用于传输辅助小区标识的方法和装置
相关专利申请
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2013年7月23日提交的申请号为61/857454,题目为“用于传输辅助小区标识的方法(Method for transmitting an auxiliary cellidentity)”的临时申请的优先权权益,该申请通过引用以其整体并入本文。
发明领域
本发明一般涉及蜂窝电信系统,并且具体地涉及包括许多小小区(small cell)的密集部署网络。
发明背景
现今的蜂窝通信系统不仅提供语音服务,还提供全世界范围内的移动宽带服务。由于手机和其它无线设备的应用的数量持续增长,并且消耗更高的不断增长的数据量,产生了对移动宽带数据服务的巨大需求。这需要电信运营商改进数据吞吐量并将有限资源的有效利用最大化。
响应于点对点链路的频谱效率已经接近其理论极限的事实,电信行业引入了多层网络的概念,以满足对移动宽带数据服务的不断增长的需求。通常,多层网络包括基站的若干层,该基站提供或启用诸如频率带宽、传输功率等的不同的物理资源以提供宽带数据服务。异构网络是典型的两层网络的一个示例,其中,包括高传输功率基站的宏大层用使用至少一个公共载波的另一个低传输功率节点(LPN)层来补充。异构网络的另一个示例是宏大层用使用不同于宏大层节点的不同的频率载波提供通信的另一层低传输功率节点来补充。
实现可行的多层网络并整合网络的多个层有很多挑战。对于非限制示例,部署多层网络的一个后果是站点的密度比其它方式所需的密度高得多。一些重大的挑战是解决当前物理小区标识(PCI)冲突或混乱和通过开发更有效的小区发现机制来在不同的层中实现有效操作等。在高度密集的多层网络的非限制示例中,当前机制对于层间和层内网络的操作极其低效。其中的一个低效是由手持装置的功耗引起的。
在蜂窝移动网络的非限制示例中,PCI通常在同步信道中被承载并且它被用于与移动性管理相关的许多控制消息中。例如,当用户设备(UE)检测到比当前小区更好的小区时,它发送包含所检测的小区的PCI的测量报告。由于其频繁使用,PCI被限定为局部的而不是全局的以减少其信令开销。因此,PCI仅在有限数量的邻小区内是可区分的,并且PCI是自组织网络(SON)中的自动邻区关系(ANR)的基础。例如,在长期演进(LTE)网络中,PCI由主同步信号(PSS)索引{0,1,2}和次级同步信号(SSS)索引{0,1,…,167}表示。因此,总共有3*168=504个可区分的PCI。因为存在有限数量的PCI,随着例如通过添加更多的LPN使网络变得更密集,将可能出现基站具有使用重复的PCI的邻小区的情况。这样,将不能够从来自UE的测量报告中包含的PCI确定切换的正确的目标小区。尽管这可通过命令UE报告对应的全局ID来解决,但是这个方法不仅消耗更多空中的信令资源,还将移动性能降级。
发明概述
本发明的一个目标是主动避免或减少上面描述的降级或缺点。在本发明的一个实施例中,除常规的承载在同步信道(如,主同步信道和次级同步信道)的物理小区标识外,提出了辅助小区标识。随着辅助小区标识的引用,不仅当前物理小区标识的冲突和混乱可被解决,而且诸如快速小区发现的层间操作可被更快和更有效地完成,因此提高了移动网络的性能。
本发明的另外的特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和操作在下文参照附图详细地描述。
附图简述
根据一个或多个不同的实施例,本发明参考下面的附图被详细描述。附图仅出于说明的目的被提供并仅描绘本发明的示例性实施例。这些图被提供以便于本发明的读者的理解并不被认为是限制本发明的广度、范围或适用性。应注意的是,出于说明的清楚和容易的目的,这些图不必按照比例绘制。
图1描绘在移动通信网络中支持辅助小区标识传输和检测的系统的示例。
图2描绘在LTE网络中的ACI传输的示例。
图3描绘频率间和RAT间测量间隙的模式的示例。
图4描绘在移动通信网络中支持辅助小区标识传输和检测的过程的示例的流程图。
示例性实施例的详细描述
该方法以示例的方式说明并不以局限于附图中的图文的方式说明,在附图中,相似的参考标记指示相似的元素。应注意的是,在本公开中对“一”或“一个”或“一些”实施例的引用不必指相同的实施例,并且这种引用意味着至少一个。
在示例性实施例的下列描述中,引用了形成本文的一部分的附图,并且其中引用以说明具体实施例的方式示出,本发明可在具体实施例中被实践。应当理解的是,可利用其它实施方案,并且结构改变可以被作出而不偏离本发明的优选实施例的范围。
本发明涉及用于蜂窝或移动通信系统的系统和方法。发明的实施例在LTE网络的背景中在本文被描述。然而,本发明不仅仅局限于LTE网络,并且本文描述的方法还可被用于非限制示例的诸如移动对移动通信、无线本地环路通信、无线中继通信或无线回程通信的其它应用中。
图1描绘在移动通信网络中支持辅助小区标识传输和检测的系统100的示例。尽管该简图将部件描绘为功能上分离的,这种描绘仅用于说明性目的。将明显的是,在该图中表达的部件可被任意地合并或划分成分离的软件、固件和/或硬件部件。
在图1的示例中,系统100包括至少一个基站(本文也被称为“小区”)102,其每个具有辅助小区标识(ACI)单元104。多个移动或用户设备(UE)106连接到在小区102的覆盖范围内的基站102,其中,每个UE 104包括ACI检测器108。如在下文中所指出的,每个基站102可以但不限于是宏基站、高传输功率基站、低传输功率基站节点(LPN)或可操作的以将其小区标识传输到在多层网络中的UE 104用于识别和连接的任何其它类型的基站。每个UE 104可以但不限于是移动计算设备、存储设备或通信设备中的一个,诸如便携式PC、平板PC、iPod、iPhone、iPad、Google安卓设备、便携式存储设备或手机。
如在下文中所指出的,术语“单元”和“检测器”每个包括硬件、固件或软件和用于执行软件的对应处理器、或用于完成目的的这些部件中的一个或多个的任意组合。如非限制示例,软件指令被存储在非易失性存储器中(也被称为次存储器)。当软件指令被执行时,至少软件指令的子集被计算单元加载到存储器(也被称为主存储器)。当软件指令被执行时,至少软件指令的子集被加载到存储器,并且计算单元变成用于实施过程的专用计算单元。当在通用计算单元上实现时,计算机程序代码段配置计算单元以创建特定的逻辑电路。过程可以可选地是至少部分体现在数字信号处理器中,该数字信号处理器由用于执行过程的专用集成电路(ASIC)形成。
在图1的示例中,小区102的ACI单元104被配置为在一个或多个传输中将辅助小区标识(ACI)传输到在小区102的覆盖范围内的多个UE106。这里,ACI可以单独地被用作独立小区标识或被用作补充小区标识,该补充小区标识与小区102的物理小区标识(PCI)一起传输用于通过UE106的检测器108识别小区102。在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为在每个ACI传输期间在主区域和次级区域两种区域中设计、配置和传输ACI。用于承载两种区域的资源被预定义并且可以分别有Np个主区域和Ns个次级区域用于ACI传输。
在一些实施例中,如由图2所描绘的LTE网络的ACI传输的示例所示出的,当仅存在一个主区域和一个次级区域时,在ACI的传输期间,小区102的ACI单元104被配置为将该两个区域映射到在主和次级同步符号/信道旁边的未使用的资源元素(RE)。在图2所描绘的示例中,小区102的ACI单元104被配置为在一个无线帧中传输ACI两次,其中,分别地,第一ACI传输是经由主区域P0和次级区域S0,而第二传输是经由主区域P1和次级区域S1。如在图2所描绘的示例中所示出的,主区域P0被映射到时隙0中的PSS和SSS0的上端旁边的未使用的RE,而次级区域S0被映射到时隙0中的PSS和SSS0的下端旁边的未使用的RE。此外,主区域P1被映射到时隙10中的PSS和SSS1的下端旁边的未使用的RE,而次级区域S1被映射到时隙10中的PSS和SSS1的上端旁边的未使用的RE。
如在下文中所提到的,(无线)帧提供主结构,其控制小区102的ACI单元104能够如何快速获取指定帧边界内的同步和开始传输ACI。帧的特征主要在于长度、通常承载位于帧中的固定的预定义的位置的已知序列的同步信号的存在和关于该帧的控制信息。帧还可被划分为几个所谓的子帧,其使得一个帧能够在时域中在不同用户间共享。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为动态地调整/改变主区域和/或次级区域的配置和定义,如,根据操作期间的需求通过将子区域重新定义或重新配置为子主区域或子次级区域等。ACI单元104在ACI的传输之前实施对区域的配置的这些改变。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为定义一组基础序列,其对于每个主区域Pi和从0,1,…到Mpi-1的索引m包括长度Npi的多个Mpi正交序列:Api m(n),其中n=0,1,…,Npi-1,且Pi=0,1,…,Np-1。此外,小区102的ACI单元104被配置为还定义一组基础序列,其对于每个次级区域Si和从0,1,……到Msi-1的索引m包括长度Nsi的多个Msi正交序列:Asi m(n),其中n=0,1,…,Nsi-1,且si=0,1,…,Ns-1。这样的定义后,ACI单元104被配置为将ACI设计为所有主区域的索引和所有次级区域的索引的组合,诸如(I0,I1,..,INp-1,J0,J1,…,JNs-1),其中,可能的ACI的总的可用数量是Mp0*Mp1*…*MNp-1*Ms0*Ms1*…*MNs-1,这是足够大的以避免PCI冲突和混乱。
在一些实施例中,当仅有一个主区域和一个次级区域被小区102的ACI单元104定义和利用时,ACI单元104被配置为将ACI设计为两个索引(Pi,Sj)的组合,其中,Pi是在主区域中传输的基础序列索引,而Sj是在次级区域中传输的基础序列索引。下面的表格示出ACI和主区域与次级区域的索引的组合之间的映射的示例:
根据上面的表格,具有一个主序列索引和一个次级索引的ACI的最大数量是Mp*Ms,其中,Mp是主区域序列的总数量,而Ms是次级区域序列的总数量。
在一些实施例中,每个次级区域与特定的主区域相关,其中关联次级区域和对应的主区域的表格的示例在下面示出:
次级区域索引 |
主区域索引 |
0 |
P0 |
1 |
P1 |
… |
… |
N<sub>s</sub>-1 |
P<sub>Ns-1</sub> |
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为在ACI的传输期间不对所有主区域中的基础序列加扰。在一些实施例中,ACI单元104被配置为在ACI的传输期间通过加扰序列Zi m(q,n)对所有次级区域中的基础序列加扰,在加扰序列Zi m(q,n)中,i(次级区域索引)=0,1,…,Ns-1,m(次级区域序列索引)=0,1,…,Msi-1,n(序列元素索引)=0,1,…,Nsi-1,q(在对应的主区域中的主序列索引)=0,1,…,Mpi-1。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为基于对应的主区域的基础序列索引生成次级区域中的一个或多个次级区域的加扰序列Zi m(q,n)。对于非限制示例,如果次级区域i是对应于主区域k且ACI表示包括主序列索引q及其对应的次级序列m,则m序列Qi m(q,n)用ACI表示中的对应的主序列索引q的初始值来生成。总共最多有对应于基础序列索引的Msi个不同的预定义序列Qi m(q,n),m=0,…,Msi-1,且Zi m(q,n)=Qi m(q,n)。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为基于对应的主区域的基础序列索引和小区102的物理小区标识(PCI)将次级区域中的一个或多个次级区域的加扰序列Zi m(q,n)生成为:Zi m(q,n)=Qi m(q,n)*CPCI(n),其中,CPCI(n)是根据PCI的预定义序列。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为在基础序列的一些或全部基础序列中保留预定义的索引组以便于在ACI的接收机/UE 104侧的噪声功率估计。这意味着具有预定义索引组的基础序列从不被在小区中的对应区域(主区域或次级区域)中传输。
在一些实施例中,当小区102的ACI单元104在一个无线帧中传输ACI两次时,UE106的ACI检测器108被配置为在无线帧的每一半独立检测ACI,这满足具有间隙的频率间/RAT间测量的需求,如图3中所描绘的用于频率间/RAT间测量间隙的模式的示例示出的。第一ACI传输和第二ACI传输之间的区别是在第二传输中主区域和次级区域在频域中被交换。以这种方式,根据ACI的仅一次出现,ACI检测器可识别ACI是位于无线帧的第一半还是无线帧的第二半中。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为在每一个无线帧中或在特定模式中定期地重复ACI的传输。在这种传输场景下,如果许可的话,ACI可被ACI检测器108在一个或多个无线帧中联合检测以具有更好的检测性能。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为在与宏基站相同的层传输ACI。这种传输场景通过在相同的层中更快速地发现小区102而实现有效的多层操作,使得在诸如传统的小区搜索过程的常规信令过程前ACI可被手持装置/UE 104检测以显著减少手持装置/UE 104的功耗。
在一些实施例中,小区102的ACI单元104被配置为在与UE 104共享的公共层传输ACI。这种传输场景通过在其它层中更快速地发现小区来实现有效的多层操作,使得无需切换到新的频段并且在诸如传统的小区搜索过程的常规信令过程前ACI可被手持装置/UE104检测以显著减少手持装置/UE 104的功耗。
在一些实施例中,当一个层以聚类的方式被组织时,在一个聚类中的小区102可具有用作聚类ID的相同的主序列索引。
在图1的示例中,当UE 106的ACI检测器108只读取一个无线帧的一半时,意味着只有ACI的一次传输,则ACI检测器108被配置为按照以下步骤检测传输ACI的小区102:
首先,ACI检测器108关联用于所有主区域的所有本地生成的主区域基础序列。这种关联可根据基础序列的选择来完成。例如,如果Hadamard序列被应用到所有基础序列组,则ACI检测器108可替代地经由Hadamard变换实现该关联。
然后,ACI检测器108比较在主区域中的相对较大的峰值。如果较大的峰值位于无线帧中的第一ACI传输的主区域处,则其意味着第一ACI传输是无线帧中的第一半。否则,第一ACI传输是无线帧中的第二半。
一旦主区域被识别,ACI检测器108经由在所识别的主区域中的每个主区域中的对应的所保留的索引估计噪声功率并合并在主区域中的所有估计来获得最终的噪声功率估计。ACI检测器108还根据误报率应用高于噪声功率估计的特定阈值并选择高于阈值的那些关联输出值,因而识别在每个主区域中的所检测的主序列组。
对于次级区域中的每个次级区域,ACI检测器108使用根据在对应的主区域中检测的主序列组识别的加扰序列码并且然后实施多用户检测(MUD)类检测以找到在对应的主区域中检测的主序列中的每个的有效次级序列组。具体地,如果次级区域j与主区域i相关,则在主区域i中检测的主序列组是{d0,d1,…,dD},并且在次级区域j中的主序列索引di的所传输的次级序列组是{sdi 0,sdi 1,sdi Edi},然后在次级区域j中所接收的次级区域信号rj(n)可以由下式确定:
MUD类检测的任务是根据上面的公式找出用于每个所检测的主序列的所传输次级序列组。
最后,根据通过查询上面讨论的ACI映射表格的所有检测的主和次级序列组合,ACI检测器108识别被小区102的ACI单元104传输的所有ACI数量。
本文讨论的机制、技术和概念可被用于其他应用中以提供不同于ACI的信息。对于非限制示例,依照本发明的各种可选实施例,诸如由异构网络或HetNet中的LPN支持的频率载波或频率载波的优先级等的信息可被提供以启用层内和层间操作。
图4描绘在移动通信网络中支持辅助小区标识传输和检测的过程的示例的流程图400。尽管该图出于说明的目的以特定顺序描绘功能性步骤,该过程不限于任何特定顺序或步骤的布置。相关领域的技术人员将认识到,在该图中表达的各种步骤可以被忽略、重新布置、组合和/或以各种方式被调整。
在图4的示例中,流程图400开始于块402处,其中,ACI被设计和配置为通过在一个或多个主区域和一个或多个次级区域中的小区被传输,其中,次级区域中的每个与主区域中的一个相关。流程图400继续到块404,其中,ACI在一个或多个传输中被传输到位于小区的覆盖范围内的多个用户设备(UE)。流程图400结束与块406,其中,所传输的ACI被检测并且该小区基于所检测的ACI被识别。
虽然本发明的一个或多个实施例在上面被描述,应理解的是,它们仅以示例的方式而不是以限制的方式被呈现。类似地,各种图或简图可描绘为用于本公开的架构性或另一种配置的示例,其被实现以帮助理解可被包括在本公开中的特征和功能。本公开不限于所示出的示例架构或配置,但可使用各种各样的可选架构和配置来实现。
另外,尽管本发明根据各种示例性实施例和实现在上面被描述,应理解的是,在独立的实施例中的一个或多个中描述的各种特征和功能在其适用性上不限于它们一起被描述的特定实施例,反而可单独或以某种组合被应用到本发明的其它实施例中的一个或多个,而不管这些实施例是否被描述和这些特征是否被呈现为所描述的实施例的一部分。因而本发明的广度和范围不应被任何上面所描述的示例性实施例所限制。
在本文档中描述的功能中的一个或多个可通过被适当配置的模块来实施。如本文使用的术语“模块”可指硬件、固件、软件和执行该软件的任何相关的硬件,以及用于实施本文描述的相关功能的这些元件的任意组合。此外,各种模块可以是离散模块;然而,如对本领域普通技术人员将明显的是,两个或更多个模块可被组合以形成根据本发明的各种实施例实施相关功能的单一模块。
此外,在本文档中描述的功能中的一个或多个可通过储存在“计算机程序产品”、“非暂时性计算机可读介质”(其在本文中用于一般指诸如存储器存储设备或存储单元的介质)等中的计算机程序代码被实施。这些和其它形式的计算机可读介质可涉及存储用于由处理器使用来使处理器执行规定操作的一个或多个指令。通常被称为“计算机程序代码”的这样的指令(其可以计算机程序的形式或其它分组的形式进行分组),当其被执行时使计算系统能够实施期望的操作。
将认识到,为了清楚的目的,上述描述参考不同的功能单元和/或处理器描述了本发明的实施例。然而,将明显的是,可使用在不同的功能单元、处理器或域之间的功能的任何适当的分布,而不偏离本发明。例如,被示出为由分离的单元、处理器或控制器实施的功能可被相同的单元、处理器或控制器实施。因此,对特定功能单元的引用,只被看作对用于提供所述功能的适当装置的引用,而不是指示本发明所需的严格的逻辑结构或逻辑组织或物理结构或物理组织。