CN101049037A - 移动台与基站之间带宽的扩展 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于扩展移动台(304)与基站(302)之间带宽的技术。本发明特别地涉及一种用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽(306)的方法、配置结构、移动台和基站，其中通过使用非特许频谱在移动台与基站之间建立的第二无线链路(310)来扩展WCDMA带宽。

Description

移动台与基站之间带宽的扩展

技术领域

本发明涉及一种用于扩展移动台与基站之间频谱带宽的技术。本发明特别地涉及一种用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的方法、配置结构、移动台和基站。

背景技术

宽带码分多址(WCDMA)标准是用于实施第三代(3G)蜂窝系统的主要技术之一，并且它作为一种为语音、视频、数据和图像传输速率提供更高容量的下一代蜂窝标准已经赢得全球范围的卓越性。WCDMA使用如下频谱，该频谱具有5MHz载波以及对于局域接入具有上至2Mbps的带宽或者对于广域接入具有上至384Kbps的带宽。

虽然WCDMA提供约50倍于当前GSM网络中的更高数据速率和约10倍于GPRS网络中的更高数据速率，但是已经认识到WCDMA不能为所有未来一代的服务提供充分大的比特率，因此比如HSDPA和EUPA(高速下行分组接入，增强型上行链路分组接入)这样的扩展已经在实施阶段中。

HSDPA是WCDMA中可以实质性地增加下行链路比特率的高级下行链路协议。EUPA是上行链路方向上的类似扩展。这些是3gpp所标准化的。

然而，在现有技术以及当前WCDMA和HSDPA系统中仍有一些问题。WCDMA所提供的带宽最大约为2Mbit/s而HSDPA最大约为10Mbit/s，但是该带宽在用户之间被共享，这意味着在实际使用情况下单独用户可用的比特率实质上更少而使用体验逊色于LAN，并且在许多情况(例如查看大型网页、下载文件)下等待时间可能变得过长而不支持流畅的使用，例如这又可能挫伤使用例如移动数据服务的积极性。此外，HSDPA和EUPA与其它WCDMA业务依赖于相同的频谱，由此它们所能提供的益处取决于小区中的负载，因为其它语音和数据用户会造成干扰。另外，运营WCDMA的网络需要特许，这在一些国家已经变得非常昂贵。

发明内容

本发明的目的是缩短为使用移动台下载大型网页和文件而浪费的等待时间并且使得移动台的流畅使用成为可能。本发明的另一目的是提供一种用于在基站与移动台之间下载和上传另外与其它WCDMA业务相独立的业务的既经济又免特许的方式。

本发明的目的是通过利用附加的频谱带宽部分来扩展移动台与基站之间的WCDMA频谱带宽来实现的，该附加的频谱带宽部分是通过在需要时使用非特许频谱在移动台与基站之间打开第二无线链路来提供的。

本发明涉及一种用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的方法，其中通过使用非特许频谱在移动台与基站之间建立的第二无线链路来扩展WCDMA带宽。

本发明还涉及一种用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的配置结构，其中通过使用非特许频谱在移动台与基站之间建立的第二无线链路来扩展WCDMA带宽。

本发明还涉及一种用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的移动台，其中通过使用非特许频谱在移动台与基站之间建立的第二无线链路来扩展WCDMA带宽。

本发明还涉及一种用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的基站，其中通过使用非特许频谱在移动台与基站之间建立的第二无线链路来扩展WCDMA带宽。

根据本发明的第一实施例，移动台适于在下载或者查看大型网页和/或文件时或者在估计的下载时间超过预定时间限制如例如2分钟时，发送用以在移动台与基站之间打开第二无线链路(例如UWB链路)的请求。

在本文中，UWB是针对宽带的通用术语。更具体而言，它用来表示非特许频谱上的宽带或者超宽带链路，如例如WLAN。

根据本发明的第二实施例，基站适于计算移动台与基站之间信道的路径损耗，并且还适于基于计算的路径损耗来估计UWB链路在最大发射功率约束内是否可行。

根据本发明的第三实施例，形成移动台与基站之间的UWB链路。有利的是，该链路使用无线电频谱的非特许部分来形成的。根据本发明的一个实施例，有利地，将要在移动台与基站之间打开的第二链路的协议是WLAN或者将要标准化专用于与WCDMA一起使用的另一宽带协议。

当在移动台与基站之间打开第二并行链路时，在移动台与基站之间可用的带宽将是WCDMA/HSDPA链路与第二链路的带宽之和。有利地，第二链路是非特许频谱的宽带链路。在本文中，术语“UWB”用来标识非特许频谱上的宽带链路，并且它可以指代WLAN或者这一频带中的任何其它协议，包括专门地设计用来以这一方式与WCDMA同时使用的协议。

整个过程对于用户将是完全透明的，而无需向她/他通知与形成、使用和放弃第二链路有关的任何消息接发和握手中。用户将仅注意到表现为单个WCDMA连接的更快连接。用户尤其无需将任何UWB设置或者约定配置到他的/她的移动台中。

另外本发明提供了相对于现有技术解决方案的显著优点。WCDMA和第二链路独立地衰落，这可以用于信道编码。例如，可以通过这些链路来交织数据以提高性能和减少所需功率。另外，可用带宽极大地增加并且没有将附加的负荷添加到WCDMA频带，这是因为业务被路由到非特许频谱。另外，如果小区变得拥塞，则还可以将语音呼叫路由到非特许频谱以节省WCDMA容量。此外，通过已经存在的WCDMA信道，往返时间和路径损耗是已知的，这有助于确定是否以及如何能够建立UWB链路。另外，本发明以支持本发明的所有移动台都会自动地向后兼容于普通WCDMA网络这样的方式将WCDMA和UWB无缝地集成在一起。

附图说明

接着将根据附图参照示例性实施例更具体地描述本发明，在附图中：

图1图示了根据本发明的有利实施例用于在移动台与基站之间提供扩展的WCDMA带宽的示例性方法的流程图，

图2图示了根据本发明的有利实施例在移动台与基站之间的混合链路的示例性频谱，

图3图示了根据本发明的有利实施例用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的示例性配置结构，

图4图示了根据本发明的有利实施例用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的示例性移动台，以及

图5图示了根据本发明的有利实施例用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的示例性基站。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的有利实施例用于在移动台与基站之间提供扩展的WCDMA带宽的示例性方法100的流程图，其中首先在步骤102开始将大型文件下载到移动台。当开始下载操作时，移动台可以基于文件大小和所用带宽在步骤104估计其下载该文件将需要多久。如果将要下载的文件是大型的(大小超过预定大小限制)并且/或者下载时间将相对地长，例如2分钟(超过预定时间限制)，则有利地移动台将在步骤108向基站发送用于扩展所用带宽的请求。否则在步骤106仅使用WCDMA/HSDPA链路。可用WCDMA传输容量也影响下载或者上传时间估计。在轻度负荷的小区中，文件可以有望传输得比在高度负荷的小区中传输得更快。如果小区负荷状态信息可用，则它可以用来改进文件传输时间估计。发送到基站的请求(REQ_UWB_LINK(“请求UWB链路”))例如可以如下：

REQ_UWB_LINK  {

              UE_ID

              CPICH_RX_POWER

              BANDWIDTH_NEEDED

              }

其中UE_ID是用户设备或者移动台的标识信息。

基站知道它发射CPICH信道时的功率(该功率恒定并且用来设置小区大小)，而且通过计算CPICH_TX-REQ_UWB_LINK.CPICH_RX_POWER(移动台发射的功率与移动台接收的功率之差)，它可以在步骤110计算通向用户设备或者移动台的信道的路径损耗。这一点之所以相关是因为非特许频谱中的路径损耗比在WCDMA下载频带中更大，而且基站在步骤112可以估计UWB链路在最大发射功率的约束内是否可行。移动台以某一时间间隔估计CPICH功率，从而无线信道衰落的效果可以有所减轻。如果基站判决UWB例如由于路经损耗而不可行(用户设备过于遥远并且/或者无线信道过于困难)，则它将在步骤114将DENY_UWB_LINK消息发射到移动台，由此在步骤106仅使用WCDMA/HSDPA链路。否则，基站将在步骤116将SETUP_UWB_LINK消息发射到移动台，该消息指示了将形成UWB。从基站发送的消息例如可以如下所示：

SETUP_UWB_LINK  {

                UE_ID

                UWB_FREQUENCY_BAND

                UWB_MODULATION

                UWB_CHANNEL_CODING_PARAMETERS

                }

用户设备或者移动台和基站然后可以继续形成第二无线链路。应当注意，WCDMA链路的存在极大地有助于这一过程，这是因为两个无线链路可以在UWB链路上执行同步之时通过此信道交换信息。另外，对于所需开始功率的良好预测可以根据REQ_UWB_LINK消息如上所述那样来计算。OFDMA(正交频分多址)信道的数目或者宽带带宽/码片速率和调制类型可以根据移动台通过REQ_UWB_LINK消息所请求的带宽以及路径损耗来选择。如果路径损耗大，则更简单的调制方案将更为有效。在HSDPA中使用了类似的自适应调制方案，这些方案可以在QPSK(正交相移键控)与16-QAM(正交调幅)之间选择的。

此外，应当注意，信道冲激响应测量也可以用来确定UWB链路是否可行以及应当如何形成它。

当大型文件已经被下载时，第二链路可以自动地被断开。

图2图示了根据本发明的有利实施例在移动台与基站之间的混合链路的示例性频谱200，其中第一链路202是使用如下频谱的运营商的WCDMA频带，该频谱具有5MHz载波和上至2Mbps的数据带宽。有利地，附加链路204是使用具有2.4-5GHz载波的频谱的非特许频带。附加(UWB)链路204的数据带宽通常是11-54Mbps。根据本发明，移动台使用WCDMA链路202作为主信道，而当例如下载大型文件时，如果可行的话则建立附加链路204。根据本发明，移动台可以使用第一WCDMA链路202作为主链路，或者在需要时同时使用第一链路202和第二附加链路204，并且例如如果小区变得拥塞则也可以仅使用附加链路204以节省WCDMA容量。有利地，附加(UWB)链路的带宽根据所需比特率以及信道状况来选择。

图3图示了根据本发明的有利实施例用于扩展移动台与基站之间WCDMA带宽的示例性配置结构300，其中该配置结构包括至少一个基站302和使用WCDMA技术作为主数据链路306的多个移动台304。

当移动台304例如开始下载大型文件或者查看一个或者多个大型页面时，移动台304将请求发送308到基站302以打开第二无线链路，由此有利地基站计算移动台304与基站302a之间信道306的路径损耗，并且还基于计算的路径损耗来估计第二链路310在最大发射功率的约束内是否可行。

如果第二链路310不可行，则将拒绝消息309发送到移动台304并且不形成链路310，而仅使用WCDMA链路306。但是如果第二链路310可行，则在移动台304与基站302之间形成该第二链路。有利地，链路310是无线电频谱的非特许部分，比如WLAN。现在应当注意，用于第二链路310的天线或者无线电302b通常是与用于WCDMA链路的天线或者无线电302a相分离的天线或者无线电。有利地，这些无线电还被共同设置和集成，从而共同的信道编码方案可以用于混合的306+310无线链路。

当形成第二链路310时，在移动台304与基站302之间可用的带宽将是WCDMA/HSDPA链路306与第二链路310的带宽之和，这是因为它们是有利地同时使用的。然而，根据本发明的一个实施例，例如在WCDMA/HSDPA链路306拥塞的状况下也可以使用第二链路310。

应当注意，WCDMA链路306的存在极大地有助于形成附加链路这一过程，这是因为在第二链路310上执行同步时可以通过WCDMA信道306交换信息。此信息可以包括延迟空间中的同步位置以及功率偏移信息，知道该信息使得无线链路建立明显地更快速和更便捷。

图4图示了根据本发明的有利实施例扩展移动台与基站之间WCDMA带宽时使用的示例性移动台304。移动台304包括用于经由WCDMA/HSDPA信道发射和接收数据的收发器装置402。另外，移动台304包括用于估计将要下载的文件是否大于预定大小和/或下载时间是否多余预定时间的估计装置404。

收发器装置402还用于向基站发送用以扩展所用带宽的请求。此外有利地，移动台304还包括用于经由第二链路接收数据的附加接收器装置406。有利地，第二链路是无线电频谱的非特许部分，比如WLAN。

图5图示了根据本发明的有利实施例用于扩展移动台与基站302之间WCDMA带宽的示例性基站302，其中该基站包括用于经由WCDMA/HSDPA信道发射和接收数据的收发器装置502。收发器装置502与天线或者无线装置302a连接。另外，基站302包括用于计算通向用户设备或者移动台的信道的路径损耗的计算装置504和用于估计在最大发射功率的约束内在基站与移动台之间形成第二链路是否可行的估计装置506。

此外，基站302适于如果形成第二链路不可行则经由WCDMA链路将拒绝消息发射到移动台，由此仅使用WCDMA/HSDPA链路。否则该基站适于向移动台发射建立第二链路消息，该消息指示了将在基站与移动台之间形成第二链路。如果将形成第二链路则基站也可以适于还计算对于所需开始功率的良好预测。

另外有利地，基站302还包括用于经由第二链路将数据发送到移动台的附加发送器装置508，其中发送器装置508与天线或者无线电302b连接。有利地，第二链路是无线电频谱的非特许部分，比如WLAN。

已经结合前述实施例在上文中描述了本发明，并且已经证实了本发明的数个优点。不言而喻，本发明不仅限于这些实施例，而是包括在本发明的思想和所附专利权利要求书的精神和范围内的所有可能实施例。

Claims (14)

1.一种用于扩展移动台(304)与基站(302)之间WCDMA带宽(306)的方法(100)，其特征在于通过使用非特许频谱在所述移动台与基站之间建立的第二无线链路来扩展所述WCDMA带宽(306)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中如果将要下载到所述移动台的文件或者将要从所述移动台上传的文件超过预定文件大小或者所述文件的估计下载时间或者上传时间超过预定时间限制，则所述移动台(304)向所述基站(302)发送用以打开所述第二无线链路(310)的请求。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述基站(302)计算所述移动台与基站之间信道的路径损耗，并且还基于所述计算的路径损耗来估计所述第二无线链路(310)在最大发射功率约束内是否可行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二无线链路(310)是具有WCDMA链路的附加链路。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二无线链路(310)是WLAN链路。

6.一种用于扩展移动台(304)与基站(302)之间WCDMA带宽(306)的配置结构(300)，其特征在于通过使用非特许频谱在所述移动台(304)与基站(302)之间建立的第二无线链路(310)来扩展所述WCDMA带宽(306)。

7.根据权利要求6所述的配置结构，其中所述移动台(304)适于如果将要下载到所述移动台的文件或者将要从所述移动台上传的文件超过预定文件大小或者所述文件的估计下载时间或者上传时间超过预定时间限制，则向所述基站(302)发送用以打开所述第二无线链路(310)的请求。

8.根据权利要求7所述的配置结构，其中所述基站(302)适于计算所述移动台与基站之间信道的路径损耗，并且还适于基于所述计算的路径损耗来估计所述第二无线链路(310)在最大发射功率约束内是否可行。

9.根据权利要求6所述的配置结构，其中所述第二无线链路(310)是具有WCDMA链路的附加链路。

10.根据权利要求6所述的配置结构，其中所述第二无线链路(310)是WLAN链路。

11.一种移动台(304)，用于扩展所述移动台(304)与基站(302)之间的WCDMA带宽(306)，其特征在于通过使用非特许频谱在所述移动台与基站之间建立的第二无线链路(310)来扩展所述WCDMA带宽(306)。

12.根据权利要求11所述的移动台，其中所述移动台(304)适于如果将要下载到所述移动台的文件或者将要从所述移动台上传的文件超过预定文件大小或者所述文件的估计下载时间或者上传时间超过预定时间限制，则向所述基站(302)发送用以打开所述第二无线链路(310)的请求。

13.一种基站(302)，用于扩展移动台(304)与所述基站(302)之间的WCDMA带宽(306)，其特征在于通过使用非特许频谱在所述移动台与基站之间建立的第二无线链路(310)来扩展所述WCDMA带宽(306)。

14.根据权利要求13所述的基站，其中所述基站(302)适于计算所述移动台与基站之间信道的路径损耗，并且还适于基于所述计算的路径损耗来估计所述第二无线链路(310)在最大发射功率约束内是否可行。

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