CN105794141B - 由无线终端执行的方法以及基站中的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了用于在无线通信系统(100)中在多个频率上同时地通信的方法。在各种实现方式中，如果无线终端(118)从第一基站(102)接收第一数据集合并且从第二基站(106)接收第二数据集合，那么它在单个上行链路子帧的不同时隙上并且在不同的频率上发送响应于第一和第二数据集合的信号。

Description

由无线终端执行的方法以及基站中的方法
交叉申请的相关引用
本申请是于2014年4月14日提交的美国专利申请No.14/251,997的延续，其要求于2013年12月4日提交的美国临时专利申请61/911,657的优先权，这些申请的整体公开内容通过引用而结合于此。
技术领域
本公开总体涉及无线网络通信，并且更具体地，涉及用于在多个频率上同时通信的方法。
背景技术
近来已经推动了对无线网络中所谓的“小小区”的发展。小小区是传统小区或者宏小区的低功率版本。小小区的示例包括毫微微小区、微微小区和微小区。随着对带宽的需求已经增长，小小区为网络运营商提供了一种卸载它们的一些宽频带流量的方式。然而，在小小区与宏小区之中共享流量向无线通信增加了一层复杂度。例如，无线终端需要具有多个发射器用以与小小区和宏小区两者进行通信，因为小小区和宏小区通常在无线电频谱的不同部分上进行通信。
在长期演进(“LTE”)标准集合的当前实现中，当无线终端在下行链路子帧上接收数据时，它使用上行链路子帧传输这些数据的确认或否定确认(“ACK”、“NACK”)，该上行链路子帧在那个下行链路子帧之后的不多于四个子帧处。每个ACK或NACK扩展在该上行链路子帧的两个时隙上。尽管在无线终端正使用单个频率进行传输时这个技术可能是足够的，但是它可能在两用(dual-use)终端上施加有限制。两用终端通常具有两个发射器：一个用于(在第一频率上)与宏小区通信并且一个用于(在第二频率上)与小小区进行通信。特别地，来自两个发射器的同时传输易于使得发射器彼此干扰。
附图说明
尽管所附权利要求具体地阐述了本技术的特征，这些技术可以最好从以下结合附图的详细描述而得以地被理解，其中：
图1是通信系统的框图；
图2是代表性的无线终端或基站的框图；
图3A是用于与多个基站同时地通信的频分双工(“FDD”)方法的流程图；
图3B是用于与多个基站同时地通信的时分双工(“TDD”)方法的流程图；
图4是用于配置无线终端与多个基站同时地通信的方法的流程图；
图5是要被用于与多个基站同时地通信的FDD子帧配置；以及
图6是要被用于与多个基站同时地通信的TDD子帧配置。
具体实施方式
参照附图，其中相似参考标号指代相似元件，本发明的技术被图示为被实现在适当的环境中。以下描述基于权利要求的实施例并且不应当被认为关于本文中未被明确描述的备选实施例而限制权利要求。
本公开描述了用于与多个基站同时地通信的方法。在各种实施例中，如果无线终端在多个下行链路频率上接收数据，那么它在单个上行链路子帧的不同时隙上、但是在不同上行链路频率上对数据的每个实例进行响应。如本文中所使用的“频率”不限于单个、离散的频率，而是可以包括由子帧涵盖的频率范围，包括该子帧的每个资源块和子载波。
参照图1，根据一个实施例的无线通信系统100包括控制宏小区104的宏小区基站102。宏小区基站102是无线网络103的许多宏小区基站之一并且通过一个或多个已知的机制而连接至无线网络103的其他部分。位于宏小区104的覆盖区域内的是控制第一小小区108的第一小小区基站106、控制第二小小区112的第二小小区基站110、以及控制第三小小区116的第三小小区基站114。第一无线终端118在宏小区104和第一小小区108两者的覆盖区域内操作，第二无线终端120在宏小区104和第二小小区112两者的覆盖区域内操作，并且第三无线终端122在宏小区104和第三小小区116两者的覆盖区域内操作。无线网络103的可能的实现方式包括蜂窝网络(诸如LTE网络)和电气与电子工程师协会(“IEEE”)802.11x网络。小区、基站和无线终端的可能的实现方式是能够在LTE网络或IEEE 802.11x网络中通信的那些。
第一无线终端118、第二无线终端120和第三无线终端122均支持双模式通信。也就是说，每个都支持与小小区基站和与宏小区基站同时地通信。第一无线终端118与第一小小区基站106和与宏小区基站102通信。第二无线终端120与第二小小区基站110和与宏小区基站102通信。第三无线终端122与第三小小区基站114和与宏小区基站102通信。
图1的无线终端和基站在无线电帧中彼此通信，其中每个帧由若干不重叠的子帧组成。每个子帧由若干不重叠的时隙组成。在本公开的一个实施例中，宏小区基站102与小小区基站同步。换而言之，宏小区104的帧和子帧定时与第一小小区108、第二小小区112和第三小小区116的帧和子帧定时处于同步。在一个实施例中，每个无线电帧是10毫秒的FDDLTE帧，该FDD LTE帧具有10个1毫秒的子帧，其中每个子帧具有两个0.5毫秒的时隙。在另一个实施例中，每个子帧是10毫秒的TDD LTE帧，该TDD LTE帧具有10个1毫秒的子帧，其中每个子帧具有两个0.5毫秒的时隙。在一个实施例中，无线终端在物理上行链路控制信道(“PUCCH”)的资源块上传输ACK-NACK。PUCCH资源块位于接近上行链路子帧的频率范围的上限和接近下限(例如，最高和最低子载波)。
仍然参照图1，在无线终端和基站之间通过的数据流量的类型根据它们的服务质量(“QoS”)类别来分类。在一个实施例中，可能的QoS类别包括(1)对话类数据、诸如语音电话和视频电话，(2)流式传输类(streaming-class)数据、诸如单路视频或音频流式传输，(3)交互类数据，交互类数据是响应于请求(例如网页浏览、数据库检索、服务器访问、对测量记录的轮询以及自动数据库查询)而发送的数据，以及(4)后台类数据，后台类数据是在后台中发送和接收的数据(例如电子邮件和短消息服务消息)。
图2图示了设备200，其是图1的基站或无线终端的可能的实现方式。设备200包括用户接口208、控制器210、存储器220(其可以被实现为易失性存储器或非易失性存储器)、第一收发器240、第二收发器241、输入-输出接口250、网络接口260和一个或多个天线221。控制器210从存储器220获取指令并且根据这些指令进行操作以向第一收发器240和第二收发器241提供向外的数据和从第一收发器240和第二收发器241接收到来的数据。控制器210还经由输入-输出接口250从外部设备接收数据和向外部设备发送数据。如果设备200是基站，那么网络接口260耦合至回程(backhaul)网络，并且控制器210可以经由回程网络向无线网络103(图1)的其他元件传输数据。
第一收发器240包括发射器240A和接收器240B。第二收发器241包括发射器241A和接收器241B。在操作期间，每个收发器从控制器210接收数据并且经由天线221中的一个或多个天线传输表示该数据的射频(“RF”)信号。类似地，每个收发器经由天线221中的一个或多个天线接收RF信号、将这些信号转换成被恰当格式化的数据并且将该数据提供至控制器210。
设备200的元件中的每个元件经由数据路径270而通信地链接至其他元件。数据路径270的可能的实现方式包括电线、微芯片上的导电路径、以及无线连接。控制器210的可能的实现方式包括微处理器、微控制器和计算机。网络接口260的可能的实现方式包括调制解调器、网络接口卡和无线局域网芯片组。
在本公开的FDD实施例中，如果无线终端(例如图1的任一个无线终端)在第一下行链路频率上在下行链路子帧中接收第一数据集合、并且在第二下行链路频率上在下行链路中接收第二数据集合，难么它在单个上行链路子帧中、但是在不同的非重叠的时隙上和在不同的上行链路频率(第一上行链路频率和第二上行链路频率)上对第一数据集合和第二数据集合进行响应。在本公开的TDD实施例中，如果无线终端在第一频率上在下行链路子帧中接收第一数据集合、并且在第二频率上在下行链路中接收第二数据集合，那么它在第一频率上对第一数据集合进行响应并且在第二频率上对第二数据集合进行响应。然而，这些响应在单个上行链路子帧中但是在不同的非重叠的时隙上被发送。因此，在TDD实施例中，存在四个不同的频率——第一上行链路频率、第一下行链路频率、第二上行链路频率和第二下行链路频率。在TDD实施例中，存在两个频率——第一上行链路-下行链路频率和第二上行链路-下行链路频率。在FDD和TDD两者的实施例中，下行链路子帧和上行链路子帧可以由固定偏移所分离。例如，上行链路子帧可以是下行链路子帧之后的四个子帧处。
参照图3A，流程图300图示了本公开的FDD实施例。在步骤302处，无线终端在第一下行链路频率上在下行链路子帧中接收第一数据集合。在步骤304处，无线终端在第二下行链路频率上在下行链路子帧中接收第二数据集合。在步骤306处，无线终端在第一上行链路频率上在第一上行链路子帧中的第一时隙而不是第二时隙中传输响应于第一数据集合的第一信号。在步骤308处，无线终端在第二上行链路频率上在该上行链路子帧的第二时隙而不是第一时隙中传输响应于第二数据集合的第二信号。第一时隙和第二时隙中的每个时隙小于它们发生于其中的子帧。第一时隙和第二时隙不重叠。
参照图3B，流程图350图示了本公开的TDD实施例。在步骤352处，无线终端在第一频率上在下行链路子帧中接收第一数据集合。在步骤354处，无线终端在第二频率上在下行链路子帧中接收第二数据集合。在步骤356处，无线终端在第一频率上在上行链路子帧中的第一时隙而不是第二时隙中传输响应于第一数据集合的第一信号。在步骤358处，无线终端在该上行链路子帧的第二时隙而不是第一时隙中传输响应于第二数据集合的第二信号。第一时隙和第二时隙中的每个时隙小于该上行链路子帧。第一时隙和第二时隙不重叠。
根据一个实施例，宏小区基站向无线终端用信号发送上行链路控制信道格式(例如，PUCCH格式)，以便于通知无线终端它要使用特定的方法来执行ACK-NACK，诸如图3A图示的方法或者图3B图示的方法。无线终端然后开始使用被信号发送的格式(例如被信号发送的PUCCH格式)。参照图4，流程图400图示了这个过程。在步骤402处，宏小区基站在下行链路频率上向无线终端提供上行链路控制信道格式。在一个实施例中，控制信道格式根据由宏小区基站和无线终端共享的通信标准(例如LTE通信标准)来定义并且指定了无线终端要在上行链路频率上在上行链路子帧的第一时隙中向宏小区基站传输ACK-NACK消息、并且在上行链路频率上在上行链路子帧的第二时隙中向小小区基站传输ACK-NACK消息。在步骤404处，宏小区基站在下行链路子帧中向无线终端传输数据。在步骤406处，宏小区基站102在上行链路频率上在上行链路子帧的第一时隙中从无线终端接收针对所传输的数据的ACK-NACK。时隙位置可以颠倒，以使得针对宏小区基站102的ACK-NACK在上行链路子帧的第二时隙中并且针对小小区基站的ACK-NACK在第一时隙中。此外，在TDD实施例中，下行链路频率和上行链路频率是相同的。
在一些实施例中，宏小区基站102用信号通知无线终端，以指示它们要从每个基站接收到哪种类型的数据。例如，如果宏小区基站102向第一无线终端118提供对话类数据和流式传输类数据两者，那么宏小区基站102可以在确定第一无线终端118处于小小区108的覆盖区域内时向第一无线终端118指示(经由高层信令)第一无线终端118应当切换到第一小小区108以从第一小小区基站106接收流式传输类数据、但是应当继续与宏小区104保持连接以便从宏小区基站102接收对话类数据。
尽管流程图300、流程图350和流程图400仅涉及两个时隙，其他实施例可以具有多于两个(非重叠的)时隙。此外，本公开可以在以下情况中应用：在无线终端正与多个小小区基站而不与宏小区基站通信时、在无线终端正与多个宏小区基站而不与小小区基站通信时、或者在无线终端正与小小区基站和宏小区基站的混合通信时。
为了解释说明本公开的实施例，假设无线终端118使用如图5所示的FDD通信与宏小区基站102和与小小区基站106通信。第一无线终端118在从DL1至DL8的第一子帧集合502中在频率f1DL上从宏小区基站102接收数据，并且在从UL1至UL8的第二子帧集合504中在频率f1UL上向宏小区基站102传输数据。第一无线终端118在频率f2DL上在从DL1至DL8的第三子帧集合532中从第一小小区基站106接收数据，并且在从UL1至UL8的第四子帧集合534中在频率f2UL上向第一小小区基站106传输数据。
在本公开的一个实施例中，第一无线终端118在上行链路子帧UL至UL8中的一个上行链路子帧的时隙SL1而不是时隙SL2中在第一上行链路频率f1UL上传输针对从宏小区基站102接收到的数据的响应。第一无线终端118在上行链路子帧UL至UL8中的一个上行链路子帧的时隙SL2而不是时隙SL1中传输针对从第一小小区基站106接收到的数据的响应。
为了给出另一个示例，假设以下情况。(1)第一无线终端118在第一下行链路频率f1DL上在子帧DL1中从宏小区基站102接收第一数据集合506。(2)在接收第一数据集合506的同时，无线终端118还在第二下行链路频率f2DL上在子帧DL1中从小小区基站106接收第二数据集合508。(3)无线终端118在第一下行链路频率f1DL上在子帧DL2中从宏小区基站102接收第三数据集合510。(4)在接收第三数据集合510的同时，无线终端118在第二下行链路频率f2DL上在子帧DL2中从小小区基站106接收第四数据集合512。(5)第一数据集合506和第三数据集合510是对话类数据。(6)第二数据集合508和第四数据集合512是流式传输类数据、交互类数据或者后台类数据。
PUCCH资源块516、时隙SL1(而不是时隙SL2)、子帧UL5、频率f1UL上，无线终端118向宏小区基站102传输响应于第一数据集合506的ACK-NACK514。在PUCCH资源520、时隙SL2(而不是时隙SL1)、子帧UL5、频率f2UL上，无线终端118向小小区基站106传输响应于第二数据集合508的ACK-NACK518。在PUCCH资源块524、时隙SL1(而不是时隙SL2)、子帧UL6、频率f1UL上，无线终端118向宏小区基站102传输响应于第三数据集合510的ACK-NACK522。在PUCCH资源528、时隙SL2(而不是时隙SL1)、子帧UL6上，无线终端118向小小区基站106传输响应于第四数据集合512的ACK-NACK526。
参照图6，假设无线终端118使用图6的帧结构与宏小区基站102和与小小区基站106通信，该子帧结构包括SF0至SF9的TDD子帧。“D”标示的那些子帧是下行链路子帧，并且“U”标示的那些子帧是上行链路子帧。“S”标记的那些子帧是特殊子帧，这是本领域中已知的。无线终端118在子帧SF0、SF1和SF5中在频率f1DL,UL上从宏小区基站102接收数据。无线终端118在子帧SF2、SF3、SF4、SF6、SF7、SF8和SF9中在频率f1DL,UL上向宏小区基站102传输数据。无线终端118在子帧SF0、SF1和SF5中在频率f2DL,UL上从小小区基站106接收数据。无线终端118在子帧SF2、SF3、SF4、SF6、SF7、SF8和SF9中在频率f2DL,UL上向小小区基站106传输数据。
为了给出另一个示例，假设以下情况。(1)无线终端118在频率f1DL,UL、SF0上从宏小区基站102接收第一数据集合606。(2)在接收第一数据集合606的同时，无线终端118在频率f2DL,UL、SF0上从小小区基站106接收第二数据集合608。(3)无线终端118在频率f1DL,UL、SF1上从宏小区基站102接收第三数据集合610。(4)在接收第三数据集合610的同时，无线终端118在频率f2DL,UL上接收第四数据集合612。(5)第一数据集合606和第二数据集合608是对话类数据。(6)第三数据集合610和第四数据集合612是流式传输类数据。
在子帧SF4中，无线终端118(a)在PUCCH资源块616、时隙SL1(而不是时隙SL2)、频率f1DL,UL上向宏小区基站102传输响应于第一数据集合606的ACK-NACK614，以及(b)在PUCCH资源块620、时隙SL2(而不是时隙SL1)、频率f2DL,UL上向小小区基站106传输响应于第二数据集合608的ACK-NACK618。在子帧SF7中，无线终端(a)在PUCCH资源块624、时隙SL1(而不是时隙SL2)、频率f1DL,UL上传输响应于第三数据集合610的ACK-NACK 622，以及(b)在PUCCH资源块628、时隙SL2(而不是时隙SL1)、频率f2DL,UL上向小小区基站106传输响应于第四数据集合612的ACK-NACK626。
根据所讨论的原理可以被应用到其中的许多可能的实施例，应当认识到，本文中关于附图所描述的实施例仅旨在于解释说明而不应当被认为限制权利要求的范围。因此，本文中所描述的技术设想到可以落入在所附权利要求及其等同形式的范围内的所有这样的实施例。
本发明享有包括但不限于无线通信网络的广泛实用性。

Claims (9)

1.一种由无线终端执行的方法，包括：
在第一下行链路频率上在下行链路子帧中接收第一数据集合；
在接收所述第一数据集合的同时，在第二下行链路频率上在下行链路子帧中接收第二数据集合；
在第一上行链路频率上在上行链路子帧的第一时隙而不是第二时隙中传输响应于所述第一数据集合的第一信号；以及
在第二上行链路频率上在所述第二时隙而不是所述第一时隙中传输响应于所述第二数据集合的第二信号；
其中所述第一时隙和所述第二时隙中的每个时隙小于所述第一上行链路子帧；
其中所述第一时隙和所述第二时隙不重叠，
其中所述第一信号包含响应于从第一基站接收到的第一数据集合的确认或否定确认ACK-NACK信息；并且
其中所述第二信号包含响应于从第二基站接收到的第二数据集合的ACK-NACK信息。
2.根据权利要求1所述的方法：
其中在第一下行链路频率上在下行链路子帧中接收第一数据集合包括从第一基站接收所述第一数据集合；以及
其中在第二下行链路频率上在所述下行链路子帧中接收第二数据集合包括从第二基站接收所述第二数据集合。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一基站是宏小区基站并且所述第二基站是小小区基站，所述小小区基站在由所述宏小区基站控制的宏小区的覆盖区域内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中传输所述第一信号包括使用第一物理上行链路控制信道PUCCH格式在PUCCH上传输所述第一信号，所述方法进一步包括：
在所述第一下行链路频率上在第二下行链路子帧中从第一基站接收第三数据集合；以及
在所述第一上行链路频率上在第二上行链路子帧的两个时隙上使用第二PUCCH格式在PUCCH上传输响应于所述第三数据集合的第三信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述下行链路子帧和所述上行链路子帧中的至少一个子帧由固定时间偏移所分离。
6.根据权利要求1所述的方法：
其中在第一下行链路频率上在下行链路子帧中接收数据包括在所述第一下行链路频率上在所述下行链路子帧中接收对话类数据；以及
其中在第二下行链路频率上在所述下行链路子帧中接收数据包括在所述第二下行链路频率上在所述下行链路子帧中接收流式传输类数据、交互类数据或者后台类数据。
7.一种由无线终端执行的方法，包括：
在第一频率上在下行链路子帧中接收第一数据集合；
在接收所述第一数据集合的同时，在第二频率上在所述下行链路子帧中接收第二数据集合；
在所述第一频率上在上行链路子帧的第一时隙而不是第二时隙中传输响应于所述第一数据集合的第一信号；以及
在所述第二频率上在所述上行链路子帧的仅所述第二时隙而不是所述第一时隙中传输响应于所述第二数据集合的第二信号；
其中所述上行链路子帧的所述第一时隙和所述第二时隙中的每个时隙小于所述上行链路子帧；
其中所述上行链路子帧的所述第一时隙和所述第二时隙不重叠；
其中所述第一信号包含响应于从第一基站接收到的第一数据集合的确认或否定确认ACK-NACK信息；并且
其中所述第二信号包含响应于从第二基站接收到的第二数据集合的ACK-NACK信息。
8.一种第一基站中的方法，所述方法包括：
在下行链路频率上向无线终端无线地提供上行链路控制信道格式；
其中所述上行链路控制信道格式指定所述无线终端要：
在第一上行链路频率上在上行链路子帧的第一时隙中向所述第一基站传输确认或否定确认ACK-NACK消息；以及
在第二上行链路频率上在所述上行链路子帧的第二时隙中向第二基站传输ACK-NACK消息；
在所述下行链路频率上在下行链路子帧上向所述无线终端传输数据；
在所述第一上行链路频率上在所述上行链路子帧的所述第一时隙而不是所述第二时隙中从所述无线终端接收针对传输的所述数据的ACK-NACK。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述上行链路控制信道格式指定所述无线终端要：
从所述第一基站接收对话类数据；以及
从所述第二基站接收流式传输类数据、交互类数据或者后台类数据。
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