專利名稱：在寬帶無線電接入網(wǎng)中的切換期間有效發(fā)送數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及寬帶無線電接入網(wǎng)，并特別涉及在移動臺(MS)切換期間有效地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
自從美國在20世紀(jì)70年代末期引進(jìn)了蜂窩移動電信系統(tǒng)之后，韓國開始了在第一代(1G)模擬移動電信系統(tǒng)、AMPS(高級移動電話業(yè)務(wù))中的語音通信業(yè)務(wù)，開發(fā)了第二代(2G)移動電信系統(tǒng)并于20世紀(jì)90年代中期投入商用，并且部分地配置了第3代(3G)移動電信系統(tǒng)、IMT-2000(國際移動電信-2000)，其目標(biāo)是在20世紀(jì)90年代后期進(jìn)行高級無線多媒體和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
現(xiàn)在，移動通信技術(shù)正從3G移動電信系統(tǒng)向第4代(4G)無線電信系統(tǒng)過渡。4G移動電信系統(tǒng)除了提供如在現(xiàn)有移動電信系統(tǒng)中提供的簡單無線通信業(yè)務(wù)之外，還嘗試有線通信網(wǎng)絡(luò)和無線通信網(wǎng)絡(luò)之間的有效交互工作和集成。因此，當(dāng)前正在將用于提供比3G移動電信系統(tǒng)更高速度的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。
圖1說明了典型的3G移動通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)配置。更具體地，圖1說明了用于異步3G移動通信系統(tǒng)(即UMTS(通用移動電信系統(tǒng)))的網(wǎng)絡(luò)。
參見圖1，UMTS系統(tǒng)包括核心網(wǎng)絡(luò)(CN)101、多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(RNS)105和113、以及MS 121。MS 121在UMTS系統(tǒng)中被稱為UE。
CN 101管理關(guān)于MS 121的信息并且執(zhí)行移動性管理、會話管理、和呼叫管理。RNS 105和113中的每一個(gè)包括無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)和多個(gè)節(jié)點(diǎn)B。例如，RNS 105包括RNC 107以及節(jié)點(diǎn)B 109和111，而RNC 113包括RNC 115以及節(jié)點(diǎn)B 117和119。在圖示的情況下，雖然兩個(gè)節(jié)點(diǎn)B屬于一個(gè)RNC，但是在實(shí)際實(shí)施時(shí)，很顯然更多的節(jié)點(diǎn)B能夠并且通常被連接到RNC。
RNC 107和115根據(jù)其操作被分類成服務(wù)RNC(SRNC)、漂移RNC(DRNC)、或者控制RNC(CRNC)。SRNC 115是這樣的RNC，它管理關(guān)于其覆蓋范圍內(nèi)的每個(gè)MS的信息，并通過lub接口向/從CN 101發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。DRNC 107是這樣的RNC，MS的數(shù)據(jù)通過該DRNC 107而不是通過SRNC 115向/從CN 101發(fā)送/接收。CRNC是控制每個(gè)節(jié)點(diǎn)B的RCN。假設(shè)在圖1所示的情況下，RNC 115管理關(guān)于MS 121的信息，則RNC 115作為MS 121的SRNC工作。隨著MS 121移動并且MS 121的數(shù)據(jù)通過RNC 115發(fā)送/接收，則RNC 115作為MS 121的DRNC操作。信息和數(shù)據(jù)在MS 121和CN 101之間通過SRNC 115傳送。
每個(gè)節(jié)點(diǎn)B通過空中接口控制連接，并且每個(gè)RNC連接到多個(gè)節(jié)點(diǎn)B并有效地控制MS的無線電信道資源。從協(xié)議的觀點(diǎn)來看，RNC與MS在層2中交互工作。因此，RNC確保MS的移動性、控制切換、并管理無線電資源。
每個(gè)MS選擇將提供良好信道條件的節(jié)點(diǎn)B，并且當(dāng)MS從一個(gè)小區(qū)移到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)B支持MS的切換。如果MS移動到與RNC相連的另一個(gè)小區(qū)，則該無線電網(wǎng)絡(luò)確定如何實(shí)現(xiàn)切換。
為了確保接入網(wǎng)絡(luò)之間的有效連接以及MS 121的移動性，MS 121預(yù)先與子節(jié)點(diǎn)B 111建立連接，以便在MS 121和服務(wù)主節(jié)點(diǎn)B 117之間的連接釋放時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸通過子節(jié)點(diǎn)B 111而繼續(xù)。從而，確保了接入網(wǎng)中的移動性和服務(wù)質(zhì)量(QoS)。這被稱為切換。如果子節(jié)點(diǎn)B 111連接到另一個(gè)RNC，則該RNC是用于MS121的DRNC。
對于切換中的上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸，MS 121同時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到主節(jié)點(diǎn)B117和子節(jié)點(diǎn)B 111。SRNC 115選擇性地處理該數(shù)據(jù)，從而確保有效的上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸。對于切換中的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸，主節(jié)點(diǎn)B 117和子節(jié)點(diǎn)B 111同時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到MS 121，使得盡管可能有來自主節(jié)點(diǎn)B 117的傳輸錯(cuò)誤，但是數(shù)據(jù)發(fā)送/接收仍然繼續(xù)。這種技術(shù)叫做軟切換。
在另一種切換技術(shù)中，MS 121連接到一對主RNC和一對節(jié)點(diǎn)B。子節(jié)點(diǎn)B和子RNC處于等待狀態(tài)，用于MS移動性。如果在MS 121和子節(jié)點(diǎn)B之間連接的信道優(yōu)于MS 121和主節(jié)點(diǎn)B之間的信道，子節(jié)點(diǎn)B被指定為新的主節(jié)點(diǎn)B，并且將數(shù)據(jù)發(fā)送到新的主節(jié)點(diǎn)B。因此，MS 121在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)B，并且只將數(shù)據(jù)發(fā)送到所選擇的節(jié)點(diǎn)B。該技術(shù)稱為硬切換。
總之，軟切換使得MS能夠向/從多個(gè)節(jié)點(diǎn)B發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，而硬切換在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上將MS限制到用于數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的一個(gè)節(jié)點(diǎn)B。
在現(xiàn)有的3G移動電信技術(shù)中，RNC控制多個(gè)節(jié)點(diǎn)B，并且設(shè)計(jì)切換控制算法用于在RNC中實(shí)現(xiàn)。RNC利用在RNC和MS之間建立的信道來選擇具有最高SNR(信噪比)的節(jié)點(diǎn)B。也就是說，切換算法在RNC和MS之間工作，以通過在它們之間發(fā)信號來執(zhí)行切換。因此，在離MS較近的地點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)B充當(dāng)把信號從RNC傳遞到MS的橋梁。
在傳統(tǒng)的3G網(wǎng)絡(luò)中，為UMTS中的RNC和CDMA2000中的BSC(基站控制器)提供實(shí)現(xiàn)層2和層3協(xié)議的功能。該功能包括由于無線電信道上的傳輸錯(cuò)誤而導(dǎo)致的層2(RLL無線電鏈路層)中的切換控制和重發(fā)。
在RNC控制下的切換中，MS常常在連接到MS的節(jié)點(diǎn)B中選擇發(fā)送最高SNR的導(dǎo)頻信號的節(jié)點(diǎn)B。對于用于切換的下行鏈路和上行鏈路傳輸，執(zhí)行下列功能。
在要求短傳輸延遲的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)期間，MS在上行鏈路上通過所選擇的節(jié)點(diǎn)B(初級節(jié)點(diǎn)B)而接收分組，而RNC在下行鏈路上通過初級節(jié)點(diǎn)B接收分組。由于層2中的往返延遲使得分組重發(fā)要花費(fèi)許多時(shí)間，因此即使在分組中發(fā)生了傳輸錯(cuò)誤，也不能執(zhí)行ARQ(自動重發(fā)請求)。
然而，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)允許更多或更少的延遲。因此，當(dāng)發(fā)生傳輸錯(cuò)誤時(shí)，重發(fā)是可能的。在層2(RLL)中，RNC或者M(jìn)S在下行鏈路或上行鏈路中請求到MS或者RNC的重發(fā)。然而，與實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)類似，重發(fā)包括MS-節(jié)點(diǎn)B-RNC連接的往返延遲，并且需要長的傳輸延遲。
為了克服傳輸延遲，節(jié)點(diǎn)B/MS在層1(物理層)中通過HARQ(混合ARQ)請求重發(fā)到MS/節(jié)點(diǎn)B。實(shí)際上，在3GPP(第3代合作項(xiàng)目)1xEV-DV(1x演進(jìn)-數(shù)據(jù)和語音)系統(tǒng)中分組傳輸每1.25毫秒發(fā)生一次。雖然該技術(shù)解決了選擇節(jié)點(diǎn)B的重發(fā)，但還將提出ARQ傳輸方案和軟切換的組合。

發(fā)明內(nèi)容
因此，已經(jīng)設(shè)計(jì)本發(fā)明以基本上解決至少以上問題和/或缺點(diǎn)，并且提供至少以下優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中的切換期間有效地發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中的切換期間借助于ARQ有效地發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的方法。
通過提供一種在寬帶無線電接入網(wǎng)中的切換期間有效的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，可以實(shí)現(xiàn)以上及其它目的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中，其中預(yù)定MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，以通過至少一個(gè)IR將數(shù)據(jù)從MN發(fā)送到CN，該MN將數(shù)據(jù)發(fā)送到第一和第二IR，并且如果至少一個(gè)IR正常地接收到該數(shù)據(jù)，則該至少一個(gè)IR通過第一IR將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到CN。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中，其中預(yù)定MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，以通過至少一個(gè)IR將數(shù)據(jù)從CN發(fā)送到MN，該CN將數(shù)據(jù)發(fā)送到第一IR，并且第一IR將數(shù)據(jù)發(fā)送到MN。該第一IR將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到第二IR并且該第二IR將數(shù)據(jù)發(fā)送到MN。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中，其中其中預(yù)定MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，以通過至少一個(gè)IR將數(shù)據(jù)從CN發(fā)送到MN，MN根據(jù)從第一和第二IR接收到的信號測量第一和第二IR的信道狀態(tài)，并向第一和第二IR報(bào)告信道狀態(tài)。該CN將數(shù)據(jù)發(fā)送到第一IR，該第一IR將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到處于最好信道中的IR，并且該處于最好信道中的IR將數(shù)據(jù)發(fā)送到MN。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中，其中預(yù)定MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，以通過至少一個(gè)IR將數(shù)據(jù)從MN發(fā)送到CN，MN根據(jù)從第一和第二IR接收到的信號測量第一和第二IR的信道狀態(tài)，并將包括表示處于最好信道狀態(tài)的IR的信息的數(shù)據(jù)發(fā)送到第一和第二IR。


根據(jù)下列結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1說明了傳統(tǒng)的3G移動通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)配置；圖2說明了由4G移動電信技術(shù)建議的網(wǎng)絡(luò)配置中的切換過程；圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的在切換期間在MS中選擇中間路由器的過程；
圖4說明了根據(jù)本發(fā)明的物理層和MAC(媒體訪問控制)層之間的ARQ交互工作；圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過ARQ的上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程；圖6說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的通過ARQ的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程；圖7說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的通過ARQ的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程；圖8說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的不使用ARQ的上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程；和圖9說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的不使用ARQ的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。在下列描述中，對公知的功能或構(gòu)造將不進(jìn)行詳細(xì)的描述，因?yàn)樗鼈儠圆槐匾募?xì)節(jié)而使本發(fā)明模糊。
本發(fā)明提出了一種通過有效地將ARQ和軟切換組合、利用4G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(即層2中的往返延遲比3G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的更短)來提高數(shù)據(jù)速率的方法。
圖2說明了由4G移動電信技術(shù)建議的網(wǎng)絡(luò)配置中的切換過程。參見圖2，基于IP的CN 201在其中包括中間路由器(IR)205和207以及局部網(wǎng)關(guān)(LGW)203，用來支持移動節(jié)點(diǎn)(MN)215的移動性。LGW 203擔(dān)當(dāng)連接到外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，而IR 205和207在CN 201和其它無線電網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)之間定路線(route)。
盡管無線電網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(即RNS)在典型的3G系統(tǒng)中被劃分為RNC和節(jié)點(diǎn)B，但是RNC和節(jié)點(diǎn)B的功能被集成為稱作無線電接入路由器(209、211、或213)的接入網(wǎng)絡(luò)組件。換言之，3G網(wǎng)絡(luò)中的RNC上的集中的接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展為功能圍繞RAR(無線電接入路由器)分布的進(jìn)一步的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。3G系統(tǒng)中的MS或者UE對應(yīng)于4G系統(tǒng)中的MN 215。
與傳統(tǒng)的3G無線電網(wǎng)絡(luò)相比，4G無線電網(wǎng)絡(luò)控制切換，而RAR 209、211、和213在相應(yīng)的信道上直接和MN 215通信。PRAR(初級RAR)213是UMTS中的SRNC的對應(yīng)部件(counterpart)，而SRAR(次級RAR)211是UMTS中的DRNC的對應(yīng)部件。
因此，本發(fā)明提供了在4G寬帶無線電網(wǎng)絡(luò)中借助ARQ有效實(shí)現(xiàn)硬切換和軟切換的方法。此外，本發(fā)明提出了一種在MN從一個(gè)RAR移動到另一個(gè)RAR時(shí)，能使數(shù)據(jù)發(fā)送/接收無中斷地繼續(xù)的軟切換方案。因此，本發(fā)明提出了4G網(wǎng)絡(luò)的切換技術(shù)和高性能算法。
參見圖2，RAR 209、211、和213在MN 215和基于IP的CN 201之間橋接。如上所述，當(dāng)前與MN 215通信的RAR 213是用于MN 215的PRAR。為了通過RAR與CN 201通信，MN 215在相鄰的RAR 209、211、和213中選擇發(fā)送最高SNR導(dǎo)頻信號的RAR。所選擇的RAR是PRAR 213。除了PRAR213之外，存在用于MN 215的具有等于或者大于閾值的功率的RAR。該RAR是SRAR 211。
圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的RAR選擇，特別是切換期間在MN中的PRAR和SRAR選擇。通過選擇PRAR和SRAR，可以在上行鏈路和下行鏈路中執(zhí)行切換。
參見圖3，MN 315測量從相鄰RAR 309、311、和313所接收的信號的SNR，并在步驟1將具有最高SNR的RAR 311確定為PRAR。MN 315測量PRAR 311附近的RAR的SNR，并選擇具有等于或大于預(yù)定閾值的SNR的RAR 309和313。RAR 309和313為SRAR。在步驟2，MN 315將關(guān)于SRAR309和313的信息發(fā)送到PRAR 311，使得PRAR 311獲得對MN 315正感測的SRAR 309和313的了解。
如果MN 315移動，則它命令4G接入網(wǎng)準(zhǔn)備切換。PRAR 311參照從MN 315接收的關(guān)于SRAR 309和313的信息，而在PRAR 311以及SRAR 309和313之間建立數(shù)據(jù)傳輸路徑。路徑建立叫做建立隧道(tunneling)。通過將包括路徑信息的報(bào)頭封裝到分組中來完成建立隧道。在確認(rèn)SRAR 309和313通過建立隧道(tunneling)而連接到PRAR 311之后，在步驟4，MN 315向/從SRAR 309和313發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。
本地代理(HA)301包括關(guān)于MN 315在移動通信系統(tǒng)中的注冊信息。HA 301在3G系統(tǒng)中類似于GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))而操作，并且LGW303在3G系統(tǒng)中類似于SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))而操作。
圖4說明了根據(jù)本發(fā)明的物理層和MAC層之間的ARQ交互工作。參見圖4，應(yīng)注意當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸期間發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，能夠在物理層和MAC層中進(jìn)行重發(fā)。
為了簡明，用L1表示作為物理層的層1 403，而用L2來表示作為MAC層的層2 401。也就是說，L1 403和L2 401分別被定義為執(zhí)行物理層和MAC層的功能。
由于在4G系統(tǒng)中的RAR中定義了與L1 403和L2 401對應(yīng)的協(xié)議，所以當(dāng)在L1 403和L2 401中發(fā)生分組錯(cuò)誤時(shí)，可以執(zhí)行基于ARQ的重發(fā)算法。盡管當(dāng)在L2 401中發(fā)生誤差時(shí)，在節(jié)點(diǎn)B和RNC分離的3G系統(tǒng)中通過節(jié)點(diǎn)B從MN到RNC產(chǎn)生了往返延遲，但是在本發(fā)明中，RAR利用節(jié)點(diǎn)B和RNC的功能，從而能夠在L1 403和L2 401中執(zhí)行重發(fā)。由于沒有往返延遲，所以在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)中能有效地執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送/接收。
在本發(fā)明的4G系統(tǒng)中，由于RAR控制節(jié)點(diǎn)B和RNC的功能，所以有可能通常在L1 403和L2 401中執(zhí)行ARQ來做為對抗分組誤差的措施。換言之，由于L1 403和L2 401的功能都合并在RAR中，所以在4G系統(tǒng)中不產(chǎn)生如在傳統(tǒng)3G系統(tǒng)中創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)B和RNC之間的往返延遲。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過L1和L2中的ARQ執(zhí)行使切換中的傳輸誤差最小化的方法，這將在下面進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
在圖4中說明協(xié)議層中的逐步的ARQ過程。L2 401接收L2-SDU(業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元)405中的IP分組，并將每個(gè)L2-SDU 405分段成適于在L1 403中處理的L2-PDU(分組數(shù)據(jù)單元)407。從L1的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)L1 403中的傳輸結(jié)構(gòu)，L1-SDU 409被轉(zhuǎn)換成L1-PDU 411。在L1 403和L2 401中，它們各自的ARQ用于增加L1-PDU 411和L2-PDU 407的數(shù)據(jù)速率。
本發(fā)明以兩種方式考慮ARQ實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)具有每個(gè)分組的傳輸延遲極限集。如上所述，每個(gè)L2-PDU 407被分段成在無線電信道上發(fā)送的L1-PDU 411。因此，在從L1 403的傳輸期間發(fā)生了傳輸差錯(cuò)時(shí)，如同標(biāo)號413所示，對應(yīng)的L1-PDU 411被重發(fā)。如果L2 401在預(yù)定的傳輸延遲限制內(nèi)未能發(fā)送L2-PDU 407，則L2 401放棄發(fā)送當(dāng)前的L2-PDU 407，而改為發(fā)送下一個(gè)L2-PDU 407。然而，接收機(jī)以在那個(gè)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)構(gòu)造L2-PDU 407，通報(bào)那個(gè)分組有傳輸誤差，并將L2-PDU 407重發(fā)到更高的層，層3(L3)，如標(biāo)號415所示。
在非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)中，沒有L2-PDU 407的傳輸延遲極限集。因此，L1 403通過從接收機(jī)接收的ARQ信號而確定發(fā)射的L1-PDU 411是否有錯(cuò)誤。當(dāng)L1-PDU 411具有傳輸錯(cuò)誤時(shí)，L1 403對它進(jìn)行重發(fā)。在重發(fā)之后，接收機(jī)中的L2 401還確定L2-PDU 407是否有傳輸錯(cuò)誤。如果它有傳輸錯(cuò)誤，則接收機(jī)的L2 401將NACK(否定確認(rèn))信號發(fā)送到發(fā)射機(jī)的L2 401。發(fā)射機(jī)接著重發(fā)L2-PDU 407。
根據(jù)數(shù)據(jù)是在上行鏈路還是下行鏈路上發(fā)送以及數(shù)據(jù)是否被重發(fā)，可以多個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。首先分別參考圖5、6和7而將在切換期間借助ARQ進(jìn)行的數(shù)據(jù)發(fā)送/接收描述為本發(fā)明的第一、第二和第三實(shí)施例。緊隨其后的是分別參考圖8和9將在切換期間不使用ARQ的數(shù)據(jù)發(fā)送/接收描述為第四和第五實(shí)施例。在此假設(shè)如前面參考圖2所述地指定SRAR和PRAR，并且如前面參考圖3(步驟1到4)所述地執(zhí)行隧道建立。
第一實(shí)施例-借助ARQ的上行鏈路傳輸圖5說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于ARQ的上行鏈路傳輸過程。參見圖5，在步驟5，MN將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到多個(gè)RAR。如上所述，分組數(shù)據(jù)在上行鏈路上被傳遞到PRAR和SRAR。在圖5中，將數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)PRAR和兩個(gè)SRAR。
每個(gè)RAR(PRAR或者SRAR)接收上行鏈路分組數(shù)據(jù)并通知MN該接收是否正常。如果RAR正常地接收到上行鏈路分組，則在步驟6，它在預(yù)定的下行鏈路信道上將ACK(確認(rèn))信號發(fā)送到MN。然而，如果正常的接收失敗，則在步驟6，RAR將NACK信號發(fā)送到MN。在圖5中，只有一個(gè)SRAR正常地接收上行鏈路分組數(shù)據(jù)并反饋ACK信號，而其它的SRAR和PRAR未能成功地接收上行鏈路分組數(shù)據(jù)并反饋NACK信號。如果MN在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)既沒有收到ACK信號也沒有收到NACK信號，那么它最好將RAR沒有正常地收到上行鏈路分組數(shù)據(jù)認(rèn)作是MN從RAR收到NACK信號。
由于數(shù)據(jù)傳輸對于一個(gè)RAR是成功的，所以在本發(fā)明的實(shí)施例中，MN將下一個(gè)分組發(fā)送到RAR而不重發(fā)當(dāng)前的分組。
在PRAR和SRAR之間建立了隧道，從而可以正常地接收分組數(shù)據(jù)，SRAR將接收的分組數(shù)據(jù)通過PRAR發(fā)送到CN。
在確定RAR已經(jīng)通過SRAR正常地接收到了當(dāng)前分組的情況下，MN將下一分組數(shù)據(jù)發(fā)送到?jīng)]有接收到當(dāng)前分組的其它RAR，而不是重發(fā)當(dāng)前分組。因此，當(dāng)RAR確定MN已經(jīng)收到ACK信號時(shí)，它們準(zhǔn)備接收下一個(gè)分組。
當(dāng)所有的RAR未能接收到當(dāng)前分組并將NACK信號發(fā)送到MN時(shí)，MN將分組數(shù)據(jù)重發(fā)到每個(gè)RAR。分組數(shù)據(jù)能夠被重發(fā)到所有的RAR，或者只重發(fā)到處于最好信道狀態(tài)的RAR(例如，PRAR)分組重發(fā)的次數(shù)根據(jù)為分組設(shè)置的實(shí)時(shí)/非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的延遲界限而確定。
如上所述，當(dāng)一個(gè)RAR正常收到分組數(shù)據(jù)，并且該RAR是PRAR時(shí)，該P(yáng)RAR將分組數(shù)據(jù)直接發(fā)送到CN。如果RAR是SRAR，則在步驟7，SRAR將分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到PRAR，并且PRAR將收到的分組數(shù)據(jù)發(fā)送到CN。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸方法中，MN將同樣的數(shù)據(jù)發(fā)送到包括PRAR和SRAR的多個(gè)RAR。如果有至少一個(gè)RAR正常地收到數(shù)據(jù)，則MN不再重發(fā)該數(shù)據(jù)。因此，在切換期間到多個(gè)RAR的數(shù)據(jù)傳輸增加了傳輸可靠性。因此如果有至少一個(gè)RAR正常地收到數(shù)據(jù)，則不需要重發(fā)，從而大大地減小了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)中的時(shí)延。
第二實(shí)施例--借助ARQ(1)的下行鏈路傳輸圖6說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的借助ARQ的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸。參見圖6，在步驟5，通過HA、LGW、和第一中間路由器(IR)(IR1)從外部網(wǎng)絡(luò)接收到的分組數(shù)據(jù)通過PRAR被發(fā)送到MN。該P(yáng)RAR在切換中通過隧道而連接到一個(gè)或多個(gè)SRAR。因此，PRAR將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到SRAR。實(shí)際上，分組數(shù)據(jù)通過PRAR和SRAR而被發(fā)送到MN。
更具體地，從CN發(fā)送到PRAR的數(shù)據(jù)在下行鏈路上通過SRAR和PRAR而被同時(shí)發(fā)送到MN，這是在步驟6中被同步。如本發(fā)明的第一實(shí)施例中所述，根據(jù)延遲界限來確定重發(fā)的次數(shù)，并且根據(jù)重發(fā)次數(shù)來確定ARQ發(fā)生的次數(shù)。
MN檢查所接收的分組數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)。如果MN正常地從至少一個(gè)RAR接收到分組數(shù)據(jù)，則不需要重發(fā)該分組數(shù)據(jù)。然后在步驟7，MN將ACK信號發(fā)送到與該MN關(guān)聯(lián)的所有PRAR和SRAR。也就是說，當(dāng)MN正常地從至少一個(gè)RAR收到分組數(shù)據(jù)時(shí)，即使從其它RAR的數(shù)據(jù)接收失敗，MN也最好將ACK信號發(fā)送到RAR。
在圖6中，MN正常地從一個(gè)SRAR接收到下行鏈路數(shù)據(jù)，但是從PRAR和其它SRAR接收的下行鏈路數(shù)據(jù)有差錯(cuò)。然而，MN仍然將ACK信號發(fā)送到所有的RAR。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的下行鏈路數(shù)據(jù)接收方法中，MN從多個(gè)RAR接收同樣的分組數(shù)據(jù)。因此，正常接收的概率增大了，并且大大地減少了重發(fā)事件的數(shù)目。
第三實(shí)施例—借助ARQ(2)的下行鏈路傳輸圖7說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的借助ARQ的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程。參見圖7，通過HA、LGW、和IR1從外部網(wǎng)絡(luò)接收的分組數(shù)據(jù)通過多個(gè)RAR中的最好信道狀態(tài)的RAR而發(fā)送到MN。在步驟5中，MN計(jì)算在切換中從PRAR和SRAR所接收的導(dǎo)頻信號的SNR，并在步驟6選擇具有最高SNR的RAR，并將該選擇報(bào)告給所述多個(gè)RAR。
已從CN接收到用于MN的分組數(shù)據(jù)的PRAR在步驟7將分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到選定的RAR。在步驟8，該選定的RAR在下行鏈路上將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到MN。
然后MN檢查所接收的分組數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)。如果分組數(shù)據(jù)正常，則在步驟9，該MN將ACK信號發(fā)送到選定的RAR。然而，如果分組數(shù)據(jù)有差錯(cuò)，則在步驟9，該MN將NACK信號發(fā)送到選定的RAR。
根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸方法對于高數(shù)據(jù)速率特別有效。
圖5、6和7中說明的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸方法是基于ARQ的。此后，將結(jié)合圖8和9來描述不使用ARQ的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸方法。
第四實(shí)施例-不使用ARQ的上行鏈路傳輸圖8說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的不使用ARQ的上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程。參見圖8，在步驟5，MN通過測量從RAR接收的導(dǎo)頻信號的SNR來估計(jì)RAR的信道狀態(tài)。然后，該MN將包括表明RAR處于最好信道狀態(tài)的信息的分組數(shù)據(jù)發(fā)送到RAR。雖然每個(gè)RAR在上行鏈路上從MN接收分組數(shù)據(jù)，但是它只有在該信息表明該RAR是處于最好信道狀態(tài)的RAR時(shí)，才處理該接收的分組數(shù)據(jù)。因此，如果該信息表示不同的RAR，則RAR忽略該分組數(shù)據(jù)。因此，該MN實(shí)際上將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到處于最好信道狀態(tài)的RAR。
如果處于最好信道狀態(tài)的RAR是PRAR，則該P(yáng)RAR將收到的分組數(shù)據(jù)直接發(fā)送到CN。如果處于最好信道狀態(tài)的RAR為SRAR，則該SRAR將收到的分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到PRAR，并且PRAR依次將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到CN。
第五實(shí)施例—不使用ARQ的下行鏈路轉(zhuǎn)輸圖9說明了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的不使用ARQ的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸過程。參見圖9，在步驟5，MN通過測量從RAR接收的導(dǎo)頻信號的SNR來估計(jì)RAR的信道狀態(tài)，并在步驟6，向RAR報(bào)告處于最好信道狀態(tài)的RAR。
當(dāng)分組數(shù)據(jù)從CN指向MN時(shí)，在步驟7，分組數(shù)據(jù)首先被發(fā)送到PRAR。該P(yáng)RAR將該分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到處于最好信道狀態(tài)的RAR。如果PRAR處于最好信道狀態(tài)，則它將分組數(shù)據(jù)直接發(fā)送到MN。然而，如果不是PRAR的RAR(例如SRAR)處于最好信道狀態(tài)，則該P(yáng)RAR將分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到處于最好信道狀態(tài)的RAR。在步驟8，該處于最好信道狀態(tài)的RAR將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到MN。
如上所述，對于當(dāng)前正在討論的4G網(wǎng)絡(luò)，如何實(shí)現(xiàn)切換(軟切換和硬切換)仍然沒有被實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。如果通過切換技術(shù)可以將傳輸誤差減小3dB或者更多，則得到的益處可防止可能必要的附加硬件或軟件實(shí)現(xiàn)的限制。
因此，當(dāng)不存在用于4G網(wǎng)絡(luò)的特定切換技術(shù)時(shí)，本發(fā)明提供了一種切換方法。根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸相對于給定的信道容量使傳輸誤差最小化，進(jìn)而使有效數(shù)據(jù)速率最大化。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，可以從用于4G系統(tǒng)的軟切換和重發(fā)方案的組合中預(yù)期1到4dB的軟切換增益。此外，還保證了QoS并且可以增加小區(qū)半徑，從而有可能給出經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)。
已經(jīng)已參考本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例而示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在其中做出形式上和細(xì)節(jié)上的各種變化，而不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中通過至少一個(gè)中間路由器(IR)將數(shù)據(jù)從移動節(jié)點(diǎn)(MN)發(fā)送到核心網(wǎng)絡(luò)(CN)的方法，其中該MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，該方法包括步驟將數(shù)據(jù)從MN發(fā)送到第一IR和第二IR；和如果第一和第二IR中的至少一個(gè)IR正常地接收到該數(shù)據(jù)，則第一和第二IR中的所述至少一個(gè)IR通過第一IR將所接收的數(shù)據(jù)發(fā)送到CN。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在第一和第二IR中，第一IR具有用于MN的最好的信道狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在與第一IR相鄰的多個(gè)IR中，第二IR具有最好的信道狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括步驟，如果第一和第二IR中的所述至少一個(gè)IR未能正常地接收到數(shù)據(jù)，則MN將數(shù)據(jù)重發(fā)到第一和第二IR中的所述至少一個(gè)IR。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中IR在物理層和MAC(媒體訪問控制)層處理重發(fā)。
6.一種用于在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中通過至少一個(gè)中間路由器(IR)將數(shù)據(jù)從核心網(wǎng)絡(luò)(CN)發(fā)送到移動節(jié)點(diǎn)(MN)的方法，其中該MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，該方法包括步驟將數(shù)據(jù)從CN發(fā)送到第一IR；將數(shù)據(jù)從第一IR發(fā)送到MN；將數(shù)據(jù)從第一IR轉(zhuǎn)發(fā)到第二IR；和將數(shù)據(jù)從第二IR發(fā)送到MN。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在第一和第二IR中，第一IR具有用于MN的最好的信道狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在與第一IR相鄰的多個(gè)IR中，第二IR具有最好的信道狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在第一IR和第二IR同時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到MN。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括步驟，如果MN從第一和第二IR中的至少一個(gè)IR接收到數(shù)據(jù)，則從MN向第一IR和第二IR報(bào)告數(shù)據(jù)的正常接收。
11.一種用于在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中通過至少一個(gè)中間路由器(IR)將數(shù)據(jù)從核心網(wǎng)絡(luò)(CN)發(fā)送到移動節(jié)點(diǎn)(MN)的方法，其中MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，該方法包括步驟根據(jù)MN從第一和第二IR所接收到的信號來測量第一和第二IR的信道狀態(tài)；從MN向第一和第二IR報(bào)告信道狀態(tài)；將數(shù)據(jù)從CN發(fā)送到第一IR；將數(shù)據(jù)從第一IR轉(zhuǎn)發(fā)到處于最好信道狀態(tài)的IR；和將數(shù)據(jù)從該處于最好信道狀態(tài)的IR發(fā)送到MN。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中第一IR是用于MN的處于最好的信道狀態(tài)的IR。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中第二IR是處于最好信道狀態(tài)的IR。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中測量第一和第二IR的信道狀態(tài)的步驟包括測量MN中從第一和第二IR接收到的導(dǎo)頻信號的信噪比(SNR)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括步驟將指示數(shù)據(jù)接收結(jié)果的信號從MN發(fā)送到處于最好信道狀態(tài)的IR。
16.一種用于在寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)中通過至少一個(gè)中間路由器(IR)將數(shù)據(jù)從移動節(jié)點(diǎn)(MN)發(fā)送到核心網(wǎng)絡(luò)(CN)的方法，其中MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，該方法包括步驟根據(jù)MN從第一和第二IR所接收到的信號來測量第一和第二IR的信道狀態(tài)；和將包括表示處于最好信道狀態(tài)的IR的信息的數(shù)據(jù)從MN發(fā)送到第一和第二IR。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中第一IR是用于MN的處于最好的信道狀態(tài)的IR。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，第二IR是處于最好信道狀態(tài)的IR。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括步驟將接收到的數(shù)據(jù)從該處于最好信道狀態(tài)的IR發(fā)送到CN。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中測量第一和第二IR的信道狀態(tài)的步驟包括測量由MN從IR接收到的導(dǎo)頻信號的信噪比(SNR)。
全文摘要
一種寬帶無線電接入網(wǎng)系統(tǒng)，其中預(yù)定MN通過第一IR而無線連接到CN，與該第一IR相鄰的第二IR通過隧道連接到該第一IR，以通過至少一個(gè)IR將數(shù)據(jù)從MN發(fā)送到CN。MN將數(shù)據(jù)發(fā)送到第一和第二IR，并且如果至少一個(gè)IR正常地接收到該數(shù)據(jù)，則該至少一個(gè)IR通過第一IR將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到CN。
文檔編號H04L12/56GK1691830SQ20051007163
公開日2005年11月2日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月28日
發(fā)明者都美仙, 金映秀, 尹相普, 趙成賢, 李相勛, 樸元亨 申請人:三星電子株式會社, 延世大學(xué)校