专利名称：宽带无线网络中用于中继的分布式控制架构的制作方法
技术领域：
本申请涉及无线系统，并且更具体地涉及为无线中继提供分布式控制架构。
背景技术：
无线通信系统一般具有遍布于区域分布的基站，其提供遍布该区域或小区的数据 连接性。每个基站通过通信基础设施连接到通信主干，以将订户连接到无线通信系统内部 或外部的其他用户和系统。常规基站配置成在小区内通信，或者有时在无线系统的宏小区内通信。基站提供 的宏小区可具有数英里的截面，但与基站安装有关的成本和实现复杂度能是显著的。微小 区用于在基站的延伸之外以比典型基站更低的成本来扩展无线系统的范围，但微小区的范 围非常有限(具有一百英尺或更小的截面)。转发器也已用于扩展无线系统的范围，然而转 发器放大干扰并且能恶化在接收器测量的信号干扰加噪声比(SINI )。此外，转发器通常不 具有无线系统中信号控制和处理的智能性。
发明内容
本发明提供一种包括收发逻辑以通过高级中继站(ARS)并在所述ARS和接入服务 网络(ASN)网关(GW)之间的R6接口上与ASN通信的高级移动台(AMS)，其中所述AMS配置 成与所述ARS接口以执行初始测距，接收台标识符(STID)、其中所述STID由所述ARS指派 到所述AMS，接收来自所述ARS的流标识符指派，以及接收来自所述ARS的控制操作消息、其 中所述控制操作由所述ARS执行。本发明还提供一种使用高级移动台(AMS)的分布式控制架构中用于无线连网的 方法，包括通过将测距请求(AAI_RNG-REQ)消息从所述AMS传送到高级中继站(ARS)，与 所述ARS执行初始测距；接收来自所述ARS的台标识符(STID)，其中所述STID由所述ARS 指派到所述AMS ；接收来自所述ARS的流标识符(FID)指派，其中所述FID由所述ARS指派 到所述AMS ；以及接收来自所述ARS的控制操作消息，其中所述控制操作由所述ARS执行。本发明还提供一种包括收发逻辑以与高级移动台(AMS)、高级基站(ABQ和接入 服务网络网关(ASN-GW)通信的高级中继站(ARS)，其中所述ARS配置成与所述AMS接口以 执行初始测距、将所述ARS指派的台标识符(STID)传送到所述AMS、将所述ARS指派的流标 识符传送到所述AMS，以及在R6接口上通过所述ABS与所述ASN-GW通信。本发明还提供一种使用高级中继站(ARS)的分布式控制架构中用于无线连网的 方法，包括与高级移动台(AMQ执行初始网络进入；将所述ARS指派的台标识符(STID)传 送到所述AMS;将所述ARS指派的流标识符(FID)传送到所述AMS ；以及在R6接口上通过 ABS与接入服务网络网关(ASN-GW)通信。
本发明在附图的图形中通过示例而非作为限制来示出，其中
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图1是示出根据一些实施例的无线网络的图；图2是示出根据一些实施例的无线网络的示意图；图3是示出根据一些实施例的分布式控制中继架构的图；图4是示出根据一些实施例的协议栈的图；图5是示出根据一些实施例的分布式控制中继架构的图；图6是示出根据一些实施例的分布式中继控制的方法的图；以及图7是示出根据一些实施例的分布式中继控制的方法的图。
具体实施例方式在下面的详细描述中，陈述许多具体细节以便提供本发明的实施例的透彻理解。 然而本领域技术人员将理解，本发明的实施例也可以没有这些具体细节来实行。在其他情 况下，公知的方法、过程、组件和电路未详细描述，以免混淆本发明的实施例。除非特别地另外声明，如从以下讨论明白的，领会到，遍布本说明书讨论利用例如 “处理”、“计算”、“运算”、“确定”或者诸如此类的术语是指计算机或计算系统、或类似电子计 算装置的动作和/或过程，这些动作和/或过程操纵计算系统的寄存器和/或存储器内表 示为物理(例如电)量的数据和/或将其变换为计算系统的存储器、寄存器或其他此类信 息存储、传送或显示装置中类似地表示为物理量的其他数据。另外，术语“多个”可遍布说 明书而使用，以描述两个或更多组件、装置、要素、参数和诸如此类。以下详细描述还描述了用于通过无线装置、平台、用户设备(UE)、订户站(SS)、 站、移动台(MQ或高级移动台(AMQ来接入无线网络的各种实施例。各种形式的装置(例 如平台、UE、SS、MS或MS)遍布于说明书统称为MS。MS可通过一个或更多装置或系统(例 如中继站(RS)、高级中继站(ARS)、基站(BS)、高级基站(ABS)、多跳中继基站(MRBS)、接入 点(AP)、节点、中继节点(RN)、节点B或增强型节点B(eNB))来接入无线网络。术语AR和 ARS遍布说明书统称为AR，并且这两个术语根据特定无线网络中正在使用哪个无线协议， 可以在概念上相互交互。术语BS、ABS、MRBS、AP、节点、节点B或eNB遍布说明书统称为BS。 此外，根据特定无线网络中正在使用哪个无线协议，术语BS、ABS、MRBS、AP、节点、节点B或 eNB可在概念上相互交换，因此本文中对BS的引用也可视为是对eNB或AP的引用(作为一 个示例)。类似地，本文中对MS和SS的引用也可视为是对UE或STA的引用(作为另一个 示例)。无线网络具体包括但不限于无线局域网(WLAN)，无线个域网(WPAN)和/或无线广 域网(WffAN)。以下发明性的实施例可用于各种应用中，包括无线电系统的收发器或传送器和 接收器，但本发明在此方面中不受限制。本发明范围内具体包括的无线电系统包括但不 限于网络接口卡(NIC)、网络适配器、MS、BS、网关、桥接器和集线器。此外，本发明范围内 的无线电系统可包括蜂窝无线电话系统、卫星系统、个人通信系统(PCS)、智能电话、网本 (netbook)、双向无线电系统、双向寻呼机、个人计算机(PC)和相关外围设备、个人数字助 理(PDA)、个人计算附件以及在性质上可能有关的并且发明性实施例的原理能适当地应用 到其的所有现有的和将来出现的系统。在包括无线通信的通信领域中，提供用于在无线网络中使用RS的系统和方法将 是有帮助的。RS能通过包括一个或更多基站、高级基站(ABQ或其他RS的连接来提供对接入服务网络(ASN)或其他网络的接入。将有用的是在无线网络中采用一个或多个RS以获 得网络覆盖扩展、避免部署区域中的覆盖空缺并且提供无线网络中的吞吐量增强。在无线 网络中结合中继来实现控制和数据路径操作的分布式控制架构和方法的示例在本发明的 各种实施例中提供。对进行图1参考，其示出根据一些实施例的无线网络100。图1中的无线网络100 示出为包括由5个RS 110和两个MS 120包围的服务基站105，但实施例不限于此，并且无 线网络100可包括任何数量的MS 120, RS 110和BS 105。RS 110使用收发器和一个或更多天线往返于服务基站105和/或其他RS 110 和/或MS 120来传送和接收信号。无线网络100可配置成使用电气和电子工程师协会 (IEEE) 802. 11 标准("IEEE Standard for Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification. 1999 Edition，，，2003 年 6 月 12 日再确认) 中指定的一个或更多协议，例如 IEEE 802. 11 a -1999 ；IEEE 802. Ilb -1999/Corl2001 ； IEEE 802. llg -2003 ；禾口 / 或 IEEE 802. lln ；以及 IEEE 802. 16 标准(‘‘IEEE Standard for Local and Metropolitan AreaNetworks-Part 16 :Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access System，，，2004年10月1日)中指定的一个或多个协议，例 如 IEEE802. 162004/Corl-2005 或 IEEE Std 802. 16-2009 (其在本文中可称为 “ IEEE Std 802. 16-2009”或"WiMAX”标准)，和 / 或 IEEE 802. 15. 1 标准(“IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-SpecificRequirements. Part 15. 1 :ffireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications for Wireless Personal Area Networks (WPANs ) ”，2005年6月14日)中指定的一个或多个协议，但本发明在此方 面中不受限制，并且可使用其他标准。在一些实施例中，无线网络100及其组件的属性、兼 容性、和/或功能性可根据例如IEEE802. 16标准(例如，其可称为全球微波接入互操作性 (WiMAX))来定义。备选或附加的是，无线网络100可使用可与第三代合作伙伴项目(3GPP)、 第四代(4G)、长期演进(LTE)蜂窝网络或用于WLAN或WffAN的任何协议兼容的装置和/或 协议。本发明的实施例可使得下一代的移动WiMAX系统(例如，基于IEEE 802. 16m、IEEE 802. 16e、IEEE 802. 16 j和/或IEEE 802. 16ac标准)能够高效地支持显著高移动性和低 等待时间应用，例如，诸如因特网协议上的语音(VoIP)、空中接口上的交互游戏、更大小区 大小或更低频带中的部署、和/或“多跳”中继操作。根据无线网络100中的位置，MS 120将关联于服务基站105或RS 110中的一个或 更多。例如，靠近无线网络100的基站105的MS 120可使用收发器和一个或多个天线直接 连接到服务基站105，而处于无线网络100边缘的MS 120可连接到一个或更多RS 110。在 无线网络100中，基站105提供基站覆盖小区130，而每个RS 110提供中继覆盖小区140。 每个基站覆盖小区130和中继覆盖小区140的形状和大小可根据地面和拓扑特性、网络要 求以及系统配置而变化。每个RS 110能够解码来自源的信号并通过无线电接口将所述信号转发到目的 地。在一实施例中，每个RS 110可无需有线线路回程而实现。此外，RS 110可以是智能的 并配置成提供资源调度和协作性中继传送，由此BS 105和RS 110中的一个或多个协作地 往返于一个下级站和/或多个下级站来传送或接收数据，下级站可包括其他BS 105和/或
6RS 110。此外，在协作中继环境中，多个传送和/或接收站可合作来共享它们的天线以创建 虚拟天线阵列。无线网络100中的通信可在例如主载波的载波上发起。主载波可以是BS 105,RS 110和MS 120在其上交换业务和物理层(PHY)/媒体接入控制(MAC)层控制信息的载波。此 外，主载波可用于为RS 110和MS 105操作传达控制功能，例如网络进入(network entry), 其中每个MS 120具有该MS 120认为是小区中其主载波的载波。对于已经建立在主载波上 的通信，BS 105和RS 110可促使MS 120从主载波改变到次载波，此后可选地转变主载波 到另一个载波。对于已经建立在主载波上的通信，BS 105或RS 110还可指派MS 120利用 来自次载波的附加无线电资源。图2是根据一些实施例的无线网络100的图示。在无线网络100中提供多个BS 216-222以为MS 212-214直接提供连接和/或通过RS 232-233间接提供连接。根据应用， BS 216-222能采取多种不同的形式，而且可覆盖大或小区域并传送功率。虽然BS和RS在 图2中显示为类似，但它们也可以与彼此不同地来配置和连接。在图示的示例中，MS 212关 联于BS 219。该关联允许MS 212与BS 219通信以支持MS 212和系统支持的所有服务。每个BS 216-222还连接到网关(GW) 225、226。每个网关支持多个BS。网关可以 连接到彼此或可以不连接到彼此，并且都直接或间接连接到网络服务提供商(NSP) 230的 连接性服务网络(CSN)。在任何一个系统内可能存在一个或更多CSN。CSN耦合到电话主干 231，该网提供对其他电话系统、数据服务器和服务以及更多的接入。在一些情况中，BS可 通过主干231而不是通过网关而直接连接到CSN230。第三网关227也连接到其他网关和CSN 230。毫微微-GW(femto-GW) 227是支持一 个或更多毫微微小区(FC)223、224的毫微微网关。毫微微小区通过贯穿宽带服务228的安 全隧道耦合到毫微微-GW 227。在典型的示例中，每个毫微微小区位于家庭或小型企业，并 且通过电缆或者DSL(数字订户线路)服务而耦合到毫微微-GW227。然而，可使用任何其 他宽带服务，包括对于无线无线电系统的NSP的服务。在那种情况下，毫微微小区能够通过 BS 216-222连接。第二 MS 214通过RS 233连接到RS 232并通过BS 221接入GW22^。除毫微微-GW 227之外，FC223.224还通过贯穿宽带服务的安全隧道而连接到毫 微微NSP 229。毫微微NSP 2 提供特定于毫微微小区的服务。在图示的示例中，系统监管和管理能在多种不同的方式中分布于BS、GW、毫微微 NSP 229和NSP 230之间。对于通信，MS 212能通过分别连接的BS和GW与MS 214通信。 如果两个MS注册在相同BS或者毫微微小区，则BS可以能够支持通信而不通过GW进行路 由选择。类似地，如果MS 214连接到另一个系统、NSP或ISP (因特网服务提供商)，则这两 个MS能通过主干231来通信。图2示出一个示例网络，然而，本发明能应用于广范围的不 同网络配置，并且通信能不同地路由以适合不同的情形和应用。图3是根据一些实施例的图，其示出分布式控制中继架构中RSllO和接入服务网 络网关(ASN-GW) 312之间的接口。ASN-GW 312对于ASN网络接入提供商(NAP)310充当网 关。IEEE 802. 16标准为固定和移动宽带无线接入系统描述媒体接入控制(MAC)和物理层 (PHY)协议。MAC和PHY功能能分类成三个类别，S卩，数据平面、控制平面和管理平面。数据 平面包括数据处理路径中的功能(例如报头压缩)以及MAC和PHY数据分组处理功能。要 求一组第2层(U)控制功能以支持各种无线电资源配置、协调、信令和管理。该组功能共同地被称为控制平面功能。还定义管理平面以用于外部管理和系统配置。包括BS 105、RS 110 禾口 ASN-GW 312 的 ASN 310 为 MS 120 接入 ASN 310 提供 相对大的小区区域。本实施例中的ASN 310包括多个实体，这些实体包括BS 105、两个 ASN-Gff 312、RS 110以及两个MS 120，但实施例不限于此。附加的和/或更少的实体可在 其他实施例中提供。ASN-GW 312还通过R3接口耦合到连接性服务网络/网络服务提供商 CSN(NSP) 300ο R3接口包括ASN-GW 312和CSN300之间的承载连接(表示为虚线)和控制 连接(在图3中表示为实线)以支持AAA 302、策略实施和移动性管理能力。R3接口还包 含承载平面方法(例如，隧道化)以在ASN 310和CSN 300之间传输IP数据。CSN 300具 有AAA (认证、授权和计费)服务器302和归属代理(HA) 304以用于连接到其他有线或无线 网络，。BS 105使用R6接口通过安全隧道连接到ASN-GW 312。该安全隧道能穿过任何类 型的宽带服务，包括有线和无线服务。ASN 310中BS 105和ASN-GW 312之间的R6接口由用 于BS 105和ASN-GW 312之间通信的一组控制和承载平面协议来组成。承载平面由BS105 和ASN-GW 312之间的ASN间隧道或ASN内数据路径组成。控制平面包括与MS移动性事件 一致的用于IP隧道管理(建立、修改和释放)的协议。R6接口也可充当管道以用于在相邻 BS之间交换MAC状态信息。ASN 310中每个ASN-GW 312通过R4接口相互耦合。R4接口由一组控制和承载平 面协议组成，这些协议发起/端接于ASN 310内的各种实体中，其调整ASN 310之间的MS 120移动性。第一 MS 120按照空中接口(PHY和MAC)规范(IEEE P806. 16d/e)通过Rl接 口与BS 105接口。Rl接口可包括有关管理平面的附加协议。第二 MS 120通过Rla接口与 RS 110接口。Rla接口由使用空中之上(over-the-air)接口的一组控制和承载平面协议 来组成。RS 110通过具有承载平面协议的R6接口与ASN-GW 312接口。RS 110还在Rlr接 口和R8接口上与BS 105接口，其中Rlr接口为MS 120提供通信，而R8接口为BS 105和 /或RS 110提供通信。本实施例中未示出的是位于两个BS 105之间的R8接口或两个RS 110之间的Rlr接口，如多跳中继的情况中那样。在其中使用LTE协议的另一个实施例中， 一个或更多类型的接口可改变(例如，R8接口替换为X2接口，R6接口可替换为Sl接口， Rl接口可替换为Uu接口)。备选的连网协议可要求具体的接口以用于使用的连网协议。MS 120在无线网络100的分布式控制中继架构中能与RS 110执行网络进入。附 连到RS 110的MS 120使用MS 120用于附连到BS 105的相同网络进入过程。在与RS 110 执行测距操作之后，RS 110和MS120能执行能力协商、认证/密钥协定和注册过程。在一 实施例中，RSllO与ASN-GW 312通信以促进能力协商、认证/密钥协定和注册过程。在MS 120网络进入期间，RS 110使用ASN消息与ASN 310实体通信。RS 110向MS 120指派台 标识符(STID)，其中MS 120是AMS并且RS 110是根据WiMAX IEEE 802. 16m协议来操作的 ARS0 RS 110可另外选取应用机制，以确保MS 120的STID在BS 105的域中是唯一的。在 这种情况下，RS 110经由ASN消息传递来通知BS 105对MS 120指派的STID。在一实施例 中，STID空间在RS小区和BS小区之间是独立的，例如在802. 16m中。MS 120进行的初始测距能由分布式控制中继架构中的RS 110来处理，例如无线 网络100中见到的RS 110。在一实施例中，RS 110分配其自己的测距时机，并且RS 110测
8距信道配置在处理测距过程的RS 110的超帧报头(SFH)中携带。RS 110能接收与MS 120 的初始网络进入相关联的测距请求(AAI_RNG-REQ)消息。在本实施例中，RS 110向MS 120 指派STID或者临时STID (TSTID)，并且以测距响应(AAI_RNG_RSP)消息响应回MS 120。RS 110使用机制来确保TSTID在BS 105域中的唯一性。连接管理也能由分布式控制中继架构中的RS 110来处理。RS 110控制与RS 110 相关联的MS 120的连接管理，例如，AAI_D&c消息能在RS 110端接。RS 110执行用于MS 120的流标识符(FID)指派。RS 110使用ASN 305消息在数据路径(例如BS 105、ASN 305 实体等)中与无线网络100中的其他网络实体通信，以完成用于MS 120的FID的数据路径设立。根据本发明的实施例，RS 110配置成执行与不同控制机制相关联的操作，例如切 换、安全、睡眠和空闲。与RS 110关联的MS 120服从于使其控制操作由RS 110来执行。在 控制操作期间，RS 110与ASN310中有助于或者链接到每个控制操作的合适实体直接通信。 在本实施例中，在RS 110和ASN-GW 312或者ASN 310之间没有直接链路，所以RS 110和 ASN-Gff 312之间的R6接口是经由BS 105的。从RS 110发送的消息能在从RS 110经过 BS 105到ASN-GW 312的路径上传输。根据使用的无线消息传递协议，用于消息的格式可使用多种消息类型来发送。例 如,在基于IEEE 802. 16m标准的WiMAX网络中，与RS IlOiPASN-GW 312之间的R6接口相 关联的控制消息使用L2传输消息(AAI_L2-XFER)来传输。AAI_L2_XFER消息是通用MAC管 理消息，其担当通用服务承载，用于各种服务，包括但不限于到MS 120的装置供应自举消 息、到MS 120的全球定位系统(GPS)辅助输送、到MS 120的BS 105地理位置单播输送、消 息传递服务等。AAI_L2-XFER消息用于由ASN-GW 312或ASN 310处理的IEEE802. 16m消 肩、ο对于BS 105未处理的RS 110和ASN-GW 312或者ASN 310之间传输的R6消息， R6消息使用AAI_L2-XFER消息在RS 110-BS 105链路中传输。在本实施例中，与RS 110关 联的MS 120的控制功能有关的消息使用R6接口在RS 110和ASN-GW 312或者ASN 310之 间传输。BS 105在RS 110和ASN-GW 312或者ASN 310之间的消息传输期间执行经过。在BS 105接收到来自ASN 310或者ASN-GW 312的下行链路控制消息时，BS 105 执行分类以识别出该下行链路控制消息是来自ASN 310或ASN-GW 312的与RS 110有关 的控制消息。BS 105在两个接口(R6和Rlr接口)之间转换该控制消息，转换的方式是在 AAI_L2-XFER MAC管理消息中封装控制消息，并将其发送到具有流标识符(FID) = 1的目 标RS 110。为了优化消息大小，BS 105可在将每个控制消息传送到RS 110之前从控制消 息去除ASN传输网络报头。在上行链路上，RS 110在FID = 1上使用AAI_L2_XFER MAC消息来发送控制消息。 当BS 105接收到来自RS 110的上行链路控制消息时，BS 105将ASN传输网络报头附连到 控制消息并将该消息转发到ASN 310或ASN-GW 312。根据IEEE 802. 16m标准的AAI_L2_XFER消息的格式可描述为具有以下值的 L2-Xfer 类型a)传输类型=1 ；GNSS 辅助(DL)b)传输类型=2 ；LBS测量[地面测量和GNSS伪距离](UL)
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c)传输类型=3 ；装置自举(DL/UL)d)传输类型=4 ；无线MAN-0FDMA网络边界指示(DL)e)传输类型=5 ；ORAT-MSG (DL)a.子类型=1 GERAN (GSM/GPRS/EGPRS)b.子类型=2 =UTRANc.子类型=3 =E-UTRANd.子类型=4 TDSCDMAe.子类型=5 :CDMA2000f)传输类型=6 =SMSg)传输类型=7 用于中继支持的ASN控制消息(DL/UL)h)传输类型=8-127 ；保留i)传输类型=128-255 ；供应商特定类型为了帮助附连到一个或更多RS 110的MS 120，每个RS 110能广播关于无线网络 100中存在的相邻BS 105和RS 110的信息。附连到RS 110的MS 120可发送可充当用于切 换的潜在候选的一个或更多BS105和/或RS 110的扫描报告。附连到该数量的RS 110的 MS 120可遵循如BS 105使用的扫描过程，例如IEEE 802. 16m提供的过程，除非RS 110(特 别是在其中RS 110是ARS的实施例中)定义对应的触发/动作、控制扫描过程并且基于接 收的扫描报告来发起切换。在涉及MS 120切换的WiMAX IEEE 802. 16m的上下文中，MS120附连到RS 110，在 切换过程期间遵循的过程与MS 120附连到BS105时使用的切换过程相同。在切换期间，服 务BS 105或RS 110可使用ASN消息与目标站(BS 105或RS 110)交换MS 120上下文，以 用于切换优化。目标站将在切换期间为MS 120分配台标识符(STID)和FID。如果目标站 是RS 110，则STID和FID分配如根据如IEEE 802. 16m中所指定的AMS连接管理协议和MS 120网络进入所指定的来进行。此外，分布式控制中继架构还支持安全操作。在一实施例中，RSllO使用与MS 120 相同的安全架构和过程以在其自己和BS 105之间在中继链路(例如图3中RS 110和BS 105之间具有Rlr接口的中继链路)上提供隐私、认证和机密。可预期RS 110首先像MS 120那样运转，使用Rl信令集来建立与BS 105的连接性，包括安全保护。在那之后，由Rlr 扩展所支持的附加RS配置信息可经由R6/R8传输(在L2-Xfer中)到RS 110，以允许RS 110按照网络管理来操作。Rlr接口是Rla接口的超集，其包括一些附加的PHY控制消息和 L2-xfer 消息。例如ARS的RS 110正在按照分布式安全模式来操作。建立在MS 120和认证器之 间的认证密钥(AK)如下导出AK = Dotl6KDF (PMK, MSID | ARSID | CMAG_KEY_C0UNT |，，AK”，160)在采用认证器(ASN-GW 312)的MS 120认证或再认证期间，AK可分发到RS 110。睡眠操作能在分布式控制中继架构中管理，例如无线网络100中见到的架构。当 MS 120附连到RS 110时，在其睡眠操作期间遵循的过程与MS 120附连到BS 105时使用的 睡眠过程相同。空闲模式操作能在分布式控制中继架构中管理。当MS 120附连到RS 110 时，在其空闲模式操作期间遵循的过程是MS 120附连到BS 105时使用的相同操作。取消注册操作能在分布式控制中继架构中管理。当MS 120附连到RS 110时，在取消注册期间遵 循的采用上下文保持(DCR)操作的过程是MS 120附连到BS 105时使用的相同DCR操作。 在控制操作期间RS 110需要与ASN 310交换的控制消息可使用RS 110和ASN-GW 312之 间的R6接口来交换。当MS 120附连到RS 110时，例如自动重复请求(ARQ)操作的附加操作可在分布 式控制中继架构中管理。RS 110执行与中继链路中BS 105和接入链路中MS 120的逐跳操 作。逐跳ARQ能意味着两个链路上的两个ARQ实例具有独立的分片/重组状态维护。下一 跳ARQ状态机在来自前一跳的有序数据上执行ARQ功能。作为附加选项，对前一跳上数据 的ARQ反馈基于从下一跳接收的反馈来发送，以获得端到端可靠性。在这些实施例中描述的睡眠、空闲、取消注册控制操作以及其他操作是参考IEEE 802. 16m规范来描述的。然而，这些实施例不限于802. 16m通信协议，并且可以应用于另外 的WiMAX和/或其他网络通信协议。用于附连到RS 110的MS 120和ASN-GW 312之间控制消息交换的协议栈在图4 中示出，其中较低层链路(例如用户数据报协议(UDP)-UDP、IP-IP、L2-L2等)为了清楚性 而省略。RS 110(其在本实施例中是ARS)通过R6接口与ASN 310中的ASN-GW 312直接交 换控制消息。此外，RS 110通过R8接口与BS 105直接交换消息。图5是根据一些实施例的图，其示出具有RS 110和ASN-GW 312之间接口的分布 式控制架构。提供另外的RS 110以与ASN-GW 312交换消息。在本实施例中，在两个RS 110 之间不存在直接链路。通过BS 105提供两个RS 110之间的R8接口，以提供RS1-BS-RS2路 径，其中图5中两个RS 110中任一个可以是RSl或者RS2。R8接口是BS 105和另一个BS 105之间的接口。R8接口允许BS 105协调它们的动作而不涉及ASN-GW 312。当添加一个 或更多RS 110时，R8接口能将RS 110链接到RS 110，或者将BS 105链接到RS 110。能 使用各种方法以在RS 110和BS 105之间传输R8控制消息。在使用802. 16m作为通信协 议的实施例中，与RS 110和BS 105之间的R8接口关联的控制消息使用L2传输消息(AAI_ L2-XFER)消息来传输。如图5中所示，其中两个RS 110连接到BS 105，并且RS 110使用R8接口来发起 通信，发起通信的RS 110使用L2传输消息将R8消息用隧道传送到BS 105。BS 105使用 L2传输消息将该消息用隧道传送到另一个RS 110。图5示出两个RS 110实体，然而，可提 供另外的RS 110。在一实施例中，例如AMS的MS 120包括收发器以通过例如ARS的RS 110以及在 ARS和ASN-GW 312之间的R6接口上与ASN 310通信，其中MS 120配置成与RS 110接口 以执行初始测距、接收STID (其中该STID由RS 110指派到MS 120)、接收来自RS 110的 流标识符指派、并接收来自RS 110的控制操作消息(其中控制操作由RS 110执行)。RS 110可将STID传送到BS 105，例如耦合到RS 110的高级基站(ABS)。MS 120可配置成与 RS 110执行能力协商、认证/密钥协定以及注册过程。MS 120可以在初始测距期间将测距 请求(AAI_RNG-REQ)消息传送到RS 110。控制功能可包括切换、安全、睡眠、和空闲控制操 作。MS 120可使用Rla接口通过ARS用控制平面和承载平面协议来通信。此外，STID可以 是临时STID。MS 120可配置成在切换操作期间接收来自RS 110的STID和FID。在一实施例中，例如ARS的RS 110包括收发器以与例如AMS的MS 120、例如ABS
11的BS 105以及ASN-GW 312通信，其中RS 110配置成与MS 120接口以执行初始测距、将RS 110指派的STID传送到MS 120、将RS 110指派的流标识符传送到MS 120、以及在R6接口 上通过BS 105与ASN-GW通信。RS 110还可以在R6接口上在RS 110和ASN-GW之间传输 控制消息，以及在R8接口上在RS 110和BS 105或第二 RS 110之间传输控制消息。此夕卜， 控制消息可格式化为L2传输消息(AAI_L2XFER)。RS 110从ASN-GW接收的控制消息可具 有BS 105去除的传输报头，并且控制功能包括睡眠操作、空闲模式操作和取消注册操作。 此外，RS 110可以为MS 120管理控制功能。图6是根据一些实施例的图，其示出分布式中继控制的方法。在该图中，使用例如 AMS的MS 120的分布式控制架构中用于无线连网的方法包括通过从MS 120向RS 110传 送测距请求(AAI_RNG-REQ)消息来执行与例如ARS的RS 110的初始测距(要素602)，接收 来自RS 110的STID (要素604)，其中该STID由RS 110指派到MS 120，接收来自RS 110的 FID指派(要素606)，其中该FID由RS 110指派到AMS ；以及接收来自RS 110的控制操作 消息(要素608)，其中控制操作由RS 110来执行。此外，MS 120可使用Rla接口通过RS 110来通信。MS 120可通过RS 110并在RS 110和接入服务网络网关(ASN-GW) 312之间的 R6接口上与接入服务网络310通信。图7是根据一些实施例的图，其示出分布式中继控制的方法。在该图中，使用例如 ARS的RS 110的分布式控制架构中用于无线连网的方法包括与例如AMS的MS 120执行 初始网络进入(要素702)，将RS 110指派的STID传送(要素704)到MS 120，将RS 110 指派的FID传送到MS 120(要素706)，并通过105BS在R6接口上与ASN-GW 312通信(要 素708)。此外，RS 110可以为MS 120管理控制功能，其中控制功能包括睡眠操作、空闲模 式操作以及取消注册操作。RS 110可以在R6接口上直接与ASN-GW 312通信。BS 105可 以在通过BS 105传输的信号或数据上执行路由选择优化。本文讨论的操作一般可经由适当地实现为有形媒体上代码指令的适合软件或固 件的执行来促进。因此，本发明的实施例可包括在某种形式的处理核上执行的或以其他方 式在机器可读媒体之上或之内实现或实行的指令集。机器可读媒体包括用于以机器(例 如，计算机)可读形式来存储或传送信息的任何机制。例如，机器可读媒体能包括制造的物 品，例如只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒体；光存储媒体；以及闪速 存储器装置等。此外，机器可读媒体可包括传播信号，例如电、光、声或其他形式的传播信号 (例如，载波、红外信号、数字信号等)。虽然本发明的某些特征已在本文示出和描述，但本领域技术人员现在将想到许多 修改、替换、改变以及等同。因此，要理解，随附权利要求旨在覆盖落入本发明实施例内的所 有此类修改和改变。
权利要求
1.一种包括收发逻辑以通过高级中继站(ARS)并在所述ARS和接入服务网络(ASN)网 关(GW)之间的R6接口上与ASN通信的高级移动台(AMS)，其中所述AMS配置成与所述ARS 接口以执行初始测距，接收台标识符(STID)、其中所述STID由所述ARS指派到所述AMS，接 收来自所述ARS的流标识符指派，以及接收来自所述ARS的控制操作消息、其中所述控制操 作由所述ARS执行。
2.如权利要求1所述的AMS，其中所述ARS将所述STID传送到耦合到所述ARS的高级 基站(ABS)，并且其中所述STID是临时STID。
3.如权利要求1所述的AMS，其中所述AMS还配置成与所述ARS执行能力协商、认证/ 密钥协定和注册过程。
4.如权利要求1所述的AMS，其中所述控制操作包括切换、安全、睡眠和空闲控制操作。
5.如权利要求1所述的AMS，其中所述AMS使用Rla接口通过所述ARS用控制平面和 承载平面协议来通信。
6.如权利要求5所述的AMS，其中所述AMS配置成在切换操作期间接收来自所述ARS 的STID和流标识符。
7.一种使用高级移动台(AMS)的分布式控制架构中用于无线连网的方法，包括通过将测距请求(AAI_RNG-REQ)消息从所述AMS传送到高级中继站(ARS)，与所述ARS 执行初始测距；接收来自所述ARS的台标识符(STID)，其中所述STID由所述ARS指派到所述AMS ；接收来自所述ARS的流标识符(FID)指派，其中所述FID由所述ARS指派到所述AMS ；以及接收来自所述ARS的控制操作消息，其中所述控制操作由所述ARS执行。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述AMS使用Rla接口通过所述ARS来通信。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述AMS通过所述ARS并在ARS和接入服务网络网 关(ASN-GW)之间的R6接口上与接入服务网络通信。
10.一种包括收发逻辑以与高级移动台(AMS)、高级基站(ABQ和接入服务网络网关 (ASN-Gff)通信的高级中继站(ARS)，其中所述ARS配置成与所述AMS接口以执行初始测距、 将所述ARS指派的台标识符(STID)传送到所述AMS、将所述ARS指派的流标识符传送到所 述AMS，以及在R6接口上通过所述ABS与所述ASN-GW通信。
11.如权利要求10所述的ARS，还包括在所述R6接口上在所述ARS和所述ASN-GW之 间以及在R8接口上在所述ARS和所述ABS或第二 ARS之间传输控制消息。
12.如权利要求10所述的ARS，还包括为所述AMS管理控制功能，其中所述控制功能包 括睡眠操作、空闲模式操作以及取消注册操作。
13.一种使用高级中继站(ARS)的分布式控制架构中用于无线连网的方法，包括与高级移动台(AMQ执行初始网络进入；将所述ARS指派的台标识符(STID)传送到所述AMS ；将所述ARS指派的流标识符(FID)传送到所述AMS;以及在R6接口上通过ABS与接入服务网络网关(ASN-GW)通信。
14.如权利要求13所述的方法，还包括为所述AMS管理控制功能，其中所述控制功能包 括睡眠操作、空闲模式操作以及取消注册操作。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述ABS在通过所述ABS传输的数据上执行路由 选择优化。
全文摘要
本发明名称为“宽带无线网络中用于中继的分布式控制架构”。本文描述了用于分布式控制中继架构的系统和方法的实施例。其他实施例可描述并要求权利。
文档编号H04W60/00GK102111809SQ20101060265
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月5日 优先权日2009年11月6日
发明者A·沙拉加, J·西迪尔, M·文卡塔查拉姆, S·莫罕蒂, X·杨 申请人:英特尔公司