CN1541489A - 用于无线网络连通性的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了那些允许无线终端(302)同时与多个基站(304，306)保持连接的方法和设备。每一个无线终端(302)都能支持多个分离的定时和/或其他的控制环路，每一个环路都用于一个基站连接，由此允许所述连接独立和并行地运作。不同的控制信号和/或数据是在与基站(302，306)一起建立的各个连接上传送的。这样一来，基站(302，306)是在考虑到了异步数据传输的情况下接收不同数据的。基站(302，306)接收的数据可以提供给一个有线异步网络(308)，而不需要在将其提供给有线网络(308)之前组合所述接收数据。本发明的通信技术可用于执行软切换，而不需要重复针对于多个基站的数据传输。

Description

用于无线网络连通性的方法和设备
相关申请
本申请要求2001年8月14日提交的美国临时专利申请60/312,126的优先权，该申请的名称是“A METHOD FOR PROVIDINGNETWORK CONNECTIVITY FOR A WIRELESS TERMINAL”，其内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明针对的是通信系统，尤其是那些用于支持诸如移动节点这类无线终端与多个基站之间的通信的方法和设备。
背景技术
在一个无线通信系统中，诸如移动节点这样的无线终端往往通过基站而与因特网这类有线网络相耦合。基站在以小区命名的覆盖范围以内提供了网络连通性。从基站到无线终端的通信路径称为“下行链路”，从无线终端到基站的通信路径则称为“上行链路”。
为了实现网络连通性，无线终端至少要与一个基站进行通信。然而，对那些支持了例如从小区移动到小区这种终端移动性的不同性能因素而言，通常要对无线终端进行装备，以便与多个基站同时保持无线链路连接。举例来说，在一个码分多址(CDMA)系统中，无线终端有可能处在一种“软切换”状态之中。
图1描述的是一个已知的CDMA通信网络100，该网络包括无线终端102、基站1 104、基站2 106、移动交换中心108以及有线网络110。网络部件之间的各种通信是由箭头表示的。其中，上行链路通信是在图1中描述的，下行链路通信则是在图2中描述的。
在直接扩频CDMA技术中，现有的软切换方法是把拆分到分别来自不同基站的多个链路连接之中的单个数据信息流递送到无线终端，并且把来自终端的另一个数据流回送到多个基站。由此产生的特性包括基站与终端之间的这些连接的严格的时间同步，并且这些特征约束了可以在无线接入网络架构中选用的技术。
参考图1，在软切换状态中，无线终端102使用上行链路来传送一个表示所发送信息的信号112、114。在这个实例中，无线终端102处于一个以上的基站104、106的覆盖范围以内。因此，一个以上的基站104、106将会同时侦听相同的上行链路信号112、114。
然后，基站104、106对从无线终端102接收到信号112、114做出响应，从而对接收信号进行处理。如箭头116和118所示，处理结果传送到一个通常称为移动交换中心108的中央单元，该单元对来自单独基站104、106的结果进行组合，从而得到所发送的信息。然后，移动交换中心108把信息发送到因特网这种有线网络110。这个操作是由箭头120表示的。
同样，对图2所述的下行链路来说，如箭头220所示，移动交换中心108从有线网络110接收那些关于无线终端102的信息。然后，移动交换中心108复制所述信息并且将其传送到一个以上的基站104、106。这个操作是由箭头216、218来表示的。基站104、106同时把表示所述信息的接收信号传送到无线终端102。这个操作是使用箭头212和214来显示的。无线终端102组合那些从基站104、106接收的信号，从而得到来自有线网络110的信息。
具有软切换状态的一个优点是实现了宏分集。此外，软切换状态还减小了切换中的数据损失和等待时间，也就是说，当无线终端从一个基站切换到另一个基站的时候，数据是由多个基站来传送的。
即使是在因为例如进入了第二基站覆盖范围而与第一基站失去联系的时候，也可以将无线终端从第一基站接收的数据与接收自一个发送相同信号的第二无线终端的数据相组合，从而形成一个完整的消息或数据集。
软切换具有一个缺点，这个缺点与使用移动交换中心108作为上行链路中的组合单元以及下行链路中的复制单元所产生的复杂性和定时需要相关联。由于这个特征需要所述同步网络传送技术能够相对于多个基站104、106而以很低的延迟抖动来递送那些往返于移动交换中心108以及基站104、106的数据，因此所述特征限制了网络操作。也就是说，在这类系统中，往返于多个基站104、106以及移动交换中心108的信息在时间上必须紧密同步。这个同步网络传送特征与通常使用异步网络传送技术的分组交换数据网络操作形成了鲜明的对比。
在移动通信系统中，同时保持多个链路连接对确保无缝切换而言是非常重要的。然而，对在无线电接入网络内部使用更多异步形式的数据建网技术来说，其中存在引人注目的经济优势。因此需要那些能够启用无线连通性的改进方法和设备，其中至少某些方法和设备允许无线终端与多个基站同时相连，同时使这些基站能以一种符合异步分组交换数据连网的方式而与有线网络进行通信。
发明内容
本发明针对的是那些允许无线终端与多个基站同时保持连接的方法和设备。
这里描述的发明允许无线终端与诸如异步网络中的多个基站同时相连，可是仍然能够在从每个基站到所述终端以及从所述终端返回基站的各个链路连接中发送不同的数据和/或控制信息流。由此可见，在无线终端与多个基站之间有可能存在同时但却不同的信息流。对那些与终端进行通信的基站而言，在其链路连接之间是不需要时间同步的。因此存在更多的技术选择，以便在无线接入网络架构中使用。
根据本发明，多个同时连接是受到独立操作的。每一个连接都可以包括一条上行链路、一条下行链路或者既包含上行链路又包含下行链路。在物理层中，对单独的同步环路进行单独调谐并且将其用于多个连接中的每一个连接。为了简化用于对与多个基站所进行的同时通信提供支持的独立定时同步环路的同时操作，可以将多个上行链路与多个下行链路的接收机以及定时同步电路包含在各个无线终端之中。
在更高的通信层中，诸如定时与功率控制信号这样的控制和经由不同连接而被传送的数据信息，也许并且通常是不同的。
对那些由一个无线终端建立的连接来说，无线终端和基站可以选择让一组下行链路和/或上行链路有效并使剩余链路保持待用。在不同的实施例中，对有效的下行链路或上行链路而言，无线终端可以选择在这条链路上传送数据和/或控制信息流。
无线终端具有多对发射机和接收机电路，其中每一对发射机/接收机都是专用于某个连接的。优选地，多个发射机/接收机对共享相同的模拟设备组件，例如接收机/发射机电路。在示范性的实施例中，不同的连接是单独同步的，并且这些连接在数字域中是分离的。
依照本发明而实施的先通后断的切换方法包括：在与当前基站的连接下降之前，无线终端与当前基站以及切换候选基站保持多个同时并且独立的连接。与当前基站以及切换候选基站的连接是受到独立操作的。在先通后断的切换过程中，多个连接的下行链路和上行链路可以保持有效，并且所有链路都可以传送控制和数据流。然而，由于系统和/或终端的约束，上述切换行为有可能会受到限制，从而使得所述多个连接的大部分或所有下行链路有效并且使之同时传送控制和数据流。虽然多个上行链路有效并且同时为一个指定设备传送控制流，但是在示范性实施例中仅仅使用一条单独的上行链路而在任何指定时间传递所述设备的数据流。
接下来的详细说明中描述了本发明的方法和设备的众多附加特征、优点和细节。
附图说明
图1描述的是在例如软切换过程中带有上行链路信令的已知通信系统。
图2描述的是在例如软切换过程中带有下行链路信令的已知通信系统。
图3描述的是根据本发明一个示范性实施例而被实现的通信系统。
图4～6描述的是三个依照本发明并且保持了多个网络连接的实施例。
图7描述的是多个单独的同步环路的存在，其中每一个同步环路都用于每一个可以在任何给定时间点而与无线终端相互作用的基站。
图8是更详细地显示了依照本发明执行的示范性无线终端的框图。
图9描述的是可以用作图8中的无线终端的发射机电路的发射机电路。
图10描述的是可以用作图8中的无线终端的接收机电路的接收机电路。
图11～14描述的是作为依照本发明执行的先通后断操作的一部分而被建立的信令和连接。
具体实施方式
图3描述的是依照本发明实施的通信系统300。通信系统300包括无线终端302、基站1 304、基站2 306以及有线网络308。系统300的部件之间的通信是由箭头来表示的，并且下文将对这些通信进行描述。
在这里对无线终端302进行装备，以便并行保持其与多个基站304、306的多个无线连接，其中举例来说，所述并行保持多个连接即为同时保持多个连接。无线连接将无线终端302与诸如基站1 304这样的特定基站相连，并且在无线终端302与基站1 304之间使用所述无线连接来交换网络级与更高级数据和/或控制、链路以及MAC层信息，也就是无线终端302与基站1 304之间的数据流和/或控制流。根据本发明，无线终端302可以与一个以上的基站建立无线连接，例如与基站1 304和基站2 306建立无线连接。那些由不同的同时连接所使用的技术和/或频谱可以是相同的，也可以是不同的。
根据本发明，在无线终端302与基站304、306之间，多条信息在任何指定时间都是由不同的同时连接传送的，这些信息可以并且通常是不同的。因此，那些同时传送不同信息的连接是独立的连接，换句话说，信息是在不同信道上传送的。
图3描述了在无线终端302与基站304，306之间产生的两个同时且独立的连接。这些连接使用了相同带宽但却使用了不同的通信信道，因此这些连接不会相互干扰。箭头310和312表示的是通信信道。
至少是出于下列原因，多个同时独立连接的方法不同于软切换的方法。特别地，根据本发明，在无线终端302与多个基站304、306之间交换的信号传送的是不同的多条信息，而在软切换中，多个链路上的信号传送的是相同的多条信息。由于这两个信道传送的是不同的信息，因而移动交换中心不必充当组合和/或复制单元。因此根据本发明，基站304、306可以直接、单独以及独立地耦合到有线网络308。在图3中，所述耦合由箭头314和316表示。
一个连接或是信道包含了一对分离的通信路径、一条下行链路以及一条上行链路，其中每一条路径都会传送分离的信息流。在任何给定时间，对一个连接来说，下行链路、上行链路或者这二者是有效的。此外，当下行链路或上行链路有效时，数据和/或控制信号以及数据和/或控制流是经由所述连接来传送的。
根据本发明，不同连接的有效性可以是不同的，并且在有效的时候，经由不同连接所传送的信息流类型可以是不同的。在具有与指定无线终端203相连的多个连接的任何给定时段，无线终端302或基站304、306可以选择将一组下行链路和/或上行链路动态设定为有效，并且作为选择，也可以使剩余链路保持待用。对一条有效的下行链路或上行链路来说，无线终端或基站可以选择在所述链路上传送数据和/或控制流。现在将对用于连接设定的不同实施例进行描述。
图4～6描述了本发明的三个实施例，这些实施例是用通信系统300的基站1和2 304、306来执行的。控制流由虚线表示，数据流由实线表示。有效的下行链路或上行链路是由朝向适当方向的箭头表示的，也就是说，对下行链路而言，该箭头指向无线终端，对上行链路而言，该箭头指向基站。
在图4描述的第一实施例中，无线终端302分别与第一和第二基站304、306具有连接410、414。每个连接410、414分别包含了一条控制上行链路408、412以及一条控制下行链路409、413。每个连接410、414还分别包含了一条数据上行链路416、418以及一条数据下行链路417、419。因此，在图4实例中，对与基站304、306的通信来说，双向控制和数据通信都是得到支持的。
在图5描述的本发明的第二实施例中，无线终端302分别与第一和第二基站304、306具有连接510、514。第一和第二连接510、514中的每一个连接分别包含了一条控制上行链路508、512以及一条控制下行链路509、513。第一连接510还包含了一条数据上行链路516和一条数据下行链路517。第二连接514包含一条数据下行链路519，但是不包含数据上行链路。因此，在图4的实例中，对于与基站304、306的连接来说，双向控制信令是得到支持的，与基站304所进行的双向数据通信也是得到支持的，同时对于与第二基站306的连接514来说，下行链路数据通信是得到支持的。
如图5所示，基站1 304与无线终端502具有传送控制和数据流的上行链路(508，516)以及下行链路(509，517)这样的连接。另一方面，对基站2 306来说，它具有用于控制流的上行链路512和下行链路513这样的连接，但是只具有用于数据流的下行链路连接519。在图5的实例中，尽管存在多个有效的上行链路，其中任何一个或是所有上行链路都可用于传递控制信息，但是在任何指定时间，设备都是通过使用一个单独的上行链路来传送数据的。
在图6所示的本发明的第三个实例中，在任何给定时间，每一个无线终端连接610、614都包含了有效控制(609、613)下行链路以及有效数据(613，619)下行链路，而无线终端连接610、614中的一个单独连接则是既包含了有效控制上行链路608，又包含了有效数据上行链路616。这样一来，在指定时间，无线终端可以充分地与基站304进行交互，可是只能从多个基站304、306接收控制和数据信号。
例如，无线终端602与基站1 304具有一条有效控制和数据下行链路(609，617)以及上行链路(608，616)，由此使得这两个连接的双向通信能够传送控制和数据流。另一方面，对基站2 306来说，无线终端302具有分别用于控制流及数据流的有效下行链路613、619，但不具有有效的上行链路连接。
对将要建立的连接来说，无线终端302与其所要连接的相应基站304、306相互同步，其中同步操作通常包括载波频率和符号/帧的定时同步。在基站304、306自身并未同步的情况下，根据本发明，用于各个连接310、312的同步操作是独立执行的。
具体地说，对各个连接310、312来说，无线终端302的发射机与接收机上的载波频率以及符号/帧定时参数都是独立设定和/或调谐的。图7描述的是在无线发射机302内部使用分离的同步控制环路704、706来确保与无线终端302相连的各个基站304、306的适当和独立的定时同步。
在图7的实例中，无线终端302具有第一和第二独立连接310、312，举例来说，所述独立连接可以是异步连接。第一连接310与基站1 304相连，第二连接312与基站2 306相连。由于未曾对基站304、306进行同步，因此无线终端302将会保持用于各个连接的分离的同步环路704、706。同步环路1 704是用于第一连接1 310的，而第二同步环路706则用于第二连接312。虽然同步环路704、706是独立运行的，但是这些同步环路也可以共享某些用于接收对应于连接310、312的信号的公共硬件，例如模拟接收机电路，同时可以使用独立的数字处理来执行各个同步环路704中实施的所有或部分定时控制。
与先前附图相比，图8更详细地描述了本发明的示范性无线终端302。无线终端包括一个耦合到发射机电路754的发射机天线752。它还包括一个耦合到接收机电路758的接收机天线756。发射机电路754从总线767中接收那些将要发送的数字控制和数据信号。接收机电路758从经由总线767输出的已接收信号中产生数字控制和数据信号。发射机和接收机电路则对经由总线767而从其他终端组件接收的定时、功率控制以及其他信号做出反应。
如图8所示，总线767将无线终端的不同组件耦合在一起。耦合在一起的这些组件包括输入设备770、输出设备772、发射机电路754、接收机电路758、诸如CPU这样的处理器774以及存储器760。举例来说，输入设备可以是数字键盘和/或麦克风。输出设备772可以包含扬声器和/或显示设备。存储器760包含了已经接收或是将要发送并以文件形式保存的数据760，例如语音、文本、电子邮件或其他类型的数据。在传送之前，可以将数据视为分组来加以保存，也可以对其进行分组化。并且存储器中包含了传送例程764、接收例程766以及用于所保持的各个与基站相连的连接的不同参数集777、779。传送例程764和接收例程766由处理器774执行并且控制不同的传送/接收操作。传送例程764可以包括一个同步环路例程和一个主数字处理例程，从而在执行所述例程的时候提供一个同步环路和一个主数字处理模块(参见例如图9)，其中在任何指定时间都可以执行这两个例程，以便将其用于将会得到无线终端302支持的各个基站连接。同样，接收例程766也可以包括一个同步环路例程和一个主数字处理例程，从而在执行所述例程的时候提供一个同步环路和一个主数字处理模块(参见例如图10)，其中在任何指定时间都可以执行这两个例程，以便将其用于将会得到无线终端302支持的各个基站连接。
传送例程764和接收例程766由处理器774执行并对不同的传送/接收操作加以控制。在例程766和774的控制下，可以配置处理器电路774，使之作为接收机和发射机的同步环路电路以及接收机/发射机的主数字处理模块来进行操作。作为选择，也可以使用专用硬件电路来实现这种电路和/或模块。
现在对使用了多个同步环路的发射机和接收机系统进行描述。
无线终端302具有多对发射机和接收机，其中每一对都是专用于某个特定连接。在本发明的一个实施例中，各个发射机/接收机对是用分离的设备组件来构造的。在这里是相对于图8来描述示范性的发射机系统800的，并且相对于图9来描述示范性的接收机系统900。
图9描述的是依照本发明而被用于向基站发送信号的无线终端组件800。无线终端组件800包括如图8所示耦合在一起的模拟处理模块814、数模转换器(DAC)812、加法单元810、同步环路806、808以及主数字处理模块802、804。模拟处理模块814、数模变换器812以及加法单元810可以是图8所示的发射机电路754的一部分。同步环路806、808以及数字处理模块802、804可以通过在处理器774上执行例程764或是使用专用硬件电路来加以实现。模拟处理模块814可以包括如下部件，例如射频(RF)和模拟滤波器、模拟混频器等等。传送到基站304和306的信号是由这些电路中的每一个电路来处理的。然而，为了传送到各个基站304、306，可以对这种电路进行复制，从而免除对于加法单元810的需要，可是这样则需要具有多个模块814以及数模变换器812。
在一个示范性的传送操作中，首先生成的是与不同基站连接相对应的数字信号，其中各个信号代表的都是将要在相应连接上发送的控制和/或数据信息。这些信号可以由处理器774产生。根据本发明，将要传送到各个基站的数字信号是由分离的主数字处理模块802、804以及同步环路806、808独立处理的，其中使用所述同步环路806，808来处理那些定向到所述信号所定向的基站的信号。在图8的实例中，主数字处理模块802、804对那些将要经由不同连接而被传送的数字信号进行更进一步的数字处理，例如信道编码。
在这里可以不对基站进行同步。因此，根据本发明，用于同步的频率和定时校正是基于同步参数并且通过使用用于各个连接的数字信号的数字信号处理而被独立执行的。这些频率和定时校正是以每一个基站连接为基础而由同步环路806、808独立执行的。
然后，将要传送到基站304，306的分离的数字信号分别由加法单元810以及数模转换器812增加和转换成一个单独的模拟信号。不同连接上的信息是在分离的通信信道上传送的，举例来说，所述通信信道可以是通过使用例如不同频率音调来实现的OFDM通信信道。因此，在组合信息的时候，加法单元把最小接口介绍给所要发送的信息。模拟处理模块814对经过转换的模拟信号进行放大，然后经由无线信道来传送所述模拟信号。
图10描述的是依照本发明而被用于从基站接收信号的无线终端组件900。无线终端组件900包括模拟处理模块902、模数转换器(ADC)904、复制单元906、信号分离器电路905、907、同步环路908、910以及主数字处理模块912、914，如图10所示，这些部件是耦合在一起的。模拟处理模块902可以包括如下部件，例如射频(RF)和模拟滤波器、模拟混频器等等。模拟处理模块902、模数转换器904、复制单元906以及信号分离器电路905、907可以作为接收机电路758的一部分来实现。并且可以通过在处理器774上执行例程766或是使用专用硬件电路来实现同步环路908、910以及数字处理模块912、914。
在示范性的接收机操作中，例如模拟信号这样的接收信号首先是由诸如模拟滤波器、放大器这样的模拟设备组件即模拟处理模块902来进行处理。然后，经过处理的信号由模数转换器904转换成单独的数字信号。之后，复制单元906复制所述数字信号，以便形成同一数字信号的多个副本。而数字信号的多个副本中的每一个副本则在各个基站连接上得到了更进一步的处理。
根据本发明，接收机系统900包含了分别用于其与基站310、312的连接的分离的信号分离器电路905、907，同步环路908、910以及主数字处理模块912、914。用于同步的频率和定时校正是基于同步参数而为各个连接的数字信号独立执行的，并且是在电路905、907中的一个电路完成了信号分离之后通过执行数字信号处理操作来执行的。在这个实例中，分离相应连接是在数字域中执行的。
信号分离、定时同步以及解码操作是由对应于各个基站连接的信号分离电路905、907，同步环路908、910以及主数字处理模块912、914来执行的。因此，对应于不同基站的信号是在数字域中独立处理的。
举例来说，模块912、914执行的主数字处理例如可以包括信道解码操作。由于模块912、914执行了解码，因而独立恢复了对应于各个单独基站的发送数据和/或控制信号。所恢复的控制和/或数据信息保存在存储器810之中并且/或者由处理器824对其进行更进一步的处理。
根据本发明的不同实施方式，多个发射机/接收机对可以共享同一模拟设备组件，例如射频(RF)和模拟滤波器。
在切换操作中存在一种情况，其中无线终端302可以与多个基站保持连接。根据本发明，当无线终端302执行切换操作的时候，它会与相邻区域中的基站304、306保持多个同时的独立连接。现在将相对于图3的通信系统来论述示范性的切换操作。
无线终端是可以移动的，因此它会在其传送范围以内遇到新的基站。当无线终端302检测到存在诸如基站2 306这样的新基站并且确定这个新基站306是一个切换候选基站的时候，它会与新基站306建立一个新的连接。这个操作是通过直接与新基站306进行通信来完成的，例如向新基站306提供特定于设备的连接建立信息，并且/或者所述操作也可以通过间接与新基站进行通信来实现，例如让当前服务基站304通知新基站306：在新基站的覆盖范围中存在无线终端302。
优选地，在切换操作中，新连接是在与当前基站304相连的连接下降之前建立的，由此导致产生了切换操作的先通后断特征。先通后断特征有效减少乃至消除了否则有可能会在切换中出现的数据丢失和等待时间。
图11～14描述的是作为本发明的先通后断切换操作的一部分而被建立的连接。在图11～14的实例中，双向控制和数据通信链路都是得到支持的。无线终端为与之通信的各个基站保持一个有效的上行链路。所述上行链路被用于向单独基站传送诸如功率控制和链路层应答这类控制信息。根据本发明，对不同的基站来说，这些控制信息可以是不同的。
图11描述了切换中的步骤1。在这个步骤中，无线终端302具有一个连至诸如第一基站304这样的基站的连接。在上行链路和下行链路方向上，所述连接在链路1010上传送控制信息并且在链路1008上传送数据信息。
在步骤2中，当无线终端302靠近基站2 306的时候，无线终端302决定将基站2 306添加为一个切换候选基站。因此如图12所示，无线终端302建立并且保持两个连接，其中一个连接与第一基站304相连，另一个连接则与第二基站306相连。
根据本发明，这两个连接是独立操作的。对这个示范性实施例来说，在下行链路中，不同的数据分组和控制信息是从第一和第二基站304、306中的每一个基站接收的。不同基站304、306接收的数据分组可以是正在发送的同一文件或消息的不同部分，例如语音电子邮件或文本消息。在上行链路中，如箭头1010和1112中的朝上箭头所示，控制信息传送到基站304、306。举例来说，由于可以不对基站进行同步，因此，传送到不同基站304、306的控制信息可以是不同的。也就是说，在某些实施例中，不同符号的传送起始时间由各个基站304、306所使用，其中所述基站需要执行涉及不同基站302、304所交换信号的不同的符号定时同步。
在图12显示的实例中，在任何指定时间，数据分组都是从无线终端发送到诸如第一基站304这样的单独基站的。无线终端302将其上行链路数据流发送到单个基站，优选地，所述基站是一个具有最佳信道状态的基站。举例来说，假设基站1 304具有最佳无线信道状态。这样一来，无线终端302是通过链路连接1008而将数据分组发送到基站304的。
现在假设第二基站306的无线信道状态变得比第一基站304更好。出于传送目的，无线终端302将会切换到第二基站306，并且将会经由其与第二基站306的连接而不是与第一基站304的连接来发送数据分组。
在切换的时候有可能存在一个重叠时段。在这段时间里，具有两个连接的好处是非常明显的。例如，无线终端302可以继续向第一基站304发送其数据流，以便停止服务那些正处于传输中的数据分组，同时将会开始向第二基站306传送新的并且不同的数据分组的数据流。举例来说，传送到第一和第二基站304、306的不同数据分组可以包括表示同一消息或文件的不同部分的IP分组。由于这两个连接处在两个不同的通信信道上，因此，针对这两个基站304、306的同时数据传送是可行的。作为选择，无线终端302可以首先停止服务于那些正在传送到第一基站304的数据分组，然后发起传送到第二基站2 306的新的数据分组的数据流。
当第二基站306的连接的信道状态好转并超过了第一基站304的连接的信道状态的时候，例如当无线终端从一个小区移动到了另一个小区的时候，在第三步骤中，无线终端302开始将数据流从第一基站304切换到第二基站306。这将导致产生图13所示的连接信号流。在图13中，无线终端与第一基站304之间的上行链路数据流连接已经终止，并且无线终端302已经与第二基站306形成了一个上行链路数据流连接1210。因此，在开始向第二基站306传送数据的情况下，传送到第一基站304的数据流将会停止。在这个实施例中，在指定时间使用了单个上行链路来传送数据流，同时所有的有效上行链路连接都会传送控制流。在图13中，有效上行链路控制流是由连接1209和1211上的朝上箭头表示的。
当无线终端302移出第一基站304的范围的时候，在本发明的切换的步骤4中，相应连接1208、1209将会断开。因此如图14所示，无线终端302将会具有一个连至第二基站306的连接1210、1211。这样一来，在切换操作结束时，移动节点302将会与一个基站具有一个单独的连接。
先通后断的切换与软切换是完全不同的，这是因为无线终端与不同基站之间的多个同时连接是独立的，它们传送的是不同的控制和/或数据信息。根据本发明，与当前基站和新基站相连的连接都是受到独立操作的。
具体的说，在物理层和无线终端存储器760中，无线终端保持那些用于不同连接的分离的发射机/接收机同步参数集777、779。此外，在更高层中，在这些连接上传送的用于不同基站的多条信息可以是不同的。在下行链路方向上，从基站到无线终端的数据和控制流可以包含不同的多条信息。举例来说，基站可以并且在不同实施例中是同时向无线终端发送不同并且独立的数据分组的。同样，在上行链路方向上，从无线终端传送到基站的数据和控制流也可以包含不同的多条信息。
本发明的各种方法的步骤可以借助各种方式实施，例如使用软件、硬件或是将软硬件相结合，以便执行各个单独步骤或是这些步骤的组合。本发明的不同实施例包含了用于执行各种方法的步骤的装置。每一个装置都可以使用软件、诸如电路的硬件或是软硬件的结合来实现。在使用软件的时候，用于执行一个步骤的装置还可以包括诸如处理器这样的电路，以便执行所述软件。因此，本发明尤其针对于计算机可执行指令，例如那些通过控制机器或电路来执行所论述的一个或多个步骤或是信号处理操作的软件。
本发明的定时同步环路可以使用各种技术和/或电路来实现。在2002年3月4日提交的名为“Method of Symbol TimingSynchronization in Communication Systems”的美国专利申请10/090,871以及2000年2月11日提交的美国专利申请09/503,040中描述了可以用于实现本发明的无线终端中所使用的定时环路的各种定时和同步电路及方法，这两份专利申请在此特别引入作为参考。然而，替换的技术和/或电路也是可以使用的。
应该理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，上述方法和设备的许多改变都是可行的。例如，本发明是依照无线终端与两个基站建立连接来进行描述的。根据本发明，也可以建立并且保持无线终端与多个基站之间的同时连接。此外还可以考虑使无线终端(303)同时支持其与不同基站(304，306)的多个数据上行链路，但在任何指定时间都只支持一个单独的数据下行链路的实施例。例如，除了作为控制链路之外，这种数据链路还可以是与这两个基站相连的双向控制链路。这种实施方式与图5所示的实施相似，但是翻转了箭头519，由此该箭头表示的是一个上行链路而不是下行链路。
此外还应该理解，虽然本发明的方法和设备适合正交频分复用(OFDM)的应用，但是它们也可以与其他通信技术结合使用，并且不应局限于OFDM系统。

Claims (31)

1.一种用于与多个基站(304，306)进行并行通信的移动通信设备(302)，其中每个基站以不同信号定时工作，所述通信设备(302)包括：
多个能与所述多个基站(304，306)并行建立定时同步的定时同步环路(806，808，908，910)。
2.权利要求1的移动通信设备(302)，其中所述多个定时同步环路(806，808，908，910)是符号定时环路。
3.权利要求1的移动通信设备，其中所述多个定时同步环路(806，808，908，910)包括接收机定时同步环路(908，910)以及发射机定时同步环路(806，808)，其中多个所述发射机定时环路以及多个接收机符号定时同步环路是并行使用的，至少一个接收机定时环路和一个发射机定时环路用于由所述移动通信设备与之建立通信连接的各个基站。
4.权利要求3的移动通信设备，还包括：
多个编码器电路(802，804)，其中所述多个编码器电路中的不同编码器电路与所述多个发射机定时同步环路(806，808)中的每一个相耦合。
5.权利要求4的移动通信设备，其中所述多个编码器(802，804)中的每一个都对与不同基站(304，306)的连接相对应的数据进行编码。
6.权利要求5的移动通信设备，还包括：
一个耦合到所述多个同步环路(806，808)的数字组合设备(810)，用于组合由所述同步环路(806，808)处理的数据，由此产生一个组合的数字信号。
7.权利要求6的移动通信设备，还包括：
一个数模转换器(812)，用于将所述组合数字信号转换成一个模拟传送信号；以及
一个模拟传送电路(814)，用于传送所述模拟传送信号。
8.权利要求3的移动通信设备，还包括：
多个解码器电路(912，914)，其中所述多个解码器电路(912，914)中的不同解码器电路与所述多个解码器定时同步环路(908，910)中的每一个相耦合。
9.权利要求8的移动通信设备，其中所述多个解码器(912，914)中的每一个都对与不同基站(304，306)的连接相对应的数据进行解码。
10.权利要求3的移动通信设备，还包括：
多个信号分离电路(905，907)，其中不同的信号分离电路与所述多个接收机同步环路(908，910)中的每一个相耦合，以便分离那些与不同基站(304，306)相对应的信号，从而将会由不同的接收机同步环路(908，910)来处理对应于不同基站的信号。
11.权利要求10的移动通信设备，还包括：
一个模拟接收机电路(902)，用于接收一个与多个基站(304，306)发送的信号相对应的输入模拟信号；以及
一个与所述模拟接收机电路(902)以及所述信号分离电路相耦合的模数转换器(904)。
12.权利要求11的移动通信设备，其中各个基站(104，106)传送的信号是正交频分复用信号；并且
其中所述信号分离电路(905，907)是滤出那些对应于并未受到与某个信号分离电路(905，907)相耦合的接收机同步环路(908或910)处理的基站(304或306)的音调的滤波器。
13.权利要求1的移动通信设备，还包括：
控制装置(774)，用于对同时针对不同基站的数据文件的不同部分的传输进行控制。
14.一种操作无线终端而与包括第一基站(304)和第二基站(306)在内的多个基站进行交互的方法，包括：
执行第一定时同步操作，以使数据信号定时与第一基站(304)同步；以及
执行第二定时同步操作，以使数据信号定时与第二基站(306)同步，其中第一和第二定时同步操作是独立及并行执行的。
15.权利要求14的方法，
其中所述执行第一定时同步操作的步骤包括经由第一控制链路(409)而从第一基站(304)接收定时控制信号；以及
其中所述执行第二定时同步操作的步骤包括经由第二控制链路(419)而从第二基站(306)接收定时控制信号。
16.权利要求15的方法，其中所述第一和第二定时同步操作是符号定时同步操作。
17.权利要求15的方法，还包括：
将第一数据发送到第一基站(304)；以及
在向第一基站(304)发送第二数据的同时，将不同的数据发送到第二基站(306)。
18.权利要求17的方法，其中所述第一和第二数据是单个数据文件的不同部分。
19.权利要求18的方法，其中所述数据文件是电子邮件文件、图像文件以及文本文件中的一个。
20.权利要求19的方法，
其中所述第一数据保存在第一数据分组中，所述第二数据保存在第二数据分组中；以及
其中将所述第二数据分组传送到所述第二基站(306)是在将所述第一数据分组传送到所述第一基站(304)的过程中开始的。
21.权利要求20的方法，还包括：
在结束传送所述第一数据分组之后，停止向所述第一基站(304)传送数据，同时继续向所述第二基站(306)传送数据。
22.一种在通信系统的基站之间执行切换的方法，所述方法包括：
与第一基站(304)进行通信；
建立一条与第二基站(306)相连的连接；以及
将不同的通信信号并行传送到所述第一和第二基站(304，306)。
23.权利要求22的方法，
其中所述不同通信信号是表示数字数据分组的数据信号；以及
其中向所述第一和第二基站(304，306)传送不同数据的所述步骤包括向所述第一基站(304)传送第一数据分组以及向所述第二基站(306)传送第二数据分组，第一和第二数据分组中的每一个都包含了来源于所要发送的数据集的不同数据。
24.权利要求23的方法，其中所述将要传送的数据集是电子邮件消息、语音消息以及文本消息中的一个。
25.权利要求23的方法，还包括：在向所述第一(304)和第二(306)基站传送代表至少部分所述第一和第二数据分组的符号时候，使用不同的符号传送起始时间。
26.权利要求25的方法，还包括：
监视与第一和第二基站(304，306)相连的连接的质量；以及
停止向较低质量的连接传送数据。
27.权利要求25的方法，还包括：
监视与第一和第二基站(304，306)相连的连接的质量；以及
当正在使用的连接的质量比并未传送数据的基站的数据连接质量更差的时候，改变数据传至的基站(304，306)。
28.一种实施通信系统的方法，所述方法包括：
提供多个基站(304，306)，以便与一个移动通信设备(302)进行交互；
操作所述多个基站中的第一和第二基站(304，306)中的至少一个基站，以便并行从所述移动通信设备(302)接收那些将要经由有线异步通信网络(308)传送的不同数据；以及
对第一和第二基站(304，306)进行操作，以便将所述接收数据提供给所述有线异步网络(308)。
29.权利要求28的方法，其中所述不同数据包括由所述第一基站(304)发送的第一数据分组以及所述第二基站(302)发送的第二数据分组中的至少一部分数据分组。
30.权利要求29的方法，其中所述第一和第二数据分组对应于所述无线终端发送的电子邮件消息、语音消息以及文本消息中的至少一个消息的不同部分。
31.权利要求30的方法，还包括：
对第一和第二基站进行操作，以便结合所述移动通信设备来执行独立的异步符号定时同步操作。
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