CN111542065B - 一种5g网络多rru共小区资源复用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法，包括以下步骤：BBU/主机为RRU/扩展单元配置独立的参考信号资源；RRU/扩展单元根据参考信号资源配置的发送时间和频域位置发送参考信号；UE接入小区，基站为UE配置信令信息，同时UE测量RRU/扩展单元发送的参考信号，并向基站上传测量的参考信号强度和参考信号资源标识，或上传信号强度最强的参考信号资源标识；基站根据UE上报信息获取信号强度最强的参考信号标识，确定UE所处的RRU/扩展单元覆盖区位置，构建UE和RRU/扩展单元的连接关系拓扑图；根据小区负载状态，基站在不同RRU/扩展单元覆盖区下的UE之间复用信道资源为该UE服务。本发明可以成倍地提升网络容量，降低网络干扰、提高能效、降低成本。

Description

一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法
技术领域
本发明涉及5G无线通信技术领域，尤其涉及一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法。
背景技术
无线通信产业诞生几十年来，无线通信网络的“覆盖”与“容量”一直是两个核心主题，蜂窝网络的发明较好地解决了这两个问题。蜂窝网络把一片地理区域划分为若干小区域，然后在每个小区域安装发射功率适中的基站，实现该目标区域的无线信号覆盖——这种被基站无线信号覆盖、能提供无线通信服务的小区域称为“小区”（cell）。
宏基站会在一些特殊的场景把多个RRU配置为一个小区，如高铁/地铁与密集城区超密组网区域。高铁/地铁场景是因为UE移动速度快，很快从一个RRU的覆盖区域移动到另一个RRU的覆盖区域，如果每个RRU配置为一个小区，根据5G协议流程，需要执行小区间切换流程，该流程执行中需要先在原小区停止数据传输，然后接入新小区，然后在新小区继续数据传输，由于小区切换频繁，停止传输的时间占比较高，大大降低了UE的数据传输速率。因此，在上述特殊场景下，宏基站也会把多个RRU配置为同一个小区。
但上述方案仍然存在一些明显的缺点：
1）设备资源开销大：因为基带信号的处理计算量很大，为每一个RRU创建一个L1小区对设备资源消耗大，部署成本较高；
2）扩展型皮站不适用：该方案通常应用在宏基站场景。扩展型皮站场景RF单元数量众多，为每个RF单元创建一个L1小区的设备成本，主机与RF单元间的传输成本非常高；
3）SRS资源开销大：由于基站与UE之间为“一对多”通信，为了避免不同UE之间的SRS信号冲突，小区内的每个UE都需要分配独立的SRS资源，因此该方案信道资源开销大，且要求基站支持较高的SRS信道解调规格，增大了基站的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对多RRU共小区的各种场景及特定目标小区，提供一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法，可以识别UE所处覆盖区位置，进而在不同覆盖区位置的UE之间复用信道资源，可成倍地提升网络容量，降低网络干扰、提高能效、降低成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法，包括以下步骤：
S1，BBU/主机为RRU/扩展单元配置独立的参考信号资源，参考信号资源配置有唯一标识、特定的发送时间和频域位置；
S2，RRU/扩展单元根据参考信号资源配置的发送时间和频域位置发送参考信号；
S3，UE接入小区，基站为UE配置信令信息，同时UE测量RRU/扩展单元发送的参考信号，并向基站上传其测量的参考信号强度和参考信号资源标识，或上传信号强度最强的参考信号资源标识；
S4，基站根据UE上报信息，获取UE接收信号强度最强的参考信号标识，确定UE所处的RRU覆盖区或扩展单元覆盖区位置，构建UE和扩展单元的连接关系拓扑图；
S5，根据小区负载状态，基站在不同RRU覆盖区或不同扩展单元覆盖区下的UE之间复用信道资源为该UE服务。
具体的，所述步骤S5中还可以仅由UE覆盖区的RRU/RF单元为该UE服务，进行下行信号发送，上行信号接收。
具体的，所述步骤S1中的参考信号资源包括SSB资源和CSI-RS资源，所述SSB资源具有SSB index标识，所述CSI-RS资源具有CSI-RS资源ID标识。
具体的，所述步骤S1中的BBU和RRU/扩展单元之间的通信链路采用eCPRI接口传输小区信道的频域数据，并对功能部署进行一定调整，使得不同的RRU/扩展单元可以发送不同的SSB或CSI-RS参考信号。
具体的，所述步骤S2中的RRU/扩展单元在与其他RRU/扩展单元不同的时间或不同的频域位置发送参考信号。
具体的，所述步骤S5中进行信道资源复用时，还包括以下子步骤：
S51，第一轮调度时不复用信道资源，调度完成后将小区UE分为已调度队列和未调度队列；
S52，在未调度队列中选择调度优先级最高的待调度UE，在步骤S4的拓扑图中搜索与该待调度UE距离最远的已调度UE，并将二者之间的距离与预设门限值进行比较；
S53，若二者距离大于预设门限值，将该已调度UE的信道资源复用给待调度UE，完成后把该UE加入已调度UE队列；
S54，选择调度优先级第二高的待调度UE，按照步骤S52和S53依次遍历循环处理，直至遍历完所有带调度UE，或者所有已调度UE带来的处理规格需求或前传流量已经达到主机、扩展单元和前传链路的上限，则停止信道资源复用。
本发明的有益效果：
1、可以识别UE所处覆盖区位置，进而在不同覆盖区位置的UE之间复用信道资源，可成倍地提升网络容量；
2、通过UE所在覆盖区的RRU/RF单元为该UE服务，特定UE的信号收发及处理更精准、更有效，可以降低网络干扰、提高能效、降低成本。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
图2是本发明UE和扩展单元的连接关系拓扑图。
图3是本发明实施例中的小区配置图。
图4是本发明实施例的UE和扩展单元的连接关系拓扑图。
图5是本发明实施例的信道资源复用结果图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中，如图1所示，一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法，步骤包括：
第一步，BBU/主机给每一个RRU/扩展单元配置一个独立的参考信号资源，包括SSB资源和CSI-RS资源，二选一即可，每一个参考信号资源都有自己的唯一标识（ID）——SSB资源由ssb index标识，CSI-RS资源由CSI-RS资源ID标识。不同的RRU/扩展单元配置的参考信号资源不同，在时间或频域位置的配置上错开，彼此不重叠，且都拥有自己的唯一标识（ID）。其中，5G网络引入了eCPRI（evolved Common Public Radio Interface）接口协议，并将基带单元（BBU）与远端射频单元（RRU）之间的功能部署做了一定调整：小部分原本部署在BBU的基带信号处理功能调整到了RRU上执行。因此在本实施例的5G宏基站中BBU和RRU之间的通信链路采用eCPRI接口传输小区信道的频域数据，并对功能部署进行一定调整。eCPRI接口协议主要用于降低BBU和RRU之间的数据流量。
第二步，每一个RRU/扩展单元在所配置的参考信号资源所对应的发送时间、发送频率位置发送携带有相应参考信号资源标识的参考信号。
第三步，每当有新的UE接入到小区，基站通过信令信息配置UE，同时UE开始测量上述参考信号，并上报所测量到的各参考信号的强度和参考信号资源标识，或上报最强的那一个参考信号的ID。
第四步，基站根据UE上报信息，可以获知UE接收信号最强的是哪一个参考信号。根据协议机制，UE会测量每一次发送的全部参考信号，但是会发现不同参考信号测量得到的信号强度不同，最强参考信号为UE所在覆盖区域对应的那一次参考信号发送。由于每一个参考信号都对应到一个RRU或一个RF单元，从而基站可识别UE位于哪一个RRU覆盖区或扩展单元覆盖区。这时构建出如图2所示的UE和扩展单元连接关系拓扑图，便于进行信道资源调度分配。
第五步，识别出UE所在覆盖区后，根据小区负载状态，基站可以在不同RRU覆盖区或不同扩展单元覆盖区下的UE之间复用信道资源。具体的，进行信道资源复用时，还包括以下子步骤：
S51，第一轮调度时不复用信道资源，调度完成后将小区UE分为两个队列：已调度队列，未调度队列；
S52，在未调度队列中选择调度优先级最高的待调度UE，在上述步骤4的拓扑图中搜索与该待调度UE距离最远的已调度UE，并将二者之间的距离与预设门限值进行比较；
S53，若二者距离大于预设门限值，将该已调度UE的信道资源复用给待调度UE，完成后把该UE加入已调度UE队列；
S54，选择调度优先级第二高的待调度UE，按照步骤S52和S53依次遍历循环处理，直至遍历完所有待调度UE，或者所有已调度UE带来的处理规格需求或前传流量已经达到主机、扩展单元和前传链路的上限，则停止信道资源复用。
此外，在识别出UE所在覆盖区后，可以仅由UE所在覆盖区的RRU/RF单元为该UE服务，即仅由对应的RRU/RF单元进行相应的下行信号发送，上行信号接收。
在本发明的一些实施例中，以扩展型皮站常见组网场景为例说明本发明的实施方式：
1、把整个扩展型皮站配置为一个小区，如图3所示。
2、在主机（BBU）和扩展单元（RHUB）之间采用eCPRI链路，BBU部署high PHY功能，low PHY功能部署到扩展单元，即每个扩展单元都会部署low PHY功能。
3、配置小区SSB资源数量（5ms内SSB发送次数）等于小区所连接的扩展单元数（上图样例中，5ms内SSB发送次数为4）。
4、主机给每一个扩展单元配置特定的SSB资源及对应的ssb index，如上图，ssbindex为0~3；
5、每个扩展单元根据配置的SSB资源在对应的时机发送SSB信号，携带对应的ssbindex。该扩展单元发送出去的SSB数据最终经所连接的RF单元发送SSB信号；
6、根据协议机制，小区内的UE会持续地测量全部SSB信号并上报最强的ssbindex。但由于不同楼层之间信号的隔离，第1层楼的UE只会测到ssb index 0，或即使能测到其他ssb index，其信号强度也大幅低于ssb index 0，其他楼层UE的测量结果也类似。这样，通过UE上报的ssb index，基站就可以识别UE所在的位置；
7、主机根据各UE上报的ssb index以及ssb index对应的扩展单元，构建一张UE及扩展单元的连接关系拓扑图，连接关系拓扑图如图4所示。图中，主机、扩展单元、UE都作为图中的节点，并根据彼此之间的位置、覆盖区域归属连接起来，每个UE连接到其接收到最强SSB信号对应的扩展单元。每一根连线都赋予一个值，代表距离：UE到其所连的扩展单元距离设为0，两个直连的扩展单元之间的距离设为1。
8、在信道资源调度分配时，第一轮调度UE之间不复用信道资源，当第一轮调度完成后，小区UE分为两个队列：已调度UE队列，未调度UE队列。如果未调度UE队列中还有需要发送数据的待调度UE，则选择其中调度优先级最高的待调度UE，根据上一步骤生成的拓扑图，在图中搜索离本UE距离最远的一个已调度UE，如果该已调度UE距离待调度UE大于门限值（可配置，比如，本例中可配置为1，代表两个UE位于不同楼层），将该已调度UE的信道资源复用（即再次分配）给待调度UE，完成后把该UE加入已调度UE队列；然后再选择调度优先级第二高的待调度UE，…，依次循环处理，直到遍历完所有待调度UE，或者所有已调度UE带来的处理规格需求或前传流量已经达到主机、扩展单元和前传链路的上限，则停止。
9、调度完成后，主机把各个已调度UE的待发送数据发给服务该UE的扩展单元，再由扩展单元完成low PHY处理，发给其下的RF单元发送，其结果如图5所示。
上行处理也类似：由主机单元把调度结果发送给各个扩展单元的low PHY，各个扩展单元的low PHY只负责自己服务的被调度UE的上行信号的接收解调（在本例中，也就是每个扩展单元所在楼层的对应UE）。
本发明的另一些实施例中，本发明方案可以进一步变化：
1）当low PHY直接部署到RF单元时（则扩展单元不再部署low PHY功能，仅仅完成主机high PHY和RF单元low PHY之间的数据转发），则可以每个RF单元分配一个ssb index及对应的SSB资源，这样可以做到RF单元粒度的UE定位和信道资源复用（前提条件需要相邻RF单元覆盖区域的UE信道隔离度满足要求）。也可以几个RF单元一组（距离近的一组），一组RF单元分配一个ssb index及对应的SSB资源。也就是，ssb index及对应的SSB资源的分配粒度可粗、可细，根据场景需求而定；
2）信道资源复用也可以根据网络业务情况按每个信道进行，而且设备规格资源、前传链路带宽预留也可以对应按信道粒度进行，从而可以进一步提升资源利用率，降低网络建设成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，BBU/主机为RRU/扩展单元配置独立的参考信号资源，参考信号资源配置有唯一标识、特定的发送时间和频域位置；
S2，RRU/扩展单元根据参考信号资源配置的发送时间和频域位置发送参考信号；
S3，UE接入小区，基站为UE配置信令信息，指示UE测量RRU/扩展单元发送的参考信号，并向基站上传其测量的参考信号强度和参考信号资源标识，或上传信号强度最强的参考信号资源标识；
S4，基站根据UE上报信息，获取UE接收信号强度最强的参考信号标识，确定UE所处的RRU覆盖区或扩展单元覆盖区位置，构建UE和扩展单元的连接关系拓扑图；
S5，根据小区负载状态，基站在不同RRU覆盖区或不同扩展单元覆盖区下的UE之间复用信道资源为该UE服务；
所述步骤S5中还可以仅由UE覆盖区的RRU/RF单元为该UE服务，进行下行信号发送，上行信号接收；
所述步骤S1中的BBU和RRU之间的通信链路采用eCPRI接口传输小区信道的频域数据，并对功能部署进行一定调整，在RRU/扩展单元部署一部分称为low PHY的物理层功能，使得不同的RRU/扩展单元可以发送不同的SSB或CSI-RS参考信号；
所述步骤S2中的RRU/扩展单元在与其他RRU/扩展单元不同的时间或不同的频域位置发送参考信号；
所述步骤S5中进行信道资源复用时，还包括以下子步骤：
S51，第一轮调度时不复用信道资源，调度完成后将小区UE分为已调度队列和未调度队列；
S52，在未调度队列中选择调度优先级最高的待调度UE，在步骤S4的拓扑图中搜索与该待调度UE距离最远的已调度UE，并将二者之间的距离与预设门限值进行比较；
S53，若二者距离大于预设门限值，将该已调度UE的信道资源复用给该待调度UE，完成后把该待调度UE加入已调度UE队列；
S54，选择调度优先级第二高的待调度UE，按照步骤S52和S53依次遍历循环处理，直至遍历完所有待调度UE，或者所有已调度UE带来的处理规格需求或前传流量已经达到主机、扩展单元和前传链路的上限，则停止信道资源复用；
方法还包括：当low PHY直接部署到RF单元，且相邻RF单元覆盖区域的UE信道隔离度满足信道复用要求时，则为每个RF单元分配一个ssb index及对应的SSB资源，实现RF单元粒度的UE定位和信道资源复用。
2.根据权利要求1所述的一种5G网络多RRU共小区资源复用的方法，其特征在于，所述步骤S1中的参考信号资源包括SSB资源和CSI-RS资源，所述SSB资源具有SSB index标识，所述CSI-RS资源具有CSI-RS资源ID标识。
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