[发明专利]无线多跳中继接入网的接入方法、中继站、基站和系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及宽带无线接入网，更特别地涉及无线多跳(multi-hop)中继接入网的接入方法，以及使用该接入方法的中继站、基站和无线通信系统。

背景技术

移动多跳中继在IEEE 802.16标准化中是一个很新的概念。2005年7月，IEEE 802.16组成立了“移动多跳中继”研究组来研究WiMAX中继技术，并定义其概念和应用。WiMAX(World Interoperability forMicrowave Access)意即全球微波接入互通，是基于IEEE802.16标准的无线城域网技术。可以对比公知的Wi-Fi来更好地理解WiMAX。Wi-Fi是一项无线局域网接入技术，其信号传输半径只有几百米。而WiMAX是一项无线城域网接入技术，其信号传输半径达50公里，基本上能覆盖到城郊。正是由于这种远距离传输特性，WiMAX将不仅仅是解决无线接入的技术，还能作为有线网络接入(Cable、DSL(数字用户线))的无线扩展，方便地实现边远地区的网络连接。

在宽带无线接入网中，基站负责控制并为每个用户终端或者移动台分配无线资源。可以考虑某些应用情形，诸如基站的小区内存在阴影空洞(shadowing hole)、基站在低密度地区部署、大量地部署微蜂窝基站不很经济或者其它类似的情形。中继站可以用来覆盖阴影空洞和进行扩展覆盖范围，并且成本效率较高。在另一些情形下，中继站也可以用来改善空间的传播环境进而增强吞吐量。基于以上考虑，2006年初，IEEE表决通过了“移动多跳中继”研究组的项目授权请求(PAR)，正式的IEEE 802.16j工作组就此成立，以便在802.16小区内引入中继站以实现增强吞吐量和扩展覆盖范围。在小区内引入中继站会为移动台和中继站(Relay Station)的网络接入和初始化过程带来一些变化和更新。因此，本发明所描述的新机制就着眼于移动台/中继站的网络接入和初始化方面。

移动台必须首先经过网络接入过程才能为基站所识别。但是因为在基站和移动台之间引入了中继站，网络接入过程会发生变化，一些问题也出现了。例如，当一个移动台在小区之外或者在阴影空洞内，移动台因为不能收到基站的下行广播信息而无法象往常一样开始网络接入过程。中继站不得不在基站和移动台之间中继控制消息。因此，必须有一种新的机制来进行移动台和中继站的网络接入过程，并且考虑到移动台的后向兼容性。

存在的第一个问题是移动台归属问题，即移动台归属到基站还是中继站。移动台归属问题与基站上的资源分配相关。如果移动台归属到中继站，基站应该先发送数据业务到中继站，然后再由中继站转发到移动台。尽管中继站的引入能够提高基站-移动台之间和移动台-基站之间两段链路上的数据传输速率，但结果基站却为该移动台分配了双份资源。因此，需要在移动台网络接入过程中充分考虑引入中继站后带来的资源分配效率变化。另一个考虑与移动台耗电量有关。当移动台处于小区边缘或者深度衰落区域时，移动台必须调整到最大的发射功率。但是，移动台的电池将在比平常短得多的时间内耗尽。在基站和移动台间的空中链路中引入了中继站后，移动台的能量消耗被大量地降低了。这对于将移动台的归属权从基站转移到中继台是很有用的。

存在的另一个问题是中继站是否应该发送同步和广播信息。如果无需中继站参与，移动台就能从基站接收到同步和广播信息，则中继站可以用来改善移动台的上行链路和下行链路的调制编码速率，或者降低移动台的发射功率。如果是其他情况，则中继站会发送同步和广播信息到移动台，使移动台能够进行网络接入过程。

本发明着重于使用合并检测的方法，完成中继站和移动台的基本网络接入机制。基站收集中继站和基站上接收的信号质量测量结果，以及在移动台上发送的控制消息中指定的能够支持的下行突发包信息，从而通过综合评估这些参数来对移动台归属以及中继站是否转发广播信息得出结论。本发明可以广泛地应用于基于中继站的宽带无线接入网。

因此，本发明的目的是提供一种采用上述合并检测来解决移动台归属问题和中继站转发广播信息问题的网络接入方法、中继站、基站和无线通信系统。

发明内容

本发明的目的首先通过一种中继接入网的网络接入方法来实现。其中所述中继接入网包括基站、中继站和移动台，所述网络接入方法包括如下步骤：

中继站注册步骤，其中所述中继站接入到网络，并向所述基站表明其是一个中继站；

移动台同步和初始化步骤，其中所述移动台与所述基站的下行链路信道同步，并使用所述基站分配的专用资源发送测距请求消息；

监测步骤，其中所述中继站监测所述移动台的信号质量参数；