CN104718791B

CN104718791B - 多rat系统中的无线通信

Info

Publication number: CN104718791B
Application number: CN201380053438.XA
Authority: CN
Inventors: 李兆俊; 蒂莫西·穆尔斯利
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: US20150188681A1; EP2723134B1; CN104718791A; EP2723134A1; JP6090461B2; US9967066B2; WO2014060543A1; JP2015536599A

Abstract

一种方案用于在终端的协助下使不同RAT的多个基站(诸如LTE eNB、UMTS基站和WiFi接入点)进行协作，以便实现针对下行链路中的多RAT多流聚合的高效无线资源调度。在网络侧，多RAT流(RB11)共享相同的PDCP实体(PDCP实体)，而各自具有独立的RLC/MAC(RAT RLC实体、RAT2 RLC实体)。终端(UE1)取决于不同RAT的需求而对所有所涉及的RAT执行必要的测量，并且将测量报告/指示发送至所有所涉及的基站。基于测量报告以及预定义的规则/策略，对哪个RAT应当被用于下一次DL传输或者下一时段的DL传输做出决定。

Description

多RAT系统中的无线通信

技术领域

本发明总体上涉及无线通信系统，并且特别涉及同时使用多个基站在终端处接收数据的方法。

背景技术

下述无线通信系统已广为人知：在该无线通信系统中，终端、订户站或者用户设备(为了方便起见此后被称为UE)通过使用一定的无线接入技术(RAT)与基站(或者接入点)进行无线通信。这样的RAT的示例包括3GPP标准族，该3GPP标准族包括全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、通用移动通信系统(UMTS)和长期演进(LTE)以及全球微波互联接入(WiMAX)(IEEE 802.16)、码分多址(CDMA)和无线保真(Wi-Fi)(IEEE 802.11)。

尽管传统上UE一次采用仅一种RAT用于其通信，但是诸如智能电话的UE越来越能够同时支持多于一种的RAT，此外，可能会在同一地方可获得采用各种RAT的若干无线接入网络(RAN)，从而提供了多RAT通信的可能性以增大UE可用的总带宽。由于在给定区域中可用的每种RAT可以具有其自己的基站，这意味着UE能够同时向多个基站和从多个基站(并且因此在诸如3GPP或WiMAX的蜂窝系统的情况下经由多个小区)发送或接收数据。

此后，为了方便起见，术语“RAT”还用于表示采用具体RAT的无线通信系统。因此，“多RAT通信”意指经由涉及使用多个不同的RAT的多个无线通信系统的通信。除非上下文另有要求，否则术语“网络”此后用于表示在给定地理区域内的所有这样的无线通信系统的全体。

自LTE版本10以来，基站属于相同的RAT(无线接入技术)的类似技术(诸如载波聚合(CA)或协作多点操作(CoMP))已被引入到3GPP中。在CA中处于不同频率的两个或更多个分量载波(CC)被聚合以便支持高达100MHz的较宽传输宽带。UE可以基于其能力而同时接收或者发送一个或多个CC。在CoMP中，协作基站以相同的载波频率进行操作。在3GPP标准TS36.300中给出了应用于LTE的CA和CoMP的细节，其通过引用合并到本文中。

在基站支持不同的RAT的情况下，协作变得更加困难。在论述所涉及的问题之前，会有帮助的是在以LTE为例的情况下概述无线通信系统中所涉及的协议层。

众所周知，目前的无线通信系统是通过在多个分层协议之间划分要执行的任务来构建的，该系统中的每个节点或者实体被配备成在协议栈中的各个层(或者层内的级别)处来处理数据，其中在概念上在对应层处的协议彼此进行通信。尽管最终通过最低的物理层来携载系统中所有的信令，但是此分级布置允许每个层被独立考虑。

图1示出了基于LTE的无线通信系统中的三个主要类型的节点中的每个类型的节点中的协议栈。这些节点为UE 10(订户站，如移动手持终端)、eNodeB 12(LTE系统中的基站，也被称为eNB)和移动性管理实体或MME 16(用于控制UE的移动性(即eNodeB之间的切换)并且用于建立如下面论述的“承载”的较高级节点)。如图1所示，除了非接入层(NAS)协议以外，所有协议在网络侧的eNodeB 12中终止。

图中的水平条带表示在系统中的每个节点的协议栈内的各个协议，并且每个协议是公知的OSI模型内的特定协议层的一部分。关于给定节点，每个协议可以被认为驻留在可与其他层中的协议分开地考虑的功能模块或“实体”中。这尤其允许使用下述“无线承载”的概念：“无线承载”针对用户数据或控制信令而在给定的协议级别处提供了基站和UE中的对等实体之间的通道。无线承载与下述“逻辑信道”相关联：“逻辑信道”对SAP(服务接入点)进行链接，以用于以下讨论的媒体访问控制(MAC)协议层与无线链路控制(RLC)协议层之间的对等通信。

属于相同的无线承载的分组在网络中得到相同的端对端处理。存在两个主要的承载类型，即保证比特率(GBR)和非GBR。对于GBR承载，网络在任何时间保证一定的比特率可用于承载。GBR和非GBR两种承载还以最大比特速率(MBR)来表征，该MBR限制了网络将针对给定承载而提供的最大速率。用此方法，每个无线承载可提供一定的服务质量，即QoS。对于在UE 10与eNodeB 12之间存在的每个无线承载，在eNodeB与分组数据网络网关(即PDN GW)(未示出)之间存在相对应的接入承载。

图2是比图1概念性略低的概念视图，示出了用于一个节点的协议栈并且集中于下行链路(就是说，从网络至UE的传输方向)。图2示出了如何在不同层处的协议之间交换分组，并且示出了无线资源控制(即RRC)对管理各种协议的影响。图2中的协议栈用于处理用户流量(诸如在下载的数据)并且被称为“用户平面”，不同于用于携载网络信令的“控制平面”。

如图1和图2中所指出的，在最低级别即第1层处存在物理层协议PHY，该物理层协议PHY负责利用在使用中的RAT的频带并采用该RAT的传输方案来空中进行数据的实际无线传输；例如，其在LTE中的下行链路的情况下为正交频分复用(OFDM)。在LTE中，在PHY中数据传输的单元是传输块(TB)。每1ms的传输时间间隔(TTI)进行一次将所接收的TB从PHY层传递至下一较高层(MAC)。可以在1个TTI或更多个TTI的单位中(即在短至1ms的时间尺度上)执行调度。

因此，在下行链路的情况下，在PHY级别处的无线电信号到达接收器，并且被处理/被解码以重构传输块并恢复数据分组，然后这些数据分组在协议栈中的相继更高级别中被处理。顺便提及，在每个协议内，分组被称为“协议数据单元”(PDU)，并且栈中的一个级别的PDU可能在连结(concatenation)或分割之后形成下一阶段的所谓的服务数据单元(SDU)。来自PHY的每个TB与MAC PDU相对应。

在PHY以上存在第2层协议(layer-2protocol)MAC、RLC和PDCP。

MAC代表媒体访问控制，并且负责管理所谓的混合ARQ功能(参见下文)以及负责从传输块中提取不同的逻辑信道以用于更高层。格式选择和测量提供了管理整个网络所需要的、关于网络的信息。

逻辑信道存在于MAC的顶部处。逻辑信道表示由MAC提供的数据传输服务，并且逻辑信道由逻辑信道所携载的信息的类型来定义。逻辑信道的类型包括控制信道(用于控制平面数据)和流量信道(用于用户平面数据)。传输信道在MAC底部处的传输块中。传输信道表示由PHY提供的数据传输服务，并且传输信道由如何携载信息、不同的物理层调制和传输信道被编码的方式来定义。

以MAC和PHY之间的组合来完成的混合自动重复请求(HARQ)处理允许传输块的重传以用于错误恢复。通过PHY执行该重传，并且MAC执行管理和信令。当传输块循环冗余码校验(CRC)失败时MAC指示否定应答(NACK)；PHY通常指示该失败。使用不同类型的编码在下行链路上通过eNodeB或者发送器来完成重传。该编码被发送并且被保持在eNodeB的缓冲器中。最终，在一次或者两次尝试之后，将有足够的数据来重构传输块。

MAC层将RLC PDU提供至下一第2层协议，即RLC。RLC代表无线链路控制，并且执行分割和重组，并在三种模式中进行操作：透明模式(TM)、确认模式(AM)和非确认模式(UM)。这些模式由针对不同目的的不同无线承载使用。RLC提供依次传送和重复检测。

诸如UMTS和WiMAX的其他无线通信系统也采用RLC。尽管Wi-Fi(IEEE802.11)没有同样地采用RLC协议，但是Wi-Fi中的逻辑链路控制(LLC)层具有类似的作用。

在RLC之上的、堆栈中的下一协议(仍然在OSI模型第2层内)为PDCP。PDCP代表分组数据控制协议，并且为当前目的所特别关注，其被相当详细地描述。可以在3GPP标准TS36.323中找到进一步的细节，该3GPP标准TS36.323也通过引用合并到本文中。

下文中提到的ROHC代表鲁棒报头压缩，并且涉及用于减小LTE中分组的报头尺寸的技术。由于LTE完全基于因特网协议(IP)，所以语音呼叫必须被携载为使用因特网协议电话(VoIP)而没有某些减小报头尺寸的措施的IP分组，这将是低效的。

用户平面中的PDCP功能包括解密、ROHC报头解压缩、序列编号以及重复去除。控制平面中的PDCP功能包括解密、完整性保护、序列编号以及重复去除。对于每个无线承载存在一个PDCP实体(即，PDCP实例)。从而，取决于承载的类型，存在与控制平面或者用户平面相关联的不同的PDCP实体。

取自以上提及的TS36.323的图3是PDCP层的功能视图。在此图中，u平面表示用户平面，并且c平面表示控制平面。图的左手部分示出了上行链路上涉及的功能块，并且右手侧示出了在下行链路上执行的功能。

如图3所示，PDCP层负责各种任务，包括：

-序列编号，其允许依次传送分组，并且允许重复检测：如果PDCP层接收到具有相同序列号的分组，那么该PDCP层丢弃重复并且不将这些重复发送至更上层；

-用于用户平面数据的报头压缩和解压缩；

-用于控制平面数据的完整性保护和验证(然而，不存在向用户平面数据提供的完整性保护)；

-用户平面数据和控制平面数据的加密和解密；

-PDCP报头的添加/去除；

-(未示出)保护和切换功能。

在PDCP SDU与PDCP PDU之间存在一一对应。就是说，在PDCP层中不存在分割或者连结。添加PDCP报头、对PDCP SDU应用压缩和保护将会产生PDCP PDU。类似地，解密、解压缩以及去除PDCP报头将会根据PDCP PDU而产生PDCP SDU。

在LTE中，在包括PDCP的各种协议级别处定义以上提及的无线承载(RB)。存在两种PDCP承载：SRB(信令无线承载)和DRB(专用无线承载)。仅有两种SRB，即SRB1和SRB2。这些SRB被控制平面协议用来将分组发送至UE。DRB被用于发送语音和数据，并且建立的DRB的数目与终端所要求的服务或QoS流的数目一样多。在建立DRB时，逻辑信道标识(LCID)将会被分配给此DRB以用于UL和DL。在这个意义上，可以说一个逻辑信道(LC)通常与一个RB相对应。为了资源分配的目的，又可以将逻辑信道分配给逻辑信道组(LCG)。通常，给定的LCID或者LCG可以与仅一个RAT相关联。

UE中的第3层协议包括RRC或者无线资源控制，RRC或者无线资源控制负责连接管理、承载控制、至其它基站的切换、UE测量报告以及QoS管理。

最后，NAS代表形成UE 10与MME 16之间的最高级通信的非接入层。由于在NAS以下的层与在eNodeB处终止的无线接入网络有关，所以在NAS以下的层也被称为接入层(AS)。NAS协议支持UE的移动性以及会话管理程序以在UE和分组数据网络网关(即PDN GW)之间建立并保持IP连通性。NAS协议定义下述规则：这些规则用于对于3G网络或非3GPP接入网络的系统间移动期间的参数之间的映射。

现在返回至LTE内的CA的情形，图4和图5中分别示出了在LTE网络中配置CA的情况下的上行链路和下行链路的典型第2层结构。从这些图中明显的是，物理层的多载波性质仅暴露于MAC层，针对该MAC层对于每个服务小区需要一个HARQ实体。在上行链路和下行链路二者中，在没有空间复用的情况下，对于每个服务小区存在一个独立的混合ARQ实体，并且对于每个服务小区对于每个TTI生成一个传输块。每个传输块及其潜在的HARQ重传被映射到单个服务小区。

当配置CA时，UE仅具有与网络的一个RRC连接。在RRC连接建立/重建/切换时，一个服务小区提供NAS移动性信息(例如，跟踪区域标识TAI)，并且在RRC连接重建/切换时，一个服务小区提供保护输入。此小区被称为主小区(PCell)。通常，一个载波与一个小区对应。在下行链路中，与PCell对应的载波为下行链路主分量载波(DL PCC)，而在上行链路中，与PCell对应的载波为上行链路主分量载波(UL PCC)。

然而，以上论述与单个RAT(即，LTE)相关。由本发明所处理的问题是在下述无线通信系统中：在该无线通信系统中，多种无线接入技术(例如GSM、UMTS、LTE和超越、WiMAX、WiFi等)在整个网络中或者在诸如城市中心的一定区域中(在全部时间或者仅在高峰时间期间)可用。

为了简单起见，LTE和WiFi将用作共存于无线通信系统中的多个RAT的示例。图6(A)和图6(B)示出了在这样的系统中的典型的部署情形的两个示例；在情况(A)中，LTE eNB和WiFi AP是分离的(即由不同件设备提供)，而在情况(B)中，LTE eNB和WiFi AP位于同一处，即单个单元用作组合的LTE基站和Wi-Fi接入点。在这两种情况下中，UE被假设为是具有WiFi接口的双(或者多)模式装置。进一步假设存在将eNB和AP二者连接至核心网络的某种形式的回程网络(如宽带因特网)。

基于在TS36.300中确立的当前的3GPP标准，LTE系统中的eNB负责管理针对上行链路信道和下行链路信道二者的资源调度。为了高效地利用共享的信道资源(由多个UE来进行)，在MAC层中使用调度功能。eNB中的MAC实体包括动态资源调度器，该动态资源调度器针对DL-SCH和UL-SCH传输信道来分配物理层资源。不同的调度器针对DL-SCH和UL-SCH而进行操作。当在UE之间共享资源时，调度器应考虑每个UE的流量和QoS要求以及相关联的无线承载。调度器可以在考虑通过在eNB处所做的测量而识别的和/或由UE报告的UE处的无线电状况的情况下分配资源。无线资源分配可以针对一个或多个TTI有效。

当配置CA时，可同时通过多个服务小区来调度UE。然而，在多RAT情形中，资源调度变得非常具有挑战性；特别是对于LTE eNB与WiFi AP分离的图6(A)的情况，并且，对于多RAT节点之间的信息交换而言，不能将回程支持假定为理想的。这样的情形中的关键问题是，如何在不同的RAT的多个节点中协调无线资源调度以实现有效的多流聚合。这是UL和DL二者中的问题；然而，本发明主要关注下行链路。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种多RAT无线通信系统，包括：

终端；

第一基站装置，用于经由第一RAT与终端进行无线通信；以及

第二基站装置，用于经由第二RAT与终端进行无线通信；

该第一RAT和第二RAT各自具有上协议层以及与上层相关联的下协议层；

该第一基站装置和第二基站装置保持下述实体：其用于配置一个或更多个无线承载，以用于与终端的无线通信；以及

其中，所述一个或更多个无线承载由第一RAT和第二RAT二者携载，利用针对第一RAT和第二RAT相同的上协议层实体并利用针对第一RAT和第二RAT不同的下协议层实体来在第一基站装置和第二基站装置中配置无线承载。

这里，“RAT”意指无线接入技术，诸如GSM、GPRS、UMTS和LTE以及WiMAX(IEEE802.16)、CDMA和Wi-Fi(IEEE802.11)。在上下文需要的情况下，RAT意指将RAT用于其操作的无线通信系统。优选地，RAT中的一种RAT为LTE。

“系统”意指由对终端可用的所有无线通信系统形成的组合的网络。

“终端”包括任何种类的订户站、用户设备或者用户的移动的或固定的其他无线装置，并且“终端”也可以延伸至中继站。当然，在实际的系统中，通常存在被布置成与第一基站装置和第二基站装置进行通信的多个终端。在这种情况下，基站装置分别对于每个终端来针对第一RAT和第二RAT保持相同的上协议层实体并针对第一RAT和第二RAT保持不同的下协议层实体。

术语“无线承载”除了其在LTE的上下文中的具体含义以外，还可以被认为是指下述服务：其由RAT的接入层提供至非接入层(核心网络)，以用于在终端与核心网络之间传送数据。在优选的实施例中，一个无线承载被配置成在第一RAT和第二RAT两者上被携载。

术语“基站装置”是指一种功能单元，其未必与另一基站装置相独立地提供，该“基站装置”提供关于给定RAT的基站功能性。这里，并且在描述中，“基站”是指下述无线接入节点：终端从该无线接入节点接收传输，并且该无线接入节点在蜂窝系统的情况下提供一个或更多个小区。Wi-Fi中所使用的术语“接入点”也被包括在用于本目的的“基站”的范围内。因此，单个单元可以例如提供采用LTE eNB的形式的第一基站装置和采用Wi-Fi接入点的形式的第二基站装置。

基站装置可以定义每个协议层处的实体，在这种情况下，第一基站装置和第二基站装置可以保持上协议层和下协议层中的每个协议层处的实体。然而，协议层与在基站中所保持的实体之间的一对一对应不是必须的。

优选地，上协议层为分组数据控制协议即PDCP层或者与该PDCP层相对应的协议层；而下协议层为无线链路控制即RLC和/或媒体访问控制即MAC协议层、或者与该RLC和/或MAC协议层相对应的协议层。

在本发明的一种形式中(参见图6(B))，第一基站装置和第二基站装置由单个多RAT基站提供，在该单个多RAT基站中，针对两个RAT对于每个终端提供单个上协议层实体，并针对每个RAT对于每个终端提供一个或更多个不同的下协议层实体。

在本发明的另一种形式中(图6(A))，第一基站装置和第二基站装置由物理上分离的基站构成，在这些基站中的每个基站中针对两个RAT提供单个上协议层实体并针对每个RAT提供一个或更多个不同的下协议层实体，通过经由该基站之间的通信链路进行的相互通信来保持每个基站中各个实体之间的对应。

在后者情况下，并且当存在单个所述无线承载时，基站中的一个基站被选为主基站，该主基站负责管理该无线承载并负责将信息转发至另一基站。

当第一基站装置和第二基站装置由物理上分离的基站构成时，其可经由连接到中央节点的通信链路而彼此连接，并且在这些基站的每个基站中可以针对两个RAT提供单个上协议层实体并针对每个RAT提供一个或更多个不同的下协议层实体，通过该中央节点的控制来保持每个基站中各个实体之间的对应。

在如上所定义的任一系统中，所述无线承载或者每个无线承载适用于下行链路和上行链路二者，在这种情况下，针对上行链路和下行链路中的每一个来在每个RAT中定义下协议层实体。

一个或更多个无线承载可以包括用于以给定的服务质量来服务于该终端的数据承载。

除了以上提到的一个或更多个无线承载之外，第一基站装置和第二基站装置中的一个基站装置还可以将另外的无线承载配置为由RAT中的仅一个RAT所携载的信令承载。

在如上所定义的任一系统中，可以由RAT中的仅一个RAT来携载来自终端的上行链路通信。

在以上系统中的任一系统中，优选地，终端被布置成对至少一个RAT中的无线通信链路执行测量并且经由至少一个RAT发送测量报告。根据本发明的实施例，这样的测量报告包含针对多于一个的RAT的信息。该测量报告可以包含对被终端优选以用于去往终端和/或来自终端的无线通信的RAT的指示。

根据本发明的第二方面，提供了一种操作根据任一前述权利要求所述的无线通信系统的方法。

根据本发明的第三方面，提供了基站设备，该基站设备用于在多RAT无线通信系统中使用并且提供第一基站装置和第二基站装置中的至少一个基站装置，第一基站装置用于经由第一RAT与终端进行无线通信，第二基站装置用于经由第二RAT与终端进行无线通信，该第一RAT和第二RAT各自定义上协议层和与上层相关联的下协议层；

其中，所述基站设备被布置成保持下述实体，所述实体用于配置要由第一RAT和第二RAT二者来携载的一个或更多个无线承载，以用于与所述终端的无线通信；以及

该基站设备被布置成：针对第一RAT和第二RAT对于每个终端保持单个上协议层实体，并且针对第一RAT和第二RAT对于每个终端保持不同的下协议层实体。

又一方面提供了一种多RAT无线通信方法，包括：

经由第一RAT且同时经由第二RAT在至少下行链路上与终端进行无线通信，第一RAT和第二RAT各自具有上协议层和与上层相关联的下协议层；

保持上协议层和下协议层中的每一个处的、用于配置无线承载以用于与终端的无线通信的实体，该实体包括针对第一RAT和第二RAT相同的上协议层实体和针对第一RAT和第二RAT不同的下协议层实体；以及

使用第一RAT和第二RAT二者，调度用于该无线承载的资源。

在另一方面中，本发明涉及一种包括程序代码的计算机程序(其可以被存储到计算机可读介质)，该程序代码用于使计算机实施如在本申请中描述的方法，或者使计算机操作为如本申请中描述的终端或如在本申请中描述的基站装置。

因此，本发明使得能够在终端(3GPP术语中的UE)的协助下来协调不同RAT的多个基站(例如，LTE eNB、UMTS基站、WiFi接入点等)，以便针对下行链路中的多RAT多流聚合实现高效的无线资源调度。在网络侧，多RAT流共享相同的PDCP实体(通过共享公共的PDCP实体或者通过保持PDCP实体的相同副本而实现)，而各自具有独立的RLC/MAC。终端对所有所涉及的RAT执行必要的测量(取决于不同RAT的需要)，并且将测量报告/指示发送至所有所涉及的基站。将基于该测量报告以及预定义的规则/策略，对哪个RAT应当被用于下一次DL传输或者下一时段的DL传输做出决定。

与诸如在MAC级别处提供聚合的其他可能方法相比，根据本发明的在PDCP层处的工作针对多RAT聚合提供了更大的灵活性。

附图说明

参照附图通过示例来描述本申请的优选实施例，在附图中：

图1示出了在3GPP无线通信系统中采用的协议栈；

图2示出了图1中的协议层之间的分组的下行链路流；

图3示出了PDCP协议层中的PDCP实体的功能；

图4示出了被配置用于载波聚合(CA)的无线通信系统的下行链路的第2层结构；

图5示出了被配置用于载波聚合(CA)的无线通信系统的上行链路的第2层结构；

图6(A)和图6(B)示出了多RAT系统(LTE和WiFi)中的两个示例性部署情形；

图7示出了根据本发明的多RAT系统的下行链路的第2层结构的示例；

图8是从多RAT系统的基站的角度来看的本发明的方法中的步骤的流程图；以及

图9示出了本发明的一个实施例中的来自UE的组合CSI报告的可能格式。

具体实施方式

在描述具体的实施例之前，将概述本发明的原理。简要地说，本发明的实施例提供了下述方案：其使得能够在UE的协助下来协调不同RAT的多个基站(例如，LTE eNB、UMTS基站、WiFi接入点等)，以便针对下行链路中的多RAT多流聚合实现高效的无线资源调度。本发明的实施例主要针对用户平面(数据流量)。实际上，通过可用RAT之中的更有能力的/更可靠的RAT(例如LTE)来携载控制平面流量是可能的。

在此方案中，不同RAT的多个小区可以同时向单个UE调度传输块。(为简单起见，可以假设每个RAT提供一个小区，但是UE将可以使用相同的RAT同时经由多于一个的小区来进行通信)。传统的方法是，为了同时使用，不同的RAT正使用不同的频率。然而，这并不排除下述可能性：例如在同一帧中的不同时间，或者甚至在相同的时间，不同的RAT可能使用相同的频率。

如果经由多个RAT来发送相同的数据，则这提供了多样性。如果数据是不同的，那么这可以提供更高的数据速率。不同的小区可以属于相同的基站(其中，如图6(B)中那样，多个RAT同位于同一节点中)，或者属于不同RAT的没有处于同一处的基站(图6(A))。所支持的RAT可以为3GPP无线接入技术，诸如GSM、GPRS、UMTS、LTE和超越；或者非3GPP无线接入技术，诸如WiMAX、CDMA、WiFi等。

在网络侧，多RAT流(可能虚拟地)共享相同的PDCP实体，同时各自具有独立的RLC/MAC，如图7所显示。在图7中，被编号的框“1”、“2”、“3”表示下行链路应用层分组。图中的各个垂直分支与不同的RAT相对应，并且(在图6(A)的情况下)将由针对各个分支的不同基站来处理。另一种实现选项可以是下述选项：控制基站(例如LTE eNB)保持多RAT多流聚合的全貌，以便保证所需要的QoS。

MAC层中被标记为“HARQ”的框表示稍早提到的HARQ实体。PDCP实体和RLC实体与一个无线承载相关联，而MAC由所有无线承载所共享。在CA的情况下，HARQ实体与一个CC相关联。未必在每种RAT中都存在HARQ实体(例如，WiFi不采用HARQ)。

顺便提及，“PDCP实体”为3GPP术语，其在其他网络(诸如WiFi和WiMAX)中可能不具有所认可的含义。然而，类似的功能可以由其他系统中的不同实体来实施(或者也许根本不实施)。因此，非3GPP RAT可能需要采用简单的PDCP功能。

在多个RAT基站同位于相同的节点中的情况下(例如图6(B))，该基站针对为UE的具有一定QoS需求的一个特定应用而分配的无线承载保持一个单个PDCP实体。此PDCP实体然后与多个RLC实体集相关联；一个RAT有一个RLC实体集。RLC实体的“集”意指取决于RB特性(即单向或者双向)和RLC模式(TM、AM或者UM)的一个或者两个(每个方向一个)RLC实体。存在与RAT的数目(或者至少下述RAT的数目：对于这些RAT，引用RLC功能或类似RLC的功能是有意义的)一样多的RLC实体集。

尽管“RLC实体”为3GPP术语，但是在其他的非3GPP网络中可以存在类似的功能性。例如，WiFi系统中的LLC(逻辑链路控制)层具有尽管比3GPP网络中的RLC简单得多的、但类似的功能。

在各个基站针对多个RAT而分离的多RAT的情况下(例如图6(A))，每个基站保持如图7所示的第2层结构。然后，当针对UE的具有一定QoS需求的一个特定应用而建立无线承载时，不同RAT的两个小区被指定为服务小区。两个小区的基站需要交换信息，以使得这两个基站可以保持针对此无线承载的一个共享的单个PDCP实体。在每个基站中，如图7所示，PDCP实体然后与其自身小区的RLC实体以及另一小区的虚拟RLC实体相关联。

在图7中，被编号的框“1”、“2”和“3”表示DL数据分组。不同基站中的PDCP实体是相同的(图7示出了一个基站的PDCP实体)，并且与单个无线承载RB11相关联。此PDCP然后与多个RLC实体集相关联，这些RLC实体集中的一个RLC实体集(“RAT1RLC实体”)表示此基站内的RLC模块，并且这些RLC实体集中的其他RLC实体集(在本示例中仅一个RLC实体集(“RAT2RLC实体”))为表示其他基站的对应RLC模块的虚拟RLC实体集。注意，为简单起见，假设在图7所示的示例中RAT1和RAT2二者使用了类似的RLC/MAC结构。实际上，事实未必如此；并且不同的RAT可以使用其自己的RLC结构或类似RLC的结构以及MAC层实现。

在终端侧，UE对所有所涉及的RAT执行必要的测量(取决于不同RAT的需求)并向所有所涉及的基站发送测量报告/指示，这未必是分别地进行的。(就是说，可以由至少一个基站来发送和接收组合的报告，其中该至少一个基站将相关信息转发至其他的基站)。将基于该测量报告以及网络中的任意预定义规则/策略，对哪个RAT(或者哪些RAT)应当被用于下一次DL传输或者下一时段的DL传输做出决定。通常，如果需要，则相同的RAT将负责重传。

因此，针对给定UE的给定无线承载，不同的RAT共享单个PDCP实体。PDCP的主要功能之一是：将下行链路应用层分组转换成PDCP协议PDU，并且对每个PDU分配PDCP SN(序列号)。对所涉及的基站之间的“传输时段”进行定义/决定的示例可以基于PDCP SN，这需要基站之间的关于PDCP SN的信息交换。注意，并非每个RAT一定采用相同的时间段(诸如帧)用于其操作。然而，物理层处的不同的帧长度在更高层处可能不会是问题，这些更高层可能不需要符合特定的帧定时。

现在将描述本发明的实施例。通常，除非另有说明，否则实施例是基于与其他无线接入技术共存的LTE和超越。术语“网络”此后用于意指在给定地理区域中可用的、组合的无线通信系统，包括一个或更多个LTE eNodeB连同其他RAT的其他基站或接入点，其各自控制多于一个的小区。每个小区可以服务于一个或更多个终端(UE)，该一个或更多个终端(UE)可接收该小区中传输的信号并将这些信号解码。为了针对去往UE和来自UE的传输来调度时域、频域和空域上的传输资源的适当使用，网络向UE发送控制信令。在LTE中，数据传输的调度基于由UE报告的信道状态信息(CSI)。通过UE监视由支持小区的天线端口周期性地传输的CSI参考信号(CSI-RS)来确定CSI。通过RRC信令来配置CSI-RS传输的细节(例如，端口的数目、CSI-RS信号的位置、传输的周期性)。无线承载管理

针对UE的具有一定QoS需求的一个特定应用来分配无线承载(RB)。在本发明中，将至少一个公共RB用于被指定为针对此无线承载的多RAT多流聚合的服务小区的所有RAT。“无线承载”主要是3GPP术语，其通常与一定QoS需求相关联。

顺便提及，可以建立多于一个的RB来提供应用：例如，为服务于多媒体应用，一个RB用于视频而另一个RB用于音频。另外的示例是可伸缩视频，其中通过一个RB发送基底层并且通过其他可能较不可靠的RAT的其他RB来发送增强层；可以通过一个RAT或者多个RAT来支持这些RB中的每个RB。

可能需要在用于描述公共无线承载的参数与给定RAT中所使用的特定概念之间形成映射。

图8是所涉及的步骤的简化流程图。

对于配置有多RAT多流聚合的UE，当针对UE的具有一定QoS需求的服务来分配无线承载时(步骤S10)，网络(即所涉及的RAT的基站)需要将此无线承载与在每个基站中保持的PDCP实体相关联(步骤S12)。注意，所涉及的RAT中的所有PDCP实体是相同的，这可以通过OAM预先配置以及基站之间用于更新PDCP状态的非频繁信息交换来实现(在图6(A)的情况下，其中多个RAT的基站是分离的)。在图6(B)的情况下，提供被所涉及的RAT中的每个RAT所使用的一个公共PDCP实体就足够了。

然后(S14)，基站需要协作来确定在可用RAT之间的适当的资源分配，以提供服务所要求的服务质量。为了实现这一点，在所涉及RAT之间需要网络信息交换(在多个RAT的基站是分离的的情况下)，其包括无线承载/PDCP实体的基本配置、如何调度在所涉及的基站之间的数据传输的策略/规则。例如，RAT的选择可以考虑应用分组的不同功能；例如可以通过一个RAT来携载应用级别控制消息，而数据消息经由另一RAT来传输。应用层控制信令的一个示例可以为SIP(会话发起协议)信令；这是3GPP IMS IP多媒体子系统中的控制信令，但是在3GPP中被视为用户数据。另一个示例为3GPP中的实时多媒体数据流量，其被视为用户数据，但实际上包括RTP用户数据分组和RTCP控制分组二者。另一更常见的示例是IP数据分组与因特网控制消息协议(即ICMP)控制分组之间的区别。

可以用于RAT的选择的另一原理是：资源管理器可以在考虑其他RAT的资源之前用尽一个RAT的可用资源。在具有位于同一处的多个RAT的图6(B)的情形中，资源管理器可以为BS的调度器。

然后，基站继续根据所确定的资源分配来执行与UE的分组的发送/接收(S16)。作为UE与基站的通信的一部分，UE如下面进一步描述的那样来发送测量报告(S18)。

信息交换框架

在网络侧存在若干选项以利于不同RAT的基站之间的信息交换。

在一个选项中，将中央节点直接地或者间接地连接至不同RAT的每个基站，该节点协调这些基站之间的通信。

在另一选项中，当UE被配置有多RAT多流聚合时，一个基站将被选择为主服务BS(例如，LTE eNB)。在这种情形下，可以由该主服务BS来提供资源管理器。主服务BS具有关于无线承载管理和其他管理功能的、与核心网络节点的直接通信；并且然后该主服务BS经由逻辑接口将信息转发至其他所涉及的基站。

在第三个选项中，每个基站与核心网络节点直接进行通信，其中假设所有的核心网络节点相互连接。在此选项中，基站之间的信息交换经由核心网络节点。在此选项中，可能不存在单个资源管理器。无线资源调度决定可以基于在所涉及的基站之间达成一致的预先配置或者定义的规则/策略。

信息流的分离

为了简化系统操作，控制信息(例如，RRC信令)可以被限制于一个RAT。RRC信令为UE专用信令。如前面提到的，LTE网络可以受控，携载用于UE的所有控制信令。类似地，物理层信令也可以被限制于一个RAT。

LTE中的诸如PDCCH和PUCCH的信道携载物理层控制信号(例如，指示资源分配)，其对更高层是不可见的。顺便提及，RRC信令通过PDCH来携载，并且从PHY的观点来看被视为数据流。

此外，上行链路操作可以被限制于一个RAT(即另外的RAT仅被用于下行链路)。这将经常反应服务需要(例如，因特网浏览或者视频流)，并且如果RAT具有显著不同的特性(例如，QoS或者覆盖)则这将是适当的。可以经由不同RAT来对需要不同的QoS的流量进行路由。

作为示例性实施例，再次参照图6情形，使用LTE提供完整的功能，而通过WiFi提供有限的功能(例如，仅DL，并且没有RRC信令)。

信道状态信息报告/指示

在此实施例中，被配置有多RAT多流聚合的UE对所有所涉及的RAT的信道状态信息进行报告。这需要通过网络经由例如LTE中的RRC信令来进行配置或者指示。与现有的CSI报告不同，这种新类型的报告包含用于多个RAT(3GPP RAT和非3GPP RAT二者)的CSI信息，并且需要对所有所涉及的基站是可用的。这可以通过不同的RAT中的每个RAT的各个物理信道或者使用仅一个RAT并且利用基站之间的信息传输来完成。因此，例如，与一个RAT有关的CSI可以由另一RAT来携载。

可替选地，这可以使用对所有基站而言可用的UL信道来完成。这可以通过使用例如新的载波类型、处于能够被所有RAT使用的频率的公共载波来实现。

报告的内容(而非当前3GPP规范中指定的详细信息)可以从UE的角度被简化为对不同RAT的质量、可用度和优选性的粗糙指示。这里“优选性”主要意在指UE对用于接收下行链路传输的RAT的优选。UE的优选不需要排他性地或者甚至部分地基于信号质量，而可以基于经济上的考虑：例如，使用Wi-Fi通常将是免费的，而使用LTE可能会发生费用。

报告可以是具有(能够由网络进行配置的)一定间隔的周期性的，这使得网络能够以半静态的方式来调度数据传输。还可以配置由事件驱动的报告，以便网络和终端二者快速地适应网络状态的改变。在这种情况下，可以定义阈值以便减少信令开销。

图9示出了这样的CSI消息的一个可能格式。在此示例中，在一个组合的CSI消息内分别针对三个RAT中的每个RAT来对CSI进行传送。每个RAT由在针对该RAT的CSI(“针对RAT1的CSI”等)之前的诸如“RAT1ID”的标识字段来标识。通过使用标识字段，接收基站可以确定消息的哪部分与该基站支持的RAT有关以及消息的哪些部分需要被路由至其他的基站(假设CSI通过单个RAT被发送至一个基站)。当然，各种形式可以用于这样的消息。而且，接收基站可以简单地转发整个消息而不是将其分解成组成部分。

报告可以由UE触发，在这种情况下，UE需要用于指示这样的报告为可用的或者将被传输的机制。作为示例，可以将UE的SRS(探测参考信号)传输中的指示定义为指示该报告将很快被传输，例如在下一子帧或者相同子帧中被传输(这在公共载波被用于所有所涉及的RAT的情况下是可能的)。这将进一步增强这样的报告的灵活性和效率。由UE触发的报告可以被限制于被UE所优选的一个或更多个RAT；另一方面，由网络设置的周期性报告优选地覆盖所有可用的RAT。

一旦报告被传输至网络，则UE将会假设优选的RAT(基于从网络指令的策略/规则)将被用于下一次数据传输，除非网络(即，主服务基站)另有指令。通过这样作，将相应地针对特定的服务RAT来执行基于现有标准的现有信道状态信息报告。

各种修改可以在本发明的范围内。

以上描述是指UE，然而本发明还适用于在多RAT系统的下行链路上接收数据的其他类型的无线装置，例如中继或微微小区基站。在这种情况下，朝着对无线资源进行控制的基站(LTE术语中的宿主eNB)的方向，中继/微微小区表现为UE。

而且，尽管该描述假设不同的基站采用不同的RAT，然而，一些基站可能正使用相同的RAT但由不同的移动运营商来操作(即，处于使用相同RAT的不同RAN中)。

总之，本发明的实施例使得能够在终端(3GPP术语中的UE)的协助下来协调不同RAT的多个基站(例如，LTE eNB、UMTS或WiMAX基站、WiFi接入点等)，以便实现针对下行链路中的多RAT多流聚合的高效无线资源调度。在网络侧，多RAT流共享相同的PDCP实体(公共的PDCP实体或者其相同副本)，同时各自具有独立的RLC/MAC。在终端侧，UE取决于不同的RAT需要而对所有所涉及的RAT执行必要的测量，并将测量报告/指示发送至所有所涉及的基站。将基于测量报告以及预定义的规则/策略，对哪个RAT应当被用于下一次DL传输或者下一时段的DL传输做出决定。

工业实用性

本发明使得能够针对移动通信系统中的多RAT多流聚合来实现高效的下行链路无线资源调度，在该移动通信系统中，终端被配置成使用不同无线接入技术(RAT)的多个基站来同时发送和接收数据。本发明使多RAT基站能够同时向单个UE进行传输，从而提高了跨整个覆盖区域的用户体验和数据速率，此外提高了整个系统负载平衡。

Claims

1.一种多RAT无线接入技术无线通信系统，包括：

终端；

第一基站，经由第一RAT与所述终端进行无线通信；以及

第二基站，经由第二RAT与所述终端进行无线通信；

所述第一RAT和所述第二RAT各自具有作为上协议层的分组数据控制协议PDCP或等效层、以及作为与所述上协议层相关联的下协议层的无线链路控制RLC或等效层和媒体访问控制MAC或等效层；

所述第一基站和所述第二基站保持多个所述协议层中的每个协议层处的实体，所述实体用于配置一个或更多个无线承载，以用于与所述终端的无线通信；以及

其中，所述一个或更多个无线承载由所述第一RAT和所述第二RAT二者所携载，针对所述第一RAT和所述第二RAT在所述PDCP或等效层处利用相同的实体并针对所述第一RAT和所述第二RAT在所述RLC或等效层和所述MAC或等效层中的一个处利用不同的实体来在所述第一基站和所述第二基站中配置无线承载。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述第一基站和所述第二基站由单个多RAT基站来提供，在所述单个多RAT基站中，针对两个RAT在所述PDCP或等效层处对于每个终端提供单个实体，并针对每个RAT在所述RLC或等效层处或在所述MAC或等效层处对于每个终端提供一个或更多个不同的实体。

3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述第一基站和所述第二基站包括物理上分离的基站，在所述基站中的每个基站中针对两个RAT在所述PDCP或等效层处提供单个实体并针对每个RAT在所述RLC或等效层处或在所述MAC或等效层处提供一个或更多个不同的实体，每个基站中的各个实体之间的对应通过经由所述基站之间的通信链路进行的相互通信来保持。

4.根据权利要求3所述的无线通信系统，其中，存在单个无线承载，所述基站中的一个基站被选为主基站，该主基站负责管理所述单个无线承载并负责将信息转发至另一基站。

5.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述第一基站和所述第二基站包括各自经由通信链路连接到中央节点的、物理上分离的基站，并且在所述基站中的每个基站中针对两个RAT在所述PDCP或等效层处提供单个实体并针对每个RAT在所述RLC或等效层处或在所述MAC或等效层处提供一个或更多个不同的实体，每个基站中的各个实体之间的对应通过所述中央节点的控制来保持。

6.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述无线承载适用于下行链路和上行链路二者，针对所述上行链路和所述下行链路中的每一个，在每个RAT中在所述RLC或等效层处或在所述MAC或等效层处定义实体。

7.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述一个或更多个无线承载包括用于以给定的服务质量来服务于所述终端的数据承载。

8.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述第一基站和所述第二基站中的一个基站将另外的无线承载配置为由所述RAT中的仅一个RAT所携载的信令承载。

9.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，由所述RAT中的仅一个RAT来携载来自所述终端的上行链路通信。

10.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述终端被布置成：对至少一个RAT中的无线通信链路执行测量，并经由所述至少一个RAT发送测量报告。

11.根据权利要求10所述的无线通信系统，其中，所述测量报告包含针对多于一个的RAT的信息。

12.根据权利要求10所述的无线通信系统，其中，所述测量报告包含对下述RAT的指示：所述终端优选该RAT用于进行与所述终端的无线通信。