CN102365830A - 支持载波聚合的蜂窝无线通信系统中的无线链路控制方法和装置 - Google Patents

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CN102365830A CN2010800154245A CN201080015424A CN102365830A CN 102365830 A CN102365830 A CN 102365830A CN 2010800154245 A CN2010800154245 A CN 2010800154245A CN 201080015424 A CN201080015424 A CN 201080015424A CN 102365830 A CN102365830 A CN 102365830A
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Abstract

本发明涉及一种在无线通信系统中确定终端与基站之间的无线链路故障的方法和装置。具体地，在通过载波聚合构建的无线通信系统中，终端按顺序测量主载波的无线链路质量、聚合载波的无线链路质量、以及邻近小区的无线链路质量以确定是否满足预定的条件，作为用于判定无线链路故障的有效方法。

Description

支持载波聚合的蜂窝无线通信系统中的无线链路控制方法和装置
技术领域
本发明涉及蜂窝无线通信系统，且更具体地，涉及基于是否检测到无线链路故障来控制无线链路的方法和装置。
背景技术
最近，正对作为用于无线信道上的高速数据传输有用的方案的正交频分多址(OFDMA)和单载波频分多址(SC-FDMA)进行大量研究。在这样的多址方案中，用户特有数据和/或控制信息被彼此不重叠地映射到时间-频率资源，即，维持正交性，以识别用户特有数据和/或控制信息。
在蜂窝通信系统中，提供高速无线数据服务的重要因素之一是用于动态资源分配的带宽可伸缩性。例如，长期演进(LTE)系统可以支持20/15/10/5/3/1.4MHz的带宽。载波可以利用所述带宽中的至少一个提供服务，并且用户设备可以具有不同的能力以使得一些仅支持1.4MHz带宽而其他支持高达20MHz带宽。以实现IMT-高级服务的要求为目的的LTE高级(LTE-A)系统可以通过聚合高达100MHz的载波来提供宽带服务。
LTE-A系统需要比LTE系统的带宽更宽的带宽用于高速数据传输。同时，LTE-A系统需要与LTE系统后向兼容以使得LTE UE可以访问LTE-高级系统的服务。为此目的，LTE-A系统的整个系统带宽被划分为子频带或分量载波，其具有支持LTE UE的发送或接收的带宽而且可以被聚合用于在按照分量载波的传统LTE系统的发送/接收过程中支持LTE-A系统的高速数据传输。
同时，如果发送器与接收器之间的无线等级(rank)质量退化到预定级别以下，则难以期望正常的数据通信。因此，UE或eNB监视无线等级质量以确定无线链路故障(以下，称为RLF)并且执行对应于RLF的操作。参考图1描述在不支持载波聚合的传统系统中UE确定RLF是否发生的过程。
UE连接到eNB以发送和接收数据(108)，如果与基站的无线链路质量持续退化达预定的观察时间段，则识别无线链路的问题(110)，而且如果无线链路质量在预定时间T1中未恢复(112)则确定RLF发生(104)。如果检测到RLF，则UE在预定的时间持续期T2中尝试连接到邻近小区当中具有最佳无线链路质量的小区(114)，如果尝试成功则继续数据发送/接收，而如果尝试失败，则结束全部发送/接收操作并转换为空闲模式(116)。
关于RLF的过程针对传统系统定义而未考虑载波聚合，因此需要定义在支持载波聚合的无线通信系统中依靠RLF是否发生来控制无线链路的过程。
发明内容
技术问题
为了解决以上问题，本发明提供在通过聚合载波实现宽带宽的无线通信系统中通过确定是否发生无线链路故障来控制无线链路的方法和装置。
解决方案
为了实现以上目标，一种根据本发明的用于支持载波聚合的蜂窝无线通信系统的终端的无线链路控制方法包括：测量一个以上的分量载波的无线链路质量；确定至少一个无线链路质量是否等于或大于阈值；当至少一个无线链路质量等于或大于该阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量良好；以及当分量载波集合的无线链路质量良好时，保持与当前基站的连接状态。优选地，该无线链路控制方法进一步包括：当全部分量载波的无线链路质量小于该阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量不好；以及当分量载波集合的无线链路质量不好时，释放与当前基站的连接状态。
而且，一种根据本发明的用于支持载波聚合的蜂窝无线通信系统的终端的无线链路控制装置包括：RS副载波码元接收器，其接收至少一个分量载波的参考信号；以及无线链路故障控制器，其使用由RS副载波码元接收器提供的参考信号测量至少一个分量载波的无线链路质量，当至少一个无线链路质量等于或大于阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量良好，以及当分量载波集合的无线链路质量良好时，保持与当前基站的连接状态。优选地，无线链路控制装置控制来，当全部分量载波的无线链路质量小于该阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量不好，以及当分量载波集合的无线链路质量不好时，释放与当前基站的连接状态。
有益效果
如上所述，在诸如LTE-A的通过聚合载波实现宽带传输的系统中，本发明通过减少不必要的无线链路故障确定来高效率地确定无线链路故障。根据本发明，可以维持数据传输的连续性并减少由邻近小区连接尝试造成的传输延迟。
附图说明
图1是说明在传统LTE系统中确定无线链路故障的过程的图；
图2是说明在LTE-A系统中确定无线链路故障的概念的图；
图3是说明根据本发明的实施例的在无线通信系统中确定无线链路故障的过程的流程图；
图4是说明根据本发明的实施例的在LTE-A系统中计算CCC的无线链路质量的方法的图；
图5是说明根据本发明的另一实施例的在LTE-A系统中计算CCC的无线链路质量的方法的图；
图6是说明根据本发明的实施例的在LTE-A系统中确定CCC的无线链路质量恢复的方法的图；
图7是说明根据本发明的另一实施例的在LTE-A系统中确定CCC的无线链路质量恢复的方法的图；以及
图8是说明根据本发明的实施例的用于确定UE的无线链路故障的装置的框图。
具体实施方式
这里并入的公知的功能和结构的具体说明可以省去以避免模糊本发明的主题。本发明的示范实施例参考附图来详细描述。此外，在本发明的以下说明中使用的术语考虑其功能来准备，故它们将随用户、运营商或常规的意图而改变。因此，术语的定义必须基于说明书的整个内容来确定。
虽然在本发明的以下实施例中该说明针对支持载波聚合的高级E-UTRA(或LTE-A)，但是本领域的技术人员将理解，本发明能够适用于支持具有轻微改动而不脱离本发明的精神和范围的类似技术背景和信道格式的其他通信系统。
本发明提出一种在通过载波聚合来确保宽带的无线通信系统中确定无线链路故障的方法和装置作为本发明的主题。具体地，当LTE-A系统通过聚合LTE载波实现宽传输带宽时，有必要最小化无线链路故障的发生概率以便提高数据通信的可靠性和减少传输延迟。
下文中参考图2详细描述本发明的主题。图2是说明根据本发明的实施例的在LTE-A系统中确定无线链路故障的概念的图。
UE测量每个分量载波的无线链路质量。由eNB经由信令向UE通知关于聚合的分量载波的配置信息。为了简化解释，以下将一组聚合的分量载波称为配置的分量载波(CCC)。CCC包括至少一个主(anchor)载波，且该主载波工作为用于提供对UE的控制信息或UE的移动性控制的参考点。
UE在预定持续时间中测量从eNB接收的每个分量载波的参考信号(以下称为“RS”)的接收信号强度，并且将接收的信号强度与按每分量载波确定的阈值Qout比较，以确定分量载波的无线链路质量是好还是坏(强或弱)。按每分量载波定义的阈值Qout是与物理下行链路控制信道(PDCCH)的误块率(BLER)对于的RS的接收信号强度，并且是根据分量载波的带宽和发送天线的数量确定的。
更具体地，UE在预定时间持续期中基于主载波的RS的接收信号强度测量UE与主载波之间的无线链路质量(201)。如果针对主载波测量的无线链路质量在预定时间持续期中比对于主载波定义的Qout差，则UE测量主载波之外的剩余分量载波的无线链路质量(而非过早确定无线链路故障)并且将无线链路质量与对应的Qout值比较(204)。如果分量载波的至少一个具有比对应的阈值Qout更好的无线链路质量，则UE利用具有良好无线链路质量的分量载波配置新的CCC。
否则，如果全部分量载波具有比对应的阈值Qout值差的无线链路质量，则UE确定当前小区中的无线链路故障(203)并且尝试接入邻近小区(205)。此时，如果接入邻近小区失败，则UE结束与基站的通信并且进入空闲状态。
本发明的无线链路故障确定方法能够被应用而不管聚合的分量载波在频域中是连续的还是非连续的并且对分量载波的数量没有限制。
通过如下实施例详细描述本发明中提出的无线链路故障确定方法。
图3是说明在通过载波聚合实现宽带宽的无线通信系统中UE确定无线链路故障的过程的流程图。
在步骤302，UE测量每个分量载波的无线链路质量。UE利用在对应的分量载波上接收的RS的接收信号强度来测量每个分量载波的无线链路质量，并且计算CCC的总无线链路质量。
在步骤304，UE确定是否至少一个分量载波具有等于或大于CCC中的对应的阈值的测量结果。如果存在至少一个分量载波具有等于或大于该阈值的测量结果，则UE在步骤314将主载波的无线链路质量与阈值比较以确定无线链路质量是好还是坏。如果确定主载波的无线链路质量好，即等于或大于该阈值，则UE在步骤316将当前主载波和CCC维持原样，并且保持与基站的连接状态(CONNECTED_STAT)。否则，如果确定主载波的无线链路质量不好，即，小于该阈值，则UE利用当前CCC中除主载波之外的分量载波重新配置CCC，并且保持连接状态(CONNECTED_STAT)。
此时，UE请求eNB利用其无线链路质量等于或大于阈值的分量载波设置新的CCC，并且经由信令将具有最佳无线链路质量的分量载波设置为新的主载波。eNB可以完全接受UE的请求，或者向UE发送用于调整该请求的控制信息，从而完成重新配置。
同时，如果在步骤304全部分量载波具有小于该阈值的测量结果，则UE在步骤306确定CCC的无线链路质量是否在预定时间(定时器T1)之前被恢复，如果CCC的无线链路质量被恢复，则UE将过程分支到步骤314。
如果在步骤306CCC的无线链路质量在时间T1之前未恢复，则UE将过程分支到步骤308以确定CCC中无线链路故障的发生，并测量邻近小区的无线链路质量。接下来，UE在步骤310尝试连接到具有最大(上等)无线链路质量的邻近小区，且如果在定时器T2逾期之前成功建立连接，则在步骤320将对应的邻近小区重置为主载波，同时维持连接状态(CONNECTED_STAT)。
此时，UE经由信令请求eNB将具有最佳无线链路质量的邻近小区重置为主载波。eNB可以完全接受UE的请求，或者向UE发送用于调整该请求的控制信息，从而完成重新配置。如果在步骤310连接到邻近小区失败，则UE结束与eNB的连接并且进入空闲状态。
表示时间值的T0、T1、和T2被预先确定，并且eNB经由信令通知UE这些值，或在UE和eNB之间作为固定值共享。
下文参考图4更详细描述在图3的步骤304如何确定CCC的无线链路质量。
图4是更具体地说明根据本发明的实施例的用于计算CCC的无线链路质量的步骤304的图。
将计算CCC的无线链路质量的函数定义为f(.)，f(.)利用构成CCC的各个分量载波的无线链路质量的输入值1、2、...、k 401以及各个分量载波的Qout1、Qout2、...、Qoutk 403计算CCC的无线链路质量404。函数f(.)将各个分量载波的无线链路质量与分量载波特有阈值比较，如果在T0的逾期之前至少一个分量载波维持的无线链路质量等于或大于对应的阈值，则确定CCC的无线链路质量优异(或好，这里用于相同含义)，否则，如果在T0的逾期之前全部分量载波维持的无线链路质量小于对应的阈值，则确定CCC的无线链路质量差(或不好，这里用于相同含义)。
在本发明中，当至少一个分量载波维持的无线链路质量等于或大于对应的阈值时，这限制了UE由于某些分量载波具有不好的无线链路质量而做出过早的无线链路故障的确定，即使还有维持良好的CCC的无线链路质量的分量载波，从而维持数据传输的连续性，并且减少由于不必要的邻近小区连接尝试造成的传输延迟。
这里，为各个分量载波定义的阈值Qout1、Qout2、...、Qoutk 403对应于由物理下行链路控制信道(PDCCH)的误块率(BLER)表示的RS的接收信号强度，并且是根据各个分量载波的带宽和发送天线的数量确定的。
下文参考图5描述用于计算CCC的无线链路质量的函数f(.)的另一操作的定义。图5是更具体说明根据本发明的另一实施例的计算CCC的无线链路质量的步骤304的图。
图5中，通过根据分量载波的重要性对构成CCC的分量载波应用权重来计算CCC的无线链路质量。分量载波的重要性是确定对应的分量载波是否是主载波或携带关于UE的物理控制信道。
图5中，CCC的无线链路质量利用与图4相比的额外的输入值α1、α2、...、αk 504确定。α1、α2、...、αk 504是应用于各个分量载波的权重，并且每个针对主载波设置为1且针对非主载波设置为0。该情况下，CCC的无线链路质量可以直接从主载波的无线链路质量计算得到。即，如果应用了权重的主载波的无线链路质量在时间持续期T0中比主载波的阈值Qout差，则确定CCC的无线链路质量不好，即使剩余分量载波当中存在任何具有良好无线链路质量的分量载波。这意味着具有权重0的分量载波不影响CCC的无线链路质量的计算，而具有权重1的分量载波的无线链路质量被输入到图5的函数f(.)以影响结果。在CCC配置或重新配置过程中由eNB经由信令将权重α1、α2、...、αk 504通知UE。
以下参考图6更详细地描述图3的步骤306中如何在定时器T1的逾期之前确定在预定值之上的CCC的无线链路质量的恢复。
图6是说明根据本发明的实施例的确定CCC的无线链路质量是否恢复的步骤306的图。
这里，如果将确定CCC的无线链路质量是否恢复的函数定义为g(.)，则函数g(.)利用无线链路质量的输入值1、2、...、k 601以及分量载波阈值Qin1、Qin2、...、Qink 603计算CCC的无线链路质量恢复604。
函数g(.)将每个分量载波的无线链路质量与对应的分量载波的阈值比较，如果至少一个分量载波在时间持续期T1中维持等于或大于阈值的良好质量，则确定CCC的无线链路质量的恢复，否则，如果全部分量载波维持小于对应的阈值的不好质量，则确定CCC的无线链路质量的恢复失败。
通过以上所述的操作，本发明阻止UE由于某些分量载波具有不好的无线链路质量而做出过早的无线链路故障的确定，即使还有维持良好的CCC的无线链路质量的分量载波，从而维持数据传输的连续性，并且减少由于不必要的邻近小区连接尝试造成的传输延迟。
为各个分量载波定义的阈值Qin1、Qin2、...、Qink 603对应于由物理下行链路控制信道(PDCCH)的误块率(BLER)表示的RS的接收信号强度，并且是根据分量载波的带宽和发送天线的数量确定的。
以下参考图7更详细地描述确定CCC的无线链路质量的恢复的函数g(.)的另一操作。图7是说明根据本发明的另一实施例的确定CCC的无线链路质量恢复的步骤306的图。
图7中，利用根据CCC中分量载波的重要性应用的权重来计算CCC的无线链路质量是否被恢复。分量载波的重要性是确定对应的分量载波是否是主载波或携带关于UE的物理控制信道。图7中，CCC的无线链路质量利用与图6相比的额外的输入值β1、β2、...、βk 704确定。β1、β2、...、βk 704是应用于各个分量载波的权重，并且每个针对主载波设置为1且针对非主载波设置为0。
该情况下，CCC的无线链路质量可以直接从主载波的无线链路质量计算得到。即，如果应用了权重的主载波的无线链路质量在时间持续期T1中比主载波的阈值Qin差，则确定CCC的无线链路质量没有恢复，即使在剩余分量载波中存在任何具有良好无线链路质量的分量载波。这意味着具有权重0的分量载波不影响CCC的无线链路质量恢复的计算，而仅仅具有权重1的分量载波的无线链路质量被输入到图6的函数g(.)以影响结果。在CCC配置或重新配置过程中由eNB经由信令将权重β1、β2、...、βk 704通知UE。
图8是说明根据本发明的实施例的用于确定无线链路故障的UE的接收器配置的框图。
RF/IF接收器810在RF/IF控制器811的控制下配置带宽和接收中心频率以接收为UE设置的CCC上的下行链路信号。
FFT 800对接收的下行链路OFDM信号执行傅里叶变换，并且输出各个副载波接收码元。借助载波码元解映射器801将接收码元输入到对应的信道的解码器。
物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理下行链路控制信道(PDCCH)码元解码器802和803对对应的信道的副载波接收码元执行解码以获取数据和控制信息。
RS码元接收器804从由UE接收的信号中提取RS，并且将RS用于信道估计和补偿PDSCH和PDCCH，并且确定无线链路故障是否发生。
无线链路故障控制器(RLF控制器)805基于各个分量载波的RS测量分量载波的无线链路质量，并且基于测量结果确定无线链路故障。
更具体地，RLF控制器使用一个或多个分量载波上的RS测量每个分量载波的无线链路质量。根据本发明的实施例，无线链路故障控制器可以通过对每个分量载波应用权重来测量无线链路质量。
如果在测量载波上测量的无线链路质量的至少一个等于或大于预定的阈值，则RLF控制器确定一组分量载波的无线链路质量良好，从而维持与当前eNB的连接状态。
该情况下，无线链路故障控制器测量主载波的无线链路质量，如果主载波的测量的无线链路质量等于或大于主载波的阈值，则控制来维持当前的主载波。
然而，如果主载波的测量的无线链路质量小于主载波的阈值，则无线链路故障控制器可以控制来利用分量载波集合中除主载波之外的分量载波重新配置分量载波的集合。该情况下，无线链路故障控制器可以选择具有最佳无线链路质量的分量载波作为新的主载波。
同时，如果全部分量载波的无线链路质量小于阈值，则RLF控制器确定分量载波集合的无线链路质量不好，从而结束与当前eNB的连接状态。
该情况下，无线链路故障控制器确定在预定时间持续期逾期之前分量载波集合的无线链路质量是否被恢复。根据本发明的实施例，无线链路故障控制器可以通过将权重应用于每个分量载波来确定无线链路质量恢复。
如果无线链路质量没有恢复到良好状态，则无线链路故障控制器确定当前分量载波中当前无线链路的无线链路故障，并且测量邻近小区的无线链路质量。之后，无线链路故障控制器可以控制来尝试连接到具有最佳无线链路质量的邻近小区。
如果未成功连接到邻近小区，则无线链路故障控制器结束与eNB的连接并且进入空闲状态。
为了控制以上操作，无线链路故障控制器控制RF/IF控制器811以在确定无线链路故障时搜索具有最佳无线链路质量的邻近小区，并且控制发送器806连接到具有最佳无线链路质量的邻近小区。如果在T2逾期之前未成功连接到邻近小区，则无线链路故障控制器805控制发送器806停止发送，并且控制PDSCH和PDCCH码元解码器802和803以停止正常的数据接收操作然后进入空闲状态。
应当以说明性的而非约束性的意义看待说明书和附图以便帮助理解本发明。本领域的技术人员可知，可以对其进行各种修改和改变而不脱离本发明的宽泛精神和范围。

Claims (18)

1.一种支持载波聚合的蜂窝无线通信系统的终端的无线链路控制方法，包括：
测量一个以上的分量载波的无线链路质量；
确定是否至少一个无线链路质量等于或大于阈值；
当至少一个无线链路质量等于或大于该阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量良好；以及
当分量载波集合的无线链路质量良好时，保持与当前基站的连接状态。
2.根据权利要求1的无线链路控制方法，进一步包括：
当全部分量载波的无线链路质量小于该阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量不好；以及
当分量载波集合的无线链路质量不好时，释放与当前基站的连接状态。
3.根据权利要求1的无线链路控制方法，其中保持连接状态的步骤包括：
测量主载波的无线链路质量；以及
当主载波的无线链路质量等于或大于主载波的阈值时，保持当前的主载波。
4.根据权利要求3的无线链路控制方法，进一步包括：当主载波的无线链路质量小于主载波的阈值时，利用分量载波集合中除了主载波之外的剩余分量载波重新配置分量载波集合。
5.根据权利要求4的无线链路控制方法，其中重新配置分量载波集合进一步包括选择具有最佳无线链路质量的分量载波作为新的主载波。
6.根据权利要求2的无线链路控制方法，其中释放连接状态包括：
确定分量载波集合的无线链路质量是否在预定时间逾期之前恢复；
当分量载波集合的无线链路质量没有恢复时，判定当前分量载波集合中发生无线链路故障；
当发生无线链路故障时，测量邻近小区的无线链路质量；以及
尝试连接到具有最佳无线链路质量的邻近小区。
7.根据权利要求6的无线链路控制方法，进一步包括：
当与邻近小区的连接失败时，结束与当前基站的连接状态；以及
进入空闲状态。
8.根据权利要求1的无线链路控制方法，其中测量无线链路质量包括对每个分量载波应用权重。
9.根据权利要求6的无线链路控制方法，其中确定分量载波集合的无线链路质量是否恢复包括：
对每个分量载波应用权重；以及
确定应用了权重的无线链路质量是否恢复。
10.一种支持载波聚合的蜂窝无线通信系统的终端的无线链路控制装置，包括：
RS副载波码元接收器，其接收至少一个分量载波的参考信号；以及
无线链路故障控制器，其使用由RS副载波码元接收器提供的参考信号测量至少一个分量载波的无线链路质量，当至少一个无线链路质量等于或大于阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量良好，而且当分量载波集合的无线链路质量良好时，进行控制以保持与当前基站的连接状态。
11.根据权利要求10的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器进行控制来：当全部分量载波的无线链路质量小于该阈值时，确定分量载波集合的无线链路质量不好，以及当分量载波集合的无线链路质量不好时，释放与当前基站的连接状态。
12.根据权利要求10的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器进行控制来：测量主载波的无线链路质量，以及当主载波的无线链路质量等于或大于主载波的阈值时，保持当前的主载波。
13.根据权利要求12的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器进行控制来：当主载波的无线链路质量小于主载波的阈值时，利用分量载波集合中除了主载波之外的剩余分量载波重新配置分量载波集合。
14.根据权利要求13的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器选择具有最佳无线链路质量的分量载波作为新的主载波。
15.根据权利要求11的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器进行控制来：确定分量载波集合的无线链路质量是否在预定时间逾期之前恢复，当分量载波集合的无线链路质量没有恢复时，判定当前分量载波集合中发生无线链路故障，当发生无线链路故障时，测量邻近小区的无线链路质量，以及尝试连接到具有最佳无线链路质量的邻近小区。
16.根据权利要求15的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器进行控制来：当与邻近小区的连接失败时，结束与当前基站的连接状态，以及进入空闲状态。
17.根据权利要求10的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器进行控制来对每个分量载波应用权重。
18.根据权利要求15的无线链路控制装置，其中无线链路故障控制器进行控制来：对每个分量载波应用权重，以及确定应用了权重的无线链路质量是否恢复。
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