[发明专利]多载波OFDM系统中支持移动通信的载波指定

说明书

相关申请的交叉引用

依据美国专利法第119条本申请主张享有于2009年04月24日提交的美国临时专利申请第61/172,344号(名称为“OFDM多载波系统中支持优先载波指定的能力协商方法”)的优先权，此份专利申请在此全部引用作为参考。

技术领域

本发明有关于无线网络通信，更具体地，有关于多载波无线系统中的切换(handover)操作。

背景技术

当前无线通信系统中，通常使用5MHz～20MHz的无线电带宽以达到100Mbps的峰值传输速率。而在下一代无线系统中需求更高的峰值传输速率。例如ITU-R需要1Gbps的峰值传输速率用于先进IMT系统，例如第四代移动通信系统(即4G)。然而，当前的传输技术难以有效实现100bps/Hz的传输频谱效率。在未来可预见的几年内，仅可预期到至多15bps/Hz的传输频谱效率。因此对下一代无线通信系统则需要更宽的无线电带宽(即至少40MHz)以达到1Gbps的峰值传输速率。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是在频率选择性信道中实现高传输速率的有效多任务协议，且不含载波间干扰引起的扰乱。有两种典型的架构可实现OFDM系统中更宽的无线电带宽。在传统的OFDM系统中，采用单一射频(radio frequency，RF)载波运载一个宽带无线电信号，在多载波OFDM系统中，采用多个射频载波运载多个较窄频带无线电信号。与传统的OFDM系统相比，OFDM多载波系统具有多种优势，例如较低的峰值与平均功率比(Peak to Average Power Ratio)、更易于向下兼容(backward compatibility)以及更大的灵活性(flexibility)。因此多载波OFDM系统已成为IEEE 802.16m和先进LTE标准草案中满足下一代无线通信系统需求的基本系统架构。

切换是无线通信系统中的关键操作。图1为根据现有技术在无线多载波OFDM网络10中切换期间的系统通量(throughput)。多载波OFDM网络10包括服务基站(base station)SBS11用于服务网络单元14、目标基站(basestation)TBS 12用于服务网络单元15以及移动台(mobile station，MS)MS 13。MS 13最初经由一个主载波和三个活动次载波连接服务基站SBS11。当之后移动台MS 13移动至网络单元14的边缘和网络单元15的内部时，移动台MS 13决定切换至目标基站TBS 12。在切换再入网(re-entry)期间，移动台MS 13断开所有的现有连接，并建立与目标基站TBS 12的新主载波连接。因此，中断了次载波上的现存数据流。已建立新的主载波连接后，移动台MS 13接着从目标基站TBS 12接收多载波信息，并交换次载波配置的控制消息，以重建与目标基站TBS 12的新次载波连接。如图1所示，在切换后移动台MS 13的通量减少，并且在交换次载波配置的控制消息之后，随着新次载波连接的建立，通量逐渐增加。因此，有待于提出一种提升多载波切换操作的全面解决方案，以降低切换引起的系统性能的减弱。

发明内容

载波预指定应用于多载波切换操作，以减轻切换期间对用户的影响并实现无线多载波OFDM网络中呼叫允许控制的各种目标。根据一个新颖方面，移动台和目标基站协商多载波能力，以便目标基站依据协商结果预指定次载波。通过经由服务基站交换切换请求和切换命令执行此协商。首先移动台经由切换请求传输多载波能力和需求至目标基站，接着，接收切换请求后，目标基站通过切换命令预指定特定次载波以满足移动台的需求。例如，预指定决定可依据移动台的多载波能力和偏好、QoS需求、每个次载波的业务负载和应用在无线多载波OFDM网络中其他呼叫允许控制策略的组合。

在第一实施例中，提供了具有载波预指定的BBE多载波切换程序。多载波移动台经由主载波和一个或多个次载波与其服务基站通信。移动台从其服务基站接收切换命令并断开与服务基站的所有连接。切换命令包含目标基站的载波预指定决定。移动台接着在目标主载波上执行与目标基站的切换测距和再入网。最终，在目标主载波上和预指定次载波上同时建立新的连接。