CN103119991A - 在休眠模式和活动模式之间切换毫微微小区基站 - Google Patents

在休眠模式和活动模式之间切换毫微微小区基站 Download PDF

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Abstract

一种用于在休眠模式和活动模式之间切换用于无线通信的毫微微小区基站的方法被提供。所述毫微微小区基站处于一宏小区基站的覆盖范围内。所述宏小区基站确定被授权连接至所述毫微微小区基站的用户终端是否处于所述毫微微小区基站的覆盖范围内，且基于所述确定所述宏小区基站经过空中向所述毫微微小区基站发送用于所述毫微微小区基站来切换模式的指令。

Description

在休眠模式和活动模式之间切换毫微微小区基站
技术领域
本发明涉及通信，特别是无线通信。
背景技术
无线通信系统已为众所周知。许多这样的系统是蜂窝，其中的无线覆盖由被称为小区的一些无线覆盖区域来提供。提供无线覆盖的基站位于每个小区内。传统基站在相对大的地理区域提供覆盖且相应的小区通常被称为宏小区。
在宏小区内建立更小体积的小区是可能的。比宏小区更小的小区有时被称为小型小区、微小区(microcells)、微微小区(picocells)，或者毫微微小区(femtocells)，但我们通常采用术语毫微微小区来用于比宏小区更小的小区。一种建立毫微微小区的方法是在宏小区的覆盖范围内提供在相对有限的范围内运行的毫微微小区基站。运用毫微微小区基站的一个例子是在一栋楼内提供无线通信覆盖。
毫微微小区基站具备相对低的发射功率且因此相对于宏小区每个毫微微小区具备小的覆盖范围。一种典型的覆盖范围是数十米。
毫微微小区基站拥有自动配置属性(auto-configuring properties)以便来支持用户的即插即用部署(plug-and-play deployment)，例如其中毫微微小区基站可以将自己融入现有宏小区网络以便连接至该宏小区网络的核心网。
毫微微小区基站主要供属于特定家庭或者办公室的用户使用。毫微微小区基站可以是私有访问(private access)或者公共访问(publicaccess)。在私有访问的毫微微小区基站中，访问仅限于注册用户，例如家庭成员或者特定的员工组。在公共访问的毫微微小区基站中，其他用户也可以使用该毫微微小区基站，受到特定限制来保证注册用户所接收到的服务质量(Quality of Service)。
一种已知类型的毫微微小区基站使用宽带互联网协议连接(broadband Internet Protocol connection)作为“回程连接”(backhaul)，即用于连接至核心网。宽带互联网协议连接的一种类型是数字用户线路(DSL)。DSL连接该毫微微小区基站的DSL收发装置至核心网。DSL允许通过毫微微小区基站提供的语音电话以及其它服务得到支持。毫微微小区基站还包括连接至用于无线通信的天线的射频(RF)收发装置。该有线宽带回程链路的一个替代是带有无线回程链路。
毫微微小区基站有时被称为femtos。
为了降低功率的消耗，节能模式(power-saving mode)被引入基站，包括引入毫微微小区基站。在节能模式中多种硬件元件被关闭。基站之后不进行无线传输，并因此，不能被用户终端所检测到。
发明内容
读者可参考所附的独立权利要求。一些优选的特征在从属权利要求中示出。
本发明的一个例子是一种在休眠模式和活动模式之间切换用于无线通信的毫微微小区基站的方法。该毫微微小区基站处于宏小区基站的覆盖范围内。该宏小区基站确定授权连接至该毫微微小区基站的用户终端是否处于该毫微微小区基站覆盖范围内，且基于该确定该宏小区基站经过空中向该毫微微小区基站发送用于该毫微微小区基站来切换模式的指令。
本发明的优选实施例提供一种能够使得毫微微小区基站由其所处的宏小区基站通过空中(over-the-air)无线传输来唤醒的技术。该传输优选地是在即使处于休眠模式的毫微微小区基站可检测到的宏小区的导频信道上的广播。该传输可以是至该用户终端授权使用的毫微微小区基站的寻呼消息。该毫微微小区基站通过退出休眠模式以为该用户终端提供覆盖的期望来响应。
在优选实施例中，当该用户终端离开宏小区，该宏小区基站通过空中无线传输通知该毫微微小区基站，于是该毫微微小区基站回到休眠模式。
优选实施例允许宏小区依据需要来为毫微微小区加电(power up)，并由于通信核心网不需要被涉及，故提供分布式控制，导致较少的控制信令。
附图说明
本发明的实施例现在将以示例描述并参照附图，其中：
图1是示出一种已知的毫微微小区基站唤醒过程的示意图(现有技术)；
图2是示出根据本发明的第一实施例的无线通信网络的示意图；
图3是示出部署在图1所示的一宏小区内的示例毫微微小区基站的示意图；
图4是更具体地示出示例毫微微小区基站的一种示意图；以及
图5是示出通过来自毫微微小区基站处于其覆盖范围内的宏小区基站经过空中的控制信令(control messaging)来控制该毫微微小区基站模式的消息顺序图。
具体实施方式
发明人考虑在已知方法中，如果在小区基站的覆盖范围内的用户终端处于活动模式，该小区基站可以确定是否进入或者退出节能的休眠模式来响应该用户终端的位置。这是因为蜂窝网络，具体地基站或该基站连接的核心网，当用户终端处于呼叫会话时可以检测到该用户终端。
发明人认识到，相反地，在该已知方法中当该用户终端处于空闲模式，该用户终端不向网络返回关于其位置的信息，除非该用户终端从一个寻呼区域(例如，在通用移动电信系统，UMTS，被称为位置区域)移动到另一个。由于一个位置区域典型地覆盖一个大的区域并因此覆盖大量小区，发明人认识到，在该已知方法中，如果处于空闲模式的用户终端进入基站的覆盖范围，处于节能模式的基站将不知道。换言之，在该已知方法中，激活基站以将其带出节能模式只有在用户终端处于活动模式时才可以被实现。
发明人因此考虑如图1所示的替代方案。如图1所示，其中包括始终开启的宏小区基站2，毫微微小区基站4以及用户终端6。如图所示，在时间的第一点(a)该用户终端处于空闲模式且驻留在宏小区(也即空闲模式被连接至宏小区基站)。毫微微小区基站因此处于休眠模式。
随后，该用户终端进入活动模式且活动连接至该宏小区。这使得该用户终端可以被该毫微微小区基站检测。例如在时间(b)该用户终端是活动的并通过连接至该宏小区的呼叫开始传输。由于该毫微微小区基站带有监听接收装置，即工作在该宏小区频带的信号检测器，该用户终端之后可以被该毫微微小区基站检测到。
该毫微微小区基站对该用户终端的检测触发该毫微微小区基站启动，换言之从节能的休眠模式唤醒进入清醒模式。之后该用户终端与宏小区基站之间的呼叫连接被转换为处于该用户终端与毫微微小区基站之间。具体地，例如在图1所示的时间(c)，该毫微微小区基站开始发送可被该用户终端检测到的导频信号。该呼叫于是被从该宏小区基站切换至该毫微微小区基站。发明人认识到，鉴于将该用户终端从该宏小区基站切换至该毫微微小区基站，该替代方案引入了额外的信令至该网络，并要求该用户终端进入活动模式。
发明人因此考虑如下所述的本发明的示例，至少其中部分不需要用户终端处于活动模式。
我们现在转为具体描述本发明的一个实施例，首先描述包括毫微微小区基站的网络，随后具体描述由宏小区经过空中对毫微微小区基站的控制。
网络
如图2和3所示，用于无线通信的网络10，通过其用户终端34可漫游，包括两种基站，即宏小区基站和毫微微小区基站(后者有时被称为“femtos”)。为简化图2和3示出一个宏小区基站22。每个宏小区基站具有通常被称为宏小区的无线覆盖区域24。宏小区24的地理范围取决于宏小区基站22的能力以及周围地理环境。
在宏小区24内，每个毫微微小区基站30在相应的毫微微小区32内提供无线通信。毫微微小区是无线覆盖区域。毫微微小区32的无线覆盖范围比宏小区24的无线覆盖范围小得多。例如，毫微微小区32对应于用户的办公室或家庭的大小。
如图2所示，网络10由无线网络控制器，RNC，170，管理。该无线网络控制器，RNC，170，例如通过经由回程通信链路160与宏小区基站22的通信，控制该操作。无线网络控制器170维护邻区列表，其包括关于基站支持小区之间的地理关系的信息。此外，无线网络控制器170维护位置信息，其提供关于无线通信系统10内的用户设备的位置的信息。无线网络控制器170可操作来通过电路交换及分组交换网路由通信(route traffic)。对于电路交换通信，移动交换中心250被提供，无线网络控制器170可以与之通信。移动交换中心250与电路交换网，特别是公共电话交换网210(PSTN)通信。对于分组交换通信，网络控制器170可以与GPRS服务支持节点220(servinggeneral packet radio service support nodes，SGSNs)以及GPRS网关支持节点180(gateway general packet radio support node，GGSN)通信。GGSN之后与分组交换核心网，例如，互联网190通信。
移动交换中心250，SGSN220，GGSN180以及运营商IP网络215组成所谓的核心网253。SGSN220及GGSN180由运营商IP网络215连接至毫微微小区控制器/网关230。
毫微微小区控制器/网关230通过互联网190连接至毫微微小区基站30。这些至毫微微小区控制器/网关230的连接是宽带互联网协议连接(“回程”)的连接。
对于宏小区24内的移动终端34，通过已知方式与宏小区基站22通信是可能的。当移动终端34进入该移动终端注册来在毫微微小区基站30内通信的毫微微小区32时，需要将与该移动终端的连接从该宏小区切换至该毫微微小区。
如图3所示，毫微微小区基站30位于宏小区的覆盖范围内，因此该宏小区基站22可被认为是针对该毫微微小区基站的“归属(home)”宏小区基站。宏小区基站22包括天线塔21以及本地数据库23。本地数据库23包含关于所有位于该宏小区覆盖区域24内的毫微微小区基站的信息。
如图3所示，核心网253包括网络毫微微小区订阅数据库216(network femtocell subscription database)。在该示例中，更具体地，网络毫微微小区订阅数据库216位于运营商IP网络215内。该数据库216包含当该毫微微小区基站被购买、注册及部署时由该毫微微小区基站的拥有者提供的信息。所述信息包括毫微微小区基站被部署的位置的标识，例如该毫微微小区基站拥有者的地址。所述信息还包括注册到该毫微微小区基站且因此被授权连接到该毫微微小区基站的用户终端的列表。
如图4所示，毫微微小区基站30包括即使处于睡眠模式也能活动来接收来自宏小区基站的广播的“监听”无线接收装置51。监听接收装置51被连接至处理器，即模式控制装置53，取决于睡眠模式或者活动模式被选择，其被操作来激活/禁用该毫微微小区基站的其它特定元件(未明确示出)。
来自宏小区基站的唤醒广播
在示例中，毫微微小区基站由宏小区发起的经过空中的唤醒(over-air macrocell-initiated wake-up)是可行的。
如图5所示，当毫微微小区基站30被部署，核心网253通过利用存储于该订阅数据库216中的标识该毫微微小区基站的位置的信息(在此例中即该毫微微小区基站拥有者的地址)来确定(步骤a)该毫微微小区基站位于哪个宏小区。核心网随后发送(步骤b)该毫微微小区基站的注册用户终端的信息至宏小区基站22。宏小区基站22将该信息存储(步骤c)在该宏小区基站22的本地数据库23。通过该方式，宏小区基站22维护所有位于该宏小区24内的毫微微小区基站的标识的记录，以及对于这些毫微微小区基站的每一个，它们各自的注册用户终端的标识。
毫微微小区基站30开始处于睡眠模式，该模式下许多内部元件处于关闭状态，但，如前所述，“监听”接收装置51保持活动来接收及解码来自宏小区的传输。在睡眠模式中，毫微微小区基站不进行导频信号传输。
当用户终端34进入宏小区24时，宏小区基站22检测到该用户终端，并检查(步骤d)其本地数据库23来确定该用户终端是否为位于该宏小区24内的任何一个毫微微小区基站的注册用户终端。当该用户终端据此被识别，宏小区基站24经过空中通过无线向该用户终端注册的毫微微小区基站发送(步骤e)指示消息。该指示消息是用于唤醒该毫微微小区基站的指示，也即切换至活动模式以准备好为该用户终端提供服务。该指示消息以直接无线连接的形式，由宏小区基站发起及控制。具体地该指示消息是通过由毫微微小区基站的监听接收装置所监视的宏小区的导频信道发送的寻呼消息。
毫微微小区基站通过对关闭的元件加电且发送导频信号来切换(步骤f)至活动模式以进行响应，以便准备好来连接至，并服务于，该用户终端。
之后，当确定(步骤g)用户终端已经离开该宏小区的覆盖范围，该宏小区基站经过空中向毫微微小区基站发送(步骤h)指示该毫微微小区基站进入睡眠模式的指示消息。该毫微微小区基站通过进入(步骤i)睡眠模式来响应。
在该示例中，当用户终端在活动模式，也即连接于呼叫或数据会话，处于其覆盖范围时，宏小区基站22自动地知道。然而，当用户终端被开启但处于空闲模式，另一项技术被用来检测该用户终端的存在状态。例如当该用户终端移动至宏小区基站22的寻呼区域(例如，在通用移动电信系统(UMTS)中被称为位置区域)该移动终端执行的移动过程。
变形实现方式
在其他类似实施例中，毫微微小区基站至活动模式的切换由核心网来指示。这可以被认为是核心网发起的该毫微微小区基站的加电。蜂窝网络，特别是包括该网络毫微微小区订阅数据库的运营商IP网络，具有丰富的信息如用户终端的位置并用其来选择合适的毫微微小区基站进行加电。切换至活动模式的指令直接来自该毫微微小区基站处于其覆盖范围内的宏小区基站，经过空中被发送至该毫微微小区基站。
在其他类似实施例中，当确定该毫微微小区基站导致过度的干扰，宏小区经过空中发送用于毫微微小区基站来切换至睡眠模式的指令，并当该宏小区拥塞时发送使该毫微微小区基站切换至活动模式的指令以进行负载平衡。
综述
本发明可以在不背离其基本特征的情况下，以其它具体形式实现。例如，涉及其他网络的其他实施例，其中基站具有更大的覆盖范围并由此与具有更小覆盖范围的基站重叠，如所谓的小型小区部署。其它实施例可以应用于多种蜂窝技术，比如长期演进(LTE)、全球微波互联接入(WiMAX)等。
所描述的实施例在各方面将仅被视为说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围，由所附的权利要求而非前述描述来指示。所有来自于权利要求的含义和等同的范围的变化将被包含于其范围内。
本领域技术人员可以容易地理解多种如上描述的方法的步骤可以通过编程的计算机来执行。一些实施例涉及程序存储设备，例如，数字数据存储介质，其为机器或计算机可读的且机器可执行或者计算机可执行编码的程序指令，其中所述程序执行以上描述方法的部分或者全部步骤。所述程序存储设备可以是，例如，数字存储装置、磁性存储介质如磁盘及磁带、硬盘、或者光学可读的数字数据存储介质。一些实施例涉及被编程来执行以上描述方法的所述步骤的计算机。

Claims (15)

1.一种在休眠模式和活动模式之间切换用于无线通信的毫微微小区基站的方法，所述毫微微小区基站处于一宏小区基站的覆盖范围之内，
所述宏小区基站确定被授权与所述毫微微小区基站连接的用户终端是否处于所述毫微微小区基站的覆盖范围内，以及
基于所述确定，所述宏小区基站经过空中向所述毫微微小区基站发送用于所述毫微微小区基站来切换模式的指令。
2.根据权利要求1所述的方法，其中处于休眠模式的所述毫微微小区基站不发送导频信号且处于活动模式的所述毫微微小区基站发送导频信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述毫微微小区基站包括无线接收装置，其被配置来当所述毫微微小区基站处于休眠模式，接收所述指令。
4.根据在先任一权利要求所述的方法，其中所述宏小区基站确定所述用户终端处于所述毫微微小区基站的覆盖范围之内且所述指令用于所述毫微微小区基站来切换至活动模式。
5.根据权利要求4所述的方法，其中随后所述宏小区基站确定所述用户终端不处于所述毫微微小区基站的覆盖范围之内且所述宏小区基站经过空中向所述毫微微小区发送进一步的指令，所述进一步的指令用于所述毫微微小区基站来切换至休眠模式。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述宏小区基站确定所述用户终端不处于所述毫微微小区基站的覆盖范围之内且所述指令用于所述毫微微小区基站来切换至休眠模式。
7.根据在先任一权利要求所述的方法，其中所述用户终端是否被授权的确定是通过检查被授权来使用所述毫微微小区的用户终端的标识的列表。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述列表由通信网络中连接至所述宏小区基站的核心网提供，且存储于所述宏小区基站的存储装置中。
9.一种用于无线通信的宏小区基站，其被配置来在休眠模式和活动模式之间切换处于所述宏小区基站的覆盖范围之内的毫微微小区基站；
所述宏小区基站被配置来确定被授权与所述毫微微小区基站连接的用户终端是否处于所述毫微微小区基站的覆盖范围内；以及
所述宏小区基站被配置来，基于所述确定，经过空中向所述毫微微小区基站发送用于所述毫微微小区基站来切换模式的指令。
10.根据权利要求9所述的宏小区基站，其，在使用中，确定所述用户终端处于所述毫微微小区基站的覆盖范围之内且所述指令用于所述毫微微小区基站来切换至活动模式。
11.根据权利要求10所述的宏小区基站，其中，在使用中，随后所述宏小区基站确定所述用户终端不处于所述毫微微小区基站的覆盖范围之内且所述宏小区基站经过空中向所述毫微微小区发送进一步的指令，所述进一步的指令用于所述毫微微小区基站来切换至休眠模式。
12.根据权利要求9或10所述的宏小区基站，其中，在使用中，所述宏小区基站确定所述用户终端不处于所述毫微微小区基站的覆盖范围之内且所述指令用于所述毫微微小区基站来切换至休眠模式。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的宏小区基站，其中，在使用中，所述用户终端是否被授权的确定是通过检查被授权来使用所述毫微微小区的用户终端的标识的列表。
14.一种无线通信网络包括如权利要求13所述的宏小区基站以及连接至所述宏小区基站的核心网，其中，在使用中，所述列表由核心网提供并存储于所述宏小区基站的存储装置中。
15.一种毫微微小区基站，其被配置来在休眠模式和活动模式之间进行切换，
所述毫微微小区基站被配置来经过空中自宏小区基站接收用于所述毫微微小区基站来切换模式的指令，并被配置来通过切换模式来进行响应。
CN2011800455321A 2010-09-21 2011-08-04 在休眠模式和活动模式之间切换毫微微小区基站 Pending CN103119991A (zh)

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