CN101843151A - 支持小区测量的传输行为 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蜂窝通信，并且解决了当小区中的负载瞬时并且在较宽频谱上变化时LTE UE测量下行链路质量的问题。所述UE不具有以足够的可靠性执行小区负载测量以进行小区间切换或RAT间切换所需的、在频率带宽和时间上进行测量的能力。该方案为，将在载波频率的窄带中传输的DL功率调整为反映总小区负载。测量总小区负载，并在时间上对其求平均，使其与频率载波的带宽成正比。可以针对终端要测量的窄频带中的特定时隙控制功率。由于可以减少所测量的启用UE所需的浪费的功率以及可以减小本发明引起的额外干扰，因此这是有利的。

Description

支持小区测量的传输行为
技术领域
本发明涉及蜂窝无线电通信，更具体地涉及一种使终端能够对在小区中传输的无线电信号进行质量测量并使用那些测量来进行负载控制的方法，以及一种用于执行该方法的网络节点。
背景技术
在蜂窝通信系统中，典型地，用户设备(UE)可以建立与服务于小区的基站的通信，从而能够发送和接收信号。典型地，这样的系统定义切换机制，由此已经与一小区建立了通信的UE可能将通信切换至另一小区，例如以改进其与相应基站的通信信道的质量。为了确定其当前小区无法提供足够好的下行链路(DL)质量并优选地确定存在极有可能能够提供足够好的下行链路(DL)质量的另一频率上的另一小区，典型地使用DL质量估计。
如果经过平均，DL质量还将给出对于极有可能能够在切换后的合理的长时间(典型地至少几秒)内提供良好DL质量使得执行切换的性能影响能够得到充分补偿的其他小区(被称为目标小区)的指示。即，优选避免过于频繁地执行切换。
为此，极有益于避免过于频繁的切换的估计的一个属性在于，UE可以在切换前后测量相同的物理信号，从而能够使用简单的迟滞阈值来避免在两个小区间过于频繁地来回切换。
另一有益属性在于，估计应当与时间无关。即，可以在任何时间采样，并且所述采样仍通常在几秒的时间内代表该小区。如果DL质量估计还是小区负载相关的，则该估计可用于能够不仅针对空闲模式UE还针对RRC连接模式UE，控制UE在频间小区层间的分布。
负载相关DL质量估计还可用于影响对于在频率层内在特定时间哪个小区是用作服务小区的最佳小区的判决。实际上，利用该选项将使得服务小区和目标小区间的切换边界根据在服务小区或目标小区中的负载情况进行调整(来回移动)。如果服务小区具有高负载而目标小区负载不高，则可以按照使目标小区扩展的方式来移动切换边界。
在本上下文中，在广义上采用术语“小区负载”来表示小区上的无线资源负载或传输网负载、或基站自身上的硬件负载、处理负载或信令负载、或任意其他测量。术语“业务负载”指由UE引起的无线资源负载。
还可以使用DL质量估计来判断是否应当进行无线接入技术间(IRAT)测量和切换尝试，以免在移出网络的覆盖区时丢失连接。
在使用宽带码分多址(WCDMA)的无线通信网络中，公共导频信道(CPICH)Ec/No(即，每码片的接收能量除以带内总能量)是具有所有上述属性的DL质量估计的示例。这样做的一个原因在于，无论传输信号是针对UE的还是正在传输导频或其他公共信道，CDMA技术都将功率扩展到针对每个传输信号的整个分配带宽上。
蜂窝网络升级的长期演进路径(LTE)由3GPP进行标准化，并且然后被命名为扩展UMTS陆地无线接入(E-UTRA)。LTE系统中的小区被指配了频率载波，并且在时域和频域内将载波上的资源调度给不同的移动终端，或者LTE术语中的用户设备(UE)。如果对同一站点的服务指配了多于一个的频率载波，根据3GPP当前定义，它们被分配了可能具有重叠覆盖的两个不同小区。在LTE中，不存在来自小区的连续传输，并且来自小区的功率将取决于对来自小区的传输的调度。
此外，在LTE中，当对目标小区进行移动性测量时，UE期望任意目标小区在6个中心资源块(RB)内(即位于DL载波中心的6个RB*12个子载波*15kHz＝1.08MHz频带内)周期性地传输参考符号和同步信道，从而允许UE进行小区搜索、小区识别以及时间和频率同步。在1.08MHz频带内，还存在用于对特定UE的调度传输的容量。注意，6个RB对应于小区的1.4MHz的载波BW，并且是目前3GPP所支持的最小载波BW。
当为了链路自适应和调度的目的进行要向网络报告的信道质量测量时，UE将使用小区的全部带宽。这意味着，也在6个中心资源块外传输参考符号。关于这点的更多细节可以从3GPP TS 36.300、TS 36.211和TS36.213中获得。
当UE正在测量接收信号强度指示符(RSSI)和接收参考符号功率(RSRP)以用于3GPP TS 36.214中定义的参考符号接收质量(RSRQ)时，RSSI并且因此RSRQ将根据来自该小区的调度传输改变，并且还将根据RSSI的采样时刻改变，因此将提供对表示小区负载的DL质量的不确定估计。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制小区的方法，其中，所述小区被指配了第一频率载波，并在第一频率载波上按时间和频率来调度对特定移动终端的下行链路传输，并且所述第一频率载波包括第二频带。首先，形成与所述小区相关的平均负载测量。然后，控制在第二频带中传输的功率以反映平均负载测量。
根据本发明的第二方面，提供了一种适于执行根据第一方面的方法的网络节点。因此，UE能够执行受网络控制、并代表小区和在小区的总频率载波上的小区负载的质量测量。优选地，这可以应用于对于切换判决而言足够长的时段上。优选地，这可以通过以特定形式和/或使用哑传输有意调度UE来实现。
在本发明的实施例中，所述方案可以是，在该频率载波内，在较窄频带中以及典型地仅仅在UE提取DL质量测量采样的特定时刻，将输出功率控制为反映小区负载(例如总业务负载在总频率载波和时间上的分布)的电平。这些时刻是UE提取移动性测量采样的时刻。
例如，在一个实施例中，首先通过测量在总频率载波上的功率以及在时间求平均来确定业务负载。通过对总计为确定的功率电平的、对UE的DL传输进行调度，或通过传输哑功率，或者通过两者的结合，来控制窄带中的功率。所述功率电平将保持恒定，或在时间上(并且至少在预期UE执行DL质量测量的时段内)具有小的变化。
附图说明
图1示出了根据本发明操作的无线通信网络的一部分。
图2是示意图，示出了根据本发明一方面的网络节点。
图3示出了3GPP为LTE下行链路定义的资源块在时间和频率中的调度及其使用的帧结构。
图4和5示出了在特定环境下功率在时间和频率上的分布。
图6和7示出了在特定环境下功率在时间和频率上的可选分布。
图8是示出了根据本发明一方面的方法的流程图。
图9和10示出了在使用本发明的特定环境下功率在时间和频率上的可选分布。
图11和12示出了在使用本发明的特定环境下功率在时间和频率上的可选分布。
图13和14示出了在使用本发明的特定环境下功率在时间和频率上的可选分布。
图15示出了参考符号的使用，图16示出了根据本发明的、在传输参考符号的符号周期期间的功率控制。
图17示出了参考符号的使用，图18示出了根据本发明的、在传输参考符号的符号周期期间的可选功率控制。
具体实施方式
图1示出了根据本发明操作的无线通信网络的一部分。具体地，图1示出了为小区服务提供服务的基站10，在小区中移动设备或用户设备(UE)12、14、16、18是活动的。众所周知，每个UE对由基站10传输的信号进行测量，从而形成下行链路质量的测量，以例如在确定是否从小区切换时使用。类似地，UE对其他小区进行测量，以确定切换至其他小区之一是否是优选的。具体地，UE可以测量接收信号强度指示符(RSSI)和/或参考符号接收功率(RSRP)，因而测量小区中的参考符号接收质量(RSRQ)，并且作为RSRP的补充或者通过RSRQ本身，可以使用该质量测量来确定是否至或自该小区切换。
图2是示意图，示出了根据本发明的网络节点。具体地，图2示出了基站10的一般形式，在LTE网络中基站被称为eNodeB。
eNodeB 10具有射频(RF)电路20，射频电路连接至天线22，以通过无线接口向UE发送和接收信号。此外，存在核心网(CN)接口24，用于将eNodeB 10连接至移动通信网络的核心网。射频电路20和核心网接口24在处理器26的控制下操作。这是公知的，并且将不再此处进行描述。然而，该控制的一个方面对于理解本发明而言是有关的，并且以下将更详细地对该方面进行描述。
图3在时间(横轴)和频率(纵轴)上示出了来自LTE频分双工(FDD)小区的下行链路(DL)传输。
图3中的每个小方块在时间上对应于1/14ms的持续时间(一个OFDM符号周期)和在频率上对应于15kHz(一个子载波)，并且被称为一个资源单元，这是用于传输信息的最小资源量。
由在7个符号周期的时段期间的12个子载波(即具有180kHz的带宽)组成的块被称为一个资源块(RB)。用于对UE调度RRC信令或用户数据的最小资源量是2个在时间上连续的RB。与7个符号周期相等的时段(即0.5ms)被称为一个时隙，而两个时隙一起形成一个子帧(1ms)，并且10个子帧一起形成具有10ms持续时间的一个帧。
可用于来自一小区的下行链路传输的总带宽(BW)可以高达20MHz，即等于100个资源块的带宽(利用了一些余量)。然而，无论总可用下行链路带宽如何，UE典型地将对位于载波BW中心的6个资源块进行测量，以测量要用于切换判决的下行链路质量，因此这6个资源块将对应于6*12＝72个子载波。
图3示出了一个帧的结构，并且具体示出了子帧#0、子帧#1-4和6-9(这些子帧都具有相同的结构)以及子帧#5的结构。如图3所示，每帧中的子帧#0和子帧#5中的一些资源单元用于广播同步信道，子帧#0中的一些资源单元用于系统广播，并且每个子帧中的一些资源单元用于参考符号，在使用多于两个天线端口的情况下，这些资源单元中的一些仅用于参考符号。图3所示的无阴影资源单元可用于向UE的调度传输。
基于上述结构，图4和5分别示出了在不存在任何对在资源块上传输的功率进行控制的步骤的情况下在资源块上传输的功率随时间和频率的变化。具体地，图4示出了功率在不同子帧间的变化，而图5示出了频域中各资源块间的变化，其中六个中心资源块具有最高的传输功率。具体地，图4和5示出了没有UE接收来自小区的传输的情况。因此，在图4中，代表所传输的同步信道的功率40出现在每帧中的子帧#0和子帧#5中，而代表所传输的系统广播的功率42出现在每帧中的子帧#0中。无论负载如何，需要以恒定功率传输这些资源块，以使小区边界保持一致。代表所传输的参考信号的功率44和代表所传输的数据的功率46出现在每个子帧中。
此外，图6和7分别示出了再次在不存在任何对在资源块上传输的功率进行控制的步骤而存在某些被调度的UE的情况下在资源块上传输的功率随时间和频率的变化。因此，代表所传输的同步信道的功率40出现在每帧的子帧#0和子帧#5中，并且代表所传输的系统广播的功率42出现在每帧的子帧#0中，而代表所传输的参考信号的功率44和代表所传输的数据的功率46出现在所有子帧中。本发明主要涉及一种通信系统，其中，UE对所选资源块进行测量，以能够报告RSRP和RSRQ。
从一方面图4和5以及另一方面图6和7的比较可以看出，资源块间的功率波动将取决于在小区中是否存在UE，以及如何在时间和频率上调度传输。
例如，如果在形成所测量的带宽的六个中心资源块外调度对UE的所有下行链路传输，即使对负载相对较高的小区，在该所测量的带宽中功率在时间上的分布也将如图4所示。相反，如果在所测量的带宽内调度对UE的所有下行链路传输，那么对于所测量的带宽内的资源块，功率的时间分布将类似于图6中所示的分布，但在所测量的带宽外存在较少功率。
减轻所测量的RSSI的改变效应的一种方式为，在所测量的带宽内调度下行链路传输，使功率保持恒定或保持在与该小区中的负载成比例的水平。
图8是流程图，示出了根据本发明的在控制eNodeB 10的操作的处理器26内执行的方法。所述处理器能够获得所有所需信息，并且能够例如基于其接收到的测量结果或基于其自身进行的测量进行必要的判决。在步骤50中，处理器形成对小区中的负载的测量。在一个实施例中，负载是“业务负载”，即由在小区中活动的UE的业务需求引起的小区上的无线资源负载。例如，可以通过使用滑动窗口，并计算在所述时间窗口期间为了进行UE调度在上行链路或下行链路中使用的资源块的数目，来获得小区业务负载估计。另一负载估计方法可以是，在所述时间窗口期间，取得小区为了UE调度在下行链路上传输的平均功率。另一负载估计方法可以是，计算在所述窗口时间期间资源块将被用于下行链路以调度对UE的传输的平均概率。然而，在其他实施例中，处理器可以形成对小区上的任意其他形式的负载(如基站本身上的硬件负载、传输网负载、处理负载或控制信令负载)的测量或任意其他测量。此外，可以根据上行链路干扰或上行链路资源使用来获得负载测量。
在步骤52中，处理器在传输信号的整个频带中识别第二频带。典型地，该第二频带将是位于整个频带的中心的子集，但可以等于整个频带。典型地，第二频带是在其中任何UE都将执行下行链路质量测量的频带。
在步骤54中，处理器对来自基站的下行链路传输进行调度，并且具体地其对下行链路传输进行调度，使得第二频带中的功率被控制为处于所选电平。正如以下将更为详细地描述的那样，传输可以被调度为，对平均功率进行控制，或者控制在所选时段中的平均功率。
显而易见，该过程的主要目的是，能够以根据网络意图来影响UE所执行的测量的方式来传输信号。主要地，该意图可以是允许UE形成对小区中负载的精确观测，从而能够确定它们是否极有可能接收到来自该小区的良好服务。然而，次要目的可以是，有意传输信号，使得UE获得对该小区中负载的错误印象。例如，该过程可以被执行为，即使当负载实际上相对较低时，UE也根据其测量确定负载相对较高。这使得例如当进行维护、更新等时，能够有意地降低负载。
即使在该小区中不存在要对其调度传输的UE，该小区也可以调度哑传输，使得所测量的RSRQ保持在期望水平。即，根据小区中的UE的数目以及它们的数据要求，将存在需要小区调度的特定业务。一旦已经调度了这些传输，就可以调度不是任何UE都需要的传输，从而简单地实现确保UE所执行的RSRQ测量反映小区所执行的负载测量的目的。图9和10分别示出了在资源块上传输的功率随时间和频率的变化，示意了应用本发明的一种可能结果。代表所传输的同步信道的功率40出现在每帧中的子帧#0、4、5和9中，代表所传输的系统广播的功率42出现在每帧的子帧#0中，而代表所传输的参考信号的功率44和代表所传输的数据的功率46出现在所有子帧中。
在这种情况下，在等效于UE在其上执行下行链路测量的6个资源块的频带中，功率电平保持为恒定电平PL7。
恒定功率电平PL7相对较高，反映了小区中较高的负载。
以这种方式保持传输，使得在多帧上平均传输功率基本保持恒定。例如，为了允许UE以期望的功率电平进行成功测量，受控功率电平应在10-60秒的时间尺度上缓慢变化。
图11和12示出了应用本发明的另一可能结果。再次，代表所传输的同步信道的功率40出现在每帧的子帧#0、4、5和9中，并且代表所传输的系统广播的功率42出现在每帧的子帧#0中，而代表所传输的参考信号的功率44和代表所传输的数据的功率46出现在所有子帧中。
在这种情况下，在每帧期间，在UE执行其下行链路测量的频带中，在子帧#0、4、5和9期间，功率电平保持在第一恒定电平PL8。
图13和14示出了应用本发明的另一可能结果。再次，代表所传输的同步信道的功率40出现在每帧的子帧#0、4、5和9中，代表所传输的系统广播的功率42出现在每帧的子帧#0中，而代表所传输的参考信号的功率44和代表所传输的数据的功率46出现在所有子帧中。
在这种情况下，在比刚好6个中心资源块宽的频率范围上，下行链路传输功率保持在恒定电平PL9，反映小区中较高的负载。
图15和16示出了将功率控制为(但仅仅在用于传输参考符号的那些符号周期中)处于反映负载测量的电平的可能。
因此，图15示出了带阴影的参考符号70，并示出了仅仅在特定符号周期中传输参考符号。
图16示出了该符号周期期间的功率电平，并且示出了在传输参考符号的那些符号周期期间功率电平保持在恒定电平PL10。
类似地，图17和18示出了将功率控制为(但仅仅在用于传输参考符号的那些符号周期中)处于反映负载测量的电平的另一可能。
因此，图17示出了带阴影的参考符号70，并示出了仅仅在特定符号周期中传输参考符号。
图18示出了在该符号周期期间的功率电平，并且示出了在传输参考符号的那些符号周期期间功率电平保持在恒定电平PL11。
功率电平PL11高于功率电平PL10，表明图18代表负载测量指示比图16更高的负载的情形。
描述了在特定资源块中的特定符号周期期间将功率控制为处于指示所测量的负载的电平处、但在其他符号周期期间不对功率进行控制的情形。
通过在传输参考符号时加上功率，可以用较少的功率对RSRQ实现相同的效果，但优选地针对相同频率的不同符号的功率电平不应太过不同，以便具有较小的动态范围。
在本发明的一个实施例中，eNodeB向UE指示应当使用哪个资源块来进行测量。例如，当UE正在高速移动时或者当小区较小时，这可能是适宜的。例如可以指示UE仅测量特定子帧中的RSSI。
作为更具体的示例，可以指示UE仅测量与承载同步信道的资源块在时间上相邻(恰好在之前和在之后)的资源块中的RSRQ。
在本发明的某些实施例中，不在其他资源块中控制功率，以免在进行同步信道和系统广播传输的BW中额外的干扰。这意味着，需要在针对BW的总共100个RB中的6个RB上进行特殊传输，以启用UE。
本发明的优势使得，可以在UE测量参考符号接收功率(RSRP)和RSRQ的时间和频率上将所传输的功率保持恒定，或者有意地与小区中的负载成比例。这将暗示，即使对于对并非用于RSRQ和RSRP测量的RB具有极其不同的调度策略的小区，参考符号接收质量(RSRQ)在小区间也将是可比的。

Claims (22)

1.一种用于控制小区的方法，其中，所述小区被指配了第一频率载波，并且在第一频率载波上按时间和频率来调度对特定移动终端的下行链路传输，并且所述第一频率载波包括第二频带，所述方法的特征在于以下步骤：
形成与所述小区相关的平均负载测量；以及
控制在第二频带中传输的功率以反映平均负载测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在帧中调度时间，并且所述帧在时间和频率上被划分为资源块，并且所述控制在第二频带中传输的功率的步骤包括：控制在所述帧中的预定义资源块中传输的功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定义资源块是始终承载参考符号的资源块。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定义资源块是承载参考符号、但既不承载系统广播也不承载同步信道的资源块。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在帧中调度时间，并且在时间和频率上将所述帧划分为资源单元，并且所述控制在第二频带中传输的功率的步骤包括：控制在所述帧中的预定义资源单元中传输的功率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定义资源单元是在与承载参考符号的其他资源单元相同的时刻传输的资源单元。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制在所述第二频带中传输的功率的步骤包括：对于多个帧将所述功率基本保持在恒定电平。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二频带是第一频率载波的子集。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述形成与小区相关的平均负载测量的步骤包括：
测量在第一频率载波上传输的功率，并在时间上对所测量的功率求平均。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述形成与小区相关的平均负载测量的步骤包括：
测量与第一频率载波的带宽相关的在第一频率载波上传输的功率。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述控制在第二频带中传输的功率以反映平均负载测量的步骤包括：在所述第二频带中调度所需传输。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述控制在第二频带中传输的功率以反映平均负载测量的步骤包括：在所述第二频带中调度非所需传输。
13.一种网络节点，用于蜂窝无线电通信系统中的小区，其中，所述小区被指配了第一频率载波，并且在第一频率载波上按时间和频率来调度对特定移动终端的下行链路传输，并且所述第一频率载波包括第二频带，所述网络节点的特征在于，其被配置为：
形成与所述小区相关的平均负载测量；以及
控制在第二频带中传输的功率以反映平均负载测量。
14.根据权利要求13所述的网络节点，其中，在帧中调度时间，并且所述帧在时间和频率上被划分为资源块，并且所述网络节点被配置为：通过控制在所述帧中的预定义资源块中传输的功率，来控制在第二频带中传输的功率。
15.根据权利要求13所述的网络节点，其中，在帧中调度时间，并且所述帧在时间和频率上被划分为资源单元，并且所述网络节点被配置为：通过控制在所述帧中的预定义资源单元中传输的功率，来控制在第二频带中传输的功率。
16.根据权利要求15所述的网络节点，其中，所述预定义资源单元是在与承载参考符号的其他资源单元相同的时刻传输的资源单元。
17.根据权利要求13所述的网络节点，被配置为：通过针对多个帧将所述功率基本保持在恒定电平，来控制在所述第二频带中传输的功率。
18.根据权利要求13所述的网络节点，其中，所述第二频带是第一频率载波的子集。
19.根据权利要求13所述的网络节点，被配置为：通过测量在第一频率载波上传输的功率，并在时间上对所测量的功率求频率，来形成与所述小区相关的平均负载测量。
20.根据权利要求13所述的网络节点，被配置为：通过调度在所述第二频带中的所需传输，来控制在第二频带中传输的功率以反映平均负载测量。
21.根据权利要求13所述的网络节点，被配置为：通过调度在所述第二频带中的非所需传输，来控制在第二频带中传输的功率以反映平均负载测量。
22.根据权利要求13所述的网络节点，其中，所述网络节点是eNodeB。
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