用於在通信系統中根據預留目標小區上行鏈路分配的基於非競爭切換的系統和方法

2023-06-10 14:17:11

專利名稱：用於在通信系統中根據預留目標小區上行鏈路分配的基於非競爭切換的系統和方法
技術領域：
L01]本發明總體上涉及通信系統，並且在示例性實施方式中，涉及用 於在通信系統中執行切換的系統和方法。
背景技術：
信息傳送對於現代化社會來說是必需的，其通過通信系統的操作 來實現。通過通信信道，信息在發送臺和接收臺之間傳送。發送臺 將信息轉換成用於通過通信信道傳送的一種形式。為了用戶的利益， 接收臺檢測和恢復該信息。已經開發了各種不同類型的通信系統並 且 一 般用於完成發送臺和接收臺之間的通信。示例性的通信系統是蜂窩通信系統，其中以在發送臺和接收臺之 間延伸的無線鏈路來定義通信信道。蜂窩無線通信系統可以實現為 移動通信系統，其中非固定、有線連接的無線鏈路用於定義通信信道。通常，蜂窩通信系統包括這樣的網絡基礎設施該網絡基礎設施 包括多個基站，這些基站位於整個地理區域內空間分隔的位置處。 每個基站限定了一個區域，其稱為小區，蜂窩通信系統的名稱即來 源於此。基站構成其一部分的網絡基礎設施耦合至核心網絡，核心 網絡例如分組數據骨幹網絡或公共交換電話網絡。例如計算機伺服器、電話臺等的通信設備接著耦合至核心網絡並且能夠通過網絡基 礎設施和核心網絡來進行通信。可攜式收發器(通常稱為用戶設備 或移動臺)通過這樣的無線鏈路與基站進行通信。由於無線通信系統(例如蜂窩電話、衛星和微波通信系統)正在 廣泛地部署並且繼續吸引數量不斷增長的用戶，所以迫切需要提供 大的和可變的多種通信系統，其以固定的資源(例如固定的信道帶 寬)發送持續增長的數據量，以便提供固定的數據分組大小。鑑於 快速增長的客戶基數，使用固定資源(例如，對於每個移動臺固定 的數據速率)的傳統通信系統設計已經在提供高的但靈活的數據傳 輸速率方面受到挑戰。當用戶設備移動通過由無線通信系統服務的物理區域時(例如， 當用戶設備在移動的交通工具中運輸時)，對於用戶設備從源基站 到為新的位置提供更好的信號覆蓋的目標基站，需要頻繁地重新分 配具有有限可用性的通信資源。用戶設備已經分配有分組上行鏈路
共享信道上("UL-SCH，，)的上行鏈路資源，以便通過源基站中的
分組調度器來執行與源基站的必需通信功能。為了繼續與目標基站 進行通信，目標基站分配新的上行鏈路資源以便由用戶設備來使用。在過去的系統布置中，由用戶設備使用上行鏈路隨4幾接入信道
("RACH，，)上的基於竟爭的接入布置，來執行由目標基站發起的
上行鏈路傳輸，該上行鏈路隨機接入信道(靜態地)預留用於發送 接入突發的用戶設備的特定目的。接入突發初始由用戶設備發送到 目標基站，以便允許該目標基站來測量上行鏈路通信參數，例如傳 輸延遲、信號幅度以及目標基站為用戶設備建立可靠的上行鏈路所 需的其他參數。在這樣的通信系統中，來自於不同用戶設備的接入 突發的傳輸本身是非同步的。因此，在切換期間，或甚至當發起與 基站的新的通信時， 一個或多個用戶設備可能發送這樣的接入突發， 該接入突發與另一用戶設備發送的接入突發同時到達目標基站，由 此造成信號沖突事件。使用根據隨機接入信道的基於竟爭的切換過程在當前設想的第三代合作夥伴計劃("3GPP")演進的通用移動通信系統陸地無線 接入網絡("e-UTRAN")的中出現了 一個未解決的問題。除了其 他系統性能以外，基於竟爭的切換的缺陷包括基站間的可能切換延 遲、切換中斷時間或間隔、以及關於切換處理的可靠性和可重複性 的全部問題。基於竟爭的切換可能也對通信系統中RACH資源的調 度引入限制。當使用基於竟爭的切換時，RACH的規劃將變得更為
供多種優點。考慮上述的基於竟爭的切換的限制，當前並沒有一種系統和方法 可以將通信資源分配給用戶設備，以便在目標基站的服務區域中操 作，從而執行到目標基站的基於非竟爭的切換，這造成許多上述的 限制。據此，在使用多個基站的通信系統中基於非竟爭的切換系統 和方法將提供改進的資源使用和通信效率。

發明內容
通過本發明的實施方式，這些和其他問題將被解決或克服，並且 通常將獲得技術優點，本發明的實施方式包括用於協調對用戶設備 的資源的分配以便在沒有竟爭的情況下將該用戶設備從源基站切換 到目標基站的方法、設備和系統。在一個實施方式中，設備(例如， 用戶設備)包括配置成與源基站進行通信的收發器和耦合至該收發 器的數據處理器。數據處理器配置成基於從源基站接收的信號產生 測量報告，發起到源基站的測量報告的傳輸，處理從源基站接收的 切換命令，並且在上行鏈路共享信道上的預留窗口中實現到目標基 站的接入突發的傳輸。在另一方面中，本發明提供一種設備(例如，目標基站)，其包 括分組調度器，配置成確定設備是否有足夠的資源來提供給用戶設 備，並且預留上行鏈路共享信道上的時間窗以便用戶設備發送接入 突發。所述設備也包括切換子系統，其配置成向源基站發送消息， 以便確認與其關聯的用戶設備的切換。
在另 一方面中，本發明提供包括源基站和目標基站的通信系統。 源基站包括測量報告處理機，其配置成處理來自用戶設備的測量報
告；以及切換子系統，其配置成選擇用於用戶設備的切換的目標基 站，並且產生用戶設備到目標基站的切換請求。目標基站包括分組 調度器，其配置成確定目標基站是否有足夠的資源來提供給用戶設 備，並且預留上行鏈路共享信道上的時間窗以便用戶設備發送接入 突發。目標基站也包括切換子系統，其配置成向源基站發送消息， 以確認用戶設備的切換。上文概括地總結了本發明的特徵和技術優點，從而隨後的本發明 的詳細描述將更易於理解。下文將描述構成本發明的權利要求的主 題的附加特徵和優點。本領域技術人中員將理解到這裡所公開的概 念和具體實施方式
可容易地用作修改或設計用於實施本發明的相同 目的的其他結構或處理的基礎。本領域技術人員也將意識到這樣的 等同結構將不偏離於在所附權利要求書中描述的本發明的精神和範 圍。


為了更為全面的理解本發明及其優勢，下面參考結合附圖所做出
的描述，在附圖中圖1-圖4示出了包括為本發明的原理的應用提供環境的無線通 信系統的通信系統的系統級框圖；圖5-圖6示出根據本發明原理的通信系統的用戶設備和基站的 實施方式的框圖；圖7示出根據本發明的實施方式構建的通信系統的用戶設備和 基站的實施方式的框「ois]圖8示出了說明一種方法的處理流程的示圖，該方法用於在根據 本發明的一個實施方式構建的無線通信系統中分配與目標基站關聯 的上行鏈路共享信道內的窗口 。圖9示出說明本發明原理的一個實施方式的示圖，該示圖示出了結合源小區和目標小區中的切換事件，沿水平時間軸的用戶設備和 相關聯的基站中的處理步驟的序列。
具體實施例方式在下面詳細描述當前優選實施方式的獲得和^f吏用。然而，應該理 解到的是，本發明提供了許多可應用的創造性概念，其可以體現在 各種不同的特定環境中。所討論的特定實施方式僅僅是獲得和使用 本發明的特定方式的說明，並且不會限制本發明的範圍。
在協調資源的分配以便在沒有竟爭並且無需彼此之間共享定時 信息的情況下將用戶設備從源基站切換到目標基站的特定環境下， 參考示例性實施方式來描述本發明。通常，本發明的實施方式可以 應用於任意形式的通信系統和網絡，例如蜂窩無線通信系統和網絡。第三代合作夥伴計劃長期演進("3GPPLTE")是這樣的名稱，
其通常用於描述業內正在進行的努力，以便改進用於移動通信的通
用移動通信系統("UMTS"),從而處理持續的新要求和增長的用 戶基數。該廣泛構建的計劃的目標包括改進通信效率、降低成本、 提升服務、使用新的頻譜的機會以及實現與其他開放標準的更佳集 成。3GPP LTE計劃本身不進行產生標準的努力，但將導致對用於 UMTS的標準的新建議。首先參考圖1,其示出了包括為本發明的原理的應用提供環境的 無線通信系統的通信系統的系統級框圖。無線通信系統可以被配置 成提供e-UTRAN通用移動通信服務。移動性管理實體("MME") 和用戶平面實體("UPE")經由Sl通信鏈路為e-UTRAN節點B (表示為"eNB"、"演進的節點B",也稱為"基站")提供控制 功能。基站經由X2通信鏈路進行通信。各種通信鏈路通常是光纖、 微波或其他高頻金屬通信路徑或其組合，其中其他高頻金屬通信路 徑例如同軸《連3各。基站與用戶設備(表示為"UE")通信，該用戶設備通常是由
用戶攜帶的移動收發器。因此，將基站耦合至用戶設備的通信鏈路(表示為"Uu"通信鏈路)是使用無線通信信號(例如1.8GHz正交 頻分復用(OFDM)信號)的空中鏈路。現在轉向圖2,其示出了包括為本發明的原理的應用提供環境的 無線通信系統的通信系統的系統級框圖。該無線通信系統提供包括 演進的基站(表示為"eNB")的e-UTRAN架構，其提供了針對用 戶設備(表示為"UE")的、演進的通用移動通信系統陸地無線接 入用戶平面(分組數據融合協議/無線鏈路控制/媒體接入控制/物理) 和控制平面(無線資源控制)協議終結。基站與X2接口或通信鏈路 互連。基站還通過Sl接口或通信鏈路連接到演進的分組核心 ("EPC")，其包括例如移動性管理實體("MME")以及用戶 平面實體("UPE"),其可以形成接入網關("aGW",系統架 構演進網關)。Sl接口支持移動性管理實體/用戶平面實體和基站之 間的多實體關係，並且支持移動性管理實體和用戶平面實體之間的 功能性劃分。對於支持公共陸地行動網路間的切換的應用，通過移 動性管理實體/用戶平面實體重定位，經由Sl接口來支持 LTE—ACTIVE eNB間移動性。
1026]基站可以主管以下的功能，例如無線資源管理(例如，網際網路協 議(IP)報頭壓縮和用戶數據流的加密、用戶數據流的加密、無線 承載控制、無線許可控制、連接移動性控制、以及在上行鏈路和下 行鏈路中對用戶設備的資源的動態分配)，用戶設備附著時選擇移 動性管理實體、向用戶平面實體路由用戶平面數據、調度和傳輸尋 呼消息(源自於移動性管理實體)、調度和傳輸廣播信息(源自於 移動性管理實體或操作和維護)，以及用於移動性和調度的測量和 報告配置。移動性管理實體/用戶平面實體可以主管以下的功能，例 如將尋呼消息遞送到基站、安全性控制、由於尋呼原因終結U-平面 分組、切換U-平面以便支持用戶設備移動性、空閒狀態移動性控制 和系統架構演進承栽控制。用戶設備從基站接收一組信息塊的分配。
現在轉向圖3,其示出了為本發明的原理的應用提供環境的無線 通信系統的系統級框圖。在示出的實施方式中，無線通信系統是蜂窩通信系統，其包括第 一基站eNB—A、第二基站eNB—B以及用戶設 備UE。如這裡所示出的，每個基站eNB一A、 eNB—B覆蓋為第一基 站eNB—A的指定的小區Cell_A和為第二基站eNB—B指定的小區 Cell—B。在多小區的環境中，UE可以接收來自於一個或多個相鄰小 區的信號。頻繁地使用如圖3中所示的無線通信系統，以便提供高 數據速率的通信服務，例如視頻傳輸以及來自用戶生成文件的大量 原始數據。本領域技術人員將理解，用戶設備可以採用移動臺的形 式，包括蜂窩電話、具有無線通信能力的個人數字助理(PDA)、 具有無線通信能力的可攜式計算機、諸如具有無線通信能力的諸如 數位照相機的圖像捕獲設備、具有無線通信能力的遊戲設備、具有 無線通信能力的音樂存儲和回放工具、允許無線網際網路訪問和瀏覽 的網際網路工具、以及包含這些功能組合的可攜式單元或者終端。
在切換事件("HO")期間，第一基站eNB—A可以被認為是源 基站(即，用戶設備UE當前所連接到的並且在相關的服務小區內通 信的基站或小區)。第二基站eNB—B可以被認為是目標基站(即， 用戶設備UE將連接到的並且在HO過程完成後在目標小區中與其進 行通信的基站)。在服務區域中，服務小區和目標小區4皮此可以至 少部分地重疊。轉向圖4，其示出了為本發明的原理的應用提供環境的無線通信 系統的系統級框圖。無線通信系統包括用戶設備(表示為"UE")， 其適於在服務小區中與源基站(表示為"eNBsRc")以及在目標小 區中與目標基站(表示為"eNBTRG")通信，源基站和目標基站耦 合至例如接入網關的網絡控制單元(表示為"NCE")。服務小區 和目標小區可以至少部分地重疊。在切換事件之前，用戶設備連接 到源基站並且與源基站通信。然而，在切換事件後，用戶設備連接 到目標基站並且與目標基站通信。用戶設備包括數據處理器410 (表示為"DP")、存儲程序425 (表示為"PRGM ")的存儲器420 (表示為"MEM")、定時器 430 (表示為"TIMER")和用於與基站雙向無線通信的射頻收發器
1或收發器440。基站包括數據處理器450 (也表示為"DP")、存儲 程序465 (也表示為"PRGM")的存儲器460 (也表示為"MEM") 和用於與基站雙向無線通信的射頻收發器或收發器470。另外，網絡 控制單元包括數據處理器480 (也表示為"DP")、存儲程序495 (也表示為"PRGM，，)的存儲器490 (也表示為"MEM")。通常， 基站提供針對用戶設備的e-UTRAN用戶平面(例如，無線鏈路控制 /媒體接入控制/物理)和控制平面(例如，無線資源控制("RRC")) 協議終結。基站經由Sl接口或通信鏈路與網絡控制單元通信，並且 經由X2接口或通信鏈路互連。上文中所引入的存儲器可以是適合本地技術環境的任何類型，並
且可以使用任何適當的數據存儲技術來實現，諸如基於半導體的存 儲器設備、磁性存儲器設備和系統、光學存儲器設備和系統、固定 存儲器和可移動存儲器。數據處理器可以是適合本地技術環境的任 何類型，並且可以包括以下一個或多個通用計算機、專用計算機、 微處理器、數位訊號處理器("DSP ")和基於多核處理器架構的處 理器，作為非限制性的例子。程序包括程序指令，當由相關聯的數 據處理器執行時，該程序指令使電子設備能夠執行這裡所描述的任 務。這裡所描述的系統、子系統和模塊的示例性實施方式可以至少 部分地由計算機軟體或由硬體、或它們的組合來實現，其中該計算 機軟體可以由用戶設備和基站的數據處理器。現在轉向圖5和圖6,其示出根據本發明的原理的通信系統的用 戶設備和基站的實施方式的框圖。用戶設備(表示為"UE")和基 站(表示為"節點B")與3GPP TS 36.300兼容，該3GPP TS 36.300 稱為"3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA ) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN ) ; Overall Description; Stage2 ( Release 8 )(第三代合 作夥伴計劃；技術規範組無線接入網絡；演進的通用陸地無線接入 (E-UTRAN)和演進的通用陸地無線4妾入網絡(E-UTRAN);總體描述；階段2 (版本8) ) ，， V1.0.0 ( 2007-03 ),其通過參考在此並 入。圖5所示出的通信系統說明了從基站到用戶設備的下行鏈路通信。基站接收用於用戶設備的傳輸信息(表示為"傳輸塊")並且將
傳輸信息提供給循環冗餘校驗模塊505 (表示為"CRC")以便進行 檢錯。此後傳輸信息被提供給編碼模塊510 (表示為"編碼+RM") 以便執行針對傳輸信息的編碼和重傳功能。基站的交織模塊515交織傳輸信息內的其他信息。基站也包括數 據調製模塊520，如由媒體接入控制("MAC")調度器525所指 示的，用於使用例如四相相移鍵控或四相振幅調製來調製傳輸信息。 基站的資源映射模塊530此後如由媒體接入控制("MAC")調度 器525所指示的，根據傳輸信息來分配用於用戶設備的資源。基站 的天線映射模塊535此後如由媒體接入控制調度器525所指示的， 用於針對天線540的天線埠來映射傳輸信息以便將傳輸信息通過 無線通信鏈路發送到用戶設備。混合自動重傳請求模塊545 (表示為
"HARQ")與編碼模塊510協作以提供重傳。
用戶設備經由天線550接收傳輸信息，並且天線解映射(demap) 模塊555解映射來自於天線550的天線埠的傳輸信。資源解映 射模塊560解映射從基站分配給用戶設備的資源。數據解調模塊565 解調傳輸信息並且用戶設備的解交織模塊570解交織從基站發送的 傳輸信息。解碼模塊575 (表示為"解碼+RM")使用與基站的編碼 模塊510相反的解碼處理來解碼傳輸信息，並且支持來自於混合自 動重傳請求模塊585 (表示為"HARQ，，)的重傳。此後，將傳輸信 息提供給循環冗餘檢驗模塊580 (表示為"CRC，，)以便進行檢錯。 圖6圖示出無線通信系統中UE和基站的實施方式的框圖，其說明了 從用戶設備到基站的上行鏈路通信的資源分配。
由用戶設備所執行的功能性可以被組織為物理、傳輸和控制層的 堆疊，包括媒體接入控制(也稱為"MAC")層。媒體接入控制層 向更高的層提供特定服務，包括涉及上行鏈路(即，用於從用戶設備到基站的傳輸的信道)操作的服務。根據開放式系統互連七層模型，由用戶設備所執行的功能可以被 組織並且建模成多個層的堆疊。在這些層中有媒體接入控制層和位 於該媒體接入控制層之上的其他層，例如網絡層和傳輸層。媒體接 入控制層向更高的層提供特定服務，包括涉及上行鏈路操作的服務。 媒體接入控制層包括上行鏈路媒體接入控制協議的實現。上行鏈路 媒體接入控制協議提供了由用戶設備和基站使用上行鏈路來發送和 接收所遵循的過程。物理層位於媒體接入控制層之下。媒體接入控制層請求來自物理 層的某些服務。這些服務涉及到基站的分組的物理傳輸。媒體接入 控制層接收來自更高層的一個或多個流。該流是數據流，通常對應 於特定的應用，例如網際網路協議上的話音("VoIP")通信會話、 視頻電話、遊戲等。為了向用戶設備傳送物理層分組格式，通常使用兼容的物理層信 令或媒體接入控制信道信令。根據媒體接入控制層多用戶分組格式， 每個媒體接入控制層分組部分可以包括一個或多個媒體接入控制層淨荷。這裡所描述的、提供基於非竟爭的接入的處理是通過使用為此目 的預留用於 一 個或多個用戶設備的上行鏈路資源來執行的。該處理 提供了這樣的一種網絡，其中來自發起與目標基站通信的多個用戶 設備的此類上行鏈路傳輸並不導致在目標基站處的接收的信號的碰撞。
用戶設備的基站間的定時差的知識，包括目標基站的系統幀號
("SFN")。從相鄰基站獲得系統幀號並不能總在e-UTRAN中輕 易地執行，因為通常不在主廣播信道("P-BCH")中傳輸系統幀 號，因此認識到在主廣播信道中已經沒有空間被分配。針對此類數 據而向主廣播信道添加空間將造成對相關聯數據淨荷的顯著開銷。 就預計的輔廣播信道("S-BCH")重複率而言，在輔廣播信道中傳輸系統幀號將增加用戶設備的複雜度，基本上要求用戶設備不斷 地讀取相鄰基站的輔廣播信道，或其一部分。因此，這裡所引入的基於非竟爭的切換過程避免了需要用戶設備 從相鄰基站獲得系統幀號數據。現在針對一種通信系統來描述切換 過程，該通信系統包括提供來自於基於非竟爭的切換的優點，而同 時也避免了需要知道源基站和目標基站之間的精確定時偏移的長期演進。在這裡所述的例子中，在執行用戶設備從源基站到目標基站的切 換之前，目標基站在切換過程中與當前的源基站進行協商。在協商 期間，目標基站分配將要由用戶設備在進入基站時發送接入突發所
使用的上行鏈路共享信道("UL-SCH")中的窗口。除了預留上行 鏈路共享信道中的窗口以外，目標基站可附加地分配針對用戶設備 的標識符[例如，小區特定無線網絡臨時標識符("C-RNTI")] 以便由目標基站用於向用戶設備分配通信資源。附加地，目標基站 也可以估計和傳送將要由用戶設備所使用的上行鏈路功率。用戶設 備也可以分配有專用前導碼，以在目標小區中的RACH過程中使用， 從而避免基於竟爭的RACH過程。通過使用專用前導碼，RACH過 程或多或少地將是基於非竟爭的。該前導碼可以預留給單個用戶設 備一段時間。用戶設備接著可以使用預留用於RACH的上行鏈路共 享信道並且使用專用前導碼來發送RACH突發(例如，預留的資源 是專用前導碼)。在用戶設備切換到目標基站後，用戶設備使用在目標基站中預先 分配的上行鏈路共享信道來發送接入突發。用戶設備繼續在分配的 上行鏈路共享資源上發送接入突發，直到從基站接收到確認、超時 周期到期或已經發送了預定數量的接入突發。因此已經描述了在目 標小區中的上行鏈路共享信道中預分配窗口的原理。
現在轉到圖7,其示出根據本發明的實施方式構建的通信系統的 用戶設備和基站的實施方式的框圖。源基站(表示為"eNB_a")計 劃將用戶設備(表示為"UE")切換到目標基站(表示為"eNB_b")。基站也通過接入網關("aGW")連接到核心網絡。源基站包括收發 器705 (表示為"TRC");處理器，其包括測量報告處理機710、 分組調度器720、切換子系統730;以及存儲器740。源基站中的測 量報告處理機710處理從用戶設備接收到的上行鏈路數據，例如接 收到的信號幅度和信號傳輸延遲。分組調度器720分配源基站內的 上行鏈路和下行鏈路資源。切換子系統730基於來自例如測量報告 處理機710的輸入來執行切換判定算法，並且使用資源和通信性能 信息來執行用戶設備到目標基站的切換，類似於參考圖8的描述。 存儲器740可以是與源基站中的數據處理關聯的非易失性存儲器。
因此，用戶設備結合數據處理器750 (表示為"DP")和存儲器 755產生測量報告並且經由收發器760 (表示為"TRC")向基站發 送該測量報告。可以觸發或命令用戶設備來周期性地發送測量報告。 存儲器755可以是與用戶設備中的數據處理關聯的非易失性存儲器。 基站測量報告處理機710處理信息並且將其轉發到切換子系統730。 切換子系統730的切換算法決定了是否需要切換。接著使用分組調 度器720來將下行鏈路資源分配給用戶設備以便發送切換命令。
目標基站包括收發器765、包括分組調度器770、切換子系統780 的處理器和存儲器790。存儲器790可以是與目標基站中的數據處理 關聯的非易失性存儲器。分組調度器770確保上行鏈路共享信道資 源物理上預留用於該用戶設備，並且沒有其他用戶設備將被分配有 相同的上行鏈路共享信道。如果可以獲得足夠的資源，目標基站在 上行鏈路共享信道上預分配窗口 ，以便由進入的用戶設備用於傳送 上行鏈路接入突發，如由分組調度器770所執行的。目標基站發送 確認到源基站的切換的消息，該消息包括根據切換子系統780針對 用戶設備的預分配上行鏈路信息。存儲器790與上述的模塊協作以 執行相應的任務。現在轉向圖8並且繼續參考圖7,其示出用於在根據本發明的一 個實施方式構建的無線通信系統中分配與目標基站關聯的上行鏈路 共享信道內的窗口的方法的流程圖。該方法在無線通信系統中執行。用戶設備(表示為"UE")駐留在源基站(表示為"源eBN")上， 如由RRC—CONNECTED步驟810中的UE所指示的，這表示用戶設 備處於連接的無線資源控制中，使用分配的下行鏈路和上行鏈路資 源。用戶設備執行各種調度測量，例如接收到的信號幅度和信號傳 輸延遲。基於由源基站給予用戶設備的測量和事件觸發，用戶設備 可以向源基站發送測量報告。測量觸發和事件超時的處理或監視可 以在用戶設備的物理層中處理。報告可以由用戶設備中的更高層來 構建/建立，該更高層例如媒體接入控制層或無線資源控制層。測量 報告由如圖7中所示的測量報告處理機710來處理，這可以觸發源 基站開始切換過程，如由SRC切換開始(SRC HO COMMENCE )步 驟820所指示的。基於測量報告和包括在報告中的相鄰基站/小區， 源基站選擇用戶設備將切換到的合適/可能/優選的基站或小區(稱為 目標基站和表示為"目標eNB，，)。根據如圖7中所示出的切換子系統730，源基站向目標基站發送 切換請求並且駐留於基站的無線資源控制器和無線資源管理器中 (例如參見如上所述的3GPP TS 36.300的圖4.1 )。為了清楚的目的， 無線資源管理器包括接入控制功能、服務質量功能、切換控制功能、 動態分組調度功能、混合自動請求重傳功能和功率控制功能。如由 目標估計(TARGET EVALUATES)步驟830所指示，目標基站接 著進行檢查以確定目標基站是否具有足夠的資源提供給另一個用戶 設備。根據許可控制處理，目標基站的分組調度器770 (參見圖7) 確保上行鏈路共享信道資源被物理地預留用於該用戶設備並且沒有 其他用戶設備將被分配有相同的上行鏈路共享信道。如果可獲得足 夠的資源，則目標基站將預分配上行鏈路共享信道上的窗口，其將 由進入的用戶設備用於發送上行鏈路接入突發，如由圖7中所示出 的分組調度器770所執行的，並且駐留在基站的無線資源控制器和 無線資源管理器中。目標基站也可以分配小區特定無線網絡臨時標 識符("C-RNTI")、可以由進入的用戶設備所使用的上行鏈路功 率電平，或可在目標小區的隨機接入信道過程中所使用的專用前導碼。目標基站發送確認到源基站的切換的消息，該消息包括根據駐
留在基站的無線資源控制器中的切換子系統780的針對用戶設備的 預分配上行鏈路信息。在目標基站已經接受了來自源基站的切換請求並且已經發送確
認消息到源基站之後，將通知目標基站分組調度器上行鏈路共享 信道資源的窗口應該被分配用於使用給定的上行鏈路分配來發送接 入突發。上行鏈路共享信道資源分配的窗口的開始點還可以位於特 定的時間處。當然，本發明的廣闊範圍不受上文的限制。
源基站接收來自目標基站的切換確認消息，該確認消息除其他數 據以外包括關於針對目標基站的上行鏈路共享信道上的資源的預分 配窗口的信息。另外，該消息中包括將要用於目標基站的小區特定 無線網絡臨時標識符和可能的上行鏈路功率電平。源基站在切換命 令消息中將該信息轉發給用戶設備。附加地，分組調度器分配下行 鏈路資源以便在下行鏈路中將消息傳輸到用戶設備。當用戶設備接收到切換命令時，其立即切換到目標基站，如由
(UE切換)UE SWITCH步驟840所指示的。用戶設備直接地並且 在沒有使用/讀取分配表("AT")或物理下行鏈路控制信道
("PDCCH")的情況下，開始以可能給定的功率電平在分配的上 行鏈路共享信道上傳輸接入突發。在用戶設備準備好向目標基站進 行傳輸後，無線資源控制或媒體接入控制處理髮起接入突發傳輸。 用戶設備中的物理層不需要被通知哪些資源將被分配用於發送接入 突發，因為信息已經可以獲得並且經由切換命令通過源基站接收到。 在圖6中，資源映射模塊將接入突發映射到物理資源。
如由eNB預留(eNB RESERVE)步驟850所指示的，目標基站 根據給予源基站的信息可以為用戶設備的進入切換預留未來的上行 鏈路分配。如由分配資源(ALLOCATION RESOURCES)步驟860 所指示的，針對進入的用戶設備，目標基站發起未來的上行鏈路資 源的分配，如由分組調度器770所執行的(參見圖7)。用戶設備繼續在給定的上行鏈路共享信道上發送接入突發，直到給定的超時周期到期、已經發送了最大數量的接入突發而沒有來自 網絡的應答、或接收到來自於網絡的應答或確認。來自網絡的應答 (未示出)可以是使用來自切換命令的給定的小區特定無線網絡臨 時標識符(在切換協商期間被預先分配的)對給定的分配表/物理下
行鏈路控制信道("AT/PDCCH")上的用戶設備的進一步分配。
現在轉向圖9,其示出說明本發明原理的一個實施方式的示圖， 該示圖示出了結合源和目標小區中的切換事件，沿水平時間軸的用 戶設備和相關聯的基站兩者中的處理步驟的序列。在第一步驟910 中，由用戶設備(表示為"UE")向源基站(表示為"eNB—a")發 送測量報告。在第二步驟920中，源基站確定目標基站(表示為 "eNB_b")將請求用戶設備的切換。在第三步驟930中，目標基站 檢查針對所提議的切換的資源的許可等。在第四步驟940中，目標 基站向源基站發送用於切換事件的確認消息，該消息包括進一步的 切換信息。在第五步驟950中，源基站向將要切換到目標基站的用 戶設備發送切換命令。在第六步驟960中，目標基站發起對進入的 用戶設備的上行鏈路資源的分配。在第七步驟970中，用戶設備切 換到目標基站。在第八步驟980中，用戶設備在上行鏈路消息中向 目標基站發送接入突發。因此如上所述執行了從源基站到目標基站的切換，而沒有多個用 戶設備之間的資源的竟爭。這裡所述的系統以微小量的未用上行鏈 路共享信道資源的代價來有利地消除了知道目標基站的系統幀號的 需要。使用基於非竟爭的切換原理，相比較於基於竟爭的切換過程， 可以實現目標基站中更短的接入過程。該系統進一步支持切換中斷 時間和整體切換執行時間的不太複雜的預測。此外，很少需要使用 分配表或物理下行鏈路控制信道來分配上行鏈路切換資源以用於傳 送接入突發。儘管參考了 3GPP LTE中的基站描述了系統，但應用 於包括蜂窩通信系統的其他通信系統也落入到本發明的廣闊範圍 內。因此，本發明描述了一種結合通信系統使用的方法，該方法包括發送針對用戶設備從源基站到目標基站的切換請求(例如，由無線 資源控制/無線資源管理系統生成)，並且確定目標基站是否具有足 夠的資源來提供給用戶設備(例如，通過許可控制系統)。該方法 還包括在目標基站中的上行鏈路共享信道中分配資源以便由用戶設 備用於發送接入突發(例如，由無線資源控制/無線資源管理系統和 分組調度器)並且從目標基站向源基站發送確認切換的消息，其包 括上行鏈路共享信道中的資源。該方法也包括在源基站處接收來自 於目標基站的確認所述切換的消息，由源基站將該消息轉發到用戶 設備並且在用戶設備處接收來自源基站的消息。該方法通過以下繼 續，由用戶設備向目標基站發送接入突發，在目標基站處接收來自 於用戶設備的接入突發，並且在目標基站中進一步分配用於用戶設 備的上行鏈路資源(例如，通過無線資源控制/無線資源管理系統和 分組調度器)。如上所述，示例性的實施方式提供方法和相應的設備，該設備包 括提供用於執行所述方法的步驟的功能的各種模塊。模塊可以實現 為硬體(包括諸如專用集成電路的集成電路)、或可以實現為由計 算機處理器執行的軟體或固件。具體地，在固件或軟體的情形下， 示例性實施方式可以提供為電腦程式產品，其包括其上包含計算 機程序代碼的計算機可讀存儲結構(即軟體或固件)以便由計算機 處理器來執行。儘管詳細描述了本發明及其優點，但應該理解可以在不偏離如由 所附權利要求書所定義的本發明的精神和範圍下做出各種改變、替 換和變化。例如，上面討論的許多過程可以以不同的方法來實現並 且可以由其他的處理，或其組合來替代以有利地協調對將要從源基 站切換到目標基站的用戶設備的資源的分配而沒有竟爭並且不需要 共享它們之間的定時信息，如這裡所描述的。此外，本發明的範圍 不旨在限於說明書中所描述的過程、機器、製造、物質的組成、裝 置、方法和步驟的具體實施方式
。本領域技術人員通過本發明的公 開內容容易理解，根據本發明可以使用執行與這裡所述的相應實施方式基本相同的功能或獲得基本相同的結果的現在存在或稍後開發 的過程、機器、製造、物質的組成、裝置、方法或步驟。因而，所
附權利要求書旨在在其範圍內包括此類過程、機器、製造、物質的 組成、裝置、方法或步驟。
權利要求
1.一種設備，包括配置成與源基站通信的收發器；以及耦合至所述收發器的數據處理器，所述數據處理器配置成基於從所述源基站接收的信號產生測量報告，發起到所述源基站的測量報告的傳輸，處理從所述源基站接收的切換命令，並且在上行鏈路共享信道上的預留時間窗口中實現到目標基站的接入突發的傳輸。
2. 根據權利要求1所述的設備，其中所述測量報告包括接收的 信號幅度和信號傳輸延遲。
3. 根據權利要求1所述的設備，其中所述接入突發具有用於所 述設備的小區特定無線網絡臨時標識符、用於由所述目標基站提供 的所述傳輸的上行鏈路功率電平，或可在目標小區中的隨機接入信 道過程中使用的專用前導碼的功能。
4. 根據權利要求1所迷的設備，其中所述接入突發在具有指定 開始時間的所述預留時間窗口內發送。
5. 根據權利要求1所迷的設備，其中所述接入突發在所述上行 鏈路共享信道上發送，直到從所述目標基站接收確認、超時周期到 期以及已發送預定數量的接入突發之一發生為止。
6. —種設備，包括 用於與源基站通信的裝置；用於基於從所述源基站接收的信號，產生測量報告的裝置； 用於發起到所述源基站的測量報告的傳輸的裝置； 用於處理從所述源基站接收的切換命令的裝置；以及， 用於在上行鏈路共享信道上的預留時間窗口中實現到目標基站 的接入突發的傳輸的裝置。
7. 根據權利要求6所述的設備，其中所述接入突發在所述上行 鏈路共享信道上發送，直到從所述目標基站接收確認、超時周期到 期以及已發送預定數量的接入突發之一發生為止。
8. —種電腦程式產品，包括存儲在計算機可讀介質中的程序 代碼，配置為基於從源基站接收的信號產生測量報告，發起到所述 源基站的測量報告的傳輸，處理從所述源基站接收的切換命令，並 且在上行鏈路共享信道上的預留時間窗口中實現到目標基站的接入突發的傳輸。
9. 根據權利要求8所述的電腦程式產品，其中所述測量報告 包括接收的信號幅度和信號傳輸延遲。
10. 根據權利要求8所述的電腦程式產品，其中所述接入突發 在所述上行鏈路共享信道上發送，直到從所述目標基站接收確認、 超時周期到期或已發送預定數量的接入突發之一發生為止。
11. 一種方法，包括基於從源基站接收的信號產生測量報告； 發起到所述源基站的測量報告的傳輸； 處理從所述源基站接收的切換命令；以及在上行鏈路共享信道上的預留時間窗口中實現到目標基站的接 入突發的傳輸。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中所述測量報告包括接收 的信號幅度和信號傳輸延遲。
13. 根據權利要求11所述的方法，其中所述接入突發具有用於 所述設備的小區特定無線網絡臨時標識符、用於由所述目標基站提 供的所述傳輸的上行鏈路功率電平，或可在目標小區中的隨機接入 信道過程中使用的專用前導碼的功能。
14. 根據權利要求11所述的方法，其中所述接入突發在具有指 定的開始時間的所述預留時間窗口內發送。
15. 根據權利要求11所述的方法，其中所述接入突發在所述上 行鏈路共享信道上發送，直到從所述目標基站接收確認、超時周期 到期或已發送預定數量的接入突發之一發生為止。
16. —種設備，包括分組調度器，配置成確定所述設備是否有足夠的資源來提供給用戶設備，並且預留上行鏈路共享信道上的時間窗以便所述用戶設備發送接入突發；以及，切換子系統，其配置成向源基站發送消息，以便確認與其關聯的 所述用戶設備的切換。
17. 根據權利要求16所述的設備，其中所述分組調度器配置成 分配小區特定無線網臨時標識符、將要由所述用戶設備使用的上行 鏈路功率電平、或可由目標小區中的隨機接入信道過程使用的專用 前導碼。
18. 根據權利要求16所述的設備，其中到所述源基站以確認所 述用戶設備的切換的所述消息包括用於所述用戶設備的預分配上行鏈路信息。
19. 根據權利要求16所述的設備，其中所述設備配置成接收來 自所述用戶設備的接入突發，直到確認被發送到所述用戶設備、超 時周期到期以及已發送預定數量的接入突發之一發生為止。
20. 根據權利要求16所述的設備，其中所述分組調製器配置成 預留用於其他用戶設備的進入切換的未來上行鏈路分配。
21. —種方法，包括確定目標基站是否有足夠的資源來提供給用戶設備； 預留上行鏈路共享信道上的時間窗以便所述用戶設備發送接入 突發；以及向源基站發送消息，以便確認與其關聯的所述用戶設備的切換。
22. 根據權利要21所述的方法，其中所述預留配置成分配小區 特定無線網絡臨時標識符、將要由所述用戶設備使用的上行鏈路功 率電平、或可由目標小區中的隨機接入信道過程使用的專用前導碼。
23. 根據權利要求21所述的方法，其中到所述源基站以確認所 述用戶設備的切換的所述消息包括用於所述用戶設備的預分配上行 鏈路信息。
24. 根據權利要求21所述的方法，進一步包括接收來自所述用 戶設備的所述接入突發，直到確認被發送到所述用戶設備、超時周期到期或已發送預定數量的接入突發之一發生為止。
25. 根據權利要求21所述的方法，進一步包括預留用於其他用 戶設備的進入切換的未來上行鏈路分配。
26. —種通信系統，包括 源基站，包括測量報告處理機，其配置成處理來自用戶設備的測量報告，以及切換子系統，其配置成選擇用於所述用戶設備的切換的目 標基站，並且產生所述用戶設備到所述目標基站的切換請求；以及 目標基站，包括分組調度器，其配置成確定所述目標基站是否有足夠的資 源來提供給所述用戶設備，並且預留上行鏈路共享信道上的時間窗 以便所述用戶設備發送接入突發，以及切換子系統，其配置成向所述源基站發送消息，以確認所 述用戶設備的切換。
27. 根據權利要求26所述的通信系統，其中所述測量報告包括 接收的信號幅度和信號傳輸延遲。
28. 根據權利要求26所述的通信系統，其中所述源基站包括分 組調度器，其配置成為所述用戶設備分配下行鏈路資源。
29. 根據權利要求26所述的通信系統，其中所述分組調度器配 置成分配小區特定無線網絡臨時標識符、將由所述用戶設備使用的 上行鏈路功率電平，或可在目標小區中的隨機接入信道過程中使用 的專用前導碼。
30. 根據權利要求26所述的通信系統，其中所述分組調度器配 置成預留用於其他用戶設備的進入切換的未來上行鏈路分配。
全文摘要
根據本發明的多個方面，一種用於通信系統中根據預留目標小區上行鏈路分配的基於非競爭切換的方法、設備和系統。在一個實施方式中，所述設備包括收發器(760)，其配置成與源基站通信；以及耦合至該收發器(760)的數據處理器(750)，所述數據處理器配置成基於從所述源基站接收的信號來產生測量報告，發起到源基站的測量報告的傳輸，處理從源基站接收的切換命令，並且在上行鏈路共享信道上的預留窗口中實現到目標基站的接入突發的傳輸。
文檔編號H04W36/08GK101627649SQ200880007240
公開日2010年1月13日 申請日期2008年3月6日 優先權日2007年3月7日
發明者B·塞比爾, J·T·科斯凱拉, L·達爾斯加德 申請人:諾基亞公司