CN103152783B - 无线通信系统中的小区切换和分组组合 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方法，允许移动站在小区间切换过程中与两个不同的小区通信。在切换过程中，移动站可以可控地合并从与其通信的所述两个小区接收到的信息。

Description

无线通信系统中的小区切换和分组组合

相关申请的交叉引用

本申请是优先权日为2004年7月9日、申请日为2005年7月8日、申请号为200510083276.1的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及电信领域，尤其涉及无线通信领域。

背景技术

正在发展的无线数据系统中，诸如众所周知的1xEV-DO和1xEV-DV标准，以及通用移动通信系统(UMTS)标准中的高速下行链路分组接入(HSDPA)规范，前向链路(基站到移动站)调度功能已从无线网络控制器(RNC)转移到基站(BS)，以便提供基于来自用户反馈的信道质量的“快速”调度。此外，诸如自适应调制和编码(AMC)以及混合ARQ(HARQ)等新技术也已引入以改进整个系统的容量。通常，调度程序选择用户在给定时间进行传输，而自适应调制和编码允许根据用户所处的信道条件选择适当的传输格式(调制和编码)。由于信道质量估计的误差，以给定速率(传输格式)的传输中可能出现相对较高的误帧率。混合ARQ利用快速重传技术并结合新近传输的接收拷贝和之前的接收拷贝以从传输错误中恢复数据而不造成显著的流量损失。

在CDMA蜂窝系统中，移动站可与同一小区站内的小区(更软切换)或与不同小区站内的小区软切换(软切换)。对于语音和电路交换数据通信，移动站在上行链路(移动站至基站)和下行链路(基站至移动站)均可进行软(更软)切换。但是，对于分组数据业务，可发现如果移动站仅在下行链路上与最佳小区通信将能够获得更高的容量。一个称作SSDT(站点选择分集传输功率控制)的这种实现方法已在通用移动通信系统(UMTS)标准中被采用。在SSDT的情况下，最佳小区利用最大速率为500Hz的物理层(DPCCH)信令报告给网络。在SSDT中，移动站从活动小区集之中选择一个小区作为“主小区；”，除此之外的所有其他小区称作“非主小区”。这样做的主要目的是为了在主小区的下行链路上传输，从而减少软切换模式中由多路传输引起的干扰。第二个目的是为了在无网络干扰的情况下进行快速站点选择，从而保持软切换的优势。为了选择主小区，每个小区均分配一个临时标识符(ID)，而移动站周期性地将主小区ID传送给正连接的小区。被移动站选为非主小区关闭它们的传输功率，从而避免多路传输引起的干扰。移动站通过上行链路反馈信息(FBI)字段将主小区ID传递给活动小区。此外，SSDT激活，SSDT终端和小区标识符(ID)分配均由高层信令实现。

其他诸如1xEV-DO和1xEV-DV的无线标准支持快速小区选择(FCS)。FCS方法类似于UMTS中的SSDT方法。例如，在1xEV-DO系统中，由移动站使用的一个DRC(数据速率控制)信道向接入网指示在前向业务信道上的所选服务扇区所请求数据率。所请求前向业务信道的数据率映射到一个四位DRC值之中。对应所选服务扇区的8阶沃尔什函数用于扩展DRC信道传输。该8阶沃尔什函数确保只有被选服务扇区(小区)才能成功解码DRC。DRC的成功解码指示该小区已被选中用于传输。

图1中描述了1xEV-DO系统中快速小区选择过程的一个例子。移动站通过将DRC定位到小区-1在时间点T1和T2之间选择小区-1。在T2，移动站决定切换至小区-2并传输具有小区2沃尔什覆盖的DRC。在成功接收到DRC之后，小区-2能够开始调度移动站。由于使用了沃尔什覆盖，只有所选小区能够成功解码DRC并随后调度用于传输的移动站。

一般情况下，移动站可以选择其活动小区集之中的任一个小区用于下行传输。基于下行链路接收信号质量增加或删除活动小区集之中的小区。为了降低延迟，发往移动站的数据被转发至来自无线网络控制器(RNC)的回程网上的活动小区集之中的所有小区。由此小区能够一旦在移动站选择了本小区后就发送数据到移动站。如果数据没有转发到活动小区集之中的所有小区，在新的小区能够开始向移动站发送数据之前就有可能存在与转发到该新的小区的数据相关的附加延迟。

现有技术中所使用的小区选择方法中，移动站在给定时间内仅与一个基站通信。这种在给定时间内仅能与一个基站通信的局限性导致在小区切换过程中的通信中断。通信过程中的这种中断可能引起数据丢失或附加延迟，从而影响诸如基于互联网协议的语音业务(VoIP)和无线多方游戏等对延迟敏感的应用的性能。

本发明致力于克服或至少降低以上提及的一个或多个问题的影响。

发明内容

在本发明的一个实施例中提供了一种方法。该方法包括从与第一小区通信切换到与第二小区通信，以及在切换过程中以预先选择的周期既从第一小区又从第二小区接收信息。

在本发明的另一个实施例中提供了一种方法，该方法包括仅从第一小区接收信息；从与第一区通信切换到与第二小区通信；在切换过程中以预先选择的周期既从第一小区又从第二小区接收信息；以及在切换之后仅从第二小区接收信息。

在本发明中再一个实施例中提供了一种方法。该方法包括从经由第一小区与移动站通信切换到经由第二小区与移动站通信，以及在切换过程中以预先选择的周期既从第一小区又从第二小区发送信息。

附图说明

通过参考附图以及下面的描述可理解本发明，其中同样的附图标记表示相同的单元，其中：

图1示意了在1xEV-DO系统中快速小区选择操作的程式化表示；

图2示意了移动站与两个小区通信的小区切换的程式化表示；

图3示意了移动站解码HS-SCCH、缓存以及解码HS-PDSCH的程式化表示；

图4示意了本发明的一个实施例中的小区切换操作的程式化表示；

图5A示意了HS-DPCCHTTI的程式化表示；

图5B示意了一种可用于编码和扰码CQI的方法的程式化表示；

图6示意了小区切换过程中HS-DPCCH功率控制的程式化表示；

图7示意了组合来自与移动站通信中的两个小区的帧的程式化表示，以及

图8示意了组合来自与移动站通信中的两个小区的帧的可选实施例的程式化表。

由于本发明很容易有多种修改和替代方式，在此的特定实施例已在附图中通过的例子的方式示出，并在下文中详细描述。然而，应理解的是，在此有关特定实施例的描述并不是为了将本发明限制于此处公开的特定形式，恰恰相反，其目的是覆盖由所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围之内的所有修正、等价和替代方案。

具体实施方式

下面将描述本发明的示例性实施例。为简化起见，在本说明书中并未描述实际实现时的所有特征。当然应理解的是，在任何这种实际实施例的研制中，为了达到开发者的特定目标可能会有许多跟具体实现相关的决定，如满足系统相关和业务相关的限制，这些限制往往随着实现的不同而不同。此外，还应理解的是，这样的开发也许复杂而且耗时，但是对于那些具有从在此所公开内容中所获益的本领域的技术人员来讲也不过是例行公事的任务而已。

本发明公开了一种实现方法，即在当执行小区选择操作时移动站能够在一段相对短暂的时间内同一个以上小区进行通信。此外，在发生小区切换期间，可使用跨小区混合ARQ组合以提高性能。

尽管本发明是在在此公开的实施例中的HSDPA系统的上下文中描述的，本领域技术人员应理解的是，本发明的原理也可应用于其他诸如1xEV-DO、1xEV-DV、IEEE802.16的无线系统。在本发明的一个示例性实施例中，移动站200或用户设备(UE)同时与两个小区202、204通信，如图2所示。虽然图中小区202、204以天线塔表示，但本领域技术人员应理解的是，小区通常由各种组成部分，包括例如基站、b节点和其他收发信机结构。在小区选择过程中，移动站200同时从“原小区”202和“新小区”204监听高速共享控制信道(HS-SCCH)和高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)。同时在小区202、204解码带有信道质量指示(CQI)和从移动站200反馈的ACK/NACK的高速专用物理控制信道(HS-DPCCH)。

HS-SCCH和HS-PDSCH信道之间的时间关系如图3所示。HS-SCCH携带控制信息，如编码和调制、混合ARQ、控制等。HS-SCCH的传输时间间隔(TTI)包含三个时隙(2ms)。第一个时隙携带多路化码集(CCS)和调制信息。在接收到HS-SCCH的第一个时隙300后，移动站200开始缓存HS-PDSCH。由于PDSCH解码所需的其他控制信息可能在后面两个时隙302、304上传输，仅当移动站200接收到所有三个HS-SCCH时隙300-304后才开始解码HS-PDSCH。

图4示意了本发明的一个实施例中小区切换操作的程式化表示。移动站200在其活动小区集之中进行小区选择，从原小区202切换到新小区204。通常，发往移动站200的数据在连接小区202、204与RNC的回程网上被同时转发给小区202、204。当移动站200与原小区202通信时，信道质量反馈(CQI)仅发送给原小区202，如时隙400-402所示。当移动站200决定切换至新小区204的某个时间点，移动站200开始发送CQI给新小区204，如时隙402、408、412、416所示。与此同时，移动站200继续发送CQI给原小区202，如时隙406、410、414、418所示，因为移动站200会继续从原小区202接收数据。传输给202、204的CQI反馈可在相同的HS-DPCCH信道上时分复用，如时隙404-418所示。此外，CQI信息可被扰码或用一个小区特定的码覆盖，这样就只有接收CQI的小区能够解码。例如，在时隙408内传输的CQI可被编码以便新的小区204可正确解码CQI，而原小区202不能解码。当新小区204接收到成功解码CQI达到一个预先选定的数量(J)之后，其便开始向移动站200发送数据。在这种状态下，移动站200可同时从原小区202和新小区204接收数据。当成功接收来自新小区204的传输时间间隔(TTI)达到一个预先选定的数量(L)之后，移动站200停止向原小区202发送CQI，如时隙420、428所示。接着，原小区202在从移动站200接收CQI出现连续错误达到预先选定数量(K)后停止向移动站200发送数据。需要注意的是，由于使用了新小区特定码对CQI信息进行扰码，原小区202无法解码发往新小区204的CQI，。

在本发明的另一个实施例中，新小区204通过回程网给原小区发送信号，指示新小区204已被移动站200选作服务小区。原小区202于是可停止向移动站200发送数据。当然，参数J、K和L可基于系统特性是可配置的。如这些参数的值可根据例如小区选择可靠性的期望级别选择。例如，一个较小的K值(原小区202停止向移动站200发送数据前的CQI连续错误数)在某些情况下可降低资源浪费，但在其他一些应用中，如果CQI信道产生突发性错误，移动站200可能会停止从两个小区接收数据。反之，一个较大的K值可增加小区选择操作是可靠的可能性，但在一些应用中可能会浪费资源。

在本发明的一个实施例中，HSDPA中的信道质量反馈包含5个信息位。这个5位的信道质量指示可用(20，5)码进行编码，并在HS-DPCCHTTI的两个时隙500、520上传输，如图5A所示。

图5B中示出了CQI编码和扰码的一个例子。在框图504的信道编码后的20位CQI序列与20位扰码序列508在506进行异或。在本发明的一个实施例中，可将小区ID510和另一(20，5)码512一起编码产生扰码序列。编码和扰码后的CQI序列514接着可在HS-DPCCH时隙500、502上传输。由于CQI经过利用小区ID的小区特定扰码序列的扰码，所以仅目标小区能够解码CQI。

图6示出了HS-DPCCH功率控制的一个实施例的程式化表示。HS-DPCCH信道携带CQI和ACK/NACK返馈。ACK/NACK信息在下行链路上为混合ARQ传输提供反馈。在移动站200与原小区和新小区202、204同时通信的期间，如果能够同时在小区202、204可靠地接收HS-DPCCH之上携带的信息是非常有用的。例如，CQI信息对于HS-PDSCH调制和编码方案选择以及对于同时来自从两个小区202、204的传输在下行链路上的HS-SCCH功率分配均是有用的。由此，需要在小区202、204均能可靠地接收CQI。在上行链路的正常软切换功率控制操作中，移动站200使用一个称作降低或(ORofDOWN)的规则控制由移动站200在传输期间使用的功率值，即，如果活动小区集之中的任一个小区发送功率降低命令则功率被降低，例如在时隙400-402和420-428期间。软切换的意思是至少一个小区需在给定时间可靠接收上行链路上传输的信息，因为从上行链路上多个小区接收的信息需在RNC中经过选择合并。一般来讲，只要至少一个小区传输成功，信息即可成功接收。然而，在小区选择过程中，CQI需要同时在新小区和原小区204、202可靠接收。因此，可为HS-DPCCH功率控制设置增大或(ORofUP)规则，即，如果两小区(原小区202和新小区204)中的任何一个在例如在时隙404-418发送一个增大命令，则移动站200将增大其传输功率。这可增加HS-DPCCH同时在小区202、204被可靠接收的可能性。

图7示出了合并来自原小区202和新小区204的帧的例子。源自发送序列号(TSN)的一个短发送序列号(STSN)可用于标识不同的信息块。通常，仅对属于同一个信息块，即具有相同TSN或相同的STSN，的子块进行合并。使用通过HS-SCCH携带的STSN而不是TSN以降低HS-SCCH的开销。如果在同一时间内(在相同TTI内，如700所示)接收到来自小区202、204的子块，即可对其进行合并可发送单个ACK或NACK信号，这取决于传输是成功还是失败。还应注意的是，无需在移动站200在同一时间接收来自相同信息块的子块。移动站200能够缓存未能成功从小区202或从204接收的旧的子块，并对存储的子块和从由相同STSN指示的相同信息块新近接收的子块进行合并。如702所示，如果两信息块包含相同的冗余版本(RV)，就可在所接收子块之上执行追赶合并(Chasecombining)操作。然而，如704所示，如果来自两小区接收的子块包含不同的RV，则可执行增量冗余(IR)类型的混合ARQ合并。

如图8所示，在本发明的另一个实施例中，移动站200接收具有不同的STSN的子块。具有不同STSN的子块来自不同的信息块，并且通常不在解码过程中合并。因此，移动站分别解码所接收的具有不同STSN的子块，回送ACK或NACK信号，如800所示，这取决于传输是成功还是失败。然而，如果此前存储的子块与当前接收的子块具有相同的STSN，则执行混合ARQ合并。如802所示，在同时从两小区202、204接收的两个子块具有不同STSN的情况下，移动站200可仅在每个子块均成功的情况下才发送ACK信号。否则，尽管只有两个子块的其中一个成功，则发送NACK信号。这是因为可针对给定接收的TTI在给定时间发送单个ACK/NACK信号。ACK/NACK信号于是在两小区202、204被接收。如果具有同时发送两个ACK/NACK信号的能力，可为从小区202、204接收的每个子块发送单独的ACK/NACK信号。

本领域的技术人员将理解的是，在此的各个实施例中所示意的各种系统层、例行程序或模块可以是可执行的控制单元。所述控制单元可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、处理器板(包括一个或多个微处理器或控制器)或其他控制或计算设备，以及包含在一个或多个存储设备中的可执行指令。所述存储设备可包括一个或多个用于存储数据和指令的机器可读存储介质。所述存储介质可包括不同形式的存储器，包括诸如动态和静态随机访问存储器(DRAM或SRAM)的半导体存储器设备，可擦可编程只读存储器(EPROM)，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)以及闪存；还包括诸如硬盘、软盘、可移动磁盘的磁盘；包括磁带的其他磁介质；以及诸如光盘(CD)或数字影像光盘(DVD)的光介质。组成各种系统中的各种软件层、例行程序或模块的指令可存储在各自的存储设备中。当各个控制单元执行这些指令促使对应的系统执行程序规定的动作。

上文所公开的特定实施例仅仅是示意目的，对于那些具有从在此公开内容中所获益的本领域的技术人员来讲明显的是可修改本发明或在不同但等价的方式下实施本发明。此外，除了下文的权利要求书中所说明的之外，并不限制在此示出的构造或设计的细节。因此很显然，可改变或修改上面所公开的特定实施例，但所有这些更动被认为是在本发明的范围和精义之内。

Claims (18)

1.一种在从第一小区切换到第二小区期间与至少第一和第二小区通信的方法，所述方法包括：

从移动单元传输利用第一代码进行编码的第一信息，使得所述第一小区能够对所述第一信息进行解码；

从所述移动单元传输利用与所述第一代码不同的第二代码进行编码的第二信息，使得所述第二小区能够对所述第二信息进行解码；

在所述移动单元处在一个时间间隔内接收来自所述第一小区和所述第二小区二者的信息，在所述时间间隔期间所述第一小区和所述第二小区分别能够同时对所述第一信息和所述第二信息进行解码，其中所述时间间隔开始于当所述第二小区已经成功解码了所述第二信息的第一数目的传输时，并且结束于所述移动单元停止传输所述第一信息之后。

2.根据权利要求1所述的方法，其中传输所述第一信息和所述第二信息包括：

递送指示所述移动单元与所述第一和第二小区之间的通信信道质量的第一和第二信号。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

响应于接收到来自所述第一和第二小区二者的请求，降低用于递送所述第一和第二信号的功率。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

响应于成功接收在选定数目的传输时间间隔中传输的信息，停止所述第一信息从所述移动单元向所述第一小区的传输，

其中所述时间间隔当所述第一小区响应于所述移动单元停止所述第一信息的传输而未能接收到所述第一信息的第二数目的传输时结束。

5.根据权利要求2所述的方法，其中递送指示与所述第一小区以及与所述第二小区的通信信道质量的所述第一信号和所述第二信号包括：

使用第一正交代码序列和第二正交代码序列对所述第一信号和所述第二信号进行编码。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

对在预先选定的时段期间从所述第一小区和所述第二小区接收的信息进行合并，在所述预先选定的时段中所述第一小区和所述第二小区分别能够对所述第一信息和所述第二信息同时解码。

7.根据权利要求6所述的方法，其中合并在所述切换期间从所述第一小区和所述第二小区接收的信息还包括：

如果分别从所述第一小区和所述第二小区接收的第一信息子块和第二信息子块来自同一信息块，合并所述第一信息子块和所述第二信息子块。

8.根据权利要求6所述的方法，其中合并在所述切换期间从所述第一小区和所述第二小区接收的信息还包括：

利用追赶合并的方式，合并分别从所述第一小区和所述第二小区接收的第一信息子块和第二信息子块。

9.根据权利要求6所述的方法，其中合并在所述切换期间从所述第一小区和所述第二小区接收的信息还包括：

如果分别从所述第一小区和所述第二小区接收的第一信息子块和第二信息子块具有共同的冗余版本，则利用追赶合并的方式，合并所述第一信息子块和所述第二信息子块。

10.根据权利要求6所述的方法，其中合并在所述切换期间从所述第一小区和所述第二小区接收的信息还包括：

利用增量冗余合并的方式，合并分别从所述第一小区和所述第二小区接收的第一和第二信息子块。

11.一种在从第一小区切换到第二小区期间与至少第一和第二小区通信的方法，所述方法包括：

响应于从移动单元传输利用第一代码进行编码的第一信息，在所述移动单元处仅接收来自所述第一小区的信息；

从与所述第一小区进行通信切换到与所述第二小区进行通信；

响应于在从所述移动单元传输利用第一代码进行编码的第一信息的同时从所述移动单元传输利用与所述第一代码不同的第二代码进行编码的第二信息，使得所述第二小区能够对所述第二信息进行解码，在所述切换期间在一个时间间隔内接收来自所述第一小区和所述第二小区二者的信息，其中所述时间间隔开始于当所述第二小区已经成功解码了所述第二信息的第一数目的传输时，并且结束于所述移动单元停止传输所述第一信息之后；以及

响应于停止传输利用所述第一代码进行编码的所述第一信息，在所述切换后仅接收来自所述第二小区的信息。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

在所述切换之前递送指示与所述第一小区的通信信道质量的第一信号；

在所述切换之后递送指示与所述第二小区的通信信道质量的第二信号；以及

在所述切换期间递送指示与所述第一小区和与所述第二小区的通信信道质量的第一信号和第二信号。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

响应于在预先选定的时段中接收到来自所述第二小区的信息，停止所述第一信号的递送。

14.一种在从第一小区切换到第二小区期间通过至少第一和第二小区与移动台进行通信的方法，所述方法包括：

从经由所述第一小区与所述移动台进行通信切换到经由所述第二小区与所述移动台进行通信；

在所述切换期间在一个时间间隔内通过所述第一小区和所述第二小区二者向所述移动台传输信息，所述时间间隔对应于当所述移动台同时传输利用第一代码进行编码的第一信息和利用与所述第一代码不同的第二代码进行编码的第二信息时的时段，其中传输利用第一代码进行编码的第一信息是使得所述第一小区能够对所述第一信息进行解码，并且传输利用与所述第一代码不同的第二代码进行编码的第二信息是使得所述第二小区能够对所述第二信息进行解码，其中所述时间间隔开始于当所述第二小区已经成功解码了所述第二信息的第一数目的传输时，并且结束于所述移动台停止传输所述第一信息之后。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在所述切换期间接收指示所述移动台与所述第一小区和与所述第二小区之间的通信信道质量的第一信号和第二信号。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

响应于在预先选定的时段中未能接收到所述第一信号，停止递送来自所述第一小区的信息。

17.根据权利要求15所述的方法，其中对来自所述第二小区的信息的递送是响应于在预先选定的时段中接收到所述第二信号而发起的。

18.根据权利要求15所述的方法，其中在所述切换期间接收指示与所述第一小区和与所述第二小区的通信信道质量的第一信号和第二信号还包括：

对所述第一信号和所述第二信号进行解码，其中所述第一信号可被所述第一小区解码，并且所述第二信号可被所述第二小区解码。