CN106063174A - 无线通信中的覆盖延伸 - Google Patents

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Abstract

在无线通信系统中，两个小区(小区1、小区2)以相同的小区ID共存于相同的时间/频率资源中。两个小区的区别在于，一个是传统小区，另一个是应用使用信号重复的覆盖延伸的小区。在提供这两个小区的基站(11)所发送的广播控制信道中存在对应区别，例如PBCH上的重复因子或PBCH的内容中的一个或更多个的区别和/或更高级别的ID的区别。第二小区旨在用于需要覆盖增强的机器型通信。

Description

无线通信中的覆盖延伸
技术领域
本发明涉及一种包括基站以及与基站无线地交换数据的终端的无线通信系统。本发明还涉及用于所述方法中的一种无线通信系统、终端、基站和计算机程序。
具体地讲，但是非排他地，本发明涉及符合如3GPP规范序列的版本11及后续版本中所描述的LTE(长期演进)和LTE-高级无线电技术标准的无线通信系统中的覆盖延伸。
背景技术
无线通信系统是广泛已知的，其中基站(BS)提供“小区”并且与BS的范围内的终端通信。在例如LTE中，基站通常被称为eNodeB或eNB，终端被称为用户设备或UE。
图1示出了LTE中的网络拓扑。可以看出，各个终端或UE 12经由Uu接口通过无线链路连接至基站或eNodeB 11，eNodeB的网络被称作eUTRAN 10。eNB通常具有能够按照各种配置被配置为“天线端口”的多个物理天线。这允许在eNB和UE之间采用各种传输方案，包括多输入多输出(MIMO)和波束成形。
各个eNodeB 11继而利用称为S1的接口通过(通常)有线链路连接至更高级或“核心网络”实体，包括服务网关(S-GW 22)以及用于管理系统并向网络中的其它节点(具体地讲，eNodeB)发送控制信令的移动管理实体(MME 21)。另外，PDN或分组数据网络网关(P-GW)单独地存在或者与S-GW 22组合，以与包括互联网的任何分组数据网络交换数据分组。核心网络20被称为EPC或演进分组核心。
尽管最初构想LTE为人用户的移动电话服务，但是对机器对机器(M2M)通信的关注越来越多。
机器对机器(M2M)通信通常在LTE的背景被称作机器型通信(MTC)，它是一种涉及未必需要人干预的一个或更多个实体的数据通信形式；换言之，“用户”可为机器。
MTC不同于当前通信模型，因为它可能涉及非常大量的通信实体(MTC装置)，而每装置的业务很少。这些应用的示例包括：车队管理、智能计量、产品跟踪、家庭自动化、电子健康等。
MTC由于其无处不在的覆盖而有很大的潜力在无线通信系统(这里也被称作移动网络)上承载。然而，对于无线网络为了竞争大量机器型应用，重要的是优化其对MTC的支持。当前的移动网络是为人对人通信最佳设计的，而不太适于机器对机器、机器对人或人对机器应用。还重要的是使得网络运营商能够以低成本提供MTC服务，以匹配大众市场机器型服务和应用的预期。
另外，MTC装置可能位于具有非常差的覆盖(即，低SINR)的区域中，理想的是，即使在这样的条件下也能够提供某些类型的服务。
为了充分支持这些服务要求，有必要改进移动网络应对机器型通信的能力。
在图2所示的LTE网络中，一组MTC装置200由eNodeB 11服务，eNodeB 11还维持与正常UE 12的连接。eNodeB经由S-GW 22接收来自MME 21的信令和数据(例如，对来自MTC装置的监管者的状态报告的请求)。
在Uu接口并非总是充足的情况下，可存在与Uu接口类似定义的MTCu接口，移动网络将按照与正常用户设备相似的方式为MTC装置服务。当大量的MTC装置连接至UMTS RNS或LTE eNodeB的同一小区时，各个装置将需要被分配资源以支持各个装置的应用，尽管各个MTC装置可能具有很少的数据。
在本说明书的其余部分中，除非上下文另外要求，否则术语“UE”包括“MTC装置”。
在LTE中，在系统内的各种抽象层面定义用于数据和控制信令的多个信道。图3示出在LTE中在逻辑层面、传输层层面和物理层层面中的每一个层面定义的一些信道以及它们之间的映射。
在物理层层面，在下行链路上，各个eNB向范围内的所有UE广播多个信道和信号，不论UE当前是否由该小区服务。出于本发明的目的特别关注的是，这些信道包括如图3所示的物理广播信道PBCH。PBCH承载所谓的主信息块(MIB)，其向信号范围内的任何UE给予基本信息(如下所述)。主和辅同步信号(PSS/SSS)也被广播给范围内的所有装置。除了为小区建立定时参考之外，这些信号承载物理层小区标识以及用于标识小区的物理层小区标识组。
LTE中定义了物理层小区标识(PCI)的504个可能的值。这些值被有层次地布置在168个独特的小区层标识组(各自包含三个物理层标识)中。为了表示该小区ID，PSS指定三个值(0、1、2)中的一个以标识小区的物理层标识，SSS指定小区属于168个组中的哪一个。这样，PSS仅需要表示三个值中的一个，而SSS表示168个值中的一个。
下面，除非另外指明，否则术语“小区ID”是指物理小区标识(PCI)。应该注意的是，LTE中还定义了两个相关的更高级别的小区ID。E-UTRAN小区标识(ECI)标识在特定网络内的小区，而E-UTRAN小区全局标识符(ECGI)标识世界任何地方的小区。ECI被承载于SIB1(稍后提及)中，ECGI是ECI与网络的PLMN(公共移动陆地网络)号的组合。
在LTE系统中，如图4A或图4B所示，按照“帧”来组织传输，各个帧的持续时间为10ms，包含0.5ms的二十个时隙，两个连续时隙(因此，1ms)被称作“子帧”。在各个子帧内，以“资源元素(RE)”为基本单位调度小区中可用于DL或UL上的传输的资源，各个RE占据定时和频率的不同组合。用于调度的更大单位包括资源元素组(REG)(其中1个REG＝4个RE)和控制信道元素(CCE)(其中1个CCE＝9个连续REG)。
传统上，PSS和SSS中的每一个每一帧被发送两次，换言之，按照5ms的周期性(并且因此，仅在一些子帧中)发送。例如，如图4A和图4B所示，PSS和SSS二者在每一个帧的第一和第六子帧上发送。图4A示出在FDD系统的情况下PSS和SSS和PBCH的结构，图4B示出在TDD的情况下PSS和SSS和PBCH的结构。
成功将PSS和SSS解码使得UE获得小区的定时和小区ID。
一旦UE将小区的PSS和SSS解码，它就知道了小区的存在并且可对早前提及的PBCH中的MIB进行解码。可通过比较图4A和图4B看出，根据系统是使用FDD还是TDD，PBCH占据第一子帧中PSS和SSS之前或之后的时隙。类似同步信号SSS，使用基于小区标识的序列将PBCH加扰。PBCH被每一帧地发送，从而在四个帧上传送MIB。
MIB包括UE加入网络所需的一些基本信息，包括系统带宽、发送天线端口的数量以及系统帧编号(SFN)。读取MIB使得UE能够接收并解码SIB(具体地讲，SIB1)。
然后，UE将希望测量小区的参考信号(RS)。对于当前LTE版本，第一步骤是定位公共参考信号CRS，其在频域中的位置取决于PCI。然后，UE可将广播信道(PBCH)解码。另外，UE可将PDCCH解码并接收控制信令。
用户数据以及系统信息块(SIB)被包含在传输信道DL-SCH中，被承载于物理下行链路共享信道(PDSCH)上。
SIB的信息内容不同，并且按照SIB1、SIB2等编号。SIB1包含小区接入相关参数以及关于其它SIB的调度的信息。因此，装置必须接收SIB1，然后才可将诸如SIB2的其它SIB解码。SIB2包含包括下面所参考的随机接入信道RACH参数的信息。目前，SIB被定义最多至SIB14，但是无需接收所有的SIB以便于UE接入网络。例如，SIB10和SIB11涉及地震和海啸预警系统。SIB14旨在与特别应用于MTC装置的所谓的增强访问限制EAB一起使用。
对于网络接入，通常SIB1和SIB2是最重要的，换言之，最起码UE必须将SIB1和SIB2按照该顺序正常地解码，以便与eNB通信。在根据EAB的MTC装置的特殊情况下，SIB14也重要。
现在将说明与图3有关参考的物理随机接入信道PRACH。如已经提及的，已获得与网络的定时同步的UE将利用与指派给其它UE的那些资源正交的上行链路资源来调度。PRACH用于承载随机接入信道(RACH)，其用于在UE未分配有任何上行链路传输资源的情况下接入网络。因此，UE开始传输信道RACH意指使用对应物理信道PRACH，此后这两个术语RACH和PRACH将在一定程度上可互换使用。
因此，提供RACH以使得UE能够在没有任何专用资源可用的情况下在上行链路中发送信号，使得不止一个终端可同时在相同的PRACH资源中发送。使用术语“随机接入”是因为(除了在下面所描述的无竞争RACH的情况下)在任何给定时间使用资源的UE的标识是网络预先不知道的(顺便提一句，在本说明书中术语“系统”和“网络”可互换使用)。所谓的“签名”(参见下文)由UE采用以允许eNB在不同的传输资源进行区分。
RACH可由UE在基于竞争的模式和无竞争模式中的任一模式下使用。在基于竞争的接入中，UE随机地选择任何签名，风险是如果两个或更多个UE意外地选择相同的签名，则在eNB处“冲突”。通过eNB向各个UE告知它可使用哪一签名(因此，暗示着UE已经连接到网络)，无竞争接入避免了冲突。无竞争RACH仅适用于切换、DL数据到达和定位。
下行链路上存在各种控制信道，其承载用于各种目的的信令；具体地讲，物理下行链路控制信道PDCCH用于承载例如从基站(在LTE中称为eNB)向该基站所服务的各个UE的调度信息。PDCCH位于时隙的第一OFDM符号中。
在3GPP中针对LTE定义了新的控制信道设计(增强PDCCH或EPDCCH)。这允许在与当前为下行链路数据(PDSCH)预留的资源相同的资源中发送DCI消息。
EPDCCH的动机如下。PDCCH传输通常包含大约50比特的有效载荷(包括CRC)，并且使用附加信道编码来改进对传输错误的鲁棒性。对于一些应用，例如在一些UE为MTC装置的情况下，仅需要较小的数据分组，因此PDCCH有效载荷可意味着显著的开销。对于有限比例的子帧被分配用于DL传输的TDD的一些配置，这可能甚至更显著。另外，对可同时(即，在同一子帧内)发送的PDCCH消息的最大数量有限制，其可能不足以支持仅发送或接收较小数据分组的大量活动UE。
综上所述，目前在LTE中，接入小区的初始接入通常基于以下过程(从物理层的角度描述，并且其中一些细节可取决于实现方式)。
(a)UE针对一个或更多个小区(可能在不同的载波频率上)检测PSS/SSS。用于PSS和SSS的序列指示小区ID。
(b)UE针对检测到PSS/SSS的一个或更多个小区测量小区的CRS的接收功率。此测量是参考信号接收功率(RSRP)。
(c)UE接收检测到PSS/SSS的一个或更多个小区的PBCH。
在此过程中，UE可确定由eNB配置的CRS天线端口的数量(1、2或4)(例如，通过针对各个不同的可能性的盲解码)。PBCH还发送主信息块(MIB)，其包含系统带宽、PHICH配置、系统帧号(SFN)和一些空比特。MIB在40ms(4个无线电帧)内被重复四次。因此，通过利用各个可能的定时相位盲解码来获得SFN定时。
(d)UE基于诸如RSRP和(基于CRC)正确接收的PBCH的最高度量来选择用于初始接入的小区。需要注意的是，如果无线电信道太差从而无法接收PBCH，则即使可测量RSRP，小区也不太可能用于数据传输。
(e)UE针对所选择的小区读取系统信息块(SIB)(至少SIB1)。如以及提及的，SIB1包含更高级别的ECI小区ID(不同于PCI)。
(f)如果小区合适，则UE以基于RSRP的功率水平来发送PRACH。如果小区出于某种原因(例如，UE订阅不允许使用该运营商的网络)不合适，则可选择不同的小区(可能在不同的载波频率上)。
(g)可重新发送PRACH(通常利用功率渐增(ramping))，直至从eNB接收到响应(在PDCCH上指示并在PDSCH上发送)。
(h)基于来自eNB的响应，UE发送PUSCH。
3GPP中针对LTE的版本12讨论的特征旨在改进对具有减小的能力的低成本装置(例如，MTC装置)的支持。附加要求是在较差的覆盖条件(即，高路径损失连同MTC UE的减小的发送/接收能力)下操作。为了提供改进的覆盖而想到的主要机制是在时域和/或频域中对诸如PBCH、PDCCH、EPDCCH、PCFICH、PHICH、PDSCH、PRACH PUCCH、PDSCH的现有物理信道应用重复(或附加重复)。这是因为信道的重复将允许MTC装置以低于正常的SNR接收(或者成功发送)信息。需要注意的是，这些信道的许多传输性质取决于与使用信道的小区关联的标识符(小区ID)。
因此，可以想到对上述过程的一些修改，例如：-
-可在步骤(a)检测的PSS/SSS的重复。
-可在步骤(c)检测的PBCH的重复。
-一些SIB的重复(和/或提供专用于覆盖延伸的一个或更多个新SIB)
-在步骤(f)发送的PRACH信号的重复
-在步骤(g)和(h)的PDCCH/EPDCCH、PDSCH、PUSCH的重复。
然而，可以想到支持覆盖延伸的小区也将需要支持传统操作(对于没有覆盖延伸特征的传统UE，以及对于在不需要覆盖延伸的传播良好条件下的新UE)。
至少以下传输特性取决于小区ID：
-PUSCH加扰、跳频
-PUCCH循环移位
-UL参考信号序列(除非另外配置)
-DL信道加扰(除了EPDCCH)
-CRS序列和频率移位
-DMRS序列(除非另外配置)。
因此，存在这样的问题：如何在一个小区的资源内有效地支持传统操作(对于不使用覆盖延伸的UE)和覆盖延伸操作二者并且在两种操作模式之间共享相同的资源。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于无线通信系统中的传输方法，其中：
基站提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区；
由第二小区发送的广播信道不同于由第一小区发送的对应广播信道；
第一小区和第二小区具有相同的小区ID，第一资源集合中的至少一些与第二资源集合中的一些相同。
这里的术语“小区”意指可用于向/从终端的DL和/或UL传输的资源集合(时间和频率分配)以及小区ID。然而，在本说明书中术语“小区”将被广义地解释。例如，可表示与从小区发送或由小区发送(在DL上)或者发送至小区(在UL上)的小区关联的通信信道，即使发送或接收实际上由基站的一个或更多个天线或天线端口执行。术语“小区”还旨在包括子小区，子小区可以是小区基于使用特定天线或者与小区内的不同地理区域对应的细分。
术语“小区ID”通常表示物理小区标识，例如LTE的PCI。
“广播信道”表示旨在被小区的覆盖区域内的所有终端接收的信道，不同于旨在用于特定终端的DL信道。
资源集合通常将在系统内的重复传输时隙的循环(例如，帧或子帧)的范围内定义。如提及的，在第一小区和第二小区中提供的相应资源集合之间存在交叠。然而，这并不意味着在两个小区中同时分配相同的资源。如将说明的，两个资源集合内的至少一些特定资源可被动态地配置以在任何固定子帧中由任一个小区使用，但是不由两个小区同时使用。可在不同的域(例如，时域、频域、码域或空间域中的一个或更多个)中定义资源。
因此，适当配备的终端(能够接收并解码由第二小区发送的广播信道的终端)可将第二小区用于其与基站的通信。
在本发明的实施方式中，由第二小区发送的广播信道在重复次数方面不同于由第一小区发送的对应广播信道。
另选地或另外地，由第二小区发送的广播信道在信息内容方面不同于由第一小区发送的对应广播信道。
优选地，第二小区被提供用于相对于第一小区的覆盖区域的覆盖延伸。
该方法还可包括：在机器型通信MTC装置处检测由第二小区发送的广播信道。因此，MTC装置可将第二小区用于其与基站的通信。
本发明的优选实施方式基于LTE。在这种情况下，广播信道可包括物理广播信道PBCH和/或至少一个系统信息块SIB，如LTE中定义的。
可在第一和第二小区中发送附加信道，广播信道和/或附加信道中的至少一些使用基站的多个天线中的相同天线发送。
相同基站的不同天线配置可用于第一和第二小区的广播信道的传输。作为此的一个示例，第二小区中的广播信道使用具有随时间变化的波束成形图案(例如，循环改变的波束成形图案)的波束成形来发送。
以上提及的方法还可包括：终端在第二小区中在物理随机接入信道PRACH上发送，其中基于第二小区所广播的信息对PRACH传输应用多次重复，或者对第二小区所发送的信道应用所述多次重复。
根据本发明的第二方面，提供一种无线通信系统，其中：
基站被布置为提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区；其中
由第二小区发送的广播信道不同于由第一小区发送的对应广播信道；并且
第一小区和第二小区具有相同的小区ID，第一资源集合中的至少一些与第二资源集合中的一些相同。
该无线通信系统还可包括被配置为经由第二小区与基站通信的终端。
根据本发明的第三方面，提供一种基站，该基站被布置为提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区；其中
由第二小区发送的广播信道不同于由第一小区发送的对应广播信道；并且
第一小区和第二小区具有相同的小区ID，第一资源集合中的至少一些与第二资源集合中的一些相同。
根据本发明的第四方面，提供一种用于无线通信系统中的终端，其中，基站被布置为提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区，由第二小区发送的广播信道不同于由第一小区发送的对应广播信道，第一小区和第二小区具有相同的小区ID，并且第一资源集合中的至少一些与第二资源集合中的一些相同，其中
所述终端被配置为经由第二小区与基站通信。
上述终端可以是MTC装置。
根据本发明的另外的方面，提供计算机可读指令，所述计算机可读指令在被无线通信系统中的收发器装置的处理器执行时使得所述装置提供如上所述的基站或终端。
因此，本发明的实施方式提供在LTE系统中的两个小区以相同的小区ID共存于相同的时间/频率资源中。这两个小区通常将(但无需必然)从同一站点支持并且具有交叠的覆盖。这两个小区的区别在于一个是传统小区，另一个是应用了利用信号重复的覆盖延伸的小区。在两个小区所发送的广播控制信道中存在对应区别。第二小区旨在用于需要覆盖增强的机器型通信。
本发明具有诸如下列优点。由共存的传统小区和新小区提供的信道的传输性质可兼容，因为它们均根据相同的小区ID来确定。可容易地避免两个小区中的传输之间的干扰。可在进行一些修改以包括新小区类型的情况下应用现有小区选择过程。可在进行一些修改以包括新小区类型的情况下使用现有切换过程从一个小区切换至另一小区。
通常，并且除非存在清楚的相反意图，否则关于本发明的一个方面描述的特征可同样按照任何组合适用于任何其它方面，即使这种组合在本文中没有明确地提及或描述。
从上文明显的是，本发明涉及无线通信系统中的终端与基站之间的信号传输。这里所称的“终端”也被称作订户站或UE，可采取适合于发送和接收这些信号的任何形式。为了具象化本发明的目的，可能方便的是将终端想象为移动手机，但是这无论如何不暗示任何限制。在本发明的优选实施方式中，基站通常将采取针对3GPP LTE和3GPP LTE-A标准组中的实现方式提出的形式，并且因此可在不同的情况下被适当地描述为eNB(eNB)(该术语也涵盖家庭eNB或HeNB)。然而，服从本发明的功能要求，基站可采取适合于发送以及从终端接收信号的任何其它形式。
附图说明
仅作为示例参考附图，附图中：
图1示出基于LTE的无线通信系统中的基本系统架构；
图2示出图1的被修改为包括MTC装置的系统架构；
图3示出LTE中定义的各种上行链路信道之间的关系；
图4A和图4B示出LTE中的PSS/SSS和PBCH的定时；
图5示意性地示出本发明的原理；
图6是实施方式中的过程的流程图；
图7是本发明可应用于的UE的示意图；以及
图8是本发明可应用于的eNB的示意图。
具体实施方式
下面的描述将提及“UE”，但是应该理解，此术语包括MTC装置。MTC装置可被视为本发明特别相关的一类UE，但是本发明适用于其它类别的UE。UE将需要被适当地配备并配置以便利用本发明，但是它仍与和“传统”小区通信的现有UE(此后称作“传统”UE)兼容。
在现有技术中，eNB可能可以创建附加小区以用于覆盖延伸，但是这将需要可用于新小区的资源。预留资源集合以仅用于覆盖延伸将是效率低的。如果这样的新小区使用与现有小区相同的资源和不同的小区ID，则操作两个小区所需的至少一些基本信号之间将存在冲突：例如，来自两个小区的至少一些信号将存在于相同的DL或UL资源元素中。
本发明基于这样的认识：可使用现有传统小区为基础通过创建附加新类型的小区来提供覆盖延伸，该新类型的小区使用相同资源，具有相同小区ID(PCI)，但是其中覆盖延伸(例如，使用重复)被应用于一些或所有物理信道。由于传统UE未被配置为检测重复或者用于覆盖延伸的其它度量，这将导致新类型的小区对传统UE而言不可访问。然而，新UE和传统UE二者均可使用(或者被许可)与关联的共存传统小区所提供的资源相同的任何资源，因为两个小区将在同一eNB的控制下。给定资源元素可被动态地配置以在任何给定子帧中由任一个小区使用，但是不由两个小区同时使用。
给UE的用于发起新小区之一的使用的信令应该包括该小区是新类型的指示。然而，可能不需要小区选择的明显改变。新小区上的数据速率通常将低于传统小区上可用的数据速率；因此，如果两个小区均可检测，则UE将由传统小区更好地服务。
这具有诸如下列优点：
-现有小区选择过程可在进行一些修改(参见下文)以包括新小区类型的情况下应用
-现有切换过程可在进行一些修改以包括新小区类型的情况下用于从一个小区切换至另一小区
-由共存的传统小区和新小区提供的信道的传输性质可兼容，因为它们均根据相同的小区ID确定
-可容易地避免两个小区中的传输之间的干扰
所提出的方案可要求与LTE中的小区范围延伸(CRE)进行比较。当前的CRE通过使小区选择偏向具有延伸的覆盖的小区来操作。这通常没有改进该小区所服务的任何UE的SINR，而是允许UE以比没有CRE的情况下的SINR低的SINR留在服务小区中。相比之下，本发明的实施方式通过信号重复改进了SINR，特别是(但并不完全是)用于MTC装置覆盖增强。
通过重复的MTC覆盖增强可被提供用于任何UE，但是更有效的是仅将它用于小区边缘UE，因为重复使用了额外的资源，不是所有UE均需要的。如已经提及的，在新小区和传统小区二者均可用的情况下UE选择新小区而不选择传统小区将是没有好处的；然而，如果需要，可使用网络控制或UE偏好来管理对网络小区的接入。
所提出的共享公共小区ID的小区无需具有相同的覆盖范围，因为物理信道的重复应该允许新小区中的信号进一步穿透。新小区可填充传统小区中或之间的覆盖空洞(例如具有高路径损失的位置，包括电梯或建筑物的地下室)。因此，通过重复的覆盖增强可允许覆盖无法由任何传统小区服务的位置。另外，通常，对于不同的UE，小区的覆盖范围可不同。作为另一示例，在给定位置处的正常UE(具有两个天线)可在传统小区的覆盖内。低成本MTCUE可仅具有一个天线，因此在相同的位置处可在传统小区的覆盖之外，但是在增强覆盖小区的覆盖内。
该原理示意性地示出于图5中。eNB 11提供两个小区：传统小区、小区1，其小区边界由实线指示；和第二小区、小区2，其小区边界由虚线示出。UE 12a在小区1和小区2二者的范围内。因此，它能够检测小区1，并且根据其能力，也能够检测小区2。另一UE 12b在小区1的覆盖区域之外，但是在小区2的覆盖区域内。假设UE12b被适当地配置，则它可检测小区2，但是无法检测小区1。因此，小区2通过与小区1相比具有更大的覆盖范围来为UE 12b提供覆盖延伸。UE 12c在形成小区1的覆盖空洞的建筑物30内部(或者在小区1与相邻的邻居小区(未示出)之间)。然而，小区2能够充分地穿透此覆盖空洞以允许UE 12c接入。例如，UE 12c可以是在建筑物内的深处的自动售卖机形式的MTC装置。尽管所提出的方案旨在用于LTE中的MTC，它不限于这样的应用。
通常，除非另外指示，否则下面所述的实施方式基于LTE版本11，其中网络使用FDD来操作并且包括一个或更多个eNodeB，各个eNodeB包括大量物理天线并且控制一个或更多个下行链路小区，各个下行链路小区具有对应的上行链路小区。各个DL小区可为一个或更多个终端(UE)服务，所述UE可接收并解码在该服务小区中发送的信号。为了控制时域、频域和空间域中的传输资源用于朝向/来自UE的传输，eNodeB向UE发送控制信道消息(PDCCH)。PDCCH消息通常指示在上行链路(使用PUSCH)或下行链路(使用PDSCH)中是否将进行数据传输，它还指示传输资源以及诸如传输模式、天线端口数、数据速率、启用的码字数的其它信息。另外，PDCCH可指示哪些参考信号可用于推导相位参考以用于DL传输的解调。用于不同天线端口但是占据相同位置的参考信号通过不同的扩频码来区分。
eNB提供两个小区，这两个小区可共享相同的时间/频率资源并且使用相同的小区ID(如第3节中所描述的)。第一小区是传统(Rel-11)小区。第二小区是新类型的小区，通过与来自第一小区的相同传输相比应用于至少一些传输的(附加)重复来区分。用于第二小区的PBCH可在下列一个或更多个方面不同于第一小区中的PBCH：
-与用于第一小区的PBCH相同的信息的附加重复的存在
-不同的信号结构
-与第一小区的PBCH不同的信息
小区至少在可共享资源的区域中共享相同的CRS。
这里的一个问题是如何区分UE在具有相同小区ID的第一小区和第二小区上报告的测量。可假设对于两个小区，仅基于CRS的RSRP将相同。存在两个小区的报告之间进行区分的一些可能性，例如：
·为覆盖延伸小区提供附加类型的测量报告
·向报告增加它用于覆盖延伸小区的指示
·增加接收PBCH中的错误率的指示
·要求必须在报告第二小区的RSRP之前接收PBCH，并且对第二小区的RSRP应用补偿(offset)
-根据PBCH上的重复次数，或者
-根据在PBCH中用信号通知的信息
·针对第一小区和第二小区提供相同的RSRP值但是不同的RSRQ测量值
·延伸小区ID的范围以允许针对第二小区的数量的不同集合。如果检测到新类型的PBCH，通过：
-向报告的物理小区ID增加额外比特，或者
-针对报告给网络的小区ID使用新范围的值，例如505至1008。
总之，实施方式中的初始接入过程(假设UE能够利用覆盖延伸选择合适的小区)示出于图6中并且包括以下步骤。
步骤S10.UE针对一个或更多个小区检测PSS/SSS。如已经提及的，用于PSS和SSS的序列指示小区ID。在本发明的第一小区和第二小区的情况下，两个小区共享相同的PSS/SSS，因此具有相同的小区ID。
步骤S12.UE测量检测到PSS/SSS的小区的RSRP。如果可检测到新小区的存在，则它可考虑该小区在任何报告中增加适当的指示。
步骤S14.UE接收检测到PSS/SSS的一个或更多个小区的PBCH。
通过盲解码试验(例如，利用CRS掩码和/或MIB中的数据)，UE确定：
-CRS天线端口的数量(1、2或4)
-系统帧号(SFN)
-以及在新类型的小区的情况下：
-新类型的PBCH所承载的任何附加信息和/或
-应用于PBCH的附加时域/频域重复的次数(例如，1、2、4或8)
应该注意的是，传统UE将不检测新类型的PBCH或者重复。新小区和传统小区可共享PBCH的一个重复，或者新小区可具有完全不同的PBCH。无论哪种方式传统UE将无法预期新PBCH的位置和/或结构。另一方面，适当配置的UE(“新”UE，例如MTC装置)可检测二者。
步骤S16.UE基于诸如最高RSRP以及是否正确地接收PBCH的度量选择用于初始接入的小区。
使用两个条件允许在第一小区和第二小区之间进行选择。如果接收到来自第一小区的PBCH以及来自第二小区的PBCH，则应该仅选择第一小区。如果仅从第二小区接收到PBCH，则应该选择第二小区。对于检测到附加PBCH重复的小区，可在选择过程中对RSRP应用补偿，以例如与重复次数成比例地减小有效测量功率。这将具有这样的效果：(在具有相等RSRP的小区当中)引入对没有重复的小区的偏好。
步骤S18.UE读取所选择的小区的系统信息(经由重复的传统SIB或者新SIB，取决于实施方式)。
步骤S20.由UE利用例如基于RSRP和PBCH的重复因子的功率水平/重复来发送PRACH。为了区分旨在用于新小区的PRACH与用于传统小区的PRACH，eNB可分配不同的PRACH签名以用于两个小区，或者通过侦听重复来检测旨在用于第二小区的上行链路。
步骤S22.可重新发送PRACH(通常利用功率渐增)，直至从eNB接收到响应(该响应在PDCCH上指示并且在PDSCH上发送，其中例如基于应用于PBCH的重复因子对PDCCH和PDSCH应用重复)。
步骤S24.基于来自eNB的响应，UE发送PUSCH(例如，利用基于应用于PBCH的重复因子的重复因子)。
对两个小区的资源分配被布置为不冲突(在UL和DL二者中)。在下行链路中，要避免的典型冲突将是CRS、PDCCH、EPDCCH或PDSCH中的任何信道之间的冲突。在上行链路中，要避免的典型冲突将是PRACH、PUCCH和PUSCH中的任何信道之间的冲突。如果两个小区中的资源由同一调度器分配(例如，两个小区由同一eNB控制)或者由两个调度器分配(例如，在不同的eNB中)但是这两个调度器紧密协调，则这可以实现。
现在将描述一些更具体的实施方式。
第一实施方式-使用PDCCH
在第一实施方式中，eNB利用相同的天线集合提供上述“传统”小区和“新”小区(也称作第一小区和第二小区)。两个小区使用相同的PSS/SSS传输(即，存在两个小区共用的PSS/SSS传输)，因此共享相同的小区ID。两个小区具有相同的CRS传输。在第一小区中，根据LTE版本11发送PBCH。在第二小区中，利用附加重复发送PBCH(即，利用相同的内容再次发送PBCH)，以改进覆盖。因此，对于两个小区而言，PBCH包含相同的信息。附加重复可在40ms的现有重复周期内占据附加子帧，或者重复周期可被延伸超过40ms。
在一个变型中，第二小区中的PBCH传输包括在第一小区中发送的PBCH(即，来自第一小区的PBCH提供第二小区中的重复之一，并且PBCH信息内容相同)。关于应用于各种其它信道的重复的信息可利用PBCH中的预留比特来指示。传统UE将不处理这些预留比特。
在另一变型中，在第二小区中发送的PBCH独立于在第一小区中发送的PBCH(即，所有重复使用不同于第一小区中的PBCH的资源，并且信息内容可不同)。这将使得例如就应用于各种信道的重复次数向新小区的PBCH增加不同信息变得可能。
第一小区和第二小区二者均由相同的物理天线支持，并且为CRS配置相同的天线端口。在两个小区中CRS位置相同。
对于两个小区而言，系统带宽相同。
对于两个小区而言，PDCCH占据相同的带宽和相同数量的OFDM符号，同时除了传统传输形成新传输的部分之外，避免了针对相同资源的冲突。在两个小区中，PHICH配置也相同。因此，在两个小区中，构成PDCCH的CCE具有相同的资源映射。
原理上，提供足够的信号强度，所有UE将能够检测PDCCH和PHICH的传统传输(即，传统小区上发送的PDCCH、PHICH)。然而，只有能够接收新小区上发送的这些信道的新版本的UE才能够检测它们。
在一个变型中，对于两个小区，PCFICH或其它信令(例如，MIB或SIB)被解码以确定用于PDCCH的OFDM符号的数量。在另一变型中，在第二小区中(即，如果使用覆盖延伸的话)用于PDCCH的OFDM符号的数量固定。在这种情况下，3个OFDM符号将是典型值，在第一小区中也应用相同的值。
对于选择第一小区来初始接入的UE，遵循根据版本11的RACH过程。对于选择第二小区来初始接入的UE，RACH过程被修改以使用重复的PRACH，并且UE经由PDCCH接收响应。
在UE能够检测第一小区和第二小区二者的情况下，网络需要一些机制来区分PRACH旨在用于的小区。这可通过重复或者使用早前提及的更高级别的小区ID来提供。
第二实施方式-使用EPDCCH
如早前提及的，EPDCCH是一种新的DL控制信道，其使用PDSCH资源的部分以缓解现有PDCCH上的拥塞。在此实施方式中，可在两个小区中发送EPDCCH，但是仅在新小区中使用重复(覆盖延伸)。在传统小区中发送PDCCH，但是在新小区中不需要。
因此，除了UE在新小区中仅接收EPDCCH而不接收PDCCH之外，第二实施方式与第一实施方式类似。
根据该变型，EPDCCH配置可默认确定或者通过广播确定，例如，在SIB中指示，或者在MIB中被指示为几种预定义的配置之一。
根据该变型，假设用于DL传输(即，PDCCH)的控制区域的OFDM符号的数量可默认确定或者通过广播确定，例如，在MIB或SIB中指示。如果默认确定，则合适的值将为3。需要这方面以使得UE可知道哪些OFDM符号可用于PDSCH。
在此实施方式的变型中，用于第一小区和第二小区的系统带宽可不同。所述不同可默认确定或者通过广播确定，例如，在MIB或SIB中指示。如果默认确定，则用于第二小区的带宽可被固定在最小可用值(1.4MHz)或者固定值(例如，3MHz)和第一小区的系统带宽中的较小者。
作为进一步的变型，第一小区和第二小区的载波频率可不同。
第三实施方式-使用不同的天线图案
除了与第一小区相比，在第二小区中使用不同的天线配置来进行PBCH的传输之外，第三实施方式与第二实施方式类似。这允许第二小区更适于例如仅具有一个接收天线(并且因此无法使用第一小区中可使用的诸如MIMO的一些传输方案的优点)的MTC装置。
第二小区中的PBCH可利用波束成形来发送以增加信号强度。波束成形图案可被布置为随时间而变化，以例如循环地覆盖第一小区所服务的地理区域的不同部分(例如，每子帧一个波束图案以及两个或四个不同的波束图案)。用于第二小区中所发送的PBCH的解调的参考信号不同于用于第一小区中的PBCH的CRS。
在变型中，在第一小区(没有波束成形)中发送的PBCH用作第二小区(具有波束成形)中的重复之一。
对于第一小区和第二小区二者，PSS/SSS通常将相同。然而，可针对第二小区利用附加重复或信号来补充PSS/SSS。
图7是示出本发明可应用于的UE 12的示例的框图。UE 12可包括可用在上述无线通信系统中的任何类型的装置，并且可包括蜂窝电话(包括智能电话)、具有移动通信能力的个人数字助理(PDA)、具有移动通信组件的膝上型计算机或计算机系统和/或可操作以无线地通信的任何装置。UE 12包括连接至至少一个天线802的(多个)发送器/接收器单元804(一起限定通信单元)以及访问存储介质808的形式的存储器的控制器806。控制器806可以是例如微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者被编程或者以其它方式配置为执行上述各种功能的其它逻辑电路，包括检测新小区或传统小区的PSS/SSS、测量RSRP、选择小区等。例如，上述各种功能可按照计算机程序的形式具体实现，所述计算机程序被存储在存储介质808中并由控制器806执行。发送/接收单元804在控制器806的控制下被布置为接收PSS/SSS和PBCH，在PRACH上发送等等，如先前所讨论的。
图8是示出本发明可应用于的eNB 11的示例的框图。eNB 11包括连接至至少一个天线902的(多个)发送器/接收器单元904(一起限定通信单元)以及控制器906。控制器可以是例如微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者被编程或者以其它方式配置为执行上述各种功能的其它逻辑电路，包括广播传统小区和新小区的PSS/SSS和PBCH、从UE接收PRACH并作出响应等等。例如，上述各种功能可按照计算机程序的形式具体实现，所述计算机程序被存储在存储介质908中并由控制器906执行。发送/接收单元904在控制器906的控制下负责UE特定信令和广播消息。
总之，本发明的实施方式允许LTE系统中的两个小区以相同的小区ID(PCI)共存于相同的时间/频率资源中。如已经提及的，PCI从PSS/SSS推导，在LTE中具有最多504个不同的值，在物理层内对两个小区使用相同的值。对于其它目的，两个小区可在更高层具有不同的ID(即，更高层参数Cellidentlty(对于LTE，28比特，在SIB1中广播)或者用于第二小区的扩展物理小区ID(例如，从505至1008)。
两个小区的区别在于，一个是传统小区，另一个是应用使用信号重复的覆盖延伸的小区。在两个小区所发送的广播控制信道中存在对应区别，例如PBCH上的重复因子或PBCH的内容中的一个或更多个的区别和/或更高级别的ID的区别。第二小区主要旨在用于需要覆盖增强的机器型通信。
在本发明的范围内可进行各种修改。
已参照LTE/LTE-A描述了本发明，但是本发明也可被应用于诸如UMTS和WiMAX的其它通信系统。
术语“小区”将广义地解释。尽管“小区”通常意指DL和UL二者，没有必要就是这样，本发明可被应用于仅DL或仅UL小区(传统小区和/或新小区)。
上述实施方式提及第一小区和第二小区，其中应用本发明以向传统的第一小区增加一个新小区(第二小区)以用于覆盖延伸。然而，本发明不限于这种布置方式。例如，可在相同的小区中应用该原理两次，增加已经提及的第二小区，但是还有第三小区，其使用相同的原理但是具有更远的范围(通过附加重复来实现)。
此外，一个eNB可控制多个小区。本发明可被应用于由同一eNB控制的任何或所有小区。还将可以想到在不同的eNB之间应用本发明，例如使得第二eNB提供与第一eNB的第一小区对应的第二小区，但是回程延迟将使得难以提供资源使用的必要协调。
如果经由本发明的新小区通信的MTC装置移动到普通/传统小区的覆盖中，则将需要切换或者切换至少是期望的(因为没有重复的通信将更高效)。如上所述将UE配置为向更高层报告504以上的PCI将有利于切换，或者可使用上述更高级别的小区ID。
以上提及的任何实施方式和变型可被组合在相同的系统中。一个实施方式的特征可被应用于任何其它实施方式。
在上面所描述的本发明的任何方面或实施方式中，各种特征可被实现于硬件中，或者被实现为在一个或更多个处理器上运行的软件模块。
本发明还提供一种用于实现本文所述的任何方法的计算机程序或计算机程序产品以及存储有用于实现本文所述的任何方法的程序的计算机可读介质。
具体实现本发明的计算机程序可被存储在计算机可读介质上，或者例如，它可以是诸如从互联网网站提供的可下载数据信号这样的信号的形式，或者它可以是任何其它形式。
将理解，在不脱离权利要求的范围的情况下，可对上述的特定实施方式进行各种改变和/或修改。
工业实用性
因此，本发明通过提供与现有小区共存于无线通信系统中并且共享相同的小区ID的新小区来提供覆盖延伸。这具有多个优点。由共存的传统小区和新小区提供的信道的传输性质可兼容，因为它们均根据相同的小区ID来确定。可容易地避免两个小区中的传输之间的干扰。可在进行一些修改以包括新小区类型的情况下应用现有小区选择过程。可在进行一些修改以包括新小区类型的情况下使用现有切换过程从一个小区切换至另一小区。

Claims (15)

1.一种用于无线通信系统中的传输方法，其中：
基站提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区；
由所述第二小区发送的广播信道不同于由所述第一小区发送的对应广播信道；
所述第一小区和所述第二小区具有相同的小区ID，并且所述第一资源集合中的至少一些与所述第二资源集合中的一些相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述第二小区发送的所述广播信道在重复次数方面不同于由所述第一小区发送的对应广播信道。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，由所述第二小区发送的所述广播信道在信息内容方面不同于由所述第一小区发送的对应广播信道。
4.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，所述第二小区被提供用于相对于所述第一小区的覆盖区域的覆盖延伸。
5.根据任何前述权利要求所述的方法，该方法还包括：终端经由所述第二小区与所述基站通信。
6.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，所述无线通信系统基于LTE，并且所述广播信道包括物理广播信道PBCH。
7.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，所述无线通信系统基于LTE，并且所述广播信道包括系统信息块SIB。
8.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，在所述第一小区和所述第二小区中发送附加信道，所述广播信道和/或所述附加信道中的至少一些利用所述基站的多个天线中的相同天线来发送。
9.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，相同基站的不同天线配置被用于所述第一小区和所述第二小区的所述广播信道的传输。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二小区中的所述广播信道使用具有随时间而变化的波束成形图案的波束成形来发送。
11.根据任何前述权利要求所述的方法，该方法还包括：终端在所述第二小区中在物理随机接入信道PRACH上发送，其中基于所述第二小区广播的信息对PRACH传输应用多次重复，或者对所述第二小区所发送的信道应用所述多次重复。
12.一种无线通信系统，其中：
基站被布置为提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区；其中
由所述第二小区发送的广播信道不同于由所述第一小区发送的对应广播信道；并且
所述第一小区和所述第二小区具有相同的小区ID，并且所述第一资源集合中的至少一些与所述第二资源集合中的一些相同。
13.一种被布置为提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区的基站，其中
由所述第二小区发送的广播信道不同于由所述第一小区发送的对应广播信道；并且
所述第一小区和所述第二小区具有相同的小区ID，并且所述第一资源集合中的至少一些与所述第二资源集合中的一些相同。
14.一种用于无线通信系统中的终端，其中，基站被布置为提供包括第一资源集合的第一小区和包括第二资源集合的第二小区，由所述第二小区发送的广播信道不同于由所述第一小区发送的对应广播信道，所述第一小区和所述第二小区具有相同的小区ID，并且所述第一资源集合中的至少一些与所述第二资源集合中的一些相同，其中
所述终端被配置为经由所述第二小区与所述基站通信。
15.一种计算机可读指令，所述计算机可读指令在由无线通信系统中的收发器装置的处理器执行时使得所述装置提供根据权利要求13所述的基站或者根据权利要求14所述的终端。
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