CN102752817B - 用于切换的蜂窝通信系统、装置及方法 - Google Patents
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Abstract
描述了用于切换的蜂窝通信系统、装置及方法。公开了一种用于在无线网络中将无线订户通信单元从第一基站切换到第二基站的方法，该方法包含在该无线订户通信单元处进行：从该第一基站接收切换命令消息；发送应答消息给该第一基站；在用于与该第二基站通信的控制信道上接收至少一个上行链路调度资源UL-SCH；在该至少一个上行链路调度资源UL-SCH上发送切换确认消息到该第二基站；以及发送上行链路数据到该第二基站支持的小区中的该第二基站。
Description
本申请是申请号为200880100888.9、申请日为2008年5月29日、名称为“用于切换的蜂窝通信系统、装置及方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的领域涉及蜂窝通信系统中通信资源的利用，且尤其但不排他地涉及蜂窝通信系统中的同步切换。
背景技术
当前，第三代蜂窝通信系统开始大量出现，进一步增强了提供给移动电话用户的通信服务。最广泛采用的第三代通信系统基于码分多址（CDMA）和频分双工（FDD）或时分双工（TDD）技术。在CDMA系统中，通过在相同的载频上和相同的时间间隔中向不同用户分配不同扩频码和/或扰码获得用户分离。这与时分多址（TDMA）系统相反，在时分多址系统中，用户分离通过向不同用户分配不同时隙而实现。
另外，TDD提供相同载频以用于上行链路传输以及下行链路传输两者，上行链路传输即经由无线服务基站从移动无线通信单元（常称为无线订户通信单元）到通信基础设施的传输，下行链路传输即经由服务基站从通信基础设施到移动无线通信单元的传输。在TDD中，载频在时域细分为一系列时隙。单一载频在一些时隙期间被指派给上行链路传输且在另一些时隙期间被指派给下行链路传输。使用该原理的通信系统的一示例是通用移动电信系统（UMTS）。CDMA且尤其是UMTS的宽带CDMA（WCDMA）模式的进一步描述可以在编者为HarriHolma和AnttiToskala、出版社为Wildy&Sons、出版年为2001年且ISBN为0471486876的名为“WCDMAforUMTS”的文献中找到。
现在参考图1，示出了如2007年5月7－11日在日本神户举办的第58届TSG-RANWG2会议的R2-072847——“Draft1minutes”中协定的异步网络中的LTE内切换过程的消息序列图100。在RAN2#58协定的方法描述了用户设备（UE）110、源eNodeB115和目标eNodeB120之间的通信。该方法有利于UE使用具有专用资源的无竞争过程接入目标小区。根据所协定的过程，UE执行信号质量测量且在消息130中将这些测量发送到源eNodeB115。源eNodeB115然后启动切换（HO）进程135且向目标eNodeB120发送HO请求消息140（通过UE无线接入网络（RAN））。
目标eNodeB120执行准入控制145且在准入控制进程145期间分配专用前导码给目标小区中的RACH接入。分配的专用前导码消息在使用新小区专用的无线网络临时标识符（C-RNTI）的切换（HO）请求应答（ACK）消息150中被从目标eNodeB120发送到源eNodeB115，且此后在切换（HO）命令消息155中被发送到UE110。
UE110然后发送应答消息160到源eNodeB115，该源eNodeB115准备用于在上行链路（UL）和下行链路（DL）两个方向中转发的数据165。准备的数据然后从源eNodeB115转发170到目标eNodeB120。UE100然后能够使用分配的专用前导码执行到目标eNodeB120的RACH接入175，目标eNodeB120使用指示定时提前量（TA）和UL授权细节的RACH响应进行回复180。UE然后发送HO确认消息185到目标eNodeB120，该目标eNodeB120回复以进一步的ACK消息190。因而这是异步切换，因为在接入之前UE不与新小区同步。
前导码空间被分成两个部分，即专用前导码和随机前导码。对于正常RACH接入，UE110从随机前导码部分随机选择前导码且通过非同步RACH信道发送所选前导码175。仅随机前导码部分内的前导码需要在小区中广播。专用前导码总是由网络（eNodeB）分配给UE110。
现在参考图2，消息序列图200说明没有可用前导码以专用于UE210接入，或者目标eNodeB220不分配用于目标小区中的RACH接入的专用前导码的情况。这里，UE210经由基于竞争的非同步RACH接入而接入到目标eNodeB22，且响应于此，目标eNodeB220发送HO请求ACK消息250到源eNodeB215，该源eNodeB215进而发送HO命令255到UE210，而不携带专用前导码。
关于在该过程中使用的竞争方面，比如，当两个或更多个UE选择了相同前导码时，这些UE将监听相同的RACH应答180。然而，目标eNodeB220仅能够检测最强信号。因此，将为具有最强信号的UE计算TA。在这种情况下，所有竞争UE都接收到该TA且假设它是其自己的TA。在执行定时较准之后，竞争UE然后在调度的资源上发送它们的唯一标识符。注意，典型地，在相同的UL资源上有多于一个的UE在进行发送，由此导致进一步冲突。
然而，如果eNodeB正确接收和解码由一个UE发送的信号175，则eNodeB在消息180中发送该UE的唯一ID。所有竞争UE监听消息180中的发送消息。如果该唯一ID匹配UE的相应标识符（ID），则该UE成功地接入了该小区。在这种情况下，其他失败的UE通过发送另一随机选择的前导码而重复从消息275开始的过程，而再次启动RACH接入。如果调度的发送消息280不能被目标eNodeB220正确接收，比如由于资源冲突，步骤285的竞争消息不可行。在这种情况下，UE在计时器期满之后再次启动RACH过程。
而且，如果基于专用前导码（非竞争）的接入失败，UE210将在非同步RACH信道275上使用随机选择的前导码接入目标小区。在这种情况下，UE210发送调度的传输280到目标eNodeB220，该目标eNodeB220在最后确认和ACK传输185、190之前使用竞争决议步骤285进行应答。
因而，协定的异步HO过程需要UE110、210在非同步RACH信道上接入新小区。HO负载是总RACH负载的重要成分。在2007年1月15-19日在意大利索伦托的RAN2#56bis中由SamsungTM提出的标题为“LTEcellload/RACHloadestimations”的文档中，根据在R2-07025中SamsungTM提供的RACH负载分析，50-70%的RACH负载是切换之后的小区接入导致的。
已知这种切换过程中的RACH负载的减小对无线效率方面总是有益的。
上述已知现有技术在DL定时不同步的异步网络中处理切换。与之对照，在同步网络中，下行链路（DL）传输被同步（即，DL帧定时在不同eNodeB在相同时间发生）。然而，定时提前量（TA）是UE用于调节UL传输所需的定时校准。
在同步切换中，UE能够先于新小区中的小区接入获得与新小区的UL同步。在同步网络中，UE能够基于源小区中的TA以及从源和目标小区接收的信号之间的时差计算定时提前量。在异步网络中，如果给予UE源和目标小区之间的时差，该UE能够计算TA。
总而言之，基于UE的具体位置和UE的速度，UE发送的波形（UL传输）如果在相同时间发送，将在不同时间被eNodeB接收。为了校正这点（即，为了确保UL传输将在相同的时隙被eNodeB接收），eNodeB对每个UE排序以在不同时间发送，这被称为定时提前量。因而，在同步和异步网络中，UE都要求UL时间较准。
在正常操作中，在无线网络中，eNodeB基于UE发送的信号计算TA。计算的TA然后被发送到UE，使得UE能够适当地调节其UL发送定时。
在同步网络中，可以由UE计算（在切换（HO）操作期间的）目标网络中的TA，而不涉及任何目标eNodeB。这是基于来自源eNodeB和目标eNodeB的信号之间的接收的定时差以及源小区采用的当前TA（对于UE已知）实现的。
在异步网络中，该计算仅在UE被提供以源小区和目标小区之间的DL帧时差时可行。
因而，为了澄清同步网络中的切换过程，UE能够基于来自新和旧小区的接收信号之间的相对时差计算对于新目标eNodeB的定时提前量。这是已知TDD-UMTS网络中使用的机制。因此，在同步网络中，可以在接入之前获得与新小区的同步，且因而避免了经由非同步信道接入新小区。UE在小区接入之前获得该新小区的UL同步信息的切换被称为“同步切换”。
现在参考图3，消息序列图300示出同步切换过程的情况。
在MBMS单频网络（MBSFN）操作（不管网络是时分双工（TDD）还是频分双工（FDD））中，小区是DL帧同步的。
在同步网络中，可以由UE310简单地基于用于源eNodeB315的TA和来自目标eNodeB320和源eNodeB315的接收信号之间的相对时差来计算目标小区中的定时提前量。类似于在TDD－UMTS系统中使用的算法也可被设计为用于3GPPLTE标准。UE310能够在接入之前获得与目标小区的UL时间同步，且避免了非同步RACH接入，且因此减小了目标小区中的RACH负载。
在异步网络中，仅当源小区和目标小区之间的DL帧差异被UE所知晓时，目标小区中的定时提前量才可以通过UE310计算。
避免目标小区中的RACH接入的一种可能的方法是针对目标eNodeB320使用经由源eNodeB315在HO请求ACK消息350和后续HO命令355上发送信号的分配来分配UL信令信道（SCH）资源。
在图3的消息序列图300中示出了无线网络中这种基于UE的TA计算方案中涉及的信号发送流程。因而，在从源eNodeB315接收HO请求140之后，目标eNodeB320分配C-RNTI且在HO请求ACKUL-SCH消息350上向源eNodeB315指派资源。在接收切换命令355之后，UE310从现有小区脱离且与新（目标）小区同步。然后，切换确认消息185在分配的UL-SCH资源上发送。
该过程是简单的。然而，以这种方式，UL-SCH资源的分配可能导致无线资源的浪费。因而，在这种情况下，HO命令可以花费若干混合自动重发请求（HARQ）的发送来被UE310正确接收。在这种方式中，UL-SCH资源可能需要被保留以较长时期以用于HO确认消息185，这从无线效率角度看是不希望的。
备选地，用于HO确认消息185的传输的起始计时器可以被目标eNodeB320设置。在这种情况下，应考虑在X2接口上最差情况延时和最大HARQ传输延时来设置起始时间，该X2接口是两个eNodeB之间的接口。因而，对于一些传输，HO中断时间395可能不必要地过大。
在图4所示的消息序列图400中示出用于无线网络中同步HO过程的另一方法，该方法由MotorolaTM在R2-070214中以标题为“Contentionandcontention-freeintra-LTEhandovers”的文档提出。
此处，在从源eNodeB415接收HO请求140之后，目标eNodeB420分配C-RNTI且指派用于HO请求ACK消息450中的CQI报告和调度请求信道的专用资源。目标eNodeB420经由源eNodeB415在HO命令消息455中将该信息传输到UE410。
在同步到目标eNodeB420之后，UE410通过在分配的专用资源上发送CQI报告475或调度请求（SR）消息来接入目标小区。目标eNodeB420因而在第1层/第2层控制信道（UL授权）消息480中向UE410分配专用资源。
类似于图3中示出的过程，图4的消息序列图400也依赖于在目标小区中的专用资源上的UE通信。然而，如图所示，在图4中使用CQI/SR资源450、455，而不是图3中的UL-SCH资源350、355。因而，CQI/SR资源空间可以可视化为码和时间空间，其中CQI/SR报告还可以是周期性的或是触发性的。在周期性报告的情况下，以周期模式为UE410分配码和时间资源。从UE410的视角，分配的CQI/SR信道在给定时间专用于UE410，因此，能进行无竞争的CQI报告和调度请求。
CQI报告辅助关于DL传输的链路适配。因此，CQI报告仅在主动传输中对UE是有用的。取决于其在LTE连接状态的活动水平，UE410可分为两种模式。如果UE410处于RRC连接状态，且主动地参与通信，则UE410被认为处于short_DRX或连续状态。对于RRC连接但不主动地参与通信的UE，其状态被认为是long_DRX状态。
实际上，存在巨大数目（几千个）的long_RX状态的UE，而仅约200-400个UE可能处于short_DRX或连续接收模式中。因而，实际中，图4中提出的方法在为以long_DRX状态工作的UE分配专用CQI/SR信道方面是低效的。而且，由于在HO命令中使用的大消息长度，CQI信道资源的分配还可能显示一定程度的无线资源的浪费。
而且，在UE410花费长时间来接入新（目标）小区的情况下，专用CQI/SR资源的提前分配也可能导致无线资源的浪费。
因而，当前切换技术，尤其是被提议在无线网络中用于同步切换的那些技术是次优选的。因此，解决无线网络中同步切换问题的改善机制应是有利的；尤其是减小或移除RACH负载的机制。
发明内容
因此，本发明目的在于单独或以任意组合方式减轻、缓解或消除上述缺点中的一个或多个。
根据本发明的第一方面，提供一种用于在无线网络中将无线订户通信单元从第一基站切换到第二基站的方法。该方法包含，在第一基站，从要被切换到第二基站的无线订户通信单元接收应答消息；以及响应于该应答消息，向该第二基站发送调度请求消息，从而为要从该无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道。
在本发明的一个实施例中，采用本发明概念通过在UL授权消息中只是将该控制信道（可以是L1/L2控制信道）告知该UE，而无需通过专用信道的UE接入，避免了依赖于RACH或用于HO接入的专用资源的需要。
根据本发明的可选特征，调度请求消息的发送可以在数据包从第一基站到第二基站的数据转发之前发送。以这种方式，用于转发的数据的准备不需要在调度请求消息的传输之前完成。因此，由于数据处理导致的延迟可以减小。
根据本发明的可选特征，调度请求消息的发送可以与从第一基站到第二基站的数据转发相结合。以这种方式，由于数据处理导致的延迟可以减小。
根据本发明的可选特征，切换命令消息可以包含用于在第二基站支持的通信小区中使用的无线订户通信单元的标识符（C-RNTI）。以这种方式，UE可以使用在第二基站中清晰分配的C-RNTI标识。
在本发明的一个实施例中，提供切换过程的可接受的中断时间。
本发明例如可以通过在无线网络中执行更平滑和/或更可靠的同步切换过程而允许通信系统中通信资源的改善利用。本发明例如可以通过在无线网络中执行更平滑和/或更可靠的同步切换过程实现终端用户可觉察的改善性能。由于例如在无线网络中的更平滑和/或更可靠的同步切换过程，本发明还可以提供改善的吞吐量速率。
根据本发明的可选特征，本发明概念可应用于同步网络，其中无线订户通信单元能够在小区接入到新小区之前获得与新小区的UL同步。在这种同步网络中，无线订户通信单元能够基于源小区的TA和从源和目标小区接收的信号之间的时差来计算定时提前量（TA）。
根据本发明的可选特征，如果源和目标小区之间的时差被提供到无线订户通信单元，且无线订户通信单元能够计算TA，则本发明概念可应用于异步网络。
本发明可以允许蜂窝通信系统更有效地执行切换。本发明可以与诸如第三代合作伙伴计划（3GPP）蜂窝通信系统或长期演进3GPP蜂窝通信系统的一些现有通信系统相兼容。
根据本发明的第二方面，提供一种用于在无线网络中将无线订户通信单元从第一基站切换到第二基站的方法。该方法包含在第二基站处，从该第一基站接收调度请求消息，从而为要从所述无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道；以及响应于该调度请求消息，调度至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）以用于该无线订户通信单元发送切换（HO）确认消息到该第二基站。
根据本发明的可选特征，该方法还包含发送控制信道消息到无线订户通信单元以告知无线订户通信单元该至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）。以这种方法，控制信道，例如L1/L2控制信道,可用于将共享信道（UL-SCH）资源分配给UE给定（短）持续期，这在无线网络中的同步切换过程中典型地仅增加1msec的延时。有利地，L1/L2控制信道的使用确保资源被所有UE监控。
根据本发明的可选特征，该方法还可以包含在至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）上从无线订户通信单元接收切换确认消息。以这种方法，UL-SCH资源可以在小时间尺度内在大量UE之间共享。
根据本发明的可选特征，切换确认消息的接收还可以包含并发地从无线订户通信单元接收信道质量信息（CQI）。以这种方式，与已知基于CQI/SR的切换过程（如图4所示）相比，不再在所有情况（long_DRX状态）下都需要所有CQI/SR信道。因而，本发明概念防止不必要的信道配置以及稀有CQI/SR信道资源的不必要使用。
根据本发明的可选特征，切换确认消息的接收还可以包括并发地从无线订户通信单元接收调度请求。
根据本发明的可选特征，该方法还可以包含通过响应于接收切换确认消息启动从第一基站到第二基站的通信路径切换来完成HO过程。
根据本发明的第三方面，提供一种用于在无线网络中将无线订户通信单元从第一基站切换到第二基站的方法。该方法包含在该无线订户通信单元处，从该第一基站接收切换命令消息以及在用于与该第二基站通信的控制信道上接收至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）。该方法还包括在该至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）上发送切换确认消息到该第二基站；以及发送上行链路数据到该第二基站支持的小区中的该第二基站。
根据本发明的可选特征，该方法还包含使用同步网络的特性计算第二基站支持的小区中的通信的定时提前量。以这种方式，UE在接入之前与第二基站UL同步，因此避免了在非同步RACH信道上的接入。
根据本发明的第四方面，提供一种能够在无线网络中将无线订户通信单元切换到第二基站的基站。该基站包含用于从要被切换到第二基站的无线订户通信单元接收应答消息的逻辑。该基站还包括用于响应于该应答消息，向该第二基站发送调度请求消息，从而为要从该无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道的逻辑。
根据本发明的第五方面，提供一种能够在无线网络中从第一基站接收无线订户通信单元的通信切换的基站。该基站包含用于从该第一基站接收调度请求消息，从而为要从该无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道的逻辑。该基站还包括用于响应于该调度请求消息，调度至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）以用于该无线订户通信单元发送切换（HO）确认消息到该第二基站的逻辑。
根据本发明的第六方面，提供一种能够在无线网络中从第一基站切换到第二基站的无线订户通信单元。该无线订户通信单元包含用于从该第一基站接收切换命令消息的逻辑；用于在与该第二基站通信的控制信道上接收至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）的逻辑；用于在该至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）上向该第二基站发送切换确认消息的逻辑；以及用于向该第二基站支持的小区内的第二基站发送上行链路数据的逻辑。
根据本发明的第七方面，提供用于在无线网络中将无线订户通信单元从第一基站切换到第二基站的逻辑。该逻辑包含可执行程序代码，该程序代码可操作为：从要被切换到第二基站的无线订户通信单元接收应答消息；以及响应于该应答消息，向该第二基站发送调度请求消息，从而为要从该无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道。
根据本发明的第八方面，提供用于在无线网络中将无线订户通信单元从第一基站切换到第二基站的逻辑。该逻辑包含可执行程序代码，该程序代码可操作为：从该第一基站接收调度请求消息，从而为从该无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道；以及响应于该调度请求消息，调度至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）以用于该无线订户通信单元发送切换（HO）确认消息到该第二基站。
根据本发明的第九方面，提供用于在无线网络中将无线订户通信单元从第一基站切换到第二基站的逻辑。该逻辑包含可执行程序代码，该程序代码可操作为：从该第一基站接收切换命令消息；在用于与该第二基站通信的控制信道上接收至少一个上行链路调度资源（UL－SCH）；在该至少一个上行链路调度资源（UL－SCH）上向该第二基站发送切换确认信息；以及向该第二基站支持的小区中的第二基站发送上行链路数据。
根据本发明的第十方面，提供一种蜂窝通信系统，该系统包含能够在无线网络将无线订户通信单元切换到第二基站的基站。该基站包含：用于从要被切换到第二基站的无线订户通信单元接收应答消息的逻辑；以及用于响应于该应答消息，向该第二基站发送调度请求消息，从而为要从该无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道的逻辑。
根据本发明的第十一方面，提供一种蜂窝通信系统，该系统包含能够在无线网络中将无线订户通信单元切换到第二基站的基站。该基站包含：用于从该第一基站接收调度请求消息，从而为要从该无线订户通信单元发送的后续切换确认消息请求信道的逻辑；以及用于响应于该调度请求消息，调度至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）以用于该无线订户通信单元发送切换（HO）确认消息到该第二基站的逻辑。
根据本发明的第十二方面，提供一种蜂窝通信系统，该系统包含能够在无线网络中将无线订户通信单元切换到第二基站的基站。该无线订户通信单元包含：用于从该第一基站接收切换命令消息的逻辑；用于在与该第二基站通信的控制信道上接收至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）的逻辑；用于在该至少一个上行链路调度资源（UL-SCH）上向该第二基站发送切换确认消息的逻辑；以及用于向该第二基站支持的小区内的第二基站发送上行链路数据的逻辑。
本发明的这些和其他方面、特征和优点将从以下描述的（多个）实施例显现且得以阐述。
附图说明
图1示出已知无线网络中LTE内异步切换过程的消息序列图。
图2示出已知无线网络中LTE内异步切换过程的消息序列图。
图3示出已知无线网络中LTE内同步切换过程的消息序列图。
图4示出已知无线网络中LTE内同步切换过程的消息序列图。
参考附图，仅以举例的方式描述本发明的实施例，附图中：
图5示出根据本发明的一些实施例改变的无线通信系统的一些元件的概览。
图6示出根据本发明的一些实施例的无线网络中LTE内同步切换过程的消息序列图。
图7示出可被采用以执行本发明的实施例中的处理功能性的典型计算系统。
具体实施方式
下面的描述集中于可应用于演进的UMTS（通用移动通讯系统）蜂窝通信系统且尤其是在第三代合作伙伴计划（3GPP）系统中以时分双工（TDD）模式工作的演进的UTRAN（UMTS陆地无线接入网络（UTRAN））的发明实施例。不过，应当意识到，本发明不限于这种具体蜂窝通信系统，还可以应用于其他蜂窝通信系统。
现在参考图5，大致示出根据本发明的一个实施例的无线通信系统500。在该实施例中，无线通信系统500可以兼容于且包含能够在通用移动通讯系统（UMTS）空中接口上操作的网络元件。具体而言，实施例涉及用于当前讨论的3GPP中的演进的UTRAN（E-UTRAN）无线通信系统的系统架构。这也称为长期演进（LTE）。
该架构包括无线接入网（RAN）和核心网（CN）元件，核心网504耦合到诸如因特网和公共交换电话网络的外部网络502。RAN的主要组件是经由S1接口连接到CN504且经由Uu接口连接到UE520的eNodeB（演进的NodeB）510、520。eNodeB510、520控制和管理无线资源相关功能。NodeB510、520系列典型地执行网络的较低层处理，执行诸如介质访问控制（MAC）、格式化数据块以用于传输以及物理发送传输块到UE525的功能。
CN504具有两个主要组件：服务aGW（服务接入网关）506和MME（移动管理实体）508。服务aGW506控制U平面（用户平面）通信，其中流量分发管理由服务aGW针对RRC连接的用户管理。MME508控制c平面（控制平面）通信，其中用户移动性、承载建立以及QoS支持由MME508处理。
E-UTRANRAN基于下行链路（DL）中的OFDMA（正交频分多址）和上行链路（UL）中的SC-FDMA（单载波频分多址）。在E-UTRAN中使用的无线电帧格式和物理层配置的其他信息可以在TS36.211（3GPPTS36.211v.1.1.1（2007-05），“3GPPTechnicalspecificationgroupradioaccessnetwork,physicalchannelsandmodulation(release8)”）中找到。
节点B501无线连接到UE525。每个节点-B包含操作地耦合到相应信号处理逻辑514、524的一个或更多个收发器单元512，522。类似地，每个UE包含操作地耦合到信号处理逻辑529（为清晰目的，详细示出了一个UE）且与支持其相应地点区域中的通信的节点B通信的收发器单元527。
系统包含很多其他UE和节点B，为清晰起见，这些其他组件未被示出。
根据本发明的一个实施例，UE525且尤其是收发器单元527和信号处理逻辑529的操作被修改为从支持UE将正移入的小区中的通信的目标eNodeB接收控制信道消息，例如L1/L2控制信道消息，如参考图6进一步详细描述。UE525且尤其是收发器单元527和信号处理逻辑529的操作已被进一步修改为使用在分配的UL授权信道上发送到目标eNodeB（经由源（服务）eNodeB）的切换确认消息来响应L1/L2控制信道消息，如参考图6进一步详细描述的。
根据本发明的一个实施例，诸如源eNode-B510的基站，且尤其是收发器单元512和信号处理逻辑514的操作被修改为将调度请求消息605从UE525所处的通信小区发送到UE525将移入的通信小区，如参考图6进一步详细描述的。
根据本发明的一个实施例，诸如目标eNode-B520的基站，且尤其是收发器单元522和信号处理逻辑524的操作被修改为从源eNodeB接收调度请求消息且响应于此，将L1/L2控制信道消息从UE将移入的通信小区发送到UE525，如参考图6进一步详细描述的。目标eNode-B520且尤其是收发器单元522和信号处理逻辑524的操作还被修改为识别在L1/L2控制信道消息中分配的UL信道上从UE发送的HO确认消息且响应于此，发送ACK消息到UE525，如参考图6进一步详细描述的。
现在参考图6，示出消息序列图600，该消息序列图600示出根据本发明的一些实施例的切换（HO）过程。根据本发明的实施例，图6中的HO过程中涉及的步骤利用已知HO过程中的常规操作130、135、140、350、355、450、455。在执行准入控制之后，目标eNodeB620分配将在目标小区中使用的C-RNTI。该信息经由源eNodeB615通过HO请求ACK消息350、450和HO命令消息355、455传送到UE610。
在接收HO命令的HARQACK160之后，源eNodeB615发送调度请求消息650到目标eNodeB620。值得注意，消息650是新消息，其在常规HO过程中不被看到。该消息650传送一指示：UE610已经在源小区中正确地接收了HO命令355、455且UE610已经准备建立到目标小区的连接。在接收HO命令ACK160之后，源eNodeB615准备要转发170到目标eNodeB620的数据（UL和DL）165。值得注意，在本发明的一个实施例中，用于UL和DL通信的数据转发按照在RAN2#58的LTE中协定的。
在本发明的一个实施例中，与数据转发之前相比，调度请求消息的发送可以与从第一基站到第二基站的转发数据组合发送。
在接收调度请求消息650之后，目标eNodeB620在UL-SCH上分配资源给UE610且调度授权在L1/L2控制信道680之上发送，其中目标小区中的C-RNTI用于识别目标小区中的UE610。在本发明的备选实施例中，消息680可以直接在调度请求消息650之后启动。UE610在所分配的UL-SCH资源上发送HO确认消息685。
在本发明的又一备选实施例中，可以预见，如有需要，呼叫质量信息（CQI）和/或调度请求消息650可以被HO确认消息685捎带确认（piggyback）。
在该实施例中，CQI可用于发现用于DL传输的最佳子载频。所以，基于CQI，eNodeB调度器能够通过选择用于DL数据传输的最佳频带执行链路修改。为了允许DL链路修改，可以预见，在本发明的该实施例中，CQI可以捎带到UL数据有效载荷（在该实施例中是HO确认消息685）。在该实施例中，调度请求可用于告知eNodeB：UE610具有待发送的UL数据。如果在HO确认消息被发送的同时UE610具有待发送的UL数据，可以预见，调度请求还可以被捎带到UL数据有效载荷中。值得注意，因为SC-CDMA的单载波属性以及CQI/SR信道资源与UL-SCH分离，UE610不能在CQI/SR信道上并发地发送UL数据和CQI。
SC-CDMA的单载波属性要求UL传输在频域连续。用于CQI/SR信道的频率资源与被设计为用于上行链路共享信道（UL-SCH）的频率资源分离。因此，UE不允许同时在CQI/SR信道和UL-SCH上发送。
可以预见，在本发明的一些实施例中，该过程可以不依赖于HO接入的专用资源。因此，在本发明的该实施例中，该过程可以提供用于同步网络的无线高效HO过程。
根据本发明的一些实施例，例如在UE以long_DRX状态操作时发生UE切换的情况中，可以预见，不需要建立CQI/SR信道。因而，在本发明的实施例中，UE可以在切换操作完成之后立即过渡到long_DRX状态。因此，就这方面而言，本发明的实施例可以导致long_DRX状态中的UE切换的较小信令开销。
根据本发明的一些实施例，例如在UE以short_DRX状态操作时发生UE切换的情况中，例如，在接收HO确认消息685之后，目标eNodeB620可以建立CQI/SR信道。因而以short_DRX状态操作的UE610以与long_DRX状态相同的方式被处理。在接收HO确认消息685之后，目标eNodeB620配置short_DRX操作所需的信道。在这种情况下，CQI/SR信道以及short_DRX周期可以在目标eNodeB620中被配置。信道配置可以通过无线资源管理（RRM）逻辑被设置且可以不同于在源eNodeB615使用的配置。在接收HO确认消息685之后，UE610被附加到目标eNodeB620，且目标eNodeB620变成源eNodeB615。
为了更好地理解此处描述的一些实施例提供的一个优点，让我们考虑HO中断时间，有时被称为U-平面中断时间。HO中断时间包含4个主要分量：
（a）无线层处理，
（b）ULRRC信令，
（c）DLRRC信令，以及
（d）数据转发延时。
无线层处理延迟可以定义为UE610的HO命令的接收到由目标eNodeB620提供的UL资源分配之间的延迟。因而，无线层处理包含频率同步延时、DL同步延时、UL资源请求和定时提前量获取延时。本领域技术人员将意识到频率同步延时和DL同步延时在此前图1至4和图6中描述的过程中全都相同。可以假设，UE已经在测量期获取了频率同步和DL同步，且因此可以使用定时偏移将目标小区DL定时与源小区DL定时相关。因此，对于异步网络，这种延时典型地被认为是小于1msec的量级。
与之对照，对于同步网络，目标小区中的DL定时基本与源小区DL定时相等。因此，在同步网络中，来自该分量的延时影响为0msec。
关于UL资源请求引入的中断时间和定时提前量（TA）获取延时，该中断时间依赖于应用的相应过程。在图1和图2的通过接入RACH获得TA的已知异步网络中，延时包含：
（i）等待RACH接入时隙（如果假定RACH间隔为5msec，该值典型地为2.5msec的量级），
（ii）TA前导码的传输（典型地为1msec的量级），
（iii）接收TA和用于HO确认消息的UL资源授权（典型地为7.5msec的量级）。
因此，总UL资源和TA获取延时典型地是11msec的量级。本领域技术人员将意识到这是最好情况方案，在最好情况下，假设对于HO命令的传输没有重传，且假设在RACH信道上没有竞争。如果发生了重传延时或由于竞争引入了延时，总UL资源和TA获取延时将增加。
一般而言，如本领域技术人员所意识，U-平面活动的恢复通过无线资源控制（RRC）信令触发。HO确认消息的接收可以触发DLU-平面活动的恢复。后续HO确认ACK消息可以触发ULU-平面活动的恢复。如本领域技术人员所意识，RRC信令延时包含无线传输延时、处理延时和解码延时。在最佳方案中，这典型地可以是5msec的量级。而且，如果假设30%的HARQ传输，则平均延时可以增加到典型的6.5msec的量级。然而，如本领域技术人员所意识，30％的错误率对于时间苛刻的消息是不实用的。因而，在实际方案中，错误率应被考虑为远小于30％。
而且，数据转发延时包含eNodeB处理延时和X2接口上的传输延时。这可以假设平均为5msec。
另外，CQI/SR信道间隔可以假设为5msec。因此，用于CQI/SR信道的等待时间是2.5msec。CQI/SR信道的传输和解码认为是2msec。由于L1/L2控制信道的传输和解码导致的延时被假设为是2msec的量级。由于ACK/NACK的传输和解码导致的延时被假设为2msec的量级。
基于上述延时分量，用于不同过程的UL和DL中的总中断时间可以如表1所示那样计算。
表1：中断时间分析
| 图1中的异步过程 | 图4中的同步过程 | 图6中的同步过程 | |
| DL延时 | 12msec[最差情况17.5msec] | 11.5msec | 12msec |
| UL延时 | 12msec[最差情况18.5msec] | 13.5msec | 14msec |
在图1的异步处理中，如果UE到达目标eNodeB中可以通过接收到专用前导码来唯一识别，则HO确认步骤180可以省略。如果情况如此，图1所描述的过程中的DL和UL中断等于12msec。然而，仍然需要HO确认消息的接收，且中断时间则在DL和UL中分别为17.5msec和18.5msec。
值得注意，表1中的延时计算依赖于：
（i）用于图1的过程的RACH信道配置；
（ii）用于图4的过程的CQI/SR信道配置；以及
（iii）用于图6的过程的X2接口上的传输延时。
根据LTE中的当前协定规范，在UE切换到新小区之后，源eNodeB转发所有DLPDCP服务数据单元（SDU）到目标eNodeB，这些DLPDCP服务数据单元的SN未被该UE应答。目标eNodeB然后再次发送源eNodeB转发的所有DLPDCPSDU并对它们区分优先级。在UL中，切换时，源eNodeB转发乱序接收的上行链路PDCPSDU到目标eNodeB。UE然后重发未被源eNodeB成功接收的ULPDCPSDU。因而，仅成功地按顺序接收的PDCPSDU被转发到服务aGW。
考虑上述协定，在UL和DL中，PDCPSDU被转发到目标eNodeB。因而在目标eNodeB执行PDCPSDU的重排序或区分优先级。因此，在应用层看到的实际的中断取决于X2接口上的转发延时。换句话说，U-平面中断等于如表1中示出的中断时间和X2接口上数据转发延时的最大值。例如，如果数据转发延时（包括用于转发准备）是15msec，则在表1中示出的所有过程中，中断时间应为15msec。
尽管本发明的一个实施例描述了用于诸如UTRA3GPP的未来演进（当前被称为“长期演进”（LTE））的无线同步网络的同步切换，可以预见，本发明概念不限于该实施例，且可以应用于任意无线网络。
可以预见，上述发明概念目标在于提供如下优点其中的一个或多个：
（i）采用本发明概念，通过仅是在UL授权消息中将L1/L2控制信道告知UE，避免了依赖于RACH或用于HO接入的专用资源的需要。
（ii）L1/L2控制信道可用于将共享信道（UL-SCH）资源分配给UE一给定（短）持续时间，这在同步网络的切换过程中典型地仅增加1msec的延时。该实施例有利地利用以下事实：L1/L2控制信道被所有UE监控。通过C-RNTI识别被授予资源的UE，在L1/L2控制信道中指示该C-RNTI。以这种方式，UL-SCH资源可以在较小时间规模内在大量UE之间共享。
（iii）与基于专用前导码的HO接入（如图1所示）相比，本发明概念减小了用于实现相同竞争概率所需的RACH资源。就这方面而言，值得注意，在现有技术切换过程中，在单个RACH信道资源中可以存在‘64’个正交RACH前导码。这意味着如果这些前导码其中一些被保留以用于专用目的，可用于随机选择的前导码数目减小。因此，如果RACH信道资源保持相同，则现有技术中的过程中的竞争概率增加。否则，为了将竞争可能性保持在可接受的水平，为RACH信道分配的资源需要增加，这使得现有技术过程低效。
（iv）与切换之后的基于竞争的RACH接入（如图2所示）相比，HO负载增加了RACH上的负载。上面相同的解释对于竞争概率和所需的RACH资源是有效的。另外，由于在图2中应用的竞争，现有技术切换过程中断时间也增加。这是因为，如果发生冲突，UE应等待且稍后重试接入。当采用此前描述的本发明概念时，这些缺点可以避免。
（v）与经由HO命令的资源分配（如图3所示）相比，本发明概念节省了被浪费的无线资源。这是因为，因为在现有技术系统中，在资源分配的时间，目标eNodeB不知道UE到达的时间，资源需要提前保留。因而，分配应针对最差情况的UE。因此，保留的资源不能被分配给另一UE，直到切换UE接入了目标eNodeB为止。因此，现有技术无线资源被低效地使用。
（vi）与基于CQI/SR的HO接入（如图4所示）相比，再也不是在所有情况（long_DRX状态）都需要所有CQI/SR信道。因而，本发明概念防止不必要的信道配置和稀有SQI/SR信道资源的不必要的使用。
（vii）采用本发明概念提供可接受的中断时间。
图7说明可被采用以执行本发明的实施例中的处理功能性的典型计算系统700。这种类型的计算系统可以在NodeB（具体而言，NodeB的调度器）、诸如GGSN的核心网元件以及RNC中使用。相关领域技术人员还将意识到如何使用其他计算机系统或体系结构来执行本发明。当合宜于或适用于给定应用或环境时，计算系统700例如可以代表台式机、膝上或笔记本计算机、手持计算装置（PDA、移动电话、掌上电脑等）、大型机、服务器、客户机或任意其他类型的专用或通用计算装置。计算系统700可以包括一个或多个处理器，诸如处理器704。处理器704可以使用诸如微处理器、微控制器或其他控制逻辑的通用或专用处理引擎实施。在该示例中，处理器704连接到总线702或其他通信介质。
计算系统700还可以包括用于存储被处理器704执行的信息和指令的主存储器708，诸如随机存取存储器（RAM）或其他动态存储器。主存储器708还可用于存储处理器704执行指令的执行过程中的临时变量或其他中间信息。计算系统700同样可以包括耦合到总线702以用于存储用于处理器704的静态信息和指令的只读存储器（ROM）或其他静态存储装置。
计算系统700还可以包括信息存储系统710，该信息存储系统例如可以包括介质驱动712和可移动存储接口720。介质驱动712可以包括驱动或其他机制来支持固定或可移动存储介质，诸如硬盘驱动、软盘驱动、磁带驱动、光盘驱动、压缩盘（CD）或数字视频驱动（DVD）读取或写入驱动（R或RW）、或者其他可移动或固定介质驱动。存储介质718例如可以包括硬盘、软盘、磁带、光盘、CD或DVD或被介质驱动714读取和写入的其他固定或可移动介质。如这些示例所述，存储介质718可以包括其中存储有特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。
在备选实施例中，信息存储系统710可以包括用于允许计算机程序或其他指令或数据被装载到计算系统700的其他类似组件。这种组件例如可以包括可移动存储单元722和接口720，诸如程序盒和盒接口、可移动存储器（例如，闪存或其他可移动存储模块）和存储槽以及允许软件和数据从可移动存储单元718传送到计算系统700的其他可移动存储单元722和接口720。
计算系统700还可以包括通信接口724。通信接口724可用于允许软件和数据在计算系统700和外部装置之间传送。通信接口724的示例可以包括调制解调器、网络接口（诸如以太网或其他NIC卡）、通信端口（例如，通用串行总线（USB）端口）、PCMCIA槽和卡等。经由通信接口724传输的软件和数据可以是能被通信接口724接收的电、电磁以及光学信号或其他信号的形式。这些信号可以经由信道728提供到通信接口724。这些信道728可以承载信号且可以使用无线介质、电线或电缆、光纤光学组件或其他通信介质实施。信道的一些示例包括电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域或广域网以及其他通信信道。
在本文档中，术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等可以一般地用于表示诸如存储器708、存储装置718或存储单元722的介质。这些和其他形式的计算机可读介质可以存储处理器704使用的一个或多个指令以使得处理器执行专门操作。当被执行时，这种指令总称为“计算机程序代码”（以计算机程序或其他组织形式进行组织），使得计算系统700执行本发明的实施例的功能。注意，代码可以直接使得处理器执行具体操作、可被编译以使得处理器执行具体操作、和/或与其他软件、硬件和/或固件元件（例如执行标准函数的库）组合以完成此操作。
在使用软件实施元件的实施例中，软件可以存储在计算机可读介质中且例如使用可移动存储驱动714、驱动712或通信接口724将其装载到计算系统700。当被处理器704执行时，控制逻辑（在该示例中，为软件指令或计算机程序代码）使得处理器704执行此处所述的本发明的功能。
应当意识到，为清晰起见，上面的描述参考不同功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，很明显，可以使用不同功能单元、处理器或域之间功能性的任何合适的分布而不偏离本发明。例如，示为被多个分离的处理器或控制器执行的功能性可以通过同一个处理器或控制器执行。因此，对于具体功能单元的参引仅被看作是对用于提供所述功能性的合适装置的参引，而并不代表严格逻辑或物理结构或组织。
本发明的各方面可以以包括硬件、软件、固件或其任意组合的任意合适的形式实施。本发明可选地至少可以部分地实施为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。因而，本发明的实施例的元件和组件可以物理地、功能地和逻辑地以任意合适方式实施。实际上，功能性可以在单个单元、多个单元中实施或者作为其他功能单元的一部分实施。
尽管结合一些实施例描述了本发明，本发明并不旨在限制为此处提及的具体形式。而是，本发明的范围仅由权利要求限定。另外，尽管特征可能看上去是结合具体实施例描述的，本领域技术人员将意识到，根据本发明，所述实施例的各种特征可以组合。
而且，尽管独立列出，例如可以通过单个单元或处理器实施多个装置、元件或方法步骤。另外，尽管各个特征可能被包括在不同权利要求中，这些特征可以被有利地组合、且在不同权利要求中的包括并不暗示特征的组合不具有特征和/或优势。而且，在一种类别的权利要求中包括特征并不暗示这种类别的限制，而是，在合适时，该特征可以等同地应用于其他权利要求类别。
而且，权利要求中的特征的顺序并不暗示特征必须执行的任何具体顺序，且尤其是方法权利要求中的各个步骤的顺序并不暗示步骤必须以该顺序执行。另外，单数的引用并不排除复数。因而，对于“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用并不排除多个。
Claims (9)
1.一种用于在同步无线网络中将无线订户通信单元从第一基站同步切换到第二基站的方法，该方法包含在该无线订户通信单元处进行：
从该第一基站接收切换命令消息；
发送应答消息给该第一基站；
在用于与该第二基站通信的控制信道上接收至少一个上行链路调度资源UL-SCH；
在该至少一个上行链路调度资源UL-SCH上发送切换确认消息到该第二基站；以及
在该第二基站支持的小区中发送上行链路数据到该第二基站，
其中，在所述同步切换期间，所述无线订户通信单元在将所述切换确认消息发送到所述第二基站之前不向所述第二基站发送消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该切换命令消息包含用于要在该第二基站支持的通信小区中使用的该无线订户通信单元的标识符C-RNTI。
3.根据权利要求1所述的方法，还包含在小区接入之前获得与该第二基站支持的通信小区的上行链路同步。
4.根据权利要求1所述的方法，其中发送切换确认消息还包含并发地向该第二基站发送信道质量信息CQI。
5.根据权利要求1所述的方法，其中发送切换确认消息还包含并发地向该第二基站发送调度请求。
6.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在基于共享信道操作的无线网络中采用。
7.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在第三代合作伙伴计划3GPP蜂窝通信系统中采用。
8.根据权利要求7所述的方法，其中该方法在长期演进3GPP蜂窝通信系统中采用。
9.一种无线订户通信单元，能够实现同步无线网络中从第一基站到第二基站的同步切换，该无线订户通信单元包含：
用于从该第一基站接收切换命令消息的逻辑；
用于发送应答消息给该第一基站的逻辑；
用于在与该第二基站通信的控制信道上接收至少一个上行链路调度资源UL-SCH的逻辑；
用于在该至少一个上行链路调度资源UL-SCH上向该第二基站发送切换确认消息的逻辑；以及
用于在该第二基站支持的小区内向第二基站发送上行链路数据的逻辑，
其中，在所述同步切换期间，所述无线订户通信单元在将所述切换确认消息发送到所述第二基站之前不向所述第二基站发送消息。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210526 Address after: Lu Senbaolusenbao Patentee after: Interest Thinking International Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Sony Corp. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160120 |