專利名稱：多載波cdma系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及移動通信系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及多載波通 信系統(tǒng)。
背景技術：
常規(guī)CDMA通信系統(tǒng)在單個載波上將數(shù)據(jù)發(fā)射到用戶。為滿足 無線高速數(shù)據(jù)服務的需要，將要求使用多載波CDMA系統(tǒng)。多載波 CDMA系統(tǒng)就象名稱所暗示的一樣，使用多個載波在網(wǎng)絡站與移動 臺之間傳輸數(shù)據(jù)。多載波CDMA與常規(guī)單載波CDMA系統(tǒng)相比具有 優(yōu)點，如更高的數(shù)據(jù)率、更短的等待時間以及改進的服務質(zhì)量(QoS) 支持。多載波CDMA系統(tǒng)也將通過跨多個載波利用頻率選擇性衰落 和通過自適應負載平衡而提供更高的頻譜效率。
多載波CDMA系統(tǒng)的現(xiàn)有提議假設采用的所有載波使用相同的 空中接口。然而，可能存在通信系統(tǒng)對于不同載波采用不同空中接口
的環(huán)境。因此，需要一種可適應兩個或更多個不同空中接口的多載波 CDMA系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于通過多個載波將數(shù)據(jù)從發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射到接收系統(tǒng) 的多載波通信系統(tǒng)。輸入數(shù)據(jù)流被分成分配給不同載波的多個子流。 可為每個載波建立RLP上下文，以便通過每個載波提供可靠的傳輸 機制。每個子流通過分配的載波在對應的RLP上下文內(nèi)發(fā)射。
RLP上下文的協(xié)商和管理可與載波無關。在載波;故丟棄時，對應 的RLP上下文可在短時期內(nèi)存留，以確保數(shù)據(jù)輸送。如果在接收器 丟失了任何數(shù)據(jù)分組，可選^^另一載波發(fā)送NAK到發(fā)射系統(tǒng)。丟失的分組也可通過選定的載波發(fā)射。當接收到丟失的分組時，可關閉已
丟棄載波的RLP上下文。
在一些實施例中，可在不同載波上采用不同的空中接口。例如， 通信系統(tǒng)可包括CDMA2000和EVDO載波的混合。也可支持諸如 WIMAX等其它接入技術。
圖1示出示范多載波通信系統(tǒng)。
圖2示出多載波通信系統(tǒng)中用于發(fā)射系統(tǒng)的示范多路復用電路。
圖3示出多載波通信系統(tǒng)中用于接收系統(tǒng)的示范多路分解電路。
圖4示出用于多載波通信系統(tǒng)的示范協(xié)議棧。
圖5示出在多載波通信系統(tǒng)中八位字節(jié)流的傳輸。
圖6示出用于多載波通信系統(tǒng)的示范RLP分組。
圖7示出在多載波通信系統(tǒng)中分組流的傳輸。
圖8示出在多載波通信系統(tǒng)中具有片段的分組流的傳輸。
圖9A和9B示出多載波通信系統(tǒng)中的RLP分組的重新傳輸。
圖IO示出具有兩個或更多個不同空中接口的多載波通信系統(tǒng)。
圖11示出具有多鏈路PPP層的多載波通信系統(tǒng)。
圖12示出具有IP片段和多鏈路PPP層的多載波通信系統(tǒng)。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖，圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多載波通信系 統(tǒng)10。信息流I輸入到發(fā)射系統(tǒng)20，并通過通信信道14發(fā)射到接收 系統(tǒng)40。發(fā)射系統(tǒng)20中的多路復用電路22將信息流I分成N個子 流，以便通過N個載波發(fā)射到接收系統(tǒng)40。載波的數(shù)量可基于諸如 信道條件、數(shù)據(jù)傳輸率、服務質(zhì)量等標準確定，并且可在通信會話期 間動態(tài)變化。每個子流被分配給N個斗波中的相應載波，這在本發(fā) 明的上下文中可稱為子流的頻率分配(FA)。子流到載波有1對1的映
射。為每個子流/載波創(chuàng)建單獨的RLP上下文，這通過一個或多個RLP 控制器24進行管理。發(fā)射電路26通過分配的載波編碼、調(diào)制和發(fā)射 每個子流。
在接收系統(tǒng)40，接收電路42接收、解調(diào)和解碼每個子流。 一個 或多個RLP控制器44管理每個載波的RLP上下文，并在RLP分組 丟失時發(fā)送否認。多路分解電路46從已接收的子流中重新組合原始 信息流I。
圖2更詳細地示出多路復用電路22。多路復用電路22包括成幀 電路28和調(diào)度器30。成幀電路28接收輸入信息流，其可包括八位 字節(jié)流或分組流。成幀電路28將信息流分成幀，并向每個幀添加標 題。幀在本文稱為多載波幀。每個多載波幀的標題包括由多路分解電 路46用于在接收系統(tǒng)40重新組合幀的序號。正如下面將更詳細描述 的，成幀電路28輸出的多載波幀可進一步被分段。多載波幀或幀段 被傳遞到調(diào)度器30。
調(diào)度器30將每個多載波幀或幀段分配給N個載波之一。最簡單 形式的調(diào)度將是以循環(huán)復用方式將多載波幀分配給N個載波中的每 個載波。然而，此方案將無法以最大效率使用資源。更好的方案是基 于數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)吞吐率、等待時間或其它性能標準，跨N個載 波分布幀以平衡負載。例如，調(diào)度器30可基于每個載波上的有效吞 吐率，跨N個載波按比例分布多載波幀。另一個方案是分布幀以便 跨所有載波保留大致相同的分組等待時間。本領域技術人員將理解， 可以采用多種其它調(diào)度算法，并且本發(fā)明并不限于特定的調(diào)度算法。
圖3示出在接收系統(tǒng)40的示范多路分解電路46。多路分解電路 46包括用于從各個子流重新組合信息流的重新組合電路48。重新組 合電路48從通過每個子流接收的多載波幀去除標題，并從已接收數(shù) 據(jù)中重新組合原始信息流。
圖4示出用于多載波通信系統(tǒng)的示范協(xié)議棧。協(xié)議棧一關殳遵循OSI 參考模型。協(xié)議層包括物理層(第1層)、鏈3各層(第2層)和較高層(第
3-7層)。物理層定義空中接口，并包含基站與移動臺通信所用的通信 信道。物理層執(zhí)行發(fā)射信號的編碼、調(diào)制和擴頻，并執(zhí)行接收信號的 解碼、解調(diào)和解擴。本發(fā)明的優(yōu)點在于，物理層無需改變，因為信息 流的劃分發(fā)生在協(xié)議棧的更高層中。鏈路層包括媒體接入控制(MAC) 層、無線電鏈路協(xié)議(RLP)層和多載波成幀(MCF)層。MAC層提供邏 輯數(shù)據(jù)和信令信道多路復用到物理信道上，并為每個活動服務提供服 務質(zhì)量(QoS)管理。RLP層可包含到M八C層中，實現(xiàn)諸如自動請求 重發(fā)(ARQ)協(xié)議等重新發(fā)射協(xié)議，以通過無線電鏈路提供用戶數(shù)據(jù)的 可靠傳輸。MCF層(MCFL)是新的協(xié)議層，它支持如本文后面所述 的數(shù)據(jù)多載波傳輸。較高層(第3-7層)提供諸如信令服務、話音服務 和數(shù)據(jù)服務等服務。
圖5以示意圖方式示出八位字節(jié)流傳輸?shù)腗CFL實現(xiàn)。在此示例 中，信息流包括八位字節(jié)流。八位字節(jié)流被分成塊，并且向每個塊添 加標題，以生成多載波幀。標題包括起始位、14位序號和結束位。 開始和結束位用于為多載波幀定界。序號用于在接收系統(tǒng)40對幀進 行重新排序。使用巻繞或循環(huán)序號空間。因此，在使用最后的序號時， 在序號空間開始處重新開始編號。多載波調(diào)度器30跨可用的載波分 布多載波幀。在圖5所示的示例中，示出了兩個載波或頻率分配。為 每個栽波或頻率分配建立RLP上下文。"對于每個頻率分配，RLP控 制器24將RLP標題添加到多載波幀，如圖6所示。因此，每個RLP 分組包括RLP標題和多載波成幀標題。在一些實現(xiàn)中，多個RLP分 組可包括在單個物理層幀中。在其它實現(xiàn)中，可在多個物理層分組當 中劃分單個RLP幀。
正如本領域中所熟知的，RLP控制器24實現(xiàn)重新傳輸仂4義。RLP 分組不按順序接收時，接收系統(tǒng)40的RLP控制器44向發(fā)射系統(tǒng)20 的RLP控制器24發(fā)送否認(NAK)。否認的RLP分組隨后被調(diào)度以便 重新傳輸。重新傳輸?shù)姆纸M攜帶相同的多載波成幀標題。
圖7以示意圖方式示出分組流傳輸?shù)腗FC層的實現(xiàn)。在此示例
中，發(fā)射的是因特網(wǎng)協(xié)議(IP)分組流。每個IP分組被插入一個多載波 幀中。每個多載波幀攜帶單個IP分組。如前面的實施例中一樣，多
載波幀的標題包括多載波序號。多載波調(diào)度器30跨可用的載波分布 多載波幀30。在此示例中，示出了兩個載波或頻率分配。為每個載 波或頻率分配創(chuàng)建單獨的RLP上下文。
圖8示出在其中將多載波幀分成片段的MFC層的實現(xiàn)。對于延 遲/抖動敏感的業(yè)務，通過將多載波幀分成片段或分段并通過不同載 波或頻率分配發(fā)送幀段，可獲得附加的效率。多載波幀的分成片段或 分段可由成幀電路28執(zhí)行，并且多載波幀的重新組合可由重新組合 電路48執(zhí)行。在多載波幀被分成片段時，片段標題被添加到每個幀 段，以允許在接收器重新組合幀。
在一些實施例中，可在通信會話期間改變頻率分配。當頻率分配 丟棄時，可能在對應的RLP上下文內(nèi)仍有丟失的分組。這種情況下， 在載波丟棄后RLP上下文仍會存留或保留。接收系統(tǒng)40的RLP控 制器44可將信令(例如，NAK)隧穿(tunnel)到其余載波之一。發(fā)射系 統(tǒng)20的RLP控制器24可將重新發(fā)射的RLP分組隧穿到其余載波之 一。因此，接收器可將通過丟棄載波發(fā)射的分組的NAK發(fā)送到其余 頻率之一。類似地，重新發(fā)射的分組遂穿到現(xiàn)有載波以便發(fā)射到接收 系統(tǒng)40。
圖9A和圖9B示出載波丟棄時的示范操作。圖9A和圖9B示出 通過兩個載波FAx和FAy的凄t據(jù)傳輸。多載波幀1 、 2、 4和5通過 FAx發(fā)射。多載波幀3和6通過FAy發(fā)射。部分幀2、 3和6丟失。 在幀3和6傳輸后，與FAy相關聯(lián)的載波丟棄。參照圖9B，接收系 統(tǒng)40通過FAx發(fā)送NAK，來以常規(guī)方式否認丟失的部分幀2。由于 與FAy相關聯(lián)的載波已丟棄，因此幀3和6的NAK通過與FAx相 關聯(lián)的載波隧穿到發(fā)射站。類似地，重新發(fā)射的分組隧穿到FAx的 載波，并發(fā)射到接收系統(tǒng)40。用于FAy的RLP上下文因此可在用于 FAy的載波丟棄后得以保留，直至在接收系統(tǒng)40接收到丟失的分組,或者直至接收系統(tǒng)超時并轉發(fā)具有丟失分組的RLP塊。
圖10示出一種實現(xiàn)，其中多載波成幀級別配置為通過不同的空 中接口跨多個載波操作。在此示例中，載波FAx支持根據(jù)TIA-2000 標準與移動臺的通信。用于FAy的載波支持根據(jù)TIA-856與移動臺的通信。
圖11和圖12示出使用多鏈路點對點(PPP)協(xié)議將一個IP分組流 分成多個流的實現(xiàn)。多鏈路PPP基于因特網(wǎng)工程任務組(IETF)發(fā)布的 RFC 1717。此實施例在為每個載波保留PPP鏈路方面增加了復雜性， 但避免了由多載波成幀層引入的附加開銷。在此實施例中，PPP層管 理多個PPP實例，每個實例與特定的載波相關聯(lián)。在IP分組很大的 情況下，片段層可插在IP層與PPP層之間以將IP分組分成片段，如 圖12所示。
當然，在不脫離本發(fā)明范圍和實質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以不 同于本文所述的那些方式的其它特定方式實現(xiàn)。因此，所示實施例在 所有方面均要視為說明性的，而不是限制性的，并且在所附權利要求 書意義和等同物范圍內(nèi)的所有改變都要涵蓋在其中。
權利要求
1.一種在多載波CDMA系統(tǒng)中發(fā)射數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括將一個數(shù)據(jù)流分成分配給不同載波的兩個或更多個子流；為每個載波創(chuàng)建RLP上下文；以及通過指定載波在對應的RLP上下文內(nèi)發(fā)射每個子流。
2. 如權利要求1所述的方法，其中將一個數(shù)據(jù)流分成兩個或更 多個子流包括將所述數(shù)據(jù)流分成多載波幀并將每個多載波幀分配給指 定載波。
3. 如權利要求2所述的方法，還包括將多載波序號分配給每個 多載波幀，以便在接收器重新組合所述數(shù)據(jù)流。
4. 如權利要求3所述的方法，其中將一個數(shù)據(jù)流分成兩個或更 多個子流還包括將每個多載波幀分成幀段，其中所述多載波幀的每個 幀段具有相同的多載波序號。
5. 如權利要求2所述的方法，還包括通過起始位和結束位為每 個多載波幀定界。
6. 如權利要求3所述的方法，其中將每個多載波幀分配給指定 載波包括基于每個載波上的數(shù)據(jù)吞吐率跨多個載波平衡負載。
7. 如權利要求1所述的方法，還包括在對應的載波丟棄后存留 RLP上下文，并將所述存留的RLP上下文的重新發(fā)射的RLP分組隧 穿到不同的載波。
8. 如權利要求8所述的方法，還包括在自從無NAK的最后RLP 分組發(fā)射起預定時間已經(jīng)過去后，關閉戶/f迷存留的RLP上下文。
9. 如權利要求2所述的方法，其中將一個數(shù)據(jù)流分成分配給不 同載波的兩個或更多個子流還包括為每個載波建立PPP鏈3各。
10. —種用于發(fā)射數(shù)據(jù)的多載波通信系統(tǒng)，所述多載波通信裝置包括多路復用器，將一個輸入數(shù)據(jù)流分成分配給不同載波的兩個或更多個子流；RLP控制器，為每個載波創(chuàng)建RLP上下文；以及發(fā)射器，通過指定載波在對應的RLP上下文內(nèi)發(fā)射每個子流。
11. 如權利要求10所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述多路復用 器包括將所述數(shù)據(jù)流分成多載波幀的成幀電路和將所述多載波幀分配 給指定載波的調(diào)度器。
12. 如權利要求11所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述成幀電路 配置為將多載波序號分配給每個多載波幀，以便在接收器重新組合所 述數(shù)據(jù)流。
13. 如權利要求12所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述成幀電路 將每個多載波幀分成幀段，其中所述多載波幀的每個幀段具有相同的 多栽波序號。
14. 如權利要求11所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述成幀電路 通過起始位和結束位為每個多載波幀定界。
15. 如權利要求12所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述調(diào)度器基 于每個載波上的數(shù)據(jù)吞吐率跨多個載波平衡負載。
16. 如權利要求10所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述RLP控制 器在對應的載波丟棄后保留RLP上下文，并將重新發(fā)射的RLP分組 隧穿到不同的載波。
17. 如權利要求16所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述RLP控制 器在自從無NAK的最后RLP分組發(fā)射起預定時間已經(jīng)過去后，終止 RLP上下文。
18. —種在多載波CDMA系統(tǒng)中接收信息流的兩個或更多個子 流的方法，所述方法包括為兩個或更多個載波創(chuàng)建RLP上下文；以及 通過指定載波在對應的RLP上下文內(nèi)接收每個子流。
19. 如權利要求18所述的方法，還包括將所述子流重新組合成 所述信息流。
20. 如權利要求19所述的方法，其中每個子流包括多個多載波 幀，并且其中每個多載波幀由對應的幀序號標識，以便重新組合通過 多個載波接收的所述多載波幀。
21. 如權利要求18所述的方法，還包括在檢測到丟失的RLP分 組時發(fā)送否認。
22. 如權利要求21所述的方法，還包括為丟棄的載波存留RLP 上下文，并將所述否認隧穿到其余載波。
23. 如權利要求22所述的方法，還包括通過所述其余載波接收 重新發(fā)射的RLP分組。
24. —種多載波通信系統(tǒng)，包括接收器，通過不同的載波接收信息流的兩個或更多個子流； RLP控制器，為所述兩個或更多個載波中的每個栽波保留RLP 上下文；以及多路分解器，從所述兩個或更多個子流中重新組合輸入數(shù)據(jù)流。
25. 如權利要求24所述的多載波通信系統(tǒng)，其中每個子流包括 多個多載波幀，并且其中每個多載波幀由對應的幀序號標識，以便重 新組合所述多載波幀。
26. 如權利要求24所述的多載波通信系統(tǒng)，其中在檢測到丟失 的RLP分組時所述RLP控制器發(fā)送否認。
27. 如權利要求21所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述RLP控制 器為丟棄的載波保留RLP上下文，并將丟失的RLP分組的所述否認 隧穿到其余載波。
28. 如權利要求27所述的多載波通信系統(tǒng)，其中所述RLP控制 器通過所述其余載波接收重新發(fā)射的RLP分組。
全文摘要
在多載波CDMA系統(tǒng)中，一個數(shù)據(jù)流被分成兩個或更多個子流，并且每個子流被分配給不同的載波。可為每個載波創(chuàng)建RLP上下文，并且子流通過指定載波在對應的RLP上下文內(nèi)發(fā)射。如果載波丟失或丟棄，則對應的RLP上下文可在載波丟失后存留，并且重新發(fā)射的分組隧穿到不同的載波。
文檔編號H04L29/06GK101199186SQ200680021831
公開日2008年6月11日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權日2005年6月17日
發(fā)明者P·A·侯賽因, R·萬尼坦比, S·巴拉蘇布拉馬尼安 申請人:艾利森電話股份有限公司