用于在移动通信中传送数据的方法、系统、中继站和基站.pdf

具体实施方式

为了进一步阐明本发明的目的、技术方案和优点，将参考附图和实施例来进一步详细地描述本发明。需要指出的是在此所描述的实施例仅仅用于说明本发明；它们不应被理解为限制本发明。

BS和多于一个RS被部署在无线蜂窝网络的小区中，其中在BS的控制下，RS在用于传送信令的不同工作模式之间切换以实现灵活的中继方案。图1是无线蜂窝网络的组成的示意图。在图1中能够看到，小区包括BS、RS1、RS2、MS1和MS2。在它们之中，RS1和RS2中的一者或两者被配置成能够在不同工作模式之间切换。如果在小区中存在不支持不同工作模式之间的切换的RS，则其将仍以单个工作模式传送信令，并且BS能够分别控制小区内的所有RS。

图2a图示了根据本发明的RS的结构，所述RS在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换。在图2a中能够看到，根据本发明的RS包括RF收发和处理单元、协商单元和控制单元。

其中RF收发和处理单元执行基本功能、例如RF接收、数字基带处理、RF传送等等；协商单元在已经同小区的BS进行协商之后向控制单元发送切换工作模式的指令；并且控制单元根据发送自协商单元的切换工作模式的指令来控制RF收发和处理单元在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换。

图2b图示了根据本发明的BS的结构，所述BS用于控制RS在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换。从图2b能够看到，根据本发明的BS包括RF收发和处理单元、协商单元和控制单元。

其中RF收发和处理单元执行基本功能，例如RF接收、数字基带处理、RF传送等等；协商单元在已经同小区的RS进行协商之后向RS和控制单元发送切换工作模式的指令；并且控制单元根据发送自协商单元的切换工作模式的指令通过RF收发和处理单元来控制RS在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换。

所传送的信令包括上行链路和下行链路信令，因此不同的信令传输模式能够包括用于传送下行链路信令的不同模式和用于传送上行链路信令的不同模式。这将在下文通过若干实施例来详细描述。

第一实施例

根据本发明的第一实施例，根据网络的环境和条件将BS和多于一个RS部署在小区中，并且在BS的控制下所述RS能够在用于传送下行链路信令的不同工作模式之间切换，例如在下行链路工作模式I和下行链路工作模式II之间切换。在下行链路工作模式I中，RS仅仅转发数据而不参与下行链路信令传输，并且全部下行链路信令一律由BS传送；在下行链路工作模式II中，RS不但转发业务数据，而且参与下行链路信令传输，即RS与BS共同传送下行链路信令。为了实现RS与BS共同传送下行链路信令的目的，有必要为BS保留一些无线资源以向RS预先传递将被共同传送的下行链路信令。

当RS处于下行链路工作模式I时，其信令消耗很小，但是如果其周围存在覆盖盲点，则其性能将会相对差；当RS处于下行链路工作模式II时，其信令消耗很大，但是如果其周围存在覆盖盲点，则其性能将会相对好。

以下将详细描述，当RS传送下行链路信令时，在什么情况下有必要使其切换工作模式。

图3图示了在用于传送下行链路信令的下行链路工作模式之间切换的RS的状态机。在图3中能够看到，当在当前小区中出现覆盖盲点或邻近小区的无线资源不足时，这样它需要吸引更多SS/MS进入当前小区，从下行链路工作模式I到模式II的切换被触发；并且当覆盖盲点被消除或者当前小区的无线资源不足时从下行链路工作模式II到下行链路工作模式I的切换被触发。

如上所述，当在小区中出现覆盖问题并且该覆盖问题能够被RS或者BS检测到时，RS被触发以从下行链路工作模式I切换到下行链路工作模式II。

通过RS检测来触发切换：通过利用空闲时隙，RS能够监视将SS/MS连接到其他小区的无线电接入点(RAP)的通信状态。当RS发现一些SS/MS总是尝试连接到其他小区的RAP，但是RS所接收到的且发送自这些SS/MS的信号的质量相对高时，例如高于预置的信号质量阈值，换言之如果这些SS/MS连接到RS所属的小区则它们将能够获得较好质量的服务，RS在此时通过BS向网络进行报告并且准备执行从下行链路工作模式I到下行链路工作模式II的切换。

通过BS检测来触发切换：当BS发现由一些SS/MS执行的初始测距测量的参数明显不同于RS所报告的测量结果时，例如SS/MS通过使用其最大功率来进行从它到BS的初始距离测量，但是该SS/MS接近于RS，如果该差异大于预置差异阈值，则BS将向网络进行报告，并且同时它同RS进行协商以便切换RS的下行链路工作模式。

应该注意到，通过RS和BS进行的检测具有其自身的优点，通过RS进行的检测的优点在于它能够发现由若干RAP最初覆盖的区域内的覆盖恶化，而通过BS进行的检测的优点在于它能够发现由一个RAP先前覆盖的区域内的覆盖问题。

与此相反，当覆盖盲点消失时，RS被触发以从下行链路工作模式II切换到下行链路工作模式I。例如，当通过长期学习断定RS在下行链路工作模式I中是足够安全的时，RS被触发以从下行链路工作模式II切换到下行链路工作模式I以便减少信令的消耗和资源的占用。实现这一点的实际方式能够是：逐步地降低下行链路控制信令的发射功率并且监视来自SS/MS的响应，如果在相对长的时间跨度期间所有SS/MS都能够接收并识别RS以正常发射功率所传送的下行链路控制信令，则能够断定对于RS而言下行链路工作模式I是足够安全的。

此外，如上所述，当有必要在邻近小区之间实现负载均衡时，RS还能够被触发以在下行链路工作模式I与下行链路工作模式II之间切换。例如，如果小区B的无线资源不足而其邻近小区A的无线资源仍然是足够的，则通常考虑吸引更多SS/MS进入小区A，并且此时，小区A中接近于小区B的RS能够被触发以从下行链路工作模式I切换到下行链路工作模式II；反之，当小区A的无线资源不足而其邻近小区B的无线资源剩余时，小区A中的处于下行链路工作模式II的RS能够被触发以切换到下行链路工作模式I以便避免使小区B过载。

另外，在某些情况下，需要网络不规则地(irregularly)调节小区的覆盖区域，以使得通过切换RS的下行链路工作模式所进行的调节能够满足更加精确的负载均衡的要求。如图4所示，小区包括两个RS：RS1和RS2，在图4的上部，RS1处于下行链路工作模式I，而RS2处于下行链路工作模式II，如果在此网络希望小区从其左边的小区吸引更多SS/MS且同时希望其右边的小区从该小区吸引更多SS/MS，则可以指示两个RS切换它们的下行链路工作模式。在图4的下半部中示出了在网络已经指示这两个RS切换它们的下行链路工作模式之后小区的实际覆盖区域；这里能够看到，RS的模式切换引起覆盖区域的不规则改变，小区右边的覆盖区域变得较小而小区左边的覆盖区域变得较大。

此外，当被启动时，RS能够同BS进行初始协商以报告其所支持的用于传送下行链路信令的两个下行链路工作模式；BS确认所述RS的下行链路工作模式并且控制所述RS在所确定的下行链路工作模式下工作。

在下文，RS在两个下行链路工作模式之间的切换以及用于控制RS在两个下行链路工作模式之间切换的BS的结构被解释。

图5a是根据本发明的第一实施例在两个下行链路工作模式之间切换的RS的示意性结构视图。如图5a所示，在该实施例中，能够在两个下行链路工作模式之间切换的RS包括RF收发和处理单元、协商单元、控制单元和监视单元。

其中，RF收发和处理单元包括：

RF接收机，用于将天线所接收的RF信号输入基带处理模块中；

基带处理模块，用于在对信号执行了数字基带处理之后将RF信号发送到RF发射机；

RF发射机，用于经由天线对发送自基带处理单元的信号进行传送。

监视单元通过监视小区的状态来确定是否有必要触发RS以切换其下行链路工作模式，并且当判断有必要触发RS以切换下行链路工作模式时，它经由BS向网络报告其监视结果，并且指示协商单元同BS进行协商；例如它在空闲时隙期间监视SS/MS与其他小区的无线电接入点(RAP)之间的连接的通信状态，其中RAP包括BS和RS，如果发现一些SS/MS尝试连接到另一小区的RAP并且所接收到的信号的质量相对高，这表明这些SS/MS接近于RS，则下行链路工作模式能够被切换。

协商单元，在监视单元的指示下，同BS协商下行链路工作模式的切换，并且在已经接收到切换工作模式的指令之后，它通知控制单元下行链路工作模式需要被切换。优选地，协商单元还用于在被启动时同BS进行初始协商，以报告其所支持的用于传送下行链路信令的工作模式，并且在已经接收到从BS返回关于初始工作模式的指令之后，指示控制单元执行对应的操作。

控制单元包括下行链路模式控制器，所述下行链路模式控制器在已经从协商单元接收到切换工作模式的指令之后，向RF收发和处理单元发送控制信号；在协商单元已经向其发送了将工作模式切换到下行链路工作模式I的指令之后，它指示RF收发和处理单元停止传送下行链路信令；并且在协商单元已经向其发送了将工作模式切换到下行链路工作模式II的指令之后，它指示RF收发和处理单元在传输时间之前接收从BS预先传递的下行链路信令，并且在传输时间期间与BS同时传送下行链路信令。

图5b是根据第一实施例的用于控制RS在两个工作模式之间切换的BS的示意性结构视图。如图5b所示，在该实施例中，用于控制RS在两个下行链路工作模式之间切换的BS包括RF收发和处理单元、协商单元、控制单元和监视单元。

其中，RF收发和处理单元包括RF接收机、基带处理模块和RF发射机；其中：

RF接收机用于将天线所接收的RF信号输入到基带处理模块中；

基带处理模块用于在对信号执行了数字基带处理之后将RF信号发送到RF发射机；并且

RF发射机用于经由天线对发送自基带处理单元的信号进行传送。

当从RS接收监视结果以用于报告给网络时，监视单元通过其与网络之间的有线连接将从RS所报告的监视结果发送到网络；当发现SS/MS进行的初始测距的参数明显不同于从RS所报告的测量结果时，它经由有线连接将测量结果发送到网络，并且指示协商单元同对应RS就其下行链路工作模式的切换进行协商。

协商单元通过RS收发和处理单元同对应RS就其下行链路工作模式的切换进行协商，并且在协商完成或已经从网络接收到进行切换的指令之后，它向RS发送切换工作模式的指令，并且向控制单元发送切换工作模式的指令以便指示控制单元执行对应的操作。优选地，协商单元还用于在已经从RS接收到在RS被启动时所报告的RS支持的用于传送下行链路信令的工作模式之后，选择初始工作模式，并且通知RS。

根据发送自协商单元的切换工作模式的指令，控制单元经由RF收发和处理单元来控制RS在下行链路工作模式之间的切换。

控制单元能够包括预先传递模块，用于向处于下行链路工作模式II的RS预先发送下行链路信令。例如，如果规定在第n个时隙(即传输时间)内向SS/MS发送下行链路信令，则在第(n-1)个时隙内向处于下行链路工作模式II的RS预先发送下行链路信令，以使得处于下行链路工作模式II的RS能够在第n个时隙(即传输时间)内与BS同时向SS/MS传送下行链路信令。

基于如上所述的RS和BS，在网络规划阶段，能够根据覆盖情况逐个对小区中的RS的下行链路工作模式进行配置。如上所述，显然，RS能够在两个下行链路工作模式之间切换，以便提高频谱效率，如果在小区内没有明确的覆盖盲点，则所有RS也可以处于下行链路工作模式I，这是因为处于下行链路工作模式I的RS几乎不占用无线资源。如果小区中存在明确的覆盖盲点，则需要一个RS处于下行链路工作模式II并且该RS也可以是与覆盖盲点最接近的RS。覆盖盲点能够通过各种方法来定位。因此，一个小区内的不同RS可以处于不同工作模式。

当网络被建立时，根据实际网络监视结果或要求来确定是否触发对应RS以切换其工作模式，并且当有必要触发时，RS的工作模式被切换。

如上所述，如果RS检测到相对高信号质量的SS/MS尝试与另一小区的无线电接入点(RAP)连接，或者BS检测到SS/MS所进行的初始测距的参数明显不同于发送自RS的那些，例如超过预置差异阈值，或者网络希望改变小区的覆盖区域以便实现负载均衡，则对应RS能够被触发以切换其工作模式。以下将结合图5a和图5b来解释特定切换过程。其中图5a是根据该实施例的用于在两个下行链路工作模式之间切换的RS的示意性结构视图，图5b是根据该实施例的用于控制RS在两个下行链路工作模式之间切换的BS的示意性结构视图。

如果处于下行链路工作模式I的RS的监视单元检测到具有相对高质量的信号的SS/MS尝试与另一小区的RAP连接，则它通知RS的协商单元并且协商单元通过RS的RF收发和处理单元向BS发送信号；BS的监视单元将所述信号转发到网络并且指示RS和BS的协商单元通过它们各自的RF收发和处理单元来发送和接收协商数据；当协商完成时，如果确定要将RS从下行链路工作模式I切换到下行链路工作模式II，则BS的协商单元向预先传递模块发送将工作模式切换到下行链路工作模式II的指令，并且预先传递模块指示BS的RF收发和处理单元在传输时间之前向RS发送待传送的下行链路信令；RS的协商单元向下行链路模式控制器发送将工作模式切换到下行链路工作模式II的指令，RS的下行链路模式控制器指示RS的RF收发和处理单元在传输时间之前接收发送自BS的下行链路信令并且在传输时间期间同时与BS共同传送下行链路信令。

如果BS的监视单元检测到SS/MS所进行的初始测距的参数明显不同于发送自处于下行链路工作模式I的RS的那些，则它通知网络并且指示BS的协商单元同RS的协商单元进行协商；当协商完成时，如果确定要将RS从下行链路工作模式I切换到下行链路工作模式II，则BS的协商单元向预先传递模块发送将工作模式切换到下行链路工作模式II的指令，并且预先传递模块指示BS的RF收发和处理单元在传输时间之前向RS发送待传送的下行链路信令；RS的协商单元向下行链路模式控制器发送将工作模式切换到下行链路工作模式II的指令，RS的下行链路模式控制器指示RS的RF收发和处理单元在传输时间之前接收发送自BS的下行链路信令并且在传输时间期间同时与BS共同传送下行链路信令。

如果是网络希望改变小区的覆盖区域以便实现负载均衡，则它就此向BS的监视单元进行通知，BS的监视单元指示BS的协商单元同RS的协商单元进行协商；当协商完成时，如果确定要将RS从下行链路工作模式I切换到下行链路工作模式II，则BS的协商单元向预先传递模块发送将工作模式切换到下行链路工作模式II的指令，并且预先传递模块指示BS的RF收发和处理单元在传输时间之前向RS发送待传送的下行链路信令；RS的协商单元向下行链路模式控制器发送将工作模式切换到下行链路工作模式II的指令，并且RS的下行链路模式控制器指示RS的RF收发和处理单元在传输时间之前接收发送自BS的下行链路信令并且在传输时间期间同时与BS共同传送下行链路信令。

从下行链路工作模式II切换到下行链路工作模式I的过程相对简单：如果BS通过长期学习得出如下结论：下行链路工作模式I足够安全，或者它从网络接收到指令，工作模式能够被从下行链路工作模式II切换到下行链路工作模式I，则BS的监视单元指示BS的协商单元同RS的协商单元进行协商；当协商完成时，如果确定要将RS从下行链路工作模式II切换到下行链路工作模式I，则BS的协商单元向预先传递模块发送将工作模式切换到下行链路工作模式I的指令，预先传递模块指示BS的RF收发和处理单元停止向RS发送下行链路信令；RS的协商单元向下行链路模式控制器发送将工作模式切换到下行链路工作模式I的指令，RS的下行链路模式控制器指示RS的RF收发和处理单元停止传送下行链路信令，因此RS不再参与下行链路信令的传输。

如果RS处于下行链路工作模式II，则BS需要向RS预先传递待传送的下行链路信令，并且下行链路信令的此预先传递将占用无线资源。小区内无线资源的占用状态取决于处于下行链路工作模式II的RS的量，这是因为所采用的调制/编码方案必须根据工作链路的状况(通常根据BS与位于最不利的位置的RS之间的链路状况)来确定。显然，处于下行链路工作模式II的RS的数目的任何增加将引起工作链路状况的恶化，因此需要更多的无线资源。简言之，处于下行链路工作模式II的RS越多，必须为下行链路信令传输保留的无线资源就越多。

RS在用于传送下行链路信令的不同工作模式之间切换的能力能够在网络环境改变时提供灵活的部署，例如在覆盖问题出现时或者在小区之间的负载均衡被打破时提供灵活的部署。与通过改变下行链路信令的功率或通过使天线倾斜来实现负载均衡的传统方式相比，RS的工作模式的切换能够实现覆盖区域的不规则变化，因此能够根据实际需求灵活地改变真实的覆盖区域，并且其更适合于执行对负载均衡的更精确调节。

第二实施例

根据本发明的第二实施例，根据网络的环境和条件将BS和多于一个RS部署在小区中，并且在BS的控制下所述RS能够在用于传送下行链路信令的不同工作模式之间切换。第二实施例与第一实施例不同在于：在第二实施例中，RS能够在三个下行链路工作模式间切换，即在下行链路工作模式I、下行链路工作模式II和下行链路工作模式III间切换。当处于下行链路工作模式I时，RS不参与下行链路信令传输；处于下行链路工作模式II时，RS与BS共同传送下行链路信令；处于下行链路工作模式III时，RS与BS共同传送前导码，因为前导码通常是不变的，所以BS仅需要向RS预先传递前导码一次，此后不再需要执行预先传递协作，并且在传输时间期间RS与BS共同传送前导码。处于下行链路工作模式III的RS无法消除覆盖盲点，但是在一定程度上它能够吸引更多SS/MS到当前小区。因此，如果网络需要吸引更多SS/MS到当前小区而当前小区的无线资源不足或在当前小区中没有覆盖盲点，则它能够指示当前小区的对应RS在下行链路工作模式III下工作。

图6图示了在用于传送下行链路信令的三个下行链路工作模式之间切换的RS的状态机。在图6中能够看到，在该实施例中，RS的切换细节如下：

当RS在下行链路工作模式I下工作时，如果检测到在当前小区中出现覆盖盲点或者邻近小区的无线资源不足，则BS指示RS切换到下行链路工作模式II；如果检测到邻近小区的无线资源不足，则它还能够切换到下行链路工作模式III；并且

当RS在下行链路工作模式II下工作时，如果检测到当前小区中的覆盖盲点被消除或者当前小区的无线资源不足，则BS指示RS切换到下行链路工作模式I；如果检测到当前小区中的覆盖盲点已经消失，则它还能够切换到下行链路工作模式III；

当RS在下行链路工作模式III下工作时，如果检测到邻近小区的无线资源不再不足，则BS指示RS切换到下行链路工作模式I；如果在当前小区中检测到覆盖盲点，则BS指示RS切换到下行链路工作模式II。

能够在三个下行链路工作模式间切换的RS实质上与图5a中所示的RS相同，并且它们之间的区别在于，在已经从协商单元接收到切换到工作模式III的指令之后，控制单元的下行链路模式控制器向RF收发和处理单元发送控制信号，指示RF收发和处理单元在传输时间之前接收从BS预先传递的前导码，并且在传输时间期间同时与BS共同向SS/MS传送前导码，并且接收预先传递的前导码的所述操作仅被执行一次。

指示RS在三个下行链路工作模式间切换的BS实质上与图5b中所示的BS相同，并且它们之间的区别在于，协商单元还发出切换到下行链路工作模式III的指令；在控制单元已经根据来自协商单元的切换指令而切换到下行链路工作模式III之后，预先传递模块预先传送前导码到在下行链路工作模式III下工作的RS，以用于在下行链路工作模式III下工作的RS在传输时间期间同时地与BS共同向SS/MS传送前导码，并且预先传递前导码的所述操作仅被执行一次。

第三实施例

根据本发明的第三实施例，在小区中提供一个BS和多于一个RS，并且在BS的控制下，RS在用于传送上行链路信令的不同工作模式之间切换，例如在上行链路工作模式I和上行链路工作模式II之间切换。以下将详细解释上行链路信令在小区内的传输。

因为RS是数字中继设备，在上行链路信令的传输期间，在已经接收到从SS/MS传送的上行链路信令之后，RF收发和处理单元在已经对信令执行了数字基带处理之后传送信令，并且信令传输的质量得以确保，这是因为已经对信令执行了数字基带处理。然而，同样因为数字基带处理的存在，传送上行链路信令所需的时间通常将会增加。这实际上对普通信令没有影响，但是对具有关于延迟的相对高要求的一些信令(此后称作对延迟敏感的信令)有影响，该传输时间延迟可能引起一些严重后果。通常，用于信息信道的感知(perception)和调度的PHY层信令、混合自动重传请求(HARQ)、快速功率控制和/或快速适应性(adaptability)调制/编码等等是对延迟敏感的信令。

以下将通过图7来解释如何在系统中配置PHY帧。如图7所示，每个PHY帧的配置通过与下行链路副帧相关联的下行链路映射(DL-MAP)信令中的信息单元和与上行链路副帧相关联的上行链路映射(UL-MAP)信令中的信息单元来表示。特别地，在BS集中控制小区内的所有活动的情况下，BS通过UL-MAP中的信息单元来控制上行链路路径的SS/MS活动。在基于IEEE802.16的系统中，信道质量指示器信道(CQICH)、确认信道(ACKCH)和CDMA测距字段中所传递的上行链路信令通常被用作与一些对延迟敏感的控制/管理主题最为相关的PHY层信令。特别地，在与IEEE 802.16e兼容的WiBro系统中，上行链路副帧中的开始三个正交频分多址(CDMA)符号被保留作为CQICH、ACKCH和CDMA测距字段。在本实施例中，对延迟敏感的上行链路信令占据上行链路副帧中的一个或多于一个连续的正交频分多址(OFDM)符号。

在本实施例中，RS能够在用于传送上行链路信令的两个上行链路工作模式之间切换。在上行链路工作模式I中，RS在已经对所接收的全部上行链路信令执行了数字基带处理之后对其进行传送，并且RS在此被用作常规数字中继设备。在上行链路工作模式II中，RS在已经存储了对延迟敏感的信令之后传送对延迟敏感的信令并且在此RS被用作模拟中继设备；而在已经针对对延迟不敏感的信令执行了数字基带处理之后对延迟不敏感的信令被传送，并且RS在此被用作常规数字中继设备。因此，能够看到，在上行链路工作模式II中，RS将对延迟敏感的信令和对延迟不敏感的信令区别对待，以便尽可能地降低对延迟敏感的信令的传输延迟。

当被启动时，RS能够同BS进行协商，并且报告其所支持的用于传送上行链路信令的两个工作模式；BS为RS确定初始工作模式并且控制RS在所确定的工作模式下工作。

图8图示了用于传送上行链路信令的两个上行链路工作模式的状态机。从图8能够看到，在上行链路工作模式I中，RS对全部上行链路信令执行数字基带处理，其中信令的时延相对大而传输质量相对好；而在上行链路工作模式II中，RS不对上行链路信令执行数字基带处理，以便降低对延迟敏感的信令的延迟，而传输质量相对差。因此，根据实际要求来决定在特别情况中将采用哪个上行链路工作模式，也就是说当关于延迟的要求很严格时采用上行链路工作模式II；当延迟要求不高时，尤其当质量要求很严格时采用上行链路工作模式I。如果BS确定当前关于延迟的要求相对高，则它指示RS从上行链路工作模式I切换到上行链路工作模式II；如果BS确定当前关于延迟的要求相对低，或者关于传输质量的要求相对高，则它指示RS从上行链路工作模式II切换到上行链路工作模式I。

图9a是根据第三实施例的在两个上行链路工作模式之间切换的RS的示意性结构视图。如图9a所示，该实施例的RS包括RF收发和处理单元、协商单元、控制单元和监视单元。

协商单元在已经同BS进行协商之后向控制单元发出切换工作模式的指令。

根据发送自协商单元的切换工作模式的指令，控制单元控制RF收发和处理单元在用于传送上行链路信令的两个工作模式之间切换。

控制单元包括上行链路模式控制器，用于在协商单元已经向其发送了切换到上行链路工作模式I的指令之后，指示RF收发和处理单元在已经对全部上行链路信令执行了数字基带处理之后传送全部上行链路信令；并且用于在协商单元已经向其发送了切换到上行链路工作模式II的指令之后，指示RF收发和处理单元在基站所设置的上行链路信令间隙接收对延迟敏感的上行链路信令，在已经存储了对延迟敏感的上行链路信令之后在基站为中继站所保留的放大间隙传送所述对延迟敏感的上行链路信令，并且接收对延迟不敏感的上行链路信令，并在已经针对对延迟不敏感的上行链路信令执行了数字基带处理之后传送对延迟不敏感的上行链路信令。

其中，RF收发和处理单元包括RF接收机、基带处理模块和RF发射机。

在上行链路工作模式I中，所述基带处理模块对RF接收机所接收到的全部上行链路信令执行数字基带处理，并且所述RF发射机传送全部上行链路信令；并且

在上行链路工作模式II中，在存储模块已经存储了RF接收机在基站所设置的上行链路信令间隙期间所接收到的对延迟敏感的上行链路信令之后，RF发射机在基站所保留的放大间隙期间传送对延迟敏感的上行链路信令；并且在基带处理模块已经对RF接收机所接收到的对延迟不敏感的上行链路信令执行了数字基带处理之后，RF发射机传送对延迟不敏感的上行链路信令。

此外，RF收发和处理单元包括第一开关和第二开关。其中第一开关具有端口A和端口B，用于分别从存储模块和基带处理模块输出信号到RF发射机中。第二开关也具有端口A和端口B，并且当仅端口A被打开时，仅RF发射器连接到天线，天线仅能够向RF接收机传递RF信号；当仅端口B被打开时，仅RF发射器连接到天线，天线仅能够传出发送自RF发射机的信号，以便消除由接收和传送的叠加所引起的自振荡；当端口A和B被同时打开时，RF接收机和RF发射机这二者都能够连接到天线，并且于是它能够接收以及传送。

当RS处于上行链路工作模式I时，上行链路模式控制器指示第一开关仅打开端口B，并且在该模式下存储模块不工作，在已经通过基带处理模块执行了数字基带处理之后通过RF发射机来传送全部上行链路信令；

当RS在上行链路工作模式II下工作时，上行链路模式控制器接收基带控制模块从UL-MAP所提取的信息，并且确定上行链路信令中对延迟敏感的信令的间隙(称作上行链路信令间隙)以及用于传送对延迟敏感的信令的间隙(放大间隙)；如上所述，因为PHY层的对延迟敏感的上行链路信令是在若干邻近OFDM符号中被传送的，所以确定上行链路信令间隙和放大间隙是很方便的。

在上行链路信令间隙内，上行链路模式控制器能够执行以下操作：

指示第二开关仅打开其端口A，以使得RF接收机接收对延迟敏感的上行链路信令；

指示存储模块准备存储RF接收机所接收的对延迟敏感的上行链路信令；并且

在放大间隙内，上行链路模式控制器能够执行以下操作：

指示第一开关仅打开其端口A，以便将存储模块中的对延迟敏感的上行链路信令传递到RF发射机；并且

指示第二开关仅打开其端口B，以使得RF发射机以放大功率传送对延迟敏感的上行链路信令。

在上行链路副帧中的其他间隙内，上行链路模式控制器能够执行以下操作：

指示第二开关仅打开其端口A，以使得RF接收机接收其他上行链路信令；

指示基带处理模块处理发送自RF接收机的上行链路信令，即执行数字基带处理；

指示第一开关打开其端口B，以便将发送自基带处理模块的上行链路信令输出到RF发射机；并且

指示第二开关打开其端口B，以便经由天线传送RF发射机所提供的上行链路信令。

优选地，协商单元还用于在RS被启动时同BS进行协商，以报告其所支持的用于传送上行链路信令的工作模式，并且在已经接收到从BS返回的初始工作模式指令之后，指示控制单元的上行链路模式控制器执行对应操作。

如上所述，就对延迟敏感的信令而言，RS实质上用作模拟中继设备，其中不对信令执行数字基带处理而只对信令施加一定延迟，其中以放大功率对信令进行输出。因为该延迟很小，所以能够确保对延迟敏感的信令的传输延迟很小。至于其他上行链路信令，尤其对于一些对质量敏感的信令，RS仍用作数字中继设备，并且在已经执行了数字基带处理之后传送信令，因此尽管存在相对大的延迟，但能够确保信号的质量。

图9b是根据第二实施例的用于控制RS以便在两个上行链路工作模式之间切换的BS的示意性结构视图。在图9b中能够看到，该实施例的BS包括：RF收发和处理单元、协商单元和控制单元。

协商单元同RS协商以确定RS的用于传送上行链路信令的工作模式，通知RS并且向控制单元发送切换工作模式的指令。

优选地，协商单元还用于在已经从RS接收到在RS被启动时所报告的RS所支持的用于传送下行链路信令的工作模式之后，决定初始工作模式，并且通知RS。

控制单元根据发送自协商单元的切换工作模式的指令通过RF收发和处理单元来控制所述RS以便在两个上行链路工作模式之间切换。

控制单元包括上行链路分配模块，用于确定对延迟敏感的信令、对延迟敏感的上行链路信令在上行链路副帧中所处的信令间隙、为RS所保留的用于传送对延迟敏感的上行链路信令的放大间隙，并且然后用于通过RF收发和处理单元来通知RS；控制单元还能够控制BS以便在已经从RS接收到上行链路信令之后对其执行对应处理，并且当BS从RS接收到上行链路信令时，多个组合方案能够被采用以处理原始PHY层的上行链路信令以及对延迟敏感的信令。

在上行链路工作模式II中，BS指示RS传送上行链路信令的过程能够包括以下步骤：

步骤1：BS确定针对小区内各RS的对延迟敏感的信令的传送间隙(即上行链路信令间隙)，确定上行链路副帧中具有与上行链路信令间隙等长度的放大间隙，并且向各RS通知上行链路信令间隙和放大间隙，例如，能够使用UL-MAP中的信息单元来通知RS。上行链路副帧中的放大间隙和上行链路信令间隙也能够是不相等的。

步骤2：在BS所确定的上行链路信令间隙内，RS作为模拟中继设备，接收并存储对延迟敏感的信令，并且在上行链路副帧中的放大间隙内对其进行传送；在其他时间，RS担当常规数字中继设备以在已经对信令执行了数字基带处理之后传送所接收的其他上行链路信令。

步骤3：BS根据上行链路副帧中所确定的放大间隙来接收发送自RS的对延迟敏感的上行链路信令，并且在其他间隙内接收其他上行链路信令。

在实际实施过程期间，有必要设置适当的放大间隙和对应的放大增益以实现对延迟敏感的PHY层上行链路信令的可靠传递，以便促进在BS的控制下包括RS的小区中信道觉察(channel-aware)技术的实施。具有如上所述的用于传送上行链路信令的两个模式的功能的RS数目以及各RS所采用的放大增益能够由BS(和/或网络)根据各种因素适应性地进行配置，并且这些因素包括但不局限于各RS的负载级以及邻近小区的各RS的负载级。

RS所处理的PHY层上行链路信令的类型能够由BS(和/或网络)适应性地进行修改，并且此修改将会引起信令间隙长度以及对应放大间隙长度的修改。这样的适应性修改能够通过定义UL-MAP和放大间隙的相关联信息单元而得以简化。BS(和/或网络)能够适应性地调整各RS的放大间隙以便执行干扰管理。例如，它能够在两个功能的RS间定义组群，并且使相同组群的RS在相同的间隙中传送。

BS能够为小区中的M个RS分配N个不同的放大间隙，并且为每个RS保留N个放大间隙中的一个或多个一个，其中M是正整数并且N是整数；RS在BS为其所保留的N个放大间隙中的一个或数个内传送所接收的对延迟敏感的信令。因此，RS能够在若干不同的放大间隙中传送对延迟敏感的信令以便使对延迟敏感的信令的传输质量更好。

再次参考图1，小区包括BS、RS1、RS2、MS1和MS2。因为RS1接近于MS1并且RS2接近于MS2，通常RS1从MS1接收的信号强于MS2的信号，RS2从MS2接收的信号强于MS1的信号。因此，RS1所传送的经放大的信号能够携带来自MS1的更多有用信息，而RS2所传送的经放大的信号能够携带来自MS2的更多有用信息。BS能够利用该特征来为RS1和RS2分配不重叠的放大间隙，并然后分别对来自RS1和RS2的信息进行解码，例如通过使用来自RS1的经放大的信号对来自MS1的信令进行解码，并且通过使用来自RS2的经放大的信号对来自MS2的信令进行解码。

“存储-延迟-放大”对延迟敏感的信令的功能能够以频率可选方式来实施，以便使得上行链路副帧的配置更为灵活并且提高了频谱效率。

图10图示了三种可能的上行链路副帧的配置，在图10中，纵轴是时间而横轴是频率。在图10中能够看到，在情形A中，RS1和RS2被分配以不重叠的放大间隙，即RS1和RS2以相同频率在不同的放大间隙内分别传送对延迟敏感的信令；在情形B中，RS1和RS2被分配以相同的放大间隙，即RS1和RS2以相同频率在相同的放大间隙内传送对延迟敏感的信令，并且这样能够节省间隙；在情形C中，RS1和RS2被分配以不重叠的放大间隙，并且模拟中继功能具有选择频率的能力，即RS1和RS2以相同频率在不同的放大间隙内传送对延迟敏感的信令，并且业务数据以不同频率在这两个放大间隙内被传送。

该实施例能够根据不同的延迟要求来选择适当的上行链路信令传输模式，并且这对于网络根据不同的情况和条件选择不同的上行链路信令传输方案而言是有利的。

第四实施例：

根据本发明的第四实施例，在小区中提供BS和多于一个RS，并且在BS的控制下，RS在用于传送上行链路信令的不同工作模式之间切换，该实施例与第三实施例的区别在于：该实施例的RS在三个上行链路工作模式之间切换，例如，它在上行链路工作模式I、上行链路工作模式II和上行链路工作模式III之间切换。在上行链路工作模式I中，RS在已经对所接收的全部上行链路信令执行了数字基带处理之后对其进行传送，并且在这种情况下RS被用作常规数字中继设备。在上行链路工作模式II中，RS在已经存储了对延迟敏感的信令之后传送对延迟敏感的信令并且RS担当模拟中继设备；而在已经对信令执行了数字基带处理之后它传送对延迟不敏感的信令，并且RS处于常规数字中继状态。在上行链路工作模式HI中，RS在已经存储了全部上行链路信令之后传送全部上行链路信令。

图11图示了在三个工作模式下的信令传输的状态机。在图11中能够看到，在本实施例中，上行链路工作模式的状态切换过程如下：

当RS在上行链路工作模式I下工作时，如果BS判断当前时延要求增加到第一时延阈值，则它指示RS从上行链路工作模式I切换到上行链路工作模式III；如果BS判断当前时延要求增加到第二时延阈值，则它指示RS从上行链路工作模式I切换到上行链路工作模式II，并且所述第一阈值高于第二阈值。

当RS在上行链路工作模式II下工作时，如果BS判断当前时延要求增加到第一时延阈值，则它指示RS从上行链路工作模式II切换到上行链路工作模式III；如果BS判断当前时延要求降到第二时延阈值之下或质量要求增加到第一质量阈值，则它指示RS从上行链路工作模式II切换到上行链路工作模式I。

当RS在上行链路工作模式III下工作时，如果BS判断当前时延要求降到第一时延阈值之下，则它指示RS从上行链路工作模式III切换到上行链路工作模式II；如果BS确定当前时延要求降到第二时延阈值之下或者质量要求增加到第一质量阈值，则它指示RS从上行链路工作模式III切换到上行链路工作模式I。

能够在三个上行链路工作模式间切换的RS实质上与图9a中所示的RS相同，并且它们的区别在于：在协商单元发送了切换到上行链路工作模式I的指令之后，控制单元的上行链路模式控制器指示RF收发和处理单元在已经存储了全部上行链路信令之后传送全部上行链路信令。在下行链路工作模式III中，RS担当模拟中继设备。

能够指示RS在三个上行链路工作模式间切换的BS实质上与图9b中所示的BS相同，并且它们的区别在于：协商单元还发出切换到上行链路工作模式III的指令。

第五实施例

在本发明的第五实施例中，在小区中的一些RS与骨干网之间存在有线连接，如图12所示，在BS与骨干网之间存在高质量有线连接，但是RS1和RS3不具有与骨干网的连接，而RS2也具有与骨干网的有线连接。尽管RS2与骨干网之间的有线连接的性能低于BS与骨干网之间的有线连接的性能，但是其也能够以相同方式被用来传送数据。

图13a图示了本发明的RS的示意性结构视图，所述RS在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换并且具有到骨干网的有线连接。

在图13a中能够看到，根据本发明的RS包括RF收发和处理单元、协商单元、控制单元和接口单元。

其中RF收发和处理单元执行RF接收、数字基带处理、RF传送等等的基本功能；协商单元在已经同小区的BS进行协商之后向控制单元发送切换工作模式的指令；并且控制单元根据发送自协商单元的切换工作模式的指令来控制RF收发和处理单元在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换。

协商单元还用于报告其与骨干网之间的有线连接，并且在已经接收到从BS返回的关于是否使用有线连接的指令之后，通知控制单元。

优选地，协商单元还能够在其被启动时同BS进行协商，报告其与骨干网之间的有线连接，并且在已经接收到从BS返回的关于是否使用有线连接的指令之后，通知控制单元。

控制单元还包括有线连接控制器，用于在已经接收到发送自协商单元的使用有线连接的指令之后，指示接口单元使用有线连接来转发数据。

在有线连接控制器的指示下，接口单元使用RS与骨干网之间的连接来转发数据。

图13b图示了根据本发明的BS的结构，所述BS用于控制RS在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换并且用于控制RS使用其与骨干网之间的连接。在图13b中能够看到，根据本发明的BS包括RF收发和处理单元、协商单元和控制单元。

其中，RF收发和处理单元执行RF接收、数字基带处理、RF传送等等的基本功能；协商单元在已经同RS进行协商之后向控制单元发送切换工作模式的指令；并且控制单元根据发送自协商单元的切换工作模式的指令通过RF收发和处理单元来控制RS在用于传送信令的至少两个工作模式之间切换。

协商单元还能够在已经从RS接收到关于其与骨干网的有线连接的报告之后，根据负载判断是否需要利用该有线连接：如果当前小区的负载不重，和/或有线连接的质量差，则它决定不使用该有线连接，并且指示RS不使用其与骨干网的有线连接，发送到骨干网和从骨干网发送的所有业务数据和信令都通过BS来传送。如果当前小区的负载相对重，和/或有线连接的质量相当好，则有线连接能够被使用，并且RS被指示以使用该有线连接来转发至少部分业务数据和部分信令。在这种情况下，BS仍然控制小区的空中端口，即小区的无线连接，具体地它包括：用于所有SS/MS与RAP(包括BS和所提供的RS)进行通信的无线连接、用于所有不具有与骨干网的有线连接的RS与BS进行通信的连接、以及当需要时用于所有具有与骨干网的有线连接的RS与BS进行通信的无线连接。

根据QoS要求并且在BS的控制下，RS尽可能地通过其自己的与骨干网的有线连接来传送/接收数据，其中数据能够包括业务数据和信令。也就是，RS能够向骨干网发送SS/MS的数据，或者向SS/MS直接发送从骨干网发送的数据，但是该活动必须在BS的集中控制下。

需要解释的是，为了实现数据到骨干网的直接传输或数据从骨干网到SS/MS的直接传输，RS必须具有第2层以上的功能实体。

当RS使用有线连接时，RS能够被BS用来确定多跳SS/MS的路径，例如，在图12中，与RS3直接通信的那些SS/MS能够被分配以路径，并且其业务数据能够经由RS而被直接发送到骨干网，而不必通过BS；并且来自骨干网的业务数据还能够被直接发送到这些SS/MS，同样不必通过BS。

由于使用了RS与骨干网之间的有线连接，所以在不需要额外无线资源的情况下在一个小区中能够容纳更多的SS/MS。此外，当RS与骨干网之间的有线连接的质量足够好时，较高的QoS服务能够被提供给多跳SS/MS。

本发明还能够包括具有如上所述的所有实施例的组合功能的BS和RS。当RS被连接到网络以开始其与BS的初始协商时，它请求BS确定其在三种情形中的工作模式，BS分别确定RS的用于传送下行链路信令的工作模式、用于传送上行链路信令的工作模式，并且当RS报告其与骨干网的有线连接时，确定是否使用有线连接。然后，BS将指示RS在这三种情形中分别以哪个工作模式进行工作。在工作过程期间，RS的工作模式能够根据实际情况来调节。

上面描述的仅仅是本发明的优选实施例，其不意在限制本发明，并且本发明精神和原理内的任何修改、等同置换和改进等应该被包含在本发明的保护范围内。