專利名稱：用于無線網(wǎng)絡(luò)連通性的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對(duì)的是通信系統(tǒng)，尤其是那些用于支持諸如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)這類無線終端與多個(gè)基站之間的通信的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在一個(gè)無線通信系統(tǒng)中，諸如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)這樣的無線終端往往通過基站而與因特網(wǎng)這類有線網(wǎng)絡(luò)相耦合?；驹谝孕^(qū)命名的覆蓋范圍以內(nèi)提供了網(wǎng)絡(luò)連通性。從基站到無線終端的通信路徑稱為“下行鏈路”，從無線終端到基站的通信路徑則稱為“上行鏈路”。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通性，無線終端至少要與一個(gè)基站進(jìn)行通信。然而，對(duì)那些支持了例如從小區(qū)移動(dòng)到小區(qū)這種終端移動(dòng)性的不同性能因素而言，通常要對(duì)無線終端進(jìn)行裝備，以便與多個(gè)基站同時(shí)保持無線鏈路連接。舉例來說，在一個(gè)碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中，無線終端有可能處在一種“軟切換”狀態(tài)之中。圖I描述的是一個(gè)已知的CDMA通信網(wǎng)絡(luò)100，該網(wǎng)絡(luò)包括無線終端102、基站1104、基站2106、移動(dòng)交換中心108以及有線網(wǎng)絡(luò)110。網(wǎng)絡(luò)部件之間的各種通信是由箭頭表示的。其中，上行鏈路通信是在圖I中描述的，下行鏈路通信則是在圖2中描述的。在直接擴(kuò)頻CDMA技術(shù)中，現(xiàn)有的軟切換方法是把拆分到分別來自不同基站的多個(gè)鏈路連接之中的單個(gè)數(shù)據(jù)信息流遞送到無線終端，并且把來自終端的另一個(gè)數(shù)據(jù)流回送到多個(gè)基站。由此產(chǎn)生的特性包括基站與終端之間的這些連接的嚴(yán)格的時(shí)間同步，并且這些特征約束了可以在無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中選用的技術(shù)。參考圖1，在軟切換狀態(tài)中，無線終端102使用上行鏈路來傳送一個(gè)表示所發(fā)送信息的信號(hào)112、114。在這個(gè)實(shí)例中，無線終端102處于一個(gè)以上的基站104、106的覆蓋范圍以內(nèi)。因此，一個(gè)以上的基站104、106將會(huì)同時(shí)偵聽相同的上行鏈路信號(hào)112、114。然后，基站104、106對(duì)從無線終端102接收到信號(hào)112、114做出響應(yīng)，從而對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理。如箭頭116和118所示，處理結(jié)果傳送到一個(gè)通常稱為移動(dòng)交換中心108的中央單元，該單元對(duì)來自單獨(dú)基站104、106的結(jié)果進(jìn)行組合，從而得到所發(fā)送的信息。然后，移動(dòng)交換中心108把信息發(fā)送到因特網(wǎng)這種有線網(wǎng)絡(luò)110。這個(gè)操作是由箭頭120表示的。同樣，對(duì)圖2所述的下行鏈路來說，如箭頭220所示，移動(dòng)交換中心108從有線網(wǎng)絡(luò)110接收那些關(guān)于無線終端102的信息。然后，移動(dòng)交換中心108復(fù)制所述信息并且將其傳送到一個(gè)以上的基站104、106.這個(gè)操作是由箭頭216、218來表示的?；?04、106同時(shí)把表示所述信息的接收信號(hào)傳送到無線終端102。這個(gè)操作是使用箭頭212和214來顯示的。無線終端102組合那些從基站104、106接收的信號(hào)，從而得到來自有線網(wǎng)絡(luò)110的信息。具有軟切換狀態(tài)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了宏 分集。此外，軟切換狀態(tài)還減小了切換中的數(shù)據(jù)損失和等待時(shí)間，也就是說，當(dāng)無線終端從一個(gè)基站切換到另一個(gè)基站的時(shí)候，數(shù)據(jù)是由多個(gè)基站來傳送的。即使是在因?yàn)槔邕M(jìn)入了第二基站覆蓋范圍而與第一基站失去聯(lián)系的時(shí)候，也可以將無線終端從第一基站接收的數(shù)據(jù)與接收自一個(gè)發(fā)送相同信號(hào)的第二無線終端的數(shù)據(jù)相組合，從而形成一個(gè)完整的消息或數(shù)據(jù)集。軟切換具有一個(gè)缺點(diǎn),這個(gè)缺點(diǎn)與使用移動(dòng)交換中心108作為上行鏈路中的組合單元以及下行鏈路中的復(fù)制單元所產(chǎn)生的復(fù)雜性和定時(shí)需要相關(guān)聯(lián)。由于這個(gè)特征需要所述同步網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)能夠相對(duì)于多個(gè)基站104、106而以很低的延遲抖動(dòng)來遞送那些往返于移動(dòng)交換中心108以及基站104、106的數(shù)據(jù)，因此所述特征限制了網(wǎng)絡(luò)操作。也就是說，在這類系統(tǒng)中，往返于多個(gè)基站104、106以及移動(dòng)交換中心108的信息在時(shí)間上必須緊密同步。這個(gè)同步網(wǎng)絡(luò)傳送特征與通常使用異步網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)的分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)操作形成了鮮明的對(duì)比。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，同時(shí)保持多個(gè)鏈路連接對(duì)確保無縫切換而言是非常重要的。然而，對(duì)在無線電接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用更多異步形式的數(shù)據(jù)建網(wǎng)技術(shù)來說，其中存在引人注目的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。因此需要那些能夠啟用無線連通性的改進(jìn)方法和設(shè)備，其中至少某些方法和設(shè)備允許無線終端與多個(gè)基站同時(shí)相連，同時(shí)使這些基站能以一種符合異步分組交換數(shù)據(jù)連網(wǎng)的方式而與有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)的是那些允許無線終端與多個(gè)基站同時(shí)保持連接的方法和設(shè)備。這里描述的發(fā)明允許無線終端與諸如異步網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)基站同時(shí)相連，可是仍然能夠在從每個(gè)基站到所述終端以及從所述終端返回基站的各個(gè)鏈路連接中發(fā)送不同的數(shù)據(jù)和/或控制信息流。由此可見，在無線終端與多個(gè)基站之間有可能存在同時(shí)但卻不同的信息流。對(duì)那些與終端進(jìn)行通信的基站而言，在其鏈路連接之間是不需要時(shí)間同步的。因此存在更多的技術(shù)選擇，以便在無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中使用。根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)同時(shí)連接是受到獨(dú)立操作的。每一個(gè)連接都可以包括一條上行鏈路、一條下行鏈路或者既包含上行鏈路又包含下行鏈路。在物理層中，對(duì)單獨(dú)的同步環(huán)路進(jìn)行單獨(dú)調(diào)諧并且將其用于多個(gè)連接中的每一個(gè)連接。為了簡(jiǎn)化用于對(duì)與多個(gè)基站所進(jìn)行的同時(shí)通信提供支持的獨(dú)立定時(shí)同步環(huán)路的同時(shí)操作，可以將多個(gè)上行鏈路與多個(gè)下行鏈路的接收機(jī)以及定時(shí)同步電路包含在各個(gè)無線終端之中。在更高的通信層中，諸如定時(shí)與功率控制信號(hào)這樣的控制和經(jīng)由不同連接而被傳送的數(shù)據(jù)信息，也許并且通常是不同的。對(duì)那些由一個(gè)無線終端建立的連接來說，無線終端和基站可以選擇讓一組下行鏈路和/或上行鏈路有效并使剩余鏈路保持待用。在不同的實(shí)施例中，對(duì)有效的下行鏈路或上行鏈路而言，無線終端可以選擇在這條鏈路上傳送數(shù)據(jù)和/或控制信息流。無線終端具有多對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，其中每一對(duì)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)都是專用于某個(gè)連接的。優(yōu)選地，多個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)對(duì)共享相同的模擬設(shè)備組件，例如接收機(jī)/發(fā)射機(jī)電路。在示范性的實(shí)施例中，不同的連接是單獨(dú)同步的，并且這些連接在數(shù)字域中是分離的。依照本發(fā)明而實(shí)施的先通后斷的切換方法包括在與當(dāng)前基站的連接下降之前，無線終端與當(dāng)前基站以及切換候選基站保持多個(gè)同時(shí)并且獨(dú)立的連接。與當(dāng)前基站以及切換候選基站的連接是受到獨(dú)立操作的。在先通后斷的切換過程中，多個(gè)連接的下行鏈路和上行鏈路可以保持有效，并且所有鏈路都可以傳送控制和數(shù)據(jù)流。然而，由于系統(tǒng)和/或終端的約束，上述切換行為有可能會(huì)受到限制，從而使得所述多個(gè)連接的大部分或所有下行鏈路有效并且使之同時(shí)傳送控制和數(shù)據(jù)流。雖然多個(gè)上行鏈路有效并且同時(shí)為一個(gè)指定設(shè)備傳送控制流，但是在示范性實(shí)施例中僅僅使用一條單獨(dú)的上行鏈路而在任何指定時(shí)間傳遞所述設(shè)備的數(shù)據(jù)流。接下來的詳細(xì)說明中描述了本發(fā)明的方法和設(shè)備的眾多附加特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。


圖I描述的是在例如軟切換過程中帶有上行鏈路信令的已知通信系統(tǒng)。圖2描述的是在例如軟切換過程中帶有下行鏈路信令的已知通信系統(tǒng)。圖3描述的是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例而被實(shí)現(xiàn)的通信系統(tǒng)。圖4 6描述的是三個(gè)依照本發(fā)明并且保持了多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接的實(shí)施例。
圖7描述的是多個(gè)單獨(dú)的同步環(huán)路的存在，其中每一個(gè)同步環(huán)路都用于每一個(gè)可以在任何給定時(shí)間點(diǎn)而與無線終端相互作用的基站。圖8是更詳細(xì)地顯示了依照本發(fā)明執(zhí)行的示范性無線終端的框圖。圖9描述的是可以用作圖8中的無線終端的發(fā)射機(jī)電路的發(fā)射機(jī)電路。圖10描述的是可以用作圖8中的無線終端的接收機(jī)電路的接收機(jī)電路。圖11 14描述的是作為依照本發(fā)明執(zhí)行的先通后斷操作的一部分而被建立的信令和連接。
具體實(shí)施例方式圖3描述的是依照本發(fā)明實(shí)施的通信系統(tǒng)300。通信系統(tǒng)300包括無線終端302、基站1304、基站2306以及有線網(wǎng)絡(luò)308。系統(tǒng)300的部件之間的通信是由箭頭來表示的，并且下文將對(duì)這些通信進(jìn)行描述。在這里對(duì)無線終端302進(jìn)行裝備，以便并行保持其與多個(gè)基站304、306的多個(gè)無線連接，其中舉例來說，所述并行保持多個(gè)連接即為同時(shí)保持多個(gè)連接。無線連接將無線終端302與諸如基站1304這樣的特定基站相連，并且在無線終端302與基站1304之間使用所述無線連接來交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)與更高級(jí)數(shù)據(jù)和/或控制、鏈路以及MAC層信息，也就是無線終端302與基站1304之間的數(shù)據(jù)流和/或控制流。根據(jù)本發(fā)明，無線終端302可以與一個(gè)以上的基站建立無線連接，例如與基站1304和基站2306建立無線連接。那些由不同的同時(shí)連接所使用的技術(shù)和/或頻譜可以是相同的，也可以是不同的。
根據(jù)本發(fā)明，在無線終端302與基站304、306之間，多條信息在任何指定時(shí)間都是由不同的同時(shí)連接傳送的，這些信息可以并且通常是不同的。因此，那些同時(shí)傳送不同信息的連接是獨(dú)立的連接，換句話說，信息是在不同信道上傳送的。圖3描述了在無線終端302與基站304，306之間產(chǎn)生的兩個(gè)同時(shí)且獨(dú)立的連接.這些連接使用了相同帶寬但卻使用了不同的通信信道，因此這些連接不會(huì)相互干擾。箭頭310和312表不的是通/[目彳目道。至少是出于下列原因，多個(gè)同時(shí)獨(dú)立連接的方法不同于軟切換的方法。特別地，根據(jù)本發(fā)明，在無線終端302與多個(gè)基站304、306之間交換的信號(hào)傳送的是不同的多條信息，而在軟切換中，多個(gè)鏈路上的信號(hào)傳送的是相同的多條信息。由于這兩個(gè)信道傳送的是不同的信息，因而移動(dòng)交換中心不必充當(dāng)組合和/或復(fù)制單元。因此根據(jù)本發(fā)明，基站304、306可以直接、單獨(dú)以及獨(dú)立地耦合到有線網(wǎng)絡(luò)308。在圖3中，所述耦合由箭頭314和316、表不。一個(gè)連接或是信道包含了一對(duì)分離的通信路徑、一條下行鏈路以及一條上行鏈路，其中每一條路徑都會(huì)傳送分離的信息流。在任何給定時(shí)間，對(duì)一個(gè)連接來說，下行鏈路、上行鏈路或者這二者是有效的。此外，當(dāng)下行鏈路或上行鏈路有效時(shí)，數(shù)據(jù)和/或控制信號(hào)以及數(shù)據(jù)和/或控制流是經(jīng)由所述連接來傳送的。根據(jù)本發(fā)明，不同連接的有效性可以是不同的，并且在有效的時(shí)候，經(jīng)由不同連接所傳送的信息流類型可以是不同的。在具有與指定無線終端203相連的多個(gè)連接的任何給定時(shí)段，無線終端302或基站304、306可以選擇將一組下行鏈路和/或上行鏈路動(dòng)態(tài)設(shè)定為有效，并且作為選擇，也可以使剩余鏈路保持待用。對(duì)一條有效的下行鏈路或上行鏈路來說，無線終端或基站可以選擇在所述鏈路上傳送數(shù)據(jù)和/或控制流?，F(xiàn)在將對(duì)用于連接設(shè)定的不同實(shí)施例進(jìn)行描述。圖4 6描述了本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例，這些實(shí)施例是用通信系統(tǒng)300的基站I和2304、306來執(zhí)行的?？刂屏饔商摼€表示，數(shù)據(jù)流由實(shí)線表示。有效的下行鏈路或上行鏈路是由朝向適當(dāng)方向的箭頭表示的，也就是說，對(duì)下行鏈路而言，該箭頭指向無線終端，對(duì)上行鏈路而言，該箭頭指向基站。在圖4描述的第一實(shí)施例中，無線終端302分別與第一和第二基站304、306具有連接410、414。每個(gè)連接410、414分別包含了一條控制上行鏈路408、412以及一條控制下行鏈路409、413。每個(gè)連接410、414還分別包含了一條數(shù)據(jù)上行鏈路416、418以及一條數(shù)據(jù)下行鏈路417、419。因此，在圖4實(shí)例中，對(duì)與基站304、306的通信來說，雙向控制和數(shù)據(jù)通信都是得到支持的。在圖5描述的本發(fā)明的第二實(shí)施例中，無線終端302分別與第一和第二基站304、306具有連接510、514。第一和第二連接510、514中的每一個(gè)連接分別包含了一條控制上行鏈路508、512以及一條控制下行鏈路509、513。第一連接510還包含了一條數(shù)據(jù)上行鏈路516和一條數(shù)據(jù)下行鏈路517。第二連接514包含一條數(shù)據(jù)下行鏈路519，但是不包含數(shù)據(jù)上行鏈路。因此，在圖4的實(shí)例中，對(duì)于與基站304、306的連接來說，雙向控制信令是得到支持的，與基站304所進(jìn)行的雙向數(shù)據(jù)通信也是得到支持的，同時(shí)對(duì)于與第二基站306的連接514來說，下行鏈路數(shù)據(jù)通信是得到支持的。如圖5所示，基站1304與無線終端502具有傳送控制和數(shù)據(jù)流的上行鏈路(508，516)以及下行鏈路(509,517)這樣的連接。另一方面，對(duì)基站2306來說，它具有用于控制流的上行鏈路512和下行鏈路513這樣的連接，但是只具有用于數(shù)據(jù)流的下行鏈路連接519。在圖5的實(shí)例中，盡管存在多個(gè)有效的上行鏈路，其中任何一個(gè)或是所有上行鏈路都可用于傳遞控制信息，但是在任何指定時(shí)間，設(shè)備都是通過使用一個(gè)單獨(dú)的上行鏈路來傳送數(shù)據(jù)的。在圖6所示的本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)例中，在任何給定時(shí)間，每一個(gè)無線終端連接610、614都包含了有效控制(609、613)下行鏈路以及有效數(shù)據(jù)(613，619)下行鏈路，而無線終端連接610、614中的一個(gè)單獨(dú)連接則是既包含了有效控制上行鏈路608，又包含了有效數(shù)據(jù)上行鏈路616。這樣一來，在指定時(shí)間，無線終端可以充分地與基站304進(jìn)行交互，可是只能從多個(gè)基站304、306接收控制和數(shù)據(jù)信號(hào)。例如，無線終端602與基站1304具有一條有效控制和數(shù)據(jù)下行鏈路￠09,617)以及上行鏈路￠08,616)，由此使得這兩個(gè)連接的雙向通信能夠傳送控制和數(shù)據(jù)流。另一方面，對(duì)基站2306來說，無線終端302具有分別用于控制流及數(shù)據(jù)流的有效下行鏈路613、619，但不具有有效的上行鏈路連接。 對(duì)將要建立的連接來說，無線終端302與其所要連接的相應(yīng)基站304、306相互同步，其中同步操作通常包括載波頻率和符號(hào)/幀的定時(shí)同步。在基站304、306自身并未同步的情況下，根據(jù)本發(fā)明，用于各個(gè)連接310、312的同步操作是獨(dú)立執(zhí)行的。具體地說，對(duì)各個(gè)連接310、312來說，無線終端302的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)上的載波頻率以及符號(hào)/幀定時(shí)參數(shù)都是獨(dú)立設(shè)定和/或調(diào)諧的。圖7描述的是在無線發(fā)射機(jī)302內(nèi)部使用分離的同步控制環(huán)路704、706來確保與無線終端302相連的各個(gè)基站304、306的適當(dāng)和獨(dú)立的定時(shí)同步。在圖7的實(shí)例中，無線終端302具有第一和第二獨(dú)立連接310、312，舉例來說，所述獨(dú)立連接可以是異步連接。第一連接310與基站1304相連，第二連接312與基站2306相連。由于未曾對(duì)基站304、306進(jìn)行同步，因此無線終端302將會(huì)保持用于各個(gè)連接的分離的同步環(huán)路704、706。同步環(huán)路1704是用于第一連接1310的，而第二同步環(huán)路706則用于第二連接312。雖然同步環(huán)路704、706是獨(dú)立運(yùn)行的，但是這些同步環(huán)路也可以共享某些用于接收對(duì)應(yīng)于連接310、312的信號(hào)的公共硬件，例如模擬接收機(jī)電路，同時(shí)可以使用獨(dú)立的數(shù)字處理來執(zhí)行各個(gè)同步環(huán)路704中實(shí)施的所有或部分定時(shí)控制。與先前附圖相比，圖8更詳細(xì)地描述了本發(fā)明的示范性無線終端302。無線終端包括一個(gè)耦合到發(fā)射機(jī)電路754的發(fā)射機(jī)天線752。它還包括一個(gè)耦合到接收機(jī)電路758的接收機(jī)天線756。發(fā)射機(jī)電路754從總線767中接收那些將要發(fā)送的數(shù)字控制和數(shù)據(jù)信號(hào)。接收機(jī)電路758從經(jīng)由總線767輸出的已接收信號(hào)中產(chǎn)生數(shù)字控制和數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路則對(duì)經(jīng)由總線767而從其他終端組件接收的定時(shí)、功率控制以及其他信號(hào)做出反應(yīng)。如圖8所示，總線767將無線終端的不同組件耦合在一起。耦合在一起的這些組件包括輸入設(shè)備770、輸出設(shè)備772、發(fā)射機(jī)電路754、接收機(jī)電路758、諸如CPU這樣的處理器774以及存儲(chǔ)器760。舉例來說，輸入設(shè)備可以是數(shù)字鍵盤和/或麥克風(fēng)。輸出設(shè)備772可以包含揚(yáng)聲器和/或顯示設(shè)備。存儲(chǔ)器760包含了已經(jīng)接收或是將要發(fā)送并以文件形式保存的數(shù)據(jù)760，例如語音、文本、電子郵件或其他類型的數(shù)據(jù)。在傳送之前，可以將數(shù)據(jù)視為分組來加以保存，也可以對(duì)其進(jìn)行分組化。并且存儲(chǔ)器中包含了傳送例程764、接收例程766以及用于所保持的各個(gè)與基站相連的連接的不同參數(shù)集777、779。傳送例程764和接收例程766由處理器774執(zhí)行并且控制不同的傳送/接收操作。傳送例程764可以包括一個(gè)同步環(huán)路例程和一個(gè)主數(shù)字處理例程，從而在執(zhí)行所述例程的時(shí)候提供一個(gè)同步環(huán)路和一個(gè)主數(shù)字處理模塊(參見例如圖9)，其中在任何指定時(shí)間都可以執(zhí)行這兩個(gè)例程，以便將其用于將會(huì)得到無線終端302支持的各個(gè)基站連接。同樣，接收例程766也可以包括一個(gè)同步環(huán)路例程和一個(gè)主數(shù)字處理例程，從而在執(zhí)行所述例程的時(shí)候提供一個(gè)同步環(huán)路和一個(gè)主數(shù)字處理模塊(參見例如圖10)，其中在任何指定時(shí)間都可以執(zhí)行這兩個(gè)例程，以便將其用于將會(huì)得到無線終端302支持的各個(gè)基站連接。傳送例程764和接收例程766由處理器774執(zhí)行并對(duì)不同的傳送/接收操作加以控制。在例程766和774的控制下，可以配置處理器電路774，使之作為接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的同步環(huán)路電路以及接收機(jī)/發(fā)射機(jī)的主數(shù)字處理模塊來進(jìn)行操作。作為選擇，也可以使用專用硬件電路來實(shí)現(xiàn)這種電路和/或模塊。
0052]現(xiàn)在對(duì)使用了多個(gè)同步環(huán)路的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行描述。無線終端302具有多對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中每一對(duì)都是專用于某個(gè)特定連接。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)對(duì)是用分離的設(shè)備組件來構(gòu)造的。在這里是相對(duì)于圖8來描述示范性的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)800的，并且相對(duì)于圖9來描述示范性的接收機(jī)系統(tǒng)900。圖9描述的是依照本發(fā)明而被用于向基站發(fā)送信號(hào)的無線終端組件800。無線終端組件800包括如圖8所示耦合在一起的模擬處理模塊814、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 812、加法單元810、同步環(huán)路806、808以及主數(shù)字處理模塊802、804。模擬處理模塊814、數(shù)模變換器812以及加法單元810可以是圖8所示的發(fā)射機(jī)電路754的一部分。同步環(huán)路806、808以及數(shù)字處理模塊802、804可以通過在處理器774上執(zhí)行例程764或是使用專用硬件電路來加以實(shí)現(xiàn)。模擬處理模塊814可以包括如下部件，例如射頻(RF)和模擬濾波器、模擬混頻器等等。傳送到基站304和306的信號(hào)是由這些電路中的每一個(gè)電路來處理的。然而，為了傳送到各個(gè)基站304、306，可以對(duì)這種電路進(jìn)行復(fù)制，從而免除對(duì)于加法單元810的需要，可是這樣則需要具有多個(gè)模塊814以及數(shù)模變換器812。在一個(gè)示范性的傳送操作中，首先生成的是與不同基站連接相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，其中各個(gè)信號(hào)代表的都是將要在相應(yīng)連接上發(fā)送的控制和/或數(shù)據(jù)信息.這些信號(hào)可以由處理器774產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明，將要傳送到各個(gè)基站的數(shù)字信號(hào)是由分離的主數(shù)字處理模塊802、804以及同步環(huán)路806、808獨(dú)立處理的，其中使用所述同步環(huán)路806，808來處理那些定向到所述信號(hào)所定向的基站的信號(hào)。在圖8的實(shí)例中，主數(shù)字處理模塊802、804對(duì)那些將要經(jīng)由不同連接而被傳送的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行更進(jìn)一步的數(shù)字處理，例如信道編碼。在這里可以不對(duì)基站進(jìn)行同步。因此，根據(jù)本發(fā)明，用于同步的頻率和定時(shí)校正是基于同步參數(shù)并且通過使用用于各個(gè)連接的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理而被獨(dú)立執(zhí)行的。這些頻率和定時(shí)校正是以每一個(gè)基站連接為基礎(chǔ)而由同步環(huán)路806、808獨(dú)立執(zhí)行的。然后，將要傳送到基站304，306的分離的數(shù)字信號(hào)分別由加法單元810以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器812增加和轉(zhuǎn)換成一個(gè)單獨(dú)的模擬信號(hào)。不同連接上的信息是在分離的通信信道上傳送的，舉例來說，所述通信信道可以是通過使用例如不同頻率音調(diào)來實(shí)現(xiàn)的OFDM通信信道。因此，在組合信息的時(shí)候，加法單元把最小接口介紹給所要發(fā)送的信息。模擬處理模塊814對(duì)經(jīng)過轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)進(jìn)行放大，然后經(jīng)由無線信道來傳送所述模擬信號(hào)。圖10描述的是依照本發(fā)明而被用于從基站接收信號(hào)的無線終端組件900。無線終端組件900包括模擬處理模塊902、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)904、復(fù)制單元906、信號(hào)分離器電路905、907、同步環(huán)路908、910以及主數(shù)字處理模塊912、914，如圖10所示，這些部件是耦合在一起的。模擬處理模塊902可以包括如下部件，例如射頻(RF)和模擬濾波器、模擬混頻器等等。模擬處理模塊902、模數(shù)轉(zhuǎn)換器904、復(fù)制單元906以及信號(hào)分離器電路905、907可以作為接收機(jī)電路758的一部分來實(shí)現(xiàn)。并且可以通過在處理器774上執(zhí)行例程766或是使用專用硬件電路來實(shí)現(xiàn)同步環(huán)路908、910以及數(shù)字處理模塊912、914。在示范性的接收機(jī)操作中，例如模擬信號(hào)這樣的接收信號(hào)首先是由諸如模擬濾波器、放大器這樣的模擬設(shè)備組件即模擬處理模塊902來進(jìn)行處理。然后，經(jīng)過處理的信號(hào)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器904轉(zhuǎn)換成單獨(dú)的數(shù)字信號(hào)。之后，復(fù)制單元906復(fù)制所述數(shù)字信號(hào)，以便形成同一數(shù)字信號(hào)的多個(gè)副本。而數(shù)字信號(hào)的多個(gè)副本中的每一個(gè)副本則在各個(gè)基站連接上得到了更進(jìn)一步的處理。根據(jù)本發(fā)明，接收機(jī)系統(tǒng)900包含了分別用于其與基站310、312的連接的分離的信號(hào)分離器電路905、907，同步環(huán)路908、910以及主數(shù)字處理模塊912、914。用于同步的頻率和定時(shí)校正是基于同步參數(shù)而為各個(gè)連接的數(shù)字信號(hào)獨(dú)立執(zhí)行的，并且是在電路905、907中的一個(gè)電路完成了信號(hào)分離之后通過執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理操作來執(zhí)行的。在這個(gè)實(shí)例中，分離相應(yīng)連接是在數(shù)字域中執(zhí)行的。信號(hào)分離、定時(shí)同步以及解碼操作是由對(duì)應(yīng)于各個(gè)基站連接的信號(hào)分離電路905、907，同步環(huán)路908、910以及主數(shù)字處理模塊912、914來執(zhí)行的。因此，對(duì)應(yīng)于不同基站的信號(hào)是在數(shù)字域中獨(dú)立處理的。舉例來說，模塊912、914執(zhí)行的主數(shù)字處理例如可以包括信道解碼操作。由于模塊912、914執(zhí)行了解碼，因而獨(dú)立恢復(fù)了對(duì)應(yīng)于各個(gè)單獨(dú)基站的發(fā)送數(shù)據(jù)和/或控制信號(hào)。所恢復(fù)的控制和/或數(shù)據(jù)信息保存在存儲(chǔ)器810之中并且/或者由處理器824對(duì)其進(jìn) 行更進(jìn)一步的處理。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式，多個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)對(duì)可以共享同一模擬設(shè)備組件，例如射頻(RF)和模擬濾波器。在切換操作中存在一種情況，其中無線終端302可以與多個(gè)基站保持連接。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)無線終端302執(zhí)行切換操作的時(shí)候，它會(huì)與相鄰區(qū)域中的基站304、306保持多個(gè)同時(shí)的獨(dú)立連接?，F(xiàn)在將相對(duì)于圖3的通信系統(tǒng)來論述示范性的切換操作。無線終端是可以移動(dòng)的，因此它會(huì)在其傳送范圍以內(nèi)遇到新的基站。當(dāng)無線終端302檢測(cè)到存在諸如基站2306這樣的新基站并且確定這個(gè)新基站306是一個(gè)切換候選基站的時(shí)候，它會(huì)與新基站306建立一個(gè)新的連接.這個(gè)操作是通過直接與新基站306進(jìn)行通信來完成的，例如向新基站306提供特定于設(shè)備的連接建立信息，并且/或者所述操作也可以通過間接與新基站進(jìn)行通信來實(shí)現(xiàn)，例如讓當(dāng)前服務(wù)基站304通知新基站306 :在新基站的覆蓋范圍中存在無線終端302。優(yōu)選地，在切換操作中，新連接是在與當(dāng)前基站304相連的連接下降之前建立的，由此導(dǎo)致產(chǎn)生了切換操作的先通后斷特征。先通后斷特征有效減少乃至消除了否則有可能會(huì)在切換中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟失和等待時(shí)間。圖11 14描述的是作為本發(fā)明的先通后斷切換操作的一部分而被建立的連接。在圖11 14的實(shí)例中，雙向控制和數(shù)據(jù)通信鏈路都是得到支持的。無線終端為與之通信的各個(gè)基站保持一個(gè)有效的上行鏈路。所述上行鏈路被用于向單獨(dú)基站傳送諸如功率控制和鏈路層應(yīng)答這類控制信息。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)不同的基站來說，這些控制信息可以是不同的。圖11描述了切換中的步驟I。在這個(gè)步驟中，無線終端302具有一個(gè)連至諸如第一基站304這樣的基站的連接。在上行鏈路和下行鏈路方向上，所述連接在鏈路1010上傳送控制信息并且在鏈路1008上傳送數(shù)據(jù)信息。在步驟2中，當(dāng)無線終端302靠近基站2306的時(shí)候，無線終端302決定將基站2306添加為一個(gè)切換候選基站。因此如圖12所示，無線終端302建立并且保持兩個(gè)連接，其中一個(gè)連接與第一基站304相連，另一個(gè)連接則與第二基站306相連。 根據(jù)本發(fā)明，這兩個(gè)連接是獨(dú)立操作的。對(duì)這個(gè)示范性實(shí)施例來說，在下行鏈路中，不同的數(shù)據(jù)分組和控制信息是從第一和第二基站304、306中的每一個(gè)基站接收的。不同基站304、306接收的數(shù)據(jù)分組可以是正在發(fā)送的同一文件或消息的不同部分，例如語音電子郵件或文本消息。在上行鏈路中，如箭頭1010和1112中的朝上箭頭所示，控制信息傳送到基站304、306。舉例來說，由于可以不對(duì)基站進(jìn)行同步，因此，傳送到不同基站304、306的控制信息可以是不同的。也就是說，在某些實(shí)施例中，不同符號(hào)的傳送起始時(shí)間由各個(gè)基站304、306所使用，其中所述基站需要執(zhí)行涉及不同基站302、304所交換信號(hào)的不同的符號(hào)定時(shí)同步。在圖12顯示的實(shí)例中，在任何指定時(shí)間，數(shù)據(jù)分組都是從無線終端發(fā)送到諸如第一基站304這樣的單獨(dú)基站的。無線終端302將其上行鏈路數(shù)據(jù)流發(fā)送到單個(gè)基站，優(yōu)選地，所述基站是一個(gè)具有最佳信道狀態(tài)的基站。舉例來說，假設(shè)基站1304具有最佳無線信道狀態(tài)。這樣一來，無線終端302是通過鏈路連接1008而將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到基站304的?，F(xiàn)在假設(shè)第二基站306的無線信道狀態(tài)變得比第一基站304更好。出于傳送目的，無線終端302將會(huì)切換到第二基站306，并且將會(huì)經(jīng)由其與第二基站306的連接而不是與第一基站304的連接來發(fā)送數(shù)據(jù)分組。在切換的時(shí)候有可能存在一個(gè)重疊時(shí)段。在這段時(shí)間里，具有兩個(gè)連接的好處是非常明顯的。例如，無線終端302可以繼續(xù)向第一基站304發(fā)送其數(shù)據(jù)流，以便停止服務(wù)那些正處于傳輸中的數(shù)據(jù)分組，同時(shí)將會(huì)開始向第二基站306傳送新的并且不同的數(shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)流。舉例來說，傳送到第一和第二基站304、306的不同數(shù)據(jù)分組可以包括表示同一消息或文件的不同部分的IP分組。由于這兩個(gè)連接處在兩個(gè)不同的通信信道上，因此，針對(duì)這兩個(gè)基站304、306的同時(shí)數(shù)據(jù)傳送是可行的。作為選擇，無線終端302可以首先停止服務(wù)于那些正在傳送到第一基站304的數(shù)據(jù)分組，然后發(fā)起傳送到第二基站2306的新的數(shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)流。當(dāng)?shù)诙?06的連接的信道狀態(tài)好轉(zhuǎn)并超過了第一基站304的連接的信道狀態(tài)的時(shí)候，例如當(dāng)無線終端從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到了另一個(gè)小區(qū)的時(shí)候，在第三步驟中，無線終端302開始將數(shù)據(jù)流從第一基站304切換到第二基站306。這將導(dǎo)致產(chǎn)生圖13所示的連接信號(hào)流。在圖13中，無線終端與第一基站304之間的上行鏈路數(shù)據(jù)流連接已經(jīng)終止，并且無線終端302已經(jīng)與第二基站306形成了一個(gè)上行鏈路數(shù)據(jù)流連接1210。因此，在開始向第二基站306傳送數(shù)據(jù)的情況下，傳送到第一基站304的數(shù)據(jù)流將會(huì)停止。在這個(gè)實(shí)施例中，在指定時(shí)間使用了單個(gè)上行鏈路來傳送數(shù)據(jù)流，同時(shí)所有的有效上行鏈路連接都會(huì)傳送控制流。在圖13中，有效上行鏈路控制流是由連接1209和1211上的朝上箭頭表示的。當(dāng)無線終端302移出第一基站304的范圍的時(shí)候，在本發(fā)明的切換的步驟4中，相應(yīng)連接1208、1209將會(huì)斷開。因此如圖14所示，無線終端302將會(huì)具有一個(gè)連至第二基站306的連接1210、1211。這樣一來，在切換操作結(jié)束時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)302將會(huì)與一個(gè)基站具有一個(gè)單獨(dú)的連接。先通后斷的切換與軟切換是完全不同的，這是因?yàn)闊o線終端與不同基站之間的多個(gè)同時(shí)連接是獨(dú)立的，它們傳送的是不同的控制和/或數(shù)據(jù)信息。根據(jù)本發(fā)明，與當(dāng)前基站和新基站相連的連接都是受到獨(dú)立操作的。具體的說，在物理層和無線終端存儲(chǔ)器760中，無線終端保持那些用于不同連接的分離的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)同步參數(shù)集777、779。此外，在更高層中，在這些連接上傳送的用于不同基站的多條信息可以是不同的。在下行鏈路方向上，從基站到無線終端的數(shù)據(jù)和控制流可以包含不同的多條信息。舉例來說，基站可以并且在不同實(shí)施例中是同時(shí)向無線終端發(fā)送不同并且獨(dú)立的數(shù)據(jù)分組的。同樣，在上行鏈路方向上，從無線終端傳送到基站的數(shù)據(jù)和控制流也可以包含不同的多條信息。本發(fā)明的各種方法的步驟可以借助各種方式實(shí)施，例如使用軟件、硬件或是將軟硬件相結(jié)合，以便執(zhí)行各個(gè)單獨(dú)步驟或是這些步驟的組合。本發(fā)明的不同實(shí)施例包含了用于執(zhí)行各種方法的步驟的裝置。每一個(gè)裝置都可以使用軟件、諸如電路的硬件或是軟硬件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。在使用軟件的時(shí)候，用于執(zhí)行一個(gè)步驟的裝置還可以包括諸如處理器這樣的電路，以便執(zhí)行所述軟件.因此，本發(fā)明尤其針對(duì)于計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，例如那些通過控制機(jī)器或電路來執(zhí)行所論述的一個(gè)或多個(gè)步驟或是信號(hào)處理操作的軟件。本發(fā)明的定時(shí)同步環(huán)路可以使用各種技術(shù)和/或電路來實(shí)現(xiàn)。在2002年3月4日提交的名為“Method of Symbol Timing Synchronization in Communication Systems，，的美國(guó)專利申請(qǐng)10/090,871以及2000年2月11日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)09/503，040中描述了可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的無線終端中所使用的定時(shí)環(huán)路的各種定時(shí)和同步電路及方法，這兩份專利申請(qǐng)?jiān)诖颂貏e引入作為參考。然而，替換的技術(shù)和/或電路也是可以使用的。應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，上述方法和設(shè)備的許多改變都是可行的。例如，本發(fā)明是依照無線終端與兩個(gè)基站建立連接來進(jìn)行描述的。根據(jù)本發(fā)明，也可以建立并且保持無線終端與多個(gè)基站之間的同時(shí)連接。此外還可以考慮使無線終端(303)同時(shí)支持其與不同基站(304，306)的多個(gè)數(shù)據(jù)上行鏈路，但在任何指定時(shí)間都只支持一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)下行鏈路的實(shí)施例。例如，除了作為控制鏈路之外，這種數(shù)據(jù)鏈路還可以是與這兩個(gè)基站相連的雙向控制鏈路。這種實(shí)施方式與圖5所示的實(shí)施相似，但是翻轉(zhuǎn)了箭頭519，由此該箭頭表示的是一個(gè)上行鏈路而不是下行鏈路。此外還應(yīng)該理解，雖然本發(fā)明的方法和設(shè)備適合正交頻分復(fù)用(OFDM)的應(yīng)用，但是它們也可以與其他通信技術(shù)結(jié)合使用，并且不應(yīng)局限于OFDM系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種操作無線終端而與包括第一基站(304)和第二基站(306)在內(nèi)的多個(gè)基站進(jìn)行交互的設(shè)備，包括 執(zhí)行第一定時(shí)同步操作，以使數(shù)據(jù)信號(hào)定時(shí)與第一基站(304)同步的裝置； 執(zhí)行第二定時(shí)同步操作，以使數(shù)據(jù)信號(hào)定時(shí)與第二基站(306)同步的裝置，其中第一和第二定時(shí)同步操作是獨(dú)立及并行執(zhí)行的；以及將第一數(shù)據(jù)發(fā)送到第一基站(304)的裝置；以及 在向第一基站(304)發(fā)送第一數(shù)據(jù)的同時(shí)，將不同的數(shù)據(jù)發(fā)送到第二基站(306)的裝置。
2.權(quán)利要求I的設(shè)備， 其中所述執(zhí)行第一定時(shí)同步操作的裝置包括經(jīng)由第一控制鏈路(409)而從第一基站(304)接收定時(shí)控制信號(hào)的裝置；以及 其中所述執(zhí)行第二定時(shí)同步操作的裝置包括經(jīng)由第二控制鏈路(419)而從第二基站(306)接收定時(shí)控制信號(hào)的裝置。
3.權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述第一和第二定時(shí)同步操作是符號(hào)定時(shí)同步操作。
4.權(quán)利要求I的設(shè)備，其中所述第一數(shù)據(jù)和所述不同的數(shù)據(jù)是單個(gè)數(shù)據(jù)文件的不同部分。
5.權(quán)利要求4的設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)文件是電子郵件文件、圖像文件以及文本文件中的一個(gè)。
6.權(quán)利要求5的設(shè)備， 其中所述第一數(shù)據(jù)保存在第一數(shù)據(jù)分組中，所述第二數(shù)據(jù)保存在第二數(shù)據(jù)分組中；以及 其中將所述第二數(shù)據(jù)分組傳送到所述第二基站(306)是在將所述第一數(shù)據(jù)分組傳送到所述第一基站(304)的過程中開始的。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，還包括 在結(jié)束傳送所述第一數(shù)據(jù)分組之后，停止向所述第一基站(304)傳送數(shù)據(jù)，同時(shí)繼續(xù)向所述第二基站(306)傳送數(shù)據(jù)的裝置。
8.—種在通信系統(tǒng)的基站之間執(zhí)行切換的設(shè)備，所述設(shè)備包括 與第一基站(304)進(jìn)行通信的裝置； 建立一條與第二基站(306)相連的連接的裝置； 將表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的不同的通信信號(hào)并行傳送到所述第一和第二基站(304，306)的裝置；以及 監(jiān)視與第一和第二基站(304，306)相連的連接的質(zhì)量的裝置；以及 停止向較低質(zhì)量的連接傳送數(shù)據(jù)的裝置。
9.一種在通信系統(tǒng)的基站之間執(zhí)行切換的設(shè)備，所述設(shè)備包括 與第一基站(304)進(jìn)行通信的裝置； 建立一條與第二基站(306)相連的連接的裝置； 將表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的不同的通信信號(hào)并行傳送到所述第一和第二基站(304，306)的裝置；以及 監(jiān)視與第一和第二基站(304，306)相連的連接的質(zhì)量的裝置；以及當(dāng)正在使用來傳送數(shù)據(jù)的連接的質(zhì)量比并未傳送數(shù)據(jù)的基站的數(shù)據(jù)連接質(zhì)量更差的時(shí)候，改變數(shù)據(jù)傳至的基站(304，306)的裝置。
10.權(quán)利要求8或9的設(shè)備， 其中所述不同通信信號(hào)是表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)信號(hào)；以及 其中向所述第一和第二基站(304，306)傳送不同數(shù)據(jù)的所述裝置包括向所述第一基站(304)傳送第一數(shù)據(jù)分組以及向所述第二基站(306)傳送第二數(shù)據(jù)分組的裝置，第一和第二數(shù)據(jù)分組中的每一個(gè)都包含了來源于所要發(fā)送的數(shù)據(jù)集的不同數(shù)據(jù)。
11.權(quán)利要求10的設(shè)備，其中所述將要傳送的數(shù)據(jù)集是電子郵件消息、語音消息以及文本消息中的一個(gè)。
12.權(quán)利要求10的設(shè)備，還包括在向所述第一(304)和第二(306)基站傳送代表至少部分所述第一和第二數(shù)據(jù)分組的符號(hào)時(shí)候，使用不同的符號(hào)傳送起始時(shí)間的裝置。
13.—種實(shí)施通信系統(tǒng)的設(shè)備，所述設(shè)備包括 提供多個(gè)基站(304，306)，以便與一個(gè)移動(dòng)通信設(shè)備(302)進(jìn)行交互的裝置； 操作所述多個(gè)基站中的至少第一和第二基站(304，306)，以便并行從所述移動(dòng)通信設(shè)備(302)接收那些將要經(jīng)由有線異步通信網(wǎng)絡(luò)(308)傳送的不同數(shù)據(jù)的裝置；以及 對(duì)第一和第二基站(304，306)進(jìn)行操作，以便將所述接收數(shù)據(jù)提供給所述有線異步通信網(wǎng)絡(luò)(308)的裝置。
14.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述不同數(shù)據(jù)包括由所述第一基站(304)發(fā)送的第一數(shù)據(jù)分組以及所述第二基站(302)發(fā)送的第二數(shù)據(jù)分組中的至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)分組。
15.權(quán)利要求14的設(shè)備，其中所述第一和第二數(shù)據(jù)分組對(duì)應(yīng)于所述無線終端發(fā)送的電子郵件消息、語音消息以及文本消息中的至少一個(gè)消息的不同部分。
16.權(quán)利要求15的設(shè)備,還包括 對(duì)第一和第二基站進(jìn)行操作，以便結(jié)合所述移動(dòng)通信設(shè)備來執(zhí)行獨(dú)立的異步符號(hào)定時(shí)同步操作的裝置。
全文摘要
本發(fā)明描述了那些允許無線終端(302)同時(shí)與多個(gè)基站(304，306)保持連接的方法和設(shè)備。每一個(gè)無線終端(302)都能支持多個(gè)分離的定時(shí)和/或其他的控制環(huán)路，每一個(gè)環(huán)路都用于一個(gè)基站連接，由此允許所述連接獨(dú)立和并行地運(yùn)作。不同的控制信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是在與基站(302，306)一起建立的各個(gè)連接上傳送的。這樣一來，基站(302，306)是在考慮到了異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下接收不同數(shù)據(jù)的?；?302，306)接收的數(shù)據(jù)可以提供給一個(gè)有線異步網(wǎng)絡(luò)(308)，而不需要在將其提供給有線網(wǎng)絡(luò)(308)之前組合所述接收數(shù)據(jù)。本發(fā)明的通信技術(shù)可用于執(zhí)行軟切換，而不需要重復(fù)針對(duì)于多個(gè)基站的數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)H04W52/40GK102685836SQ20121013588
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2002年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月14日
發(fā)明者M·史考特·柯森, 厲雋懌, 瑞杰弗·拉羅以亞 申請(qǐng)人:高通股份有限公司