无线通信系统技术方案

技术编号:4093562 阅读:131 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种无线通信系统。一种其中多个用户站(MS)分别可操作用于与基站(BS)通信的系统中的无线通信方法,该系统例如为WiMAX系统,该基站能够通过交换分别符合所述系统的分层协议的信息包来同时执行与所述多个用户站的同时通信。所述信息包具有用于限定物理层参数的PHY头部和用于限定介质访问层参数的MAC?PDU。用户站和基站之间的通信使通过至少一个中继站(RS1#)来进行的,该中继站从所述多个用户站(MS)接收多个信息包,并检测所述信息包中的每一个的MAC?PDU。该中继站随后组合检测到的MAC?PDU以形成至少一个新信息包的MAC?PDU,并且将新信息包发送给基站(BS)。这样,节约了从中继站到基站的上行链路上的带宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信系统,更具体地说,涉及基于信息包(packet)的系统,其中 基站(BS)与多个固定或移动用户站(SS)通信。
技术介绍
近来,制定了多种标准以用于通过宽带无线链路进行的数据通信。在IEEE 802. 16 规范中阐述了一个这样的标准,通常称为WiMAX。该规范包括IEEE 802. 16-2004,其主要旨 在用于具有固定用户站的系统,还包括增强的规范IEEE 802. 16e-2005,其主要是为移动用 户站提供的。在以下说明中,术语用户站(SS)适用于固定站和移动站(SS/MS)。这里通过引用并入IEEE 标准 802. 16_2004“Air Interface for FixedBroadband Wireless Access Systems”的全部内容。IEEE 802. 16设想了单跳系统,其中用户站与基 站在一定范围内直接通信,基站的范围限定了 “小区”。通过在给定地理区域中的适当位置 配置多个基站,可以创建连续的小区组,以形成广域网。在该规范中,可以等效地使用术语 “网络”和“系统”。在上述类型的系统中,通过用户站和基站之间的信息包交换来进行数据通信,同 时保持它们之间的连接(管理连接或传输连接)。从用户站到基站的信息包传输方向被称 为上行链路,而从基站到用户站的方向被称为下行链路。信息包具有遵循分层协议的限定 格式,该分层协议应用于该系统及其无线设备组件。与这种信息包相关的协议层为所谓的 物理层(PHY)和介质访问层(MAC)。在IEEE 802. 16-2004规范中,这些协议层构成了如图 1所示的协议“栈”。顺便提及,图1还以服务接入点(SAP)的形式示出了协议层之间的接 口,尽管这些与本专利技术无关。介质访问层负责处理网络接入、带宽分配、以及保持连接。这包括以“帧”为基础 控制BS和SS到网络的接入,所述“帧”被分为多个时隙。在MAC对等实体之间交换数据, 换句话说,在用户站和基站之间交换数据,以协议数据单元(PDU)为单位,使用多个时隙将 PDU传输通过PHY层。MAC被分为多个子层,该多个子层包括安全子层(参见图1),用于使 得能够进行认证、密钥交换和PDU加密。根据可用频率范围和应用,在IEEE 802. 16网络中可以实施不同的物理层;例如, 可以实施时分双工(TDD)模式(其中上行链路和下行链路传输在时间上分离,但可以共享 相同的频率)和频分双工(FDD)模式(其中上行链路和下行链路传输可以同时但在不同频 率上进行)。PHY层也限定了传输技术,例如OFDM(正交频分复用)或OFDMA(正交频分多 址)。基站和用户站之间(更精确地说,在那些设备(所谓的对等实体)中的MAC层之间) 的连接分配有连接ID(CID),基站记住CID以管理基站的有效连接。为了使得能够提供宽范围的服务,在无线通信系统中采用了服务质量(QoS)的3概念。在与用户站的通信过程中,基站根据用户站请求的服务的类型和可用带宽来分配 QoS等级,应该记住,基站通常同时与多个用户站通信。在用户站接入网络时的网络登录 (entry)过程期间首先分配QoS,并且随后可以在保持连接的同时由用户站请求基站修改 该 QoS0图2中示出了 QoS和CID/SFID之间的关系。为了易于理解图2,应该注意“服务 流”指的是在具有特定QoS的连接上沿给定方向(上行链路或下行链路)的数据传输。该 连接的QoS由服务流标识符(SFID)限定,该SFID与连接ID具有一对一的关系。例如,IEEE 802. 16规范提供了如下4个QoS级别或等级(i)主动授予服务(UGS)该服务支持由以周期性间隔发出的固定大小的信息包组成的实时数据流,例如语 音呼叫(VoIP) ο(ii)实时轮询服务(rtPS)该实时轮询服务支持由以周期性间隔发出的可变大小的信息包组成的实时数据 流,例如MPEG视频。(iii)非实时轮询服务(nrtPS)旨在支持由需要最低传输速率的可变大小的信息包组成的容延迟数据流的服务 级别,例如FTP (文件传输协议)。(iv)尽力传输服务(Best Effort) (BE)该最低服务级别用于没有具体服务要求的数据流。在可获得带宽时处理信息包。不论针对可用频率的利用/再利用而采用的通信方案如何有效,由于多个用户站 通常同时访问同一基站,所以在来自用户站的访问之间存在“冲突”的可能性。因此采用了 一种基于竞争的方案,其中QoS被用于在所连接的用户站之间分配带宽。如已经提到的,信息包涉及PHY和MAC协议层。更具体地说,图3示出了 一种信息 包格式,该信息包格式具有两个部分,PHY头部和MACPDU。该MAC PDU进而由MAC头部、可 选的有效载荷、和可选的纠错码(循环冗余码或CRC)组成。该PHY头部包括训练序列、频 带分配信息、以及与物理层参数相关的其他信息。在MAC PDU中,MAC头部通常提供用于介 质访问的重要参数,例如PDU的类型、MAC地址、以及MAC信令的类型等。MAC PDU中的CRC 是可选的,并且可以用于校验所接收的MAC PDU0 MAC PDU中的有效载荷也是可选的。例如, 一些控制消息(例如带宽请求或ACK消息)没有有效载荷。有效载荷可以是来自更高层的 数据,或者是可以提供附加MAC信息的子MAC头部。为了支持寻址和QoS控制,一些无线通信系统将连接标识符(CID)设置在MAC头 部中。例如,在WiMAX中,可以在网络登录过程期间或者通过动态服务流过程来创建并激活 SS/MS和BS之间的服务流。如上所述,服务流ID(SFID)将被分配给每一个现有的服务流, 并且每一个服务流还与特定的QoS要求(demand)相关联。服务流具有至少一个SFID和相 关联的方向。传输连接的连接ID(CID)仅在服务流被允许或有效时才存在。SFID和传输 CID之间的关系是唯一的,这意味着一个SFID决不会与一个以上的传输ID相关联,并且传 输CID也决不会与一个以上的SFID相关联。图4示出了一种在IEEE 802. 16-2004中规定的普通MAC头部格式,其包括16位 的 CID。在单跳无线通信系统(例如,如上所述的IEEE802. 16-2004和IEEE802. 16e_2005) 中,各个用户站(SS或MS)可以与基站(BS)直接通信。近年来,进行了努力以将IEEE 802. 16扩展为多跳结构,其中BS和SS之间的通信经由一个或更多个中继站(RS)进行路 由,而不是直接传输。图5示出了这种结构的示例,其具有两个被标识为1 1#和RS2#的中 继站。通常,如果把网络修改为支持图5所示的中继功能,则中继站(RS)会将来自其覆盖 范围内的无线设备(SS或其它RS)的所有信息包中继给BS。该协议的问题在于,RS还需要中继每个实例中的PHY头部,这会占用RS和BS之间 的大量带宽。特别地,当存在多个RS在BS和SS之间形成链接时,在BS和其最近的RS (例 如图5中的RS 1#)之间的PHY系统开销(overhead)将会累积,并且将要使用更多带宽以 用于PHY信令的系统开销。这是一个特殊问题,因为带宽通常在上行链路比在下行链路中 更受约束。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面,提供了一种本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于对基站和用户站之间通信的数据进行中继的方法,所述方法包括:接收多个介质访问控制协议数据单元(MACPDU);合并所述多个介质访问控制协议数据单元以生成新介质访问控制协议数据单元,所述新介质访问控制协议数据单元包括所述新介质访问控制协议数据单元的头部和所述合并的多个介质访问控制协议数据单元;以及发送所述新介质访问控制协议数据单元以进行中继。

【技术特征摘要】
GB 2006-10-13 0620373.1一种用于对基站和用户站之间通信的数据进行中继的方法,所述方法包括接收多个介质访问控制协议数据单元(MAC PDU);合并所述多个介质访问控制协议数据单元以生成新介质访问控制协议数据单元,所述新介质访问控制协议数据单元包括所述新介质访问控制协议数据单元的头部和所述合并的多个介质访问控制协议数据单元;以及发送所述新介质访问控制协议数据单元以进行中继。2.一种用于对基站和用户站之间通信的数据进行中继的方法,所述方法包括 接收多个介质访问控制协议数据单元(MAC PDU);以忽略所述多个介质访问控制协议数据单元的CRC序列的方式合并所述多个介质访 问控制协议数据单元,以生成新数据单元,所述新数据单元包括头部、忽略所述CRC序列的 所述合并的多个介质访问控制协议数据单元和所述新数据单元的CRC序列;以及 发送所述新数据单元以进行中继。3.一种用于对基站和用户站之间通信的数据进行中继的中继装置,所述中继装置包括接收机,所述接收机用于接收多个介质访问控制协议数据单元(MAC PDU);以及 发送机,所述发送机用于发送新介质访问控制协议数据单元以进行中继,所述新介质 访问控制协议数据单元是通过合并所述多个介质...

【专利技术属性】
技术研发人员:迈克尔约翰比默斯哈特周跃峰
申请(专利权)人:富士通株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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