CN102017710A - 用于移动wimax三路下行链路并发处理和三路换手的方法和系统 - Google Patents

用于移动wimax三路下行链路并发处理和三路换手的方法和系统 Download PDF

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Abstract

提供了用于经由正交频分多址(OFDMA)帧的不同段在无线设备与多个基站之间建立多条连接并使用这些连接来传递数据的方法和装置。这多条连接可用于多路(例如，三路)并发处理、多路(例如，三路)换手、或并发处理和多路换手的混合以图提高无线设备的数据吞吐量。

Description

用于移动WIMAX三路下行链路并发处理和三路换手的方法和系统
技术领域
本公开的某些实施例一般涉及无线通信，尤其涉及在无线设备与多个基站之间建立多条连接并使用这些连接经由正交频分多址(OFDMA)帧的不同段来交换数据。
背景
根据IEEE 802.16的正交频分复用(OFDM)和OFDMA无线通信系统使用基站网络基于多个副载波的频率的正交性来与系统中注册了服务的无线设备(即，移动站)通信，并且可被实现成达成宽带无线通信的多种技术优点，诸如抗多径衰落和干扰。每一个基站(BS)发射和接收向/从移动站传达数据的射频(RF)信号。通常，移动站(MS)一次仅与一个基站(例如，服务基站)通信。该BS基于基站自己的调度算法向MS分配带宽，而MS被限制不能使用来自其他基站的带宽。
概述
本公开的某些实施例一般涉及经由正交频分多址(OFDMA)帧的不同段在无线设备与多个基站之间建立多条连接并使用这些连接来交换数据。这多条连接可用于多路(例如，三路)并发处理、多路(例如，三路)换手、或并发处理和多路换手的混合。
本公开的某些实施例提供了一种方法。该方法一般包括建立与第一基站的第一连接，其中第一连接涉及使用基于OFDMA帧的第一段的第一信号进行的数据传递；建立与第二基站的第二连接，其中第二连接涉及使用基于该OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及在由该OFDMA帧界定的时段内经由第一和第二连接与第一和第二基站交换数据。
本公开的某些实施例提供了一种用于无线通信的接收机。该接收机一般包括第一连接建立逻辑，其被配置成建立与第一基站的第一连接，其中第一连接涉及使用接收机收到的基于OFDMA帧的第一段的第一信号进行的数据传递；第二连接建立逻辑，其被配置成建立与第二基站的第二连接，其中第二连接涉及使用接收机收到的基于该OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及数据逻辑，其被配置成在由该OFDMA帧界定的时段内经由第一和第二连接与第一和第二基站交换数据。
本公开的某些实施例提供了一种用于无线通信的装置。该装置一般包括用于建立与第一基站的第一连接的装置，其中第一连接涉及使用基于OFDMA帧的第一段的第一信号进行的数据传递；用于建立与第二基站的第二连接的装置，其中第二连接涉及使用基于该OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及用于在由该OFDMA帧界定的时段内经由第一和第二连接与第一和第二基站交换数据的装置。
本公开的某些实施例提供了一种移动设备。该移动设备一般包括第一连接建立逻辑，其被配置成建立与第一基站的第一连接，其中第一连接涉及使用基于OFDMA帧的第一段的第一信号进行的数据传递；第二连接建立逻辑，其被配置成建立与第二基站的第二连接，其中第二连接涉及使用基于该OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及接收机前端，用于在由该OFDMA帧界定的时段内经由第一和第二连接接收来自第一和第二基站的第一和第二信号。
本公开的某些实施例提供了一种包含用于无线通信的程序的计算机可读介质，该程序在由处理器执行时执行某些操作。这些操作一般包括建立与第一基站的第一连接，其中第一连接涉及使用基于OFDMA帧的第一段的第一信号进行的数据传递；建立与第二基站的第二连接，其中第二连接涉及使用基于该OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及在由该OFDMA帧界定的时段内经由第一和第二连接与第一和第二基站交换数据。
附图简述
为了能详细地理解本公开上面陈述的特征所用的方式，可以参照实施例来对以上简要概述的进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中图解。然而应该注意，附图仅图解了本公开的某些典型实施例，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以准入其他同等有效的实施例。
图1图解根据本公开的某些实施例的示例无线通信系统。
图2图解根据本公开的某些实施例的可用在无线设备中的各种组件。
图3图解根据本公开的某些实施例的可以在利用正交频分复用和正交频分多址(OFDM/OFDMA)技术的无线通信系统内使用的示例发射机和示例接收机。
图4图解根据本公开的某些实施例的用于时分双工(TDD)的有3个段的示例OFDM帧。
图5图解根据本公开的某些实施例的无线设备与3个基站之间有不同数据的用于三路并发处理的3条连接。
图6是根据本公开的某些实施例的用于在无线设备与多个基站之间建立多条连接并使用这多条连接经由OFDMA帧的各段来交换数据的示例操作的流程图。
图6A是根据本公开的实施例的与图6的用于建立和使用多条连接的示例操作相对应的装置的框图。
图7图解根据本公开的某些实施例的用于三路并发处理、三路换手、或其混合方案的示例情景。
图8图解根据本公开的某些实施例的配置成对接收自3个不同基站的OFDMA帧的各段进行时间对准的接收机框图。
图9A-B图解根据本公开的某些实施例的用于在无线设备自图7中的起始位置改变位置时删除现有连接并添加新连接的情景。
图10A和10B图解根据本公开的某些实施例的用于基于在无线设备处收到的信号的强度来添加新连接并删除现有连接的示例操作的流程图。
图11图解根据本公开的某些实施例的无线设备与3个基站之间有不同数据的用于三路换手的3条连接。
图12图解根据本公开的某些实施例的比较和列出三路并发处理、三路换手、以及其混合的优点的图表。
详细描述
本公开的某些实施例提供用于经由正交频分多址(OFDMA)帧的不同段在无线设备与多个基站之间建立多条连接并使用这些连接来交换数据的技术和装置。这多条连接可用于多路(例如，三路)并发处理、多路(例如，三路)换手、或并发处理与多路换手的混合以图提高无线设备的数据吞吐量。
示例性无线通信系统
本公开的方法和装置可用在宽带无线通信系统中。术语“宽带无线”是指在给定区域上提供无线、语音、因特网和/或数据网络接入的技术。
代表微波接入全球互通的WiMAX是在长距离上提供高吞吐量宽带连接的基于标准的宽带无线技术。如今有两种主要的WiMAX应用：固定WiMAX和移动WiMAX。固定WiMAX应用是点对多点的，其使得宽带能够接入例如住户和企业。移动WiMAX提供宽带速度下蜂窝网络的完全移动性。
移动WiMAX是基于OFDM(正交频分复用)和OFDMA(正交频分多址)技术的。OFDM是近年来已被各种高数据率通信系统广泛采纳的数字多载波调制技术。通过使用OFDM，传送比特流被分成多个低速率子流。每一个子流用多个正交副载波之一来调制并在多条并行子信道之一上发送。OFDMA是其中用户被指派不同时隙中的副载波的多址技术。OFDMA是灵活多址技术，该技术可容纳具有十分不同的应用、数据率和服务质量要求的许多用户。
无线互联网和通信的快速增长已导致无线通信服务领域中对高数据率日益增加的需求。如今OFDM/OFDMA系统被认为是最具前景的研究领域之一，并且是下一代无线通信的关键技术。这是由于以下事实：OFDM/OFDMA调制方案可提供胜于常规单载波调制方案的许多优点，诸如调制效率、频谱效率、灵活性以及强多径免疫性。
IEEE 802.16x是用以定义固定和移动宽带无线接入(BWA)系统的空中接口的新兴标准组织。这些标准定义了至少四个不同的物理层(PHY)和一个媒体接入控制(MAC)层。这四个物理层中的OFDM和OFDMA物理层分别是固定和移动BWA领域中最普及的。
图1图解示例无线通信系统100的示例。无线通信系统100可以是宽带无线通信系统。无线通信系统100可以为各自由基站104服务的数个蜂窝小区102提供通信。基站104可以是与用户终端106通信的固定站。基站104也可以替换地用接入点、B节点、或其他某个术语称之。
图1描绘了遍布系统100中的各种用户终端106。用户终端106可以是固定(即，静止)的或移动的。用户终端106可以替换地用远程站、接入终端、终端、订户单元、移动站、站、用户装备等称之。用户终端106可以是诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持式设备、无线调制解调器、膝上型计算机、个人计算机(PC)等无线设备。
可以对无线通信系统100中在基站104与用户终端106之间的传输使用各种算法和方法。例如，可以根据OFDM/OFDMA技术在基站104与用户终端106之间发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可以被称为OFDM/OFDMA系统。
便于从基站104向用户终端106进行传输的通信链路可以被称为下行链路108，而便于从用户终端106向基站104进行传输的通信链路可以被称为上行链路110。或者，下行链路108可以被称为前向链路或前向信道，而上行链路110可以被称为反向链路或反向信道。
蜂窝小区102可以被划分为多个扇区112。扇区112是蜂窝小区102内的物理覆盖区。无线通信系统100内的基站104可以利用将功率流集中在蜂窝小区102的特定扇区112内的天线。这样的天线可被称为定向天线。例如，如图1中所示，基站104A可提供对扇区A 112A的定向覆盖，基站104B可提供对扇区B 112B的定向覆盖，而基站104C可提供对扇区C 112C的定向覆盖。
图2图解了可用在无线设备202中的各种组件。无线设备202是可被配置成实现本文中所描述的各种方法的设备的示例。无线设备202可以是基站104或用户终端106。
无线设备202可以包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204还可被称为中央处理单元(CPU)。可以既包括只读存储器(ROM)又包括随机存取存储器(RAM)的存储器206向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常基于存储在存储器206内的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令可执行来实现本文中所描述的方法。
无线设备202还可包括外壳208，外壳208可包括允许无线设备202与远程位置之间数据的传送和接收的发射机210和接收机212。发射机210和接收机212可被组合成收发机214。天线216可被附连至外壳208且电耦合至收发机214。无线设备202还可包括(未图示)多个发射机、多个接收机、多个收发机和/或多个天线。
无线设备202还可包括可用来以图检测和量化收发机214收到的信号的电平的信号检测器218。信号检测器218可检测诸如总能量、来自导频副载波的导频能量或来自前同步码码元的信号能量、功率谱密度那样的信号、以及其他信号。无线设备202还可包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)220。
无线设备202的各个组件可通过总线系统222耦合在一起，总线系统222除数据总线之外还可包括功率总线、控制信号总线和状态信号总线。
图3图解可用在利用OFDM/OFDMA的无线通信系统100内的发射机302的示例。发射机302的各部分可实现在无线设备202的发射机210中。发射机302可实现在基站104中，用于在下行链路108上向用户终端106传送数据306。发射机302也可实现在用户终端106中，用于在上行链路110上向基站104传送数据306。
要传送的数据306被示为作为输入提供给串行-并行(S/P)转换器308。S/P转换器308可将传输数据拆分成N个并行数据流310。
这N个并行数据流310随后可作为输入被提供给映射器312。映射器312可将这N个并行数据流310映射到N个星座点上。此映射可使用某种调制星座来进行，诸如二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、8相移键控(8PSK)、正交调幅(QAM)等。由此，映射器312可输出N个并行码元流316，其中每个码元流316与快速傅里叶逆变换(IFFT)320的N个正交副载波之一相对应。这N个并行码元流316是在频域中表示的并且可由IFFT组件320转换成N个并行时域采样流318。
现在将提供关于术语的简要注解。频域中的N个并行调制等于频域中的N个调制码元，其等于频域中的N个映射和N点IFFT，这等于时域中的一个(有用)OFDM码元，等于时域中的N个采样。时域中的一个OFDM码元Ns等于Ncp(每OFDM码元的保护采样的数目)+N(每OFDM码元的有用采样的数目)。
N个并行时域采样流318可由并行-串行(P/S)转换器324转换成OFDM/OFDMA码元流322。保护插入组件326可在OFDM/OFDMA码元流322中的相继OFDM/OFDMA码元之间插入保护间隔。保护插入组件326的输出随后可被射频(RF)前端328上变频到合需发射频带。天线330随后可发射所得信号332。
图3还图解了可用在利用OFDM/OFDMA的无线通信系统100内的接收机304的示例。接收机304的各部分可实现在无线设备202的接收机212中。接收机304可实现在用户终端106中，用于接收下行链路108上来自基站104的数据306。接收机304也可实现在基站104中，用于接收上行链路110上来自用户终端106的数据306。
所传送信号332被示为在无线信道334上传播。当信号332′被天线330′接收到时，收到信号332′可由RF前端328′下变频成基带信号。保护移除组件326′随后可移除由保护插入组件326插入诸OFDM/OFDMA码元之间的保护间隔。
保护移除组件326′的输出可被提供给S/P转换器324′。S/P转换器324′可将OFDM/OFDMA码元流322′划分成N个并行时域码元流318′，其中每一个与N个正交副载波之一相对应。快速傅里叶变换(FFT)组件320′可将N个并行时域码元流318′转换到频域并输出N个并行频域码元流316′。
解映射器312′可执行映射器312所执行的码元映射操作的逆，从而输出N个并行数据流310′。P/S转换器308′可将N个并行数据流310′组合成单个数据流306′。理想地，此数据流306′与作为输入提供给发射机302的数据306相对应。
示例性OFDMA帧
现在参考图4，作为典型示例而非限制描绘了用于时分双工(TDD)实现的OFDMA帧400。可使用OFDMA帧的其他实现，诸如全双工和半双工频分双工(FDD)，在这种情形中，除了下行链路(DL)和上行链路(UL)消息两者是同时在不同载波上传送的之外，帧是相同的。在TDD实现中，每一个帧可被划分成DL子帧402和UL子帧404，其可被小保护间隔分开——或者更具体地，(分别)由发射/接收和接收/发射过渡间隙(TTG 406和RTG 407)分开，以图防止DL和UL传输冲突。DL与UL子帧之比可在3∶1到1∶1中变化，以支持不同的话务分布。
在OFDMA帧400内，可包括各种控制信息。例如，帧400的第一OFDMA码元可为前同步码408，其可包含用于同步的若干导频信号(导频)。前同步码408内部的固定导频序列可使得接收机304能估计频率和相位误差以及能够与发射机302同步。而且，前同步码408中的固定导频序列可用于估计和均衡无线信道。前同步码408可包含BPSK调制的载波并且通常为1个OFDM码元长。前同步码408的载波可以是经功率提升的并且通常在频域中比WiMAX信号中的数据部分的功率电平高若干分贝(dB)(例如，9dB)。所使用的前同步码载波的编号可指示使用了该区块(zone)中3个段409中的哪一个。例如，载波0，3，6，...可指示将使用段0(4090)，载波1，4，7，...可指示将使用段1(4091)，而载波2，5，8，...可指示将使用段2(4092)。
帧控制头部(FCH)410可跟随在前同步码408之后，每一个段409有一个FCH 410。FCH 410可提供帧配置信息，诸如当前OFDMA帧的可用子信道、调制和编码方案、以及MAP消息长度。略述帧配置信息的诸如下行链路帧前缀(DLFP)之类的数据结构可被映射到FCH 410。用于移动WiMAX的DLFP可包括所使用子信道(SCH)位图、设为0的保留比特、重复编码指示、编码指示、MAP消息长度、以及4个设为0的保留比特。在被映射到FCH 410之前，该24位DLFP可被复制以形成48比特块，这是最小前向纠错(FEC)块大小。
跟随在每一个段409中的FCH 410之后，DL-MAP 414和UL-MAP 416可分别指定DL和UL子帧402、404的子信道分配和其他控制信息。在OFDMA中，多个用户可被分配帧400内的数据区域，并且这些分配可在DL和UL-MAP消息414、416中指定。MAP消息可包括对于每一个用户的突发配置，该突发配置定义在特定链路中使用的调制和编码方案。由于MAP消息包含需要到达段409的所有用户的关键信息，因此DL和UL-MAP消息414、416可常常在非常可靠的链路上被发送，诸如具有比率1/2编码和重复编码的BPSK或QPSK。
OFDMA帧400的DL子帧402可包括各种比特长度的包含正传达的下行链路数据的DL突发。由此，DL-MAP 414既可描述下行链路区块中包含的突发的位置以及下行链路突发的数目，还可描述它们在时间(即，码元)和频率(即，子信道)方向上的偏移量和长度。前同步码408、FCH 410和DL-MAP 414一起可携带使得接收机304能正确地解调收到信号的信息。
同样，UL子帧404可包括各种比特长度的包括正传达的上行链路数据的UL突发。因此，作为DL子帧402中的第一DL突发来传送的UL-MAP 416可包含关于不同用户的UL突发的位置的信息。UL子帧404可包括如图4中所示的附加控制信息，诸如分配给移动站以便在网络进入期间和此后周期性地执行闭环时间、频率、功率调整、以及执行带宽请求的UL测距子信道422。UL子帧404还可包括分配给移动站(MS)以反馈DL混合自动重复请求确认(HARQ ACK)的UL ACK(未图示)和/或分配给MS以便在信道质量指示符信道(CQICH)上反馈信道状态信息的UL CQICH(未图示)。
对于OFDMA中的DL和UL传输使用不同的“模式”。时域中使用特定模式的区域一般被称为区块(zone)。一种类型的区块被称为DL-PUSC(下行链路子信道部分使用)区块424并且不会使用对其可用的全部子信道(即，DL-PUSC区块424可仅使用特定子信道)。DL-PUSC区块424可被划分成总共6个子信道群，其可被指派给最多3个段409。由此，段409可包含1到6个子信道群(例如，如图4中所示，段0可包含2个子信道群0和1，段1可包含2个子信道群2和3，而段2可包含2个子信道群4和5)。另一种类型的区块被称为DL-FUSC(下行链路子信道全使用)区块426。与DL-PUSC不同，DL-FUSC并不使用任何段，而是可将全部突发分布在整个频率范围上。
通常使用的频率重用因子(K)为3，其中DL-PUSC区块424可根据子信道在频域中被划分成3个段409。在该方案中，每一个段409可包括如图4中所示和以上描述的两个子信道群。每一子信道群中的副载波可以是非毗连的。进一步，每一个基站104在同一个蜂窝小区站点上可具有N个扇区天线(例如，N＝3)，以图在N个不同方向上传送，从而导致N/K(例如，等于3/3)的频率重用模式。以此方式，蜂窝小区102可被划分成3个扇区112，并且DL-PUSC区块424的每一个段409可与一个扇区112相关联。
然而，频率重用因子为3(K＝3)的一个问题在于对于特定段的下行链路传输仅能使用总带宽(例如，用于WiMAX的5MHz)的三分之一。因此，移动站的最大吞吐量可被限于获分配的总频谱的带宽的三分之一。
进一步，移动站可并发地运行各种服务。例如，无线设备用户可同时在因特网上冲浪、观看视频流、以及进行语音通信。如果所有这些服务都将由一个段来服务，则当扇区有负载并且不具有足以容纳所有链路的带宽时，至这些服务的一些链路可能被拒绝。或者，如果要建立所有链路，则为了满足单个段的容量约束很可能要减小每一服务的数据率。
用于三路并发处理的示例方法
为了提高每移动站(MS)的吞吐量，可使用OFDMA帧中的多个段来建立不同的下行链路连接。这可使得MS能利用来自不同段的带宽(最多至获分配频谱的全部带宽)并且可缓解对任何一个特定扇区的带宽需求。
图5图解了根据频率重用因子为3的这种并发处理方案，其中在用户终端106与3个基站104之间具有用于三路并发处理的有不同数据的3条连接(连接0、连接1、和连接2)。正传送的DL数据可以是来自同一服务的不同数据，或者如图5中所示，可包括来自不同服务的数据，诸如语音数据500、因特网数据502、和流视频数据504。
来自每一条连接的DL数据可在DL-PUSC区块424的不同段409中被传送给用户终端106。例如，连接0的数据可作为一个或多个DL数据突发在段0中被传送，连接1的数据可作为DL数据突发在段1中被传送，而连接2的数据可作为DL数据突发在段2中被传送。以此方式，用户终端106就能建立并维护全部3条连接，从而在不减小任何服务的数据率的情况下以至少高达每段获分配的带宽的极限来并发地接收潜在地来自不同服务的DL数据。
图6是用于在移动WiMAX系统中例如经由OFDMA帧的各段在无线设备与多个基站之间建立多条连接并使用这多条连接来交换数据的示例操作600的流程图。操作600可通过使用基于OFDMA帧的第一段的第一信号建立与第一基站的第一连接以便传递数据而始于602。在604处，可使用基于同一OFDMA帧的第二段的第二信号建立与第二基站的第二连接以便传递数据。在606处，可使用第一和第二连接将数据从第一和第二基站传递给无线设备。根据操作600，可启动两路并发处理。如果对于K＝3在604之后使用基于同一OFDMA帧的第三段的第三信号建立了与第三基站的第三连接，则在606处可发生三路并发处理/话务传递。
例如，图7图解三路并发处理的示例情景。在图7中，位于扇区B 112B中的无线设备700可接收来自至少3个不同基站104的信号。为扇区B 112B提供覆盖的基站与无线设备700之间的第一连接702可被建立。第一连接702可使用例如OFDMA帧的段0，以图向无线设备700传送特定服务的DL数据。可在为扇区A112A提供覆盖的基站与无线设备700之间建立第二连接704，并且可在为扇区C112C提供覆盖的基站与无线设备700之间建立第三连接706。第二和第三连接704、706可使用例如同一OFDMA帧的段1和段2，以图同时向无线设备700传送不同的DL数据。
为了使用户终端106的接收机304能解调、解码和解读接收自多条连接的DL数据，接收机304可对不同段进行时间对准，从而它们可被同步以便与OFDMA帧的边界对齐。会产生这种时间对准问题是由于在一些无线系统中不同基站可能未被同步(即，异步基站时基)、以及此外由于从不同基站104到用户终端106的不同传播延迟。
图8图解配置成对接收自3个不同基站104的OFDMA帧的各段409进行时间对准的示例接收机框图800。收到信号802可在延迟框804中被应用三种不同的时间调整，每一种时间调整是基于自基站之一的延迟的。例如可使用前同步码408的导频来同步各段，并且可相应地在延迟框804中应用延迟以产生经时间对准的信号806。可在快速傅立叶变换(FFT)框808中对经时间对准的信号806中的每一个应用FFT以便将这些信号从时域变换到频域。
一旦经时间对准的信号806已被变换到频域，就可根据特定段409的FCH 410的DLFP 412中所指示的子信道群来提取某些子信道的数据。可在解调器/解码器框810中解调和解码特定段的所提取数据以便解读来自这3条连接的下行链路数据。
当无线设备改变位置时，接收自某个基站的信号可能变得太弱而不能以可接受的误码率(BER)用来达成特定类型的服务的最小服务质量(QoS)，且因此该连接可被丢弃。然而，无线设备可能接近有更强信号的另一个基站，并且可建立新连接来代替丢弃的连接。例如，如图9A中所示，图7的无线设备700可离开服务扇区A 112A的基站1041足够远，以使得第二连接704被丢弃。如果不存在信号强度足以提供新连接的另一个基站，则无线设备可操作进行两路并发处理，从而仅有第一和第三连接702、706传递数据。
现在参考图9B，无线设备700可继续移动并进入新扇区A 912A，其中新扇区A 912A与用于先前描述的扇区A 112A的段409使用相同的子信道群。来自为扇区B 112B提供覆盖的第二基站1042的扇区B天线的信号强度可能太弱，而无线设备700可能还接收来自为新扇区A 912A提供覆盖的第二基站1042的扇区A天线的强信号。于是，第一连接702可被丢弃，并且可与无线设备700建立第四连接708。
既然无线设备700可能正操作进行两路并发处理并且与扇区B相关联的段未被使用，则无线设备就能够添加去往第四基站1044的新连接。第四基站1044可为不同的扇区B 912B提供覆盖，其中新扇区B 912B与用于先前描述的扇区B 112B的段409使用相同的子信道群。一旦无线设备700接收到的来自第四基站1044的信号足够强，就可与无线设备700建立第五连接710，以使得无线设备能再次操作进行三路并发处理以提高其DL数据吞吐量。
如图9B中所示，随着无线设备700继续移动，该设备可离开服务扇区C 112C的基站1043足够远，以使得第三连接706被丢弃。该设备可能已经或者随着其靠近可开始接收来自第五基站1045的信号，并且该设备能够添加新连接。第五基站1045可为不同的扇区C 912C提供覆盖，其中新扇区C 912C使用与用于先前描述的扇区C 112C的段409相同的子信道群。一旦无线设备700接收到的来自第五基站1045的信号足够强，就可与无线设备700建立第六连接712，以使得该无线设备能再次操作进行三路并发处理以提高其DL数据吞吐量。
图10A是用于例如在移动WiMAX系统中基于在无线设备处收到的信号的强度来添加新连接并删除现有连接的示例操作1000的流程图。以此方式，无线设备可持续地监视正处理的现有(各)段的信号强度以及当前未处理的潜在新段的信号强度。
操作1000可通过确定无线设备收到的来自新段(即，新扇区)的前同步码信号强度是否大于添加阈值(S_添加)而始于1002。若是，则在1004处，可确定新段是否与具有先前建立的连接的现有段使用不同的子信道群。因此，如果新段的信号强度大于S_添加并与现有段使用不同的子信道群，则可向无线设备添加使用该新段的连接。然而，如果在1002处新段的信号强度小于或等于S_添加或者在1004处与现有段使用相同的子信道群，则可不添加使用该新段的连接。
在1008处，可确定是否有任何具有已建立的连接的现有段的前同步码信号强度小于丢弃阈值(S_丢弃)。若是，则在1010处，可在1010处丢弃使用具有低信号强度的现有段的已建立的(各)连接，并且操作1000可重复在1002处开始。如果不存在信号强度小于S_丢弃的现有段，则操作可在1002处重复。
对于如图10B的操作1050中所示的一些实施例，如果在1002处新段的前同步码信号强度大于S_添加，但在1004处新段与现有段使用相同的子信道群，则仍可用该新段建立连接。在1052处，可确定新段的信号强度是否比使用相同子信道群的现有段好特定余量。若否，则可不添加使用该新段的连接。然而，如果新段的信号强度显著更好(即，比现有段好出该余量)，则在1008处确定是否有任何现有段的信号强度低于S_丢弃之前，可在1054处将使用该现有段的连接替换成使用该新段的新连接。以此方式，可添加具有更好信号强度的段的新连接，而不必等待使用具有弱信号强度(例如，低于S_丢弃)的任何现有段的连接被删除。
示例性三路换手
常规地，在移动WiMAX中，移动站一次可仅与一个服务基站通信。此基站基于基站的调度器算法向移动站分配带宽。为了从一个基站切换到另一个(或从一个扇区切换到另一个)，移动站通常执行换手(也称为移交)来从其服务基站切换到目标基站。同样常规地，移动站可仅使用来自其服务基站的带宽(例如，某些子信道群)，而不能使用来自在相邻扇区中提供覆盖的非服务基站的带宽。
为了提高一个段的数据吞吐量，根据本公开的某些实施例，可使用OFDMA帧中的多个段(例如，2个或3个)来建立不同的下行链路连接，以使得每一条DL连接如上所述地仅通过一个段传送数据以进行并发处理。然而，移动站可同时接收和解析多个段。这多个段可包含来自同一服务的数据，以使得移动站可(从与多个基站的连接)选择向移动站供应最佳带宽准许的段并且可与所选段通信。移动站可在逐OFDMA帧基础上改变对最佳段的选择，这可被认为是多路换手(例如，对于频率重用因子为3的3个不同基站扇区之间的三路换手)。这样，移动站可将收到的所有多个段视为来自服务扇区。多路换手的此方案可使得移动站能提高段内的数据吞吐量，尽管所使用的段可能不断改变。
图11图解了根据频率重用因子为3的用于提高数据吞吐量的这种并发处理方案，其中在用户终端106与3个基站104之间具有用于三路换手的有不同数据的3条连接(连接0、连接1、和连接2)。正传送的DL数据可以是来自同一服务的数据，诸如语音数据1100(如图所示)、因特网数据、或流视频数据。来自每一条连接的DL数据可在DL-PUSC区块424的不同段409中被传送给用户终端106。例如，连接0的数据可作为一个或多个DL数据突发在段0中被传送，连接1的数据可作为DL数据突发在段1中被传送，而连接2的数据可作为DL数据突发在段2中被传送。以此方式，用户终端106能够如以上在图6的操作600中所描述地建立并维护全部3条连接，从而选择具有最佳带宽准许的段来通信。用户终端106可忽略其他两个段直至这些段之一在后续OFDMA帧中提高最佳带宽准许。
示例性混合换手/并发处理
对于一些实施例，以上描述的多路并发处理和换手方案可被组合以形成混合方案。作为K＝3的示例，可与移动站建立3条连接。这些连接中的两条(例如，使用OFDMA帧的段0和1的连接0和1)可具有来自同一服务的有类似数据的DL数据，而第三条连接(例如，使用段2的连接2)可具有来自不同服务的DL数据。移动站可取决于哪一个段供应最佳带宽准许来在段0和1中加以选择(用于两路换手)，并且可用来自所选段和来自段2的DL数据执行并发处理，以图提高带宽使用率。
示例性多条WiMAX连接
图12是比较和列出三路并发处理、三路换手、以及其混合的优点的图表1200。图表1200列出类型1202，提供对每一种类型的简要描述1204，并注释每一种类型胜于其中移动站的最大吞吐量可能被限于获分配的总频谱的带宽(例如，用于WiMAX的5MHz)的三分之一的常规K＝3方案的优点1206。
虽然本公开的实施例是关于在考虑频率重用因子为3时建立两条或三条连接来描述的，但以上公开的技术和装置可被扩展成在其他配置下工作。例如，对于划分成6个扇区的蜂窝小区，可建立最多达6条连接，并且可针对连接而非段来使用OFDMA帧内的子信道群。
以上描述的操作可由与多个装置加功能框相对应的各种硬件和/或软件组件和/或模块来执行。例如，以上所描述的图6的操作600可由与图6A中所图解的装置加功能框600A相对应的各种硬件和/或软件组件和/或模块来执行。换言之，图6中所图解的框602到606对应于图6A中所图解的装置加功能框602A到606A。
如本文中所使用的，术语“确定”涵盖广泛的动作。例如，术语“确定”可包括计算、运算、处理、推导、研究、查找(例如，在表、数据库或其他数据结构中查找)、探知等。另外，“确定”可包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。另外，“确定”可包括求解、选择、选取、建立等。
信息和信号可使用各种不同技艺和技术中的任一种来表示。例如，贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号等可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
结合本公开描述的各种说明性逻辑框、模块、以及电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何市售的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或更多个微处理器、或任何其他这样的配置。
结合本公开描述的方法或算法的步骤可以直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在本领域公知的任何形式的存储介质中。可以使用的存储介质的一些示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM等。软件模块可以包括单条指令、或许多条指令，且可以分布在若干不同的代码段上、分布在不同的程序之间、以及跨多个存储介质分布。存储介质可被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可被整合到处理器。
本文所公开的方法包括用于实现所述方法的一个或多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则特定步骤和/或动作的次序和/或使用可以修改而不会脱离权利要求的范围。
所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则这些功能可以作为一条或多条指令储存在计算机可读介质上。存储介质可以是可被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储设备、或可被用来携带或存储指令或数据结构形式的合需程序代码且可被计算机访问的任何其他介质。如本文中所使用的盘和碟包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多功能碟(DVD)、软盘、和
Figure BPA00001249854600151
碟，其中盘常常磁性地再现数据，而碟用激光来光学地再现数据。
软件或指令还可以在传输介质上传送。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)，或者诸如红外、无线电、和微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其他远程源传送而来的，则此同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL，或者诸如红外、无线电、和微波之类的无线技术就被包括在传输介质的定义中。
此外，应领会，用于执行本文中所描述的方法和技术的模块和/或其他恰当装置可以在适用情况下由用户和/或基站下载和/或以其他方式获取。例如，可以将这样的设备耦合至服务器以便于转送用于执行本文中所描述的方法的装置。替换地，本文中所描述的各种方法可以经由存储装置(例如，RAM、ROM、诸如压缩碟(CD)或软盘之类的物理存储介质等)来提供，以使得一旦将该存储装置耦合到或提供给用户终端和/或基站，该设备就能获得各种方法。而且，可以利用适于向设备提供本文中所描述的方法和技术的任何其他技术。
应理解，权利要求并不被限于以上所示的确切配置和组件。可在以上所描述的方法和装置的布置、操作和细节上作出各种修改、变更和变型而不会脱离权利要求的范围。

Claims (38)

1.一种方法，包括：
(a)建立与第一基站的第一连接，其中所述第一连接涉及使用基于正交频分多址(OFDMA)帧的第一段的第一信号进行的数据传递；
(b)建立与第二基站的第二连接，其中所述第二连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及
(c)在由所述OFDMA帧界定的时段内经由所述第一和第二连接与所述第一和第二基站交换数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二段具有不同下行链路(DL)数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括并发地处理来自所述第一和第二段的所述不同DL数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，并发地处理包括调整分别基于所述第一和第二段的所述第一和第二信号之间的延迟。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述延迟包括所述第一和第二基站之间的传输延迟和/或接收分别基于所述第一和第二段的所述第一和第二信号时的传播延迟。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二段来自同一服务并且具有相同的下行链路(DL)数据。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
(d)基于带宽准许在所述第一或第二段中加以选择；以及
(e)使用所选段进行无线通信。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括(f)忽略未被选择的所述第一或所述第二段。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括关于新OFDMA帧重复(c)到(e)，其中所述所选段可以在逐OFDMA帧基础上是所述第一和第二段中的不同段。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
建立与第三基站的第三连接，其中所述第三连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第三段的第三信号进行的数据传递；以及
在由所述OFDMA帧界定的所述时段内经由所述第一、第二和第三连接与所述第一、第二和第三基站交换数据。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三段中的至少两个具有来自至少两个不同服务的不同下行链路(DL)数据。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三段具有来自三个不同服务的不同下行链路(DL)数据。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三段来自同一服务并且具有相同的下行链路(DL)数据。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
基于带宽准许在所述第一、第二或第三段中加以选择；以及
使用所选段进行无线通信。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括忽略所述第一、第二和第三段中未被选择的那两个段。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定所述第一和第二信号的信号强度；以及
删除所述第一和第二连接中其信号强度低于丢弃阈值的那一个连接。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定基于OFDMA帧的第三段的第三信号的信号强度；以及
在所述第三信号的所述信号强度高于添加阈值并且所述第三段与所述第一或第二段使用不同子信道群的情况下添加与第三基站的第三连接。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定基于OFDMA帧的第三段的第三信号的信号强度；以及
在所述第三信号的所述信号强度高于添加阈值并且比所述第一或第二信号的信号强度高出至少一余量的情况下用与第三基站的第三连接来替换所述第一和第二连接之一。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OFDMA帧具有根据电气电子工程师协会(IEEE)802.16标准族中的一个或多个标准的格式。
20.一种用于无线通信的接收机，包括：
第一连接建立逻辑，配置成建立与第一基站的第一连接，其中所述第一连接涉及使用所述接收机收到的基于正交频分多址(OFDMA)帧的第一段的第一信号进行的数据传递；
第二连接建立逻辑，配置成建立与第二基站的第二连接，其中所述第二连接涉及使用所述接收机收到的基于所述OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及
数据逻辑，配置成在由所述OFDMA帧界定的时段内经由所述第一和第二连接与所述第一和第二基站交换数据。
21.如权利要求20所述的接收机，其特征在于，所述第一和第二段具有不同下行链路(DL)数据，并且所述数据逻辑被配置成并发地处理来自所述第一和第二段的所述不同DL数据。
22.如权利要求21所述的接收机，其特征在于，所述数据逻辑被配置成调整分别基于所述第一和第二段的所述第一和第二信号之间的延迟。
23.如权利要求20所述的接收机，其特征在于，还包括选择逻辑，其被配置成基于带宽准许在所述第一或第二段之间加以选择，其中所述第一和第二段来自同一服务。
24.如权利要求20所述的接收机，其特征在于，还包括第三连接建立逻辑，其被配置成建立与第三基站的第三连接，其中所述第三连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第三段的第三信号进行的数据传递，并且其中所述数据逻辑被配置成在由所述OFDMA帧界定的所述时段内经由所述第一、第二和第三连接与所述第一、第二和第三基站交换数据。
25.如权利要求20所述的接收机，其特征在于，所述OFDMA帧具有根据电气电子工程师协会(IEEE)802.16标准族中的一个或多个标准的格式。
26.一种用于无线通信的装置，包括：
用于建立与第一基站的第一连接的装置，其中所述第一连接涉及使用基于正交频分多址(OFDMA)帧的第一段的第一信号进行的数据传递；
用于建立与第二基站的第二连接的装置，其中所述第二连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及
用于在由所述OFDMA帧界定的时段内经由所述第一和第二连接与所述第一和第二基站交换数据的装置。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，还包括用于建立与第三基站的第三连接的装置，其中所述第三连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第三段的第三信号进行的数据传递，并且其中所述用于交换数据的装置是用于在由所述OFDMA帧界定的所述时段内经由所述第一、第二和第三连接与所述第一、第二和第三基站交换数据的装置。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述OFDMA帧具有根据电气电子工程师协会(IEEE)802.16标准族中的一个或多个标准的格式。
29.一种移动设备，包括：
第一连接建立逻辑，配置成建立与第一基站的第一连接，其中所述第一连接涉及使用基于正交频分多址(OFDMA)帧的第一段的第一信号进行的数据传递；
第二连接建立逻辑，配置成建立与第二基站的第二连接，其中所述第二连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及
接收机前端，用于在由所述OFDMA帧界定的时段内经由所述第一和第二连接接收来自所述第一和第二基站的所述第一和第二信号。
30.如权利要求29所述的移动设备，其特征在于，还包括第三连接建立逻辑，其被配置成建立与第三基站的第三连接，其中所述第三连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第三段的第三信号进行的数据传递，并且其中所述接收机前端用于在由所述OFDMA帧界定的所述时段内经由所述第一、第二和第三连接接收来自所述第一、第二和第三基站的所述第一、第二和第三信号。
31.如权利要求29所述的移动设备，其特征在于，所述OFDMA帧具有根据电气电子工程师协会(IEEE)802.16标准族中的一个或多个标准的格式。
32.一种包含用于无线通信的程序的计算机可读介质，所述程序在由处理器执行时执行操作，包括：
(a)建立与第一基站的第一连接，其中所述第一连接涉及使用基于正交频分多址(OFDMA)帧的第一段的第一信号进行的数据传递；
(b)建立与第二基站的第二连接，其中所述第二连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第二段的第二信号进行的数据传递；以及
(c)在由所述OFDMA帧界定的时段内使用所述第一和第二连接传递数据。
33.如权利要求32所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括并发地处理来自所述第一和第二段的不同DL数据，其中并发地处理包括调整分别基于所述第一和第二段的所述第一和第二信号之间的延迟。
34.如权利要求32所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括：
(d)基于带宽准许在所述第一或第二段中加以选择，其中所述第一和第二段来自同一服务并且具有相同的下行链路(DL)数据；以及
(e)使用所选段进行无线通信。
35.如权利要求32所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括：
建立与第三基站的第三连接，其中所述第三连接涉及使用基于所述OFDMA帧的第三段的第三信号进行的数据传递；以及
在由所述OFDMA帧界定的所述时段内经由所述第一、第二和第三连接与所述第一、第二和第三基站交换数据。
36.如权利要求35所述的计算机可读介质，其特征在于，所述第一、第二和第三段中的至少两个具有来自至少两个不同服务的不同下行链路(DL)数据。
37.如权利要求35所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括：
基于带宽准许在所述第一、第二或第三段中加以选择，其中所述第一、第二和第三段来自同一服务并且具有相同的下行链路(DL)数据；以及
使用所选段进行无线通信。
38.如权利要求32所述的计算机可读介质，其特征在于，所述OFDMA帧具有根据电气电子工程师协会(IEEE)802.16标准族中的一个或多个标准的格式。
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