用于在小区边缘区域中性能增强的方法

专利名称：用于在小区边缘区域中性能增强的方法
技术领域：
本发明通常涉及移动通信，并特别涉及用于改善在小区(或扇区)边缘区域处的移动终端的性能的方法。
背景技术：
存在多种允许多个用户共享通信媒介的接入方案。 一个这样的接入方案被认为是码分多址(CDMA)。在CDMA系统中，多个用户共享相同的载波频率并可同时发射。
当前用于CDMA系统的标准被包括在由电信工业协会和电子工业协会(TIA/EIA)发布的规范中，并包括IS-95A、 IS-95B、以及其它CDMA类型的协议。基于IS-95技术的CDMA系统通常被称为是第二代(2G)系统。用于增强2G CDMA系统的新标准已经取得了进展并且提供了相对于2G CDMA标准明显的性能改善。一个这样的标准被称为是cdma2000。 cdma2000是宽带、扩频无线接口，其使用CDMA技术以满足第三代(3G)无线通信系统的需要。cdma2000标准的多种增强已经取得了进展以促进第三代无线通信系统的逐渐演变。被称为lxEV-DO的cdma2000变体正在取得进展以提供作为覆盖已有的电路交换网络的高速分组数据服务。
当移动终端在网络中到处移动时，由于快衰落和慢衰落、阴影、用户数量、外部干扰以及其它因素，信道条件持续地改变。当移动终端进一步从服务基站移开并进入小区边缘区域时，这些问题增加。因此期望有增强小区边缘区域处的移动终端的性能的技术
发明内容
在下面的描述中将阐明本发明的特征和优点，以及部分地将从描述中变得明显，或可由实践本发明被认识。本发明的目标和其它优点将由所作的描述和与此有关的权利要求以及附图中特别指出的结构实现和获得。
根据实施例， 一种用于在不同频率上接收数据的方法包括在第一载波频率上接收包括数据的第一传输分组，以及在第二载波频率上接收包括数据的第二传输分组。该方法进一步包括保持与发射第一和第二传输分组的传输实体间的通信，以及识别第一和第二传输分组的接收质量。这里使用的术语分组是指数据传输的主要单元，包括子分组。
在一个方面，该方法进一步包括基于所述识别的接收质量选择第一或第二传输分组中的其中一个。
在另一方面，该方法进一步包括组合第一和第二传输分组以增强总的信号接收质量。
在又一方面，第一传输分组的数据和第二传输分组的数据表示相同的同一数据。
在又一方面，第一传输分组和第二分组传输的数据是相同数据的不同编码的版本。
根据一个可选实施例， 一种用于在多载波系统的不同音调(tone)上接收数据的方法包括在第一集合音调上接收具有数据的第一传输分组以及在第二集合音调上接收具有数据的第二传输分组。该方法进一步包括保持与发射第一传输分组和第二传输分组的传输实体间的通信，以及识别第一和第二传输分组的接收质量。
在一个特征中，第一和第二集合的音调表示子载波。根据另一个实施例， 一种用于重发子分组的方法包括从至少两个发射实体发射分组传输的第一子分组。在接收到响应于第一子分组产生的否定确认(NACK)时，该方法进一步包括轮流传输来自不同发射实体的后续子分组。在接收到响应于分组传输的任何子分组产生的确
认(ACK)时，该方法进一步包括发射新的分组传输的第一子分组。
在一个特征中，该方法进一步包括识别第一传输分组或第二传输分组的哪个呈现更高的接收质量。
在另一方面，该方法进一步包括在相应的多个载波频率中的一个载波频率上接收多个传输分组。
在又一方面，该方法进一步包括以相对于用于第一子分组的传输功率不同的传输功率发射后续子分组。
根据一个实施例， 一种用于重发子分组的方法包括从至少两个发射实体发射分组传输的第一子分组。在接收到响应于第一子分组产生
的否定确认(NACK)时，该方法进一步包括由所有的至少两个发射实体以相对于用于第一子分组的传输功率不同的传输功率发射后续子分组。在接收到响应于分组传输的任何子分组产生的确认(ACK)时，该方法进一步包括发射新的分组传输的第一子分组。
在一个方面，该方法进一步包括使用相对于用于第一子分组的传输功率增加或减少的传输功率发射后续子分组。
从下面的参考附图的实施例的详细说明中，这些和其它实施例对本领域技术人员也将变得明显，本发明不被限定于公开的任何特定实施例。


附图被包括以提供对本发明的进一步理解并被并入在说明书中以 及组成说明书的一部分，本发明的说明实施例连同描述用于解释本发 明的原理。根据一个或多个实施例，在不同的附图中由相同的数字指 代的本发明的特征、元素和方面代表相同、相等或相似的特征、元素 或方面。在附图中
附图1描述了根据本发明的实施例的无线通信网络； 附图2描述了使用不同的载波频率与移动终端通信的两个基站收 发系统；
附图3描述了具有扇区的小区，在该扇区中使用不同的载波频率 发射分组数据；
附图4是显示OFDM音调分配的两维网格；
附图5描述了一个使用混合自动重传(H-ARQ)结合来自不同的 发射实体的后续子分组的轮流重传输的实施例；
附图6描述了一个使用H-ARQ和使用减少或增加的传输功率对后 续子分组进行重传输的实施例；
附图7是移动终端的方框图。
具体实施例方式
现在将对本发明的优选实施例进行详细引用，本发明的实例将在 附图中说明。只要可能，在所有附图中将使用相同的参考数字指代相 同或相似的部分。
参考图l，说明了无线通信系统l。订户使用移动终端2接入网络 服务。移动终端2可以是诸如手持式蜂窝电话的便携式通信单元、安 装在车辆上的通信单元、或固定位置的通信单元。
来自移动终端2的电磁波沿着反向链路被发射到基站收发系统 (BTS) 3，其也被称为是node B。 BTS包括诸如天线的无线设备和用 于发射和接收无线电波的装置。接入网络6包括基站控制器(BSC) 4，
8其从一个或多个BTS接收传输。BSC通过与BTS和移动交换中心 (MSC) 5或内部IP网络17交换消息对来自每个BTS的无线传输提供 控制和管理。
接入网络6与电路交换核心网(CSCN) 7和分组交换核心网 (PSCN) 8交换消息，并发射数据给CSCN7和PSCN8。 CSCN提供传 统的语音通信，以及PSCN提供因特网应用和多媒体服务。
MSC 5提供用于传统的去往和来自移动终端2的语音通信的交 换，并可存储信息以支持这些能力。MSC可被连接到一个或多个接入 网6，以及其它公共网络，诸如，例如公共交换电话网(PSTN)(未 示出)或综合业务数字网(ISDN)(未示出)。访问位置寄存器(VLR) 9被用于检索信息以处理去往或来自访问订户的语音通信。VLR可被 配置在MSC5中，并可服务多于一个的MSC。
用户识别被分配给归属位置寄存器(HLR) 10，其保持用于记录 目的的数据，诸如订户信息(例如，电子序列号)、移动目录号、个 人信息，当前位置，和认证周期。认证中心(AC) ll管理与移动终端 2有关的认证信息。AC可以在HLR 10中并可服务于多于一个的HLR。 MSC 5和HLR 10以及AC 11之间的接口被显示为IS-41标准接口 18。
PSCN8的分组数据服务节点(PDSN) 12部分为来自和去往移动 终端2的分组数据业务提供路由。PDSN 12建立、保持和终止与移动 终端2的链路层会话并可与一个或多个接入网络6以及一个或多个 PSCN8接驳。认证、授权和计费(AAA) 13服务器提供与分组数据业 务有关的因特网协议认证、授权和计费功能。归属代理(HA) 14提供 移动终端IP注册的认证，重定向去往和来自外来代理(FA) 15的分组 数据，并从AAA服务器13接收提供给用户的信息。HA14也可建立、 保持和终止到PDSN 12的安全通信并分配动态的IP地址。所示的PDSN 经由内部IP网络17与AAA服务器13、 HA 14和因特网16通信。在图1所示的示例性实施例中，无线通信网1根据用于lxEV-DO 的公知规范操作，lxEV-DO利用CDMA通信技术。应当了解本发明的 实施例的操作在其它类型的无线以及其它通信系统中也同样是可能 的。因此，虽然下面说明书描述的本发明的实施例的操作是关于 lxEV-DO系统，本发明的实施例的操作可相似地关于任何各种其它类 型的通信系统而被描述。结合下面的附图，根据本发明的实施例可在 lxEV-DO系统中操作的移动终端2的实例将被更详细地描述。
从BTS 3到移动终端2的传输被称作前向链路传输。同样地，从 移动终端2到BTS 3的传输被称作反向链路传输。通常，前向链路传 输包括多个由系统规范定义的帧。在示例性通信系统中，在多个信道 (前向链路信道)上信号基本上在帧接收期间被接收，该多个信道通常 具有用于导频信道、控制信道、附加信道和专用信道的信号。附加信 道包括交织和扩展的数据信号。专用信道包括关于在附加信道上发射 的数据的信令信息。
当打开一个连接时，可给移动终端2分配一个前向业务信道、一 个反向业务信道和反向功率控制信道。在单个会话期间可出现多个连 接。在lxEV-DO系统中通常有两种连接状态；关闭连接和开放连接。
关闭连接指一种状态，其中移动终端2没有被分配任何专用空中 链路资源以及移动终端2和接入网6之间的通信通过接入信道和控制 信道来进行。开放连接指一种状态，其中移动终端2可被分配前向业 务信道、反向功率控制信道和反向业务信道，以及移动终端2和接入 网6之间的通信通过这些分配的信道和控制信道来进行。
当移动终端在网络中到处移动时，其通常将到达服务基站收发台 的小区边缘区域。图2中描述了这样的一个情况，图2显示了两个基 站收发系统与移动终端通信。移动终端2己经移动到BTS 3a (小区A)的覆盖区域100的边缘，并且当前位于小区边缘区域110中。小区边
缘区域是BTS 3a的覆盖区域与BTS 3b (小区B)的覆盖区域120的重 叠区域。如果移动终端2继续朝BTS3b方向行进，则将发生切换过程 且BTS 3b将最终成为移动终端的服务基站收发台，以及与BTS 3a的 通信将终止。
本发明的实施例涉及改善小区边缘区域(例如，区域110)处与移 动终端的通信，并开发涉及软切换和更软切换的网络能力。在软切换 中，通过不同的小区接收到的两个或多于两个的信号，例如，同时由 移动终端解调、合并和解码。典型的软切换由分集合并(即，合并来 自相同或不同基站收发台的信号)以对用户透明的方式来实施。更软 切换是一种特殊类型的软切换，以及更软切换发生在移动终端与相同 基站收发台的两个或多于两个的扇区同时通信的时候。
本发明的实施例考虑通用频率再使用和非通用频率再使用的情 况。例如，典型的CDMA系统实施通用频率再使用的原理以便于系统 中的所有扇区和所有小区正常情况下操作在相同的频率。相反，实施 非通用频率再使用的系统是在其中发射实体(例如，BTS 3a， 3b)使 用不同的载波频率经由前向链路传输与移动终端通信。首先将考虑非 通用频率再使用的情况。
仍旧参考图2，一个实施例为每个基站收发台提供在不同的载波频 率上发射分组数据。例如，BTS3a可在第一载波频率上发射分组数据， 以及BTS 3b可在第二载波频率上发射分组数据。由于移动终端2位于 重叠的覆盖区域中，并且具体是小区边缘区域110，移动终端可从BTS 3a和BTS3b接收传输。在解调接收的第一和第二分组数据传输后，移 动终端随后可检查接收的数据并识别或要不然估计每个数据分组的接 收质量。
典型地，来自BTS3a， 3b的分组数据传输代表相同的同一数据。而且，BTS 3a， 3b可使用相同或不同的编码技术编码被发射的数据分 组。
应当注意，移动终端2保持与BTS3a， 3b的通信以便接收、并持 续接收不同的分组数据传输。这与典型的切换过程形成对比，在典型 的切换过程中，到除了其中一个以外的所有基站收发台的连接最终被 中断。
在接收到这些传输后，移动终端2随后可基于识别的接收质量选 择两个接收的数据分组中的一个以供终端使用。这个方案允许移动终 端选择来自BTS 3a或BTS 3b的最佳传输。
作为一个选择，分别从BTS3a， 3b接收的第一和第二分组数据传 输，可由移动终端例如使用，诸如码组合软切换(CCSH)和分集合并 等的公知技术进行合并。这种技术通过软切换或更软切换提供分集增 益以及通过合并两种较高速率码流提供编码增益，因此产生较低速率 码流。
也可实施多个发射天线，以便每个基站收发系统可配置有多个发 射天线，每个天线被配置为在不同的载波频率上发射。
如上面提到的，本发明的实施例也可用于改善与如下所述的移动
终端之间的通信该移动终端沿着小区的扇形边缘区域移动或要不然 位于小区的扇形边缘区域附近。可以使用上面描述的那些与小区边缘 区域有关的相似技术实施这样的实施例。
在图3中描述了这样的一个情况，其显示了由覆盖区域200定义 的小区A和由覆盖区域220定义的小区B。为了清楚起见，单独与这 些小区的每一个相关联的基站收发系统已被省略。所示的小区A具有 3个扇区，除了其他传输，每个扇区以不同的载波频率发射分组数据。扇区的不同载波频率表示为F1， F2和F3。小区B类似地被配置。
所示的移动终端2沿着小区A的扇区边缘，并从相同的基站收发 系统在两个独立的载波频率上接收传输。这方面与图2的实施例类似， 在图2中，移动终端从两个不同的基站收发系统(BTS 3a， 3b)接收 传输，每个基站收发系统在不同的频率上传输。
再次参考图3，移动终端2从一个基站收发系统接收第一和第二分 组数据传输。在解调接收的第一和第二分组数据传输后，移动终端随 后可检查接收的数据并识别或要不然估计这些数据分组的接收质量。 移动终端使用接收的分组数据的进一步操作可以以先前结合图2描述 的方式发生。
作为另一个选择，关于图2和图3描述的不同的小区边缘和扇区 边缘性能增强技术可被组合。这种实施例的一个例子是，移动终端位 于小区边缘区域210中，并因此在频率Fl和F3上从小区B以及在频 率F2上从小区A接收传输。而且，本公开也涉及具有比所示例的那些 更多小区数目的网络，以及具有与所显示的那些不同扇区数目的小区。
仍有另外的实施例包括使用例如不同的正交频分复用(OFDM) 音调，其代替上面描述的使用不同的频率。OFDM是一种有效地将整 个系统的带宽划分为多个正交子带的技术。这些子带也被称为音调、 载波、子载波、频仓(bin)、和频率信道。每个子带与一个集合的子载 波相关联，该子载波能用数据调制。
使用图2和图3的小区边缘和扇区边缘性能增强技术的其中一种 可实施这样的实施例。例如，在图2中，BTS 3a可在第一集合音调上 发射分组数据，以及BTS3b可在第二集合音调上发射分组数据。同样 的操作发生在移动终端位于扇区边缘，诸如在图3中描述的情形。例 如，当使用非正交空时编码传输时，可利用相同集合的音调。作为另
13一个例子，当使用正交空时编码时，可使用不同集合的音调。在这些 情况中，基站收发系统可为每个小区或扇区配置多个发射天线，每个 天线被配置用于发射一个不同集合的音调。
图4是两维网格，其显示分配这样的音调的实例。音调集合可被 用于递送同一数据分组，或相同数据的不同分组。而且，音调集合可 在时间和频率上分布，或在时间和频率上连接。
关于非通用频率再使用的情况，选项包括使用两种或多于两种准
正交或正交信道化码(例如用于CDMA的Walsh码)，或两个或多于 两个不同集合的音调(用于OFDM环境)，如刚才描述的。使用不同 集合的音调代替使用相应的两个或多于两个不同频率的需求。
根据本发明的另一实施例，这里公开的小区边缘和扇区边缘性能 增强可结合包括混合ARQ (H-ARQ)的自动重传(ARQ)技术一起被 实施。图5显示了这种实施例的一个实例。这个重传输实施例导致在 接收到否定确认(NACK)消息时，轮流传输来自不同发射实体(例如， 小区A和小区B)的后续子分组。
在时间l，小区A和小区B各自发射子分组1。这种传输的例子， 以及移动终端如何接收和处理这种传输在先前关于图2和图3中被讨 论。特别地，移动终端接收数据传输、解调信号、以及解码数据。作 为解码过程的一部分，移动终端检查数据分组以确定分组是否被正确 地接收。
在时间2，如果接收的分组中有错误，则移动终端发射NACK消 息给小区A和小区B。响应于接收该NACK消息，在时间3，小区A 重发已接收到的具有错误的分组。
在时间4，如果接收的分组中又有错误，则移动终端再次发射NACK消息给小区A和小区B。作为响应，在时间5，小区B重发被 请求的分组。
在时间6，移动终端此刻成功地接收该分组，随后移动终端发射 ACK消息给小区A和小区B。接着，在时间7，小区A和小区B发射 一个新的子分组且前面的过程可被重复。
根据可选实施例，可以实施一个方案，其中当接收到NACK消息 时，调整或要不然改变(增加或减少)传输功率(或业务导频比)。 例如，子分组2的重传输处在比在时间1处用于发射子分组1的传输 能量低的能量级。 一种变形是增加而不是减少用于子分组重传输的传 输能量。能量的变化量可依据应用而改变，以及可以根据需要或期望 进行调整。
作为一个改变传输功率的选择，后续子分组传输可通过改变 OFDM中的音调数实施，如与用于发射第一子分组的音调数相比较。 例如，后续子分组传输可使用比第一子分组传输中使用的音调数增加 或减少的音调数来完成。
图6描述了根据本发明的另一个实施例的ARQ技术。这个实施例 也实施刚才描述的功率改变方案，以便于一接收到NACK消息，就改 变被重发的子分组的传输能量。然而，图6的实施例没有在小区之间 轮流被重发的子分组。特别地，两个传输实体(小区A和小区B)都 重发子分组，该子分组是移动终端指示接收有错误的子分组。虽然图5 和图6的实施例是关于分组数据传输描述的，然而这样的技术可选地 也可以在电路交换信号传输中实施。
图7是移动终端2的方框图。移动终端包括处理器(或数字信号 处理器)510、 RF模块535、电源管理模块505、天线540、电池555、 显示器515、键盘520、存储器530、用户识别模块(SIM)卡525 (其
15是可选的)，扬声器545、以及麦克风550。
用户输入诸如电话号码的指令信息，例如，通过按压键盘520的 按钮或通过使用麦克风550的语音激活。处理器510接收并处理指令 信息以执行合适的功能，诸如拨电话号码。可从SIM卡525或存储器 模块530检索操作数据以执行该功能。而且，为了用户的参考和方便， 处理器可在显示器515上显示指令和操作信息。
处理器510将指令信息发布给RF模块535以发起通信，例如，以 及发射包括语音通信数据的无线信号。RF模块535包括用于接收和发 射无线信号的接收机和发射机。天线540帮助无线信号的传输和接收。 当接收到无线信号时，RF模块可将该信号转发和转换到基带频率以由 处理器510处理。该已处理的信号将被转化为经由例如扬声器545输 出的可听或可读信息。处理器也可包括用于执行这里描述的关于例如 cdma2000或lxEV-DO系统的各种处理所必须的协议和功能。
工业应用
前面的实施例和优点仅仅是示例性的且不被解释为本发明的限 制。本教导能容易地应用到其它类型的装置和过程。本发明的说明书 旨在说明，而不是用于限制权利要求的范围。对于本领域技术人员来 说，许多选择、修改和变形将是显而易见的。
1权利要求
1. 一种用于在不同的频率上接收数据的方法，所述方法包括在第一载波频率上接收包括数据的第一传输分组；在第二载波频率上接收包括所述数据的第二传输分组；保持与发射所述第一传输分组和所述第二传输分组的传输实体间的通信；以及识别所述第一传输分组和所述第二传输分组的接收质量。
2. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括基于所述识别的接收质量选择所述第一传输分组和所述第二传输 分组中的一个。
3. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括组合所述第一传输分组和所述第二传输分组以增强总的信号接收质量。
4. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述第一传输分组的所述 数据和所述第二传输分组的所述数据表示相同的同一数据。
5. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述第一传输分组的所述 数据被与所述第二传输分组的所述数据不同地编码。
6. —种用于在不同的音调上接收数据的方法，所述方法包括在第一集合音调上接收包括数据的第一传输分组； 在第二集合音调上接收包括所述数据的第二传输分组；保持与发射所述第一传输分组和所述第二传输分组的传输实体间 的通信；以及识别所述第一传输分组和所述第二传输分组的接收质量。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一集合音调和所述 第二集合音调表示子载波。
8. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一集合音调和所述第二集合音调在时间和频率上分布。
9. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一集合音调和所述 第二集合音调在时间和频率上连接。
10. 根据权利要求6所述的方法，进一步包括基于所述识别的接收质量选择所述第一传输分组和所述第二传输 分组中的一个。
11. 根据权利要求6所述的方法，进一步包括组合所述第一传输分组和所述第二传输分组以增强总的信号接收质量。
12. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一传输分组的所述数据和所述第二传输分组的所述数据表示相同的同一数据。
13. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一传输分组的所 述数据被与所述第二传输分组的所述数据不同地编码。
14. 一种用于重发子分组的方法，所述方法包括 从至少两个发射实体发射分组传输的第一子分组；在接收到响应于所述第一子分组产生的否定确认NACK时，轮流 传输来自所述至少两个发射实体的不同发射实体的后续子分组；以及在接收到响应于所述分组传输的任何子分组产生的确认ACK时， 发射新的分组传输的第 一 子分组。
15. 根据权利要求14所述的方法，进一步包括识别所述第一传输分组或所述第二传输分组的哪个呈现更高的接 收质量。
16. 根据权利要求14所述的方法，进一步包括 在相应的多个载波频率中的一个载波频率上接收多个传输分组。
17. 根据权利要求14所述的方法，进一步包括以相对于用于所述第一子分组的传输功率不同的传输功率发射所 述后续子分组。
18. —种用于重发子分组的方法，所述方法包括 从至少两个发射实体发射分组传输的第一子分组；在接收到响应于所述第一子分组产生的否定确认NACK时，由所有的所述至少两个发射实体以相对于用于所述第一子分组的传输功率不同的传输功率发射后续子分组；以及在接收到响应于所述分组传输的任何子分组产生的确认ACK时， 发射新的分组传输的第一子分组。
19. 根据权利要求18所述的方法，进一步包括使用相对于用于所述第一子分组的传输功率增加的传输功率发射 所述后续子分组。
20. 根据权利要求18所述的方法，进一步包括使用相对于用于所述第一子分组的传输功率减少的传输功率发射 所述后续子分组。
全文摘要
一种用于在不同的频率上接收数据的方法包括在第一载波频率上接收包括数据的第一传输分组，以及在第二载波频率上接收包括数据的第二传输分组。该方法进一步包括保持与发射该第一和第二传输分组的传输实体间的通信，以及识别该第一和第二传输分组的接收质量。另外，一种用于重发子分组的方法包括从至少两个发射实体发射分组传输的第一子分组。在接收到响应于该第一子分组产生的非确认NACK时，该方法进一步包括交替传输来自不同发射实体的后续子分组。在接收到响应于分组传输的任何子分组产生的确认ACK时，该方法进一步包括发射新的分组传输的第一子分组。
文档编号H04W52/04GK101502151SQ200780004224
公开日2009年8月5日 申请日期2007年2月5日 优先权日2006年2月3日
发明者孙立相, 尹永哲, 权纯逸, 李锡雨, 述 王, 金浩彬, 金相国 申请人:Lg电子株式会社