DE202006019286U1

DE202006019286U1 - Drahtloses Kommunikationssystem zum Einstellen der Aufwärtsstrecken-Sendezeitsteuerung für den langfristig fortentwickelten Handover

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Publication number: DE202006019286U1
Application number: DE202006019286U
Authority: DE
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2016-12-22
Also published as: TW200729990A; TWM316584U; WO2007075559A3; US20070149206A1; AR058730A1; WO2007075559A2

Abstract

Drahtloses Kommunikationssystem, das aufweist:
mindestens ein Benutzergerät (UE);
eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung;
eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung; und
ein fortentwickeltes universelles terrestrisches Funkzugangsnetz (E-UTRAN), das aufweist:
eine Quellzelle/Node B, die mit dem UE vor dem Handover über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung verbunden ist; und
eine Zielzelle/Node B, die, nachdem Handover begonnen hat, mit dem UE über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung verbunden ist, wobei die Quellzelle/Node B über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung eine Handover-Befehlsnachricht an das UE sendet, wenn das E-UTRAN bestimmt, daß es Zeit ist, einen Handover durchzuführen, und das UE die Sendezeitsteuerung der Aufwärtsstrecke basierend auf in der Handover-Befehlsnachricht enthaltenen Informationen einstellt, wenn es direkt nach dem Handover über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung eine erste Übertragung an die Zielzelle/Node B sendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Einstellung der Zeitsteuerung, um Datenübertragungen zwischen einer drahtlosen Sende/Empfangseinheit (WTRU) (d.h. einem Benutzergerät (UE)) und einer Zielzelle/einem fortentwickelten Node B (eNB) direkt nach dem Handover von einer Quellzelle/eNB an die Zielzelle/eNB in einem Long-Term-Evolution-System (LTE-System: langfristig fortentwickeltes System) zu synchronisieren.
Das Ziel des fortentwickelten universellen terrestrischen Funkzugangs (E-UTRA) und des fortentwickelten universellen terrestrischen Funkzugangsnetzes (E-UTRAN) ist, ein Funkzugangsnetz (RAN) zu entwickeln, um eine hohe Datenrate, geringe Latenzzeit und eine paketoptimierte Systemkapazität und Abdeckung bereitzustellen. 1 zeigt ein drahtloses Kommunikationssystem 100, das mindestens eine Zelle/einen Node B 105 umfaßt, der mit mindestens einem UE 110 kommuniziert. Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine Fortentwicklung der Funkschnittstelle ebenso wie der Funknetzarchitektur, wie etwa ein Long-Term-Evolution- (LTE-)System betrachtet. Es gibt jedoch keine vorhandenen dedizierten Kanäle in einem LTE-System, so daß alle Dienste über gemeinsam genutzte und gemeinsame Kanäle bereitgestellt werden. Außerdem können in dem LTE-System keine Systemrahmennummer-Systemrahmennummer-Messungen (SFN-SFN-Messungen) verfügbar sein. Dies verursacht in dem LTE-System während des Handover Probleme mit synchronisierten Kommunikationen zwischen dem UE 110 und der Zelle/dem Node B 105.
Ein Zeitsteuerungsvorsprung (TA) ermöglicht dem UE 110, seine Aufwärtsstreckenbursts (UL-Bursts) früher zu senden als dann, wenn das UE 110 den Anfang eines UL-Zeitschlitzes zum Senden wahrnimmt, so daß die UL-Bursts an der Zelle/dem Node B 105 innerhalb eines Zeitfensters empfangen werden, das die genaue Erfassung ermöglicht und die Signalverschlechterung minimiert oder beseitigt. Einträgerfrequenzteilungs-Vielfachzugriff (SC-FDMA) ist eine neue Funkzugangstechnologie, die eine strenge Leistungsanforderung für die UL-Synchronisation hat. Auf diese Weise ist ein passender und genauer TA in der LTE-UL-Übertragung entscheidend.
Der Handover erfordert, daß der TA für das UE 110 in dem Fall, in dem das UE 110 eine Anschlußmöglichkeit über einen gemeinsam genutzten Kanal oder die Verwendung des synchronen PRACH in einer Zielzelle/Node B unterhält, mit minimaler Verzögerung eingestellt wird, was besonders für zeitempfindliche Dienste, wie etwa Sprache über IP (VoIP) und interaktives Spielen, etc., wichtig ist. Das LTE-System sollte vermeiden, daß ein Zugriffsburst auf einen asynchronen Direktzugriffskanal (PRACH) notwendig ist, um den TA während des Handover herzustellen, da dieses Verfahren die Verzögerung beim Aufbauen einer Verbindung in der Zielzelle vergrößert und relativ zu der Verwendung eines gemeinsam genutzten UL-Kanals keine effiziente Nutzung physikalischer Ressourcen ist. In dem Partnerschaftsprojekt der dritten Generation (3GPP) wird der TA während des Handover durch Messen der SFN-SFN-Zeitsteuerungsdifferenz zwischen alten und neuen Funkverbindungen, die zu alten und neuen Node Bs gehören, erreicht. In einem LTE-System wird jedoch während des Handover keine Funkverbindung parallel zu der alten Funkverbindung aufegbaut, und ein SFN-SFN für die Zeitsteuerungsdifferenzmessung muß nicht vorhanden sein. Somit ist während eines Handover in einem LTE-System die Erfassung des TA mit weniger Verzögerung erwünscht.
Der TA ist in SC-FDMA-Systemen sehr wichtig, um die annehmbare Leistungsanforderung zu erfüllen. Dies wird während des Handover ein Problem, da das UE 110 schnell synchronisierte Kommunikationen mit der Zelle/dem Node B 105 erreichen muß, nachdem ein von dem Netzwerk befohlener Handover implementiert wird, und das UE 110 eine schnelle Zellenauswahl erreichen muß, um eine zufriedenstellende Dienstqualität (QoS) aufrechtzuerhalten. Unsynchronisierte Übertragungen verursachen hohe UL-Interferenz und verschlechtern somit die Systemleistung. Folg lich wäre ein schneller Zeitsteuerungseinstellungsmechanismus für die Synchronisierung der Übertragung direkt nach dem Handover für die LTE vorteilhaft.
Da in einem LTE-System kein dedizierter Kanal aufgebaut wird, sollen nur gemeinsam genutzte Kanäle verwendet werden, was es schwierig macht, eine straffe Synchronisation aufrechtzuerhalten. Somit muß der Handover des UE 110 zu einer neuen Zelle/einem Node B unter Verwendung anderer Kanäle, wie etwa eines asynchronen primären RACH (PRACH) durchgeführt werden, um den TA zwischen beiden Zellen/Node Bs zu erfassen. Durch die Verwendung des asynchronen PRACH für die Zeitsteuerungseinstellung nach dem Handover muß das UE 110 ein konkurrenzbasiertes Zugriffsverfahren durchlaufen, damit die Zelle/der Node B 105 die PRACH-Folge erfolgreich erfassen und dann dem UE 110 den richtigen TA signalisieren kann. Dies führt zu einer unnötigen Verzögerung beim Aufbau gemeinsam genutzter Kanalanschlüsse in der Zielzelle/Node B. Somit wäre ein reagierender Zeitsteuerungseinstellungsmechanismus während des Handover für die LTE vorteilhaft, um die Notwendigkeit eines asynchronen RACH-Zugriffsverfahrens, das Verzögerungen erleidet, zu vermeiden (d.h. eine "Handover-Blackoutzeitspanne" wird vermieden).
Es wäre daher vorteilhaft, wenn ein Verfahren existieren würde, das die Zeitsteuerungseinstellung für synchronisierte Kommunikationen zwischen dem UE 110 und der Zelle/dem Node B 105 während eines Handover-Vorgangs betrifft, und das nicht die Einschränkungen herkömmlicher Systeme besitzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Kommunikationssystem für die Einstellung der UL-Sendezeitsteuerung, wenn direkt nach dem Handover von einer Quellzelle/einem Node B eines E-UTRAN eine erste Übertragung an eine Zielzelle/Node B des E-UTRAN gesendet wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berechnet das UE basierend auf Beaconkanal-Referenzsignalen, die von den Quell- und Zielzellen/Node Bs empfangen werden, und auf der Kenntnis der relativen Zeitdifferenz (falls vorhanden) zwischen den Quell- und Zielzellen/Node Bs selbständig einen TA-Wert und wendet ihn an. In einer anderen Ausführungsform sendet das UE über vorab zuge wiesene nicht konkurrenzbasierte UL-Funkressourcen, die von der Zielzelle/Node B für die Quellzelle/den Node B vor dem Handover ausgehandelt und reserviert wurden, eine Zeitplanungsanforderungsnachricht oder echte Datenpakete, wobei der berechnete TA-Wert auf die UL-Sendezeitsteuerung angewendet wird, an ein E-UTRAN. In einer alternativen Ausführungsform sendet das UE eine Zeitplanungsanforderungsnachricht mit dem neuen berechneten TA-Wert, der auf die UL-Sendezeitsteuerung angewendet wird, über einen synchronen RACH an ein E-UTRAN. Dann berechnet das E-UTRAN ansprechend auf die Zeitplanungsanforderungsnachricht einen verfeinerten (d.h. genaueren) TA-Wert und, falls notwendig, signalisiert das E-UTRAN den verfeinerten TA-Wert an das UE und weist UL- und/oder Abwärtsstrecken- (DL-) Funkressourcen zu, die in der Zielzelle/Node B für das UE verwendet werden sollen. Wenn der verfeinerte TA-Wert signalisiert wird, leitet das UE die Datenübertragung unter Verwendung des verfeinerten TA-Werts und der zugewiesenen Funkressourcen ein, nachdem die E-UTRAN-Signalisierung in der Zielzelle verarbeitet wurde.
Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist, wobei.
1 ein herkömmliches drahtloses Kommunikationssystem zeigt, das mindestens einen Node B umfaßt, der mit mindestens einem UE kommuniziert;
2 ein drahtloses Kommunikationssystem zeigt, das ein UE und ein E-UTRAN mit Quell- und Zielzellen/Node Bs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Flußdiagramm eines selbständigen Zeitsteuerungsvorsprung-LTE-Handoververfahrens ist, das in dem System von 2 implementiert ist, indem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von vorab zugewiesenen Funkressourcen auf eine Zielzelle/Node B zugegriffen wird; und
4 ein Flußdiagramm eines selbständigen Zeitsteuerungsvorsprung-LTE-Handoververfahrens ist, das in dem System von 2 implementiert ist, wobei unter Verwendung des synchronen RACH-Zugangs gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf die Zielzelle/Node B zugegriffen wird.
Wenn hier im weiteren darauf Bezug genommen wird, umfaßt der Begriff "Benutzergerät (UE)" eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU), eine Mobilstation, eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger, ein Zellulartelefon, einen Minicomputer (PDA), einen Computer oder jede andere Art von Benutzervorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist aber nicht darauf beschränkt.
Wenn hier im weiteren darauf Bezug genommen wird, umfaßt der Begriff "Zelle/Node B" eine Zelle und/oder einen Node B, einen LTE-eNB, eine Zelle und/oder eine Basisstation, eine Standortsteuerung, einen Zugangspunkt (AP) oder jede andere Art von Schnittstellenvorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist aber nicht darauf beschränkt.
Es sollte sich für jemanden mit Kenntnissen der Technik verstehen, daß es verschiedene Arten von Handovers, wie etwa einen Intra-Node-B-Handover und einen Inter-Node-B-Handover, gibt. Da der Handover in dem Fall des Intra-Node-B-Handover zwischen zwei Zellen innerhalb eines Node B stattfindet, findet ein Handover von einer Quellzelle zu einer Zielzelle statt, aber der Handover ist innerhalb eines gemeinsamen Node B und findet nicht von einem Quell-Node B zu einem Ziel-Node B statt. Im Fall des Inter-Node-B-Handover findet ein Handover von einer Zelle (d.h. einer Quellzelle), die zu einem Quell-Node B gehört, zu einer anderen Zelle (d.h. einer Zielzelle), die zu einem Ziel-Node B gehört, statt. In diesem Fall sind die Begriffe "Zelle" und "Node B" austauschbar. Ein Handover von einer Quellzelle zu einer Zielzelle kann für beide Fälle gelten. Wenn sowohl die Quell- als auch die Zielzellen von einem gemeinsamen Node B unterstützt werden, ist es wahrscheinlicher, daß diese Zellen miteinander synchronisiert werden können.
Eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) kann verwendet werden, um die vorliegende Erfindung zu imple mentieren. Die vorliegende Erfindung ist auf eine Funkressourcenverwaltung (RRM) und eine Funkressourcensteuerung für eine WTRU, eine Basisstation, ein Netzwerk oder ein System, auf der physikalischen Schicht (ein digitales Basisband) oder der Netzwerkschicht, als Software oder als ein digitaler Signalprozessor (DSP) anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist auf die folgenden Luftschnittstellen anwendbar: Breitband-Codemultiplex-Vielfachzugriff (WCDMA), Frequenzteilungsduplex (FDD), CDMA2000, Ix-Evolution-Data Only (IxEV-DO), IX-Evolution Daten und Sprache (IxEV-DV), CDMA, verbesserte UL, Hochgeschwindigkeitspaketzugriff auf der Abwärtsstrecke (HSDPA)) und LTE-basierte Systeme.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen LTE Aktiv-Zustand sowohl für den Fall des Intra- als auch des Inter-Node-B-Handover. Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Prozedur bereit, mit der ein UE selbständig einen TA-Wert messen und berechnen kann, so daß die synchrone Übertragung in der Zielzelle nach dem Handover sofort angewendet werden kann. Auf diese Weise kann die Anwendung der asynchronen PRACH-Prozedur in der Zielzelle zum Aktualisieren des TA-Werts vermieden werden.
Während einer Nicht-Handover-Situation wird von dem E-UTRAN aus den UL-Übertragungen ein TA-Wert bestimmt, und wenn notwendig, wird ein TA-Einstellungswert an das UE signalisiert. Wenn der Handover von einer Quell- (d.h. aktuellen) Zelle/Node B zu einer Ziel- (d.h. neuen) Zelle/Node B stattfindet, kann das UE den TA-Wert zum Beginnen von Übertragungen in der Zielzelle/Node B entweder unter Verwendung vorab zugewiesener nicht konkurrenzbasierter UL-Funkressourcen oder eines synchronen RACH für den Zugriff auf die Zielzelle/Node B selbständig bestimmen. Wenn der TA andernfalls nicht für die Zielzelle eingestellt ist, wird in der Zielzelle/Node B kein TA-Wert angewendet, und für die erste Übertragung in der Zielzelle muß die asynchrone PRACH-Prozedur angewendet werden.
Wenn absolute TA-Signalisierung angewendet wird, muß das E-UTRAN immer den in dem UE angewendeten TA-Wert kennen. Wenn von dem UE selbständig ein neu berechneter TA bestimmt wird, muß das UE den TA nach der selbständigen Einstellung mel den. Es ist auch möglich, daß das E-UTRAN den angewendeten TA in einer Meßmeldung anfordert. Wenn der Handover einmal abgeschlossen ist, gilt wieder die TA-Grundprozedur. Wenn relative TA-Signalisierung angewendet wird, ist es nicht notwendig, nach den selbständigen TA-Einstellungen durch das UE den neuen berechneten TA an das E-UTRAN zu signalisieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich ein Handover insbesondere auf einen harten Handover zwischen synchronen Zellen/Node Bs oder zwischen Zellen/Node Bs, bei denen die relative Zeitdifferenz bekannt ist. Die vorliegende Erfindung stellt ein vom UE selbständig ausgeführtes TA-Messungs- und Berechnungsverfahren ebenso wie ein Verfahren für den LTE-Handover bereit, um eine synchrone Kommunikation mit verringerter Verzögerung und weniger Interferenz zu erreichen. Die Kenntnis der relativen Zeitdifferenz (falls vorhanden) zwischen den Quellen- und Zielzellen/Node Bs sollte dem UE signalisiert werden, um einen neuen TA-Wert zu berechnen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die relative Zeitdifferenz oder die Anzeige, daß die Zellen miteinander synchronisiert sind, in dem Handover-Befehl signalisiert.
Abhängig davon, welches TA-Informationselement (IE) in einem Funkressourcensteuerungsbefehl (RRC-Befehl) freigegeben ist, wird während des Handover-Vorgangs entweder die vorab zugewiesene nicht konkurrenzbasierte UL-Funkressource von einer Zielzelle/Node B oder der synchrone RACH verwendet, um auf die Zielzelle/Node B zuzugreifen. Wahlweise bestimmt das E-UTRAN, welche der zwei Zugriffsfunktionen verwendet wird. Das UE berechnet die Zeitsteuerungsdifferenz von den Quellen- und Zielzellen/Node Bs durch Messen von Referenzsignalen auf Beaconkanälen, die von verschiedenen Zellen/Node Bs empfangen werden. Das UE bestimmt dann selbständig den TA, der in der UL-Übertragung an eine neue Zielzelle/Node B nach dem Handover angewendet werden soll, um die Anforderung der asynchronen PRACH-Prozedur zu vermeiden. Das UE kann einen zugewiesenen UL-Kanal mit angewendetem TA für die direkte Übertragung einer Ressourcenanforderung verwenden, oder es kann einen synchronen RACH für eine Ressourcenanforderung verwenden und dann die Datenübertragung beginnen, nachdem die Funkressourcenzuweisung von der Zielzelle/Node B abgeschlossen ist. Wenn das E-UTRAN das UE anweist, einen Handover zu einer neuen Zielzelle/Node B durchzuführen, wird das E-UTRAN das UE anweisen, den berechneten TA in der neuen Zelle/Node B anzuwenden. Zu allen anderen Zeiten ist es das E-UTRAN, das den TA-Wert bestimmt. Dies vermeidet die Notwendigkeit, daß in Verbindung mit dem E-UTRAN-Handover-Befehl ein asynchrones RACH-Zugriffsverfahren auf eine Zielzelle/Node B oder eine Quellzelle/Node B SFN-SFN-Meldung benötigt wird.
2 zeigt ein drahtloses Kommunikationssystem 200, das ein UE 205 und ein E-UTRAN 210 gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt. Das E-UTRAN 210 umfaßt eine Quellzelle/Node B 215 und eine Zielzelle/Node B 220.
Vom UE während LTE-Handover selbständig ausgeführte TA-Messung
Wenn das UE 205 während des Handover einen selbständigen TA durchführt, muß es den Wert seiner Einweg-Ausbreitungsverzögerung bestimmen. L bezeichne die Funkrahmenlänge, t_i bezeichne die Taktzeit an der Zelle/Node B i, p_i bezeichne die Einweg-Ausbreitungsverzögerung von der Zelle/Node B i zu dem UE 205, und ()_L bezeichne die Moduloperation mal L. Da das UE 205 durch die Zellensuche nur die Summe von (t_i)_L und p_i für eine Zelle/Node B i, mit dem das UE 205 nicht verbunden ist, kennt, muß das UE 205 entweder (t_i)_L oder p_i kennen, um das andere zu lösen.
Angenommen, die Entfernung zwischen dem UE 205 und der Zelle/Node B i sei D_i. Die grobe DL-Zeitsteuerung, die das UE 205 (in dem ersten Zellensuchschritt) für die Zelle/Node B i erfaßt, ist (t_i)_L + p_i + τ_DL, wobei τ_DL die Mehrwegeausbreitung ist, die die Spitze für die Zeitsteuerungserfassung erzeugt. Die Ausbreitungsverzögerung p_i = D_i/c wird daher durch die Frequenz nicht beeinflußt. Der τ_DL-Teil hängt sowohl von der Frequenz als auch der Umgebung ab. Nach dem Verfeinern der Zeitsteuerungserfassung (der zweite oder dritte Schritt der Zellen suche) kann zumindest ein Teil der Mehrwegeverzögerung geklärt werden.
τ ~_DL bezeichne die Restmehrwegeverzögerung, die kürzer als τ_DL ist. Dann wird die verfeinerte DL-Zeitsteuerung (t_i)_L + p_i + τ ~_DL. Wenn τ ~_DL sehr klein ist, kann argumentiert werden, daß die verfeinerte DL-Zeitsteuerung ·(t_i)_L + p_i ist, was unabhängig von der Frequenz ist, Es kann in der folgenden Analyse vorläufig angenommen werden, daß τ ~_DL sehr klein ist.
Damit das UE 205 seine UL-Übertragung mit anderen UEs in der Zelle/Node B i ausrichtet, muß das UE 205 den TA um den Betrag 2p_i durchführen. Auf diese Weise werden die übertragenen UL-Signale von dem UE 205 zu der Zeit RT(i) empfangen, welche gegeben ist durch: RT(i) = (ti)L + pi – 2pi + pi + τUL = (ti)L + τUL Gleichung (1) wobei τ_UL die maximale Mehrwegeverzögerung auf der UL ist und auch von der Frequenz abhängt.
Eine zyklische Periode (CP) wird in einem OFDMA-System verwendet, um Interferenzen zwischen Zeitschlitzen zu vermeiden. Somit wirkt sie als eine Schutzzeit. Die Verwendung einer CP (welche die Länge τ_UL abdeckt) stellt sicher, daß die UL Signale von UEs empfängt, die zeitlich ausgerichtet sind, und erhält die Orthogonalität zwischen ihnen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform gibt es zwei Optionen, um eine TA-Berechnung an dem UE 205 zu realisieren.
In einer Option signalisiert die Quellzelle/Node B i dem UE 205, wenn die Quell- und Zielzellen/Node Bs 215 und 220 in dem E-UTRAN 210 nicht synchronisiert sind (entspricht der bisherigen Annahme für das LTE), die Taktdifferenz Modul mal Rahmenlänge (d.h. (t_j – t_i)_L) zwischen der Quellzelle/Node B i und der Zielzelle/Node B j, wenn die Zelle/Node B i dem UE signalisiert, daß es einen Handover zu der Zielzelle/Node B j durchführen soll. Durch die Kenntnis von (t_j)_L wird p_j gelöst.
Wenn die Zellen/Node Bs 215 und 220 synchronisiert sind, dann gilt (t_i)_L = (t_j)L. Der TA ist ebenfalls gelöst.
In einer anderen Option mißt das UE 205 die Signalstärke der Referenzsignale (Piloten), der Synchronisationskanäle (SCH) oder anderer DL-Kanäle. Basierend auf der Messung bestimmt das UE 205 seine Entfernung von der Zielzelle/Node B 220 in dem E-UTRAN 210 und berechnet die Ausbreitungsverzögerung. Es ist jedoch üblicherweise bekannt, daß die Entfernung aus der Signalstärken- oder der Streckendämpfungsmessung nicht genau und zuverlässig abgeleitet werden kann. Die Signalstärke schwankt mit dem Schwund, was gemildert (jedoch nicht beseitigt) werden kann, indem Messungen über ein langes Zeitintervall gesammelt werden.
Um die TA-Einstellung zu berechnen, muß dem UE entweder die relative Zeitdifferenz zwischen den Quell- und Zielzellen/Node Bs signalisiert werden, oder es muß informiert werden, daß die Zellen synchronisiert sind.
Selbständige UE-TA-Prozedur beim LTE-Handover
Nach Empfang eines Handover-Befehls von dem E-UTRAN 210 oder einer schnellen Zellenauswahl, die zwischen dem UE 205 und den Quell- und Zielzellen/Node Bs 215 und 220 koordiniert wird, wird eine selbständige UE-TA-Prozedur eingeleitet. Das UE 205 erfaßt die Zeitdifferenz beim Empfang des Referenzsignals von Beaconkanälen der Quell- und Zielzellen/Node Bs 215 und 220. Der Zeitversatz wird nach dem Handover an die Zielzelle/Node B 220 zu dem letzten TA-Wert in der Quellzelle/Node B 215 addiert.
Bezug nehmend auf 2 verwendet das UE 205 ein Referenzsignal von einem Beaconkanal der Quellzelle/Node B 215 und ein Referenzsignal eines Beaconkanals der Zielzelle/Node B 220, um auf die Differenz der Entfernung zwischen dem UE 205 und den Quell- und Zielzellen/Node Bs 215 und 220 zu schließen. Die Referenzsignale können jede Art von Signal mit wesentlichen Referenzeigenschaften sein. Das UE 205 ist dann in der Lage, selbständig den Betrag des TA zu bestimmen, der nach dem Handover auf die Zielzelle/Node B 220 angewendet werden soll, indem es den TA der Quellzelle um die relative Differenz zwischen den Quell- und Zielzellen-Referenzsignalen anpaßt. Der Beaconkanal kann ein Rundrufkanal, ein Synchronisationskanal (SCH) und ähnliches sein.
3 ist ein Flußdiagramm eines selbständigen UE-TA-LTE-Handover-Verfahrens 300, das in dem System 200 von 2 gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert ist. In Schritt 305 wird der TA für das UE 205 aktiviert und in der Quellzelle/Node B 215 des E-UTRAN 210 ausgeführt. Dies wird durch RRC-Signalisierung von der Netzwerk- (E-UTRAN-) Seite ermöglicht. In Schritt 310 mißt und berechnet das E-UTRAN den TA-Wert und signalisiert den TA-Wert an das UE 205. In Schritt 315 wendet das UE 205 den TA-Wert von Schritt 310 an, wenn es an die Quellzelle/Node B 215 überträgt. Durch die Verwendung dieses TA-Werts ist das UE 205 fähig, seine UL-Sendezeitsteuerung einzustellen. In Schritt 320 bestimmt das E-UTRAN 210, wann die Zeit ist, einen Handover von der Quellzelle/Node B 215 zu der Zielzelle/Node B 220 durchzuführen. Wenn das E-UTRAN 210 in Schritt 320 bestimmt, daß ein Handover durchgeführt werden soll, sendet die Quellzelle/Node B 215 des E-UTRAN 210 eine Handover-Befehlsnachricht 225 (d.h. RRC-Signalisierung) an das UE 205, um den Handover des UE 205 einzuleiten (Schritt 325). Die Handover-Befehlsnachricht 225 umfaßt eine Angabe der relativen Zeitdifferenz zwischen den Quell- und Zielzellen oder eine Angabe, daß die Zellen synchronisiert sind, und kann Information über vorab zugewiesene UL-Funkressourcen enthalten, die verwendet wird, um die erste Übertragung 230 an die Zielzelle/Node B 220 durchzuführen. Die selbständige TA-Prozedur kann explizit oder implizit aus der Handover-Befehlsnachricht 225 erschlossen werden. Die Handover-Befehlsnachricht ermöglicht, daß entweder durch die Verwendung vorab zugewiesener UL-Funkressourcen von der Zielzelle/Node B 220 oder durch die Verwendung eines synchronen RACH während des Handover eine erste Übertragung 230 von dem UE 205 zu der Zielzelle/Node B 220 stattfindet. Wenn die erste Übertragung 230 an die Zielzelle/Node B 220 vorab zugewiesene UL-Funkressourcen verwendet, sind die Informationen bezüglich der vorab zugewiesenen UL-Funkressourcen in der Handover-Befehlsnachricht 225 enthalten. Diese RRC-Signalisierung kann auch anzeigen, daß während des Handover ein anderer nicht selbständiger UE-TA-Messungsansatz verwendet werden sollte. In diesem Fall muß die RRC-Signalisierung ebenfalls explizit oder implizit angeben, ob kein selbständiges UE-TA-Meßverfahren erforderlich ist.
Immer noch Bezug nehmend auf 2 und 3 führt das UE 205 in Schritt 330 eine oder mehrere Messungen durch, um basierend auf Referenzsignalen, die auf Beaconkanälen der Quellzelle/Node B 215 und der Zielzelle/Node B 220 übertragen werden, die Differenz der Ausbreitungsverzögerungen zwischen der Quellzelle/Node B 215 und der Zielzelle/Node B 220 zu bestimmen. In Schritt 335 berechnet das UE 205 basierend auf dem aktuellen Quellzellen-TA-Wert, den in Schritt 330 durchgeführten Messungen und der Kenntnis der relativen Zeitdifferenz zwischen der Quellzelle/Node B 215 und der Zielzelle/Node B 220 oder dem Wissen, daß die Quellzelle/Node B 215 und die Zielzelle/Node B 220 synchronisiert sind (d.h. es gibt keine nennenswerte Zeitsteuerungsdifferenz zwischen der Quellzelle/Node B 215 und der Zielzelle/Node B 220), selbständig einen neuen TA-Wert. In Schritt 340 wendet das UE den neuen TA-Wert an, um die UL-Sendezeitsteuerung einzustellen, wenn es entweder unter Verwendung vorab zugewiesener nicht konkurrenzbasierter Funkressourcen für die Aufwärtsstrecke oder eines synchronen RACH, wie von der Handover-Befehlsnachricht 225 angewiesen, eine erste Übertragung 230 an die Zielzelle/Node B 220 sendet.
Es gibt zwei Optionen, Information über vorab zugewiesene UL-Funkressourcen zu verwenden, um während des Handover auf die Zielzelle/Node B 220 zuzugreifen. Eine Option für das UE 205 ist, die vorab zugewiesenen UL-Funkressourcen zu verwenden, indem es eine Ressourcenanforderungsnachricht und/oder Verkehrsdaten an die Zielzelle/Node B 220 sendet. In diesem Fall muß die Zielzelle/Node B 220 dem UE 205 mit der neu zugewiesenen Funkressource und, falls notwendig, einem verfeinerten TA-Wert antworten, um seinen folgende Datenübertragung 230 an die Zielzelle/Node B 220 zu unterstützen. Die andere Option ist, die in der Handover-Befehlsnachricht enthaltene Information über vorab zugewiesene UL-Funkressourcen für die direkte Datenübertragung zu nutzen. Für die obigen zwei Optionen ist die Menge vorab zugewiesener Funkressourcen, die während des Handover verwendet werden sollen, für verschiedene Zwecke verschie den. Die gewählte Option wird von dem E-UTRAN 210 in der DL-RRC-Signalisierung während des Rufaufbaus oder in der Handover-Befehlsnachricht 225, wie weiter oben beschrieben, an das UE 205 signalisiert. Dadurch kann die Einstellung der UL-Sendezeitsteuerungssynchronisation auf die Zielzelle/Node B 220 sofort nach dem Handover erreicht werden, ohne ein asynchrones RACH-Zugriffsverfahren zu benötigen.
Im Fall, daß absolute TA-Werte verwendet werden, ist es wahlweise notwendig, daß das UE 205 den selbständig berechneten TA-Wert an die Zielzelle/Node B 220 meldet, wenn es die erste Übertragung 230 an die Zielzelle/Node B 220 sendet. Falls relative TA-Wertsignalisierung angewendet wird, ist es nicht erforderlich, daß das UE 205 die Zielzelle/Node B 220 genau informiert, wie der neue TA-Wert lautet.
Synchrones RACH-Zugriffsverfahren während des LTE-Handover
4 ist ein Flußdiagramm eine synchronen RACH-Zugriffs-LTE-Handover-Verfahrens 400 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachdem das UE den Zeitsteuerungsvorsprungswert selbständig berechnet hat (Schritt 405), sendet das UE eine Zeitplanung (d.h. Ressourcen-) Anforderungsnachricht über einen synchronen RACH-Kanal an das E-UTRAN 210, wobei der berechnete TA-Wert angewendet wird (Schritt 410). In Schritt 415 berechnet das E-UTRAN 210 basierend auf Informationen in der von dem UE 205 empfangenen Zeitplanungsanforderungsnachricht einen verfeinerte (d.h. genaueren) TA-Wert. Falls notwendig, sendet das E-UTRAN 210 den verfeinerten TA-Wert in einer DL-Signalisierungsnachricht an das UE 205 und weist dem UE 205 UL- und/oder DL-Funkressourcen für nachfolgende Datenübertragungen zu (Schritt 420). In Schritt 425 leitet das UE 205 die Datenübertragung unter Verwendung des verfeinerten TA-Werts und der zugewiesenen UL/DL-Funkressourcen ein.
Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben werden, kann jedes Merkmal oder Element allein, ohne die anderen Merkmale und Elemente der bevorzugten Ausführungsformen oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Verfahren oder Flußdiagramme können in einem Computerprogramm, in Software oder Firmware implementiert werden, die greifbar in einem computerlesbaren Speichermedium zur Ausführung durch einen Universalcomputer oder einen Prozessor ausgeführt sind. Beispiele für computerlesbare Speichermedien umfassen einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), ein Register, einen Cachespeicher, Halbleiterspeichervorrichtungen, magnetische Medien, wie etwa interne Festplatten und entfernbare Platten, magneto-optische Medien und optische Medien, wie etwa CD-ROM-Platten, und digitale vielseitige Platten (DVDs).
Geeignete Prozessoren umfassen beispielhaft einen Universalprozessor, einen Prozessor für einen bestimmten Zweck, einen herkömmlichen Prozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), mehrere Mikroprozessoren, einen oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern, einen Controller, einen Mikrocontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), frei programmierbare Gate Array-Schaltungen (FPGAs) und jede andere Art einer integrierten Schaltung (IC) und/oder eine Zustandsmaschine.
Ein Prozessor in Verbindung mit Software kann verwendet werden, um einen Funkfrequenztransceiver für die Verwendung in einer drahtlosen Sende/Empfangseinheit (WTRU), einem Benutzergerät (UE), einem Endgerät, einer Basisstation, einer Funknetzsteuerung oder jedem Leitrechner zu implementieren. Die WTRU kann in Verbindung mit Modulen verwendet werden, welche in Hardware und/oder Software implementiert sind, wie zum Beispiel einem Kamera-, einem Videokameramodul, einem Bildschirmtelefon, einem Lautsprechertelefon, einer Vibrationsvorrichtung, einem Lautsprecher, einem Mikrophon, einem Fernsehtransceiver, einem Kopfhörer für freie Hände, einer Tastatur, einem Bluetooth^®-Modul, einer frequenzmodulierten (FM) Funkeinheit, einer Flüssigkristallanzeigeeinheit (LCD-Anzeigeeinheit), einer organischen lichtemittierenden Diodenanzeigeeinheit (OLED-Anzeigeeinheit), einem digitalen Musikabspielgerät, einem Speicherabspielgerät, einem Videospiel-Spielgerätemodul, einem In ternet-Browser und/oder jedem drahtlosen lokalen Netzwerkmodul (WLAN-Modul).
Die vorliegende Erfindung offenbart ein drahtloses Kommunikationssystem zum Einstellen der Zeitsteuerung der Übertragung auf der Aufwärtsstrecke, wenn direkt nach dem Handover von einer Quellzelle/Node B des E-UTRAN eine erste Übertragung an eine Zielzelle/Node B eines fortentwickelten terrestrischen Funkzugangsnetzes (E-UTRAN) gesendet wird. In einer Ausführungsform berechnet ein Benutzergerät (UE) basierend auf dem Zeitsteuerungswert der aktuellen Quellzelle/Node B, Zellen/Node-B-Beaconkanal-Referenzsignalmessungen und der Kenntnis der relativen Zeitdifferenz (falls vorhanden) zwischen den Quell- und Zielzellen/Node Bs selbständig einen Zeitvorsprungwert (TA-Wert) und wendet ihn an. In einer anderen Ausführungsform sendet das UE über vorab zugewiesene nicht konkurrenzbasierte Funkressourcen für die Aufwärtsstrecke eine Zeitplanungsanforderungsnachricht oder echte Datenpakete, wobei der berechnete TA-Wert auf die Sendezeitsteuerung der Aufwärtsstrecke angewendet ist, an das E-UTRAN. In einer alternativen Ausführungsform sendet das UE über einen synchronen Direktzugriffskanal (RACH) eine Zeitplanungsanforderungsnachricht, wobei der neu berechnete TA-Wert auf die Sendezeitsteuerung der Aufwärtsstrecke angewendet ist, an ein E-UTRAN.

Claims

Drahtloses Kommunikationssystem, das aufweist: mindestens ein Benutzergerät (UE); eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung; eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung; und ein fortentwickeltes universelles terrestrisches Funkzugangsnetz (E-UTRAN), das aufweist: eine Quellzelle/Node B, die mit dem UE vor dem Handover über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung verbunden ist; und eine Zielzelle/Node B, die, nachdem Handover begonnen hat, mit dem UE über eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung verbunden ist, wobei die Quellzelle/Node B über die erste drahtlose Kommunikationsverbindung eine Handover-Befehlsnachricht an das UE sendet, wenn das E-UTRAN bestimmt, daß es Zeit ist, einen Handover durchzuführen, und das UE die Sendezeitsteuerung der Aufwärtsstrecke basierend auf in der Handover-Befehlsnachricht enthaltenen Informationen einstellt, wenn es direkt nach dem Handover über die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung eine erste Übertragung an die Zielzelle/Node B sendet.
Drahtloses Kommunikationssystem, das aufweist: mindestens eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU); einen mit der WTRU verbundenen synchronen Direktzugriffskanal (RACH); und ein fortentwickeltes universelles terrestrisches Funkzugangsnetz (E-UTRAN), das über den synchronen RACH mit der WTRU verbunden ist, wobei das E-UTRAN eine Quellzelle/fortentwickelten Node B (eNB) und eine Zielzelle/eNB umfaßt, wobei die Quellzelle/eNB eine Handover-Befehlsnachricht an die WTRU sendet, wenn das E-UTRAN bestimmt, daß es Zeit ist, einen Handover durchzuführen, die WTRU selbständig einen anfänglichen Zeitsteuerungsvorsprungwert berechnet, die WTRU eine Zeitplanungsanforderungsnachricht mit dem berechneten ersten Zeitsteuerungsvorsprungwert durch den synchronen RACH an das E-UTRAN sendet, und das E-UTRAN basierend auf Informationen in der Zeitplanungsanforderungsnachricht einen verfeinerten Zeitvorsprungwert berechnet, der genauer ist als der anfängliche Zeitsteuerungsvorsprungwert.
System nach Anspruch 2, wobei das E-UTRAN den verfeinerten Zeitsteuerungsvorsprungwert in einer Abwärtsstrecken-Signalisierungsnachricht an die WTRU sendet, das E-UTRAN Funkressourcen für die Aufwärtsstrecke und/oder die Abwärtsstrecke zur Verwendung durch die WTRU für nachfolgende Datenübertragungen zuweist, und die WTRU unter Verwendung des verfeinerten Zeitsteuerungsvorsprungwerts und der zugewiesenen Funkressourcen für die Aufwärtsstrecke und/oder die Abwärtsstrecke eine erste Übertragung an die Zielzelle/eNB sendet.