对不同中继链路使用不同收发机的中继节点切换的制作方法

专利名称：对不同中继链路使用不同收发机的中继节点切换的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及中继增强型无线电信网络的技术领域。尤其是，本发明涉及可 以从蜂窝电信网络的第一(源)基站切换到第二(目标)基站的中继节点。此外，本发明 涉及一种用于准备将中继节点从第一基站切换到第二基站的方法。
背景技术：
对于长期演进(LTE)电信网络，并且特别对于LTE增强型电信网络，中继节点(RN) 的使用被看作是一种工具以用来改善例如(a)高数据速率的空间覆盖范围，(b)用户设备 (UE)的群组移动性，(c)临时性的网络部署，(d)小区边缘上的数据吞吐量和/或(e)电信 网络的新区域中的覆盖范围。中继节点通过基站(BQ无线地被连接到无线接入网(RAN)。这个基站通常被称为 施主基站并且由施主基站定义的电信网络的相应小区被称为施主小区。依赖于中继策略， RN可以(a)是施主小区的一部分或者(b)控制它本身的小区。在RN控制它本身的小区情况下，RN控制一个或几个小区。进一步，在RN控制的 每个小区中提供独特的物理层小区标识。用户设备典型地将中继节点看作普通的BS，它在 LTE中被称为进化的NodeB (eNB)。在两跳中继部署情况中，其中UE经由恰好一个RN连接到施主基站，在中继节点和 施主基站之间的无线链路被称为中继链路并且在中继节点和中继节点覆盖范围下的用户 设备之间的无线链路被称为接入链路。对于控制它自身小区的中继节点来说，该中继节点 能够被看作具有自回程功能的微小型基站。中继链路用来传输发往和/或来自无线接入网 络的回程通信量。接入链路用来为小区下的用户设备提供覆盖范围。与大区基站相比，典 型地中继节点的空间覆盖范围典型地更小，服务的用户设备数量更少，接入链路中的无线 信道状况更好，并且每个用户设备实现的峰值数据吞吐量更高。由于中继节点的覆盖区域是小的，更多的中继节点将必须被部署在大的区域中。 从而，具有自组织能力的中继节点将有助于减少安装和操作花费。这样的中继节点是具有 接入功能和自回程功能的混合设备。因此，中继节点的自组织特征有两个方面(a)中继链 路的自组织和(b)接入链路的自组织。中继链路的自组织意味着中继节点自动地选择施主基站。在目前中继链路是糟糕 的情况下，中继节点能够重新选择允许更好无线信道状况的新施主基站。新施主基站的这 种重新选择被称为中继节点切换(H0)。接入链路的自组织意味着中继节点的覆盖区域和接 入能力能够根据目前需求而改变并且提供优化性能。已知的中继节点被配备一个无线电收发机，它用于在中继节点和施主基站之间延 伸的中继链路。可替换地，用于中继链路的无线电收发机可以附加地与接入链路共享。结 果，中继节点仅能够同时与一个施主基站建立中继链路。这主要引起两个问题问题1 在这样的情况，也就是中继节点在它能够开始从源基站分离之前中继节 点从旧的源(施主)基站切换到新的目标(施主)基站的情况下，中继节点不得不执行与
4目标基站的必要接入程序。在切换周期期间，中继链路中的回程通信量传输被暂停，并且源 基站需要缓存该回程通信量，并使用在源和目标基站之间延伸的所谓X2接口来传输相应 的数据分组到目标基站。缓存的回程通信量将在切换成功完成后被目标基站重传到中继节 点。然而，这样已知的中继节点切换程序具有缺点，即它引起对于回程通信量的附加的长延 迟，并且影响无线数据通信量的端到端的服务质量OioS)，尤其是实时服务的QoS。问题2 为了支持中继链路的自组织，无线信道质量测量通常扮演关键的角色。通 过这样的测量，中继节点能够收集重要的信息，比如信道状态信号强度和/或在中继节点 和中继节点周围的施主基站之间的干扰强度。当中继节点为不同的中继链路中的不同频率 执行这样的测量时，施主基站将不得不暂停它的回程传输，这将减少数据吞吐容量。另外， 如果施主基站和中继节点都位于固定位置时，中继节点可能采用中继链路中的窄束方向天 线以便增加信号强度并且减少干扰。这意味着当中继节点测量在中继节点和定位在其他方 向中的候选目标基站之间延伸的无线链路的无线信道质量时中继节点需要操纵它的天线 方向。这可能增加测量时间，即使源基站和候选目标基站操作于同一个载频上。上面提到的两个问题将严重地影响中继链路的数据吞吐能力。不同于UTRAN到用 户设备(Ue)的接口，它被定义在用户设备和服务基站之间，并且它承载用于仅仅单个用户 设备的通信量，中继链路将典型地承载用于与特定中继节点连接的所有用户设备的回程通 信量。因此，中继链路中的不稳定性将影响所有这些用户设备的性能。因此，中继链路与接 入链路相比应该更加可靠，该接入链路相应地承载仅仅单个用户设备的数据通信量。这需要改善在中继节点和不同可能施主基站之间的远程通信内延伸的中继链路 的稳定性。

发明内容
此需要可以通过如独立权利要求所述的主题得到满足。本发明的优选实施例是通 过从属权利要求来描述的。根据本发明的第一方面，提供用于无线电电信网络的中继节点。所提供的中继节 点包括(a)第一收发机，其适用于操作在第一操作模式中，其中回程数据通信量经由在中 继节点和第一基站之间延伸的第一中继链路被传递，所述第一基站代表中继节点的源接入 点(b)第二收发机，其适用于操作在第二操作模式中，其中在中继节点从第一基站切换到 代表中继节点的目标接入点的第二基站的准备中，经由在中继节点和第二基站之间延伸的 第二中继链路来执行接入程序。所描述的中继节点(RN)是建立在这样的想法上，即如果中继节点具有最少两个 独立的收发机一它们都被分配用于在中继节点和至少第一和第二基站(BS)之间延伸的中 继链路，中继节点切换(HO)能够以十分有效的方式完成。在中继节点切换程序中，第一基 站是源基站并且第二基站是(候选)目标基站。因为切换程序和回程数据通信量的传递能 够被同时执行，因而能够实现尤其关于数据吞吐量的高效率。结果，与对于不同的中继链路 配置仅仅一个收发机的已知中继节点的切换程序相比，存在更短的时间间隙，在该间隙期 间，回程数据通信量不得不被暂停。这导致了有利结果就是在切换准备期间有更少的数据 量将缓冲在第一(源)基站上。一般来说，描述的中继节点对于中继链路传输被提供两个不同的收发机。第一收发机可以被预期为活动收发机，其用于连接中继节点与第一(源)基站以用于回程数据通 信量传输。第二收发机可以被预期为备用收发机，因为它可以仅仅被用于当考虑了从第一 (源)基站到第二(目标)基站的中继节点切换时的切换准备。当备用(第二)收发机执 行对目标基站的切换接入程序时，同时，活动(第一)收发机仍然经由运行的第一中继链路 来保持与源基站的回程数据通信量传输。在所描述的中继节点中，多收发机可以被仅仅用于(a)减少切换和测量时间(对 于切换准备)和/或(b)增加中继链路的可靠性。仅在短短的时刻期间，中继节点可以使 多于一个中继链路保持在无线资源控制(RRC)连接状态中。然而，这将典型地不会过多影 响网络体系结构。根据本发明的实施例，第一收发机适用于以第一载频操作，并且第二收发机适用 于以第二载频操作。从而，第一载频不同于第二载频。这可以提供的优势就是如果第一源基 站与第二目标基站相比操作在不同的载频上，有效的中继节点切换程序同样能够被执行。根据本发明的进一步实施例，第一方向天线方向图与第一收发机相关联以及第二 方向天线方向图与第二收发机相关联。由此，所述第一方向天线方向图与所述第二方向天 线方向图在空间上是不同的。这可以提供的优势就是通过部署波束成形技术，第一收发机 发出的辐射能够被空间定位朝向第一基站和/或第二收发机发出的辐射能够被空间定位 朝向第二基站。这也适用于接收情况，由此第一收发机的灵敏度对于来自第一基站被定位 的位置的辐射能够被增加。相应的，第二收发机的灵敏度对于来自第二基站被定位的位置 的辐射能够被增加。换句话说，通过应用波束成形技术，第二基站可以被定位在由第一活动收发机的 天线方向不直接地指向的方向中。在这方面中，提到波束成形是已知的信号处理技术，它能够被用在对于方向性信 号传输或接收的天线阵列中。因此，通过使用自适应的，交换的或者固定的接收/传送波束 方向图实现空间的选择性。与无向接收/传输相比的改善被称为是接收/传送增益。根据本发明的进一步实施例，中继节点进一步包含共用天线，它被分配给第一收 发机和第二收发机。这可以提供的优势是中继节点能够仅仅使用一个天线来实现，这个天 线被第一和第二收发机二者使用。这里提到，共用天线可以包含一个或更多的天线元件。当使用不同天线元件(其 被馈送同一无线电信号，然而具有不同的合适相移)时，以上描述的波束形成可以被实现。 再有，这也适用于接收情况，其中接收无线电信号的灵敏度在空间上不均勻的。根据本发明的进一步的实施例，中继节点进一步包含(a)分配给第一收发机的第 一天线以及(b)分配给第二收发机的第二天线。因此，第一天线是不同于第二天线的。如 果第一和第二收发机以不同的空间方向天线方向图操作，这可以特别有利的。根据本发明的进一步实施例，第二收发机进一步被适用于在另外第一操作模式中 操作，其中回程数据通信量经由在中继节点和第二基站之间延伸的第二中继链路被传递， 在从第一基站到第二基站的切换已经完成之后所述第二基站代表中继节点的另外源接入 点ο这可以意味着在第二备用收发机接入第二(目标)基站并且切换已经被成功完成 后，第二初始备用收发机可以代表活动收发机。这可以提供的优势是在成功完成切换之后不需要释放或终止在第二收发机和第二基站之间的连接。—般来说，在完成切换之后旧的备用收发机将成为新的活动收发机并且将在新的 中继链路中与目标基站交换回程数据通信量。根据本发明的进一步的实施例，第一收发机进一步被适用于在另外第二操作模式 中操作，其中在中继节点从第二基站到代表中继节点的另外目标接入点的第三基站的进一 步切换准备中，经由在中继节点和第三基站之间延伸的第三中继链路来执行另外接入程序。这可以意味着在第二备用收发机成功地接入第二(目标)基站后，活动收发机将 离开初始源基站并且成为新的备用收发机用于为中继节点准备进一步的切换。在这方面中，提到的是除了第二基站之外，第三基站可以是电信网络中的任意基 站。特别的，(a)第三基站可以不同于第一和第二基站或者(b)第三基站可以是第一基站。 后者意味着相对于第一切换，第二切换具有相反的方向，即中继节点从第二基站切换到第 一基站。根据本发明的进一步的方面，提供用于准备将中继节点从蜂窝电信网络的第一基 站切换到第二基站的方法，其中所述中继节点包括第一收发机和第二收发机。所提供的方 法包括(a)在第一操作模式中对第一收发机操作，其中回程数据通信量经由在中继节点 和第一基站之间延伸的第一中继链路被传递，所述第一基站代表中继节点的源接入点，以 及(b)在第二操作模式中对第二收发机操作，其中在中继节点从第一基站切换到代表中继 节点的目标接入点的第二基站的准备中，经由在中继节点和第二基站之间延伸的第二中继 链路来执行接入程序。描述的方法同样是基于这样想法，S卩如果包括两个独立的收发机——它们都被分 配用于在中继节点和至少第一和第二基站BS之间延伸的中继链路，中继节点切换(HO)能 够以十分有效的方式完成。在中继节点切换程序中，第一基站是源基站并且第二基站是 (候选)目标基站。特别关于数据吞吐量的高效率能够被实现，因为切换准备和回程数据通 信量的传送能够被同时执行。这里指出的是描述的方法也可以以相应的方式应用在用户设备从第一无线电接 入点到第二无线电接入点的切换准备中，其中用户设备包含有两个无线电收发机和/或双 工无线电收发机。因此，第一无线电接入点可以是第一基站或者第一中继节点。相应的，第 二无线电接入点可以是第二基站或者第二中继节点。因此，关于所述中继节点的如上所述 在活动收发机和备用收发机之间的相互影响可以应用同样的概念。根据本发明的实施例，经由第二中继链路执行的接入程序包含执行测量程序，这 与中继节点从第一基站到第二基站的切换决定相关。中继节点可以特别地被第一基站配置来执行合适的测量程序。接收相应的配置消 息，中继节点就能够开始第二无线电收发机来测量无线电小区，所述无线电小区操作在与 源小区或服务小区各个的第一基站的传输相平行的不同频率上。这可以提供的优势是在频 率间测量期间的测量间隔能够被完全地避免或者能够至少被显著地减少。根据本发明的进一步的实施例，该方法进一步包含将中继节点配置有第一收发机 和第二收发机的事实通知给第一基站。这可以提供的优势是基站可以采用以下的切换程序 来产生以上描述的有效切换程序能够被执行的事实。如果电信网络包含不同类型的中继节点其中至少一个中继节点配置有两个如上所述的收发机时这特别有优势。因此，依赖于各 自中继节点的能力，基站可以为传统的中继节点切换或上面描述的改善的从对不同中继链 路有用的两个收发机中获益的中继节点切换程序做准备。优选的，基站被中继节点直接通知。这能够比如与测量报告一起和/或在该测量 报告内实现，该测量报告从中继节点传送到第一基站并且其中中继节点报告给第一基站， 尤其是在中继节点和第一基站之间延伸的无线电信道的质量。可选择的，表明存在两个收发机的中继节点的能力可以经由中继节点能力传递消 息从中继节点报告给第一基站，这可以被第一基站请求。根据本发明的进一步的实施例，该方法进一步包含在执行与第二收发机的接入程 序期间通知中继节点第一基站经由第一收发机继续服务中继节点。这可以提供的优势就是 中继节点将被通知这样的事实就是第一基站知道中继节点的改善能力。因此，中继节点从 第一基站到第二基站的可靠切换能够被实现。换句话说，利用相应通知信令，中继节点被通 知(例如被第一基站)中继节点应该保持它的第一收发机活动。响应于提供给中继节点的该信息，中继节点可以与第一基站继续数据分组传输。 同时，第二或者备用收发机能够执行对第二(目标)基站的同步。根据本发明的进一步的实施例，该方法进一步包含(a)将中继节点从第一基站切 换到第二基站，(b)将切换完成消息从第二基站传送到第一基站表明切换已完成，以及(C) 从第一基站转发数据到第二基站，所述数据已被寻址到中继节点140，240且其已经被缓冲 在第一基站110，210上。这可以意味着切换完成消息可以扮演用于开始从各自的第一源基 站到各自的第二目标基站转发所缓冲的数据的触发器。根据本发明的进一步的实施例，该方法进一步包含使至少有关在中继节点和第一 基站间延伸的第一中继链路的第一收发机不活动。这可以提供的优势是第一收发机的操作 能够至少部分地被缩减，如果在一次成功的切换后第一中继链路的服务将不被需要。因此， 中继节点的能量消耗可以被有效地减少。在这方面中，提到的是在中继节点上，在指明RRC连接重新配置完成的相应消息 已经被发送到第二基站后预定时间间隔可以被定义。如果没有数据分组通过之前的第一收 发机递送到和/或来自于第一基站，或者预定时间间隔期满，第一收发机可以被关闭或者 第一接收机的操作可以至少被缩减。根据本发明的更进一步的方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储了计算机 程序用于准备将中继节点从蜂窝电信网络的第一基站切换到第二基站。该计算机程序当被 数据处理器执行时适用于控制或执行以上描述的切换准备方法。计算机可读介质可以通过计算机或者处理器读出。计算机可读介质可以是，举例 为但不局限为，电的，磁的，光的，红外线的或者半导体的系统，设备或传输介质。计算机可 读介质可以包含至少一个以下媒体计算机分布介质，程序存储介质，记录介质，计算机可 读存储器，随机访问存储器，可擦除可编程只读存储器，计算机可读软件分布包，计算机可 读信号，计算机可读电信信号，计算机可读打印设备，计算机可读压缩软件包。根据本发明的进一步的方面，提供了程序元件用于准备将中继节点从蜂窝电信网 络的第一基站切换到第二基站。程序元件，当被数据处理器执行时，用于控制或执行以上描 述的切换准备方法。
程序元件可以以任何合适的编程语言例如JAVA、C++被实现为计算机可读指令 码，并且可以被存储在计算机可读介质上(移动硬盘，易失性或者非易失性存储器，嵌入式 存储器/处理器，等)。指令码操作时用来编程计算机或者任何其他可编程的设备来执行预 期的功能。程序元件可以从网络中，比如万维网中得到，可以从其中下载。本发明可以通过对应计算机程序的软件方式来实现。然而，本发明同样可以通过 一个或更多特定的电子电路对应的硬件方式来实现。此外，本发明同样以混合形式实现，例 如，以软件模块和硬件模块的组合形式。需要指出的，本发明的实施例已经参照不同的主题被描述。尤其，一些实施例是参 照设备类型的权利要求来描述的而其他的实施例是参照方法类型的权利要求来描述的。然 而，本领域技术人员将从上述以及下面的描述获悉除非其他通知，除了属于一种类型主题 的特性的任意组合之外涉及不同主题的特性之间特别是产品类型权利要求的特性和方法 类型权利要求的特性之间的任意组合被认为在本发明中公开。上面定义的方面和本发明的进一步的方面在下文所述实施例的示例中显而易见 并参照这些实施例的示例来解释。本发明将在下文中参照实施例的示例被详细描述但本发 明不局限于此。


图1示出了电信网络，其中中继节点的第一无线电收发机用于与第一基站来传送 和接收回程数据并且同时中继节点的第二无线电收发机用来准备将中继节点从第一基站 切换到第二基站。图2示出根据本发明的信令图解以及用于在中继节点切换中启动多收发机特性 的相应切换相关测量程序。图3a到3d说明了从用于不同中继链路的两个收发机中获益的中继节点切换情况。
具体实施例方式附图中的说明是示例性的。图1示出了电信网络100，它包含两跳中继部署情况。其中，中继节点(RN) 140通 过第一中继链路111连接第一基站(BQ110。中继节点140目前服务三个用户设备，它们定 位在中继小区141中。第一用户设备(UE) 150通过第一接入链路151连接中继节点140，第 二用户设备160通过第二接入链路161连接中继节点140并且第三用户设备170通过第三 接入链路171连接中继节点140。中继节点140包含两个无线电收发机，第一无线电收发机142和第二无线电收发 机144。进一步，根据这里描述的实施例，中继节点140包含两个天线，第一天线143和第二 天线145。第一天线被指定给第一无线电收发机142并且第二天线145被指定给第二无线 电收发机144。然而，这里提到，中继节点140同样能够被配置有仅仅一个天线或者多于两 个天线。进一步的，中继节点140可以被配置多于两个无线电收发机。在图1说明的操作状态中，第一无线电收发机142是活动的且维护所有回程数据 通信量，这些回程数据通信量通过第一中继链路111被传送(在上行链路(UL)方向和/或在下行链路(DL)方向)。第二无线电收发机144是备用收发机，它可以在中继节点140的 大部分操作时间期间被关闭。然而，例如当中继节点140认识到第一中继链路111的信道质量恶化和/或在中 继节点140和第二基站120之间延伸的第二中继链路121的质量优于第一中继链路111的 信道质量时，备用收发机144将成为活动的，并且开始向第二基站120的接入程序。这个接 入程序可以被看作是中继节点140从第一基站110到第二基站120的切换准备中的一部 分。当然对于中继节点140从第一基站110到第三基站130的可能切换是同样适用，该第 三基站130可以通过第三中继链路131连接中继节点140。这里提到，所描述的接入程序能够通过第二无线电收发器144在第一无线电收发 机142仍然忙于通过第一中继链路111处理通常的回程数据通信量的时间间隔内被执行。 因此，在中继节点切换的情况下，去往和/或来自不同的用户设备150，160，170的数据通信 量不得不被暂停仅仅很短的时间周期。结果是，关于数据吞吐能力，电信网络100的效率， 并且特别是中继链路111和121的效率能够通过使用中继节点140极大地被加强，该中继 节点包含分别用于中继链路111和121的两个独立的无线电收发机142和144。当中继节点140执行从第一(源)基站110到第二(目标)基站120的切换时，在 目标基站120为其中继链路传输使用不同的频率和/或目标基站120位于活动收发机142 的天线143不直接指向的方向的情况下，备用收发机144将执行到目标基站120的接入程 序，同时活动收发机142仍然保持通过中继链路111与源基站110的回程通信量传输。在 备用收发机144成功地接入目标基站120后，活动收发机142将离开源基站110并且成为 新的备用收发机。一般来说，旧的备用收发机将成为新的活动收发机并且通过新的中继链 路与目标基站交换回程通信量。图2示出根据本发明的信令图解以及用于在中继节点(RN)切换中启动多收发机 特性的相应切换(HO)相关测量程序。信令图解在所谓的交易流程图中被说明，其中涉及以 下网络元件中继节点对0，第一源基站210，第二目标基站220，移动管理实体(MME) 280和 服务网关观2。基站210，220可以例如是E-UTRAN中演进的节点B。基站210，220能够与其他网 络元件比如其他基站或者另外中继节点经由无线接口或者经由有线接口来通信。在不同基 站之间的通信连接被称为E-UTRAN规范中的X2接口。在不同基站之间的通信还能够通过 Sl接口来发生，Sl接口将两个基站都连接到服务网关并且因此彼此之间不直接连接。在图2中使用的分类中，信号图解被细分为三个阶段。在第一阶段291期间，中继 节点240是与第一基站210连接的无线资源控制(RRC)。在第二阶段292期间，中继节点 240是连接到第一基站210的RRC以及使用空闲连接连接到第二基站220的RRC。在第三 阶段293期间，中继节点240是连接到第二基站220的RRC。在蜂窝电信网络中，图2中没有描述的用户设备，可以是移动终端，它们在空间移 动。运动的终端可以对电信网络引入另外的要求。连接可以按照需求建立且当它们不被需 要以后，资源可以被释放。因为用户设备可能由于它的运动而被转移到其他小区，服务网络 元件(基站以及，如果适用，中继节点)，可以交换关于对应用户设备的运动的信息。移动管 理实体(MME) 280和无线资源控制(RRC)层一起处理在所涉及的网络元件之间的信息的这 样交换。移动管理实体280可以维护，举例来说，在目标基站220上资源的准备，分配用户设备给新的无线资源，非接入信令，跟踪区域列表管理，漫游，认证和/或从源基站210处释 放资源。换句话说，移动管理实体280充当用于移动用户设备连接的锚定点。进一步，基站 210，220可以逻辑地连接到移动管理实体观0。基站210，220和移动管理实体280之间的 接口称为E-UTRAN规范中的Sl接口。移动管理实体280是在长期演进(LTE)中的演进的 分组核心(EPC)的一部分。服务网关282可以被包含在诸如LTE中演进分组系统(EPS)这样的服务体系结构 中。在LTE的架构中，EPS是EPC的一部分。服务网关282包含例如用于转换用户平面以 支持用户设备的移动性，为寻呼原因而终止用户平面数据分组并且路由以及转发数据分组 的功能。服务网关282可以连接到外部MME或者两者都被物理地配置。在切换程序期间的信令可以在无线资源控制(RRC)层上发生。然而，存在有可以 在物理无线接口(PHY)层上或者在媒体接入控制(MAC)层上被交换的信息。这个信息交换 的例子包含上行链路(UL)/下行链路(DL)分配的传输和同步信令以及用户数据。在图2中，用户数据的传递使用虚线箭头说明。信令数据的传递使用实线箭头说 明。根据图2中说明的实施例，中继节点切换以第一步Sl开始，其中源基站210通过 RRC重新配置消息来配置中继节点测量程序。同时用户数据被传递(a)在中继节点240和 源基站210之间和(b)在源基站210和服务网关282之间。进一步的，上行链路分配消息 从源基站210传送到中继节点MO以便为从中继节点240到源基站210之间的通信分配上 行链路无线资源。上行链路分配信息可以在物理无线接口或者媒体接入控制层上被传送。在第二步S2中，中继节点240被触发以由也就是系统信息、测量配置等等设定的 规则来发送“测量报告”。在这个去往源基站210的“测量报告”中，中继节点240包含关于 指明其除活动收发机之外还配置备用收发机的能力的信息。可选择的，在源基站210请求 时，中继节点能力可以经由“中继节点能力传递”消息从中继节点240报告到源基站210。在下一步S3中，源基站210做出决定切换中继节点M0。这个决定是基于上面提 到的“测量报告”和/或无线资源管理(RRM)信息。在下一步S4中，源基站210发出“切换请求”消息到目标基站220。因此，在目标 侧上准备中继节点切换的所有必需信息被切换到目标基站220。在下一步S5中，准许控制是通过目标基站220来执行的。如果必要的无线资源 能够通过目标基站220来许可，则这个准许控制可以依靠接收的E-UTRAN-无线接入承载 (E-RAB)服务质量(QoS)信息以便增加成功切换的可能性。在下一步S6中，目标基站220准备切换并且发送“切换请求确认”消息到源基站 210。然后，源基站210可能在物理无线接口层上传送下行链路分配消息到中继节点M0。 下行链路分配消息包含关于下行链路无线资源的信息，中继节点240能够期待从其中来接 收信息。在下一步S7中，源基站210产生RRC消息来执行切换。这个消息可以被称为“RRC 连接重新配置”消息并且由源基站210朝向中继节点240发送，这个消息可以包含在中继节 点240的位置改变情况下关于中继节点MO的移动性控制信息。根据这里描述的实施例， 这个消息还指示中继节点240保持目前服务的收发机活动以用于与源基站210的分组数据 传输(回程传输)。
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在下一步S8中，基于检测到保持服务收发机活动的指示，中继节点240继续与源 基站210的分组数据传输。同时，中继节点240打开其备用收发机以便同步到目标基站220。在下一步S9中，中继节点240执行到目标基站220的同步并且通过随机接入信道 (RACH)接入代表目标小区的目标基站220。因此，备用收发机被使用。在下一步SlO中，目标基站以用来指明上行无线资源的分配和合适的定时提前 (TA)值的消息来响应。在下一步Sll中，当中继节点240成功地接入目标基站220时，中继节点240发送 RRC消息到目标基站220。这个消息可以被称为“RRC连接重新配置完成”消息，利用这个消 息，中继节点240从源基站210到目标基站220的切换被确认。在下一步S12中，目标基站220发送“切换完成”消息到源基站210。这触发在源 基站210和目标基站220之间的数据转发。此时，源基站210可以开始向目标基站220传 递缓存的数据分组。在中继节点M0，预定的时间间隔T可以被定义，它在“RRC连接重新配置完成”消 息从中继节点240传送到目标基站220(参见步骤Sll)之后开始。如果在这个时间间隔中 没有数据分组通过中继节点MO的之前收发机被传递到源基站210和/或来自于源基站 210，在下一步S13中，中继节点240将关闭之前的收发机，例如，为了节省能量。同时(在 步骤Si； )中继节点240从源基站210处分离并且，临时缓存在源基站210中的数据分组被 传递到目标基站220。接下来的步骤和程序与原有的中继节点切换一样。因此，它们将仅仅被简要提到。接着步骤S13，为了也在切换中继节点MO的上行链路方向中提供有效的数据传 递，序列号(SN)状态传递消息从源基站210传送到目标基站220。这个消息可以被使用以 便传送重要的状态信息，该信息是当由于中继节点240与源基站210分离且附着到目标基 站220而终止源端处分组传输时而被获得的。此后，被源基站210高速缓存和缓冲的数据分组从源基站210转发到目标基站 220。接收到对应的数据分组，它们就被目标基站220缓冲。同时，用户数据被传递(a)在 中继节点240和目标基站220之间以及(b)在目标基站220和服务网关282之间。在下一步S14中，“路由交换请求”消息从目标基站220传送到匪似80。在下一步S15中，MME280发送用户平面更新请求消息到服务网关观2。用户平面 更新消息可以包含交换下行链路路径的指令，它在下一步S 16中完成，其中“结束标记”消 息从服务网关282传送到源基站210。随着步骤S16的完成，服务网关282确保中继节点 240的所有到达数据分组将从现在被路由到正确基站，其是目标基站220。此后，根据这里描述的实施例，用户数据从服务网关282传送到目标基站220。进 一步的，“结束标记”消息从源基站210传送到目标基站220。在下一步S17中，服务网关观2被触发来传送“用户平面更新响应”消息到匪似80。在下一步S18中，执行该步骤以响应对“用户平面更新响应”消息的接收，MME280 发送“路径交换请求确认”消息到目标基站220。在下一步S19中，目标基站220发送“中继节点上下文释放”消息到源基站210。 通过此信息，源基站210得知其能够释放到目前为止已经分配到中继节点240的无线资源。 在下一步S20中，源基站210释放这些无线资源。从此，描述的中继节点切换程序被完成。
图3a到3d说明了在中继加强型电信网络300中执行的中继节点切换。该网络 300包含第一基站310，第二基站320，中继节点340和用户设备350。中继节点340跨越中 继小区341，用户设备350位于其中。用户设备350通过两跳的无线通信(基站到中继节点 和中继节点到用户设备)被服务。根据这里描述的实施例，中继节点340包含三个无线电收发机，第一无线电收发 机342，第二无线电收发机344和第三无线电收发机348。例如正如能够从图3a中看出的 是，第一无线电收发机342和第二无线电收发机344被用于分别与基站310和320中一个的 上行链路无线电通信。第三无线电收发机348用于在中继节点340和用户设备350之间通 过接入链路351的下行链路无线电通信。进一步的，中继节点340包含控制器345，它与无 线电收发机342，344和348中的每个耦合并且用于调整和/或控制每个无线电收发机342， 344，348的操作。所说明的切换情况从所示出的用于在中继节点340和两个基站310和320之间延 伸的中继链路的双工收发机中获益。依赖于无线电收发机342和344的活动状态，第一中 继链路311可以在中继节点340和第一基站310之间建立。相应地，第二中继链路321可 以在中继节点340和第二基站320之间建立。在图3a所示的第一操作状态中，第一无线电收发机342是活动的并且无线电数据 通过第一中继链路311被上行链路和/或下行链路传送。与其相反，第二无线电收发机344 是被动的使得第二中继链路321仅仅是潜在的(非活动的)中继链路。这意味着中继节点 340被专有地通过第一收发机342连接到基站310。在图北所示的第二操作状态中，中继节点340从第一基站310到第二基站320的 切换被准备。因此，第一收发机342仍然是活动的使得在中继节点340和第一基站310之 间的数据通信能够被继续。然而，不同于电信网络300的第一操作状态，第二收发机344也 变为活动的并且测量通过第二基站320传送的导频信号的信号强度，第二基站320此时代 表对于计划的中继节点切换来说的候选目标基站。相应的测量结果被报告到活动收发机。 根据这里描述的实施例，通过第一中继链路的无线电通信被执行第一射频并且通过第二中 继链路的无线电通信被执行不同于第一射频的第二射频。在图3c所示的第三操作状态中，第二收发机接入第二(目标)基站320。此时第 一收发机仍然是活动的。特别地，在所描述的实施例中，中继节点340使用第一收发机342 从第一(源)基站310接收切换决定311a。中继节点340为数据通信量而保持第一中继链 路311活动。在图3d所示的第四操作状态中，第二(目标)基站320发送切换成功消息321a 到中继节点340。因此，第二收发机344被用于接收这个消息321a。响应于该消息321a，下 面的动作被执行1.第一(源)基站310释放中继链路311。2.第二收发机344变成新的活动收发机使得中继节点340使用第二收发机344与 第二基站320连接。3.第一收发机342变成对应的新的被动备用收发机。所描述的中继节点切换情况(其从用于不同中继链路的两个收发机中获益)尤其 可以提供下面的优势A)备用收发机使得有可能在同步到目标小区时保持服务小区中的数据传输。为了有效地实现这个优势，源基站应该获知中继节点的能力，也就是，双收发机 可以被用于不同中继链路的事实。进一步的，中继节点应该在保持与第一(活动)收发机 的数据传输进行时打开第二(备用)收发机。进一步的，第一(源)基站应该获知何时到 第二(目标)基站的连接被建立并且应该使得之前使用的活动收发机不活动。B)与已知 的中继节点切换情况相比，有较少的数据必须从第一(源)基站转发到第二(目标)基站， 因为在与第二(目标)基站建立连接之前数据传输仍然进行。C):中继节点能够连续地被调度而没有中继节点切换引起的中断。D)同步或者随机接入信道(RACH)失败并不影响服务小区中的数据传输。仅仅当 第二(目标)基站能够确实服务中继节点时该数据被转发到第二(目标)基站。需要指出的是术语“包括”并不排除其他元件或步骤并且“一个”或“一”并不排除 多个。可以组合与不同实施例关联着描述的元件。还应该指出的是权利要求中的附图标记 不应该解释为对权利要求的范围的限制。附图标记列表100电信网络110 第一基站111第一中继链路120 第二基站121第二中继链路130第三基站131第三中继链路140中继节点141中继小区142第一无线电收发机143 第一天线144第二无线电收发机145 第二天线150第一用户设备151第一接入链路160第二用户设备161第二接入链路170第三用户设备171第三接入链路210 第一基站220 第二基站240中继节点280移动管理实体(MME)282服务网关291第一阶段中继节点与第一基站RRC连接292第二阶段中继节点与第一基站和第二基站RRC连接
293第三阶段中继节点与第二基站RRC连接300电信网络310 第一基站311第一中继链路311a切换决定消息320 第二基站321第二中继链路321a切换成功消息340中继节点341中继小区342第一无线电收发机344第二无线电收发机345控制器348第三无线电收发机350用户设备351接入链路
权利要求
1.用于无线电电信网络(100)的中继节点，所述中继节点(140，M0，340)包括 第一收发机(142，242)，其适用于操作在第一操作模式中，其中回程数据通信量经由 在中继节点(140,240,340)和第一基站(110，210，310)之间延伸的第一中继链路(111， 311)被传递，所述第一基站代表中继节点(140，M0，340)的源接入点，以及 第二收发机(144，344)，其适用于操作在第二操作模式中，其中在中继节点(140， 240,340)从第一基站(110，210，310)切换到代表中继节点(140,240,340)的目标接入点的 第二基站(120，220，320)的准备中，经由在中继节点(140,240,340)和第二基站(120，220， 320)之间延伸的第二中继链路(121，321)来执行接入程序。
2.如在先的权利要求所述的中继节点，其中-第一收发机(142，342)适用于以第一载频操作，以及 -第二收发机(144，344)适用于以第二载频操作， 其中所述第一载频不同于所述第二载频。
3.如任一在先的权利要求所述的中继节点，其中-第一方向天线方向图与第一收发机(142,34 相关联以及-第二方向天线方向图与第二收发机(144，344)相关联，其中所述第一方向天线方向图与所述第二方向天线方向图在空间上是不同的。
4.如在先的权利要求1-3任一所述的中继节点，进一步包括 共用天线，其被分配给第一收发机(142,34 和第二收发机(144，344)。
5.如在先的权利要求1-3任一所述的中继节点，进一步包括 被分配给第一收发机(142)的第一天线(143)以及 被分配给第二收发机(144)的第二天线(145)， 其中所述第一天线(143)不同于所述第二天线(145)。
6.如任一在先的权利要求所述的中继节点，其中第二收发机(144，344)进一步被适用于在另外第一操作模式中操作，其中回程数据通 信量经由在中继节点(140，M0，340)和第二基站(120，220，320)之间延伸的第二中继链路 (121，321)被传递，在从第一基站(110，210，310)到第二基站(120，220，320)的切换完成之 后所述第二基站代表中继节点(140，M0，340)的另外源接入点。
7.如在先的权利要求所述的中继节点，其中第一收发机(142)进一步被适用于在另外第二操作模式中操作，其中在中继节点 (140,240)从第二基站(120,220)到代表中继节点(140,240)的另外目标接入点的第三基 站(130)的进一步切换准备中，经由在中继节点(140J40)和第三基站(130)之间延伸的 第三中继链路(131)来执行另外接入程序。
8.用于准备将中继节点(140，M0，340)从蜂窝电信网络的第一基站(110，210，310)切 换到第二基站(120，220，320)的方法，其中所述中继节点(140，M0，340)包括第一收发机 (142,342)和第二收发机(144，344)，所述方法包括 在第一操作模式中对第一收发机(142,34 操作，其中回程数据通信量经由在中继 节点(140,240,340)和第一基站(110，210，310)之间延伸的第一中继链路(111，311)被传 递，所述第一基站代表中继节点(140二40，340)的源接入点，以及 在第二操作模式中对第二收发机(144，344)操作，其中在中继节点(140，M0，340)从第一基站(110，210，310)切换到代表中继节点(140，M0)的目标接入点的第二基站(120， 220,320)的准备中，经由在中继节点(140,240,340)和第二基站(120，220，320)之间延伸 的第二中继链路(121，321)来执行接入程序。
9.如在先的权利要求所述的方法，其中经由第二中继链路(121)执行的接入程序包括 执行测量程序，其与中继节点(140，M0，340)从第一基站(110，210，310)到第二基站 (120，220，320)的切换决定相关。
10.如在先的权利要求8-9之一所述的方法，进一步包括 将中继节点(140,240,340)配置有第一收发机(142,342)和第二收发机(144，344) 的事实通知给第一基站(110，210，310)。
11.如在先的权利要求8-10任一所述的方法，进一步包括 通知中继节点(140，M0，340)在执行与第二收发机(144，344)的接入程序期间第一 基站(110，210，310)经由第一收发机(142，342)继续服务中继节点(140，240，340)。
12.如在先的权利要求8-11任一所述的方法，进一步包括 将中继节点(140，M0，340)从第一基站(110，210，310)切换到第二基站(120，220， 320)， 将切换完成消息从第二基站(120，220，320)传送到第一基站(110，210，310)表明切 换已完成，以及 从第一基站(110，210，310)转发数据到第二基站(120，220，320)，所述数据已被寻址 到中继节点(140,240,340)且其已经被缓冲在第一基站(110，210，310)上。
13.如在先的权利要求所述的方法，进一步包括 使第一收发机(142，342)至少关于在中继节点(140,240,340)和第一基站(110，210， 310)之间延伸的第一中继链路(111，311)不活动。
全文摘要
本发明涉及对不同中继链路使用不同收发机的中继节点切换。描述了无线电电信网络的中继节点。中继节点包括第一收发机，其适用于操作在第一操作模式中，其中回程数据通信量经由在中继节点和第一基站之间延伸的第一中继链路被传递，所述第一基站代表中继节点的源接入点；第二收发机，其适用于操作在第二操作模式中，其中在中继节点从第一基站切换到代表中继节点的目标接入点的第二基站的准备中，经由在中继节点和第二基站之间延伸的第二中继链路来执行接入程序。还描述用于准备将相应中继节点从第一基站切换到第二基站的方法。
文档编号H04W36/08GK102083126SQ200910266699
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者L·杜, Z·Y·赵 申请人:诺基亚西门子通信公司