在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中支持不同系统的装置和方法

专利名称：在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中支持不同系统的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中支持不同系统的装 置和方法。更具体地，本发明涉及用于支持不同系统的帧通信装置和方法。
背景技术：
在作为下一代通信系统的第4代(4G)通信系统中，正进行以大约IOOMbps的数据 速率来向用户提供具有各种服务质量(QoS)的服务的研究。具体地，4G通信系统正发展来 保证宽带无线接入(BWA)通信系统(诸如无线局域网系统(LAN)和无线城域网(MAN)系 统)的移动性和QoS。示范的BWA通信系统是基于电气和电子工程师协会(IEEE)802. 16d 标准和IEEE 802. 16e标准的通信系统。IEEE 802. 16d通信系统和IEEE 802. 16e通信系统为物理信道使用正交频分复用 (OFDM)/正交频分多址接入(OFDMA)方案。在传统IEEE 802. 16e通信系统中，通过在固定基站(BS)和移动台(MS)之间的直 接链路实现信令发送/接收，因此，能够在BS和MS之间容易地配置具有高可靠性的无线通 信链路。可是，在IEEE 802. 16e通信系统中，因为BS在位置上固定，无线网络配置的灵活 性较低。因此，要在业务分布或所需呼叫方面经历显著改变的无线环境中提供有效的通信 服务是困难的。为了克服该缺点，固定中继站(RS)、移动RS，或通常的MS被用来将多跳中继类型 数据转发方案应用于诸如IEEE 802. 16e通信系统的通常的蜂窝无线通信系统。使用多跳 中继方案的无线通信系统能够迅速地适应通信环境的改变，能够更容易地重新配置网络， 并且能够更有效地管理无线网络。例如，使用多跳中继方案的无线通信系统能够扩展小区 服务范围以及增大系统容量。也即，如果在BS和MS之间的信道状态不佳，则在BS和MS之 间安装RS，因此通过RS配置多跳中继路径并且向MS提供具有改善的信道状态的无线信道。 同样，通过在自BS开始的信道状态不佳的小区边界中使用多跳中继方案，无线通信系统能 够提供高速度数据信道，并且能够扩展小区服务范围。使用多跳中继方案的无线通信系统例如可以是IEEE 802. 16j通信系统。图1是说明传统IEEE 802. 16j通信系统的构造和帧结构的示意图。参考图1，BS(即，16多跳中继基站(16MR-BS))能够使用RS(16jRS)的中继服务 从而向在其自己的服务范围以外的MS(16eMS)提供通信服务。为了提供此类中继服务，应 该定义指示是否BS、RS和MS必须在任何时间发送/接收数据的物理帧结构。如图1所示，BS的下行链路(DL)子帧和上行链路(UL)子帧每个由接入区和中继 区组成。在DL子帧的接入区中，BS或RS发送数据到MS。在DL子帧的中继区中，BS向RS 发送对MS提供中继服务所必需的DL数据。在UL子帧的接入区中，MS发送数据到BS或RS。 在UL子帧的中继区中，RS向BS发送对MS提供中继服务所必需的UL数据。前述的图1的系统在其中BS，RS和MS全部遵从相同的无线系统的情况下是可能
5的。可是图1的数据传输方法无法在其中BS，RS和MS的任何一个遵从两个或多个无线系 统的情况下使用。一般，与传统系统比较，通信系统通过提供高速数据服务而演进并且通过标准的 改变等解决有关实现的问题。在该演进过程中，取决于与传统系统的兼容性的程度，各种系 统能够在相同区域中共存。例如，能够在其中安装IEEE 802. 16e通信系统(S卩，传统系统) 的区域中安装比传统系统更先进的新系统。新系统可以支持用于新MS和传统MS的全部服 务。换句话说，如果遵从传统系统的MS和遵从新系统的MS共存，则需要能够支持两种MS 的服务的帧结构。

发明内容
本发明的一方面是解决至少以上所述的问题和/或不足并且提供至少以下所述 的优点。因此，本发明的一方面提供一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中支持 不同系统的装置和方法。本发明的另一方面提供一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中向遵从 传统系统(或标准系统)的移动台(MS)和遵从新系统的MS两者提供服务的装置和方法。本发明的再一方面提供一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中通过新 系统的基站(BS)向新系统的MS和传统系统的MS两者提供服务的装置和方法。本发明的再一方面提供一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中允许新 系统的BS使用传统系统的中继站(RS)向传统系统的MS提供中继服务的装置和方法。本发明的再一方面提供一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中用于支 持不同系统的帧结构。本发明的再一方面提供一种帧结构，用于在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中通过新系统的BS向新系统的MS和传统系统的MS两者提供服务，以及同时使用传统系 统的RS向传统系统的MS提供中继服务。通过提供一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中支持不同系统的装置 和方法而解决以上的各方面问题。依据本发明的一方面，提供一种在接受不同系统的多跳中继无线通信系统中用于 下行链路(DL)帧通信的方法。该方法包括由基站(BS)通过DL帧内的传统接入区向传统 移动台(MS)发送DL数据；由BS通过DL帧内的传统中继区向传统中继站(RS)发送DL数 据；以及由BS通过在BS的DL帧内的新区向新MS发送DL数据。BS的DL帧可以包括用于 与传统MS通信的传统接入区、用于与传统RS通信的传统中继区、和用于与新MS通信的新 区。依据本发明的另一方面，提供一种在接受不同系统的多跳中继无线通信系统中用 于上行链路(UL)帧通信的方法。该方法包括由BS通过在UL帧内的传统接入区从传统 MS接收UL数据；由BS通过在UL帧内的传统中继区从传统RS接收UL数据；以及由BS通 过在UL帧内的新区从新MS接收UL数据。BS的UL帧包括用于与传统MS通信的传统接入 区、用于与传统RS通信的传统中继区和用于与新MS通信的新区。依据本发明的再一方面，提供一种在接受不同系统的多跳中继无线通信系统中的 BS装置。BS的DL帧包括用于与传统MS通信的传统接入区、用于与传统RS通信的传统中继区、以及用于与新MS通信的新区。该装置包括第一产生器、第二产生器、第三产生器和 发送器。第一产生器产生要通过传统接入区发送的DL数据。第二产生器产生要通过传统 中继区发送的DL数据。第三产生器产生要通过新区发送的DL数据。发送器通过传统接入 区向传统MS发送来自第一产生器的DL数据，通过传统中继区向传统RS发送来自第二产生 器的DL数据，以及通过新区向新MS发送来自第三产生器的DL数据。用于传统RS的DL/UL帧均可以包括三个区，用于与传统MS通信的第一区可以对 应于BS的DL帧内的传统接入区，用于按传统标准与BS通信的第二区可以对应于传统中继 区，以及用于与传统MS通信的第三区可以对应于新区。如果接入区和新区是基于频率划分方案的分区，则用于传统RS的UL帧可以包括 四个区，用于与传统MS通信的第一区可以对应于BS的UL帧内的传统接入区，用于按传统 标准与BS通信的第二区可以对应于传统中继区，第三区和第四区可以对应于该新区，第三 区是用于与传统MS通信的区，而第四区由空闲区组成。如果接入区和新区是基于频率划分方案的分区，则用于传统RS的UL帧可以包括 三个区，用于与传统MS通信的第一区可以对应于BS的UL帧内的传统接入区，用于按传统 标准与BS通信的第二区可以对应于传统中继区，以及第三区可以对应于该新区，第三区由 空闲区组成。通过结合附图，公开了本发明的示范实施例的以下详细描述，本发明的其他方面、 优点和显著特征对本领域的技术人员将变得明了。


通过结合附图的以下描述，本发明具体示范实施例的以上和其它方面、特征和优 点将变得更加明了，其中图1是说明传统电气和电子工程师协会(IEEE) 802. 16 j通信系统的构造和帧结构 的示意图；图2是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的新的宽带无线通 信系统中引入来向传统系统的移动台(MS)提供中继服务的传统系统的中继站(RS)的图；图3是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新系统的MS和传统系统的MS两者的服务的下行链路(DL)子帧结构的图；图4是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新系统的MS和传统系统的MS两者的服务的DL子帧结构的图；图5是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新系统的MS和传统系统的MS两者的服务的上行链路(UL)子帧结构的图；图6是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新系统的MS和传统系统的MS两者的服务的上行链路(UL)子帧结构的图；图7是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新系统的MS和传统系统的MS两者的服务的UL子帧结构的图；图8是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新系统的MS和传统系统的MS两者的服务的UL子帧结构的图；图9是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系
7统中新BS的DL通信器的构造的框图；图10是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的UL通信器的构造的框图；图11是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中RS的构造的框图；图12是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的DL通信过程的流程图；图13是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的UL通信过程的流程图；图14是说明根据本发明的另一示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通 信系统中新BS的UL通信过程的流程图；图15是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中传统RS的DL通信过程的流程图；图16是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中传统RS的UL通信过程的流程图；以及图17是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中传统RS的UL通信过程的流程图。贯穿附图，应该注意，相同参考数字用于表示相同或相似的部件、特征和结构。
具体实施例方式提供参考附图的以下说明以助于对由权利要求及其等价内容定义的本发明的示 范实施例的完整理解。这包括各种具体细节以助于该理解但是这些被看作仅仅是示例的。 因此，本领域的普通技术人员将认识到在不背离本发明的范围和精神的情况下，可以对这 里所述的实施例进行各种改变和修改。另外，出于清楚和简洁之故，省略对公知功能和结构 的说明。在以下说明和权利要求书中使用的术语和单词不局限于文献的意思，而是，仅由 发明人用来使得对本发明的理解清楚和一致。因此，对本领域的普通技术人员显然的是本 发明的示范实施例的以下说明是提供用于说明的目的而不是限制本发明的目的，本发明由 所附权利要求及其等价物定义。应该理解，单数形式“一”、“一个”、和“该”包含复数形式，除非上下文清楚地另有 指明。因此，例如，引用“组件表面”包括对一个或多个此类表面的引用。以下提出一种根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信 系统中支持不同系统的帧结构。具体地，以下提出一种根据本发明的示范实施例的帧结构， 用于通过新系统的基站(BS)向新系统(或标准)的移动台(MS)和传统系统的MS两者提 供服务，以及同时使用传统系统的中继站(RS)向传统系统的MS提供中继服务。使用多跳中继方案的宽带无线通信系统是，例如使用正交频分复用(OFDM)或正 交频分多址接入(OFDMA)方案的通信系统。使用多跳中继方案的宽带无线通信系统使用 0FDM/0FDMA方案，因此通过使用多个子载波发送物理信道信号而使得能够进行高速数据传 输，并能够通过多小区结构支持MS的移动性。
以下说明是基于例如宽带无线接入通信系统做出的。可是，应该理解这仅是方便 起见且本发明不局限于BWA系统。因此，应该清楚地理解本发明也适用于任何其他的使用 多跳中继方案的基于蜂窝的通信系统。在以下中，为了便于说明，遵从传统系统的MS被称为“传统MS”，而遵从新系统的 MS被称为“新MS”，遵从新系统的BS被称为“新BS”，而遵从传统系统的RS被称为“传统 RS”。例如，传统MS可以是遵从IEEE802. 16e标准的MS，新MS可以是遵从IEEE 802. 16m标 准的MS，新BS可以是遵从IEEE 802. 16m标准的BS，而传统RS可以是遵从IEEE 802. 16 j 标准的RS。图2说明根据本发明的示范实施例的宽带无线通信系统，其中遵从不同标准的实 体共存。具体地，图2说明在使用多跳中继方案的新的宽带无线通信系统中引入来向传统 MS提供中继服务的传统RS。如图2所示，新的宽带无线通信系统可以包括新BS(16m BS)和新MS(16m MS)。 新BS(16m BS)可以向新MS(16m MS)和传统MS(16eMS)两者提供通信服务。如果传统 MS(16eMS)在新BS(16m BS)的服务区域以外，则可以使用传统RS(16jRS)的中继服务转发 传统MS(16eMS)的数据。为此，应该允许在新BS(16m BS)和传统RS(16jRS)之间的通信。为了支持前述的通信，如图2所示，可以基于对属于传统无线系统的实体的数据 发送/接收来将帧划分为两个区。例如，帧可以被划分为第一区(即，传统区)和第二区 (即，M区)。第一区(即，传统区)用于在遵从传统无线系统的传统RS (16 jRS)和遵从传 统无线系统的传统MS(16eMS)之间的通信，在遵从传统无线系统的传统RS (16jRS)和遵从 新的无线系统的新BS(16m BS)之间的通信，或者在遵从新的无线系统的新BS(16m BS)和 遵从传统系统的传统MS(16eMS)之间的通信。第二区(S卩，M区)用于在遵从新的无线系 统的新BS(16m BS)和遵从新的无线系统的新MS(16m MS)之间的通信。下面更详细地描述图2的支持无线通信系统的帧结构。图3是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新MS和传统MS两者的服务的下行链路(DL)子帧结构的图。描述了新BS(16m BS)的DL子帧。DL子帧划分为传统区300和新区(即，M区)302。 传统区300包括用于与传统无线通信系统的实体通信的区。新区(即，M区)302是用于与 新无线通信系统的实体(即，使用和BS相同标准的实体)通信的区。DL子帧的传统区300 可以划分为接入区304和中继区306。新BS (16m BS)通过接入区304向传统MS (16eMS)发 送数据。新BS(16m BS)通过中继区306向传统RS(16jRS)发送用于对传统MS(16eMS)提 供中继服务所需的DL数据。新BS(16m BS)通过DL子帧的新区302向遵从和它自己相同 的无线通信系统的新MS (16m MS)发送DL数据。描述了传统RS(16jRS)的示范DL子帧。DL子帧由传统区组成。传统区可以划 分为接入区310和314以及中继区312。传统RS(16jRS)通过接入区310和314向传统 MS(16eMS)发送数据。传统RS(16jRS)通过中继区312从新BS(16m BS)接收发送到传统 MS(IBeMS)的DL数据和向传统MS (16eMS)提供中继服务所需的数据。如上所述，大体和新 BS (16m BS)的DL子帧的新区302相同的区314可以用作接入区以使得传统RS (16jRS)能 够发送DL数据到传统MS(16eMS)。传统RS(16jRS)的DL子帧可以包括在切换接入区和中 继区的时间处转换传统RS的发送/接收的间隙。
图4是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新MS和传统MS两者的服务的DL子帧结构的图。描述新BS (16m BS)的示范DL子帧。DL子帧和图3所述的BS (16m BS)的DL子帧 基本上相同。也即，传统区400和新区(即，M区)402基本上分别和图3包括的传统区300 和新区302相同，接入区404和中继区406基本上和区304和306相同。描述传统RS(16jRS)的示范DL子帧。如图4所示，DL子帧由传统区组成。传统区 可以划分为接入区410和中继区412。传统RS(16jRS)通过接入区410向传统MS(16eMS) 发送数据。传统RS(16jRS)通过中继区412从新BS(16mBS)接收发送到传统MS(16eMS)的 DL数据。不同于图3的DL子帧之处在于对应于新BS (16m BS)的DL子帧的新区402的传 统RS(16jRS)的DL子帧的区由空闲区414组成。也即，传统RS(16jRS)在空闲区期间不发 送/接收数据。传统RS(16jRS)的DL子帧可以包括在切换接入区和中继区的时间处转换 传统RS的发送/接收的间隙。图5是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新MS和传统MS两者的服务的UL子帧结构的图。描述新BS (16m BS)的示范UL子帧。UL子帧划分为传统区500和新区502。传统 区500是用于与传统无线通信系统的实体通信的区。新区502是用于与和新BS(16m BS) 相同的无线通信系统的实体通信的区。UL传统区500划分为接入区504和中继区506。新 BS (16m BS)通过接入区504从传统MS (16eMS)接收数据。新BS (16m BS)通过中继区506 从传统RS(16jRS)接收传统MS(16eMS)的UL数据和用于对传统MS (16eMS)提供中继服务 所需的UL数据。新BS(16m BS)通过UL子帧的新区502从遵从和它自己相同的无线通信 系统的新MS (16m MS)接收UL数据。描述传统RS(16jRS)的示范UL子帧。UL子帧由传统区组成。传统区划分为接入 区510和514以及中继区512。传统RS (16jRS)通过接入区510和514从传统MS (16eMS) 接收UL数据。传统RS(16jRS)通过中继区512向新BS(16mBS)发送来自传统MS (16eMS) 的UL数据和向传统MS(16eMS)提供中继服务所需的UL数据。同样，大体和新BS(16m BS) 的UL子帧的新区502相同的区514可以用作接入区以使得传统RS(16jRS)能够接收传统 MS(16eMS)的UL数据。传统RS(16jRS)的UL子帧可以包括在切换接入区和中继区的时间 处转换传统RS的发送/接收的间隙。图6是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新MS和传统MS两者的服务的UL子帧结构的图。描述新BS (16m BS)的示范UL子帧。UL子帧和图5所述的新BS (16m BS)的UL子 帧基本上相同。也即，传统区600和新区(即，M区)602基本上分别和图5包括的传统区 500和新区502相同，接入区604和中继区606基本上分别和区504和506相同。描述传统RS(16jRS)的示范UL子帧。如图5那样，UL子帧由传统区组成。传统区 划分为接入区610和中继区612。传统RS (16 jRS)通过接入区610从传统MS(16eMS)接收 数据。传统RS(16jRS)通过中继区612向新BS(16m BS)发送来自传统MS(16eMS)的UL数 据。不同于图5之处在于对应于新BS(16mBS)的UL子帧的新区602的传统RS(16jRS)的 UL子帧的区由空闲区614组成。也即，传统RS(16jRS)在空闲区期间不发送/接收数据。 传统RS(16jRS)的UL子帧可以包括在切换接入区和中继区的时间处转换传统RS的发送/接收的间隙。前述的图5或6的UL子帧由通过划分时域资源的传统区、新区、接入区和中继区 组成。以下做出根据本发明的另一示范实施例的通过划分频域资源来分区的说明。图7是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新MS和传统MS两者的服务的UL子帧结构的图。描述新BS(16m BS)的示范UL子帧。UL子帧划分为传统区700和新区(S卩，M 区)702。传统区700包括用于与传统无线通信系统的实体通信的区。新区702包括用于与 和新BS(16m BS)相同的无线通信系统的实体通信的区。传统区700和新区702被构造来 划分频域资源。频域资源的划分可以包括向传统区或新区分配一部分子载波，向传统区或 新区分配一组子载波，或向遵从新无线通信系统的MS分配一部分子载波以及向遵从传统 无线通信系统的MS分配一部分子载波。UL传统区700划分为接入区704和中继区706。接入区704和中继区706能够 被构造来划分时域资源。新BS(16m BS)通过接入区704从传统MS(16eMS)接收数据。新 BS (16m BS)通过中继区706从传统RS (16 jRS)接收传统MS (16eMS)的UL数据和用于对传 统MS(16eMS)提供中继服务所需的UL数据。新BS(16m BS)通过UL子帧的新区702从遵 从和它自己相同的无线通信系统的新MS (16m MS)接收UL数据。描述传统RS(16jRS)的示范UL子帧。UL子帧由传统区组成。传统区划分为接入 区710和714以及中继区712。接入区710和中继区712能够被构造来划分时域资源。传 统RS (16 jRS)通过接入区710和714从传统MS (16eMS)接收数据。传统RS (16 jRS)通过中 继区712向新BS (16m BS)发送来自传统MS (16eMS)的UL数据和向传统MS (16eMS)提供中 继服务所需的UL数据。同样，和新BS (16m BS)的UL子帧的新区702对应的区714可以用作接入区以使得 传统RS (16 jRS)能够接收传统MS(16eMS)的UL数据。可是，如果新BS (16m BS)的UL子帧的 新区702和用于使得传统RS (16jRS)能够发送UL数据到新BS (16m BS)的区712使用相同 的时域，则对应的相同资源域无法用作使得传统RS(16jRS)能够接收来自传统MS(16eMS) 的UL数据的接入区。也即，相同资源域可以由空区716组成。传统RS(16jRS)的UL子帧 可以包括在切换接入区和中继区的时间处转换传统RS的发送/接收的间隙。图8是说明根据本发明的示范实施例的在使用多跳中继方案的宽带无线通信系 统中支持用于新MS和传统MS两者的服务的UL子帧结构的图。描述新BS (16m BS)的示范UL子帧。UL子帧和图7所述的新BS (16m BS)的UL子 帧基本上相同。也即，传统区800和新区(即，M区)802基本上分别和图7包括的传统区 700和新区702相同，接入区804和中继区806基本上分别和区704和706相同。描述传统RS(16jRS)的示范UL子帧。如图7那样，UL子帧由传统区组成。传统 区划分和构造为接入区810和中继区812。接入区810和中继区812能够被构造来划分时 域资源。传统RS(16jRS)通过接入区810从传统MS(16eMS)接收UL数据。传统RS(16jRS) 通过中继区812向新BS (16m BS)发送来自传统MS (16eMS)的UL数据。不同于图7之处在于对应于新BS(16m BS)的UL子帧的新区802的传统RS(16jRS) 的UL子帧的区814由空闲区组成。也即，传统RS(16jRS)在空闲区814期间不发送/接收 数据。传统RS(16jRS)的UL子帧可以包括在切换接入区810和中继区812的时间处转换RS的发送/接收的间隙。如上所述，本发明的示范实施例提供能够在无线通信系统中使用的BS的DL和UL 子帧和RS的UL和DL子帧的结构，其中遵从新系统的新BS和新MS和遵从传统系统的传统 RS和传统MS共存。在图3到8描述的UL子帧结构和DL子帧结构每个能够以各种形式组 合并且构成用于系统的帧。假设是该组合包括全部可能的情况。基于前述帧结构的本发明的示范实施例的操作将描述如下。图9是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的DL通信器的构造的框图。如图9所示，DL通信器包括帧通信控制器900、传统接入区发送数据产生器902、 传统中继区发送数据产生器904、新区发送数据产生器906、复用器908、子载波映射器910、 快速傅立叶逆变换(IFFT)处理器912、数模转换器(DAC)914，和射频(RF)发送器916。参考图9，传统接入区发送数据产生器902产生要通过传统接入区发送的数据。也 即，传统接入区发送数据产生器902产生要发送到传统MS的DL数据。传统中继区发送数 据产生器904产生要通过传统中继区发送的数据。也即，传统中继区发送数据产生器904 产生要发送到传统RS的DL数据。新区发送数据产生器906产生要通过新区发送的数据。 也即，新区发送数据产生器906产生要发送到新MS的DL数据。在示范实施方式中，产生器 902到906每个包括用于处理对应标准的信令的处理器(如，媒体接入控制(MAC)处理器)， 和用于编码和调制传输分组的编码器和调制器等。帧通信控制器900控制复用器908和子载波映射器910以依靠确定的DL子帧结 构来执行DL通信。在控制器900的控制下，复用器908选择产生器902到906的输出并且提供选择的 输出到子载波映射器910。对于DL子帧的传统接入区，复用器908选择来自产生器902的 发送数据并且提供选择的发送数据到子载波映射器910。对于传统中继区，复用器908选择 来自产生器904的发送数据并且提供选择的发送数据到子载波映射器910。对于新区，复用 器908选择来自产生器906的发送数据并且提供选择的发送数据到子载波映射器910。在 示范实施方式中，传统接入区、传统中继区和新区是基于图3和4的时间划分方案的分区。在控制器900的控制下，子载波映射器910根据对应标准或区的置换方案(或子 信道分配方案)置换来自复用器908的发送数据，并且对置换数据作子载波映射。IFFT处理器912对来自子载波映射器910的经过子载波映射的数据进行IFFT处 理并且输出采样数据。此时，IFFT处理器912将保护间隔(如循环前缀(CP))插入采样数 据中并且产生OFDM码元。DAC 914将来自IFFT处理器912的采样数据转换为模拟信号。 RF发送器916将来自DAC 914的基带信号转换为RF频带信号并且经过天线发送RF频带信 号。图10是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的UL通信器的构造的框图。如图10所示，UL通信器包括帧通信控制器1000、RF接收器1002、模数转换器 (ADC) 1004、快速傅立叶变换(FFT)处理器1006、子载波解映射器1008、解复用器1010、传 统接入区接收数据分析器1012、传统中继区接收数据分析器1014、新区接收数据分析器 1016。
参考图10，RF接收器1002将通过天线接收的RF频带信号转换为基带信号。ADC 1004将来自RF接收器1002的基带模拟信号转换为数字采样数据。FFT处理器1006将来 自ADC 1004的采样数据消除保护间隔(如，CP)并且对已从中消除保护间隔的采样数据进 行FFT处理。帧通信控制器1000控制子载波解映射器1008和解复用器1010依靠确定的UL子 帧结构来执行UL通信。在控制器1000的控制下，子载波解映射器1008将来自FFT处理器1006的数据按 区划分，并且根据对应区的置换方案重新排列每个区的数据。该区能够按照图5和6的时 分方案来划分或能够按照图7和8的频分方案来划分。在控制器1000的控制下，解复用器1010在来自子载波解映射器1008的数据中选 择传统接入区接收数据，提供该选择的传统接入区接收数据到分析器1012，选择和提供传 统中继区接收数据到分析器1014，以及选择和提供新区接收数据到分析器1016。分析器1012将来自解复用器1010的传统接入区接收数据解调和解码，并且分析 经解码的数据。也即，分析器1012分析来自传统MS的UL数据。分析器1014将来自解复 用器1010的传统中继区接收数据解调和解码，并且分析经解码的数据。也即，分析器1014 分析从传统RS接收的UL数据。分析器1016将来自解复用器1010的新区接收数据解调和 解码并分析经解码的数据。也即，分析器1016分析从新MS接收的UL数据。在示范实施方 式中，分析器1012到1016每个包括用于处理对应标准的信令的处理器(如，MAC处理器)， 和用于恢复接收分组的解调器和解码器等。图11是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中RS的构造的框图。如图11所示，RS包括发送数据产生器1100、子载波映射器1102、IFFT处理器 1104,DAC 1106、RF 发送器 1108、双工器 1110、RF 接收器 1112、ADC 1114、FFT 处理器 1116、 子载波解映射器1118、接收数据分析器1120、缓冲器1122和帧通信控制器1124。参考图11，缓冲器1122临时缓冲中继发送的UL数据和DL数据。例如，缓冲器 1122能够在发送DL数据到传统MS之前临时缓冲来自新BS的DL数据，以及能够在发送UL 数据到新BS之前临时缓冲来自传统MS的UL数据。发送数据产生器1100使用来自缓冲器1122的数据产生要发送到传统MS或新BS 的数据。假设发送数据产生器1100包括用于处理传统标准的信令的处理器、用于编码和调 制传输分组的编码器和调制器等。帧通信控制器1124控制子载波映射器1102、子载波解映射器1118和双工器1110 来依靠确定的帧结构执行DL和UL通信。在控制器1124的控制下，子载波映射器1102根据对应标准的置换方案(或子信 道分配方案)置换来自发送数据产生器1100的发送数据，并且对置换数据作子载波映射。 此时，子载波映射器1102可以依靠确定的帧结构使用频域的一组(或束)频率或可以使用 一部分频域。例如，在DL通信中，子载波映射器1102可以使用诸如图3和图4的中继区的 频域的一组子载波。在UL通信中，子载波映射器1102可以使用诸如图5和图6的中继区 的频域的一组子载波或者使用频域的一部分子载波，诸如图7和图8的中继区。IFFT处理器1104对来自子载波映射器1102的经过子载波映射的数据进行IFFT
13处理并且输出采样数据。此时，IFFT处理器1104将保护间隔(如CP)插入采样数据中并且 产生OFDM码元。DAC 1106将来自IFFT处理器1104的采样数据转换为模拟信号。RF发送 器1108将来自DAC 1106的基带信号转换为RF频带信号并且向双工器1110提供该RF频
带信号。双工器1110经过天线发送来自RF发送器1108的发送信号并且将经过天线接收 的信号提供给RF接收器1112。此时，双工器1110在控制器1124的控制下执行发送/接收转换。RF接收器1112将来自双工器1110的RF频带信号转换为基带信号。ADC1114将 来自RF接收器1112的基带模拟信号转换为数字采样数据。FFT处理器1116将来自ADC 1114的采样数据消除保护间隔并且对已从中消除保护间隔的采样数据进行FFT处理。在控制器1124的控制下，子载波解映射器1118根据对应标准的置换方案重新排 列来自FFT处理器1116的数据，并且提取期望解码的接收数据。此时，根据帧结构，子载波 解映射器1118可以使用频域的一组频率或可以使用频域的一部分子载波。例如，在DL通 信中，子载波解映射器1118可以使用诸如图5和图6的接入区的频域的一组子载波或者使 用频域的一部分，诸如图7和图8的接入区。接收数据分析器1120恢复来自子载波解映射器1118的接收数据，并且在缓冲器 1122中存储恢复的数据用于中继传输。在示范实施方式中，接收数据分析器1120包括用于 处理传统标准的信令的处理器、和用于恢复接收分组的解调器和解码器等。图12是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的DL通信过程的流程图。以下基于传统接入区、传统中继区和新区是基于图3 和4的时间划分方案划分的假设来做出图12的操作的描述。参考图12，在步骤1201，新BS识别是否DL通信开始。如果DL通信开始，则在步骤 1203，新BS执行到传统接入区的区切换。也即，新BS执行传统接入区DL通信的准备(即， 发送/接收转换，置换设置等)。在切换到传统接入区之后，在步骤1205，新BS产生传统接 入区发送数据，将产生的发送数据映射到传统接入区，并且发送映射的发送数据到传统MS。在步骤1207，新BS执行到传统中继区的切换。也即，新BS执行传统中继区DL通 信的准备。在切换到传统中继区之后，在步骤1209，新BS产生传统中继区发送数据，将产生 的发送数据映射到传统中继区，并且发送映射的发送数据到传统RS。在步骤1211，新BS执行到新区的区切换。在如上执行新区DL通信的准备之后，在 步骤1213，新BS产生新区发送数据，将产生的发送数据映射到新区，并且发送映射的发送 数据到新MS。之后，如果完成新区通信，则新BS返回步骤1201以识别下一个DL通信的开 始。图13是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的UL通信过程的流程图。以下基于传统接入区、传统中继区和新区是基于图5 和6的时间划分方案的分区的假设来做出图13的操作的描述。参考图13，在步骤1301，新BS识别是否UL通信开始。如果UL通信开始，则在步骤 1303，新BS执行到传统接入区的区切换。也即，新BS执行传统接入区UL通信的准备(即， 发送/接收转换，置换设置等)。在切换到传统接入区之后，在步骤1305，新BS从传统接入 区提取来自传统MS的接收数据，并且通过解调和解码分析提取的接收数据。
在步骤1307，新BS执行到传统中继区的切换。也即，新BS执行传统中继区UL通 信的准备。在切换到传统中继区之后，在步骤1309，新BS从传统中继区提取来自传统RS的 接收数据，并且通过解调和解码分析提取的接收数据。在步骤1311，新BS执行到新区的区切换。在如上执行新区UL通信的准备之后，在 步骤1313，新BS从新区提取来自新MS的接收数据，并且通过解调和解码分析提取的接收数 据。之后，如果完成新区通信，则新BS返回步骤1301以识别下一个UL通信的开始。图14是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中新BS的UL通信过程的流程图。以下基于传统区和新区是基于图7和8的频率划分方 案的分区的假设来做出图14的操作的描述。参考图14，在步骤1401，新BS识别是否UL通信开始。如果UL通信开始，则在步 骤1403，新BS根据频率划分方案将接收信号划分为传统区信号和新区信号。之后，新BS分 别处理划分的传统区信号和新区信号。传统区信号处理被描述。在步骤1405，新BS切换到接入区。也即，新BS执行传 统接入区UL通信的准备(即，发送/接收转换，置换设置等)。在切换到传统接入区之后， 在步骤1407，新BS从划分的传统区信号提取接入区接收数据(即，来自传统MS的接收数 据)，并且通过解调和解码分析提取的接收数据。之后，如果完成传统接入区通信，则在步骤1409，新BS执行到传统中继区的切换。 也即，新BS执行传统中继区UL通信的准备。在切换到传统中继区之后，在步骤1411，新BS 从划分的传统区信号提取中继区接收数据(即，来自传统RS的接收数据)，并且通过解调和 解码分析提取的接收数据。之后，如果完成传统接入区通信，则新BS返回步骤1401以确定 下一个UL通信的开始新区信号处理被描述。在步骤1413，新BS从划分的新区信号提取来自新MS的接 收数据，并且通过解调和解码分析提取的接收数据。之后，如果完成新区通信，则新BS返回 步骤1401以确定下一个UL通信的开始。图15是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中传统RS的DL通信过程的流程图。以下基于接入区和中继区是基于图3和4的时间划 分方案的分区的假设来做出图15的操作的描述。参考图15，在步骤1501，传统RS确定是否DL通信开始。如果DL通信开始，则在 步骤1503，传统RS切换到接入区。也即，传统RS执行接入区DL通信的准备(S卩，发送/接 收转换，置换设置等)。在切换到接入区之后，在步骤1505，传统RS产生接入区发送数据， 将产生的发送数据映射到接入区，并且中继发送经映射的发送数据到传统MS。之后，如果接入区通信完成，则在步骤1507，传统RS执行到中继区的切换。也即， 传统RS执行中继区DL通信的准备。在切换到中继区之后，在步骤1509，传统RS从中继区 信号中提取来自新BS的接收数据，并且通过解调和解码分析提取的接收数据。之后，如果中继区通信完成，则在步骤1511，传统RS根据帧结构执行到接入区(图 3)的切换或到空闲区(图4)的切换。在步骤1513，传统RS执行接入区或空闲区的操作， 之后，返回步骤1501以确定下一个DL通信是否开始。图16是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中传统RS的UL通信过程的流程图。以下基于接入区和中继区是基于图5和6的时间划分方案的分区的假设来做出图16的操作的描述。参考图16，在步骤1601，传统RS识别是否UL通信开始。如果UL通信开始，则在 步骤1603，传统RS执行到接入区的切换。也即，传统RS执行接入区UL通信的准备(S卩，发 送/接收转换，置换设置等)。在切换到接入区之后，在步骤1605，传统RS从接入区提取来 自传统MS的接收数据，并且通过解调和解码分析提取的接收数据。之后，如果接入区通信完成，则在步骤1607，传统RS执行到中继区的切换。也即， 传统RS执行中继区UL通信的准备。在切换到中继区之后，在步骤1609，传统RS产生中继 区发送数据，将产生的发送数据映射到接入区，并且发送经映射的发送数据到新BS。之后，如果中继区通信完成，则在步骤1611，传统RS根据帧结构执行到接入区(图 3)的切换或到空闲区(图4)的切换。在步骤1613，传统RS执行接入区或空闲区的操作， 之后，返回步骤1601以确定下一个UL通信是否开始。图17是说明根据本发明的示范实施例的在接受不同系统的多跳中继无线通信系 统中传统RS的UL通信过程的流程图。以下基于传统RS使用图7和8的UL子帧结构的假 设来做出图17的操作的描述。参考图17，在步骤1701，传统RS确定是否UL通信开始。如果UL通信开始，则在 步骤1703，传统RS切换到接入区。也即，传统RS执行接入区UL通信的准备。在切换到接 入区之后，在步骤1705，传统RS从频域的一组子载波(图7)或频域的部分子载波(图8) 的接收信号中提取接入区接收数据并且通过解调和解码来分析提取的接入区接收数据。之后，如果完成接入区通信，则在步骤1707，传统RS执行到中继区的切换。也即， 传统RS执行中继区UL通信的准备。在切换到中继区之后，在步骤1709，传统RS产生中继 区发送数据，将产生的发送数据映射到频域的部分子载波，和发送映射的发送数据到新BS。 之后，如果完成中继区通信，则传统RS返回步骤1701以确定下一个UL通信的开始。假设其中在新BS和传统MS之间存在一个传统RS的两跳来描述本发明的示范实 施例。可是，本发明同样适用于其中在新BS和传统MS之间存在一个或多个传统RS的多跳 环境。如上所述，本发明的示范实施例通过在多跳中继无线通信系统中定义支持用于异 构系统的全部实体的通信服务的帧结构而具有能够向遵从不同系统的全部MS有效提供数 据服务的优点。 尽管已经参考本发明的具体示范实施例示出和描述本发明，但是本领域技术人员 将理解在不背离由以下所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，这里可以在 形式和细节上进行各种改变。
权利要求
一种在支持不同系统的多跳中继无线通信系统中用于下行链路(DL)帧通信的方法，该方法包括由基站(BS)通过在BS的DL帧内的传统接入区向传统移动台(MS)发送DL数据；由BS通过在BS的DL帧内的传统中继区向传统中继站(RS)发送DL数据；以及由BS通过在BS的DL帧内的新区向新MS发送DL数据，其中，BS的DL帧包括用于与传统MS通信的传统接入区、用于与传统RS通信的传统中继区和用于与新MS通信的新区，并且另外其中基于时间划分方案划分传统接入区，传统中继区和新区。
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于传统RS的DL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的DL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区，用于与传统MS通信，对应于该新区。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括由传统RS通过第一区和第三区向传统MS发送DL数据；以及 由传统RS通过第二区从BS接收要发送到传统MS的DL数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中用于传统RS的DL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的DL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 由空闲区组成的第三区。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括 由传统RS通过第一区向传统MS发送DL数据；由传统RS通过第二区从BS接收要发送到传统MS的DL数据；以及 按照第三区的空闲模式操作该传统RS。
6.根据权利要求2或4所述的方法，还包括在用于传统RS的DL帧的第一区和第二区 之间插入用于模式转换的间隙。
7.一种在接受不同系统的多跳中继无线通信系统中用于上行链路(UL)帧通信的方 法，该方法包括由基站(BS)通过在BS的UL帧内的传统接入区从传统移动台(MS)接收UL数据； 由BS通过在BS的UL帧内的传统中继区从传统中继站(RS)接收UL数据；以及 由BS通过在BS的UL帧内的新区从新MS接收UL数据，其中BS的UL帧包括用于与传统MS通信的传统接入区、用于与传统RS通信的传统中 继区和用于与新MS通信的新区。
8.根据权利要求7所述的方法，其中传统接入区、传统中继区和新区是基于时间划分 方案的分区。
9.根据权利要求8所述的方法，其中用于传统RS的UL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区，用于与传统MS通信，对应于该新区。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括由传统RS通过第一区和第三区从传统MS接收UL数据；以及 由传统RS通过第二区向BS发送来自传统MS的UL数据。
11.根据权利要求8所述的方法，其中用于传统RS的UL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 由空闲区组成的随后的第三区。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括 由传统RS通过第一区从传统MS接收UL数据；由传统RS通过第二区向BS发送来自传统MS的UL数据；以及 按照第三区的空闲模式操作该传统RS。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，传统接入区和传统中继区是基于时间划分方案 的分区，以及其中包括传统接入区和传统中继区的传统区和新区是基于频率划分方案的分区。
14.根据权利要求13所述的方法，其中用于传统RS的UL帧包括四个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区和第四区，对应于该新区，第三区是用于与传统MS通信的区，而第四区由空闲 区组成。
15.根据权利要求13所述的方法，其中用于传统RS的UL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区，对应于该新区，第三区由空闲区组成。
16.一种在接受不同系统的多跳中继无线通信系统中的基站(BS)装置，其中BS的下行 链路(DL)帧包括用于与传统移动台(MS)通信的传统接入区、用于与传统中继站(RS)通信 的传统中继区、以及用于与新MS通信的新区，并且传统接入区，传统区和传统中继区是基 于时间划分方案的分区，其中该装置包括第一产生器，用于产生要通过传统接入区发送的DL数据； 第二产生器，用于产生要通过传统中继区发送的DL数据；以及 第三产生器，用于产生要通过新区发送的DL数据； 以及发送器，用于通过传统接入区向传统MS发送来自第一产生器的DL数据，用于通过传统 中继区向传统RS发送来自第二产生器的DL数据，以及用于通过新区向新MS发送来自第三 产生器的DL数据。
17.根据权利要求16所述的装置，其中用于传统RS的DL子帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的DL子帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区，用于与传统MS通信，对应于该新区。
18.根据权利要求16所述的装置，其中用于传统RS的DL子帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的DL子帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 由空闲区组成的随后的第三区。
19.根据权利要求16所述的装置，其中BS的UL帧包括用于与传统MS通信的传统接入 区、用于与传统RS通信的传统中继区、以及用于与新MS通信的新区，并且其中该装置还包括接收器，用于通过传统接入区从传统MS接收UL数据，用于通过传统中继区从传统RS 接收UL数据，以及用于通过新区从新MS接收UL数据；以及分析器，用于根据对应的标准分析从接收器接收的每个UL数据。
20.根据权利要求19所述的装置，其中传统接入区，传统中继区和新区是基于时间划 分方案的分区。
21.根据权利要求20所述的装置，其中用于传统RS的UL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区，用于与传统MS通信，对应于该新区。
22.根据权利要求20所述的装置，其中用于传统RS的UL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 由空闲区组成的随后的第三区。
23.根据权利要求19所述的装置，传统接入区和传统中继区是基于时间划分方案的分 区，以及其中包括传统接入区和传统中继区的传统区和新区是基于频率划分方案的分区。
24.根据权利要求16所述的装置，其中用于传统RS的UL帧包括四个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区和第四区，对应于该新区，第三区是用于与传统MS通信的区，而第四区由空闲 区组成。
25.根据权利要求23所述的装置，其中用于传统RS的UL帧包括三个区，包括， 第一区，用于与传统MS通信，对应于BS的UL帧内的传统接入区，第二区，用于按一个或多个传统标准与BS通信，对应于传统中继区，以及 第三区，对应于该新区，第三区由空闲区组成。全文摘要
提供一种在使用多跳中继方案的宽带无线通信系统中支持不同系统的装置和方法。基站(BS)的下行链路/上行链路(DL/UL)帧包括用于与传统移动台(MS)通信的传统接入区、用于与传统中继站(RS)通信的中继区、以及用于与新MS通信的新区。RS的DL/UL帧包括用于与传统MS通信的传统接入区和用于按传统标准与新BS通信的传统中继区。
文档编号H04B7/14GK101981828SQ200980111675
公开日2011年2月23日 申请日期2009年4月7日 优先权日2008年4月7日
发明者姜贤贞, 孙仲济, 张泳彬, 陶里·拉克施 申请人:三星电子株式会社