CN101641982A - 无线通信中的切换 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了在不使用随机访问信道(RACH)的情况下便于在无线网络中从源基站向目标基站切换移动设备通信的系统和方法。由此，移动设备可监视多个基站以确定与其相关的定时信息，并访问用于这些基站的调度请求信道。当准备切换时，移动设备可通过使用适当的定时信息在调度请求信道上请求数据资源。

Description

无线通信中的切换
基于35U.S.C.S.119要求优先权
本申请要求于2007年3月17日递交的、名称为“OPTIMIZEDFORWARD HANDOVER PROCEDURE FOR LTE”的美国临时专利申请No.60/895,449的优先权。上述临时申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
概括地说，本发明涉及无线通信，具体地说，本发明涉及无线通信网络中的切换。
背景技术
为了提供诸如话音、数据之类的各种类型通信内容，广泛部署了无线通信系统。典型的无线数据系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如带宽、发送功率)支持与多个用户的通信的多址接入系统。这种多址接入系统的实例可包括：码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统等。此外，这些系统可符合例如第三代合作伙伴计划(3GPP)、3GPP长期演进(LTE)等的规范。
通常，无线多址接入通信系统可同时支持用于多个用户终端的通信。每个移动设备可经由前向链路和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链路)指的是从基站到移动设备的通信链路，反向链路(或上行链路)指的是从移动设备到基站的通信链路。此外，可经由单输入单输出(SISO)系统、多输入单输出(MISO)系统、多输入多输出(MIMO)系统等来建立在移动设备和基站之间的通信。此外，在对等无线网络配置下，移动设备可以与其他移动设备(和/或基站与其他基站)通信。
MIMO系统通常采用多个(NT)发送天线和多个(NR)接收天线用于数据传输。在一个实例中，天线可涉及基站和移动设备两者，从而能够在无线网络上的设备之间进行双向通信。当移动设备在服务区中移动时，可以在一个或多个基站之间切换设备的通信。例如，当可用基站可提供相比于当前与移动设备通信的基站更好的信号或服务时，可将设备切换至可用基站。典型地，这通过使用随机访问信道(RACH)请求和调度资源来实现；然而，在活动通信网络中RACH可能被过度使用。
发明内容
下面给出对一个或多个实施例的简要概述，以提供对这些实施例的基本理解。该概述不是对全部预期实施例的泛泛概括，也不旨在标识全部实施例的关键或重要元件或者描述任意或全部实施例的范围。其目的仅在于作为后文所提供更详细描述的序言，以简化形式提供一个或多个实施例的一些概念。
根据一个或多个实施例及其相应公开内容，结合以下内容描述了各个方面，即，至少部分地通过从一个或多个目标接入点请求或获取信息(例如调度请求信道、小区无线电网络临时标识(C-RNTI)、信道质量指示(CQI)资源等等)以便于在无线通信网络中切换通信。通过使用这些资源，接入终端可发现用于切换通信的期望接入点，并且可在有利于执行切换时执行该操作。此外，接入终端可接收关于定时超前量(TA)的指示或与接入点相关的其他同步信息，以便在不使用随机访问信道(RACH)的情况下能够让接入终端进行切换。
根据相关方面，提供一种在无线网络中切换通信的方法。该方法可包括：从源基站接收无线通信服务；接收用于向多个目标基站发送调度请求信号的多个已分配上行链路控制信道。该方法还可包括：在所述已分配上行链路控制信道的至少一个上向所述多个目标基站中所选的目标基站发送调度请求。
另一方面涉及一种无线通信装置。该无线通信装置可包括：至少一个处理器，用于：监视多个基站的定时；至少部分地基于所监视的定时在所述多个基站中选择目标基站用于通信的切换。该无线通信装置还可包括：存储器，耦合至所述至少一个处理器。
另一方面涉及一种在无线网络中切换通信的无线通信装置。该无线通信装置可包括：从源基站接收无线通信服务的模块；接收用于向多个目标基站发送调度请求信号的多个已分配上行链路控制信道的模块。该无线通信装置还可包括：在所述已分配上行链路控制信道的至少一个上向所述多个目标基站中所选的目标基站发送调度请求的模块。
另一方面涉及一种计算机程序产品，其可包括：计算机可读介质，包括：使得至少一个计算机从源基站接收无线通信服务的代码。计算机可读介质还可包括：使得至少一个计算机接收用于向多个目标基站发送调度请求信号的多个已分配上行链路控制信道的代码。此外，计算机可读介质还可包括：使得至少一个计算机在所述已分配上行链路控制信道的至少一个上向所述多个目标基站中所选的目标基站发送调度请求的代码。
为了实现以上和相关目的，一个或多个实施例包括在权利要求中以下完全描述和特定指出的特征。以下说明和附图详细阐述了一个或多个实施例的某些示例性方面。然而，这些方面指示了可采用各个实施例的原理的多种方式中的几个，并且所述实施例旨在包括所有这样的方面和其它等同物。
附图说明
图1是根据这里所述的各个方面的无线通信系统的示图。
图2是在无线通信环境中部署的示例性通信装置的示图。
图3是利用目标资源实现通信切换的示例性无线通信系统的示图。
图4是具有在扇区之间移动的移动设备的示例性无线通信网络的示图。
图5是基于目标资源来请求切换的示例性方法的示图。
图6是便于从源基站请求通信间隙的示例性方法的示图。
图7是便于请求与目标基站的调度以便于切换的示例性移动设备的示图。
图8是便于为切换通信提供资源的示例性系统的示图。
图9是结合这里所述的各个系统和方法采用的示例性无线网络环境的示图。
图10是为了切换移动设备通信而监视目标通信资源的示例性系统的示图。
具体实施方式
现在参照附图描述多个实施例，其中用相同的附图标记指示本文中的相同元件。在下面的描述中，为便于解释，给出了大量具体细节，以便提供对一个或多个实施例的全面理解。然而，很明显，也可以不用这些具体细节来实现所述实施例。在其它例子中，以方框图形式显示出了公知结构和设备，以便于描述一个或多个实施例。
在本申请中所用的“部件”、“模块”、“系统”等意指与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、软件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是、但并不仅限于：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。通过实例，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可以位于执行中的一个进程和/或线程内，以及，一个部件可以位于一台计算机上和/或分布于两台或更多台计算机之间。另外，可以通过存储了多种数据结构的多种计算机可读介质执行这些部件。这些部件可以通过本地和/或远程进程(例如，根据具有一个或多个数据分组的信号)进行通信(如，来自一个部件的数据在本地系统中、分布式系统中和/或通过诸如互联网等的网络与其它系统的部件通过信号进行交互)。
此外，这里结合移动设备描述了各个实施例。移动设备还可以称为系统、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、接入终端、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户设备或用户装置(UE)。移动设备可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持设备、计算设备、或连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外，这里结合基站描述了各个实施例。基站可用于与移动设备(多个)通信，并且还可以称为接入点、节点B、演进节点B(eNodeB或eNB)、基站收发台(BTS)或某些其他术语。
此外，这里所述的各个方面或特征可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品。本申请中使用的术语“制品”涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于：磁存储器件(例如，硬盘、软盘、磁带等)，光盘(例如，压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)等)，智能卡和闪存器件(例如，EPROM、卡、棒、钥匙驱动器等)。另外，本发明所述的各种存储介质可代表一个或多个器件和/或用于存储信息的其他机器可读介质。术语“机器可读介质”可包括但不限于，无线信道和能够存储、包含和/或承载指令(多个)和/或数据的各种其他介质。
这里描述的技术可以用于各种通信系统，例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SD-FDMA)和其他系统。术语“系统”和“网络”通常交互使用。CDMA系统可以使用无线电技术，例如，通用陆地无线电接入(UTRA)、CDMA2000等。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA的其他变形。此外，CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA系统可以使用无线电技术，例如，用于移动通信的全球系统(GSM)。OFDMA系统使用例如演进UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDM等。UTRA和E-UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)是使用E-UTRA的UMTS版本，其在下行链路上采用OFDMA，在上行链路上采用SC-FDMA。在名称为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、和GSM。此外，在名称为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和超移动宽带(UMB)。
现在参照图1，显示出了根据这里提供的各个实施例的无线通信系统100。系统100包括基站102，其可包括多个天线组。例如，一个天线组可包括天线104和106，另一组可包括天线108和110，其他组可包括天线112和114。对于每个天线组显示出了2个天线，然而可对于每个组使用更多或更少天线。基站102还可包括发射机链和接收机链，其中每个又包括与信号发送和接收相关的多个部件(例如处理器、调制器、多路复用器、解调器、解多路复用器、天线等)，这是本领域普通技术人员已知的。
基站102可与一个或多个移动设备(例如移动设备116和移动设备122)通信；然而，可以理解，基站102可以与类似于移动设备116和122的基本任意数目的移动设备通信。移动设备116和122可以是例如蜂窝电话、智能电话、膝上型设备、手持通信设备、手持计算设备、卫星无线电、全球定位系统、PDA、和/或在无线通信系统100上通信的任意其他适合设备。如图所示，移动设备116与天线112和114通信，天线112和114在前向链路118上向移动设备116发送信息，以及在反向链路120上从移动设备116接收信息。此外，移动设备122与天线104和106通信，天线104和106在前向链路124上向移动设备122发送信息，以及在反向链路126上从移动设备122接收信息。在频分双工(FDD)系统中，例如，前向链路118可利用与反向链路120不同的频带，前向链路124可利用与反向链路126所采用的不同的频带。此外，在时分双工(TDD)系统中，前向链路118和反向链路120可利用共同频带，前向链路124和反向链路126可利用共同频带。
每组天线和/或它们被设计为通信的区域可称为基站102的扇区。例如，天线组可被设计为在基站102覆盖的区域的扇区中与移动设备通信。在上行链路118和124上的通信中，基站102的发送天线可利用波束成形，以对于移动设备116和122提高前向链路118和124的信噪比。此外，基站102利用波束成形向关联覆盖中随机散置的移动设备116和122发送，与通过单天线向所有其移动设备发送的基站相比，在相邻小区中的移动设备可受到较少量干扰。此外，移动设备116和122可使用所示的对等或自组网技术彼此直接通信。
根据实例，系统100可以是多输入多输出(MIMO)通信系统。此外，系统100基本上可利用任意类型的双工技术来划分通信信道(例如前向链路、反向链路)，例如FDD、TDD等。通信信道可包括一个或多个逻辑信道。可提供这种逻辑信道在移动设备116和122与基站102之间(或，例如，在对等配置下从移动设备116向移动设备122)发送不同类型数据。这种信道可存在用于发送控制数据、规则共享数据(例如通信数据)、随机存取数据、信标/导频数据、广播数据等等。例如，基站102可建立由移动设备116和122访问基站的资源所利用的共享数据信道；此外，基站102可具有例如专用控制信道来发送与共享数据信道相关的控制信息。
信道上的通信可以是正交的(例如使用OFDM、SC-FDM、等等)，从而移动设备116和122在给定信道上在不同的时间发送以防止冲突；为了便于正交通信，可对移动设备116和122给出与在信道上发送相关的定时超前量(TA)。定时超前量可指定在给定移动设备可通信之前的等待时间段或设备在信道上通信的时间段等。此外，可发送具有循环前缀的数据，所述循环前缀用于调整发送数据的定时误差。例如，循环前缀可以是信道上发送的一个或多个符号的一部分，在由于定时误差而没有接收到符号的一部分的情况下，其可以在符号发送的开始或结束重新发送。对于给定信道，循环前缀可以改变以容许额外定时误差(这可取决于例如信道连接的类型、需求、和/或方法)。在一个实例中，用于从新设备获取信道资源的信道可具有较大的循环前缀，这是因为该信道的定时对于设备而言是不确定的。在先前系统中，随机访问信道(RACH)可具有较大循环前缀，例如以使设备能够发送连接或切换请求。
在一个实例中，本发明可通过允许要被切换的设备在启动切换之前从目标基站获得数据资源的方式将设备从一个基站切换至另一基站。在一个实例中，这可通过以下方式来实现：通过发送探测参考信号(SRS)等等来监视目标基站上的资源，以便从目标基站请求半静态信息(例如TA、小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)、信道质量指示(CQI)信息等)。使用这种信息，设备可确定向目标基站切换通信的定时信息(例如由目标基站使用的定时超前量)。一旦设备移动到至少一个目标基站的足够范围内，该设备可通过使用定时调整在调度请求信道上从至少一个目标基站请求数据资源。随后，在接收到数据资源后可切换通信。在一个实例中，当存在与数据资源请求的定时误差时，策略性地利用比其他传输时间间隔(TTI)具有较长循环前缀(CP)的TTI可有助于解决误差问题。或者，在一个实例中，基本上所有CP都可以长到足以解决定时误差问题。
转到图2，显示出了在无线通信环境中配置的通信装置200。通信装置200可以是基站或其一部分、移动设备或其一部分、或接收在无线通信环境中发送的数据的基本上任意通信装置。通信装置200可包括：目标信息接收器202，其可获取与不同通信装置相关的数据；目标资源请求器204，其可从目标通信装置请求资源，以切换来自不同设备的通信；定时调整器206，其可校正用于与目标通信装置进行通信的定时。
根据一个实例，目标信息接收器202可接收与一个或多个不同通信装置(未显示出)相关的请求数据。例如，通信装置200可以是移动设备，不同通信装置可向移动设备提供数据访问，从而设备可以在不同通信装置之间切换。切换可至少部分地基于例如信号质量、由这些装置提供的服务、等等。接收信息可涉及与不同通信装置相关的半静态信息，例如TA、C-RNTI、CQI信息等，并且可在向这些装置发送了SRS而被接收。通信装置200可至少部分地基于该信息确定更适合的通信装置来切换通信。可理解的是，通信装置200可保存和监视与候选目标通信装置相关的这种信息。在一个实例中，这种信息可以在下行链路控制或数据信道上从目标通信装置被接收，或通过资源通信装置被接收。此外，可由目标通信装置通过空中下载技术或通过源通信装置(例如经由回程链路)向通信装置200分配用于目标通信装置的调度请求信道。
在一个实例中，当目标通信装置的信号强度超过或充分接近通信装置200当前正进行通信的源通信装置(未显示出)的信号强度，可发生通信装置200的通信切换。当做出切换的决定时，通信装置200可通过使用所接收的信息(如上所述)检测具有与源通信装置基本相近(或最相近)TA的一个或多个目标通信装置，并且使用已知TA可利用目标源请求器204在目标通信装置的UL调度请求信道上直接请求上行链路(UL)资源。这样一来，由于通信装置200知晓来自接收信息的TA，故可避免RACH。
随后，在必要时，可利用定时调整器206对与目标通信装置通信的通信装置200所使用的定时进行少量调整。在一个实例中，如上所述，通信装置200可在能利用较长CP的TTI中策略性地选择向目标通信装置切换通信。例如，目标通信装置可根据某一模式、基于期望的切换、等等，周期性提供这种TTI。较长CP可解决初始误差问题；在从目标通信装置接收到随后通信后，定时调整器206可与目标通信装置进行定时同步。可理解的是，可使用附加的或替代性的机制来解决通信中的错误问题。例如，通信装置200可使用混合自动重传请求(HARQ)通信进行初始切换。可理解的是，在至少部分地基于异步无线通信网络中的下行链路定时误差确定TA时，这些技术非常有用。
在另一实例中，通信装置200可向目标通信装置发射参考信号，以由目标信息接收器202初始地接收与其相关的信息。由此，通信装置200(或其未显示出的组件)可从源通信装置请求通信间隙，在所述通信间隙中源通信装置可期望不从通信装置200接收通信。在这些间隙期间，通信装置200可发送参考信号和/或从目标通信装置接收可随后用于上述切换的资源。
现在参照图3，显示出了在移动设备切换中可利用目标基站资源来同步数据资源的无线通信系统300。系统300包括：目标基站302，其可与移动设备304(和/或任意数目的不同移动设备(未显示出))通信，以便于切换无线通信服务。移动设备304也可为了当前的无线通信服务而与源基站306通信。基站302和306可在前向链路信道上向移动设备304发送信息；此外，基站302和306可在反向链路或上行链路信道上从移动设备304接收信息。此外，移动设备304可期望在特定时间点从源基站306向目标基站302切换通信。此外，系统300可以是MIMO系统。此外，系统300可以在OFDMA或SC-FDMA无线网络(例如3GPP、3GPP LTE等)中运行。此外，在一个实例中，在基站302和306中以下所示和所述的组件和功能可以彼此存在和/或同样在移动设备304中，反之亦然；为了解释方便，所示的配置不包括这些组件。
目标基站302包括：控制资源分配器308，其可向寻求通信切换的一个或多个移动设备提供控制资源；切换请求接收器310，其可从一个或多个移动设备获取用于切换通信的请求；数据资源调度器312，其可向一个或多个移动设备提供数据信道访问，以完成切换过程。例如，移动设备(如移动设备304)可通过例如发送SRS和/或其他信号来请求控制资源或定时信息，以保持目标基站302的定时，并且控制资源分配器308可向移动设备304分配用于目标基站302的调度请求资源。设备可期望切换，并且切换请求接收器310可接收用于切换通信的请求。在一个实例中(例如异步无线网络检测来自下行链路信道的定时差)，可以在没有完全精确定时的情况下发送请求，并且可采取措施来解决先前所述的错误(例如较长CP的TTI、HARQ传输等)。数据资源调度器312可调度并向设备提供数据通信信道，以在不使用RACH的情况下完成无线通信的切换。
移动设备304包括：间隙请求器314，其可向基站提供移动设备304不向基站发送通信的时间间隔；目标信息接收器316，其可请求/接收与目标基站相关的信息，可包括用于监视基站定时的半静态信息。移动设备还可包括：目标资源请求器318，其可在确定最佳切换时间时请求与目标基站的切换。此外，移动设备304可连接至源基站306，以便于无线通信服务。
根据一个实例，移动设备304可以在源基站306管控的扇区内移动。移动设备304可开始检测附近的其他基站，并且可期望从这些基站请求用于随后切换的信息。因此，移动设备304可利用间隙请求器314向源基站306请求通信间隙，移动设备304在该通信间隙期间期望发送和从一个或多个不同基站(例如目标基站302)接收数据。在这些间隙期间，在一个实例中，移动设备304可发送SRS，以从一个或多个基站获取与定时等相关的信息。可理解的是，所述间隙及其请求不是必需的；这仅是从目标基站302获取信息的一个可能实例。
在一个实例中，目标基站302可利用控制资源分配器308建立与目标基站302的调度请求UL信道。此外，移动设备304可向目标基站302发送SRS，并且目标信息接收器316可获取所发送的信息，并连续地监视目标基站402以同步目标基站302的定时。在一个实例中，目标信息接收器316可获取对所发送的SRS的响应，以确定与TA相关的信息或其他定时信息。此外，移动设备304可至少部分地基于接收信息或资源来与基站302同步，以便于随后的切换。在另一实例中，可同步网络并保持对于多个基站的上行链路定时，从而循环前缀可适应由于服务基站和目标基站之间的传输时间差引起的定时差。附加情形或替代情形是，在同步无线网络中，对于目标和源基站定时可基本上相同，从而不需要定时检测。可理解的是，这可发生在一个或多个基站上，从而移动设备304可得到用于确定切换通信的最期望基站的基站信息阵列。为切换所选择的基站可基于与源基站306的TA最接近的TA，从而可为了切换而明显地同步通信。在一个实例中，可通过辨别由目标基站302发送的资源的扰码并将该码与源基站306的扰码相比较来确定和比较TA。
当移动设备304在源基站306的扇区中移动时，其可能移动到目标基站302的更近范围内，并检测出切换到目标基站302更有利。这可至少部分地基于信号强度、由目标基站302提供的期望资源或服务、等等。目标资源请求器318可使用从监视目标基站302推导出的定时参数(或TA)在分配的调度请求资源上向目标基站302发送初始切换消息。因此，在请求资源之前RACH不需要调整定时。可理解的是，如上所述，可利用具有初始切换消息的其他机制(例如具有策略性较长CP的TTI、HARQ传输等)，以解决少量定时误差问题。
在一个实例中，目标基站302可在给定时间间隔内利用不同规模的循环前缀，以补偿移动设备304的初始切换传输定时的较大误差；这可以是专门针对目标基站302等的网络规范。可理解的是，可向移动设备304发送包含这种广播(例如在广播信道上)等的关于循环前缀规模的信息。例如，可格式化这种信息，例如一系列具有短和/或长循环前缀的帧或TTI。在另一实例中，这种信息可包括从当前或初始帧到第一长循环前缀TTI的偏移。此外，目标基站302可动态配置专用于切换的循环前缀。通过使用这种信息，移动设备304可以切换至目标基站302并在长循环前缀TTI内发送初始数据，以实现成功通信的更大可能性(并因此成功切换)。一旦发送了初始通信，数据资源调度器312就可调度并向移动设备304返回共享数据信道访问，以便于无线通信服务和完成从源基站306的切换。由此，可更加精确地同步用于向目标基站302发送数据的定时。
现在参照图4，显示出了实例性多址无线通信网络400。网络400包括多个通信小区402、404和406，其中每个小区具有各自的基站408、410和412，它们通过天线支持来自各个设备的通信。例如，小区扇区402中的设备414和416可与基站408通信，扇区404中的设备418和420最初可与基站410通信，扇区406中的设备422和424可与基站412通信。在该实例中，设备420可以在网络400中移动。当设备420远离基站410时，信号会衰减，因此与基站410通信所需要的资源会增加。当设备420向基站412移动时，在某个点，可有利地与扇区406中的基站412通信；因此，设备420可从扇区404切换至扇区406(并因此从基站410切换至基站412)。
如上所述，移动设备420可保存和监视其可执行切换到的小区的列表(例如小区408和412)。例如，移动设备420可首先向小区发送SRS以从小区获取TA信息等等。在另一实例中，这可通过分析小区408和/或412的扰码并将其与当前小区410的扰码相比较来确定。在另一实例中，移动设备420可至少部分地基于作为SRS的一部分而接收的被监视的小区信息计算当前小区410和小区408和/或412之间的定时差。附加情形或替代情形是，移动设备420可在授权资源上保持与小区408和412的同步定时。当移动设备420充分处于不同小区412的范围内时，其可使用TA在分配的调度请求信道上发送对数据资源的请求，以调整任意定时差。尽管在一些实例中定时可能不精确，但是通常足够接近，从而可使用一些技术来适当地对传输进行解码。在一个实例中，基站412可利用具有延长循环前缀的TTI，并且移动设备420可利用这些TTI来发送初始切换信息。
然而，延长循环前缀可能对吞吐量有负面影响；因此，在一个实例中，仅某些TTI可具有延长的循环前缀，并且如上所述，这种信息对于移动设备402来说是已知的(例如通过广播与TTI相关的信息，例如延长的循环前缀的特定时间、具有偏移或没有偏移的模式、和/或特定事件)。此外，在一个实例中，在得知切换时，可专门地(例如动态地)实现具有延长的循环前缀的TTI。此外，可使用HARQ传输来提高初始(和/或随后)切换通信的可靠性。可理解的是，在初始通信之后，移动设备420可接收和利用更精确的定时信息，以确保与基站412的随后通信是可靠的。由此，在不使用RACH的情况下实现切换。
参照图5-6，显示出了与通过监视目标资源(例如代替RACH)来切换通信相关的方法。尽管为了说明简单，作为一系列行为示出和描述方法，但是可以理解和认识到，因为某些行为可根据一个或多个实施例以不同的顺序出现和/或与这里所示和所述的其它行为同时出现，因此所述方法不限于行为的顺序。例如，本领域普通技术人员可以理解和认识到，例如在状态图中可将方法选择地表示为一系列相关的状态或事件。此外，并非需要所有示出的行为来实现根据一个或多个实施例的方法。
转到图5，显示出了基于接收的目标资源或其他信息经由时间同步的请求便于请求切换的方法500。在502，从目标接收半静态信息。例如，这可涉及针对发送SRS的响应，其可被进行分析以如上所述确定TA或目标和源的TA之间的差。附加情形或替代情形是，这种信息可包括C-RNTI；通过使用这种信息，可出现进入与目标相关的小区中的连接条目。在504，如上所述确定目标的TA。通过比较目标的TA与源的TA，或计算其间的距离并使用差值来同步初始切换消息，使得TA有助于同步与目标的通信。
在506，可基于TA请求切换到目标。这可使用上述确定定时差的机制或选择具有与源类似的TA的目标来实现。此外，由于比较或计算不生成与目标的完全精确的同步，所以可采用一些措施来增加成功通信的可能。这包括使用具有较长循环前缀的TTI、HARQ传输等，如上所述。在一个实例中，可以在与目标基站相关的已分配调度请求信道或其他控制信道上发送切换或调度请求。在508，接收数据资源分配，从而使得目标知晓通信服务。可理解的是，一旦接收了该分配，则接收了更精确的定时信息，从而能够实现与目标的同步通信。
现在参照图6，显示出了通过使用在切换之前获取的目标资源便于在源和目标接入点之间切换通信的方法600。在602，从源请求通信间隙。例如，当与源通信时，可请求间隙，从而在间隙中不发生与源的通信。在604，可在间隙期间与目标建立调度请求信道。因此，在没有与源发生通信时，可联络目标以建立信道。在一个实例中，可在间隙中向目标发送探测参考信号，以在间隙期间建立调度请求信道。
在606，可以从目标基站接收SRS信息。在响应时，目标基站可通过空中下载技术和/或经由源基站等向UE提供TA。如上所述，可利用SRS信息来确定目标与源的TA差或比较结果等。此外，可接收C-RNTI，从而得知C-RNTI和目标的定时，在608，可以在不使用RACH的情况下初始地切换通信。可理解的是，一旦发生切换，可接收更精确的定时信息。
可理解的是，根据这里所述的一个或多个方面，可做出与上述从源基站到目标基站对移动设备切换通信相关的推论。本申请中使用的术语“推断”或“推论”通常指的是根据通过事件和/或数据获得的一组观察报告，关于系统、环境和/或用户状态的推理过程或推断系统、环境和/或用户状态的过程。例如，推论用来识别特定的内容或动作，或产生状态的概率分布。这种推论是概率性的，也就是说，根据所考虑的数据和事件，对相关的状态概率分布进行计算。推论还指的是用于根据事件集和/或数据集构成高级事件的技术。这种推论使得根据观察到的事件集和/或存储的事件数据来构造新的事件或动作，而不管事件是否在极接近的时间上相关，也不管事件和数据是否来自一个或数个事件和数据源。
根据一个实例，以上提供的一个或多个方法可包括：做出与从哪些设备请求半静态数据相关的推论；确定从源基站请求的通信间隙；选择用于切换通信的目标基站等。也可做出与以下内容相关的推论，即计算源和目标基站之间的定时差；确定使用延长循环前缀以策略地在其中发送初始切换数据的TTI；等等。
图7是利用从目标请求的信息发送初始切换数据以便于切换通信的移动设备700的示图。移动设备700包括接收机702，其从例如接收天线(未显示出)接收信号，并对接收信号执行典型行为(例如过滤、放大、下变频等)，并对调整的信号进行数字化以获得采样。接收机702可包括解调器704，其可解调所接收的符号并将它们提供至处理器706用于信道估计。处理器706可以是专用于分析由接收机702接收的信息和/或生成由发射机718传输的信息的处理器、控制移动设备700的一个或多个组件的处理器、和/或分析由接收机702接收的信息、生成由发射机718传输的信息并控制移动设备700的一个或多个组件的控制器。
移动设备700还可包括存储器708，其可操作地连接至处理器706，并存储要发射的数据、所接收的数据，与可用信道相关的信息，与分析的信号和/或干扰强度相关的数据，与分配的信道相关的信息，功率，速率等，以及估计信道和经由信道通信的任意其它适合信息。存储器808还可存储与估计和/或利用信道相关的(例如基于性能的、基于容量的等)协议和/或算法。
可以理解的是，这里描述的数据存储装置(例如存储器708)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。通过图示但不是限制，非易失性存储器可包括：只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括：随机存取存储器(RAM)，其用作外部高速缓存。通过图示但不是限制，RAM可以有许多形式，例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)和直接内存总线RAM(DRRAM)。本发明的系统和方法的存储器708旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
处理器706还可操作地耦合至调度请求器710(其可从目标基站请求调度资源)以及目标监视器712(其可评估与一个或多个目标的通信以确保正确定时)等。在一个实例中，移动设备可以在服务区中移动，并评估用于切换通信的基站。这可通过使用调度请求器710与基站建立上行链路调度请求信道开始，其中在所述信道上移动设备700可接收对于资源(例如CQI资源、用于数据发送和接收的资源等)的授权。在一个实例中，移动设备700可发送SRS以获得用于目标基站的TA，其可随后用于在调度请求信道上请求数据资源；此外，移动设备700从源基站请求通信间隙，通过所述源基站探测信号和接收建立。目标监视器712可连续监视调度请求信道和/或关于信道接收的资源，以获得用于目标基站的当前定时信息。
当移动设备700确定出切换到不同基站有利时(例如当相关信号到达给定阈值时)，在一个实例中，可至少部分地基于当前源基站和目标之间的定时差从目标监视器712选择目标。此外，耦合至处理器706的定时调整器714可用于至少部分地基于源和目标基站之间的时间差(例如通过评估它们各自的同步信道或扰码)来确定对于目标基站来说通常正确的定时。定时调整器714可利用所确定的调整来发送初始切换消息。可理解的是，如上所述，可在两端采取措施来加强初始通信的可靠性，所以最后可接收到更精确的定时信息。移动设备700还可包括调制器716和发射机718，其分别调制和发送信号至例如基站、另一移动设备等。尽管示出为与处理器706分离，但是可理解的是，调度请求器710、目标监视器712、定时调整器714、解调器704、和/或调制器716可以是处理器706的一部分或多个处理器(未显示出)。
图8是便于为移动设备切换授权资源和延长CP的TTI的系统800的示图。系统800包括基站802(例如接入点，...)，其具有通过多个接收天线806从一个或多个移动设备804接收信号(多个)的接收机810，以及通过发射天线808向一个或多个移动设备804发射的发射机824。接收机810可以从接收天线806接收信息，并且可操作地关联至对接收信息进行解调的解调器812。通过可与关于图7的上述处理器类似的处理器814分析所解调的符号，所述处理器连接至存储器816，其存储与估计信号(例如导频)强度和/或干扰强度相关的信息、要发射至移动设备804(或不同基站(未显示出))或要从其接收的数据、和/或与执行这里所述的各个行为和功能相关的任意其它适合信息。处理器814还耦合至调度请求响应器818(其可与一个或多个移动设备804建立调度请求信道，用于可能的随后切换)以及循环前缀选择器820(其可为某些TTI指定较长的CP，以便于解决在切换期间的少量定时误差问题)。
例如，一个或多个移动设备804可处于切换范围内，并且可请求建立上行链路调度请求信道。调度请求响应器818可与移动设备804建立信道。移动设备804可附加地向基站802发送SRS，并且基站802可在信道上发送与某些资源相关的信息(例如TA、C-RNTI等)。此外，循环前缀选择器820可基于调度请求信道和/或在该信道上接收的信息建立具有较长CP的一个或多个TTI，以解决来自移动设备804的初始切换通信的定时误差。例如，循环前缀选择器820可基于例如切换的可能性等，为周期性TTI、请求的TTI、推断的TTI指定较长的CP。此外，尽管示出为与处理器814分离，但是可理解的是，调度请求响应器818、循环前缀选择器820、解调器812、和/或调制器822可以是处理器814的一部分或多个处理器(未显示出)。
图9显示出了示例性无线通信系统900。为了简洁起见，无线通信系统900描绘出一个基站910和一个移动设备950。然而，可以理解的是，系统900可包括多于一个基站和/或多于一个移动设备，其中附加的基站和/或移动设备可基本类似于或不同于以下所述的示例性基站910和移动设备950。此外，可以理解的是，基站910和/或移动设备950可采用这里描述的系统(图1-4和7-8)和/或方法(图5-6)，以便于在其间进行的无线通信。
在基站910，从数据源912向发射(TX)数据处理器914提供多个数据流的业务数据。根据一个实例，可以在各个天线上发射每个数据流。TX数据处理器914基于为该数据流选择的特定编码方案对业务数据流进行格式化、编码和交织，以提供编码数据。
使用正交频分多路复用(OFDM)技术可将每个数据流的编码数据与导频数据多路复用。附加地或可选地，导频符号可以频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)、或码分多路复用(CDM)。导频数据通常是已知的数据模式，它以已知的方式处理并可在移动设备950用来估计信道响应。可基于为数据流选择的特定调制方案(例如二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M-相移键控(M-PSK)、M-正交振幅调制(M-QAM)等)对于每个数据流的多路复用的导频和编码数据进行调制(例如符号映射)，以提供调制符号。可通过处理器930执行或提供的指令确定每个数据流的数据速率、编码和调制。
可向TX MIMO处理器920提供针对数据流的调制符号，所述处理器可进一步处理调制符号(例如用于OFDM)。然后，TX MIMO处理器920向NT个发射机(TMTR)922a至922t提供NT个调制符号流。在各个实施例中，TX MIMO处理器920对于数据流的符号以及对于用来发射符号的天线进行波束成形加权。
每个发射机922接收和处理各个符号流，以提供一个或多个模拟信号，并进一步调整(例如放大、过滤、和上变频)模拟信号，以提供适于在MIMO信道上传输的调制信号。此外，分别从NT个天线924a至924t发射来自于发射机922a至922t的NT个调制信号。
在移动设备950，通过NR个天线952a至952r接收所发射的调制信号，并向各个接收机(RCVR)954a至954r提供从每个天线952接收的信号。每个接收机954调整(例如过滤、放大和下变频)各个信号，对调整的信号进行数字化以提供采样，以及还处理采样以提供相应的“接收”符号流。
RX数据处理器960可从NR个接收机954接收所述NR个接收符号流并基于特定接收机处理技术处理它们，以提供NT个“检测”符号流。RX数据处理器960可解调、解交织和解码每个检测的符号流，以恢复对于数据流的业务数据。RX数据处理器960执行的处理与基站910的TX MIMO处理器920和TX数据处理器914执行的处理互补。
处理器970可周期性确定要利用哪些预编码矩阵，如上所述。此外，处理器970可形成包括矩阵索引部分和秩值部分在内的反向链路消息。
反向链路消息可包括关于通信链路和/或接收数据流的各种信息。反向链路消息可通过TX数据处理器938处理，通过调制器980调制，通过发射机954a至954r调整，以及发射回基站910，其中所述TX数据处理器938还从数据源936接收对于多个数据流的业务数据。
在基站910，来自于移动设备950的调制信号通过天线924接收，通过接收机922调整，通过解调器940解调，以及通过RX数据处理器942处理，以提取由移动设备950发射的反向链路消息。此外，处理器930可处理所提取的消息，以确定要用于确定波束成形权重的预编码矩阵。
处理器930和970可分别在基站910和移动设备950指引(例如控制、协调、管理等)操作。各个处理器930和970可以与存储程序代码和数据的存储器932和972关联。处理器930和970还可执行计算，以分别导出上行链路和下行链路的频率和冲激响应估计。
可以理解的是，可以在硬件、软件、固件、中间件、微码或其任意组合中实现这里所述的实施例。对于硬件实现，可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里所述功能的其它电子单元、或其组合中实现处理单元。
当在软件、固件、中间件或微码、程序代码或代码段中实现实施例时，它们可存储在例如存储组件的机器可读介质中。代码段可表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件分组、类、或指令、数据结构或程序语句的任意组合。代码段可通过传送和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容连接至另一代码段或硬件电路。可使用包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任意适合手段传递、转发、或发送信息、自变量、参数、数据等。
对于软件实现，可通过执行这里所述功能的模块(例如过程、函数等)实现这里所述的技术。软件代码可存储在存储器单元中并通过处理器执行。存储器单元可以在处理器中或在处理器外部实现，在这种情况下存储器单元可经由本领域已知的各种手段以通信方式连接至处理器。
参照图10，显示出了在不使用RACH的情况下在无线网络中便于切换移动通信的系统1000。例如，系统1000可至少部分地驻留在基站、移动设备等中。可以理解的是，将系统1000表示为包括功能框，它可以是表示由处理器、软件或其组合(例如固件)实现的功能的功能框。系统1000包括可协同工作的电子组件的逻辑组1002。例如，逻辑组1002可包括从源基站接收无线通信服务的电子组件1004。例如，系统1000可在上述一个或多个信道上与基站通信，以实现无线通信服务。此外，逻辑组1002可包括接收用于向多个目标基站发送调度请求信号的多个已分配上行链路控制信道的电子组件1006。例如，资源可涉及向目标基站切换通信。此外，例如，可通过发送SRS或确定目标基站的TA信息来监视目标基站的其他资源。此外，逻辑组1002可包括在已分配上行链路控制信道的至少一个上向多个目标基站中所选定的目标基站发送调度请求的电子组件1008。例如，可以在发送调度请求时使用目标基站的TA，以实现更高效的切换。此外，系统1000可包括存储器1010，其保存用于执行与电子组件1004、1006和1008相关的功能的指令。尽管示出为在存储器1010的外部，但是可以理解的是，一个或多个电子组件1004、1006和1008可存在于存储器1010中。
以上描述的内容包括一个或多个实施例的实例。当然，为了描述以上实施例，不可能描述出组件或方法的每个可想象的组合，但是本领域普通技术人员可认识到，许多其它组合和各个实施例的替换也是可以的。因此，所述实施例旨在包含落于所附权利要求的精神和范围中的所有这种更改、修改和变型。此外，对于在具体实施方式或权利要求中使用的术语“包括”而言，当其在权利要求中作为转换词来使用时，这个术语所指的包括方式类似于术语“包含”的释义。

Claims (27)

1、一种在无线网络中切换通信的方法，包括：
从源基站接收无线通信服务；
接收用于向多个目标基站发送调度请求信号的多个已分配上行链路控制信道；
在所述多个已分配上行链路控制信道中的至少一个已分配上行链路控制信道上，向所述多个目标基站中选定的目标基站发送调度请求。
2、如权利要求1所述的方法，还包括：
从所述多个目标基站接收定时超前量(TA)信息，所述TA信息用于发送所述调度请求。
3、如权利要求2所述的方法，所述TA信息是在向所述多个目标基站发送了探测参考信号之后接收到的。
4、如权利要求2所述的方法，在异步无线通信网络中，所述TA信息是根据所述多个基站的其他信道导出的。
5、如权利要求2所述的方法，还包括：
使用所述定时超前量与所述一个或多个已分配上行链路控制信道保持同步，以便于随后将通信切换至所选定的目标基站。
6、如权利要求5所述的方法，至少部分地基于所选定的目标基站和所述源基站之间的定时差小于所选定的目标基站和其他目标基站之间的定时差，将所述调度请求发送至所述目标基站。
7、如权利要求1所述的方法，所述源基站和所述目标基站在时间上同步，所述源基站的定时用来发送所述调度请求。
8、如权利要求1所述的方法，还包括：
选择与所选定的目标基站相关的具有较长循环前缀的传输时间间隔(TTI)，以用于发送所述切换通信。
9、如权利要求1所述的方法，还包括：
在发送初始切换通信之后，从所选定的目标基站接收无线通信服务。
10、一种无线通信装置，包括：
至少一个处理器，用于：
监视多个基站的定时；
至少部分地基于所监视的定时在所述多个基站中选择目标基站来用于切换通信；
存储器，耦合至所述至少一个处理器。
11、如权利要求10所述的无线通信装置，至少部分地基于向所述多个基站发送探测参考信号来监视所述定时。
12、如权利要求11所述的无线通信装置，根据所述探测参考信号来接收所述基站的定时超前量。
13、如权利要求12所述的无线通信装置，所述至少一个处理器还用于：至少部分地基于所述定时超前量，向所述目标基站发送初始切换消息。
14、如权利要求13所述的无线通信装置，所述至少一个处理器还用于：选择与所述目标基站相关的具有较长循环前缀的传输时间间隔(TTI)，以用于发送所述初始切换消息。
15、如权利要求10所述的无线通信装置，所述至少一个处理器还用于：与所述多个基站建立上行链路调度请求信道，所建立的上行链路调度请求信道用于切换通信。
16、如权利要求10所述的无线通信装置，所述至少一个处理器还用于：至少部分地基于无线通信网络中所述目标基站和源基站的定时之间的差来确定所述基站的定时超前量。
17、如权利要求10所述的无线通信装置，在从所述无线通信装置当前正进行通信的源基站请求的通信间隙期间执行上行链路调度资源的监视。
18、一种在无线网络中切换通信的无线通信装置，包括：
从源基站接收无线通信服务的模块；
接收用于向多个目标基站发送调度请求信号的多个已分配上行链路控制信道的模块；
在所述多个已分配上行链路控制信道中的至少一个已分配上行链路控制信道上向所述多个目标基站中选定的目标基站发送调度请求的模块。
19、如权利要求18所述的无线通信装置，还包括：
从所述多个目标基站接收定时超前量(TA)信息的模块，所述TA信息用于发送所述调度请求。
20、如权利要求19所述的无线通信装置，所述TA信息是在向所述多个目标基站发送了探测参考信号之后接收到的。
21、如权利要求19所述的无线通信装置，在异步无线通信网络中，所述TA信息是根据所述多个基站的其他信道导出的。
22、如权利要求19所述的无线通信装置，还包括：
使用所述定时超前量与所述一个或多个已分配上行链路控制信道保持同步，以便于随后将通信切换至所选定的目标基站的模块。
23、如权利要求22所述的无线通信装置，至少部分地基于所选定的目标基站和所述源基站之间的定时差小于所选定的目标基站和其他目标基站之间的定时差，将所述调度请求发送至所述目标基站。
24、如权利要求18所述的无线通信装置，所述源基站和所述目标基站在时间上同步，所述源基站的定时用来发送所述调度请求。
25、如权利要求18所述的无线通信装置，还包括：
选择与所选定的目标基站相关的具有较长循环前缀的传输时间间隔(TTI)，以用于发送所述切换通信。
26、如权利要求18所述的无线通信装置，还包括：
在发送初始切换通信之后，从所选定的目标基站接收无线通信服务。
27、一种计算机程序产品，包括：
计算机可读介质，包括：
使得至少一个计算机从源基站接收无线通信服务的代码；
使得所述至少一个计算机接收用于向多个目标基站发送调度请求信号的多个已分配上行链路控制信道的代码；
使得所述至少一个计算机在所述多个已分配上行链路控制信道中的至少一个已分配上行链路控制信道上向所述多个目标基站中选定的目标基站发送调度请求的代码。
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