[发明专利]用于无线通信中小区范围扩展的装置、系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年4月27日提交的第61/639707号美国临时专利申请的优先权，在此通过参考详细引入其全部内容，并不放弃。

技术领域

本发明一般涉及无线通信，更具体地，涉及用于无线通信中小区范围扩展的装置、系统和方法。

背景技术

如LTE、WiMAX和HSPA的无线通信标准中包括有快速重传的需求，以提高系统性能。例如，LTE中重传的等候时间是8ms。这意味着LTE系统中发射机侧与接收机侧的全部处理时间加上空口(OTA)延迟应当小于8ms。LET标准规定的支持的小区范围高达100km，其被解释为约0.667ms的来回OTA延迟。对于特定的应用，例如将LTE用作飞行中Wi-Fi服务的回程线路接入方式，LTE用户设备(UE)与基站(eNodeB)之间的距离可以是200km或更远。因而传统的LTE系统无法用于该应用，因为OTA延迟会超过指定的0.667ms，其将限制UE和eNodeB设备的可用处理时间。其他的限制包括LTE标准中限定的LTE前序信号的设计和LTE标准下限定的UE装置中支持的最大上行高级时间。

在某些系统中，来自不同UE的上行信号同时到达eNodeB。这可以用于保持来自不同UE的信号之间的正交性很有用，并且可以用于通过例如分享同一快速傅里叶变换(FFT)引擎简化eNodeB设计。通常的LTE系统中，利用随机接入信道(PRACH)进程得到初始上行同步。即使建立上行同步时，其也可能由于多种原因而最终丢失，包括UE的移动或者UE或eNodeB中本地振荡器的不精确。因此，需要保持上行定时，并且在如LTE标准的一些通信标准中说明了用于上行定时保持的机构。

一般说来，UE接收到来自eNodeB的信号时，定时同步和保持的过程开始。该信号可以包括定时信息，UE使用该定时信息确定下行定时。UE可以随后返回符合其下行接收定时的前序信号。eNodeB而后检测该前序信号，估计等候时间，随后指示UE在两倍的单向等候时间推进其后续的上行传输。利用定时优势同步UE的后续的上行传输。如果UE移动到等候时间不同的位置，定时可能会丧失。因而，eNodeB通常被设置为检测定时偏离并发送周期性的定时更新给UE。

快速重传用于许多基于包的无线通信标准，例如CDMA、EVDO、HSPA和LTE以改进性能。在这些系统中，如果接收器能够编码包，则其发回ACK信号。否则，接收器回复NACK信号。如果发送器接收到NACK，则其重传包。为了支持延迟敏感应用，重传间隔通常非常小。例如，LTE系统仅使用8个子帧(8ms)的重传。UE和eNodeB都需要用于处理上行和下行信号的最小时间量。任意空口(OTA)延迟使用至多一部分的处理时间。因而在很多系统中，设置OTA限制，其有效地限制了eNodeB与UE之间可能的通信范围。例如，在LTE中，典型的OTA限制是68ms，粗略相当于从eNodeB的100km的半径。

发明内容

本发明涉及的系统和方法允许OTA延迟超过与穿过100km距离的传输相关的延迟(大于约0.667ms)，而仍然负担得起UE和eNodeB设备所需的全部处理时间。在一个实施方式中，通过UE从eNodeB的范围限定多个传输状态。例如，状态可以包括“常规状态”、“过渡状态”和“扩展状态”。这种实施方式可以消除或显著减小由eNodeB从位于100km传输区以内的UE接收的信号(常规状态)和从位于100km传输区以外的UE接收的信号(过渡状态和/或扩展状态)的冲突。此外，本实施方式可以减小传输区的错误检测。

在一个实施方式中，一种用于小区范围扩展的方法是无线通信，包括接收来自无线通信网络中的基站的通信。例如，在如移动智能手机中的无线接收器可以接收通信。此外，该方法可以包括响应通信确定从基站的距离。该距离可以利用载有可执行代码的数据处理器确定，该可执行代码包括促使该处理器确定距离的指令。此外，该方法可以包括根据从基站的估计距离和内部传输时间提前能力设定通信定时状态。也可以通过处理器完成设定。最后，该方法可以包括根据由通信定时状态限定的定时方案发送响应给基站。

在一个实施方式中，该方法还可以包括当到基站的距离在第一预定阈值距离之内时设定第一通信定时状态。设定第一通信定时状态时，定时方案不改变响应基站的定时。此外，该方法可以包括当距离大于第一预定阈值距离时设定第二通信定时状态。定时方案将响应基站的定时缩短一个子帧的长度，而后在设定第二通信定时状态时，增加过渡补偿延迟。