CN101379753A - 无线通信系统中基于反馈信息发送至少一个子分组的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在无线通信系统中使用混合自动请求(HARQ)技术发送后续子分组的方法。该方法包括从至少一个接收端接收反馈信息,通过至少一个系统开销信道发送传输分组,其中该传输分组包括为后续传输所选择的载波天线组合的信息,以及根据选择的载波天线组合发送至少一个子分组。

Description

无线通信系统中基于反馈信息发送至少一个子分组的方法
技术领域
本发明涉及发送子分组的方法,尤其是涉及在无线通信系统中基于反馈信息发送至少一个子分组的方法。尽管本发明适用于很宽范围的应用,但是它尤其适用于使用能被基于各种方式发送的反馈信息来发送与混合自动请求有关的子分组。
背景技术
在无线通信系统环境中,发送端向接收端发送导频或导频信号。作为响应,接收端在发送导频信号的信道上发送反馈信息。基于该反馈,发送端有效地且高效地发送数据。
然而,不能保证接收端准确地接收数据(也称作数据分组或分组)。而且,不能保证发送端有效地且高效地发送分组。
目前,无线通信系统的用户享受移动的自由性。也就是说,具有移动终端的用户能在与一些人通话的同时从一个地方移动到另一个地方而不会丢掉连接。经常地,用户能从一个服务覆盖区域移动到另一个服务覆盖区域(例如,从一个小区/扇区到另一个小区/扇区)。在该情况下,通过合适地调度基站的发射功率,即使在小区的边缘区域用户也能通过他/她的移动终端连续讲话。
为了应付快速改变的无线通信环境,当接收端不能准确地接收数据时,有效地发送数据的方式是重要的。而且,利用反馈信息以提供更详细的信息以便发送端能更好地进行数据传输是重要的。
发明内容
因此,本发明涉及一种在无线通信系统中基于反馈信息发送至少一个子分组的方法,其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而造成的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种在无线通信系统中使用混合自动请求(HARQ)技术发送后续子分组的方法。
本发明的另一目的是提供一种在无线通信系统中发送反馈信息的方法。
本发明的其他优点、目的和特征将在下面的描述中详细说明,对于本领域技术人员而言通过对以下的研究或通过对本发明实践的了解,本发明的其他优点、目的和特征将变得更清楚。通过在书面描述及其权利要求以及附图中指出的特定结构,可以实现并获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些目的和优点,并且根据本发明的目的,如在此所体现并且宽泛地描述的,一种在无线通信系统中使用混合自动请求(HARQ)技术发送后续子分组的方法包括:从至少一个接收端接收反馈信息,通过至少一个开销信道发送传输分组,其中传输分组包括关于为后续传输所选择的载波和天线组合的信息,以及根据选择的载波和天线组合发送至少一个子分组。
在本发明的其他方面,一种在无线通信系统中发送反馈信息的方法包括:向至少一个发送端发送反馈信息,其中该反馈信息包括对子活动集(sub-active set)中组合的选择的指示。
应当理解,对于本发明的上述一般性描述和下面的详细描述都是示意性和解释性的,并且对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
在此包含的附图为本发明提供了进一步的理解,并且其被结合进并构成申请的一部分,附图示意了发明的实施方式,并且与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中:
图1示意了无线通信系统结构;
图2A示意了CDMA扩频(spreading)和解扩(de-spreading)处理;
图2B示意了使用多个扩频序列的CDMA扩频和解扩处理;
图3示意了用于cdma2000无线网络的数据链路协议结构层;
图4示意了cdma2000呼叫处理;
图5示意了cdma2000初始化状态;
图6示意了cdma2000系统接入状态;
图7示意了常规cdma2000接入尝试;
图8示意了常规cdma2000接入子尝试(sub-attempt);
图9示意了使用时隙偏移的常规cdma2000系统接入状态;
图10示意了用于1x和1xEV-DO的cdma2000的比较;
图11示意了用于1xEV-DO无线网络的网络结构层;
图12示意了1xEV-DO默认协议结构;
图13示意了1xEV-DO非默认协议结构;
图14示意了1xEV-DO会话建立;
图15示意了1xEV-DO连接层协议;
图16是示意在信号发送端和信号接收端之间传输导频信号和反馈信息的示例性框图;
图17是示意切换状态的示例性框图;
图18是示意对多个扇区,接收端选择导频的示例性框图;
图19是示意对多个扇区,接收端选择导频的另一示例性框图;
图20是示意对单个扇区,接收端选择导频的示例性框图。
具体实施方式
现在,将详细参考本发明的优选实施方式,其范例示意在附图中。无论怎样,在整个附图中相同的参考标记表示相同或类似的部分。
参考图1,示意了无线通信网络结构。用户使用移动台(MS)2接入网络服务。MS2可以是便携式通信设备,如手持式蜂窝电话,在车辆上安装的通信设备,或固定位置通信设备。
通过基站收发机系统(BTS)3,也称作节点B,发射用于MS2的电磁波。BTS 3由无线设备构成,如天线和用于发射和接收无线电波的设备。BS 6控制器(BSC)4接收来自一个或多个BTS的传输。通过与BTS和移动交换中心(MSC)5或内部IP网络交换消息,BSC 4为来自每个BTS 3的无线传输提供控制和管理。BTS 3和BSC 4是BS6(BS)6的一部分。
BS 6与电路交换核心网(CSCN)7和分组交换核心网(PSCN)8交换消息,并向其发送数据。CSCN 7提供常规语音通信,PSCN 8提供因特网应用和多媒体服务。
CSCN 7的移动交换中心(MSC)5部分提供用于去往MS 2和来自MS 2的常规语音通信的交换,并且可以存储信息以支持这些能力。MSC 2可以连接到多个BS 6中的一个和其他公共网络,例如公共交换电话网(PSTN)(未示出)或综合服务数字网(ISDN)(未示出)。访问位置寄存器(VLR)9用于获取信息以处理去往/来自接入用户的语音通信。VLR 9可以在MSC 5内,并且可服务一个以上的MSC。
将用户身份标识指派给CSCN 7的归属位置寄存器(HLR)10用于记录,如用户信息,例如电子序列号(ESN)、移动电话号码(MobileDirectory Number,MDR)、简档信息(profile information)、当前位置和鉴权周期。鉴权中心(AC)11管理与MS 2有关的鉴权信息。AC 11可以在HLR10内并且可以服务一个以上的HLR。在MSC 5和HLR/AC10、11之间的接口是IS-41标准接口18。
PSCN 8的分组数据服务节点(PSDN)12部分为去往MS 2和来自MS 2的分组数据服务提供路由。PDSN 12建立、维护和终止到MS 2的链路层会话,并且可以与多个BS 6中的一个和多个PSCN8中的一个接口连接(interface)。
鉴权、授权和计费(AAA)13服务器提供与分组数据服务有关的因特网协议鉴权、授权和计费功能。本地代理(HA)14提供MS 2 IP注册的鉴权,重定向去往/来自PDSN 8的外地代理(FA)15部分的分组数据,并且丛AAA 13接收用于用户的规定信息(provisioninginformation)。HA 14也可以建立、维护和终止到PDSN 12的安全通信,并分配动态IP地址。PDSN 12通过内部IP网络与AAA 13、HA 14和因特网16通信。
存在多种类型的多媒体接入方案,尤其是频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。在FDMA中,通过频率,例如通过使用30KHz信道将用户通信分开。在TDMA中,通过频率和时间,例如使用30KHz信道和6个时隙将用户通信分开。在CDMA中,通过数字码将用户通信分开。
在CDMA中,所有用户在相同的频谱上,例如1.25MHz。每个用户具有唯一数字码识别符,并且该数字码将用户分开,以防干扰。
CDMA信号使用许多码片以传送信息的单个比特。每个用户具有唯一的码片模式(chip pattern),该码片模式本质上是码信道。为了恢复比特,根据用户已知的码片模式来集成(integrate)大量的码片。其他用户的码模式呈现为随机,并且以自抵消的方式而被集成,因此不会干扰根据用户合适的码模式而作出的比特解码判决。
输入数据与快速扩频序列组合,并作为扩频数据流发送。接收方使用相同的扩频序列以提取原始数据。图2A示意了扩频和解扩处理。如图2B所示,多个扩频序列可以组合起来以产生唯一的强健的信道。
扩频序列的一种类型是沃尔什码。每个沃尔什码是64个码片长,并且与其他沃尔什码精确正交。这些码能够简单地产生,并且足够小能被存储在只读存储器(ROM)中。
扩频序列的另一种是短PN码。短PN码由两个PN序列(I和Q)组成,每个PN序列是32768个码片长,并且在多个类似但不同抽头(differently tapped)的15-比特移位寄存器中产生。这两个序列对I和Q相位信道上的信息加扰。
长PN码是另一种扩频序列。长PN码在42-比特寄存器中产生,并且超过40天长,或者大约是4 x 1013个码片长。由于它的长度,长PN码不能存储在终端的ROM中,并因此通过逐码片(chip-by-chip)的方式来产生它。
每个MS 2用PN长码和唯一的偏移量,或公共长码掩码,其使用由系统设置的32比特和10比特的长PN码ESN计算的,来对它的信号进行编码。公共长码掩码产生唯一的偏移量。私有长码掩码可用于增强隐密性。当在64码片的短周期中集成时,具有不同的长PN码偏移量的MS 2将实际上呈现正交。
CDMA通信使用前向信道和反向信道。前向信道用于从BTS 3向MS 2的信号,反向信道用于从MS向BTS的信号。
对于一个扇区,前向信道使用其特定分配的沃尔什码和特定的PN偏移量,其中一个用户同时能拥有多个信道类型。通过CDMA RF载波频率,扇区的唯一短码PN偏移和用户的唯一沃尔什码,可以识别前向信道。CDMA前向信道包括导频信道、同步信道、寻呼信道和业务信道。
导频信道是“结构信标”(structural beacon),其不包含字符流,而是用于系统获取的时序序列,并且在切换期间作为测量装置。导频信道使用沃尔什码0。
同步信道承载在系统获取期间由MS 2使用的参数信息和系统标识的数据流。同步信道使用沃尔什码32。
根据容量需求,可以存在从一个到七七个寻呼信道。寻呼信道承载寻呼、系统参数信息和呼叫建立指令。寻呼信道使用沃尔什码1-7。
业务信道被分配给单个用户以承载呼叫服务。业务信道使用以噪音限制的整体容量为条件的剩余沃尔什码。
反向信道用于从MS 2向BTS 3的信号,并且使用沃尔什码和专用于MS的长码PN序列的偏移量,其中一个用户能够同时传送多种类型的信道。通过其CDMA RF载波频率和单个MS 2的唯一长码PN偏移来标识反向信道。反向信道包括业务信道和接入信道。
在实际呼叫期间,单个用户使用业务信道以向BTS 3发送服务。反向业务信道主要是用户专用公共或私有长码掩码,并且当存在多个CDMA终端时存在与所述终端一样多的反向业务信道。
还没有被涉及在呼叫中的MS 2使用接入信道发送注册请求、呼叫建立请求、寻呼响应、指令响应和其他信令信息。接入信道基本上是对于BTS 3扇区唯一的公共长码偏移。接入信道与寻呼信道结对,每个寻呼信道具有最多32个接入信道。
CDMA通信提供许多优点。一些优点包括可变速率声编码(vocoding)和多路复用、功率控制,使用RAKE接收机和软切换。
CDMA允许使用可变速率声码器以压缩语音,降低比特率,并极大地增加容量。,可变速率声编码在讲话期间提供全比特率,在讲话暂停期间,提供低数据速率,并提供增加容量和自然声。多路复用允许声音、信令和用户辅助数据在CDMA帧中混合。
通过使用前向功率控制,BTS 3连续降低每个用户的前向基带码片流的强度。当特定的MS 2在前向链路上经历错误时,将请求更多的能量,并且将提供迅速增强的能量,在此之后能量将再次降低。
使用RAKE接收机将允许MS 2在每一帧使用三个服务相关器的组合输出或“RAKE指”(RAKE fingers)。每个RAKE指能独立恢复特定的PN偏移和沃尔什码。随着搜寻者连续地检查导频信号,该指可针对不同的BTS 3的延迟多径反射。
MS 2驱动软切换。MS 2连续地检查可用导频信号,并且向BTS 3报告关于它当前察看的导频信号。BTS 3分配最多六个扇区,并且MS2据此分配它的指。通过模糊和突发(dim-and-burst)发送A1消息,而不用静噪(muting)。通信链路的每个末端逐帧(frame-by-frame)地选择最佳设置,切换对于用户是透明的。
cdma2000系统是第三代(3G)宽带、扩频无线接口系统,其使用CDMA技术潜在的增强服务,促进数据性能,如因特网和内联网接入、多媒体应用、高速商业交易和遥感勘测。cdma2000如其他第三代系统一样,将聚焦于网络经济性和无线传输设计,以克服有限量的可用无线频谱的限制。
图3示意了用于cdma2000无线网络的数据链路协议结构层20。该数据链路协议结构层20包括上层60、链路层30和物理层21。
上层60包括3个子层:数据服务子层61;语音服务子层62和信令服务子层63。数据服务61是代表移动末端用户传送任何形式的数据的服务,并且其包括分组数据应用(如IP服务)、电路数据应用(如异步传真和B-ISDN仿真服务)和SMS。语音服务62包括PSTN接入、移动对移动语音服务和因特网电话。信令63控制移动操作的所有方面。
信令服务子层63处理在MS 2和BS 6之间交换的所有消息。这些消息控制诸如呼叫建立和拆除、切换、特征激活、系统配置、注册和鉴权的功能。
链路层30细分为链路接入控制(LAC)子层32和媒体接入控制(MAC)子层31。链路层30提供用于数据传送服务的协议支持和控制机制,并且执行必要的功能以将上层60的数据传输需求映射为物理层21的特定性能和特征。链路层30可视为上层60和物理层20之间的接口。
由于需要支持宽范围的上层60服务,以及需要在宽的性能范围上,尤其是从1.2Kbps到高于2Mbps,提供高效率和低等待时间的数据服务,所以促成了MAC 31与LAC 32子层的分离。其他促进因素是需要支持电路和分组数据服务的高服务质量(QoS)传送,例如对可接受的延迟和/或数据BER(误比特率)的限制,以及对增强的每个服务具有不同的QoS需求的多媒体服务不断增长的需求。
需要LAC子层32在点到点无线传输链路42上提供可靠的顺序传送传输控制功能。LAC子层32管理上层60实体之间的点到点通信信道,并且提供构架以支持宽范围的不同的端到端的可靠的链路层30协议。
链路接入控制(LAC)子层32提供信令消息的正确传送。其功能包括其中需要确认的有保证的传送,其中不需要确认的无保证的传送,重复消息检测,用以将消息传送给单个MS 2的寻址控制,将消息分割为大小合适的片段以通过物理介质进行传送的分段,重组和确认接收的消息以及全局质询鉴权。
对于每个激活的服务,MAC子层31促进具有QoS管理能力的3G无线系统的复杂的多媒体、多服务能力。MAC子层31提供过程以控制分组数据服务和电路数据服务到物理层21的接入,包括来自单个用户的多个服务之间的竞争控制,以及无线系统中的竞争用户之间的竞争控制。MAC子层31也执行逻辑信道和物理信道之间的映射,将来自多个源的数据复用到单个物理信道上,并且在无线链路层上使用用于尽力服务级别的可靠性的无线链路协议(RLP)33来提供合理可靠的传输。信令无线突发协议(SRBP)35是为信令消息提供无连接(connectionless)协议的实体。复用和QoS控制34负责通过仲裁来自竞争服务的冲突请求以及接入请求的合适的优先级,执行协商的QoS水平(negotiated Qos levels)。
物理层20用于编码和调制通过空中传输的数据。物理层20调节来自高层的数字数据,以便通过移动无线信道可靠地传输该数据。
物理层20将MAC子层31通过多个传输信道传输的用户数据和信令映射到物理信道中,并且通过无线接口发送该信息。在发送方向,由物理层20执行的功能包括信道编码、交织、加扰、扩频和调制。在接收方向,这些功能顺序上相反以便在接收机中恢复所发送的数据。
图4示意了呼叫处理的总体情况。处理呼叫包括导频和同步信道处理、寻呼信道处理、接入信道处理和业务信道处理。
导频和同步信道处理涉及在MS 2初始化状态中MS 2处理导频和同步信道以获得并与CDMA系统同步。寻呼信道处理涉及在空闲状态中MS 2监控该寻呼信道或前向公共控制信道(F-CCCH),以接收来自BS 6的开销和针对移动端的管理消息。接入信道处理涉及在系统接入状态中MS 2在接入信道或增强接入信道上向BS 6发送消息,而BS6一直监听这些信道,并在寻呼信道或F-CCCH上响应MS。业务信道处理涉及在MS 2对业务信道控制的状态中,BS 6和MS 2使用专用前向和反向业务信道进行通信,该专用前向和反向业务信道承载用户信息,如语音和数据。
图5示意了MS 2的初始化状态。该初始化状态包括系统确定子状态、导频信道获取、同步信道获取、时序改变子状态和移动台空闲状态。
系统确定是MS 2确定从哪个系统获得服务的过程。该过程包括确定诸如模拟对数字、蜂窝对PCS、A载波对B载波。定制的选择处理可控制系统确定。使用重定向处理的服务提供者也可控制系统确定。在MS 2选择了系统之后,它必须确定在该系统中的哪个信道上搜索服务。通常,MS 2使用经优先排序的信道列表来选择信道。
导频信道处理是MS 2通过搜索可用的导频信号首次获得关于系统时序的信息的过程。导频信道不包含信息,但是MS 2能通过与导频信道进行相关来调整它自己的时序。一旦完成相关,MS 2与同步信道同步,并且能读取同步信道消息,进一步精确它的时序。在MS 2宣告失败并返回系统确定以选择另一信道或另一系统之前,允许MS 2在单个导频信道上搜索至多15秒。该搜索过程不是标准化的,获得系统的时间取决于实现方式。
在cdma2000中,在单个信道上可能存在许多导频信道,如OTD导频、STS导频和辅助导频。在系统获取期间,MS 2将不会发现任何这些导频信道,因为它们使用不同的沃尔什码,而MS只搜索沃尔什码0。
在同步信道上连续地发送同步信道消息,并且向MS 2提供该信息以便使时序精确以及读取寻呼信道。在同步信道消息中,移动台接收来自BS 6的信息,该同步信道消息允许移动台确定它是否能够与BS通信。
在空闲状态,MS 2接收一个寻呼信道,并且处理在该信道上的消息。将开销或配置信息与所存储的序列号进行比较,以确保MS 2具有最新的参数。检查发给MS 2的消息,以确定意向用户。
BS 6可以支持多个寻呼信道和/或多个CDMA信道(频率)。MS2使用基于它的IMSI的hash函数,以确定在空闲状态中监控哪个信道和频率。BS 6使用相同的hash函数以确定寻呼MS 2时使用哪个信道或频率。
在寻呼信道和F-CCCH上使用时隙循环索引(SCI)支持时隙寻呼。时隙寻呼的主要目的是节约MS 2中的电池电量。MS 2和BS 6同意将在哪个时隙中寻呼MS。在未分配的时隙期间,MS 2能将它的一些处理电路掉电。一般寻呼消息或通用寻呼消息可用于在F-CCCH上寻呼移动终端。也支持快速寻呼信道,其允许MS 2上电一段较短的时间,该时间短于在F-PCH或F-CCCH上只使用时隙寻呼的可能时间。
图6示意了系统接入状态。在该系统接入处理过程中第一步骤是更新开销信息以确保MS 2在使用正确的接入信道参数,如初始功率水平和功率步长增量。MS 2随机地选择接入信道,并且发送信息而不与BS 6或其他MS进行协调。这种随机接入过程可导致冲突。可以采用多个步骤来降低冲突的可能性,如使用时隙结构、使用多接入信道、在随机的起始时间进行发送、以及采用拥塞控制,例如过载分级(overload classes)。
MS 2可在接入信道上发送请求或响应消息。请求是自主地发送的消息,如发起消息(Origination message)。响应是响应于从BS 6接收的消息而发送的消息。例如寻呼响应消息是对一般寻呼消息或通用消息的响应。
接入尝试,其涉及发送一个层2封装的PDU并接收对PDU的确认的整个过程,包括一个或多个接入子尝试,如图7所示。接入子尝试包括一组接入探针序列(access probe sequence),如图8所示。通过随机补偿间隔(random backoff interval)(RS)和持续延迟(persistencedelay)(PD)来分隔接入子尝试中的序列。PD只应用于接入信道请求,而不用于响应。图9示意了系统接入状态,其中通过使用0-511时隙的时隙偏移来避免冲突。
复用和QoS控制子层34具有发送功能和接收功能。发送功能组合来自多种源,如数据服务61、信令服务63或语音服务62的信息,并且形成物理层SDU和PDCHCF SDU用于传输。接收功能将包含在物理层21和PDCHCF SDU中的信息进行分离,并且将该信息发送给正确的实体,如数据服务61、上层信令63或语音服务62。
复用和QoS控制子层34以与物理层21时间同步的方式进行工作。如果物理层21以非零帧偏移进行传输,则复用和QoS控制子层34传送物理层SDU,以通过物理层在自系统时间合适的帧偏移处进行传输。
多路复用和QoS控制子层34使用物理信道专用服务接口原语(primitives)集向物理层传送物理层21SDU。物理层21使用物理信道专用接收指示服务接口操作向复用和QoS控制子层传送物理层SDU。
SRBP子层35包括同步信道、前向公共控制信道、广播控制信道、寻呼信道和接入信道过程。
LAC子层32向层3 60提供服务。在层3 60和LAC子层32之间传送SDU。LAC子层32提供将SDU适当地封装为LAC PDU,将其分割并重组然后作为封装的PDU片段被传送给MAC子层31。
顺序地执行在LAC子层32中的处理,处理实体以建立好的顺序相互传送部分形成的LAC PDU。对SDU和PDU进行处理,并沿着功能路径传送,而不需要上层知道物理信道的无线特性。然而,上层也可知道物理层的特性,并且可指导层2 30使用特定的物理信道以传输特定的PDU。
1xEV-DO系统被优化用于分组数据服务,其特征在于只用于数据或者数据优化(“DO”)的单个1.25MHz载波(“1x”)。而且,在前向链路上存在2.4Mbps或3.072Mbps的峰值数据速率,在反向链路上存在153.6Kbps或1.8432Mbps的峰值数据速率。而且,1xEV-DO系统提供分开的频带和以1x系统进行的网间连接。图10示意了用于1x系统和1xEV-DO系统的cdma2000的比较。
在CDMA2000中,存在并发(concurrent)服务,借此实际上以最大数据速率614.4Kbps和307.2Kbps一起传送语音和数据。MS 2为语音呼叫而与MSC5进行通信,并且为数据呼叫而与PDSN 12进行通信。cdma2000系统的特征在于具有可变功率的固定速率以及沃尔什码分隔的前向业务信道。
在1xEV-DO系统中,最大数据速率是2.4Mbps或3.072Mbps,并且不与电路交换核心网7进行通信。1xEV-DO系统的特征在于固定功率和可变速率以及单个前向信道,该前向信道是时分复用的。
图11示意了1xEV-DO系统结构。在1xEV-DO系统中,一个帧包括16个时隙,具有600时隙/秒,并且具有26.67ms或32768个码片的持续时间。单个时隙是1.6667ms长并具有2048个码片。控制/业务信道在一个时隙中具有1600个码片,导频信道在一个时隙中具有192个码片,并且MAC信道在一个时隙中具有256个码片。1xEV-DO系统有助于更简单和更快速的信道估计以及时间同步。
图12示意了1xEV-DO默认协议结构。图13示意了1xEV-DO非默认协议结构。
在1xEV-DO系统中与会话有关的信息包括由MS 2或接入终端(AT)和BS 6或接入网络(AN)在空中链路中使用的一组协议,单播接入终端标识符(UATI),由AT和AN在空中链路上使用的协议的配置,以及当前AT位置的估计。
应用层提供:尽力服务,借此消息被发送一次;以及可靠传送,借此可以将消息进行一次或多次重传。对于一个AT 2,流层(streamlayer)提供最多复用4个(默认)或255个(非默认)应用流的能力。
会话层确保会话一直有效,并且管理会话的关闭,指定用于初始UATI分配的过程,维护AT地址,并且协商/规定会话期间所使用的协议,以及用于这些协议的配置参数。
图14示意了1xEV-DO会话的建立。如图14所示,建立会话包括地址配置、连接建立、会话配置和交换密钥。
地址配置涉及分配UATI和子网掩码的地址管理协议。连接建立涉及建立无线链路的连接层协议。会话配置涉及配置所有协议的会话配置协议。交换密钥涉及在建立密钥以进行鉴权的安全层中的密钥交换协议。
“会话”涉及在AT 2与RNC之间的逻辑通信链路,其保持开放若干小时,默认为54小时。会话继续直到PPP会话也被激活。通过在AN 6中的RNC来控制和维护会话信息。
当连接开放(open)时,能向AT 2分配前向业务信道,并且分配反向业务信道和反向功率控制信道。在单个会话期间可发生多个连接。
连接层管理网络的初始获取和通信。而且,连接层维护近似的AT位置,并管理AT 2和AN 6之间的无线链路。而且,连接层执行监管、划分优先级和封装从会话层接收的所发送的数据,向安全层转发划分优先级后的数据,并且解封装从安全层接收的数据,并将其转发给会话层。
图15示意了连接层协议。如图16所示,该协议包括初始化状态、空闲状态和已连接状态。
在初始化状态,AT 2获取AN 6,并且激活初始化状态协议。在空闲状态,将关闭的连接初始化,并且激活空闲状态协议。在已连接状态,将开放的连接初始化,并且激活已连接状态协议。
关闭的连接涉及这样一种状态,即AT 2没有被分配任何专用空中链路资源,并且通过接入信道和控制信道进行AT和AN之间的通信。开放的连接涉及这样一种状态,即AT 2能被分配以前向业务信道,被分配反向功率控制信道和反向业务信道,并且通过这些分配的信道和控制信道进行AT 2和AN 6之间的通信。
初始化状态协议执行与获取AN 6有关的动作。空闲状态协议执行与AT 2有关的动作,该AT 2已经获取AN 6,但不具有开放的连接,如使用路由更新协议保持跟踪AT的位置。已连接状态协议执行与已经具有开放连接的AT 2有关的动作,如管理AT和AN 6之间的无线链路,并且管理产生关闭的连接的过程。路由更新协议执行与保持跟踪AT 2的位置有关的动作,并且管理AT和AN 6之间的无线链路。开销消息协议通过控制信道广播必要的参数,如快速配置、扇区参数和接入参数消息。分组合并协议合并分组并对分组划分优先级,以便以它们的指派优先级和目标信道的函数来进行传输,并且在接收机上提供对分组进行解复用。
安全层包括密钥交换功能、鉴权功能和加密功能。密钥交换功能提供被AN2和AT6遵循的用于鉴权服务的过程。该鉴权功能提供被AN2和AT6遵循的过程以便交换用于鉴权和加密的密钥。该加密功能提供被AN2和AT6遵循的用于对业务加密的过程。
1xEV-DO前向链路的特征在于不支持功率控制和软切换。AN 6在恒定功率下进行发送,并且AT 2请求前向链路上的可变速率。因为在TDM中,不同的用户可以在不同的时间进行发送,从而很难实现来自不同的意图用于单个用户的BS 6的分集传输。
在MAC层中,跨物理层传送发自高层的两种类型的消息,具体的,用户数据消息和信令消息。使用两种协议处理这两种消息,具体来说前向业务信道MAC协议用于用户数据消息,以及控制信道MAC协议用于信令消息。
物理层的特征在于1.2288Mbps的扩频速率,一个帧包含16个时隙和26.67ms,具有1.67ms的时隙和2048个码片。前向链路信道包括导频信道、前向业务信道或控制信道,以及MAC信道。
导频信道类似于cdma2000导频信道之处在于它包括全“0”信息比特和以W0的沃尔什扩频,其一个时隙具有192个码片。
前向业务信道特征在于数据速率从38.4Kbps到2.4576Mbps,或者从4.8Kbps改变为3.072Mbps而变化。可以在1到16个时隙中发送物理层分组,并且当一个以上的时隙被分配时,发送时隙使用4-时隙交织。如果在将所有分配的时隙发送出去之前在反向链路ACK信道上接收到ACK,则不应再发送剩余时隙。
在cdma2000中该控制信道类似于同步信道和寻呼信道。该控制信道特征在于256时隙或427.52ms的周期,物理层分组长度为1024比特或128、256、512和1024比特,以及38.4Kbps或76.8Kbps或19.2Kbps、38.4Kbps或76.8Kbps的数据速率。
1xEV-DO反向链路特征在于AN 6可以通过使用反向功率控制能够对反向链路进行功率控制,并且通过软切换,多于一个的AN能接收AT 2的传输。而且,在反向链路上不存在TDM,通过使用长PN码的沃尔什码将该反向链路信道化。
AT 2使用接入信道以初始化与AN 6的通信,或响应于指向AT的消息。接入信道包括导频信道和数据信道。
AT 2在接入信道上发送一系列接入探针(access probe),直到从AN 6接收到响应,或者计时器超时。接入探针包括前同步码(preamble)和一个或多个接入信道物理层分组。接入信道的基本数据速率是9.6Kbps,更高的19.2Kbps和38.4Kbps的数据速率也可用。
当一个以上的AT 2使用相同的控制信道分组进行寻呼时,可以同时发送接入探针,并且可能有分组冲突。当AT 2共位,或进行群组呼叫,或具有相似的传播延迟时,该问题将更严重。
对于冲突的可能性的一个原因是传统方法中的当前持续测试的低效性。因为AT 2需要短的连接建立时间,当使用持续测试时,被寻呼的AT可与其他被寻呼的AT同时发送寻呼探针。
由于每个AT 2需要短的连接建立时间,和/或每个AT 2是具有相同持续值的群组呼叫的一部分,该持续值典型地设置为0,因而使用持续测试的常规方法是不够的。如果AT 2共位,例如在一个群组呼叫中,接入探针同时到达AN 6,由此产生接入冲突,并增加连接建立时间。
因此,需要更有效的方法以用于来自共位(co-located)的需要短连接时间的移动终端的接入探针。本发明解决这个和其他需求,如干扰消除。
在具有多个天线的无线通信系统中,接收端(例如,接入终端、移动台或移动终端)可以使用反馈信道(或反馈信息)报告与一个或多个前向链路(有时,反向链路)有关的信道条件。该反馈信息可以包括用于最佳服务扇区和/或载波(子载波)和/或天线,以及具有最强信号的这些的任何组合的信道条件/质量。为了使发送端(例如,接入网络、基站或节点B)利用前向链路或反向链路频率分集,接收端可具有分配的特定数目N个载波(子载波),并报告在N个反馈信道上的信道条件。
在无线通信系统中(例如,码分多址2000演进数据专用(EV-DO)系统),每个小区/扇区可定位至少一个天线。而且,在接收端可定位至少一个天线。EV-DO在前向和反向链路上提供快速分组建立,并提供空中接口增强,其降低等待时间并提高数据速率。
图16是示意在单个发送端和单个接收端之间的导频信号和反馈信息传输的示例性框图。然而,发送端和接收端的数量,以及载波(子载波)、天线和/或扇区/小区的数量不限于一个。
在从至少一个用户发送数据时,发送端典型地通过所有可用天线和子载波向至少一个接收端发送导频或导频信号。作为响应,接收端发送回关于包括天线的每个子载波的信道条件/质量的反馈信息。基于该反馈信息,发送端确定用于发送数据或数据分组的载波/天线组合。可周期性地或非周期性地发送该反馈信息。
尽管基于从接收端提供的反馈信息来发送分组,但是可能没有精确地接收和解码所发送的子分组。为了解决该问题,可以使用自动请求(ARQ)或混合-ARQ(HARQ)。在ARQ或HARQ中,常常重传数据分组或子分组。然而,如果经由用于发送先前/最初分组的相同的载波/天线来进行子分组的重传,则可能重传的子分组会被再次精确地接收或者不能被精确地接收,特别是如果信道条件较差的话。
关于重传,基于该CQI和/或先前子分组传输的确认,相同载波/天线或不同载波/天线可用于后续子分组的传输。因此,在相同载波(或一组音调(tone))或天线上,或在不同的小区/扇区上可以传输后续的(或同时的)子分组。如上所述,天线可称为小区/扇区。
这是有价值的,因为可以节省功率,较早终止的机率可以被最大化,或者延迟可以被最小化。在此,假设有多个载波(或音调)和/或天线。
为此,前向链路(FL)开销信道可用于承载用于相关子分组的信息,该信息表示载波、频率音调或天线。换句话说,开销信道可用于提供发送端已经选择了哪个载波/天线以承载后续的子分组。此外,发送端的决定可基于CQI和/或先前子分组传输的确认。
通过开销信道提供所选择的载波/天线组合的一个原因是使得接收端能知道要查看哪个载波和天线以用于重传子分组。因此,该信息可帮助接收和解码子分组。
可选地,可以通过不同的传输格式来传输该子分组(后续的,不同的天线,或载波)。换句话说,可以使用不同的调制方案对子分组进行不同的调制。基于最新的CQI,后续传输的子分组的传输格式可以不同于先前的子分组的传输格式。
例如,使用特定调制方案(例如,具有特定码速率的正交相移键控(QPSK))进行先前传输。然而,基于该CQI,使用不同的、可产生成功接收/解调的调制方案进行下一传输。由此,可使用不同的格式或调制方案(例如,二进制相移键控(BPSK))进行后续的传输。
由于随着子分组的传输进行开销信道的传输,因此可以使用与先前子分组传输中所使用的不同传输格式来传输当前的子分组。例如,如果信道质量良好,则可以传输具有较短持续时间、较高调制和编码的子分组。
作为用于重传的另一选择,可以在一个以上的载波/天线上同时发送该子分组。
在无线通信系统中,发送方(例如,接入网络)能向接收方(例如,接入终端)发送数据。如果接收方在小区/扇区边缘区域附近,从发送方发送的数据将在接收数据时经历困难,因为存在例如低接收功率和/或干扰的因素。相同的困难将发生在其中会遭遇来自相邻小区/扇区的干扰的多小区/扇区环境中,特别地,在移交/切换情形期间。图17是示意切换情形的示例性框图。
通过使用所选的载波和天线组合,在相对好的信道条件下,可向用户提供高且更可靠的数据传输。另外,具有坏信道条件的用户也能受益。
为了解决上述问题,可以选择具有最佳信道条件或信道质量的载波和/或天线和/或扇区/小区以用于传输。为此,接收方需要向发送方提供关于多个载波/天线中的哪个载波/天线具有最佳信道条件/质量的反馈信息。例如,基于从该发送方向接收方发送的导频可以测量该信道条件。使用该反馈信息(例如,信道质量信息(CQI)或数据速率控制(DRC),该发送方能选择载波、天线或扇区/小区及其任何组合,以用于传输数据。另外,扇区/小区可具有至少一个天线元件。
可周期性地或非周期性地发送该反馈信息。利用周期性的或非周期性的反馈,发送端可选择比先前传输更好的载波/天线/扇区组合。由于传输成功或失败的敏感性取决于信道条件,周期性的或非周期性的反馈信息使得发送端为了更好的数据传输而适应于变化的信道条件。
基于来自接收端的反馈信息,该反馈信息可包括接收端关于哪个天线与载波组合用于传输的选择。换句话说,接收端可指示或指出在子活动集中所提供的组合。
该子活动集可被描述为不同载波(子载波)与天线组合的索引。例如,在具有两个(2)子载波(例如,子载波#1和子载波#2)和两个(2)天线(例如,天线#1和天线#2)的系统中,将会有如下可能的组合。在此,该索引具有四(4)个不同的组合。索引1表示子载波#1和天线#1的组合,索引2表示子载波#1和天线#2的组合,索引3表示子载波#2和天线#1的组合,索引4表示子载波#2和天线#2的组合。基于信道条件/质量,接收端选择任何一个或至少一个索引,并将它的选择反馈给发送端。简而言之,子活动集提供关于哪个载波和/或天线具有较好信道条件的信息。
例如,如果通过天线#2/子载波#1发送的导频的信道条件/质量具有最强的信号,或具有最佳信道条件,则可通过天线#2/子载波#1发送该子分组。
而且,索引的大小取决于系统中可用的载波和天线的数量。而且,有可能选择一对天线和一对载波/子载波。
在选择最佳载波/天线组合时,接收端可使用发送端所发送的导频。例如,在多个天线系统中,发送端可通过天线#1和天线#2同时发送不同类型的导频,类型A和类型B。换句话说,类型A和类型B导频都通过天线#1在不同的子载波上发送给接收端,类似的,类型A和类型B导频都通过天线#2在不同的子载波上发送给接收端。基于信道条件,接收端能选择对于天线#1具有更好信道条件的类型A导频,同时对于天线#2选择类型B。将关于哪个类型的导频(类型A或类型B)更好的反馈提供给发送端的每个天线。
通过子活动集,接收方能指出(或指示)具有最佳信道条件的载波/天线。换句话说,CQI信道可指出在子活动集中的载波/天线。相同的原理也可被应用于和载波/天线有关的扇区/小区中。即,接收端能提供哪个载波或子载波具有较好传输质量,并且提供哪个扇区/小区具有较好信道条件。如上所述,天线也可被称为扇区/小区。
而且,子活动集的数目能对应于分配的载波的数量。在单个天线选择中,接收端能被分配给每天线特定数量的子载波。基于信道条件,接收端提供每个天线的哪个子载波具有较好或最好的信道质量。例如,如果将三(3)个子载波分配给接收端,则可以形成最多三(3)个子活动集。
如果接收端进行软移交/切换,可将组合的CQI信道用作为子活动集。即,与上面类似,组合的CQI信道能在所有载波/天线中指出或指示一个或一组天线。例如,如果使用两(2)个发射机天线的空时编码以用于前向链路(FL)传输,并且每个扇区具有N个发送类型A导频的天线,并具有M个发送类型B导频的天线,则两(2)个CQI信道,每个信道用于一种类型,可用作为子活动集的组合反馈信道。接入终端(AT)被限制以将这两个(2)信道指向具有相同数据源的天线。
在提供该反馈信息时,可以交织对载波与天线组合的选择。该交织可归类为奇数交织和偶数交织。例如,奇数交织能提供发射信道的信道质量/条件。在此,奇数交织能充当与数据速率控制(DRC)值(例如,CQI值)类似的功能,通过该CQI值可提供信道质量。同时,偶数交织能用于提供所选择的天线。在此,偶数交织能充当与上述所选的索引类似的功能。奇数交织和偶数交织能被组合以形成一组交织(interlace),并被提供给发送端以通知关于载波/天线的哪个组合。
而且,能以CQI覆盖(CQI cover)的形式提供该反馈信息。常规的,CQI覆盖能用于指出接收端(例如,接入网络或基站)。在此,CQI覆盖能用于提供与由接收端选择的子载波以及天线有关的信息。换句话说,用于CQI覆盖的比特的数目能被扩展/增加以包括扇区标识和所选择的天线。而且,扩展的CQI覆盖能包括扇区标识、所选择的天线以及与CQI值等效的信息。在此,CQI值保持不变,而CQI覆盖进行改变以包括关于扇区标识和天线的信息。
简单来说,CQI覆盖的比特数量可被扩展,以便该覆盖表示在相同或不同扇区/小区中所选择的天线。如果存在一个以上的发送端,则扩展的CQI覆盖除了包括对载波/天线组合的选择之外,还包括对发送端的选择。类似的,CQI覆盖还包括CQI值。
作为提供反馈信息的可选方法,用于CQI值的多个比特可以被扩展或增加。如果特定数量的比特用于表示CQI值,例如四(4)个比特,则可以增加多个比特,例如两(2)个比特。换句话说,不像常规地使用四(4)个比特,而是使用总共六(6)个比特用于DRC值。因此,四(4)个比特可用于最初或常规的目的,扩展/增加的两(2)个比特可用于表示天线选择。在此,CQI覆盖保持不变(例如,扇区标识符),而CQI值改变。
由于CQI值的比特数量可以被扩展,以包括所选天线的信息,扩展后的CQI值能表示所选择的天线索引和CQI索引对。而且,在选择天线时,基于信道条件可以选择两个以上的天线。
作为提供反馈信息的另一替换选项,可以使用不同的值。换句话说,不是每次提供全CQI值,而是提供相对于先前值的差别值。尤其是,最初提供全CQI值,以便确定参考。使用该全CQI值作为参考,后续传输将包括差别值。例如,后续的差别值可表示“上或下”,以便发送端能相对于先前值增加或降低。通过这样安排,可以降低用于CQI信道的传输功率。
例如,对于多个CQI信道,一个锚点CQI信道(anchor CQI channel)能发送全CQI值,而在报告它的全CQI值时,其他CQI信道发送其他信道的相对于该全CQI值的差别值。在此,多个载波(或天线)中的一个可以是锚点载波,而其他载波将取决于锚点载波。在此假设载波之间没有大的变化。可选地,每个CQI信道能发送全CQI值。
如上所述,对于切换/移交情形,在发送方可以存在多个发射机。在与软切换、更软切换,甚至是最软切换有关的情形中,多个CQI值可用于向每个发射机(在活动组中的发送扇区)发送CQI值。而且,能将多个功率控制命令(基本等效于差别的CQI)发送给每个发射机。另外,不同的CQI的功率水平可以不同,而且可由每个扇区单独进行控制。换句话说,功率水平的差别是基于来自每个发射机的功率命令的。发射机可以是基站、接入网络、节点B、网络、移动台、移动终端和接入终端中的任何一个。
对于和反馈有关的各种技术,可以将这些技术应用于空间复用。为了使空间复用有效,在发送端至少存在两(2)个天线。而且,发送端和/或接收端可位于不同的扇区/小区中。
而且,对于空间复用,接收端能向发送端发送码(等级(rank))选择。该码(等级)选择涉及可用于传输的载波/天线的数目。在此,可将至少两个CQI发送给发送端,并且码(等级)选择提供与信道的数目以及每个信道大小有关的信息。此后,CQI用于标识有多少数据可在该载波上发送。例如,如果存在两个载波,则需要两(2)个CQI,一个载波用于一个CQI。作为另一范例,码索引和用于该码索引的CQI。可通过码索引和对应的CQI值来指示并行的CQI信道。
如上所述,多个信道可用于向发送端提供反馈信息,尤其是在多天线环境中。而且,发送端(例如,接入网络)能使用反馈信息来选择用于发送数据的最佳信道(或载波/天线)。作为反馈信息的另一形式,可以使用CQI。
基于来自发送端的传输,接收端可以在CQI中包括关于哪个载波/天线具有最佳信道质量和频率对(导频)的信息。如上所述,可用数据速率控制(DRC)替换CQI。
图18是示意对于多个扇区,接收端对导频进行选择的示例性框图。尤其是,参考图18,由于接收端的FL服务器具有单个反馈信道,所以接收端从六(6)个导频中选择在频率2(f2)上扇区1(S1)中的一个导频。在此,假设接收端能同时监视在不同的载波上的导频。CQI覆盖可用于选择扇区或区分不同的扇区。而且,CQI覆盖对所有扇区是相同的。
图19是对图18的替换的描述。图19是示意对于多个扇区接收端对导频进行选择的另一示例性框图。在图19中,存在三(3)个子载波,标记为f1,f2,和f3。而且,存在两个天线或扇区,A和B。如图所示,选择子载波,并且将选择的子载波应用于两个天线/扇区A和B。在此存在每子载波(例如,f1,f2和f3)三(3)个反馈信道。如图示地,水平地选择子载波。在此,所进行的选择可称为子活动集,其细节如上所述。换句话说,接收端能使用反馈信息(例如CQI)进行该选择。
图20是示意对于单个扇区接收端选择导频的示例性框图。参考图20,使用CQI覆盖来区分不同的载波,对于每个扇区/天线,CQI覆盖是不同的。如图示地,垂直地选择子载波。在此,存在一个反馈信道,然而在图19中存在三个反馈信道。类似地,接收端可使用反馈信息(例如,CQI)进行该选择。
工业实用性
本领域技术人员应当清楚,可以对本发明进行多种修改和变化而不脱离本发明本质和范围的情况。因此,本发明意图覆盖在附加权利要求及其等同物范围内对本发明进行的修改和变化。

Claims (38)

1.一种使用混合自动请求(HARQ)技术在无线通信系统中发送后续子分组的方法,该方法包括:
从至少一个接收端接收反馈信息;
通过至少一个开销信道发送传输分组,其中该传输分组包括关于为后续传输所选择的载波与天线组合的信息;以及
根据所选择的载波与天线组合发送至少一个子分组。
2.如权利要求1的方法,还包括:
向至少一个发送端发送所述反馈信息;
接收所述传输分组;以及
通过所选择的载波和天线接收并解码所述至少一个子分组。
3.如权利要求1的方法,其中所述开销信道是前向链路信道。
4.如权利要求1的方法,其中所述传输分组还包括与至少一个扇区或小区有关的信息。
5.如权利要求1的方法,其中所述反馈信息是信道质量信息(CQI)。
6.如权利要求1的方法,其中所选择的载波与天线组合与先前传输相同。
7.如权利要求1的方法,其中所选择的载波与天线组合与先前传输不同。
8.如权利要求1的方法,其中周期性或非周期性地发送所述反馈信息。
9.一种使用混合自动请求(HARQ)技术在无线通信系统中发送后续子分组的方法,该方法包括:
从至少一个接收端接收反馈信息;以及
基于最新的反馈信息,使用与先前传输的至少一个子分组的传输格式不同的传输格式来发送至少一个后续子分组。
10.如权利要求9的方法,还包括:
向至少一个发送端发送所述反馈信息;
基于与先前发送的至少一个子分组的传输格式不同的传输格式来接收所述至少一个子分组。
11.如权利要求9的方法,其中所述传输格式涉及调制格式。
12.如权利要求9的方法,其中所述反馈信息是信道质量信息(CQI)。
13.如权利要求9的方法,其中在多个载波和天线上同时发送所述至少一个子分组。
14.一种在无线通信系统中发送反馈信息的方法,该方法包括向至少一个发送端发送反馈信息,其中所述反馈信息包括对子活动集中的组合的选择的指示。
15.如权利要求14的方法,其中所述反馈信息是信道质量信息(CQI)或数据速率控制(DRC)。
16.如权利要求14的方法,其中周期性或非周期性地发送所述反馈信息。
17.如权利要求14的方法,其中所述对组合的选择是基于信道质量的。
18.如权利要求14的方法,其中所述子活动集包括至少一个天线和至少一个载波的多种组合的索引。
19.如权利要求14的方法,其中所述子活动集包括至少一个天线、至少一个载波和至少一个扇区/小区的多种组合的索引。
20.如权利要求14的方法,其中所述子活动集的大小根据天线、载波或扇区/小区的数目而变。
21.如权利要求14的方法,其中子活动集的数目对应于分配的载波的数目。
22.如权利要求14的方法,其中所述反馈信息包括组合的反馈信道,并且其中所述组合的反馈信道用于指示一组天线。
23.如权利要求22的方法,其中在软切换期间使用所述组合的反馈信道。
24.如权利要求14的方法,其中对所述子活动集进行交织。
25.如权利要求24的方法,其中交织后的子活动集分类为奇数交织和偶数交织,并且其中所述奇数交织提供与信道质量有关的信息,而所述偶数交织提供关于接收端所选择的至少一个天线或一组天线的信息。
26.如权利要求14的方法,其中所述反馈信息包括扩展的信道质量信息(CQI)覆盖,并且其中所述CQI覆盖的扩展部分包括扇区标识以及关于接收端所选择的至少一个天线或一组天线的信息。
27.如权利要求26的方法,其中所述扩展的CQI覆盖是具有扩展比特数的CQI覆盖。
28.如权利要求26的方法,其中所述CQI覆盖包括不变的信道质量信息(CQI)值。
29.如权利要求14的方法,其中所述反馈信息包括信道质量信息(CQI)值,增加所述信道质量信息值的尺寸以包括关于接收端所选择的至少一个天线或一组天线的信息。
30.如权利要求29的方法,用比特表示所述CQI值。
31.如权利要求14的方法,其中所述反馈信息包括差别值,所述差别值是信道质量信息(CQI)值相对于先前的CQI值之差。
32.如权利要求31的方法,其中所述先前的CQI值是全CQI值。
33.如权利要求31的方法,其中通过上/下命令指示所述差别值。
34.如权利要求14的方法,其中所述反馈信息包括多信道质量信息(CQI)。
35.如权利要求14的方法,其中所述反馈信息包括多个功率控制命令。
36.如权利要求14的方法,还包括从发送端接收等级选择。
37.如权利要求36的方法,其中所述等级选择涉及可用于传输的载波和天线的数目。
38.如权利要求36的方法,其中所述等级选择提供关于信道的数目和每个信道的大小的信息。
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