CN102843701B - 时分双工通信网络中的中继部署方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种在时分双工(TDD)通信网络中的中继部署方法和基站。该方法包括:将第一基站配置成作为施主基站工作;将第二基站配置成作为中继节点工作,其中第二基站的第一扇区被配置成中继节点的用户设备(UE)部分,第二基站的第二扇区被配置为中继节点的基站部分;和对第一基站与第二基站之间的回传链路以及对第二基站和UE之间的接入链路分配无线资源。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信,尤其涉及一种在时分双工(TDD)通信网络中实施中继部署的方法和基站。
背景技术
目前,诸如第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)之类的无线通信网络/系统已被广泛部署以提供各种类型的通信内容,例如语音内容、数据内容等。可以预期的是,移动宽带业务将会急剧增长,这对于系统的覆盖区域和容量都提出了更高的要求。
目前运营商对此的解决方法是增加部署的密度,典型地,部署更多的基站以覆盖更多区域和接入更多用户。但是,部署新的基站对于运营商来说往往价格昂贵。基站一般通过有线方式,例如光纤、电缆,连接到核心网,而光纤、电缆的铺设成本高、铺设周期长、维护成本高。而且在很多特定环境下,由于地理条件的限制,铺设光纤、电缆是不可行的。虽然也提出了使用微波连接基站与核心网,但微波通信的特点要求视距传输,而这在像密集城市这样的场景下往往无法满足。
作为替代,在3GPP启动的LTE增强(LTE-A)项目中提出了中继的概念并在3GPP TS36.216 V10.2.0 Physical layer for relaying operation(Release 10),2011年3月和3GPP TS 36.300 V10.3.0,E-UTRAN Overall description;Stage 2(Release 10),2011年3月中对其标准化。图1示出了现有的LTE中继方案的示意图。如图1所示,在基站110与用户设备130之间加入称为中继节点的中间节点120。基站110这里又称为施主基站或宏基站。施主基站110与用户设备130之间的链路被分为两段,其中施主基站110与中继节点120之间的链路称为回传链路(Un),而中继节点120与用户设备130之间的链路称为接入链路(Uu)。中继节点120的主要任务是在施主基站110与用户设备130之间转发数据。具体地说,在下行链路上,所有原本由基站110直接发送到用户设备130的业务先被送到中继节点120,再由中继节点120转发给用户设备130;在上行链路上,所有原本由用户设备130直接发送到基站110的业务先被送到中继节点120,再由中继节点120转发给基站110。一般而言,中继节点120并不是简单地在层1(物理层)上放大和转发信号,而是能够实现层2(包括介质接入控制(MAC)/无线链路控制(RLC)甚至更高层的协议。中继节点120在功能上可以分为两个部分(未示出)。一个部分称为用户设备部分,该部分从施主基站110的角度看相当于用户设备,另一个部分称为基站部分,该部分从用户设备130的角度看相当于基站。在下行链路上,中继节点的用户设备部分接收来自施主基站110的射频信号并转换为基带信号,经过处理后由中继节点的基站部分将其转换为射频信号并发送给用户设备130;在上行链路上,中继节点的基站部分接收来自用户设备130的射频信号并转换为基带信号,经过处理后由中继节点的用户设备部分将其转换为射频信号并发送给基站110。由于中继节点120与施主基站110之间的回传链路Un可以是LTE空中接口而非有线接口或微波接口,因此与部署新基站的方案相比,部署中继节点可以节省成本并且更容易实现。
然而,目前对中继的研究工作主要集中在标准制定方面,对于中继产品,尤其是LTE TDD中继产品的实施则缺少研究。设备厂商可能需要投入大量金钱和人力去研发和测试中继产品。另一方面,运营商在部署和维护新的中继产品时也会存在困难,例如,可能需要进行大量的现场调试工作,还需要对人员进行相关培训。
发明内容
因此,需要一种能够解决上述问题的方案。
根据本发明的一个方面,提供一种在TDD通信网络中的中继部署方法。该方法包括:将第一基站配置成作为施主基站工作;将第二基站配置成作为中继节点工作,其中第二基站的第一扇区被配置成中继节点的用户设备(UE)部分,第二基站的第二扇区被配置为中继节点的基站部分;和对第一基站与第二基站之间的回传链路以及对第二基站和UE之间的接入链路分配无线资源。
该TDD通信网络可以是第三代合作伙伴计划长期演进时分双工(3GPP LTE TDD)网络,第一基站和第二基站可以是演化节点B(eNB)。所述分配可以包括对回传链路的下行链路、接入链路的下行链路、回传链路的上行链路和接入链路的上行链路分别分配不同的子帧集合。
第一基站可以通过有线连接来连接到核心网。回传链路和接入链路可以以相同的TDD协议实现。所述配置第一基站可以包括配置回传控制信道和调度限制。所述配置第二基站可以包括对中继节点的基站部分配置多播/广播单频率网络(MBSFN)和调度限制,以及对中继节点的UE部分配置发送/接收参数。
根据本发明的另一方面,提供一种在TDD通信网络中作为施主基站工作的基站。该基站包括:处理单元;和包括射频拉远单元(RRU)的扇区。处理单元可操作来将所述基站配置成作为施主基站工作,RRU可操作来通过被分配无线资源的回传链路连接到作为中继节点工作的另一基站。
回传链路的上行链路和下行链路上可以被分配不同的子帧集合。处理单元可以进一步可操作来配置回传控制信道和调度限制。
根据本发明的再一方面,提供一种在TDD通信网络中作为中继节点工作的基站。该基站包括:处理单元;包括第一RRU的第一扇区;和包括第二RRU的第二扇区。处理单元可操作来将所述基站配置成作为中继节点工作,其中第一扇区被配置成中继节点的UE部分,第二扇区被配置成中继节点的基站部分。第一RRU可操作来通过回传链路连接到作为施主基站工作的另一基站,第二RRU可操作来通过接入链路连接到UE,回传链路和接入链路都被分配无线资源。
回传链路的下行链路、接入链路的下行链路、回传链路的上行链路和接入链路的上行链路可以分别被分配不同的子帧集合。处理单元可以进一步可操作来对中继节点的基站部分配置MBSFN和调度限制,以及对中继节点的UE部分配置发送/接收参数。
根据本发明的再一方面,提供一种TDD通信网络,包括如上所述的作为施主基站工作的基站和至少一个作为中继节点工作的基站。
附图说明
现在将参照以下附图更具体地描述本发明,附图中:
图1是示出了现有的LTE中继方案的示意图,
图2示出了根据本发明一个实施例、利用现有的LTE TDD基站组建中继网络的示意图,
图3示出了根据本发明一个实施例的中继网络的子帧分配的示例,
图4示出根据本发明一个实施例的TDD通信网络中的中继部署方法的流程图,
图5是根据本发明一个实施例的TDD通信网络中可操作为施主基站的基站500的方框图,以及
图6是根据本发明一个实施例的TDD通信网络中可操作为中继节点的基站600的方框图。
具体实施方式
以下将参照附图更充分地描述本发明实施例,在附图中示出了本发明实施例。然而,可以用很多不同形式来实施本发明,并且本发明不应理解为受限于在此所阐述的实施例。在全文中,使用相似的标号表示相似的元件。
在此所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而并非意欲限制本发明。如在此所使用的那样,单数形式的“一”、“一个”、“这个”意欲同样包括复数形式,除非上下文清楚地另有所指。将进一步理解,当在此使用时,术语“包括”指定出现所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的出现或添加。
除非另外定义,否则在此所使用的术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所共同理解的相同意义。将进一步理解,在此所使用的术语应解释为具有与其在该说明书的上下文以及有关领域中的意义一致的意义,并且将不以理想化的或过于正式的意义来解释,除非在此特意如此定义。
以下参照示出根据本发明实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本发明。应理解,可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置,以产生机器,使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。
相应地,还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本发明。更进一步地,本发明可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式,其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码,以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本发明上下文中,计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质,其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序,以由指令执行系统、装置或设备使用,或结合指令执行系统、装置或设备使用。
在上下文中以LTE TDD通信网络为例描述本发明。然而本领域技术人员应当理解,本发明并不限于此,实际上可以应用于所有存在中继需要的TDD通信网络。尽管这里使用了一些标准中的特定术语,如演进节点B(eNB),射频拉远单元(RRU)等,但应当理解,本发明不应当被认为限于这些特定术语,而是可以应用于所有同类的实体。
下面将结合附图,参照本发明的实施例描述本发明。
在诸如LTE TDD之类的TDD通信网络中,通过时分的机制实现上行链路和下行链路之间的双工。即,上行链路和下行链路工作在相同的频段上,它们被分配不同的时隙或子帧来发送数据。根据本发明的一个方面考虑到TDD上行链路和下行链路使用相同频段的特性,提出了利用现有的TDD基站来实现中继节点并组建中继网络。
图2示出了根据本发明一个实施例、利用现有的LTE TDD基站组建中继网络的示意图。
图2的上半部分显示了不适用中继的现有LTE TDD网络架构。在这个例子中两个基站eNB1和eNB2分别覆盖相应的小区,假设eNB1具有一个扇区(扇区1),其通过RRU与覆盖区内的用户设备通信,eNB2具有两个扇区(扇区1和扇区2),这两个扇区分别通过各自的RRU与覆盖区内的用户设备通信。除了RRU外,每个扇区还可以包括数字单元(DU)。当然,实践中多个扇区也可以共用一个DU。eNB1和eNB2都典型地通过光纤与演进分组核心网(EPC)相连。但正如之前所讨论的,光纤的铺设往往昂贵且困难。
图2的下半部分显示了通过升级现有的基站来实现中继网络。具体地说,将基站eNB1配置成作为施主eNB工作,将基站eNB2配置成作为中继节点工作。这种配置例如可以通过对eNB1和eNB2的软件进行升级来实现。施主基站和中继节点已在上文提到的3GPP技术规范中标准化,因此本领域技术人员可以设计出相应的软件来实现其功能。被配置为中继节点的eNB2在eNB2覆盖区内的用户设备与施主eNB之间转发数据。eNB2的扇区1可以被配置为中继节点的用户设备部分,其通过扇区1的RRU经由LTE空中接口与eNB1的扇区1的RRU通信。eNB2的扇区2可以被配置为中继节点的基站部分,其通过扇区2的RRU经由LTE空中接口与用户设备通信。这样,只需要施主eNB与EPC通过光纤连接,而施主eNB与中继节点之间的回传链路可以是无线方式。与图2的上半部分中的连接方式相比,被配置为中继节点的eNB2不再需要通过光纤与EPC相连。在LTE TDD网络中,上行链路和下行链路使用相同的频段,即,基站eNB1的扇区1的RRU与用户设备使用同一频段收发数据。基站eNB2被配置为中继节点之后,其两个扇区的RRU仍像以前那样使用这一频段转发数据。这意味着,不需要对基站eNB2进行任何硬件上的改动,就可以将其配置为中继节点。同样,也不需要对基站eNB1进行任何硬件上的改动,就可以将其配置为施主eNB。对基站eNB1的配置可以包括配置回传控制信道和调度限制。对基站eNB2的配置可以包括对中继节点的基站部分配置多播/广播单频率网络(MBSFN)等以及对中继节点的用户设备部分配置发送/接收参数等。尽管图2中示出了一个中继节点的情况,但实践中中继节点的数量可以不止一个。
如上面提到的,被配置为施主eNB的eNB1与被配置为中继节点的eNB2之间的回传链路、以及被配置为中继节点的eNB2与用户设备之间的接入链路在上行和下行链路上都使用相同频段通信。
图3示出了根据本发明一个实施例的中继网络的子帧分配的示例。
在该示例中,假设图2中的中继网络工作在TDD配置1下,即上下行配比3∶2。如图3所示,在一个10ms的无线帧中,4个下行子帧(0、1、5、6)和2个上行子帧(2、7)被分配给接入链路,剩下的2个下行子帧(4、9)和2个上行子帧(3、8)被分配给回传链路。为了保持对LTE版本8用户的后向兼容性,子帧4和9可以在中继小区中被配置为MBSFN子帧。这样中继节点在子帧4和9的广播部分可以不向用户设备发任何信号,而将这部分时间用于从施主基站接收信号。
由于接入链路和回传链路的上行、下行分别被分配了不同的子帧集合,因此施主基站与中继节点之间的通信不会相互干扰。
图4是根据本发明一个实施例的TDD通信网络中的中继部署方法的流程图。
在步骤S410,将第一基站配置成作为施主基站工作。在步骤S420,将第二基站配置成作为中继节点工作,其中第二基站的第一扇区被配置成中继节点的UE部分,第二基站的第二扇区被配置为中继节点的基站部分。在步骤S430,对第一基站与第二基站之间的回传链路以及对第二基站和UE之间的接入链路分配无线资源。
该TDD通信网络可以是3GPP LTE TDD网络,第一基站和第二基站可以是eNB。其中,分配步骤S430可以包括对回传链路的下行链路、接入链路的下行链路、回传链路的上行链路和接入链路的上行链路分别分配不同的子帧集合。第一基站可以通过有线连接连接到核心网。回传链路和接入链路可以以相同的TDD协议实现。配置第一基站可以包括配置回传控制信道和调度限制。配置第二基站可以包括对中继节点的基站部分配置MBSFN和调度限制,以及对中继节点的UE部分配置发送/接收参数。
图5是根据本发明一个实施例的TDD通信网络中可操作为施主基站的基站500的方框图。
基站500包括处理单元510和具有RRU 521的扇区520。扇区520还可以包括DU(未示出)。处理单元510可操作来将基站600配置成作为施主基站工作。RRU可操作来通过被分配有无线资源的回传链路连接到作为中继节点工作的另一基站。回传链路的上行链路和下行链路上被分配不同的子帧集合。处理单元510进一步可操作来配置回传控制信道和调度限制。
图6是根据本发明一个实施例的TDD通信网络中可操作为中继节点的基站600的方框图。
基站600包括处理单元610、具有第一RRU 621的第一扇区620和具有第二RRU 631的第二扇区630。扇区620和630还可以包括DU(未示出)。处理单元610可操作来将基站600配置成作为中继节点工作,其中第一扇区620被配置成中继节点的UE部分,第二扇区630被配置为中继节点的基站部分。第一RRU 621可操作来通过回传链路连接到作为施主基站工作的另一基站,第二RRU 631可操作来通过接入链路连接到用户设备。回传链路和接入链路都被分配无线资源。
回传链路的下行链路、接入链路的下行链路、回传链路的上行链路和接入链路的上行链路可以分别被分配不同的子帧集合。处理单元610进一步可操作来对中继节点的基站部分配置MBSFN和调度限制,以及对中继节点的UE部分配置发送/接收参数。
由于现有的TDD基站已经是相对成熟的产品,因此通过利用现有的TDD基站实现中继产品,厂商节省了研发和测试新中继产品的时间和成本,运营商也能够更容易地部署和维护中继产品。此外,使用现有TDD基站充当中继产品的方案还具有较高的可扩展性。如果中继节点所覆盖的区域业务量进一步增大,中继不能满足要求,那么只需要通过将中继节点恢复为TDD基站并用光纤或其他方式将其与核心网连接,就可以将该区域升级为TDD基站覆盖的普通小区。这样,运营商对中继的投资得到了保护。
虽然已经结合具体实施例描述了本发明,但是本领域技术人员将理解,可以做出许多改变和修改,并且可以对其元件进行等效替换,而不背离本发明的真正范围。此外,可以做出许多修改来使本发明的教导与特定情况适配,而不背离其中心范围。因此,本发明并不限于这里作为实现本发明而构思的最佳模式而公开的特定实施例,相反本发明包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。
Claims (14)
1.一种在时分双工TDD通信网络中的中继部署方法,所述方法包括:
将第一基站配置成作为施主基站工作;
通过使用软件而不对第二基站的硬件进行任何改动而将所述第二基站配置成作为中继节点工作,其中所述第二基站的第一扇区被配置为所述中继节点的用户设备UE部分,以及所述第二基站的第二扇区被配置为所述中继节点的基站部分;和
对所述第一基站与所述第二基站之间的回传链路以及对所述第二基站和UE之间的接入链路分配无线资源。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述TDD通信网络是第三代合作伙伴计划长期演进时分双工(3GPP LTE TDD)网络,以及所述第一基站和所述第二基站是演化节点B。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述分配包括:
对所述回传链路的下行链路、所述接入链路的下行链路、所述回传链路的上行链路和所述接入链路的上行链路分别分配不同的子帧集合。
4.如权利要求1或2所述的方法,其中所述第一基站通过有线连接来连接到所述通信网络的核心网。
5.如权利要求1或2所述的方法,其中所述回传链路和所述接入链路以相同的TDD协议实现。
6.如权利要求1或2所述的方法,其中所述配置所述第一基站包括配置回传控制信道和调度限制。
7.如权利要求1或2所述的方法,其中所述配置所述第二基站包括对所述中继节点的所述基站部分配置多播/广播单频率网络(MBSFN)和调度限制,以及对所述中继节点的所述UE部分配置发送/接收参数。
8.一种在时分双工(TDD)通信网络中作为施主基站工作的基站,包括:
处理单元;和
包括射频拉远单元RRU的扇区,
其中所述处理单元可操作来将所述基站配置成作为施主基站工作,以及
其中所述RRU可操作来通过被分配无线资源的回传链路连接到另一基站,通过使用软件而不对所述另一基站的硬件进行任何改动而将所述另一基站配置成作为中继节点工作。
9.如权利要求8所述的基站,其中所述回传链路的上行链路和下行链路上被分配不同的子帧集合。
10.如权利要求8或9所述的基站,其中所述处理单元进一步可操作来配置回传控制信道和调度限制。
11.一种在时分双工(TDD)通信网络中作为中继节点工作的基站,包括:
处理单元;
包括第一射频拉远单元RRU的第一扇区;和
包括第二RRU的第二扇区,
其中所述处理单元可操作来通过使用软件而不对所述基站的硬件进行任何改动而将所述基站配置成作为中继节点工作,其中所述第一扇区被配置成作为所述中继节点的用户设备UE部分工作,以及所述第二扇区被配置成作为所述中继节点的基站部分工作,以及
其中所述第一RRU可操作来通过回传链路连接到作为施主基站工作的另一基站,以及所述第二RRU可操作来通过接入链路连接到UE,所述回传链路和所述接入链路都被分配无线资源。
12.如权利要求11所述的基站,其中所述回传链路的下行链路、所述接入链路的下行链路、所述回传链路的上行链路和所述接入链路的上行链路分别被分配不同的子帧集合。
13.如权利要求11或12所述的基站,其中所述处理单元进一步可操作来对所述中继节点的所述基站部分配置多播/广播单频率网络(MBSFN)和调度限制,以及对所述中继节点的所述UE部分配置发送/接收参数。
14.一种时分双工(TDD)通信网络,包括如权利要求8-10中任一个所述的基站和如权利要求11-13中任一个所述的至少一个基站。
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