CN101521909B - 用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法 - Google Patents

Abstract

一种用于基站间通信中基于多个终端中继的信令转发方法，其包括在服务小区中利用一个或多个附属的终端从邻小区广播信息中提取用于进行基站间联合RRM(Radio ResourceManagement，无线资源管理)的系统信息；接收到邻小区广播信息的终端向服务小区向服务小区申请中转信令所需的上行资源，并向服务小区说明数据包接收正确与否；在服务基站处根据多个终端的资源请求情况及是否有终端接收到正确的数据包，决定资源配置策略：若有终端接收正确，则从接收正确的终端中挑选一个进行信令转发，降低信令开销；若申请资源的终端都接收错误，则从中选取两个或多个终端将信息进行转发，并在基站处将接收到的多个版本进行合并，从而提高信令传输的可靠性。

Description

用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法 

技术领域

本发明涉及B3G移动通信系统中基站间通信技术，尤其是3GPP LTE(Long Term Evolution，长期演进)及LTE-Advanced中宏基站与家庭基站、家庭基站与家庭基站之间的信令交互技术。 

背景技术

随着移动通信业务的发展，不断增长的通信需求对无线网络的承载能力提出了新的要求，尤其是室内用户占据了相当大的比例，然而室内覆盖却一直是移动网络优化的一个难点。近年来，家庭基站引起了越来越多的网络设备商及运营商的关注，成为提高室内通信质量，缓解宏基站压力的一种极具竞争力的网络解决方案。家庭基站是一种用户住宅蜂窝接入点，适用于家庭和办公室环境。它通过用户的宽带连接接入移动运营商的核心网络，可以弥补较弱的室内信号和提供网络所要求达到的带宽。 

在3GPP的标准化过程中，主要将宏基站与家庭基站、及家庭基站之间在同频运营的场景下如何进行资源的协调利用作为一个研究的重点。由于家庭基站部署的随意性所带来的网络拓扑及业务需求的时变性，传统的基于人工干预的蜂窝网络规划及优化手段变得不再实用。在这种情况下，基于业务预测及环境感知的网络自由化将成为有力的解决方案。 

要达到上述目的，同时保证网络的鲁棒性，需要在网络节点之间(宏小区之间，宏基站与家庭基站之间，家庭基站之间)交互必要的系统信息(干扰、负载等)。在LTE(LTE-Advanced)系统中，基站之间的信息交互可以通过已有的X2接口进行高效的传输，同时保证较低的时延。然而在家庭基站的部署中，为了降低成本，一般不考虑架设X2接口，在这种情况下，信令的交互一般有两种方式：IP骨干网和空中接口。然而由于IP网络的时延状况难以满足实时的信令传输要求，基于空中接口的信令交互方式将成为一种比较有效的解决方案，即通过空中接口的方式在基站之间传输必要的信息，包括两种方式：基站之间直接通信和基站之间通过终端中转进行通信。在基站间直接通信中，需要一定的协调机制来控制处于发射状态和接收状态的基站，会对基站的通信造成一定的影响；在通过终端中转的方式中，终端通过读取邻小区系统信息，并向服务小区汇报，基本不会影响基站正常提供服务。 

3GPP Tdoc R1-083733，Algorithms and results for autonomous component carrier selection for LTE-Advanced，Nokia Siemens Networks，Nokia，RAN1#54bis中提出了一种用于信令交互的基站间直接通信方式，在这种方式中，基站将系统信息进行打包并通过广 播信道向邻小区发送。因此，在某一特定时刻，网络中部分节点处于发送状态，而另一部分节点处于接收状态。从系统的角度来看，需要设计一定的机制来协调各个节点的收发状态，并且当网络节点不断增多，这种协调会变得相当复杂。另外，在这种解决方案中，还存在隐藏节点的问题，即终端能够感受到邻小区的干扰，但是服务小区不能听到邻小区的信号。 

Location-mapping and cell-addressing service for supporting self-organization and flexible spectrum use in cellular networks，NSN invention report 2008E00596中提出了一种基于核心网信令传输的集中式解决方案，这种方式可用于家庭基站的初始化或重置，但是不适合作为小区间(宏基站与家庭基站，家庭基站之间)实时资源管理的解决方案。由于缺乏X2接口，这种基于IP骨干网的信令传输方式会引入较大的时延。 

在Cell configuration method for supporting self-organization and flexible spectrum use in advanced cellular systems，NSN invention report 2008E00587提出的方案中，处于激活状态的家庭基站会定期广播系统信息，当一个新的家庭基站进入这个网络后，会首先读取这些系统信息，并通过分析来选取参数实现分布式的自动配置 

Enabling umbrella wide area cell supports for spectrum load balancing of local area deployment over the air-interface，NSN invention report 2008E01916提出的方案中，微基站会定期或基于其他触发方式通过空中接口向宏基站发送负载信息；另外当收到微小区的信息或到达更新周期时，宏基站会将收集到的信息通过空中接口发送到感兴趣的微小区。除了通过基站接直接通信，还可以将终端作为一个信令中转的媒介。 

在现有的解决方案中，主要包含两大类：基站之间直接通信和基于终端中继的通信方式。在基站之间直接进行通信的方式中，一方面，与基站现有功能相比，参与通信的基站需要额外配置下行的测量和接受功能来读取邻小区的信息，即基站需要具备一部分终端的功能；另一方面，尤其是在TDD系统中，在某一特定的时刻，基站只能处于发射或者接收状态，因此，要在通过直接通信的方式在基站之间有效的进行信息交互，需要设计合理的协调机制来控制各个基站的收发状态，同时要考虑到对网络服务的影响，当网络节点不断增多时，协调会变得相当复杂；另外，在这种解决方案中，还存在隐藏节点的问题，即终端能够感受到邻小区的干扰，但是服务小区不能听到邻小区的信号，在这种情况下可以通过终端去读取邻小区的信息并中转到服务小区。 

针对基于终端中转的解决方案，目前的研究主要集中于终端同时与服务小区和邻小区建立连接，基站侧的系统信息可以通过这样的通道进行双向传递。但是这样带来的一个明显问 题就是会大大增加终端的负担，当邻小区数目较多时，终端需要维护的连接数量就比较庞大。为了解决这个问题，可以不要求终端与邻小区建立连接，而仅仅是侦听邻小区的广播信息，并传递到服务小区。 

采用这种解决方案，需要解决的主要问题之一就是如何提高信息接收的可靠性。这种情况下可以通过多点接收的方式，即通过多个终端同时接受邻小区的信息来降低接收出错的概率，并通过目的基站处对多个错误版本的合并进一步提高性能。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于本发明提出了一种用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，在信息获取链路没有可靠性保障机制的情况下提高基站之间端到端的信令传输可靠性，同时降低由此带来的信令开销。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，该方法主要包括以下步骤： 

1)一个或多个终端从邻小区读取信息； 

2)当终端从邻小区获得信息之后，首先检查信息的完整性，然后通过PUCCH发送上行资源请求信息，并在其中包含相应的信息指明终端处的信息接收是否正确； 

3)服务基站通过分析上行资源请求信息，并根据以下准则为一个或多个终端分配中转信息所需要的资源； 

a)、如果一个或多个终端接收到了正确的信息，服务小区会从接受正确的终端中挑选一个并向其分配资源； 

b)、如果没有终端接收到正确的信息，服务小区会为其中的一部分或全部终端分配资源； 

4)如果条件b)满足，服务基站会将接收到的若干错误版本进行合并并重新检测；否则直接从接受正确的终端中提取信息； 

在一个或多个终端接收到了正确的信息时，被选中的终端根据分配的资源在PUSCH上转发邻小区信息；在没有终端接收到正确的信息时，利用得到的资源在PDSCH上转发接收到的信息。 

作为本发明的优选方案之一，所述步骤1)是指一个或多个终端根据服务小区的指示在特定的时频位置去读取邻小区广播信息，并将读到的信息保存下来。 

作为本发明的优选方案之一，所述步骤2)包括指明终端处的信息接收是否正确之前终端对接收到的信号进行CRC校验，根据校验结果生成用于指明终端处的信息接收是否正确的信息。 

作为本发明的优选方案之一，所述步骤2)中PUCCH信道中增加一个新的域来传输结果指示信息。 

作为本发明的优选方案之一，所述步骤3)包括当收到终端发送的上行资源请求信息后，服务基站首先对上行资源请求信息中的结果指示域进行分析； 

作为本发明的优选方案之一，所述步骤3)包括当服务小区发现有终端接收到了正确的信息，从公平性及减少对业务影响的角度出发，在接收正确的终端中挑选出一个来中转接收到的信息；并根据终端的要求为其分配需要的上行资源； 

作为本发明的优选方案之一，所述步骤3)包括如果没有终端接收正确，服务小区会从降低端到端的差错概率及降低信令开销的角度出发，从候选终端中选取所需要的最少数目的终端来中转接收到的信息，并根据终端的要求为其分配需要的上行资源； 

作为本发明的优选方案之一，所述步骤4)包括当服务基站接收到从多个终端中转过来的信息后，对得到的多个错误版本进行物理层的合并，并重新译码及执行CRC校验。 

本发明用于基站间通信中基于多个终端中继的信令转发方式，考虑到在信息获取链路(终端从邻小区读取系统信息的下行链路)没有可靠性保障机制的情况下提高基站之间端到端的信令传输可靠性，同时降低由此带来的信令开销。 

附图说明

图1为本发明流程图； 

图2为资源申请信息示意图； 

图3为实施例中情况1的信息转发流程图； 

图4为实施例中情况2的信息转发流程图； 

图5为实施例中情况3的信息转发流程图； 

图6为实施例中情况4的信息转发流程图； 

图7为实施例中情况5的信息转发流程图。 

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤： 

请参照图1所示，本发明提出了一种在终端读取邻小区广播的系统信息后，向服务小区中转信息的方法。其主要包括以下几步， 

1)对于相同的邻小区系统信息，一个或多个终端参与信息的中转； 

2)一个或多个终端从邻小区读取信息，当终端从邻小区获得系统信息之后，会首先检查信息的完整性，然后通过PUCCH(Physical Uplink Control Channel)发送上行资源请求，并在其中包含相应的信息指明终端处的信息接收是否正确； 

3)服务基站通过分析上行资源请求信息，并根据以下准则为一个或多个终端分配中转信息所需要的资源； 

a)如果一个或多个终端接收到了正确的信息，服务小区会从接受正确的终端中挑选一个并向其分配资源； 

b)如果没有终端接收到正确的信息，服务小区会为其中的一部分或全部终端分配资源； 

4)如果条件b)满足，服务基站会将接收到的若干错误版本进行合并并重新检测；否则直接从接受正确的终端中提取信息。 

具体的实施例如下，对于邻小区广播系统信息的获取结果，存在三种可能： 

正确接收的终端，表示为C_UE； 

错误接收的终端，表示为E_UE； 

没有检测到广播信息的终端，表示为N_UE。 

当检测到邻小区广播信息后，终端将会向服务小区申请用于信息转发的上行资源。在资源的请求信息中，包含一个域来说明终端接收信息的正确与否，如错误！未找到引用源。所示的“信息接收指示”域。 

下面以三个终端为例，分五种情况来讨论终端在接收到信息后进行转发的流程。 

情况1：请参照图3所示，三个终端都接收到正确的信息 

(1.1)所有终端都通过PUCCH向服务基站发送用于信息转发的上行资源请求； 

(1.2)服务基站检查来自于三个终端请求中的“信息接收指示域”，并且获知三个终端都接收正确； 

(1.3)服务基站随即从三个终端中选取一个，并通过PDCCH为其分配所需的上行资源； 

(1.4)被选中的终端根据分配的资源在PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)上转发邻小区信息。 

情况2：请参照图4所示，一个终端接收到正确的信息，另外两个终端接收到错误的信息 

(2.1)所有终端都通过PUCCH向服务基站发送用于信息转发的上行资源请求； 

(2.2)服务基站检查来自于三个终端请求中的“信息接收指示域”，并且获知只有第二个终端接收到正确的信息； 

(2.3)服务基站通过PDCCH为第二个终端分配所需的上行资源； 

(2.4)第二个终端根据分配的资源在PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)上转发邻小区信息。 

情况3：请参照图5所示，第二个终端接收到正确的信息，第一个终端接收到错误的信息，第三个终端没有检测到信息 

(3.1)第一个和第二个终端通过PUCCH向服务基站发送用于信息转发的上行资源请求； 

(3.2)服务基站检查来自于两个终端请求中的“信息接收指示域”，并且获知只有第二个终端接收到正确的信息； 

(3.3)服务基站通过PDCCH为第二个终端分配所需的上行资源； 

(3.4)第二个终端根据分配的资源在PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)上转发邻小区信息。 

情况4：请参照图6所示，三个终端都接收到错误的信息 

(4.1)所有终端都通过PUCCH向服务基站发送用于信息转发的上行资源请求； 

(4.2)服务基站检查来自于三个终端请求中的“信息接收指示域”，并且获知三个终端都接收到错误的信息； 

(4.3)服务基站通过PDCCH为三个终端分配所需的上行资源； 

(4.4)三个终端利用得到的资源在PDSCH上转发接收到的信息； 

(4.5)服务基站对接收到的3个错误版本进行物理层的合并，并重新译码，进行CRC校验。 

情况5：请参照图7所示，第一个和第二个接收到错误的信息，第三个终端没有检测到信息 

(5.1)第一个和第二个终端通过PUCCH向服务基站发送用于信息转发的上行资源请求； 

(5.2)服务基站检查来自于两个终端请求中的“信息接收指示域”，并且获知两个终端接收到错误的信息； 

(5.3)服务基站通过PDCCH为两个终端分配所需的上行资源； 

(5.4)两个终端利用得到的资源在PDSCH上转发接收到的信息； 

(5.5)服务基站对接收到的两个错误版本进行物理层的合并，并重新译码，进行CRC校验。 

考虑到在信息获取链路(终端从邻小区读取系统信息的下行链路)没有可靠性保障机制的情况下提高基站之间端到端的信令传输可靠性，同时降低由此带来的信令开销。本发明主要包括：在服务小区中利用一个或多个附属的终端从邻小区广播信息中提取用于进行基站间联合RRM(Radio Resource Management，无线资源管理)的系统信息；接收到邻小区广播信息的终端向服务小区向服务小区申请中转信令所需的上行资源，并向服务小区说明数据包接收正确与否；在服务基站处根据多个终端的资源请求情况及是否有终端接收到正确的数据包，决定资源配置策略：若有终端接收正确，则从接收正确的终端中挑选一个进行信令转发，降低信令开销；若申请资源的终端都接收错误，则从中选取两个或多个终端将信息进行转发，并在基站处将接收到的多个版本进行合并，提高信令传输的可靠性。 

应说明的是：本发明的实施例仅用说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (8)

1.一种用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：

1)一个或多个终端从邻小区读取信息；

2)当终端从邻小区获得信息之后，首先检查信息的完整性，然后通过PUCCH发送上行资源请求信息，并在其中包含相应的信息指明终端处的信息接收是否正确；

3)服务基站通过分析上行资源请求信息，并根据以下准则为一个或多个终端分配中转信息所需要的资源；

a)、如果一个或多个终端接收到了正确的信息，服务小区会从接收正确的终端中挑选一个并向其分配资源；

b)、如果没有终端接收到正确的信息，服务小区会为其中的一部分或全部终端分配资源；

4)如果条件b)满足，服务基站会将接收到的若干错误版本进行合并并重新检测；否则直接从接收正确的终端中提取信息；

在一个或多个终端接收到了正确的信息时，被选中的终端根据分配的资源在PUSCH上转发邻小区信息；在没有终端接收到正确的信息时，利用得到的资源在PDSCH上转发接收到的信息。

2.如权利要求1所述的用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于：所述步骤1)具体是指一个或多个终端根据服务小区的指示在特定的时频位置读取邻小区广播信息，并将读到的信息保存下来。

3.如权利要求1所述的用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于：所述步骤2)包括指明终端处的信息接收是否正确之前，终端对接收到的信号进行CRC校验，根据校验结果生成用于指明终端处的信息接收是否正确的信息。

4.如权利要求1所述的用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于：所述步骤2)中PUCCH信道中增加一个新的域来传输结果指示信息。

5.如权利要求1所述的用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于：所述步骤3)包括当收到终端发送的上行资源请求信息后，服务基站首先对上行资源请求信息中的结果指示域进行分析。

6.如权利要求1所述的用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于：所述步骤3)包括当服务小区发现有终端接收到了正确的信息，从公平性及减少对业务影响的角度出发，在接收正确的终端中挑选出一个来中转接收到的信息；并根据终端的要求 为其分配需要的上行资源。

7.如权利要求1所述的用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于：所述步骤3)包括如果没有终端接收正确，服务小区会从降低端到端的差错概率及降低信令开销的角度出发，从候选终端中选取所需要的最少数目的终端来中转接收到的信息，并根据终端的要求为其分配需要的上行资源。

8.如权利要求1所述的用于基站间通信中基于多个终端中继的信息转发方法，其特征在于：所述步骤4)包括当服务基站接收到从多个终端中转过来的信息后，对得到的多个错误版本进行物理层的合并，并重新译码及执行CRC校验。 

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