CN101199186B - 多载波cdma系统 - Google Patents
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Abstract
在多载波CDMA系统中，一个数据流被分成两个或更多个子流，并且每个子流被分配给不同的载波。可为每个载波创建RLP上下文，并且子流通过指定载波在对应的RLP上下文内发射。如果载波丢失或丢弃，则对应的RLP上下文可在载波丢失后存留，并且重新发射的分组隧穿到不同的载波。
Description
技术领域
本发明一般涉及移动通信系统，并且更具体地说，涉及多载波通信系统。
背景技术
常规CDMA通信系统在单个载波上将数据发射到用户。为满足无线高速数据服务的需要，将要求使用多载波CDMA系统。多载波CDMA系统就象名称所暗示的一样，使用多个载波在网络站与移动台之间传输数据。多载波CDMA与常规单载波CDMA系统相比具有优点，如更高的数据率、更短的等待时间以及改进的服务质量(QoS)支持。多载波CDMA系统也将通过跨多个载波利用频率选择性衰落和通过自适应负载平衡而提供更高的频谱效率。
多载波CDMA系统的现有提议假设采用的所有载波使用相同的空中接口。然而，可能存在通信系统对于不同载波采用不同空中接口的环境。因此，需要一种可适应两个或更多个不同空中接口的多载波CDMA系统。
发明内容
本发明涉及用于通过多个载波将数据从发射系统发射到接收系统的多载波通信系统。输入数据流被分成分配给不同载波的多个子流。可为每个载波建立RLP上下文，以便通过每个载波提供可靠的传输机制。每个子流通过分配的载波在对应的RLP上下文内发射。
RLP上下文的协商和管理可与载波无关。在载波被丢弃时，对应的RLP上下文可在短时期内存留，以确保数据输送。如果在接收器丢失了任何数据分组，可选择另一载波发送NAK到发射系统。丢失的分组也可通过选定的载波发射。当接收到丢失的分组时，可关闭已丢弃载波的RLP上下文。
在一些实施例中，可在不同载波上采用不同的空中接口。例如，通信系统可包括CDMA2000和EVDO载波的混合。也可支持诸如WIMAX等其它接入技术。
附图说明
图1示出示范多载波通信系统。
图2示出多载波通信系统中用于发射系统的示范多路复用电路。
图3示出多载波通信系统中用于接收系统的示范多路分解电路。
图4示出用于多载波通信系统的示范协议栈。
图5示出在多载波通信系统中八位字节流的传输。
图6示出用于多载波通信系统的示范RLP分组。
图7示出在多载波通信系统中分组流的传输。
图8示出在多载波通信系统中具有片段的分组流的传输。
图9A和9B示出多载波通信系统中的RLP分组的重新传输。
图10示出具有两个或更多个不同空中接口的多载波通信系统。
图11示出具有多链路PPP层的多载波通信系统。
图12示出具有IP片段和多链路PPP层的多载波通信系统。
具体实施方式
现在参照附图，图1示出根据本发明一个实施例的多载波通信系统10。信息流I输入到发射系统20，并通过通信信道14发射到接收系统40。发射系统20中的多路复用电路22将信息流I分成N个子流，以便通过N个载波发射到接收系统40。载波的数量可基于诸如信道条件、数据传输率、服务质量等标准确定，并且可在通信会话期间动态变化。每个子流被分配给N个载波中的相应载波，这在本发明的上下文中可称为子流的频率分配(FA)。子流到载波有1对1的映射。为每个子流/载波创建单独的RLP上下文，这通过一个或多个RLP控制器24进行管理。发射电路26通过分配的载波编码、调制和发射每个子流。
在接收系统40，接收电路42接收、解调和解码每个子流。一个或多个RLP控制器44管理每个载波的RLP上下文，并在RLP分组丢失时发送否认。多路分解电路46从已接收的子流中重新组合原始信息流I。
图2更详细地示出多路复用电路22。多路复用电路22包括成帧电路28和调度器30。成帧电路28接收输入信息流，其可包括八位字节流或分组流。成帧电路28将信息流分成帧，并向每个帧添加标题。帧在本文称为多载波帧。每个多载波帧的标题包括由多路分解电路46用于在接收系统40重新组合帧的序号。正如下面将更详细描述的，成帧电路28输出的多载波帧可进一步被分段。多载波帧或帧段被传递到调度器30。
调度器30将每个多载波帧或帧段分配给N个载波之一。最简单形式的调度将是以循环复用方式将多载波帧分配给N个载波中的每个载波。然而，此方案将无法以最大效率使用资源。更好的方案是基于数据传输率、数据吞吐率、等待时间或其它性能标准，跨N个载波分布帧以平衡负载。例如，调度器30可基于每个载波上的有效吞吐率，跨N个载波按比例分布多载波帧。另一个方案是分布帧以便跨所有载波保留大致相同的分组等待时间。本领域技术人员将理解，可以采用多种其它调度算法，并且本发明并不限于特定的调度算法。
图3示出在接收系统40的示范多路分解电路46。多路分解电路46包括用于从各个子流重新组合信息流的重新组合电路48。重新组合电路48从通过每个子流接收的多载波帧去除标题，并从已接收数据中重新组合原始信息流。
图4示出用于多载波通信系统的示范协议栈。协议栈一般遵循OSI参考模型。协议层包括物理层(第1层)、链路层(第2层)和较高层(第3-7层)。物理层定义空中接口，并包含基站与移动台通信所用的通信信道。物理层执行发射信号的编码、调制和扩频，并执行接收信号的解码、解调和解扩。本发明的优点在于，物理层无需改变，因为信息流的划分发生在协议栈的更高层中。链路层包括媒体接入控制(MAC)层、无线电链路协议(RIP)层和多载波成帧(MCF)层。MAC层提供逻辑数据和信令信道多路复用到物理信道上，并为每个活动服务提供服务质量(QoS)管理。RLP层可包含到MAC层中，实现诸如自动请求重发(ARQ)协议等重新发射协议，以通过无线电链路提供用户数据的可靠传输。MCF层(MCFL)是新的协议层，它支持如本文后面所述的数据多载波传输。较高层(第3-7层)提供诸如信令服务、话音服务和数据服务等服务。
图5以示意图方式示出八位字节流传输的MCFL实现。在此示例中，信息流包括八位字节流。八位字节流被分成块，并且向每个块添加标题，以生成多载波帧。标题包括起始位、14位序号和结束位。开始和结束位用于为多载波帧定界。序号用于在接收系统40对帧进行重新排序。使用卷绕或循环序号空间。因此，在使用最后的序号时，在序号空间开始处重新开始编号。多载波调度器30跨可用的载波分布多载波帧。在图5所示的示例中，示出了两个载波或频率分配。为每个载波或频率分配建立RLP上下文。对于每个频率分配，RLP控制器24将RLP标题添加到多载波帧，如图6所示。因此，每个RLP分组包括RLP标题和多载波成帧标题。在一些实现中，多个RLP分组可包括在单个物理层帧中。在其它实现中，可在多个物理层分组当中划分单个RLP帧。
正如本领域中所熟知的，RLP控制器24实现重新传输协议。RLP分组不按顺序接收时，接收系统40的RLP控制器44向发射系统20的RLP控制器24发送否认(NAK)。否认的RLP分组随后被调度以便重新传输。重新传输的分组携带相同的多载波成帧标题。
图7以示意图方式示出分组流传输的MFC层的实现。在此示例中，发射的是因特网协议(IP)分组流。每个IP分组被插入一个多载波帧中。每个多载波帧携带单个IP分组。如前面的实施例中一样，多载波帧的标题包括多载波序号。多载波调度器30跨可用的载波分布多载波帧30。在此示例中，示出了两个载波或频率分配。为每个载波或频率分配创建单独的RLP上下文。
图8示出在其中将多载波帧分成片段的MFC层的实现。对于延迟/抖动敏感的业务，通过将多载波帧分成片段或分段并通过不同载波或频率分配发送帧段，可获得附加的效率。多载波帧的分成片段或分段可由成帧电路28执行，并且多载波帧的重新组合可由重新组合电路48执行。在多载波帧被分成片段时，片段标题被添加到每个帧段，以允许在接收器重新组合帧。
在一些实施例中，可在通信会话期间改变频率分配。当频率分配丢弃时，可能在对应的RLP上下文内仍有丢失的分组。这种情况下，在载波丢弃后RLP上下文仍会存留或保留。接收系统40的RLP控制器44可将信令(例如，NAK)隧穿(tunnel)到其余载波之一。发射系统20的RLP控制器24可将重新发射的RLP分组隧穿到其余载波之一。因此，接收器可将通过丢弃载波发射的分组的NAK发送到其余频率之一。类似地，重新发射的分组遂穿到现有载波以便发射到接收系统40。
图9A和图9B示出载波丢弃时的示范操作。图9A和图9B示出通过两个载波FAx和FAy的数据传输。多载波帧1、2、4和5通过FAx发射。多载波帧3和6通过FAy发射。部分帧2、3和6丢失。在帧3和6传输后，与FAy相关联的载波丢弃。参照图9B，接收系统40通过FAx发送NAK，来以常规方式否认丢失的部分帧2。由于与FAy相关联的载波已丢弃，因此帧3和6的NAK通过与FAx相关联的载波隧穿到发射站。类似地，重新发射的分组隧穿到FAx的载波，并发射到接收系统40。用于FAy的RLP上下文因此可在用于FAy的载波丢弃后得以保留，直至在接收系统40接收到丢失的分组，或者直至接收系统超时并转发具有丢失分组的RLP块。
图10示出一种实现，其中多载波成帧级别配置为通过不同的空中接口跨多个载波操作。在此示例中，载波FAx支持根据TIA-2000标准与移动台的通信。用于FAy的载波支持根据TIA-856与移动台的通信。
图11和图12示出使用多链路点对点(PPP)协议将一个IP分组流分成多个流的实现。多链路PPP基于因特网工程任务组(IETF)发布的RFC 1717。此实施例在为每个载波保留PPP链路方面增加了复杂性，但避免了由多载波成帧层引入的附加开销。在此实施例中，PPP层管理多个PPP实例，每个实例与特定的载波相关联。在IP分组很大的情况下，片段层可插在IP层与PPP层之间以将IP分组分成片段，如图12所示。
当然，在不脱离本发明范围和实质特征的情况下，本发明可以不同于本文所述的那些方式的其它特定方式实现。因此，所示实施例在所有方面均要视为说明性的，而不是限制性的，并且在所附权利要求书意义和等同物范围内的所有改变都要涵盖在其中。
Claims (28)
1.一种在多载波CDMA系统中发射数据的方法，所述方法包括：
将一个数据流分成分配给不同载波的两个或更多个子流；
为每个载波创建RLP上下文；以及
通过指定载波在对应的RLP上下文内发射每个子流，
其中通过指定载波在对应的RLP上下文内发射每个子流包括通过指定载波使用不同的空中接口分别地发射至少两个子流中的每一个。
2.如权利要求1所述的方法，其中将一个数据流分成两个或更多个子流包括将所述数据流分成多载波帧并将每个多载波帧分配给指定载波。
3.如权利要求2所述的方法，还包括将多载波序号分配给每个多载波帧，以便在接收器重新组合所述数据流。
4.如权利要求3所述的方法，其中将一个数据流分成两个或更多个子流还包括将每个多载波帧分成帧段，其中所述多载波帧的每个帧段具有相同的多载波序号。
5.如权利要求2所述的方法，还包括通过起始位和结束位为每个多载波帧定界。
6.如权利要求3所述的方法，其中将每个多载波帧分配给指定载波包括基于每个载波上的数据吞吐率跨多个载波平衡负载。
7.如权利要求1所述的方法，还包括在对应的载波丢弃后存留RLP上下文，并将所述存留的RLP上下文的重新发射的RLP分组隧穿到不同的载波。
8.如权利要求7所述的方法，还包括在自从无NAK的最后RLP分组发射起预定时间已经过去后，关闭所述存留的RLP上下文。
9.如权利要求2所述的方法，其中将一个数据流分成分配给不同载波的两个或更多个子流还包括为每个载波建立PPP链路。
10.一种用于发射数据的多载波CDMA系统，所述系统包括：
多路复用器，将一个输入数据流分成分配给不同载波的两个或更多个子流；
RLP控制器，为每个载波创建RLP上下文；以及
发射器，通过指定载波在对应的RLP上下文内发射每个子流，
其中至少两个所述指定载波使用不同的空中接口。
11.如权利要求10所述的多载波CDMA系统，其中所述多路复用器包括将所述数据流分成多载波帧的成帧电路和将所述多载波帧分配给指定载波的调度器。
12.如权利要求11所述的多载波CDMA系统，其中所述成帧电路配置为将多载波序号分配给每个多载波帧，以便在接收器重新组合所述数据流。
13.如权利要求12所述的多载波CDMA系统，其中所述成帧电路将每个多载波帧分成帧段，其中所述多载波帧的每个帧段具有相同的多载波序号。
14.如权利要求11所述的多载波CDMA系统，其中所述成帧电路通过起始位和结束位为每个多载波帧定界。
15.如权利要求12所述的多载波CDMA系统，其中所述调度器基于每个载波上的数据吞吐率跨多个载波平衡负载。
16.如权利要求10所述的多载波CDMA系统，其中所述RLP控制器在对应的载波丢弃后保留RLP上下文，并将重新发射的RLP分组隧穿到不同的载波。
17.如权利要求16所述的多载波CDMA系统，其中所述RLP控制器在自从无NAK的最后RLP分组发射起预定时间已经过去后，终止RLP上下文。
18.一种在多载波CDMA系统中接收信息流的两个或更多个子流的方法，所述方法包括：
为两个或更多个载波创建RLP上下文；以及
通过指定载波在对应的RLP上下文内接收每个子流，
通过指定载波在对应的RLP上下文内接收每个子流包括通过指定载波使用不同的空中接口分别地接收至少两个子流中的每一个。
19.如权利要求18所述的方法，还包括将所述子流重新组合成所述信息流。
20.如权利要求19所述的方法，其中每个子流包括多个多载波帧，并且其中每个多载波帧由对应的帧序号标识，以便重新组合通过多个载波接收的所述多载波帧。
21.如权利要求18所述的方法，还包括在检测到丢失的RLP分组时发送否认。
22.如权利要求21所述的方法，还包括为丢弃的载波存留RLP上下文，并将所述否认隧穿到其余载波。
23.如权利要求22所述的方法，还包括通过所述其余载波接收重新发射的RLP分组。
24.一种多载波CDMA系统，包括：
接收器，通过不同的载波接收信息流的两个或更多个子流；
RLP控制器，为所述不同的载波中的每个载波保留RLP上下文；以及
多路分解器，从所述两个或更多个子流中重新组合输入数据流，
其中至少两个所述不同的载波使用不同的空中接口。
25.如权利要求24所述的多载波CDMA系统，其中每个子流包括多个多载波帧，并且其中每个多载波帧由对应的帧序号标识，以便重新组合所述多载波帧。
26.如权利要求24所述的多载波CDMA系统，其中在检测到丢失的RLP分组时所述RLP控制器发送否认。
27.如权利要求26所述的多载波CDMA系统，其中所述RLP控制器为丢弃的载波保留RLP上下文，并将丢失的RLP分组的所述否认隧穿到其余载波。
28.如权利要求27所述的多载波CDMA系统，其中所述RLP控制器通过所述其余载波接收重新发射的RLP分组。
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