CN105264805A

CN105264805A - 具有重复发射的下行链路通信

Info

Publication number: CN105264805A
Application number: CN201480031433.1A
Authority: CN
Inventors: 黄晟峰; 马修·贝克; 张闽
Original assignee: Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Current assignee: Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2016-01-20
Also published as: TWI594604B; JP6271703B2; EP2787671A1; WO2014161630A1; TW201448534A; JP2016519497A; EP2787671B1; US20160029352A1

Abstract

公开了无线电信方法、计算机程序产品和网络节点。无线电信网络基站方法包括：在下行链路物理资源的无线电帧内对物理广播信道的发射进行重复。通过对物理广播信道的发射进行重复，覆盖被增加到所期望的量。

Description

具有重复发射的下行链路通信

技术领域

本发明涉及无线电信方法、计算机程序产品和网络节点。

背景技术

无线电信系统是已知的。在蜂窝系统中，通过被称为小区的区域向用户设备(例如，移动电话)提供无线电覆盖。基站位于每个小区中以提供无线电覆盖。每个小区中的用户设备从基站接收信息和数据并且向基站发射信息和数据。

由基站向用户设备发射的信息和数据发生在被称为下行链路信道的无线电载波信道上。由用户设备向基站发射的信息和数据发生在被称为上行链路信道的无线电载波信道上。虽然基站的部署主要是由网络运营商可控制的，但是用户设备的部署则不是。用户设备在网络内的部署可能引起意外的结果。

因此，期望提供一种用于与用户设备进行通信的改进技术。

发明内容

根据第一方面，提供了一种无线电信网络基站方法，包括：在下行链路物理资源的无线电帧内对物理广播信道的发射进行重复。

第一方面认识到，与用户设备的部署有关的一个日益增长的问题是它们可能被部署在遭受高衰减的区域中。这一高衰减可能导致用户设备不能解码下行链路配置信息，而下行链路配置信息对于能够接入适当的下行链路流量是必不可少的。这意味着，当被部署在这些高衰减的区域中时，用户设备实际上不能从基站接收到流量。第一方面还认识到，已有的标准无法提供恰当的技术以用于在高衰减部署中提供这一下行链路配置信息，这意味着实施这些标准的用户设备不能在这样的部署期间与网络进行通信。第一方面进一步认识到，尽管这对于一些用户设备在位于这些高衰减区域中的时候是不方便的，但是当用户设备移动到较低衰减区域时覆盖被恢复；然而存在新兴种类的用户设备(诸如机器类型通信(MTC)设备，诸如，例如智能仪表)，其一旦被安装是不移动的；对于这些用户设备，没有提供网络覆盖。

已有的解决方案以针对这样的设备的20dB覆盖改进为目标。在物理层对消息的重复是一种提供这样的覆盖改进的技术。为了实现20dB的改进，理论上所需要的重复数目是多于当前所使用的100倍。实际上，由于不完善的信道估计、衰落、频率误差等，这个重复量可能将需要甚至更高。虽然重复是改进覆盖的一种简单方式，但是在利用频谱时是高度低效率的，尤其是当重复量非常高(以百计)时。

然而，第一方面认识到，在实际的部署中，并不是所有的MTC设备都将会要求20dB的覆盖改进。图1示出了一种小区的覆盖，其由已有的(被称为“正常的”)覆盖和作为目标的覆盖扩展(由于MTC位于小区边缘以及在地下室中)组成。对于正常覆盖中的那些MTC设备，不要求附加的覆盖增强。对于如图1中所示出的扩展的覆盖地区中的那些MTC设备，并不是所有MTC设备都要求多达20dB的覆盖扩展。一些MTC设备(例如，位于图1中阴影的地区中的MTC2)将要求小于20dB的覆盖扩展，并且因此去往/来自这些设备的消息相比于在20dB地区中的MTC设备而言将会要求较少的重复。作为一个示例，在图1中，MTC1要求20dB的改进并且MTC2要求13dB的覆盖改进，所以针对MTC2的重复数目以4倍少于MTC1的重复数目。从针对MTC2使用少于最大数目的重复而节省的资源量是显著的，因为重复的最大数目是很大的(即以百计)，由此显著地改进了频谱效率。因此，针对MTC设备提供不同级别的覆盖扩展是合意的。

因此，可以提供一种基站方法。该方法可以包括步骤：在下行链路物理资源的无线电帧内对物理广播信道的发射进行重复。也就是说，通过物理广播信道发射的消息可以在基站与用户设备之间的下行链路上发射的无线电帧内被重复某个次数。通过对物理广播信道的发射进行重复，覆盖被增加到所期望的量，其可能小于20dB。

在一个实施例中，对发射进行重复的步骤包括：在无线电帧内对物理广播信道的发射重复多次。因此，通过物理广播信道发射的消息可以被重复多于一次。再次地，这有助于改进覆盖。

在一个实施例中，对发射进行重复的步骤包括：在无线电帧内利用物理广播信道的重复发射的多个模式中的一个模式来对物理广播信道的发射进行重复。因此，由物理广播信道携带的消息的多个不同重复模式中的任何一个重复模式可以被利用以便于提供不同级别的覆盖。

在一个实施例中，多个模式中的每个模式包括物理广播信道在无线电帧内的重复发射的不同数目。因此，每个模式可以利用不同数目的重复以便于改变所提供的覆盖。

在一个实施例中，重复发射的多个模式包括物理广播信道在无线电帧内的重复发射的嵌套集合。对模式进行嵌套简化了布置，因为模式重叠了，这有助于用户设备对发射进行解码。

在一个实施例中，具有较低数目的重复发射的模式包括具有较高数目的重复发射的模式的子集。因此，在嵌套的层级结构中的较高级别处的每个模式包括在嵌套的层级结构中较低的模式的所有重复。也就是说，具有更多重复的模式包括由具有较少重复的模式所进行的所有重复，加上一些附加的重复。

在一个实施例中，该方法包括：在重复发射的多个模式之间进行选择。因此，模式可以由基站动态地进行选择以便改变它的覆盖级别。

在一个实施例中，该方法包括：基于时间和基站负载中至少一项，在重复发射的多个模式之间进行选择。

在一个实施例中，该方法包括：针对第一时段选择多个模式中的具有较低数目的重复的一个模式，并且然后针对第二时段选择多个模式中的具有较高数目的重复的一个模式。将意识到，在实施例中也可能发生相反的情况。

在一个实施例中，重复的步骤包括：对物理广播信道携带的信息的子集的发射进行重复。通过减少由重复所携带的信息，由这些重复消耗的资源量可以减少并且还可以向高衰减的区域中的用户设备提供减少的功能。

在一个实施例中，物理广播信道携带对它在无线电帧内的重复的指示。因此，可以提供所使用的重复的数目的指示，其将会向那些能够利用少于所使用的总数目的重复来对发射进行解码的用户设备(由于位于较低衰减区域中)指示正确数目的重复。

根据第二方面，提供了一种无线电信网络基站，包括：发射逻辑，可操作为在下行链路物理资源的无线电帧内对物理广播信道的发射进行重复。

在一个实施例中，发射逻辑可操作为在无线电帧内对物理广播信道的发射重复多次。

在一个实施例中，发射逻辑可操作为在无线电帧内利用物理广播信道的重复发射的多个模式中的一个模式来对物理广播信道的发射进行重复。

在一个实施例中，重复发射的多个模式包括物理广播信道在无线电帧内的重复发射的嵌套集合。

在一个实施例中，具有较低数目的重复发射的模式包括具有较高数目的重复发射的模式的子集。

在一个实施例中，该基站包括：选择逻辑，可操作为在重复发射的多个模式之间进行选择。

在一个实施例中，选择逻辑可操作为基于时间和基站负载中至少一项而在重复发射的多个模式之间进行选择。

在一个实施例中，选择逻辑可操作为针对第一时段选择多个模式中的具有较低数目的重复的一个模式，并且然后针对第二时段选择多个模式中的具有较高数目的重复的一个模式。

在一个实施例中，发射逻辑可操作为对物理广播信道携带的信息的子集的发射进行重复。

在一个实施例中，物理广播信道携带对它在无线电帧内的重复的指示。

根据第三方面，提供了一种无线电信用户设备方法，包括：接收物理广播信道在下行链路物理资源的无线电帧内的重复发射。

在一个实施例中，接收重复发射的步骤包括：接收物理广播信道在无线电帧内的多次重复发射。

在一个实施例中，接收重复发射的步骤包括：接收在无线电帧内利用物理广播信道的重复发射的多个模式中的一个模式进行的物理广播信道的重复发射。

在一个实施例中，该方法包括：在重复发射的多个模式之间进行选择。

在一个实施例中，该方法包括：针对第一时段选择多个模式中的具有较低数目的重复的一个模式，并且然后针对第二时段选择多个模式中的具有较高数目的重复的一个模式。

在一个实施例中，这些重复包括对物理广播信道携带的信息的子集的发射进行重复。

根据第四方面，提供了一种无线电信用户设备，包括：接收逻辑，可操作为接收物理广播信道在下行链路物理资源的无线电帧内的重复发射。

在一个实施例中，接收逻辑可操作为接收物理广播信道在无线电帧内的多次重复发射。

在一个实施例中，接收逻辑可操作为接收在无线电帧内利用物理广播信道的重复发射的多个模式中的一个模式进行的物理广播信道的重复发射。

在一个实施例中，该用户设备包括：选择逻辑，可操作为在重复发射的多个模式之间进行选择。

根据第五方面，提供了一种计算机程序产品，当在计算机上被执行时，可操作为执行第一方面或第三方面的方法步骤。

在随附的独立权利要求和从属权利要求中阐述了进一步的特定的和优选的方面。从属权利要求的特征在适当时可以与独立权利要求的特征进行组合，并且是在与权利要求中明确阐述的那些组合不同的组合中。

在装置特征被描述为可操作以提供一种功能的场合，将意识到，这包括了提供该功能或者被适配或配置为提供该功能的装置特征。

附图说明

现在将参考附图来进一步描述本发明的实施例，在附图中：

图1图示了小区的覆盖，其示出了已有的覆盖和作为目标的覆盖扩展；

图2图示了根据一个实施例的重复模式的嵌套集合；以及

图3图示了根据一个实施例的以不同覆盖级别进行操作的两个基站。

具体实施方式

概述

在任何更详细地讨论实施例之前，首先将提供概述。多个实施例提供了一种布置，该布置具有用于广播信道(诸如，例如，物理广播信道(PBCH))的多个可选择的重复模式，其中每个重复模式包含特定数目的重复以便提供目标量的覆盖扩展。该重复模式可以是以下各项中的至少一项：

-在网络内的不同小区中的所选择的不同模式，因为每个小区可以具有不同的目标覆盖扩展，和/或

-在不同时间的所选择的不同模式，即所选择的模式能够随时间而改变。

用户设备(诸如，例如，MTC设备)将会对PBCH进行盲解码，也就是说，MTC设备将会尝试所有的重复模式直到它达成了将PBCH解码。

重复模式

通常，重复模式被布置以使得具有较低数目的重复的重复模式是具有较高数目的重复的另一重复模式的子集。也就是说，重复模式形成图2中所示出的嵌套结构，其中假定使用了已有的长期演进(LTE)40msPBCH时段。在图2中，模式1具有最高数目的重复(即12×)，并且它还包含用于模式2(6×)和模式3(3×)的重复模式，它们中的每个都具有较低数目的重复。

这允许了要求较低级别的覆盖扩展(例如14dB)的MTC设备使用模式3来获得PBCH(即使演进型节点B(eNB)使用模式1用于20dB的覆盖扩展)，由此减少了盲解码的数目。另一方面，如果eNB使用模式2，则使用模式1的MTC设备或许不能成功地解码PBCH。这因此允许eNB排除不在作为目标的覆盖内的MTC设备，这能够被用于在不同的时间以不同的覆盖级别来调度MTC设备。

虽然图2中所示出的布置示出了这些重复在连续的时隙中被发射，但是将意识到，这并不需要是该情况并且其他的非连续时隙可以被用来携带这些重复。

重复格式

在一个实施例中，已有的PBCH具有与被使用用于覆盖扩展的PBCH的格式不同的格式；尽管它们也能够是相同的。例如，额外的重复可以应用到广播信道的信息的仅子集。这将会导致在扩展的覆盖地区中的MTC设备能够接入广播信道信息的仅子集。特别地，为了减少需要被重复的广播信道信息的量，可以应用以下测量中的一个或多个测量：

-如果是增强型物理下行链路控制信道(EPDCCH)而不是物理下行链路控制信道(PDCCH)被使用用于下行链路控制信令，则控制信道格式信息(物理混合ARQ指示符信道(PHICH)格式)可能不是必要的；

-在额外重复的情况中，系统带宽可以被预先确定或者从可能带宽的减少集合中被选择；

-在额外重复的情况中，eNB天线的数目可以被预先确定或者从可能带宽的减少集合中被选择。

示例布置&操作

当用户设备位于高衰减位置时的20dB覆盖改进是针对最弱的物理信道所要求的覆盖改进，最弱的物理信道对于频分双工(FDD)而言是物理上行链路共享信道(PUSCH)。然而，对于其他的信道而言，少于20dB的改进是足够的。对于PBCH而言，所要求的改进是11.7dB(参见R1-130462)并且这要求15×重复。

在这种示例布置中，定义了三个覆盖级别：

1)正常覆盖：这是被用来向旧式UE提供服务的覆盖。这种覆盖不要求对已有PBCH的任何改变(例如，额外的重复)。

2)扩展的覆盖级别1：这种覆盖被用来向位于具有上至14dB的覆盖空洞的小区边缘处的MTC设备提供服务(即针对PUSCH，最弱的物理信道)。对于这种覆盖级别，PBCH被重复4×(对于6dB的覆盖扩展而言)。

3)扩展的覆盖级别2：这是被用来向位于具有上至20dB的覆盖空洞的小区边缘处的MTC设备提供服务的覆盖(即针对PUSCH，最弱的物理信道)。对于这种覆盖级别，PBCH被重复15×(对于11.7dB的覆盖扩展而言)。

图3示出了具有不同覆盖级别的两个eNB(eNB1&eNB2)。MTC设备(MTC1-MTC5)被使用用于智能仪表(smartmeter)，这些智能仪表是延迟容忍的并且具有将被发送的小分组(例如，仪表读数更新)。这些智能仪表被编程为在非繁忙时间期间进行操作，例如在1am与4am之间。在白天期间，eNB仅使用正常覆盖进行操作，例如，来服务于UE1和UE2。扩展的覆盖级别1和级别2在这段时间期间没有被配置并且因此不存在用于MTC2、MTC3、MTC4和MTC5的覆盖。

在1am至2am之间：

○eNB1仍然具有来自UE1的显著流量并且因此以正常覆盖进行操作。这避免了与MTC2&MTC4的流量并且避免了将会消耗大量资源的繁重重复从UE1带走资源。此处，仅MTC1能够从eNB1接收服务和更新，但是不需要另外的重复。

○eNB2具有非常低的流量负载，因为UE2具有非常低的流量。它以扩展的覆盖级别1开始，该扩展的覆盖级别1向MTC3提供服务。将意识到，虽然PBCH被重复4×，但是如上文所提到的，MTC3将会要求在其PUSCH上的至少25×重复。

在2am至3am之间：

○来自UE1的eNB1流量已经逐渐减弱，并且它因此切换为在扩展的覆盖级别1中进行操作。MTC1和MTC2然后能够从eNB1接收服务。

○eNB2将它的覆盖级别改变到扩展的覆盖级别2。MTC5然后能够从eNB2接收服务。如上文所提到的，PBCH的嵌套重复允许MTC3使用较低的重复级别来解码PBCH(其现在处于较高的重复级别)。将意识到，虽然PBCH被重复15×，但是如上文所提到的，MTC5将会要求在其PUSCH上至少100×重复。

○有可能MTC1和MTC3已经完成了它们的数据发射，从而在具有扩展的覆盖的时段期间，eNB1和eNB2可能需要或者可能不再需要对MTC1和MTC3进行服务。

在3am至4am之间：

○eNB1将它的覆盖级别改变到扩展的覆盖级别2。MTC4然后能够从eNB1接收服务。

○eNB2将它的覆盖级别维持在扩展的覆盖级别2，以向UE2、MTC3和MTC5提供服务。

○注意，有可能MTC1、MTC2、MTC3和MTC5已经完成了它们的数据发射，从而在具有扩展的覆盖的时段期间，eNB1和eNB2可能需要或者可能不再需要对那些MTC设备进行服务。

在4am之后：

○eNB1和eNB2恢复回到正常覆盖，其然后拒绝对MTC2、MTC3、MTC4和MTC5的服务。

将意识到，利用不同级别的覆盖，MTC设备中的仅一些MTC设备要求在其PUSCH上的完全的100×重复(以及在其他信道上的对应重复)，其他的MTC设备使用显著较少的重复(25×重复)。此外，要求繁重重复的MTC设备能够动态地被调度，以在由eNB(调度器位于此处)控制的时间处执行它们的接收/发射。

覆盖的级别还是特定于小区的，这使得小区之间的动态数据卸载成为可能。如果eNB能够结束在某个覆盖级别内针对它自己的MTC设备的数据发射，则它能够更早地将它的覆盖扩展到相邻小区以便服务于相邻小区的覆盖内的MTC设备。利用20dB的覆盖扩展，相比于不具有覆盖扩展的已有网络的覆盖，该网络可以具有潜在多得多的覆盖交叠。

多个实施例通过控制PBCH的重复模式而使得将由eNB管理的不同级别的覆盖扩展成为可能。

相比于仅具有1个级别(即20dB)的覆盖扩展的布置，多个实施例具有更好的频谱效率，并且允许eNB控制覆盖的级别(无需对发射功率的任何改变)。

本领域的技术人员将会容易地认识到，各种上文所描述的方法的步骤能够由经编程的计算机来执行。在本文中，一些实施例还意图覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，它们是机器或计算机可读的并且对机器可执行或计算机可执行的指令的程序进行编码，其中所述指令执行上文所描述的方法的一些步骤或全部步骤。程序存储设备可以是，例如，数字存储器、磁存储介质(诸如磁盘和磁带)、硬驱动器、或者光学可读数字数据存储介质。这些实施例还意图覆盖被编程以执行上文所描述的方法的所述步骤的计算机。

附图中所示出的各种元件的功能，包括任何被标记为“处理器”或“逻辑”的功能块，可以通过使用专用硬件以及与适当软件联合的能够执行软件的硬件而被提供。当由处理器提供时，可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或者由多个个体的处理器(它们中的一些可以被共享)来提供这些功能。此外，对术语“处理器”或“控制器”或“逻辑”的明确使用不应当被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可以不带限制地隐含包括数字信号处理器(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)、随机访问存储器(RAM)和非易失性存贮器。还可以包括其他的常规和/或定制的硬件。类似地，附图中所示出的任何开关仅是概念上的。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至是手动地来执行，特定的技术是由实施者在从上下文中更具体地进行理解时可选择的。

本领域的技术人员应当意识到，本文中的任何框图表示了体现本发明的原理的说明性电路的概念视图。类似地，将意识到，任何流程表、流程图、状态转换图、伪代码等表示各种过程，这些过程可以实质性地被表示在计算机可读介质中并且如此由计算机或处理器执行，无论这样的计算机或处理器是否明确地被示出。

本描述和附图仅说明了本发明的原理。将因此意识到，本领域的技术人员将能够设计出虽然本文没有明确地描述或示出但是体现了本发明的原理并且被包括在其精神和范围内的各种布置。此外，本文所记载的所有示例主要明确地意图为仅用于教导目的，以帮助读者理解本发明的原理和(多位)发明人为了促进本领域而贡献的概念，并且将被解释为没有限制于这样的明确记载的示例和条件。此外，记载了本发明的原理、方面和实施例以及它们的特定示例的本文中的所有陈述意图涵盖它们的等价物。

Claims

1.一种无线电信网络基站方法，包括：

在下行链路物理资源的无线电帧内对物理广播信道的发射进行重复。

2.根据权利要求1所述的方法，其中对发射进行重复的所述步骤包括：在所述无线电帧内对所述物理广播信道的发射重复多次。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中对发射进行重复的所述步骤包括：在所述无线电帧内利用所述物理广播信道的重复发射的多个模式中的一个模式来对所述物理广播信道的发射进行重复。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个模式中的每个模式包括所述物理广播信道在所述无线电帧内的重复发射的不同数目。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中重复发射的所述多个模式包括所述物理广播信道在所述无线电帧内的重复发射的嵌套集合。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中具有较低数目的重复发射的模式包括具有较高数目的重复发射的模式的子集。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，包括：

在重复发射的所述多个模式之间进行选择。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，包括：

基于时间和基站负载中至少一项，在重复发射的所述多个模式之间进行选择。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，包括：

针对第一时段选择所述多个模式中的具有较低数目的重复的一个模式，并且然后针对第二时段选择所述多个模式中的具有较高数目的重复的一个模式。

10.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中进行重复的所述步骤包括：对所述物理广播信道携带的信息的子集的发射进行重复。

11.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述物理广播信道携带对它在所述无线电帧内的重复的指示。

12.一种无线电信网络基站，包括：

发射逻辑，可操作为在下行链路物理资源的无线电帧内对物理广播信道的发射进行重复。

13.一种无线电信用户设备方法，包括：

接收物理广播信道在下行链路物理资源的无线电帧内的重复发射。

14.一种无线电信用户设备，包括：

接收逻辑，可操作为接收物理广播信道在下行链路物理资源的无线电帧内的重复发射。

15.一种计算机程序产品，当在计算机上被执行时，可操作为执行根据权利要求1至11或权利要求13中任一项所述的方法步骤。