專利名稱：中繼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種中繼器、轉發信號的方法和通信系統。所述中繼器特別但不唯獨地是多級中繼器鏈的 一部分。
背景技術：
網絡使用中繼單元進行信息轉發是眾所周知的。在例如蜂窩無線網絡的無線網絡中，已知要為從基站收發站傳送的信號提供中繼單元。在這樣的安排中，由基站收發站傳送的無線信號被中繼單元接收，并且被該中繼單元典型地重傳到移動終端或其它用戶設備。
當前，存在這樣的挑戰確保無線網絡中存在充足覆蓋，以便提供高數據速率服務。使用當前系統，由于受從用戶設備到基站的數據差錯率限制的可能帶寬與距離的倒數大大相關，所以通常僅靠近基站的用戶設備具有高數據速率的可能。因此，為達到高數據速率覆蓋，需要更多數量的基站。然而，增加基站的數量是昂貴的。
為了在小區中更均勻地分布數據速率，提出了中繼單元或中繼器。然而，存在關于將中繼器或中繼單元集成到無線通信系統中的問題。
一個已知的問M關于測距或將用戶設備初始連接到網絡，其中，在基站與用戶設備之間運轉著中繼站。在這樣的環境中，在用戶設備與基站之間實施的測距過程不能被直接應用。例如，在也稱為WiMax的IEEE802.16中定義的測距過程需要經由中繼站將用戶設備初始測距消息發送到基站。然而，由于用戶設備與中繼站之間的連接不同于基站與中繼站之間的連接，所以中繼站不能筒單地中繼關于基站和中繼站之間的連接的與初始測量和設置有關的測距消息。此外，如IEEE 802.16中所實現的基站不會覺察用戶i殳備與中繼站之間的無線連接。
此外，如果初始測距消息被經由無線中繼站轉發到基站，則將在每個 階段需要多級爭用解決，這將增加測距過程所需的總時間。
發明內容
本發明的實施例的目的是解決或至少緩解該難題。
根據本發明，提供了一種用于在通信網絡中使用的中繼器，所述中繼 器被安排為從至少一個用戶設備接收數據和向其發送數據，其中，所述中 繼器包括處理器，其被安排為處理從所述用戶設備接收的配置數據，并且 依據所處理的配置數據，向所述用戶i殳備發送數據。
所述配置數據優選地是測距數據。
所述配置數據優選地是CDMA測距數據。
所述配置數據優選地是用以配置從所述中繼器到所述至少 一個用戶設 備的無線通信鏈路的數據。
所述處理器優選地被進一步安排為依據所處理的配置數據，發送配置 響應成功消息。
所述中繼器優選地被進一步安排為向基站發送進一步的數據并從其接 收進一步的數據，其中，所述處理器,皮進一步安排為向所述基站發送進一 步的配置數據。
所述進一步的配置數據優選地包括進一步的測距數據。
所述進一步的配置數據優選地是CDMA測距數據。
所述進一步的配置數據優選地是用以配置從所述中繼器到所述基站的 無線通信鏈路的數據。
所述進一步的配置數據可以包括帶寬請求。
所述處理器優選地^皮安排為并行地處理從所述用戶i殳備接收的配置數 據以及向所述基站發送進一步的配置數據。
根據本發明的第二方面，提供了一種用于操作在通信網絡中使用的中 繼器的方法，所述中繼器被安排為從至少一個用戶設備接收數據并向其發
6送數據，其中，所述方法包括在所述中繼器處理從所述用戶設備接收的 配置數據；以及，依據所處理的配置數據從所述中繼器向所述用戶設備發 送數據。
所述配置數據可以是測距數據。
所述配置數據優選地是CDMA測距數據。
所述配置數據優選地是用以配置從所述中繼器到所述至少一個用戶設 備的無線通信鏈路的數據。
所述用于操作中繼器的方法可以進一步包括依據所處理的配置數據， 從所述中繼器向所述用戶i殳備發送配置響應成功消息。
所述中繼器優選地被進一步安排為向基站發送進一步的數據并從其接 收進一步的數據，所述方法可以進一步包括從所述中繼器向所述基站發送 進一步的配置數據。
所述進一步的配置數據可以包括進一步的測距數據。
所述進一步的配置數據可以是CDMA測距數據。
所述進一步的配置數據優選地是用以配置從所述中繼器到所述基站的 無線通信鏈路的數據。
所述進一 步的配置數據可以包括帶寬請求。
優選地，在所述中繼器基本并行地實現處理從所述用戶設備接收的配 置數據和從所述中繼器向所述基站發送進一步的配置數據。
根據本發明的第三方面，提供了一種計算機程序，其被安排為操作計 算機執行用于操作方法的方法，用于操作在通信網絡中使用的中繼器，所 述中繼器被安排為從至少一個用戶設備接收數據并向其發送數據，其中， 所述方法包括在所述中繼器處理從所述用戶設備接收的配置數據；以及， 依據所處理的配置數據，從所述中繼器向所述用戶設備發送數據。
為了對本發明以及關于其如何被實現有更好的理解，現在將僅作為實 例參考附圖，其中圖1示出了在其中本發明的實施例可以被實現的通信網絡的概略示意
圖2示出了體現本發明的如圖1中所示的中繼單元；
圖3示出了圖1中所示的通信網絡的一部分的示意圖4示出了如在圖2中所示的中繼器中實現的本發明第一實施例中信
號流的示意圖；以及
圖5示出了如在圖2中所示的中繼器中實現的本發明的進一步實施例
的信號流的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了一種通信網絡。所述通信網絡包括也稱為基站的基站M 站(BS) 1、 2。基站(BS) 1、 2被安排為能夠與基站控制器(BSC) 9通 信。在其它實施例中，所述基站被安排為能夠與任何已知的公共陸地移動 網絡(PLMN)基礎設施通信。基站1、 2還被安排為能夠與用戶設備7 通信。所述基站還^:安排為能夠與中繼站(RS) 3、 5通信。
中繼站(RS) 3、 5被安排為能夠與基站收發站(BS) 1、 2通信。所 述中繼站還能夠連接到移動站(MS) 7。中繼站(RS) 3、 5還能夠與其 它中繼站(RS) 5、 3通信。
中繼站的連接也在圖1中示出。圖l示出了直接連接到基站l的第一 組中繼站3，以及經由第一組中繼站3連接到基站1的第二組中繼站5。盡 管未在圖1中示出，但該鏈接可以被擴展為使得進一步組的中繼站經由前 面組的中繼站連接到基站。為進一步協助對本發明的理解，第一組中繼站 3中的一個已^皮給以標記值RS00，并且第二組中繼站5中的一個已凈皮給以 標記值RSOl。這些標記值僅是示例性的，并且可被應用于任意兩個鏈接 的中繼站——即，以下描述的示例可被應用于相鄰組的任意兩個連接的中 繼站。
用戶i殳備(UE)、移動站(MS)或用戶站(SS)可以是^f壬意適當形 式的用戶設備，例如移動站、移動電話、個人事務管理器、PDA(個人數字助理)、計算機、便攜式計算機、筆記本等。
實際上，多得多的用戶設備被提供。還應當理解，在本發明的一些實 施例中，中繼單元可以能夠與多于一個的基站通信。為幫助對本發明的理
解，所討論的示例將涉及網絡的一部分，所述部分包括基站l、中繼站5a 以及用戶設備7a和7b。本領域的技術人員應當理解，實體的其它設置也 是可行的。
體現本發明的中繼站(RS) 5a在圖2中被更詳細地示出。中繼站RS 5a包括天線101，該天線101被安排為能夠傳送和接收來自基站1、用戶 設備7a、 7b和其它中繼站3、 5的射頻信號。天線101可以包括天線陣列， 其能夠波束成形并且向或從特定的空間方向發送或接收信號。
中繼站RS進一步包括收發器105，該收發器105連接到天線101，并 且被安排為能夠從所述天線接收射頻信號，以及輸出基帶信號和接收基帶 信號，以及向天線101發送射頻信號用于傳送。
中繼站RS 5a進一步包括處理器103，該處理器103被安排為控制所 述收發器，并且用于操作中繼站存儲器107。
中繼站RS 5a進一步包括存儲器107，該存儲器107被安排為存儲用 于中繼站5a的操作的指令。此外，所述存儲器可以被安排為在所接收的數 據被重傳到其目的地之前對其進行緩存。在本發明的一些實施例中，單獨 的存儲器可以用于存儲不同類型的數據，即，所接收的數據可以存儲在磁 性存儲介質上，并且指令存儲在半導體存儲設備上。
應當理解，圖2中所示的中繼站的示例示出了功能性。應當理解，收 發器電路105可以被合并到處理器103中，并且反之亦然。
圖3示出了如圖1中所示的無線網絡的一小部分。圖3示出了經由層 2通信鏈路連接到中繼站5a的基站1 (BS)。此外，中繼站5a經由Ll鏈 路連接到被示為個人計算機的用戶設備(UE)或用戶站(SS) 7b。所述 基站被示為在第一個時刻經由L2鏈路連接到移動站(MS)或用戶設備 (UE)7a，并注意移動站7a的移動，移動站4皮示為位于由中繼站5a月良務 的區域內。中繼站被示為經由Ll鏈路與移動站7a通信。移動站7a在該
9示例中被示為移動電話，然而，可替換地，任何合適的用戶設備可以被使 用。
當移動站7a在第一個時刻(即在直接連接到BS時)試圖經由基站獲 得對網絡的初始接入時，IEEE 802.16 (或WiMax)標準指示，在用戶設 備與基站之間執行測距過程。在該測距過程中，用戶設備實現基于爭用的 碼分多址(CDMA)測距，其中，所述測距對用戶設備分配與基站通信所 需的碼、頻率和其它^L當成功mMS接收到初始CDMA碼序列和 參數時，基站為MS提供功率、同步(timing)和頻率調整。所述MS然 后使用這些調整值，并且使用新值實施進一步的基于爭用的CDMA測距 過程。該過程重復直到在基站處的接收在所需閾值內。當滿足所需閾值時， 基站使用例如CDMA—ALLOCATION—IE的消息，提供單播上行鏈路分 配，即，從MS在何時以及什么帶寬進行發送。基于該上行鏈路分配消息 的接收，MS以測距請求(range request)消息的形式向基站發送完整的 測i 巨消息。
然而，如由圖3中的第二時刻所示的那樣，當移動站移動到中繼站的 接收范圍之內以M站的范圍以外時，針對聯接到中繼站的用戶設備的測 距過程是不同的。
假設中繼站發送其自己的前同步信號(preamble)和映射變量 (MAPs)，用戶設備實現其自己的與中繼站的測距，并且用戶設備聯系 被固定在基站處(換句話說，例如基本、主用連接標識符(CID)的所有 參數的分配都由基站來完成)。所述CID標識802.16 MAC中的服務和/ 或一個或更多用戶(在組中)。每個MAC分組都具有CID。基于所述CID， 802.16 i殳備可以確定MAC分組的接收者。還存在幾種不同類型的CID， 所述CID標識消息種類。
802.16中的CID是16位長。
不同CID組是廣播、多播(用于尋址多播組)和單播(例如帶寬分配、 輪詢、受邀測距的移動站特定消息)CID。
單播CID可以被進一步劃分為管理CID( MS與BS之間的信令消息)和傳輸CID (用于承載用戶數據)。
所述主用CID被用于例如認證和注冊消息的能容忍延遲的消息，以及 所述基本CID被用于例如PHY參數或輪詢的不能容忍延遲的消息。
所述測距具有UL-MAP，該UL-MAP是由BS發送的示出上行鏈路中 分配給用戶設備的專用帶寬的消息。MS使用UL-MAP中所分配的帶寬發 送測距請求。在這一點上，MS不具有分配的CID。對于該消息，MS使 用熟知的值為0x0000、纟皮稱為初始測距CID的連接id。響應于該消息， BS發送測距響應，該測距響應對MS指派基本和主用CID。在此之后， MS可以在MAC消息中使用那些CID。
在圖3中，如上面所描述的，L1定義MS與中繼站之間的無線通信鏈 路，L2定義中繼站與基站，或者MS與基站之間的無線通信鏈路。Ll鏈 路上的無線狀況典型地與L2鏈路上的狀況不同。因此，在MS7a想要開 始與中繼站的測距時，在中繼站的初始建立或測距期間確定的已對L2鏈 路實施的功率、同步和頻率調整，不能被簡單地轉發并由MS使用。因為 基站最初不知道Ll鏈路的無線狀況，因此中繼站也不能僅簡單地中繼關 于L2鏈路的已知的測距消息和中繼站初始測距。
一種解決方案是請求中繼站將測距過程中的所有消息轉發給基站。然 而，該多級爭用產生大的延遲以及對于每個鏈路的信令帶寬浪費。
圖4和5示出了兩種減輕該問題的方法。作為本發明的實施例在中繼 站中實現的這兩種解決方案中，不向基站轉發CDMA初始測距請求。而 是中繼站實現局部測距。聯接到MS的中繼站執行初始測距，即RS與MS 之間的Ll鏈路的調整，并隨后一旦所述初始測距^皮完成，則向基站轉發 完成測距請求消息。
此外，與中繼站實施所述初始局部測距爭用CDMA過程的同時，本 發明的實施例中的中繼站還在L2鏈路上向基站發送上行鏈路帶寬請求/測 距請求。當中繼站并行或部分并行地實施這些過程時，有可能顯著減小所 述測距過程的延遲。
圖4示出了本發明的第一實施例的實現。在步驟201a中，第一CDMA
ii測距請求^L從移動站發送到中繼站。在步驟203中，中繼站基于CDMA 測距消息的接收，向移動站發回響應消息(RNG_RSP)，該響應消息包 含用于移動站的一些調整值。
移動站使用這些調整，并且重發CDMA測距消息，并且接收進一步 的響應，直到對于LI鏈路所述CDMA測距過程完成。
所述完成在圖4中由步驟201f示出，其中，在該步驟201f，最終CDMA 測距消息#1從移動站發送到無線中繼站。
基于在可允許閾值內的該CDMA測距消息的接收，中繼站在步驟205a 中向基站發送帶有CDMA測距消息的第一個消息，并且在步驟207中， 還向移動站發送包含含有變量的成功測距響應的消息，以及包含用于LI 鏈路的碼和上行鏈路帶寬的CDMA分配消息。
基站當接收到CDMA測距消息時，在步驟209中發送帶有成功碼的 測距響應消息以及上行鏈路帶寬和碼變量。由于中繼站已經在基站的接收 閾值內，因而從中繼站到基站的CDMA測距請求循環周期通常應該是短 的，因此爭用窗口是短的。
基于來自中繼站的測距請求響應消息的接收，移動站在步驟211中在 LI鏈路上向中繼站發送包含MAC地址和配置文件(profile )信息的完整 的測距請求消息。
在步驟213中，中繼站在L2鏈路上向基站發送包含MAC地址和配 置文件信息的完整的測距請求消息。
在步驟215中，當基站接收到來自中繼站的完整的測距請求消息時， 發回包含CID的測距響應消息，其隨后在步驟217中被從中繼站轉發到移 動站。
因此，通過減小經由中繼站在基站與移動站之間發送的測距信息傳送 量，用于進行測3巨的響應時間被大大減少。
在多個中繼站位于移動站與基站之間的多跳環境中，時間被進一步減少。
本發明的第二實施例在圖5中示出。對于那些與圖4中所描述的類似的步驟或網絡單元，使用相同的標號。
步驟201a、 203和211f與圖4中描述的相同。因此，移動站向中繼站 發送初始CDMA測距請求，并且中繼站和移動站迭代地接近Ll鏈路所需 的CDMA鏈接，直到移動站在步驟201f中發送處于閾值內的CDMA測 距變量。這時，如上面已參考前一實施例描述的那樣，中繼站在步驟207 中向移動站發送成功消息。
然而，由于在中繼站最初連接基站時先前實現的CDMA測距過程被 認為仍然有效，并且因此所使用的碼和功率值對于中繼站與基站之間的通 信也仍然有效，所以中繼站在步驟206中向基站發送帶寬請求。基站在步 驟210中向中繼站發回上行鏈路分配圖。這為移動站分配了用于移動站與 基站之間的通信的特定上行鏈路容量。
在步驟211、 213、 215和217中，與之前關于圖4描述的相同的過程 ^L實現以完成測距過程。
因此，由于其僅需要將上行鏈路分配傳遞到中繼站，因而該實施例進 一步提高了前一實施例的效率。
在本發明的一些實施例中，如分別在圖4和5中示出的在L2鏈路上 實現的CDMA測距請求——步驟205，以及在L2鏈路上實現的帶寬請求 ——步驟206，與在中繼站與移動站之間實現的CDMA測距過程的迭代同 時實現。
以上描述的操作可能需要各個實體中的數據處理。所述數據處理可以 借助于一個或更多數據處理器來提供。當適當改寫的計算機程序代碼產品 ,h口載到計算機時，可用于實現所述實施例。用于提供所述操作的程序代 碼產品可以存儲在例如載體磁盤、卡或磁帶的載體介質上或者借助于所述 載體介質來提供。 一種可能是經由數據網絡下載所述程序代碼產品。可以 在位置服務器中配備合適的軟件來實現。
應當注意，盡管在以上實施例中描述了關于例如移動站的用戶i殳備， 但是本發明的實施例可應用于任意其它適當類型的用戶設備。
還應當注意，盡管本公開中詳細示出和描述的示例性通信系統使用WiMax系統的術語，但所提出解決方案的實施例可被用于其中可以通過本 發明的實施例而獲得優勢的任意通信系統中。本發明也不限于例如蜂窩移 動或WLAN系統的環境。本發明可以例如作為稱為"互聯網"和/或"內 聯網"的計算機網絡的一部分來實現。此外，本發明的一些實施例中的用 戶設備14可以經由合適的網關經由固定連接與網絡通信，其中，所述固定 連接例如是數字用戶線路(DSL)(異步或同步的)或公共電話交換網 (PSTN)線路。
還應當注意，盡管以上描述了本發明的示例性實施例，但存在對所公 開的解決方案作出的各種變型和修改，而不脫離所附權利要求中定義的本 發明的范圍。
1權利要求
1. 一種用于在通信網絡中使用的中繼器，所述中繼器被安排為從至少一個用戶設備接收數據并向其發送數據，其中，所述中繼器包括處理器，被安排為處理從所述用戶設備接收的配置數據，并依據所處理的配置數據向所述用戶設備發送數據。
2. 根據權利要求l所述的中繼器，其中，所述配置數據是測距數據。
3. 根據權利要求1和2所述的中繼器，其中，所述配置數據是CDMA測距數據。
4. 根據權利要求1至3所述的中繼器，其中，所述配置數據是用以配置從所述中繼器到所述至少一個用戶設備的無線通信始洛的數據。
5. 根據權利要求1至4所述的中繼器，其中，所述處理器被進一步安排為依據所處理的配置數據，發送配置響應成功消息。
6. 根據權利要求1至5所述的中繼器，其中，所述中繼器被進一步安排為向基站發送進一步的數據以及從其接收進一步的數據，其中，所述處理器被進一步安排為向所述基站發送進一步的配置數據。
7. 根據權利要求6所述的中繼器，其中，所述進一步的配置數據包括進一步的測距數據。
8. 根據權利要求6和7所述的中繼器，其中，所述進一步的配置數據是CDMA測距數據。
9. 根據權利要求6至8所述的中繼器，其中，所述進一步的配置數據是用以配置從所述中繼器到所述基站的無線通信鏈路的數據。
10. 根據權利要求6至10所述的中繼器，其中，所述進一步的配置數據包括帶寬請求。
11. 根據權利要求6至10所述的中繼器，其中，所述處理器被安排為并行地處理從所述用戶設^^接收的配置數據和向所述基站發送進一步的配置數據。
12. —種用于操作在通信網絡中使用的中繼器的方法，所述中繼器被安排為從至少一個用戶設備接收數據并向所述至少一個用戶設備發送數據，其中，所述方法包括在所述中繼器處理從所述用戶設備接收的配置數據；以及依據所處理的配置數據，從所述中繼器向所述用戶設備發送數據。
13. 根據權利要求12所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述配置數據是測距數據。
14. 根據權利要求12和13所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述配置數據是CDMA測距數據。
15. 根據權利要求12至14所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述配置數據是用以配置從所述中繼器到所述至少一個用戶i更備的無線通信鏈路的數據。
16. 根據權利要求12至15所述的用于操作中繼器的方法，其進一步包括^l據所處理的配置數據，從所述中繼器向所述用戶設備發送配置響應成功消息。
17. 根據權利要求12至16所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述中繼器被進一步安排為向基站發送進一步的數據并從基站接收進一步的數據，所述方法進一步包括從所述中繼器向所述基站發送進一步的配置數據。
18. 根據權利要求17所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述進一步的配置數據包括進一 步的測距數據。
19. 根據權利要求17和18所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述進一步的配置數據是CDMA測距數據。
20. 根據權利要求17至19所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述進一步的配置數據是用以配置從所述中繼器到所述基站的無線通信M的數據。
21. 根據權利要求17至20所述的用于操作中繼器的方法，其中，所述進一步的配置數據包括帶寬請求。
22. 根據權利要求17至20所述的用于操作中繼器的方法，其中，在所述中繼器基本并行地實現處理從所述用戶設備接收的配置數據和從所述中繼器向所述基站發送進一步的配置數據。
23. —種計算器程序，其被安排為操作計算機以執行用于操作的方法，所述方法用于操作在通信網絡中使用的中繼器，所述中繼器被安排為從至少一個用戶設備接收數據并向所述至少一個用戶設備發送數據，其中，所述方法包括在所述中繼器處理從所述用戶設備接收的配置數據；以及依據所處理的配置數據，從所述中繼器向所述用戶設備發送數據。
全文摘要
一種用于在通信網絡中使用的中繼器，所述中繼器被安排為從至少一個用戶設備接收數據并向所述至少一個用戶設備發送數據，其中，所述中繼器包括處理器，被安排為處理從所述用戶設備接收的配置數據，并依據所處理的測距數據向所述用戶設備發送數據。
文檔編號H04B7/26GK101485114SQ200780024918
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月25日 優先權日2006年6月30日
發明者S·馬赫什瓦里, Y·塞弗拉 申請人:諾基亞公司