CN104394548B - 无线网络中的毫微微蜂窝基站及用于毫微微蜂窝基站的方法与介质 - Google Patents

无线网络中的毫微微蜂窝基站及用于毫微微蜂窝基站的方法与介质 Download PDF

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Abstract

使具有交叠覆盖区域的若干无线毫微微蜂窝基站能够同时运行并对其进行优化的方法与装置。在本发明的一种实施方式中，通过规定资源的用途，资源分配(例如，用于基于OFDM或者TDMA的无线网络的时间‑频率栅格)管理具有交叠覆盖区域的若干毫微微蜂窝基站的同时运行。公开了用于管理并修改对毫微微蜂窝基站的资源分配的资源分配单元(RAU)实体。毫微微蜂窝基站群可以根据时间‑频率栅格灵活地共享资源，由此最大化频谱效率而不需要实质性的网络开销。

Description

无线网络中的毫微微蜂窝基站及用于毫微微蜂窝基站的方法 与介质
本申请是苹果公司于2010年4月27日提交的申请号为201080027581.8的发明专利申请“用于无线网络中毫微微蜂窝基站的配置的方法与装置”的分案申请。
优先权
本申请要求于2009年4月28日提交的相同标题的美国专利申请第12/431,588号的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入于此。
版权
本专利文档的一部分公开内容包含受版权保护的材料。版权所有者不反对被如在美国专利与商标局的专利文件或记录中所显示的本专利文档或专利公开内容中的任何一个拓制，但无论如何也要保留所有的版权。
技术领域
本发明总体上涉及无线通信与数据网络领域。更特别地，在一个示例方面中，本发明致力于用于无线毫微微蜂窝基站(femtocell)建立与运行的增强方法与装置。
背景技术
通用移动通信系统(UMTS)是“第三代”即“3G”蜂窝电话技术的示例实现。UMTS标准由称为第三代合作伙伴计划(3GPP)的协作团体规定。响应于由国际电信联盟(ITU)阐述的要求，3GPP已经采用UMTS作为尤其针对欧洲市场的3G蜂窝无线电系统。ITU标准化并规范国际无线电与电信。对UMTS的增强将支持未来到第四代(4G)技术的演进。
当前所关心的一个主题是UMTS通过改进的系统容量与频谱效率朝着为包数据发送优化的移动无线电通信系统的进一步发展。在3GPP的背景下，就此而言的行动是在通称“LTE”(长期演进)之下概述的。其目标尤其是在将来显著地增加最大净发送率，即在下行链路发送方向上有大约300Mbps的速度而在上行链路发送方向上有大约75Mbps的速度。
在LTE规范的初期版本(第8版)中，3GPP标准团体将形式化用于称为“家庭增强节点B”(HeNB)的网络元素的要求。家庭增强节点B(HeNB)将为基于LTE的无线电接入技术(RAT)网络部署；HeNB是家庭节点B(HNB)的演变，而HNB是其UMTS RAT前身。HeNB和HNB都是为在居住、公司或者类似环境(例如，私人住宅、公共餐厅、小办公室、企业、医院等等，因此术语“家庭”不是意味着限定到居住应用)中使用而进行了优化的毫微微蜂窝基站。在现有背景下，术语“家庭基站”、“家庭节点B”(对于UMTS)、“家庭增强节点B”(对于LTE)及“毫微微蜂窝基站”都指相同的逻辑实体，而且在没有另外指出的情况下可以互换使用。
毫微微蜂窝基站操作
总的来说，毫微微蜂窝基站是专门为有限覆盖率区域设计的基站，用以为少量的用户(例如，小的商业和家庭环境)提供服务。通过经宽带接口(例如DSL、FIOS、T1、ISDN或者DOCSIS线缆调制解调器)连接到服务提供商的网络，毫微微蜂窝基站扩大了服务提供商现有的基站网络。由于毫微微蜂窝基站较小的尺寸和较低的成本，它们可以用在以别的方式通过标准基站部署提供服务不可行(例如，通过室内服务覆盖率的扩展，或者临时服务覆盖率)的区域中。而且，毫微微蜂窝基站本质上可以是便携式的，而且相应地在期望的时候可以花基本上最少的努力重新配置。本文随后更具体地描述毫微微蜂窝基站的各个方面。
毫微微蜂窝基站部署的随机本质对网络运营商造成一些独特的挑战。在毫微微蜂窝基站的部署之前，由网络运营商整体上计划并控制基站网络。对于固定的基站分配，物理频谱是很容易由网络运营商控制的。与常规的固定基站形成对比，毫微微蜂窝基站是不能计划的，而且实际上可以在使用中广泛变化。在拥挤的区域(例如，公寓大楼，等等)中或者相对隔离地(例如，在农场中，等等)，多个毫微微蜂窝基站可以同时操作。此外，由每个毫微微蜂窝基站支持的终端设备的个数是广泛不可预测的，范围从单个用户(例如，个人使用)到许多用户(例如，咖啡屋)。相应地，需要改进的方法与装置来有效地管理用于毫微微蜂窝基站随机分散的频谱分配。
这种改进的方法与装置还可以便于毫微微蜂窝基站的公共操作。例如，紧邻其它毫微微蜂窝基站或者宏蜂窝(macrocell)运行的第一毫微微蜂窝基站理想地应当识别可以使用的频谱，而基本上不会干扰其它同时运行的毫微微蜂窝基站。
最后，所述改进的方法与装置应当优选地在毫微微蜂窝基站与核心网络之间使用最小化的(如果有的话)对话。有效的网络通信将大大减小核心网络用于支持广泛分布的毫微微蜂窝基站部署的处理负担。
发明内容
通过尤其是提供用于无线网络中的毫微微蜂窝基站运行与资源管理的方法与装置，本发明满足了以上需求。
在本发明的第一方面，公开了一种用于选择在无线网络中使用的毫微微蜂窝基站装置的配置模式的方法。在一种实施方式中，该方法包括：确定多个无线电资源的占用水平；而且如果所述多个无线电资源的占用水平包括至少一个可用的无线电资源，就进入自配置模式。否则就进入基于网络的配置模式。该方法是在例如毫微微蜂窝基站启动或者初始化的时候执行的。
在该方法的一种变体中，自配置模式使毫微微蜂窝基站装置可以不需要与无线网络的核心部分交换消息就找出一个或多个可用的无线电资源。
在另一种变体中，基于网络的配置模式使毫微微蜂窝基站装置能够通过与网络的核心部分交换消息来找出一个或多个可用的无线电资源。
在又一种变体中，无线网络是长期演进(LTE)蜂窝网络，毫微微蜂窝基站装置是HeNB，而对多个无线电资源的占用水平的确定包括确定与网络的频谱访问相关联的时间与频率资源的占用水平。
在本发明的第二方面，公开了一种用于重新配置包括至少一个毫微微蜂窝基站装置的无线网络中的时间-频率栅格的方法。在一种实施方式中，该方法包括：确定对于所述至少一个毫微微蜂窝基站装置，是否需要资源水平的改变；而且，至少部分地基于所述确定，指示所述至少一个毫微微蜂窝基站装置利用资源在无线网络中发送下行链路信号。
在该方法的一种变体中，所述指示包括所述至少一个毫微微蜂窝基站装置与无线网络的核心部分上的部件之间经有线通信链路的消息交换。
在另一种变体中，所述指示包括所述至少一个毫微微蜂窝基站装置与无线网络的一个或多个基站装置之间经无线通信链路的消息交换。例如，无线网络可以是长期演进(LTE)蜂窝网络，毫微微蜂窝基站装置是HeNB，基站装置是eNB宏蜂窝，而经无线链路的消息交换包括在HeNB与eNB之间经蜂窝空中接口发送至少一个消息。作为替代地，经无线链路的消息交换包括在HeNB与eNB之间经WiMAX兼容的或者其它非蜂窝的空中接口发送至少一个消息。
在另一种变体中，确定对于所述至少一个毫微微蜂窝基站装置是否需要资源水平的改变包括：确定在所述毫微微蜂窝基站装置与网络中目前运行的另一个基站装置之间是否存在任何资源冲突。
在本发明的第三方面，公开了能够在无线网络中运行的毫微微蜂窝基站。在一种实施方式中，该毫微微蜂窝基站包括：耦接到存储器的处理设备；无线子系统；与无线网络的核心部分通信的网络接口子系统；及驻留在所述存储器中的多个可执行指令。当由所述处理设备执行时，所述指令使毫微微蜂窝基站：检测可用无线网络的占用水平；从自配置模式和网络辅助的配置模式中选择一种运行模式；至少部分地基于所选的运行模式来重新配置所述无线子系统，该重新配置是在毫微微蜂窝基站运行期间执行的。所述选择是至少部分地基于对所述占用水平的检测，而且运行模式包括资源栅格的定义，该资源栅格至少标识：(i)用于第一永久下行链路信号的共享资源，(ii)用于第二永久下行链路信号的专用资源，及(iii)用于多个用户数据的共享资源。
在本发明的第四方面，公开了用在无线网络中的资源分配装置。在一种实施方式中，该装置包括：耦合到存储器的处理设备；用于与网络的至少一个毫微微蜂窝基站通信的通信接口子系统；及驻留在所述存储器中的多个可执行指令。当由所述处理设备执行时，所述指令使该装置：经所述接口子系统从所述至少一个毫微微蜂窝基站接收对资源分配的请求；访问所述存储器中所存储的数据结构，来确定是否应当准予至少一个发出请求的毫微微蜂窝基站所请求的资源；并且生成返回到所述至少一个发出请求的毫微微蜂窝基站的、指示对该请求的准予或者拒绝中至少一个的信息(communication)。
在一种变体中，该装置与宏蜂窝基站基本上同定位。
在另一种变体中，所存储的数据结构包含关于网络中的时间-频率资源的映射或栅格的数据。
在又一种变体中，资源既包括专用资源又包括共享资源。
在再一种变体中，通信接口子系统包括宽带无线接口和/或蜂窝无线接口。
在还有一种变体中，该装置还包括与无线网络的核心部分通信的宽带接口。
在本发明的第五方面，公开了配置成用在蜂窝网络中的毫微微蜂窝基站装置。在一种实施方式中，该毫微微蜂窝基站装置包括配置成使得该毫微微蜂窝基站装置能够选择性地实现基本自治的或者基于网络的配置处理的逻辑，这种选择性实现允许消费者在网络的至少一个其它基站附近运行所述毫微微蜂窝基站设备，而基本上不受来自该至少一个其它基站的干扰而且也不需要对该至少一个其它基站的特定了解。
在本发明的另一方面，公开了一种计算机可读装置。在一种实施方式中，该装置包括包含至少一个计算机程序的存储介质，所述程序具有多个指令，当所述指令被执行时，实现支持蜂窝操作的毫微微蜂窝基站(例如，HeNB)配置，其中的蜂窝操作支持一个或多个UE。
参考附图及以下给出的对示例实施方式的具体描述，本领域普通技术人员将立刻认识到本发明的其它特征与优点。
附图说明
图1是示出LTE HeNB的一种示例随机化部署的图形例示。
图2是四个HeNB的时间-频率资源及其各自分配的现有技术图形“栅格”表示。
图3是根据本发明的时间-频率栅格的第一示例实施方式的图形表示，栅格被分成针对四(4)个HeNB的永久下行链路信令分配的共享资源，及灵活数据使用区域。
图4是根据本发明的时间-频率栅格的第二示例实施方式的图形表示，栅格被分成针对八(8)个HeNB的永久下行链路信令分配的共享资源，及灵活数据使用区域。
图5是根据本发明的时间-频率栅格的第三示例实施方式的图形表示，栅格被分成：(i)针对四(4)个HeNB的永久下行链路信令分配的共享资源，(ii)针对四(4)个HeNB的永久下行链路信令分配的专用资源，及(iii)灵活数据使用区域。
图6是根据本发明的时间-频率栅格的第四示例实施方式的图形表示，以针对永久下行链路信令和数据使用两者的示例性随时间变化的资源分配来覆盖。
图7是根据本发明原理的用于为无线电操作请求资源的一般化处理的示例实施方式的逻辑流程图。
图8是根据本发明原理的用于向在LTE无线电接入网络(RAN)中运行的HeNB分配资源的方法的一种示例实施方式的逻辑流程图。
图9是根据本发明的LTE网络的一种实施方式的图形例示，包括资源分配单元(RAU)的示例分布，该LTE网络包括核心网络、多个增强节点B(eNB)和多个HeNB。
图10是根据本发明的用于向毫微微蜂窝基站分配资源的一般化处理的示例实施方式的逻辑流程图。
图11是根据本发明原理配置的毫微微蜂窝基站装置的一种实施方式的框图。
具体实施方式
现在参考附图，其中相同的标号始终指代相同的部分。
概述
本发明尤其提供了使无线网络的节点群(例如，UMTS或者LTE蜂窝网络中的毫微微蜂窝基站)能够彼此无干扰地运行、同时还能够完全最大化频谱资源并减轻网络开销的方法和装置。在本发明的一方面，公开了管理具有交叠覆盖区域的若干毫微微蜂窝基站的同时运行的指定资源(例如，时间-频率)“栅格”或者映射。时间-频率栅格被灵活地配置为既提供专用资源，又提供共享资源。专用资源严格地由监督实体(例如，核心网络实体)分配给一个或多个毫微微蜂窝基站，而共享资源可以由任何毫微微蜂窝基站认领和放弃，而没有实质性的网络开销。
在本发明的另一方面，公开了多配置模式毫微微蜂窝基站。在一种实施方式中，这种毫微微蜂窝基站可以执行自配置来为其自己的使用识别可用资源，或者可以替代地执行基于网络的配置来为其自己的使用请求可用资源。在一种变体中，毫微微蜂窝基站可以基于一个或多个参数，例如检测出的物理资源的使用情况，选择性地在自配置与基于网络的配置之间进行切换。
在一种实施方式中，以上提到的毫微微蜂窝基站在有一个或多个物理资源未使用时执行独立的自配置，而在所有物理资源都被占用时请求资源分配单元(RAU)辅助的自配置。
在另一种实施方式中，毫微微蜂窝基站经无线链路(例如，蜂窝、微波、卫星或者WLAN/WMAN连接)接收配置信息。
在又一种实施方式中，毫微微蜂窝基站经有线或者光链路(例如，DSL、FIOS、T1或者DOCSIS(线缆调制解调器)连接)接收配置信息。
还公开了用于管理和修改用于毫微微蜂窝基站的资源分配的资源分配单元(RAU)实体。在一种实施方式中，RAU维护向一个或多个时间-频率资源指定一个或多个信道使用的时间-频率栅格。
对示例实施方式的具体描述
现在具体描述本发明的示例实施方式。尽管这些实施方式主要是在长期演进(LTE)网络中运行的家庭增强节点B(HeNB)的背景下讨论的，但是本领域普通技术人员将认识到，本发明不限于此，而是可以应用到其它类型和配置的网络。而且，尽管主要在HeNB与驻留到网络运营商的专用资源分配单元(RAU)或者附近的增强节点B(eNB)之间通信的背景下进行讨论，但是应当认识到，根据本发明，移动基站(例如，毫微微蜂窝基站、微微蜂窝基站、接入点(AP)，等等)功能性或者频谱管理功能性的其它实现也可以在网络中的其它点实现。
在以下讨论中，蜂窝无线电系统包括无线电单元的网络，每个无线电单元都由发送基站(称为蜂窝站或者基站)提供服务。无线电网络为多个收发器(在大多数情况下是移动的)提供无线通信服务。协同工作的基站网络允许大于由单个服务基站所提供的无线电覆盖率的无线服务。单个的基站由另一个网络(在大多数情况下是有线网络)连接，这另一个网络包括用于资源管理的附加控制器，而且在有些情况下能访问其它网络系统(例如，互联网)或者城域网(MAN)。
在LTE中，有两种不同类型的基站：增强节点B(eNB)和家庭增强节点B(HeNB)。在所给出的背景下，术语“家庭基站”、“家庭节点B”(对于UMTS)、“家庭增强节点B”(对于LTE)通常指“毫微微蜂窝基站”，而术语“节点B”和“增强节点B”(对于LTE)通常指“宏蜂窝”。
毫微微蜂窝基站拥挤现象-
在一种示例使用情况下，移动电话或者其它用户设备(UE)的用户可能希望通过在他们的房屋(例如，公寓、小企业、公司、医院，等等)中部署HeNB来扩大他们的无线覆盖率。在一种场景下，用户采用DSL、T1、ISDN、DOCSIS或者其它此类连接把HeNB连接到运营商的核心网络。如前面所描述的，HeNB及其它毫微微蜂窝基站类型的设备让运营商与用户都受益。用户得益于改进的室内网络覆盖率及增加的流量吞吐能力。此外，因为功耗会由于改进的无线电链路质量(即，提高的信噪比(SNR))而降低，所以用户的UE将具有更长的备用电池寿命。网络运营商获得了附加的网络覆盖区域(例如参见3GPP技术报告TR 25.820，“3G HomeNode B Study Item Technical Report”v100(第8版)，该报告的全部内容通过引用并入于此)，及在RAN3#61bis和RAN3#62-第4.6章3GPP文档号：R3-083577中所同意的对技术标准TS36.300的改变，该文献的全部内容也通过引用并入于此。最后，家庭用户和网络运营商都可以独立于更大的网络容量和对基础设施升级的需求而完全地利用蜂窝设备技术的改进。
不幸的是，由于用户控制的毫微微蜂窝基站操作的不可预测性，网络管理问题大大复杂化了。毫微微蜂窝基站可以地理上随机地散布。HeNB对于“游牧”使用是便携式的，例如，用户一天可以在其公寓中运行该HeNB，而第二天出差时可以在宾馆中运行。此外，毫微微蜂窝基站不总是运行的。HeNB可以由用户自行不可预测地通电或者断电(例如，在晚上或者当用户不在时打开和关闭)。最后，毫微微蜂窝基站的用户密度广泛变化。例如，若干HeNB可以在一个公寓或者宾馆中同时运行，而家庭用户可以隔离地使用单个HeNB。
图1例示了一种示例“随机化”HeNB部署100，及HeNB随机分布可能造成的潜在“拥挤”问题。公寓建筑物具有若干在其中遍布定位的HeNB 102，具有数量变化的所连接用户设备(UE)104。每个HeNB102都具有可能干扰其它HeNB的潜在覆盖区域。在这种示例情况下，第一HeNB 102A没有为用户提供服务，因此需要非常少的频谱来运行，而第二HeNB 102B为多个用户提供服务，而且可能需要较大量的频谱。理想地，应当为第二HeNB 102B分配比第一HeNB 102A更大部分的总频谱资源。
为此，初期的LTE网络标准将支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的变化带宽，来适应广范围的不同使用场景。此外，LTE网络将基于高度可配置的多种访问方法；即，下行链路方向中的正交频分多址/时分多址(OFDMA/TDMA)和上行链路方向中的单载波频分多址/时分多址(SC-FDMA/TDMA)。
在现有技术中，UMTS地面无线电接入(UTRA)系统、家庭节点B(HNB)把本地测量到的网络参数发送到HNB网关。作为响应，HNB网关把配置消息发送回HNB。配置信息包括例如对频带的分配。在UTRA系统中，运营商决定每个毫微微蜂窝基站应当使用哪些频谱资源。
不象现有技术的UTRA系统，LTE的可配置性使多个相邻单元能够共享相同的频带。然而，现有的或者提议的对LTE规范的改进都不能预先假设用于频谱分配的任何方法；因此，网络运营商可以自由地管理其频谱分配，而不管怎么进行选择。例如，网络运营商可以选择为所有增强节点B(即HeNB)都分配相同的频带，或者作为替代地可以为每个增强节点B(即HeNB)分配单独的频带。
出于多种原因，从网络运营商的角度来看，用于任何显著数量的HeNB 102的频谱管理都是昂贵的。首先，不象在大区域为许多用户提供服务的标准eNB，HeNB 102具有非常集中和局部的有效区域，用于相对少量的用户(即使在诸如公寓建筑物的“密集”应用中也是如此)。事实上，为HeNB分配频谱应当保守地进行，因为HeNB大部分时间通常是不使用的。第二，不象是具有静态环境的固定结构的eNB，HeNB可能具有常常变化的环境；因而，对于HeNB的频谱管理对于网络运营商的开销来说是个恒定而显著的增加。
特别是由于HeNB消费者的非技术性本质，用于HeNB注册和初始配置的自动建立过程是必需的。所述自动化的建立过程将需要HeNB与核心网络中对应实体之间的消息交换。每个HeNB可以频繁地请求和返回频谱资源(例如，在通电/断电期间，对于游牧操作，等等)。预期所部署的HeNB的数量是大的，而且普及性将随着时间继续增长。因此，即使是对HeNB/核心网络通信的微小优化都将具有深远的效率影响。
时间-频率“栅格”
图2例示了用于给多个HeNB 102分配频谱资源的一种示例现有技术时间-频率栅格200。该栅格包括在无线电帧(10ms)上发送的第一多个子载波。为每个HeNB分配了时间-频率栅格的专用部分。在所示出的现有技术系统中，每个HeNB具有1.4MHz的系统带宽(72个子载波)。整个系统的无线电资源(例如，300个子载波)还可以具有多个遍布其中分布的防护带或者时隙(slot)，以便最小化干扰。HeNB还把其物理分配划分成永久的专用下行链路部分202和专用的用户数据部分204。专用永久下行链路部分为在没有建立到任何UE的无线电链路时由HeNB发送的信号和信道(例如，同步信道(SCH)和物理广播信道(PBCH))保留。专用用户数据部分用于在HeNB和一个或多个UE 104之间发送的信号和信道。
回过头来参考示例的图1，图2中所示频谱资源的现有技术分布对于图1的随机化HeNB部署100是低效的。第一HeNB 102A没有被占用，因此将是完全未充分利用的，同时仍然为专用永久下行链路信令202和专用用户数据204保留了较大量的可用带宽。相反，第二HeNB 102B被若干用户拥抢，因此其频谱使用情况处于或者高于合理的容量。
鉴于现有技术的缺陷，可以通过把无线电资源再划分成逻辑组来使得能够对无线电资源分配进行改进。在一种示例实施方式中，无线电资源被分类成：(i)永久下行链路信号，或者(ii)用户数据的发送。此外，每个无线电资源都可以是共享的或者专用的。至少部分地基于其分类，对无线电资源进行不同处理。
在以下讨论中，应当认识到，时间-频率栅格是为了说明而提供的。在基于OFDM的系统中，无线电资源按时间(时隙)和频率(子载波)划分。在其它系统中，可以使用其它类型的无线电资源。例如，在基于CDMA的系统中，无线电资源按时间和代码空间划分；相应地，可以定义时间-代码栅格。相应地，在此所使用的术语“资源”、“无线电资源”和“物理资源”指整个无线领域中都认可的任何发送介质单元，包括时隙、频带、代码、子载波，等等。
在本发明的一个示例方面中，若干HeNB 102可以在相同的频率范围内同时运行，具有来自核心网络的最小配置。本发明示例实施方式的资源(例如，时间-频率)栅格的分配是不固定的，而是可以基于HeNB和UE 104的需求灵活修改。以下在图3至6中示出的四(4)个时间-频率栅格的例子例示了灵活运行的多种有利方面。
与图2形成对比，图3例示了根据本发明的时间-频率栅格300的第一示例实施方式，该时间-频率栅格300灵活地向具有交叠覆盖区域的四(4)个HeNB 102分配频谱资源。时间-频率栅格300被分成至少两(2)个区域：一个区域具有用于永久下行链路信号302的共享资源，及一个或多个灵活配置的区域304(例如，专用的或者共享的、上行链路的或者下行链路的、特定于用户的或者广播的、约束，等等)。
图4例示了根据本发明至少一方面的第二示例时间-频率栅格400，该栅格400灵活地向具有交叠覆盖区域的八(8)个HeNB 102分配频谱资源。类似于图3的第一时间频率栅格300，第二示例时间-频率栅格400被分成至少两(2)个区域：一个区域具有用于永久下行链路信号302的共享资源，及一个或多个灵活配置的区域304(例如，专用的或者共享的、上行链路的或者下行链路的、特定于用户的或者广播的、约束，等等)。然而，相对于灵活配置区域304，第二示例时间-频率栅格400优先地为永久下行链路信令302分配资源，而且可以相应地支持两倍数量的HeNB。
图5例示了根据本发明的第三示例时间-频率栅格500，该时间-频率栅格500灵活地向具有交叠覆盖区域的八(8)个HeNB 102分配频谱资源。不象以上所述的第一和第二时间-频率栅格(300、400)，第三时间-频率栅格500被分成至少三(3)个区域：(i)具有用于永久下行链路信号302的共享资源的一个或多个区域，(ii)具有用于永久下行链路信号502的专用资源的一个或多个区域，及(iii)一个或多个灵活配置的区域304(例如，专用的或者共享的、上行链路的或者下行链路的、特定于用户的或者广播的、约束，等等)。与典型的共享资源302相比，第三时间-频率栅格500把优先专用资源分配给提供更高级服务的HeNB的子集(如本文随后将解释的)。
以下讨论是要例示而不是限制，贯穿本文所使用的各种可能类型的资源。
在本发明的一种实施方式中，共享资源可以被请求和准予一个或多个HeNB 102，而不需要来自核心网络的交互。共享资源把资源分配的负担从运营商的核心网络转移到一个或多个本地实体，例如eNB和/或HeNB。与共享资源形成对比，只有当HeNB明确地由RAU或者其它实体分配给专用资源时，HeNB才能使用该专用资源。不与其它HeNB共享专用资源，而且操作不需要仲裁或者协商。相应地，被指示使用专用资源的任何HeNB都可以以保证的服务水平来运行。在有些情况下，这种最小化的保证的服务水平对于区分HeNB的优先次序可能是有用的，例如对于与某些业务方法或者范例一起使用，和/或与各种政府机构一起运行。在一种示例实施方式中，可以为HeNB分配共享或专用无线电资源，用于永久下行链路信令。
在一种相关的变体中，附加地针对共享用户数据分配时间-频率栅格的若干区域。例如，若干HeNB可以分配共享的资源子集，用于发送用户数据。在一种示例情况下，若干HeNB可以共享资源子集，用于把用户数据发送到UE或者用于从UE接收用户数据。这种共享的用户无线电资源最小化在空闲或者低使用期间由无线电资源的保留而造成的低效。
可以对资源强加各种其它约束。例如，上行链路或者下行链路约束将把资源限定到单向操作，从UE 104到HeNB 102(即，上行链路)或者从HeNB到UE(即，下行链路)。在另一个例子中，资源可以约束到单播(即，单个用户)、多播(即，多个用户)或者广播(即，任何用户)操作。
可以强加其它约束，来保持某种水平的服务或者QoS。例如，资源可以具有各种水平的等待时间(例如，发送延迟)或者吞吐量(例如，平均送出速率)。在其它例子中，资源可以包括最小保证数据率或者最大允许数据率。这种约束在与RAU组合的时候可能特别有用，由此RAU可以动态地改变时间-频率栅格分配，来“微调”各种网络优化。
此外，以上每种约束都可以彼此组合使用。例如，资源可以约束到具有最大数据速率的共享下行链路广播资源(如可能在例如广告或者其它较低带宽流量中有用)。在另一个例子中，专用单播资源可能需要保证的最小数据率(如对于支持紧急情况或者911呼叫可能特别有用)。
图6例示了具有一个或多个灵活数据使用的一种示例时间-频率栅格600的动态资源分配能力。第一HeNB 102不被占用，而且不占用任何用于下行链路永久信令502的专用资源；但是它仍然维护用于其永久下行链路信道(SCH和PBCH)302的发送的共享资源。第一HeNB相对低的使用情况可以用共享的时间-频率资源来满足。第二HeNB为多个UE 104提供服务，而且具有保留的频谱资源(共享的和专用的)的显著部分。如图所示，第三和第四HeNB在时间和频率中都划分了剩余带宽的一部分，每个都维护用于永久下行链路信令502的专用信道，但是动态地协商用于数据需求304的共享资源。最后，剩余带宽的一个区未使用。未使用的带宽对于尤其是预防相邻设备的干扰、为过渡期之间的平滑而保留一些量的额外容量等可能是必需的。因而，图6的时间-频率栅格600的动态资源分配能力有利地允许宝贵频谱资源对毫微微蜂窝基站的有效利用。
在以下讨论中，描述了用于网络实体(例如，LTE资源分配单元(RAU))的补充方法与装置，其：(i)协商、配置并管理资源栅格(例如，为灵活管理的用户数据和共享的永久下行链路信号等进行的分配)。以下要素和步骤是在为了与OFDMA/TDMA无线电接入技术一起使用而分布与管理时间-频率栅格的时间-频率资源的背景下描述的，但是将认识到，本发明不以任何方式限制到这些频谱接入技术。
方法
现在参考图7，例示了用于为一个或多个无线电设备(例如，毫微微蜂窝基站)分配无线电资源的一般化的建立过程700。
在第一个可选步骤702中，设备(毫微微蜂窝基站)首先被通电，而且初始化该毫微微蜂窝基站中的内部设置。对内部设置的初始化一般来说可以包括引导软件，及对该毫微微蜂窝基站自身中的硬件设置的任何重新设置。在初始化期间，毫微微蜂窝基站还建立与核心网络实体的网络连接，用于初始的认证、授权和核算(accounting)。这可以包括在选择的访问介质上协商与建立连接；例如，铜线上的DSL、FIOS、线缆调制解调器，等等。一旦建立了网络连接，毫微微蜂窝基站就通知核心网络实体它的存在及可选地它的运行状态。为了执行这个步骤，毫微微蜂窝基站的一种实施方式从计算机可读介质(例如，HDD、ROM或者闪速存储器)检索用于连接到核心网络实体的地址与协议。在一种变体中，这包括在以上提到的访问介质上的TCP/IP传输的使用，但是也可以同样成功地使用其它传输与协议(例如，在WiMAX链路上)。
在一种示例实施方式中，当毫微微蜂窝基站通电时，对该毫微微蜂窝基站自动执行一个安全过程，以便安全地连接到核心网络。强加了一些最小需求，包括互联网协议(IP)安全、认证和授权。对于要在诸如互联网的非置信或公共网络上承载的载波流量，必须建立IP安全。与核心网络的认证与注册确保毫微微蜂窝基站是有效设备，而且没有“诱骗(spoof)”或以别的方式试图关于其身份欺骗核心网络。毫微微蜂窝基站必须被授权，以便通过服务提供商提供服务。将认识到，也可以采用本领域普通技术人员已知的其它安全措施，包括例如加密被发送的全部或部分数据以便保护数据的机密性，及生成密码残留(散列)以便提供完整性保护。
应当认识到，在其它实施方式中，初始化步骤702可能是完全不必要的。例如，在有些情况下，毫微微蜂窝基站可能已经初始化了(例如，在定期扫描、用户启动的刷新扫描等期间)。因而，在一种备选实施方式中，毫微微蜂窝基站可以具有到核心网络的已有连接，用以定期提供更新的网络参数。在一种变体中，已有连接是经IP网络到核心网络的安全连接。
在步骤704中，毫微微蜂窝基站确定其配置模式。在一种实施方式中，毫微微蜂窝基站从多种配置模式中进行选择。(从多种配置模式中)对配置模式的选择可以从(远端)网络实体进行控制，或者作为替代地可以由毫微微蜂窝基站本身在内部确定。在其它实施方式中，实体的组合可以用于初始化配置模式(例如，从网络实体接收位置标识，及从毫微微蜂窝基站本地的内部存储器查找配置模式)。在还有其它实施方式中，毫微微蜂窝基站可以动态地改变其模式(例如，第一毫微微蜂窝基站可以在第一配置模式中作为独立实体启动，而且随后发现具有合作能力的第二毫微微蜂窝基站；然后，所述第一毫微微蜂窝基站可以切换到合作配置模式)。
在步骤704的一种示例实现中(本文随后参考图8更具体地讨论)，多种配置模式包括至少两种不同的模式选择。第一种“自配置”模式使毫微微蜂窝基站能够自治地找出可用的资源，而且可以减少或者避免需要与核心网络交换消息。第二种“网络配置”模式使一个或多个网络实体能够重新配置向毫微微蜂窝基站分配资源的时间-频率或者其它资源栅格。在有些实施方式中，这种网络配置附加地是在网络实体处执行的，后者可以对核心网络半自治地操作(例如，具有资源分配能力的附近的宏蜂窝)。这种半自治的方法有利地提供了其它方法的期望方面；即，减轻了核心网络的过度开销负担，而且对网络中其它设备有至少某种程度的合作或者资源分配的考虑。
根据其选择的配置模式，毫微微蜂窝基站识别出一个或多个适于期望信令的资源(步骤706)。最后，在步骤708中，为毫微微蜂窝基站指定对物理资源的控制或者毫微微蜂窝基站假定对物理资源的控制。
示例LTE家庭增强节点B(HeNB)方法
图8例示了用于HeNB的永久下行链路信令(例如，用于LTE网络操作的SCH和PBCH)的一种示例配置模式选择与资源识别处理800。在这种示例实施方式中，HeNB一般来说可以从两个分类中选择其配置模式：(i)自配置模式，或者(ii)基于网络的配置模式。所例示实施方式中的自配置模式包括第一“独立自配置”模式和第二“RAU辅助的自配置”模式。在这种实施方式中，基于网络的配置模式包括两种附加的模式，即，第三“基于无线网络的配置”模式和第四“基于有线网络的配置”模式。这些模式在以下的表1中概述。然而，应当认识到，根据本发明可以使用更多或者更少的模式(及子类型)，以上所述仅仅是例示性的。
表1
模式类型 子类型1 子类型2
自配置 独立的 RAU辅助的
基于网络的配置 无线的 有线的
此外，尽管以上配置模式的集合是由与每种模式关联的某些特性识别的，但是很容易认识到，在其它实现或者技术中，任何所述过程化特性都可以混合、增加或者排除。
在一种示例LTE网络中，HeNB获得用于无线电建立的一个或多个预先配置的参数。这些基本参数可以已经存储在HeNB中、通过来自相邻eNB或者HeNB的信令获得(例如，在系统信息或者SI中)、从第三方实体获得，或者直接从核心网络到HeNB发消息(例如，经DSL、DOCSIS，等等)。这种信息可以包括例如要由HeNB使用的频率范围，及占用共享资源的相邻HeNB的永久下行链路信号的当前时间-频率位置。在一种实施方式中，用于任何HeNB的专用资源总是关于其它HeNB或者实体受约束，但是如果期望的话，这里的术语“专用的”可以包括有条件的专用(例如，除关于特定条件或者条件集合之外的专用)，但是，。
在图8的方法800的示例实施方式中，在步骤802中，至少部分地基于预先配置的参数，HeNB选择自配置或者基于网络的配置。在自配置模式中，HeNB将尝试自治地识别一个或多个足够的资源，但也可以不时地或者偶尔从网络实体请求帮助。
在基于网络的配置模式中，HeNB直接与一个或多个网络实体接口，以请求和配置支持该HeNB的资源分配(例如，时间-频率栅格)。基于网络的配置可以经有线接口(例如，到核心网络的DSL、T1等连接)或者无线接口(例如，在蜂窝频率频谱上作为系统信息的一部分从周围的增强节点B广播)执行。
在一种变体中，对配置模式的选择是基于可用资源的占用水平。例如，如果HeNB注意到的资源中至少有一个是可用的，那么该HeNB将使用自配置模式，而如果所有资源都被占用，则HeNB将使用基于网络的配置模式。也可以应用其它策略，例如那些基于预先确定的层次的策略(例如，尝试X，而如果X不可用就尝试Y，等等)，或者在作出关于选择哪种模式的决定之前对一个或多个运行参数进行检查。如本领域普通技术人员将认识到的，这种选择逻辑可以利用计算机程序、HeNB装置中的硬编码或者其组合来实现。
如果HeNB为自配置进行预先配置，则在步骤804中，HeNB确定物理资源的占用水平。HeNB可以只扫描所有资源的一个子集(例如，只由优选网络运营商使用的资源、网络的一部分、诸如频率谱片段的资源“空间”的一部分、在某个时刻具有某个扩频码的某个频率范围，等等)，或者可以执行对可以用于HeNB操作的所有资源的全扫描。这种扫描还可以跨不同的HeNB随机化，从而防止多个HeNB在启动时同时建立相同的逻辑。
如果可以获得足够的可用资源，那么HeNB就可以进入独立的自配置。如果该HeNB识别出不足的可用资源，那么HeNB将以RAU辅助的自配置继续。
在一种特定实施方式中，HeNB在所配置的频率范围上对相邻同步信号执行扫描。如果HeNB检测出至少一个共享资源可用，那么HeNB就选择用于发送永久下行链路信号(例如，SCH)的开放的共享时间-频率资源。然而，如果HeNB不能检测到适于其永久下行链路信令的任何可用共享资源，那么该HeNB就使用RAU辅助的自配置模式，来识别适于其永久下行链路信令的专用资源和/或自由的附加共享资源。
作为替代地，如果HeNB选择网络配置，则该HeNB可以选择无线或有线配置，或者针对无线或有线配置进行预先配置。在一种无线实施方式中，相邻的eNB(宏蜂窝)广播配置信息；新HeNB(毫微微蜂窝基站)接收该广播的信息并相应地调整其行为。在一种变体中，HeNB可以主动地与一个或多个eNB协商，来识别适当的配置信息。在还有另一种变体中，HeNB可以主动地与一个或多个HeNB协商，来识别适当的配置信息。例如，在相同区域(例如，大学校园、公寓大楼，等等)中运行的若干毫微微蜂窝基站可以保留一个“主毫微微蜂窝基站”，该“主毫微微蜂窝基站”向“从毫微微蜂窝基站”分配资源。所有的从毫微微蜂窝基站都将需要到“主毫微微蜂窝基站”的专门连接，例如，单独的有线或无线接口。
在一种有线实施方式中，HeNB从RAU请求信息。通过之前建立的网络连接访问RAU。在一种变体中，HeNB经之前建立的中央核心网络连接连到RAU。在另一种此类的变体中，HeNB基于封装在系统广播中的消息识别本地化的RAU；例如，由附近eNB主控(host)的RAU广播用于访问的安全地址。
现在更具体地描述以上每种模式。
首先，参考各种自配置模式，如果在步骤804检测到足够的可用资源，那么HeNB将使用独立自配置。在步骤810，HeNB选择一个或多个所识别出的未占用的共享物理资源，用于其永久下行链路信号。该独立自配置模式不主动地与任何RAU协商或者交换任何消息。
在一种变体中，以独立自配置初始化其自己的HeNB可以频繁地重新评估其环境与需求。例如，一旦有新的HeNB到达其覆盖区域，第一HeNB就可以重新评估其配置模式，包括潜在地过渡到联网配置，以便最大化资源利用。
在有些实施方式中，完全隔离运行的HeNB可以附加地执行本地化的RAU。在此类实施方式中，HeNB将假定对所有物理资源的控制，而且提供对将来在其覆盖区域中通电的HeNB的访问。
如果在步骤804中HeNB尝试自配置但不能识别出用于共享操作的足够资源，那么该HeNB就启动与RAU的通信。该RAU是通过之前建立的网络连接(例如，经过认证的DSL连接)访问的。
在步骤812，HeNB识别其相邻的蜂窝。在一种实施方式中，HeNB执行对蜂窝ID的扫描。在LTE系统中，广播控制信道(BCCH)恒定地从HeNB和eNB广播。BCCH是单向信道，携带识别和启动到蜂窝的通信信道所必需的信息。BCCH发射功率是恒定的，但是环境因素可能影响信号接收(RF干扰、地形、天气引起的或者瑞利衰落，等等)。因此，所接收到的BCCH的信号强度(例如，RSSI)可以用作对周围的粗略估计。在BCCH上发送的参数可以包括频率、蜂窝ID、功率控制和断续传输(DTX)信息的列表。而且，该蜂窝所属的公共陆地移动网络标识(PLMN ID)封装在BCCH上所发送的系统信息中。PLMN ID是具有移动网络代码(MNC)和位置区域标识(LAI)的一系列移动国家代码(MCC)，但是应当认识到，根据本发明，这些协议本质上仅仅是示例性的，而且也可以与其结合或者代替其使用其它协议。
在步骤814，HeNB把对无线电资源的请求发送到RAU。RAU可以位于核心网络中，或者作为替代地也可以位于附近的eNB或者其它位置。相应地，在一种实施方式中，请求是经之前建立的到该RAU的网络连接发送的。在一种变体中，请求发送到核心网络，并转发到RAU实体。作为替代地，请求可以发送到核心网络，提示包含对一个或多个(HeNB可以直接连接到的)RAU地址的响应。在另一种此类的变体中，HeNB扫描附近的eNB，并且通过解码一个或多个系统信息要素来确定适当的地址。
资源请求消息包括在步骤812中识别出的相邻蜂窝(例如，eNB和/或HeNB)的蜂窝ID的列表。在另一种实施方式中，为了维持与其它系统的兼容，资源请求消息可以分成两个或多个独立的消息；例如，一个用于资源请求，而另一个消息详述所检测到的蜂窝ID的列表。
在一种实施方式中，响应于资源请求，RAU可以把资源分配信息直接发送到HeNB。然后，HeNB可以继续选择一个或多个所识别出的物理资源，用于其永久下行链路信号(步骤816)。所识别出的资源分配信息可以是专用资源或者是新的共享资源。在有些情况下，RAU可能需要与其它实体的协商，来回收一个或多个资源(例如，与一个或多个HeNB协商，来重新评估和回收适当的资源)。例如，在一种替代实施方式中，响应于资源请求，RAU可以把资源分配信息直接发送到该HeNB和相邻的HeNB(步骤818)。然后，HeNB群执行重新配置(步骤820)。
现在参考网络配置模式(图8的右侧)，如果HeNB选择无线网络配置，那么在步骤822，HeNB识别其相邻的蜂窝。在一种实施方式中，HeNB执行对相邻eNB的扫描。一旦HeNB识别出其相邻的蜂窝，该HeNB就可以通过解码在控制信道(BCCH)上广播的或者从别的来源获得的系统信息(SI)来确定资源分配信息。
HeNB首先从每个相邻的增强节点B识别资源分配。该HeNB比较来自每个增强节点B的运行资源分配，并且(基于来自每个增强节点B的约束)确定是否可以获得交叠的域(步骤824)。例如，当具有第一时间-频率栅格的第一eNB与第二eNB的第二时间-频率栅格没有任何交叠的共享资源区域时，一种可能的“冲突”会出现。例如，这种情况可能在两个相邻的蜂窝具有在新HeNB范围内的蜂窝覆盖但彼此没有交叠的覆盖(即，没有意识到任何冲突)时出现。
如果组合的无线资源分配具有冲突的资源信息，那么HeNB可以(i)通过向每个eNB提供冲突信息来请求对所识别出的相邻蜂窝的重新配置(步骤826)或者(ii)该HeNB可以选择一个负责资源分配的eNB。
在步骤826，响应于对重新配置的请求，一个或多个RAU至少为所识别出的相邻蜂窝的一个子集重新分配资源。第一和第二eNB可以选择协调(例如，第二eNB假定第一时间-频率栅格，反之亦然)，或者关于其各自的分配进行妥协(例如，第一和第二eNB假定新的第三时间-频率栅格)。这种调停可以由位于核心网络的RAU执行，或者在有些情况下由位于受影响的一个eNB中的RAU执行。相应地，在步骤828，蜂窝群重新配置其资源分配，而且该群恢复正常运行。
作为替代地(未示出)，HeNB可以选择一个负责资源分配的eNB。这种选择可以基于多种准则；例如，最强接收水平、最大程度的联网或者连接性，等等。HeNB只使用来自所选eNB的资源分配。
如果由相邻蜂窝广播的资源信息不冲突，那么该HeNB就根据所广播的资源信息配置其自己(步骤830)。
作为替代地，如果HeNB选择有线网络配置，那么在步骤832，该HeNB经之前建立的网络连接启动与RAU的通信。该RAU可以位于核心网络中，或者作为替代地，可以位于附近的eNB。相应地，在一种实施方式中，请求是经之前建立的到该RAU的网络连接发送的。在一种变体中，请求发送到核心网络，并转发到RAU实体。作为替代地，请求可以发送到核心网络，提示包含用于一个或多个(该HeNB可以直接连接到的)RAU的地址的响应。在另一种此类的变体中，HeNB扫描附近的eNB，并通过解码一个或多个系统信息要素来确定适当的地址。
然后，HeNB向RAU发送对无线电资源的请求。响应于该资源请求，RAU可以把资源分配信息直接发送到HeNB。然后，该HeNB可以继续选择一个或多个所识别出的物理资源，用于其永久下行链路信号。所识别出的资源分配信息可以是专用资源，或者新的共享资源。
示例LTE资源分配单元(RAU)方法
现在参考图9，例示了根据本发明原理的具有多个RAU的示例LTE网络900，其中的RAU用于提供资源分配服务并最小化核心网络开销。图9的RAU系统包括驻留在核心网络中的直接受网络运营商(或者其代理)控制的第一中央决策制定RAU 902。该示例系统还包括许多驻留在LTE RAN的eNB 106中的辅助或者分布式“决策制定”RAU 904。然而，应当认识到，尽管在图9中示出了主/从类型的RAU体系结构，但是这种方法不是本发明的要求；即，如果期望的话，可以使用对等(P2P)或者其它布置。
分布式RAU 904示出为在eNB 106中实现。这些分布式RAU可以本地地控制对HeNB102的资源分配，由此基本上或者甚至完全消除HeNB/核心的无线电资源消息交换。每个分布式RAU都独立地管理其资源。因此，如果HeNB从两个或更多个eNB接收到广播信息，那么该HeNB可能识别出冲突的资源分配。例如，第一eNB 106A可能把一个时间-频率资源作为专用资源分配，而第二eNB 106B可能已经把相同的时间-频率资源分配用于共享操作。这第一和第二eNB可以彼此隔离而在正常操作期间没有冲突。然而，在第一和第二eNB的交叠覆盖区域中运行的任何新HeNB都将不能在不干扰第一或第二eNB的情况下使用该冲突的资源。
相应地，分布式RAU 904可以彼此协商，来解决冲突的时间-频率资源分配。在一种实施方式中，分布式RAU可以彼此直接访问，或者通过核心网络基础结构或作为替代地经过LTE RAN专用通信链路906访问。此外，应当认识到，在某些场景下，为了对新HeNB 102提供服务而对一对或一组eNB本地进行的改变可能对整个网络具有多个“涟漪”效应。相应地，在有些情况下，可能需要HeNB以有限的容量运行，或者在有些严重的情况下完全不能运行，从而避免显著更广的网络运行失能。作为替代地，集中式的RAU 902可以在需要解决过于复杂或者超出HeNB或eNB能力的资源分配的地方使用。
在一种实施方式中，中央RAU 902控制用于大量HeNB 102(例如，用于城市、地区或者国家内网络运营商的所有HeNB)的访问权限。在一种此类的实施方式中，对于解决任何冲突的资源分配，集中式的RAU具有绝对权威。此外，在有些情况下，可能需要中央RAU为不能用标准方法提供服务的HeNB(例如当它们不在eNB的覆盖范围内时)提供服务。
现在参考图10，现在更具体地讨论之前描述过的RAU体系结构(对于集中式和本地化实施方式)的操作1000的一般化方法的一种实施方式。尽管以下讨论一般来说适用于RAU操作的集中式或者本地化实现，但是应当认识到，基于以下因素，RAU操作的各种实现将显著地不同：所管理的HeNB的个数、无线电资源的数量、频谱约束，等等。例如，本地化的RAU将一般在有限量的频谱中管理少量的HeNB。相反，集中式的RAU可以跨多个频谱范围、在得到许可和未得到许可的频谱中等处理数百或者数千个HeNB。
在步骤1002，RAU接收到对无线电资源的请求。该RAU解码由HeNB 102检测到的所占用资源的列表。在示例LTE系统中，这个列表包括蜂窝ID的列表。解码后的蜂窝ID的列表分成eNB 106的蜂窝ID和HeNB的蜂窝ID。假定宏蜂窝的蜂窝ID是发出请求的HeNB的环境的永久固定成员(fixture)，而且将不变化。假定相邻HeNB的蜂窝ID是该HeNB的环境的临时固定成员，而且可以游牧地、不定地、定期地变化，或者根本不变。
在有些实施方式中，RAU可以选择把无线电资源请求重新引导到另一个RAU。例如，没有意识到位于eNB 106附近的RAU 904的HeNB 102可以从核心网络RAU 902请求资源。该核心网络RAU可以分析由该HeNB提供的蜂窝ID的列表，并且确定该HeNB可以由位于eNB的附近RAU更好地提供服务。
在步骤1004，RAU基于所指示的蜂窝ID识别可用资源。在一种示例实现中，可用资源可以在时间-频率栅格或其它格式中存储和检索。该RAU还可以配置成识别多个时间-频率栅格之间的冲突，例如当发出请求的HeNB 102处于两个以别的方式隔离的eNB 106或HeNB之间的交叠区域中时可能发生的冲突。
在步骤1006，RAU评估用于配置或者重新配置的无线电资源。用于无线电资源选择的几个准则可以由网络运营商使用。这种准则可以包括例如最大化数据率、最小化数据率、带宽消耗、支持用于各HeNB 102的服务质量(QoS)的变化水平、维持某些安全要求、最大化收入或利润，等等。另外，这种准则可以依赖于HeNB运营商/所有者和蜂窝网络的运营商之间的合同。例如，与具有商业费率的HeNB(例如，办公大楼)相比，具有低预算费率的HeNB(例如，住宅区的)获得较小的带宽。例如，一个区域中eNB 106与HeNB之间共享的有限数据管道可以优先为eNB提供服务，因此，只有在低网络使用期间才为HeNB分配支持高数据率的资源。
在另一个例子中，RAU可以确定特定eNB可能在其邻近具有太多HeNB，而且该RAU可以选择拒绝向请求在该eNB附近(general vicinity)内的频率的附加HeNB提供服务。
在方法1000的步骤1008，RAU生成对HeNB 102的响应。这种响应可以是对资源的准予或者是对资源的拒绝。在资源准予中，HeNB识别出配置参数，由此使HeNB能够运行。在服务拒绝中，RAU可以简单地返回拒绝，或者在另一种实施方式中，拒绝消息可以包括拖延时间(hold-off time)，使得HeNB可以在随后的预定的时间请求访问。该拖延时间可以以别的方式在HeNB的逻辑中根据任何数量的不同可能策略(例如，在一分钟内再次重试，然后在随后的每一分钟重试，直到接收到准予或者已经完成了“n”次重试都没有成功)确定。
在本发明的一种实施方式中，以上提到的配置参数描述了向具有交叠覆盖区域的多个HeNB 102灵活分配频谱资源的资源(例如，时间-频率)栅格。该时间-频率栅格被分成至少两(2)个区域：一个区域具有用于专用资源302的资源，及一个或多个灵活配置的区域304(例如，专用的或者共享的、上行链路的或者下行链路的、特定于用户的或者广播的、约束，等等)。
在另一种变体中，配置参数可以包括特定于HeNB的信息，例如，对用于永久下行链路信号发送的共享或专用资源的分配，或者对共享资源的区域的限制。例如，为了维持最小化的服务水平，可以为每个HeNB保证有限量的对专用资源502的使用。
在又一个例子中，在有些情况下，专用资源可以不对称地分配成比另一个优先地为一个HeNB提供服务，例如可能对实现业务目标或收入/利润优化有用的。
在有些情况下，可以为特定于HeNB的信息提供多个选项。例如，RAU可以规定用于用户数据发送的多个可能的共享或专用资源。这种多个选项在RAU具有多个可能的可用资源和HeNB可以比另一个优先地拾取一个资源的情况下可能是有用的，从而尤其是补偿差的本地化RF条件、降低功耗、解决设备停运或维护，等等。
在有些情况下，可以为“公共的”HeNB 102信息提供多个选项。例如，RAU可以规定用于不同共享资源的多个约束。相应地，该HeNB可以基于特定的HeNB性能向变化水平的共享资源(例如，保证的最小化或最大化数据率、仅语音、仅数据、仅公共访问，等等)提供服务。
在步骤1010，RAU利用新HeNB蜂窝ID及其配置信息更新其内部的表或者其它数据结构。在有些情况下，RAU还可以更新其它受影响的蜂窝。对于被拒绝服务的HeNB 102，RAU可以选择不记录其条目。RAU还可以与时间戳或者指示拒绝次数的数目一起记录该被拒绝的HeNB(在确保公平HeNB服务或者识别硬件或软件故障或者“漏洞”的算法中使用)。RAU还可以记录被拒绝的HeNB和任何相邻HeNB的蜂窝ID，使得当相邻的HeNB断电时，可以为该被拒绝的HeNB提供服务。
毫微微蜂窝基站装置
现在参考图11，例示和描述在实现以上所述功能性中有用的示例毫微微蜂窝基站装置1100。所例示的实施方式的毫微微蜂窝基站装置1100总的来说采取用在房屋中的独立设备的形式因子，但是也可以构想其它的形式因子(例如，服务器“板”或者卡、软件狗、屋顶安装的单元，等等)。图11的装置包括一个或多个衬底1102，衬底1102还包括多个集成电路，该多个集成电路包括处理子系统1104及向毫微微蜂窝基站供电的功率管理子系统1106，其中的处理子系统1104例如有数字信号处理器(DSP)、微处理器、门阵列或者多个处理部件。
在一种实施方式中，处理子系统1104包括内部高速缓冲存储器或者多个处理器(或者多核处理器)。处理子系统1104优选地连接到诸如硬盘驱动器(HDD)的非易失性存储器1108及可以包括SRAM、闪存、SDRAM等的存储器子系统。存储器子系统可以实现一个或多个DMA类型的硬件，从而方便快速数据访问。
在有些实施方式中，示例装置1100将实现某种形式的宽带访问。在所例示的实施方式中，宽带访问是由DSL连接(即，经DSL子系统1110)提供的，但是也可以采用其它接口代替所示出的DSL子系统1110或者与之组合使用。DSL处理的数字部分可以在处理器1104中执行，或者作为替代地在单独的DSL处理器(未示出)中执行。另外，尽管例示了DSL宽带连接，但是本领域普通技术人员应当认识到，其它宽带访问策略(例如，DOCSIS线缆调制解调器、T1线路、WiMAX(即，IEEE标准802.16)、ISDN、FIOS、微波链路、卫星链路等)也可以容易地代替或者甚至与以上提到的DSL接口串式使用。DSL具有低成本和通常普遍存在而且在基于铜的电话基础设施上承载的优点，其中基于铜的电话基础设施当前是普遍广泛分布的。
在一种示例实施方式中，毫微微蜂窝基站装置1100包括两个RF调制解调器子系统。第一无线子系统1112使毫微微蜂窝基站能够搜索相邻蜂窝的RF发送(例如，宏蜂窝或者毫微微蜂窝基站)。第二调制解调器子系统1114使毫微微蜂窝基站能够向订户UE提供服务。很容易认识到，在本发明的有些实施方式中，这两个子系统是不需要的。例如，只执行独立自配置或者基于有线网络配置的毫微微蜂窝基站装置将不需要第一无线子系统1112。此外，应当认识到，在有些实施方式中，毫微微蜂窝基站可以提供多个RF调制解调器子系统，以便尤其在多个不同的空中接口上提供多模操作(例如，GSM、GPRS、UMTS和LTE)。
第一调制解调器子系统1112包括数字调制解调器、RF前端和一个或多个天线。应当认识到，在有些实施方式中，可能期望避免当前所例示的一些部件(例如，RF前端)，或者作为替代地，所例示的离散部件可以彼此合并，形成单个部件。在一种示例实施方式中，第一无线子系统1112作为标准的LTE UE调制解调器运行。在其它的备选实施方式中，第一无线子系统1112使用专用于无线电访问网络协调的辅助无线接口。例如，第一无线子系统可以与用于HeNB配置的UMTS宏蜂窝(即，非基于LTE的)接口。
第二调制解调器子系统1114包括数字调制解调器、RF前端和一个或多个天线。应当认识到，在有些实施方式中，可能期望避免当前所例示的一些部件(例如，RF前端)，或者作为替代地，所例示的离散部件可以彼此合并，形成单个部件。尽管在示例毫微微蜂窝基站装置1100和UE 104之间例示了单个RF前端，但是应当认识到，也可以存在多个RF前端，以便支持多个同时的UE和空中接口，或者作为替代地实现操作的MIMO方面。
在一种示例实现中，以上所公开的毫微微蜂窝基站装置1100还包括用于扫描在所占用无线电资源中广播的蜂窝ID的装置。相应地，负责扫描无线电资源的装置必须接收无线电频率信号并且至少部分地解调相邻蜂窝消息(例如，那些在广播控制信道(BCCH)上发送的消息)。毫微微蜂窝基站可以配置成完全解调来自蜂窝网络的下行链路功率信号。作为替代地，对于不需要完全解调来提取蜂窝ID的无线系统来说，信号可以只解调到提取所接收到蜂窝ID所需的程度。
在有些无线网络中，为了完成解调处理，需要预配置数据。在一种此类的示例实施方式中，这种解调数据参考位置标识。例如，毫微微蜂窝基站可以经无线接口获得在其中运行所扫描到的移动通信系统的国家的ID(例如，移动国家代码或者MCC)。作为替代地，毫微微蜂窝基站可以从所存储的表或者硬编码的参数集合选择一组参数。作为又一种替换，毫微微蜂窝基站可以主动地经宽带子系统从外部实体(例如，网络提供商、网站、第三方服务器，等等)查询其位置。
毫微微蜂窝基站还应当能够与布置在附近设备(904)中或者驻留在核心网络(902)的RAU无缝操作。在一种此类的实施方式中，毫微微蜂窝基站和RAU经宽带类型的接入网(有线的或者无线的)连接。在另一种实施方式中，毫微微蜂窝基站和RAU经第一或第二无线电调制解调器子系统(例如，蜂窝接口)连接。在这两种实施方式中，连接都允许RAU控制示例毫微微蜂窝基站的频谱使用。因此，如果毫微微蜂窝基站不能利用由资源分配消息规定的资源运行，那么该毫微微蜂窝基站就必须停止接收和/或发送，或者至少顺从其它的发送者。
资源分配单元(RAU)装置
资源分配单元(RAU)的实现可以在硬件和/或软件中实现。RAU的功能性可以作为核心网络(902)中的单独实体实现，或者其功能性可以包括在诸如GPRS服务支持节点(SGSN)的其它现有实体中。此外，在有些实施方式中，RAU的功能性还可以在宏蜂窝(例如，eNB106)904或者毫微微蜂窝基站(例如，HeNB 102)中实现。在本文随后所述的示例实施方式中，RAU实体是在计算机可读介质(例如，HDD、存储器等)中所包含并可以由处理设备(例如，数字处理器/DSP、微处理器，等等)执行的软件中实现的，但是这并不是实践本发明所必需的。
RAU管理和/或存储频谱资源及其关于一组一个或多个蜂窝(例如，毫微微蜂窝基站和/或宏蜂窝)的使用的表。在一种实施方式中，RAU管理当前可用的频谱资源(例如，频率、带宽、代码，等等)、当前被占用的频谱资源及关于被占用频谱资源的任何限制。在这种情况下，RAU管理由时间-频率资源组成的时间-频率栅格，其中每个资源还进一步分配成如前面所描述的专用或者共享使用。对于每个专用的资源列表，RAU存储其当前的状态。例如，可以为每个专用资源列表分配以下之一：(i)一个蜂窝ID，及(ii)“未被占用且可用”状态，或者(iii)“不可用”状态。对于每个共享资源列表，RAU可以或者可以不存储附加的使用信息。例如，可以为每个共享资源列表分配：(i)无约束，(ii)保证的最小化数据率，(iii)保证的最大化数据率，(iv)仅语音，(v)仅数据，(vi)仅公共访问，等等。
尽管本实施方式暗示对于RAU功能性本地的数据的存储，但是应当认识到，也可以使用数据的远端存储。例如，网络运营商RAU可以维护用于大量毫微微蜂窝基站的实体。这种数据库的大小一般将是在远端存储设备上处理的，但这不是必需的，而且，如果期望的话，实际上数据可以跨两个或更多个存储实体分布。
此外，应当理解，可以利用用于获得当前所使用资源的多种方法。例如，这些方法可以包括定期的或者事件驱动的刷新与回收过程。对有价值的频谱的回收对于游牧毫微微蜂窝基站操作可能是关键的，其中之前分配的毫微微蜂窝基站可能经历例如“垃圾”(“dirty”)断电序列。
在运行期间，基于来自所接收到的资源请求的信息(例如，所请求的带宽)，RAU向发出请求的毫微微蜂窝基站分配频谱资源。尽管在示例实施方式中用于资源分配的主要输入来自毫微微蜂窝基站，但是应当认识到，其它输入可能也是必需的而且还可以覆盖毫微微蜂窝基站资源请求。在某些情况下，RAU可以确定毫微微蜂窝基站资源请求是要被忽略的，而且没有这种资源分配给毫微微蜂窝基站。这种情况可能由于网络负担、商业核算(例如，月账单的停付)、不正确的/不支持的硬件、安全性等而发生。此外，应当认识到，由RAU选择的资源池可能不是全面的资源池(这种限制可以针对硬件/软件兼容性问题、安全性问题、商业问题等而强加)。
示例操作
以下操作性例子例示了本发明各个方面中的一个或多个。回过头来参考图3的时间-频率栅格，第一、第二、第三和第四HeNB 102当前在运行。每个HeNB都识别出一个对应的共享资源302，用于永久下行链路信令。所有这四个HeNB都共享用于灵活数据使用的公共资源。第五HeNB通电并且需要获得用于运行的资源。基于第五HeNB的预配置或者导出的设置，以下两个场景代表自配置和基于网络的配置运行。
如果第五HeNB 102设置成或者自己确定它应当调用自配置，则该HeNB在所配置频率范围中扫描空中接口用以从相邻HeNB获得同步信号。该HeNB检测到所有当前可用的资源都被占用了；时间-频率栅格300已经关于每个共享资源为永久下行链路信令进行了分配。然后，该HeNB相应地切换到RAU辅助的自配置，并且扫描其相邻HeNB的蜂窝ID。该HeNB把资源请求消息发送到资源分配单元(RAU)。资源请求消息包括周围HeNB的蜂窝ID。
RAU有两种可能性：RAU可以向HeNB 102分配专用资源502，或者RAU可以向现有HeNB的全部(即，第一、第二、第三、第四)或者其子集发送重新配置消息。
如果RAU向第五HeNB分配专用资源502，那么RAU必须更新用于所有HeNB(第一、第二、第三、第四和第五)的时间-频率栅格300，指示为第五HeNB分配的时间-频率资源不再可以用于共享资源操作或者用户数据。在其它场景下，RAU可以拒绝为第五HeNB提供服务，以便继续其现有的资源分配。
作为替代地，RAU可以开放新的共享资源集合。在这种情况下，RAU把重新配置消息发送到识别出新的共享时间-频率资源的所有HeNB 102；每个HeNB都相应地重新评估，来调整它们的操作。分配了新资源的每个HeNB都在其新分配的资源上发送永久下行链路信号，而且对HeNB群的配置结束。
如果第五HeNB 102设置成或者以别的方式确定基于网络的配置是合适的，那么该第五HeNB将基于无线或有线连接将自己与网络对准。
如果第五HeNB 102选择有线操作，则它为了更新的时间-频率栅格而与RAU直接接触。如果RAU识别出一系列可能的共享资源，那么第五HeNB可以选择一个可能的共享资源，并且开始运行。如果RAU识别出专用资源，则第五HeNB利用该专用资源开始运行。
作为替代地，如果第五HeNB 102执行无线操作，那么它在其预配置的频率范围内扫描空中接口以从相邻eNB 106获得系统信息。如果HeNB识别出冲突的配置信息，那么该HeNB就通知RAU(或者多个RAU)。RAU建立适当的配置参数。所述配置参数由LTE eNB广播。然后，每个HeNB相应地更新它们的参数。
商业方法与规则引擎
应当认识到，以上的网络装置与方法可以容易地适于各种商业模型。例如，在一种此类的模型中，服务提供商/网络运营商可以向愿意支付额外费用的消费者提供增强性能的毫微微蜂窝基站(例如本文之前所描述的那种)，或者作为对其更高层消费者的鼓励。
在另一个范例中，可以尤其是基于某些战略用户的订阅水平、使用率、地理位置等，来选择他们接收这种增强性能的毫微微蜂窝基站，甚至交换来自网络运营商的考虑(例如，如果他们根据网络提供商的政策来运行毫微微蜂窝基站，可以给他们的月服务费打折或者减少)。
以上提到的网络装置与方法还可以容易地适于根据底层业务规则“引擎”的操作。这种业务规则引擎可以包括例如软件应用程序和/或硬件，而且在一种实施方式中实现为核心网络中的单独实体，或者作为替代地，在驻留在核心网络或者其它网络管理处理中的现有实体(包括RAU)中实现。
在一种实施方式中，该业务规则引擎考虑与向一个或多个用户操作的毫微微蜂窝基站提供资源相关联的收入和/或利润牵连，使得对毫微微蜂窝基站的资源分配不会负面地影响网络用户经历，或者能够经地理上固定的基站在网络上提供给用户的服务。相应地，所述示例业务规则引擎可以在以上方法中所述的特定步骤中修改系统的行为，以便为网络运营商实现一个或多个经济或操作性目的。
例如，对从毫微微蜂窝基站对资源(例如，频率谱)的请求的评估可以包括对与各种分配选项(即，向发出请求的毫微微蜂窝基站分配，或者拒绝该请求并向另一个毫微微蜂窝基站或者静态基站分配)关联的递增成本、收入和/或利润的分析。这些“业务规则”可以在例如资源请求的时候强加，然后维持一段时间(或者直到触发重新评估的事件发生)，或者作为替代地是根据定期的或者甚至随机化的模型。在另一种变体中，拥有资源的一方负责作出业务相关的决定。
作为还有另一种替代，毫微微蜂窝基站可以配备配置成分析并作出与客户设备(例如，UE)和毫微微蜂窝基站之间业务模型相关的业务或操作性决定的逻辑(例如，业务规则引擎或者其部件，例如分布式应用的客户端部分)。例如，毫微微蜂窝基站可以基于它们的状态(例如，与核心网络关联的服务提供商的现有订户，所请求的服务类型及与其关联的收入/利润牵连，等等)优先处理或者向某些发出请求的用户分配资源。
给定本公开内容，本领域普通技术人员将认识到无数用于实现资源动态分配的不同策略。
应当认识到，尽管关于一种方法的特定步骤顺序描述了本发明的某些方面，但是这些描述仅仅是例示本发明较宽泛的方法，而且在特定应用需要的时候可以被修改。在某些情况下，可以使某些步骤成为不必要的或者可选的。另外，某些步骤或者功能性可以添加到所公开的实施方式，或者两个或更多个步骤的执行次序可以改变。所有此类的变更都被认为包括在本文所公开和请求保护的本发明中。
尽管以上的具体描述已经显示、描述和指出了本发明应用到各种实施方式的创新特征，但是应当理解，在不背离本发明的情况下，可以由本领域技术人员对所例示设备或处理的形式与细节进行各种忽略、替换和改变。以上的描述目前被认为是执行本发明的最佳模式。这种描述不以任何途径意味着限制，而是应当理解为例示本发明的通用原理。本发明的范围应当参考权利要求来确定。

Claims (16)

1.一种在毫微微蜂窝基站装置处实施的方法，包括：
进行扫描以确定可用的无线电资源；
基于可用于无线网络的无线电资源在自配置模式和基于网络的配置模式之间选择，
其中所述毫微微蜂窝基站装置在确定没有可用的无线电资源时选择所述基于网络的配置模式，并且在确定存在至少一个可用的无线电资源时选择所述自配置模式，
其中在所述自配置模式中，所述毫微微蜂窝基站装置选择至少一个可用的资源作为下行链路，并且
其中在所述基于网络的配置模式中，所述毫微微蜂窝基站装置从无线网络接收下行链路无线电资源。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述自配置模式使所述毫微微蜂窝基站装置不需要与所述无线网络的核心部分交换消息就能够找出一个或多个可用的无线电资源。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述基于网络的配置模式使所述毫微微蜂窝基站装置能够通过与所述无线网络的核心部分交换消息来找出一个或多个可用的无线电资源。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述无线网络包括长期演进(LTE)蜂窝网络，并且所述毫微微蜂窝基站装置包括家庭增强节点B(HeNB)。
5.如权利要求1所述的方法，其中确定可用的无线电资源包括：
确定所述无线网络的多个无线电资源的占用水平。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法是在所述毫微微蜂窝基站装置启动或初始化的时候执行的。
7.一种能够在无线网络中运行的毫微微蜂窝基站，所述毫微微蜂窝基站包括：
存储计算机程序的存储器；以及
耦接到所述存储器的处理器，
其中所述计算机程序被配置成由所述处理器执行并且包括使得所述处理器实施以下操作的指令，所述操作包括：
进行扫描以确定可用的无线电资源；以及
基于可用于无线网络的无线电资源在自配置模式和基于网络的配置模式之间选择，
其中在确定没有可用的无线电资源时选择所述基于网络的配置模式，并且
在确定存在至少一个可用的无线电资源时选择所述自配置模式，
其中在所述自配置模式中，所述毫微微蜂窝基站选择所述至少一个可用的资源作为下行链路，并且
其中在所述基于网络的配置模式中，所述毫微微蜂窝基站从无线网络接收下行链路无线电资源。
8.如权利要求7所述的毫微微蜂窝基站，其中，所述自配置模式使所述毫微微蜂窝基站不需要与所述无线网络的核心部分交换消息就能够找出一个或多个可用的无线电资源。
9.如权利要求7所述的毫微微蜂窝基站，其中，所述基于网络的配置模式使所述毫微微蜂窝基站能够通过与所述无线网络的核心部分交换消息来找出一个或多个可用的无线电资源。
10.如权利要求7所述的毫微微蜂窝基站，其中，所述无线网络包括长期演进(LTE)蜂窝网络，并且所述毫微微蜂窝基站包括家庭增强节点B(HeNB)。
11.如权利要求7所述的毫微微蜂窝基站，其中确定可用的无线电资源包括：
确定所述无线网络的多个无线电资源的占用水平。
12.如权利要求7所述的毫微微蜂窝基站，其中，所述操作是在所述毫微微蜂窝基站启动或初始化的时候执行的。
13.如权利要求9所述的毫微微蜂窝基站，进一步包括：
与所述无线网络的核心部分通信的网络接口子系统。
14.一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中所述计算机程序能够由处理器执行以在毫微微蜂窝基站处实施操作，所述操作包括：
进行扫描以确定可用的无线电资源；以及
基于可用于无线网络的无线电资源在自配置模式和基于网络的配置模式之间选择，
其中在确定没有可用的无线电资源时选择所述基于网络的配置模式，以及
其中在确定存在至少一个可用的无线电资源时选择所述自配置模式，
其中在所述自配置模式中，所述处理器选择所述至少一个可用的资源作为下行链路，并且
其中在所述基于网络的配置模式中，所述毫微微蜂窝基站从无线网络接收下行链路无线电资源。
15.如权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述非暂时性计算机可读存储介质包括在长期演进(LTE)蜂窝网络的毫微微蜂窝基站装置中。
16.如权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中确定可用的无线电资源包括：
确定所述无线网络的多个无线电资源的占用水平。
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