站在相同情况下的处理。3、 中继站利用已经建立的中继站和基站之间的链路，将所接收到的终 端的相应的初始接入请求消息发给基站。对于SC、 Sca、 OFDM物理层，这 个消息包括中继站测量得到的终端的功率、终端相对中继站的定时偏移结 果、帧号、初始接入时隙、接入状态(继续或成功)、以及其它终端在RNG-REQ中的消息(如果接入状态为成功)。对于OFDMA (正交频分多址)物 理层，这个消息包括终端的功率、终端相对中继站的定时偏移结果、初始接 入码、初始接入时隙、接入状态(继续或成功)。4、 基站接收到中继站发来的包含终端的相应的初始接入请求消息后， 生成相应的响应信息。如果需要分配上行带宽给终端，则基站需要发送相应 的上述同步调整信令、资源物理位置信令给中继站，中继站再将接收到的信 令转发给终端。5、 重复上述步骤1-4直到结束ranging过程，从而完成终端的初始接入 过程。在上述本发明所述无线中继通信系统中，在中继站控制范围内，终端通 过中继站转发的周期性调整过程如下所述中继站接收终端的周期性调整请求消息，利用所述中继站和基站之 间的无线链路将所述周期性调整请求消息转发给所述基站；所述基站接收到 所述周期性调整请求消息后生成相应的响应信息，通过所述中继站和基站之 间的无线链路将所述响应信息下发给所述中继站，所述中继站将所述响应信
息转发给所述终端；直到所述终端的周期性调整过程结束。对SC、 SCa、 OFDM物理层，基站分配带宽给终端进行周期性调整，调整过程完全兼容现有技术中的无中继系统，如果需要分配上行带宽给终端，则基站需要发送相应的上述同步调整信令、资源物理位置信令给中继站，中继站再将接收到的信令转发给终端。对OFDMA物理层，终端的周期性调整过程与前面所述的终端通过中继站转发的初始接入过程类似，只是其中终端所采用的接入时隙为周期性接入时隙，所采用的接入码为周期性接入码域中的码。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、一种无线通信系统的基站，其特征在于，包括资源分配模块，用于给各个中继站和各个中继站所控制的终端分配上行物理资源和下行物理资源，发送所述物理资源的分配信息；链路建立模块，用于建立基站和各个中继站之间的无线链路；通信模块，用于通过所述无线链路，和各个中继站之间进行通信。
2、 根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述基站还包括 业务发送和接收模块，用于产生基站到中继站、基站到终端的下行业务，并接收所述物理资源的分配信息，且按照所述物理资源分配信息向中继 站和终端发送下行业务，同时在所述分配的物理资源中接收终端或中继站的 上行业务。
3、 根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述基站还包括 标识分配才莫块，用于给各个中继站分配一个识别标识或链接标识。
4、 根据权利要求1或2或3所述的基站，其特征在于，所述通信模块具体 包括同步调整信令下发模块，用于通过所述链路建立模块建立的无线链路， 下发携带各个中继站的接收下行业务和发送下行业务之间的时间差、接收上 行业务和发送上行业务的时间差信息的信令给各个中继站；物理资源位置信令下发模块，用于通过链路建立模块建立的无线链路， 下发携带各个中继站的下行物理资源和上行物理资源的位置信息的信令给各 个中继站；转发业务信令下发模块，用于通过链路建立模块建立的无线链路，下发 携带各个中继站需要转发的业务信息的信令给各个中继站。
5、 根据权利要求4所述的基站，其特征在于，所述同步调整信令下发模 继立差、接收上行业务和发送上行业务的时间差的值相同，且各个跳数相同的中 继站 同。
6、 根据权利要求4所述的基站，其特征在于，所述的物理资源位置信令 下发模块下发的下行物理资源的位置信息为该下行业务在基站下行发射时的 实际位置信息；所述的物理资源位置信令下发模块下发的上行物理资源的位 置信息是中继站接收该上^f亍业务的位置信息。
7、 根据权利要求4所述的基站，其特征在于，所述通信模块还包括 上报处理模块，用于接收并处理中继站向基站上报的测量结果。
8、 一种无线通信系统的中继站，其特征在于，包括同步调整信令接收模块，用于通过和基站之间的无线链路接收基站下发 的携带接收下行业务和发送下行业务之间的时间差、接收上行业务和发送上 行业务的时间差信息的信令，获取并保存该信令中的接收下行业务和发送下 行业务之间的时间差、接收上行业务和发送上行业务的时间差信息；物理资源位置信令接收模块，用于通过和基站之间的无线链路接收基站 下发的携带下行物理资源和上行物理资源的位置信息的信令，获取并保存该 信令中的下行物理资源和上行物理资源的位置信息；转发业务信令接收模块，用于通过和基站之间的无线链路接收基站下发 的携带需要该中继站转发的业务信息的信令，获取并保存该信令中的需要该 中继站转发的业务信息。
9、 根据权利要求8所述的中继站，其特征在于，所述的中继站还包括 下行转发模块，根据物理资源位置信令接收模块保存的下行物理资源位置信息，在相应的位置接收基站下发的下行业务；根据同步调整信令接收模 块保存的接收下行业务和发送下行业务之间的时间差信息，对所述下行业务 进行转发；上行转发模块，根据物理资源位置信令接收模块保存的上行物理资源位 置信息，在相应的位置接收终端的上行业务；根据同步调整信令接收模块保 存的接收上行业务和发送上行业务的时间差信息，对所述上行业务进行转 发。
10、 根据权利要求8或9所述的中继站，其特征在于，所述的中继站还包括下行导频或信令发送模块，用于发送基站下发的下行导频或信令，其中 所有父节点相同的中继站所发送的下行导频或信令相同。
11、 根据权利要求8或9所述的中继站，其特征在于，所述中继站还包括测量上报模块，用于测量终端的接收信号质量、终端到达中继站的定时 偏移，并将测量结果上报给基站。
12、 一种无线中继通信系统，其特征在于，包括基站和中继站， 所述基站，用于给各个中继站和各个中继站所控制的终端分配物理资源，建立和各个中继站之间的无线链路，通过所述无线链路和各个中继站之 间进行通信；所述中继站，用于通过所述无线链路和基站之间进行通信，将基站下发 的下行业务和终端发送的上行业务进行转发。
13、 一种无线中继通信方法，其特征在于，包括步骤 中继站利用和基站之间的无线链路，将终端发送过来的消息转发给基站；所述基站接收到所述消息后生成相应的响应信息，通过所述和中继站之 间的无线链路将所述响应信息下发给所述中继站； 所述中继站将所述响应信息转发给所述终端。
14、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述中继站利用和基站 之间的无线链路，将终端发送过来的消息转发给基站的步骤具体包括所述中继站在自定义的接入区域接收终端的初始接入请求消息，利用所 述中继站和基站之间的无线链路将所述初始接入请求消息转发给所述基站。
15、 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，对于单载波SC、单载波接入Sca和正交频分复用OFDM物理层，所述的 中继站和基站之间传递的终端初始接入请求消息包括中继站测量获得的所述 终端的功率、所述终端相对中继站的定时偏移、中继站接收到的所述终端初 始接入信号的帧号和初始接入时隙、所述终端的接入状态、以及其它接入状 态为成功的终端在测距请求中包含的消息。
16、 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，对于正交频分多址OFDMA物理层，所述的中继站和基站之间传递的终 端初始接入请求消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对 中继站的定时偏移；所述终端采用的初始接入码，终端采用的初始接入时 隙、所述终端的接入状态。
17、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述中继站利用和基站 之间的无线链路，将终端发送过来的消息转发给基站的步骤具体包括所述中继站接收终端的周期性调整请求消息，利用所述中继站和基站之 间的无线链路将所述周期性调整请求消息转发给所述基站。
18、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，对于SC、 SCa、 OFDM物理层，所述的中继站和基站之间传递的终端周 期性调整请求消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对中 继站的定时偏移、所述终端的调整状态、以及其它终端在周期性调整请求中 包含的消息。
19、 根据权利17所述的方法，其特征在于， 对于OFDMA物理层，所述的中继站和基站之间传递的终端周期性接入 请求消息包括中继站测量获得的所述终端的功率、所述终端相对中继站的定 时偏移、所述终端采用的周期性接入码、所述终端采用的周期性接入时隙、 所述终端采用的周期性调整状态。
20、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括步骤所述中继站在接收到基站下发的调整/带宽请求消息后，将该消息中的符 号偏移减去接收下行业务和发送下行业务之间的时间差后转发给终端。
21、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述基站分配给所述终端的带宽请求消息的位置为基站实际接收终端信 号的位置再减去接收下行业务和发送下行业务之间的时间差。
22、 根据权利要求13所述的消息传递方法，其特征在于，还包括步骤 在中继站的初始接入过程中通过预先设置的信令来表明是中继站接入。
全文摘要
本发明提供了一种基站、中继站、无线中继通信系统和方法，无线中继通信系统主要包括基站和中继站。基站用于给各个中继站和各个中继站所控制的终端分配物理资源，建立和各个中继站之间的无线链路，通过所述无线链路和各个中继站之间进行通信；中继站用于通过所述无线链路和基站之间进行通信，将基站下发的下行业务和终端发送的上行业务进行转发。利用本发明所述系统，从而实现了在无线系统中采用设计简单的中继站来扩大基站的覆盖范围，提高基站的容量。
文档编号H04B17/00GK101132564SQ20061010998
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者冯淑兰 申请人:华为技术有限公司