[发明专利]用于多跳无线系统的帧结构

说明书

本申请涉及用于多跳无线系统的帧结构。更具体而言，无线网络包括可直接或通过经由中继站的多跳传输路径服务终端的基站。基站传送包括第一帧控制信息集和第二帧控制信息集的下行链路子帧。第二帧控制信息集相比于第一帧控制信息集在下行链路子帧内占据不同位置。中继站能够向终端或另一中继站传送下行链路子帧，同时仍能够在下行链路子帧期间的不同时间接收帧控制集。本发明在其中基站和中继站的下行链路传输被彼此同步且其中基站和中继站的下行链路传输占据相同频率载体或近似的频率载体的无线网络中尤其有用。

本申请是申请日为2007年10月23日、发明名称为“用于多跳无线系统的帧结构”的中国专利申请200780047439.8的分案申请。

发明领域

本发明涉及可支持多跳传输路径的无线传输系统。

发明背景

已存在各种用于形成无线网络以提供宽带无线接入(BWA)的提议。这些网络可提供针对基于电缆线或数字订户线(DSL)技术的常规有线网络的替代方案，并且还可用于提供对其中不存在有线网络的区域的宽带接入。在IEEE802.16-2004中宣布的微波接入全球互通性(WiMAX)指定了用于“固定”无线城域网——即具有静态终端的网络——的无线MAN空中接口。IEEE802.16e是IEEE802.16的发展(移动WiMAX，现在被采纳为IEEE802.16-2005)，该IEEE802.16e提供用于可包括静态和移动终端的宽带网络的公共广域宽带无线电接入技术。移动WiMAX空中接口使用正交频分多址(OFDMA)以便在非视距环境中得到改进的多径性能。可在2006年2月21日代表WiMAX论坛制订的白皮书文献“Mobile WiMAX-Part I:ATechnical Overview and Performance Evaluation(移动WiMAX-第I部分：技术概要和性能评价)”中找到概要并在http://wimaxforum.org上得到它。

已经明白，导致其中终端不能由去往基站的直接路径充分服务的情形。因此，IEEE802.16的进一步发展是支持基站与固定或移动终端之间的多跳路径。这被称为IEEE802.16j或移动多跳中继(MMR)。图1示出了使用多跳传输路径的无线网络10的示例。基站BS服务终端MSl、MS2、MS3。终端MS1经由单跳传输路径2直接由基站BS服务。终端MS2经由中继站RSl由两跳传输路径3、4服务。终端MS3经由中继站RS2和RS3由三跳传输路径5、6、7服务。当单跳传输路径不能提供足够的质量时，可能需要多跳传输路径。这可能是例如由于基站BS与终端之间的视距路径上相当多的物理障碍物，诸如所示的基站BS与终端MS2之间的山岗8。中继站也可被定位在基站的常规覆盖区的边缘处以扩展基站的覆盖区。基站BS是经由有线或无线回程链路11互连至核心网12，该核心网与诸如数据网络、因特网或PSTN的其他网络14互连。

图2示出了由IEEE802.16e(IEEE802.16-2005)定义的整体时分全双工(TDD)帧的结构。系统内的基站交替地在下行链路上向终端进行传送以及在上行链路上从终端进行接收。每个帧被分成下行链路部分(DL)和上行链路部分(UL)。时间被示为沿横轴，而频率被示为沿纵轴。IEEE802.16e使用OFDM调制方案，并且具有一组OFDM副载波(例如，1024)。因此，横向时间轴与OFDM码元相对应，而纵向频率轴与OFDM副载波相对应。当系统服务多个终端时，此方案是正交频分多址(OFDMA)形式的。下行链路部分始于‘前同步码集’31。这包括前同步码、帧控制头部(FCH)、下行链路映射(DL-MAP)和上行链路映射(UL-MAP)。前同步码被用于同步且是该帧的第一个OFDM码元，并且跨所有OFDM子信道扩展。帧控制头部(FCH)跟随在前同步码之后，并且提供诸如MAP消息长度和编码方案以及可用子信道等帧配置信息。DL-MAP携带帧的DL段的控制信息并携带将帧的DL部分内的突发分配给个体站的信息。UL-MAP携带将帧的UL部分内的突发分配给个体站并因此定义终端何时可传送的信息。