专利名称：用于蜂窝系统中最佳频谱利用的移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及在蜂窝系统中的无线电载波利用，并且特别涉及一种在非对称蜂窝系统中使用的移动终端。
背景在现在的竞争环境中，蜂窝系统运营商必须在不降低服务质量的情况下在其频谱上支持尽可能多的业务。而且，运营商必须给大范围的覆盖区域提供普通的业务，并且给较小的区域提供高度局部化业务，通常被称作“热点”。传统上，这通过具有一个分级或外层(overlay)/内层(underlay)小区结构被解决，所述小区结构中多个较小的皮或微小区在较大的宏小区的覆盖区域内被提供。通过在所述小区结构之间提供切换，小的小区将只在业务要求很高时、或者来自宏小区的覆盖范围是临界的，例如，在诸如机场、火车站和办公楼的一些室内场所中被需要。
传统上，诸如
图1中所示，使用外层/内层小区基础结构的运营商，为每个小区层使用不同的无线电通信载波以便减少在所述小区层之间的相互干扰。因为对于每个运营商相对大量的载波是可用的，所以对于更窄带蜂窝标准运营商来说这是一种普通技术。然而，当一个运营商只有两个或三个可用的载波对时，如在宽带CDMA(WCDMA)系统中，分配不同的载波对是困难的。结果，具有有限数量载波的运营商允许较低层或皮小区使用一些或全部被分配给较高或宏小区的上行链路和下行链路载波对。因此，运营商使用下列两种技术之一，(A)它们分配不同的上行链路和下行链路载波对给皮和宏小区或者(B)它们允许皮小区使用一些或全部被分配给宏小区的上行链路下行链路载波对。
在每个小区层中使用不同的上行链路/下行链路载波对的一个问题是它可能导致频谱的低效使用。例如，如果一个运营商只能接入少数几个载波对，例如，2个，则它们不得不减少它们的宏小区容量50％以便使用不同的载波对装入较低的/皮小区。因为一般这对于运营商是不可接受的，所以这些系统的运营商一般在基础结构的两个层中重用相同的载波对。只要在内层小区中的业务是低的，这就是可行的。
然而，内层小区业务可以干扰宏小区业务，并且随着渐增的小区业务，内层小区业务可以逐渐减少宏小区的容量超过一个可接受的水平。随后，从容量的观点看，运营商以概念A结束，也就是，正被内层小区使用的载波对对于宏小区将或多或少是无用的。一种用于在这样的系统中为外层/内层基础结构改进宽带RF载波利用并且通常用于非对称宽带数据服务的方法在题为“Flexible Carrier Utilization(可弯曲的载波利用)”的共同未决的申请No.＿＿中被提供，其全部内容在此合并作为参考。
与分配一个频率对相对，所述共同未决的申请的技术通过分配一个额外的频带，例如一个额外的上行链路给内层小区来改进宽带RF载波利用。然而，这样一种系统解决方案需要一个移动终端在必要时能够使用可变的双工，也就是不成对的UL和DL。
在非对称蜂窝系统，例如WCDMA中，从移动终端到基站的链路，即上行链路以及从基站到移动终端的链路，即下行链路(DL)，依据调制、时隙格式、交织以及编码而不同。而且，在UL和DL之间的频率距离对于所有的UL和DL对都是恒定的(即，它们在固定的双工模式中工作)。这意味着所述上行链路和下行链路频带具有固定的频率分隔，并且如果所述链路之一被移动到另一个频率，则另一个链路也被移动以便保持固定的频率分隔。这会导致如上面讨论的频谱利用问题，因为在上行链路中的变化将导致在下行链路中的变化并且反之亦然。然而，如上面讨论的，容量问题可以在所述上行链路而不是在所述下行链路中存在。在其它的情况中，可能是所述DL首先有容量问题，同时所述UL能够处理当前的业务。因此，需要一种方法和设备能够解决这样一个问题，也就是与电信系统的一个链路有容量问题同时对应的链路没有容量问题。
发明概述本发明通过提供一种能够在具有不同的双工频率分隔距离的载波之间提供切换的方法和设备解决了上述问题。
通过提供在必要时能够使用不成对的上行链路和下行链路载波对的移动终端来达到这个目的。这使得可能在使用非对称上行链路和下行链路的蜂窝系统中大大增加频谱利用(容量)。
附图简述通过结合附图阅读详细描述，将理解本发明的目的和优点，其中图1表示一种能够使用本发明的设备的典型覆盖网络；图2表示根据本发明的一个移动终端的框图；图3表示根据本发明的一个实施方案的一个切换的流程图；图4表示根据本发明的另一个实施方案的一个切换的流程图；图5表示根据本发明的另一个实施方案的一个切换的流程图；以及图6表示根据本发明的另一个实施方案的一个切换的流程图。
发明详述本发明的各种特征将根据附图被描述，其中相同的部分被用相同的参考字符标识。
在下列描述中，为了解释而不是限制，诸如特殊的步骤、算法、技术、电路等等的特定细节被陈述，以便提供一种本发明的全面理解。然而，本发明可以在违背这些特定的细节的其它实施方案中被实践，这对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见。在其它的实例中，众所周知的方法、设备和电路的详细描述被省略以便由于不必要的细节而影响本发明的描述。
现在，将结合多个典型的实施方案更详细地描述本发明的这些和其它方面。为便于本发明的理解，本发明的很多方面根据将被计算机系统或设备的元件执行的动作顺序被描述。在每个实施方案中，各种动作可以通过专用的电路、通过被一个或多个处理器执行的程序指令、或者通过两者的结合被执行，这点将被认识到。因此，本发明的各个方面可以被以很多不同的形式表达，并且所有这样的形式被预期在本发明的范围内。
根据本发明的移动终端或用户设备(UE)在一些情况下可以只移动在频率中的通信链路之一。这意味着UE可以用可变的双工操作，也就是，在上行链路和下行链路之间的频率分隔在某些情况下可以被改变。因此，根据本发明的UE可以用固定的和可变的双工操作。这允许UE在不必移动另一个链路的情况下移动所述链路之一。通过给UE提供允许所述UE在固定的和可变的双工之间切换的逻辑来达到这个目的。
图2表示根据本发明的一个UE的框图。UE的接收机部分包括一个把被接收的信号向下变换成基带信号(RX BB信号)的前端接收机(FeRX)204和一个解码所述基带信号(RX BB信号)的基带解码器206(RXBB)。UE还包括一个产生将被UE发送的符号和脉冲形状滤波器信号的编码器212(TX BB)，和把基带TX信号向上变换成用于天线202传输的无线电信号的前端发射机(Fe TX)210。而且，UE包括允许UE在固定的和可变的双工之间切换的逻辑208。
逻辑208改变由参考频率fFx和fTx代表的双工距离。具有固定双工的已知系统只需要一个既供应给发射机(Fe TX)又供应给接收机(FeRX)的参考频率，这是因为在上行链路和下行链路频率(fTx、fFx)之间的距离d对于全部载波对是固定的。结果，只要知道所述频率之一(fFx或fTx)和固定的距离，就可以确定中频。然而，这在双工距离不固定的系统中是不可能的。因此，根据本发明的UE的逻辑208基于例如被从所述基站发信号通知并且在解码器206(RX BB)被解码的信息来改变双工距离。
根据本发明的一个实施方案，如在图3和4的流程图中所示，由于小区内的容量问题，UE能够变成可变的双工操作。例如，通过检测代码树被完全地使用或者在系统中的干扰级别是高的，容量问题可以被基站检测。虽然所述容量问题被基站最有效地检测，但是UE也可以通过检测高干扰级别或者想要的数据率通过基站被变成较低的数据率来检测这样的问题。如果基站检测到所述问题，则它发信号通知UE应该启动所述上行链路或下行链路到另一个上行链路或下行链路频带的切换。如果UE检测到所述问题，则它发送一个请求到所述基站，以便被允许把所述链路移动到另一个频带。在两种情况下，未被移动的链路继续操作。
图3表示其中基站确定在所述上行链路频率中存在一个问题的情况的流程图。如步骤301中所示，在BS和UE之间的传输在一个上行链路频率载波UL1和一个下行链路频率载波DL1上出现。在步骤303，BS检测到一个问题，例如关于在UL1上的容量问题。如上面讨论的，所述基站可以通过监控小区内的干扰级别或者通过检测代码树被完全地使用来检测容量问题。随后在步骤305，所述基站确定一个新的上行链路频率UL2。随后在步骤307，从上行链路频率UL1到上行链路频率UL2的UE上行链路传输的切换被启动，同时UE的下行链路传输保持不变。如步骤309中所示，一旦切换完成，则在BS和UE之间使用上行链路频率UL2和下行链路DL1执行传输。
图4表示其中所述基站确定在上行链路频率中存在一个问题的情况的流程图。如在步骤402中所示，在BS和UE之间的传输在一个上行链路频率载波UL1和一个下行链路频率载波DL1上出现。在步骤404，BS检测一个问题，例如关于在DL1上的容量问题。随后在步骤406，所述基站确定一个新的下行链路频率DL2。随后在步骤408，从下行链路频率DL1到下行链路频率DL2的UE的下行链路传输的切换被启动，同时UE的上行链路传输保持不变。如步骤410中所示，一旦切换完成，则在BS和UE之间使用上行链路频率UL1和下行链路DL2执行传输。
在关于图3和4被讨论的移动上行链路/下行链路频带的过程期间，未被移动的下行链路/上行链路频带继续操作。在未被移动的链路中继续操作的收获是达到较高的吞吐量。这可能涉及诸如功率控制这样的闭环过程需要在开环模式中操作直到在新的上行链路频带中的连接被建立。
根据本发明的另一个实施方案，由于启动从一个宏小区切换到一个室内皮小区，UE可以变成可变的双工操作，其中在所述皮小区中，在上行链路和下行链路对之间的频率分隔是可变的，这在上面讨论的共同未决的申请中被描述。
图5表示一个其中UE被从宏小区1切换到皮小区2的情况的流程图，其中小区2的上行链路和下行链路频率载波使用不同的双工频率分隔距离。如在步骤501中所示，在小区1的基站BS1和UE之间的传输在一个上行链路频率UL1和一个下行链路频率DL1上出现。在步骤503中，确定需要到小区2的基站2的切换。在步骤505中，从小区1频率UL1到小区2频率UL2的上行链路的硬切换被启动。随后在步骤507，从小区1频率DL1到小区2频率DL1的下行链路的软或硬切换被启动。如在步骤509中所示，一旦切换完成，则在UE和小区2的BS2之间使用UL2和DL1执行传输。
图6中的流程图表示的情况是执行从小区1到小区2的切换，同时下行链路频率改变。如在步骤602中所示，在小区1的基站BS1和UE之间的传输在一个上行链路频率UL1和一个下行链路频率DL1上出现。在步骤604中，确定需要到小区2的基站BS2的切换。在步骤606中，从小区1频率UL1到小区2频率UL1的上行链路的硬切换被启动。随后在步骤608，从小区1频率DL1到小区2频率DL2的下行链路的硬切换被启动。如在步骤610中所示，一旦切换完成，则在UE和小区2的BS2之间使用UL1和DL2执行传输。
本发明已经参考特殊的实施方案被描述。然而，以不同于上面描述的那些优选实施方案的特定形式表达本发明是可能的，这对于那些本领域的技术人员是显而易见的。这可以在不违背本发明的精神的情况下进行。
例如，可以出现这样的情况，当需要切换到另一个小区时，在相同的小区内，上行链路和下行链路载波频率都被移动到具有新的双工距离的频率。而且，需要转换到可变的双工系统的信息可以通过广播信道被发送，这在以上论述的共同未决的申请中被讨论。因此，优选实施方案仅仅是说明性的并且无论如何不应该被认为是限制性的。本发明的范围通过附加的权利要求书而不是前面的说明书被给出，并且落在权利要求书范围内的全部变化和等价物都被包含在其中。
权利要求
1.一种在第一基站和移动终端之间切换通信到第二基站的方法，所述方法包括在第一频率载波上发送信息到所述第一基站；在第二频率载波上从所述第一基站接收信息；检测到需要从第一基站切换到第二基站；接收关于在与第二基站有关的第三频率载波和第四频率载波之间的双工间隔距离的信息；在第三频率载波上发送信息到第二基站；以及在第四频率载波上从第二基站接收信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第三频率载波是相同的并且所述第二和第四频率载波彼此不同。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第三频率载波彼此不同并且所述第二和第四频率载波是相同的。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一、第二、第三和第四频率载波彼此不同。
5.如权利要求1所述的方法，其中关于双工间隔距离的信息在来自第二基站的消息中被提供。
6.如权利要求1所述的方法，其中关于双工间隔距离的信息被包括在一个邻近小区列表中。
7.一种在一个基站和移动终端之间从第一载波对切换通信到第二载波对的方法，所述方法包括通过第一载波对在所述基站和移动终端之间发送信息，其中所述第一载波对包括第一上行链路频率和第一下行链路频率；检测到需要从所述第一载波对切换到第二载波对；接收关于第二载波对的频率分隔的信息；以及通过第二载波对在所述基站和移动终端之间发送信息，其中所述第二载波对包括第二上行链路频率和第二下行链路频率。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一上行链路频率和第二上行链路频率是相同的并且所述第一下行链路频率和第二下行链路频率彼此不同。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述第一下行链路频率和第二下行链路频率是相同的并且所述第一上行链路频率和第二上行链路频率彼此不同。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述移动终端检测从第一载波对到第二载波对的切换被需要。
11.如权利要求7所述的方法，其中所述基站检测从第一载波对到第二载波对的切换被需要。
12.一种在电信系统中使用的移动终端，其中信息在一个基站和一个移动终端之间通过多个载波对之一被发送，第一载波对包括第一上行链路频率和第一下行链路频率，所述移动终端包括一个通过多个下行链路频率接收信号的接收机；一个通过多个上行链路频率发送信号的发射机；以及被配置成根据被从所述电信系统接收的信息确定所述上行链路和下行链路频率对将被所述接收机和发射机利用的逻辑装置。
13.如权利要求12所述的移动终端，其中所述信息在所述相同的电信系统内被发送和接收。
14.如权利要求13所述的移动终端，其中所述信息通过一个广播信道被接收。
15.如权利要求12所述的移动终端，还包括被配置成在相同的电信系统中检测从所述第一载波对到第二载波对的切换的逻辑装置，其中所述第一载波对和所述第二载波对具有不同的双工频率分隔距离。
16.如权利要求12所述的移动终端，还包括被配置成在相同的电信系统中执行从所述第一载波对到第二载波对的切换的逻辑装置，其中所述第一载波对和所述第二载波对具有不同的双工频率分隔距离。
全文摘要
一种在不同的双工频率分隔距离之间提供切换的方法和设备被提供。一个移动终端被配置在固定的和可变的双工中操作。必要时，用不成对的上行链路和下行链路频率载波对操作的能力使得在使用非对称上行链路和下行链路的蜂窝系统中例如在WCDMA系统中大大增加频谱利用(容量)成为可能。
文档编号H04W16/00GK1605220SQ02824430
公开日2005年4月6日 申请日期2002年12月5日 优先权日2001年12月7日
发明者K·希尔图宁, B·林多夫, J·尼尔松, T·帕莱纽斯, D·阿克尔贝里 申请人:艾利森电话股份有限公司