CN107690765B - 测量间隙配置的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了无线通信设备的方法和用于蜂窝通信系统的网络节点的相应方法。网络节点和无线通信设备被配置为根据自动重复请求(ARQ)协议来彼此通信，所述自动重复请求(ARQ)协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间。根据这些方法，无线通信设备向网络节点发送至少一个测量间隙适配信号。网络节点基于测量间隙适配信号来确定无线通信设备的测量间隙配置，其中，测量间隙配置的测量间隙的长度小于最大响应时间。网络节点向无线通信设备发送对测量间隙配置的指示，该无线通信设备使用测量间隙配置来执行测量。还公开了相应的计算机程序产品、装置、网络节点和无线通信设备。

Description

测量间隙配置的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及在蜂窝通信系统中执行测量的领域。更具体地说，它涉及用于执行这种测量的测量间隙的配置。
背景技术
通过使用蜂窝通信网络提供的一些应用和服务可能同时受到低延迟要求和高可靠性(鲁棒性)要求的限制。
这种应用和服务的示例可以根据任务关键MTC(机器型通信)设备(以下也称为C-MTC设备)来说明。
任务关键的MTC设备用于通信，例如涉及制造业、加工工业、汽车和医疗应用。任务关键的MTC设备需要比以前在传统通信系统 (例如，根据第二代-2G(例如GSM-全球移动通信系统)的第三代合作伙伴计划-3GPP、第三代-3G(例如UMTS-通用移动电信标准)和第四代-4G(直到Rel.12)(例如UMTS LTE-UMTS，长期演进)倡导的标准)中支持的更高的可靠性和更低的等待时间。例如，这些要求可能是需要的，以维持鲁棒的控制回路功能。
通常，无线链路上的消息延迟需要保持为低以及往返时间。 C-MTC设备的典型示例要求可以包括20ms的最大消息延迟和允许消息的0.001ppm违反最大消息延迟。为了满足这样的等待时间要求(例如在4G中)，可以在物理层上施加严格的要求，以免(或者至少在很小的程度上)引入传输块错误，因为每次重传增加了消息延迟(例如在4G的典型示例中的8ms)。
为了提供鲁棒的功能(高可靠性)，如果提供第二组载波的一个或多个小区可以被接收有比提供第一组载波的小区更高的信号功率和/ 或更低的干扰，则C-MTC设备通常需要支持从第一组载波到第二组载波的切换。这两组载波可以或者可以不部分重叠，并且每组载波可以包括一个或多个载波。第二组的一个或多个载波可以应用与第一组的载波不同的无线电接入技术(RAT)。为了支持RAT间和/或频率间切换，需要执行测量(例如小区搜索，监测，功率水平估计等)以确定第二组载波。
因此，需要能够执行这样的测量而不违反可适用的低等待时间要求的方法和布置。
可能需要执行以提供高可靠性的测量示例是小区检测(小区搜索) 测量。通常通过根据预定义模式检测由网络节点发送的一个或多个同步信号来执行小区检测。
在许多系统中，同步信号包括第一(主)同步信号和第二(辅助) 同步信号。第一同步信号通常可以存在于一个或几个版本中，主要提供关于小区存在的信息。在测量过程中，无线通信设备通常可以在所有可能的定时处搜索该主同步信号，并且一旦被检测到，无线通信设备知道在哪里寻找辅助同步信号，其通常可以提供小区身份(例如， 2G：基站身份码(BSIC)；3G：扰码(SC)；4G：物理小区身份(PCI)) 以及可能(取决于无线电接入技术)进一步——显式或隐式信息——关于帧定时、传输模式、帧类型等的信息。
在4G中，同步信号包括主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)，在3G FDD(频分双工)中，同步信号包括主同步信道(PSCH)和辅助同步信道(SSCH)，在2G中，同步信号包括频率校正信道(FCCH) 和同步信道(SCH)。
发明内容
应当强调的是，当在本说明书中使用术语“包括”时用来指所阐述的特征，要件，步骤，组成部分的存在，但不排除一个或多个其它特征，要件，步骤，组成部分或它们的组合的存在或增加。
在本描述中，术语“ARQ分组”既用于第一次传输，又用于根据 ARQ协议重传分组。
一些实施例的目的在于解决或减轻上述或其他缺点中的至少一些。
根据第一方面，这通过用于蜂窝通信系统的网络节点的方法来实现，该蜂窝通信系统的网络节点被配置为根据自动重复请求(ARQ) 协议与无线通信设备进行通信。ARQ协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间。
该方法包括：从无线通信设备接收至少一个测量间隙适配信号；基于测量间隙适配信号确定无线通信设备的测量间隙配置；以及向无线通信设备发送对测量间隙配置的指示。
测量间隙配置用于执行无线通信设备的测量，并且测量间隙配置的测量间隙的长度小于最大响应时间。
根据一些实施例，网络节点和无线通信设备之间的通信根据基于 OFDM(正交频分复用)的无线电接入技术，例如，4G系统。
时间单位例如可以是子帧。
在一些实施例中，ARQ协议可以是混合自动重复请求(HARQ) 协议。
根据一些实施例，无线通信设备可以是任务关键机器类型通信设备(C-MTC)或具有低于普通等待时间要求的另一设备。在一些实施例中，无线通信设备可以适于以两种模式中的任何一种模式操作；低等待时间模式(其中根据一些实施例的方法可以是可适用的)和普通模式。
执行测量可以例如包括执行RAT间和/或频率间测量。测量可以包括根据一些实施例的小区搜索和/或小区监测。
根据一些实施例，至少一个测量间隙适配信号可以包括对无线通信设备根据测量间隙长度小于最大响应时间的一个或多个测量间隙配置来进行操作的能力的指示。
对测量间隙配置的确定可以例如是响应于接收到对能力的指示或者可以在稍后的时间点发生(例如，响应于接收到如下所述的请求)。
根据一些实施例，备选地或附加地，至少一个测量间隙适配信号可以包括由无线通信设备请求被配置为根据一个或多个测量间隙配置进行操作的请求，其中测量间隙长度小于最大响应时间。
测量间隙配置的确定可以例如响应于接收到请求。
除了指定间隙长度之外，测量间隙配置在一些实施例中还可以指定测量间隙的周期。周期可以例如被定义为在测量间隙的开始到后续测量间隙的开始之间的时间(或者时间单位数量)，或者被定义为测量间隙的结束到后续测量间隙的结束之间的时间(或者时间单位数量)，或者以任何其它合适的方式被定义。
备选地或附加地并且除了指定间隙长度之外，在一些实施例中，测量间隙配置可以指定要相对于指定的时间点应用的偏移。
在一些实施例中，测量间隙的周期可以大于在对ARQ分组的发送和对相关联的响应消息的接收之间的最大时间。
根据一些实施例，等于测量间隙的周期的时间单位数量可以不同于在蜂窝通信系统的同步信号发送的出现之间的时间单位数量的倍数。同步信号发送可以被认为用于与网络节点和无线通信设备之间的通信相同和/或不同的RAT。
在一些实施例中，等于测量间隙的周期的时间单位数量可以是奇数。
在一些实施例中，最大响应时间可以被定义为根据ARQ协议施加在网络节点上的上行链路最大响应时间以及根据ARQ协议施加在无线通信设备上的下行链路最大响应时间中的最小值。
测量间隙配置的测量间隙的长度也可以小于根据一些实施例的网络节点和无线通信设备之间的往返时间的(一半)。
第二方面是一种用于无线通信设备的方法，所述无线通信设备被配置为根据自动重复请求(ARQ)协议与蜂窝通信系统的网络节点进行通信，所述自动重复请求(ARQ)协议要求在对ARQ分组的接收和相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间。
该方法包括向网络节点发送至少一个测量间隙适配信号，从网络节点接收对测量间隙配置的指示(其中，测量间隙配置由网络节点基于测量间隙适配信号来确定，并且其中测量间隙配置的测量间隙的长度小于最大响应时间)，并且使用测量间隙配置来执行测量。
在一些实施例中，执行测量可以包括将测量间隙配置的两个或更多个测量间隙的测量组合为单个测量结果。
根据一些实施例，执行测量可以包括：在测量间隙配置的不同测量间隙中接收两个或更多个(例如多于三个)同步信号，并且确定将所接收的同步信号中的每一个同步信号与随后接收到的同步信号相间隔的间隔时间单位的数量。然后，执行测量可以包括(对于关于接收到的同步信号的第一次接收的时间单位数量的、并关于同步信号序列的多个假设中的每一个)，将接收到的同步信号与对应的同步信号序列进行相关(其中根据假设、确定的间隔时间单位的数量和同步信号序列来选择对应的同步信号序列)，并且将各假设中具有最大相关性的同步信号序列确定为检测到的同步信号序列。
在一些实施例中，第二方面可以另外具有与上文针对第一方面所述的多种特征中的任意一个相同或相对应的特征。
第三方面是一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，在计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序。该计算机程序可加载到数据处理单元中，并且适于当计算机程序由数据处理单元运行时引起根据第一和/或第二方面中的任一方面的方法的执行。
第四方面是一种用于蜂窝通信系统的网络节点的装置，所述蜂窝通信系统的网络节点被配置为根据自动重复请求(ARQ)协议与无线通信设备进行通信，所述自动重复请求(ARQ)协议要求在对ARQ 分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间。
该装置包括适于基于从无线通信设备接收的至少一个测量间隙适配信号确定无线通信设备的测量间隙配置的控制器(其中测量间隙配置的测量间隙的长度小于最大响应时间并且其中所述测量间隙配置由所述无线通信设备用来执行测量)，并且引起将对测量间隙配置的指示发送给所述无线通信设备。
在一些实施例中，该装置还可以包括适于从无线通信设备接收至少一个测量间隙适配信号的接收器以及适于将对测量间隙配置的指示发送给无线通信设备的发送器。
在一些实施例中，第四方面可以另外具有与上文针对第一方面所述的多种特征中的任意一个相同或相对应的特征。
第五方面是一种蜂窝通信系统的网络节点，包括根据第四方面的装置。
第六方面是一种用于无线通信设备的装置，所述无线通信设备被配置为根据自动重复请求(ARQ)协议与蜂窝通信系统的网络节点进行通信，所述自动重复请求(ARQ)协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间。
该装置包括控制器，该控制器适于引起将至少一个测量间隙适配信号发送给网络节点并使用测量间隙配置来执行测量，其中从网络节点接收对测量间隙配置的指示，其中测量间隙配置由网络节点基于测量间隙适配信号来确定，并且其中测量间隙配置的测量间隙的长度小于最大响应时间。
在一些实施例中，该装置可以进一步包括适于向网络节点发送至少一个测量间隙适配信号的发送器和适于从网络节点接收对测量间隙配置的指示的接收器。
在一些实施例中，第六方面可以另外具有与上文针对第二方面所述的多种特征中的任意一个相同或相对应的特征。
第七方面是一种无线通信设备，无线通信设备包括根据第六方面的装置。
一些实施例的优点是即使当需要在与当前正在进行的通信不同的其他RAT/频率上执行测量时，也可以实现低等待时间要求。
根据一些实施例，较短的测量间隙改善了任务关键的MTC应用的鲁棒性。在某些情况下，测量可以对用户平面完全透明。备选地或附加地，可以在商业蜂窝通信网络中启用先前不可行类型的MTC应用的操作。
附图说明
根据以下参照附图给出的实施例的详细描述，其他目的、特征和优点将显而易见，在附图中：
图1是示出根据一些实施例的示例方法步骤和信令的组合的流程图和信令图；
图2A是示出根据现有技术的与测量间隙相关联的问题的示意图；
图2B是示出根据一些实施例的示例测量间隙配置的示意图；
图2C是示出根据一些实施例的可以如何在若干个测量间隙上收集同步信号的示例的示意图；
图2D是示出时间-频率网格中的同步信号的示例分布的示意图；
图3A是示出根据一些实施例的示例测量间隙配置和如何可以在若干个测量间隙上收集同步信号的示例的示意图；
图3B是示出根据一些实施例的示例测量间隙配置和如何可以在若干个测量间隙上收集同步信号的示例的示意图；
图4是示出根据一些实施例的示例测量间隙配置和如何可以收集同步信号的示例的示意图；
图5是示出根据一些实施例的示例装置的框图；
图6是示出根据一些实施例的示例装置的框图；以及
图7是示出根据一些实施例的计算机可读介质的示意图。
具体实施例
术语UE(用户设备)在本文中用于说明的目的。这意味着包括任何可适用的无线通信设备(例如，MTC设备、C-MTC设备、移动台(MS)等)。
术语“网络节点”在本文中用于表示一个或多个相关的网络实体。这意味着包括任何可适用的网络实体(例如，4G演进节点B(eNodeB， eNB)、3G节点B(NB)、3G无线电网络控制器(RNC)、2G基站(BS)、 2G基站控制器(BSC)等)。
术语“测量间隙”在本文中是指间隙，目的是允许UE暂时停止与服务小区的通信并调谐到可能属于其他无线电接入技术的其他载波 (频率)以执行测量(例如搜索、检测和/或监测相邻小区)。例如，这样的间隙可以包括(但不限于)4G测量间隙、3G FDD传输间隙(又称压缩模式间隙)、3G TDD(时分双工)LCR(低码片速率)DCH(专用信道)测量时机、3G TDDLCR空闲间隔、3G TDD LCR未使用时隙、3G FACH(前向接入信道)测量时机以及2G空闲帧。
在下文中，将描述通过在正在进行的通信中创建测量间隙来启用频率间和/或RAT间测量的实施例。测量间隙配置包括比正常测量间隙更短的时间，并且使得可以仍然满足低等待时间(例如，对于C-MTC 设备)的要求。
在一些实施例中(例如当正在进行的通信是4G通信时)，由于测量间隙导致的无线电链路中断可以从10ms减少到2ms(下行链路) 和3ms(上行链路)，如在本描述中稍后将例示的。
根据一些实施例，可以使用短于正常的测量间隙来通过组合在不同测量间隙中收集的同步信号的片段来执行测量(例如小区搜索)。可以执行这样的组合，直到已经调查了同步信号的所有可能的定时，或者直到已经达到可接受的结果。
图1示出了由无线通信设备(WCD)100执行的示例方法110，由蜂窝通信系统的网络节点(NWN)140执行的示例方法160以及无线通信设备100和网络节点140之间的对应示例信令。
网络节点140和无线通信设备100被配置为根据自动重复请求 (ARQ)协议彼此通信。
ARQ协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息(例如ACK/NAK)的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间。
如果ARQ协议被用于上行链路(UL)和下行链路(DL)两者，那么关于所施加的最大响应时间可以是对称或不对称的。在不对称的情况下，最大响应时间可以被定义为上行链路最大响应时间和下行链路最大响应时间中的最小值。
方法110在步骤120中开始，其中无线通信设备100向网络节点 140发送至少一个测量间隙适配信号192、194。
相应地，方法160从步骤150开始，其中网络节点140从无线通信设备100接收至少一个测量间隙适配信号192、194。
所述至少一个测量间隙适配信号可以包括对无线通信设备根据测量间隙长度小于最大响应时间的一个或多个测量间隙配置进行操作的能力的指示192。备选地或附加地，至少一个测量间隙适配信号可以包括无线通信设备要被配置为根据测量间隙长度小于最大响应时间的一个或多个测量间隙配置进行操作的要求194。以下给出这些不同测量间隙适配信号可能适用的一些示例场景。
如果无线通信设备总是具有低等待时间要求，则步骤120可以仅包括子步骤122，其中对能力192的指示被发送给在子步骤152中接收到它的网络节点。
对能力192的指示例如可以在设备启动时发送，作为针对网络的注册过程的一部分和/或作为针对网络的更新过程的一部分。
如果无线通信设备在具有低等待时间要求和正常等待时间要求之间切换，则步骤120可以仅包括子步骤124和126。在子步骤124中，无线通信设备确定需要更短的测量间隙(例如，在与操作模式之间的切换相关联)，并且在步骤126中，对应的请求194被发送给在子步骤 156中接收到它的网络节点。
请求194可以被发送一次(例如，当确定需要更短的间隙时)或者可以在某些(规则)时间间隔重复它，只要存在更短的间隙的需要。
在一些实施例中，请求可以指示拒绝从网络节点接收到的测量间隙配置(例如传统类型测量间隙配置)。
当不再需要较短的测量间隙时，可以执行类似于子步骤124和126 的步骤以切换回正常的测量间隙配置。备选地，当从最近接收到的请求194经过了一定时间时，网络可以自主地切换回正常的测量间隙配置。
在一些实施例中，如果无线通信设备在具有低等待时间要求和正常等待时间要求之间切换，则步骤120可以包括所有的子步骤122、 124和126。
在步骤158中，网络节点140基于测量间隙适配信号来确定无线通信设备的测量间隙配置。测量间隙配置的测量间隙的长度小于最大响应时间。
在一些实施例中，测量间隙长度的进一步要求是它们小于网络节点和无线通信设备之间的往返时间(或往返时间的一半)。
测量间隙配置也可以指定测量间隙的周期。测量间隙的周期可以满足以下要求：
-大于在对ARQ分组的发送和对相关联的响应消息的接收之间的最大时间，
-等于测量间隙的周期的时间单位数量不同于蜂窝通信系统的同步信号发送的出现之间的时间单位数量的倍数，以及
-等于测量间隙的周期的时间单位的数量是奇数。
在步骤160中，网络节点140将对测量间隙配置的指示196发送给在步骤130中接收指示196的无线通信设备100。
无线通信设备100在步骤132中使用由指示196指示的测量间隙配置来执行测量。
由于测量间隙配置的测量间隙比通常短，所以将两个或更多个测量间隙的测量组合成单个测量结果可能是有益的(或者甚至是必要的) (例如以捕获全部或者足够部分的测量的同步信号)。
其中各种实施例可适用的场景现在将在根据3GPP 4G系统的正在进行的通信的上下文中例示，其中需要执行一个或多个以下测量：
-3GPP 4G的频率间测量，
-3GPP 3G的RAT间测量，以及
-3GPP 2G的RAT间测量。
然而，应该注意的是，各种实施例可以同样适用于其他上下文。
在传统的3GPP 4G系统(高达Rel.12)中，频率间和RAT间测量在6ms长的测量间隙中进行，周期为40ms或80ms，这取决于配置。
图2A示出了根据HARQ协议的这种测量间隙对正在进行的通信的影响。
针对下行链路203示出了6ms(6个子帧)的测量间隙201。为了说明的目的，在每个子帧中指示子帧号(6，7，8，...，3，4，5)。子帧号将不与参考号混淆，因此已经用与参考号不同的样式来示出。
根据3GPP标准(参见例如3GPP TS36.133 v.12.6.0条款8.1)，在 4G FDD载波上操作的无线通信设备(UE、MTC设备、C-MTC设备) 不应当在子帧在测量间隙之后立即发生的上行链路上发送。因此，由于测量间隙201在下行链路中是6个子帧，所以对于上行链路204的对应测量间隙202是7个子帧(7ms)，如图2A所示。
测量间隙在图2A中的对应子帧中由密集条纹图案指示。
在间隙201之前的四个子帧中的任何一个子帧中向UE发送传输块的网络节点不能在发送的传输块上获得任何反馈(根据HARQ协议的具有ACK/NAK的响应消息)，因为反馈将是在接收之后由UE发送四个子帧(对应于最大响应时间)，这将意味着在图2A的示例中的间隙202期间。如果没有收到反馈，则非自适应重传将根据标准(参见例如3GPPTS36.321v.12.4.0子条款5.4)跟随着。为了避免这种情况，网络节点通常不在间隙之前的四个子帧中向UE发送任何传输块。这意味着由6ms的测量间隙引起的正在进行的通信的中断实际上是下行链路上的10ms(10个子帧)。
上行链路发生对应的情况。由于间隙201，UE无法从网络节点获得关于(在间隙202之前的四个子帧中的任何子帧中发送的)传输块的上行传输是否被成功解码的反馈。如果没有接收到反馈，则该标准 (例如参见3GPP TS36.321v.12.4.0条款5.4)规定，UE应当将发送的传输块视为由网络节点成功解码。如果不是这种情况，则网络节点必须调度UE再次发送传输块。为了避免这种情况，网络节点一般不会在间隙之前的四个子帧中调度来自UE的任何传输。这意味着由7ms 的测量间隙引起的正在进行的通信的中断实际上是在上行链路上的 11ms(11个子帧)
在测量间隙之前的四个子帧在图2A中以几乎没有条纹的图案指示。
图2A中从下行链路到上行链路以及反之亦然的箭头示出了对传输块的发送和对应的反馈(响应消息)之间的依赖性，其中在箭头开始的地方发送的传输块应当具有在箭头结束的地方发送的对应反馈。
进一步的复杂性(未在图2A中示出)是由于以下事实：对于UE 在上行链路上进行发送，它需要来自网络节点的调度授权(SG)，其可以通过调度请求(SR)来请求。调度授权适用于在其被UE接收到的子帧之后的四个子帧。因此，如果UE在测量间隙之后立即接收到调度授权，则必须等待另外四个子帧才能恢复上行链路上的发送。因此，由于7个子帧的测量间隙以及4个子帧的SR与SG之间的延迟，由于间隙导致的UL中断至少为11ms(11个子帧)，并且如果网络节点如上面详述的避免在紧接在间隙之前的四个子帧中调度用于上行链路传输的UE则可能中断更多。
对于低等待时间要求(例如，当C-MTC设备处于任务关键的操作模式时)，由于测量间隙而导致的正在进行的通信的实际中断 (10-15ms)可能是不能容忍的。此外，由于鲁棒性/可靠性要求，限制无线通信设备搜索和监测相邻小区的可能性可能不是选项。
因此，实施例建议了具有比正常6ms短的测量间隙的测量间隙配置。典型地，测量间隙的长度应该小于最大响应时间(在图2A的示例中为4ms)，以使得能够在测量间隙之前的至少一些子帧中发送传输块(即，发送响应消息的可能性)。
用于以相对于4G服务小区帧定时的任意定时来捕获完整的3G PSCH和SSCH对的载波上的最小测量时间是0.73ms，并且用于接收携带FCCH或SCH的2G TDMA(时分多址)时隙的对应最小时间是 1.15ms。无线电切换通常总计为0.6ms，这意味着在典型的示例中，能够支持RAT间测量的最小间隙具有2ms的长度。
通过使用比6ms更短的测量间隙，如果间隙以以下方式周期地发生：其允许在考虑下的系统的同步信号的所有可能的定时用于在间隙序列中而不是在单个间隙中(如在典型的现有技术方法中那样)待调查的测量，则它是有益的。此外，如果周期足够长以至于不会失去使用较短间隙长度所获得的益处，则它可以是有益的。
对于例如2ms的间隙长度，周期应该优选为奇数个子帧，并且不同于5ms同步重复周期的倍数，以便允许以任意定时检测4G小区，如在图2D顶部的连接中将看到的。
此外，对于4G同步信号周期(与图2C相比)，由间隙覆盖的定时的重叠优选地应当是一个OFDM符号的最小值，以便确保可以获取完整的PSS或SSS。
考虑到HARQ操作和调度，比11ms更短的周期可能是不合适的，因为它可能限制HARQ过程的连续性(否则在缩短的间隙中起作用)，例如，通过不提供用于反馈、重传、调度请求和/或调度授权的使用的机会。
因此，示例测量间隙配置可以被提供为：
-间隙长度：2ms
-间隙周期：(2n+1)ms，其中n＞5，(2n+1)≠5m，并且n和 m是整数
测量间隙配置还可以定义偏移(相对于系统帧号开始的相对位置)。这种偏移可以以与现有技术相同或类似的方式来定义。
假设缩短的间隙长度固定在2ms，则由网络节点向无线通信设备发送的对测量间隙配置(与图1的196相比较)的指示可以例如包括数量n(以及偏移，如果适用的话)。备选地，可以根据数量n(和偏移，如果适用的话)来预定义多个测量间隙配置，并且对其索引，并且对测量间隙配置的指示可以包括索引。
图2B示出根据一些实施例的示例测量间隙配置。说明性的细节 (条纹、箭头)类似于图2A的那些。在该测量间隙配置中，间隙长度在下行链路中为2个子帧(参见测量间隙211、212、213、214、215)，并且在上行链路中为3个子帧(参见测量间隙216、217、218、219、220)。可以看出，对于紧邻在下行链路中的测量间隙之前的一个子帧以及紧邻在上行链路中的测量间隙之前的两个子帧，对传输块的发送现在是可能的。此外，由于测量间隙长度小于4个子帧，所以可以在测量间隙之后使用恰好在测量间隙之前接收到的一些调度授权。
附图标记221、222、223、224、225、226指示下行链路中的子帧号0的位置，附图标记227、228、229、230、231、232指示上行链路中的子帧号0的位置。可以看出，由于测量间隙配置的周期(11个子帧)，测量间隙的位置滑动以最终覆盖所有子帧号。这确保了同步信号的所有位置都被测量间隙覆盖。
图2C更详细地说明了这一点。在图2C中，图2A的下行链路测量间隙211、212、213、214、215已被组合在一起以说明它们覆盖哪个子帧号。测量间隙的水平条纹部分205示出了由于通常不能执行测量的频率和/或RAT的切换导致的无线电余量(通常约0.4ms)。由于间隙211覆盖子帧5和6，间隙212覆盖子帧6和7，间隙213覆盖子帧7和8等；所有的子帧号码最终都将被测量间隙的一部分所覆盖，所述测量间隙的一部分不被限制为无线电余量。例如，5个连续的测量间隙将总是覆盖10ms(与图2D比较)的4G FDD无线电帧的子帧 0或子帧5，其确保接收到PSS和SSS。
图2D示出在10ms的无线电帧中，同步信号PSS 252、255和SSS 251、254如何定位在4G FDD(频分双工)系统的时间-频率网格中。还示出了物理广播信道(PBSH)253以及小区特定参考信号(CRS；黑方块——总是呈现CRS，白方块——有时呈现CRS)。同步信号位于中央72个子载波(263)中的子帧0(261)和5(262)中，重复周期为5ms。
通过成功检测PSS的一个实例和SSS的一个实例，UE获取关于物理小区身份和无线电帧定时的信息，从而知道CRS如何被编码和布置在时间-频率网格中。CRS的接收强度和质量被测量，并用于由UE 或网络节点根据操作模式(空闲或连接模式)进行的移动性决定。
图3A示出了与图2B中的4G下行链路(2ms间隙长度，11ms 周期)类似的测量间隙配置321对3G FDD系统的下行链路320中的同步信号的测量的应用。示出了测量间隙配置的两个间隙311、312。
图3A中还示出了3G FDD系统的10ms无线电帧309的同步信道模式(例如参见3GPPTS25.211v.10.0.0，条款5.3.3.5)。无线电帧被分成14个时隙308。为了说明的目的，在3GFDD系统的每个时隙中指示时隙号(0，1，2，...，c，d，e)。时隙号不与参考号混淆，因此使用与参考号不同的样式示出。
同步信道PSCH 301、302、303和SSCH 304、305、306被覆盖并在每个时隙的第一个第十307中发送。PSCH携带对于所有3G FDD 小区和所有时隙都相同的主同步码(PSC)，并且SSCH辅助同步码 (SSC)，所述辅助同步码(SSC)可以根据预定的序列在时隙内子帧的基础上不同，所述预定的序列与该小区所属的扰码组(64个可能的扰码组中的每一个都具有一组8个潜在的扰码)相关联。
在有利的无线电条件下，收集一对同步信号(其可以通过测量至少高达110/150ms来保证；约0.73ms)可以足以检测PSCH。然而，为了确定小区所属的64个扰码组中的哪一个，通常需要从不同时隙获取的SSCH的若干个实例。
如图3A所示，可以通过使用测量间隙配置321来收集同步信号的这样的若干个实例351、352、353。在这个示例中，由于周期的特定选择，同步信号的实例351、352、353以时隙顺序(...，1，2，3，...) 被收集。
图3B类似于图3A，但是示出了将具有长度为2ms和13ms周期的间隙314、315的测量间隙配置应用于在3G FDD系统的下行链路中的同步信号的测量。在这个示例中，由于周期的选择，同步信号的实例361、362、363没有按照时隙顺序(...，1，5，6，...)被收集。
PSC检测可以通过匹配滤波来执行，其中滤波器输出被存储在包含表示一个时隙所需的尽可能多的元素的循环缓冲器中。在每个测量间隙中，可以向滤波器馈送足够的样本以便针对循环缓冲器中的每一个元素产生一个输出。可以计算在前一个测量间隙中馈送给滤波器的第一个样本与当前测量间隙中的样本之间的3G FDD无线电样本中的等效距离，并且可以相应地调整循环缓冲器中的起始点，使得不管测量间隙如何，循环缓冲器中的元素总是与3G时隙中的相同相位相关联。来自不同测量间隙的匹配滤波器输出可以非相干地累积，并且当已经分析了足够数量的测量间隙时，可以在匹配滤波器输出中识别峰值，以作为对存在一个或多个3G小区的指示。
一旦检测到PSC，就可以确定扰码组。可以收集多个SSC并使其与64个可能的扰码组中的每一个的预定序列相关。
下表说明用于扰码组的示例SSCH编码(在每个时隙中发送SSC) (参见例如3GPPTS25.213v.10.0.0，条款5.2.3.2)：
Figure RE-BDA0001500436390000161
通常，关于哪个扰码组被检测的决定变得越好，收集来自不同时隙号的SSCH的实例越多。使用非常少的实例通常意味着无法做出明确的决定(例如，参见若干个扰码组具有相同SSC的时隙号0和1)。
可应用于图3A所示的情况的小区检测的一种方法是基于包括至少4个连续时隙号的SSCH实例来确定扰码组，针对每个假设的扰码组(表的行)使接收到的SSCH与上表中的对应时隙号的序列相关，并选择相关性最高的扰码组。
类似的方法可以用于图3B中所示的情况，但是由于SSCH实例没有按照时隙号的顺序收集，所以可以应用选择要相关的哪些序列(时隙号，表的列)的附加步骤。这使得可以按它们被收集的顺序使用 SSCH实例(并基于它们做决定)，而不必等到收集到对应于连续时隙号的SSCH实例为止。
因此，在图3B的上下文中执行图1的步骤132中的测量可以包括：在测量间隙配置的不同测量间隙314、315中收集SSCH的两个或更多个实例，并确定实例之间的间隔时隙数量(对应于上表的列)。
然后，关于扰码组(对应于上表中的行)以及第一收集到的实例对应于哪个时隙号(对应于上表的列)做出假设。
对于每个假设，接收到的SSCH实例与上表中对应的时隙号和扰码组的序列相关，选择具有最高相关性的假设(定义扰码组和第一收集的时隙号)。
在一个示例中，该过程可以总结如下：
-收集并解码K＞3个SSC实例：{S1，S2，...，SK}。
-根据时隙计算到第一个实例S1的距离{n2，...，nK}。
-对于每个扰码组(对应于上表中的行)以及对于每个偏移m＝ 0…15，使序列{S1，S2，...，SK}与上表的列 {m，mod15(m+n2)，...，mod15(m+nK)}相关。
-从表中的行和产生最大相关性的值的m确定扰码组和帧定时 (第一个实例的时隙号)。
图4示出了将与图2B中的4G下行链路的测量间隙配置(2ms间隙长度，11ms周期)相似的测量间隙配置421应用于2G系统的下行链路420中的同步信号的测量。示出了测量间隙配置的两个间隙411、 412。
构成主同步信号的FCCH和构成辅助同步信号的SCH以由51个 TDMA无线电帧组成的多帧结构发送。每个TDMA无线电帧431、432、 433、434对应于120/26ms，并被进一步分成8个时隙451、452。在 TDMA帧0(431)、10(433)、20、30和40的第一个时隙451中发送FCCH，并且在所有小区和时隙中发送相同的码。SCH在TDMA帧 1(432)、11(434)、21、31和41的第一时隙452中被发送。它携带 BSIC和承载SCH解码实例的TDMA帧的帧号。
在这种系统的小区检测中，通常首先在GSM载波上测量接收功率(例如，通过获取接收信号强度指示RSSI)，并且如果接收功率足够大(例如，与其他GSM载波相比)，则UE可以搜索FCCH。
当在时间受限的测量间隙中执行测量时，对FCCH的搜索可以在若干个间隙上继续，直到检测到FCCH或者直到定时器到期(UE可以通过其优先在其他载波上搜索)为止。
一旦检测到FCCH，UE就知道去哪里寻找SCH，并可以抓住下一个获取和解码它的机会。
在4G测量间隙配置使用10ms无线电帧且2G使用4.615ms无线电帧的情况下，无论测量间隙周期的选择如何，2G同步信道都将被最终检测到。
图5示意性地示出了用于蜂窝通信系统的网络节点的示例装置 500。装置500可以例如适于执行图1的步骤160。
图6示意性地示出了用于无线通信设备的示例装置600。装置600 可以例如适于执行图1的步骤110。
包括装置500的网络节点被配置为以与结合图1所描述的相似的方式根据ARQ协议与包括装置600的无线通信设备进行通信。
装置500和600中的每一个分别包括适于引起执行结合图1所描述的方法步骤的控制器(CNTR)520和620。装置500和600中的每一个还可以包括分别适于执行如结合图1所描述的发送和接收的收发器(TX/RX)510和610。
装置500的控制器520可以包括配置单元(CONFIG)530，配置单元(CONFIG)530适于确定如本文所述的测量间隙配置。例如，配置单元530可以适于使用如上所例示的测量间隙长度(LENGTH)531、测量间隙周期(PERIOD)532和测量间隙偏移(OFFSET)533。
装置600的控制器620可以适于向网络节点传送能力(CAP)640，以根据比正常测量间隙更短的测量间隙配置进行操作。
备选地或附加地，装置600的控制器620可以适于基于无线通信设备的当前等待时间要求(L_REQ)650从网络节点请求比正常测量间隙短的测量间隙配置。
装置600的控制器620可以包括测量单元(MEAS)630，其适于使用如本文所述的测量间隙配置来执行频率间和/或RAT间测量。
例如，测量单元630可以包括适合于确定收集的同步信号的实例之间的距离的间隔确定器(SEP DET)，适于布置关于同步信号的假设和与同步信号参考相比较的测量间隙的时间偏移的假设器(HYP)632，适于根据假设将已知同步信号序列的收集到的同步信号的实例相关的相关器(CORR)633，以及适于基于相关结果并考虑如检测到的对应的同步信号序列来选择假设中的一个的同步信号检测器(S_DET)634。
描述的实施例及其等同替代可以通过软件或硬件或者其结合来实现。它们可以通过与通信设备相关联或者为一体的通用电路(例如数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、协处理器单元、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程硬件)来执行，或者由专用电路(例如专用集成电路(ASIC))来执行。所有这些形式预期包括在本公开的范围内。
实施例可以存在于电子设备(例如无线通信设备或网络节点)中，所述电子设备包括根据任意实施例的电路/逻辑或执行方法。电子装置可以例如是便携式或手持式移动无线电通信设备、移动无线电终端、移动电话、基站、基站控制器、通信器、电子记事本、智能电话、计算机、笔记本、或移动游戏设备。
根据一些实施例，计算机程序产品包括计算机可读介质，例如软盘、USB棒、插入式卡、嵌入式驱动器或CD-ROM，如图7的700 所示。计算机可读介质700可以存储有包括程序指令的计算机程序。计算机程序可以加载到数据处理单元(PROC)720中，其可以例如被包括在诸如无线通信设备或网络节点之类的设备710中。当加载到数据处理单元中时，计算机程序可以存储在与数据处理单元720相关联或为一体的存储器(MEM)730中。根据一些实施例，当计算机程序加载得到数据处理单元中并由数据处理单元运行时，计算机程序可以导致处理单元执行根据例如图1中所示的方法中的任何一个的方法步骤。
已经在本文中参照各种实施例。然而，本领域技术人员将会认识到，对描述的实施例的多种变化仍然会落入权利要求的范围。例如，本文描述的方法实施例通过一特定顺序执行的方法步骤来描述示例方法。然而，应当认识到，在不偏离权利要求的范围的情况下，这些事件顺序可以以另一顺序发生。此外，尽管某些方法步骤已经被描述为顺序执行，但它们可以并行执行。
通过相同的方式，应当注意的是，在实施例的描述中，将功能块划分为特定单元绝不是限制性的。相反，这些划分仅是示例性的。本文描述为一个单元的功能块可以划分为两个或更多个单元。通过相同的方式，在不偏离权利要求的范围的情况下，本文描述为实现为两个或更多个单元的功能块可以实现为单个单元。
因此，应当理解的是，描述的实施例的细节仅仅是用于示出的目的而不是限制。作为替代，落入权利要求范围内的所有变型都意在被包括在其中。

Claims (21)

1.一种用于蜂窝通信系统的网络节点的方法，所述网络节点被配置为根据自动重复请求“ARQ”协议与无线通信设备进行通信，所述ARQ协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间，所述方法包括：
从所述无线通信设备接收(150、152、156)至少一个测量间隙适配信号(192、194)；
基于所述测量间隙适配信号来确定(158)所述无线通信设备的测量间隙配置，其中，所述测量间隙配置的测量间隙(211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、311、312、314、315、411、412、413)的长度小于所述最大响应时间，以及所述测量间隙配置由所述无线通信设备用来执行测量；所述测量间隙的周期被配置为使得所述测量间隙的位置相对于同步信号发送的出现是偏移的；以及
向所述无线通信设备发送(160)对所述测量间隙配置的指示(196)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个测量间隙适配信号包括对所述无线通信设备根据测量间隙长度小于所述最大响应时间的一个或多个测量间隙配置来操作的能力的指示(192)。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述至少一个测量间隙适配信号包括由所述无线通信设备请求被配置为根据测量间隙长度小于所述最大响应时间的一个或多个测量间隙配置进行操作的请求。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量间隙的所述周期大于在对所述ARQ分组的发送与对所述相关联的响应消息的接收之间的最大时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，等于所述测量间隙的所述周期的时间单位数量不同于在所述蜂窝通信系统的同步信号发送(251、252、254、255、351、352、353、361、362、363、451、452)的出现之间的时间单位数量的倍数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，等于所述测量间隙的所述周期的所述时间单位数量是奇数。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述最大响应时间被定义为以下各项中的最小值：
根据ARQ协议施加在网络节点上的上行链路最大响应时间；以及
根据ARQ协议施加在无线通信设备上的下行链路最大响应时间。
8.一种用于无线通信设备的方法，所述无线通信设备被配置为根据自动重复请求“ARQ”协议与蜂窝通信系统的网络节点进行通信，所述ARQ协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间，所述方法包括：
向所述网络节点发送(120、122、126)至少一个测量间隙适配信号(192、194)；
从所述网络节点接收(130)对测量间隙配置的指示(196)，其中，所述测量间隙配置由所述网络节点基于所述测量间隙适配信号来确定，以及所述测量间隙配置的测量间隙(211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、311、312、314、315、411、412、413)的长度小于所述最大响应时间；所述测量间隙的周期被配置为使得所述测量间隙的位置相对于同步信号发送的出现是偏移的；以及
使用(132)所述测量间隙配置来执行测量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个测量间隙适配信号包括对所述无线通信设备根据测量间隙长度小于所述最大响应时间的一个或多个测量间隙配置进行操作的能力的指示(192)。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，所述至少一个测量间隙适配信号包括由所述无线通信设备请求被配置为根据测量间隙长度小于所述最大响应时间的一个或多个测量间隙配置进行操作的请求。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述测量间隙的所述周期大于在对所述ARQ分组的发送与对所述相关联的响应消息的接收之间的最大时间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，等于所述测量间隙的所述周期的时间单位数量不同于在所述蜂窝通信系统的同步信号发送(251、252、254、255、351、352、353、361、362、363、451、452)的出现之间的时间单位数量的倍数。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，等于所述测量间隙的所述周期的所述时间单位数量是奇数。
14.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，执行所述测量包括：将所述测量间隙配置的两个或更多个测量间隙的测量组合为单个测量结果。
15.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，执行所述测量包括：
在所述测量间隙配置的不同测量间隙中接收两个或更多个同步信号；
确定将所接收的同步信号中的每一个同步信号与随后接收的同步信号相间隔的间隔时间单位的数量；
对于关于所接收的同步信号中的第一次接收的时间单位数量的、和关于同步信号序列的多个假设中的每一个假设：将接收到的同步信号与对应的同步信号序列进行相关，其中，根据假设、所确定的间隔时间单位的数量和同步信号序列来选择对应的同步信号序列；以及
将各假设中具有最大相关性的同步信号序列确定为检测到的同步信号序列。
16.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，所述最大响应时间被定义为以下各项中的最小值：
根据ARQ协议施加在网络节点上的上行链路最大响应时间；以及
根据ARQ协议施加在无线通信设备上的下行链路最大响应时间。
17.一种计算机可读介质(700)，所述计算机可读介质(700)上具有包括程序指令在内的计算机程序，所述计算机程序能够被加载到数据处理单元(720)中并适于当所述数据处理单元运行所述计算机程序时使得执行根据权利要求1至16中任一项所述的方法。
18.一种蜂窝通信系统的网络节点，所述网络节点包括装置，所述装置被配置为根据自动重复请求“ARQ”协议与无线通信设备进行通信，所述ARQ协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间，所述装置包括：
接收器(510)，适于从所述无线通信设备接收至少一个测量间隙适配信号；以及
发送器(510)，适于向所述无线通信设备发送对测量间隙配置的指示；
控制器(520)，所述控制器(520)适于：
基于从所述无线通信设备接收到的所述至少一个测量间隙适配信号，确定所述无线通信设备的所述测量间隙配置，其中，所述测量间隙配置的测量间隙(211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、311、312、314、315、411、412、413)的长度小于所述最大响应时间，以及所述测量间隙配置由所述无线通信设备用来执行测量；所述测量间隙的周期被配置为使得所述测量间隙的位置相对于同步信号发送的出现是偏移的；以及
引起向所述无线通信设备发送对所述测量间隙配置的指示。
19.根据权利要求18所述的网络节点，所述装置包括还适于执行权利要求1至7中任一项所述的方法步骤的控制器(520)。
20.一种无线通信设备，所述无线通信设备包括装置，所述装置被配置为根据自动重复请求“ARQ”协议与蜂窝通信系统的网络节点进行通信，所述ARQ协议要求在对ARQ分组的接收和对相关联的响应消息的发送之间的时间单位数量小于最大响应时间，所述装置包括：
发送器(610)，适于向所述网络节点发送至少一个测量间隙适配信号；以及
接收器(610)，适于从所述网络节点接收对测量间隙配置的指示；以及
控制器(620)，所述控制器(620)适于：
引起向所述网络节点发送所述至少一个测量间隙适配信号；以及
使用测量间隙配置来执行测量，其中，从所述网络节点接收对所述测量间隙配置的指示，所述测量间隙配置由所述网络节点基于所述测量间隙适配信号来确定，以及所述测量间隙配置的测量间隙(211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、311、312、314、315、411、412、413)的长度小于所述最大响应时间，所述测量间隙的周期被配置为使得所述测量间隙的位置相对于同步信号发送的出现是偏移的。
21.根据权利要求20所述的无线通信设备，其中，所述装置包括还适于执行权利要求11至16中任一项所述的方法步骤的控制器(620)。
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