CN110149196A - 针对覆盖均衡改善而用于跨小区载波聚合的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及针对覆盖均衡改善而用于跨小区载波聚合的系统和方法。本发明公开了一种由宏小区和用户设备(UE)执行的用于实现网络中的载波聚合模式的系统和方法。该系统包括宏小区和多个小小区，该宏小区包括第一覆盖区域，该多个小小区中的每个小小区包括第二覆盖区域，其中多个第二覆盖区域基本上覆盖第一覆盖区域。宏小区将第一分量载波操作作为支持载波聚合的网络中的主分量载波，并且该小小区中的一个小小区将第二分量载波操作作为支持载波聚合的网络中的辅分量载波。

Description

针对覆盖均衡改善而用于跨小区载波聚合的系统和方法
本申请是国际申请日为2014年12月02日、申请号为201480065815.6、发明名称为“针对覆盖均衡改善而用于跨小区载波聚合的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。
优先权请求/以引用方式并入
该专利申请要求于2013年12月2日提交的标题为“Systems and Methods forCross-Cell Carrier Aggregation for Coverage Balance Improvement”的美国临时专利申请61/910,737的优先权，该专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
背景技术
长期演进(“LTE”)是针对移动设备和数据终端的用于高速数据的无线通信标准。高级LTE是对LTE标准的主要增强。在高级LTE标准内，载波聚合被用于增加带宽，从而提高比特率。载波聚合已在第三代合作伙伴技术(“3GPP”)版本10(高级LTE标准)中被引入，以在保持与传统UE的向后兼容性的同时向单个设备(例如，用户设备或者“UE”)提供比20MHz传输带宽更宽的带宽。具体地，载波聚合可被定义为两个或更多个分量载波的聚合，以便支持更宽的传输带宽。载波聚合配置可被定义为载波聚合操作频带的组合，每个载波聚合操作频带通过UE来支持载波聚合带宽类别。带宽类别以通过所聚合的传输带宽配置和UE所支持的分量载波的最大数量来定义。
对于频带内相邻载波聚合而言，载波聚合可为支持载波聚合频带类别的单个操作频带。对于每个载波聚合配置而言，针对被包含在频带组合集合内的所有频带组合可指定要求，如UE的无线电接入能力所指示的。因此，UE可指示支持针对每个带宽组合的多个带宽组合集。
根据当前标准，每个所聚合的载波被称为多个分量载波，其中每个分量载波可具有1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz或者20MHz的带宽，并且最多五个分量载波可被聚合。多个分量载波来自单个基站部分和单个UE。如图1中所示的，两个示例性分量载波可各自具有10MHz的带宽，以组合成20MHz的总带宽。在高级LTE载波聚合中，具有不同频率的两个频率载波可被捆绑在一起，以增强来自单个UE的峰值吞吐量。所有的控制和信令可在主载波上传输，而辅载波可被限制成处理数据信道。在支持载波聚合特征的情况下，支持20MHz载波聚合的高级LTE标准设备可实现100Mbps的下行链路(“DL”)吞吐量。
发明内容
本文描述了一种针对改善的覆盖均衡而用于跨小区载波聚合的系统和方法。一种示例性系统包括宏小区和多个小小区，该宏小区包括第一覆盖区域，该多个小小区中的每个小小区包括第二覆盖区域，其中所述多个第二覆盖区域基本上覆盖第一覆盖区域。该宏小区将第一分量载波操作作为支持载波聚合的网络中的主分量载波，而小小区中的一个小小区将第二分量载波操作作为支持载波聚合的网络中的辅分量载波。
本文进一步所述的是一种在用户设备(“UE”)处利用多个分量载波而执行的方法，该多个分量载波包括主分量载波和辅分量载波。该方法包括：针对主小区和多个辅小区来执行信号质量测量；生成包括信号质量测量的测量结果报告；将测量结果报告从UE传输到主小区；以及在其中由主小区服务的第一分量载波作为主分量载波并且由辅小区中的一个辅小区服务的第二分量载波作为辅分量载波的载波聚合模式中操作。
本文进一步所描述的是一种由被配置为在载波聚合模式中操作的网络的基站执行的方法，该基站操作作为主小区。该方法包括：从用户设备(UE)接收测量结果报告，其中该测量结果报告包括针对主小区和多个辅小区的信号质量测量；基于信号质量测量来选择用于UE的由主小区服务的主分量载波和由辅小区中的一个辅小区服务的辅分量载波的最佳配置；以及将该最佳配置发送到UE。
附图说明
图1(上述的)示出了包括两个分量载波的载波聚合的示例，每个分量载波具有10MHz的带宽以用于20MHz的总带宽。
图2示出了根据本文所述的实施方案的包括两个宏小区的网络布置的示例，每个宏小区具有覆盖区域不同的两个分量载波。
图3示出了根据本文所述的实施方案的具有跨小区载波聚合的示例性网络配置。
图4示出了被配置为在图3的网络布置内在载波聚合模式中操作的示例性用户设备(UE)。
图5示出了根据本文所述的实施方案的用于从UE实现跨小区载波聚合的示例性方法。
图6示出了根据本文所述的实施方案的由UE提供的示例性测量对象。
图7示出了根据本文所述的实施方案的用于从基站实现跨小区载波聚合的示例性方法。
具体实施方式
参考以下描述及附图可进一步理解示例性实施方案，其中类似的元件涉及相同的参考标号。示例性实施方案示出了一种针对改善的覆盖均衡而用于跨小区载波聚合的系统和方法。更具体地，与通过单个基站选择而使用载波聚合相反，本文所述的示例性实施方案可利用跨小区载波聚合。跨小区载波聚合可被定义为具有来自一个基站(例如，宏小区)的主载波以及来自另一个基站的辅载波(例如，毫微微小区)。
在使用载波聚合时，针对分量载波中的每个分量载波，可能存在多个服务小区。服务小区的覆盖范围可能由于分量载波频率和功率规划两者而有所不同，这对于异构网络规划而言是有用的。无线电资源控制(“RRC”)连接由被称为主服务小区(“PCell”)的一个小区进行处理，针对上行链路(“UL”)和下行链路(“DL”)而由主分量载波(“PCC”)来服务。
其他分量载波可被称为用于上行链路(UL)和下行链路(DL)的为辅服务小区服务(“SCell”)的辅分量载波(“SCC”)。SCC根据需要被添加和移除，而PCC在切换时被改变。本领域的技术人员将理解，PCell和SCell是逻辑构建体，以允许根据需要来添加SCell。PCell是用于所有RRC信令和控制过程的主小区，而SCell被认为是对PCell的增强。
如上所述，高级LTE载波聚合当前被定义为来自单个基站部分和单个UE的多个载波。在许多情况下，主载波和辅载波的频率可迥然不同。例如，主载波的典型频率可为700MHz，而辅载波的典型频率可为5.8GHz。频率中的该巨大差异导致两个被捆绑的载波之间的显著覆盖范围差异。因此，这通常导致被捆绑的载波之间的覆盖失衡问题，并且从而损害载波聚合的任何有益效果。相对于LTE载波聚合描述了示例性实施方案。然而，应当注意的是示例性实施方案也可在能够进行载波聚合的任何网络内实现。
图2示出了包括两个宏小区210和250的当前高级LTE载波聚合的配置200，每个宏小区具有两个分量载波，该两个分量载波具有不同的频率f1和f2并且包括不同的覆盖区域。具体地，宏小区210和250中的每个宏小区包括主载波和辅载波。宏小区210和250的f1频率被示出为分别具有覆盖区域220,260并且表示主载波。宏小区210和250的f2频率被示出为分别具有覆盖区域230,270并且表示辅载波。由于f1覆盖范围220,260与f2覆盖范围230,270之间的巨大差异，用于访问宏小区210，250中的任一个宏小区的UE将具有对载波聚合的非常受限的使用权限。例如，UE可能仅能够在处于其中f1覆盖范围220,260与f2覆盖范围230,270重叠的覆盖区域(即，宏小区的覆盖区域230,270(f1+f2))内时利用载波聚合。一旦UE行进到重叠的覆盖区域230,270(f1+f2)之外，UE便将失去针对载波聚合的辅小区的有益效果。因此，当前高级LTE载波聚合导致宏小区间的覆盖范围失衡。宏小区210和250可是支持LTE载波聚合的网络的增强型节点B(eNB)。
根据本文所述的示例性实施方案，跨小区载波聚合允许主载波基站与辅载波基站分开。基站之间的此类分开针对更高频率的载波可允许比低频率的载波更加密集的基站部署。因此所得的配置可因此在所聚合的载波之间提供改善的覆盖范围均衡。
本文所述的示例性系统和方法在图2所示的环境中可尤为有用，其中主载波是处于宏小区部署下的低频率LTE频带(例如，700MHz)，而辅载波位于毫微微小区部署下的多个GHz频带中的频率中。
图3示出了与用于跨载波聚合的示例性系统和方法一起利用的高级LTE载波聚合的网络配置300。与单个宏小区基站部分用作两个分量载波相反，如图2中所示，图3的网络配置300包括与宏小区基站分开的多个较小的毫微微小区基站。例如，在宏小区的f1覆盖范围保持不变的同时，较小的毫微微小区中的每个毫微微小区可具有在f1覆盖范围内的f2的覆盖范围。
网络配置300具有两个宏小区310和350，它们分别具有f1覆盖区域320和360。针对网络配置300所描述的这些f1覆盖区域320和360与f1覆盖区域220和260基本上相同。然而，在该示例中，每个宏小区310,350分别具有对应的毫微微小区330,335,340和370,375以及380。这些毫微微小区330,335,340和370,375以及380中的每个毫微微小区分别具有对应的f2覆盖区域332,337,342,372,377,382。这些f2覆盖区域332,337,342,372,377,382中的每个f2覆盖区域可覆盖与网络配置200中的f2覆盖区域230,270基本上相同的区域。
通过在宏小区310,350的f1覆盖区域320,360内分别包括多个毫微微小区332,337,342,372,377,382，f1覆盖区域320,360中的更大部分可为UE提供组合的覆盖频率f1+f2。换句话讲，图3中的网络配置300的载波聚合覆盖均衡比图2中所示的覆盖均衡大大改善。此外，如图3中所示，覆盖频率f1和f2保持相同。即，网络配置不需要使用另外的频率来提供基本上重叠的覆盖区域。应当注意的是，尽管图3中所示的网络配置300在宏小区f1覆盖区域中的每个宏小区f1覆盖区域内示出了三个毫微微小区，但是本领域的技术人员将理解任何数量的较小的独立的毫微微小区均可与宏小区一起被部署。还应当注意的是，尽管较小的小区被描述为毫微微小区，但是较小的或者辅小区可为任何类型的较小的小区例如微微小区。
图4示出了被配置为在网络布置300内在载波聚合模式中操作的示例性用户设备(UE)400。UE 400可代表被配置为执行无线功能，特别地执行载波聚合功能的任何电子设备。例如，UE 400可为便携式设备，诸如电话、智能电话、平板电脑、平板手机、膝上型电脑等。在其他实例中，UE 400可为固定设备，诸如台式计算机终端。UE 400可包括处理器405、存储器布置410、显示设备415、输入/输出(I/O)设备420、收发器425及其他部件430。该其他部件430可包括例如音频输入设备、音频输出设备、电池、数据采集设备、用于将UE 200电连接到其他电子设备的端口等。
处理器405可被配置为执行站点400的多个应用程序。例如，当经由收发器425连接到通信网络时，应用程序可包括web浏览器。在具体的示例性实施方案中，处理器405可执行载波聚合应用程序。UE 400能够在载波聚合模式和单个载波模式中操作。载波聚合应用程序允许UE 400在网络布置300内操作。
收发器425可为被配置为传输和/或接收数据的硬件部件。即收发器425可基于网络的操作频率直接或间接地通过网络来实现与其他电子设备的通信。在载波聚合模式中，收发器425允许UE 400与主小区和辅小区两者进行通信。
应当注意的是，执行本文针对载波聚合应用程序所述的功能的处理器405仅是示例性的。例如，收发器425还可执行载波聚合应用程序的功能中的一些或全部功能。在另外的示例中，可能包括或者可能不包括固件的独立集成电路可执行载波选择应用程序的功能。
图5示出了根据本文所述的实施方案的用于在连接到网络布置300时由UE 400来实现跨小区载波聚合的示例性方法500。因此，整个方法500可由UE 400来执行。方法500还将相对于网络布置300的宏小区310的f1覆盖区域320内的UE 400被描述。
在步骤510中，UE 400从宏小区310接收潜在辅小区的列表。图6示出了被提供到包括潜在辅小区的列表的UE 400的示例性测量对象600。在该示例中，该列表将包括毫微微小区330,335和340，用于宏小区310的潜在SCell。应当注意的是，宏小区310可具有与毫微微小区330,335和340的通信并且将知道这些毫微微小区330,335和340能够用作SCell。宏小区310可然后将该信息提供到UE 400，以简化由UE 400进行的测量。例如通过UE 400接收图6中所示的测量对象600，潜在SCell的该列表可被提供到UE 400。测量对象600可为从宏小区310所接收到的RRC对象。例如，潜在SCell的列表可被添加到为LTE标准的信息元素(IE)的RRC IEScellToAddMod-r10。该列表可包括使用如图3中的网络配置300中所示的覆盖频率f2的所有潜在SCell。可被包括在该列表中的其他信息是潜在SCell的小区-ID、绝对射频信道号(“ARFCN”)等。
在步骤520中，能够利用多个分量载波的UE 400可在主分量载波和辅分量载波两者上执行信号质量测量。具体地，UE 400可针对主分量载波来执行信号质量测量。UE 400另外可针对潜在SCell中的每个SCell来执行信号质量测量。该信号质量测量的示例可包括参考信号接收功率(RSRP)和参考信号接收质量(RSRQ)。然而，可使用任何类型的信号质量测量。如上所述，UE 400从主小区接收包括小区ID和频率列表的潜在SCell列表。因此，UE 400知道应该针对哪个SCell小区进行信号质量测量。为了利用宏小区310的f1覆盖区域320中的UE 400的示例来完成，针对主小区的信号质量测量将导致针对宏小区310的测量在频率f1上操作。类似地，针对辅小区的信号质量测量将导致针对毫微微小区330,335,340的测量在f2频率上操作。
在步骤530中，UE 400可将主分量载波上的测量结果报告给主小区，例如宏小区310。例如，UE 400可利用上行链路控制信道(例如，物理上行链路控制信道(PUCCH))来报告测量结果。这些测量结果可向主基站(例如，宏小区310)提供用于在主载波和辅载波上选择最优资源使用的指示。例如，基于测量结果，宏小区310的f1频率可被选择为主分量载波，而毫微微小区330的f2频率可被选择为辅分量载波。
在步骤540中，UE 400将从主基站(例如，宏小区310)接收主分量载波和辅分量载波。如上所述，基于由UE 400提供到宏小区310的信号质量测量，该宏小区310进行该分配。在步骤550中，UE 400使用所分配的主分量载波和辅分量载波来在载波聚合模式中操作。
在步骤560中，为了辅小区切换的目的，UE 400知道使用覆盖频率f2的潜在SCell。如上所述，UE 400接收潜在辅小区的列表并且因此知道UE 400可切换到哪个潜在SCell上。例如，UE 400将知道UE 400可切换到其上的毫微微小区335和340，以作为辅分量载波。因此，如果UE 400被指示执行到其他SCell中的一个SCell的切换并且该切换失败，UE 400可试图连接到其潜在SCell的列表中的另一个SCell。
图7示出了根据本文所述的实施方案的用于从基站实现跨小区载波聚合的示例性方法700。该方法700将相对于网络布置300的宏小区310进行描述。整个方法700可由主基站(例如，宏小区310)执行。
在步骤710中，主载波基站(例如，宏小区310)可从UE 400接收测量报告。上面描述了示例性测量报告和被包括在该信息报告中的信息的类型。
在步骤720中，宏小区310可针对主分量载波和辅分量载波来选择最佳资源块配置。对主分量载波和辅分量载波的选择基于从UE所接收的测量报告。利用上面开始的示例来完成，宏小区310可选择宏小区310的f1频率作为主分量载波并且可选择宏小区330的f2频率作为辅分量载波。
在步骤730中，宏小区310可通知辅载波基站(例如，在上面开始的示例中的毫微微小区330)将针对数据信道传输的合适的资源配置分配到UE 400。根据一个实施方案，跨基站信令(例如，宏小区310和毫微微小区330之间的信令)可经由通过基站之间的定义的X-2接口的消息来实现。例如，该接口可类似于LTE基站之间的COMP信令。
在步骤740中，对于辅小区切换，宏小区310可基于从UE 400所接收的测量报告来准备毫微微小区330,335,340中的每个毫微微小区以用于切换。例如，如果到由RRC消息所指示的优选的毫微微小区的切换失败，则UE 400可被指导尝试其毫微微小区列表中的另一个小区。该毫微微小区的列表可例如基于由UE 400所测量的相应信号强度来排序。在UE400的高移动性的情况下，该准备过程可简化切换。
相对于具有某些特征的高级LTE载波聚合机制描述了示例性实施方案。例如，在频分双工(“FDD”)中，该特征包括被聚合的载波的数量在DL和UL中可以不同，通常UL分量载波的数量等于或者小于DL分量载波的数量。此外，各个分量载波也可具有不同的带宽。另选地，当使用时分双工(“TDD”)时，对于DL和UL而言，分量载波的数量和每个分量载波的带宽是相同的。然而，本领域的技术人员将理解，示例性实施方案可被应用于任何载波聚合机制，包括那些具有与高级LTE机制不同的特征的载波聚合机制。
对本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在不脱离本发明的实质或范围的前提下对本发明进行各种修改。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改形式和变型形式，但前提是这些修改形式和变型形式在所附权利要求及其等同形式的范围内。

Claims (1)

1.一种系统，包括：
宏小区，所述宏小区包括第一覆盖区域；和
多个小小区，所述小小区中的每个小小区包括第二覆盖区域，其中所述多个第二覆盖区域基本上覆盖所述第一覆盖区域，
其中所述宏小区将第一分量载波操作作为支持载波聚合的网络中的主分量载波，以及
其中所述小小区中的一个小小区将第二分量载波操作作为所述支持载波聚合的网络中的辅分量载波。
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