CN101841920B - 一种无线中继系统和无线中继系统的通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种无线中继系统，该系统中的RRC层包括用于协调无线中继站与用户设备UE、基站进行通信的第一控制装置。本发明实施例同时还提供了基于上述系统的通信方法，本发明实施例通过在空中接口协议栈的无线资源控制层进行相关中继功能的配置，使无线中继站在中转上下行数据的同时可以根据网络状况对无线资源进行控制和调整，合理地利用无线网络资源，提高数据传输的效率。同时，本发明实施例还公开了一种无线中继系统，该系统同样用于实现上述技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种无线中继系统和无线中继系统的通信方法。
背景技术
随着高速网络技术和多媒体技术的飞速发展，无线网络的发展异常迅猛，在无线网络中，实现终端间通信的传输媒体主要有无线电波、红外线等，由于无线电波存在衰减，并且频率越高，无线电波随距离衰减越快，因此高工作频率将导致网络中基站的覆盖范围十分有限，针对这一点，现有技术在网络中加入了无线中继站，以增加系统覆盖的范围。
无线中继站通过空中接口与基站进行通信，并转发终端的数据。其最大的特点在于它不需要线缆与网络进行连接，因此其铺设的灵活性要大于传统基站，所以在相同的系统性能要求下，如系统的覆盖范围和吞吐量等，建设中继站的成本要比建设基站小，并且更能节省铺设时间。因此，使用中继站可以以较低的成本获得较大的覆盖，这些优点也将扩大无线宽带接入网的市场需求。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：诸如LTE之类的无线网络无法支持中继功能，现有的无线中继站应用到这类网络中，无法协调终端和基站之间的通信。
很多情况下只是简单地控制中继站中转移动终端与基站之间的数据，而随着无线网络的飞速发展，无线网络的复杂度也越来越高，网络间交互的数据量也日益增加，如何利用无线中继站合理地调度无线网络资源成为目前亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种无线中继系统和无线中继系统的通信方法，使无线中继站能够调度无线网络资源。
本发明实施例是这样实现的：
一种无线中继系统，包括无线资源控制RRC层，所述RRC层包括用于协调所述无线中继站与用户设备UE、基站进行通信的第一控制装置；
其中，所述第一控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
网络拓扑功能选择单元：用于进行网络拓扑选择，并根据选择结果确定是否与所述无线中继站的相邻无线中继站建立连接；
资源请求与分配单元：用于请求基站分配资源，并依据UE请求为该UE分配资源；
非连续接收DRX/非连续发送DTX配置单元：用于为中继链路和接入链路分别配置DRX/DTX；
接入控制功能：用于在接收到UE的接入请求时，根据接入链路和中继链路的负载情况确定是否接受所述UE的接入请求；
资源块RB建立单元：用于在中继链路完成与基站间的RB建立，在接入链路向UE发起RB建立请求；
路由选择单元：用于对接入链路和中继链路的信号质量进行测量，并将测量结果发送给基站，所述测量结果为所述基站进行数据传输的路由选择的依据。
本发明实施例同时还提供了一种无线中继系统的通信方法，包括：所述无线中继站在RRC层的协调处理下与终端、基站进行通信；
其中，所述协调处理包括以下操作中的任意一种或任意组合：
进行网络拓扑选择，并根据选择结果确定是否与所述无线中继站的相邻无线中继站建立连接；
请求基站分配资源，并依据UE请求为该UE分配资源；
为中继链路和接入链路配置DRX/DTX；
在接收到UE的接入请求时，根据接入链路和中继链路的拥塞情况确定是否接受所述UE的接入请求；
在中继链路完成与基站间的RB建立，在接入链路向UE发起RB建立请求；
对接入链路和中继链路的信号质量进行测量，并将测量结果发送给基站，所述测量结果为所述基站进行数据传输的路由选择的依据。
对现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点和特点：本发明实施例通过在空中接口协议栈的无线资源控制层进行相关中继功能的配置，使无线中继站能够在RRC层的协调控制下，对无线资源进行控制和调整，与终端和基站实现通信。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术包含中继功能的空中接口的协议栈架构图；
图2为本发明实施例公开的一种无线中继系统的第一控制装置的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种无线中继系统的第二控制装置的一种结构示意图；
图4为本发明实施例公开的一种无线中继系统的第二控制装置的另一种结构示意图；
图5为本发明实施例公开的一种无线中继系统的第三控制装置的结构示意图；
图6为本发明实施例公开的一种无线中继系统的第四控制装置的结构示意图；
图7为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中进行网络拓扑功能选择流程图；
图8为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中进行资源请求与分配的流程图；
图9为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中进行路由选择的流程图；
图10为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中进行接入拥塞控制的流程图；
图11为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中进行中继链路与接入链路的无线承载建立的流程图；
图12为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中进行中实现反馈中继功能的流程图1；
图13为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中进行中实现反馈中继功能的流程图2；
图14为本发明实施例公开的本发明实施例公开的基于上述无线中继系统的通信方法中UE基于非竞争的随机接入流程图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下：
CQI:Channel Quality Indicator，即：信道质量指示符;
CN:Core Network，即：核心网;
C-RNTI:Cell Radio Network Temporary Identifier，即：小区级无线网络临时标识;
DRX:Discontinuous Reception，即：非连续接收;
DTX:Discontinuous Transmission，即：非连续传送;
GSM:Global System for Mobile communications，即：全球移动通信系统;
ARQ:Automatic Error Request，即：自动请求重传;
LTE-A:Long Term Evolution-Advanced，即：先进长期演进;
MAC:Medium Access Control，即：媒体接入控制;
PDCP:Packet Data Convergence Protocol，即：分组数据汇聚协议;
RACH:Random Access Channel，即：随机接入信道;
RAN:Radio Access Network，即：无线接入网络;
RB:Radio Bearer，即：无线承载;
RLC:Radio Link Protocol，即：无线链路控制;
RRC:Radio Resource Control，即：无线资源控制;
SNR:Signal Noise Ratio，即：信噪比;
SINR:Signal-to-Interference-and-Noise Ratio，即：信号与干扰加噪声比;
SNDR:Signal to Noise-plus-Distortion Ratio，即：信号与噪声失真比;
TA:Time Alignment，即：时间校正;
UE:User Equipment，即：用户设备;
WCDMA:Wideband Code Division Multiple Access，即：宽带码分复用接入。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为目前的空中接口的协议栈架构图，由图1可以得到，在空中接口协议栈架构中，包含物理（PHY）层、媒体接入控制（MAC）层、无线链路控制（RLC）层、分组数据汇聚协议（PDCP）层和无线资源控制（RRC）层。其中，PHY层有完成信道的调制编码、扩频、传输信道复用等功能；MAC层主要有完成接入控制、逻辑信道道传输信道映射、资源调度、混合重传等功能；RLC层主要有完成重传模式选择，自动重传请求、加密等功能；PDCP层主要有完成不同格式的数据包汇聚转换的功能；而RRC层则主要有完成无线资源管理的功能。
本发明实施例公开的无线中继系统为多层结构，包括PHY层、MAC层、RLC层、PDCP层和RRC层，如图2，其中，RRC层包括第一控制装置，该第一控制装置可以包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
网络拓扑选择单元21，用于：进行网络拓扑选择，并根据选择结果确定是否与所述无线中继站的相邻无线中继站建立连接；设置了网络拓扑选择单元21后，所在RS即可向eNB发起网络拓扑选择消息，接收eNB在选择网络的拓扑结构后返回的网络拓扑选择确认消息，如果eNB选择网络的拓扑结构为P2P，则所述RS向相邻RS发起连接建立请求。
资源请求与分配单元22，用于：请求基站分配资源，并依据UE请求为该UE分配资源；具体来说，以半静态调度为例，资源请求与分配单元22所在的RS与eNB建立连接后，向所述eNB发起资源请求消息，所述eNB为该RS分配一固定资源块用于接入链路的通信，并通过资源分配消息告知所述RS，所述RS根据UE的资源请求消息动态为所述UE动态分配上行或下行资源，并通过资源分配消息回复UE。
DRX/DTX配置单元23，用于：为中继链路和接入链路分别配置DRX/DTX；DRX/DTX配置单元23可以由DRX/DTX-u和DRX/DTX-e两部分组成，其中DRX/DTX-e负责接入链路的配置，例如，在RS和UE之间只配置DTX，并在MAC主配置信息元素中配置其开始偏移量、周期等参数，DRX/DTX-u负责中继链路的配置，例如RS和eNB间只配置DRX，并在MAC主配置信息元素中配置其开始偏移量、周期等参数。
此外，还可以由eNB告诉该DRX/DTX配置单元23，其中的DRX/DTX-e单元进行RN和/或UE的相关配置，还可以由DRX/DTX-u在收到eNB发送的相关参数后，主动进行UE的相关睡眠参数的配置。
接入控制单元24，用于：在接收到UE的接入请求时，根据接入链路和中继链路的负载情况确定是否接受所述UE的接入请求；设置了接入控制单元24后，如果其中任一链路拥塞，则RS可以通过该单元拒绝UE接入请求，并回复连接建立拒绝消息；如果所有链路都不拥塞，则RS可以通过该单元接受所述UE的接入请求。
RB建立单元25，用于：在中继链路完成与基站间的RB建立，在接入链路向UE发起RB建立请求；
路由选择单元26，用于：对接入链路和中继链路的信号质量进行测量，并将测量结果发送给基站，所述测量结果为所述基站进行数据传输的路由选择的依据。具体的，设置了路由选择单元26的RS测量中继链路的信号质量，并向eNB定期上报，UE同时测量接入链路和直接链路的信号质量，并向eNB定期上报，eNB根据UE和RS上报的测量结果按照一定的算法进行路由选择，如果中继链路和接入链路信号质量好于直接链路，eNB通过RS中继数据，如果直接链路信号质量好于中继链路和接入链路，eNB将数据直接传输给UE。
需要说明的是，第一控制装置的一种具体形式可以是包括以上所有单元，其中，先由接入控制单元24进行接入控制，然后由RB建立单元25进行RB建立过程，在该建立过程中，UE发起的RB建立请求中可以携带资源分配请求，于是，可以由资源请求与分配单元22完成资源请求与分配操作，在资源请求与分配操作完成后，由路由选择单元26进行路由选择。
此外，在进行RB建立过程中，RB建立单元25向eNB发起无线承载建立请求，并接收eNB返回的无线承载建立请求的响应消息，该响应消息中携带DRX/DTX配置参数，之后，DRX/DTX配置单元23即可根据该配置参数进行配置。当然，也可由DRX/DTX配置单元23中的DRX/DTX-u发起对UE的配置，此时，则无需在RB建立完成后进行，可与RB建立过程相互独立。
该实施例仅LTE中的RRC层为例，在其他类似网络中，也可以使用本发明实现类似功能。在其他实施例公开的无线中继系统中，在MAC层中设置有第二控制装置，如图3所示，所述第二控制装置可以包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
第一中继功能单元31，用于：在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，将处理后的下行数据发送给UE，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，将处理后的上行数据发送给所述基站；
第一双向RACH单元32，用于：下发非竞争接入前导给UE，并处理所述UE的RACH接入并反馈竞争解决信息，以及，向基站发送随机接入前导消息，并根据基站回复发送调度传输参数。
需要说明的是，当所述第二控制装置同时包括第一中继功能单元31和第一双向RACH单元32时，先由第一双向RACH单元32处理所述UE的RACH接入并反馈竞争解决信息，并根据基站回复发送调度传输参数后，由第一中继功能单元31进行工作。
需要说明的是，第二控制装置另外一种结构形式如图4所示，包括第二中继功能单元41和第二双向RACH单元42，第二双向RACH单元42的功能与第一双向RACH单元32的功能基本相同，第二中继功能单元41用于使无线中继站：在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，将处理后的下行数据发送给UE，并回复信息给所述基站，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，将处理后的上行数据发送给所述基站，并回复信息给所述UE。
此外，在其他实施例公开的无线中继系统中，在RLC层设置有第三控制装置，所述第三控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合，下面仅介绍包含所有功能单元的第三控制装置，如图5所示，包括：
第三中继功能单元51，用于：在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，并将处理后的下行数据发送给UE，并回复信息给所述基站，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，并将处理后的上行数据发送给所述基站，并回复信息给所述UE。
ARQ开关单元52，用于当所述无线中继站为中继链路的中间节点时，关闭ARQ功能，当所述无线中继站为中继链路的末端节点时，开启ARQ功能。
此外，在其他实施例公开的无线中继系统中，在所述PDCP层包括第四控制装置，所述第四控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合，下面仅介绍包含所有功能单元的第四控制装置，如图6所示，包括：
第四中继功能单元61，用于在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，并将处理后的下行数据发送给UE，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，并将处理后的上行数据发送给所述基站。
增强型加密单元62，用于采用增强型加密算法对所述无线中继站和基站之间的交互信息进行加密。
需要说明的是，上述第一控制装置、第二控制装置、第三控制装置和/或第四控制装置可以集成在同一个实体中，比如，可以位于无线中继站中，当然也可以相互独立。
与此同时，本发明实施例还提供了一种基于上述无线中继系统的通信方法，该方法主要通过在现有RRC层设置新功能，以协调无线中继站与终端、基站间的通信。
所述协调处理包括以下操作中的任意一种或任意组合：
网络拓扑选择、资源请求与分配、路由选择、DRX/DTX配置、拥塞控制及中继链路与接入链路的无线承载建立。
下边对上述各操作分别进行详细介绍：
1、网络拓扑选择
图7示出了无线中继站进行网络拓扑选择的流程图，具体步骤如下：
步骤701：RS1向基站（eNB）发送网络拓扑选择请求；
在该步骤中，由于该中继站配置有对等实体通信（P2P）功能，因此所要选择的网络拓扑结构为树型或P2P结构，RS1将所要选择的网络拓扑结构发送给eNB，由eNB做出选择。
步骤702：eNB将网络拓扑选择确认消息返回至RS1；
如果RS1接收到的网络拓扑选择确认信息表示eNB选择网络的拓扑结构为P2P型，则RS1就可以向其邻节点RS2发起连接建立请求。
上述所举实施例是无线中继站进行网络拓扑选择的一种情况，相应地，根据不同的网络拓扑结构，无线中继站将与不同的网络节点建立连接。
2、资源请求与分配
图8为无线中继站向基站请求资源并向UE分配资源的流程图，具体步骤如下：
步骤801：RS向eNB发送资源请求消息；
在该步骤中，RS可根据自身的无线资源使用情况和其下UE的数量以及各个UE使用无线资源的情况来向eNB申请无线资源。
步骤802：eNB根据RS发送的资源请求消息为RS分配一个固定资源块，用于接入链路的通信，并向RS下发资源分配消息；
步骤803：RS下的UE向RS发送资源请求消息；
步骤804：RS从分配得到的固定资源块中动态地为UE分配上行或下行资源，并将资源分配消息返回给UE。
以上所举实施例是RS采用半静态的方式进行资源请求和配置，与此同时，RS也可以完全采用动态的方式进行资源的请求和配置，即RS不必向eNB申请一个固定的资源块，而是可以根据其下UE资源的使用情况动态地向eNB申请资源并进一步分配给所需要的UE。
3、路由选择
UE在与eNB之间进行数据的传送时，可以通过直接链路来完成，也可以通过无线中继站进行数据的转发，而究竟选择哪条链路，通常情况下是根据各条链路的信号质量来决定，本发明具体实施例通过在RRC层的中继模块中配置路由选择功能，该功能使RS可以对中继链路的信号质量进行测量，并将测量结果上报给eNB，同时，UE测量接入链路的直接链路的信号质量，并将测量结果上报基站，基站根据该两个测量结果进行路由选择。图9为实现路由选择功能的流程图，具体步骤如下：
步骤901：RS对中继链路的信号质量进行测量；
步骤902：RS将对中继链路的信号质量进行测量后的测量结果上报给eNB；
步骤903：UE对接入链路和直接链路的信号质量进行测量；
步骤904：UE将对接入链路和直接链路的信号质量进行测量后的测量结果上报给eNB；
在上述几个步骤中，也可以是UE先于RS对相关链路进行测量和上报，或者两者同时测量并上报，在这里并没有明确的限制。
步骤905：eNB根据RS的上报结果和UE的上报结果按照一定的算法进行路由选择；
该步骤中，当中继链路和接入链路的信号质量好于直接链路时，则eNB与UE之间的数据传输要通过RS来进行中继，如果直接链路信号质量好于中继链路和接入链路时，则eNB与UE之间可以直接进行数据的传送而无需经过RS。
步骤906：基站将路由选择的结果下发给RS和UE。
4、DRX/DTX配置
除以上在空中接口协议栈中的RRC层进行关于对无线资源的管理和调度的功能配置外，同时，还可在此基础之上配置DRX/DTX功能：
其中，DRX/DTX配置功能由DRX/DTX-u和DRX/DTX-e两部分功能实体体现，RS在中继链路和接入链路使用不同的DRX/DTX配置，具体来说就是，DRX/DTX-u主要用于负责接入链路的配置，例如在RS和UE间可只配置DTX，并在MAC主配置信息元素中配置其开始偏置量、周期等参数；而DRX/DTX-e主要用于负责中继链路的配置，例如在RS和基站间可只配置DRX，并在MAC主配置信息元素中配置其偏置量、周期等参数。
5、接入控制
本发明具体实施例在RRC层进一步进行接入控制功能的配置，该功能使RS在接到UE的接入请求后，根据当时接入链路和中继链路的负载情况决定是否允许该UE接入，图10为RS进行接入控制的流程图，具体步骤如下：
步骤1001：UE向RS发起建立连接的请求消息；
步骤1002：RS对接入链路和中继链路的负载情况进行监测，根据监测结果决定是否允该UE接入；
在该步骤中，如果RS监测到接入链路或者中继链路任一链路负载过重，则要拒绝该UE的接入请求。其中，RS监测的接入链路和中继链路的负载情况，具体可以是监测UE到RS的上行链路，即上行接入链路、以及RS到基站的上行链路，即上行中继链路，的负载情况，其中，RS监测的上行接入链路的负载情况，具体可以由该RS进行检测得到；RS监测的上行中继链路的负载情况，则可以是由基站发送给RS。
RS还可以监测基站到RS的下行链路，即下行中继链路，及RS到UE的下行链路，即下行接入链路，的负载情况，其中，下行中继链路的负载情况，可以由RS检测得到；下行接入链路的负载情况，则可以由UE告知RS。
步骤1003：RS向UE下发是否允许其接入的决定结果。
6、中继链路与接入链路的无线承载建立
在RRC层进行无线承载（RB）建立功能的配置，则可以使RS具有处理中继链路与接入链路的无线承载建立的功能，图11为RS进行无线承载建立的流程图，具体步骤如下：
步骤1101：RS向eNB发起无线承载建立请求，并接收eNB返回的无线承载建立请求的响应消息；该响应消息中携带DRX/DTX配置参数，之后负责进行DRX/DTX配置的功能单元（如上述系统部分的DRX/DTX配置单元）即可根据该配置参数进行配置，或者由DRX/DTX配置单元中的DRX/DTX-u发起对UE的配置。
步骤1102：RS向UE发起无线承载建立请求，并接收UE返回的无线承载建立请求消息的响应消息。
以上功能配置均是在RRC层中进行的，目的是为了完善RS在无线资源管理和调度方面的功能，使整个系统在数据传输过程中能够更加合理地利用无线网络资源，提高数据传输的效率。同时，空中接口协议栈的其他各层分别在整个数据传输过程中起到各自不同的用处，因此在其他相应几层进行相关中继功能的配置，可以进一步完善无线中继站在无线网络数据传输过程中的各项功能，从而达到提高无线网络数据传输的效率和安全性。
其中，对于PDCP层，前面已作过简单介绍，该层的主要功能是完成不同格式的数据报汇聚转换，在该层添加入中继模块，除实现无线中继站基本的中继功能外，本发明所提供的实施例还在PDCP层中配置了增强型加密功能，因为RS负责其下的所有UE与eNB之间数据的中转工作，因此需要较高的数据安全性，所以在PDCP层中配置了增强型加密功能后，可以有效保护RS和eNB之间数据传输的安全。
另外，对于PDCP的下一层（即RLC层）的主要功能是完成重传模式选择、自动重复请求和加密等。在该层中配置可选反馈中继功能，可以使RS在中转数据的过程中同时向基站和UE发送确认反馈消息，使基站和UE能够获知已传送数据的状态。图12为RS在中转数据的过程中实现反馈中继功能的流程图，具体步骤如下：
步骤1201：eNB通过下行链路向RS下发数据；
步骤1202：RS接收eNB下发的下行链路数据并做转发处理；
步骤1203：RS向eNB发送确认反馈消息，将所接收到的下行数据的状态通知eNB；
步骤1204：RS将经过转发处理的数据下发给UE。
至此，RS完成了一次对下行链路数据的中转，并在中转过程中向eNB发送确认反馈消息，使eNB能及时了解所发出数据的状态，以便于后续的相关操作；当RS需要中转上行链路的数据时，流程类似，如图13所示，包括：
步骤1305：UE通过上行链路向RS发送数据；
步骤1306：RS接收UE发送的上行链路数据并做转发处理；
步骤1307：RS向UE发送确认反馈消息，将所接收到的上行数据的状态通知UE；
步骤1308：RS将经过转发处理的数据发送给基站。
至此，RS完成了一次对上行链路数据的中转，并在中转过程中向UE发送确认反馈消息，使UE能及时了解所发出数据的状态，以便于后续的相关操作。
在数据传输过程中，由于网络设备出现故障或网络产生拥塞等情况的发生，会产生数据报文的出错或丢失，这样就需要接收方在确认有报文出错或丢失的情况下，向发送方请求重新传送出错或丢失的报文。本发明具体实施例便在RLC层中配置了自动请求重传(ARQ)开关功能，该功能使RS在中转上下行数据时，具有自动请求重传功能，即RS在接收出错报文之后可以请求发送方重新发送出错的报文。同时，为了减少报文重传的次数，提高数据传送过程中的效率，如果一段数据链路之间存在多个中继链路，则中继链路的各跳之间还可以采用混合自动请求重传（HARQ）方式，即中继链路的各跳之间数据传输的差错超过所设定范围时，才进行出错报文的重传，但在整个中继链路的最后一跳，该最后一跳的RS需要开启ARQ功能，以实现整个中继链路具有ARQ功能，这样，既提高了数据传输的效率，也不影响数据传输的正确率。
RLC层的下一层（MAC层）的主要功能是完成接入控制、实现逻辑信道到传输信道的映射、无线资源调度等。本发明具体实施例在该层中配置可选反馈中继功能，使RS在中转上下行数据的过程中同时可以发送反馈消息给发送端，该发送端可以为UE、基站或者是相邻的RS等。基本流程同图12所示相同，在这里就不再做赘述。
同时，本发明具体实施例还在MAC层中配置了双向随机接入信道（RACH）功能，该功能模块包括RACH-u和RACH-e两部分，其中，RACH-u主要用于负责UE的接入，如图14所示，该图为UE基于非竞争的随机接入流程图：
步骤1401：RS向UE下发一个非竞争的随机接入前导；
步骤1402：UE使用RS下发的非竞争的随机接入前导进行随机接入；
步骤1403：RS向UE下发随机接入回复消息，该消息中携带有随机接入前导标识、时间校正信息、初始上行资源分配等内容。
相应地，RACH-e主要用于负责接入eNB，例如，在接入过程中可以选取5比特随机数并向eNB发送随机接入前导消息，发送RRC连接请求消息或RRC切换确认消息等。
以上所举实施例均是在空中接口协议栈各层中添加相应的功能模块，使无线中继站除了具有中转上下行数据的功能外，同时可以根据网络的情况调度无线网络资源，合理利用网络资源，提高数据传输的效率，另外，其所添加的加密功能还可进一步提高数据传输的安全性。
本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或以上任意组合。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (13)
1.一种无线中继系统，其特征在于，所述无线中继系统的RRC层包括用于协调无线中继站与用户设备UE、基站进行通信的第一控制装置；
其中，所述第一控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
网络拓扑功能选择单元：用于进行网络拓扑选择，并根据选择结果确定是否与所述无线中继站的相邻无线中继站建立连接；
资源请求与分配单元：用于请求基站分配资源，并依据UE请求为该UE分配资源；
非连续接收DRX/非连续发送DTX配置单元：用于为中继链路和接入链路分别配置DRX/DTX；
接入控制功能：用于在接收到UE的接入请求时，根据接入链路和中继链路的负载情况确定是否接受所述UE的接入请求；
资源块RB建立单元：用于在中继链路完成与基站间的RB建立，在接入链路向UE发起RB建立请求；
路由选择单元：用于对接入链路和中继链路的信号质量进行测量，并将测量结果发送给基站，所述测量结果为所述基站进行数据传输的路由选择的依据。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中的MAC层包括第二控制装置，所述第二控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
第一中继功能单元，用于：在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，将处理后的下行数据发送给UE，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，将处理后的上行数据发送给所述基站；
第一双向RACH单元，用于：下发非竞争接入前导给UE，并处理所述UE的RACH接入并反馈竞争解决信息，以及，向基站发送随机接入前导消息，并根据基站回复发送调度传输参数。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中的MAC层包括第二控制装置，所述第二控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
第二中继功能单元，用于：在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，将处理后的下行数据发送给UE，并回复信息给所述基站，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，将处理后的上行数据发送给所述基站，并回复信息给所述UE；
第二双向RACH单元，用于：下发非竞争接入前导给UE，并处理所述UE的RACH接入并反馈竞争解决信息，以及，向基站发送随机接入前导消息，并根据基站回复发送调度传输参数。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中的RLC层包括第三控制装置，所述第三控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
第三中继功能单元，用于：在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，并将处理后的下行数据发送给UE，并回复信息给所述基站，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，并将处理后的上行数据发送给所述基站，并回复信息给所述UE；
ARQ开关单元，用于当所述无线中继站为中继链路的中间节点时，关闭ARQ功能，当所述无线中继站为中继链路的末端节点时，开启ARQ功能。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中的PDCP层包括第四控制装置，所述第四控制装置包括以下功能单元中的任意一种或任意组合：
第四中继功能单元，用于在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，并将处理后的下行数据发送给UE，以及，在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，并将处理后的上行数据发送给所述基站；
增强型加密单元，用于采用增强型加密算法对所述无线中继站和基站之间的交互信息进行加密。
6.如权利要求1-5任意一项所述的系统，其特征在于，所述第一控制装置、第二控制装置、第三控制装置和/或第四控制装置集合于同一实体中。
7.一种无线中继系统的通信方法，其特征在于，包括：
所述无线中继站在无线中继系统的RRC层的协调处理下与终端、基站进行通信；
其中，所述协调处理包括以下操作中的任意一种或任意组合：
进行网络拓扑选择，并根据选择结果确定是否与所述无线中继站的相邻无线中继站建立连接；
请求基站分配资源，并依据UE请求为该UE分配资源；
为中继链路和接入链路配置DRX/DTX；
在接收到UE的接入请求时，根据接入链路和中继链路的拥塞情况确定是否接受所述UE的接入请求；
在中继链路完成与基站间的RB建立，在接入链路向UE发起RB建立请求；
对接入链路和中继链路的信号质量进行测量，并将测量结果发送给基站，所述测量结果为所述基站进行数据传输的路由选择的依据。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过系统中的MAC层或RLC层的中继功能进行可选中继反馈，具体包括：
在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，将处理后的下行数据发送给UE；以及，
在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，将处理后的上行数据发送给所述基站。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在将处理后的下行数据发送给UE之后，还包括：回复信息给所述基站；在将处理后的上行数据发送给所述基站后，回复信息给所述UE。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过系统中的MAC层的RACH功能进行RACH接入过程，具体包括：
下发非竞争接入前导给UE，并处理所述UE的RACH接入并反馈响应及竞争解决信息；以及，
向基站发送随机接入前导消息，发送RRC连接请求或RRC切换确认消息。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过系统中的RLC层的ARQ开关功能进行ARQ开关控制，具体包括：
当所述无线中继站为中继链路的中间节点时，关闭ARQ功能，当所述无线中继站为中继链路的末端节点时，开启ARQ功能。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过系统中的PDCP层的中继功能进行中继反馈，具体包括：
在接收到基站发送的下行数据后，进行转发处理，并将处理后的下行数据发送给UE；以及，
在接收到UE发送的上行数据后，进行转发处理，并将处理后的上行数据发送给所述基站。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过增强型加密功能进行增强型加密过程，具体为：采用增强型加密算法对所述无线中继站和基站之间的交互信息进行加密。
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