CN104412523B - 无线通信系统中与多个基站协作的装置和方法 - Google Patents

无线通信系统中与多个基站协作的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种在无线通信系统中与多个基站协作的方法和装置。云小区被配置为具有多个基站，其为移动站而互相协作并且在包括在云小区中的多个基站之间同步用于服务移动站的用户场景同步，并且所述多个基站互相协作以向移动站提供通信服务。本公开减少当移动站在基站之间移动时切换的生成，并且通过在盲区或小区边界处与云小区中的基站协作发送与接收数据来提高移动站的数据产量。

Description

无线通信系统中与多个基站协作的装置和方法
技术领域
本公开涉及通信系统中信息的发送和接收，并且更具体来说，涉及在无线通信系统中服务与多个基站协作的移动站的方法和装置。
背景技术
在用于无线通信的蜂窝系统中，出于各种原因，诸如由于使用高频所引起的路径损耗的增加以及提供以MS为中心的服务，小区(它是用于发送每个基站的无线信号的服务区域)的大小往往减小。用于小小区(small cell)的小基站可以被设计成与通常具有1千米半径的宏基站相比，在尺寸上更小且结构上更简单。
被配置为具有小小区的无线通信系统可以与宏基站相比，按每一区域可以提供给移动站的无线资源的能力平均地被提高，但是小区边界的密度可能高于宏小区。也就是说，如果一个宏基站的服务区域用多个小基站代替，则可以在小基站之间生成许多小区边界。
小小区中的小区边界区域的增加导致切换频率的增加。一般说来，因为在小区边界处的数据产量(yield)小于非小区边界位置处的产量，所以小基站中的固定移动站可能具有比宏基站高的数据产量，但是在小基站中移动的移动站可能经历降低的小区边界处的数据产量以及比宏基站更频繁的切换。一般说来，切换的过程被认为是增大数据传输出错概率和增加系统开销的原因。
因此，需要一种解决在被配置为具有小基站的系统中产生的问题的技术。
发明内容
技术问题
为了解决上面讨论的不足，主要目的是提供一种在通信系统中发送与接收信息的方法和装置。
本公开提供一种在被配置为具有小小区的无线通信系统中减少在小区边界产生的切换和提高数据产量降低效应的方法和装置。
本公开提供一种在被配置为具有小小区的无线通信系统中为移动站提供服务与多个基站协作的方法和装置。
本公开提供一种在蜂窝式通信系统中配置以用户为中心的虚拟小区的方法和装置。
本公开提供一种在蜂窝式通信系统中将多个基站配置为用于移动站的虚拟小区的方法和装置。
技术方案
本公开的一方面是提供一种在无线通信系统中与多个基站协作的方法。所述方法包括：配置云小区包括互相协作用于移动站的多个基站，在包括在云小区中的多个基站之间同步用于服务移动站的用户场景同步，以及通过多个基站的协作向移动站提供通信服务。
本公开的另一方面提供一种无线通信系统，包括：移动站，被提供有通信服务；和多个基站，共享为服务移动站而同步的用户场景并且通过配置用于移动站的云小区以及互相协作来向移动站提供通信服务。
在下面进行具体实施例部分之前，阐述一下遍及本专利文件使用的给定词语和短语的定义可能是有益的：术语“包括”和“包含”及其派生词意指包含而无限制；术语“或”是包含性的，意指和/或；短语“与..关联”和“与其关联”及其派生词，可以意指包括、包括在内、互连、包含、包含在内、连接到其或与其连接、耦接到其或与其耦接、可与其通信的、协作、交织、并置、接近于、绑定于或与之绑定、具有、具有性质等等；以及术语“控制器”意指控制至少一个操作的系统或其部分，这样的设备可以以硬件、固件或软件或至少其中两个的一些组合来实现。应当注意到，与任意特定控制器关联的功能可以是集中式或分布式，不论是本地还是远程地。遍及本专利文件提供对于特定词语和短语的定义，本领域技术人员应当理解，如果不是大多数实例也是许多实例中，这样的定义应用于如此定义的词语和短语的以前和未来的使用。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其优点，现在参考以下结合附图的描述，附图中同样的参考标记表示同样的部分：
图1a和图1b示出包括宏基站的蜂窝系统和包括小基站的蜂窝系统；
图2a示出根据本公开的实施例的以BS为中心的静态小区的结构；
图2b示出根据本公开的实施例的以用户为中心或以MS为中心的虚拟小区的结构；
图3示出根据本公开的实施例的在层2虚拟化的过程；
图4示出根据本公开的实施例的在虚拟小区中的基站之间的协作；
图5a到图5d示出根据本公开的实施例的在云小区中的基站之间的通信；
图6示出根据本公开的实施例的在云小区中基站之间的关系；
图7a到图7d示出根据本公开的实施例的在云小区中的信号传输；
图8示出根据本公开的实施例的、从配置云小区的基站发送下行链路信号的过程；
图9示出根据本公开的实施例的、在配置云小区的基站中接收上行链路信号的过程；
图10a和图10b示出根据本公开的实施例的云小区的重新形成；
图11示出根据本公开的实施例的、在云小区中添加新的基站的过程；
图12示出根据本公开的实施例的、从云小区中去除基站成员的过程；
图13示出根据本公开的实施例的、在云小区中改变主基站的过程；
图14示出根据本公开的另一实施例的、在云小区中改变主基站的过程；
图15示出根据本公开的实施例的MS的结构的框图；和
图16示出根据本公开的实施例的基站的结构的框图。
具体实施方式
下面讨论的图1a到图16以及本专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施例仅仅是图示的方式，而不应当以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任意适当布置的系统或设备中实现。在下文中，将参照附图描述本公开的各种实施例。而且，在下面的描述中看到的各种特定定义仅仅提供用于帮助对本公开的基本理解，对本领域技术人员来说明显可见，可以在这里进行形式和细节上的各种改变而不脱离如后附权利要求所定义的本公开的范围。而且，在本公开的下面的描述中，对于合并于此的已知功能和结构的详细描述当它将造成本公开的主题更不清楚时可以略去。因此，应该基于整体描述进行其定义。
图1a和图1b示出包括宏基站的蜂窝系统和包括小基站的蜂窝系统。
参考图1a，配置无线通信系统的多个基站具有相对较宽的服务区，并且提供诸如数据或话音通信的通信服务给位于基站的服务区中的一个或多个MS。具体地说，BS1(基站1)112包括小区1102，其是BS1112的服务区，并且提供通信服务给位于小区1102中的MS(移动站)120。如果MS 120进入小区2104，其是BS2114(122)的服务区，则MS 122使用来自BS2114的通信服务。用这样的方式，MS 120执行切换以便移动到当前不在服务中的另一BS(也就是说，BS2114)并且接收服务。
图1b示出包括小BS的蜂窝系统。如图所示，在相同的范围内布置比图1a中更多的小BS及其小区132，并且MS在小区132当中移动并且使用来自小BS 130其中之一的通信服务。
图1a示出以宏BS 112和114为中心的无线网络系统，BS 112和114每个具有半径为1千米或更大的小区区域，但是以小BS 130为中心的无线网络系统更有利，该小BS 130具有比宏BS的半径小的小区区域从而提高系统的容量。但是，在主要以小BS配置的系统中，切换频率可能增加，并且许多小区边界中的数据产量可能降低。
为了解决在被配置为具有小小区的移动通信系统中在小区边界中存在的问题，可以提供云小区。云小区是以用户为中心或以MS为中心的虚拟小区，并且被配置为具有多个协作BS。MS可以向配置云小区的任意BS发送信号或从配置云小区的任意BS接收信号，并且配置云小区的BS可以根据MS的移动或无线环境的改变连续地改变。
在无线通信系统中，通过使用云小区，即使当MS在BS当中移动也不发生切换，并且在云小区中以BS的协作方式发送或接收数据，以使得MS的数据产量的降低可以被减小或最小化。
图2a示出以BS为中心的静态小区的结构，图2b是示出根据本公开的实施例的以用户为中心或以MS为中心的虚拟小区的结构的图。
参考图2a，MS1210和MS2212从BS1(基站1)202接收服务，MS1210和MS2212的服务区仅仅由BS1202确定。如果MS1210或MS2212希望从除了BS1202之外的其它BS(例如，BS3)接收服务，则MS1210或MS2212将移动到BS3，并且在切换之后BS1202不再服务MS1210和MS2212。
参考图2b，MS1230和MS2232可以从如图2a中所示的BS1(基站1)220接收最佳信号。在云小区结构中，以用户为中心，而非以BS为中心，的虚拟小区可以被形成，以使得用于MS1230的虚拟小区222可以被配置为具有BS1220、BS2(基站2)、BS3(基站3)和BS4(基站4)，并且用于MS2232的虚拟小区224可以被配置为具有BS1220、BS5(基站5)、BS6(基站6)和BS7(基站7)。也就是说，MS 230和232的虚拟小区222和224不在一个BS的信号的带宽中确定，而是通过包括能够以MS为中心的方式发送或接收信号的一个或更多BS来形成。在MAC(媒体存取控制)层执行虚拟化，该MAC层是层2，因此虚拟小区222和224从MS的角度来看像一个BS一样操作，虽然虚拟小区222和224被配置为具有一个或多个BS。
图3示出根据本公开的实施例的在层2虚拟化的过程。这里，示出了当MS通电并且第一次执行网络进入时的实施例，但是应当理解，当MS在操作中并且添加新的BS作为虚拟小区的成员时可以应用相同的过程。
参考图3，MS在步骤302中通电，并且在步骤304中通过检测到的具有最好质量的信号的BS(也就是说，BS1)执行网络进入。此后，MS可以通过BS1执行通信。在执行网络进入之后，BS1在步骤306中根据预定条件、来自MS的请求、或来自网络的指令，确定BS2作为用于MS的虚拟小区的成员，并且在步骤308中发送由BS 1管理的用于MS的用户场景到BS2。对此，用户场景的整体或部分可以被发送到BS2。例如，用户场景可以加载在给定消息上，并且与MS的标识信息(例如，用于标识MS的云小区的信息或用于标识MS的用户场景的信息)一起发送。
用户场景包括向MS提供通信服务需要的信息。例如，用户场景可以包括用于在MS与虚拟小区之间通信的全部标识符(ID)(例如，MS ID、逻辑连接ID、配置虚拟小区的BS的ID等等)、安全相关的信息(例如，安全密钥、认证ID、由加密层分配的序列号、安全关联ID和加密算法)、用于每个逻辑连接符ID的QoS信息(服务质量)、层2处的SDU(服务数据单元)或PDU(协议数据单元)的序列号、与传输或重新传输有关的信息(例如，与ARQ(自动重发请求)或HARQ(混合式自动请求重发)有关的信息)、网络场景(例如，鉴别码ID或锚网关ID)中的至少一个。虽然未在图中示出，但是用户场景的一部分可以从网络节点发送到BS1，而非BS2。
在步骤310中，BS2通过接收用户场景信息来存储关于MS的信息，与BS1在层2中执行同步，并且在用于服务MS的虚拟小区中在层2中完成虚拟化的过程。在MS的用户场景当中，随时间而变的动态场景信息在虚拟小区的BS中更新，以使得在层2中的虚拟化在虚拟小区的BS中得以维持。
如果来自BS2的信号质量由于MS的移动等等的原因低于预定水平并且难以执行通信，则BS1在步骤314中确定从虚拟小区中去除BS2，并且在步骤316中通知BS2被从虚拟小区去除。例如，BS1可以在步骤316中通过发送带有MS的标识信息(例如，用于标识MS的云小区的信息或用于标识MS的用户场景的信息)的指令来指示BS2从MS的云小区中退出。在步骤318中，BS2删除已经在虚拟小区中服务的MS的用户场景。
用户场景可以在虚拟小区中如下所述配置。例如，用户场景被定义为公共场景以使得虚拟小区中的全部BS具有相同的值。例如，在在层2中对PDU序列进行编号的示范性实施例中，执行编号以使得配置虚拟小区的全部BS相对于一个PDU具有相同序列号。根据另一实施例，用户场景在虚拟小区中对于每个BS具有不同的值，但是可以定义对于每个BS的映射以使得可以在BS当中执行同步。例如，配置虚拟小区的BS将层2处不同的PDU序列号分配给具有相同内容的PDU，但是能够执行在层2处的虚拟化，因为MS知道在BS1中的PDU序列号100在BS2中被用作PDU序列号300这一映射规则。
在层2处的虚拟化过程中，虚拟小区中的所有BS同步公共用户场景以使得从MS的角度来看，层2处的服务是从一个BS提供的。
图4示出根据本公开的实施例的在虚拟小区中的BS之间的协作。
参考图4，为了服务MS 410，MS 410的虚拟小区412包括BS1、BS2、BS3和BS4。为了服务MS 410，MS 410的用户场景被共享并且动态用户场景信息被频繁地发送和接收以使得BS相对于该用户场景在BS之间执行同步。另外，为了BS发送数据给MS 410，不仅用户场景而且MS数据或用于数据传输的调度控制消息都被交换。
为了BS之间的通信，在云小区中建立了用于BS协作400的逻辑连接，其能够在BS之间发送或接收信息。而且，因为云小区被配置为具有多个BS，所以BS之间的关系被建立以便提供在BS当中用于特殊服务的BS的决定或者确定生成用于MS的控制消息的代表性BS。
图5a到图5d示出根据本公开的实施例的在云小区中的BS之间的通信。
图5a和图5b示出用于BS之间的通信的物理连接的例子。
参考图5a，为了连接配置云小区的BS1和BS2，BS之间的通信可以经由一个或多个网关来执行，所述一个或多个网关比所述BS更接近IP(网络协议)核心网络或者比所述BS距离MS更远。例如，BS1和BS2有线地发送或接收信息。
参考图5b，配置云小区的BS物理上互相连接，并且如果与相邻BS的直接物理连接不存在则BS之间的通信通过其它BS执行。在示出的例子中，BS2和BS4直接互相通信，并且BS1经由BS4与BS3通信。例如，BS可以有线地或无线地发送或接收信息。对于BS之间的无线通信，在BS与MS之间的通信中使用的无线信道频率可以被再使用(带内)或者其它频率资源可以被使用(带外)。
图5c和图5d示出用于BS之间的通信的逻辑连接的例子。
参考图5c，BS可以通过使用IP层(层3)在它们自己之间发送或接收信息。在本示范性实施例中，为了通信发送或接收的信息采用IP分组的形式。参考图5d，BS可以通过使用MAC层(层2)互相发送或接收信息。在本示范性实施例中，为了通信发送或接收的信息采用MAC PDU的形式。
在云小区中，对于BS之间的通信来说，使用如图5a和图5b中所示的物理连接与如图5c中所示的逻辑连接的组合。如本公开的实施例那样，物理上使用BS之间的直接通信，如图5b中所示，并且逻辑上使用MAC层通信，如图5d中所示。
图6示出根据本公开的实施例的在云小区中BS之间的关系。
参考图6，存在多个MS，也就是说，MS1602、MS2612和MS3622，并且云小区604、614和624被配置用于MS 602、612和622中的每一个。更详细地，MS1602具有被配置为具有BS1、BS2和BS3的云小区1604，MS1612具有被配置为具有BS3、BS4和BS5的云小区2614，MS1622具有被配置为具有BS4和BS5的云小区3624。
在如上所述配置的云小区604、614和624中，为了提供服务给MS 602、612和622中的每一个，需要执行公共操作，诸如在BS当中执行公共决定或生成用于MS 602、612和622的控制消息。为了代表性地执行公共操作，云小区604、614和624中的一个是主BS，并且不是主BS的其它BS被称为从BS。
主BS和从BS不是根据BS确定，而是由配置云小区的BS中的逻辑角色分配来确定。例如，在云小区1604中，BS3是主BS，并且BS1和BS2操作为从BS，在云小区2614中，BS5是主BS，BS3和BS4操作为从BS，在云小区3624中，BS5是主BS，BS4操作为从BS。如上所述，一个BS可以相对于多个MS执行主BS或从BS的角色。例如，BS3相对于MS2操作为主BS，并且相对于MS1操作为从BS。同时，BS4相对于MS2和MS3二者操作为从BS。作为主BS或从BS的每个BS的角色不是固定的，而是可以根据时间和MS的移动而变化。
每个云小区中的主BS的角色如下。一个BS被指定为云小区中的主BS，并且主BS相对于服务中的MS执行生成并且管理所有控制信息的锚的角色。在网络的角度，主BS执行为锚BS，其向网络节点(例如，网关)发送或从网络节点接收用于服务MS的控制信息。另外，主BS管理用于MS的用户场景，并且向从BS通知用户场景。而且，主BS确定变成云小区的成员的BS。也就是说，主BS从MS接收关于相对于信号质量的信息的报告，并且将具有信号质量比能够与MS通信的给定水平高的其他BS作为从BS包括到MS的云小区。否则，具有信号质量比给定水平低的BS从云小区去除。
主BS具有归还做主BS的资格、并且将作为主BS的资格委派给其它BS的权力。而且，主BS与服务MS的从BS协作以便生成用于数据通信的调度信息并且将从网络接收到的并且将经由下行链路传输的MS的数据转发给从BS，或将经由上行链路接收到的数据转送到网络节点。
从BS中的每一个与主BS协作以便发送下行链路数据给MS或从MS接收上行链路数据并且将接收到的上行链路数据转发给主BS或网络节点。
图7a到图7d示出根据本公开的实施例的在云小区中的信号传输。图7a到图7d是分别示出在T1到T4时间段期间的信号传输的图，其中每个时间段可以是调度间隔。MS 702可以从配置云小区704的BS1、BS2、BS3和BS4中的任意一个发送或接收信号。云小区704的主BS可以确定在每个时间段中哪个(哪些)BS将通过MS 702发送或接收信号，换言之，在每个时间段哪个(哪些)BS将被调度(也就是说，将被分配用于发送/接收)给MS 702。这里，假定云小区704的结构在MS 702在云小区704中移动的、从T1到T4的时间段期间没有变化。
参照图7a，MS 702在时间T1发送或接收来自BS2的信号，并且参照图7b，MS 702在时间T2发送或接收来自BS1的信号。另外，参照图7c，MS 702在时间T3中同时发送或接收来自BS3和BS4的信号，并且参照图7d，MS 702在时间T4中发送或接收来自配置云小区的所有BS的信号。
如上所述，MS可以通过使用云小区中的一个或多个BS发送或接收具有最佳质量的信号，并且可以选择优化的发送或接收方案，从而减少或最小化在小区边界生成的数据产量的降低(例如，增加)。作为优化的发送或接收方案的例子，可以应用协同多点发送或接收方案。
在利用云小区中的多个BS执行发送或接收中，发送的信号的类型可以按主BS和从BS划分以使得主BS和从BS执行不同的角色。例如，主BS执行控制信号的锚的角色，因此主BS负责与控制信号相关的传输。同时，只有MS的数据(它不是控制信号)可以由主BS或者从BS二者之一发送。
在下面所示的表1中，列出了用于发送针对云小区中的MS的数据或控制信号的分配的角色例子。
表1
表1示出相对于在云小区中使用主从协作协议的数据传输和可传输控制信号的许多示范性实施例。这里，“主”指的是主BS，“成员”指的是配置云小区的一个或多个BS，并且能够成为主BS或从BS。
控制信号指的是用于控制MS的、在主BS的层2(MAC层)或层1(物理层)生成的信号。例如，控制信号包括以下至少其中一个：用于数据传输的无线资源的调度信息、电力控制信息、HARQ ACK/NACK相关的信息、CQI(信道质量信息)、波束形成系统中的波束索引，并且可以不包括在层2生成的消息的形式的控制信号。而且，“数据”指的是由用户从网络接收到的数据或将被发送到网络的数据。
在表1的第一示范性实施例中，控制信号和数据二者能够从主BS发送，MS向一个BS(也就是说，主BS)发送或从一个BS(也就是说，主BS)接收控制信号和数据。
在表1的第二到第十六示范性实施例中，不仅云小区的主BS而且从BS也参与发送控制信号或数据。在云小区中发送控制信号/数据可以应用于根据无线通信系统环境的各种示范性实施例。
图8示出根据本公开的实施例的、从配置云小区的BS发送下行链路信号的过程。这里，MS的云小区被配置具有主BS、从BS1和从BS2。
参考图8，MS在步骤802中执行同步过程以使得配置云小区的所有BS与下行链路物理信号同步。根据另一实施例，MS可以执行与第一连接的BS或主BS执行下行链路同步过程。而且，主BS可以与其它BS共享关于与MS下行链路同步的信息。
在步骤804中，云小区中的所有BS周期性地或根据特定事件发送下行链路参考信号。参考信号可以以预定格式的数字位序列配置。MS在步骤806中检测参考信号的接收功率以便检测MS和所有BS的无线信号的质量，并且在步骤808中下行链路中的信道测量被发送到主BS。例如，信道测量以SNR(信噪比)或SINR(信号对干扰和噪声比)的形式被报告给主BS。根据另一实施例，信道测量可以经由至少一个从BS被报告给主BS。根据另一实施例，MS可以测量系统中所有可检测的BS的无线信道信号的质量，并且可以报告具有较高信号质量的特定数目的BS的信道测量给主BS。在该示范性实施例中，主BS可以参照报告的信道测量当中的云小区中的BS的信道测量以用于调度。
在步骤810中，主BS通过使用相对于在MS中测量的每个BS的信道测量来选择至少一个BS以在下一调度间隔中发送下行链路数据，并且选择用于下行链路信号发送的最佳发送方案。发送方案可以包括用于在每个BS处的信号发送的资源分配、调制/编码方案、预编码方案和用于波束形成的最佳接收/发送波束。主BS在步骤812中确定在下一调度间隔发送来自主BS和从BS1的数据，并且在步骤814中根据决定将调度信息通知从BS1。如果从BS1已经知道调度信息，则可以不向其通知调度。根据另一实施例，调度信息可以被发送到所有从BS。而且，主BS将从网络接收到的将被发送到MS的下行链路数据发送到从BS1。
在步骤816中，主BS通过调度控制信息向MS通知调度信息。作为可组合实施例，调度控制信息可以由所选择的从BS1通知给MS。在步骤818中，主BS和从BS1通过使用调度控制信息指定的无线资源和发送方案发送下行链路数据给MS。然后，MS通过使用由调度控制信息指定的无线资源和发送方案接收下行链路数据。此时，主BS和从BS1可以通过使用相同或独立的无线资源和发送方案发送下行链路数据。根据实施例，下行链路数据使用与多个BS相同的无线资源和调制/编码方案，但是可以通过使用不同的发送波束发送下行链路数据。然后，MS可以通过使用不同的接收波束接收下行链路数据。
图9示出根据本公开的实施例的、在配置云小区的BS中接收上行链路信号的过程。这里，MS的云小区被配置具有主BS、从BS1和从BS2。
参考图9，MS在步骤902中执行同步过程以使得所有BS与上行链路物理信号同步。根据另一实施例，MS可以执行与第一连接的BS或主BS执行上行链路同步过程。主BS可以与其它BS共享关于与MS上行链路同步的信息。因为上行链路物理层同步比下行链路物理层同步更复杂，并且MS在上行链路物理层同步中大大消耗电力，所以执行与多个BS的上行链路物理同步对于MS来说会是一个负担。因此，MS的负担可以通过仅仅执行与主BS而非所有BS的上行链路物理层同步来降低。
在步骤904中，MS周期性地或根据特定事件发送上行链路参考信号以使得云小区中的所有BS接收上行链路参考信号。参考信号配置为预定格式的数字位信号。在步骤906中，云小区的每个BS通过检测参考信号的接收信号，测量MS与BS中的每一个之间的无线信道信号的质量。在步骤908中，由除了主BS之外的BS——也就是说，从BS——测量的上行链路信道测量被发送到主BS。例如，信道测量可以以SNR(信噪比)或SINR(信号对干扰和噪声比)的形式被报告给主BS。
在步骤910中，主BS通过使用BS中的每一个测量的信道测量来选择至少一个BS接收上行链路数据，并且选择用于上行链路信号发送的最佳发送方案。发送方案可以包括用于在MS处的信号发送的资源分配、调制/编码方案、预编码方案和用于波束形成的最佳接收/发送波束中的至少一个。主BS在步骤912中确定在下一调度间隔在从BS1和从BS2处接收来自MS的数据，并且在步骤914中根据所述确定将调度信息通知从BS1和从BS2。如果从BS已经知道调度信息，则可以不向其通知调度信息。根据另一实施例，调度信息可以被发送到所有从BS。
在步骤916中，主BS经由调度控制信息通知MS调度信息。作为可组合的实施例，可以通过所选择的从BS1将调度控制信息通知给MS。已经接收到调度控制信息的MS在步骤918中通过使用由调度控制信息指定的无线资源和发送方案将上行链路数据发送给从BS1和从BS2。然后，从BS1和从BS2通过使用由调度控制信息指定的无线资源和发送方案接收上行链路数据。此时，MS可以通过使用相同或独立的无线资源和发送方案发送下行链路数据。根据实施例，上行链路数据可以使用相同的无线资源和调制/编码方案，而且可以通过使用不同的发送波束被从MS发送到从BS1和从BS2。然后，从BS1和从BS2可以通过使用不同的接收波束接收上行链路数据。
在步骤918中，从BS1和从BS2发送接收到的上行链路数据给主BS以使得主BS发送上行链路数据到网络节点。根据另一实施例，如果从BS中的任何一个具有能够发送数据给网络节点的连接，则接收到的上行链路数据可以直接从从BS发送到网络节点。
图10a和图10b示出根据本公开的实施例的云小区的重新形成。图10a和图10b是分别示出在T1和T2时间段云小区的重新形成的图。时间段中的每一个可以是，例如，调度间隔或云小区的重新形成间隔。
参考图10a，云小区1004被配置为具有用于在时间T1服务MS 1002的BS1、BS2、BS3和BS4。云小区1004的结构可以根据MS 1002的移动或MS 1002周围的无线环境的变化而变化。在时间T2，随着MS 1002移动到新的位置1012，新的BS，即，具有与MS 1012极好的信号质量的BS5、BS6和BS7被添加到MS 1012的云小区1014，并且具有较次信号质量的BS1、BS2和BS4被从云小区1014去除。
也就是说，MS的云小区可以根据时间流逝、MS的移动、无线环境的变化等等之类而经常变化，因此云小区被配置有具有良好信号质量的BS。新的BS被添加到云小区或现有BS被删除的过程称为云小区的重新形成。可以基于各种条件执行云小区的重新形成，各种条件诸如BS的无线资源的状态、系统负载或MS的无线信号质量，并且可以由主BS确定重新形成或由MS的请求执行。主BS可以确定是否重新形成云小区，例如，根据调度间隔或能够独立于调度间隔确定的特定间隔。
图11示出根据本公开的实施例的、在云小区中添加新的BS的过程。
参考图11，在步骤1102中，MS被通电并且通过具有最佳接收信号质量的BS执行网络进入。执行网络进入的BS变成MS的主BS。在执行网络进入之后，MS在步骤1104中周期性地或根据事件测量相邻BS的无线信道信号的质量并且将测量的质量报告给BS。在步骤1106中，主BS确定添加从MS报告了其信号质量的BS当中的满足给定条件的BS，例如，具有好于预定值的信号质量的至少一个BS，作为云小区的从成员。具体地说，主BS确定添加从BS1到云小区。
主BS在步骤1108中发送请求添加从BS1的消息到MS的云小区，例如，ADD–REQ(添加请求)消息，并且在步骤1110中从从BS1接收对此响应的消息，例如，ADD–RSP(添加响应)消息。ADD-REQ消息可以包括MS的标识信息。ADD-RSP消息可以包括接受来自主BS的添加请求的信息。主BS在步骤1112是发送对于MS的用户场景到从BS1以共享用户场景，并且在步骤1114中发送通知消息到MS，以通知从BS1被添加到云小区。根据另一实施例，用户场景可以经由ADD-REQ消息被发送到从BS1。
MS在步骤1116中响应于通知消息的接收，执行同步从BS1和物理层的信号的同步过程。同步过程包括，例如下行链路和/或上行链路物理层同步。
在步骤1118中，主BS基于在步骤1104中从MS报告的信号质量信息，确定添加从BS2作为云小区的从成员。主BS在步骤1120中发送ADD-REQ消息到从BS2，并且在步骤1122中从从BS2接收ADD-RSP消息。从BS2可以以从BS2不具有用于服务MS的可用无线资源、MS在从BS2中没有认证等等原因，确定不接受提供服务给MS。也就是说，主-从协议是用于服务MS的BS的逻辑角色分配，并且BS中的每一个具有独立地确定是否服务MS的许可控制功能。因此，ADD-RSP消息可以包括拒绝来自主BS的添加请求的信息。在步骤1124中，接收ADD-RSP消息的主BS确定不包括从BS2作为云小区的成员。
图12示出根据本公开的实施例的、从云小区中去除BS成员的过程。
参考图12，MS在步骤1202中执行与被配置具有三个BS(一个主BS、一个从BS1和一个从BS2)云小区的通信。MS测量包括有三个BS的相邻BS的无线信道信号的质量并且周期性地或不定期地将测量的质量报告给主BS。在步骤1206中，主BS基于来自MS的关于信号的质量的报告确定从云小区去除从BS1。根据另一实施例，从BS1可以确定因为各种原因(诸如从BS1缺少无线资源和系统过载等)而难以服务MS，并且可以向主BS请求从MS的云小区退出。
主BS在步骤1208中发送用于请求从MS的云小区删除从BS1的消息，例如Delete-CMD(删除命令)消息，并且在步骤1210中从从BS1接收Delete-CFM(删除确认)消息作为对于Delete-CMD消息的响应消息。在步骤1212中，从BS1响应于Delete-CMD消息的接收删除相对于MS所存储的用户场景，在步骤1214中，主BS响应于Delete-CFM消息的接收，通知MS从云小区删除BS1。然后，MS停止诸如用于与从BS1同步的同步过程以及在物理层发送信号的云小区操作，并且不再执行这样的操作。
图13示出根据本公开的实施例的、在云小区中改变主BS的过程。
参考图13，MS在步骤1302中执行与配置有三个BS(主BS、从BS1和从BS2)的云小区的通信，并且执行与三个BS在物理层的上行链路和下行链路同步过程。在步骤1304中，主BS确定由于给定条件，该BS不能执行相对于MS的云小区的主BS的角色。根据本公开的实施例，主BS可以由于系统过载的增加、MS的信号质量的下降或其它条件不执行主BS的角色。此外，例如，主BS可以基于给定条件，诸如MS的信号质量，确定从BS2可以是新的主BS。
在步骤1306中，主BS归还作为主BS的资格，并且向从BS2发送用于将资格转交给另一BS的消息，例如，主改变请求消息。在步骤1308中，从BS2将接受的信息包括到对主改变请求消息的响应的消息(例如，主改变响应消息)中，并且将主改变响应消息发送给主BS。根据另一实施例，如果从BS2确定从BS2不可以执行主BS的角色，则从BS2将拒绝的信息，而非接受的信息，包括到主改变响应消息中，并且发送主改变响应消息。在本示范性实施例中，改变主BS的过程停止。
在步骤1310中，主BS确认包括在主改变响应消息中的接受的信息，并且发送通知主BS已经改变的控制消息给从BS1、从BS2和网关，网关是比BS高的网络节点。网关识别主BS已经变为现有的从BS2，并且改变路由路径以便将从网络导向MS的所有控制信息和数据发送到新的主BS(也就是说，现有的从BS2)。另外，主BS可以在步骤1312中向MS通知主BS的改变。
如果上面描述的过程已经完成，则云小区的先前的主BS改变为从BS2，并且从BS2改变为主BS并且执行相对于MS的主BS的角色。
图14示出根据本公开的另一实施例的、在云小区中改变主BS的过程。
参考图14，MS在步骤1402中执行与配置有三个BS(主BS、从BS1和从BS2)的云小区的通信，执行与三个BS在物理层的下行链路同步过程，并且执行仅仅与主BS在物理层的上行链路同步过程。在步骤1404中，主BS确定由于给定条件，该BS不能执行相对于MS的云小区的主BS的角色。此外，例如，主BS可以基于给定条件，诸如MS的信号质量，确定从BS2将是新的主BS。
在步骤1406中，主BS归还作为主BS的资格，并且向从BS2发送用于将资格转交给另一BS的消息，例如，主改变请求消息。在步骤1408中，从BS2将接受的信息包括到对主改变请求消息的响应的消息(例如，主改变响应消息)中，并且将主改变响应消息发送给主BS。根据另一实施例，如果从BS2确定从BS2不可以执行主BS的角色，则从BS2将拒绝的信息，而非接受的信息，包括到主改变响应消息中，并且发送主改变响应消息。在本示范性实施例中，改变主BS的过程停止。
在步骤1410中，主BS在将主资格转交给从BS2之前，向MS发送用于检查与从BS2的上行链路同步的UL同步检查请求消息。例如，UL同步检查请求消息可以包括关于用于执行上行链路同步的从BS2的信息。在步骤1412中，响应于UL同步检查请求消息，MS通过执行与从BS2在物理层的上行链路同步的过程来获取相对于从BS2的正确同步。此后，MS在步骤1414中发送通知与从BS2的上行链路同步成功的UL同步检查确认消息到主BS。UL同步检查确认消息可以包括指示与从BS2的上行链路同步成功的信息。如果确认了MS与从BS2的上行链路同步，则主BS前进到下一过程，以便将作为主BS的资格转交给从BS2。
在步骤1416中，主BS发送控制消息到从BS1、从BS2和网关，网关是比BS高的网络节点。网关识别主BS已经变为现有的从BS2，并且改变路由路径以便将从网络导向MS的所有控制信息和数据发送到新的主BS(也就是说，现有的从BS2)。另外，主BS可以在步骤1418中向MS通知主BS的改变。
如果上面描述的过程已经完成，则云小区的先前的主BS改变为从BS2，并且从BS2改变为主BS并且执行相对于MS的主BS的角色。
图15示出根据本公开的实施例的MS的结构的框图。如上所述，MS被配置有控制器1502、发送器1504、接收器1506和存储器1508。
对于图15，发送器1504和接收器1506根据无线接口协议与一个或多个BS发送与接收无线信号。控制器1502根据本公开的至少一个实施例控制发送器1504和接收器1506，以便从配置云小区的多个BS接收通信服务。存储器1508存储控制器1502以及发送器1504和接收器1506的操作需要的程序代码与操作参数，并且在需要时提供程序代码与操作参数。
图16示出根据本公开的实施例的BS的结构的框图。如所示的BS被配置有控制器1602、无线接口1604、网络接口1606和存储器1608。
参考图16，无线接口1604根据无线接口协议与一个或多个MS发送与接收无线信号。网络接口1606根据预定协议与网络节点或其它BS交换控制信息和/或数据。
控制器1602根据本公开的至少一个实施例，控制无线接口1604和网络接口1606，以操作为相对于一个或多个MS中的每一个的云小区的主BS或从BS。BS可以在控制器1602的控制下简单地或通过与其它BS通信来向MS提供通信服务。存储器1608存储操作控制器1602以及接口1604和1606需要的程序代码与操作参数，并且在需要时提供程序代码与操作参数。
虽然已经通过示范性实施例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员建议各种改变和修改。预期的是，本公开包括落入所附权利要求的范围内的这些改变和修改。

Claims (13)

1.一种在无线通信系统中通过主基站与至少一个基站协作的方法，所述方法包括：
配置包括协作用于移动站的主基站和所述至少一个基站的云小区；
将用于服务移动站的用户场景与包括在云小区中的所述至少一个基站同步；和
通过主基站和所述至少一个基站的协作向移动站提供通信服务，
其中配置云小区包括：
执行与移动站的网络进入过程；
根据预定给定条件确定向云小区添加所述至少一个基站；
向至少一个基站发送用于服务移动站的用户场景；和
更新用户场景当中随时间变化的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，包括在云小区中的多个基站直接在物理上互相连接、经由网关连接或经由至少一个其它基站连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，包括在云小区中的多个基站经由网络协议(IP)层或媒介访问控制(MAC)层在逻辑上互相连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，配置所述云小区还包括：
确定从所述云小区去除所述至少一个基站中的基站；以及
指示所述基站删除用于移动站的用户场景；
其中所述基站根据删除用户场景的指示删除用户场景。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户场景包括以下至少一个：移动站的移动站ID、逻辑连接ID、配置虚拟小区的每个基站的基站ID、安全密钥、认证ID、由认证层分配的序列号、安全关联ID、加密算法、用于每个逻辑连接ID的服务质量(QoS)信息、层2处的协议数据单元(PDU)和/或服务数据单元(SDU)的序列号、与自动重发请求(ARQ)有关的信息、与混合ARQ(HARQ)有关的信息、用于网络认证的鉴别码ID和锚网关ID。
6.一种在无线通信系统中通过主基站与至少一个基站协作的方法，所述方法包括：
配置包括协作用于移动站的主基站和所述至少一个基站的云小区；
将用于服务移动站的用户场景与包括在云小区中的所述至少一个基站同步；和
通过主基站和所述至少一个基站的协作向移动站提供通信服务，
其中，提供所述通信服务包括：
执行与包括在所述云小区中的所述至少一个基站和移动站在物理层处的下行链路同步；
从移动站接收经由从包括在云小区中的主机站和所述至少一个基站发送的参考信号测量的用于信道测量的报告；
基于信道测量，在云小区中的主基站和所述至少一个基站当中选择一个或多个基站在下一调度间隔中发送下行链路数据；
向移动站和所选择的一个或多个基站通知指示所选择的一个或多个基站的调度信息，
其中所选择的一个或多个基站在下一调度间隔中发送用于移动站的下行链路数据到移动站；
其中，通过主基站或通过主基站和所述至少一个基站，将所述下行链路数据从网络节点发送到移动站。
7.一种在无线通信系统中通过主基站与至少一个基站协作的方法，所述方法包括：
配置包括协作用于移动站的主基站和所述至少一个基站的云小区；
将用于服务移动站的用户场景与包括在云小区中的所述至少一个基站同步；和
通过主基站和所述至少一个基站的协作向移动站提供通信服务，
其中，提供所述通信服务包括：
执行与移动站在物理层处的上行链路同步；
由包括在所述云小区中的主基站和至少一个基站基于从发送自移动站的参考信号测量的信道测量，在所述云小区中的主基站和至少一个基站当中选择一个或多个基站以在下一调度间隔中接收上行链路数据；和
向移动站和所选择的一个或多个基站通知指示所选择的一个或多个基站的调度信息；和
其中所选择的一个或多个基站接收来自移动站的上行链路数据，
其中，通过主基站或通过所述至少一个基站和主基站将所述上行链路数据从移动站发送到网络节点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，提供所述通信服务还包括：
接收经由从移动站、从云小区中的所述至少一个基站发送的参考信号测量的用于信道测量的报告。
9.一种在无线通信系统中通过主基站与至少一个基站协作的方法，所述方法包括：
配置包括协作用于移动站的主基站和所述至少一个基站的云小区；
将用于服务移动站的用户场景与包括在云小区中的所述至少一个基站同步；和
通过主基站和所述至少一个基站的协作向移动站提供通信服务，
其中所述方法还包括：
从移动站接收经由从第一基站发送的参考信号测量的用于信道测量的报告；
基于所述信道测量确定向所述云小区添加第一基站；
发送相对于所述云小区的添加请求消息到第一基站；
从第一基站接收添加响应消息；
发送相对于移动站的用户场景到第一基站；以及
向移动站通知第一基站被添加到所述云小区，
其中在第一基站和移动站之间执行在物理层处的下行链路和/或上行链路同步过程。
10.一种在无线通信系统中通过主基站与至少一个基站协作的方法，所述方法包括：
配置包括协作用于移动站的主基站和所述至少一个基站的云小区；
将用于服务移动站的用户场景与包括在云小区中的所述至少一个基站同步；和
通过主基站和所述至少一个基站的协作向移动站提供通信服务，
其中所述方法还包括：
从移动站接收经由从包括在所述云小区中的第一基站发送的参考信号测量的用于信道测量的报告；
基于所述信道测量确定从所述云小区删除所述云小区的至少一个基站当中的第一基站；
发送相对于所述云小区的删除命令消息到第一基站以及从第一基站接收删除响应消息，
其中相应于接收删除命令消息，第一基站删除相对于移动站的用户场景；以及
向移动站通知从所述云小区中删除第一基站。
11.一种在无线通信系统中通过主基站与至少一个基站协作的方法，所述方法包括：
配置包括协作用于移动站的主基站和所述至少一个基站的云小区；
将用于服务移动站的用户场景与包括在云小区中的所述至少一个基站同步；和
通过主基站和所述至少一个基站的协作向移动站提供通信服务，
其中所述方法还包括：
作为相对于所述云小区的主基站操作；
将所述云小区的至少一个基站当中的第一基站确定为下一个主基站；
发送主改变请求消息到第一基站以及从第一基站接收主改变响应消息；
发送通知第一基站变成下一个主基站的控制消息到所述云小区的至少一个基站和网络节点；以及
发送通知第一基站变成下一个主基站的控制消息到移动站，
其中第一基站作为相对于所述云小区的下一个主基站操作。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在接收到主改变响应消息之后发送相对于第一基站的上行链路同步检查请求消息到移动站，
其中移动站执行与第一基站的上行链路同步过程以及发送响应消息，该响应消息向主基站通知与第一基站的上行链路同步被执行。
13.一种用于与至少一个基站协作的主基站，包括：
收发器；以及
耦合到所述收发器的控制器，其中所述控制器被配置为执行权利要求1至12中的一个所述的方法。
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