Устройство и способ поддержки услуги ретрансляции в системе связи широкополосного беспроводного доступа с несколькими шагами ретрансляции

Устройство и способ поддержки услуги ретрансляции в системе связи широкополосного беспроводного доступа с несколькими шагами ретрансляции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к системам связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции, в частности к устройству и способу синхронного обеспечения обслуживания по прямой линии связи и обслуживания по ретрансляционной линии связи в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Предшествующий уровень техники

Одно из наиболее критических требований для развертывания системы мобильной связи четвертого поколения (4G) состоит в построении самостоятельно конфигурируемой беспроводной сети. Самостоятельно конфигурируемой беспроводной сетью называют беспроводную сеть, конфигурируемую автономным или распределенным способом без управления со стороны центральной системы для обеспечения услуг мобильной связи. Для системы мобильной связи четвертого поколения (4G) определяются соты с очень малыми радиусами с целью предоставления быстродействующих соединений и размещения большего количества вызовов. Традиционная централизованная структура беспроводной сети не является самостоятельно конфигурируемой. Однако беспроводная сеть должна быть построена таким образом, чтобы находиться под распределенным управлением и активно справляться с таким изменением окружающих условий, как добавление новых базовых станций (BS). Именно поэтому для системы мобильной связи четвертого поколения (4G) требуется самостоятельно конфигурируемая беспроводная сеть.

Для реального развертывания самостоятельно конфигурируемой беспроводной сети в систему связи с беспроводным доступом должны быть внедрены методики, используемые для ad-hoc сети (самоорганизующейся одноранговой сети с произвольной структурой). Таким главным примером является система связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции, конфигурируемая посредством применения схемы с несколькими шагами ретрансляции, используемой для ad-hoc сети, к сети широкополосного беспроводного доступа (BWA) с фиксированными базовыми станциями (BS).

В общем случае, поскольку базовая станция (BS) и мобильная станция (MS) взаимодействуют друг с другом через прямую линию связи, между базовой станцией и мобильной станцией в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) легко может быть установлена очень надежная линия беспроводной связи. Однако вследствие фиксированности базовых станций конфигурация беспроводной сети не является гибкой, мешая обеспечивать эффективное обслуживание в беспроводной среде, испытывающей колеблющееся распределение трафика и значительное изменение количества требуемых вызовов.

Упомянутый выше недостаток может быть преодолен посредством услуги ретрансляции, которая доставляет данные за несколько транзитных шагов с использованием множества соседних мобильных станций или соседних ретрансляционных станций (RS). Использование схемы с несколькими шагами ретрансляции способствует быстрой реконфигурации сети в ответ на изменение окружающих условий и делает эффективной работу всей беспроводной сети. Кроме того, беспроводной канал с более хорошим статусом канала может быть предоставлен мобильной станции посредством установки ретрансляционных станций между базовой станцией и мобильной станцией и, таким образом, установления пути с несколькими шагами ретрансляции через ретрансляционную станцию. Мобильным станциям могут быть предоставлены каналы высокоскоростной передачи данных в теневой области или в области, в которой недоступна связь с базовой станцией, и может быть расширено радиопокрытие соты.

Фиг. 1 иллюстрирует конфигурацию типичной системы связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Как показано на фиг. 1, в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции мобильные станции 140, 150, 160 и 170 (MS1-MS4) могут принимать услуги широкополосного беспроводного доступа (BWA) через базовую станцию BS 100, основную ретрансляционную станцию (RS1) 110 и вспомогательные ретрансляционные станции (RS2) 120 и 130.

Мобильные станции MS1 и MS2 в пределах зоны 101 радиопокрытия базовой станции 100 взаимодействуют с базовой станцией 100 через прямые линии L1 связи. Мобильная станция MS2, которая располагается на границе соты базовой станции 100 и, таким образом, помещена в условия с плохим состоянием канала, может принимать канал с более высокой скоростью передачи данных через линию L2 связи между ретрансляционной станцией и мобильной станцией (RS-MS), обеспечиваемую посредством вспомогательной ретрансляционной станции 130, по сравнению со скоростью через прямую линию L1 связи.

Мобильные станции MS3 и MS4 вне зоны 101 радиопокрытия базовой станции 100 взаимодействуют с базовой станцией 100 через линии L3 связи между ретрансляционной станцией и мобильной станцией (RS-MS), обеспечиваемые посредством основной ретрансляционной станции 110. Линии связи между базовой станцией 100 и мобильными станциями MS3 и MS4 через основную ретрансляционную станцию 110 расширяют радиопокрытие соты. Мобильная станция MS4, которая располагается на границе соты основной ретрансляционной станции 110 и, таким образом, помещена в условия с плохим состоянием канала, может увеличить свою пропускную способность с использованием линии L4 связи между ретрансляционной станцией и мобильной станцией (RS-MS), обеспечиваемой посредством вспомогательной ретрансляционной станции 120.

Как описано выше, когда мобильная станция находится в условиях с плохим состоянием канала на границе соты базовой станции или в теневой зоне, подверженной экранирующему воздействию, например, строений, система связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) дает возможность мобильной станции взаимодействовать с базовой станцией посредством обеспечения беспроводного канала с более хорошим качеством для мобильной станции через ретрансляционную станцию. Другими словами, базовая станция может обеспечить канал высокоскоростной передачи данных для границы соты и теневой зоны и расширить свою зону радиопокрытия с помощью схемы с несколькими шагами ретрансляции.

Ретрансляционные станции 110, 120 и 130 подразделяются на основную ретрансляционную станцию (ретрансляционная станция 110), которая расширяет радиопокрытие соты, и вспомогательные ретрансляционные станции (ретрансляционные станции 120 и 130), которые увеличивают пропускную способность в соответствии со своими эксплуатационными возможностями.

Как указано выше, основная ретрансляционная станция 110 служит для расширения радиопокрытия соты базовой станции 100. Поскольку мобильные станции MS3 и MS4 имеют затруднения в получении услуг непосредственно от базовой станции 100, они входят в синхронизм с базовой станцией 100 и выполняют сетевой вход в базовую станцию 100 через основную ретрансляционную станцию 110. Поэтому основная ретрансляционная станция 110 обеспечивает функциональные возможности для начального доступа мобильных станций 160 и 170, то есть обеспечивает канал управления (или канал трафика) и канал произвольного доступа для мобильных станций MS3 и MS4.

Вспомогательные ретрансляционные станции 120 и 130 ретранслируют услуги для мобильных станций MS2 и MS4 в пределах их зоны радиопокрытия соты с целью увеличения пропускной способности обслуживания. Мобильная станция MS2 принимает канал управления и канал произвольного доступа от базовой станции 100 и канал трафика от вспомогательной ретрансляционной станции 130. Мобильная станция MS4 принимает канал управления и канал произвольного доступа от основной ретрансляционной станции 110 и канал трафика от вспомогательной ретрансляционной станции 120.

Как правило, в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) передача/прием выполняется между базовой станцией и мобильной станцией в кадрах, имеющих конфигурацию, проиллюстрированную на фиг. 2. Фиг. 2 иллюстрирует структуру кадра дуплексной передачи с временным разделением (TDD), совместимую со стандартом Института инженеров по электронике и радиотехнике (IEEE) 802.16, для передачи/приема данных между базовой станцией и мобильной станцией.

Как показано на фиг. 2, кадр 200 TDD разделяется на субкадр 210 нисходящей линии связи (DL) и субкадр 220 восходящей линии связи (UL) с расположенной между ними защитной областью, называемой промежутком перехода между передачей и приемом (TTG). Между кадрами TDD вставляется защитная область, называемая промежутком перехода между приемом и передачей (RTG).

Преамбула и общий канал управления включены в обязательные слоты субкадра 210 нисходящей линии связи и широковещательно передаются зоне радиопокрытия соты базовой станции. Мобильные станции в пределах зоны радиопокрытия базовой станции получают синхронизацию и управляющую информацию из преамбулы и общего канала управления.

Как описано выше, основная ретрансляционная станция предоставляет услуги широкополосного беспроводного доступа (BWA) мобильным станциям или ретрансляционным станциям, которые имеют затруднение при установлении прямых линий связи с базовой станцией, поскольку они располагаются вне зоны радиопокрытия. Поэтому основная ретрансляционная станция должна предоставить мобильным станциям или ретрансляционным станциям управляющую информацию и слоты начального согласования для входа в сеть, а также услугу передачи пользовательских данных. В частности, основная ретрансляционная станция должна обеспечить обслуживание через непрямую линию связи в такой же конфигурации, как через прямую линию связи, как проиллюстрировано на фиг. 3, чтобы гарантировать обратную совместимость для мобильных станций.

Для услуги ретрансляции после приема канала управления или канала трафика от базовой станции или мобильной станции ретрансляционная станция ретранслирует их. Поэтому ретрансляционная станция выполняет и передачу, и прием в пределах однонаправленного субкадра.

Фиг. 3 иллюстрирует структуру кадра TDD в традиционной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Как показано на фиг. 3, однонаправленный субкадр 300 разделяется на зону 301 прямой линии связи и зону 303 непрямой линии связи, и другой однонаправленный субкадр 310 разделяется на зону 311 прямой линии связи и зону 313 непрямой линии связи. Для услуги ретрансляции предопределенные части субкадров 300 и 310 распределяются зонам 303 и 313 непрямой линии связи. Таким образом, ретрансляционная станция принимает информацию и данные для ретрансляции в зонах 301 и 311 прямой линии связи и ретранслирует их в зонах 303 и 313 непрямой линии связи.

Например, основная ретрансляционная станция принимает управляющую информацию и пакет трафика, которые должны быть ретранслированы, от базовой станции или мобильной станции в зоне 301 или 311 прямой линии связи и затем ретранслирует их базовой станции или мобильной станции в зоне 303 или 313 непрямой линии связи.

Вспомогательная ретрансляционная станция принимает пакеты трафика однонаправленной передачи, которые должны быть ретранслированы, от мобильной станции или базовой станции в зоне 311 или 301 прямой линии связи и затем ретранслирует их мобильной станции или базовой станции в зоне 303 или 313 непрямой линии связи.

Когда связь осуществляется в структуре кадра, проиллюстрированной на фиг. 3, разные узлы, предоставляющие услугу широкополосного беспроводного доступа (BWA), имеют разные временные характеристики кадров, то есть в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) разные узлы работают асинхронно, как проиллюстрировано на фиг. 4.

Фиг.4 является диаграммой, иллюстрирующей временные характеристики передачи и приема мобильных станций в традиционной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Как показано на фиг. 4, мобильная станция, которая принимает услуги по прямой линии связи от базовой станции, имеет временные характеристики кадра 421 базовой станции, поскольку связь осуществляется в зонах 401 и 411 прямой линии связи. С другой стороны, мобильная станция, которая принимает услуги по ретрансляционной линии связи от ретрансляционной станции, имеет временные характеристики кадра 423 ретрансляционной станции, поскольку связь осуществляется в зонах 403 и 413 непрямой линии связи.

Как правило, в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) синхронизация и эстафетная передача обслуживания выполняются на основе управляющей информация и преамбулы, переданных в фиксированной позиции в кадре. Однако поскольку мобильные станции работают асинхронно в зависимости от субъекта, который предоставляет им услуги, как проиллюстрировано на фиг. 4, эстафетная передача обслуживания и синхронизация являются очень затруднительными, как проиллюстрировано в фиг. 5.

Фиг. 5 иллюстрирует потоки сигналов, когда мобильные станции перемещаются в традиционной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Как показано на фиг. 5, когда мобильная станция 520 (MS1) перемещается от базовой станции 500 к зоне радиопокрытия основной ретрансляционной станции 510 при приеме услуг от базовой станции 500, мобильная станция MS1 должна принять преамбулу и управляющую информацию от основной ретрансляционной станции 510.

Когда мобильная станция 530 (MS2) перемещается от основной ретрансляционной станции 510 к базовой станции 500 во время приема услуг от основной ретрансляционной станции 510, мобильная станция MS2 должна принять преамбулу и управляющую информацию от базовой станции 500.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Однако, как проиллюстрировано на фиг. 3, базовая станция 500 и основная ретрансляционная станция 510 работают асинхронно, таким образом мешая мобильным станциям MS1 и MS2 получить преамбулу и управляющую информацию после эстафетной передачи обслуживания.

Кроме того, поскольку базовая станция предоставляет услуги мобильным станциям и ретрансляционной станции одновременно в субкадре прямой линии связи, как проиллюстрировано на фиг. 3, свобода конфигурирования системы, в которой базовая станция поддерживает ретрансляционную станцию, является низкой.

Техническое решение

Аспект настоящего изобретения состоит в решении по меньшей мере упомянутых выше проблем и/или в преодолении недостатков и обеспечении по меньшей мере преимуществ, описанных ниже. В соответствии с этим аспект настоящего изобретения состоит в обеспечении способа и устройства для формирования кадра для предоставления мобильной станции возможности эффективно выполнять эстафетную передачу обслуживания и получать синхронизацию в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Другой аспект настоящего изобретения состоит в обеспечении способа и устройства формирования кадра для увеличения свободы конфигурирования ретрансляционных линий связи в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Дополнительный аспект настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства и способа синхронизации между обслуживанием по прямой линии связи и обслуживанием по ретрансляционной линии связи посредством формирования субкадра, в том числе субкадра соединительной линии связи и субкадра ретрансляционной линии связи в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ формирования субкадра для поддержки услуги ретрансляции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции, в котором первая зона субкадра формируется для по меньшей мере одного из осуществления связи между базовой станцией и первой мобильной станцией в пределах зоны радиопокрытия этой базовой станции и осуществления связи между каждой ретрансляционной станцией и второй мобильной станцией в пределах зоны радиопокрытия этой ретрансляционной станции и вторая зона субкадра формируется для по меньшей мере одного из осуществления связи между упомянутой базовой станцией и каждой ретрансляционной станцией и осуществления связи между упомянутой ретрансляционной станцией и другой ретрансляционной станцией.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ формирования субкадра для поддержки услуги ретрансляции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции, в котором первая зона субкадра формируется для по меньшей мере одного из осуществления связи между базовой станцией и мобильной станцией и осуществления связи между ретрансляционной станцией и мобильной станцией вторая зона субкадра формируется для по меньшей мере одного из осуществления связи между базовой станцией и ретрансляционной станцией осуществления связи между ретрансляционной станцией и ретрансляционной станцией осуществления связи между ретрансляционной станцией и мобильной станцией, и третья зона субкадра формируется для по меньшей мере одного из осуществления связи базовой станцией и мобильной станцией и осуществления связи между ретрансляционной станцией и ретрансляционной станцией.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ реализации базовой станцией поддержки услуги ретрансляции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции, в котором базовая станция осуществляет связь с мобильной станцией в первой зоне субкадра в соответствии с предопределенной конфигурацией субкадра и осуществляет связь с ретрансляционной станцией во второй зоне субкадра.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ реализации ретрансляционной станцией поддержки услуги ретрансляции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции, в котором ретрансляционная станция выполняет сетевой вход на основе управляющей информации, принятой от вышерасположенного узла, и получает информацию о конфигурации субкадра для поддержки услуги ретрансляции, принимает канал синхронизации, управляющую информацию и пакет трафика от этого вышерасположенного узла для второй зоны субкадра в кадре с порядковым номером n и отправляет канал синхронизации и принятую управляющую информацию и пакет трафика мобильной станции для первой зоны субкадра в кадре с порядковым номером (n+1).

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения обеспечивается аппаратура для поддержки услуги ретрансляции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции, в которой контроллер хронирования выдает сигнал хронирования передачи и приема для сигнала для зоны связи мобильной станции для осуществления связи с мобильной станцией и для сигнала для зоны связи ретрансляционной станции для осуществления связи с ретрансляционной станцией в соответствии с конфигурацией кадра, радиочастотный антенный переключатель разделяет сигнал для зоны связи мобильной станции и сигнал для зоны связи ретрансляционной станции, и приемопередатчик осуществляет связь либо с мобильной станцией, либо с ретрансляционной станцией в соответствии с сигналом хронирования приема и передачи.

Полезные эффекты

В соответствии с настоящим изобретением, как описано выше, система связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции мультиплексирует зону соединительной линии связи и зону ретрансляционной линии связи с временным разделением в периоде передачи сигнала. В результате прямое обслуживание и ретрансляционное обслуживание прозрачным образом предоставляются мобильным станциям в синхронизированных кадрах. Следовательно, для мобильных станций облегчаются эстафетная передача обслуживания и синхронизация. Кроме того, поскольку зона ретрансляционной линии связи, в которой ретрансляционная станция принимает услугу, выполнена независимой от зоны соединительной линии связи, свобода конфигурирования ретрансляционной линии связи может быть увеличена в соответствии с количеством шагов ретрансляции и средой канала.

Перечень фигур чертежей

Упомянутые выше и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из следующего подробного описания, рассмотренного вместе с сопроводительными чертежами.

Фиг. 1 иллюстрирует обеспечение обслуживания с помощью схемы с несколькими шагами ретрансляции в типичной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA);

Фиг. 2 иллюстрирует структуру кадра TDD в типичной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA);

Фиг. 3 иллюстрирует структуру кадра TDD в традиционной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции;

Фиг. 4 - диаграмма, иллюстрирующая временные характеристики передачи и приема мобильных станций в традиционной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции;

Фиг. 5 иллюстрирует потоки сигналов, когда мобильные станции перемещаются в традиционной системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции;

Фиг.6 иллюстрирует структуру субкадра в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 7 иллюстрирует структуру кадра в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 8 и Фиг. 9 иллюстрируют структуры субкадров ретрансляционной линии связи в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 10 иллюстрирует временные характеристики базовой станции, мобильной станции и ретрансляционных станций в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 11 иллюстрирует структуру кадра в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 12 иллюстрирует структуру кадра в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с тремя или более шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 13 иллюстрирует структуру кадра для базовой станции и основной ретрансляционной станции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с тремя или более шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 14 иллюстрирует структуру кадра для вспомогательной ретрансляционной станции и мобильной станции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с тремя или более шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 15 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу базовой станции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 16 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу ретрансляционной станции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением; и

Фиг. 17 блок-схема базовой станции в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением.

Предпочтительный вариант воплощения изобретения

Ниже здесь будут описаны предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи. В последующем описании известные функции или конструкции подробно не описываются, поскольку они затруднили бы понимание изобретения ненужными подробностями.

Настоящее изобретение обеспечивает методику для синхронизации между обслуживанием, предоставляемым от базовой станции и ретрансляционной станции мобильным станциям, и увеличения свободы конфигурирования областей с ретрансляционными линиями связи в кадре в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции.

Последующее описание будет сделано в контексте системы беспроводной связи с дуплексной передачей с временным разделением (TDD) и множественным доступом с ортогональным частотным разделением (OFDM), хотя настоящее изобретение также применимо к системе связи, использующей любую другую схему множественного доступа, или к системе связи с дуплексной передачей с частотным разделением (FDD). Здесь термин "основная ретрансляционная станция", или "RS1", определяется как ретрансляционная станция с большими возможностями, которая обеспечивает управляющий сигнал для расширенной зоны радиопокрытия, и термин "вспомогательная ретрансляционная станция", или "RS2", определяется как ретрансляционная станция с малыми возможностями, которая ретранслирует главным образом пакеты трафика для увеличения пропускной способности.

В системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) субкадр разделяется на субкадр соединительной линии связи и субкадр ретрансляционной линии связи, чтобы осуществлять отправку услуги по прямой линии связи и услуги по ретрансляционной линии связи с одними и теми же временными характеристиками, синхронно, как проиллюстрировано на фиг. 6. Прямая линия связи - это линия связи, через которую базовая станция или ретрансляционная станция осуществляет связь с мобильной станцией, и ретрансляционная линия связи - это линия связи, через которую базовая станция осуществляет связь с ретрансляционной станцией, или ретрансляционная станция общается с нижерасположенной ретрансляционной станцией. Субкадр соединительной линии связи формируется в соответствии со стандартом IEEE 802.16.

Фиг. 6 иллюстрирует структуру субкадра в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на фиг. 6, субкадр 600 разделяется на субкадр 610 соединительной линии связи и субкадр 620 ретрансляционной линии связи. Субкадр 610 соединительной линии связи и субкадр 620 ретрансляционной линии связи различаются посредством временного разделения.

На нисходящей линии связи субкадр 610 соединительной линии связи и субкадр 620 ретрансляционной линии связи различаются в зависимости от адресата сигнала. Передача от мобильной станции на базовую станцию или передача от мобильной станции на ретрансляционную станцию имеют место в субкадре 610 соединительной линии связи, в то время как передача от ретрансляционной станции на базовую станцию или передача от вышерасположенной ретрансляционной станции на нижерасположенную ретрансляционную станцию имеют место в субкадре 620 ретрансляционной линии связи 620.

На восходящей линии связи субкадр 610 соединительной линии связи и субкадр 620 ретрансляционной линии связи различаются в зависимости от источника сигнала. Передача от базовой станции на мобильную станцию или передача от ретрансляционной станции на мобильную станцию происходят в субкадре 610 соединительной линии связи, в то время как передача от нижерасположенной ретрансляционной станции на вышерасположенную ретрансляционную станцию или передача от базовой станции на ретрансляционную станцию происходят в субкадре 620 ретрансляционной линии связи.

В субкадре соединительной линии связи базовая станция и ретрансляционная станция прозрачным образом взаимодействуют с мобильной станцией. Другими словами, базовая станция и ретрансляционная станция обеспечивают обслуживание таким образом, что мобильная станция не знает о различии между обслуживанием по прямой линии и обслуживанием по ретрансляционной линии, и мобильная станция знает о взаимодействии с базовой станцией. Если в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) информация проходит несколько шагов ретрансляции, субкадр 620 ретрансляционной линии связи может быть разделен на множество областей в соответствии с количеством линий связи с несколькими шагами ретрансляции.

На основе структуры субкадра, проиллюстрированной на фиг. 6, кадр может быть сформирован в виде, проиллюстрированном на фиг. 7.

Фиг. 7 иллюстрирует структуру кадра в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на фиг. 7, кадр разделяется на субкадр 700 нисходящей линии связи и субкадр 710 восходящей линии связи. В соответствии со структурой субкадра, проиллюстрированной на фиг. 6, субкадр 701 соединительной линии связи и субкадр 703 ретрансляционной линии связи мультиплексированы с временным разделением в субкадре 700 нисходящей линии связи, в то время как субкадр 711 соединительной линии связи и субкадр 713 ретрансляционной линии связи мультиплексированы с временным разделением в субкадре 710 восходящей линии связи.

В каждом из субкадров 700 и 710 субкадр 701 или 711 соединительной линии связи предшествует субкадру 703 или 713 ретрансляционной линии связи, чтобы прозрачным образом уведомлять мобильные станции об основанном на преамбуле начале кадра и позиции промежутка TTG.

Базовая станция 720 и основная ретрансляционная станция 730 взаимодействуют с мобильными станциями, которые они обслуживают, в субкадрах 701 и 711 соединительной линии связи. В особенности, обслуживание по прямой линии от базовой станции 720 и обслуживание по ретрансляционной линии от основной ретрансляционной станции 730 обеспечиваются в субкадрах 701 и 711 соединительной линии связи посредством частотного разделения (FDM), пространственного разделения (SDM) или ортогонального частотного разделения (OFDM).

Для прозрачной ретрансляции основная ретрансляционная станция 730 обеспечивает управляющую информацию и пакет трафика мобильной станции таким же образом, как базовая станция 720 обеспечивает обслуживание по прямой линии связи для мобильной станции. Для вспомогательной ретрансляционной станции распределяется предопределенная зона 705 или 707 пакета от базовой станции 720 или основной ретрансляционной станции 730, и она обеспечивает канал трафика одноадресной передачи для мобильной станции в зоне 705 или 707 пакета.

В субкадрах 703 и 713 ретрансляционной линии связи базовая станция 720 взаимодействует с основной ретрансляционной станцией 730, или ретрансляционная станция 1730 взаимодействует со своей нижерасположенной ретрансляционной станцией. Субкадры 703 и 713 ретрансляционной линии связи имеют фиксированную длину или переменную длину в соответствии со средой соты. Может быть применена усовершенствованная технология, которая может определить новую функцию и использование для субкадров 703 и 711 ретрансляционной линии связи, и, таким образом, конфигурация субкадров 703 и 711 ретрансляционной линии связи не будет определена на фиг. 7.

В случае, когда система связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) расширяется до нескольких шагов ретрансляции, субкадры 703 и 713 ретрансляционной линии связи могут быть разделены по времени в соответствии с количеством линий связи с несколькими шагами ретрансляции, как проиллюстрировано на фиг. 8 и 9.

Фиг. 8 и 9 иллюстрируют структуры субкадров ретрансляционной линии связи в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением. Субкадр ретрансляционной линии связи может быть выполнен с возможностью включения в себя каналов управления и каналов трафика различных структур.

Как показано на фиг. 8 и 9, каждый из субкадров 803 и 813 ретрансляционной линии связи разделяется в соответствии с количеством шагов ретрансляции.

На фиг. 8 зоны для ретрансляционных линий связи мультиплексируются в субкадрах 803 и 813 ретрансляционной линии связи в порядке убывания номера шага ретрансляции. В частности, линия связи между ретрансляционной станцией (n-1)-го шага и ретрансляционной станцией n-го шага предшествует линии связи между базовой станцией и ретрансляционной станцией первого шага в мультиплексированных субкадрах 803 и 813 ретрансляционной линии связи.

На фиг. 9 зоны для ретрансляционных линий связи мультиплексированы в субкадрах 803 и 813 ретрансляционной линии связи в порядке возрастания номера шага ретрансляции. В частности, линия связи между базовой станцией и ретрансляционной станцией первого шага предшествует линии связи между ретрансляционной станцией (n-1)-го шага и ретрансляционной станцией n-го шага в мультиплексированных субкадрах 803 и 813 ретрансляционной линии связи. Здесь количество шагов ретрансляции в системе соответствует количеству ретрансляционных станций.

Как проиллюстрировано на фиг. 7, 8 и 9, базовая станция обеспечивает обслуживание для основной ретрансляционной станции или мобильной станции, и основная ретрансляционная станция обеспечивает обслуживание для мобильной станции или вспомогательной ретрансляционной станции в отдельном субкадре соединительной линии связи и субкадре ретрансляционной линии связи однонаправленного субкадра. Базовая станция и ретрансляционные станции начинают кадры с одинаковыми временными характеристиками, как проиллюстрировано на фиг. 10. Таким образом, базовая станция и ретрансляционные станции синхронно (с одинаковыми временными характеристиками) обеспечивают обслуживание по соединительной линии связи мобильным станциям.

Фиг. 10 иллюстрирует временные характеристики базовой станции, мобильной станции и ретрансляционных станций в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с несколькими шагами ретрансляции в соответствии с настоящим изобретением. Последующее описание сделано в контексте ретрансляционной системы с 2 шагами ретрансляции. Следовательно, основная и вспомогательная ретрансляционные станции обеспечивают обслуживание с одним шагом ретрансляции разным мобильным станциям.

Как показано на фиг. 10, базовая станция 920 отправляет управляющую информацию и пакет трафика мобильной станции, которую она обслуживает, в субкадре 901 соединительной линии связи субкадра 900 нисходящей линии связи в течение периода времени D_t1. Базовая станция 920 также отправляет управляющую информацию и пакет трафика основной ретрансляционной станции 940 и вспомогательной ретрансляционной станции 930 в субкадре 903 ретрансляционной линии связи в течение периода времени D_t3.

Основная ретрансляционная станция 940 отправляет управляющую информацию и пакет трафика мобильной станции, которую она обслуживает, в субкадре 901 соединительной линии связи в течение периода времени D_t1 и принимает управляющую информацию и пакет трафика для ретрансляции от базовой станции 920 в субкадре 903 ретрансляционной линии связи в течение периода времени D_t3. Если система связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) расширяется до трех или более шагов ретрансляции и включает в себя ретрансляционную систему с двумя шагами, основная ретрансляционная станция 940 делит временные слоты субкадра 903 ретрансляционной линии связи и отправляет управляющую информацию и пакет трафика ретрансляционной станции на следующем шаге ретрансляции в предопределенном временном слоте субкадра 903 ретрансляционной линии связи. Размер временных слотов, мультиплексированных в субкадре 903 ретрансляционной линии связи, определяется адаптивно в соответствии с количеством шагов ретрансляции и состоянием канала.

Период D_t2 канала управления равен нулю для вспомогательной ретрансляционной станции 930 в субкадре 901 соединительной линии связи, и вспомогательная ретрансляционная станция 930 отправляет пакет трафика одноадресной передачи мобильной станции в течение оставшегося периода, то есть D_t1-D_t2. В субкадре 903 ретрансляционной линии связи вспомогательная ретрансляционная станция 930 принимает управляющую информацию и пакет трафика для ретрансляции от базовой станции 920 в течение периода времени D_t3.

Мобильная станция 950 принимает канал