CN102123507A - 一种载波聚合系统中载波的使用方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种载波聚合系统中载波的使用方法和装置,所述方法包括:按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态;使用载波时,通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使所述载波在所述一种以上的载波状态之间转换。本发明通过关闭载波具备的部分或全部功能,达到有效降低UE的处理开销和功耗的效果。本发明实现简单,易于应用。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种载波聚合系统中载波的使用方法和装置。
背景技术
为向移动用户提供更高的数据速率,高级长期演进系统(Long TermEvolution Advance,简称LTE-A)提出了载波聚合技术(Carrier aggregation,简称CA),其目的是为具有相应能力的用户设备(User Equipment,简称UE)提供更大宽带,提高UE的峰值速率。LTE中,系统支持的最大下行传输带宽为20MHz,载波聚合是将两个或者更多的分量载波(componentcarriers,简称CC)聚合起来支持大于20MHz,最大不超过100MHz的下行传输带宽。
分量载波可以使用LTE已经定义的频段,也可以使用为LTE-A专门新增的频段。基于目前频谱资源紧张,不可能总有频域上连续的分量载波可以分配给运营商使用,因此载波聚合按各分量载波在频域上是否连续,可以分连续的载波聚合和非连续的载波聚合,如图1所示。载波聚合按各分量载波是否在同一频带内,可以分为单频带(single band)的载波聚合和跨频带(multiple frequency bands)的载波聚合,所谓单频带的载波聚合是指参与载波聚合的所有分量载波都在同一个频带内,单频带的载波聚合可以是连续的载波聚合也可以是非连续的载波聚合;所谓跨频带的载波聚合是指参与载波聚合的分量载波可以源自不同的频带。具有载波聚合能力的LTE-A用户设备(User Equipment,UE),可以同时在多个分量载波上收发数据,而LTEUE只能在一个兼容LTE的分量载波上收发数据。
在载波聚合技术中,UE可以使用一个以上的载波资源,一方面增加了UE的最大使用资源数,从而增加UE的最大速率,另一方面也可以在更多的资源内选择更好的资源供UE使用,从而提高UE的频谱使用效率。同时为了让UE支持多载波聚合,UE也要提高自身的接收/发射机能力,并且需要同时在更多的载波以及更宽频带上接收/发射数据,UE的射频需要支持更高的带宽,基带设计需要支持更多的数据处理能力以及有更多元器件耗电都给终端带来了很大的挑战。
综上所述,当前亟需解决载波聚合系统中存在的一方面要提高UE的带宽,一方面要减少UE的开销的矛盾。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提出一种载波聚合系统中载波的使用方法和装置,减少UE的开销。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种载波聚合系统中载波的使用方法,包括:
按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态;
使用载波时,通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使所述载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述载波具备的功能包括:资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态的步骤中,
所述划分的一种以上的载波状态包括:资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能均处于开启状态,以及以下状态中的一种或多种:
(1)资源调度及传输功能处于关闭状态,无线质量评估功能和链路维持功能处于开启状态;
(2)资源调度及传输功能和无线质量评估功能处于关闭状态,链路维持功能处于开启状态;
(3)资源调度及传输功能和链路维持功能处于关闭状态,无线质量评估功能处于开启状态;
(4)资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能均处于关闭状态。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述载波具备的功能还包括测量功能,使用载波时,测量功能处于开启或关闭状态。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述使用载波时,通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使所述载波在所述一种以上的载波状态之间转换的步骤中,基站控制UE或者UE根据预定义的规则,将聚合的一个或多个载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
基站通过信令告知UE待转换状态的载波,或UE根据预定义的规则确定待转换状态的载波。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
基站通过信令告知UE载波转换的目标状态具备的功能,或者UE根据预定义的规则确定载波转换的目标状态具备的功能。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
基站通过信令告知UE载波转换的目标状态具备的功能具体是指:
所述基站通过信令指示UE当前状态需要开启或关闭的功能,或者,基站通过信令告知UE所述目标状态,所述的目标状态具备的所有功能集合是预定义的。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述基站通过信令告知UE具体是指:基站通过物理下行控制信道(PDCCH)信令、媒体接入控制(MAC)控制单元(CE)或无线资源控制(RRC)信令告知UE。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种载波聚合系统中载波的使用装置,包括:状态划分单元和状态转换单元;
所述状态划分单元用于按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态;
所述状态转换单元用于通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
本发明通过关闭载波具备的部分或全部功能,达到有效降低UE的处理开销和功耗的效果。本发明实现简单,易于应用。
附图说明
图1为载波聚合的示意图;
图2为载波状态A及功能划分示意图;
图3为另一种载波功能划分示意图;
图4为载波状态B及功能划分示意图;
图5为载波状态C及功能划分示意图;
图6为载波状态D及功能划分示意图;
图7为两状态转换示意图;
图8为本发明应用示例的载波示意图;
图9为本发明应用示例的载波示意图;
图10为三状态转换示意图;
图11为四状态转换示意图;
图12为多状态转换示意图;
图13为载波状态B’及功能划分示意图;
图14为载波状态C’及功能划分示意图。
具体实施方式
在载波聚合系统中,UE可以同时在多个载波上进行通讯,由于业务的传输模型的不同,并不是在每个时刻UE都需要保持同时在多个载波上的通讯。本发明提出,可以通过减少某些载波的功能,或者关闭某些载波,从而达到降低UE的处理开销和功耗的目的。
具体地,本发明的方法包括:按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态;使用载波时,通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使所述载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
其中,所述载波具备的功能可对应一个或多个操作流程。
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
现有的单载波调度从功能上包括资源调度,通常采用动态调度的自动混合自动重传技术(Hybrid automatic repeat request,简称HARQ),动态调度又主要依赖于对当前UE所处的上下行无线环境的评估,如UMTS和LTE系统中广泛采用信道质量标识(channel quality indication,简称CQI)上报,在一定程度上反映了下行无线环境。上行方面基站通过测量UE的上行发送评估上行的无线环境,如LTE系统中,基站会要求UE周期性上行发送sounding(探测)信号。除此之外还有如测量满足高层的测量功能,和链路维持,如维持链路同步满足链路的传输等功能。本发明讨论的载波是指一个频率上可以由单个小区特定标识进行表示的,例如物理小区标识/物理扰码(physical cell identity/physical scramble code,PCI/PSC),并且各个频率上这些PCI/PSC标识的可以载波进行聚合。图2抽象标示了一种典型的功能划分以及依赖关系,其中链路维持功能用于维持保证上下行链路可用,支持无线质量评估功能和资源调度及传输功能,无线质量评估功能则提供了动态调度的依据,此外还有一些其他的辅助功能,如测量功能。图3则是另一种功能划分,与图2的区别在于链路维持功能维持只用于支持资源调度及传输功能。
在本发明中,首先是将载波按功能或流程进行划分,划分出一种以上的载波状态,可以在各种状态下独立工作。如图2、4、5和6分别对应载波状态A、B、C和D,其中由于测量功能/流程相对独立,为可选功能,根据配置可以在B、C、D中打开或者关闭测量功能/流程。若在极端情况下没有打开测量功能/流程,UE对处于D类状态的载波没有任何操作。
对于各个功能模块,以LTE系统为例,对于下行方向,资源调度及传输功能包括物理下行共享信道(Physical downlink shared channel,简称PDSCH)的接收以及UE对PDSCH的接收应答(ACK/NACK)的上报,无线质量评估功能包括CQI、预编码矩阵指示(precoding matrix indicator,简称PMI)以及秩指示(rank indication,简称RI)的上报,链路维持功能包括下行无线链路监测(radio link monitoring),通过监测无线信号质量确认UE是否处于下行接收的同步状态,即当被测信号按一定的采样率进行信号监测,当低于门限Qout时,被判定为失步(out-of-sync),高于Qin时,判定为同步(in-sync),连续指定个out-of-sync判定期间没有指定个in-sync判定,则认为所监测的无线链路不可用。对于上行方向,资源调度及传输功能包括物理上行共享信道(Physical uplink shared channel,简称PUSCH)的接收以及UE对PUSCH的接收应答(ACK/NACK)的接收,无线质量评估功能包括UE上行sounding参考信号的发送,链路维持功能则包括上行时间提前(timing advance)的获取和维持,以及链路的功率控制包括开环和闭环功控。测量功能则主要包括向高层提供参考信号接收功率(Reference SignalReceived Power,简称RSRP),参考信号接收质量(Reference Signal ReceivedQuality,简称RSRQ),接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,简称RSSI)等测量值。
B,C、D和A表示的全功能载波不同,它们在A的基础上关闭了一个或者多个功能。如B状态,没有资源调度及传输功能,但是无线质量评估功能以及链路维持功能仍然工作,所以B状态时,UE不需要每1ms都去检查PDCCH是否要接收数据,仅需要在更长的周期如每64ms或者128ms进行一次周期性的CQI测量及上报,在时间上使得实际的工作的缩短,或者在处理上减少开销,如基带不需要对PDCCH进行盲检,使得可以以较A小的开销维护,从而可以节省UE的耗电,并且能够保证在必要的时刻,因为链路处于维护状态并且在无线质量的评估工作后,可以很快的开启资源调度及传输功能,在UE开销和载波恢复工作时延之间做出折中。而状态C则在B的基础上进一步关闭了无线质量评估功能,所以C的开销可以比B更小,在保证链路可传输的基础上,由于没有维护无线质量评估功能,所以当有载波使用需求时,C可以选择先转入B状态再转入A状态。C也可以直接转入A状态,由于没有历史的无线质量的评估,以及持续的闭环功控,所以初始的业务传输质量可能较差,所以进入正常传输时间较长。D则在C的基础上更进一步的减少维护开销,只保留测量功能甚至不做测量。上述功能划分指示一种可能情况,根据划分的粒度不同,可以细分出更多的状态。并且由于不同系统的载波的功能之间的关系有所区别如图2和图3所示,其最后的不同状态所执行的功能也可以不同。总体来说功能保留的越少,UE的开销越小,但功能恢复或者有效恢复的时延就会较长。如要从D状态转换至A状态,需要开启除了测量外的所有功能,而在转换初期由于无线质量评估和链路维护都要重新开始,需要延迟或者只能保守的进行数据传输,直到确认链路可靠以及无线质量评估完成后,才能高效的动态调度数据传输。
根据UE业务数据的传输增减或者UE所处无线环境的变化,基站控制UE或者UE根据预定义的规则,将聚合的一个或多个载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
其中,可以是基站通过信令(如物理下行控制信道(PDCCH)信令、媒体接入控制(Medium Access Control,简称MAC)控制单元(controlelement,简称CE)或无线资源控制(Radio Resources Control,简称RRC)信令等形式)告知UE待转换状态的载波,或UE根据预定义的规则确定转换状态的载波,以及,基站通过信令(如PDCCH信令、MAC CE或RRC信令等形式)告知UE载波转换的目标状态具备的功能(可以是基站通过信令指示UE当前状态需要开启或关闭的功能,或者,基站通过信令告知UE所述目标状态,所述目标状态具备的所有功能是预定的),或者UE根据预定义的规则确定载波转换的目标状态具备的功能。
其中可以是两状态转换,或者多状态转换。以两状态转换为例,如图7所示,载波状态可以从A转换到X或者通过X转换到A,其中X可以是B,C,D中的任意一个。
由于业务的多样性,尽可能有效的利用资源,以及满足用户体验,上述的载波状态变化应该尽可能在短时间内完成。
下面以一具体应用示例进一步详细描述本发明。
LTE-A小区CELL_LTE_A,有5组载波,每组载波包括一个上行和一个下行。UE工作在3组载波上全部处于状态A,在业务间隙或者无线环境变化等原因,基站可以通过指示UE,转化3组载波中的一组或多组进入X状态,以节省UE的功耗降低UE的处理开销。如图8所示,DL/UL1,DL/UL2以及DL/UL3共三组载波被分配给UE使用,比如UE进行的是FTP业务,当一个文件传输到下一个文件的传输过程中,信令交互可以有1s到几秒的间隔,在此过程中UE没有大业务的数据,所以可以将DL/UL2以及DL/UL3转换到X状态。X状态可以是B,C或者D中的一种或者多种,目标状态可以是根据预定义的规则(默认规则)确定的,如在状态变化时X仅为B,或者是通过信令指定,如PDCCH信令,MAC CE或者RRC信令指示转化的目标状态,例如携带目标状态的标识,控制粒度可以是单个或者一组载波、一对或一组上下行载波对也可以是所有载波或所有的上下行载波对,目标载波关系可以显式在信令中携带如载波标识或者隐式的通过预定义的规则确定,如预定义按载波序号先调整DL/UL2,再调整DL/UL3。在本例中UE的DL/UL2和DL/UL3进入状态B,或者分别进入B和C。对于进入B的资源,如DL/UL2,UE不再进行动态调度和接收,即不再对在该载波上的PDCCH信道进行解码,停止PDSCH/PUSCH的数据接收和发送,但是仍然进行无线质量评估和链路维持功能,例如仍然进行周期性的下行无线质量评估,并上报CQI报告,其测量CQI的周期可以长于转换前的CQI周期,进行时间更长或者带宽更宽的CQI评估,即进入B状态后,同样的功能或流程可以采用另一套配置,一方面可以进一步减少开销,另一方面由于剩余的CQI测量的作用从支持A状态下数据动态调度转换为B状态的CC质量评估所以要求也可以降低,从一个实时(instantaneous)的无线质量评估变成为一个中短期(middle-term)的无线质量评估;下行链路维持方面,UE仍然周期性的监视下行的无线信号,并进行同步或者失步的判决,当指定个数失步判决期间没有收到指定个数的同步判决则认为载波失步,当载波失步期间收到指定个同步判决后,则可以认为载波恢复同步,UE维护该载波的状态,当无线链路状态发生变化时,UE可以通知网络载波链路状态,使得网络可以依据该信息是否立即使用该载波,或者内部维持并更新该状态信息,当网络要求在该载波上传输时,如再次开启资源调度及传输功能,进入A状态,可以根据载波的状态,可选的将信息反馈给网络,避免后续数据传输过程中不必要的载波传输失败或者载波重建恢复流程,和前述的无线质量评估一样在该状态可以降低同步失步判决的周期,以减少开销;在上行方向周期性的发送sounding参考信号,供网络评估上行无线质量,和CQI一样,可以减少周期,加大带宽,以减少功率开销,增加对中短期无线质量的评估功能。对于上行链路维护主要是上行同步功能,可以周期性的上行发送信号,如利用上述的周期性sounding信号或者随机接入preamble消息,可以使得网络评估上行的时间提前,并通过下行的TA command,对该载波的TA进行调整,所以在该载波被再次配置进行传输时,并且该TA调整的时间或频率可以于在原A状态下不同,以便减少开销,如再次开启资源调度及传输功能,进入A状态,该上行载波仍然处于同步状态,不需要触发同步建立过程如随机接入过程,可以立刻进行上行数据传输。
对于进入C的资源,如DL/UL3,上下行来说分别在上述DL/UL2的基础上,下行减少CQI的测量并上报功能,只维护载波的同/失步状态,上行不再进行为了让网络进行无线质量评估的sounding工作,但并不排除继续sounding,以协助时间提前的维护。
此外,因为上下行业务的非对称性,对于上下载波状态也可以独立控制,如图9所示,可以将UL3从状态A转化至状态X。
在上述双状态的基础上,可以演化为三状态(图10)、四状态(图11)以及进一步的多状态(图12)转移。其中图10中的X可以是B,C类载波状态,Y可以是C,D类载波状态。图11中X可以是B类载波状态,Y是C类载波状态,Z是D载波状态。图12则是上述各种转化关系的一般化表示,表示在载波状态集合(如上述的A/B/C/D)中的任意两个可以根据网络(基站)控制或者UE和网络(基站)直接的预定义规则进行相互转化,例如基站通过信令指示UE的某一个或多个载波转换至目标状态或者根据预定义状态转换图转换(如上述的图7,10,11),UE在接收到网络的信令指示或者特定事件如业务流量经过某个门限(如50%)或者无线环境发生的变化如载波DL3的信号质量满足条件(如低于差信号门限)对应的载波状态可以由A转出。在满足业务需求的基础上,以最大限度利用现有的资源,并且尽可能减少UE的开销。
图12中所述的两个状态,可以是如上述的A/B/C/D,甚至更细的粒度,两个不同的状态之间的区别只在于不同的状态下支持的功能或者流程的不同,所以状态的转换可以通过信令指示在当前状态添加或者关闭一个功能,,或者直接指示目标状态,目标状态是预定的功能集合,来完成到另一个状态的转化。所以上述的A/B/C/D只是一种(预定义的)功能的集合。
图13和图14则是基于图3所示的功能依赖关系演化的另外2种可能的中间状态,如图13所示的,B’状态拥有链路维护功能,无线质量评估功能和可选的测量功能;如图14所示的,C’状态支持无线质量评估功能和可选的测量功能。如在C’状态下,下行方面进行CQI测量并上报,但不维护载波是否同步或失步的状态。在上行方向,发送sounding,但不进行TA的维护,当再次开启TA维护时,如进入B或A状态,则可能重新进行TA获取。
本发明实施例的一种载波聚合系统中载波的使用装置,包括:状态划分单元和状态转换单元;
所述状态划分单元用于按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态;
所述状态转换单元用于通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
所述状态划分单元进一步用于将载波的状态划分为包括资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能均处于开启状态,以及以下状态中的一种或多种:
(1)资源调度及传输功能处于关闭状态,无线质量评估功能和链路维持功能处于开启状态;
(2)资源调度及传输功能和无线质量评估功能处于关闭状态,链路维持功能处于开启状态;
(3)资源调度及传输功能和链路维持功能处于关闭状态,无线质量评估功能处于开启状态;
(4)资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能均处于关闭状态。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种载波聚合系统中载波的使用方法,包括:
按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态;
使用载波时,通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使所述载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述载波具备的功能包括:资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态的步骤中,
所述划分的一种以上的载波状态包括:资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能均处于开启状态,以及以下状态中的一种或多种:
(1)资源调度及传输功能处于关闭状态,无线质量评估功能和链路维持功能处于开启状态;
(2)资源调度及传输功能和无线质量评估功能处于关闭状态,链路维持功能处于开启状态;
(3)资源调度及传输功能和链路维持功能处于关闭状态,无线质量评估功能处于开启状态;
(4)资源调度及传输功能、无线质量评估功能和链路维持功能均处于关闭状态。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述载波具备的功能还包括测量功能,使用载波时,测量功能处于开启或关闭状态。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述使用载波时,通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使所述载波在所述一种以上的载波状态之间转换的步骤中,基站控制UE或者UE根据预定义的规则,将聚合的一个或多个载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,
基站通过信令告知UE待转换状态的载波,或UE根据预定义的规则确定待转换状态的载波。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,
基站通过信令告知UE载波转换的目标状态具备的功能,或者UE根据预定义的规则确定载波转换的目标状态具备的功能。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,
基站通过信令告知UE载波转换的目标状态具备的功能具体是指:
所述基站通过信令指示UE当前状态需要开启或关闭的功能,或者,基站通过信令告知UE所述目标状态,所述的目标状态具备的所有功能集合是预定义的。
9.如权利要求6~8中任意一项所述的方法,其特征在于,
所述基站通过信令告知UE具体是指:基站通过物理下行控制信道(PDCCH)信令、媒体接入控制(MAC)控制单元(CE)或无线资源控制(RRC)信令告知UE。
10.一种载波聚合系统中载波的使用装置,其特征在于,包括:状态划分单元和状态转换单元;
所述状态划分单元用于按照载波具备的功能划分一种以上的载波状态;
所述状态转换单元用于通过开启或关闭所述载波具备的部分或全部功能,使载波在所述一种以上的载波状态之间转换。
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