用于在通信系统中根据预留目标小区上行链路分配的基于非竞争切换的系统和方法

专利名称：用于在通信系统中根据预留目标小区上行链路分配的基于非竞争切换的系统和方法
技术领域：
L01]本发明总体上涉及通信系统，并且在示例性实施方式中，涉及用 于在通信系统中执行切换的系统和方法。
背景技术：
信息传送对于现代化社会来说是必需的，其通过通信系统的操作 来实现。通过通信信道，信息在发送台和接收台之间传送。发送台 将信息转换成用于通过通信信道传送的一种形式。为了用户的利益， 接收台检测和恢复该信息。已经开发了各种不同类型的通信系统并 且 一 般用于完成发送台和接收台之间的通信。示例性的通信系统是蜂窝通信系统，其中以在发送台和接收台之 间延伸的无线链路来定义通信信道。蜂窝无线通信系统可以实现为 移动通信系统，其中非固定、有线连接的无线链路用于定义通信信道。通常，蜂窝通信系统包括这样的网络基础设施该网络基础设施 包括多个基站，这些基站位于整个地理区域内空间分隔的位置处。 每个基站限定了一个区域，其称为小区，蜂窝通信系统的名称即来 源于此。基站构成其一部分的网络基础设施耦合至核心网络，核心 网络例如分组数据骨干网络或公共交换电话网络。例如计算机服务器、电话台等的通信设备接着耦合至核心网络并且能够通过网络基 础设施和核心网络来进行通信。便携式收发器(通常称为用户设备 或移动台)通过这样的无线链路与基站进行通信。由于无线通信系统(例如蜂窝电话、卫星和微波通信系统)正在 广泛地部署并且继续吸引数量不断增长的用户，所以迫切需要提供 大的和可变的多种通信系统，其以固定的资源(例如固定的信道带 宽)发送持续增长的数据量，以便提供固定的数据分组大小。鉴于 快速增长的客户基数，使用固定资源(例如，对于每个移动台固定 的数据速率)的传统通信系统设计已经在提供高的但灵活的数据传 输速率方面受到挑战。当用户设备移动通过由无线通信系统服务的物理区域时(例如， 当用户设备在移动的交通工具中运输时)，对于用户设备从源基站 到为新的位置提供更好的信号覆盖的目标基站，需要频繁地重新分 配具有有限可用性的通信资源。用户设备已经分配有分组上行链路
共享信道上("UL-SCH，，)的上行链路资源，以便通过源基站中的
分组调度器来执行与源基站的必需通信功能。为了继续与目标基站 进行通信，目标基站分配新的上行链路资源以便由用户设备来使用。在过去的系统布置中，由用户设备使用上行链路随4几接入信道
("RACH，，)上的基于竟争的接入布置，来执行由目标基站发起的
上行链路传输，该上行链路随机接入信道(静态地)预留用于发送 接入突发的用户设备的特定目的。接入突发初始由用户设备发送到 目标基站，以便允许该目标基站来测量上行链路通信参数，例如传 输延迟、信号幅度以及目标基站为用户设备建立可靠的上行链路所 需的其他参数。在这样的通信系统中，来自于不同用户设备的接入 突发的传输本身是非同步的。因此，在切换期间，或甚至当发起与 基站的新的通信时， 一个或多个用户设备可能发送这样的接入突发， 该接入突发与另一用户设备发送的接入突发同时到达目标基站，由 此造成信号沖突事件。使用根据随机接入信道的基于竟争的切换过程在当前设想的第三代合作伙伴计划("3GPP")演进的通用移动通信系统陆地无线 接入网络("e-UTRAN")的中出现了 一个未解决的问题。除了其 他系统性能以外，基于竟争的切换的缺陷包括基站间的可能切换延 迟、切换中断时间或间隔、以及关于切换处理的可靠性和可重复性 的全部问题。基于竟争的切换可能也对通信系统中RACH资源的调 度引入限制。当使用基于竟争的切换时，RACH的规划将变得更为
供多种优点。考虑上述的基于竟争的切换的限制，当前并没有一种系统和方法 可以将通信资源分配给用户设备，以便在目标基站的服务区域中操 作，从而执行到目标基站的基于非竟争的切换，这造成许多上述的 限制。据此，在使用多个基站的通信系统中基于非竟争的切换系统 和方法将提供改进的资源使用和通信效率。

发明内容
通过本发明的实施方式，这些和其他问题将被解决或克服，并且 通常将获得技术优点，本发明的实施方式包括用于协调对用户设备 的资源的分配以便在没有竟争的情况下将该用户设备从源基站切换 到目标基站的方法、设备和系统。在一个实施方式中，设备(例如， 用户设备)包括配置成与源基站进行通信的收发器和耦合至该收发 器的数据处理器。数据处理器配置成基于从源基站接收的信号产生 测量报告，发起到源基站的测量报告的传输，处理从源基站接收的 切换命令，并且在上行链路共享信道上的预留窗口中实现到目标基 站的接入突发的传输。在另一方面中，本发明提供一种设备(例如，目标基站)，其包 括分组调度器，配置成确定设备是否有足够的资源来提供给用户设 备，并且预留上行链路共享信道上的时间窗以便用户设备发送接入 突发。所述设备也包括切换子系统，其配置成向源基站发送消息， 以便确认与其关联的用户设备的切换。
在另 一方面中，本发明提供包括源基站和目标基站的通信系统。 源基站包括测量报告处理机，其配置成处理来自用户设备的测量报
告；以及切换子系统，其配置成选择用于用户设备的切换的目标基 站，并且产生用户设备到目标基站的切换请求。目标基站包括分组 调度器，其配置成确定目标基站是否有足够的资源来提供给用户设 备，并且预留上行链路共享信道上的时间窗以便用户设备发送接入 突发。目标基站也包括切换子系统，其配置成向源基站发送消息， 以确认用户设备的切换。上文概括地总结了本发明的特征和技术优点，从而随后的本发明 的详细描述将更易于理解。下文将描述构成本发明的权利要求的主 题的附加特征和优点。本领域技术人中员将理解到这里所公开的概 念和具体实施方式
可容易地用作修改或设计用于实施本发明的相同 目的的其他结构或处理的基础。本领域技术人员也将意识到这样的 等同结构将不偏离于在所附权利要求书中描述的本发明的精神和范 围。


为了更为全面的理解本发明及其优势，下面参考结合附图所做出
的描述，在附图中图1-图4示出了包括为本发明的原理的应用提供环境的无线通 信系统的通信系统的系统级框图；图5-图6示出根据本发明原理的通信系统的用户设备和基站的 实施方式的框图；图7示出根据本发明的实施方式构建的通信系统的用户设备和 基站的实施方式的框「ois]图8示出了说明一种方法的处理流程的示图，该方法用于在根据 本发明的一个实施方式构建的无线通信系统中分配与目标基站关联 的上行链路共享信道内的窗口 。图9示出说明本发明原理的一个实施方式的示图，该示图示出了结合源小区和目标小区中的切换事件，沿水平时间轴的用户设备和 相关联的基站中的处理步骤的序列。
具体实施例方式在下面详细描述当前优选实施方式的获得和^f吏用。然而，应该理 解到的是，本发明提供了许多可应用的创造性概念，其可以体现在 各种不同的特定环境中。所讨论的特定实施方式仅仅是获得和使用 本发明的特定方式的说明，并且不会限制本发明的范围。
在协调资源的分配以便在没有竟争并且无需彼此之间共享定时 信息的情况下将用户设备从源基站切换到目标基站的特定环境下， 参考示例性实施方式来描述本发明。通常，本发明的实施方式可以 应用于任意形式的通信系统和网络，例如蜂窝无线通信系统和网络。第三代合作伙伴计划长期演进("3GPPLTE")是这样的名称，
其通常用于描述业内正在进行的努力，以便改进用于移动通信的通
用移动通信系统("UMTS"),从而处理持续的新要求和增长的用 户基数。该广泛构建的计划的目标包括改进通信效率、降低成本、 提升服务、使用新的频谱的机会以及实现与其他开放标准的更佳集 成。3GPP LTE计划本身不进行产生标准的努力，但将导致对用于 UMTS的标准的新建议。首先参考图1,其示出了包括为本发明的原理的应用提供环境的 无线通信系统的通信系统的系统级框图。无线通信系统可以被配置 成提供e-UTRAN通用移动通信服务。移动性管理实体("MME") 和用户平面实体("UPE")经由Sl通信链路为e-UTRAN节点B (表示为"eNB"、"演进的节点B",也称为"基站")提供控制 功能。基站经由X2通信链路进行通信。各种通信链路通常是光纤、 微波或其他高频金属通信路径或其组合，其中其他高频金属通信路 径例如同轴《连3各。基站与用户设备(表示为"UE")通信，该用户设备通常是由
用户携带的移动收发器。因此，将基站耦合至用户设备的通信链路(表示为"Uu"通信链路)是使用无线通信信号(例如1.8GHz正交 频分复用(OFDM)信号)的空中链路。现在转向图2,其示出了包括为本发明的原理的应用提供环境的 无线通信系统的通信系统的系统级框图。该无线通信系统提供包括 演进的基站(表示为"eNB")的e-UTRAN架构，其提供了针对用 户设备(表示为"UE")的、演进的通用移动通信系统陆地无线接 入用户平面(分组数据融合协议/无线链路控制/媒体接入控制/物理) 和控制平面(无线资源控制)协议终结。基站与X2接口或通信链路 互连。基站还通过Sl接口或通信链路连接到演进的分组核心 ("EPC")，其包括例如移动性管理实体("MME")以及用户 平面实体("UPE"),其可以形成接入网关("aGW",系统架 构演进网关)。Sl接口支持移动性管理实体/用户平面实体和基站之 间的多实体关系，并且支持移动性管理实体和用户平面实体之间的 功能性划分。对于支持公共陆地移动网络间的切换的应用，通过移 动性管理实体/用户平面实体重定位，经由Sl接口来支持 LTE—ACTIVE eNB间移动性。
1026]基站可以主管以下的功能，例如无线资源管理(例如，因特网协 议(IP)报头压缩和用户数据流的加密、用户数据流的加密、无线 承载控制、无线许可控制、连接移动性控制、以及在上行链路和下 行链路中对用户设备的资源的动态分配)，用户设备附着时选择移 动性管理实体、向用户平面实体路由用户平面数据、调度和传输寻 呼消息(源自于移动性管理实体)、调度和传输广播信息(源自于 移动性管理实体或操作和维护)，以及用于移动性和调度的测量和 报告配置。移动性管理实体/用户平面实体可以主管以下的功能，例 如将寻呼消息递送到基站、安全性控制、由于寻呼原因终结U-平面 分组、切换U-平面以便支持用户设备移动性、空闲状态移动性控制 和系统架构演进承栽控制。用户设备从基站接收一组信息块的分配。
现在转向图3,其示出了为本发明的原理的应用提供环境的无线 通信系统的系统级框图。在示出的实施方式中，无线通信系统是蜂窝通信系统，其包括第 一基站eNB—A、第二基站eNB—B以及用户设 备UE。如这里所示出的，每个基站eNB一A、 eNB—B覆盖为第一基 站eNB—A的指定的小区Cell_A和为第二基站eNB—B指定的小区 Cell—B。在多小区的环境中，UE可以接收来自于一个或多个相邻小 区的信号。频繁地使用如图3中所示的无线通信系统，以便提供高 数据速率的通信服务，例如视频传输以及来自用户生成文件的大量 原始数据。本领域技术人员将理解，用户设备可以采用移动台的形 式，包括蜂窝电话、具有无线通信能力的个人数字助理(PDA)、 具有无线通信能力的便携式计算机、诸如具有无线通信能力的诸如 数字照相机的图像捕获设备、具有无线通信能力的游戏设备、具有 无线通信能力的音乐存储和回放工具、允许无线因特网访问和浏览 的因特网工具、以及包含这些功能组合的便携式单元或者终端。
在切换事件("HO")期间，第一基站eNB—A可以被认为是源 基站(即，用户设备UE当前所连接到的并且在相关的服务小区内通 信的基站或小区)。第二基站eNB—B可以被认为是目标基站(即， 用户设备UE将连接到的并且在HO过程完成后在目标小区中与其进 行通信的基站)。在服务区域中，服务小区和目标小区4皮此可以至 少部分地重叠。转向图4，其示出了为本发明的原理的应用提供环境的无线通信 系统的系统级框图。无线通信系统包括用户设备(表示为"UE")， 其适于在服务小区中与源基站(表示为"eNBsRc")以及在目标小 区中与目标基站(表示为"eNBTRG")通信，源基站和目标基站耦 合至例如接入网关的网络控制单元(表示为"NCE")。服务小区 和目标小区可以至少部分地重叠。在切换事件之前，用户设备连接 到源基站并且与源基站通信。然而，在切换事件后，用户设备连接 到目标基站并且与目标基站通信。用户设备包括数据处理器410 (表示为"DP")、存储程序425 (表示为"PRGM ")的存储器420 (表示为"MEM")、定时器 430 (表示为"TIMER")和用于与基站双向无线通信的射频收发器
1或收发器440。基站包括数据处理器450 (也表示为"DP")、存储 程序465 (也表示为"PRGM")的存储器460 (也表示为"MEM") 和用于与基站双向无线通信的射频收发器或收发器470。另外，网络 控制单元包括数据处理器480 (也表示为"DP")、存储程序495 (也表示为"PRGM，，)的存储器490 (也表示为"MEM")。通常， 基站提供针对用户设备的e-UTRAN用户平面(例如，无线链路控制 /媒体接入控制/物理)和控制平面(例如，无线资源控制("RRC")) 协议终结。基站经由Sl接口或通信链路与网络控制单元通信，并且 经由X2接口或通信链路互连。上文中所引入的存储器可以是适合本地技术环境的任何类型，并
且可以使用任何适当的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存 储器设备、磁性存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定 存储器和可移动存储器。数据处理器可以是适合本地技术环境的任 何类型，并且可以包括以下一个或多个通用计算机、专用计算机、 微处理器、数字信号处理器("DSP ")和基于多核处理器架构的处 理器，作为非限制性的例子。程序包括程序指令，当由相关联的数 据处理器执行时，该程序指令使电子设备能够执行这里所描述的任 务。这里所描述的系统、子系统和模块的示例性实施方式可以至少 部分地由计算机软件或由硬件、或它们的组合来实现，其中该计算 机软件可以由用户设备和基站的数据处理器。现在转向图5和图6,其示出根据本发明的原理的通信系统的用 户设备和基站的实施方式的框图。用户设备(表示为"UE")和基 站(表示为"节点B")与3GPP TS 36.300兼容，该3GPP TS 36.300 称为"3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA ) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN ) ; Overall Description; Stage2 ( Release 8 )(第三代合 作伙伴计划；技术规范组无线接入网络；演进的通用陆地无线接入 (E-UTRAN)和演进的通用陆地无线4妾入网络(E-UTRAN);总体描述；阶段2 (版本8) ) ，， V1.0.0 ( 2007-03 ),其通过参考在此并 入。图5所示出的通信系统说明了从基站到用户设备的下行链路通信。基站接收用于用户设备的传输信息(表示为"传输块")并且将
传输信息提供给循环冗余校验模块505 (表示为"CRC")以便进行 检错。此后传输信息被提供给编码模块510 (表示为"编码+RM") 以便执行针对传输信息的编码和重传功能。基站的交织模块515交织传输信息内的其他信息。基站也包括数 据调制模块520，如由媒体接入控制("MAC")调度器525所指 示的，用于使用例如四相相移键控或四相振幅调制来调制传输信息。 基站的资源映射模块530此后如由媒体接入控制("MAC")调度 器525所指示的，根据传输信息来分配用于用户设备的资源。基站 的天线映射模块535此后如由媒体接入控制调度器525所指示的， 用于针对天线540的天线端口来映射传输信息以便将传输信息通过 无线通信链路发送到用户设备。混合自动重传请求模块545 (表示为
"HARQ")与编码模块510协作以提供重传。
用户设备经由天线550接收传输信息，并且天线解映射(demap) 模块555解映射来自于天线550的天线端口的传输信。资源解映 射模块560解映射从基站分配给用户设备的资源。数据解调模块565 解调传输信息并且用户设备的解交织模块570解交织从基站发送的 传输信息。解码模块575 (表示为"解码+RM")使用与基站的编码 模块510相反的解码处理来解码传输信息，并且支持来自于混合自 动重传请求模块585 (表示为"HARQ，，)的重传。此后，将传输信 息提供给循环冗余检验模块580 (表示为"CRC，，)以便进行检错。 图6图示出无线通信系统中UE和基站的实施方式的框图，其说明了 从用户设备到基站的上行链路通信的资源分配。
由用户设备所执行的功能性可以被组织为物理、传输和控制层的 堆叠，包括媒体接入控制(也称为"MAC")层。媒体接入控制层 向更高的层提供特定服务，包括涉及上行链路(即，用于从用户设备到基站的传输的信道)操作的服务。根据开放式系统互连七层模型，由用户设备所执行的功能可以被 组织并且建模成多个层的堆叠。在这些层中有媒体接入控制层和位 于该媒体接入控制层之上的其他层，例如网络层和传输层。媒体接 入控制层向更高的层提供特定服务，包括涉及上行链路操作的服务。 媒体接入控制层包括上行链路媒体接入控制协议的实现。上行链路 媒体接入控制协议提供了由用户设备和基站使用上行链路来发送和 接收所遵循的过程。物理层位于媒体接入控制层之下。媒体接入控制层请求来自物理 层的某些服务。这些服务涉及到基站的分组的物理传输。媒体接入 控制层接收来自更高层的一个或多个流。该流是数据流，通常对应 于特定的应用，例如因特网协议上的话音("VoIP")通信会话、 视频电话、游戏等。为了向用户设备传送物理层分组格式，通常使用兼容的物理层信 令或媒体接入控制信道信令。根据媒体接入控制层多用户分组格式， 每个媒体接入控制层分组部分可以包括一个或多个媒体接入控制层净荷。这里所描述的、提供基于非竟争的接入的处理是通过使用为此目 的预留用于 一 个或多个用户设备的上行链路资源来执行的。该处理 提供了这样的一种网络，其中来自发起与目标基站通信的多个用户 设备的此类上行链路传输并不导致在目标基站处的接收的信号的碰撞。
用户设备的基站间的定时差的知识，包括目标基站的系统帧号
("SFN")。从相邻基站获得系统帧号并不能总在e-UTRAN中轻 易地执行，因为通常不在主广播信道("P-BCH")中传输系统帧 号，因此认识到在主广播信道中已经没有空间被分配。针对此类数 据而向主广播信道添加空间将造成对相关联数据净荷的显著开销。 就预计的辅广播信道("S-BCH")重复率而言，在辅广播信道中传输系统帧号将增加用户设备的复杂度，基本上要求用户设备不断 地读取相邻基站的辅广播信道，或其一部分。因此，这里所引入的基于非竟争的切换过程避免了需要用户设备 从相邻基站获得系统帧号数据。现在针对一种通信系统来描述切换 过程，该通信系统包括提供来自于基于非竟争的切换的优点，而同 时也避免了需要知道源基站和目标基站之间的精确定时偏移的长期演进。在这里所述的例子中，在执行用户设备从源基站到目标基站的切 换之前，目标基站在切换过程中与当前的源基站进行协商。在协商 期间，目标基站分配将要由用户设备在进入基站时发送接入突发所
使用的上行链路共享信道("UL-SCH")中的窗口。除了预留上行 链路共享信道中的窗口以外，目标基站可附加地分配针对用户设备 的标识符[例如，小区特定无线网络临时标识符("C-RNTI")] 以便由目标基站用于向用户设备分配通信资源。附加地，目标基站 也可以估计和传送将要由用户设备所使用的上行链路功率。用户设 备也可以分配有专用前导码，以在目标小区中的RACH过程中使用， 从而避免基于竟争的RACH过程。通过使用专用前导码，RACH过 程或多或少地将是基于非竟争的。该前导码可以预留给单个用户设 备一段时间。用户设备接着可以使用预留用于RACH的上行链路共 享信道并且使用专用前导码来发送RACH突发(例如，预留的资源 是专用前导码)。在用户设备切换到目标基站后，用户设备使用在目标基站中预先 分配的上行链路共享信道来发送接入突发。用户设备继续在分配的 上行链路共享资源上发送接入突发，直到从基站接收到确认、超时 周期到期或已经发送了预定数量的接入突发。因此已经描述了在目 标小区中的上行链路共享信道中预分配窗口的原理。
现在转到图7,其示出根据本发明的实施方式构建的通信系统的 用户设备和基站的实施方式的框图。源基站(表示为"eNB_a")计 划将用户设备(表示为"UE")切换到目标基站(表示为"eNB_b")。基站也通过接入网关("aGW")连接到核心网络。源基站包括收发 器705 (表示为"TRC");处理器，其包括测量报告处理机710、 分组调度器720、切换子系统730;以及存储器740。源基站中的测 量报告处理机710处理从用户设备接收到的上行链路数据，例如接 收到的信号幅度和信号传输延迟。分组调度器720分配源基站内的 上行链路和下行链路资源。切换子系统730基于来自例如测量报告 处理机710的输入来执行切换判定算法，并且使用资源和通信性能 信息来执行用户设备到目标基站的切换，类似于参考图8的描述。 存储器740可以是与源基站中的数据处理关联的非易失性存储器。
因此，用户设备结合数据处理器750 (表示为"DP")和存储器 755产生测量报告并且经由收发器760 (表示为"TRC")向基站发 送该测量报告。可以触发或命令用户设备来周期性地发送测量报告。 存储器755可以是与用户设备中的数据处理关联的非易失性存储器。 基站测量报告处理机710处理信息并且将其转发到切换子系统730。 切换子系统730的切换算法决定了是否需要切换。接着使用分组调 度器720来将下行链路资源分配给用户设备以便发送切换命令。
目标基站包括收发器765、包括分组调度器770、切换子系统780 的处理器和存储器790。存储器790可以是与目标基站中的数据处理 关联的非易失性存储器。分组调度器770确保上行链路共享信道资 源物理上预留用于该用户设备，并且没有其他用户设备将被分配有 相同的上行链路共享信道。如果可以获得足够的资源，目标基站在 上行链路共享信道上预分配窗口 ，以便由进入的用户设备用于传送 上行链路接入突发，如由分组调度器770所执行的。目标基站发送 确认到源基站的切换的消息，该消息包括根据切换子系统780针对 用户设备的预分配上行链路信息。存储器790与上述的模块协作以 执行相应的任务。现在转向图8并且继续参考图7,其示出用于在根据本发明的一 个实施方式构建的无线通信系统中分配与目标基站关联的上行链路 共享信道内的窗口的方法的流程图。该方法在无线通信系统中执行。用户设备(表示为"UE")驻留在源基站(表示为"源eBN")上， 如由RRC—CONNECTED步骤810中的UE所指示的，这表示用户设 备处于连接的无线资源控制中，使用分配的下行链路和上行链路资 源。用户设备执行各种调度测量，例如接收到的信号幅度和信号传 输延迟。基于由源基站给予用户设备的测量和事件触发，用户设备 可以向源基站发送测量报告。测量触发和事件超时的处理或监视可 以在用户设备的物理层中处理。报告可以由用户设备中的更高层来 构建/建立，该更高层例如媒体接入控制层或无线资源控制层。测量 报告由如图7中所示的测量报告处理机710来处理，这可以触发源 基站开始切换过程，如由SRC切换开始(SRC HO COMMENCE )步 骤820所指示的。基于测量报告和包括在报告中的相邻基站/小区， 源基站选择用户设备将切换到的合适/可能/优选的基站或小区(称为 目标基站和表示为"目标eNB，，)。根据如图7中所示出的切换子系统730，源基站向目标基站发送 切换请求并且驻留于基站的无线资源控制器和无线资源管理器中 (例如参见如上所述的3GPP TS 36.300的图4.1 )。为了清楚的目的， 无线资源管理器包括接入控制功能、服务质量功能、切换控制功能、 动态分组调度功能、混合自动请求重传功能和功率控制功能。如由 目标估计(TARGET EVALUATES)步骤830所指示，目标基站接 着进行检查以确定目标基站是否具有足够的资源提供给另一个用户 设备。根据许可控制处理，目标基站的分组调度器770 (参见图7) 确保上行链路共享信道资源被物理地预留用于该用户设备并且没有 其他用户设备将被分配有相同的上行链路共享信道。如果可获得足 够的资源，则目标基站将预分配上行链路共享信道上的窗口，其将 由进入的用户设备用于发送上行链路接入突发，如由图7中所示出 的分组调度器770所执行的，并且驻留在基站的无线资源控制器和 无线资源管理器中。目标基站也可以分配小区特定无线网络临时标 识符("C-RNTI")、可以由进入的用户设备所使用的上行链路功 率电平，或可在目标小区的随机接入信道过程中所使用的专用前导码。目标基站发送确认到源基站的切换的消息，该消息包括根据驻
留在基站的无线资源控制器中的切换子系统780的针对用户设备的 预分配上行链路信息。在目标基站已经接受了来自源基站的切换请求并且已经发送确
认消息到源基站之后，将通知目标基站分组调度器上行链路共享 信道资源的窗口应该被分配用于使用给定的上行链路分配来发送接 入突发。上行链路共享信道资源分配的窗口的开始点还可以位于特 定的时间处。当然，本发明的广阔范围不受上文的限制。
源基站接收来自目标基站的切换确认消息，该确认消息除其他数 据以外包括关于针对目标基站的上行链路共享信道上的资源的预分 配窗口的信息。另外，该消息中包括将要用于目标基站的小区特定 无线网络临时标识符和可能的上行链路功率电平。源基站在切换命 令消息中将该信息转发给用户设备。附加地，分组调度器分配下行 链路资源以便在下行链路中将消息传输到用户设备。当用户设备接收到切换命令时，其立即切换到目标基站，如由
(UE切换)UE SWITCH步骤840所指示的。用户设备直接地并且 在没有使用/读取分配表("AT")或物理下行链路控制信道
("PDCCH")的情况下，开始以可能给定的功率电平在分配的上 行链路共享信道上传输接入突发。在用户设备准备好向目标基站进 行传输后，无线资源控制或媒体接入控制处理发起接入突发传输。 用户设备中的物理层不需要被通知哪些资源将被分配用于发送接入 突发，因为信息已经可以获得并且经由切换命令通过源基站接收到。 在图6中，资源映射模块将接入突发映射到物理资源。
如由eNB预留(eNB RESERVE)步骤850所指示的，目标基站 根据给予源基站的信息可以为用户设备的进入切换预留未来的上行 链路分配。如由分配资源(ALLOCATION RESOURCES)步骤860 所指示的，针对进入的用户设备，目标基站发起未来的上行链路资 源的分配，如由分组调度器770所执行的(参见图7)。用户设备继续在给定的上行链路共享信道上发送接入突发，直到给定的超时周期到期、已经发送了最大数量的接入突发而没有来自 网络的应答、或接收到来自于网络的应答或确认。来自网络的应答 (未示出)可以是使用来自切换命令的给定的小区特定无线网络临 时标识符(在切换协商期间被预先分配的)对给定的分配表/物理下
行链路控制信道("AT/PDCCH")上的用户设备的进一步分配。
现在转向图9,其示出说明本发明原理的一个实施方式的示图， 该示图示出了结合源和目标小区中的切换事件，沿水平时间轴的用 户设备和相关联的基站两者中的处理步骤的序列。在第一步骤910 中，由用户设备(表示为"UE")向源基站(表示为"eNB—a")发 送测量报告。在第二步骤920中，源基站确定目标基站(表示为 "eNB_b")将请求用户设备的切换。在第三步骤930中，目标基站 检查针对所提议的切换的资源的许可等。在第四步骤940中，目标 基站向源基站发送用于切换事件的确认消息，该消息包括进一步的 切换信息。在第五步骤950中，源基站向将要切换到目标基站的用 户设备发送切换命令。在第六步骤960中，目标基站发起对进入的 用户设备的上行链路资源的分配。在第七步骤970中，用户设备切 换到目标基站。在第八步骤980中，用户设备在上行链路消息中向 目标基站发送接入突发。因此如上所述执行了从源基站到目标基站的切换，而没有多个用 户设备之间的资源的竟争。这里所述的系统以微小量的未用上行链 路共享信道资源的代价来有利地消除了知道目标基站的系统帧号的 需要。使用基于非竟争的切换原理，相比较于基于竟争的切换过程， 可以实现目标基站中更短的接入过程。该系统进一步支持切换中断 时间和整体切换执行时间的不太复杂的预测。此外，很少需要使用 分配表或物理下行链路控制信道来分配上行链路切换资源以用于传 送接入突发。尽管参考了 3GPP LTE中的基站描述了系统，但应用 于包括蜂窝通信系统的其他通信系统也落入到本发明的广阔范围 内。因此，本发明描述了一种结合通信系统使用的方法，该方法包括发送针对用户设备从源基站到目标基站的切换请求(例如，由无线 资源控制/无线资源管理系统生成)，并且确定目标基站是否具有足 够的资源来提供给用户设备(例如，通过许可控制系统)。该方法 还包括在目标基站中的上行链路共享信道中分配资源以便由用户设 备用于发送接入突发(例如，由无线资源控制/无线资源管理系统和 分组调度器)并且从目标基站向源基站发送确认切换的消息，其包 括上行链路共享信道中的资源。该方法也包括在源基站处接收来自 于目标基站的确认所述切换的消息，由源基站将该消息转发到用户 设备并且在用户设备处接收来自源基站的消息。该方法通过以下继 续，由用户设备向目标基站发送接入突发，在目标基站处接收来自 于用户设备的接入突发，并且在目标基站中进一步分配用于用户设 备的上行链路资源(例如，通过无线资源控制/无线资源管理系统和 分组调度器)。如上所述，示例性的实施方式提供方法和相应的设备，该设备包 括提供用于执行所述方法的步骤的功能的各种模块。模块可以实现 为硬件(包括诸如专用集成电路的集成电路)、或可以实现为由计 算机处理器执行的软件或固件。具体地，在固件或软件的情形下， 示例性实施方式可以提供为计算机程序产品，其包括其上包含计算 机程序代码的计算机可读存储结构(即软件或固件)以便由计算机 处理器来执行。尽管详细描述了本发明及其优点，但应该理解可以在不偏离如由 所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围下做出各种改变、替 换和变化。例如，上面讨论的许多过程可以以不同的方法来实现并 且可以由其他的处理，或其组合来替代以有利地协调对将要从源基 站切换到目标基站的用户设备的资源的分配而没有竟争并且不需要 共享它们之间的定时信息，如这里所描述的。此外，本发明的范围 不旨在限于说明书中所描述的过程、机器、制造、物质的组成、装 置、方法和步骤的具体实施方式
。本领域技术人员通过本发明的公 开内容容易理解，根据本发明可以使用执行与这里所述的相应实施方式基本相同的功能或获得基本相同的结果的现在存在或稍后开发 的过程、机器、制造、物质的组成、装置、方法或步骤。因而，所
附权利要求书旨在在其范围内包括此类过程、机器、制造、物质的 组成、装置、方法或步骤。
权利要求
1.一种设备，包括配置成与源基站通信的收发器；以及耦合至所述收发器的数据处理器，所述数据处理器配置成基于从所述源基站接收的信号产生测量报告，发起到所述源基站的测量报告的传输，处理从所述源基站接收的切换命令，并且在上行链路共享信道上的预留时间窗口中实现到目标基站的接入突发的传输。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述测量报告包括接收的 信号幅度和信号传输延迟。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述接入突发具有用于所 述设备的小区特定无线网络临时标识符、用于由所述目标基站提供 的所述传输的上行链路功率电平，或可在目标小区中的随机接入信 道过程中使用的专用前导码的功能。
4. 根据权利要求1所迷的设备，其中所述接入突发在具有指定 开始时间的所述预留时间窗口内发送。
5. 根据权利要求1所迷的设备，其中所述接入突发在所述上行 链路共享信道上发送，直到从所述目标基站接收确认、超时周期到 期以及已发送预定数量的接入突发之一发生为止。
6. —种设备，包括 用于与源基站通信的装置；用于基于从所述源基站接收的信号，产生测量报告的装置； 用于发起到所述源基站的测量报告的传输的装置； 用于处理从所述源基站接收的切换命令的装置；以及， 用于在上行链路共享信道上的预留时间窗口中实现到目标基站 的接入突发的传输的装置。
7. 根据权利要求6所述的设备，其中所述接入突发在所述上行 链路共享信道上发送，直到从所述目标基站接收确认、超时周期到 期以及已发送预定数量的接入突发之一发生为止。
8. —种计算机程序产品，包括存储在计算机可读介质中的程序 代码，配置为基于从源基站接收的信号产生测量报告，发起到所述 源基站的测量报告的传输，处理从所述源基站接收的切换命令，并 且在上行链路共享信道上的预留时间窗口中实现到目标基站的接入突发的传输。
9. 根据权利要求8所述的计算机程序产品，其中所述测量报告 包括接收的信号幅度和信号传输延迟。
10. 根据权利要求8所述的计算机程序产品，其中所述接入突发 在所述上行链路共享信道上发送，直到从所述目标基站接收确认、 超时周期到期或已发送预定数量的接入突发之一发生为止。
11. 一种方法，包括基于从源基站接收的信号产生测量报告； 发起到所述源基站的测量报告的传输； 处理从所述源基站接收的切换命令；以及在上行链路共享信道上的预留时间窗口中实现到目标基站的接 入突发的传输。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述测量报告包括接收 的信号幅度和信号传输延迟。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述接入突发具有用于 所述设备的小区特定无线网络临时标识符、用于由所述目标基站提 供的所述传输的上行链路功率电平，或可在目标小区中的随机接入 信道过程中使用的专用前导码的功能。
14. 根据权利要求11所述的方法，其中所述接入突发在具有指 定的开始时间的所述预留时间窗口内发送。
15. 根据权利要求11所述的方法，其中所述接入突发在所述上 行链路共享信道上发送，直到从所述目标基站接收确认、超时周期 到期或已发送预定数量的接入突发之一发生为止。
16. —种设备，包括分组调度器，配置成确定所述设备是否有足够的资源来提供给用户设备，并且预留上行链路共享信道上的时间窗以便所述用户设备发送接入突发；以及，切换子系统，其配置成向源基站发送消息，以便确认与其关联的 所述用户设备的切换。
17. 根据权利要求16所述的设备，其中所述分组调度器配置成 分配小区特定无线网临时标识符、将要由所述用户设备使用的上行 链路功率电平、或可由目标小区中的随机接入信道过程使用的专用 前导码。
18. 根据权利要求16所述的设备，其中到所述源基站以确认所 述用户设备的切换的所述消息包括用于所述用户设备的预分配上行链路信息。
19. 根据权利要求16所述的设备，其中所述设备配置成接收来 自所述用户设备的接入突发，直到确认被发送到所述用户设备、超 时周期到期以及已发送预定数量的接入突发之一发生为止。
20. 根据权利要求16所述的设备，其中所述分组调制器配置成 预留用于其他用户设备的进入切换的未来上行链路分配。
21. —种方法，包括确定目标基站是否有足够的资源来提供给用户设备； 预留上行链路共享信道上的时间窗以便所述用户设备发送接入 突发；以及向源基站发送消息，以便确认与其关联的所述用户设备的切换。
22. 根据权利要21所述的方法，其中所述预留配置成分配小区 特定无线网络临时标识符、将要由所述用户设备使用的上行链路功 率电平、或可由目标小区中的随机接入信道过程使用的专用前导码。
23. 根据权利要求21所述的方法，其中到所述源基站以确认所 述用户设备的切换的所述消息包括用于所述用户设备的预分配上行 链路信息。
24. 根据权利要求21所述的方法，进一步包括接收来自所述用 户设备的所述接入突发，直到确认被发送到所述用户设备、超时周期到期或已发送预定数量的接入突发之一发生为止。
25. 根据权利要求21所述的方法，进一步包括预留用于其他用 户设备的进入切换的未来上行链路分配。
26. —种通信系统，包括 源基站，包括测量报告处理机，其配置成处理来自用户设备的测量报告，以及切换子系统，其配置成选择用于所述用户设备的切换的目 标基站，并且产生所述用户设备到所述目标基站的切换请求；以及 目标基站，包括分组调度器，其配置成确定所述目标基站是否有足够的资 源来提供给所述用户设备，并且预留上行链路共享信道上的时间窗 以便所述用户设备发送接入突发，以及切换子系统，其配置成向所述源基站发送消息，以确认所 述用户设备的切换。
27. 根据权利要求26所述的通信系统，其中所述测量报告包括 接收的信号幅度和信号传输延迟。
28. 根据权利要求26所述的通信系统，其中所述源基站包括分 组调度器，其配置成为所述用户设备分配下行链路资源。
29. 根据权利要求26所述的通信系统，其中所述分组调度器配 置成分配小区特定无线网络临时标识符、将由所述用户设备使用的 上行链路功率电平，或可在目标小区中的随机接入信道过程中使用 的专用前导码。
30. 根据权利要求26所述的通信系统，其中所述分组调度器配 置成预留用于其他用户设备的进入切换的未来上行链路分配。
全文摘要
根据本发明的多个方面，一种用于通信系统中根据预留目标小区上行链路分配的基于非竞争切换的方法、设备和系统。在一个实施方式中，所述设备包括收发器(760)，其配置成与源基站通信；以及耦合至该收发器(760)的数据处理器(750)，所述数据处理器配置成基于从所述源基站接收的信号来产生测量报告，发起到源基站的测量报告的传输，处理从源基站接收的切换命令，并且在上行链路共享信道上的预留窗口中实现到目标基站的接入突发的传输。
文档编号H04W36/08GK101627649SQ200880007240
公开日2010年1月13日 申请日期2008年3月6日 优先权日2007年3月7日
发明者B·塞比尔, J·T·科斯凯拉, L·达尔斯加德 申请人:诺基亚公司