CN101801048B - 上行链路的传输时序及初始传输超前时序的设定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法和用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法。设定无线通信装置上行链路传输时序的方法包含在SBS服务无线通信装置期间通过初始测距获取初始上行链路传输超前时序；将无线通信装置从SBS切换至TBS；根据所获取的初始上行链路传输超前时序，并根据SBS与TBS发射的下行链路前导信号的接收时间差，更新无线通信装置的初始上行链路传输超前时序；根据更新的上行链路传输超前时序，设定线通信装置的上行链路传输时序。本发明的方法减少切换之前的额外步骤并提高切换的速度，与新的BS通信的上行链路传输超前传输时序也都是准确且包含了最新消息的。
Description
技术领域
本发明是有关于无线通信系统，更具体地，是关于用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法和用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法。
背景技术
在无线通信中，为了重复利用无线电资源，经常采用基于蜂窝(cellular)技术的无线通信系统。图1是基于蜂窝技术的无线通信系统的配置示意图。请参阅图1，无线通信系统包含两个基站(Base Station，BS)BS1和BS2，其中每一个基站管理各自的网络单元(cell)。如图1所示，移动站(Mobile Station，MS)MS1、MS3和MS5由基站BS1管理，而移动站MS2和MS4由基站BS2管理。基站BS1和BS2之间通过有线或无线方式连接(图1未示出)以交换信息。移动站MS1-MS5各自通过无线电连接(图1未示出)连接到基站BS1或BS2。
其中，MS可以任意移动。例如，当移动站MS1远离基站BS1，其中基站BS1可称为服务基站(Serving Base Station，SBS)，向相邻的基站BS2移动，且移动站MS1不再适合由基站BS1管理时，移动站MS1应当从基站BS1切换到基站BS2，其中基站BS2可称为目标基站(Target Base Station，TBS)。然而，在实施切换之前需要讨论几个问题。例如，需要确定目标基站BS2是否可用于接收移动站MS1，目标基站BS2是否可以向移动站MS1提供更好的服务，移动站MS1是否能获得合适的用于与目标基站BS2通信的功率、频率和时序等等。
在无线通信系统中，测量用于与目标基站通信的合适的功率、频率和时序也被称为“测距(ranging)”的步骤。然而，传统的测距步骤很耗费时间，延迟了整个切换过程。有一些研究致力于简化复杂的切换过程，以减少切换的时间周期。例如，当采用“快速测距”方法时，MS调整上行链路传输时序时可以不对目标基站实施上行链路测距。传统方法是通过在切换到目标基站之前进行扫描，来计算服务基站与目标基站间下行链路信号到达时间的差异，并且根据下行链路信号到达时间的差异来估计与目标基站通信的上行链路传输时序。但是这种方法有一些缺点。在扫描相邻于服务基站的潜在的目标基站时，MS需要执行额外的测量和计算，这也增加了实施切换的负担。进一步，在切换开始后所估计的上行链路传输时序不包含最新的消息。为了估计实时更新的传输时序，需要在切换之前不断执行扫描操作；但是，可能没有足够时间在服务基站和潜在的目标基站之间实施扫描的协商(negotiation forscanning)。另外，当MS确定取消切换并返回上一个BS时，所估计的上行链路传输时序可能不是最新的，或是不再适合用于与之前的BS通信。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法和用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法。
本发明提供一种用于设定无线通信装置上行链路传输时序的方法包含在服务基站服务无线通信装置期间通过初始测距获取初始上行链路传输超前时序；将该无线通信装置从该服务基站切换至目标基站；根据所获取的该初始上行链路传输超前时序，并根据该服务基站与该目标基站发射的下行链路前导信号的接收时间差，更新该无线通信装置的该初始上行链路传输超前时序以获得更新的上行链路传输超前时序；以及根据所获取的该更新的上行链路传输超前时序设定无线通信装置的上行链路传输时序。
本发明另提供一种用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法，包含：在服务基站服务该无线通信装置期间，通过初始测距步骤获取该初始上行链路传输超前时序；将该无线通信装置从该服务基站切换至目标基站；以及根据所获取的该初始上行链路传输超前时序，并根据该服务基站与该目标基站发射的下行链路前导信号的接收时间差，更新该无线通信装置的该初始上行链路传输超前时序。
本发明的方法的有益效果之一是提高了切换的速度。
附图说明
图1是引入蜂窝概念的无线通信系统的配置示意图；
图2是根据本发明的一实施例，引入蜂窝概念的无线通信系统的配置示意图；
图3是关于传输时序设定的移动站切换步骤的信号示意图；
图4是根据本发明的一实施例，设定移动站传输时序的一种方法的流程图。
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及请求项当中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
本发明提供一种用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法和用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法(initial uplinktransmission advance timing)。该无线通信系统可以是任意具有多个基站的通信系统，例如微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)系统、符合IEEE 802.16标准的WiMAX系统、全球移动通信系统(Global System for Mobile，GSM)、长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)、第三代(3G)移动通信系统，以及其它正交频分多址(OFDMA)通信系统等等。无线通信装置(例如WiMAX系统中的一个移动站)可由基站服务或管理。传输时序包含用于与基站通信的上行链路传输时序和下行链路传输时序。
图2是根据本发明的一实施例的无线通信系统的配置示意图。MS起初由服务基站(SBS)服务，然后MS从服务基站切换到与服务基站相邻的目标基站(TBS)。由于MS从服务基站切换，服务基站发射的下行链路信号强度会变得较弱，且BS发射的下行链路信号的载波干扰噪声比(CINR)值可能会降到可接受的阈值以下。MS可以通过切换到目标基站来获得更好的通信服务。
图3是关于传输时序设定的移动站切换步骤的信号示意图，为简洁起见，忽略了图中其它众所周知的过程细节(例如功率设定和载波频率设定等等)。MS通过初始测距步骤来获得已调整的初始上行链路传输超前时序δ(在一个传输周期中，也称为初始上行链路传输时间δ)，并通过定期测距步骤(periodicranging procedure)来更新稍后的上行链路传输超前时序δ′，δ′为已调整的初始上行链路传输超前时序。上行链路开始时间分别为T0+μ、T1+μ、T2+μ′、T3+μ′。如图3所示，经过初始测距步骤的上行链路传输时序将是T0+τ+μ-δ，而非T0+τ+μ。上行链路传输的开始时间是固定的，并由服务基站指定；但由于多径传播和回路延迟的差异(多径传播和回路延迟的差异为主导因素)，每一个MS的上行链路传输超前时序都不同。服务基站在时刻T0、T1周期性发射下行链路前导信号310、312。在MS由服务基站服务期间，MS在时刻T0+τ、T1+τ′从服务基站接收下行链路前导信号310、312。随着服务基站与MS之间距离变化，由于多径传播和回路延迟的差异，MS接收下行链路前导信号的实际时间(T0+τ和T1+τ′)可能会改变。MS可以通过从服务基站接收的每一下行链路前导信号来调整用于与服务基站通信的下行链路接收时序。此外，MS可以基于下行链路前导信号来产生和更正MS自身的频率。请注意，μ是由服务基站估计或确定的上行链路开始时间的一个偏移值。为简洁起见，假设μ为0(也就是T0+μ＝T0)。
在一实施例中，服务基站在时刻T0、T1周期性发射下行链路前导信号310、312。MS在时刻T0+τ、T1+τ′接收周期性下行链路前导信号310、312。在服务基站服务MS期间，MS通过初始测距步骤获得初始上行链路传输超前时序(δ)，并根据服务基站指令(也就是定期测距步骤)、或者根据MS自身对服务基站下行链路前导信号到达时间变化的观察，来更新稍后的上行链路传输超前时序(δ′)。目标基站在时刻T2、T3周期性发射下行链路前导信号330、332。由于服务基站和目标基站的时序是同步的，服务基站也在时刻T2、T3发射下行链路前导信号331、333。MS在发送切换指示(HandOver INDication，HO-IND)消息326后，在时刻T2+σ、T3+σ′接收目标基站的下行链路前导信号330、332。服务基站下行链路前导信号312是MS接收的来自服务基站的最后一个下行链路前导信号，且最后一个时序差为τ′。最新更新的上行链路传输超前时序为δ′。MS接收目标基站的下行链路前导信号的接收时序为T2+σ和T3+σ′。如果服务基站仍然服务MS，则MS会在时刻T2+τ′、T3+τ′接收下行链路前导信号331、333。MS不需要扫描目标基站的记录，也不需要初始或切换测距步骤，就可以直接导出初始上行链路传输超前时序，用于与目标基站通信。例如，初始上行链路传输超前时序(也就是初始上行链路传输超前时间)δ″是根据接收下行链路前导信号332、333的时间之差来确定的(请注意，MS只从目标基站接收前导信号332，但是MS会保持时序差τ′，因此MS假设虚拟接收服务基站前导信号的时间为T3+τ′)，δ″等于[δ′+2(σ′-τ′)]。若MS需要在时刻T3发送前导信号的帧中传输数据，则最终的初始上行链路传输时序是T3+σ′+μ′-δ″。请注意，σ可以等于或不等于σ′，(σ′-τ′)可以小于、等于或大于0。可以认为，初始上行链路传输时序是对用于与目标基站通信的初始上行链路传输时序的估计。应当理解，本发明提供一种无需在切换到目标基站之前计算来自服务基站和目标基站的信号到达时间差的机制。
为将服务切换到目标基站，MS发射切换请求(HandOver REQuest，HO-REQ)消息320到服务基站。服务基站用切换通知消息(HandOverNOtification，HO-NO)321将MS的切换请求通知目标基站。接着，目标基站用切换通知回复(HandOver NOtification ReSPonse，HO-NO-RSP)消息322告知服务基站是否接收该切换。服务基站接收HO-NO-RSP 322，并确定将该目标基站作为MS即将切换的目标基站(假设该目标基站可以接收该MS)。然后服务基站发射切换确认(HandOver CONfirm message，HO-CON)消息324给目标基站，其后，服务基站用切换回复(HandOver ReSPonse，HO-RSP)消息325通知MS响应MS发出的HO-REQ 320，以接收该切换。接着，MS发送HO-IND326到服务基站，以作出最终切换决定。在一些信道条件恶劣的实施例中，HO-IND 326可能不由MS发送或由服务基站接收。
在本发明的一个示例实施例中，MS可以根据先前的目标基站下行链路前导信号的接收时间，利用自主(autonomous)传输时序调整方式来调整稍后的目标基站下行链路前导信号接收时序。自主传输时序调整方式包含MS自主调整上行链路传输时序，该调整是根据所侦测到的下行链路前导信号的时序提前或阻滞来进行的。在MS处，被发射的无线电帧将在时间上对准网络指定的上行链路帧边界。在时序零提前和阻滞(zero timing advance and retardation)的设定中，在没有基站闭环控制时，在天线端口测量，第一个上行链路数据符号的起始将在时间上对准指定的上行链路帧的边界，该边界与下行链路前导信号到达时间有关。
例如，从目标基站接收的下行链路前导信号330落后于虚拟服务基站下行链路前导传输时序(即σ＞τ′)，这意味着MS和目标基站间的回路延迟大于MS和服务基站间的回路延迟。用于与目标基站通信的初始上行链路传输超前时序应当提前，也就是增加初始上行链路传输超前时序，因此上行链路信号可以更早发射，来补偿较长的回路延迟。相反，若MS侦测到目标基站发射的下行链路前导信号提前于虚拟服务基站下行链路前导传输时序(即σ＜τ′)，即意味着MS和目标基站间的回路延迟小于MS和服务基站间的回路延迟，因此，MS会延迟初始上行链路传输超前时序来补偿较短的回路延迟，也就是减少初始上行链路传输超前时序。
初始上行链路传输超前时序可以认为是与目标基站通信的估计时序，因此可以基于不同考虑作出该估计。在上述实施例中，是基于用于与服务基站通信的最新上行链路传输超前时序以及从服务基站和目标基站接收下行链路前导信号的时间之差来确定或者估计初始上行链路传输超前时序的，这种假设的合理性在于：与服务基站通信和与目标基站通信的回路延迟和信道条件是相似的。在另一实施例中，在服务基站服务MS期间，初始上行链路传输超前时序可由MS单独确定，而不参考与服务基站通信的传输时序。例如，初始上行链路下行链路传输超前时序可确定为等于用于与服务基站通信的最新上行链路传输超前时序。
图4是根据本发明之一实施例，设定移动站传输时序的一种方法的流程图。方法包含以下步骤：
步骤410：在服务基站对移动站提供服务期间，从服务基站接收多个下行链路前导信号，并与服务基站保持同步。
步骤420：通过与服务基站的初始测距步骤，获得初始上行链路传输超前时序。
步骤430：通过与服务基站的定期测距步骤或MS自身的自主调整，更新上行链路传输超前时序。
步骤440：将移动站切换到目标基站，从目标基站接收多个下行链路前导信号，并与目标基站保持同步。
步骤450：在目标基站服务移动站期间，根据用于与服务基站通信的最新上行链路传输超前时序，并根据从服务基站和目标基站接收下行链路前导信号的时间之差，设定初始上行链路传输超前时序。
在步骤410中，MS由服务基站服务，且从服务基站接收多个下行链路信号(例如图3中的下行链路前导信号310、312)，MS与服务基站保持同步。在步骤420中，MS通过与服务基站的初始测距步骤，以获得初始上行链路传输超前时序。在步骤430中，MS通过与服务基站的定期测距步骤或MS自身的自主调整，更新上行链路传输超前时序。MS侦测到服务基站发射的下行链路信号的CINR值降到可接受的阈值之下，为获得更好的服务欲切换到其它基站。MS不需要为计算服务基站和目标基站接收下行链路前导信号的时间之差而扫描所有相邻于服务基站的BS，也不需要储存对应于相邻基站的所有下行链路信号的接收时序。MS只需复制用于与服务基站通信的最新的上行链路传输超前时序以作为初始传输时序，并基于接收服务基站和目标基站下行链路前导信号的时间差来计算用于与目标基站通信的初始上行链路传输超前时序，这大大简化了实施切换之前确定传输时序的步骤，也增加了成功切换的机率。在步骤440中，MS切换到目标基站，从目标基站接收多个下行链路前导信号，并与目标基站保持同步。
在步骤450中，在目标基站服务MS期间，MS根据用于与服务基站通信的最新上行链路传输超前时序，并根据从服务基站和目标基站接收下行链路前导信号的时间之差，以设定初始上行链路传输超前时序。另外，在MS发射一个上行链路信号到目标基站之前，MS可以自主并持续地调整用于与目标基站通信的上行链路传输时序。因此，初始上行链路传输超前时序的准确性可以得到保证。
总而言之，本发明的实施例提供一种方法，用于无线通信装置在切换期间设定以及自主调整传输时序。该方法根据MS在切换之前用于与前一个BS通信的最新上行链路传输超前时序和下行链路前导信号接收时序，无需为计算服务基站和目标基站接收下行链路前导信号的时间之差而扫描相邻于前一个BS的多个BS，或该无线通信装置不需在扫描时计算服务基站和目标基站接收下行链路前导信号的时间之差，就可以设定MS切换之后与新的BS通信的初始上行链路传输超前时序。该方法也根据从新BS接收的下行链路前导信号来调整MS与新BS通信的初始上行链路传输超前时序。以这种方式，可以省略切换之前的额外步骤(例如扫描相邻的BS并储存相应的下行链路信号时序)，因此提高了切换的速度。此外，与新BS通信的传输时序也都是准确且包含了最新消息的，即使无线通信装置是很快切换回到了之前的BS。
任何熟习此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
Claims (13)
1.一种用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法，其特征在于，所述方法包含：
在服务基站服务所述无线通信装置期间，通过初始测距步骤获取初始上行链路传输超前时序；
将该无线通信装置从该服务基站切换至目标基站；
根据所获取的该初始上行链路传输超前时序，并根据该服务基站与该目标基站发射的下行链路前导信号的接收时间差，更新该无线通信装置的该初始上行链路传输超前时序以获得更新的上行链路传输超前时序；
以及
根据所获取的所述更新的上行链路传输超前时序，设定所述无线通信装置的所述上行链路传输时序。
2.如权利要求1所述的用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法，其特征在于，所述方法还包含：
通过定期测距步骤或通过所述无线通信装置的自主调整，以更新所述初始上行链路传输超前时序。
3.如权利要求1所述的用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法，其特征在于，所述无线通信装置不需要为了计算所述服务基站和所述目标基站接收所述下行链路前导信号的时间之差而扫描所有与所述服务基站相邻的基站，或者所述无线通信装置不需要在扫描时计算所述服务基站和所述目标基站接收所述下行链路前导信号的时间之差，或者所述无线通信装置不需要存储所有相邻基站的下行链路前导信号的接收时序。
4.如权利要求1所述的用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法，其特征在于，所述方法还包含：
当所述目标基站服务所述无线通信装置时，更新所述无线通信装置的所述初始上行链路传输超前时序，
其中，更新所述初始上行链路传输超前时序是根据先前初始上行链路传输时序进行更新，所述先前初始上行链路传输时序是当所述无线通信装置仍然与所述服务基站通信时获得的。
5.如权利要求4所述的用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法，其特征在于，所述无线通信装置只在切换至所述目标基站之后进行更新所述无线通信装置的所述初始上行链路传输超前时序。
6.如权利要求5所述的用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法，其特征在于，更新所述初始上行链路传输超前时序包含：
当从所述目标基站接收的最新下行链路前导信号超前于从所述服务基站接收的最新下行链路前导信号时，减少所述初始上行链路传输超前时序；当从所述目标基站接收的最新下行链路前导信号落后于从所述服务基站接收的最新下行链路前导信号时，增加所述初始上行链路传输超前时序。
7.如权利要求1所述的用于设定无线通信装置的上行链路传输时序的方法，其特征在于，所述方法还包含：
将所述无线通信装置从所述目标基站切换回所述服务基站；以及
当所述无线通信装置仍然与所述服务基站通信时，应用最新上行链路传输超前时序。
8.一种用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法，其特征在于，所述方法包含：
在服务基站服务所述无线通信装置期间，通过初始测距步骤获取所述初始上行链路传输超前时序；
将所述无线通信装置从所述服务基站切换至目标基站；以及
根据所获取的所述初始上行链路传输超前时序，并根据所述服务基站与所述目标基站发射的下行链路前导信号的接收时间差，更新所述无线通信装置的所述初始上行链路传输超前时序以获得更新的上行链路传输超前时序。
9.如权利要求8所述的用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法，其特征在于，更新所述无线通信装置的所述初始上行链路传输超前时序是在所述目标基站服务所述无线通信装置时更新。
10.如权利要求9所述的用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法，其特征在于，所获取的所述初始上行链路传输超前时序是用于与所述服务基站通信的最新上行链路传输超前时序。
11.如权利要求8所述的用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法，其特征在于，所述方法还包含：
通过定期测距步骤或通过所述无线通信装置的自主调整，以更新所述初始上行链路传输超前时序。
12.如权利要求8所述的用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法，其特征在于，所述无线通信装置只在切换至所述目标基站之后进行更新所述无线通信装置的所述初始上行链路传输超前时序。
13.如权利要求8所述的用于设定无线通信装置的初始上行链路传输超前时序的方法，其特征在于，所述无线通信装置不需要为计算所述服务基站和所述目标基站接收所述下行链路前导信号的时间之差而扫描所有与所述服务基站相邻的基站。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120606 Termination date: 20161125 |