CN100525535C - 一种软切换过程中移动终端与基站的通信方法 - Google Patents

Abstract

一种软切换过程中移动终端与基站的通信方法，该方法包括：当移动终端(MSS)进行软切换时，该MSS激活集内的各基站(BS)分别为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后该MSS在该分配的时间片中通过该分配的频率资源与各BS进行通信。从而解决了现有技术中当MSS进行软切换时，由于不同BS采用不同的物理子载波和逻辑子信道间的映射关系，所导致的激活集内多个BS为该MSS分配的频率资源部分混叠问题。

Description

一种软切换过程中移动终端与基站的通信方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统的切换技术，特别是指一种软切换过程中移动终端与基站的通信方法。

背景技术

802.16e标准是电气电子工程学会(IEEE)制定的一种无线宽带接入标准，基于该标准的无线通信系统包括两个基本组成部分：基站(BS)和移动终端(MSS)，BS和MSS通过各自的无线收发信机发射和接收电磁波实现相互通信。每个BS都有一定的覆盖区域，BS在其覆盖范围内可以和多个MSS进行通信，BS发送给MSS的信号称为下行信号，每次发送的数据构成一个下行子帧，而MSS发送给BS的信号称为上行信号，每次发送的数据构成一个上行子帧。BS负责空口资源的调度和分配，决定MSS发送上行信号所使用的时间和频率资源，每个BS的覆盖范围有限，但多个BS一起可以构成一个覆盖较大范围的无线通信网。

在无线通信网中，MSS是可移动的，而BS是固定不动的，当MSS移动通过不同BS的覆盖区域时，就会通过更换与其通信的BS来保证通信的连续性，这就是所谓的切换。一个MSS通常只和一个BS保持通信，但也有例外情况，例如，当MSS运动到多个BS覆盖区域的交叠区时，该MSS就可能和多个BS同时保持通信，这些BS一并构成了该MSS的激活集。处于激活集内的所有BS同时向MSS发送相同的信号，而该MSS发送的信号也被激活集内所有BS同时接收，这一过程就是软切换。而当这些处于激活集内的BS为来自同一站点的不同扇区时，则这一过程称为更软切换。软切换/更软切换虽然在一定程度上增加了系统的复杂性和开销，但却能够为MSS带来接收信号的分集合并增益，从而提高接收信号的质量。

基于802.16e标准的无线通信系统的物理层采用正交频分复用多址接入(OFDMA)技术。OFDMA主要是指：为了实现多用户接入，BS将多个物理子载波按照一定的映射关系映射为若干逻辑子信道，然后将得到的逻辑子信道分配给自身覆盖范围内的多个MSS使用。当由多个BS构成的覆盖一定区域的蜂窝网采用单频三扇区方式组网时，所有BS工作在一个载频上，每个BS通过扇区天线将自身覆盖区域划分为三个扇区，并使得不同BS的相应扇区方向相同，然后将所有逻辑子信道也划分为三组，并为不同BS的同方向扇区分配相同的逻辑子信道。图1为802.16e系统的组网结构图，其中由实线构成的六边形表示一个BS覆盖区域，六边形中由三条虚线分割成的三块区域分别表示三个扇区f1、f2和f3，由于这三个扇区分别使用不同的逻辑子信道，因此相互之间在频率上是分隔的，不存在同频干扰。然而，当不同BS的同方向扇区正好相邻，如图中圆圈标注的区域，且使用完全相同的物理子载波时，就会产生严重的同频干扰。

为了缓减上述当不同BS的同方向扇区相邻时，由于采用完全相同的物理子载波所导致的严重同频干扰，现有的一种方案是：不同BS采用不同的映射关系将物理子载波映射为逻辑子信道，即跳频的思想，从而使得不同BS的相同逻辑子信道所包含的物理子载波不完全相同。这样，虽然各BS为同方向扇区分配的逻辑子信道相同，但由于各BS的相同逻辑子信道所包含的物理子载波不完全相同，使得不同BS的同方向扇区使用的物理子载波不会完全相同，最终减轻了不同BS的同方向扇区相邻所导致的同频干扰。

然而，当MSS进行软切换时，采用上述方法却存在如下问题：由于各BS采用互不相同的映射关系将物理子载波映射为逻辑子信道，因此不同BS的相同逻辑子信道所包含的物理子载波不太可能完全相同，而不同BS的不同逻辑子信道所包含的部分物理子载波却有可能相同。当MSS进行软切换时，位于该MSS激活集内的各BS都需要为该MSS分配逻辑子信道，从而实现与该MSS间的相互通信，然而由于上述各BS采用不同的映射关系导致的不同BS分配给该MSS的逻辑子载波所对应的物理子载波，即频率资源部分重叠，也就是说，各BS分配给该MSS的物理子载波既不完全相同也不完全不同。此时，对于上行发送来说，如果各BS为该MSS分配完全相同的时间片，则该MSS就只在分配的时间片上发送一次上行数据，而对于重叠的那部分物理子载波，MSS无法确定应该按照哪个BS的映射关系将发送的数据调制映射到物理子载波上。而且同样由于不同BS分配给该MSS物理子载波的部分重叠，使得MSS向多个BS发送相同的上行数据，使用的总的物理子载波比向单个BS发送数据使用的物理子载波要多，而MSS的发射功率有限，导致平均到每个物理子载波的功率减少，直接影响接收端所接收信号的质量。如果各BS分配给该MSS的时间片各不相同，则MSS需要将相同的数据按照各BS所分配的时间片进行多次发送，无疑增加了MSS的功耗。对于下行发送而言，如果各BS在下行子帧的不同时间片内向MSS发送相同的下行数据，MSS就需对不同BS发送的相同数据进行多次接收，而且还需要进行多次信道估计与均衡，从而完成分集合并，同样导致功率损耗。而如果各BS在相同的时间片内向MSS发送相同的下行数据，则又由于各BS在频率上的混叠而造成较大干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种软切换过程中移动终端与基站的通信方法，解决现有的通信方法所存在的频率混叠以及功率损耗严重的问题。

为了达到上述目的，本发明方法主要包括如下步骤：

a、当移动终端MSS进行软切换时，该MSS激活集内的各基站BS分别为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后该MSS在该分配的时间片中通过该分配的频率资源与各BS进行通信；

所述分配相同的时间片和相同的频率资源为：各BS分别从各自的上行子帧中划分出一个相同的上行时间片T1，并从各自的下行子帧中划分出一个相同的下行时间片T2，然后各BS在上行时间片T1中均按照相同的映射关系将各自的物理子载波映射为逻辑子信道，并为该MSS分配相同的上行逻辑子信道；同时各BS在下行时间片T2中均按照相同的映射关系将各自的物理子载波映射为逻辑子信道，并为该MSS分配相同的下行逻辑子信道；

所述MSS在分配的时间片中通过分配的频率资源与各BS进行通信为：所述MSS在所述上行时间片T1通过所述该分配的上行逻辑子信道发送上行数据，并在所述下行时间片T2接收各BS通过所述该分配的下行逻辑子信道发送的下行数据。

在上述方法中，所述各BS为：位于不同地理站点的不同BS。

在上述方法中，所述各BS为：同一BS的不同扇区。

在上述方法中，在分配相同的时间片和相同的频率资源时，位于该MSS激活集内且归属于同一BS的各扇区均为该MSS分配与其中一个扇区A所分配的时间片相同的时间片，以及与该扇区A所分配的频率资源相同的频率资源。

在上述方法的步骤a中，所述各BS包括：位于不同地理站点的BS和同一BS的不同扇区。

在上述方法的步骤a中，在分配相同的时间片和相同的频率资源时，首先该MSS激活集内位于不同地理站点的各BS分别为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后所述位于该MSS激活集内、且归属于同一BS的各扇区均为该MSS分配与所述时间片相同的时间片以及与所述频率资源相同的频率资源。

在上述方法中，所述步骤a之前进一步包括：无线通信系统中的各BS监测与其通信的MSS当前是否处于软切换状态，如果是，则执行所述分配时间片和频率资源的步骤；否则，各BS采用各自原有的方式分配时间片和频率资源。

在上述方法中，所述MSS和BS为正交频分复用多址接入OFDMA系统的MSS和BS。

综上所述，本发明方法为：当MSS进行软切换时，该MSS激活集内的各BS为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后该MSS在该分配的时间片中通过该分配的频率资源与各BS进行通信。从而避免了现有技术中，由于不同BS采用不同的物理子载波和逻辑子信道间的映射关系所导致的软切换时激活集内的各BS分配给MSS的频率资源部分混叠的情形。对于上行来说，通过使激活集内各BS为MSS分配完全相同的上行时间片和频率资源，实现了MSS只须进行一次上行发送即可为激活集内的多个BS所接收的目的，同时减轻了干扰，减少了功率损耗。对于下行来说，通过使激活集内各BS使用相同的下行时间片和频率资源向MSS发送下行数据，使得MSS只需在设定的时间片接收一次下行数据，减少了信道估计和均衡的运算量，进而减少了功率损耗，减轻了干扰。

附图说明

图1为802.16e系统的组网结构图。

图2为本发明的软切换过程中MSS与BS的通信方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明的核心思想是：当MSS进行软切换时，该MSS激活集内的各BS为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后该MSS在该分配的时间片中通过该分配的频率资源与各BS进行通信。

下面通过具体实施例详细说明本发明方法，本实施例方法流程如图2所示，主要包括如下步骤：

步骤201：当MSS进行软切换时，该MSS激活集内的各BS为该MSS分别从各自的上行子帧中划分出一个相同的上行时间片T1，并从各自的下行子帧中划分出一个相同的下行时间片T2。

其中，相同的上行时间片是指：各BS划分出的时间片的起止时间以及时间长度都是相同的，时间片长度通常为若干个OFDM符号周期，且时间片长度的最小值与目前802.16e标准中规定的资源最小分配单元在时间上的跨度一致。

步骤202：各BS在该划分出的上行时间片T1中均按照相同的映射关系将各自的物理子载波映射为逻辑子信道，并为该MSS分配相同的上行逻辑子信道，同时各BS在该划分出的下行时间片T2中均按照相同的映射关系将各自的物理子载波映射为逻辑子信道，并为该MSS分配相同的下行逻辑子信道。

步骤203：MSS在该划分出的上行时间片T1中通过各BS分配的上行逻辑子信道发送上行数据，并在该划分出的下行时间片T2接收各BS通过该分配的下行逻辑子信道发送的下行数据。

另外，当一个BS同时位于两个MSS的激活集时，则该BS需要为这两个MSS分别划分相应的时间片，然后在划分出的相应时间片中分别采用相应的映射关系将各自的物理子载波映射为逻辑子信道。

上述流程中所述的BS主要是指位于不同地理站点的BS，在这种情况下，各BS可以通过后台协商的方式确定划分的时间片以及共同采用的映射关系。另外，上述BS还可以指同一站点BS的不同扇区，如背景技术中所述，此时MSS进行的是更软切换，也就是说位于MSS激活集内、且归属于同一BS的不同扇区与该MSS进行通信，当采用现有技术的方案时，即同一BS的各扇区使用完全相同的物理子载波与逻辑子信道间的映射关系，但不同扇区使用完全不同的逻辑子信道，即同一BS的各扇区通过完全不同的物理子载波同时与该MSS进行通信，此时与该MSS通信的同一BS的不同扇区之间虽然不存在上述频率混叠问题，但却由于各扇区所用逻辑子信道的不同，使得无法为MSS分配相同的时间片和频率资源，最终导致处理复杂度和功耗的增加。因此，在本发明中，当MSS进行更软切换时，需要该MSS激活集内的同一BS的不同扇区为该MSS分配相同的时间片以及相同的逻辑子信道。具体实施时，可以采取：令位于该MSS激活集内且归属于同一BS的各扇区均为该MSS分配与其中一个扇区所分配的时间片相同的时间片，以及与该扇区所分配频率资源相同的频率资源。然后各扇区分别使用该相同的时间片和频率资源与该MSS通信的方法，从而实现降低处理复杂度和功率损耗的目的。举例来说，首先由扇区A为处于更软切换过程中的MSS1分配分配时间片t和逻辑子信道1，然后扇区A、B、C均在时间片t通过逻辑子信道1与MSS1进行通信。而对于其它不处于更软切换状态的MSS，则各扇区则仍然按照原有方式与之进行通信。

另外，当MSS的激活集内既包括位于不同地理站点的BS，又包括同一BS的不同扇区时，也即所述软切换既包括不同BS间的软切换，又包括同一BS内不同扇区间的更软切换，则上述步骤202中，分配时间片和频率资源的步骤为：首先由该MSS激活集内的各基站BS分别为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后所述位于该MSS激活集内且归属于同一BS的各扇区均为该MSS分配与所述时间片相同的时间片以及与所述频率资源相同的频率资源。从而最终实现激活集内所有的BS都采用相同的时间和频率资源与MSS进行通信。

本发明方案仅针对处于软切换过程中的MSS，对于处于非软切换过程中的MSS，则各BS仍然采用互不相同的映射关系将自身的物理子载波映射为逻辑子信道，从而避免严重的同频干扰。本发明方法不仅适用于现有的OFDMA系统，也广泛适用于其它各种通信系统。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种软切换过程中移动终端与基站的通信方法，其特征在于，该方法包括步骤：a、当移动终端MSS进行软切换时，该MSS激活集内的各基站BS分别为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后该MSS在该分配的时间片中通过该分配的频率资源与各BS进行通信；

所述分配相同的时间片和相同的频率资源为：各BS分别从各自的上行子帧中划分出一个相同的上行时间片T1，并从各自的下行子帧中划分出一个相同的下行时间片T2，然后各BS在上行时间片T1中均按照相同的映射关系将各自的物理子载波映射为逻辑子信道，并为该MSS分配相同的上行逻辑子信道；同时各BS在下行时间片T2中均按照相同的映射关系将各自的物理子载波映射为逻辑子信道，并为该MSS分配相同的下行逻辑子信道；

所述MSS在分配的时间片中通过分配的频率资源与各BS进行通信为：所述MSS在所述上行时间片T1通过所述上行逻辑子信道发送上行数据，并在所述下行时间片T2接收各BS通过所述下行逻辑子信道发送的下行数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各BS为：位于不同地理站点的不同BS。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各BS为：同一BS的不同扇区。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在分配相同的时间片和相同的频率资源时，位于该MSS激活集内且归属于同一BS的各扇区均为该MSS分配与其中一个扇区A所分配的时间片相同的时间片，以及与该扇区A所分配的频率资源相同的频率资源。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中，所述各BS包括：位于不同地理站点的BS和归属于同一BS的不同扇区。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a中在分配相同的时间片和相同的频率资源时，首先该MSS激活集内位于不同地理站点的各BS分别为该MSS分配相同的时间片和相同的频率资源，然后所述位于该MSS激活集内、且归属于同一BS的各扇区均为该MSS分配与所述时间片相同的时间片以及与所述频率资源相同的频率资源。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a之前进一步包括：无线通信系统中的各BS监测与其通信的MSS当前是否处于软切换状态，如果是，则执行所述分配时间片和频率资源的步骤；否则，各BS采用各自原有的方式分配时间片和频率资源。

8、根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述MSS和BS为正交频分复用多址接入OFDMA系统的MSS和BS。

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