CN104685801B - 在应用载波聚合技术的无线通信系统中通过终端发送和接收信号的方法和装置 - Google Patents

在应用载波聚合技术的无线通信系统中通过终端发送和接收信号的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种在无线通信系统中在网络上通过终端发送和接收信号的方法。特别地，该方法包括：通过下行链路小区从网络接收下行链路信号并且通过第一上行链路小区将上行链路信号发送到网络；从网络接收用于改变上行链路小区的特定消息；以及根据特定消息将上行链路小区变成第二上行链路小区并且通过第二上行链路小区将上行链路信号发送到网络，其中当改变上行链路小区时，下行链路小区被保持。

Description

在应用载波聚合技术的无线通信系统中通过终端发送和接收 信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统，并且更加具体地，涉及一种用于在应用载波聚合的无线通信系统中通过终端发送和接收信号的方法和装置。
背景技术
将简要地描述第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)系统，作为本发明能够被应用到的无线通信系统的示例。
图1图示作为示例性无线通信系统的演进的通用移动电信系统(E-UMTS)网络的配置。E-UMTS系统是传统UMTS系统的演进，并且3GPP正在进行基于E-UMTS的标准化。E-UMTS也被称为LTE系统。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，分别参考“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network(第三代合作伙伴计划；技术规范组无线电接入网络)”的版本7和版本8。
参考图1，E-UMTS系统包括：用户设备(UE)、演进的节点B(e节点B或eNB)和接入网关(AG)，该AG位于演进的UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)的一端并且连接到外部网络。eNB可以同时地发送用于广播服务、多播服务和/或单播服务的多个数据流。
单个eNB管理一个或多个小区。一个小区被设置为在1.44、3、5、10、15和20Mhz带宽的一个中操作，并且在该带宽中向多个UE提供下行链路(DL)或者上行链路(UL)传输服务。不同的小区可以被配置为提供不同的带宽。eNB控制到多个UE的数据发送和从多个UE的数据接收。关于DL数据，通过将DL调度信息发送到UE，eNB向特定的UE通知其中DL数据应被发送的时间频率区域、编码方案、数据大小、混合自动重传请求(HARQ)信息等等。关于UL数据，通过将UL调度信息发送到UE，eNB向特定的UE通知其中UE能够发送数据的时间频率区域、编码方案、数据大小、HARQ信息等等。用于发送用户业务或者控制业务的接口可以在eNB之间被定义。核心网(CN)可以包括用于UE的用户注册的AG和网络节点。AG在跟踪区(TA)的基础上管理UE的移动性。TA包括多个小区。
虽然基于宽带码分多址(WCDMA)，无线通信技术的发展阶段已经达到LTE，但是用户和服务提供商的需求和期望日益增长。考虑到其它无线电接入技术正在发展，需要有新的技术演进以实现未来的竞争性。具体地，需要每比特的成本降低、增长的服务可用性、频带的灵活使用、简化的结构、开放的接口、UE的适当的功率消耗等。
发明内容
技术问题
被设计解决问题的本发明的目的在于用于在应用载波聚合的无线通信系统中通过终端发送和接收信号的方法和装置。
技术方案
在本发明的一个方面中，一种用于在无线通信系统中在网络上通过终端发送和接收信号的方法，包括：通过下行链路小区从网络接收下行链路信号并且通过第一上行链路小区将上行链路信号发送到网络；从网络接收用于改变上行链路小区的特定消息；以及根据特定消息将上行链路小区变成第二上行链路小区并且通过第二上行链路小区将上行链路信号发送到网络，其中当改变上行链路小区时，下行链路小区被保持。
在本发明的另一方面中，一种无线通信系统中的终端包括：RF通信模块，该RF通信模块用于通过下行链路小区从网络接收下行链路信号并且通过第一上行链路小区将上行链路信号发送到网络；和处理器，该处理器用于处理下行链路信号和上行链路信号，其中处理器被配置成，当从网络接收用于改变上行链路小区的特定消息时根据特定消息将上行链路小区变成第二上行链路小区并且控制RF通信单元通过第二上行链路小区将上行链路信号发送到网络，其中，当改变上行链路小区时，下行链路小区被保持。
特定消息可以是切换命令消息、无线电资源控制(RRC)连接重新配置消息、物理下行链路控制信道(PDCCH)顺序以及分量载波激活消息中的一个并且可以包括关于第二上行链路小区的信息。
另外，当上行链路小区被改变时，可以取消通过第一上行链路小区执行的信道状态报告的传输、探测参考信号的传输以及基于半静态调度的传输。
当上行链路小区被改变时，终端可以通过第二上行链路小区将随机接入前导发送到网络，其中通过系统信息或者RRC层消息预先接收随机接入前导。可以从随机接入前导排除用于基于竞争的随机接入的前导。
当上行链路小区被改变时，在定时器的操作时间期间可以执行与第二上行链路小区的随机接入过程，并且在定时器期满之前，当随机接入过程没有被终止时，上行链路小区可以被重新变成第一上行链路小区。
有益效果
根据本发明的实施例，终端能够在应用载波聚合的无线通信系统中发送和接收信号。
本领域技术人员将会理解，可以通过本发明实现的作用不限于上面特别描述的作用，并且根据下面的详细描述，将更清楚地理解本发明的其他优点。
附图说明
图1是示出作为无线通信系统的示例的演进的通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的图。
图2是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线接入网络标准的在用户设备(UE)和演进的通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)之间的无线电接口协议架构的控制平面和用户平面的图。
图3是示出在3GPP系统中使用的物理信道和使用该物理信道的一般信号传输方法的图。
图4是示出在长期演进(LTE)系统中使用的无线电帧的结构的图。
图5是示出在LTE系统中使用的下行链路无线电帧的结构的图。
图6是用于解释载波聚合方案的概念图。
图7是载波聚合调度方案可应用的示例的图。
图8图示使用两个分量载波的网络的配置。
图9是图示根据本发明的实施例的切换操作的图。
图10是示出根据本发明的实施例的分量载波激活消息的结构的图。
图11是根据本发明的一个实施例的通信设备的框图。
具体实施方式
将通过参考附图描述的本发明的实施例来理解本发明的配置、操作和其他特征。下面的实施例是对第三代合作伙伴计划(3GPP)系统应用本发明的技术特征的示例。
虽然为了方便而在本说明书中使用LTE系统和LTE-A系统来描述本发明的实施例，但是本发明的实施例适用于与上面的定义相对应的任何通信系统。
图2示出了基于3GPP无线接入网络标准的在UE和演进的通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面。控制平面指用于发送控制消息的路径，该控制消息用于管理在UE和网络之间的呼叫。用户平面指用于发送在应用层中生成的数据的路径，该数据例如是语音数据或互联网分组数据。
第一层的物理(PHY)层使用物理信道来向更高层提供信息传送服务。PHY层经由输送信道被连接到位于更高层的媒体访问控制(MAC)层。经由输送信道在MAC层和PHY层之间输送数据。还经由物理信道在发送侧的物理层和接收侧的物理层之间传输数据。物理信道使用时间和频率作为无线电资源。更具体地，在下行链路中使用正交频分多址(OFDMA)方案来调制物理信道，而在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案来调制物理信道。
第二层的媒体访问控制(MAC)层经由逻辑信道向更高层的无线电链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据传输。可以通过MAC内的功能块来实现RLC层的功能。第二层的分组数据会聚协议(PDCP)层执行报头压缩功能来减少不要的控制信息，以有效地在具有相对小的带宽的无线电接口中传输互联网协议(IP)分组，诸如IPv4分组或IPv6分组。
位于第三层底部的无线电资源控制(RRC)层仅在控制平面中被定义，并且负责与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放相关联的逻辑、传输和物理信道的控制。RB是第二层在UE和网络之间提供数据通信的服务。为了实现这一点，UE的RRC层和网络的RRC层交换RRC消息。如果已经在无线网络的RRC层和UE的RRC层之间建立了RRC连接，则UE处于RRC连接模式。否则，UE处于RRC空闲模式。位于RRC层上的非接入层(NAS)执行诸如会话管理和移动性管理的功能。
eNB的一个小区被设置为使用诸如1.25、2.5、5、10、15或者20MHz的带宽以将下行链路或者上行链路传输服务提供给数个UE。不同的小区可以被设置以提供不同的带宽。
用于从网络到UE发送数据的下行链路输送信道包括：用于发送系统信息的广播信道(BCH)、用于发送寻呼消息的寻呼信道(PCH)、以及用于发送用户业务或控制消息的下行链路共享信道(SCH)。下行链路多播或广播服务的业务或控制消息可以通过下行链路SCH来发送，并且也可以通过下行链路多播信道(MCH)来发送。用于从UE向网络发送数据的上行链路输送信道包括用于发送初始控制消息的随机接入信道(RACH)以及用于发送用户业务或控制消息的上行链路SCH。位于输送信道上并且被映射到输送信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和多播业务信道(MTCH)。
图3是示出在3GPP系统中使用的物理信道以及使用该物理信道的一般信号传输方法的示图。
当接通电源或UE进入新的小区时，UE执行初始小区搜索操作，诸如与eNB的同步(S301)。UE可以从eNB接收主同步信道(P-SCH)和辅助同步信道(S-SCH)，执行与eNB的同步，并且获取诸如小区ID的信息。此后。UE可以从eNB接收物理广播信道，以便于在该小区内获取广播信息。同时，UE可以接收下行链路参考信号(DL RS)，以便于在初始小区搜索步骤中确认下行链路信道状态。
完成了初始小区搜索的UE可以接收物理下行链路控制信道(PDCCH)并根据包括在PDCCH中的信息来接收物理下行链路共享信道(PDSCH)，以便于获取更详细的系统信息(S302)。
同时，如果初始地接入eNB或者不存在用于信号传输的无线电资源，则UE可以执行关于eNB的随机接入过程(RACH)(步骤S303至S306)。在该情况下，UE可以通过物理随机接入信道(PRACH)来发送特定序列作为前导(S303和S305)，并且通过PDCCH和与之相对应的PDSCH来接收对该前导的响应消息(S304和S306)。在基于竞争的RACH的情况下，可以进一步执行竞争解决过程。
已经执行了上述过程的UE可以执行PDCCH/PDSCH接收(S307)和物理上行链路共享信道(PUSCH)/物理上行链路控制信道(PUCCH)传输(S308)作为一般的上行链路/下行链路信号传输过程。特别地，UE通过PDCCH接收下行链路控制信息(DCI)。在此，DCI包括诸如UE的资源分配信息的控制信息并且其格式根据使用用途而不同。
在上行链路中从UE向eNB发送或在下行链路中从eNB向UE发送的控制信息包括下行链路/上行链路ACK/NACK信号、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)、秩指示符(RI)等。在3GPP LTE系统的情况下，UE可以通过PUSCH和/或PUCCH来发送诸如CQI/PMI/RI的控制信息。
图4是示出在长期演进(LTE)系统中使用的无线电帧的结构的图。
参考图4，无线电帧具有10ms(307200·Ts)的长度并且包括具有相同大小的10个子帧。每一个子帧具有1ms的长度，并且包括两个时隙。每一个时隙具有0.5ms(15360×Ts)的长度。Ts表示采样时间，并且通过Ts＝1/(15kHz﹡2048)＝3.2552﹡10-8(大约33ns)表示。每个时隙在时域中包括多个OFDM符号，并且在频域中包括多个资源块(RB)。在LTE系统中，一个RB包括12个子载波×7(6)个OFDM符号。可以以一个或多个子帧为单位确定作为数据传输的单位时间的传输时间间隔(TTI)。无线电帧的结构仅为示例性，并且可以不同地改变包括在无线电帧中的子帧的数目、包括在子帧中的时隙的数目、或者包括在时隙中的OFDM符号的数目。
图5是示出被包括在下行链路无线电帧中的一个子帧的控制区域中的控制信道的图。
参考图5，子帧包括14个OFDM符号。根据子帧配置，第一个至第三个OFDM符号用作控制区域，并且其余的13至11个OFDM符号用作数据区域。在图5中，R1至R4表示用于天线0至3的参考信号(RS)或者导频信号。RS被固定到子帧内的恒定的图案，无论是控制区域还是数据区域。将控制信道分配给控制区域中的没有对其分配RS的资源，并且将业务信道也分配给控制区域中的没有对其分配RS的资源。被分配给控制区域的控制信道的示例包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混和ARQ指示符信道(PHICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)等。
物理控制格式指示符信道(PCFICH)向UE通知每子帧用于PDCCH的OFDM符号的数目。PCFICH位于第一OFDM符号处，并且被配置在PHICH和PDCCH之前。PCFICH包括四个资源元素组(REG)，并且基于小区标识(ID)使REG散布在控制区域中。一个REG包括四个资源元素(RE)。根据带宽PCFICH具有1至3或者2至4的值，并且使用四相相移键控(QPSK)方案来进行调制。
物理混和ARQ指示符信道(PHICH)用于携带对于上行链路传输的HARQ ACK/NACK。即，PHICH指的是用于上行链路HARQ的DL ACK/NACK信息经由其被发送的信道。PHICH包括一个REG，并且在小区特定的基础上进行加扰。ACK/NACK由一个比特来指示，并且使用二进制相移键控(BPSK)方案调制。利用2或4的扩展因子(SF)来重复地扩展被调制的ACK/NACK。被映射到相同资源的多个PHICH配置PHICH组。根据扩展码的数目确定在PHICH组中复用的PHICH的数目。为了获得频率区域和/或时间区域中的分集增益，PHICH(组)被重复三次。
对子帧的前n个OFDM符号分配物理下行链路控制信道(PDCCH)。这里，n是1或更大的整数，并且通过PCFICH来指示。PDCCH包括一个或多个控制信道元素(CCE)。PDCCH向每个UE或UE组通知与作为输送信道的寻呼信道(PCH)和下行链路共享信道(DL-SCH)的资源分配相关的信息、上行链路调度许可、HARQ信息等。通过PDSCH来发送寻呼信道(PCH)和下行链路共享信道(DL-SCH)。因此，eNB和UE通过PDSCH来发送和接收除了特定控制信息或特定服务数据之外的数据。
指示PDSCH的输送被发送到哪个UE(一个或多个UE)的信息以及指示UE如何接收和解码PDSCH数据的信息以被包括在PDCCH中的状态来进行发送。例如，假设利用无线电网络临时标识(RNTI)“A”来对特定的PDCCH进行CRC掩蔽，并且经由特定的子帧来发送与使用无线电资源(例如，频率位置)发送的数据有关的信息“B”以及传输格式信息(例如，传输块大小、调制方案、编码信息等)“C”。在该情况下，位于小区内的一个或多个UE使用其本身的RNTI信息来监测PDCCH，并且如果存在具有“A”RNTI的一个或多个UE，则US接收PDCCH，并且通过关于接收到的PDCCH的信息来接收由“B”和“C”指示的PDSCH。
在下面的描述中，解释了载波聚合方案。图6是用于解释载波聚合方案的概念图。
载波聚合意指以用户设备使用通过上行链路资源(或者分量载波)和/或下行链路资源(或者分量载波)或者(逻辑意义的)多个小区配置的频率块以便于无线通信系统使用更宽的频带的方式使用一个大的逻辑频带的技术。为了清楚起见，在下面的描述中一致地使用术语“分量载波”。
参考图6，总系统带宽(系统BW)可以具有直至最大100MHz的系统带宽作为逻辑带宽。总系统带宽包括五个分量载波并且各个分量载波可以具有直至最大20MHz。分量载波包括至少一个物理连续的子载波。虽然图6中的分量载波中的每一个被描绘为其包括相同的带宽，但是这仅是示例性的。分量载波中的每一个能够具有彼此不同的带宽。并且，虽然分量载波中的每一个被描绘为在频域中彼此相邻，但因为在逻辑概念方面描绘附图，所以分量载波中的每一个可以物理地彼此相邻或可以彼此分开。
中心频率能够被不同地用于分量载波中的每一个，或共同的中心频率能够被用于物理地彼此相邻的分量载波。作为示例，在图6中，如果假定所有分量载波是物理地彼此相邻的，则中心频率“A”能被使用。或者，如果假定分量载波中的每一个不是物理地彼此相邻，诸如中心频率“A”、中心频率“B”等等的单独的中心频率能够被用于每一个分量载波。
在本说明书中，分量载波可以对应于传统系统的系统带宽。通过基于传统系统限定分量载波，提供后向兼容性并且在演进的UE和传统UE共存的无线电通信环境中设计系统可以变得容易。作为示例，在LTE-A系统支持载波聚合的情况下，分量载波中的每一个可以对应于LTE系统的系统带宽。在这样的情况下，分量载波能够具有1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、或者20MHz的带宽当中的带宽。
在通过载波聚合扩展总系统带宽的情况下，通过分量载波单元限定用于与每个UE通信的频带。UE A可以使用对应于总系统带宽的100MHz，并且能够以使用所有的五个分量载波的方式执行通信。UE B1～B5能够仅使用20MHz的带宽，并且通过使用一个分量载波执行通信。UE C1和UE C2分别能够使用40MHz的带宽，并且通过使用两个分量载波执行通信。两个分量载波可以或者可以不逻辑地/物理地彼此相邻。UE C1指示UE C1使用彼此不相邻的两个分量载波的情况，并且UE C2指示UE C2使用彼此相邻的两个分量载波的情况。
LTE系统使用一个DL分量载波和一个UL分量载波。另一方面，LTE-A系统可以使用如在图6中所描绘的多个分量载波。下行链路分量载波或者DL分量载波和与DL分量载波相对应的UL分量载波的组合能够被称为小区，并且在DL分量载波和UL分量载波之间的相对应的关系能够通过系统信息指示。
在这样的情况下，通过控制信道调度的、调度数据信道的方案能够被划分成常规的链接载波调度方案和跨载波调度方案。
更加具体地，在链接载波调度方案的情况下，与使用单个分量载波的传统LTE系统相类似，在特定的分量载波上发送的控制信道仅经由特定的分量载波调度数据信道。即，在特定的分量载波(或者特定小区)的DL分量载波的PDCCH区域中发送的DL许可/UL许可能够仅调度DL分量载波属于的小区的PDSCH/PUSCH。即，在包括要被调度的PDSCH/PUSCH的小区的PDCCH区域中，存在搜索空间，搜索空间是尝试DL许可/UL许可的检测的区域。
同时，在跨载波调度方案的情况下，在主分量载波(主CC)上发送的控制信道使用载波指示字段(在下文中被缩写为CIF)调度在主分量载波或者不同分量载波上发送的数据信道。换言之，跨载波调度的被监测的小区(或者被监测的CC)被配置并且在被监测的小区的PDCCH区域中发送的DL许可/UL许可调度被配置为在相对应的小区中调度的小区的PDSCH/PUSCH。即，在被监测的小区的PDCCH区域中存在用于多个分量载波的搜索空间。从多个小区当中，根据系统信息的传输、上行链路控制信息的初始接入和传输的尝试，设置P小区。P小区由主DL分量载波和与主DL分量载波相对应的主UL分量载波组成。
图7是跨载波调度方案是可应用的示例的图。特别地，在图7中被指配给中继节点的小区(或者，分量载波)的数目对应于3。如在前述的描述中所提及的，使用CIF执行跨载波调度。在这样的情况下，假定DL小区(或者，分量载波)#A是主DL分量载波(即，主小区(P小区))并且假定分量载波#B和分量载波#C是辅助分量载波(即，辅助小区(S小区))。
本发明提供用于在UE的载波聚合操作期间有效地管理用于主分量载波(或者主小区或者P小区)或者辅助分量载波(或者辅助小区或者S小区)的上行链路资源的方法。虽然在下面的描述中UE聚合两个分量载波，但是显然的是，本发明可应用于其中UE聚合三个或者更多个分量载波的情况。
图8图示使用两个分量载波的网络的配置。
参考图8，宏小区层由使用一个载波频率f1的具有宽的覆盖的少量的宏小区组成。载波频率f1被包括在具有较少的传播衰减以提供UE的基本通信服务的相对低的频带中，并且被用于诸如移动性管理的操作。因此，优先为P小区设置载波频率。
另外，微小区层由具有另一载波频率f2的具有较小的覆盖的大量的微小区组成。载波频率f2被包括在相对高的频带中使得载波频率f2容易地占用宽的带宽即使在大的传播衰减的情况下，并且提供用于特定区域的高质量通信服务。因此，优先为S小区设置载波频率f2。
在如在图8中所示的情况下，UE被容易地配置为在下行链路通信的情况下在所有的小区层中执行与eNB的通信，因为多个接收器被容易地实现并且被消耗以操作接收器的功率不是相当地高。然而，在上行链路通信中，对于UE来说可能难以在所有的小区层中与eNB通信，因为在发射器之间的相互干扰需要被解决并且当同时操作多个发射器时通过在不同频带中操作的多个发射器消耗的传输功率增加。
因此，为了获得高数据吞吐量，特别地，在下行链路上的高数据吞吐量同时减少UE实现成本，UE被配置为在多个小区层中同时接收下行链路信号并且在给定的时间点仅在小区层的部分(例如，仅一个层)中发送上行链路信号。
本发明提供一种用于当其中UE能够在上行链路上同时发送/接收信号的小区层的数目不同于其中UE能够在上行链路上同时发送/接收信号的小区层的数目时适当地管理上行链路资源的方法。为了便于描述，假定在下行链路的情况下UE能够在两个小区层f1,D和f2,D(或者两个频带)中同时接收信号，而UE能够在上行链路上在一个时间点仅在两个小区层f1,D和f2,D中的一个中发送信号。
在此假定下，因为UE能够通过上行链路资源仅在一个层中执行通信，因此每当UE执行上行链路通信时，UE需要适当地选择其中将会执行上行链路通信的层。假定通过将宏小区层设置为P小区执行关于基本控制信号的通信并且通过将宏小区层设置为S小区执行关于大容量数据的通信，如在图8中所示，当UE最初尝试网络接入时因为从P小区发送大多数有关的下行链路信号，所以上行链路被优选地设置为宏小区层。如果网络识别UE的环境信息并且基于环境信息发现适当的相邻的微eNB，则从S小区发送大多数下行链路信号并且期待要在其中资源重用简单的微小区层中执行的上行链路操作和通信能够以低功率执行。当UE移向其中相邻的微eNB不存在的区域时，为了最小的通信将上行链路操作设置为微小区是适当的。
前述的操作特征在于，如果在下行链路操作的情况下在小区的下行链路区域内执行通信，则宏小区层中被设置为P小区一次的小区被保持，同时根据情形能够改变在其中执行上行链路操作的小区层。即，存在对于在保持下行链路P小区的同时改变其中执行上行链路操作的小区层的操作的需求。
为了提供操作，本发明提出UE根据网络的指令在保持下行链路P小区的同时改变在其中执行上行链路操作的小区层的操作。下面将会给出用于执行操作的信令的详细实施例的描述。
网络能够通过向UE发送具有重新配置相关联的小区的功能的特定切换命令或者RRC连接重新配置消息改变与上行链路操作有关的小区层。根据特定的切换命令，在下行链路传输的情况下，其中将会执行上行链路传输的小区层变成不同于先前的小区层，同时切换目标小区被保持为当前服务小区。因此，在切换命令中目标小区的小区ID能够被省略。切换命令能够包括关于其中UE将会执行上行链路传输的小区层的信息，例如，要被用于上行链路信号的产生的频带和加扰序列有关的参数。
特别地，其中UE将会执行上行链路传输的小区层可以不同于通过系统信息被链接到切换目标小区的上行链路层(与下行链路传输中的服务小区相同)。
一旦接收切换命令，UE在被指定的小区层中执行切换操作并且通过被指定的小区层执行上行链路传输。
图9图示根据本发明的实施例的切换操作。
参考图9，UE为了下行链路操作将宏小区层和微微小区层分别设置为P小区和S小区，并且同时，在最初被连接到宏eNB2的同时在被用于初始接入的宏小区层中执行上行链路操作。
当UE根据本发明接收切换命令时，UE仅将上行链路操作移向微微小区层同时从下行链路的角度来看保持下行链路服务小区配置，特别地，保持P小区的小区ID。此过程与常规的上行链路载波聚合操作形成对比。
在常规的载波聚合操作中，UE构造两个上行链路传输电路，将上行链路传输电路分别分配给宏小区层和微微小区层，并且根据eNB的上行链路调度在各个子帧中仅通过宏小区层、仅通过微微小区层或者通过两个小区发送信号。例如，eNB能够预先定义将通过其发送上行链路传输的小区层的ID，并且上行链路许可能够指示其中将会根据相对应的调度信息执行上行链路传输的小区层。
根据本发明，UE仅构造一个上行链路传输电路，并且在一个子帧中通过两个小区的同时传输是不可能的。虽然在一个子帧中仅通过一个小区层发送信号，但是可能不能够动态地改变每个子帧的小区层，因为传输电路需要被准备用于频率区域的操作预定的时间，以便于通过频率区域发送信号。
因此，在根据本发明的操作中，当根据eNB的指令指定其中UE将会执行上行链路传输的小区层时，上行链路传输能够仅在小区层中连续地执行预定的时间。因此，传输小区层没有每个子帧地改变，区别于常规载波聚合操作，并且因此没有必要使用上行链路许可指示传输小区层。
另外，因为仅在被连接到S小区的小区层中执行UE的上行链路传输，如在图9中所示，所以至少在预定的时间内在被连接到P小区的小区层中不能够执行上行链路传输，并且因此考虑到此状态eNB需要执行适当的操作。例如，当上行链路传输小区层被变成连接到S小区的小区层时，eNB能够自动地取消通过被连接到P小区的小区层已经执行的周期性的信道状态信息(CSI)报告、探测参考信号(SRS)的传输、基于半静态调度(SPS)的传输。
可替选地，网络可以通过将特定的PDCCH顺序发送给UE来改变用于上行链路操作的小区层。PDCCH顺序是具有特定字段的下行链路控制信息(DCI)消息。一旦接收PDCCH顺序，UE根据预定的规则执行随机接入过程。本发明提出将特定的字段添加到常规PDCCH顺序的方法以使网络控制其中将会执行根据PDCCH顺序的随机接入操作的上行链路小区层。在不同的意义上，执行用于PDCCH顺序的跨载波调度。为此，PDCCH顺序中的字段指定其中根据PDCCH顺序的随机接入将会被执行的小区层。
一旦接收PDCCH顺序，UE在通过PDCCH顺序指定的小区层中执行随机接入过程，并且通过被指定的小区层持续执行上行链路传输。当通过PDCCH顺序发起的随机接入过程被执行时，保持先前的下行链路操作。即使在这样的情况下，在连接到P小区的小区层中的上行链路传输被限制，如上所述，并且因此eNB需要考虑被限制的上行链路传输执行适当的操作。例如，当上行链路传输小区层被变成连接到S小区的小区层时，eNB能够自动地取消通过被连接到P小区的小区层已经发送的周期性的CSI报告、SRS、SPS信息等等的传输。
可替选地，网络可以使用通过MAC控制元素(CE)发送的分量载波激活消息改变用于上行链路操作的小区层。分量载波激活消息当前是由位图组成。在分量载波激活消息中，位图的比特分别指示分量载波并且与被设置为1的比特相对应的分量载波被定义为被激活。在此，基于下行链路分量载波定义作为分量载波激活消息的对象的分量载波。因此，当在下行链路上激活分量载波时，与通过系统信息的特定分量载波相关联的上行链路分量载波也被激活。如果UE不能够执行用于多个小区层的上行链路传输，则用于S小区的上行链路的激活可能是无意义的。
根据本发明，下行链路小区ID(或者小区层)和上行链路小区ID(或者小区层)的组合被定义并且被分配给分量载波激活消息的位图的比特，并且网络所期待的组合被激活。
图10图示根据本发明的实施例的分量载波激活消息的结构。
参考图8和图10(a)，网络将对应于在下行链路和上行链路两者上与宏eNB2的通信的组合指配给分量载波激活/停用消息的第一比特，并且通过诸如RRC信令的较高层信令将对应于与宏eNB2的下行链路通信和与微微eNB5的上行链路通信的组合指配给第二比特，并且然后选择对应于所期待的组合的第一比特和第二比特中的一个。因此，能够改变上行链路操作小区层同时保持下行链路服务小区。
当前述的信令被使用时，如果能够被同时用于UE发送信号的小区层被限于一个小区层，则特定的比特可以被指配给下行链路操作小区层和上行链路操作小区层的组合，并且从而UE的下行链路操作被限制使得始终在P小区中执行下行链路操作。这意指，当相对应的比特是1时被激活的下行链路小区被自动地设置为P小区，并且因此相对应的比特能够被用作其中执行上行链路操作的小区层的标识符，而无需附加的信令。即，图10(a)中的b0和b1指示是否被激活的小区是上行链路上的宏eNB2或者微微eNB5。没有对应于与上行链路操作的组合的其它的情况能够被视为指示仅在下行链路上激活。
参考图8和图10(b)，与P小区相对应的宏eNB2能够被假定或者被定义为在特定的S小区的下行链路和可以不同于特定的S小区的特定小区层的上行链路的组合上始终被激活，能够被分配给分量载波激活消息的位图。在图10(b)中，在下行链路上激活的微微eNB5和在上行链路上激活的宏eNB2的组合被指配给第一比特，并且指示微微eNB5在上行链路和下行链路上被激活的状态被指配给第二比特。当然，始终在下行链路上激活作为P小区的宏eNB2，而无需附加的信令。
另外，当被激活的小区层被改变同时下行链路服务小区被保持时，UE能够持续接收被保持的服务小区的下行链路信号并且因此没有必要对诸如RRM(无线电资源管理)的测量或者CSI强加限制。此外，因为当上行链路操作小区层被改变时上行链路同步需要被新设置，所以UE能够在预定的时间内在新激活的小区层中自动地执行随机接入。在这样的情况下，通过系统信息或者RRC信令，eNB可以用信号发送要被使用的随机接入。特别地，被用于随机接入过程的前导能够被设置使得被用于初始接入的基于竞争的随机接入前导被排除。这意指UE选择除了基于竞争的随机接入前导之外的前导中的一个，并且如果被用于随机接入前导的前导没有被指定则使用所选择的前导。
因为在图10的示例中限制能够通过UE同时激活的上行链路小区层的数目，所以特定的比特不能够被同时设置为1。例如，当在图10(a)中b0和b1被同时设置为1时，UE需要在宏小区层和微微小区层两者中执行上行链路操作，但是UE不能够执行这样的操作。因此，eNB必须不能够设置相对应的组合，并且UE需要向eNB通知UE能够通过其同时执行上行链路操作的小区层的数目。
另外，当UE在不同于当前操作的小区层的小区层中尝试随机接入时，由于UE的不可预期的切换、干扰等等导致随机接入可能失败。在这样的情况下，如果UE持续尝试执行上行链路传输，则甚至基本的控制信号也不可以被发送。为了解决此问题，特定的定时器可以被预先定义，并且，当在定时器操作时间内改变的小区层中没有成功地执行随机接入时，UE可以返回到先前的上行链路小区层或者被连接到P小区的上行链路小区层并且在其中执行上行链路操作。在这样的情况下，UE能够通过执行随机接入操作以新设置上行链路同步而无需附加的指令。
可替选地，当通过网络指示UE将新的小区层变成用于上行链路操作的另一小区层时，即使UE在新的小区层中执行随机接入，UE也可以例如通过用于向较高层报告随机接入的终止的方法终止随机接入过程，并且在被改变的小区层中执行随机接入。用于通告随机接入的终止的方法包括用于甚至在随机接入成功结束之前通告终止的方法和用于在随机接入期间通告随机接入失败的方法。
在没有网络的指令的情况下，UE可以执行改变上行链路操作小区层的前述操作。特别地，当UE移动时此自动的小区层变化操作可以是有用的，并且从而不能够执行通过先前的上行链路小区层的通信，但是网络不能够识别此状态。例如，当PDSCH被连续地重发超过预定的次数时，尽管UE已经成功地接收PDSCH并且发送ACK，但是UE能够认为上行链路ACK没有被成功地接收并且改变上行链路操作小区层。在这样的情况下，特别地，优点在于，上行链路操作小区层从被设置为S小区的微微小区层变成被设置为P小区的宏小区层，使得上行链路信号在宽的区域中更加稳定地到达网络。
图11是根据本发明的一个实施例的通信设备的框图。
参考图11，通信设备1100包括处理器1110、存储器1120、射频(RF)模块1130、显示模块1140和用户接口模块1150。
为了便于描述示出通信设备1100并且可以省略其中的一些模块。此外，通信设备1100还可以包括必要的模块。此外，通信设备1100的一些模块可以被细分。处理器1110可以被配置成执行根据参考附图描述的本发明的实施例的操作。对于处理器1110的详细描述，可以参考与图1至图10的描述。
存储器1120被连接到处理器1110，以便存储操作系统、应用、程序代码、数据等。RF模块1130被连接到处理器1110，以便将基带信号转换成无线电信号或者将无线电信号转换成基带信号。RF模块1130执行模拟转换、放大、滤波和频率上变换或其逆处理。显示模块1140被连接到处理器1110，以显示各种信息。作为显示模块1140，尽管没有被限制，可以使用诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、或者有机发光二极管(OLED)的众所周知的装置。用户接口模块1150被连接到处理器1110，并且可以通过诸如键盘或触摸屏的众所周知的用户接口的组合来配置。
通过根据预定格式将本发明的构成组件和特征组合，提出上述实施例。只要没有另外说明，各个构成组件或特征应被视为可选因素。如果需要，各个构成组件或特征可以不与其他构成组件或特征组合。而且，可以组合某些构成组件和/或特征，以实施本发明的实施例。在本发明实施例中公开的操作顺序可以变成其他顺序。任何实施例的一些组件或特征也可以被包含在其他实施例中，或者根据需要，可以由其他实施例的构成组件或特征来代替。而且，显而易见的是，引用特定权利要求的某些权利要求可以与引用除了这些特定权利要求以外的其他权利要求的另一些权利要求相组合，以构成实施例或在本申请提交之后，通过修改方式添加新的权利要求。
通过BS的上节点可以执行被描述为通过BS执行的特定操作。即，显然的是，在由包括BS的多个网络节点构成的网络中，可以通过BS、或者除了BS之外的网络节点执行为了与UE的通信执行的各种操作。术语“BS”可以被替换成“固定站”、“节点B”、“e节点B(eNB)”、“接入点”等等的术语。
通过例如硬件、固件、软件或其组合的多种方式，能够实施本发明的实施例。通过特定应用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等，能够实施本发明。
如果通过固件或软件本发明的操作和功能，则能够以例如模块、过程、功能等的各种格式的形式，实施本发明。软件代码可以被存储在存储器单元中，以由处理器驱动。存储单元可以位于处理器的内部或外部，使得其能够经由各种众所周知的部件，与前述处理器通信。
本领域的技术人员应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变更。因此，意在本发明涵盖对本发明的修改和变更，只要它们落在随附的权利要求及其等效内容的范围内。
[工业应用性]
虽然在上面的描述中根据本发明的用于在载波聚合被应用的无线通信系统中通过终端发送和接收信号的方法和装置被应用于3GPP LTE，但是本发明可应用于除了3GPPLTE之外的各种无线通信系统。

Claims (8)

1.一种用于在无线通信系统中在网络上通过执行载波聚合操作的用户设备UE发送和接收信号的方法，所述方法包括：
通过多个下行链路小区从所述网络接收下行链路信号，并且通过第一上行链路小区将第一上行链路信号发送到所述网络，其中所述多个下行链路小区被配置用于所述UE但是仅仅所述第一上行链路小区被配置用于所述UE；
将所述仅仅一个上行链路小区从所述第一上行链路小区变成第二上行链路小区；并且
通过所述第二上行链路小区将第二上行链路信号发送到所述网络，
其中，当改变所述仅仅一个上行链路小区时，所述多个下行链路小区被保持，
其中，所述第一上行链路信号是响应于下行链路信号的应答ACK消息，
其中，在发送所述ACK消息之后，如果下行链路信号被连续地向所述UE重复发送超过预定的次数，则仅仅一个上行链路小区被从所述第一上行链路小区变成所述第二上行链路小区，以及
其中，仅当一个上行链路小区被改变时，所述UE认为对应于所述第一上行链路小区的基站取消发送周期性的信道状态信息报告或周期性的探测参考信号。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：当改变所述仅仅一个上行链路小区时，通过所述第二上行链路小区将随机接入前导发送到所述网络，
其中，所述随机接入前导的信息通过系统信息或者RRC层消息预先接收。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，从所述随机接入前导排除用于基于竞争的随机接入的前导。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当改变所述仅仅一个上行链路小区时，在定时器的操作时间期间，执行与所述第二上行链路小区的随机接入过程；和
在所述定时器期满之前，当所述随机接入过程没有被终止时，将所述仅仅一个上行链路小区重新变成所述第一上行链路小区。
5.一种用于在无线通信系统中在网络上执行载波聚合操作和配置用于发送和接收信号的用户设备UE，所述UE包括：
射频RF单元；以及
处理器，所述处理器配置为控制所述RF单元，
其中所述处理器被配置为：
通过多个下行链路小区从网络接收下行链路信号并且通过第一上行链路小区将第一上行链路信号发送到所述网络，其中所述多个下行链路小区被配置用于所述UE但是仅仅所述第一上行链路小区被配置用于所述UE；
将仅仅一个上行链路小区从所述第一上行链路小区变成第二上行链路小区，并且
通过所述第二上行链路小区将第二上行链路信号发送到所述网络，
其中，当改变所述仅仅一个上行链路小区时，所述多个下行链路小区被保持，
其中，所述第一上行链路信号是响应于下行链路信号的应答ACK消息，
其中，在发送所述ACK消息之后，如果下行链路信号被连续地向所述UE重复发送超过预定的次数，则仅仅一个上行链路小区被从所述第一上行链路小区变成所述第二上行链路小区，以及
其中，仅当一个上行链路小区被改变时，所述UE认为对应于所述第一上行链路小区的基站取消发送周期性的信道状态信息报告或周期性的探测参考信号。
6.根据权利要求5所述的UE，其中，当改变所述仅仅一个上行链路小区时，所述处理器被进一步配置为通过所述第二上行链路小区将随机接入前导发送到所述网络，
其中，通过系统信息或者RRC层消息预先接收所述随机接入前导的信息。
7.根据权利要求6所述的UE，其中，从所述随机接入前导排除用于基于竞争的随机接入的前导。
8.根据权利要求5所述的UE，其中，所述处理器被进一步配置成：当改变所述仅仅一个上行链路小区时，在定时器的操作时间期间，执行与所述第二上行链路小区的随机接入过程，并且
在所述定时器期满之前，当所述随机接入过程没有被终止时，将所述仅仅一个上行链路小区重新变成所述第一上行链路小区。
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