CN104620619A - 异构网络中的频带选择 - Google Patents

Abstract

本发明公开了小小区基站、方法、计算机程序产品和无线通信网络。在无线通信网络中小小区基站是可部署的，在该无线通信网络中宏基站使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域，无线电覆盖的第一区域包括多个按角度间隔的第一无线电波束，无线电覆盖的第二区域包括至少第二无线电波束，第二无线电波束被配置为从相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间的宏基站辐射出，该小小区基站包括：传输逻辑，可操作为使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域，小小区频带包括第一频带和第二频带中的一个频带；接收逻辑，可操作为测量从使用第一频带和第二频带的宏基站接收的传输的信号质量以及将具有最高信号质量的第一频带和第二频带中的一个频带识别为除外频带；以及传输频带选择逻辑，可操作为选择除外频带之外的频带作为小小区频带。通过该方法宏基站和小小区基站两者可以共享频带。通过排除最高信号质量的频带以及从小小区基站正在使用的频带中排除高质量的频带，改善了无线通信网络的整体性能。

Description

异构网络中的频带选择

技术领域

本发明涉及小小区基站、方法、计算机程序产品和无线电信网络。

背景技术

无线电信系统是已知的。在这样的系统中，无线通信设备(例如，移动电话)可操作为与由网络提供商提供的基站通信。

在已知的无线电信系统中，无线电覆盖被提供给在被称为小区的区域内的网络可连接设备，诸如移动电话、或者诸如iPad或者其他类似的平板电脑的无线设备。基站被置于每一个小区中以提供无线电覆盖。通常，每一个小区中的网络可连接设备可操作为从基站接收信息和数据并且传输信息和数据至基站。

用户设备在无线通信系统中漫游。通常提供支持无线电覆盖的区域的基站。许多这样的基站被提供并且在地理上是分散的以便于向用户设备提供广阔区域的覆盖。

当用户设备处于由基站服务的区域内时，用户设备和基站之间可以在关联的无线电链路上建立通信。每一个基站通常支持地理上的服务区域内的许多扇区。通常，基站内的不同天线支持每一个关联的扇区。每一个基站具有多个天线。

传统的基站在相对大的地理区域中提供覆盖并且那些小区通常被称为宏小区。提供异构网络是有可能的，在该异构网络中,在宏小区内提供更小尺寸的小区。这样的更小尺寸的小区有时被称为微小区、微微小区或者毫微微小区。建立小小区的一种方式是提供小小区基站，该小小区基站在宏小区的覆盖区域内提供具有相对有限范围的覆盖。小小区基站的传输功率相对较低并且因此，每一个小小区提供与宏小区的覆盖区域相比小的覆盖区域，并且覆盖例如办公室或者家。

在宏小区提供的通信覆盖较差或者用户希望使用本地提供的替代通信链接的地方，通常由小小区基站提供这样的小小区以与核心网络进行通信。

尽管这样的小小区基站的部署可以提供益处，但是意想不到的后果可能发生。

因此，期望提供用于小小区基站的部署的改进的技术。

发明内容

根据第一方面，提供了能够在无线电信网络中部署的小小区基站，在该无线电信网络中宏基站使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域，无线电覆盖的第一区域包括多个按角度间隔的第一无线电波束，无线电覆盖的第二区域包括至少第二无线电波束，第二无线电波束被配置为从该宏基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射，该小小区基站包括：传输逻辑，可操作为使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域，小小区频带包括第一频带和第二频带中的一个频带；接收逻辑，可操作为测量使用第一频带和第二频带从宏基站接收的传输的信号质量以及将第一频带和第二频带中的具有最高信号质量的一个频带识别为除外频带；以及传输频带选择逻辑，可操作为选择除外频带之外的频带作为小小区频带。

第一方面认识到，在例如宏小区内部的小小区的部署可以影响异构无线电信网络的性能。特别地，第一方面认识到可能期望提供如下网络，在该网络中小小区提供主要容量，而利用宏小区提供区域覆盖并且填充小小区之间的覆盖间隙。为了使得小小区能够操作和提供用于热点的大容量，可能在与宏小区正在使用的频带分离的频带上提供这些小小区。然而，这限制了对于宏小区业务可用的载波的数量，这是不期望的。宏小区和小小区的共信道操作可以提高频谱效率，但是小小区和宏小区之间的干扰需要被考虑。对于户外部署，由于墙的建筑物遮蔽效应和对于热点覆盖的移动性上的更高要求，与对于住宅的小小区部署相比，干扰问题更加严峻。有可能提供频率的部分重用，其中小小区重用由宏小区使用的部分频谱，这可以在一定程度上克服干扰和移动性问题，但这仍然导致性能不足。特别地，分离的信道的使用避免小小区和现有的宏小区之间的干扰，但是主要的缺点是这限制了宏小区的容量(这可能已经是网络性能的限制因素)，并且单位区域的频谱效率低。而且，尽管有可能使网络配置由宏小区和由小小区两者使用的所有频带的重用以便于通过更高的频率重用来提高频谱效率，宏小区的性能和小小区的性能被降低，导致不均匀的吞吐量分布。此外，这种配置导致掉话的数量增加，由于快速移动的用户不能一直足够快地切换到它可能正经过的小小区。载波的部分重用是好的折中，并且在不遭遇移动性问题的情况下提供好的频谱效率。然而，在小小区可以被有效地部署的地点方面(诸如对于小小区和宏小区之间的最小距离的需求)仍然存在不足。

因此，提供了小小区基站。在无线电信网络中小小区基站可以是可部署的。无线电信网络可以包括宏基站，其中的每一个宏基站可以使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域。无线电覆盖的第一区域可以包括多个按角度间隔的第一无线电波束，并且无线电覆盖的第二区域可以包括至少第二无线电波束。第二无线电波束可以被配置为从宏基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射。这是其中第一无线电波束和第二无线电波束按角度间隔的并且从宏基站放射状地辐射的一种配置。小小区基站可以包括使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域的传输逻辑。小小区频带可以是第一频带或者第二频带。小小区基站也可以包括接收逻辑，该接收逻辑测量使用第一频带和/或第二频带从例如宏基站接收的传输的质量。接收逻辑也可以从第一频带和第二频带中识别一个除外频带。该除外频带可以是第一频带和第二频带中的具有最高信号质量的一个频带。一旦已经识别了该除外频带，传输频带选择逻辑可以选择不是除外频带的频带供小小区使用。

因此，通过这种方法宏基站和小小区基站两者可以共享频带。也就是说由宏基站使用的频带的集合也可以是可以由小小区基站使用的同一频带的集合。通过从该集合中排除最高信号质量频带并且使小小区基站不使用的频带中该高质量频带，无线电信网络的整体性能得以改善。特别地，产生了以下小区结构，其中所有区域可以由宏小区和小小区覆盖，并且与传统的共信道部署相比小小区和宏小区两者性能均被提升。小小区性能得以提升是因为小小区基站仅使用其上所接收的宏小区信号处于较低质量的频带(其通常不在最大天线增益的方向上)。这导致改善的覆盖以及关于到宏小区的距离方面小小区可以被有效地部署的更多的灵活性。此外，宏小区性能得以提升，因为每个位置仅被其中宏小区天线提供最高增益的频带所服务，这避免了扇区之间高干扰的区域。此外，因为小小区仅重用其中在该频带上宏小区不服务用户的这些区域，存在来自共信道小小区的非常小的干扰影响。应当理解，这种小区结构保持有用的属性，即在每个位置一个宏小区频带是“干净的”没有小小区干扰，并且由于地理上的重用，任何快速移动的宏小区用户不需要切换至小小区，而是可以相反在干净的宏小区频带上穿过它。对于快速移动的用户，这防止由于切换延迟导致的掉话。

在一个实施例中，宏基站使用至少一个进一步的频带提供进一步的无线电覆盖的区域，并且小小区频带包括第一频带、第二频带和至少一个进一步的频带中的至少一个频带，并且其中：接收逻辑可操作为测量使用第一频带、第二频带和至少一个进一步的频带从宏基站接收的传输的信号质量，以及将第一频带、第二频带和至少一个进一步的频带中的具有更高信号质量的一个频带识别为除外频带；以及传输频带选择逻辑可操作为选择除外频带之外的那些频带中的至少一个频带作为小小区频带。因此，在其中由宏基站使用的频带的集合多于两个的实施例中，接收逻辑可以测量那些频带中的每一个频带的信号质量以及将频带的集合内具有最强信号质量的频带识别为除外频带。传输频带选择逻辑可以接着选择不包括除外频带的一个或者多个频带供小小区基站使用。例如，传输频带选择逻辑可以选择具有最差的所测量的信号质量的频带，然而选择第二差的，以此类推。再次，这使得小小区基站能够利用最可能导致与宏小区的共信道干扰的频带之外的频带。

在一个实施例中，传输频带选择逻辑可操作为选择除外频带之外的那些频带中的具有最低信号质量的一个频带作为小小区频带。因此，传输频带选择逻辑可以选择已经被小小区基站测量为对于传输具有最低信号质量的频带。

在一个实施例中，传输频带选择逻辑可操作为选择除外频带之外的所有的那些频带作为小小区频带。因此，小小区基站可以选择不包括除外频带的一组频带作为子集供传输中使用。

在一个实施例中，接收逻辑可操作为基于所接收的传输的信号与噪声加干扰比、导频功率与总小区功率比以及导频功率中的至少一个来测量信号质量。

在一个实施例中，频带包括子载波的组或者载波中的一个。

根据第二方面，提供了配置可在无线电信网络中部署的小小区基站的方法，在该无线电信网络中宏基站使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域，无线电覆盖的第一区域包括多个按角度间隔的第一无线电波束，无线电覆盖的第二区域包括至少第二无线电波束，第二无线电波束被配置为从宏基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射，该方法包括：测量使用第一频带和第二频带从宏基站接收的传输的信号质量，以及将第一频带和第二频带中的具有最高信号质量的一个频带识别为除外频带；选择除外频带之外的频带作为小小区频带；以及使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域。

在一个实施例中，宏基站使用至少一个进一步的频带提供进一步的无线电覆盖的区域，并且小小区频带包括第一频带、第二频带和该至少一个进一步的频带中的至少一个频带，以及其中：测量的步骤包括测量使用第一频带、第二频带和至少一个进一步的频带从宏基站接收的传输的信号质量，以及将第一频带、第二频带和至少一个进一步的频带中的具有更高信号质量的一个频带识别为除外频带；并且选择的步骤包括选择除外频带之外的那些频带中的至少一个频带作为小小区频带。

在一个实施例中，选择的步骤包括选择除外频带之外的那些频带中的具有最低信号质量的一个频带作为小小区频带。

在一个实施例中，选择的步骤包括选择除外频带之外的所有的那些频带作为小小区频带。

在一个实施例中，测量的步骤包括基于所接收的传输的信号与噪声和干扰比、导频功率与总小区功率比以及导频功率中的至少一个来测量信号质量。

在一个实施例中，频带包括子载波的组和载波中的至少一个。

根据第三方面，提供了计算机程序产品，当在计算机上执行时，其可操作为执行第一方面的方法步骤。

根据第四方面，提供了无线电信网络，包括：至少一个宏基站，可操作为使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域，无线电覆盖的第一区域包括多个按角度间隔的第一无线电波束，无线电覆盖的第二区域包括至少第二无线电波束，第二无线电波束被配置为从宏基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射；以及至少一个小小区基站，该小小区基站包括：传输逻辑，可操作为使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域，小小区频带包括第一频带和第二频带中的一个频带；接收逻辑，可操作为测量使用第一频带和第二频带从宏基站接收的传输的信号质量，以及将第一频带和第二频带中的具有最高信号质量的一个频带识别为除外频带；以及传输频带选择逻辑，可操作为选择除外频带之外的频带作为小小区频带。

在一个实施例中，宏基站使用至少一个进一步的频带提供进一步的无线电覆盖的区域，并且小小区频带包括第一频带、第二频带和至少一个进一步的频带中的至少一个频带，并且其中：接收逻辑可操作为测量使用第一频带、第二频带和该至少一个进一步的频带从宏基站接收的传输的信号质量以及将第一频带、第二频带和至少一个进一步的频带中的具有更高信号质量的一个频带识别为除外频带；以及传输频带选择逻辑可操作为选择除外频带之外的那些频带中的至少一个频带作为小小区频带。

在一个实施例中，传输频带选择逻辑可操作为选择除外频带之外的那些频带中的具有最低信号质量的一个频带作为小小区频带。

在一个实施例中，传输频带选择逻辑可操作为选择除外频带之外的所有的那些频带作为小小区频带。

在一个实施例中，接收逻辑可操作为基于所接收的传输的信号与噪声加干扰比、导频功率与总小区功率比以及导频功率中的至少一个来测量信号质量。

在一个实施例中，频带包括子载波的组和载波中的至少一个。

在一个实施例中，无线电覆盖的第二区域包括多个按角度间隔的第二无线电波束。

在一个实施例中，按角度间隔的第二无线电波束中的每一个第二无线电波束被配置为从基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射。

在一个实施例中，第二无线电波束被配置为从基站辐射以将相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间的角度二等分。

在一个实施例中，基站支持相同的数量的第一无线电波束和第二无线电波束。

在一个实施例中，基站可操作为在第三无线电频率上提供无线电覆盖的第三区域，第三无线电波束被配置为从基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射。

在一个实施例中，基站包括第一天线和第二天线，该第一天线可操作为传输按角度间隔的第一无线电波束中的至少一个第一无线电波束，以及该第二天线可操作为传输第二无线电波束。

在一个实施例中，第一天线和第二天线中的至少一个天线包括天线列。

在一个实施例中，第一天线和第二天线中的至少一个天线包括天线阵列。

在一个实施例中，第一天线和第二天线在物理上彼此成角度。

在一个实施例中，第一天线和第二天线中的至少一个天线包括可操作为通过波束形成技术形成第一波束和第二波束中的至少一个波束的天线阵列。

在一个实施例中，第一天线和第二天线包括单个天线阵列，其可操作为形成第一波束中的至少一个波束和第二波束中的至少一个波束。

在一个实施例中，第一无线电频率和第二无线电频率包括不同的无线电载波。

在一个实施例中，第一无线电频率和第二无线电频率包括单一无线电载波内的至少一个子载波。

在所附的独立权利要求和从属权利要求中呈现了进一步的特定的和优选的方面。从属权利要求的特征可以酌情与独立权利要求的特征相结合，并且以除了权利要求中所明确陈述的那些组合之外的组合形式。

在装置特征被描述为可操作为提供功能时，应当理解，这包括提供该功能或者被适配或者被配置为提供该功能的装置特征。

附图说明

本发明的实施例现在将参考附图被进一步地描述，在附图中：

图1图示了根据一个实施例的电信网络的主要部件；

图2示意性地图示了对于具有三个扇区的基站的传统的和可替代的单一多载波基站设置，并且还示出了对于宏小区的(右侧的图)(可替代的)偏移配置；

图3示意性地图示了在传统的和可替代的小区配置两者中的多小区设置；

图4示意性地图示了根据一些实施例的两种天线实现方法；

图5示意性地图示了使用三列阵列的偏置天线方向图；

图6图示了根据一个实施例的多频带或多载波部署中宏小区和小小区的联合配置；

图7图示了实施例的多载波网络的配置和传统的方法之间的比较；

图8图示了实施例的多载波网络的结果配置和传统方法之间的比较；

图9图示了对于7个宏小区站点的实施例的网络的SINR分布和频率分配，以及与传统的方法之间的比较；

图10图示了对于低密度小小区部署，实施例的网络与替代方案之间的性能比较；以及

图11图示了对于高密度小小区部署，实施例的网络与替代方案之间的性能比较。

具体实施方式

概述

在更详细地讨论实施例之前，首先将提供概述。如以下将更详细地所述，实施例提供了适当的频带的选择以提高异构无线网络的性能，在该异构无线网络中宏小区如图3(右侧)所示来配置。这种配置与当前的宏小区配置不同，在当前的宏小区配置中，如图3(左手边)所示，针对所有载波的扇区重叠。扇区偏移小区结构对于纯的宏小区部署是有益的，但是在这种异构无线网络配置中具有进一步的好处。

取决于关于宏小区的位置，小小区被配置，从而它们总是一次仅重用一个频带。与图7(左侧)中所示的传统的共享载波配置进行比较，这在图7(右侧)中被图示。阴影表示由宏小区和小小区使用的载波(红色＝载波1，蓝色＝载波2)。

该配置保持一个宏小区载波“干净”(即，在该位置该载波不与小小区共享)以防止由于切换延迟导致的来自快速移动的用户的掉话。如果在每一个位置一个干净的载波可用，并且快速移动的用户由该干净的载波服务，则可以避免切换问题。这种小区结构在每个位置保持干净的宏小区载波的这种有用的属性。

这种配置可以由自动配置过程通过以下步骤来实现：

(1)小小区在两个(或者全部)频带或载波上执行宏小区信号质量的测量(例如SINR，Ec/Io，或者导频功率)；

(2)小小区确定在每个频带上所测量的最大值；

(3)小小区选择对于其自身的传输的具有最低的所测量的最大值的频带。

在图8(右手边)中示出了得到的结构的示例。在图9(右手边)中示出了得到的SINR分布和载波分配的示例。

这种方法提供配置宏小区和小小区两者的小区结构和频率配置的方法，该方法解决现有的干扰问题并且允许全频率重用。与专用的载波基准部署相比，该结构可以将蜂窝网络的吞吐量提高高达130％的平均值以及200％边缘用户吞吐量，并且还可以显著地胜过部分频率重用的部署。

无线通信网络

图1示意性地图示了根据一个实施例的无线电信网络10的主要部件。用户设备50在无线电信系统中漫游。提供了支持无线电覆盖的区域30的基站20。许多这样的基站20被提供并且在地理上是分散的以便向用户设备50提供广阔区域的覆盖。

当用户设备处于由基站30服务的区域内时，可以在相关联的无线电链路上在用户设备和基站之间建立通信。每一个基站通常支持服务30的地理区域内的多个扇区。

通常，基站内的不同天线支持每一个相关联的扇区。每一个基站20具有多个天线。应当理解，图1图示了可以在典型通信网络中呈现的用户设备和基站的总数中的小的子集。

蜂窝网络中的一个问题是整个小区中的信号与干扰噪声比的不均匀分布。基站以以下方式支持小区，该方式导致在小区中央可实现的非常高的数据率，但是在小区边缘以及小区的扇区之间的非常低的数据率。由基站支持的典型的三个扇区的小区和在整个地理区域提供的一系列相邻的基站导致差的信号与噪声加干扰比，其导致在小区边缘和扇区之间的低数据率。

在LTE中可以通过协调干扰使得部分的可用频带诸如，载波或者子载波被预留用于边缘用户，从而增加对于那些边缘用户可用的信号与干扰加噪声比来解决干扰问题。这种布置的一个缺点是它降低无线通信网络内的频率重用并且因此可能表现为牺牲整体的网络容量。提高小区边缘数据率的另一方式将是在配置网络和布置在相邻的小区中使用不同的载波时引入静态的频率规划。这样，可以通过以相邻的小区使用不同的载波的方式规划频率来提高小区边缘的信号与干扰加噪声比。这样的方法通常可以在GSM网络中使用。这样的布置通常降低频率重用因子并且可以导致在整个给定地理区域中的低的频谱效率。

在诸如LTE的灵活系统中可以协调干扰。与静态的频率规划相比，这种协调通常提供更动态的干扰减轻方法。通过为小区边缘用户预留部分的频谱，以及通过在网络操作中引入智能调度，可以通过放弃一些整体容量来增强网络的整体操作。通过预留部分的频谱，应当理解，为了边缘用户的利益采用了更低的频率重用因子并且牺牲了整体的小区性能。然而应当理解，在诸如UMTS和CDMA 2000的一些网络架构中可能不使用该干扰协调方法。

一些网络可操作为以多输入多输出(MIMIO)方式执行并且因此多个基站的联合传输以有助益的方式在终端用户处累加，使得最大化信号与干扰加噪声比。根据这些方法，可以采用两个频带上的传输，并且通常可以需要两个或者多个天线来支持在基站的每一个扇区中的适当的传输。

认识到，如果多个载波在基站可用的，即在大部分区域和对于大部分运营商的情况，可以实现可替代的小区配置，该可替代的小区配置可以显著地提高小区边缘数据率和整体数据率。

对于三个扇区的宏小区，多个方面提供第二载波，第二载波的扇区被偏移使得它们指向在第一载波中较差性能的区域，例如，那些扇区被放射状地偏移，使得它们从第一载波的扇区“之间”辐射出。在三个扇区的宏小区的情况下，可以是，例如，支持第二载波上的无线电覆盖的扇区的主波束，或者波束图样，相对于支持第一载波上的覆盖的扇区的波束图样被偏移了60°。扇区中的这种偏移可能需要修改的天线，但是与产生的利益相比成本增加小。作为关于第一载波偏移第二载波的波束图样的结果，扇区之间和特定基站的小区边缘两者处的信号与干扰加噪声比差的区域，被布置使得与典型的共址协作的载波部署相比它们不再是共址的。换言之，每一个载波中的覆盖差的区域不再重叠。

应当理解，用户设备，例如，移动电话，操作使得它们通常由切换，或者驻留过程支持，以获得在任何给定的地理位置中的最佳的可用载波。也就是说，被用户设备视为具有最高信号与干扰加噪声比或者具有在用户设备处最高的接收的功率的载波被视为对于服务最具吸引力。提供被布置以使得在小区的一些区域中提供与第一载波相比更高的信号与干扰加噪声比的第二载波可以导致用户数据率的显著提升，尤其在小区边缘，而不降低频率重用因子，该频率重用因子保持完全重用。

一般原理可以被扩展至任意数量的扇区和任意数量的载波或者子载波并且可以被广泛地适用于诸如UMTS、CDMA和LTE的不同的网络供应协议和空中接口。

扇区偏移配置

图2图示了传统的基站配置和多频带(载波或者子载波)基站设置两者。在图2中示意性地图示的场景中，提供了两个载波。每一个载波向三个扇区中的地理区域提供覆盖。在图2的左侧所示的传统的实现中，提供了载波1和载波2使得它们的波束图样基本上是并列的，并且指向基本上完全相同的方向，导致整体的多载波配置，在该配置中在基本上相同的地理位置上在两个载波上均经历信号与噪声加干扰比差的区域。即：扇区之间以及在基站小区边缘。

在图2的右侧示意性地图示了载波的可替代的配置。在该场景中，支持载波1的每一个扇区的主波束关于支持第二载波的每一个扇区的主波束被偏移。也就是说，如图2所示，载波2的波束图样相对于载波1上所支持的波束图样被偏移了60°。扇区因此被彼此偏移。然而应当理解，当考虑基站覆盖几何(geometry)时,扇区仅是简化的结构,并且每一个扇区由从基站辐射出的作为更复杂的波束图样的一部分的主波束来支持。

由于本文所述的实施例的相对的扇区偏移，在第一载波和第二载波上所经历的信号与干扰加噪声比差的区域倾向于比传统配置中重叠更少，同时使能了网络内跨相邻的基站和小区的完全的频率重用。

图3示意性地图示了根据实施例的网络设置，该网络包括多个基站，每一个基站支持无线电覆盖的小区。作为提供具有两个载波的如图3所示的每一个基站的结果以及作为在每一个基站处相对于第一载波偏移第二载波的波束图样的结果，可以在网络内提供产生的无线电覆盖的区域，该区域对于小区边缘处的那些用户提供信号与干扰加噪声比上的显著的改善，并且通过避免关于小区和扇区边界的差的信号与干扰加噪声比来提供改善的整体网络容量。应当理解，这种配置可能需要更频繁的切换或者小区选择过程在网络内发生，由单一基站支持的小区之间的小区内切换或者小区选择过程和由不同基站支持的小区之间的小区间切换或者小区选择过程两者。还应当理解，本文所述的方面通常需要新的天线配置以便于在每一个基站处提供具有扇区偏移的这种多载波配置。

应当理解，为了实现对于不同载波的不同载波偏移图型，基站上提供的天线系统和基站的RF级可能需要适当的修改。存在各种方式来实现所需要的载波偏移图样。

图4示意性地图示了两种可能的实现方法。

一种选择是针对每个扇区的波束图样可以使用包括两个成角度的单独反馈的天线柱的天线罩来实现，针对每个载波提供一个。在这种布置中，需要两个信号(每个载波一个信号)并且需要两条RF路径。与使用一个放大器来支持两个频带的配置相比，每一条RF路径仅需要提供一半的功率。

此外，应当理解，一些可能的天线阵列布置可能已经针对每个天线元件集成单独的RF路径，并且它们可以是数字馈送的。也就是说，现有的天线阵列可能能够支持所提出的在扇区中针对每个载波提供不同的或者偏移波束图样的方案。还应当理解，对于LTE和4G网络，通常将需要多条RF路径来支持标准化的MIMO方案。

图4还示意性地图示了以下实现方案，其中使用多列阵列经由波束形成方法提供对于每个载波的不同的图样。与第一实现方案相比，可以使用两个宽带RF级，每一个宽带RF级处于一半的功率。此外，在天线处需要馈线网络以对四列中的每一列进行馈电。

图5示意性地图示了偏移天线方向图，其可以使用诸如图4中示意性地示出的三列阵列实现。可以看出由三列阵列形成的波束明显彼此偏移并且，在所示情况下，偏移是60°的区域。

应当理解，在图4中示意性地图示的实现方法中的每一种实现方法可以适合标准天线罩的大小并且因此不增加基站天线系统的视觉影响。

小小区频带选择

在多频带或多载波部署中宏小区和小小区的联合配置如图6所示。

两个(或者全部的)频带或载波由宏小区使用。对于小小区，依赖于小小区关于宏小区的位置，仅一个(或者除了一个之外的所有)载波被重用。通过以下步骤实现整体的配置：

(1)在载波1上(在图6中着红色)，小小区仅在宏小区扇区之间的区域(示为三角形)中使用该载波，在该区域中由于那些扇区之间的频率重用引起的干扰，宏小区性能较差。此外，在该区域中从宏小区接收的功率与其他区域相比较低，因为这些被从宏小区的最高天线增益的方向偏移。作为结果，即使当被部署地相对靠近宏小区时，具有低功率的小小区也表现良好。

(2)在载波2上(在图6中着蓝色)，宏小区天线方向图被偏移使得对于每一个扇区最大增益的方向指向载波1上两个扇区之间的扇区间边界。

(3)在载波2上(在图6中着蓝色)，在扇区间的区域中小小区以与(1)中相同的方式被配置。实施例的宏小区载波与小小区配置的组合导致对于小小区和宏小区两者均有利的属性。

(4)小区选择被配置使得当小小区的SINR或者导频Ec/Io超过预定值时小小区被按优先级排序以最大化用户设备到小小区的数据卸载。

性能比较

执行了系统级仿真以将上述实施例的配置的性能与诸如单独的载波配置和部分共享的载波配置的现有的可替代方案进行比较。对于部分共享的载波参考，为了改进的整体性能，在共享的载波上的宏小区功率被降低了10dB。载波和基站的数量对于所有被比较的情况是相同的。仿真了小小区的不同的密度。

图10图示了对于低密度小小区部署的性能比较和SINR分布。示出了具有扇区偏移的实施例的结构超出单独的载波部署达130％的平均以及200％的小区边缘吞吐量。与现有的部分共享的载波配置相比，实施例提供80％的平均和100％的小区边缘数据率的改进。该改进也可以在SINR分布中清楚地看到，其中实施例显著地缩小具有较差SINR的区域。

图11示出对于高密度小小区部署的性能比较。在此整体性能几乎完全被高数量的小小区支配，这些小小区几乎提供完全的区域覆盖。作为结果，方案间的差别变得更小。然而实施例的配置仍然是最佳的。当观察SINR分布时，可以看出实施例中的宏小区性能比其他方案中(见宏小区位置周围具有高SINR的区域)的好得多。

因此，可以看出实施例提供以下小区结构，该小区结构：

·与现有小区结构相比显著地提高性能(高达130％的平均和200％的边缘吞吐量的改进)；

·保持有用的属性，即在每个位置干净的宏小区载波均是可用的以防止对于快速移动的用户的切换失败；

·改善对于小小区的部署位置的灵活性，因为，由于基于其位置的载波分配它们经历来自宏小区的更少的干扰，从而；

·不需要如部分共享的载波配置中一样进行宏载波之间的负载均衡。

本领域的技术人员将容易认识到各种上述方法的步骤可以由经编程的计算机来执行。在此，一些实施例也旨在于包括程序存储设备，例如数字数据存储介质，程序存储设备是机器或者计算机可读的并且编码了机器可执行的或者计算机可执行的指令的程序，其中所述指令执行所述上述方法中的一些或者所有的步骤。该程序存储设备可以是，例如，数字存储器、比如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或者光可读的数字数据存储介质。实施例也旨在包括被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。

图中所示的各种元素的功能，包括被标记为“处理器”或者“逻辑”的任何功能块，可以通过使用专用硬件以及与适当的软件相关联的、能够执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，这些功能可以由单一的专用处理器提供，由单一的共享处理器提供，或者由多个单独的处理器提供，其中的一些处理器可以被共享。此外，术语“处理器”或“控制器”或“逻辑”的显式的使用不应当被理解为仅指代能够执行软件的硬件，而是可以隐含地包括但不限于，数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。也可以包括常规的和/或定制的其他硬件。类似地，图中所示的任何开关仅是概念性的。它们的功能可以通过编程逻辑的操作、通过专用逻辑、通过编程控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行，如从上下文更具体地理解的，可由实现者来选择特定的技术用于执行。

本领域的技术人员应当理解，本文的任何框图表示体现本发明的原理的说明性的电路的概念视图。类似地，应当理解，任何流程表、流程图、状态转换图、伪代码等代表各种过程，这些过程可以基本上被表示在计算机可读媒介中，并且因此由计算机或者处理器执行，无论该计算机或者处理器是否被明确示出。

描述和附图仅说明本发明的原理。因此应当理解，本领域的技术人员将能够设计不同的布置，这些配置尽管在此没有明确描述或者示出，但是体现了本发明的原理并且被包括在本发明的精神和范围之内。此外，在此所述的所有示例主要地清楚地旨在于仅用于教导的目的以帮助读者理解本发明的原理以及由发明人为了推进本领域所贡献的概念，并且应被理解为不限于这些具体描述的示例和条件。此外，本文中描述了本发明的原理、方面和实施例及其具体示例的所有陈述旨在于包括其等价物。

Claims (14)

1.一种能够在无线电信网络中部署的小小区基站，在所述无线电信网络中，宏基站使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域，无线电覆盖的所述第一区域包括多个按角度间隔的第一无线电波束，无线电覆盖的所述第二区域包括至少第二无线电波束，所述第二无线电波束被配置为从所述宏基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射，所述小小区基站包括：

传输逻辑，可操作为使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域，所述小小区频带包括所述第一频带和所述第二频带中的一个频带；

接收逻辑，可操作为测量使用所述第一频带和所述第二频带从宏基站接收的传输的信号质量以及将所述第一频带和所述第二频带中的具有最高信号质量的一个频带识别为除外频带；以及

传输频带选择逻辑，可操作为选择所述除外频带之外的频带作为所述小小区频带。

2.根据权利要求1所述的小小区基站，其中所述宏基站使用至少一个进一步的频带提供无线电覆盖的进一步的区域，并且所述小小区频带包括所述第一频带、所述第二频带和所述至少一个进一步的频带中的至少一个频带，并且其中：

所述接收逻辑可操作为测量使用所述第一频带、所述第二频带和所述至少一个进一步的频带从宏基站接收的传输的信号质量以及可操作为将所述第一频带、所述第二频带和所述至少一个进一步的频带中的具有更高信号质量的一个频带识别为所述除外频带；以及

所述传输频带选择逻辑可操作为选择所述除外频带之外的那些频带中的至少一个频带作为所述小小区频带。

3.根据权利要求1或者2所述的小小区基站，其中所述传输频带选择逻辑可操作为选择所述除外频带之外的那些频带中的具有最低信号质量的一个频带作为所述小小区频带。

4.根据任一前述权利要求所述的小小区基站，其中所述传输频带选择逻辑可操作为选择所述除外频带之外的所有的那些频带作为所述小小区频带。

5.根据任一前述权利要求所述的小小区基站，其中所述接收逻辑可操作为基于所接收的传输的信号与噪声和干扰比、导频功率与总小区功率比以及导频功率中的至少一个来测量所述信号质量。

6.根据任一前述权利要求所述的小小区基站，其中所述频带包括子载波的组和载波中的至少一个。

7.一种配置能够在无线电信网络中部署的小小区基站的方法，在所述无线电信网络中宏基站使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域，无线电覆盖的所述第一区域包括多个按角度间隔的第一无线电波束，无线电覆盖的所述第二区域包括至少第二无线电波束，所述第二无线电波束被配置为从所述宏基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射，所述方法包括：

测量使用所述第一频带和所述第二频带从宏基站接收的传输的信号质量，并且将所述第一频带和所述第二频带中的具有最高信号质量的一个频带识别为除外频带；

选择所述除外频带之外的频带作为所述小小区频带；以及

使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述宏基站使用至少一个进一步的频带提供无线电覆盖的进一步的区域，并且所述小小区频带包括所述第一频带、所述第二频带和所述至少一个进一步的频带中的至少一个频带，并且其中：

测量的所述步骤包括测量使用所述第一频带、所述第二频带和至少一个进一步的频带从宏基站接收的传输的信号质量，以及将所述第一频带、所述第二频带和至少一个进一步的频带中的具有更高信号质量的一个频带识别为所述除外频带；以及

选择的所述步骤包括选择所述除外频带之外的那些频带中的至少一个频带作为所述小小区频带。

9.根据权利要求7或者8所述的方法，其中选择的所述步骤包括选择所述除外频带之外的那些频带中的具有最低信号质量的一个频带作为所述小小区频带。

10.根据权利要求7至9中的任一权利要求所述的方法，其中选择的所述步骤包括选择所述除外频带之外的所有的那些频带作为所述小小区频带。

11.根据权利要求7至10中的任一权利要求所述的方法，其中测量的所述步骤包括基于所接收的传输的信号与噪声和干扰比、导频功率与总小区功率比以及导频功率中的至少一个来测量所述信号质量。

12.根据权利要求7至11中的任一权利要求所述的方法，其中所述频带包括子载波的组和载波中的至少一个。

13.一种计算机程序产品，当在计算机上执行时，可操作为执行权利要求7至12中的任一权利要求的方法步骤。

14.一种无线电信网络，包括：

至少一个宏基站，可操作为使用第一频带提供无线电覆盖的第一区域并且使用第二频带提供无线电覆盖的第二区域，无线电覆盖的所述第一区域包括多个按角度间隔的第一无线电波束，无线电覆盖的所述第二区域包括至少第二无线电波束，所述第二无线电波束被配置为从所述宏基站在相邻的按角度间隔的第一无线电波束之间辐射；以及

至少一个小小区基站，包括：

传输逻辑，可操作为使用小小区频带提供无线电覆盖的第三区域，所述小小区频带包括所述第一频带和所述第二频带中的一个频带；

接收逻辑，可操作为测量使用所述第一频带和所述第二频带从宏基站接收的传输的信号质量，以及将所述第一频带和所述第二频带中的具有最高信号质量的一个频带识别为除外频带；以及

传输频带选择逻辑，可操作为选择所述除外频带之外的频带作为所述小小区频带。