CN102204397A

CN102204397A - 用于在蜂窝网络中进行数据处理的方法和设备

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Publication number: CN102204397A
Application number: CN2009801439691A
Authority: CN
Inventors: F.弗雷德里克森; K.I.彼得森; V.范法恩
Original assignee: Nokia Siemens Networks Oy
Current assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: EP2161964A1; WO2010026210A1; US8891460B2; CN102204397B; US20110211543A1; EP2161964B1

Abstract

提供了一种用于在蜂窝网络中进行数据处理的方法和设备，所述方法包括以下步骤：在所述蜂窝网络中，通过支持SON和/或FSU的空中接口在各基站之间传送信令信息。此外，提出一种包括所述设备的通信系统。

Description

用于在蜂窝网络中进行数据处理的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于在蜂窝网络中进行数据处理的方法和设备，并且还涉及一种包括这种设备的通信系统。

背景技术

3GPP的UMTS的长期演进（LTE）（即第9版及以后版本，其也被称作高级LTE（LTE-A））以及将来的高级ITU国际移动电信（IMT-A）系统特别追求为顾客提供并支持基站或节点B（NB）的目的。

一种富有挑战性的情形与提供和/或应对高达1Gb/s的峰值用户比特率的即插即用家庭NB（HNB）和/或局域NB（LNB）的局域（LA）大规模部署有关。特别不清楚的是关于如何适当地提供和/或高效地支持自组织网络（SON）和灵活频谱使用（FSU）。

SON技术允许HNB和/或LNB的即插即用操作、影响网络操作的某些网络参数和结构的自调谐和重新配置。FSU技术提供了在相同或不同运营商的各网络系统之间利用及共享有限的可用频谱资源的有效措施，其中所述各网络系统处理遍及地理服务区的重叠或者甚至共用的频谱。

在当前的LTE E-UTRAN第8版中，通过有线X2接口实施支持SON和FSU的有限方面（比如自优化和小区间干扰控制（ICIC））所需的NB到NB通信。还没有提出关于FSU和SON与即插即用NB以及相同服务区域内的不同运营商之间的频谱共享（SS）相组合的解决方案。

将要解决的问题是克服前面提到的缺点，并且特别是在高级蜂窝系统中（特别在3GPP LTE第9版系统中）通过支持SON和/或FSU的空中接口而允许带内NB到NB广播控制信令。应当提到的是，这种方法还特别关于第8版后向兼容。

所述问题可以根据独立权利要求的特征来解决。其他实施例可以由从属权利要求得到。

发明内容

为了克服该问题，提供一种用于在蜂窝网络中进行数据处理的方法，其包括以下步骤：

－在所述蜂窝网络中，通过支持SON和/或FSU的空中接口在各基站之间传送信令信息。

有利的是，可以在各基站之间直接传送信令信息，或者可以经由特别利用专用于此目的的信道的移动终端来传送信令信息。

这种方法高效地允许基站（特别是NB（LNB和/或HNB））知晓可能源于其他基站的干扰和扰动，并且由此所述基站可以相应地配置蜂窝网络以避免或者至少减少来自其他基站的有害效应。

所述方法还避免了即插即用NB影响宏蜂窝网络，并且从而基于HNB或LNB的部署避免了对宏蜂窝网络的重新配置。

所述用于进行数据处理的方法可以特别包括或提供信道结构化和/或信道配置功能。

还有一种方法是通过空中接口在各基站之间传送及促进所述信令信息。

在一个实施例中，所述信令信息包括广播控制信令信息。

在另一个实施例中，经由小区特定上行链路广播信道（CUBCH）来提供所述信令信息。

在另一个实施例中，所述小区特定上行链路广播信道由至少一个移动终端传送，以便向至少一个邻近基站传送信令信息。

应当提到的是，移动终端以及基站或NB（还有eNB）可以涉及当前的或即将出现的任何种类的通信网络或技术。

在下一个实施例中，所述小区特定上行链路广播信道由基站配置和/或控制。

因此，可以选择特定基站（或若干个基站）来控制和/或配置所述CUBCH。

还有一个实施例是通过小区特定加扰序列来对小区特定上行链路广播信道进行加扰。

依据另一个实施例，把特定基站的第1层小区ID映射成小区特定上行链路广播信道传输格式和/或分配。

根据一个实施例，小区特定上行链路广播信道配置包括以下各项的至少其中之一：

－传输格式；

－传送功率；

－内容；

－调度表。

根据另一个实施例，所述方法包括以下步骤：

－向至少一个移动终端传送和/或更新小区特定上行链路广播信道配置；

－所述至少一个移动终端基于所接收到的配置重构和/或实施小区特定上行链路广播信道传输。

在另一个实施例中，在蜂窝网络中为所述小区特定上行链路广播信道保留物理资源。

根据下一个实施例，可以经由第1层信令和/或第2层信令和/或第3层信令来提供小区特定上行链路广播信道配置和/或控制。

依据另一个实施例，基站在中断时间间隔（特别是DNBO时间间隔）内接收信令信息。

该DNBO时间间隔可以被用作针对前面提到的CUBCH的一种替换。但是，其也可以与这种小区特定上行链路广播信道组合使用。

根据一个实施例，可以在各基站处设定SFN，以便在相邻NB之间按照协调的方式调度广播信息。

另一个实施例是至少一个基站向给定蜂窝网络中的至少一个移动终端指示即将到来的DNBO时间间隔。可以利用将向所述至少一个移动终端传送的标志来提供这样的指示和/或通知。

作为另一个实施例，所述基站基于所接收到的信令信息特别关于SON和FSU调节其小区配置和/或其资源使用。

另一个实施例是特定基站在所述中断时间间隔内传送信令信息。

根据另一个实施例，至少一些基站利用至少一个子帧向彼此发送信令信息。

前面提到的问题还可以通过一种设备来解决，所述设备包括处理器单元和/或硬连线电路和/或逻辑设备以及/或者与处理器单元和/或硬连线电路和/或逻辑设备相关联，其被设置成使得可以在所述处理器单元上执行这里所描述的方法。

根据一个实施例，所述设备是通信设备，特别地是基站（NB、LNB、HNB）或移动终端（例如UE）或者与基站（NB、LNB、HNB）或移动终端（例如UE）相关联。

前面提到的问题还可以通过一种包括这里所描述的设备的通信系统来解决。

附图说明

根据附图来示出及说明本发明的实施例：

图1示出了根据3GPP TS 36.211 V8.3.0（2008年5月）的图4.2-1的对于5ms的切换点周期的帧结构类型2；

图2示出了根据对于第8版商定的3GPP TS 36.211 V8.3.0（2008年5月）的表4.2-2的上行链路－下行链路分配的表格；

图3示出了包括每一个都构成蜂窝网络的三个NB（例如HNB和/或LNB）的一种示意性网络情形，其中一个移动终端处于全部三个蜂窝网络的范围内，并且经由第一NB配置及控制CUBCH，并且所述移动终端经由所述CUBCH向剩余的NB传送广播控制信令信息；以及

图4示出了包括三个NB（例如HNB和/或LNB）的示意图，其中第一NB在所述DNBO时间间隔内向其他两个NB传送广播控制信号信息。

具体实施方式

在一般性的LA部署情形中，由不同运营商运营的使用相同无线接入技术（例如E-UTRA）的若干个蜂窝网络被部署在相同地理区域内（例如部署在现代商住两用综合建筑内），并且利用相同的无线电频谱资源。相同或不同网络的HNB或LNB可能会以空间上不协调的方式被放置及设立成在短距离内彼此紧挨着。在E-UTRA第8版中规定的NB之间的X2直接接口可能不适用于这样的LA部署情形。因此，为了促进高效的SON和FSU以支持这样的LA部署情形所要考虑的技术议题或问题可以特别包括：

（a）小区间和/或同信道干扰可能会影响网络内的各单独小区的操作。考虑到HNB或LNB的即插即用性质以及缺少不同网络和/或运营商之间的协调，干扰是一个重要因素。

设立HNB和LNB的即插即用情形与对于现有蜂窝网络的传统的（离线）网络规划完全不同。这样的蜂窝网络也被称作宏小区，并且大多数情况下是在仔细考虑与其他宏小区的潜在冲突的情况下离线设立的。

即插即用HNB或LNB的初始设立、重新配置、重设或去除对运营的网络环境只应当有最小的影响。因此，应当避免将会在位于所述HNB或LNB周围的邻近网络的多个（宏）小区上导致网络重新配置的任何强制连锁反应。因此，换句话说，任何即插即用HNB或LNB部署优选地都不需要重新配置现有的宏小区。

（b）存在对在LA部署内的各活动的HNB或LNB之间平衡频谱负载需要。平衡频谱是为了满足高效的频谱共享以及总体上高效的无线电资源利用。这一点是各HNB或LNB之间的用户通信量负载的高度动态的变化和分布所需要的，所述高度动态的变化和分布源自规定高度频谱效率的系统要求。

一般来说，在网络规划、部署安排、网络配置、实时和非实时交互及控制方面，在一个网络系统内的邻近NB之间或者在不同网络系统之间需要显式或隐式协调，以便支持高效的SON和FSU。

对于SON可以利用隐式协调，其中并不通过信令消息显式传送协调信息，而是从本地环境推断出协调信息。在不同运营商的协同定位的网络系统之间的有限协作的情况下，以及/或者在NB之间没有直接X2接口可用的情况下，用来解决前面提到的技术议题和问题的一种实用方法是允许并使用通过空中接口来感测无线电环境和邻近的NB到NB通信的特定NB。但是这种方法并没有解决以下话题：如何协调及调度所述NB到NB传输，从而使得给定的活动NB可以侦听附近的其他（多个）活动NB并且同时为本地UE保持小区特定操作。

所给出的方法特别考虑了通过空中接口的NB到NB信令的应用，例如一个NB向邻域中的其他NB广播控制信息以便促进并支持SON和FSU。这基于由活动NB（例如HNB或LNB）向其邻近NB广播例如某一小区特定配置、相邻知识以及频谱负载状态信息的原理。这种信息（例如通知、消息或指示）优选地被这些邻近NB利用来关于提供SON和/或FSU功能的邻近网络为实际用户确定、选择或调节在小区初始设立、重设、重新配置或调度时将要使用的适当频谱资源。

在新的NB插入到网络系统中之后或者在其重新激活之后（即在初始小区设立和重设之后），该新的NB可以侦听其邻域中的活动NB的广播信息。但是，在网络操作期间提供活动NB广播信息以及接收来自其他活动NB的广播信息会导致实践和技术上的挑战：首先，诸如NB之类的常规的活动无线电设备很有可能无法在相同频带内同时进行传送和接收，或者甚至无法在彼此间隔足够大的不同频带内同时进行传送和接收。其次，利用带外广播控制信令在频谱消耗和NB实现方式方面代价相当高昂。

所提出的方法特别提供一些在高级蜂窝系统中（特别在3GPP LTE第9版系统中）通过支持SON和FSU的空中接口而允许带内NB到NB广播控制信令的方法和机制。应当提到的是，这种方法还特别关于第8版后向兼容。

应当提到的是，出于第9版与第8版的后向兼容性考虑，可以考虑第8版结构的以下方面：

（a）如在3GPP TS 36.211中规定的对于FDD和TDD的第8版帧结构、FDD UL-DL定时、TDD UL-DL分配以及信道结构；

（b）与FDD相比，对于LA情形可能优选地利用TDD；

（c）图1示出了根据3GPP TS 36.211 V8.3.0（2008年5月）的图4.2-1的对于5ms的切换点周期的帧结构类型2。图2示出了根据对于第8版商定的3GPP TS 36.211 V8.3.0（2008年5月）的表4.2-2的上行链路－下行链路分配的表格；第8版TDD假设完美的时间同步并且对于特定地理区域内的所有NB应用相同的上行链路－下行链路配置。这一假设对于LTE-A可能会有改变。举例来说，子帧#3、#4、#7、#8可以在逐帧基础上被用于UL或DL，这意味着对于LTE-A可能会存在NB之间以及UE之间的上行链路－下行链路干扰的情形；

（d）物理广播信道（PBCH）载送被映射到40ms间隔内的四个子帧的已编码BCH传输块MIB（主信息块），也就是说所述MIB每40ms刷新，并且每10ms在40ms间隔内的子帧#0中重复。在物理下行链路共享信道（PDSCH）上发送广播系统信息的剩余部分。更多有关细节可以在3GPP TS 36.300 V8.5.0（2008年6月）中找到；

（e）如在SU-1内所包含的调度信息是在被称作调度块（SB）的系统信息块（SIB）中载送的。除了该SB之外，SU-1还包括一个或多个其他SIB。SU-1在特别地可以包括所有与访问限制有关的参数。SU-1是在下行链路共享信道（DL-SCH）上载送的，并且可以使用周期为80ms的固定调度表。SU-1是在子帧#5中调度的。当前E-UTRAN中的给定SIB的更新调度表遵循SFN mod K=0的一般规则，即每K个10ms的系统帧发送一次，其中K=4、8、16、32等等。更多有关细节可以在3GPP TS 36.300 V8.5.0（2008年6月）中找到。

这里所提供的方法特别在例如高级蜂窝系统中通过支持SON和FSU的空中接口而允许、使能或促进带内邻近NB到NB广播控制信令。

小区特定上行链路广播信道（CUBCH）

这种替换方案主要是针对LA TDD系统提出的，但是也适用于FDD系统。

所述方法是基于由给定小区内的一个或若干个活动UE在小区特定上行链路广播信道（CUBCH）上向相邻小区广播小区特定感兴趣信息。该信道优选地由NB来配置及控制，但是所述信道本身由小区内的（多个）所选活动UE利用特定格式和/或分配来传送（例如在图2中所示的子帧#2中传送，其可以被共用于预定服务区域内的所有NB）。该CUBCH意图由所有相邻NB接收。应当提到的是，在LA TDD系统中可以预期严格的帧同步以及相邻NB和UE之间的紧密时间对准。这是用于操作CUBCH的极好基础。

优选地，可以通过小区特定加扰序列对CUBCH进行加扰。优选的是将该序列1:1映射在小区的第1层（L1）小区ID上（其在DL同步信道中被发送），并且因此可以把相邻小区的CUBCH视为准正交或半正交。

这里给出的方法可以利用和/或提供与相邻NB（其也被称作eNB）的同步。如果所使用的序列在时域内具有足够的相关属性以及良好的互相关属性，则这也是有利。在这种情况下，可以省略同步效应。可被用于这一目的的序列可以是基于构成二进制序列集合的黄金代码的所谓的“黄金序列”。

优选地，具有给定小区的有效L1小区ID（例如在初始设立之后或其邻域内的NB的重新激活之后或者经由活动UE测量报告获得）的相邻NB能够接收所述CUBCH。因此，在L1小区ID与CUBCH传输格式和分配之间可以存在预先定义的1:1映射。

CUBCH配置特别包括传输格式、传送功率、内容和调度表。所述这些特别由NB事先控制并且更新到给定小区内的（例如所选择的）（多个）活动UE。随后，所选择的（多个）UE可以相应地重构并实施实际的CUBCH传输。所述CUBCH可以由NB预先处理（例如信道编码的某些部分）。

NB可以选择至少一个适当的活动UE来广播所述CUBCH，以便基于例如所监控的信道和通信量条件、电池电量状态、至少一个活动UE的位置、所选择的（多个）活动UE的数目以及对邻近NB的认识（例如其位置、无线电范围或灵敏度等等）来设定及控制CUBCH的传送功率和内容。

应当提到的是，在选择了多于一个活动UE的情况下，优选地多个同步CUBCH传输可以提供显著的分集增益（其也被称作单频网络增益）。该分集增益是在如下的假设下实现的：可以在高精度水平下估计到相邻eNB的传播延迟，或者可替换地循环前缀足够长以使得其可以捕获传播延迟。由于还可以随着时间获得所述分集增益的某一部分，因此可以察知传送相同CUBCH信息但是却随着时间分散的UE的集合，从而使得相邻eNB将能够组合由不同UE提供的信息。

针对FDD操作合并CUBCH的一种解决方案可以是在每一个小区内保留一个物理资源集合，从而确保将不会有来自被调度的其他UE的（显著）小区内干扰。可以在频域以及时域内限定所述资源保留（例如与系统帧号有关）。

传送CUBCH将需要由UE消耗附加的传送功率，从而会缩短UE的电池的持续时间。可以通过为这些UE提供优惠来促进这一效应，比如降低订购价格、关于数据的更高优先级等等。

NB和UE可以使用L1（PHY）、L2（MAC）或L3（RRC）信令以便促进CUBCH配置和/或控制。

这种解决方案提供一条附加的信道（CUBCH）以及将在第8版中实施的有关规程。但是，所述解决方案没有改变第8版的基本帧结构或系统体系结构，从而允许在对于现有的第8版系统结构没有任何显著影响的情况下把所述CUBCH添加并集成到第8版中。

这种方法简单有效，并且比依赖于例如专用UE测量和相邻小区的报告的方法要快得多并且更加鲁棒。该方法还在直接NB到NB通信的情况下改进了隐藏节点问题。

图3示出了包括每一个都构成蜂窝网络301到303的三个NB（例如HNB和/或LNB）的一种示意性网络情形。移动终端UE处于全部三个蜂窝网络301到303的范围内。经由蜂窝网络301的NB来配置并控制CUBCH，并且所述移动终端经由所述CUBCH向蜂窝网络302和303的NB传送广播控制信令信息。

用于侦听相邻NB的中断NB操作（DNBO）

这种解决方案适用于TDD和FDD系统二者。

该解决方案基于以下想法：对相邻NB之间的感兴趣的广播控制信令的传输进行协调，并且允许特定NB暂时中断或停止至少在其小区的特定频带内的当前DL操作达一个中断NB操作DNBO时间间隔（例如几十毫秒的量级），以便侦听相邻NB的广播控制信令，从而在必要情况下调节其小区配置。例如在NB经历某种暂时局部停机状态的情况下可能需要进行这种调节。

在DNBO时间间隔的结束之后立即恢复所述操作。在实际的DNBO之前通知小区的各UE，从而使得所述UE可以相应地调节其传输定时。为了实现该DNBO模式，可以至少部分地考虑以下话题。

（1）在初始设立、重设和重新配置之后，NB可以确定对应于大多数受影响的相邻NB的SFN信息的适当SFN偏移。这种SFN信息例如可以从相邻NB的BCH MIB接收到。

应当提到的是，在例如第8版E-UTRAN的当前蜂窝系统中，SIB的调度依赖于SFN mode K。SFN的这种协调可以帮助确保大多数受到影响的相邻NB可以（不可以）在重合的系统帧中调度感兴趣的（多个）SIB。其还可以防止所有这些相邻NB同时处理DNBO。

（2）引入DNBO指示标志和DNBO间隔来指示即将到来的DNBO事件：在事件触发的DNBO之前，可以例如通过广播方式在物理下行链路控制信道（PDCCH）上或者经由广播控制信道向小区中的各活动UE（特别是向所有活动UE）发送所述DNBO指示标志和DNBO间隔。

所述DNBO间隔可以是半静态时间间隔，其可以被配置成利用SIB而被传送到各UE。在周期性DNBO的情况下，可以经由BCH发送半静态DNBO调度表和相应的DNBO间隔。

可以把DNBO间隔的持续时间设定成一个或多个无线帧，优选地设定在几十毫秒的范围内。但是，也可以把DNBO间隔配置成足够长以用于NB接收来自其他相邻NB的SIB，同时可以保持并恢复同步。

（3）在这种DNBO模式下，NB可以检测并侦听尽可能多的相邻NB，或者其可以仅仅侦听一部分或一组所选NB。

NB还可以检测或确定当前处于DNBO模式下的其他（多个）相邻NB，特别在该NB没有接收到来自那些（多个）NB的信息的情况下尤其是这样，而如果所述（多个）相邻NB没有处于DNBO模式下，则该NB本将接收到所述信息。

基于所接收到的信息并且基于关于NB的邻域的检测，使得NB能够针对其与SON和FSU的操作提供预测性调节。

考虑到具有动态上行链路－下行链路切换的E-UTRAN的TDD系统演进，令所有相邻NB在至少一个子帧内向彼此广播（多个）SIB可能是一种特殊情况。举例来说，可以按照图2中所描绘的那样利用子帧#3、#4、#7或#8。在这种情况下，需要在下一个系统帧内侦听其他相邻NB的NB可以在所述下一个系统帧的（多个）相应子帧中切换到侦听模式或者切换到UL。从而就把DNBO间隔缩短到一个或若干个子帧，并且可以在相同的系统帧内通知各活动UE。利用NB之间的不同的UL和/或DL帧配置以及/或者不同的帧定时偏移，可以由TDD系统支持这种替换方案。关于FDD，在接收到来自相邻小区的BCH时，所述方法可能还需要强制中断NB传输。

上述选项是鲁棒的并且还可以扩展成支持更加高级的NB到NB握手和通信，包括带内中继扩展（RN到NB通信）。

在图4中可以看到第二种方法，该图描绘了包括三个NB（HNB和/或LNB）的示意图，其中第一NB在所述DNBO时间间隔内向其他两个NB传送广播控制信号信息。

所给出的方法特别允许并促进通过空中接口在接入点（NB、HNB或LNB）之间交换控制信令。所提出的想法的实现方式可以涉及接入点和移动终端（UE）。

缩写列表：

3GPP－第三代合作伙伴项目

BCH－广播信道

CUBCH－小区特定上行链路广播信道

DL－下行链路

DL-SCH－下行链路共享信道

DNBO－中断的NB操作

E-UTRA－演进的UMTS陆地无线接入

eNB－演进的NB

FDD－频分双工

FSU－灵活频谱利用

HNB－家庭NB

IMT-A－高级的国际移动电信

L1－第一层或物理层

L2－第二层（在这里被称作例如介质访问控制层）

L3－第三层（在这里被称作例如无线电资源控制层）

LA－局域

LNB－LA NB

LTE－长期演进

LTE-A－高级的LTE

MIB－主信息块

NB－B节点或基站

PBCH－物理广播信道

PDCCH－物理下行链路控制信道

PDSCH－物理下行链路共享信道

RAT－无线接入技术

RN－中继节点

SB－调度块

SFN－系统帧号

SIB－系统信息块

SON－自组织网络

SU-1－第一调度单元

TDD－时分双工

UE－用户设备（移动终端）

UL－上行链路

UMTS－通用移动电信系统

UTRAN－UMTS陆地无线接入网

Claims

1.一种用于在蜂窝网络中进行数据处理的方法，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1的方法，其中，所述信令信息包括广播控制信令信息。

3.根据前述任一项权利要求的方法，其中，经由小区特定上行链路广播信道来提供所述信令信息。

4.根据权利要求3的方法，其中，所述小区特定上行链路广播信道由至少一个移动终端传送，以便向至少一个邻近基站传送信令信息。

5.根据权利要求3或4中任一项的方法，其中，通过基站来配置和/或控制所述小区特定上行链路广播信道。

6.根据权利要求3至5中任一项的方法，其中，小区特定上行链路广播信道配置包括以下各项的至少其中之一：

－传输格式；

－传送功率；

－内容；

－调度表。

7.根据权利要求6的方法，其包括以下步骤：

－所述至少一个移动终端基于所接收到的配置来重构和/或实施小区特定上行链路广播信道传输。

8.根据权利要求3至7中任一项的方法，其中，在蜂窝网络中为所述小区特定上行链路广播信道保留物理资源。

9.根据前述任一项权利要求的方法，其中，由基站在中断时间间隔内接收所述信令信息。

10.根据权利要求9的方法，其中，所述基站基于所接收到的信令信息特别地关于SON和FSU来调节其小区配置和/或其资源使用。

11.根据权利要求9或10中任一项的方法，其中，特定基站在所述中断时间间隔内传送信令信息。

12.根据权利要求9至11中任一项的方法，其中，至少一些基站利用至少一个子帧向彼此发送信令信息。

13.一种设备，所述设备包括处理器单元和/或硬连线电路和/或逻辑设备以及/或者与处理器单元和/或硬连线电路和/或逻辑设备相关联，所述设备被设置成使得能够在其上执行根据前述任一项权利要求的方法。

14.根据权利要求13的设备，其中，所述设备是通信设备，特别地所述设备是基站或移动终端或者与基站或移动终端相关联。

15.包括根据权利要求13或14中任一项的设备的通信系统。