專利名稱：在寬帶無(wú)線接入通信系統(tǒng)中的切換方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種寬帶無(wú)線接入(BWA)通信系統(tǒng)，具體涉及一種用于在BWA通信系統(tǒng)中提供硬切換的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般，已經(jīng)使用各種多路訪問(wèn)技術(shù)開發(fā)了無(wú)線通信系統(tǒng)以便容納多個(gè)用戶。被應(yīng)用到無(wú)線通信系統(tǒng)的最典型的多路訪問(wèn)技術(shù)是碼分多址(CDMA)方案。CDMA方案具有從早期的面向語(yǔ)音的通信系統(tǒng)演化為當(dāng)前的高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。CDMA方案的開發(fā)可歸因于不斷增長(zhǎng)的用戶對(duì)于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠛屯ㄐ偶夹g(shù)的快速發(fā)展。CDMA方案已經(jīng)被采用為多數(shù)第三代(3G)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。
但是，當(dāng)使用CDMA方案時(shí)當(dāng)前可以獲得的有限資源限制了速率的增加。盡管如此，用戶所要求的數(shù)據(jù)速率每天都在增長(zhǎng)。因此，在無(wú)線通信領(lǐng)域中，正在研究支持更高的數(shù)據(jù)速率。
例如，正在使用正交頻分多路訪問(wèn)(OFDMA)方案來(lái)對(duì)于通信方法進(jìn)行研究。OFDMA方案使用正交技術(shù)而形成多個(gè)信道，并且向每個(gè)用戶分配至少一個(gè)信道以發(fā)送數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在簡(jiǎn)述在使用OFDMA方案的通信系統(tǒng)(以下稱為“OFDMA通信系統(tǒng)”)中執(zhí)行的通信處理。
OFDMA通信系統(tǒng)使用用于分配上行鏈路和下行鏈路子信道的方案。即，OFDMA通信系統(tǒng)區(qū)別在特定時(shí)帶中的上行鏈路時(shí)間和下行鏈路時(shí)間，并且在所述時(shí)帶內(nèi)分配所述子信道以通信。在基于OFDMA的蜂窩通信系統(tǒng)中，可以將用于管理可用頻率的方法大致劃分為兩種方法。所述“可用頻率管理方法”指的是頻率再用系數(shù)管理方法。
現(xiàn)在說(shuō)明第一種方法，它可以被認(rèn)為是最典型的。第一種方法使用大于1的、例如3或7的頻率再用系數(shù)。現(xiàn)在參照?qǐng)D1來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明使用高頻率再用系數(shù)的原因。
圖1是圖解在BWA通信系統(tǒng)中的頻率再用方案的圖。
參見圖1，基站(BS)100、110、120、130、140、150和160形成它們自己的小區(qū)，并且在相鄰小區(qū)之間使用不同頻率。即，一個(gè)BS使用總的可用頻率的1/3。在圖1中，每個(gè)BS使用可用的載波指數(shù)(carrier index)的1/3。即，每個(gè)BS被設(shè)計(jì)來(lái)僅使用總載波指數(shù)n1+n2+n3的其中之一。例如，BS 100的相鄰的基站110、120、130、140、150和160使用具有由BS 100未使用的載波指數(shù)的頻率。通過(guò)以這種方式使得所述多個(gè)BS可以使用具有不同載波指數(shù)的頻率，有可能有效地降低在BS之間的干擾。
當(dāng)所述總的可用頻率被劃分為圖1所示的3組時(shí)，頻率再用系數(shù)變?yōu)?。一般，在上述方法基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的諸如蜂窩系統(tǒng)的BWA通信系統(tǒng)具有等于或大于3的頻率再用系數(shù)。這是因?yàn)樗械乃鯞S難于具有圖1所示的理想小區(qū)結(jié)構(gòu)。因此，所述頻率再用系數(shù)一般具有在3和7之間的值。
當(dāng)所述頻率再用系數(shù)具有在3和7之間的一值時(shí)，不期望使用所有的頻率。在此，在特定的BS可用的載波指數(shù)的數(shù)量表示用戶的可能數(shù)量或可能的數(shù)據(jù)速率。因此，載波指數(shù)的數(shù)量的降低限制了用戶的可能數(shù)量或可能的數(shù)據(jù)速率。但是，使用具有在3和7之間的值的頻率再用系數(shù)有助于提高信噪比(SNR)，甚至是在小區(qū)邊界。
接著，將說(shuō)明使用頻率再用系數(shù)1的方法，在圖1中，如果頻率再用系數(shù)是1，則每個(gè)BS可以使用用于所有載波指數(shù)的頻率。如上所述，使用頻率再用系數(shù)1可以提高頻率資源效率。但是，使用頻率再用系數(shù)1降低了位于小區(qū)邊界的移動(dòng)臺(tái)(MS)的信號(hào)對(duì)干擾和噪音比率(SINR)。即，當(dāng)使用頻率再用系數(shù)1時(shí)，相鄰它們的小區(qū)的MS不難于執(zhí)行通信。但是位于小區(qū)邊界的MS有時(shí)受到性能變差的影響，或者不能執(zhí)行通信。
由于這些問(wèn)題，在按照現(xiàn)有技術(shù)的BWA通信系統(tǒng)中，多數(shù)討論集中在具有等于或大于3的值的頻率再用系數(shù)上。但是，近來(lái)，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.16標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)已經(jīng)討論了使用頻率再用系數(shù)1的方法。
另一方面，通信系統(tǒng)引入了切換概念，以便保證MS的移動(dòng)性。切換使得在通信中的MS能夠無(wú)縫地保持通信，即使它在一個(gè)BS、即源BS和另一個(gè)BS、即目標(biāo)BS之間移動(dòng)。切換可以被劃分為三種類型的切換，它們被稱為軟切換、更軟切換和硬切換。
在軟切換方式中，通信中的MS通過(guò)在BS之間的通信期間從兩個(gè)BS接收信號(hào)的處理來(lái)將一個(gè)呼叫連接到期望的目標(biāo)BS。所述更軟切換類似于軟切換，但是不同在它在同一BS內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。即，在更軟切換中，當(dāng)一個(gè)MS在一個(gè)BS的扇區(qū)之間移動(dòng)時(shí)，BS向MS提供軟切換。因此，僅僅對(duì)于扇區(qū)化的BS可用更軟切換。
但是，當(dāng)在通信中的一個(gè)MS在BS之間移動(dòng)時(shí)，硬切換瞬時(shí)將正在進(jìn)行的呼叫移動(dòng)到源BS，并且當(dāng)所述MS與BS恢復(fù)通信時(shí)在可能的最短時(shí)間內(nèi)重新連接呼叫。
如上所述，正在研究開發(fā)使用頻率再用系數(shù)1的方法。在一般的BWA通信系統(tǒng)——諸如OFDMA通信系統(tǒng)——中，對(duì)于切換考慮硬切換。在這種情況下，位于小區(qū)邊界的MS在硬切換期間經(jīng)歷SINR的降低，這引起性能變差和/或提高了呼叫掉線率。所述性能變差和提高了掉線率可能降低通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2來(lái)對(duì)此說(shuō)明。
圖2是圖解由在一般BWA通信系統(tǒng)中的不同BS獨(dú)立形成的示例性子信道的圖。在圖2中示出了用于在特定BS A的小區(qū)中分配一個(gè)子信道的多個(gè)正交頻率和用于在另一個(gè)BS B的小區(qū)中分配一個(gè)子信道的正交頻率。雖然OFDMA通信系統(tǒng)可以依序分配一個(gè)子信道的正交頻率，但是一般，OFDMA通信系統(tǒng)隨機(jī)地或根據(jù)由MS報(bào)告的信息而對(duì)于一個(gè)子信道分配多個(gè)正交頻率。因此，即使在BS B的小區(qū)中，在同一方法中，正交頻率也形成一個(gè)子信道。
但是，當(dāng)在BS A的小區(qū)和BS B的小區(qū)中獨(dú)立形成的子信道被分配到例如位于其各自的BS的相鄰邊界中的兩個(gè)MS時(shí)，所述兩個(gè)MS被分配以附圖標(biāo)號(hào)210和220表示的相同的正交頻率。在相同的正交頻率210和220——在此發(fā)生沖突——之間出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾，引起通信質(zhì)量的降低或通信的可能掉線。
另外，當(dāng)在通信系統(tǒng)中使用功率控制時(shí)，位于小區(qū)邊界的用戶使用高功率發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致對(duì)在其他相鄰小區(qū)中的用戶引起嚴(yán)重干擾。
如上所述，硬切換的最大問(wèn)題是由于被分配到在相鄰小區(qū)中的用戶的相同頻率而引起的干擾導(dǎo)致的低SINR。解決這個(gè)問(wèn)題的最容易方式是將頻率再用系數(shù)設(shè)置為大于1、即3-7的值。這樣，有可能降低來(lái)自相鄰小區(qū)的干擾。但是，在這種情況下，需要用于允許的相鄰小區(qū)或扇區(qū)使用不同頻率的特殊小區(qū)規(guī)劃。另外，因?yàn)橄噜徯^(qū)不能使用相同的頻率，因此頻率效率顯著降低，帶來(lái)了安裝新BS或擴(kuò)展現(xiàn)有的BS的困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于在寬帶無(wú)線接入(BWA)通信系統(tǒng)中切換期間降低呼叫掉線率的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于在BWA通信系統(tǒng)中切換期間降低信號(hào)對(duì)干擾和噪音比(SINR)的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于在BWA通信系統(tǒng)中切換期間改善通信質(zhì)量的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于在BWA通信系統(tǒng)中切換期間降低對(duì)于相鄰小區(qū)的諸如干擾的影響的方法和系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于在寬帶無(wú)線接入(BWA)通信系統(tǒng)提供切換的方法。所述方法包括將移動(dòng)臺(tái)(MS)的數(shù)據(jù)發(fā)送字段劃分為切換字段和正常用戶字段；向非切換MS分配在正常用戶字段中的子信道；向切換MS分配在切換字段中的子信道；并且通過(guò)所分配的子信道而執(zhí)行通信。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于在正交頻分多路訪問(wèn)(OFDMA)通信系統(tǒng)中提供切換的系統(tǒng)。所述方法包括在達(dá)到特定移動(dòng)臺(tái)(MS)的預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定是否MS位于切換區(qū)域中，并且如果所述MS位于切換區(qū)域中，則使用在系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間確定的頻率再用系數(shù)來(lái)從所有的可分配子信道向MS分配在切換字段中的子信道。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于在寬帶無(wú)線接入(BWA)通信系統(tǒng)提供切換的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括基站(BS)，用于將移動(dòng)臺(tái)(MS)的數(shù)據(jù)發(fā)送字段劃分為切換字段和正常用戶字段，向非切換MS分配在正常用戶字段中的子信道，向切換MS分配在切換字段中的子信道；以及MS，用于當(dāng)MS在與BS通信期間位于切換區(qū)域中時(shí)，通過(guò)由BS分配的切換字段中的子信道而與所述BS通信。


通過(guò)下面參照附圖的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是圖解在BWA通信系統(tǒng)中的頻率再用方案的圖；
圖2是圖解由在一般的BWA通信系統(tǒng)中的不同BS獨(dú)立形成的示例性子信道的圖；圖3是圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在OFDMA通信系統(tǒng)中的下行鏈路幀的格式的圖；圖4是圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在OFDMA通信系統(tǒng)中分配上行鏈路子信道的方法的圖；圖5是示意地圖解了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在OFDMA系統(tǒng)中的BS的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的由BS向MS分配上行鏈路和下行鏈路子信道的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例。在附圖中，相同或類似的元件被表示為相同的附圖標(biāo)號(hào)，即使它們被描述在不同的附圖中。在下面的說(shuō)明中，為了清楚和簡(jiǎn)潔，省略其中包含的公知功能和配置的詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提出了在BWA(Broadband Wireless Access)通信系統(tǒng)中的切換方法和系統(tǒng)。所提出的切換方法和系統(tǒng)分配特定的字段，以便對(duì)于位于小區(qū)邊界的用戶改善信號(hào)對(duì)干擾和噪音比(SINR)，由此改善硬切換的性能。另外，所提出的切換方法和系統(tǒng)降低了由切換用戶引起的對(duì)于其他小區(qū)的干擾信號(hào)的強(qiáng)度，由此支持穩(wěn)定的硬切換并且提高通信系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出了一種能夠無(wú)需小區(qū)規(guī)劃(cell planning)而平滑地執(zhí)行硬切換并且減低呼叫掉線率的方法。另外，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種方法，用于在一些下行鏈路和上行鏈路數(shù)據(jù)發(fā)送字段中使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)來(lái)降低SINR，由此改善通信質(zhì)量和降低對(duì)于相鄰小區(qū)的干擾。
為了方便，現(xiàn)在參照作為典型的BWA通信系統(tǒng)的OFDMA通信系統(tǒng)來(lái)在此說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。但是，本發(fā)明不限于OFDMA通信系統(tǒng)，并且可以被應(yīng)用到使用多路訪問(wèn)方案的任何通信系統(tǒng)。
在說(shuō)明本發(fā)明之前，下面將說(shuō)明OFDMA通信系統(tǒng)，并且也說(shuō)明在此使用的術(shù)語(yǔ)。
OFDMA通信系統(tǒng)在作為一組特定副載波的子信道的單位中向在上行鏈路和下行鏈路中的每個(gè)用戶分配資源。有幾種用于建立子信道的方法。
IEEE 802.16 OFDMA方案的一種用于建立在下行鏈路中的子信道的方法包括部分使用子信道(PUSC)、全部使用子信道(FUSC)、選用FUSC、自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)置換(permutation)子信道分配方法。用于在上行鏈路中建立子信道的方法包括PUSC、選用的PUSC和AMC置換子信道分配方法。
除了AMC置換子信道分配方法之外的所有子信道分配方法一般向一個(gè)子信道分配隨機(jī)地分布在全頻帶上的副載波，由此向每個(gè)被分配該子信道的用戶給予頻率多集增益。
在上行鏈路中，為了簡(jiǎn)化信道估計(jì)，子信道分配方法可以將副載波劃分為預(yù)定數(shù)量的副載波組，并且根據(jù)所述副載波組來(lái)建立子信道。例如，在IEEE802.16 OFDMA上行鏈路中，PUSC副載波分配方案將全部副載波劃分為多片(tilt)，每片包括在頻率時(shí)間軸上的4個(gè)副載波×3個(gè)碼元，PUSC副載波分配方案隨機(jī)地選擇這些片，并且使用所選擇的片來(lái)建立子信道。在下面子信道的說(shuō)明中，副載波可以被替換為副載波塊(subcarrier block)。
使用按照建立子信道的方法定義的公式來(lái)完成將全部副載波劃分為子信道的方法。所述公式包含Y2參數(shù)，它被設(shè)置使得對(duì)于獨(dú)立的小區(qū)建立不同的子信道。雖然可以以各種方式來(lái)稱呼所述參數(shù)，在此它將被稱為“小區(qū)識(shí)別(ID)”。另外，上述的子信道建立方法將被通稱為“分布式副載波分配方案”。
返回圖2，圖2示出了構(gòu)成通過(guò)分布式副載波分配方案分配的子信道的副載波的示例性配置。兩個(gè)基站的小區(qū)A和B具有不同的小區(qū)ID。如參照?qǐng)D2所述，在被分配到一個(gè)子信道的副載波中的兩個(gè)副載波中發(fā)生沖突。
通常，從子信道的角度看，根據(jù)在被分配到一個(gè)用戶的子信道的副載波和在相鄰小區(qū)中分配的全部子信道的副載波之間的沖突的數(shù)量來(lái)確定來(lái)自相鄰小區(qū)的干擾。即，在所述分布式副載波分配方法中，因?yàn)闃?gòu)成子信道的副載波隨機(jī)地分布在全頻帶上，因而，在不同小區(qū)中的子信道之間的沖突或干擾平均地依賴于被分配的子信道的數(shù)量，而與具體子信道無(wú)關(guān)。
因此，當(dāng)使用分布式副載波分配方法向切換移動(dòng)臺(tái)(MS)分配子信道時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例可以通過(guò)限制所分配的子信道的總數(shù)而調(diào)整來(lái)自相鄰小區(qū)的干擾數(shù)量。下面說(shuō)明其示例。
假定當(dāng)分配所有副載波時(shí)，每個(gè)子信道經(jīng)歷的來(lái)自相鄰小區(qū)的干擾功率是I。在這種情況下，本發(fā)明的實(shí)施例在全部子信道中預(yù)定要分配到將執(zhí)行硬切換的MS的字段，并且當(dāng)僅僅在所述字段中分配了1/M碼元時(shí)，來(lái)自相鄰小區(qū)的干擾的功率大約是在所有子信道中的I/M。因此，在相鄰小區(qū)中的硬切換用戶被分配一個(gè)公共的字段，其中，使用了分布式副載波分配方法，并且調(diào)整在這個(gè)字段中分配的子信道的總數(shù)，由此用可能進(jìn)行穩(wěn)定的硬切換的SINR來(lái)執(zhí)行通信。
現(xiàn)在參照附圖來(lái)說(shuō)明這個(gè)方案的詳細(xì)說(shuō)明。
圖3是圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在OFDMA通信系統(tǒng)中的下行鏈路幀的格式的圖。圖3圖解了一種用于使用在OFDMA通信系統(tǒng)的基本下行鏈路幀中的分布式副載波分配方案的特性來(lái)分配諸如硬切換用戶的子信道之類的資源的方法。
如圖3所示，下行鏈路信道具有前置碼字段301、移動(dòng)應(yīng)用部分信息字段(MAP)302和數(shù)據(jù)發(fā)送字段310和320。在下行鏈路幀中的第一碼元一般以前置碼301開始。因此，每個(gè)MS(或用戶)獲取在前置碼301開始的下行鏈路的同步。前置碼301之后的幾個(gè)碼元向每個(gè)MS發(fā)送用于提供上行鏈路和下行鏈路子信道分配信息的MAP信息302。所述MAP信息302之后是數(shù)據(jù)發(fā)送字段310和320，用于數(shù)據(jù)發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送字段310和320被劃分為用于切換用戶的切換字段310和用于除了切換用戶之外的正常用戶的正常用戶字段320。
即，圖3的示例性子信道分配方法在發(fā)送MAP信息302之后在數(shù)據(jù)發(fā)送字段310和320中建立預(yù)定數(shù)量——例如X——的碼元來(lái)作為切換字段310，并且將在切換字段310的結(jié)尾之后的碼元建立為正常用戶字段320，它要被分配到除了切換用戶之外的不執(zhí)行切換的正常用戶。如上所述，除了正常的用戶字段320之外，本發(fā)明的實(shí)施例包括切換字段310，用于從可分配到MS的所有子信道僅僅向位于切換區(qū)域中的MS(以下稱為切換MS)分配特定的子信道。
切換字段310按照系統(tǒng)條件而使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)，而正常用戶字段320使用具有值1的頻率再用系數(shù)。因此，正常用戶字段320的資源在頻率再用系數(shù)1建立子信道，并且被分配到獨(dú)立的MS。
另外，切換字段310當(dāng)它的頻率再用系數(shù)大于1時(shí)包括被分配到切換MS的子信道311和未被分配到切換MS(即分配到非切換MS)的子信道312。最好是，切換字段310使用分布式副載波分配方案，并且如圖3所示，僅僅分配來(lái)自在切換字段310中可分配的所有子信道的被分配到切換MS的子信道311。雖然為了方便在圖3中子信道被示出為彼此相鄰，但是它們實(shí)際上通過(guò)分布式副載波分配方案分布，如上所述。因此，可以按照?qǐng)D2的方法來(lái)分配獨(dú)立子信道。
以這種方式，可以在系統(tǒng)操作期間以統(tǒng)計(jì)方式確定在切換字段310中的碼元的數(shù)量M和在切換字段310可分配到切換MS的子信道311的比率R。例如，有可能對(duì)于預(yù)定的時(shí)段累加切換用戶的比率和在小區(qū)邊界的SINR的統(tǒng)計(jì)，并且使用累加值來(lái)確定M和R的優(yōu)選值。
在圖3中，雖然形成下行鏈路幀以便切換字段310之后隨的正常用戶字段320，但是順序易于改變。如果子信道被劃分為兩個(gè)獨(dú)立的字段，則無(wú)論如何可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
圖4是圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種用于在OFDMA通信系統(tǒng)中分配上行鏈路子信道的方法的圖。在圖4中示出了一種用于在OFDMA通信系統(tǒng)的基本上行鏈路幀中使用分布式副載波分配方案的特性來(lái)分配資源——諸如硬切換用戶的子信道——的方法。
如圖4所示，所述上行鏈路信道包括控制碼元字段401，用于發(fā)送測(cè)距碼元和混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(HARQ)響應(yīng)信號(hào)；以及數(shù)據(jù)發(fā)送字段410和420，用于數(shù)據(jù)發(fā)送。類似地，數(shù)據(jù)發(fā)送字段410和420被劃分為正常用戶字段410，用于除了切換用戶之外的正常用戶，以及切換字段420，用于切換用戶。
而且，在用于圖3的下行鏈路的方法中，圖4的上行鏈路可以對(duì)于切換用戶進(jìn)行切換字段建立和子信道分配。例如，圖4的示例性子信道分配方法在數(shù)據(jù)發(fā)送字段410和420中建立跟隨控制碼元字段410的特定碼元，它們作為要分配到不執(zhí)行切換的正常用戶的正常用戶字段410，并且在正常用戶字段410的結(jié)尾之后建立預(yù)定數(shù)量——例如X——的碼元來(lái)作為切換字段420。如上所述，本發(fā)明的所述實(shí)施例包括切換字段420，用于僅僅向位于切換區(qū)域內(nèi)的MS分配特定的子信道。
類似地，切換字段420使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)，并且正常用戶字段410使用頻率再用系數(shù)1。結(jié)果，正常用戶字段410的資源以頻率再用系數(shù)1來(lái)建立被分配到非切換用戶的子信道，并且被分配到獨(dú)立的MS。然之后，非切換MS被分配在正常用戶字段410中的子信道，并且使用所分配的子信道來(lái)發(fā)送上行鏈路數(shù)據(jù)。
而且，在位于正常用戶字段410之后的切換字段420中，一些(但是不是全部)切換字段的子信道如結(jié)合圖3所述那樣被使用。即，切換字段420當(dāng)其頻率再用系數(shù)大于1時(shí)包括被分配到切換MS的子信道421和未被分配到切換MS的子信道422。最好是。切換字段420使用分布式副載波分配方案，并且如圖4所示，僅僅分配在切換字段420中可分配的所有子信道中特定的子信道，諸如被分配到切換MS的子信道421。
雖然為了方便，在圖4中將子信道示出為彼此相鄰，但是它們實(shí)際上使用分布式副載波分配方案而分布，如上所述。
如上所述，本發(fā)明的所述實(shí)施例向切換MS分配部分子信道，由此總體上降低可能分配相同的頻率資源的概率。另外，所述實(shí)施例可以使用全頻帶而無(wú)需提高頻率再用系數(shù)。
圖5是示意地圖解了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在OFDMA系統(tǒng)中的BS的結(jié)構(gòu)的方框圖。
參見圖5，按照本發(fā)明的所述實(shí)施例的BS裝置包括上接口501、數(shù)據(jù)處理器503、射頻(RF)處理器505、控制器511、存儲(chǔ)器507和天線ANT。
所述BS包括上接口501，用于對(duì)于從上網(wǎng)絡(luò)接收的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)執(zhí)行連接。使用硬件邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)上接口501，并且通過(guò)控制器511來(lái)實(shí)現(xiàn)其控制。上接口501向數(shù)據(jù)處理器503提供從上網(wǎng)絡(luò)接收的特定數(shù)據(jù)，并且對(duì)于要從數(shù)據(jù)處理器503向上網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)執(zhí)行連接。另外，上接口501從上網(wǎng)絡(luò)向控制器511轉(zhuǎn)發(fā)控制信號(hào)，并且向在上網(wǎng)絡(luò)中的特定元件轉(zhuǎn)發(fā)要從控制器511向上網(wǎng)絡(luò)提供的控制信號(hào)。
數(shù)據(jù)處理器503是用于處理要被提供到MS的數(shù)據(jù)或從MS接收的數(shù)據(jù)的塊。數(shù)據(jù)處理器503按照對(duì)應(yīng)的通信方案——諸如OFDMA——來(lái)處理信號(hào)。射頻(RF)處理器505將發(fā)送信號(hào)上變換為在可用于在BS和MS之間發(fā)送/接收的通信頻帶中的頻率信號(hào)，并且經(jīng)由天線ANT在無(wú)線信道上發(fā)送所述上變換的信號(hào)。另外，射頻(RF)處理器505將從天線ANT接收的射頻信號(hào)下變換為在可用于數(shù)據(jù)處理器503的基帶中的信號(hào)。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制器511對(duì)于BS裝置執(zhí)行整體控制，并且控制要發(fā)送到位于切換區(qū)域中的MS的碼元的配置。在接收到從上網(wǎng)絡(luò)可分配到切換MS的子信道的比率R的值時(shí)，控制器511可以更新該比率R。為了更新可分配到切換MS的子信道的比率R，控制器511可以執(zhí)行定期向上網(wǎng)絡(luò)提供切換MS的統(tǒng)計(jì)值的控制操作。如果需要，則BS可以被設(shè)計(jì)使得它使用所述統(tǒng)計(jì)值來(lái)更新可分配到切換MS的子信道的比率R。但是，在這種情況下，所述BS在比率R上與相鄰的BS不同，導(dǎo)致其中可能發(fā)生沖突問(wèn)題的區(qū)域。因此，最好是，對(duì)于可分配到在上網(wǎng)絡(luò)中的切換MS的子信道的比率R執(zhí)行更新。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，存儲(chǔ)器507暫時(shí)存儲(chǔ)由控制器511控制的程序數(shù)據(jù)和當(dāng)控制BS時(shí)由控制器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并且存儲(chǔ)可分配到切換MS的子信道的比率R的值?？梢詫?duì)于獨(dú)立的時(shí)帶不同地設(shè)置所述比率值。當(dāng)控制器511向上網(wǎng)絡(luò)提供用于更新可分配到切換MS的子信道的比率R的統(tǒng)計(jì)信息時(shí)，存儲(chǔ)器507包括用于存儲(chǔ)所述統(tǒng)計(jì)值的獨(dú)立區(qū)域。
現(xiàn)在說(shuō)明通過(guò)BS向MS分配下行鏈路和上行鏈路子信道的處理。
圖6是圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的由BS向MS分配上行鏈路和下行鏈路子信道的操作。
現(xiàn)在說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的子信道分配控制方法。如果當(dāng)時(shí)是特定MS的預(yù)定時(shí)間(步驟600)，則BS確定是否對(duì)應(yīng)的MS位于切換區(qū)域。如果MS位于切換區(qū)域，則BS使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)向MS分配在所有可分配到MS的子信道中的切換字段中的子信道。
在向MS分配在切換字段中的子信道的處理中，最好是，向MS分配僅僅在切換字段中的可分配子信道的某些。在這種情況下，BS檢驗(yàn)在切換字段中的子信道中的可分配到MS的子信道的比率R和碼元的數(shù)量M(步驟602和604)。即，在系統(tǒng)操作期間以統(tǒng)計(jì)方式確定要建立為切換字段的碼元的數(shù)量M和在切換字段中要分配的子信道與全部可分配的子信道的比率R。
如果MS不位于切換區(qū)域中，則BS使用頻率再用系數(shù)1向MS分配在全部可分配子信道中用于非切換MS的在正常用戶字段中的子信道。
參見圖5和6，現(xiàn)在詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于由BS向MS分配上行鏈路或下行鏈路子信道的控制處理。
參見圖6，BS的控制器511在步驟600確定是否是特定BS的預(yù)定時(shí)間。如果在步驟600確定是預(yù)定時(shí)間，則控制器511進(jìn)行到步驟602，在此，它檢驗(yàn)在圖3或4中所示的切換字段中的子信道中被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器507中的可分配到MS的子信道的比率R的值。如上所述，可分配的子信道的比率R的值可以由BS自發(fā)確定，或者從上網(wǎng)絡(luò)接收。在此假定，構(gòu)成在切換字段中的子信道的上行鏈路/下行鏈路碼元的數(shù)量X具有預(yù)定值。而且，所述值X可以通過(guò)BS自發(fā)計(jì)算、或者從上網(wǎng)絡(luò)接收。構(gòu)成在切換字段中的子信道的上行鏈路碼元的數(shù)量可以與構(gòu)成在切換字段中的子信道的下行鏈路碼元的數(shù)量不同。
在檢驗(yàn)在切換字段中的可分配子信道的比率R之后，控制器511在步驟604計(jì)算發(fā)送或接收切換MS所需要的碼元的數(shù)量。即，控制器511計(jì)算要發(fā)送到切換MS的下行鏈路碼元的數(shù)量和由切換MS可發(fā)送的上行鏈路碼元的數(shù)量。而且，可以按照系統(tǒng)操作來(lái)預(yù)定發(fā)送/接收所需要的碼元的數(shù)量，諸如可分配的子信道的比率R。
如上所述，本發(fā)明的所述實(shí)施例劃分在同一區(qū)域中的所有小區(qū)，使用上述的控制方法來(lái)分配切換MS的子信道，并且分配非切換MS的正常子信道。
接著，說(shuō)明在分配切換MS的子信道之后控制系統(tǒng)操作的示例性處理。
在步驟604中完成計(jì)算之后，控制器511在步驟606確定是否在當(dāng)前幀中數(shù)據(jù)發(fā)送/接收是可能的。即，控制器511確定是否使用所述碼元在當(dāng)前幀中可能進(jìn)行通過(guò)上行鏈路/下行鏈路的在BS和MS之間的通信。可以通過(guò)將一個(gè)值與數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的上行鏈路/下行鏈路碼元的實(shí)際數(shù)量比較來(lái)進(jìn)行所述確定，所述值是根據(jù)在當(dāng)前幀中在MS的切換期間在切換字段中可分配的碼元的數(shù)量?jī)?nèi)可分配的子信道的比率R的值而被確定的。
作為比較的結(jié)果，如果用于發(fā)送/接收的碼元的數(shù)量小于比率R的值，則控制器511確定使用所確定的碼元數(shù)量的數(shù)據(jù)發(fā)送/接收是可能的。否則，控制器511確定(使用所確定的碼元數(shù)量的)數(shù)據(jù)發(fā)送/接收是不可能的。即，如果在步驟606中確定數(shù)據(jù)發(fā)送/接收是可能的，則控制器511進(jìn)行到步驟610。但是，如果在步驟606確定數(shù)據(jù)發(fā)送/接收是不可能的，則控制器511進(jìn)行到步驟608，在此，它按照它們的優(yōu)先權(quán)而選擇發(fā)送或接收碼元。
在圖6的示例性方法中，BS每次不改變被分配到切換字段中的子信道的碼元的數(shù)量。結(jié)果，控制器511必須在預(yù)定數(shù)量的碼元內(nèi)向切換MS發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，控制器511考慮到MS優(yōu)先權(quán)或數(shù)據(jù)特性優(yōu)先權(quán)而確定發(fā)送或接收碼元，然之后進(jìn)行到步驟610。
在一種替代方法中，如果控制器511可以每次改變被分配到切換字段中的子信道的碼元的數(shù)量，則控制器511被允許改變按照在當(dāng)前幀中的發(fā)送/接收碼元的數(shù)量所需要的被分配到切換字段中的子信道的碼元的數(shù)量。
在步驟606或608之后的步驟610中，控制器511在切換字段的子信道中配置發(fā)送/接收碼元，并且也在正常用戶字段的子信道中配置發(fā)送/接收碼元。即，對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)送/接收，控制器511使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)來(lái)向位于切換區(qū)域中的MS分配在切換字段中的子信道，并且使用1的頻率再用系數(shù)向位于非切換區(qū)域中的MS分配在正常用戶字段中的子信道。其之后，控制器511返回步驟600，在此，確定是否它是下一個(gè)時(shí)隙的預(yù)定時(shí)間。
雖然圖6的示例性方法在其預(yù)定時(shí)間向特定MS分配子信道，但是本發(fā)明不限于此。例如，本發(fā)明可以自適應(yīng)地被應(yīng)用到幾個(gè)系統(tǒng)條件，諸如其中位于切換區(qū)域內(nèi)的特定MS啟動(dòng)切換請(qǐng)求的情況和其中BS向位于切換區(qū)域中的MS發(fā)送切換指示的另一種情況。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以通過(guò)本發(fā)明的所述實(shí)施例簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)其技術(shù)結(jié)構(gòu)。
可以從上述的說(shuō)明中了解到，在支持切換的BWA通信系統(tǒng)中，本發(fā)明改善了位于小區(qū)邊界的用戶的SINR，而無(wú)需使用獨(dú)立的小區(qū)規(guī)劃，由此能進(jìn)行無(wú)縫的切換。這樣一來(lái)，能夠降低對(duì)于其他小區(qū)的干擾信號(hào)，有益于系統(tǒng)穩(wěn)定性的改善。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的特定實(shí)施例示出和說(shuō)明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白，在不脫離所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
本申請(qǐng)要求2004年11月12日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)益，所述申請(qǐng)的序號(hào)為2004-92692，其題目為“在寬帶無(wú)線接入通信系統(tǒng)中的切換方法和系統(tǒng)”，其內(nèi)容通過(guò)引用被包含在此。
權(quán)利要求
1.一種用于在寬帶無(wú)線接入(BWA)通信系統(tǒng)中提供切換的系統(tǒng)，包括基站(BS)，用于將移動(dòng)臺(tái)(MS)的數(shù)據(jù)發(fā)送字段劃分為切換字段和正常用戶字段，向非切換MS分配在正常用戶字段中的子信道，向切換MS分配在切換字段中的子信道；以及移動(dòng)臺(tái)(MS)，用于當(dāng)MS在與BS通信期間位于切換區(qū)域中時(shí)，通過(guò)由BS分配的切換字段中的子信道而與所述BS通信。
2.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述BS按照分布式副載波分配方案向切換MS分配在切換字段中的子信道。
3.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述BS向切換MS分配在切換字段中的子信道中的預(yù)定子信道。
4.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述BS使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)向切換MS分配在切換字段中的子信道。
5.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述BS使用1的頻率再用系數(shù)向非切換MS分配在正常用戶字段中的子信道。
6.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括按照以統(tǒng)計(jì)方式確定在切換字段中建立的碼元的數(shù)量，以及根據(jù)系統(tǒng)操作在切換字段中可分配的子信道與所有可分配的子信道的總和的比率。
7.一種用于在寬帶無(wú)線接入(BWA)通信系統(tǒng)中提供切換的方法，所述方法包括步驟將移動(dòng)臺(tái)(MS)的數(shù)據(jù)發(fā)送字段劃分為切換字段和正常用戶字段；向非切換MS分配在正常用戶字段中的子信道；向切換MS分配在切換字段中的子信道；以及通過(guò)所分配的子信道執(zhí)行通信。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其中，所述分配在切換字段中的子信道的步驟包括按照分布式副載波分配方案向切換MS分配在切換字段中的子信道。
9.按照權(quán)利要求7的方法，其中，所述分配在切換字段中的子信道的步驟包括向切換MS分配在切換字段中的子信道中的特定子信道。
10.按照權(quán)利要求7的方法，其中，所述分配在切換字段中的子信道的步驟包括使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)向切換MS分配在切換字段中的子信道。
11.按照權(quán)利要求7的方法，其中，分配在正常用戶字段中的子信道的步驟包括使用1的頻率再用系數(shù)向非切換MS分配在正常用戶字段中的子信道。
12.按照權(quán)利要求7的方法，還包括以統(tǒng)計(jì)方式確定在切換字段中建立的碼元的數(shù)量以及按照系統(tǒng)操作在切換字段中可分配的子信道與所有可分配的子信道的總和的比率。
13.一種用于在正交頻分多路訪問(wèn)(OFDMA)通信系統(tǒng)中提供硬切換的系統(tǒng)，所述方法包括步驟在達(dá)到特定移動(dòng)臺(tái)(MS)的預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定是否MS位于切換區(qū)域中，并且如果所述MS位于切換區(qū)域中，則使用預(yù)定的頻率再用系數(shù)來(lái)從所有的可分配子信道向MS分配在切換字段中的子信道。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其中，所述分配在切換字段中的子信道的步驟包括按照分布式副載波分配方案分配在切換字段中的子信道。
15.按照權(quán)利要求13的方法，其中，所述分配在切換字段中的子信道的步驟包括向切換MS分配在切換字段中的子信道中的特定子信道。
16.按照權(quán)利要求13的方法，其中，按照系統(tǒng)操作以統(tǒng)計(jì)方式確定在切換字段中建立的碼元的數(shù)量以及在切換字段中可分配的子信道與所有可分配的子信道的總和的比率。
17.按照權(quán)利要求13的方法，其中，所述分配在切換字段中的子信道的步驟包括如果MS位于切換區(qū)域中，則使用具有大于1的值的頻率再用系數(shù)向MS分配在切換字段中的子信道。
18.按照權(quán)利要求13的方法，其中，分配在切換字段中的子信道的步驟包括如果MS位于非切換區(qū)域中，則使用1的頻率再用系數(shù)向MS分配在全部可分配的子信道的總和中用于非切換MS的正常用戶字段中的子信道。
19.按照權(quán)利要求13的方法，其中，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)確定所述預(yù)定頻率再用系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于寬帶無(wú)線接入(BWA)通信系統(tǒng)中的硬切換的方法和系統(tǒng)。所述方法和系統(tǒng)包括將移動(dòng)臺(tái)(MS)的數(shù)據(jù)發(fā)送字段劃分為切換字段和正常用戶字段；向非切換MS分配在正常用戶字段中的子信道；向切換MS分配在切換字段中的子信道；并且通過(guò)所分配的子信道執(zhí)行通信。
文檔編號(hào)H04W16/02GK1774137SQ20051012464
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者金柾憲, 金?；? 田宰昊, 孟勝柱, 張智皓 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社