CN103686967A - 在HetNet部署中使用几何指标的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在HetNet部署中使用几何指标的方法和装置。在包括宏基站和低功率节点的异构网络部署中，几何指标由低功率节点传输以便于在用户装备处使用从宏基站接收的同步信号和从低功率节点接收的几何指标信号的功率估计来计算路径损耗差值。用户装备使用所估计的路径损耗差值调节到宏基站的初始的前同步码信号传输的功率电平。

Description

在HetNet部署中使用几何指标的方法和装置

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2012年8月30日提交的国际专利申请号PCT/CN2012/080802的利益。前述专利申请的全部内容通过引用并入为本申请中本公开的一部分。

背景技术

本文件涉及蜂窝电信系统，特别是异构网络，其中在宏基站的覆盖范围中部署了一个或多个低功率节点。

蜂窝通信系统将被部署在世界各地来不仅提供语音服务，而且提供移动宽带数据和多媒体服务。因为新的移动应用不断被释放，其消耗越来越高的数据量，例如，用于视频和图形，所以对于更高的带宽有不断增长的需要。伴随移动系统运营商部署这些高耗带宽的应用以及增加宽带移动服务所覆盖的地理区域，持续的需要使用高带宽连接覆盖运营商的覆盖区域中的每平方英寸。

因为点对点链路的频谱效率已经接近其理论极限，一种方式是将大的小区分成越来越小的小区。当小区变得彼此越来越接近时，相邻小区的干扰变得越来越严重，小区分裂增益饱和。此外，现今越来越难的是获得新的站点来为运营商安装基站且成本也越来越高。因此，小区分裂不能满足带宽需求。

改进蜂窝无线网络的操作是必要的。

发明内容

本文件尤其描述了用于实现异构网络部署中低功率节点和宏基站的改进的共存的技术。

在一方面，公开了用于估计从第一节点接收的第一信号的第一功率电平、估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平、使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果来计算路径损耗差值、和使用路径损耗差值来调节到第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平的方法、系统和装置。

在另一方面，公开了方法、系统和装置，该方法、系统和装置用于在异构网络中实现，异构网络包括至少一个宏节点，至少一个宏节点被配置为在预定义组的时频传输资源中传输同步信号，包括：抑制使用预定义组的时频传输资源来传输信号和以不与预定义组的时频资源重叠的时频传输资源来传输几何指标信号，其中，几何指标信号以比同步信号的功率电平更低的功率电平传输，且其中几何指标信号承载传输节点标识。

在又一方面，公开了异构无线系统。该系统包括：宏基站、微（低功率节点LPN）基站和用户装备（UE）。宏基站被配置为使用第一组传输资源传输同步信号。微基站被配置为抑制第一组传输资源中的传输。微基站在第二组传输资源中传输几何指标信号，第二组传输资源与第一组传输资源共享至少一些OFDM符号。UE被配置为接收同步信号和几何指标信号并计算路径损耗差，路径损耗差用于将初始的传输前同步码的功率（例如，在随机接入过程期间）回退到宏基站。

这些及其它方面以及它们的实现和变化在附图、说明书和权利要求书中进行阐述。

附图说明

图1描绘了无线HetNet部署方案。

图2描绘了使用几何指标的无线HetNet部署。

图3描绘了传输资源分配图，其中某些资源元素（RE）被分配给几何指标信号的传输。

图4描绘了RE到几何指标信号传输的分配。

图5是便于低功率网络节点的操作的过程的流程图表示。

图6是无线网络装置的框图表示。

图7是无线通信的过程的流程图表示。

图8是无线网络装置的框图表示。

在各个附图中，相同的参考符号指示相同的单元。

具体实施方式

本文件中所公开的技术，在一方面，通过借助传输给用户装备（UE）信号而便于从UE控制信号传输的功率改进了异构网络（HetNet）的操作，传输给UE的信号允许UE估计部署的几何特性（例如，与宏小区基站相比，低功率节点如何靠近UE）。

近来，一种新型的网络部署，所谓的HetNet（异构网络）被提出并在行业中吸引了很多注意力和努力。在HetNet中，由多个低功率节点或微基站组成的另一层被加入到现有的宏基站覆盖区域上。在某些配置中，宏基站作为主机工作，而低功率节点作为从机工作（例如，遵循由主机控制的传输安排），以便具有更好的干扰管理和资源分配等。

图1示出了典型的HetNet部署100，其包括宏基站102、低功率节点104和UE106。在HetNet部署中，如果UE106靠近一个低功率节点104，则在它建立与网络的连接并通过上行链路功率控制环路降低其传输功率之前，其上行链路传输功率可能会不必要的高。一方面，这种不必要的高传输功率产生了上行链路同信道干扰，从而引入了对上行链路容量的一定损害。另一方面，这种不必要的高传输功率可能会降低性能，甚至完全阻止它靠近的低功率节点处的接收链。

在本文件中，几何指标被公开以帮助UE106找出它到它靠近的一个低功率节点的途径。几何指标仅由低功率节点传输，且宏基站不传输该指标。在UE106执行到网络的同步时，它同时检测几何指标。作为检测结果，从宏站102接收到的同步信道和从低功率节点104接收到的几何指标在UE106被同步到网络后被测量。因此，几何指标和同步信道之间的功率差可被测量。然后，路径损耗差通过用广播参数补偿测量到的功率差来获得，广播参数示出了同步信道和几何指标之间的传输功率差。

然后，路径损耗差可由UE106使用，例如，当UE106开始发送PRACH（物理随机接入信道）前同步码时，用于设定传输功率回退，或者当UE106发送SRS（探测参考信号）符号时，用于设定传输功率回退。

由UE106测量的路径损耗差还可以以不同的配置，例如，主动地、定期地或者应来自宏基站的请求被报告给宏基站102。宏基站102使用所报告的路径损耗差作为调度器的辅助信息，例如，以确定应该服务哪个UE106等等。

使用长期演进（LTE）部署方案的示例实施方式被讨论，但所公开的技术的范围并不限于LTE，并且它可被用在其他类型的蜂窝HetNet通信系统中。此外，本说明书中所使用的术语与它们在目前发布的3GPP文件的版本TS36.211（版本10.5）和TS36.212（版本10.6）中的使用大体一致，其相关部分通过引用被并入本文件。

参照图2，公开了使用几何指标的HetNet200的操作。

（1）主同步信号和辅同步信号（PSS/SSS）202仅由宏基站106正常传输，而不在低功率节点104中传输。例如，在LTE网络中，PSS/SSS202分别位于一个无线帧中的时隙0和时隙10处；

（2）几何指标204仅由低功率节点104传输：

一种实施方式示例如下：

序列

1）只有一个序列指示用于所有LPN104的几何指标。而且几何指标可以是预定义的32位的序列。例如，控制帧指标（CFI）序列中的一个可被重复用作几何指标，例如，第一CFI序列：

<0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1>   公式(1)

2）有几个预定义的序列，且每个序列对应于LPNID或组ID。例如，全部CFI序列可被重复用作几何指标。

时频平面位置

在LTE中，在一个无线帧（10ms）中，在与所定位的PSS和SSS202相同的正交频域复用（OFDM）符号处有20个未使用的资源元素（RE）。因此，它们中的16个RE用于几何指标204。并且为了对同步信道影响较小，其余4个RE用于分离几何指标和同步信道。这种布置在图3中被描绘。

参照图3，RE沿时间轴（水平）和频率轴（垂直）绘制，其中RE组302和304示出了在OFDM符号中未被主同步信号和辅同步信号使用的子载波。

图4示出了RE组302和304的放大视图。RE402对应于可由几何指标信号使用的RE。RE404由PSS使用，而RE406由SSS使用。RE408可任选地用于提供PSS/SSS和几何信号传输之间的分离。在一个有利的方面，RE408帮助减轻对于期待在RE402中没有能量传输的UE的任何向后兼容问题。

调制

32位的序列被QPSK调制，以在16个RE上传送。

另一实施方式示例为：

几何因子携带L位的LPNID。L位的LPNID首先被编码成M个位，然后M个位被调制成Q个符号，以及最后Q个符号被映射到Q个物理RE，Q个物理RE到PSS/SSS的相对位置是固定的且是由UE已知的。

（3）UE正常执行同步

（4）当UE获得与所发现小区的同步时，它在所发现的同步信道的相同OFDM符号处检测/解码几何指标。

（5）UE测量同步信道和几何指标之间的功率差ΔP_SG＝P_{rx_GI}-P_{rx_Synch}。

（6）UE读取MIB和其他SIB来获得同步信道和几何指标之间的功率差T_SG＝P_Synch-P_GI。

（7）UE根据公式（2）计算路径损耗差ΔPL_ml＝PL_macro-PL_LPN：

ΔPL_ml＝(P_Synch-P_{rx_Synch})-(P_GI-P_{rx_GI})

＝(P_Synch-P_GI)+(P_{rx_GI}-P_{rx_Synch})        公式（2）

＝T_SG+ΔP_SG

（8）路径损耗差ΔPL_ml用于减小初始的前同步码传输功率和SRS符号传输功率等。

（9）测得的路径损耗差可以主动地、定期地或者应网络的请求被发送到网络。例如，路径损耗差可以是网络的辅助输入，用来定位UE。

（10）UE还可以主动地、定期地或者应网络的请求将解码的LPNID报告给网络。例如，LPNID可以是网络的辅助输入，用来定位UE。

在一些实现方式中，多个LPN可以相互协作以形成由组ID表示的组。这些LPN可以协作以通过使用用于识别的共享的组ID在RE402中传输相同的几何指标信号。几何指标信号的功率可以被向下调节，使得来自所有LPN的传输在UE处的加性效应不超过预定的阈值。

在典型的部署方案中，LPN可被部署以便于UE在1米到40米之间的范围内的操作。在典型的部署方案中，基于路径特征，UE操作可能导致20dB到6dB的来自峰值随机接入前导码传输功率的功率回退。

图5是用于操作无线网络中的无线设备的过程500的流程图表示。在502处，估计从第一节点接收的第一信号的第一功率电平。例如，在某些实施方式中，第一信号可包括同步信号，例如上面讨论的主同步信号和辅同步信号。在504处，估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平。第二信号可以对应于，例如，由LPN传输的几何指标信号。在506处，使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果计算路径损耗差值。路径损耗差值可以，例如，根据关于公式（2）所讨论的来计算。在508处，使用路径损耗差值，调节到第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平。正如前面所讨论，该调节通常可以在6dB到30dB的范围内。例如，如上面所讨论的，路径损耗差值被用来降低初始的前同步码传输功率。任选地，路径损耗差值可周期性地或根据需要被传递到第一节点。

图6是可在异构无线网络中操作的装置600的框图表示。模块602用于估计从第一节点接收的第一信号的第一功率电平。模块604用于估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平。模块606用于使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果计算路径损耗差值。模块608用于使用路径损耗差值调节到第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平。装置600和模块602、604、606和608还可被配置来实现所公开的技术中的一个或多个。

图7是用于在异构网络中实现的无线通信的过程700的流程图表示，异构网络包括被配置为在预定义组的时频传输资源中传输同步信号的至少一个宏节点。在702处，在不与预定义组的时频资源重叠的时频传输资源处，不执行信号的传输。换句话说，节点的操作被控制，使得没有RF能量被在这些资源处辐射。例如，如上面所讨论的，LPN可被操作以抑制传输PSS/SSS信号。在704处，几何指标信号在不与预定义组的时频资源重叠的时频传输资源处被传输。如相对于图3和图4所讨论的，用于几何指标信号传输的RE可以占用与PSS/SSS相同的OFDM符号。可以有分离（即，其上没有信号被传输的RE）以便向后兼容。几何指标信号以比同步信号的功率电平更低的功率电平来传输。几何指标信号承载发送节点标识。

图8是用于在异构网络中操作的无线通信装置的一部分的方框图表示，异构网络包括被配置为在预定义组的时频传输资源中传输同步信号的至少一个宏节点。模块802用于抑制使用预定义组的时频传输资源传输信号。模块804用于估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平。路径损耗差值使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果来计算。使用路径损耗差值调节到第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平。装置800和模块802、804还可被配置以实现所公开的技术中的一个或多个。

将理解，各种技术被公开，其用于被公开的异构网络中宏节点和微（低功率）节点的改进的操作。

还将理解，基于从两个不同的基站接收的下行链路信号功率，所公开的技术允许上行链路功率传输的回退。所接收的信号可以在传输帧内相同的OFDM符号上占据非重叠的RE，且在这些RE之间具有可选的分离。

还应理解，几何指标信号可以被设计成通过使用代码对几何指标信号进行编码允许低功率节点指示它们的标识或它们所属的组的标识。代码例如CFI的使用有助于降低复杂性，因为UE已经产生了用于LTE中的其它操作的CFI代码。

所公开的和其他实施方式以及本文件中所描述的功能操作可以在数字电子电路或者在计算机软件、固件或硬件中实现，包括本文件中所公开的结构及其结构等同物或它们中一个或多个的组合。所公开的和其他实施方式可被实现为一个或多个计算机程序产品，即被编码在计算机可读介质上的计算机程序指令的一个或多个模块，该指令用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基质、存储设备、对机器可读的传播信号起作用的物质的组合物、或它们中一个或多个的组合。术语“数据处理装置”包括用于处理数据的所有装置、设备和机器，例如，其包括可编程处理器、计算机或者多个处理器或计算机。除了硬件之外，装置可以包括为讨论中的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、或它们中一个或多个的组合的代码。传播信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电、光或电磁信号，其被生成来对信息进行编码用于传输到合适的接收器装置。

计算机程序（也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码）可以任何形式的编程语言被编写，包括编译语言或解释语言，并且它可以任何形式来部署，包括作为独立的程序或者作为模块、组件、子例程或其他适于在计算环境中使用的单元。计算机程序并不一定对应于文件系统中的文件。程序可被储存在保存其他程序或数据（例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本）的文件的一部分中、储存在专用于讨论中的程序的单个文件中、或者储存在多个协调文件（例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件）中。计算机程序可被部署以在一台计算机上执行或在位于一个地点或分布在多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。

本文件中所描述的过程和逻辑流程可由一个或多个可编程处理器完成，可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来完成功能。过程和逻辑流程还可以由专用逻辑电路来完成，并且装置还可被实现为专用逻辑电路，例如，FPGA（现场可编程门阵列）或ASIC（专用集成电路）。

适于执行计算机程序的处理器包括，例如，通用和专用微处理器二者，以及任何类型的数字计算机的任一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或从二者接收指令和数据。计算机的基本单元是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备或者被可操作地耦合来从用于存储数据的一个或多个大容量存储设备接收数据或将数据传送到用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，用于存储数据的一个或多个大容量存储设备例如磁、磁光盘或光盘。然而，计算机不必具有这样的设备。适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，包括例如半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如，内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CDROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路。

虽然本文件包含许多细节，但这些细节不应被解释为限制要求权利的发明的范围或可要求权利的内容的范围，而应被解释为对特定于具体实施方式的功能的描述。在本文件中在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征还可在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各个特征还可以在多个实施方式中单独地或以任何适当的子组合的形式实现。此外，虽然特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用甚至因此被初始要求权利，但是来自所要求权利的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从该组合中删除，并且所要求权利的组合可针对子组合或子组合的变型。类似地，尽管操作在附图中以特定的顺序被描绘，但这不应被理解为要求以该特定的顺序或按顺序执行这样的操作，或者不应被理解为要求执行所有示出的操作以实现所需的结果。

只有几个例子和实现方式被公开。可以基于所公开的内容对所描述的例子和实现方式以及其它实现方式进行变化、修改和增强。

Claims (26)

1.一种操作无线网络中的无线设备的方法，所述方法包括：

估计从第一节点接收的第一信号的第一功率电平；

估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平；

使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果来计算路径损耗差值；以及

使用所述路径损耗差值来调节到所述第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述第一节点包括宏区域节点，且所述第一信号包括同步信号；以及

所述第二节点包括微区域节点，且所述第二信号包括几何指标信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述同步信号使用第一组时频资源，且所述几何指标信号使用未被所述第一节点使用的第二组时频资源。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二组时频资源处于与所述第一组时频资源相同的正交频域复用（OFDM）符号内。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将包括所述路径损耗差值的报告传输给所述第一节点。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

解码所述第二信号以恢复所述第二节点的标识。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述路径损耗差值调节到所述第一节点的探测参考信号传输的第四功率电平。

8.一种在异构无线网络中可操作的无线设备，包括：

第一功率电平估计器，其估计从第一节点接收的第一信号的第一功率电平；

第二功率电平估计器，其估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平；

路径损耗差计算器，其使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果来计算路径损耗差值；以及

传输功率调节器，其使用所述路径损耗差值调节到所述第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平。

9.根据权利要求8所述的设备，其中：

所述第一节点包括宏区域节点，且所述第一信号包括同步信号；以及

所述第二节点包括微区域节点，且所述第二信号包括几何指标信号。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述同步信号使用第一组时频资源，且所述几何指标信号使用未被所述第一节点使用的第二组时频资源。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述第二组时频资源处于与所述第一组时频资源相同的正交频域复用（OFDM）符号内。

12.根据权利要求8所述的设备，还包括：

将包括所述路径损耗差值的报告传输给所述第一节点。

13.根据权利要求8所述的设备，还包括：

解码所述第二信号以恢复所述第二节点的标识。

14.根据权利要求8所述的设备，还包括：

使用所述路径损耗差值调节到所述第一节点的探测参考信号传输的第四功率电平。

15.一种其上存储有处理器可执行指令的处理器可读介质，所述指令在被执行时致使处理器实现无线通信方法，包括：

估计从第一节点接收的第一信号的第一功率电平；

估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平；

使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果来计算路径损耗差值；以及

使用所述路径损耗差值来调节到所述第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平。

16.一种用于在异构网络中实现的无线通信的方法，所述异构网络包括被配置为在预定义组的时频传输资源中传输同步信号的至少一个宏节点，所述方法包括：

抑制使用所述预定义组的时频传输资源传输信号；以及

以不与所述预定义组的时频资源重叠的时频传输资源来传输几何指标信号；

其中所述几何指标信号以比所述同步信号的功率电平更低的功率电平传输；且

其中所述几何指标信号承载传输节点标识。

17.根据权利要求16所述的方法，其中用于所述几何指标的所述时频传输资源使用被所述预定义组的时频传输资源所使用的正交频域复用（OFDM）符号。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述传输节点标识包括组标识。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述传输节点标识被使用控制帧指标（CFI）序列编码。

20.一种用于在异构网络中操作的无线通信装置，所述异构网络包括被配置为在预定义组的时频传输资源中传输同步信号的至少一个宏节点，所述装置包括：

控制器，其抑制使用所述预定义组的时频传输资源传输信号；以及

传输器，其以不与所述预定义组的时频资源重叠的时频传输资源来传输几何指标信号；

其中所述几何指标信号以比所述同步信号的功率电平更低的功率电平传输；且

其中所述几何指标信号承载传输节点标识。

21.根据权利要求20所述的装置，其中用于所述几何指标的所述时频传输资源使用被所述预定义组的时频传输资源所使用的正交频域复用（OFDM）符号。

22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述传输节点标识包括组标识。

23.根据权利要求20所述的装置，其中，所述传输节点标识被使用控制帧指标（CFI）序列编码。

24.一种其上存储有处理器可执行指令的处理器可读介质，所述指令在被执行时通过实现方法致使处理器促进微节点在异构网络中的操作，所述异构网络包括被配置为在预定义组的时频传输资源中传输同步信号的至少一个宏节点，所述方法包括：

抑制使用所述预定义组的时频传输资源传输信号；以及

以不与所述预定义组的时频资源重叠的时频传输资源来传输几何指标信号；

其中所述几何指标信号以比所述同步信号的功率电平更低的功率电平传输；且

其中所述几何指标信号承载传输节点标识。

25.一种无线通信设备，包括：

用于估计从第一节点接收的第一信号的第一功率电平的装置；

用于估计从第二节点接收的第二信号的第二功率电平的装置；

用于使用第一功率电平估计结果和第二功率电平估计结果来计算路径损耗差值的装置；以及

用于使用所述路径损耗差值来调节到所述第一节点的初始的前同步码信号传输的第三功率电平的装置。

26.一种用于在异构网络中操作的无线通信设备，所述异构网络包括被配置为在预定义组的时频传输资源中传输同步信号的至少一个宏节点，所述设备包括：

用于抑制使用所述预定义组的时频传输资源传输信号的装置；以及

用于以不与所述预定义组的时频资源重叠的时频传输资源来传输几何指标信号的装置；

其中所述几何指标信号以比所述同步信号的功率电平更低的功率电平传输；且

其中所述几何指标信号承载传输节点标识。

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