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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Anmeldung bezieht sich auf Drahtlossysteme und spezieller auf die Verbesserung der Zuverlässigkeit einer Funkverbindung in einem Drahtlosnetzwerk unter Verwendung von Trägerumschaltung.
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HINTERGRUND
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In drahtlosen Kommunikationssystemen führt ein drahtloses Gerät, eine Plattform, ein Teilnehmerendgerät (user equipment, UE), eine mobile Station (mobile station, MS) oder fortgeschrittene mobile Station (advanced mobile station, AMS) Netzwerkeintritt mit einer Basisstation (base station, BS) oder fortgeschrittenen Basisstation (ABS) durch, um auf ein Drahtlosnetzwerk zuzugreifen. Die Verfahrensweise zum Netzwerkeintritt wird über einen Kanal oder einen primären Träger eingerichtet. Die MS und die BS können über eine Vielzahl von Trägern kommunizieren, wobei die Vielzahl von Trägern den primären Träger und einen oder mehr sekundäre Träger umfasst. Informationen zu Kommunikationen und Steuerung, eingerichtet über den primären Träger, können beeinträchtigt werden, was in einer Verschlechterung des Dienstes und in manchen Fällen zu einem Verlust der Abdeckung führt. Wenn dies eintritt, kann die MS eine Kommunikationsverbindung mit der BS über den primären Träger verlieren, sogar wenn ein oder mehr sekundäre Träger weiterhin vernünftige Verbindungsqualität bieten.
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Die
US 2008/0287068 A1 offenbart ein Verfahren zur Übertragung auf mehreren Trägern, welches ein Umschalten zwischen einem primären und einem sekundären Träger für eine zweite Klasse von Client-Geräten umfasst.
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Aus der
US 2008/0254787 A1 ist ein Verfahren zur Erleichterung einer Anrufsitzung bekannt, das Empfangen einer Aufforderung, eine Anrufsitzung zwischen einem Mobiltelefon und einem fernen Telefon herzustellen, und Herstellen einer Anrufsitzung zwischen dem Mobiltelefon und dem fernen Telefon enthält. Die Anrufsitzung enthält eine erste Verbindung mit dem Mobiltelefon und eine zweite Verbindung mit dem fernen Telefon. Das Verfahren enthält ferner Überwachen der ersten Verbindung, um zu bestimmen, ob es einen Verbindungsverlust der ersten Verbindung gibt, und Bestimmen, dass es einen Verbindungsverlust der ersten Verbindung gibt. In Antwort auf das Bestimmen, dass es einen Verbindungsverlust der ersten Verbindung gibt, enthält das Verfahren ferner Halten der zweiten Verbindung mit dem fernen Telefon, Versuchen, die erste Verbindung mit dem Mobiltelefon wiederherzustellen, und Fortsetzen der Anrufsitzung in Antwort auf die Wiederherstellung der ersten Verbindung.
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Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Mehrträger-Umschalten gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Mehrträger-Umschalten gemäß Anspruch 8 und ein Teilnehmerendgerät gemäß Anspruch 15.
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Die Unteransprüche betreffen jeweilige vorteilhafte Weiterentwicklungen derselben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird exemplarisch und in keiner Weise einschränkend in den Figuren der begleitenden Zeichnungen dargestellt, in denen:
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1 eine schematische Darstellung ist, die ein Drahtlosnetzwerk gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht;
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2 eine schematische Darstellung ist, die eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Drahtlosnetzwerk gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht;
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3 eine schematische Darstellung ist, die eine Framestruktur gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht;
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4 ein Diagramm ist, das die Rückgewinnung einer Funkverbindung gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht;
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5 ein Diagramm ist, das die Rückgewinnung einer Funkverbindung gemäß einiger Ausführungsformenveranschaulicht;
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6 ein Diagramm ist, das eine Vorgehensweise zum Umschalten eines primären Trägers gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht; und
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7 ein Diagramm ist, das eine Vorgehensweise zum Umschalten eines primären Trägers gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details angeführt, um ein gründliches Verständnis der Erfindung bereitzustellen. Es ist jedoch für einen Fachmann verständlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details betrieben werden kann. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Verfahren, Verfahrensweisen, Komponenten und Schaltungen nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht in den Hintergrund rücken zu lassen.
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Soweit nicht ausdrücklich anderweitig festgelegt, kann es, wie aus den folgenden Erläuterungen ersichtlich, selbstverständlich sein, dass in der gesamten Beschreibung Erläuterungen, die Begriffe wie beispielsweise „verarbeiten”, „berechnen”, „ermitteln”, „bestimmen” oder dergleichen verwenden, sich auf die Aktion und/oder Prozesse eines Computers oder Computersystems oder eines ähnlichen elektronischen EDV-Gerätes beziehen, die Daten, als physikalische, z. B. elektronische, Größen innerhalb der Register und/oder Speicher des Computersystems dargestellt, in andere Daten, die ebenso als physikalische Größen innerhalb der Speicher, Register oder anderer solcher Informationsspeicher-, Übertragungs- oder Anzeigegeräte des Computersystems dargestellt sind, handhaben und/oder umwandeln. Zusätzlich kann der Begriff „Vielzahl” in der gesamten Beschreibung verwendet werden, um zwei oder mehr Komponenten, Geräte, Elemente, Parameter und dergleichen zu beschreiben.
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Die folgende detaillierte Beschreibung beschreibt zahlreiche erfindungsgemäße Ausführungsformen in Bezug auf die Verbesserung der Zuverlässigkeit von Kommunikationen in einem Drahtlosnetzwerk unter Verwendung einer Mehrträger-Station (multicarrier station, STA) oder Teilnehmerendgerät (user equipment, UE). Während beispielhafte Ausführungsformen hierin in Bezug auf Stationen beschrieben sind, die Mehrträger-Leistungsfähigkeit besitzen, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auf andere Arten von Stationen angewendet werden, einschließlich Stationen, die in der Lage sind, zu einem Zeitpunkt über einen einzelnen Träger zu kommunizieren. Drahtlosnetzwerke beinhalten insbesondere drahtlose lokale Netzwerke (wireless local area networks, WLANs), drahtlose persönliche Netzwerke (wireless personal area networks, WPANs) und/oder WWANs (wireless wide area networks), sind aber nicht darauf beschränkt.
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Die folgenden erfinderischen Ausführungsformen können bei vielerlei Anwendungen verwendet werden, einschließlich Transmittern und Empfängern einer Funkanlage, obwohl die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt ist. Funkanlagen, die spezifisch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen, beinhalten u. a. Netzwerkschnittstellenkarten (network interface cards, NICs), Netzwerkadapter, Teilnehmerendgeräte (user equipment, UE), mobile Stationen (mobile stations, MS), fortgeschrittene mobile Stationen (advanced mobile stations, AMS), Plattformen, Basisstationen (base stations, BS), fortgeschrittene Basisstationen (advanced base stations, ABS), Zugangspunkte (access points, APs), Gateways, Bridges, Hubs und Mobilfunktelefone. Weiter können die Funkanlagen im Rahmen der Erfindung Mobilfunktelefonanlagen, Satellitensysteme, persönliche Kommunikationssysteme (personal communication systems, PCS), Zwei-Wege-Funkanlagen, Zwei-Wege-Pager, PCs (personal computers) und verwandte Peripheriegeräte, PDAs (personal digital assistants), persönliches EVD-Zubehör und alle bereits bestehenden und in der Zukunft aufkommenden Systeme beinhalten, die von der Natur verwandt sein können und auf die die Prinzipien der erfinderischen Ausführungsformen angemessen angewendet werden könnten.
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Die Kommunikation über einen primären Träger kann unter Verwendung einer Verfahrensweise zum Netzwerkeintritt- oder -wiedereintritt eingerichtet werden. Ein primärer Träger kann ein Träger sein, auf dem eine BS und eine MS oder ein UE Datenverkehr und Steuerungsinformationen zur physikalischen Schicht (physical layer, PHY)/Media Access Control-(MAC)-Schicht austauschen. Weiter kann der primäre Träger verwendet werden, um Steuerungsfunktionen zum Betrieb von MS zu kommunizieren, wie beispielsweise Netzwerkeintritt, wobei jede MS einen Träger aufweist, den die MS als ihren primären Träger in einer Zelle betrachtet. Für bereits über einen primären Träger eingerichtete Kommunikationen kann eine BS eine MS veranlassen, von dem primären Träger zu einem sekundären Träger zu wechseln, wobei der primäre Träger zu einem anderen Träger umgeschaltet wird. Der sekundäre Träger ist ein Träger, den die MS verwenden kann, um Datenverkehr mit einer BS auszutauschen, basierend auf Zuteilungsbefehlen und -regeln, die über den primären Träger dieser BS empfangen wurden. Der sekundäre Träger kann ebenfalls Steuerungssignalisierung beinhalten, um Mehrträger-Betrieb zu unterstützen.
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Ein Umschalten des primären Trägers beinhaltet das Wechseln eines dienenden Trägers für die MS in einer Mehrträger-BS ohne Wechseln der Sicherheits- und Mobilitätskontexte der Media Access Control-Schicht, wie es sonst während des Netzwerkeintritts oder -wiedereintritts nötig wäre.
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Die BS kann die MS über eine oder mehr Steuerungsnachrichten auf dem primären Träger anweisen, den primären Träger für die MS zu initiieren und diesen in einen zugeteilten vollständig konfigurierten Träger, oder Zielträger, innerhalb der gleichen BS zu Lastausgleichungszwecken und einer variierenden Kanalqualität eines Trägers zu zuteilen. Wenn die MS den Trägeraggregationsmodus unterstützt und der Zielträger einer der aktiven sekundären Träger der MS ist, kann die MS Daten und ein Steuerungssignal auf dem Zielträger empfangen, gleich nach Umschalten auf den Zielträger. Angenommen, dass eine herkömmliche MAC-Schicht sowohl die dienenden und primären Zielträger handhabt, dann sind Verfahrensweisen zum Netzwerkwiedereintritt bei dem primären Zielträger nicht erforderlich. Für den Fall eines Funkverbindungsversagens, was aufgrund eines Verlusts der Drahtlosabdeckung über einen primären Träger auftreten kann, wäre es hilfreich für eine MS, die Mehrträger-Leistungsfähigkeit aufweist, Rückgewinnung zu initiieren, ohne einen Netzwerkeintritt oder -wiedereintritt durchzuführen.
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Es wird Bezug genommen auf 1, die schematisch ein Drahtlosnetzwerk 100 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht. Drahtlosnetzwerk 100 kann eine Basisstation (base station, BS) 120 und eine oder mehr Plattformen, Teilnehmerendgerät (user equipment, UE), Subscriber, mobile, fortgeschrittene mobile oder andere Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 beinhalten, die beispielsweise mobile oder feststehende mobile Stationen sein können. Bezug hierin auf die MS 110 kann Stationen 110, 112, 114, 116 oder die Vorrichtung 130, später unter Bezug auf 2 erörtert, darstellen. Bei einigen Ausführungsformen kann Basisstation 120 als eine fortgeschrittene Basisstation (advanced base station, ABS), Zugangspunkt (access point, AP), Terminal und/oder Knoten bezeichnet werden, und Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 können als eine Station (STA), mobile STA (MS), fortgeschrittene MS (AMS), Teilnehmerendgerät (user equipment, UE), Plattform, Terminal und/oder Knoten bezeichnet werden. Die Begriffe Basisstation und mobile Station sind jedoch nur als ein Beispiel in dieser Beschreibung angegeben und ihre Bezeichnung soll in dieser Hinsicht auf keinen Fall die erfinderischen Ausführungsformen auf eine bestimmte Art von Netzwerk oder Protokollen beschränken. Die Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 können zur Kommunikation über einen einzelnen Träger oder über eine Vielzahl von Trägern konfiguriert sein, einschließlich einem primären Träger und einem oder mehr sekundären Trägern. Die Basisstation 120 kann ebenfalls für Kommunikationen über eine Vielzahl von Trägern konfiguriert sein.
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Drahtlosnetzwerk 100 kann den drahtlosen Zugang zwischen jeder der mobilen Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 und Basisstation 120 erleichtern. Drahtlosnetzwerk 100 kann beispielsweise konfiguriert sein, um ein oder mehr Protokolle zu verwenden, die durch die Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11TM Standards spezifiziert sind („IEEE Standard for Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification. 1999 Edition”, erneut bestätigt am 12. Juni 2003), wie beispielsweise IEEE 802.11aTM-1999; IEEE 802.11bTM-1999/Corl2001; IEEE 802.11gTM-2003; und/oder IEEE 802.11nTM, in den IEEE 802.16TM Standards („IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access System”, 1. Oktober 2004), wie beispielsweise IEEE 802.162004/Corl-2005 oder IEEE Std 802.16-2009, die hierin als die „IEEE Std 802.16-2009” oder „WiMAX” Standards bezeichnet werden sollen, und/oder in den IEEE 802.15.1TM Standards („IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks--Specific Requirements. Part 15.1: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Wireless Personal Area Networks (WPANsTM), 14. Juni 2005), obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt ist und andere Standards verwendet werden können. Bei einigen Ausführungsformen können Attribute, Kompatibilität und/oder Funktionalität von Drahtlosnetzwerk 100 und dessen Komponenten gemäß beispielsweise den IEEE 802.16 Standards definiert werden (die z. B. als WiMAX (worldwide interoperability for microwave access) bezeichnet werden können). Alternativ oder zusätzlich kann Drahtlosnetzwerk 100 Geräte und/oder Protokolle verwenden, die kompatibel sein können mit einem 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Fourth Generation (4G), Long Term Evolution (LTE) Mobilfunknetzen oder jeglichen Protokollen für WLANs oder WWANs.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen können es der nächsten Generation mobiler WiMAX-Systeme ermöglichen (z. B. basierend auf IEEE 802.16m Standard), im Wesentlichen Anwendungen hoher Mobilität und geringer Latenz, wie beispielsweise Voice over IP (Voice-over-Internet Protocol, VoIP), interaktive Spiele über die Luftschnittstelle, Einsatz in größeren Zellen oder niedrigeren Frequenzbändern und/oder „Multihop”-Relaisoperationen, effizient zu unterstützen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Basisstation 120 drahtlose Kommunikationen zwischen mobilen Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 und zwischen mobilen Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 und Basisstation 120 handhaben und/oder steuern. Mobile Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 können wiederrum zahlreiche Dienstverbindungen anderer Geräte (nicht gezeigt) mit Drahtlosnetzwerk 100 über ein privates oder öffentliches lokales Netzwerk (local area network, LAN) erleichtern, obwohl die Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt sind.
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Es wird Bezug genommen auf 2, die eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 130 zur Verwendung in einem Drahtlosnetzwerk gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht. Beispielsweise kann Vorrichtung 130 eine Plattform, ein Terminal, Gerät oder Knoten (z. B. einer von mobilen Stationen 110, 112, 114 und/oder 116, und Basisstation 120, beschrieben in 1) zur Kommunikation mit anderen Plattformen, Terminals, Geräten oder Knoten in einem Drahtlosnetzwerk (z. B. Drahtlosnetzwerk 100, beschrieben in 1) sein. Vorrichtung 130 kann einen Controller oder Verarbeitungsschaltung 150 einschließlich Logik (z. B. einschließlich Hard-Schaltungen, Prozessor und Software oder eine Kombination davon) beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann Vorrichtung 130 eine Funkfrequenz-(radio frequency, RF)-Schnittstelle 140 und/oder eine Medium Access Controller (MAC)/Basisband-Prozessor-Schaltung 150 beinhalten.
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Bei einer Ausführungsform kann RF-Schnittstelle 140 eine Komponente oder Kombination von Komponenten beinhalten, die angepasst sind, einzelträger- oder mehrträgermodulierte Signale zu übertragen und/oder zu empfangen (z. B. einschließlich komplementäre Codeverschlüsselungs-(complementary code keying, CCK) und/oder orthogonale Frequenzdivisionsmultiplexing-(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)-Symbole), obwohl die erfinderischen Ausführungsformen nicht auf irgendein spezifisches Over-the-Air-Schnittstellen- oder Modulationsschema eingeschränkt sind. RF-Schnittstelle 140 kann beispielsweise einen Empfänger 142, einen Transmitter 144 und/oder einen Frequenzsynthesizer 146 beinhalten. Schnittstelle 140 kann Vorspannungssteuerungen, einen Kristalloszillator und/oder eine oder mehr Antennen 148 und/oder 149 beinhalten. Bei einer weiteren Ausführungsform kann RF-Schnittstelle 140 externe spannungsgesteuerte Oszillatoren (voltage-controlled oscillators, VCOs), akustische Oberflächenwellenfilter, Zwischenfrequenz-(intermediate frequency, IF)-Filter und/oder RF-Filter beinhalten, wie gewünscht. Aufgrund der Vielfalt von potentiellen RF-Schnittstellen-Aufbauten wird auf eine ausführliche Beschreibung davon verzichtet.
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Verarbeitungsschaltung 150 kann mit RF-Schnittstelle 140 kommunizieren, um Empfangs- und/oder Übertragungssignale zu verarbeiten, und kann beispielsweise einen Analog-Digital-Wandler 152 zum Abwärtskonvertieren von empfangenen Signalen, einen Digital-Analog-Wandler 154 zum Aufwärtskonvertieren von Signalen zur Übertragung beinhalten. Des Weiteren kann Verarbeitungsschaltung 150 eine Basisband- oder physikalische Schicht-(physical layer, PHY)-Verarbeitungsschaltung 156 zum Verarbeiten von PHY-Verbindungsschicht von entsprechenden Empfangs-/Übertragungssignalen beinhalten. Verarbeitungsschaltung 150 kann beispielsweise eine Verarbeitungsschaltung 159 zum Verarbeiten von Medium Access Control (MAC)/Datenlinkschicht beinhalten. Verarbeitungsschnittstelle 150 kann einen Speicher-Controller 158 beinhalten, um beispielsweise mit Verarbeitungsschaltung 159 und/oder einer Basisstations-Managementeinheit 160 über Schnittstellen 155 zu kommunizieren.
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Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann PHY-Verarbeitungsschaltung 156 ein Framekonstruktions- und/oder Detektionsmodul beinhalten, in Kombination mit einem zusätzlichen Schaltkreis, wie z. B. ein Pufferspeicher, um Super-Frames zu konstruieren und/oder zu dekonstruieren. Alternativ oder zusätzlich kann MAC-Verarbeitungsschaltung 159 die Verarbeitung für bestimmte dieser Funktionen teilen, oder kann diese Prozesse unabhängig von PHY-Verarbeitungsschaltung 156 durchführen. Bei einigen Ausführungsformen kann MAC- und PHY-Verarbeitung in eine einzelne Schaltung integriert werden, wenn gewünscht.
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Vorrichtung 130 kann beispielsweise eine Basisstation, eine fortgeschrittene Basisstation, ein Zugangspunkt, eine Subscriber-Station, eine Plattform, eine mobile Station oder fortgeschrittene mobile Station, ein Gerät, ein Terminal, ein Knoten, ein Hybridkoordinator, ein Drahtlosrouter, eine NIC und/oder ein Netzwerkadapter für Computergeräte oder andere Geräte sein, die geeignet sind, die erfinderischen Verfahren, Protokolle und/oder Architekturen, hierin beschrieben, zu implementieren. Dementsprechend können Funktionen und/oder spezifische Konfigurationen von Vorrichtung 130, hierin beschrieben, bei verschiedenen Ausführungsformen von Vorrichtung 130, wie angemessen gewünscht, beinhaltet oder weggelassen werden. Bei einigen Ausführungsformen kann Vorrichtung 130 so konfiguriert sein, dass sie kompatibel ist mit Protokollen und Frequenzen, verbunden mit einem oder mehr der IEEE 802.11, 802.15 und/oder 802.16 Standards für WLANs, WPANs und/oder Breitbanddrahtlosnetzwerken, die hierin genannt werden, obwohl die Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt sind.
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Ausführungsformen von Vorrichtung 130 können unter Verwendung von Single Input Single Output(SISO)-Architekturen implementiert werden. Jedoch, wie gezeigt in 2, können bestimmte Implementierungen mehrere Antennen (z. B. Antennen 148 und 149) zum Übertragen und/oder Empfangen unter Verwendung von adaptiven Antennentechniken zur Strahlenformung oder Spatial Division Multiple Access (SDMA) und/oder unter Verwendung von Multiple Input Multiple Output(MIMO)-Kommunikationstechniken beinhalten.
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Die Komponenten und Merkmale von Vorrichtung 130, einschließlich einem Kontextrückbehaltungstimer, können unter Verwendung jeglicher Kombination aus getrenntem Schaltkreis, applikationsspezifischen integrierten Schaltkreisen (application specific integrated circuits, ASICs), Logik-Gates und/oder Einchip-Architekturen implementiert werden. Des Weiteren können die Merkmale von Vorrichtung 130 unter Verwendung von Mikrocontrollern, programmierbaren Logik-Arrays und/oder Mikroprozessoren oder jeglicher Kombination der Vorherstehenden, wo angemessen, implementiert werden. Es ist anzumerken, dass Hardware-, Firmware- und/oder Software-Elemente hierin zusammen oder einzeln als „Logik” oder „Schaltung” bezeichnet werden können.
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Es ist selbstverständlich, dass die beispielhafte Vorrichtung 130, gezeigt in dem Blockdiagramm von 2, ein funktionell beschreibendes Beispiel von vielen potentiellen Implementierungen darstellen kann. Dementsprechend folgert ein Abteilen, Weglassen oder Einschließen von Blockfunktionen, abgebildet in den begleitenden Zeichnungen, nicht, dass die Hardwarekomponenten, Schaltungen, Software und/oder Elemente zur Implementierung dieser Funktionen notwendigerweise in den erfindungsgemäßen Ausführungsformen abgeteilt, weggelassen oder eingeschlossen sind.
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Es wird Bezug genommen auf 3, die schematisch eine Frame-300-Struktur gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht. Frame 300 (z. B. ein Funkframe) kann ein Teil einer übertragenen und/oder empfangenen Kommunikation in einem Drahtlosnetzwerk 100 oder einem Mehrschicht-Drahtlosnetzwerk, wie später unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, sein. Bei einigen Ausführungsformen kann Frame 300 eine sich periodisch wiederholende Abschnittsstruktur eines größeren Kommunikationssignals oder -streams beschreiben. Bei einigen Ausführungsformen kann der sich wiederholende Frame 300 im Wesentlichen unterschiedliche Information beinhalten, z. B. im Wesentlichen während jeder einzelnen Übertragung. Frame 300 kann definiert werden und kann Breitband-Drahtlos-Zugangstechnologie gemäß z. B. den IEEE Std 802.16-2009 oder mobilen WiMAX-Profilen beinhalten. Gemäß den mobilen WiMAX-Profilen kann die Zeitdauer von Frame 300 oder Übertragungszeitintervall (transmission time interval, TTI) z. B. ungefähr 5 ms sein. Andere Frame- oder Funkframegrößen wie z. B. 2, 2,5, 4, 8, 10, 12 und 20 ms können wie z. B. spezifiziert in der IEEE Std 802.16-2009 Spezifikation verwendet werden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann Frame 300 z. B. gemäß einem Zeitteilungsduplex-(time division duplex, TDD)-Modus oder -Schema übertragen und/oder empfangen werden. Andere Zeit- und/oder Frequenzschemata können gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen verwendet werden (z. B. wie ein Frequenzteilungsduplex-(frequency division duplex, FDD)-Modus oder -Schema).
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Frame 300 kann eine Ganzzahl von OFDM-Symbolen oder anderen Multiplexing-Symbolen beinhalten. Die Anzahl an OFDM-Symbolen per Frame kann bestimmt werden, z. B. gemäß einer Auswahl aus OFDM-Numerologie (z. B. Sub Carrier Spacing, Cyclic Prefix Lenght, Abtastfrequenz, etc.). Bei einigen Ausführungsformen können OFDM-Numerologien bestimmt, eingestellt oder erhalten werden, beispielsweise abhängig von einer Bandbreite und Abtastfrequenz (z. B., oder einem Überabtastfaktor gemäß den mobilen WiMAX-Profilen). Bei verschiedenen Ausführungsformen können im Wesentlichen unterschiedliche OFDM-Numerologien verwendet werden, die in einer im Wesentlichen unterschiedlichen Anzahl an OFDM-Symbolen in Frame 300 resultieren.
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Bei einigen Ausführungsformen kann Frame 300 Leerlauf-Symbole und/oder Leerlauf-Zeitschlitze beinhalten. Bei einer Ausführungsform kann Frame 300 eine oder mehr Umschaltperioden 302 und/oder 304 beinhalten, um beispielsweise zwischen einer vorherbestimmten Downlink-(DL)-Übertragung 306 und einer vorherbestimmen Uplink-(UL)-Übertragung 308 zu wechseln, wenn ein TDD-Duplex-Modus oder -Schema verwendet wird. Bei anderen Ausführungsformen, z. B. wenn ein FDD-Duplex-Schema verwendet wird, da DL-Übertragungen 306 und UL-Übertragungen 308 im Wesentlichen gleichzeitig oder zu überlappenden Zeiten gesendet werden können (z. B. über verschiedene Frequenzen oder Netzwerkkanäle), kann Frame 300 im Wesentlichen wenig oder keine Leerlauf-Symbole, Leerlauf-Zeitschlitze und/oder Umschaltperioden 302 und/oder 304 beinhalten.
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Bei einigen Ausführungsformen kann das TTI oder die Zeitdauer von Frame 300 z. B. ungefähr 5 ms sein. Eine Umlaufzeit (round trip time, RTT), z. B. das Zeitintervall zwischen zwei konsekutiven vorgeplanten DL-Übertragungen 306 an einen spezifischen Drahtlosknoten, kann z. B. ungefähr 10 ms sein. Drahtlosnetzwerke (z. B. Drahtlosnetzwerk 100) mit schnell wechselnden Kanalbedingungen und/oder geringen Kohärenzzeiten (z. B. schnell fortbewegende mobile Stationen oder Knoten, z. B. Automobile mit Fahrzeuggeschwindigkeiten von z. B. überhalb 120 Kilometern pro Stunde (km/h)) können Mechanismen zur Unterstützung von im Wesentlichen hoher Mobilität bei variierenden Kanalbedingungen verwenden. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können Drahtlosnetzwerk 100, das z. B. im Wesentlichen kleine Umlaufzeiten hat, unterstützen, um im Wesentlichen eine schnell variierende Kanalbedingungsrückkopplung zwischen mobilen Stationen 110, 112, 114 und/oder 116 und Basisstation 120 zu ermöglichen. Andere Zeitdauern können verwendet werden.
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Die derzeitige Framestruktur des IEEE Std 802.16-2009 Spezifikationsstandards kann Einschränkungen beinhalten, wie z. B. im Wesentlichen lange TTls, die typischerweise nicht zur Unterstützung von im Wesentlichen schneller Rückkopplung und niedriger Zugriffslatenz (z. B. unterhalb 10 ms) geeignet sind, wie dies beispielsweise von sich entwickelnden Funkzugriffstechnologien verwendet werden kann.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen können eine modifizierte Version der Frame-300-Struktur zur Unterstützung von niedrigeren Latenzoperationen beinhalten oder verwenden, während die Abwärtskompabilität zu beispielsweise der Framestruktur der IEEE Std 802.16-2009 Spezifikation aufrechterhalten wird. Frame-300-Struktur kann z. B. in der nächsten Generation von mobilen WiMAX-Systemen und -Geräten (z. B. einschließlich dem IEEE 802.16m Standard) verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann Frame-300-Struktur oder Teile davon den Legacy-Terminals gegenüber transparent sein (die z. B. gemäß den mobilen WiMAX-Profilen und dem IEEE Std 802.16-2009 laufen), und kann nur für die Kommunikation zwischen BSs, mobilen Stationen und/oder MSs, die beide basierend auf dem IEEE Std 802.16m Standard laufen, verwendet werden.
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Gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen kann die Framestruktur Synchronisations- und Sendekanäle beinhalten, und die mobilen Stationen müssen unter Umständen den gemeinsamen Steuerungskanal (z. B. Media Acces Protocol(MAP)-Frameteil)parsieren oder decodieren, um Information zur Systemkonfiguration zu erhalten, um Uplink-(UL)- und Downlink-(DL)-Zuteilungen zu bestimmen.
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Versagen einer Funkverbindung in einer Zelle oder einem Abdeckungsbereich über einen primären Träger kann unter Umständen nicht sofort durch eine MS 110 berichtet werden, wenn die Kommunikation mit einer BS 120 über den primären Träger verloren ist. Es wäre hilfreich für eine MS 110, die Mehrträger-Leistungsfähigkeit besitzt, ein Versagen der Funkverbindung zu signalisieren und Rückgewinnung über (einen) alternative(n) Träger zu initiieren, ohne mit der BS 120 den Netzwerkeintritt oder – wiedereintritt durchzuführen. Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Diagramm bereitgestellt, das die Rückgewinnung einer Funkverbindung gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht. Das Verfahren, wie veranschaulicht in 4, beschreibt eine Verfahrensweise zur Rückgewinnung einer versagten Funkverbindung aus der Perspektive der MS 110, wobei die MS 110 in der Lage ist, mit einer BS 120 über eine Vielzahl von Trägern zu kommunizieren, einschließlich einem primären Träger und einem oder mehr sekundären Trägern. Eine MS 110, konfiguriert mit Mehrträger-(MC)-Leistungsfähigkeit, kann verbesserte Zuverlässigkeitscharakteristika bereitstellen, wenn verglichen mit einer Einfunk-MS, die eine Verfahrensweise zum Neueintritt/Wiedereintritt bei Funkverbindungsversagen durchführen muss.
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Die MS 110 empfängt MAC-Signalisierung und -Befehle, wie diejenigen, die sich auf Übergabe, Schlaf, Leerlauf, Sicherheitsupdates und Daten beziehen, über den primären Träger. Daten und andere Nachrichten können von der BS 120 an die MS 110 über einen oder mehr sekundäre Träger gesendet werden. Bei einer Ausführungsform, wenn die MS 110 einen Verlust der Abdeckung oder ein Funkverbindungsversagen erlebt, sollte das Funkverbindungsversagen von der MS 110 deklariert werden, wenn ein Versagen über den primären Träger vorliegt, sogar wenn andere sekundäre Träger immer noch gute Dienstqualität leisten.
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Bei dieser Ausführungsform soll die MS 110 für gewöhnlich die MAC-Signalisierung mit einer BS 120 auf keinem anderen als dem primären Träger ausführen. Die BS 120 kann Sonden bereitstellen, um die Kommunikationen zwischen der BS 120 und der MS 110 aufrechtzuerhalten. Wenn die Sonden keine Kommunikationen mit der MS 110 auf dem primären Träger aufbauen können, beginnt die BS 120 damit, einen Timer für Ressourcen-/Kontextrückbehaltung zu starten, und verwirft einen dynamischen Kontext für die MS 110. Der dynamische Kontext kann unvollständige Protokoll-Dateneinheiten (protocol data units, PDU) für die MAC-Schicht beinhalten, die bei Ablauf des Timers verworfen werden können. Zu diesem Zeitpunkt kann die BS 120 annehmen, dass die MS 110 aus dem Abdeckungsbereich oder Netzwerk gefallen ist. Die MS 110 kann verhindern, dass sie von der BS 120 fallen gelassen wird, indem sie eine Rückgewinnungsverfahrensweise initiiert, wenn die MS 110 ein Funkverbindungsversagen zwischen der MS 110 und der BS 120 erkennt. Die Rückgewinnungsverfahrensweise muss unter Umständen ausgeführt werden, um die Verbindung zwischen der MS 110 und der BS 120 zu erhalten, und um zu verhindern, dass die BS 120 den dynamischen Kontext fallen lässt. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Rückgewinnungsverfahrensweise durch die BS 120 initiiert werden. Weiter kann die BS 120 ein Funkverbindungsversagen zwischen der MS 110 und der BS 120 erkennen und/oder deklarieren.
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Wie gezeigt in 4, überwacht in Element 410 das UE oder die MS 110 eine Funkverbindungsqualität auf einem primären Träger. Bei dieser Ausführungsform ist die MS 110 bereits mit der BS 120 verbunden und hat den primären Träger für den Datenverkehr zwischen der MS 110 und der BS 120 eingerichtet. Die MS 110 erkennt Abdeckungsverlust auf dem primären Träger, was in Element 420 in Form einer Downlink-(DL)-Steuerungsinformation sein kann. Die MS 110 erkennt sodann, ob in Element 430 Rückgewinnung auf dem primären Träger immer noch möglich ist. Wenn die Rückgewinnung auf dem primären Träger immer noch möglich ist, versucht die MS 110 in Element 440 die Rückgewinnung auf dem primären Träger. Beispielsweise, wenn sich eine Abdeckungsverlustbedingung auf dem primären Träger verbessert, dann kann die MS 110 mit der Rückgewinnung des Abdeckungsverlustes auf dem gleichen primären Träger beginnen. Wenn sich die Abdeckungsverlustbedingung nicht verbessert oder weiter verschlechtert, dann deklariert die MS 110 in Element 450 Funkverbindungsversagen auf dem primären Träger. Wenn die MS 110 mit einem Einzelfunk konfiguriert ist, führt die MS 110 vollständigen Netzwerkeintritt durch, um erneut Zugang zu dem Netzwerk zu erhalten.
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Da die MS 110 auf dem primären Träger das Funkverbindungsversagen deklariert hat, kann die MS 110 keine Rückgewinnung auf dem primären Träger durchführen. Die Mehrträger-MS 110 untersucht alternative Träger, wie z. B. sekundäre Träger, die weiterhin eine erforderliche Verbindungsqualität haben können. In Element 460 wählt die MS 110 einen alternativen Träger und initiiert die Rückgewinnungsverfahrensweise auf dem alternativen Träger mit einem gültigen Integritätsschutz von einem vormals eingerichteten und verfügbaren Sicherheitskontext. Die BS 120 erkennt verifizierte Signalisierung von der MS 110 auf einem zweiten Träger, der nicht der primäre Träger ist, für die MS 110. Bei einer Ausführungsform kann die MS 110 in Element 460 durch Signalisieren eines Bits zur Abdeckungsverlustrückgewinnung in einer Bitmat zu Anordnungszwecken eine RNG-REQ-Nachricht an die BS 120 senden.
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Die BS 120 ermittelt sodann, dass die MS 110 den ersten primären Träger aufgrund eines Abdeckungsverlusts fallen gelassen hat, und die BS 120 versucht, mit der MS 110 zu verhandeln, um einen neuen primären Träger über den sekundären Träger einzurichten. Der sekundäre Träger wird in Element 460 als der neue primäre Träger eingerichtet. Die Verfahren, die bei den Ausführungsformen von 4 beschrieben sind, ermöglichen es der Mehrträger-MS 110, sich von dem Funkverbindungsversagen auf dem primären Träger zu erholen, ohne dass ein vollständiger Netzwerkeintritt durchgeführt wird, was in einer verbesserten Funkverbindungzuverlässigkeit für die MS 110 resultiert.
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5 ist ein Diagramm, das die Rückgewinnung einer Funkverbindung aus Perspektive der BS 120 gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht. Die BS 120 kann zu Lastausgleichungszwecken und um der Qualität von Dienstanforderungen gerecht zu werden Trägerumschaltung, wie vorstehend beschrieben, initiieren. Im Kontext der Trägerumschaltung für ein UE oder eine MS 110, die für Mehrträger-Operation konfiguriert ist, wobei ein Funkverbindungsversagen aufgetreten ist, erkennt die BS 120 in Element 510 Abdeckungsverlust einer MS 110 auf einem primären Träger, und erhält in Element 520 eine Anfrage von der MS 110, eine Rückgewinnungsverfahrensweise durchzuführen. Ein Kontextrückbehaltungstimer wird untersucht, um zu ermitteln, ob der Timer in Element 530 abgelaufen ist. Wenn der Kontextrückbehaltungstimer abgelaufen ist, unterweist die BS 120 die MS 110, einen vollständigen Netzwerkeintritt in Element 540 durchzuführen. Wenn der Kontextrückbehaltungstimer nicht abgelaufen ist, wird in Element 550 ermittelt, ob die Rückgewinnungsanfrage von Element 520 von dem ersten primären Träger stammt. Wenn die Anfrage nicht von dem ersten primären Träger stammt, nimmt die BS 120 an, dass die MS 110 in Element 560 den ersten primären Träger verworfen hat, und MAC-Schichtsteuerungen werden in Element 570 auf einen zweiten Träger als potentieller primärer Träger umgeschaltet. Eine Rückgewinnungsverfahrensweise wird in Element 580 auf dem potentiellen primären Träger initiiert. Bei einer Ausführungsform wird die Rückgewinnungsverfahrensweise unter Verwendung einer MC-CMD-Nachricht initiiert, um die MS 110 anzuweisen, den primären Träger auf dem potentiellen primären Träger einzurichten. Der primäre Träger wird in Element 590 auf dem potentiellen primären Träger eingerichtet, der vormals ein sekundärer Träger für die MS 110 gewesen sein kann.
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6 ist ein Diagramm, das eine Vorgehensweise zum Umschalten eines primären Trägers gemäß einiger Ausführungsformen veranschaulicht, die durch ein UE oder eine MS 110 initiiert wurde. Eine MS 110 verbindet sich mit einer BS 120 und läuft in Element 610 auf einem Träger # i. Eine Trägerumschaltanfrage (für Träger # j) wird von der MS 110 an die BS 120 auf Träger # j gesendet, wobei Träger j # i. Die BS 120 sendet einen Trägerumschaltbefehl auf Träger # j an die MS 110, und der Träger wird umgeschaltet, um den primären Träger in Element 620 auf Träger # j zu verlagern. Die MS 110 läuft sodann in Element 630 auf Träger # j.
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7 ist ein alternatives Diagramm, das eine Vorgehensweise zum Umschalten eines primären Trägers veranschaulicht, die von einem UE oder einer MS 110 gemäß einiger Ausführungsformen initiiert wurde. Eine MS 110 verbindet sich mit einer BS 120 und läuf in Element 710 auf einem Träger # i. Eine Trägerumschaltanfrage (für Träger # j) wird von der MS 110 auf Träger # i an die BS 120 gesendet, wobei Träger j # i. Die BS 120 sendet einen Trägerumschaltbefehl auf Träger # i an die MS 110, und der Träger wird umgeschaltet, um den primären Träger in Element 620 auf Träger # j zu verlagern. Die MS 110 läuft sodann in Element 630 auf Träger #j.
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Die hierin erörterte Operation kann im Allgemeinen über Ausführung geeigneter Firmware oder Software, die, falls vorhanden, als Codebefehle auf konkreten Medien ausgeführt ist, erleichtert werden. Somit können erfindungsgemäße Ausführungsformen Befehlssätze beinhalten, die auf irgendeiner Art verarbeitendem Kern ausgeführt werden oder auf sonst eine Art auf oder innerhalb eines maschinenlesbaren Mediums implementiert oder umgesetzt sind. Ein maschinenlesbares Medium beinhaltet jeden Mechanismus zum Speichern oder Übertragen von Informationen in einer Form, die von einer Maschine (z. B. einem Computer) gelesen werden kann. Ein maschinenlesbares Medium kann beispielsweise ein Produkt, wie beispielsweise einen Festspeicher (read only memory, ROM); einen Direktzugriffsspeicher (random access memory, RAM); ein magnetisches Diskettenspeichermedium; ein optisches Speichermedium und ein Flash-Memory-Gerät, etc. beinhalten. Zusätzlich kann ein maschinenlesbares Medium ausgebreitete Signale, wie beispielsweise elektrische, optische, akustische oder eine andere Art ausgebreiteter Signale (z. B. Trägersignale, Infrarotsignale, digitale Signale, etc.) beinhalten.
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Obwohl bestimmte erfindungsgemäße Merkmale hierin veranschaulicht und beschrieben wurden, werden Fachleuten nun viele Modifikationen, Austauschmöglichkeiten, Änderungen und Äquivalente einfallen. Es ist daher selbstverständlich, dass die beigefügten Ansprüche alle solchen Modifikationen und Änderungen abdecken sollen, die unter erfindungsgemäße Ausführungsformen fallen.