CN101836497A - 用于通过ms传输相邻bs之间的交互数据的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于通过移动台MS传输相邻基站BS之间的交互数据的系统及其方法，该系统包括：第一BS，用于将交互数据传送到MS；以及MS，用于将从第一BS接收到的交互数据传输到与第一BS相邻的第二BS。以及本发明提出了一种利用MS与相邻BS执行通信的方法，包括：MS利用建立的第一通信信道与第一BS进行通信；以及MS利用建立的第二通信信道与第二BS进行通信。根据本发明的系统通过利用位于相邻BS的重叠覆盖区域内的MS执行用于协调的控制信息等数据的传输，从而使得传输BS之间的交互数据的等待时间变短。与通过主干网传输的传统BS协调相比，本发明通过MS的BS协调具有可预测性且花费较少的等待时间。

Description

用于通过 MS传输相邻 BS之间的交互数据的系统和方法 技术领域

本发明涉及无线通信领域， 更具体地， 涉及用于通过 MS传输相邻 BS之间的交 互数据的系统及其方法， 其中， 通过 MS传送相邻 BS之间的交互数据； 以及涉及 一种通信系统及其方法。 背景技术

先进 IMT 下一代移动网络提高了对系统性能的要求。 已经存在一些标准组 或者组织积极地起草文件来满足这些要求， 期望这些草案成为在先进 IMT 评估 过程中考虑的候选对象。 最近成立的 IEEE802. 16m任务组对 IEEE Std 802.16进 行修改， 以提供高级的空中接口， 而具有用于在许可频段中操作的改进的性能。 其目标是满足先进 IMT的下一代移动网络的需求。

随着目标为先进 IMT的技术开发， 相邻的 BS (基站）需要采用新技术来相 互合作。 进行控制信息交换的相邻 BS协调变得越来越频繁， 执行相邻的 BS协 调从而 BS与其进行合作的相邻 BS交换一些控制信息， 信道信息， 或请求 /响应 消息。 这种协调对于移动通信中的多种功能都是必须的， 例如快速切换， 网络 MIMO (多输入输出）， 千扰消除， 片断资源重新使用， MBS 等等。 例如， 在切 换中， 服务的 BS必须针对目标 BS的潜在候选者与相邻的 BS协商， 以检查相邻 的 BS是否愿意接受移动 MS。图 1示出了用于相邻 BS协调的控制信息交换的示 意图。

在这一操作过程中， 服务 BS向相邻 BS发送预先通知请求， 该预先通知请 求包含 MS的环境配置信息， 以及该相邻 BS发送回一个响应， 该响应包括估计 了 HO时间与 HO优化的服务等级预测。 在完成切换时， 目标 BS还向旧的服务 BS发送通知： 现在由其管理 MS (移动台）， 从而旧的服务 BS可以释放所有的 MS资源。 另一个示例是用于干扰消除或部分频率资源重新使用的相邻 BS协调。 为了干扰消除或者重新使用资源， 在相邻的 BS之间交换一些时间一频率调度的 信息以及共享这些调度的信息。

BS之间交换数据信息的一个例子是一个 BS将下行给 MS的数据通过主干 网传输给相邻的 BS， 可用于 MBS (多播组播业务）。

对于相邻的 BS协调控制来说已经严格提高了等待时间要求。较少的等待时 间将减少可能的服务中断并改进性能。

通常通过主干线来传送己有的相邻 BS控制协调。 例如， 通过主干网交换相 邻的用于切换的相邻 BS协商消息预先通知请求 /响应。 由于其较大的传输性能， 主干网适用于传输大量数据。 然而， 协调消息传输路由选择以及等待时间非常依 赖于这些 BS的位置以及这些 BS所属的群集。 因此， 传输等待时间不可预测。 当所涉及的 BS并不属于相同的群集时， 可能需要经过更长的时间。 定义群集使 得相邻 BS属于相同的控制器。 例如， 如果 BS属于相同的 WiMAX中的 WAC， 或属于 3GPP中的相同的 RNC， 则这些 BS属于相同的群集。

作为一个示例， 在 WiMAX网络中， 协调的 BS是否属于相同的 WAC使得 用于相邻 BS控制信息交换的路由选择和等待时间互不相同。图 2a示出了在属于 相同 WAC的 BS之间交换控制信息的示意图。 这些交换的控制消息由他们共同 的 WAC交换并转发， 因此， 需要经过较少的等待时间。

图 2b示出了在不属于同一个 WAC的 BS之间交换控制信息的示意图。为了 进行协调， BS 1首先向其自己的 WAC1传送控制信息。之后，由路由器将从 WAC1 接收到的控制信息转发到 WAC2, 其中该信息可能经过 IP封装 /解封装。 当该消 息到达相邻的 BS2所属的 WAC2时， WAC2继续将该消息转发到目的 BS2。 从 这一过程可以看出， 总的等待时间包括传输延迟， 路由选择 /交换延迟， 以及还可 能有封装 /解封装延迟。 从而用于控制信息传输的总的等待时间是不可预测的。

总之， 用于通过主干网在相邻的 BS之间交换控制信息的等待时间是不可预 测的， 以及该等待时间取决于相邻的 BS位置以及 BS属于哪一个群集。 如果所 涉及的 BS属于不同的群集， 则可能经过更长的时间延迟（即， 这些属于 WiMAX 中的不同的 WAC的 BS )。

随着快速切换， 干扰消除， 网络 MIMO等等的越来越严格的时间延迟需求， 相邻的 BS协调变得越来越重要且频繁。 发明内容

当前， 不存在用于协调的直接的 BS— BS连接。 为了解决上述问题， 提出了 本发明： 通过利用 MS提供直接的 BS— BS连接。 根据本发明， 提出了一种用于 通过 MS传输相邻 BS之间的交互数据的系统与方法。 本发明实现了相邻的 BS 之间的控制信息等数据传输， 以及实现了双向协调。 由位于相邻 BS的重叠覆盖 区域内的 MS执行简单的传输。 从而使得控制信息等数据传输的时延变短， 且可 以预测。 由 BS控制信道建立与传输。 与通过主干网的传统 BS协调相比， 本发 明通过 MS传输 BS交互数据具有可预测性且花费较少的等待时间。

根据本发明第一方面，提出了一种用于通过 MS传输相邻 BS之间的交互数据 的系统， 包括： 第一 BS， 用于将交互数据传送到 MS ; 以及 MS， 用于将从第一 BS 接收到的交互数据传输到与第一 BS相邻的第二 BS。

根据本发明第二方面，提出了一种用于通过 MS传输相邻 BS之间的交互数据 的方法， 包括： 第一 BS将交互数据传送到 MS ; 以及 MS将从第一 BS接收到的交互 数据传输到与第一 BS相邻的第二 BS。

根据本发明第三方面， 提出了一种通信系统， 包括： 第一 BS， 建立了与 MS 进行通信的第一信道； 第二 BS， 建立了与 MS进行通信的第二信道； 以及 MS , 利 用建立的第一通信信道与第一 BS进行通信， 并利用建立的第二通信信道与第二 BS进行通信。

根据本发明第四方面， 提出了一种通信方法， 包括： MS利用建立的第一通 信信道与第一 BS进行通信； 以及 MS利用建立的第二通信信道与第二 BS进行通 信。

根据本发明第五方面， 提出了一种用于传输相邻 BS之间的交互数据的 MS， 包括： 控制装置， 用于对从第一 BS接收的交互数据传输进行控制； 接收装置， 用 于从第一 BS接收交互数据； 以及发送装置， 用于将从第一 BS接收到的交互数据 发送到第二 BS。

根据本发明第六方面， 提出了一种用于相邻 BS之间的交互数据传输的 BS， 包括： BS协调装置， 用于对向 MS发送的交互数据的传输进行控制： BS发送装置， 用于将交互数据发送到 MS; 以及 BS接收装置， 用于接收数据。 附图说明

图 1是示出了用于控制信息交换的相邻 BS协调的示意图；

图 2a是示出了属于相同的 WAC的相邻 BS之间交换控制信息的示意图；

图 2b是示出了属于不同的 WAC的相邻 BS之间交换控制信息的示意图； 图 3a是示出了根据本发明的用于通过 MS传输相邻 BS之间的交互数据的系统的示 意图；

图 3b是示出了根据本发明的通过 MS在相邻 BS之间转发用于相邻 BS协调的控制 信息的方法的流程图；

图 4a是示出了根据本发明的 BS的一个示例结构图；

图 4b是示出了根据本发明的 MS的一个示例结构图。

图 5是示出了根据本发明的用于信道分配的帧结构的一个示例；

图 6是示出了 MS与 BS之间的双向信道的示意图。 具体实施方式

下面， 将参考附图描述本发明的优选实施例。 在附图中， 相同的元件将由相 同的参考符号或数字表示。 此外， 在本发明的下列描述中， 将省略对已知功能和 配置的具体描述， 以避免使本发明的主题不清楚。 "

由于己有技术中采用有线的方式来进行相邻 BS之间的控制信息的转发， 所 以， 用于控制信息传输的总的等待时间是不可预测的， 因此， 可能存在较长的时 间延迟。 这对于要求时间延迟较低的通信来说， 是不可以接受的。

本发明提出了一种经过 MS的 BS— BS数据传输方案。 即， 通过利用 MS传 输相邻的 BS之间的交互数据， 其中该数据包括用户数据， （例如可以是传输给相 ..， 邻 BS覆盖范围内的 MS的数据， 或者相邻 BS覆盖范围内的 MS发出的数据）， 用于相邻 BS协调的控制信息等需要在相邻 BS之间传输的数据。 图 3a示出了根 据本发明的用于通过 MS传输相邻 BS之间的交互数据的系统的示意图。 参考图 3a, 一个 MS位于两个相邻的 BS重叠覆盖区域内。 BS 1首先向 MS发送相邻 BS 的交互数据，之后 MS将从 BS1接收到的相邻 BS的交互数据传输到相邻的 BS2。 例如， BS 1 向 MS发送用于相邻 BS协调的控制信息， 则 MS将接收到的控制信 息转发到 BS2。 可以理解， BS2的数目可以是一个或多个。 由于通过 MS执行相 邻 BS之间的交互数据传输， 例如， 控制信息交换， 而不是通过具有不可预测的 路由选择和等待时间的主干网执行控制信息交换， 可以降低数据传输的总的等待 时间。

图 4a示出了根据本发明的 BS r的一个示例结构图。 其中， BS包括发送装 置 41 , 接收装置 42， 相邻 BS协调装置 44以及 BS控制装置 43。 发送装置 41用 于向本小区覆盖范围内的 MS发送数据， 例如， 用于相邻 BS协调的控制信息； 接收装置 42用于接收本小区覆盖范围内的 MS或相邻 BS发送的数据； BS控制 装置 43用于控制数据的发送 /接收以及处理并对 MS执行控制， 相邻 BS协调装 置 44用于识别相邻 BS重叠覆盖范围内的 MS， 并利用发送装置 41 向识别出的 MS发送相邻 BS的交互数据。 相邻 BS协调装置 44可以用于建立信道。 BS2的 结构与图 4a的结构类似， 这里省略对其的描述， 以避免重复。

图 4b示出了根据本发明的 MS的一个示例结构图。 其中， MS包括发送装 置 401， 接收装置 402， MS第一控制装置 403以及 MS第二控制装置 404。 发送 装置 401与接收装置 402分别用于发送 /接收数据。 MS第一控制装置 403用于对 接收 /发送的数据进行处理 （如果需要的话）， MS第二控制装置 404用于通过与 相邻 BS之间的信道或者采用 MAP IE, 数据脉冲串的方式发送相邻 BS的交互数 据， 例如， 转发相邻 BS之间用于协调的控制信息。 其中， MS并不对从 BS1接 收到的相邻 BS的交互数据进行处理， 而是按照原样发送到 BS2。 BS1发送的相 邻 BS的交互数据对于 MS是透明的。

由于本发明通过 MS来执行相邻 BS之间的交互数据的传输， 以及该数据包 括用户数据， 用于相邻 BS协调的控制信息等需要在相邻 BS之间传输的数据， 例如， 传输给相邻 BS覆盖范围内的 MS的数据， 或者相邻 BS覆盖范围内的 MS 发出的数据等。 下面将以通过 MS来转发相邻 BS之间的用于协调的控制信息为 例子， 参考图 3b， 结合图 3a以及图 4a， 4b来描述转发控制信息的流程图。

首先， 在 S31， BS 1 的相邻 BS协调装置 44与 BS2的相邻协调装置识别出 一个在 BS 1和 BS2重叠的覆盖区域内的 MS , 用于转发用于协调的控制信息， 其 中 BS2与 BS1相邻。 通常， 在重叠的覆盖区域内， 针对 MS (例如， 针对 MS切 换） 来执行大部分的用于相邻 BS协调的控制信息的交换。 虽然在该实施例中， 使用了一个 MS， 可以理解的是也可以使用多个 MS。

之后，在 S32，BS1的相邻 BS协调装置 44在 BS1、 MS之间以及 MS和 BS2 之间建立信道。

具体地， 在识别出该重叠覆盖区域内的 MS之后， BS 1建立与 MS之间的信 道， 用于通信。 以及， BS1通过主干网向 BS2发送消息， 通知 BS2与 MS建立 信道。 BS2在接收到该消息之后， 建立与 MS通信的信道。 在 BS1与 MS之间， 以及在 MS与 BS2之间建立的信道可以是单向信道或者双向信道。该信道可以是 分配的脉冲串， 专用控制信道以及 CDMA控制信道等。

可选的， MS与 BS2之间可以建立公共信道。 该公共信道是指在 MS (可以 是多个） 与多个 BS2之间的、 由多个 BS2共享的信道。 首先 BS 1分配一个资源 块， 之后， BS通知相关 （例如， 相邻） 的多个 BS保留相同的资源块， 从而将该 预留的相同的资源块作为公共信道。 MS可以通过使用由多个 BS2共享的公共信 道对控制信息进行上行链路广播。 MS通过公共信道传输上行链路控制信息， 通 过该公共信道传输的控制信息被多个 BS2接收。

例如， 构建 CDMA控制信道， 从而为在 BS 1和 BS2的重叠覆盖区域内的一 个或多个 MS的控制信息的传输预留时间一频率资源， 以及这些 MS可以使用预 先编码的 CDMA传送信号。 可选的， MS使用相邻的 BS2的预留 CDMA控制信 道来与其相邻 BS2通信。 CDMA控制信道可以用于上行链路和下行链路。

此外， 可以向多个 BS通知该分配的信道资源。 从而多个 BS监控该公共信 道并接收 MS转发的控制消息。 以及， 很明显的， 本发明还可以使用通过 MS用 于相邻的 BS协调的控制信息传输的其它信道。

由于通过建立 MS与 BS 1和 BS2之间的单向或双向信道， 或者使用预先分 配的公共信道， MS可以同时维护与 BS 1和 BS2的信道，这样同时与 BS1和 BS2 通信， 而无需执行以在 BS2中重新进行注册的切换过程， 以及也不需要利用主干 网执行控制信息的转发， 可以减少控制信息传输的等待时间。

图 6示出了 MS与 BS之间的双向信道的示意图。 假设 MS已经登记并附属 于 BS 1。在 MS和 BS2之间的下行链路 /上行链路通信占用了 BS2所 配的 CDMA 控制信道。初始分配了该控制信道， 用于 BS2和其覆盖范围内的 MS之间的信号 传送控制。

在本发明中， 允许 MS使用其自己的相邻 BS2 CDMA控制信道， 用于转发 相邻的 BS控制信息。 图 5示出了根据本发明的用于信道分配的帧结构的一个示 例。 在该帧结构中， 分配了双向的信道。 其仅仅是一个例子， 本发明还可以使用 除了 CDMA控制信道之外的其它信道。

在 S33， 由 BS 1的发送装置 41向 MS发送用于协调的控制信息。 当一个 BS 有需要交换的控制信息时， BS可以通过分配的信道或其它的方法 (例如， MAP IE, 数据脉冲串， 等等） 来发送控制信息。

在 S34, MS的第二控制装置 404通过 MS接收装置 402接收该控制信息并 通过建立的信道向 BS2转发该控制信息。 第二控制装置 404通过发送装置 401 将接收到的控制信息按照原样从 BS 1转发给相邻的 BS2，而不对该控制信息进行 处理。

BS1可以向 MS发送经过加密的控制信息， 该控制信息对 MS透明。 MS在 接收到该加密的控制信息之后， 并不对该消息进行解码以获取数据内容， 而仅仅 通过发送装置 401 将接收到的消息按照原样从一个 BS 1 转发给相邻的 BS2。 在 MS的处理能力允许的情况下， MS可以在一帧内转发该控制信息。

BS2从 MS接收控制信息。 在建立了 MS与 BS2之间的信道之后， BS2获知 存在的信道并对信道进行监控。 当信道经过监控信道传输时， BS2接收该控制信 息。

随着 MS移动， 信道条件发生变化， BS判断是否需要用于信息交换的信道。 如果不需要， BS可以释放信道。 以及 BS还可以根据信道条件的变化对信道进行 更新。

这里， 虽然以利用 MS转发用于协调的相邻 BS之间的控制信息为例， 对其 方法进行了说明， 但是可以理解的， 还可以以相同的方法通过 MS发送相邻 BS 的交互数据。 其中， MS 并不对接收到的相邻 BS 的交互数据进行处理， 而是将

BS1发送的相邻 BS的交互数据按照原样发送到 BS2。

由于建立了 BS 1与 MS以及 MS与 BS 1之间的单向或双向信道， 所以 MS 可以在使用已有的方法与 BS 1进行通信的同时， 与 BS2通过建立的信道通信， 从而不需要执行切换， 就可以与 BS2进行交互。 以及， MS除了可以传输相邻 BS 之间的交互数据之外， 还可以将用于 MS自身的数据传送到 BS2, 用于 MS自身 的数据例如是信道测量结果、 切换请求、 MS上行数据等。 或者 BS2将数据传送 给 MS执行通信等。 可选的， MS可以将数据通过分配的公共信道同时传给多个

BS o

本发明通过 MS传输相邻 BS之间的交互数据， 可以应用于对时间延迟要求 较高的相邻 BS之间的交互数据传输。 由于不需要利用主干网执行相邻 BS之间 的交互数据的传输， 所以， 通过利用 MS， 可以减少相邻 BS之间的交互数据的 传输的等待时间。 与通过主干线的传统 BS协调相比， 本发明的通过 MS 的 BS 协调具有可预测性且花费较少的等待时间，从而提高了相邻 BS之间的通信性能。 尽管已经参照具体实施例， 对本发明进行了描述， 但可以理解的是本发明 并不局限于这些实施例。 应当清楚， 在不偏离本发明的范围和精神的前提下， 本 领域普通技术人员可以对实施例进行改变或修改。

Claims (26)

1. 权 利 要 求

   1.一种用于通过移动台 MS传输相邻基站 BS之间的交互数据的系统， 包括： 第一 BS， 用于将交互数据传送到 MS ; 以及

   MS, 用于将从第一 BS接收到的交互数据传输到与第一 BS相邻的第二 BS。
2. 2. 根据权利要求 1所述的系统， 其中：

   所述交互数据是用于相邻 BS协调的控制信息。
3. 3. 根据权利要求 1或 2所述的系统， 其中：

   第一 BS通过建立的信道将交互数据传输到在第一 BS与第二 BS的重叠覆盖 区域内的 MS。
4. 4. 根据权利要求 3所述的系统， 其中：

   第一 BS与 MS之间的信道是单向信道或双向信道。
5. 5. 根据权利要求 3所述的系统， 其中：

   所述信道是分配的脉冲串、 专用控制信道、 公共信道以及 CDMA控制信道 之一。
6. 6. 根据权利要求 1所述的系统， 其中：

   MS通过利用其与第二 BS之间建立的信道，将第一 BS传送的交互数据传输到 第二 BS。
7. 7. 根据权利要求 6所述的系统， 其中：

   第二 BS与 MS之间的信道是单向信道或双向信道。
8. 8. 根据权利要求 6所述的系统， 其中：

   所述信道是分配的脉冲串、 专用控制信道、 公共信道以及 CDMA控制信道 之一。
9. 9. 根据权利要求 6所述的系统， 其中：

   MS通过利用多个第二 BS共享的公共信道， 作为上行链路，将第一 BS传送的 控制信息广播到与第一 BS相邻的多个第二 BS。
10. 10.—种用于通过移动台 MS传输相邻基站 BS之间的交互数据的方法， 包括： 第一 BS将交≤数据传送到 MS; 以及

    MS将从第一 BS接收到的交互数据传输到与第一 BS相邻的第 Z1BS。
11. 1 1 . 根据权利要求 10所述的方法， 其中： 所述交互数据是用于相邻 BS协调的控制信息。
12. 12. 根据权利要求 10所述的方法， 其中：

    第一 BS通过建立的信道将交互数据传输到在第一 BS与第二 BS的重叠覆盖 区域内的 MS。
13. 13. 根据权利要求 12所述的方法， 其中：

    第一 BS与 MS之间的信道是单向信道或双向信道。
14. 14. 根据权利要求 12所述的方法， 其中：

    所述信道是分配的脉冲串、 专用控制信道、 公共信道以及 CDMA控制信道 之一。
15. 15. 根据权利要求 10所述的方法， 其中：

    MS通过利用其与第二 BS之间建立的信道，将第一 BS传送的交互数据传输到 第二 BS。
16. 16. 根据权利要求 15所述的方法 其中：

    第二 BS与 MS之间的信道是单向信道或双向信道。
17. 17. 根据权利要求 15所述的方法， 其中:

    所述信道是分配的脉冲串、 专用控制信道、 公共信道以及 CDMA控制信道 之一。
18. 18. 根据权利要求 17所述的方法， 其中公共信道是通过以下步骤建立的： 第一 BS分配一个资源块， 并通知多个第二 BS; 以及

    其中每一个第二 BS保留与分配的资源块相同的资源块， 作为公共信道。
19. 19. 根据权利要求 16所述的方法， 其中-

    MS通过利用多个第二 BS共享的公共信道， 作为上行链路，将第一 BS传送的 控制信息广播到与第一 BS相邻的多个第二 BS。
20. 20. 一种通信系统， 包括：

    第一 BS， 建立了与 MS进行通信的第一信道；

    第二 BS， 建立了与 MS进行通信的第二信道； 以及

    MS , 利用建立的第一通信信道与第一 BS进行通信， 并利用建立的第二通信 信道与第二 BS进行通信。
21. 21 . 如权利要求 20所述的系统， 其中：

    MS同时维护第一通信信道和第二通信信道， 从而 MS可以与第一 BS和第二 BS执行通信而无需切换。
22. 22. 如权利要求 20所述的系统， 其中第二通信信道是公共通信信道， MS利 用该公共信道传输的数据被多个第二 BS接收。
23. 23. 一种通信方法， 包括：

    MS利用建立的第一通信信道与第一 BS进行通信； 以及

    MS利用建立的第二通信信道与第二 BS进行通信。
24. 24. 如权利要求 23所述的方法， 其中：

    MS同时维护第一通信信道和第二通信信道， 从而 MS可以与第一 BS和第二 BS执行通信而无需切换。
25. 25. 如权利要求 23所述的方法， 其中第二通信信道是公共通信信道， MS利 用该公共信道传输的数据被多个第二 BS接收，以及该公共信道是通过下列步骤建 立的：

    第一 BS分配一个资源块， 并通知多个第二 BS ; 以及

    其中每一个第二 BS保留与分配的资源块相同的资源块，作为公共通信信道。 26. 一种用于传输相邻基站 BS之间的交互数据的移动台 MS , 包括： 控制装置， 用于对从第一 BS接收的交互数据传输进行控制；

    接收装置， 用于从第一 BS接收交互数据； 以及

    发送装置， 用于将从第一 BS接收到的交互数据发送到第二 BS。
26. 27. 一种用于相邻基站 BS之间的交互数据传输的基站 BS， 包括：

    BS协调装置， 用于对向 MS发送的交互数据的传输进行控制；

    BS发送装置， 用于将交互数据发送到 MS ; 以及

    BS接收装置， 用于接收数据。