CN103229557B - 中继基站、移动终端 - Google Patents

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Abstract

为了短时间段内实现负载分布，一种移动通信系统包括移动终端(505)、无线电基站(503)和中继基站(504)，中继基站(504)用于中继无线电基站(503)与移动终端(505)之间的无线电通信。在具有这种配置的移动通信系统中，无线电基站(503)包括控制装置，用于在无线电基站(503)的负载超过预定阈值时将从属中继基站(504)切换到相邻的无线电基站(503)。控制装置优选地配置用于：在切换中继基站(504)时，确认相邻的无线电基站(503)是否能够接受该中继基站(504)。

Description

中继基站、移动终端
技术领域
本发明涉及无线电基站、中继基站、移动终端、移动通信系统和操作控制方法。具体地说，本发明涉及一种包括中继基站的移动通信系统，该中继基站中继无线电基站与移动终端之间的无线电通信。
背景技术
作为无线电接入方法，长期演进(LTE)采用上行链路单载波(SC)频分多址(FDMA)和下行链路正交频分多址(OFDMA)。
OFDMA是一种数字调制解调方案，通过该数字调制解调方案，利用频率的正交性来复用多个载波(子载波)。因此，据说OFDMA非常好地抵抗衰落和多径干扰。SC-FDMA的特征类似于OFDMA的特征。SC-FDMA与OFDMA的不同之处在于载波被连续地分配给用户。因此，与OFDMA相比，在SC-FDMA中预期上行链路功率效率的改进。在LTE中提供的上行链路无线电资源被划分为频率分量和时间分量。所划分的无线电资源被分配给用户。
将参照图1来描述与本发明有关的LTE网络配置。虽然图1示出了根据本发明的示例性实施例的LTE网络配置，但是该网络配置类似于与本发明有关的LTE网络配置。因此，将参照图1来描述与本发明有关的LTE网络配置。
参照图1，移动性管理实体(MME)501具有通过S1-MME链路至/自每一个无线电基站(eNB(演进型节点B))503发送/接收控制信号的功能。服务网关(S-GW)502具有通过S1-U链路至/自每一个无线电基站503发送/接收用户数据的功能。无线电基站503是通过X2链路来连接的。
无线电基站503可以容纳(accommodate)中继基站504。3GPP版本-10规定了中继基站504。中继基站504通过Un链路连接到无线电基站503，从而配置小区。容纳中继基站504的无线电基站503被称作“施主eNB(DeNB)”。用作DeNB的无线电基站503具有在核心网(MME501和S-GW502)与中继基站504之间传送数据的功能。在核心网与中继基站504之间传送的数据通过S11链路在核心网与无线电基站503之间发送。无线电基站503和中继基站504具有至/自移动终端505发送/接收数据的功能。
为了在具有如上所述的网络配置的移动通信系统中实现负载分布，无线电基站503必须识别相邻的无线电基站503的负载状态。因此，作为一种方法，非专利文献1规定了相邻的无线电基站503通过X2报告相应的小区的负载状态的方法。具体地，通过资源状态请求来请求与负载有关的报告，并且通过资源状态响应来发送响应。每一个无线电基站503可以通过使用资源状态更新来发送/接收与以下各项有关的信息：物理资源块(PRB)的使用率、HW上的负载、回程链路上的负载和整个无线电基站503上的负载。
通过使用源自移动终端505的接收质量测量报告作为触发来执行LTE中的切换。相同频率下的报告的类型是事件A1至A5。其中，假设事件A4在本发明中用作报告。当相邻小区的接收质量(由移动终端505所测量的)超过阈值时，则发送事件A4的报告。根据非专利文献2，当满足以下条件时，发送事件A4。
Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Thresh
Mn：相邻小区的信号接收强度
Ofn：与所使用的频带有关的偏移
Ocn：与相邻小区有关的偏移
Hys：滞后
Thresh：针对事件A4的阈值
下面将描述无线电基站503与移动终端505之间的切换过程。图9是示出了在使用X2链路的情况下的切换过程的序列图。参照图9，移动终端505测量服务小区和目的地小区的接收质量，并且向无线电基站503-1报告这些接收质量(步骤601)。已经接收到该报告的无线电基站503-1向目的地无线电基站503-2发送切换请求(步骤602)。目的地无线电基站503-2执行呼叫接受控制，并且向无线电基站503-1通知控制的结果(步骤603)。
无线电基站503-1请求移动终端505执行切换(步骤604)。无线电基站503-1向目的地无线电基站503-2通知分组的序号(步骤605)。这防止了在发生分组时出现丢失或重复。移动终端505向目的地无线电基站503-2通知切换完成(步骤606)。
目的地无线电基站503-2请求MME501执行路径切换(步骤607)。MME501执行该路径切换，并且向目的地无线电基站503-2发送通知(步骤608)。目的地无线电基站503-2请求无线电基站503-1删除与已经完成切换的移动终端505有关的信息(步骤609)。
图10是示出了在使用S1链路的情况下的切换过程的序列图。参照图10，移动终端505测量服务小区和目的地小区的接收质量，并且向无线电基站503-1报告这些接收质量(步骤701)。已经接收到该报告的无线电基站503-1向MME501发送切换请求(步骤702)。MME501向目的地无线电基站503-2发送切换请求(步骤703)。
目的地无线电基站503-2执行呼叫接受控制，并且向MME501通知控制的结果(步骤704)。MME501向无线电基站503-1通知该结果(步骤705)。无线电基站503-1请求移动终端505执行切换(步骤706)。无线电基站503-1向MME501通知分组的序号(步骤707)。这防止了在发送分组时出现丢失或重复。
MME501向目的地无线电基站503-2通知分组的序号(步骤708)。移动终端505向目的地无线电基站503-2通知切换完成(步骤709)。目的地无线电基站503-2向MME501通知切换完成(步骤710)。MME501请求无线电基站503-1删除与已经完成了切换的移动终端505有关的信息(步骤711)。
在专利文献1中公开了用于根据负载来修改网络配置的方法之一。
引用列表
专利文献
[专利文献1]日本未审专利申请公开No.2009-267708
非专利文献
[非专利文献1]3GPPTS36.423V10.0.0
[非专利文献2]3GPPTS36.331V9.3.0
发明内容
技术问题
在与本发明有关的上述LTE网络配置中，中继基站仅连接到特定的无线电基站。针对回程链路Un的资源对于中继基站连接到无线电基站而言是必需的。在与多个中继基站连接的无线电基站中，当直接连接到无线电基站的移动终端的数目增大时，无线电资源枯竭。
此时，如果在相邻小区中剩余一定量的无线电资源，则可以通过实现小区之间的负载分布来有效地使用无线电资源。如果无线电基站使每一个移动终端执行切换，则存在通过无线电链路Uu的消息处理增加并且需要花很长的时间来实现负载分布的问题。
注意，专利文献1公开了用于根据负载来修改网络配置的方法的示例，但是专利文献1未能公开在无线电基站上的负载增加的情况下的操作，其中，该无线电基站容纳处于其控制下的中继基站。
本发明的示例性目的是提供可以解决上述问题并且在短时间段内实现负载分布的无线电基站、中继基站、移动终端、移动通信系统和操作控制方法。
问题的解决方案
根据本发明的第一示例性方面的无线电基站是移动通信系统中的无线电基站。该无线电基站包括控制装置，该控制装置用于当无线电基站上的负载大于预定阈值时，将从属中继基站切换到相邻的无线电基站。该中继基站中继无线电基站与移动终端之间的无线电通信。
根据本发明的第二示例性方面的操作控制方法是控制移动通信系统中的无线电基站的操作的方法。该方法包括以下步骤：当无线电基站上的负载大于预定阈值时，将从属中继基站切换到相邻的无线电基站。该中继基站中继无线电基站与移动站之间的无线电通信。
根据本发明的第三示例性方面的中继基站是一种中继移动通信系统中的无线电基站与移动终端之间的无线电通信的中继基站。该中继基站包括控制装置，该控制装置用于接收从无线电基站发送的、用于在无线电基站上的负载大于无线电基站中的预定阈值时将中继基站从该无线电基站切换到相邻的无线电基站的切换执行请求，并且用于随后执行向相邻的无线电基站的切换。
根据本发明的第四示例性方面的操作控制方法是控制中继基站的操作的方法，该中继基站中继移动通信系统中的无线电基站与移动终端之间的无线电通信。该方法包括以下步骤：接收从无线电基站发送的、用于在无线电基站上的负载大于无线电基站中的预定阈值时将中继基站从该无线电基站切换到相邻的无线电基站的切换执行请求，并且执行向相邻的无线电基站的切换。
根据本发明的第五示例性方面的移动终端是移动通信系统中的移动终端，该移动通信系统包括移动终端、无线电基站和中继基站，该中继基站中继无线电基站与移动终端之间的无线电通信。该移动终端包括控制装置，该控制装置用于在中继基站切换到相邻的无线电基站期间从中继基站接收指示通信发生临时中断的通知和与重新连接开始时间有关的信息，该中继基站接收从无线电基站发送的、用于在无线电基站上的负载大于无线电基站中的预定阈值时将中继基站从该无线电基站切换到相邻的无线电基站的切换执行请求，以及用于随后维持RRC_connected(RRC_连接)状态并且在重新连接开始时间向中继基站发送连接请求。
根据本发明的第六示例性方面的操作控制方法是一种控制移动通信系统中的移动终端的操作的方法，该移动通信系统包括移动终端、无线电基站和中继基站，该中继基站中继无线电基站与移动终端之间的无线电通信。该方法包括以下步骤：在中继基站切换到相邻的无线电基站期间，从中继基站接收指示通信发生临时中断的通知和与重新连接开始时间有关的信息，该中继基站接收从无线电基站发送的、用于在无线电基站上的负载大于无线电基站中的预定阈值时将中继基站从该无线电基站切换到相邻的无线电基站的切换执行请求；以及然后维持RRC_connected状态并且在重新连接开始时间向中继基站发送连接请求。
根据本发明的第七示例性方面的移动通信系统包括：移动终端；无线电基站；以及中继基站，该中继基站中继无线电基站与移动终端之间的无线电通信。该无线电基站包括控制装置，该控制装置用于在无线电基站上的负载大于预定阈值时，将从属中继基站切换到相邻的无线电基站。
根据本发明的第八示例性方面的负载分布方法是一种用于分布移动通信系统上的负载的方法，该移动通信系统包括移动终端、无线电基站和中继基站，该中继基站中继无线电基站与移动终端之间的无线电通信。该方法包括以下步骤：当无线电基站上的负载大于预定阈值时，将从属于无线电基站的中继基站切换到相邻的无线电基站。
本发明的有利效果
根据本发明，可以提供在短时间段内实现负载分布的有利效果。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的LTE网络配置的示图；
图2是示出了图1中所示的无线电基站的配置的示图；
图3是示出了图1中所示的中继基站的配置的示图；
图4是示出了图1中所示的移动终端的配置的示图；
图5是示出了容纳图1中所示的中继基站的无线电基站从相邻的无线电基站收集负载信息的过程的序列图；
图6是示出了用于在容纳图1中所示的中继基站的无线电基站中确定切换目的地候选的操作的流程图；
图7是示出了在容纳图1中所示的中继基站的无线电基站中确定切换目的地时的负载状态的示图；
图8是示出了针对图1中所示的中继基站的切换过程的序列图；
图9是示出了在使用X2链路的情况下的切换过程的序列图；以及
图10是示出了在使用S1链路的情况下的切换过程的序列图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述本发明的示例性实施例。首先，将描述根据该示例性实施例的移动通信系统的概述。根据该示例性实施例的移动通信系统包括移动终端、无线电基站和中继基站，该中继基站中继无线电基站与移动终端之间的无线电通信。无线电基站包括控制装置，该控制装置用于当无线电基站上的负载大于预定阈值时，将从属中继基站切换到相邻的无线电基站。
通常，安装中继基站以向无线电波在由无线电基站形成的小区的界限处难以穿透的区域提供服务。因此，在很多情况下，中继基站与连接到该中继基站的无线电基站之间的距离和中继基站与相邻的无线电基站之间的距离基本上相同。这允许中继基站从相邻的无线电基站接收无线电波。因此，当容纳中继基站的无线电基站上的负载增加时，该无线电基站将从属中继基站切换到相邻的无线电基站，从而在短时间段内实现负载分布。
图1示出了根据该示例性实施例的LTE网络配置。图2示出了根据该示例性实施例的图1中所示的无线电基站503的配置。参照图2，无线电通信单元22通过天线21来与移动终端505和中继基站504进行通信。通信单元23与核心网(MME501和S-GW502)以及相邻的无线电基站503进行通信。负载测量单元24测量其自身的无线电基站上的负载。
切换目的地确定单元25基于与相邻的无线电基站503有关的负载信息和稍后将描述的DeNB标记来确定切换目的地无线电基站。切换执行确定单元26基于中继基站504中的与切换目的地无线电基站的接收质量有关的测量报告来确定执行中继基站504的切换。控制单元27根据存储器28中存储的程序来控制上述每一个单元的操作。
图3是示出了根据该示例性实施例的图1中所示的中继基站504的配置的示图。参照图3，无线电通信单元32通过天线31来与移动终端505和无线电基站503进行通信。接收质量测量单元33测量来自无线电基站503的接收信号质量。切换处理单元34根据来自容纳中继基站的无线电基站503的指令来执行针对中继基站的切换处理。控制单元35根据存储器36中存储的程序来控制上述每一个单元的操作。
图4是示出了根据该示例性实施例的图1中所示的移动终端505的配置的示图。参照图4，无线电通信单元42通过天线41来与中继基站504和无线电基站503进行通信。重新连接控制单元43在重新连接开始时间重新连接到中继基站504，其中该重新连接开始时间是在切换容纳移动终端的中继基站504期间从中继基站504通知的。控制单元44根据存储器45中存储的程序来控制上述每一个单元的操作。
除了上述功能以外，图1至图4中所示的设备还具有多个功能。然而，这些功能对于本领域技术人员而言是公知的并且不直接涉及本发明，因此省略了对其的详细描述。
图5是示出了容纳中继基站504的无线电基站503-1从相邻的无线电基站503-i收集负载信息的过程的序列图。无线电基站503-1使用X2消息来识别相邻的无线电基站503-i上的负载。参照图5，容纳中继基站504的无线电基站503-1请求相邻的无线电基站503-i报告负载(步骤101)。
相邻的无线电基站503-i发送响应，该响应包括指示是否接受中继基站504的标记(即，指示无线电基站503-i是否可以用作施主eNB(DeNB)的DeNB标记)(步骤102)。这是因为由于必须在中继基站504与核心网之间传送数据，所以需要DeNB具有代理功能。可能存在不具有该功能的无线电基站503。该相邻的无线电基站503-i执行负载报告(步骤103)。
图6是示出了用于在容纳中继基站504的无线电基站503中确定切换目的地候选者的操作的流程图。参照图6，容纳中继基站504的无线电基站(源无线电基站)503周期性地确认从属小区的负载状态(步骤201)。当从属于源无线电基站503的小区上的负载等于或大于阈值“a”时，源无线电基站503请求相邻的无线电基站503报告负载(步骤202和203)。
源无线电基站503确认通过从从属小区上的负载中减去相邻小区上的负载而获得的差是否大于阈值“b”。此外，源无线电基站503确认DeNB标记(该DeNB标记指示无线电基站是否可以用作DeNB并且是从相邻的无线电基站503报告的)是否被开启，然后确定相邻小区作为针对中继基站504的切换目的地候选(步骤204和205)。
图7是示出了在确定切换目的地时的负载状态的示图。参照图7，将描述用于在容纳中继基站504的无线电基站(源无线电基站)503中确定切换目的地的操作。当源无线电基站503上的负载等于或大于阈值“a”的状态持续时间T或者更长的时间时，源无线电基站503确定相邻小区(在这些相邻小区中，通过从从属小区上的负载中减去每一个相邻小区上的负载而获得的差大于阈值“b”)中的具有最大差和开启的DeNB标记的相邻小区作为切换目的地。
图8是示出了针对图1中所示的移动通信系统中的中继基站504的切换过程的序列图。参照图8，容纳中继基站504的无线电基站(源无线电基站)503-1向从属中继基站504指示从属于无线电基站503-2的小区(该无线电基站503-2是如上所述地确定的切换目的地)，并且请求中继基站504测量所指定的小区的接收质量，以便缩短测量时间(步骤401)。
作为测量所指定的小区的接收质量的结果，当小区的接收质量等于或大于阈值“c”时，源无线电基站503-1向控制小区的目的地无线电基站503-2发送切换请求(步骤402至404)。注意，步骤402处的测量报告对应于上述事件A4。已经接收到切换请求的目的地无线电基站503-2执行接受控制，并且向源无线电基站503-1发送响应(步骤405和406)。已经接收到响应的源无线电基站503-1向中继基站504发送切换执行请求(步骤407)。
已经接收到切换执行请求的中继基站504向从属移动终端505通知通信发生临时中断(步骤408)。中继基站504在该通知中包括与重新连接开始时间有关的信息。中继基站504执行通知以针对相应的移动终端505设置不同的重新连接开始时间，从而防止从相应的移动终端505同时出现连接请求。中继基站504连接到通过切换执行请求所通知的小区，并且通知完成切换(步骤409)。
已经被通知了通信发生中断的移动终端505暂时中断通信。在所通知的重新连接开始时间，移动终端505向中继基站504发送连接请求以尝试重新连接。此外，在通信中断期间，移动终端505维持RRC(无线电资源控制)-连接状态，在该状态中，与基站建立无线电链路。重新连接开始时间被设置为比中继基站504完成切换所需的时间要长。
如上所述，在该示例性实施例中，当容纳中继基站504的无线电基站503上的负载较高时，该无线电基站将从属中继基站504切换到相邻的无线电基站503，使得可以利用少量消息在短时间段内实现负载分布。
此外，在该示例性实施例中，已经接收到切换执行请求的中继基站504向从属移动终端505通知通信发生中断，从而使移动终端505能够在预定的时间段以后再次连接到相同的中继基站504。如果省略该机制，则移动终端505检测链路失败并且尝试执行向相邻的无线电基站的切换。如果移动终端505成功完成切换，则认为移动终端505在预定的时间段以后再次执行向已经完成切换的中继基站504的切换。因此，切换出现的次数增加，并且移动终端505不能在切换期间以及在切换之前和之后接收到数据，这导致通信中断时间增加。另一方面，如果移动终端505未能完成切换，则移动终端505转移到空闲模式，并且在该状态下在周围的区域中搜索相邻小区。因此，出现不能进行通信的时间段，并且执行小区搜索的次数增加。
相反，在该示例性实施例中，如上所述，中继基站504向从属移动终端505通知通信发生中断，并且移动终端505在预定的时间段以后重新连接到相同的中继基站504同时维持RRC-连接状态，使得可以缩短在移动终端505中中断通信的时间段。此外，可以减少切换出现的次数和执行小区搜索的次数，使得可以实现移动终端505的功率节省。
已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述示例性实施例。在本发明的范围内，可以以本领域技术人员可以理解的各种方式来修改本发明的配置和细节。
本申请基于2010年12月1日提交的日本专利申请No.2010-267950，并且要求该专利申请的优先权益，该专利申请的全部公开内容通过引用的方式并入本文。
上文公开的示例性实施例的全部或一部分可以被描述为下面的补充说明，但不限于此。
[补充说明1]
一种中继移动通信系统中的无线电基站与移动终端之间的无线电通信的中继基站，所述中继基站包括：
控制装置，用于接收从所述无线电基站发送的、用于在所述无线电基站上的负载大于所述无线电基站中的预定阈值时将所述中继基站从所述无线电基站切换到相邻的无线电基站的切换执行请求，并且用于执行向所述相邻的无线电基站的切换。
其中，所述控制装置被配置为在向所述相邻的无线电基站的切换期间向所述从属移动终端通知通信发生临时中断。
[补充说明2]
根据补充说明1所述的中继基站，其中，对所述移动终端的关于通信中断的通知包括与重新连接开始时间有关的信息，所述重新连接开始时间指定所述移动终端重新连接到所述中继基站的时间。
[补充说明3]
根据补充说明1或2所述的中继基站，还包括：
测量装置，用于接收测量请求，所述测量请求指定所述相邻的无线电基站作为切换目的地，所述相邻的无线电基站的接收信号质量要被测量，所述测量请求是在切换中继基站时从所述无线电基站发送的，并且所述测量装置随后测量所指定的相邻的无线电基站的所述接收信号质量；以及
传输装置，用于向所述无线电基站报告所测量的接收信号质量。
[补充说明4]
一种移动通信系统，包括：
移动终端；
无线电基站；以及
中继基站，所述中继基站中继所述无线电基站与所述移动终端之间的无线电通信，
其中，所述无线电基站包括控制装置，所述控制装置用于当所述无线电基站上的负载大于预定阈值时将所述从属中继基站切换到相邻的无线电基站，并且
其中，所述控制装置被配置为确认在切换所述中继基站时，所述相邻的无线电基站是否能够接受所述中继基站。
[补充说明5]
根据补充说明4所述的移动通信系统，其中，所述控制装置被配置为：
在切换所述中继基站时向所述中继基站发送测量请求，所述测量请求指定所述相邻的无线电基站作为切换目的地，所述相邻的无线电基站的接收信号质量要被测量；以及
确认所述中继基站中的、所述相邻的无线电基站的所述接收信号质量是否大于预定阈值。
[补充说明6]
根据补充说明4或5所述的移动通信系统，其中，所述中继基站包括传输装置，所述传输装置用于接收从所述无线电基站发送的、用于切换所述中继基站的切换执行请求，并且用于然后向所述从属移动终端通知通信发生临时中断。
[补充说明7]
根据补充说明6所述的移动通信系统，其中，对所述移动终端的关于通信中断的通知包括与重新连接开始时间有关的信息，所述重新连接开始时间指定所述移动终端重新连接到所述中继基站的时间。
[补充说明8]
根据补充说明7所述的移动通信系统，其中，所述移动终端包括控制装置，所述控制装置用于维持RRC_连接状态，并且用于在接收到所述通知时，在所述重新连接开始时间向所述中继基站发送连接请求。
参考符号列表
21、31、41天线
22、32、42无线电通信单元
23通信单元
24负载测量单元
25切换目的地确定单元
26切换执行确定单元
27、35、44控制单元
28、36、45存储器
33接收质量测量单元
34切换处理单元
43重新连接控制单元
501MME
502S-GW
503无线电基站
504中继基站
505移动终端

Claims (4)

1.一种中继移动通信系统中的无线电基站与移动终端之间的无线电通信的中继基站，所述中继基站包括：
控制单元，所述控制单元接收从所述无线电基站发送的、用于在所述无线电基站上的负载大于所述无线电基站中的预定阈值时将所述中继基站从所述无线电基站切换到相邻的无线电基站的切换执行请求，并且随后执行向所述相邻的无线电基站的切换，
其中，所述控制单元被配置用于：在切换到所述相邻的无线电基站期间，向从属移动终端通知通信发生临时中断。
2.根据权利要求1所述的中继基站，其中，对所述移动终端的关于通信中断的通知包括与重新连接开始时间有关的信息，所述重新连接开始时间指定所述移动终端重新连接到所述中继基站的时间。
3.根据权利要求1所述的中继基站，还包括：
测量单元，所述测量单元接收测量请求，所述测量请求指定所述相邻的无线电基站作为切换目的地，所述相邻的无线电基站的接收信号质量要被测量，所述测量请求是在切换所述中继基站时从所述无线电基站发送的，以及所述测量单元随后测量所指定的相邻的无线电基站的所述接收信号质量；以及
传输单元，所述传输单元向所述无线电基站报告所测量的接收信号质量。
4.一种移动通信系统中的移动终端，所述移动通信系统包括所述移动终端、无线电基站和中继基站，所述中继基站中继所述无线电基站与所述移动终端之间的无线电通信，所述移动终端包括：
控制单元，所述控制单元在所述中继基站切换到相邻的无线电基站期间，从所述中继基站接收指示通信发生临时中断的通知和与重新连接开始时间有关的信息，所述中继基站接收从所述无线电基站发送的、用于在所述无线电基站上的负载大于所述无线电基站中的预定阈值时将所述中继基站从所述无线电基站切换到所述相邻的无线电基站的切换执行请求，以及所述控制单元随后维持RRC_连接状态并且在所述重新连接开始时间向所述中继基站发送连接请求。
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