CN1750451B - 一种用于控制通信系统的方法 - Google Patents

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Abstract

在无线系统的软切换过程中的混合自动重复请求操作在这里提供了一种用于在使用了HARQ的无线系统中对处于软切换工作模式中的移动设备与一对基站之间的通信进行控制的方法。在软切换工作模式中，移动设备与多个基站进行通信，并且从多个基站中的每一个基站接收多个以NACK和ACK信号形式的反馈信号。移动设备确定这些反馈信号中每一个的可靠性，组合可靠的信号，并且如果没有接收到ACK信号，则重传旧的信息。另一方面，即使仅仅接收到一个可靠的ACK信号，也还是会将新的数据传送到多个基站。

Description

一种用于控制通信系统的方法
技术领域
本发明通常涉及电信领域，并且尤其涉及无线通信。 
背景技术
在诸如蜂窝电话之类的无线电信领域中，一个系统通常包含了分布在该系统所服务的区域中的多个基站。然后，这个区域内部的不同用户，无论是固定用户还是移动用户，都可以接入该系统，并且由此可以借助一个或多个基站来访问其他互连电信系统。一般来说，在用户移动的时候，移动设备会在该移动设备经过某个区域的时候通过与一个接一个的基站进行通信，来与系统保持通信。此外，移动设备可以与最近的基站、信号最强的基站、容量足以接受通信的基站以及其他基站进行通信。 
一般来说，在移动设备从一个基站转移到另一个基站的时候将会存在这样一个时段，在这个时段中，移动设备有可能会与一个以上的基站进行通信。这种将移动设备从一个基站转移到另一个基站的处理通常被称为软切换(SHO)。在SHO过程中，两个基站都可以接收来自移动设备的通信。 
在某些电信系统中，通过使用混合自动重复请求(HARQ，HybridAutomatic Repeat Request)信道编码技术来提高性能，实现了移动设备与基站之间的通信。通常，在使用HARQ的上行链路通信系统中，诸如移动设备之类的发射机会向诸如基站这类的接收机发送信息。如果基站正确接收到信息，则向移动设备回送肯定应答信号(ACK)并且结束处理。另一方面，如果基站在所接收信息中检测到差错，那么它会向移动设备发送否定应答信号(NACK)。移动设备通过重传发 生变化的编码信息集来对NACK做出响应。这个处理将会一直重复，直到移动设备从基站接收到ACK或是执行了预先选定次数(例如三次)的尝试为止。 
然而，在SHO过程中，HARQ技术是存在问题的。由于移动设备在SHO过程中会与一个以上的基站(例如两个基站A和B)正进行通信，因此很有可能出现如下情况，即基站A正确接收到信息并且返回ACK，而基站B则没有正确接收到信息，并且由于链路不平衡以及用于缓解较强链路的内环功率控制组合策略而改为返回NACK。在这种情况下，如果移动设备忽略来自基站B的NACK并且传递“新”信息，那么基站B有可能将“新”信息误解释为“旧”信息的冗余版本的重传。类似地，如果移动设备忽略来自基站A的ACK并且重传“旧”信息，那么基站A有可能将所述重传误解释为“新”信息的传输。这两种情况在有效和可靠的电信系统中都是不合乎需要的。 
本发明旨在克服或者至少减小上述一个或多个问题的影响。 
发明内容
在本发明的一个方面中，提供了一种用于控制通信系统的方法。该方法包括将第一信息分组传递到第一和第二基站。此后，从第一基站接收肯定应答信号并且从第二基站接收否定应答信号。然后，至少向第二基站告知第二信息分组是新的信息分组。 
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于控制通信系统的方法。该方法包括：将第一信息分组传递到多个基站，并且从多个基站中的至少一部分基站接收肯定应答信号和否定应答信号中的一种。此后，将第二信息分组传递到多个基站，其中响应于接收到来自多个基站的至少一个肯定应答信号，第二信息分组包含了新的信息。向提供否定应答信号的至少一部分基站告知第二信息分组包含的新信息。 
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于控制通信系统的方法。该方法包括接收第一信息分组，并且发送否定应答信号。随后，接收一个表明第二信息分组是新的信息分组的讯息。 
附图说明
通过对下文中结合附图所进行的描述加以参考，可以了解本发明，其中相同的参考数字标识类似的部件，并且其中： 
图1A是依照本发明一个实施例的通信系统的框图； 
图1B是使用了图1A中的通信系统的区域的格式表示； 
图2描述的是在图1的通信系统中使用的基站和移动设备的实施例的框图；以及 
图3是描述图1和2中的基站A、基站B以及移动设备的相互操作的流程图。 
虽然本发明可以采用不同的修改和替换形式，但在附图中仅仅是通过举例显示了本发明的具体实施例，并且在这里对本发明的具体实施例进行了详细的描述。然而，应该理解，这里关于具体实施例的描述并不意味着将本发明局限于所公开的特定形式，与此相反，其意图是覆盖落入由附加权利要求所限定的发明实质和范围以内的所有修改、等效含义和备选方案。 
具体实施方式
在下文中将对本发明的说明性实施例进行描述。为了清楚起见，说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。当然，也应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中，其中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如符合那些与系统和业务有关的约束条件，其中所述约束条件会随实施方式而改变。此外还应该了解，虽然开发工作有可能非常复杂和费时，但对得益于本公开的本领域技术人员来说，这种开发工作只是一个例行任务。 
现在转到附图并且具体参考图1A，其中举例说明了依照本发明一个实施例的通信系统100。为了加以说明，图1A的通信系统100是一个通用移动电话系统(UMTS)，但是应该了解，本发明可以适用于其他支持数据和/或语音通信的系统。通信系统100允许一个或多 个移动设备120经由一个或多个基站130而与数据网络125进行通信，其中举例来说，所述数据网络125可以是因特网和/或公共电话系统(PSTN)。移动设备120可以采用多种设备形式，其中包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数字寻呼机、无线卡以及其他任何那些能够借助基站130访问数据网络125和/或PSTN 160的设备。 
在一个实施例中，多个基站130可以经由一个或多个连接139耦合到无线网络控制器(RNC)138，其中举例来说，所述连接可以是T1/EI线路或电路、ATM电路、电缆、光学数字用户线(DSL)等等。虽然在这里只显示了一个RNC 138，但是本领域技术人员应该了解，在这里可以使用多个RNC 138，以便与大量基站130相对接。一般来说，RNC 138可用于控制和协调那些与之相连的基站130。图1中的RNC 138通常提供复制、通信、运行时间以及系统管理服务，并且如下文中更详细论述的那样，当移动设备120在基站130之间执行SHO时，所述RNC 138可以负责传递与移动设备120的特定传输相关联的ACK/NACK状态。 
如图1B所示，由系统100提供服务的区域170被分为多个区域或小区，其中每一个区域或小区都与单独的基站130相关联。一般来说，每一个小区都具有多个邻接的相邻小区。例如，小区175具有六个相邻小区176～181，因此，进入小区175的移动设备有可能来自相邻小区176～181中的某个小区。这样一来，在移动设备120从任何一个相邻小区176～181进入小区175的时候有可能执行SHO。 
返回到图1A，RNC 138还经由连接145耦合到核心网络(CN)165，其中所述连接可以采取多种形式中的任何一种，例如T1/EI线路或电路、ATM电路、电缆、光学数字用户线(DSL)等等。通常，CN 165是作为与数据网络125和/或公共电话系统(PSTN)160相对接的接口工作的。此外，CN 165还执行多种功能和操作，例如用户验证，但是对于理解和正确评价本发明而言，关于CN 165的结构和操作的详细说明并不是必需的。因此，为了避免不必要地模糊本发明， 在这里并未给出关于CN 165的更多细节。 
由此，本领域技术人员将会了解，通信系统100能使移动设备120与数据网络125和/或PSTN 160进行通信。然而，应该理解，图1A中的通信系统100的结构实际上是示范性的，并且在通信系统100的其他实施例中可以使用较少量或附加的组件，而不会脱离本发明的实质和范围。 
除非另外特别说明或者可以从论述中清楚了解，否则“处理”、“运算”、“计算”、“确定”或“显示”等术语都是指计算机系统或类似电子计算设备的操作和处理，其中所述计算机系统或类似电子计算设备对那些在计算机系统的寄存器和存储器内部被表示为物理、电子数值的数据执行操作或转换，使之成为在计算机系统的存储器、寄存器或其他这种信息存储、传输或显示设备内部被类似地表示为物理量的其它数据。 
现在参考图2，其中显示了与示范性基站130以及移动设备120相关联的功能结构实施例的框图。基站130包括接口单元200、控制器210、天线215以及多个信道：诸如共享信道220、数据信道230以及控制信道240。在所述实施例中，接口单元200对基站130与RNC138(参见图1A)之间的信息流进行控制。控制器210通常操作用于对经由天线214以及多个信道220、230、240所进行的数据及控制信号的传输和接收加以控制，并且将至少一部分接收的信息经由接口单元200传递到RNC 138。 
移动设备120与基站130共享某些功能属性。例如，移动设备120包含了控制器250、天线255以及多个信道：例如共享信道260、数据信道270以及控制信道280。控制器250通常操作用于对经由天线255以及多个信道260、270、280所进行的数据及控制信号的传输和接收加以控制。 
通常，移动设备120中的信道260、270、280与基站130中的相应信道的220、230、240进行通信。依据控制器210、250的操作，信道220、260；230、270；240、280将被用于对从移动设备120到基站 130的通信执行受控调度。 
一般来说，移动设备120具有可以在网络中运作的第一和第二状态。在第一状态中，移动设备120与多个基站130取得联系，有时也将这种状态称为软切换(“SHO”)或速率受控的工作模式。在第二状态、即“时间调度”工作模式中，移动设备120只与一个被称为服务基站的基站130取得联系。当移动设备120处于SHO工作模式时，在对移动设备经由上行链路的传输进行控制的过程中，这里描述的方法将是有用的。下文中的描述和附图是参考进入和离开SHO工作模式以及处于SHO工作模式中的移动设备120而给出的。在这里并未给出关于“时间调度”工作模式的详细论述，以免不必要地模糊本发明。 
现在转到图3，其中显示了对图1和2中的两个基站130、某个移动设备120以及RNC 138的相互操作进行说明的流程图，其中所述两个基站130即为基站A和基站B。在图3的流程图中，假设移动设备120正在进行SHO，由此移动设备120同时与基站A和基站B正进行通信。一开始，移动设备120处于与基站A相关联的小区内部，并且正在接近或是进入与基站B相关联的小区。 
在第一实施例中，如300概括指示的那样，移动设备120经由数据信道270向基站A和基站B发送诸如数据分组之类的信息(在305)。指示基站A正确接收到信息的肯定应答(ACK)信号被显示为正由基站A回送到移动设备120(在310)。然而，如果假设基站B检测到数据分组中的差错，那么基站B会向移动设备120返回一个否定应答(NACK)信号(在315)。移动设备120分别接收来自基站A和B的ACK和NACK信号，并且对这些信号进行处理(在320)。特别地，移动设备120确定至少有一个基站正确接收到数据分组，这在某些应用中将足以确保有效操作。相应地，移动设备120现在可以传送一个“新的”数据分组，但是较为理想的是向基站B告知下一个数据分组不是“旧的”数据分组的重传。这个信息可以采用多种形式传递到基站B(在325)。例如，移动设备120可以显性地指示已经完成了HARQ处理并且下一个数据分组将会是“新的”数据分组。在SHO过程中， 通过使用L-1信令来指示完成了HARQ操作，可以实现这种显性指示。所述L-1信令可以嵌入E-DCH的控制信道、例如E-DPCCH中，也可以附带到HARQ处理的信息字段中。 
作为选择，移动设备120也可以隐性地指示已经完成了HARQ处理并且下一个数据分组将会是“新的”数据分组。在HARQ处理编号末端可以添加一个单个比特字段。如果所指示的是“新”字段，则意味着先前的HARQ处理已经结束，而提供NACK信号的基站(基站B)将会放弃先前的HARQ处理并且将下一个数据分组视为“新的”数据。这样一来，在任何一个实施例中，无论基站B是否发送了用于先前数据分组的NACK信号，所述基站B都被告知下一个数据分组将是“新的”数据。 
在本发明的替换实施例中，如图3中的330概括显示的那样，RNC138可以负责向基站B告知下一个数据分组将会是“新的”数据。举例来说，在SHO过程中，通过对基站A和B进行编程，以向RNC 138提供它们的ACK/NACK信号(分别在335和340)。然后，无论基站B是否发送了用于先前数据分组的NACK信号，RNC 138都会向基站B告知下一个数据分组是“新的”数据。 
本领域技术人员将会理解，在某些应用中，以上讨论的ACK/NACK信号的处理(在320)有可能更为复杂。在某些应用中，对从基站130接收的各种ACK/NACK信号正确与否的可靠性进行分析将是非常有用的。无线电链路的可靠性会对在移动设备上接收的来自各个基站的ACK/NACK反馈注释的可靠性产生强烈影响。在SHO过程中，移动设备的下行链路(DL)内环功率控制(ILPC)将会进行操作，以便基于多个无线电链路中的最佳链路质量结果而产生上行链路发射功率控制(UL TPC)命令。在SHO过程中，ILPC用于缓解链路，使之成为无线电链路中的最佳链路。这样将会在SHO过程中导致链路不平衡。在SHO过程中，链路不平衡有可能导致接收到的ACK/NACK反馈的可靠性测量出现偏差。因此，较为理想的是在SHO过程中对每一条链路的可靠性进行测量，以便确定ACK/NACK 反馈的可靠性。可靠性测量可以减小出现虚假警报或是遗漏检测ACK/NACK反馈的概率。由于每一条无线电链路的ILPC都是通过在SHO过程中将各条链路的信号干扰比(SIR)与目标SIR进行比较来实现的，因此，当链路不平衡时，可以使用SIR量度作为可靠性指示器。在本发明的一个实施例中，SIR和规定的可靠性阈值将被用于以如下方式来确定用于ACK/NACK反馈的无线电链路的可靠性， 
SIR≥SIRThd    可靠链路 
SIR≤SIRThd    不可靠的链路 
其中SIRThd是SIR可靠性量度的阈值，它是基于区域(field)的无线电链路设定以及RF最优化来进行优化的。一旦将无线电链路视为可靠链路，则可以组合使用来自特定基站的ACK/NACK信息。 
在SHO过程中，可以从多个基站130接收多个ACK/NACK反馈。由于链路不平衡，因此，从每一个基站130接收的ACK/NACK信号都是独立处理的。在SHO过程中，由于链路不平衡，因此，ACK/NACK反馈是不可靠的或是被破坏的。接收到的ACK/NACK信号的可靠性是借助上述算法来评估的。一旦确定所接收的ACK/NACK信号中哪些是可靠的，就组合每一个可靠的ACK/NACK信号。如果至少有一个基站提供了ACK信号，则ACK/NACK组合策略确定已经完成了HARQ处理。对这个已经接收到至少一个可靠ACK信号的确定来说，它会产生这样一个确定，那就是无论接收到多少NACK信号，数据分组的发射和接收都取得了成功。 
虽然以上在基站A和基站B这两个基站的环境中描述了SHO工作模式的，但是本领域技术人员应该了解，SHO工作模式可以包括三个或更多基站(例如基站A、基站B、基站C、......)。当包括三个或更多基站时，与第一基站相关联的时序被保持，以与所有其它基站(基站A、B、......)进行通信，而不考虑从UE 120的有效表中删除基站的顺序。例如，假定UE 120最初与A进行通信，但是随后进入与B然后是C的SHO操作模式，从而所有三个基站都在UE 120的有效集中。如果从该有效集中删除A，保留B和C在有效集中，则 UE 120仍然使用与A相关联的时序信息与B和C进行通信。只要UE120保持在SHO操作模式下，它将继续使用与A相关联的时序信息，直到只有一个基站保持在它的有效集中为止，这时UE 120将重新和与它的当前唯一基站相关联的时序信息同步。 
本领域技术人员将会了解，这里的各种实施例所描述的不同系统分层、例程或模块可以是可执行的控制单元(例如控制器210、250(参见图2))。控制器210、250可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、处理机板(包括一个或多个微处理器或控制器)或是其他控制或计算设备。在本论述中提及的存储设备可以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。这些存储介质可以包括不同形式的存储器，其中包括半导体存储器设备，例如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)以及闪速存储器；也可以包括磁盘，例如固定磁盘、软盘、可移动磁盘；还可以包含其他存储介质，其中包括磁带；此外也包括光学介质，例如光盘(CD)或数字视频磁盘(DVD)。用于构成不同系统中的软件层、例程或模块的指令可以保存在各个存储设备中。在由控制器210、250执行指令时，这些指令将促使相应系统执行所编程的操作。 
上文中公开的特定实施例仅仅作为说明，对得益于这里的教导的本领域技术人员来说，本发明可以用不同但却等效的方式来进行修改和实现。此外，除了下列权利要求所描述的内容之外，这里显示的结构或设计细节并未受到任何限制。因此，本发明的方法、系统以及所描述的方法和系统的一部分可以在不同位置加以实现，例如在无线单元、基站、基站控制器和/或移动交换中心处实现。此外，收益于本公开的本领域技术人员还应该了解，实施和使用所描述的系统所需要的处理电路可以以专用集成电路、软件驱动的处理电路、固件、可编程序逻辑设备、硬件、分立元件或是上述组件的组合实现。因此，非常明显的是，上文中公开的特定实施例是可以变更或修改的，并且所有这些变化都被视为是处于本发明的实质和范围以内。相应地，这里寻求的保护范围是在下列权利要求中阐述的。 

Claims (9)

1.一种用于控制通信系统的方法，包括：
将第一信息分组传递到第一和第二基站；
接收来自第一基站的肯定应答信号以及来自第二基站的否定应答信号；以及
至少向第二基站告知第二信息分组是新的信息分组，以便在软切换工作模式期间，基于所述接收的肯定应答信号和否定应答信号，对移动设备的有效集中的第一基站和第二基站的信道编码进行同步，
其中至少向第二基站告知第二信息分组是新的信息分组的步骤还包括：
提供一个与第二信息分组分离的信号，其中所述信号指示第二信息分组是新的信息分组。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述接收的肯定应答和否定应答信号的可靠性。
3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述接收的肯定应答和否定应答信号的可靠性的步骤还包括：
基于与每一个信号相关联的信号干扰比，确定所述接收的肯定应答和否定应答信号的可靠性。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对这样的接收的肯定应答和否定应答信号进行组合，其中所述信号具有确定的超出预选阈值的可靠性。
5.根据权利要求4所述的方法，其中至少向第二基站告知第二信息分组是新的信息分组的步骤还包括：
作为组合的肯定应答和否定应答信号的结果，发送包含新信息的第二信息分组。
6.根据权利要求1所述的方法，其中至少向第二基站告知第二信息分组是新的信息分组的步骤还包括：
将这样的信息与第二分组信息包含在一起，其中所述信息指示第二信息分组是新的信息分组。
7.根据权利要求1所述的方法，其中提供一个与第二信息分组分离并且指示第二信息分组是新的信息分组的信号的步骤还包括：
从移动设备提供所述分离的信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中提供一个与第二信息分组分离并且指示第二信息分组是新的信息分组的信号的步骤还包括：
从无线电链路控制器提供所述分离的信号。
9.一种用于控制通信系统的方法，包括：
第一基站和第二基站接收第一信息分组；
从所述第一基站发送肯定应答信号，并且从所述第二基站发送否定应答信号；以及
所述第二基站接收表明第二信息分组是新的信息分组的讯息，以便在软切换工作模式期间，基于所述接收的肯定应答信号和否定应答信号，对移动设备的有效集中的第一基站和第二基站的信道编码进行同步。
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