CN102938660B - 用于毫微微小区网络的协作多点传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线通信技术领域中的一种用于毫微微小区网络的协作多点传输方法。包括：每个家庭基站获取自身的位置信息并周期性地向移动性管理实体发送第一信令；移动性管理实体收到第一信令后，更新预置在移动性管理实体中的家庭基站位置列表；通过移动性管理实体周期性地更新家庭基站的优选协作邻居列表和/或通过家庭基站周期性地更新自身的优选协作邻居列表。本发明针对Femtocell网络中由于引入HeNB之间CoMP，设计了信令交互的流程，保证CoMP的顺利进行。

Description

用于毫微微小区网络的协作多点传输方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种用于毫微微小区网络的协作多点传输方法。

背景技术

随着移动通信技术的飞速发展和终端设备的普及，无线数据业务量呈现井喷式增长，并越来越集中于室内。因此，毫微微小区（Femtocell）作为一种提供室内无线宽带覆盖的低功率、微型无线接入技术，被学术界与产业界视为解决移动蜂窝网络所面临的巨大容量压力的有效手段。在HeNB(Home eNB，家庭基站)分布较为稀疏时，HeNB之间以全局频率复用方案可以充分的利用频谱资源，提高系统吞吐量。随着Femtocell的普及，HeNB部署密度增加，将导致HeNB之间的共信道干扰加剧，见图1。

LTE系统中的协作多点传输（Coordinated Multi-Point transmission andreception,CoMP）技术指的是多个地理位置相互独立分散的传输点之间的动态协作，是一种适用于高负载和低负载场景、用于改善小区高数据速率的覆盖范围、改善小区边缘吞吐量和/或增加系统吞吐量的重要工具。CoMP现有的应用场景包括：宏小区之间协作作为小区边缘用户的服务；多个射频远端天线站集中信号处理；基站和中继协作；MeNB(Macro eNB，宏基站)和HeNB的协作。

在Femtocell网络中引入HeNB之间的协作技术可以抑制多个HeNB之间的共信道干扰，同时也改善覆盖性能、提高系统吞吐量。Femtocell的接入方式包括三种：封闭用户组模式（Closed subscriber group,CSG），开放式访问模式和混合接入模式。在CSG模式下，Femtocell保存一个允许列表用于记录能够接入到该Femtocell的终端号码，不在允许列表中的号码无法通过Femtocell进行语音或数据业务。开放式访问模式中，一般不限制用户的接入。混合模式中，Femtocell优先为允许列表中的UE服务，若有资源剩余则可以用于为一般用户服务。在HeNB之间引入协作技术的应用场景包括：（1）CSG模式下的i nt ra-CSG协作，即一个CSG用户组部署了多个Femtocell，这些Femtocell之间进行协作服务；（2）开放式访问模式下，任何UE都可以使用Femtocell，协作服务的Femtocell不受限制；（3）混合模式下，CSG用户由其部署的单个或多个Femtocell单独地或协作地服务，非CSG用户的协作集不受约束。

考虑HeNB之间协作时，由于Femtocell由用户自主部署，设备可能随时开启或关闭以及移动，因此以Ad hoc方式分布的HeNB的邻居HeNB是动态变化的。另外，基于每个CoMP UE确定协作簇虽然得到的是每个用户最合适的协作集合，但调度复杂，CoMP用户需要测量周围比较多的小区的信道状况或干扰情况，向网络反馈量比较大，系统开销大，复杂度高。因此，采用HeNB辅助用户确定协作区域的方式，即HeNB预定义一个可供选择的集合，然后，特定UE基于来自可供选择的协作集合信息的反馈，如RSRP报告、长期平均的CSI或者短期的CSI，确定CoMP UE优选的协作区域，流程见图2。在这种情况下，相应的信令交互流程和信令设计成为必要。

文献“Li,Y.,et al.,Optimisation approach for femtocell networksusing coordinated multipoint transmission technique.ElectronicsLetters,2011.47(24):p.1348-1349.”中提出的CoMP传输方案是通过调整天线系数矩阵优化小区吞吐量，其中功率分配和子载波分配假设已知并固定，并且上述研究没有涉及HeNB之间信令交互的流程和信令设计。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于毫微微小区网络的协作多点传输方法，用于保证CoMP的顺利进行。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种用于毫微微小区网络的协作多点传输方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：每个家庭基站获取自身的位置信息并周期性地向移动性管理实体发送第一信令；

所述家庭基站预置优选协作邻居列表，该优选协作邻居列表包括字段：邻居家庭基站ID、邻居家庭基站信号强度和邻居家庭基站有效性；

所述第一信令包括第一信令标记、家庭基站ID、家庭基站自身的位置信息和家庭基站有效性信息；

步骤2：移动性管理实体收到第一信令后，更新预置在移动性管理实体中的家庭基站位置列表；

所述家庭基站位置列表包括字段：家庭基站ID、家庭基站位置和家庭基站有效性信息；

所述更新预置在移动性管理实体中的家庭基站位置列表具体是，将第一信令中的家庭基站ID与家庭基站位置列表中的家庭基站ID字段进行比较，当第一信令中的家庭基站ID与家庭基站位置列表中的家庭基站ID字段相同时，则将第一信令中的家庭基站自身的位置信息和家庭基站的有效性信息分别存入与所述家庭基站ID字段对应的家庭基站位置字段和家庭基站有效性信息字段中；

步骤3：通过移动性管理实体周期性地更新家庭基站的优选协作邻居列表和/或通过家庭基站周期性地更新自身的优选协作邻居列表。

所述通过移动性管理实体周期性地更新家庭基站的优选协作邻居列表包括：

步骤A1：移动性管理实体确定家庭基站的邻居家庭基站；所述邻居家庭基站为：与家庭基站的距离在设定阈值范围内且为有效的家庭基站；

步骤A2：移动性管理实体通过S1接口向家庭基站发送第二信令；

所述第二信令包括第二信令标记和所有的邻居家庭基站ID；

步骤A3：家庭基站收到第二信令后，更新优选协作邻居列表；具体为，当第二信令中的邻居家庭基站ID不在优选协作邻居列表中时，在优选协作邻居列表中增加一条记录，将该邻居家庭基站ID存入增加的记录的邻居家庭基站ID字段中，并将该记录的邻居家庭基站有效性设置为有效；当第二信令中的邻居家庭基站ID在优选协作邻居列表中时，不进行任何操作；当优选协作邻居列表中存在与第二信令中的所有的邻居家庭基站ID都不相同的邻居家庭基站ID时，将该邻居家庭基站ID对应的有效性设置为无效。

通过家庭基站周期性地更新自身的优选协作邻居列表包括：

步骤B1：家庭基站在设定时间内通过X2接口监听下行链路广播信道上的信息；

步骤B2：从监听到的信息中获取邻居家庭基站ID并测量该邻居家庭基站的信号强度；

步骤B3：将邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表比较，当邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID相等时，直接将该邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站信号强度修改为测量的邻居家庭基站的信号强度；当邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID都不相等时，在自身的优选协作邻居列表中增加一条记录，将该邻居家庭基站ID存入该增加的记录的邻居家庭基站ID字段，并将测量的邻居家庭基站的信号强度存入到该增加的记录的邻居家庭基站信号强度字段；

步骤B4：如果设定时间内，邻居家庭基站ID与优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID不同，则将该优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站有效性设置为无效。

所述邻居家庭基站的基准信号的干扰电平或噪声。

所述邻居家庭基站的基准信号的干扰方差。

本发明针对Femtocell网络中由于引入HeNB之间CoMP，设计了信令交互的流程，保证CoMP的顺利进行。

附图说明

图1是密集部署的家庭基站干扰状况示意图；其中，(a)是家庭基站下行通信干扰状况示意图，(b)是家庭基站上行通信干扰状况示意图；

图2是Femtocell网络中引入CoMP技术的传输流程示意图；

图3是用于毫微微小区网络的协作多点传输方法流程图；

图4是优选协作邻居列表PCL结构图；

图5是家庭基站位置列表HLT结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图3是用于毫微微小区网络的协作多点传输方法流程图。如图3所示，本发明提供的用于毫微微小区网络的协作多点传输方法包括：

步骤1：每个家庭基站HeNB获取自身的位置信息并周期性地向移动性管理实体MME发送第一信令（Acknowledgement of Serving Signaling，ASS）。

家庭基站HeNB可以通过定位技术如GPS技术，获得其地理位置信息，包括家庭基站HeNB的经度和纬度。

在家庭基站HeNB中预置优选协作邻居列表(Preferable Cooperation List，PCL）。该优选协作邻居列表PCL的结构如图4所示，其中包括字段：邻居家庭基站ID、邻居家庭基站信号强度和邻居家庭基站有效性。

第一信令ASS包括第一信令标记、家庭基站ID、家庭基站自身的位置信息和家庭基站有效性信息。

步骤2：移动性管理实体MMS收到第一信令ASS后，更新预置在移动性管理实体MME中的家庭基站位置列表（HeNB Location Table,HLT）。

预置在移动性管理实体MME中的家庭基站位置列表HLT的结构如图5所示，该表包括字段：家庭基站ID、家庭基站位置和家庭基站有效性信息。

更新预置在移动性管理实体MME中的家庭基站位置列表HLT具体是，将第一信令ASS中的家庭基站ID与家庭基站位置列表HLT中的家庭基站ID字段进行比较，当第一信令ASS中的家庭基站ID与家庭基站位置列表HLT中的家庭基站ID字段相同时，则将第一信令ASS中的家庭基站自身的位置信息（包括经度和纬度）以及家庭基站的有效性信息分别存入与家庭基站ID字段对应的家庭基站位置字段和家庭基站有效性信息字段中。在实际应用中，如果MMS获得了家庭基站HeNB的注册在网信息，则认为该HeNB是有效的HeNB。在本实施例中，可以使用“1”代表该HeNB的有效性，使用“0”代表该HeNB的非有效性。

步骤3：通过移动性管理实体MMS周期性地更新家庭基站HeNB的优选协作邻居列表PCL和/或通过家庭基站HeNB周期性地更新自身的优选协作邻居列表PCL。

上述通过移动性管理实体MME周期性地更新家庭基站的优选协作邻居列表PCL包括：

步骤A1：移动性管理实体MME确定家庭基站的邻居家庭基站。

该邻居家庭基站应当同时满足下述两个条件：

（1）与家庭基站的距离在设定阈值范围内；

（2）该邻居家庭基站为有效的家庭基站，即在HLT列表中，其有效性为“1”。

由于每个家庭基站的经纬度信息存储在HLT列表中，所以每个家庭基站的邻居家庭基站都可以确定。

步骤A2：移动性管理实体MME通过S1接口向家庭基站发送第二信令（Preferable Neighbor ID，PNID）。

S1接口是LTE系统中eNB（包括MeNB&HeNB）与MME之间的通信接口。第二信令PNID包括第二信令标记和所有的邻居家庭基站ID（即MME确定的家庭基站的邻居家庭基站ID）。

步骤A3：家庭基站收HeNB到第二信令PNID后，更新优选协作邻居列表PCL。

具体为，当第二信令PNID中的邻居家庭基站ID不在优选协作邻居列表PCL中时，在优选协作邻居列表PCL中增加一条记录，将该邻居家庭基站ID存入增加的记录的邻居家庭基站ID字段中，并将该记录的邻居家庭基站有效性设置为有效，即将“1”存入增加的邻居家庭基站有效性字段中。

当第二信令PNID中的邻居家庭基站ID在优选协作邻居列表中时，不进行任何操作。

当优选协作邻居列表PCL中存在与第二信令PNID中的所有的邻居家庭基站ID都不相同的邻居家庭基站ID时，将该邻居家庭基站ID对应的有效性设置为无效，即将“0”存入该邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站有效性字段中。

通过家庭基站周期性地更新自身的优选协作邻居列表包括：

步骤B1：家庭基站在设定时间内通过X2接口监听下行链路广播信道上的信息。其中，X2接口是基站eNB与基站eNB之间的通信接口。

步骤B2：从监听到的信息中获取邻居家庭基站ID并测量该邻居家庭基站的信号强度。可以将邻居家庭基站的基准信号的干扰电平或噪声作为该邻居家庭基站的信号强度，或者也可以将邻居家庭基站的基准信号的干扰方差作为该邻居家庭基站的信号强度。

步骤B3：将邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表比较，当邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表PCL中的邻居家庭基站ID相等时，直接将该邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站信号强度字段的内容修改为测量的邻居家庭基站的信号强度。

当邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表PCL中的邻居家庭基站ID都不相等时，在自身的优选协作邻居列表PCL中增加一条记录，将该邻居家庭基站ID存入该增加的记录的邻居家庭基站ID字段，并将测量的邻居家庭基站的信号强度存入到该增加的记录的邻居家庭基站信号强度字段中。

步骤B4：如果设定时间内，邻居家庭基站ID与优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID不同，则将该优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站有效性设置为无效，即将“0”存入该优选协作邻居列表PCL中的邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站有效性字段中。

上述两种更新方式，分别为方式1：由MME通过S1接口更新家庭基站HeNB的PCL；方式2：由HeNB通过X2接口更新HeNB自身的PCL。两种更新方式可以分别单独进行，也可以选择采用二者混合的方式进行。需要说明的是，方式2比方式1的精度更高。但由于方式2需要占用HeNB的处理资源，并且对HeNB之间同步要求较高，因此方式1更为通用。应用过程中可根据需要和实际情况选择合适的方式。

本发明由于周期性地更新家庭基站HeNB中预置优选协作邻居列表PCL，因此能够很好地适应以Ad hoc方式分布的HeNB的邻居HeNB动态变化的实际情况。在经过优选协作邻居列表PCL更新后再进行HeNB之间的通信，能够减轻甚至消除HeNB之间的通信产生的干扰。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种用于毫微微小区网络的协作多点传输方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：每个家庭基站获取自身的位置信息并周期性地向移动性管理实体发送第一信令；

所述家庭基站预置优选协作邻居列表，该优选协作邻居列表包括字段：邻居家庭基站ID、邻居家庭基站信号强度和邻居家庭基站有效性；

所述第一信令包括第一信令标记、家庭基站ID、家庭基站自身的位置信息和家庭基站有效性信息；

步骤2：移动性管理实体收到第一信令后，更新预置在移动性管理实体中的家庭基站位置列表；

所述家庭基站位置列表包括字段：家庭基站ID、家庭基站位置和家庭基站有效性信息；

所述更新预置在移动性管理实体中的家庭基站位置列表具体是，将第一信令中的家庭基站ID与家庭基站位置列表中的家庭基站ID字段进行比较，当第一信令中的家庭基站ID与家庭基站位置列表中的家庭基站ID字段相同时，则将第一信令中的家庭基站自身的位置信息和家庭基站的有效性信息分别存入与所述家庭基站ID字段对应的家庭基站位置字段和家庭基站有效性信息字段中；

步骤3：通过移动性管理实体周期性地更新家庭基站的优选协作邻居列表和/或通过家庭基站周期性地更新自身的优选协作邻居列表；

所述通过移动性管理实体周期性地更新家庭基站的优选协作邻居列表包括：

步骤A1：移动性管理实体确定家庭基站的邻居家庭基站；所述邻居家庭基站为：与家庭基站的距离在设定阈值范围内且为有效的家庭基站；

步骤A2：移动性管理实体通过S1接口向家庭基站发送第二信令；

所述第二信令包括第二信令标记和所有的邻居家庭基站ID；

步骤A3：家庭基站收到第二信令后，更新优选协作邻居列表；具体为，当第二信令中的邻居家庭基站ID不在优选协作邻居列表中时，在优选协作邻居列表中增加一条记录，将该邻居家庭基站ID存入增加的记录的邻居家庭基站ID字段中，并将该记录的邻居家庭基站有效性设置为有效；当第二信令中的邻居家庭基站ID在优选协作邻居列表中时，不进行任何操作；当优选协作邻居列表中存在与第二信令中的所有的邻居家庭基站ID都不相同的邻居家庭基站ID时，将该邻居家庭基站ID对应的有效性设置为无效；

所述通过家庭基站周期性地更新自身的优选协作邻居列表包括：

步骤B1：家庭基站在设定时间内通过X2接口监听下行链路广播信道上的信息；

步骤B2：从监听到的信息中获取邻居家庭基站ID并测量该邻居家庭基站的信号强度；

步骤B3：将邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表比较，当邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID相等时，直接将该邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站信号强度修改为测量的邻居家庭基站的信号强度；当邻居家庭基站ID与自身的优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID都不相等时，在自身的优选协作邻居列表中增加一条记录，将该邻居家庭基站ID存入该增加的记录的邻居家庭基站ID字段，并将测量的邻居家庭基站的信号强度存入到该增加的记录的邻居家庭基站信号强度字段；

步骤B4：如果设定时间内，邻居家庭基站ID与优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID不同，则将该优选协作邻居列表中的邻居家庭基站ID对应的邻居家庭基站有效性设置为无效。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述邻居家庭基站的信号强度为邻居家庭基站的基准信号的干扰电平或噪声。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述邻居家庭基站的信号强度为邻居家庭基站的基准信号的干扰方差。