CN101611570B - 用于无线多载波通信的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

用于执行与GSM网络(612)的呼叫建立的方法、系统和设备。接收针对GSM网络(614)中的所述第一链路的多个载波的分派。依照图6，经由用于第一链路的多个载波和用于第二链路(618)的至少一个载波与GSM网络交换数据。

Description

用于无线多载波通信的方法和设备
依据35 U.S.C.§119主张优先权
本专利申请案主张2005年5月17日申请的题为“METHOD AND APPARATUS FORMULTI-CHANNELWIRELESS COMMUNICATIONS”的第60/682,181号临时申请案的优先权，所述临时申请案转让给本受让人且以引用方式明确并入本文中。
技术领域
本揭示内容大体上涉及通信，且更具体地说，涉及用于在无线通信网络中传输数据的技术。
背景技术
广泛部署无线通信网络以提供例如语音、分组数据、广播、消息传递等各种通信服务。这些网络可以是能够通过共享可用网络资源来支持多个用户的通信的多路访问网络。此类多路访问网络的实例包括码分多路访问(CDMA)网络、时分多路访问(TDMA)网络、频分多路访问(FDMA)网络和正交频分多路访问(OFDMA)网络。
由于用户数目的增加以及具有较高数据要求的新应用的出现，无线通信网络的数据使用持续增长。然而，给定网络通常对于每一用户具有特定最大支持数据速率，其由网络设计确定。最大支持数据速率的显著增加通常通过部署新一代或新设计的网络来实现。举例来说，在蜂窝式网络中从第二代(2G)过渡到第三代(3G)提供了数据速率和特点的显著改进。然而，新的网络部署是极其耗费资金的且通常是复杂的。
因此，此项技术中需要以有效且具有成本效率的方式来改进无线通信网络中用户的吞吐量的技术。
发明内容
本文描述用于在下行链路和/或上行链路上利用多个载波来显著改进无线通信网络(例如，全球移动通信系统(GSM)网络)中的移动台的吞吐量的技术。载波可在GSM中对应于射频(RF)信道。GSM网络可支持下行链路和/或上行链路上的多载波操作。对于下行链路上的多载波操作，移动台可同时在多个载波上接收数据。对于上行链路上的多载波操作，移动台可同时在多个载波上传输数据。可依据各种因素向移动台分派用于下行链路的一个或一个以上载波和用于上行链路的一个或一个以上载波。
根据本发明的示范性实施例，描述一种设备，其包括至少一个处理器和存储器。所述处理器接收用于GSM网络中的第一链路的多个载波的分派，接收用于GSM网络中的第二链路的至少一个载波的分派，且经由所述用于第一链路的多个载波和所述用于第二链路的至少一个载波来与GSM网络交换数据。第一链路可以是下行链路，且第二链路可以是上行链路，或反之亦然。
根据另一示范性实施例，描述一种设备，其包括至少一个处理器和存储器。所述处理器向所述GSM网络中的移动台分派用于第一链路的多个载波，向所述移动台分派用于第二链路的至少一个载波，且经由所述用于第一链路的多个载波和所述用于第二链路的至少一个载波来与移动台交换数据。
下文进一步详细描述本发明的各种示范性实施例。
附图说明
图1展示GSM网络。
图2展示GSM中的帧结构。
图3展示GSM网络中的多载波操作的示范性实施例。
图4A到4C展示多载波操作中的三种数据传输方案。
图5A和5B展示两种跳频方案。
图6展示用于在多载波操作中传输数据的过程。
图7展示基站和移动台的方框图。
具体实施方式
本文中使用词“示范性”来意指“充当实例、例子或说明”。没有必要将本文描述为“示范性”的任何示范性实施例理解为与其它示范性实施例相比为优选的。
本文描述的传输技术可用于各种无线通信网络，例如CDMA、TDMA、FDMA和OFDMA网络。通常可互换使用术语“网络”和“系统”。CDMA网络可实施一种或一种以上无线电技术，例如cdma2000、宽带CDMA(W-CDMA)等。cdma2000涵盖IS-2000、IS-856、IS-95和其它标准。TDMA网络可实施一种或一种以上无线电技术，例如GSM、全球增强型数据速率演进(EDGE)等。这些各种无线电技术和标准在此项技术中是已知的。在来自名为“第3代合作伙伴计划”(3GPP)的协会的文献中描述W-CDMA和GSM。在来自名为“第3代合作伙伴计划2”(3GPP2)的协会的文献中描述cdma2000。3GPP和3GPP2文献是可公开获得的。
为清楚起见，下文针对GSM网络具体描述所述传输技术，且在下文大部分描述中使用GSM术语。GSM网络可以是GSM EDGE无线电存取网络(GERAN)或其它某种GSM网络。
图1展示GSM网络100，其具有基站110和移动台120。基站通常是与移动台通信的固定站，且还可称为节点B、基站收发器子系统(BTS)、存取点和/或其它某种术语。每一基站110提供对特定地理区域102的通信覆盖。术语“小区”可依据使用所述术语的上下文而指代基站和/或其覆盖区域。网络控制器130耦合到基站110，且对这些基站提供协调和控制。网络控制器130可以是单个网络实体或网络实体集合。举例来说，网络控制器130可包括基站控制器(BSC)和移动交换中心(MSC)等。
移动台120通常散布在整个网络中，且每一移动台可以是固定的或移动的。移动台还可称为用户设备、终端、用户服务站或其它某种术语。移动台可以是蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、无线通信装置、手持装置、无线调制解调器等。移动台可在下行链路和/或上行链路上与基站通信。下行链路(或前向链路)指的是从基站到移动台的通信链路，且上行链路(或反向链路)指的是从移动台到基站的通信链路。
GSM网络可在一个或一个以上频带(例如GSM 900、GSM 1800和GSM 1900频带)上操作。每一频带覆盖特定频率范围，且被划分为许多200 kHz RF信道。每一RF信道由特定ARFCN(绝对射频信道编号)识别。表1列举GSM 900、GSM 1800和GSM 1900频带的用于下行链路和上行链路的频率范围以及ARFCN。
表1
频带 上行链路(MHz) 下行链路(MHz) ARFCN
GSM 900 890-915 935-960 1-124
GSM 1800 1710-1785 1805-1880 512-885
GSM 1900 1850-1910 1930-1990 512-810
GSM网络中的每一基站在由网络运营者分派给所述基站的一组RF信道上传输数据和信令。为了降低小区间干扰，向彼此靠近的基站分派不同组的RF信道，使得关于这些基站的传输不会彼此干扰。
图2展示GSM中的帧结构。将传输时线划分成多个超帧。每一超帧具有6.12秒的持续时间且包括1326个TDMA帧。可将超帧分割成51个26帧的多帧或26个51帧的多帧。26帧的多帧通常用于业务信道，且51帧的多帧通常用于控制信道。每一个26帧的多帧跨越120毫秒(ms)且包括26个TDMA帧，所述TDMA帧被标记为TDMA帧0到25。可在每一个26帧的多帧的TDMA帧0到11和TDMA帧13到24中发送业务数据。每一个51帧的多帧跨越235.365ms且包括51个TDMA帧，所述TDMA帧被标记为TDMA帧0到50。
每一TDMA帧跨越4.615ms，且分割为8个时槽，所述时槽被标记为时槽0到7。每一时槽中的传输在GSM中被称为“突发”。GSM的帧结构在题为“Technical SpecificationGroup GERAN；Digital cellular telecommunications system(Phase 2+)；Physical layer on theradio path；General description”的3GPPTS 05.01(1999年版本，2001年11月)中描述，所述文献是可公开获得的。
在示范性实施例中，GSM网络支持下行链路(DL)和/或上行链路(UL)上的多载波操作。对于下行链路上的多载波操作，移动台可同时在多个RF信道上接收数据。对于上行链路上的多载波操作，移动台可同时在多个RF信道上传输数据。可依据各种因素向移动台分派用于下行链路的一个或一个以上RF信道和用于上行链路的一个或一个以上RF信道，所述因素例如为无线电资源可用性、数据要求和移动台的能力等。本文中互换使用术语“RF信道”和“载波”。出于清楚起见，以下大部分描述涉及一个移动台的多载波操作。
可针对为下行链路和上行链路分派的每一载波，向移动台分派任何数目的时槽。可针对不同载波分派相同或不同数目的时槽。可在所有DL载波上向移动台分派相同数目的时槽，且移动台可于是在所有DL载波上具有相等传输能力。举例来说，移动台可接收(4+4)+2个时槽的分派，这意味着四个时槽用于两个DL载波的每一者且两个时槽用于一个UL载波。还可针对DL载波向移动台分派不同数目的时槽。举例来说，移动台可接收(4+2)+2个时槽的分派，这意味着四个时槽用于一个DL载波，两个时槽用于另一DL载波，且两个时槽用于一个UL载波。针对每一链路所分派的时槽数目可取决于各种因素，例如上文针对载波分派所提到的那些。时槽和载波分派通常是半静态的，且经由上层信令受GSM网络控制。
在下行链路上，所分派的时槽可由其它移动台共享。如果在给定分派时槽中向移动台发送数据，那么向移动台分配所述时槽。多槽分配是将TDMA帧中的一个以上时槽分配给移动台。时槽分配通常是动态的，且可由GSM网络中的媒体存取控制(MAC)层基于每个分组数据块加以控制。分组数据块还可称为消息、分组、数据块、无线电链路控制(RLC)块、RLC/MAC块或其它某种术语。每一分组数据块包括指示所述分组数据块的预定接收方的标头。
移动台通常执行与GSM网络的呼叫建立，以获得针对下行链路和上行链路的载波和时槽分派。移动台在呼叫建立之前执行初始获取。对于初始获取来说，移动台调谐到DL载波，通过处理频率校正信道(FCCH)来获取频率，通过解码同步信道(SCH)来获取计时，且从广播控制信道(BCCH)处获得系统信息。对于呼叫建立来说，移动台试图通过在随机存取信道(RACH)上发送RR信道请求消息来建立无线电资源(RR)连接。
基站接收请求，针对下行链路和上行链路中的每一者向移动台分派一个或一个以上载波，分派用于每一所分派载波的一个或一个以上时槽，且分派一个或一个以上业务信道(TCH)。基站还基于所接收的请求为移动台确定计时提前和频率校正。计时提前校正移动台处的计时误差。频率校正解决由移动台移动所造成的多普勒位移。基站接着在存取准予信道(AGCH)上向移动台发送所分派的无线电资源(载波和时槽)、计时提前和频率校正。移动台应用计时提前和频率校正，使得来自移动台的上行链路传输在基站处在时间和频率上对准。移动台接着与GSM网络交换信令，以建立呼叫(例如，针对语音和/或分组数据)。此后，移动台在所分派的载波和时槽上与GSM网络交换数据。在来自3GPP的各种文献中描述了初始获取和呼叫建立。
一般来说，可给移动台分派下行链路上的任何数目的载波及上行链路上的任何数目的载波。DL载波数目可与UL载波数目相同或不同。可在呼叫建立期间在下行链路和/或上行链路上向移动台分派多个载波。还可最初向移动台分派用于每一链路的一个载波，且此后可根据需要为每一链路添加另外的载波。载波建立和卸下可经由层3信令、层1信令(例如，类似于分组交换移交)和/或隐含信令实现。如果DL载波数目等于UL载波数目，且如果在DL与UL载波之间存在固定映射，那么移动台可响应于在相关联DL载波上接收到的轮询而在UL载波上发送确认(ACK)，且反之亦然。如果DL载波数目不同于UL载波数目，那么DL与UL载波之间的映射可用于指示一个链路上的哪个载波用于发送针对另一链路上的每一载波的确认。如果UL载波数目限于一，那么所有轮询将隐含地导致在所述一个UL载波上的轮询响应。
在示范性实施例中，将每一链路上的一个载波指定为那个链路的锚定载波，且将剩余载波(如果有的话)称为辅助载波。移动台可经由DL和UL锚定载波执行呼叫建立。DL锚定载波可将针对下行链路和上行链路的载波、时槽和业务信道的分派传达给移动台。移动台可启动锚定载波，且可经由锚定载波建立辅助载波。
移动台获取分派给移动台的每一DL载波的频率和计时。可在初始获取期间基于FCCH和SCH获取DL锚定载波的频率和计时。由于给定基站所传输的所有DL载波通常在时间和频率上对准，因而移动台可能能够使用DL锚定载波的计时和频率来更快地获取每一DL辅助载波。
移动台向分派给移动台的每一UL载波应用恰当的计时提前和频率校正。在一个示范性实施例中，假定UL载波为相关的，且将共用计时提前和共用频率校正用于分派给移动台的所有UL载波。在此示范性实施例中，基站可基于由移动台(例如，在UL锚定载波上)发送的上行链路传输来确定共用计时提前和共用频率校正。举例来说，在分组传送模式中，移动台可在UL锚定载波上所发送的上行链路分组计时提前控制信道(PTCCH/U)上传输随机存取突发。基站可基于所述随机存取突发估计用于移动台的计时提前，且可在DL锚定载波上所发送的下行链路分组计时提前控制信道(PTCCH/D)上发送用于移动台的计时提前更新。移动台可接着向所有载波应用计时提前更新。在另一示范性实施例中，移动台在每一UL载波上传输随机存取突发，且基站发送用于每一UL载波的单独计时提前更新。
移动台可用各种方式在上行链路上发送信令。在一个示范性实施例中，移动台在UL锚定载波上发送信令。在另一示范性实施例中，所分派的UL载波与所分派的DL载波相关联。在DL载波与UL载波之间可存在(例如)一对一、多对一或一对多映射，这取决于为每一链路分派的载波数目。移动台可在相关联的UL载波上发送用于每一DL载波的信令。
移动台可向GSM网络指示，其与辅助DL载波同步。在一个示范性实施例中，在UL锚定载波上发送用于所有DL载波的同步指示。在另一示范性实施例中，在相关联的UL载波上发送用于每一DL载波的同步指示。在又一示范性实施例中，同步指示是隐含的。举例来说，GSM网络可根据未能从移动台接收到针对在下行链路上发送到移动台的分组的ACK而推断出缺少同步。还可用其它方式传达所述指示。
在示范性实施例中，DL锚定载波传达以下信息：
系统信息(BCCH)；
用于移动台的计时提前(PTCCH/D)；以及
用于移动台的移动特定信令(PACCH)。
计时提前可在PTCCH/D上发送且可用于分派给移动台的所有UL载波。在此情况下，移动台不需要在DL辅助载波上接收计时提前。移动特定信令可在与分组相关联的控制信道(PACCH)上发送，且可包括针对在上行链路上由移动台发送的分组数据块的ACK、功率控制信息、资源分派和重新分派消息等。
图3展示GSM网络中多载波操作的示范性实施例。在此示范性实施例中，向移动台分派N个DL载波1到N和M个UL载波1到M，其中通常N≥1且M≥1。在多载波操作中向至少一个链路分派多个载波，使得N＞1且/或M＞1。N个DL载波和M个UL载波可对应于任何ARFCN，且可具有任何频率。在图3所示的示范性实施例中，将DL载波1指定为DL锚定载波，且将UL载波1指定为UL锚定载波。对于呼叫建立，移动台可在DL锚定载波上从BCCH接收系统信息，在UL锚定载波上的RACH上传输请求，且在DL锚定载波上从AGCH接收资源分派。DL锚定载波还可携带用于移动台的PTCCH/D和/或PACCH。移动台可在所有N个DL载波或其子组上接收数据，所述载波携带用于移动台的下行链路TCH。移动台可在所有M个UL载波或其子组上传输数据。举例来说，移动台可接收多个(例如，两个)UL载波的半静态分派，但可被允许通过基于上行链路状态旗标(USF)的进度安排在任何给定传输间隔内仅传输所述多个UL载波的子组(例如，一个UL载波)，所述传输间隔可以是无线电块的持续时间。这将允许GSM网络控制在无线电块粒度内移动台采用哪个UL载波。还可用其它方式在下行链路和上行链路上发送数据和信令。
用于每一链路的载波可用于发送语音、分组数据、视频和/或其它类型的数据。每一类型的数据可在一个或一个以上临时块流(TBF)中发送。TBF是两个RR实体(例如，移动台和服务基站)之间的物理连接，其用以支持数据传送。TBF还可称为数据流、流式数据、分组流、无线电链路控制(RLC)流或其它某种术语。可基于下层数据的要求针对不同TBF实现不同服务质量(QoS)水平。QoS可由延迟要求、峰值数据速率、平均数据速率、传递选项等量化。举例来说，由于语音的时间敏感本质的缘故，语音流可具有短延迟要求、固定数据速率和尽力传递(best effort delivery)。分组数据可具有较长延迟要求、高峰值数据速率和保证传递(guaranteed delivery)。
移动台可支持多个TBF。在多载波操作中，对于一个或一个以上载波，可向TBF分配一个或一个以上时槽。可使用多个TBF并行发送具有不同QoS水平的多个数据连接。可用各种方式发送TBF。在一个示范性实施例中，由载波分离TBF。举例来说，可在每一载波上发送一个TBF。作为另一实例，可将多个具有低QoS的TBF在一个载波上多路传输以改进中继效率。此示范性实施例可用于QoS计划。在另一示范性实施例中，可在一个以上载波上发送TBF。此示范性实施例可允许TBF实现频率分集。
所述流、时槽和载波代表可用于数据传输的多个方面。用于不同应用的数据可用各种方式映射到若干流。此外，可用各种方式在所分派的时槽和载波中发送每一流中的数据。
图4A展示多载波操作中的数据传输方案410的示范性实施例。在图4A所示的实例中，在四个载波1到4上发送四个分组数据块A到D。对每一分组数据块进行处理(例如，格式化、编码、交错、分割和调制)以产生四个突发。在图4A所示的示范性实例中，针对每一分组数据块的四个突发在一个载波上的四个连续TDMA帧n到n+3中的四个具有相同指数的时槽中进行发送。因此，分组A的突发A1到A4在载波1上发送，分组B的突发B1到B4在载波2上发送，分组C的突发C1到C4在载波3上发送，且分组D的突发D1到D4在载波4上发送。此示范性实施例为每一分组数据块提供时间分集。
图4B展示多载波操作中的数据传输方案420的示范性实施例。在此示范性实施例中，每一分组数据块的四个突发在所有四个载波1到4上在一个TDMA帧的一个时槽中发送。因此，分组A的突发A1到A4在TDMA帧n中的四个载波上发送，分组B的突发B1到B4在TDMA帧n+1中的四个载波上发送，分组C的突发C1到C4在TDMA帧n+2中的四个载波上发送，且分组D的突发D1到D4在TDMA帧n+3中的四个载波上发送。此示范性实施例为每一分组数据块提供频率分集且还降低传输延迟。
图4C展示多载波操作中的数据传输方案430的示范性实施例。在此示范性实施例中，每一分组数据块的四个突发在四个载波上的四个TDMA帧的四个时槽中进行发送。此示范性实施例为每一分组数据块提供时间和频率分集两者。
多载波操作可经设计为具有舒缓衰减，其可用各种方式量化。首先，在丢失DL和/或UL锚定载波的情况下，移动台应当不丢失待决呼叫。第二，当丢失DL和/或UL锚定载波时，移动台应当仍然能够发送和/或接收数据(可能以较低速率)。
移动台可基于DL载波的信号电平和/或信号质量而检测到其正丢失所述DL载波。移动台可报告其已经丢失所述DL载波。此报告行为可以是事件触发的，(例如)在越过某质量阈值之后被触发。如果需要的话，GSM网络可切换DL锚定载波，使得可发送信令(例如，计时提前)以确保恰当操作。
如果针对给定链路向移动台分派两个载波且锚定载波丢失，那么辅助载波可自动变成新的锚定载波。如果向移动台分派两个以上载波且锚定载波丢失，那么辅助载波中的一者可自动变成新的锚定载波。每一链路的辅助载波可由GSM网络和/或移动台分级(例如，基于信道质量)。每当锚定载波丢失时，最佳辅助载波(例如，最高等级的辅助载波)可变成新的锚定载波。
GSM网络可处理锚定载波在每一链路的所分派载波之间的切换。可用降低丢失信令风险的方式来执行锚定切换。举例来说，移动台可在其错过在DL锚定载波的PTCCH/D上所发送的计时提前时向GSM网络发送信令，且接着可从最佳或指定DL辅助载波上的PTCCH/D监听计时提前。如果移动特定信令仅在DL锚定载波上发送，那么GSM网络可在进行DL锚定载波切换时中断所述信令，且可在完成切换后发送信令。
移动台可在支持同时语音和分组数据的双传送模式(DTM)下操作。对于语音+分组数据呼叫，可在锚定载波上发送语音(或语音和分组数据两者)，且可在辅助载波上发送分组数据。如果需要的话，还可将语音从一个载波移动到另一个载波，以实现所需性能。举例来说，如果当前用于语音的载波的质量正在恶化而另一载波的质量正在改进，那么可将语音切换到所述正改进的载波。作为另一实例，如果一个载波丢失，那么可经由载波交换来保存语音(如果必要的话)，且可在最佳可用载波上发送所述语音。针对语音的载波切换可跟随锚定载波切换或可独立于锚定切换。
移动台可对分派给移动台的DL载波、用于服务基站的DL载波和/或用于邻近基站的DL载波进行测量。所述测量可用于接收信令电平(RXLEV)、接收信号质量(RXQUAL)、平均位误差概率(MEAN_BEP)、位误差概率变化系数(CV_BEP)和/或其它量。RXLEV、RXQUAL、MEAN_BEP和CV_BEP在题为“Digital cellulartelecommunications system(Phase 2+)；Radio subsystem link control”的3GPP TS 45.008(版本6，2005年6月)中描述，所述文献是可公开获得的。所述测量可用于将DL载波分派给移动台以用于链路调适和/或用于其它目的。链路调适指的是基于给定无线电资源的传输能力来选择合适速率(例如，编码速率、调制方案和块大小)。
移动台可用各种方式进行测量和报告测量结果。在一个示范性实施例中，移动台对分派给移动台的每一DL载波进行测量，且发送针对所有分派DL载波的测量报告。移动台可在UL锚定载波上发送单个消息，所述消息携带针对所有DL载波的测量报告。移动台还可在UL锚定和辅助载波上发送分别的测量报告消息。在另一示范性实施例中，移动台仅对DL锚定载波进行测量和报告测量结果。在此示范性实施例中，可从DL锚定载波的质量中推断出DL辅助载波的质量。移动台还可对所分派DL载波的子组进行测量和报告测量结果。一般来说，移动台可对任何DL载波进行测量，且可周期性地或每当检测到改变时发送测量报告。
在上文描述的各种示范性实施例中，移动台具有DL锚定载波和UL锚定载波，其分别经指定用以在下行链路和上行链路上运载某些信令。在另一示范性实施例中，对于下行链路和上行链路不使用锚定载波。举例来说，DL载波可彼此独立地进行操作，且UL载波也可彼此独立地进行操作。DL载波可与UL载波相关联，使得可在每一链路上发送信令以促进多载波操作。在又一示范性实施例中，针对下行链路指定锚定载波，但没有对上行链路指定锚定载波。在再一示范性实施例中，针对上行链路指定锚定载波，但没有对下行链路指定锚定载波。
TCH、PTCCH、PACCH、FCCH、SCH、BCCH、RACH和AGCH是GSM所支持的一些逻辑信道。这些逻辑信道映射到物理信道。GSM中的多路访问方案是每个载波具有八个基本物理信道的TDMA。物理信道被定义为TDMA帧序列、在0到7范围内的时槽编号/指数以及指示针对每一TDMA帧使用特定载波的跳频序列。
GSM网络可利用跳频来实现分集。通过跳频，物理信道根据跳频序列指示而在不同TDMA帧中从载波跳跃到载波。针对一个载波的分派的跳频在前述3GPP TS 05.01中描述。通过单载波分派，即使在不同TDMA帧中多个载波可用于数据传输，也仅在给定TDMA帧中在一个载波上发送数据。如果没有利用跳频，那么跳频序列针对所有TDMA帧指示同一载波。
通过多载波分派，可在给定TDMA帧中在多个载波上发送数据。针对多个载波的分派的跳频可用各种方式执行。在一个示范性实施例中，多载波分派中的每一物理信道以与单载波分派中的物理信道相同的方式进行跳跃。在此示范性实施例中，多载波分派可视为由针对单个载波的单个物理信道的多次分派组成。在其它示范性实施例中，多载波分派中的多个物理信道可用不同方式进行跳跃。
图5A展示跳频方案510的示范性实施例，其中多个(例如，四个)物理信道基于单个跳频序列来进行跳跃。图5A中的每一方框代表一个载波的一个TDMA帧。每一方框内的数字指示正在针对所述框的载波的TDMA帧中发送的物理信道。在图5A所示的示范性实施例中，在TDMA帧n中用于物理信道1的载波由跳频序列确定，且标注为C1(n)。在TDMA帧n中用于物理信道k(k＝2，3，4)的载波可给出为：Ck(n)＝{[C1(n)+k-2]mod4}+1。在此示范性实施例中，除了在发生回绕(wraparound)时以外，物理信道在频率上分离恒定距离。举例来说，物理信道1和2分离一个载波，物理信道1和3分离两个载波，依此类推。
图5B展示跳频方案520的示范性实施例，其中多个(例如，四个)物理信道基于不同跳频序列来进行跳跃。在每一TDMA帧中用于每一物理信道的载波在图5B中指示。在图5B所示的示范性实施例中，物理信道分离逐个TDMA帧改变的可变距离。
一般来说，多载波分派中多个物理信道的跳频可用一个或一个以上跳频方案以各种方式实现。所述跳跃使得用于所述移动台的物理信道不会彼此冲突，且也不会与分派给与同一基站通信的其它移动台的物理信道冲突。
移动台可具有单个接收器或多个接收器。每一接收器可耦合到单独天线，或者一个以上接收器可共享共用天线。每一接收器可能能够处理来自基站的下行链路信号。如果两个接收器可用，那么移动台可使用这些接收器来在移交和小区重选期间增加数据吞吐量且/或减少中断。在处于业务状态下时，例如如果目标基站的信号质量优于服务基站的信号质量，那么移动台可执行从服务基站到目标基站的移交。在处于闲置状态下时，移动台可执行从GSM网络中的服务基站到GSM网络或者3GPP或3GPP2网络中的目标基站的小区重选。对于移交和小区重选两者，移动台可在过渡阶段期间将一个接收器调谐到服务基站且将另一个接收器调谐到目标基站。移动台于是将能够在没有错过来自服务基站的数据和/或信令的情况下从目标基站接收信令。移动台可向服务基站发送信令以通知GSM网络移动台将不再接收所述分派载波中的一者或一者以上。GSM网络接着可在移动台仍然接收的载波上向移动台发送数据和/或信令。
图6展示用于在多载波操作中传输数据的过程600的示范性实施例。移动台执行与GSM网络的呼叫建立(方框612)。移动台接收针对GSM网络中第一链路的多个载波(或RF信道)的分派(方框614)。移动台接收针对GSM网络中第二链路的至少一个载波的分派(方框616)。第一链路可以是下行链路，且第二链路可以是上行链路。或者，第一链路可以是上行链路，且第二链路可以是下行链路。移动台经由用于第一链路的多个载波和用于第二链路的至少一个载波与GSM网络交换数据(方框618)。
可将一个用于下行链路的载波指定为下行链路锚定载波，其可用于从GSM网络向移动台发送信令。移动台可接收PTCCH上的用于上行链路载波的计时提前、PACCH上的移动特定信令、BCCH上的系统信息和/或在下行链路锚定载波上发送的其它信息。可将一个用于上行链路的载波指定为上行链路锚定载波，其用于从移动台向GSM网络发送信令。移动台可经由下行链路和上行链路锚定载波执行呼叫建立，且可经由下行链路和上行链路锚定载波设定剩余载波。移动台还可同时设定所有下行链路和上行链路载波。
可用各种方式在下行链路和上行链路上发送数据。可用时间和/或频率分集在多个载波上发送多个分组数据块。每一分组数据块的多个突发可用以下方式发送：(1)在多个帧中在一个载波上，例如如图4A所示；(2)在一个帧中在多个载波上，例如如图4B所示；或(3)在多个帧中在多个载波上，例如如图4C所示。还可在多个载波上发送多个数据流。每一流可用针对所述流选择的特定QoS发送。每一流还可在一个载波上发送以简化操作或通过一个以上载波发送以实现频率分集。
移动台可对每一下行链路载波进行测量，且可将测量报告发送给GSM网络。移动台还可在每当检测到载波丢失时发送报告。GSM网络可使用所述报告来进行载波分派、链路调适和/或其它目的。
移动台可检测下行链路锚定载波的丢失。可接着将另一下行链路载波指定为新的下行链路锚定载波。可例如基于信号电平或信号质量对每一链路的载波进行分级。如果当前锚定载波丢失，那么可将最高等级的载波指定为新的锚定载波。
可独立地针对下行链路和上行链路的每一者启用或禁用跳频。移动台可基于单个跳频序列(例如，如图5A所示)或在频率上具有可变距离的多个跳频序列(例如，如图5B所示)对在给定链路的多个载波上所发送的数据执行跳频。
移动台可具有多个(例如，两个)接收器。移动台可例如在移交或小区重选期间使用一个接收器来在第一组载波上从第一基站接收第一信号，且可使用另一接收器来在第二组载波上从第二基站接收第二信号。移动台可在不处于移交时使用所有接收器来从服务基站接收信号以实现较高吞吐量和/或接收分集。
图7展示基站110和移动台120的示范性实施例的方框图。对于下行链路，在基站110处，编码器710接收针对由基站110服务的移动台的业务数据和信令(例如，载波及时槽分派和计时提前)以及额外开销数据(例如，系统信息)。编码器710处理(例如，编码、交错和符号映射)业务数据、信令和额外开销数据，且针对各种逻辑信道(例如，FCCH、SCH、BCCH、TCH、PTCCH/D、PACCH和AGCH)产生输出数据。调制器712处理用于逻辑信道的输出数据且产生突发。调制器712可用各种方式在DL载波上多路传输突发，例如如图4A到4C所示。发射器(TMTR)714调节(例如，转换成模拟、放大、滤波和升频转换)所述突发，且产生下行链路信号，其可经由天线716发射。
在移动台120处，天线752接收来自基站110的下行链路信号以及来自其它基站的下行链路信号，且将所接收信号提供到接收器(RCVR)754。接收器754调节(例如，滤波、放大、降频转换和数字化)所接收信号且提供数据样本。解调器(Demod)756处理数据样本且提供符号估计。在示范性实施例中，接收器754和/或解调器756执行滤波以传递分派的所有DL载波给移动台120。解码器758处理(例如，符号去映射、去交错和解码)符号估计且提供用于由基站110向移动台120发送的业务数据和信令的解码数据。解调器756和解码器758可单独为每一DL载波或共同为所有DL载波执行解调和解码，这取决于借以发送突发的方式。
在上行链路上，在移动台120处，编码器770处理业务数据和信令(例如，无线电资源请求、随机存取突发和测量报告)且产生用于各种逻辑信道(例如，TCH、PTCCH/U和RACH)的输出数据。调制器772进一步处理输出数据且产生突发。发射器774调节突发且产生上行链路信号，其经由天线752发射。在基站110处，来自移动台120和其它移动台的上行链路信号由天线716接收，由接收器730调节，由解调器732处理，且进一步由解码器734处理以恢复由每一移动台发送的业务数据和信令。
控制器/处理器720和760分别控制基站110和移动台120处的操作。存储器722和762分别存储用于基站110和移动台120的数据和程序代码。调度器724可向移动台分派载波和时槽，且可对移动台进行调度以用于在下行链路和上行链路上进行数据传输。
所属领域的技术人员将了解可使用多种不同技艺和技术中的任一种来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任何组合来表示整个以上描述中可能引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和小片。
所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的示范性实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或所述两者的组合。为了清楚说明硬件与软件的这种可互换性，上文已大体上在其功能性方面描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将此类功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用和对整个系统施加的设计限制。熟练的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但不应将此类实施方案决策解释为造成与本发明范围的脱离。
结合本文所揭示的示范性实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文描述的功能的其任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，所述处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。
结合本文所揭示的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件、由处理器执行的软件模块或所述两者的组合中实施。软件模块可常驻在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可换式磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息和向存储媒体写入信息。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻留在用户终端中。
提供先前对所揭示示范性实施例的描述是为了使得所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将容易了解对这些示范性实施例的各种修改，且在不脱离本发明精神或范围的情况下，本文所定义的一般原理可适用于其它示范性实施例。因此，本发明不希望限于本文展示的示范性实施例，而是应符合与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (32)

1.一种用于无线多载波通信的方法，其包含：
接收用于全球移动通信系统(GSM)网络中第一链路的多个载波的分派，
接收用于所述GSM网络中第二链路的至少一个载波的分派，
经由用于所述第一链路的所述多个载波和用于所述第二链路的所述至少一个载波与所述GSM网络交换数据；
其中所述第一链路是下行链路且将用于所述下行链路的所述多个载波中的一者指定为用于从所述GSM网络向移动台发送信令的下行链路锚定载波，且所述方法进一步包括：
检测到所述下行链路锚定载波的丢失；以及
向所述GSM网络发送所述下行链路锚定载波丢失的指示，且其中将用于所述下行链路的所述多个载波中的另一者指定为新的下行链路锚定载波；
其中所述第二链路是所述GSM网络的上行链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述交换数据的步骤包括：
在用于所述下行链路的所述多个载波上接收多个分组数据块，和
针对所述分组数据块中的每一者在一个载波上接收多个突发。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述交换数据的步骤包括：
在用于所述下行链路的所述多个载波上接收多个分组数据块，和
针对所述分组数据块中的每一者在一个帧中在多个载波上接收多个突发。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述交换数据的步骤包括：
在用于所述下行链路的所述多个载波上接收多个分组数据块，和
针对所述分组数据块中的每一者在多个帧中在所述多个载波上接收多个突发。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述交换数据的步骤包括：在用于所述下行链路的所述多个载波上接收多个数据流，且其中将每一数据流在一个载波上发送，所述每一数据流具有针对该数据流选择的服务质量(QoS)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述交换数据的步骤包括：在给定传输间隔内仅在用于所述上行链路的所述多个载波的子组上发送数据。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：从所述下行链路锚定载波接收针对用于所述上行链路的所述至少一个载波的计时提前。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：从所述下行链路锚定载波接收针对所述移动台的移动特定信令。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述移动特定信令包含对在所述上行链路上发送的分组的确认、资源分派消息、资源重新分派消息或三者的组合。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述下行链路锚定载波上接收分组计时提前控制信道(PTCCH)和分组相关联控制信道(PACCH)。
11.根据权利要求1所述的方法，其中将用于所述上行链路的所述至少一个载波中的一者指定为用于从所述移动台向所述GSM网络发送信令的上行链路锚定载波。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，用于与所述GSM网络交换数据的步骤包括：对于语音加分组数据呼叫，与所述GSM网络交换语音数据和分组数据。
13.根据权利要求1所述的方法，其中用于与所述GSM网络交换数据的步骤包括：用于在用于所述第一链路的一个载波和用于所述第二链路的一个载波上交换语音数据，且如果必要的话，将所述语音数据移动到用于所述第一和第二链路的其它载波，以实现所述语音数据的可靠交换。
14.根据权利要求1所述的方法，其中用于与所述GSM网络交换数据的步骤包括：用于在所述下行链路锚定载波上与所述GSM网络交换语音数据，且在剩余下行链路载波上与所述GSM网络交换分组数据。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：
经由所述下行链路锚定载波和上行链路锚定载波执行呼叫建立，和
经由所述下行链路锚定载波和上行链路锚定载波建立用于所述下行链路和上行链路的剩余载波。
16.根据权利要求1所述的方法，还包括：
获得用于所述下行链路的所述多个载波中每一者的测量结果，和
将所述多个载波的测量报告发送给所述GSM网络。
17.根据权利要求1所述的方法，其中对用于所述下行链路的所述多个载波进行分级，且其中将最高等级的载波指定为所述新的下行链路锚定载波。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述交换数据的步骤包括：基于单个跳频序列针对在用于所述第一链路的所述多个载波上发送的数据执行跳频。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述交换数据的步骤包括：基于在频率上具有可变距离的多个跳频序列针对在用于所述第一链路的所述多个载波上发送的数据执行跳频。
20.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
第一步骤，其用以在第一组至少一个载波上从第一基站接收第一信号；以及
第二步骤，其用以在第二组至少一个载波上从第二基站接收第二信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一步骤和所述第二步骤在移交或小区重选期间分别从所述第一和第二基站接收所述第一和第二信号。
22.一种用于无线多载波通信的方法，其包含：
接收用于全球移动通信系统(GSM)网络中下行链路的多个载波的分派；
接收用于所述GSM网络中上行链路的至少一个载波的分派；
经由用于所述下行链路的所述多个载波和用于所述上行链路的所述至少一个载波与所述GSM网络交换数据，
其中将用于所述下行链路的所述多个载波中的一者指定为用于从所述GSM网络向移动台发送信令的下行链路锚定载波；
检测所述下行链路锚定载波的丢失；以及
向所述GSM网络发送所述下行链路锚定载波丢失的指示。
23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包含：
从所述下行链路锚定载波接收用于所述上行链路的所述至少一个载波的计时提前。
24.根据权利要求22所述的方法，其中将用于所述下行链路的所述多个载波中的另一者指定为新的下行链路锚定载波。
25.根据权利要求22所述的方法，其中将用于所述上行链路的所述至少一个载波中的一者指定为用于从所述移动台向所述GSM网络发送信令的上行链路锚定载波，所述方法进一步包含：
经由所述下行链路锚定载波和上行链路锚定载波执行呼叫建立；以及
经由所述下行链路锚定载波和上行链路锚定载波建立用于所述下行链路和上行链路的剩余载波。
26.一种用于无线多载波通信的设备，其包含：
用于接收用于全球移动通信系统(GSM)网络中下行链路的多个载波的分派的装置；
用于接收用于所述GSM网络中上行链路的至少一个载波的分派的装置；
用于经由用于所述下行链路的所述多个载波和用于所述上行链路的所述至少一个载波与所述GSM网络交换数据的装置，
其中将用于所述下行链路的所述多个载波中的一者指定为用于从所述GSM网络向移动台发送信令的下行链路锚定载波；
用于检测所述下行链路锚定载波的丢失的装置；以及
用于向所述GSM网络发送所述下行链路锚定载波丢失的指示的装置。
27.根据权利要求26所述的设备，其进一步包含：
用于从所述下行链路锚定载波接收针对用于所述上行链路的所述至少一个载波的计时提前的装置。
28.根据权利要求26所述的设备，其中将用于所述下行链路的所述多个载波中的另一者指定为新的下行链路锚定载波。
29.根据权利要求26所述的设备，其中将用于所述上行链路的所述至少一个载波中的一者指定为用于从所述移动台向所述GSM网络发送信令的上行链路锚定载波，所述设备进一步包含：
用于经由所述下行链路锚定载波和上行链路锚定载波执行呼叫建立的装置；以及
用于经由所述下行链路锚定载波和上行链路锚定载波建立用于所述下行链路和上行链路的剩余载波的装置。
30.一种用于无线多载波通信的方法，其包含：
向全球移动通信系统(GSM)网络中的移动台分派用于第一链路的多个载波，
向所述移动台分派用于第二链路的至少一个载波，
经由用于所述第一链路的所述多个载波和用于所述第二链路的所述至少一个载波与所述移动台交换数据；
其中所述第一链路是下行链路且所述第二链路是上行链路，且其中将用于所述下行链路的所述多个载波中的一者指定为用于从所述GSM网络向所述移动台发送信令的下行链路锚定载波，且所述方法进一步包括：
从所述移动台接收所述下行链路锚定载波丢失的指示；以及
指定用于所述下行链路的所述多个载波中的另一者为新下行链路锚定载波。
31.根据权利要求30所述的方法，还包括：在所述下行链路锚定载波上向所述移动台发送针对用于所述上行链路的所述至少一个载波的计时提前。
32.根据权利要求30所述的方法，其中将用于所述上行链路的所述至少一个载波中的一者指定为用于从所述移动台向所述GSM网络发送信令的上行链路锚定载波，且所述方法还包括：经由所述下行链路锚定载波和上行链路锚定载波执行与所述移动台的呼叫建立。
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