多无线电接入技术通信的方法及无线发射接收单元与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2009年8月21日提交的美国临时专利申请No.61/235,791的权益，该申请的内容在此以引用的方式结合于此。

背景技术：

无线通信典型地使用单个无线电接入技术(RAT)以用于数据和控制信息两者。这对于管理无线通信的技术十分便利和容易，因为仅需要监控和管理单个RAT。然而，现在的无线装置通常能够支持多于一个RAT，由此通过将至少一些数据和控制传输分离到或者专用到特定的RAT或者信道可以提高效率。

技术实现要素：

公开了一种多无线电接入技术层(MRL)。所述MRL是汇聚层方案，位于协议层和依赖于技术的MAC层之间。MRL层不依赖于技术，并且使用从底层(underlying)技术接收到的信息来选择最合适的上行链路和下行链路技术以匹配各个服务需求。

附图说明

从以下描述中可以更详细地理解本发明，这些描述是以实例的方式给出的，并且可以结合附图加以理解，其中：

图1A是示例通信系统的系统框图，在该通信系统中可以实施一个或多个所公开的实施方式；

图1B是示例无线发射/接收单元(WTRU)的系统框图，该WTRU可以用于图1A示出的通信系统中；

图2显示了MRL架构如何适应OSI参考模型；

图3显示了多RAT架构和其各个组件的框图；

图4显示了示例MRL构架；

图5显示了使用802.11上行链路和长期演进(LTE)下行链路参数的多RAT架构框图；

图6描述了显示多RAT通信序列的消息序列图；

图7描述了用于多RAT通信的可见光和红外双工方案的示例；

图8描述了通过MRL数据实体处的数据分离在下行链路中的示例谱集合(aggregation)；

图9描述了通过LTE RLC层处的数据分离在下行链路中的示例谱集合。

具体实施方式

图1A是示例通信系统100的系统框图，在该通信系统100中可以实施一个或多个所公开的实施方式。通信系统100可以是将诸如声音、数据、视频、消息、广播等内容提供给多个无线用户的多接入系统。通信系统100可以通过系统资源(包括无线带宽)的分享使得多个无线用户能够访问这些内容。例如，通信系统100可以使用一种或多种信道接入方法，例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)等等。

如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元(WTRU)102a、102b、102c、102d、无线电接入网络(RAN)104、核心网络106、公共交换电话网(PSTN)108、因特网110和其他网络112，但是可以理解的是所公开的实施方式可以涵盖任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。WTRU 102a、102b、102c、102d中的每一个可以是被配置成在无线通信中操作和/或通信的任何类型的装置。作为示例，WTRU 102a、102b、102c、102d可以被配置成发射和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、便携式电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子等等。

通信系统100还可以包括基站114a和基站114b，基站114a、114b中的每一个可以是被配置成与WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一者无线交互以便于接入一个或多个通信网络(例如核心网络106、因特网110和/或网络112)的任何类型的装置。例如，基站114a、114b可以是基本收发信机站(BTS)、节点B、e节点B、家用节点B、家用e节点B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器以及类似装置。尽管基站114a、114b每个均被描述为单个元件，但是可以理解的是基站114a、114b可以包括任何数量的互联基站和/或网络元件。

基站114a可以是RAN 104的一部分，该RAN 104还可以包括诸如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点之类的其他基站和/或网络元件(未示出)。基站114a和/或基站114b可以被配置成发射和/或接收特定地理区域内的无线信号，该特定地理区域可以被称作小区(未示出)。小区还可以被划分成小区扇区。例如与基站114a相关联的小区可以被划分成三个扇区。由此，在一种实施方式中，基站114a可以包括三个收发信机，即针对所述小区的每个扇区都有一个收发信机。在另一实施方式中，基站114a可以使用多输入多输出(MIMO)技术，并且由此可以使用针对小区的每个扇区的多个收发信机。

基站114a、114b可以通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者通信，该空中接口116可以是任何合适的无线通信链路(例如射频、微波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光等)。空中接口116可以使用任何合适的无线电接入技术(RAT)来建立。

更具体地，如前所述，通信系统100可以是多接入系统，并且可以使用一个或多个信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA以及类似的方案。例如，在RAN 104中的基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施诸如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA)之类的无线电技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口116。WCDMA可以包括诸如高速分组接入(HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路分组接入(HSDPA)和/或高速上行链路分组接入(HSUPA)。

在另一实施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施诸如演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)之类的无线电技术，其可以使用长期演进(LTE)和/或高级LTE(LTE-A)来建立空中接口116。

在其他实施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施诸如IEEE 802.16(即全球微波互通接入(WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001x、CDMA2000EV-DO、临时标准2000(IS-2000)、临时标准95(IS-95)、临时标准856(IS-856)、全球移动通信系统(GSM)、增强型数据速率GSM演进(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)之类的无线电技术。

图1A中的基站114b可以是例如无线路由器、家用节点B、家用e节点B或者接入点，并且可以使用任何合适的RAT以便于在诸如营业场所、家庭、汽车、校园之类的局部区域中的通信连接。在一种实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以实施诸如IEEE 802.11之类的无线电技术以建立无线局域网络(WLAN)。在另一实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以实施诸如IEEE 802.15之类的无线电技术以建立无线个人局域网络(WPAN)。在又一实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以使用基于蜂窝的RAT(例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等)以建立超微型小区(picocell)和毫微微小区(femtocell)。如图1A所示，基站114b可以具有至因特网110的直接连接。由此，基站114b不必经由核心网络106来接入因特网110。

RAN 104可以与核心网络106通信，该核心网络可以是被配置成将语音、数据、应用程序和/或网际协议上的语音(VoIP)服务提供到WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者的任何类型的网络。例如，核心网络106可以提供呼叫控制、账单服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、网际互联、视频分配等，和/或执行高级安全性功能，例如用户验证。尽管图1A中未示出，但是需要理解的是RAN 104和/或核心网络106可以直接或间接地与其他RAN进行通信，这些其他RAT可以使用与RAT 104相同的RAT或者不同的RAT。例如，除了连接到可以采用E-UTRA无线电技术的RAN 104，核心网络106也可以与使用GSM无线电技术的其他RAN通信(未显示)。

核心网络106也可以用作WTRU 102a、102b、102c、102d接入PSTN 108、因特网110和/或其他网络112的网关。PSTN 108可以包括提供普通老式电话服务(POTS)的电路交换电话网络。因特网110可以包括全球互联计算机网络系统以及使用公共通信协议的装置，所述公共通信协议为例如TCP/IP因特网协议族的中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和网际协议(IP)。网络112可以包括由其他服务提供方拥有和/或操作的无线或有线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN的另一核心网络，这些RAN可以使用与RAN 104相同的RAT或者不同的RAT。

通信系统100中的WTRU 102a、102b、102c、102d中的一些或者全部可以包括多模式能力，即WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括用于通过不同通信链路与不同的无线网络进行通信的多个收发信机。例如，图1A中显示的WTRU 102c可以被配置成与使用基于蜂窝的无线电技术的基站114a进行通信，并且与使用IEEE 802无线电技术的基站114b进行通信。

图1B是示例WTRU 102的系统框图。如图1B所示，WTRU 102可以包括处理器118、收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示屏/触摸板128、非可移动存储器130、可移动存储器132、电源134、全球定位系统芯片组136和其他外围设备138。需要理解的是，WTRU102可以在符合实施方式的同时包括上述元件的任何子集。

处理器118可以是通用目的处理器、专用目的处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)、状态机等相关联的一个或多个微处理器。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得WTRU 102能够操作在无线环境中的其他任何功能。处理器118可以耦合到收发信机120，该收发信机120可以耦合到发射/接收元件122。尽管图1B中将处理器118和收发信机120描述为独立的组件，但是可以理解的是处理器118和收发信机120可以被一起集成到电子封装或者芯片中。

发射/接收元件122可以被配置成通过空中接口116将信号传送到基站(例如基站114a)，或者从基站(例如基站114a)接收信号。例如，在一种实施方式中，发射/接收元件122可以是被配置成传送和/或接收RF信号的天线。在另一实施方式中，发射/接收元件122可以是被配置成传送和/或接收例如IR、UV或者可见光信号的发射器/检测器。在又一实施方式中，发射/接收元件122可以被配置成传送和接收RF和光信号两者。需要理解的是发射/接收元件122可以被配置成传送和/或接收无线信号的任意组合。

此外，尽管发射/接收元件122在图1B中被描述为单个元件，但是WTRU102可以包括任何数量的发射/接收元件122。更特别地，WTRU 102可以使用MIMO技术。由此，在一种实施方式中，WTRU 102可以包括两个或更多个发射/接收元件122(例如多个天线)以用于通过空中接口116发射和接收无线信号。

收发信机120可以被配置成对将由发射/接收元件122传送的信号进行调制，并且被配置成对由发射/接收元件122接收的信号进行解调。如上所述，WTRU 102可以具有多模式能力。由此，收发信机120可以包括多个收发信机以用于使得WTRU 102能够经由多个RAT进行通信，例如UTRA和IEEE 802.11。

WTRU 102的处理器118可以被耦合到扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示屏/触摸屏128(例如，液晶显示(LCD)单元或者有机发光二极管(OLED)显示单元)，并且可以从上述装置接收用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示屏/触摸屏128输出用户数据。此外，处理器118可以访问来自任何类型的合适的存储器中的信息，以及在任何类型的合适的存储器中存储数据，所述存储器例如可以是非可移动存储器106和/或可移动存储器132。非可移动存储器106可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或者任何其他类型的存储器存储装置。可移动存储器132可以包括用户标识模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等类似装置。在其他实施方式中，处理器118可以访问来自物理上不位于WTRU 102上而位于服务器或者家用计算机(未示出)上的存储器的信息，以及在上述存储器中存储数据。

处理器118还可以耦合到其他外围设备138，该外围设备138可以包括提供附加特征、功能性和/或无线或有线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可以包括加速度计、电子指南针(e-compass)、卫星收发信机、数码相机(用于照片或者视频)、通用串行总线(USB)端口、震动装置、电视收发信机、免持耳机、模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、因特网浏览器等等。

RAN 104可以包括e节点B 140a、140b、140c，但是可以理解的是RAN 104可以在符合实施方式的同时包括任何数量的e节点B。e节点B 140a、140b、140c中的每个均可以包括一个或多个收发信机以用于通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c、102d通信。在一种实施方式中，e节点B140a、140b、140c可以实施MIMO技术。由此，e节点B 140a例如可以使用多个天线来将无线信号传送到WTRU 102a以及从WTRU 102a接收无线信号。

e节点B 114a或114b中的每一个可以与特定小区(未示出)相关联，并且可以被配置成处理无线电资源管理决定、切换决定、上行链路和/或下行链路中的用户的调度等等。如图1A所示，e节点B 140a、140b、140c可以通过X2接口彼此通信。

核心网络106可以促进与其他网络的通信。例如，核心网络106可以向WTRU 102a、102b、102c提供到诸如PSTN 108之类的电路交换网络的接口，以便于WTRU 102a、102b、102c和传统陆线通信装置之间的通信。例如，核心网络106可以包括下列装置或者与下列装置进行通信：用作核心网络106和PSTN 108之间的接口的IP网关(例如IP多媒体子系统(IMS)服务器)。此外，核心网络106可以向WTRU 102a、102b、102c提供到网络112的接入，该网络112可以包括由其他服务提供方拥有和/或运营的其他有线或者无线网络。

这里公开了多无线电接入技术层(MRL)。MRL是汇聚层方案，位于上层协议层和依赖于技术的MAC层之间。MRL层是依赖于技术的，并且使用从底层技术接收到的信息以选择最合适的上行链路和下行链路技术以匹配各个服务需求。

使用一种无线电接入技术(RAT)在下行链路上传送以及使用完全不同的RAT在上行链路上传送的能力(例如，在上行链路使用一种RAT传送层2帧，并且在下行链路使用不同的RAT传送层2帧)可以提供一些好处。这种传输也可能发生在不同频谱中。在一种情况中，针对802.11通信在下行链路中使用长期演进(LTE)频谱对于下行链路(DL)是可行的选择，而802.11传输方法对于上行链路(UL)是有益的。可替换地，LTE可以在LTE频谱的DL中使用，而802.11可以在LTE频谱或者802.11传统操作所在的未许可的频谱中的UL中使用。

使用初级(primary)RAT以用于控制和复用初级RAT传输信道与可替换RAT(例如802.11或VLC)之间的数据对于以下各项也可能是有益的：a)释放(offload)网络资源；以及b)减轻一个方向上的干扰。例如，在蜂窝频分双工(FDD)系统中，如果非蜂窝RAT被用于上行链路，则网络可以使用未使用过的上行链路频带来支持更多的用户或者更高的带宽。

此外，毫微微小区(femtocell)可以在特定情况中对下行链路使用非蜂窝RAT，以此作为努力来减轻干扰问题、或者物理小区标识(PCI)与宏小区的混淆。这里还描述了在各种混合拓扑配置中实施初级RAT与附加次级链路的实施方式。

为了实现这些功能性，多RAT层(MRL)可以被定义为在无线通信系统中的诸如MAC层之类的传统协议架构的新的组件。此外，MRL可以具有来自依赖于底层技术的媒介接入控制(MAC)层的服务接入点(SAP)，该SAP包括至少一个下面所描述的方式。SAP是一种概念性位置，在该位置一个通信层能够请求另一通信层(例如OSI参考模型中的层)的服务。

用于在不同的RAT(可能响应与每个RAT的能力)上调度数据的多RAT调度器针对各个服务质量(QoS)需求提供单个RAT未知的服务(例如网际协议(IP)连接、逻辑链路控制(LLC)连接等)。

数据层被提供以用于向较高层展现单个“有效”的双工RAT。

控制路径被提供以用于封装MAC控制帧，并将MAC控制帧从下行链路传送到上行链路。

时间同步功能被提供以用于维持上行链路和下行链路传输之间的定时保证，而且控制帧和状态指示被提供以识别链路可用性、质量以及同步状态。

此外，从下行链路MAC接收控制和反馈分组、以及在上行链路MAC中具有SAP以封装控制和反馈分组、并且将该控制和反馈分组输入到上行链路MAC调度器中可能是必要的。为达到此目的，可以定义新的封装后的协议标识符(ID)(MRL协议ID)以用于封装所有的反馈分组。诸如LTE系统之类的典型的蜂窝系统可以支持逻辑信道，其可以是应答(acknowledge，ACK)或者非应答(non-acknowledge，NACK)。逻辑信道可以被映射到传输信道，其使用物理信道(典型地，使用共享物理信道)以用于传输数据。传输和物理信道可以使用混合自动重复请求(HARQ)过程，该HARQ过程可以产生ACK/NACK。在一种实现RAT间ACK/NACK传输的实施方式中，HARQ ACK/NACK可以被封装并且通过另一RAT发送。

在典型的蜂窝系统中，这可以通过定义用于ACK/NACK传输的逻辑信道(或者使用现有的公共信道)以使得信道正在使用非应答模式来实现，或者通过将逻辑信道映射到传输信道来实现，该传输信道不产生ACK/NACK反馈以在物理信道上传输。将逻辑信道映射到传输信道可以通过用传输计数0配置传输信道来实现，或者通过使用不产生重传的一种类型的传输信道(即多播信道，诸如用于多媒体广播的多播信道)来实现，或者通过定义用于传输ACK/NACK信息的新类型的传输信道来实现。

当ACK/NACK使用共享物理信道被传送时，ACK/NACK需要以高优先级被调度，以便ACK/NACK反馈不被在链路上传送的其他数据耽误。

在一种实例中，基于802.11的WLAN系统(包括在IEEE 802.11e对标准的修改中定义的服务质量(QoS)增强)支持多个媒介接入控制(MAC)队列。在这一实例中，对于ACK/NACK重传特定的队列可以被定义并且被分配高优先级以便支持ACK/NACK的及时传输。从这一队列中传送的MAC脉冲串可以被配置成指示响应于接收到所述MAC脉冲串而不需要ACK/NACK传输。这种队列可以被启用以使用准备发送(RTS)/清除发送(CTS)机制来最小化干扰ACK/NACK传输的冲突。此外，块ACK/NACK(例如在IEEE 802.11n修改中定义的)可以被使用以最小化在网络上的负载ACK/NACK传输位置。

图2显示了具有多RAT能力的MRL装置200(例如，WTRU或者基站)的协议架构。该协议架构包括可以在UL和DL传输中使用的下列层：应用层210，传输层220，网络层230，MRL 240，耦合到依赖于第一技术的MAC层(例如LTE)的第一MRL适配器250，耦合到依赖于第二技术的MAC层(例如WLAN)的第二MRL适配器260。虽然在示例中描述了两个MRL适配器，但是MRL适配器的数量仅受由MRL装置200支持的RAT的数量所限制。

应用层210是用户与MRL装置交互的主要接口。应用层实现的一些示例包括超文本标记语言(HTML)、远程登录、文件传输协议(FTP)以及简易邮件传输协议(SMTP)。

传输层220提供终端用户之间的数据的透明传输，向上层提供可靠的数据传输服务。传输层协议的最普通示例是传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。

网络层230负责通过网络路由数据分组，并且处理数据的寻址和传递。网络层230提供拥塞控制、网络的记账信息、路由、寻址以及若干其他功能。网际协议(IP)是网络层协议的一个普通示例。

MRL 240组件执行各种功能，例如将流提取到多个下行链路和上行链路信道中，作出对于RAT监控和映射服务需求的决定，以及定时管理，从而确保各个RAT反馈和定时需求被满足。

MRL适配器(250，260)包括SAP(251，254和261)，该SAP允许至MRL和自MRL的控制(命令和反馈)以及数据(用户平面业务)使用特定于RAT的提取来被转发到底层RAT。从MRL实体发送的命令可以包括便于MRL决定和操作的命令，该命令包括用于资源分配、连接建立、配置请求反馈信息、信道质量查询等等的命令。用户平面数据(即来自应用层210的数据)利用通过MRL实体的最少处理而从较高层接收并且被发送到独立于技术的RAT层，所述处理可以包括重排序、复用和分段(如果在MRL实体240处需要)。

下面描述SAP和数据流接口。

MRL PHY控制SAP(MRL至PHY)(252，262)：PHY的配置和控制；功率控制信号从一个PHY到另一个PHY的重定向。用于由MRL执行的同步的PHY定时信息。

MRL MAC控制SAP(MRL至MAC)(292，294)：MAC的配置和控制。这些原语包括关于在另一RAT中哪些逻辑和/或传输信道被重定向的信息。并且，原语可以存在用于重定向后的MAC级反馈，该MAC级反馈包括HARQ(ACK/NACK)、信道质量信息、授权、缓冲器状态报告以及测量信令、或者在合适的标准(例如3GPP 36.321，IEEE 802.11等)中定义的任何其他特定于RAT的MAC级信号。这些信号可以在MRL下被重定向以支持在不同的RAT中的下行链路和上行链路的分离。

MRL MAC数据SAP(MRL适配器至MAC 272，282)：这包括在由MRL管理和控制维持的配置下已经被映射到单独的RAT的传输信道数据。这可以包括封装后的数据以及解除封装后的数据。

参考图3，多RAT层(MRL)数据层(330，332)包括MRL数据实体(未示出)，该MRL数据实体呈现映射至每个RAT的到较高层的“单个有效连接”。这一实体寻址了RAT能力中的内在不对称。所显示的装置A和装置B(310和320)可以代表基站、接入点(AP)或者无线发射/接收单元(WTRU)。

当存在MAC或物理(PHY)层封装后的分组时，MRL数据层(330，332)可以执行分组的直接转译(translation)。这一层(330，332)的另一目的是提供频谱聚合以及提取，被称作多RAT复用(335，340，332，334)以允许用户平面数据基于来自RAT的状态信息和从以上层配置的控制信息而引导到一个或多个可用的RAT中。RAT优先级是控制信息的一部分。UL和DL可以被配置为不同，但是根据这里描述的能力，它们是对等的。一个示例可以是可见光通信(VLC)链路，该链路补充了现有的802.11服务。在这种情况下，下行链路数据可以在VLC链路上被划分优先级以向用户提供较高的吞吐量并且减少在802.11系统内对邻近用户的干扰。

MRL控制层(325，327)是用于MRL控制帧的处理和封装层。MRL控制层从下行链路MAC接收一个或多个MRL控制帧，处理这些控制帧，并且适当地将这些控制帧发送到上行链路MAC以用于处理。

图4显示了示例MRL构架(包括MRL实体)。图4中显示的构架可以在任何MRL装置中找到，例如WTRU或者基站。参考图4，MRL协议ID(455)是在封装控制和反馈消息中使用的协议标识符，该封装控制和反馈消息包括ACK/NACK消息(424)、为上行链路传输(422)发送的授权，该授权包括针对时间、带宽、功率控制、测量报告指示(426)、上行链路缓冲器状态报告(BSR)、信道质量指示符(CQI)报告等。UL MAC(RAT2MAC(485))识别至少一个MRL协议ID(455)并且创建至少一个SAP以向MRL控制层(440)输入MRL协议ID(455)。这些SAP可以包括提供以上描述的控制和反馈信息的接口。仍然参考图4，MRL定时(457)确保数据、控制和反馈以维持其他RAT的需求和假设(assumption)的方式被调度。

例如，关于帧定时的了解对于符合资源分配是必须的。并且，需要同步化的RAT需要了解定时以区分每个HARQ队列的反馈。在一些情况中，MRL定时(457)可以维持定时器以确保(协作)控制和反馈信息在特定于RAT的定时限制下被传送。

例如，RAT1(405，410)期望在特定时间段内接收针对已传送的分组的ACK/NACK。RAT2(485，495)将这一ACK/NACK封装成“常规”MAC协议数据单元(PDU)，并且确保PDU在正确的时间获取用于传输的调度。此外，RAT2(485，495)可能需要使用“非应答模式”(即使用本身不产生ACK/NACK的通信模式)来调度传输。类似地，RAT1(405，410)将期望在特定时间的重传，其意味着在数据传输侧(正接收ACK/NACK)的MRL实体必须被配置成以满足RAT1(405，410)的ACK/NACK延迟的限制的方式来接收和处理所述传输(使用RAT2(485，495))。

复用器和解复用器MRL补充(shim)层(415，465)提供必要的功能性以及提取以支持频谱聚合，从而允许数据在一个或多个底层RAT上通过信道传输。MRL补充层也创建提取层，该提取层允许MRL实体从底层RAT获取QoS优先级以支持具有不同优先级的多个业务等级，但是例如在最小化的高的(475)和普通优先级(480)业务等级，LTE支持包括保障比特率、尽力、会话语音等等的若干业务等级。高优先级业务等级应当被映射到提供最小延迟的业务等级，并且用户平面业务可以被划分作为常规优先级业务等级。可替换地，MRL实体可能已经基于请求的QoS从较高层请求一个业务等级的特定于RAT的配置以用于在用户平面业务中使用。MRL实体(400)可选地通过高优先级业务队列(460)传送控制和反馈信息(也称作MAC反馈(420))，并且通过普通优先级业务队列(462)传送用户平面业务，所述控制和反馈信息使用MRL协议ID(455)被封装。

图5中显示了无线发射/接收单元(WTRU)，该WTRU包括下行链路(DL)(530，535)中的蜂窝RAT(例如LTE)以及上行链路(UL)(520，525)中的802.11RAT。WTRU还包括MRL实体，该MRL实体包括MRL数据层510、MRL定时512、MRL管理层514以及MRL控制516以在WTRU中执行802.11RAT和LTE RAT双工。

如上述情况所需要的，为了支持基于LTE的下行链路(530，535)，LTE相关控制和反馈信息在上行链路中被传送到基站。活动上行链路连接可以在被用于传送这一信息的WTRU处被打开。这可以通过在上行链路中分配“普通”传输信道并且不通过这种信道来发送任何用户数据来实现。然而，这一方法可能具有一些应当被避免的特定实施问题。例如，对传输信道的分配与存储器的预留(用于与混合自动重复请求(HARQ)和MAC/无线电链路控制(RLC)分段/解除分段相关联的存储)以及发射机和接收机处的其他资源相关联。可能会浪费这些高度受限的资源。如下所描述，有多种方式来减轻资源的浪费。

在一种情况中，定义了显示为不具有对应的MAC组件的LTE-PHY 540的空传输信道(545)。空传输信道是所定义的一种不能携带任何数据的信道。由于空传输信道不能携带任何数据，没有与数据传输相关联的资源(例如，但不限于存储器、数据结构等)可能与这种信道相关联。然而这种信道的建立必将引发物理层信令被启动。

在另一种情况中，现有的资源(例如，但不限于存储器、数据结构等)在被使用的同时具有最小的影响。在现有的标准定义中，具有最小传输能力的传输信道可以被定义成最小化可用资源上的负载。

图6描述了用于在两个装置(装置A(610)和装置B(620))之间通信的消息序列图的示例，该图显示了根据这一实施方式的多RAT通信序列，并且包括装置A(610)和装置B(620)之间的示例信令，装置A(610包括较高层(625)、MRL管理实体(612)、MRL数据实体(614)、MRL控制实体(616)、LTE RRC/MAC(617)、LTE PHY(619)以及802.11MAC(626)，装置B(620)包括802.11MAC(624)、LTE PHY(621)、LTE RRC/MAC(623)、MRL控制实体(618)、MRL数据实体(670)、MRL管理实体(622)以及较高层(699)。

装置A(610)代表客户端节点(例如WTRU)以及装置B(620)代表基础设施节点(例如基站或者接入点)。作为WTRU发起的连接的示例，装置A(610)中的较高层(例如应用/传输/网络层)通过将配置请求(627)发送到MRL管理实体(612)而使用MRL实体发起通信。配置请求可以包括期望的QoS参数，该期望的QoS参数包括数据率、最大和期望延迟、误码率等等。从系统初始化开始，MRL管理实体(612)针对每一种RAT维持关于信道状况、负载、使用等的相关信息，并且使用这一信息来选择能够支持在配置请求中规定的需求的合适的RAT(显示为RAT选择(680))。MRL管理实体(612)使用特定于RAT的SAP(显示为至LTE RRC/MAC(617)的配置消息(632)以及至802.11MAC(626)的消息(633))并利用选择决定和所选择的下行链路和上行链路RAT来继续经由至MRL数据实体(614)的消息(629)和至MRL控制实体(616)的消息(631)进行配置。在情况802.11MAC(626)中，被配置作为上行链路RAT的RAT发起与其对等端802.11MAC(624)的关联，从而允许MRL管理层(612)在上行链路上发送配置消息(635)至其在装置B(620)上对等的MRL管理实体(622)。装置B(620)中的MRL管理实体(622)通过经由至LTE RRC/MAC(623)的消息(636)和经由至802.11MAC(624)的消息(637)来配置下行链路RAT并且触发连接建立(显示为关联(638))以完成初始配置。

在另一情况中，上行链路和下行链路连接建立两者均可以由用户装置发起，并且MRL配置在建立初始连接之后被中继。在两种情景中，连接建立消息可能需要携带附加信息以指示从每一种RAT请求的需要的连接方向。

参考图6，在装置A(610)处发起的用户平面上行链路帧(新的分组(640))被发送到MRL数据层(614)，该MRL数据层(614)经由消息(641)将该用户平面上行链路帧发送到所选择的RAT 802.11MAC(626)。帧(新的分组(640))使用802.11物理层协议通过空中(642)被发送到装置B(620)的802.11MAC(624)对等端。所述帧由802.11MAC(624)处理并且使用常规操作过程转发到较高层(699)，而且被接收作为用户数据(644)。应答帧(645)被发送到MRL控制实体(618)，该MRL控制实体(618)用MRL协议ID(630)封装应答，并且经由至LTE PHY(621)的消息(646)将该应答发送到与下行链路RAT(在这一示例中，为LTE)相关联的流。封装后的帧使用LTE传输机制通过空中被发送，并且在LTE PHY(619)处由上行链路接收，该LTE PHY(619)经由消息(648)将该封装后的帧发送到LTE RRC/MAC(617)。LTE RRC/MAC(617)识别MRL协议ID(630)，并且经由消息(649)将MRL协议ID(630)转发到MRL控制实体(616)。MRL控制实体(616)进行包括解封装(650)、并且将应答消息(651)转发到装置A(610)中的802.11MAC(626)以完成其帧传输。LTE还可以将物理层反馈信令(652)从LTE PHY(619)发送到对应的装置B(620)中的LTE PHY(621)，该物理层反馈信令(652)包括混合ARQ反馈和/或CQI信息以确保LTE物理层的合适的功能。

图7中描述了使用可见光和红外双工的另一实施方式。参考图7，红外栈具有以下敏感的组件：红外物理层规范(IrPHY)(710，720)、红外链路接入协议(IrLAP)(715，725)、红外链路管理协议(IrLMP)(730，735)。IrLAP(715，725)负责应答和流控制，并且随后将需要至MRL控制(740，745)的异常分支(hook)以发送和接收类似I帧和S帧(711)的反馈帧。

IrLAP(715，725)代表开放系统互联(OSI)参考模型的数据链路层(DLL)，并且提供接入控制、发现、连接建立和QoS参数的协商。所述IrLAP需要被恰当地配置成区分数据和控制帧并且用MRL协议标识符(750，755)来封装控制帧。进一步地，需要(利用来自MRL定时组件的咨询结果，在图7中未示出)确保满足了VLC反馈分组定时限制。如图7中所示，红外和VLC解决方案允许红外时隙被红外完全利用。IrLMP(730，735)结合MRL管理层(760，765)来管理对多个逻辑信道的调度和复用。

另一实施方式利用VLC和具有频谱聚合的LTE，并且显示在图8中。当需要附加带宽时，MRL通过使用替换频带以允许频谱利用率的增加和干扰的减轻。

参考图8，装置(例如无线发射/接收单元(WTRU))正在使用LTE作为用于控制和数据通信的双工信道。此外，通过使用VLC信道而在下行链路中提供附加带宽。如图8中的链路所示，UL-LTE继续提供用于VLC信道的反馈传输。这一实施方式说明了如何使用多RAT数据实体的复用/解复用功能来实现频谱聚合和业务卸载。来自较高层协议(805)的业务由MRL数据实体(810)基于来自MRL管理实体(825)的输入复用在两个RAT(LTE PDCP/RLC(815)和VLC MAC(820))中，其中考虑了包括负载平衡、资源可用性、信道状况等条件。并且，在这一示例中，初级(primary)RAT MAC(在这一情景中的LTE)在上行链路和下行链路两个方向均被示出，由此，来自初级RAT的反馈消息被直接发送到另一方向(830)的LTE MAC(835)。

图9显示了热点的另一使用情景，其中用于不同RAT的数据在LTE RLC/PDCP(920)处被分离。这一实施方式显示了在其架构中结合了次级RAT的LTE RAT，由此需要将由包括调度信息(信道接入时机和持续时间)、无线电资源控制(RRC)消息(例如，诸如信道带宽、速率和质量之类的传输和物理信道控制信息)等初级(LTE)控制消息供应的次级RAT资源块。还可能使用空传输信道(545)作为初级LTE RAT，即使用LTE RAT仅用于控制信令，而使用次级RAT用于发送/接收用户数据。较高层协议(905)发送业务到LTE PDCP/RLC实体(920)，该实体(920)将业务分离在LTE MAC(925)和VLC MAC(930)实体中。如果显示的装置是基站，则组合的LTE和VLC RAT在下行链路方向中使用，并且LTE(935)在上行链路方向中使用。用于VLC RAT的反馈消息通过使用MRL协议标识符(850)而被封装，并且在LTE信道上在上行链路上被发送。在基站处，封装后的反馈消息由MRL控制层(950)处理，并且被发送到VLC MAC(925)。假设普通操作用于HARQ反馈，协议反馈消息被直接从下行链路LTE-MAC(930)发送到上行链路LTE-MAC(940)。

实施例

1、一种用于多无线电接入技术(多RAT)通信的方法，该方法包括：

在第一无线电接入技术(RAT)上传送层2下行链路帧。

2、根据实施例1所述的方法，该方法包括：

在第二RAT上接收层2上行链路帧，其中所述第一RAT和所述第二RAT是不同的RAT。

3、根据实施例1-2中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

将用于经由所述第一RAT的传输的控制和反馈信息封装成数据分组。

4、根据实施例1-3中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

经由所述第二RAT传送所述数据分组。

5、根据实施例1-4中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

基于至少一个MRL协议标识符(ID)将控制消息封装在至少一个MRL协议帧中。

6、根据实施例1-5中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

在所述至少一个MRL协议帧上进行处理。

7、根据实施例1-6中任一实施例所述的方法，其中所述封装和解封装包括：

识别所述至少一个MRL ID；

基于所述至少一个MRL ID从所述至少一个MRL协议帧提取MRL控制帧；以及

经由至少一个服务接入点(SAP)将所述MRL控制帧发送到相关联的下行链路/上行链路RAT。

8、根据实施例1-7中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

在存在媒介接入控制(MAC)或者物理(PHY)层封装的分组的条件下，由MRL执行分组的直接转译。

9、根据实施例1-8中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

提供多RAT复用。

10、根据实施例1-9中任一实施例所述的方法，其中所述至少一个SAP包括用于传送或接收下列中的至少一者的接口：应答/非应答(ACK/NACK)、测量报告指示、授权，其中授权包括下列中的至少一者：时间、带宽、功率控制、上行链路缓冲器状态报告(BSR)、信道质量指示符(CQI)报告或者用户数据消息。

11、根据实施例1-10中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

基于一个或多个RAT的需求和假设来调度用户平面数据和反馈。

12、根据实施例1-11中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

维持定时器以协调RAT时间限制。

13、根据实施例1-12中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

基于所述定时器来维持UL RAT和DL RAT之间的同步和定时需求。

14、根据实施例1-13中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

提供选择决定，该选择决定基于包括下列中的至少一者的因素来作出：服务质量(QoS)需求、信道状况或者负载利用。

15、根据实施例1-14中任一实施例所述的方法，其中所述多RAT通信包括：

执行802.11RAT和长期演进(LTE)RAT双工。

16、根据实施例1-15中任一实施例所述的方法，其中所述双工包括：

经由活动上行链路(UL)连接在UL中传送LTE物理层信息。

17、根据实施例1-16中任一实施例所述的方法，其中所述多RAT通信包括：

执行可见光通信(VLC)RAT和红外RAT双工。

18、根据实施例1-17中任一实施例所述的方法，其中所述多RAT通信包括：

执行可见光通信(VLC)RAT和包括频谱聚合的长期演进(LTE)RAT双工。

19、根据实施例1-18中任一实施例所述的方法，其中所述多RAT通信包括：

包括次级RAT的长期演进(LTE)RAT。

20、根据实施例1-19中任一实施例所述的方法，该方法还包括：

建立空传输信道，其中在所述空传输信道上不携带数据，并且没有资源与所述空传输信道相关联。

21、根据实施例1-20中任一实施例所述的方法，其中所述空传输信道仅携带物理层控制和反馈信息。

22、根据实施例1-21中任一实施例所述的方法，该方法包括：

经由无线电接入技术(RAT)传送包括下列中的至少一者的信令：功率控制信令、应答/非应答(ACK/NACK)信令、信道质量指示符(CQI)或信道状态信息(CSI)信令，其中没有用户数据经由上行链路或者下行链路的RAT和RAT链路来传送。

23、根据实施例1-22中任一实施例所述的方法，其中初级RAT仅被用于控制信令。

24、一种无线发射接收单元(WTRU)，该WTRU包括：

上行链路(UL)和下行链路(UL)应用层。

25、根据实施例24所述的WTRU，该WTRU还包括：

UL和DL传输层。

26、根据实施例24-25中任一实施例所述的WTRU，该WTRU还包括：

UL和DL网络层。

27、根据实施例24-26中任一实施例所述的WTRU，该WTRU还包括：

MRL实体。

28、根据实施例24-27中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体包括：

UL和DL多无线电接入技术(RAT)层(MRL)，被配置成提供下列中的至少一者：至多个UL和DL信道的流的提取、作出关于监控和映射至RAT的服务的决定、或者定时管理。

29、根据实施例24-28中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体还包括：

第一MRL适配器，被配置成允许命令和数据被转发到耦合到依赖于第一技术的媒介接入控制(MAC)层的至少一个RAT。

30、根据实施例24-29中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体还包括：

第二MRL适配器，被配置成允许命令和数据被转发到耦合到依赖于第二技术的MAC层的至少一个RAT。

31、根据实施例24-30中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体还包括：

MRL数据层，被配置成提供多RAT复用，其中所述MRL数据层包括被配置成非对称寻址RAT能力的MRL数据实体。

32、根据实施例24-31中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体还包括：

MRL控制层，被配置成基于至少一个MRL协议标识符(ID)来处理MRL协议帧。

33、根据实施例24-32中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体还包括：

定时层，被配置成维持UL RAT和DL RAT之间的同步和定时需求。

34、根据实施例24-33中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体还包括：

管理层，被配置成提供选择决定，该选择决定基于包括下列中的至少一者的因素来作出：服务质量(QoS)需求、信道状况或者负载利用。

35、根据实施例24-34中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL实体还包括：

复用器和解复用器MRL补充层，被配置成创建用于所述MRL实体的提取层以允许数据通过一个或多个RAT来传输。

36、根据实施例24-35中任一实施例所述的WTRU，其中所述MRL控制层被配置成接收至少一个多RAT控制帧，并且在所述至少一个多MRL控制帧中执行处理和封装。

虽然本发明的特征和元素以特定的结合进行了描述，但本领域技术人员可以理解每个特征或元素可以单独使用或者与其他特征和元素结合使用。此外，这里描述的方法可以在由计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式结合在计算机可读介质中的。关于计算机可读介质的实例包括电子信号(通过有线或无线连接传送)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的实例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM磁盘和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。与软件相关联的处理器可以在射频收发信机中实施以在WTRU、UE、终端、基站、RNC或者任何主计算机中使用。