CN201063813Y - 用户设备 - Google Patents
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Abstract
一种无线通信系统，用于在从E－UTRAN的源小区/Node－B切换之后立即发送初始传输至演进的通用陆地无线接入网络(E－UTRAN)的目的小区/Node－B时，调节上行链路传输定时。在一个实施方式中，用户设备(UE)基于当前源小区/Node－B定时值、小区/Node－B信标信道基准信号测量结果和源和目的小区/Node－B之间的相对时间差(如果有)的获知而自动计算和使用定时提前(TA)。在另一个实施方式中，UE经由预分配的基于非竞争的上行链路无线资源发送具有用于上行链路传输定时的计算的TA值的调度请求消息或实时数据分组至E－UTRAN。在可选实施方式中，UE经由同步随机接入信道(RACH)发送具有用于UL传输定时的新计算的TA值的调度请求消息至E－UTRAN。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信系统。更具体地，本实用新型涉及在长期演进(LTE)系统中从源小区/演进的Node-B(eNB)切换至目的小区/eNB之后，用于立即同步无线发射/接收单元(WTRU)(即用户设备(UE))和目的小区/eNB之间的数据传输的定时调节过程。
背景技术
演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)和演进的通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)的目的在于开发一种无线接入网络(RAN)，用于提供高数据速率、低等待时间、和优化分组的已改善系统容量和覆盖。图1示出包括至少一个小区/Node-B 105的无线通信系统100，其中所述小区/Node-B 105与至少一个UE 110通信。为了实现这个目的，考虑到无线接口以及无线网络体系的演进，例如长期演进(LTE)系统。然而，在LTE系统中不存在现有的专用信道，因此在共享和公共信道上提供所有的服务。另外，在LTE系统中，系统帧号-系统帧号(SFN-SFN)可能不可用。因此，在LTE系统中的切换期间会产生在UE 110和小区/Node-B 105之间的同步通信问题。
定时提前(TA)使得UE 110在获知用于传输的上行链路(UL)时隙的开始之前发送其UL脉冲(burst)，从而在能够精确检测并最小化或消除信号衰减的时间窗内，在小区/Node-B 105接收到UL脉冲。单信道频分多址(SC-FDMA)是具有UL同步所需的高性能的新无线接入技术。因此，在LTE UL传输中，适当和精确的TA很重要。
在UE 110利用最小延迟(对于例如基于IP的语音(VoIP)和交互游戏等的时间敏感性服务来说尤其重要)来保持共享信道连接性或使用在目的小区/Node-B 105中的同步PRACH的情况下，切换需要为UE 110而调节TA。LET系统应避免需要异步随机接入信道(RACH)来接入脉冲以在切换期间建立TA，这是因为该过程增加了在建立目的小区中的连接期间的延迟，并且相对于UL共享信道也没有有效使用物理资源。在第三代伙伴计划(3GPP)中，通过测量在与旧的和新的Node-B关联的旧的和新的无线链路之间的SFN-SFN定时差来实现切换期间的TA。然而，在LTE系统中，在切换期间不存在与旧的无线链路并行的新的无线链路组，并且可能不存在用于定时差测量的SFN-SFN。因此，在LTE系统中，在切换期间期望获得具有较少延迟的TA。
在SC-FDMA系统中，TA是非常重要的，以实现可接受的性能需求。由于UE 110在实施网络命令的切换之后必须实现与小区/Node-B 105的快速同步通信，并且UE 110必须实现快速小区选择以保持满意的服务质量(QoS)，这样在切换期间会出现问题。非同步传输会产生高度UL干扰，因此相抵系统性能。因此，在切换之后立即对传输同步的快速定时调节机制对于LTE很有利。
因为在LTE系统中没有建立专用信道，所以仅使用共享信道，这难以保持紧密的同步。因此，必须使用例如异步主PACH(PRACH)的其它信道以获得在两个小区/Node-B之间的TA来执行UE 110到新小区/Node-B的切换。通过在切换之后使用定时调节的异步PRACH，UE 110必须经过基于竞争的接入过程，从而小区/Node-B 105可成功检测PRACH序列，然后将适当的TA信号发送至UE 110。这导致在目的小区/Node-B中建立共享信道连接期间不必要的延迟。因此，在切换期间的响应定时调节机制对于LTE将很有利，以避免可产生延迟的异步RACH接入过程的需求(即避免切换“中断期间”)。
因此，如果存在一种在切换处理期间关于用于为UE 110和小区/Node-B105之间的同步的通信而定时调节过程，而不具有传统系统的限制，则将是很有利的。
实用新型内容
本实用新型涉及一种无线通信系统，用于在从E-UTRAN的源小区/Node-B切换之后立即发送初始传输至E-UTRAN的目的小区/Node-B时，调节上行链路传输定时。根据本实用新型的一个实施方式，UE基于从源小区/Node-B和目标小区/Node-B接收到的信标信道基准信号、和源小区/Node-B和目的小区/Node-B之间的相对时间差(如果有)的获知而自动计算并使用TA值。在另一个实施方式中，UE经由在切换之前从目的小区/Node-B至源小区/Node-B协议并保留的预分配的基于非竞争的上行链路无线资源，发送具有用于UL传输定时的计算的TA值的调度请求消息或实时数据分组至E-UTRAN。在可选实施方式中，UE经由同步RACH发送具有用于UL传输定时的新计算的TA值的调度请求消息至E-UTRAN。然后，E-UTRAN响应于该调度请求消息计算精确的(即更正确的)TA值，如果必要，E-UTRAN将该精确的TA值发送至UE，并为UE分配在目的小区/Node-B中待使用的UL和/或下行链路(DL)无线资源。如果所述精确的TA值被发送，则在处理了目的小区中的EUTRAN信令之后，UE使用该精确的TA值和分配的无线资源启动数据传输。
附图说明
通过结合附图给出的实例，可以对以下本实用新型优选实施例的描述获得更详细的理解，其中：
图1示出传统无线通信系统，其包括与至少一个UE通信的至少一个Node-B；
图2示出根据本实用新型包括UE和具有源小区/Node-B、目的小区/Node-B的E-UTRAN的无线通信系统；
图3是根据本实用新型一个实施方式通过使用预分配的无线资源接入目的小区/Node-B而在图2的系统中实施自动定时提前LTE切换过程的流程图；和
图4是根据本实用新型另一个实施方式在图2的系统中实施自动定时提前LTE切换过程的流程图，其中在所述系统中使用同步RACH访问以接入目的小区/Node-B。
具体实施方式
当下文引用时，术语“用户设备(UE)”包括但不限于无线发射/接收单元(WTRU)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机或能够在无线环境中运行的任何其它类型用户设备。
当下文引用时，术语“小区/Node-B”包括但不限于小区和/或Node-B、LTE eNB、小区和/或基站、站点控制器、接入点(AP)或能够在无线环境中运行的任何其它类型接口连接设备。
任一本领域技术人员应理解的是，存在不同类型的切换，例如Node-B内部切换和Node-B之间切换。在Node-B内部切换的情况下，因为切换发生在一个Node-B中的两个小区之间，所以切换发生在从源小区至目的小区，但是切换是在共同Node-B中，并不发生在从源Node-B至目的Node-B的切换。而在Node-B之间切换的情况下，切换发生为从属于源Node-B的一个小区(即源小区)至属于目的Node-B的另一小区(即目的小区)。在这种情况下，术语“小区”和“Node-B”是可以互换的。从源小区至目的小区的切换可应用于两种情况。当源小区和目的小区都由共同Node-B支持时，很可能这些小区是彼此同步的。
可利用专用集成电路(ASIC)来实施本实用新型。本实用新型适用于在物理层、(数字基带)或网络层的用于WTRU、基站、网络或系统的无线资源管理(RRM)和无线资源控制器，作为软件或数字信号处理器(DSP)。本实用新型适合于以下空中接口：宽带码分多址(WCDMA)、频分复用(FDD)、CMDA2000(1x演进-仅数据(1xEV-DO)、1x演进数据和语音(1xEV-DV))、CDMA、增强的UL、高速下行链路分组接入(HSDPA)和基于LTE系统。
对于Node-B内部/之间两种切换的情况，本实用新型涉及LTE_Active状态。本实用新型提供一种方法和过程，通过该方法和过程UE可自动测量并计算TA值，从而在随后切换的目的小区中可立即应用同步传输。因此，可避免在目的小区中对更新TA值的异步PRACH过程的应用。
在非切换情况下，通过来自UL传输的E-UTRAN来确定TA值，并且在必要时将TA调节值发送至UE。当出现从源(即当前)小区/Node-B至目的(即新的)小区/Node-B的切换时，UE可使用预分配的UL基于非竞争的无线资源或用于接入目的小区/Node-B的同步RACH来自动确定用于在目的小区/Node-B中开始传输的TA值。否则，如果不为目的小区调节TA，则在目的小区/Node-B中不使用TA值，并且必须将异步PRACH过程用于目的小区中的第一传输。
如果使用绝对TA信令，则E-UTRAN必须总获知在UE中使用的TA值。当由UE自动确定新计算的TA时，UE必须在自动调节之后报告该TA。也可能对于E-UTRAN来说是在测量报告中请求该使用的TA。一旦完成切换，则再次利用名义(nominal)TA过程。如果使用相对TA信令，则没有必要在由UE进行自动TA调节之后将新计算的TA发送至E-UTRAN。
根据本实用新型，切换特别指在同步小区/Node-B之间或者已知相对时间差的小区/Node-B之间的硬切换。本实用新型提供UE自动TA测量和计算方法，以及用于LTE切换的过程，以实现具有降低延迟和较少干扰的同步通信。应将源小区/Node-B和目的小区/Node-B之间相对时间差(如果有)的获知发送至UE，以计算出新的TA值。在优选实施方式中，相对时间差或小区彼此同步的指示在切换命令中被发送。
根据在无线资源控制(RRC)命令中哪个TA信息元素(IE)可用，在切换处理期间可使用来自目的小区/Node-B的预分配的UL基于非竞争无线资源或者同步RACH，以接入目的小区/Node-B。可选地，E-UTRAN确定将使用两个接入功能中的哪一个。UE通过测量从不同小区/Node-B接收的在信标信道上基准信号计算来自源和目的小区/Node-B的定时差。然后，UE自动确定TA，以在切换期间应用于到新目的小区/Node-B的UL传输，以避免异步PRACH过程需求。UE可使用具有TA的分配UL信道以用于资源请求的直接传输，或者可使用用于资源请求的同步RACH，然后在完成来自目的小区/Node-B的无线资源分配之后开始数据传输。当E-UTRAN指示UE切换至新目的小区/Node-B时，E-UTRAN将指示UE在新小区/Node-B中使用计算的TA。在所有其它情况下，是E-UTRAN确定TA值。这避免了需要对目的小区/Node-B的异步RACH接入过程的需求，或报告与E-UTRAN切换命令关联的源小区/Node-B SFN-SFN。
图2示出根据本实用新型的包括UE 205和E-UTRAN 210的无线通信系统200。E-UTRAN 210包括源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220。
在LTE切换期间的UE自动TA测量
如果UE 205在切换期间执行自动TA，则UE 205必须确定UE 205的单向传播延迟的值。使得L表示无线帧长度，ti表示在小区/Node-Bi的时钟时间，pi表示从小区/Node-Bi到UE 205的单向传播延迟，()L表示按L的模块运算。由于，通过小区搜索，UE 205仅获知(ti)L的和，以及UE 205没有连接的小区/Node-Bi的pi，所以UE 205必须获知(ti)L或pi，以得到其它。
假设在UE 205和小区/Node-Bi之间的距离为Di。UE 205为小区/Node-Bi(在第一小区搜索步骤中)检测的粗计(coarse)DL定时为(ti)L+pi+τDL，其中τDL为产生用于定时检测的峰值的多路径。因此，传播延迟pi＝Di/c不受频率影响。τDL分量取决于频率和环境两者。在精确的定时检测之后，(小区搜索的第二或第三步骤)，可得到至少部分多路径延迟。
使得
表示小于τDL的剩余多路径延迟。然后，精确的DL定时成为
如果
很小，可以证明精确的DL定时≈(ti)L+pi，其与频率无关。可临时假设，在以下的分析中很小。
为了使得UE 205将其UL传输分配给在小区/Node-Bi的其它UE，则UE 205需要按2pi的量执行TA。以这样的方式，在RT(i)的时间接收到UE 205的UL传输的信号，由下式给出：
1)RT(i)＝(ti)L+pi-2pi+pi+τUL＝(ti)L+τUL， 等式(1)
其中，τUL为UL中最大多路延迟，并也取决于频率。
在OFDMA系统中使用循环周期(CP)，以避免时隙之间的干扰。因此，CP的作用是作为监控周期。CP的使用(其覆盖τUL的长度)保证UL接收到来自UE的信号，其中所述信号是即时被分配的，并彼此保持正交性。
根据优选实施方式，存在两种选择，以实现在UE 205的TA计算。
一种选择，(目前在LTE中的假设)如果没有同步E-UTRAN 210中的源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220，则当源小区/Node-Bi发信号给UE以切换至目的小区/Node-Bj时，源小区/Node-Bi按源小区/Node-Bi和目的小区/Node-Bj之间的时钟差按帧长度取模(即(tj-ti)L)并发送到UE 205。如果已知(tj)L，则pi可以得到。如果小区/Node-B 215和220同步，则(ti)L＝(tj)L。也得到了TA。
另一种选择，UE 205测量基准信号(导频)、同步信道(SCH)或其它DL信道的信号强度。基于该测量结果，UE 205确定从E-UTRAN 210中的目的小区/Node-B 220的距离，并计算传输延迟。然而，通常可以获知，不能够从信号强度或路径损失测量结果得出精确和可靠的距离。通过收集在长时间段中的测量结果，信号强度随可降低(但并不消除)的衰减而波动。
为了计算TA调节，必须发送源和目的小区/Node-B之间的相对时间差到UE，或者必须通知UE小区是同步的。
在LTE切换中的UE自动TA过程
在接收导来自E-UTRAN 210的切换命令时，或者在UE 205与源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220之间合作的快速小区选择时，启动UE自动TA过程。UE 205在接收到来自源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B220的信标信道的基准信号后检测时间差。在切换至目的小区/Node-B 220时，将时间偏移量添加至源小区/Node-B 215中的最终TA值。
参照图2，UE 205使用来自源小区/Node-B 215的信标信道的基准信号和目的小区/Node-B 220的信标信道的基准信号来推断在UE 205与源和目的小区/Node-B 215和220之间的范围内的差。基准信号可以是具有基准特性的任意类型的信号。然后，通过源和目的小区基准信号之间的相对差来调节源小区TA，UE 205能够自动确定TA的量，以在切换期间应用于目的小区/Node-B 220。信标信道可以是广播信道、同步信道(SCH)等。
图3是根据本实用新型在图2的系统200中实施UE自动TA LTE切换过程300的流程图。在步骤305中，在E-UTRAN 210的源小区/Node-B 215中使得UE 205的TA可用并被执行。在步骤310中，E-UTRAN测量并计算TA值，并将TA值信号传输至UE 205。在步骤315中，当传输至源小区/Node-B215时，UE 205使用步骤310的TA值。通过使用该TA值，UE 205能够调节其UL传输定时。在步骤320中，E-UTRAN 210确定何时执行从源小区/Node-B 215值目的小区/Node-B 220的切换。当在步骤320中E-UTRAN 210确定执行切换时，E-UTRAN 210的源小区/Node-B 215发送切换命令消息225(即RRC信令)至UE 205，以启动UE 205的切换(步骤325)。切换命令消息225包括在源和目的小区之间的相对时间差的指示或者小区是同步的指示，并且可能包括用于建立到目的小区/Node-B 220的初始传输230的预分配的UL无线资源信息。可以从切换命令消息225明显地或隐含地推断出自动TA过程。通过使用来自目的小区/Node-B 220的预分配UL无线资源或者通过使用同步RACH，切换命令消息225使得在切换期间从UE 205至目的小区/Node-B 220的初始传输230启动。当至目的小区/Node-B 220的初始传输230使用预分配UL无线资源时，涉及预分配UL无线资源的信息被包含在切换命令消息225中。该RRC信令也可指示在切换期间应使用不同的非UE自动TA测量方式。在这种情况下，如果不需要UE205自动TA调节处理，则必须明显地或隐含地指定RRC信令。
仍参照图2和3，在步骤330中，UE 205执行一次或多次测量，以基于源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220的信标信道上传输的基准信号来确定在源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220之间的传输延迟差。在步骤335中，UE 205基于当前源小区TA值、在步骤330中执行的测量结果和源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220之间相对时间差的获知或者对源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220是同步的(即在源小区/Node-B 215和目的小区/Node-B 220之间不存在明显的相对时间差)获知，来自动计算新TA值。在步骤340中，UE205在使用由切换命令消息225所指示的预分配的上行链路基于非竞争无线资源或同步RACH来发送初始传输230至目的小区/Node-B 220时，使用新TA值来调节UL传输定时。
存在两个选择，以使用预分配UL无线资源信息在切换期间访问目的小区/Node-B 220。UE 205的一个选择是通过发送资源请求消息和/或业务数据至目的小区/Node-B 220来使用预分配UL无线资源。在这种情况下，目的小区/Node-B 220必须响应具有新分配无线资源以及支持至目的小区/Node-B220的随后数据传输230的精确TA值(如果必要)的UE 205。其它选择是使用在用于直接数据传输的切换命令消息225中包括的预分配UL无线资源。对于以上两种选择，对于在切换期间使用的不同目的，预分配无线资源的量不同。将所作的选择在呼叫建立期间包含在DL RRC信令中或者包含在上述的切换命令消息225中从E-UTRAN 210发送至UE 205。在这样操作期间，在不需要异步RACH接入过程的情况下，在切换之后立即实现到目的小区/Node-B 220的UL传输定时同步的调节。
可选地，在使用绝对TA值的情况下，对于UE 205有必要在发送初始传输230至目的小区/Node-B 220时报告自动计算的TA值至目的小区/Node-B 220。在使用相对TA值信令的情况下，UE 205不需要通知目的小区/Node-B 220新TA是什么。
在LTE切换期间的同步RACH接入过程
图4是根据本实用新型另一个实施方式的同步RACH接入LTE切换过程400的流程图。在UE自动计算定时提前值之后(步骤405)，UE通过同步RACH信道发送调度(即资源)、请求消息至具有使用的计算出的TA值的E-UTRAN 210(步骤410)。在步骤415中，E-UTRAN 210基于从UE 205接收的调度请求消息中的信息计算精确的(即更正确的)TA值。如果必要，E-UTRAN 210在DL信令消息中发送精确的TA值至UE 205，并为了随后的数据传输分配用于UE 205的UL和/或DL无线资源(步骤420)。在步骤425中，UE 205通过使用精确的TA值和分配的UL/DL无线资源来启动数据传输。
尽管以特定组合在优选实施例中描述了本实用新型的特征和元件，但是每个特征和元件可以在不具有优选实施例的其它特征和元件的情况下单独使用，或者可以使用本实用新型的其它特征和元件以各种组合来使用或不使用本实用新型的其它特征和元件。在本实用新型中提供的方法或流程图可以在可接触地势是在计算机可读存储介质上的计算机程序、软件和固件中实施，以由通用计算机或处理器执行。计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储器件、磁介质(例如内部硬盘和可移动磁盘)、磁光介质和光介质(例如CD-ROM盘和数字多功能盘(DVD))。
合适的处理器包括，例如：通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、一个或多个与DSP核关联的微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型集成电路(IC)和/或状态机。
与软件关联的处理器可用于实施在无线发射接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、终端、基站、无线网络控制器或任何主机中使用的无线频率收发器。WTRU可以与模块结合而使用，并且在硬件和/或软件中实施，例如相机、视频相机模块、视频电话、喇叭扩音器、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发器、免提听筒、键盘、蓝牙模块、频率调制(FM)无线单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器和/或任意无线局域网(WLAN)模块。
Claims (3)
1.一种用户设备，其特征在于所述用户设备包括：
天线，用于通过无线介质来发送和接收信号；和
无线发射/接收单元，所述无线发射/接收单元与所述天线耦接并包括：
接收切换命令消息的装置，所述切换命令消息表明是时候执行从源小区切换到目的小区；
自动计算装置，响应于接收所述切换命令消息以自动计算初始定时提前值，从而在上行链路传输中应用至所述目的小区；
发送装置，用于发送包括所述计算出的初始定时提前值的调度请求消息；和
接收下行链路信令消息的装置，所述下行链路信令消息包括比所述初始定时提前值更为准确的精确定时提前值。
2.一种用户设备，其特征在于所述用户设备包括：
天线，用于通过无线介质来发送和接收信号；和
无线发射/接收单元，所述无线发射/接收单元与所述天线耦接并包括
接收切换命令消息的装置，所述切换命令消息表明是时候执行从源演进的Node-B(eNB)切换到目的eNB；
自动计算装置，响应于接收所述切换命令消息以自动计算初始定时提前值，从而在上行链路传输中应用至所述目的eNB；
发送装置，用于发送包括所述计算出的初始定时提前值的调度请求消息；和
接收下行链路信令消息的装置，所述下行链路信令消息包括比所述初始定时提前值更为准确的精确定时提前值。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述E-UTRAN在下行链路信令消息中发送精确的定时提前值至WTRU，E-UTRAN为随后的数据传输分配由WTRU所用的上行链路和/或下行链路无线资源，并且WTRU使用所述精确的定时提前值和分配的上行链路和/或下行链路无线资源发送初始传输至目的小区/eNB。
Applications Claiming Priority (3)
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Cited By (11)
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