TWI513355B - 於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台及其方法 - Google Patents

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TWI513355B TW102146551A TW102146551A TWI513355B TW I513355 B TWI513355 B TW I513355B TW 102146551 A TW102146551 A TW 102146551A TW 102146551 A TW102146551 A TW 102146551A TW I513355 B TWI513355 B TW I513355B
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Description

於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台及其方法
本揭露係關於一種無線通訊之基地台技術，特別是指一種於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台及其方法。
在高頻寬與高資料傳輸率之應用中，由於先進長期演進技術(Long Term Evolution Advanced,LTE-A)具有傳送延遲減少、資料傳輸速率提高、系統傳輸量增進與有效率使用頻譜等優點，故該先進長期演進技術被使用者高度期望其在未來能夠符合高傳輸頻寬之需求。
為了達到高傳輸頻寬之需求，使用大段頻寬是一個可以直接提高傳輸頻寬之方法，但要在無線網路中直接找到一大段頻寬並非十分容易。是以，該先進長期演進技術引進載波聚合(Carrier Aggregation,CA)之技術，亦即以長期演進技術(LTE)現有的載波為基礎，再集合多個載波以形成更大頻寬之載波而滿足高傳輸寬頻之需求。
然而，先進長期演進技術(LTE-A)係定義家用基地台(或微型基地台)只能具有一個服務小區，故該家用基地台僅能以該服務小區中全球唯一的服務小區識別碼(Cell Identity,CID)來向移動管理實體(Mobility Management Entity,MME)或核心網路進行註冊，使得該家用基地台無法支援載波聚合之技術。
於是，在現有的先進長期演進技術之架構下，倘欲使該家用基地台具有複數服務小區以支援載波聚合，則在該家用基地台僅能註冊該些服務小區其中一者，卻無法註冊其他服務小區之情形下，該移動管理實體將無法知道其他服務小區之存在。
所以，當該使用者裝置欲從其服務基地台換手至該家用基地台中未註冊之服務小區時，該移動管理實體將會發生繞送資訊查找失敗而無法將該換手請求(Handover Request)訊息送達至該家用基地台，並會造成該家用基地台無法正確識別出該使用者裝置係換手至該些服務小區其中哪一者。
因此，如何克服上述習知技術的問題，實已成為目前亟欲解決的課題。
本揭露係提供一種於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台，其包括：前置信號產生器，係於該些服務小區中分別配置供使用者裝置執行換手之隨機存取資源，並於收到移動管理實體所傳送之換手請求訊息時產生特定之 前置信號及其傳送時間，俾使該使用者裝置依據該前置信號及其傳送時間對該些服務小區進行隨機存取以取得該隨機存取資源且發出一隨機存取之前置信號；以及前置信號監聽器，係致能該些服務小區同時監聽該使用者裝置所發出之隨機存取之前置信號，當該些服務小區之其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，該前置信號監聽器依據具有該隨機存取之前置信號之服務小區識別出該使用者裝置所駐紮之服務小區。
本揭露亦提供一種於載波聚合下支援複數服務小區之方法，其包括：令家用基地台之前置信號產生器於該些服務小區中分別配置供使用者裝置執行換手之隨機存取資源，並依據所接收之換手請求訊息產生特定之前置信號及其傳送時間；令該使用者裝置依據該前置信號及該傳送時間對該些服務小區進行隨機存取以取得該隨機存取資源且發出一隨機存取之前置信號；令該家用基地台之前置信號監聽器致能該些服務小區同時監聽該使用者裝置所發出之隨機存取之前置信號；以及當該些服務小區之其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，令該前置信號監聽器依據具有該隨機存取之前置信號之服務小區識別出該使用者裝置所駐紮之服務小區。
由上述內容可知，本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台及其方法，主要係於複數服務小區中分別配置隨機存取資源，並依據換手請求訊息產生前置信號，且使該些服務小區同時監聽使用者裝置所發出之隨機 存取之前置信號，當該些服務小區其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，便可依據該隨機存取之前置信號識別出該使用者裝置所駐紮之服務小區。藉此，本揭露可使該家用基地台依據該隨機存取之前置信號正確識別出該使用者裝置係換手至哪一個服務小區，並使該移動管理實體不會發生繞送資訊查找失敗，以將該換手請求訊息送達至該家用基地台。
1‧‧‧家用基地台
11‧‧‧服務小區啟動器
111‧‧‧初始組態產生單元
112‧‧‧SCTP設置處理單元
113‧‧‧S1AP設置處理單元
12‧‧‧前置信號產生器
13‧‧‧前置信號監聽器
14‧‧‧第一服務小區
15‧‧‧第二服務小區
16‧‧‧SCTP連線
17‧‧‧隨機存取資源
18‧‧‧換手用資源
2‧‧‧使用者裝置
3‧‧‧服務基地台
31‧‧‧服務區域
4‧‧‧移動管理實體
C1‧‧‧第一載波
C2‧‧‧第二載波
C3‧‧‧第三載波
Carrier ID‧‧‧載波識別碼
Cell ID‧‧‧服務小區識別碼
ENB ID‧‧‧基地台識別碼
S1至S10‧‧‧步驟1至10
第1圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台之方塊示意圖；第2圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台向移動管理實體進行註冊並將使用者裝置換手至服務小區之實施例示意圖；第3圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台在各個服務小區中配置供使用者裝置作換手用之隨機存取資源之實施例示意圖；以及第4圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台在使用者裝置之換手程序中識別所駐紮之服務小區之流程示意圖。
以下藉由特定的具體實施形態說明本揭露之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本揭露之其他優點與功效，亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。
第1圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台之方塊示意圖。如圖所示，家用基地台1係作為使用者裝置進行換手時之目標基地台，並可為小型或微型(Femtocell)基地台、或具有長期演進技術(Long Term Evolution,LTE)之基地台等。在本揭露中，複數服務小區係指二個或三個以上之服務小區。
該家用基地台1係包括服務小區啟動器Cell Starter)11、前置信號產生器(Preamble Generator)12以及前置信號監聽器(Preamble Monitor)13，該服務小區啟動器11可具有初始組態產生單元111、SCTP(Stream Control Transmission Protocol，資料流控制傳輸協定)設置處理單元112與S1AP(S1 Application Protocol,S1應用協定)設置處理單元113，且該S1AP設置處理單元113係用以對S1AP模組進行初始化及功能設定。
第2圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台向移動管理實體進行註冊並將使用者裝置換手至服務小區之實施例示意圖。
如第2圖與上述第1圖所示，服務小區啟動器11之初始組態產生單元111係對第一服務小區14與第二服務小區15設定相同之服務小區識別碼(Cell ID)，且該服務小區識別碼可包括20位元(bits)之基地台識別碼(ENB ID)及8位元之載波識別碼(Carrier ID)。
該服務小區啟動器11之SCTP設置處理單元112係以該第一服務小區14或該第二服務小區15之服務小區識別 碼作為註冊識別碼來向移動管理實體4或核心網路進行註冊，以於該第一服務小區14(或第二服務小區15)與該移動管理實體4之間建立一SCTP連線(SCTP connection)16，並使該第一服務小區14與該第二服務小區15共用該SCTP連線16，且該家用基地台1會廣播該第一服務小區14與該第二服務小區15之服務小區識別碼與實體服務小區識別碼(Physical Cell ID)。
該前置信號產生器12係於該第一服務小區14與該第二服務小區15中分別配置供使用者裝置2執行換手之隨機存取資源，例如無競爭(Contention Free)方式之實體隨機存取通道(Physical Random Access Channel,PRACH)之無線資源。具體而言，該前置信號產生器12係依據該第一服務小區14與該第二服務小區15所對應之載波之資源配置週期而於該些載波中安排該隨機存取資源，並以該些載波中同一時間出現之隨機存取資源作為該使用者裝置2之換手用資源。
同時，該前置信號產生器12係於收到移動管理實體4所傳送之換手請求訊息時產生特定之前置信號(Preamble)及其傳送時間予該使用者裝置2，俾使該使用者裝置2依據該前置信號及其傳送時間對該第一服務小區14與該第二服務小區15進行隨機存取(Random Access)，以取得該隨機存取資源且發出一隨機存取之前置信號(Random Access Preamble,RAP)。
當該前置信號產生器12發出一換手請求允許訊息至 該使用者裝置2之服務基地台3時，該前置信號監聽器13會致能該第一服務小區14與該第二服務小區15同時監聽該使用者裝置2所發出之隨機存取之前置信號，亦即該前置信號監聽器13會致能該第一服務小區14與該第二服務小區15同時開啟各自之實體層(Physical Layer)以準備或開始接收該使用者裝置2所發出之隨機存取之前置信號。
上述之服務基地台3可為大型(Macro)基地台、小型或微型基地台、或具有先進長期演進技術(LTE-A)的基地台等，並以20位元之基地台識別碼(ENB ID)或20位元之服務小區識別碼(Cell ID)作為註冊識別碼來向移動管理實體4或核心網路進行註冊。
當該第一服務小區14接收到該隨機存取之前置信號時，該前置信號監聽器13會確認該隨機存取之前置信號之正確性，若正確無誤時，則該第一服務小區14會禁能(disable)該第二服務小區15之監聽動作，以使該第二服務小區15停止監聽該隨機存取之前置信號。反之，當該第二服務小區15收到該隨機存取之前置信號時，則該第二服務小區15會禁能該第一服務小區14之監聽動作，以使該第一服務小區14停止監聽該隨機存取之前置信號。
在本實施例中，接收到該隨機存取之前置信號之服務小區可為該第一服務小區14與該第二服務小區15中具有最佳的信號品質者。該前置信號監聽器13可依據具有該隨機存取之前置信號之第一服務小區14或第二服務小區15識別出該使用者裝置2所駐紮(camp on)之服務小區。
當該前置信號監聽器13接收到該使用者裝置2之換手完成訊息時，例如無線資源控制連線重新配置完成(RRCConnectionReconfigurationComplete)訊息，表示該使用者裝置2已從該服務基地台3之服務區域31內成功換手至該家用基地台1之第一服務小區14或第二服務小區15，此時該前置信號監聽器13會同時釋放該第一服務小區14與該第二服務小區15所對應之載波之換手用資源。
第3圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台在各個服務小區中配置供使用者裝置作換手用之隨機存取資源之實施例示意圖。
如圖所示，當使用者裝置準備從服務基地台換手至家用基地台1時，該家用基地台1之前置信號產生器會依據三個服務小區所對應之第一載波C1、第二載波C2與第三載波C3之資源配置週期，而分別安排隨機存取資源(如PRACH之無線資源)17於該第一載波C1至該第三載波C3中，並以該第一載波C1至該第三載波C3中同一時間出現之隨機存取資源作為該使用者裝置之換手用資源18。
當該家用基地台1之前置信號監聽器接收到該使用者裝置之換手完成訊息時，例如無線資源控制連線重新配置完成訊息，該前置信號監聽器會同時釋放該些服務小區所對應之第一載波C1至第三載波C3之換手用資源18。
第4圖係繪示本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台在使用者裝置之換手程序中識別所駐紮之服務小區之流程示意圖。
如圖所示，於步驟S1中，令使用者裝置將針對家用基地台之複數服務小區所量測之無線信號之強弱度與該些服務小區所廣播之服務小區識別碼等量測報告傳送至服務基地台，接著進至步驟S2。
於步驟S2中，令該服務基地台依據該使用者裝置之量測報告與無線網路之狀況作出換手決定，以確定是否將該使用者裝置從該服務基地台換手至該家用基地台，接著進至步驟S3。
於步驟S3中，令該服務基地台傳送一換手需求訊息至移動管理實體(MME)，該移動管理實體會依據服務小區所註冊之服務小區識別碼來傳送一換手請求訊息至該家用基地台，使該家用基地台作出相應之換手準備並回覆換手請求允許訊息予該服務基地台，以允許該服務基地台將該使用者裝置換手至該家用基地台，接著進至步驟S4。
於步驟S4中，令該家用基地台之前置信號產生器產生特定之前置信號及其傳送時間，並於該些服務小區之各個載波中配置供該使用者裝置作無競爭之隨機存取資源，例如實體隨機存取通道(PRACH)之無線資源，讓該使用者裝置不必通過競爭即可取得該家用基地台之空中媒體資源，接著進至步驟S5。
於步驟S5中，令該家用基地台之前置信號產生器透過換手命令(Handover Command)訊息，以將該前置信號及其傳送時間傳送至該服務基地台，接著進至步驟S6。
於步驟S6中，令該服務基地台透過RRC連線重新配 置(RRCConnectionReconfiguration)訊息，以將該家用基地台所產生之前置信號及其傳送時間傳送至該使用者裝置，接著進至步驟S7。
於步驟S7中，當該使用者裝置從該服務基地台切換至該家用基地台時，令該使用者裝置依據該前置信號及其傳送時間對該服務基地台之該些服務小區進行隨機存取並發出一隨機存取之前置信號。此時，可令該家用基地台之前置信號監聽器致能該些服務小區同時監聽該使用者裝置所傳送之隨機存取之前置信號，亦即該些服務小區可同時打開各自之實體層，且每次打開該實體層之時間可為1毫秒(ms)，以便等待該使用者裝置連接上來，接著進至步驟S8。
於步驟S8中，當該些服務小區其中一者接收到該使用者裝置所傳送之隨機存取之前置信號時，亦即該使用者裝置連接至該些服務小區其中一者，令該家用基地台之前置信號監聽器確認該隨機存取之前置信號之正確性，並依據具有該隨機存取之前置信號之服務小區識別出該使用者裝置所駐紮之服務小區。之後，令接收到該前置信號之服務小區將其服務小區識別碼回報至該家用基地台之媒體接取控制(Media Access Control,MAC)層，並禁能(disable)其他服務小區對該隨機存取之前置信號之監聽動作，以使其他服務小區停止監聽該隨機存取之前置信號，接著進至步驟S9。
於步驟S9中，令該家用基地台回傳隨機存取響應 (Randon Access Response)訊息予該使用者裝置，接著進至步驟S10。
於步驟S10中，令該使用者裝置回覆RRC連線重新配置完成(RRCConnectionReconfigurationComplete)訊息予該家用基地台，表示該使用者裝置已從該服務基地台成功換手至該家用基地台之服務小區，此時該前置信號監聽器會同時釋放該第一服務小區與該第二服務小區所對應之載波之換手用資源。
由上述內容可知，本揭露於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台及其方法，主要係於複數服務小區中分別配置隨機存取資源，並依據換手請求訊息產生前置信號，且使該些服務小區同時監聽使用者裝置所發出之隨機存取之前置信號，當該些服務小區其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，便可依據該隨機存取之前置信號識別出該使用者裝置所駐紮之服務小區。藉此，本揭露可使該家用基地台依據該隨機存取之前置信號正確識別出該使用者裝置係換手至哪一個服務小區，並使該移動管理實體不會發生繞送資訊查找失敗，以將該換手請求訊息送達至該家用基地台。
上述實施形態僅例示性說明本揭露之原理、特點及其功效，並非用以限制本揭露之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本揭露之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本揭露所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所 涵蓋。因此，本揭露之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧家用基地台
14‧‧‧第一服務小區
15‧‧‧第二服務小區
16‧‧‧SCTP連線
2‧‧‧使用者裝置
3‧‧‧服務基地台
31‧‧‧服務區域
4‧‧‧移動管理實體
Carrier ID‧‧‧載波識別碼
Cell ID‧‧‧服務小區識別碼
ENB ID‧‧‧基地台識別碼

Claims (16)

  1. 一種於載波聚合下支援複數服務小區之家用基地台，其包括：前置信號產生器，係於該些服務小區中分別配置供使用者裝置執行換手之隨機存取資源，並於收到一移動管理實體所傳送之換手請求訊息時產生特定之前置信號及其傳送時間，俾使該使用者裝置依據該前置信號及該傳送時間對該些服務小區進行隨機存取以取得該隨機存取資源且發出一隨機存取之前置信號；以及前置信號監聽器，係致能該些服務小區同時監聽該使用者裝置所發出之隨機存取之前置信號，當該些服務小區之其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，該前置信號監聽器則依據具有該隨機存取之前置信號之服務小區而識別出該使用者裝置所駐紮之服務小區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之家用基地台，更包括一具有初始組態產生單元之服務小區啟動器，該初始組態產生單元係對該些服務小區設定相同之服務小區識別碼。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之家用基地台，其中，該服務小區啟動器更具有一資料流控制傳輸協定(SCTP)設置處理單元，係依據該些服務小區之其中一者之服務小區識別碼向該移動管理實體進行註冊，以於該些 服務小區與該移動管理實體之間建立一資料流控制傳輸協定連線。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之家用基地台，其中，該前置信號產生器係依據該些服務小區之資源配置週期於該些服務小區之載波中安排該隨機存取資源，並以該些載波中同一時間出現之隨機存取資源作為該使用者裝置之換手用資源。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之家用基地台，其中，該隨機存取資源係為無競爭方式之實體隨機存取通道之無線資源。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之家用基地台，其中，當該前置信號產生器發出一換手請求允許訊息至該使用者裝置之服務基地台時，該前置信號監聽器係致能該些服務小區同時開啟各自之實體層以準備接收該使用者裝置所發出之該隨機存取之前置信號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之家用基地台，其中，當該些服務小區之其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，接收到該隨機存取之前置信號之服務小區係禁能其他服務小區之監聽動作，以使其他服務小區停止監聽該隨機存取之前置信號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之家用基地台，其中，接收到該隨機存取之前置信號之服務小區係為該些服務小區中具有最佳之信號品質者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之家用基地台，其中，當 該前置信號監聽器接收到該使用者裝置之換手完成訊息時，該前置信號監聽器同時釋放該些服務小區之載波之換手用資源。
  10. 一種於載波聚合下支援複數服務小區之方法，其包括：令家用基地台之前置信號產生器於該些服務小區中分別配置供使用者裝置執行換手之隨機存取資源，並於收到移動管理實體所傳送之換手請求訊息時產生特定之前置信號及其傳送時間予該使用者裝置；令該使用者裝置依據該前置信號及該傳送時間對該些服務小區進行隨機存取以取得該隨機存取資源且發出一隨機存取之前置信號；令該家用基地台之前置信號監聽器致能該些服務小區同時監聽該使用者裝置所發出之隨機存取之前置信號；以及當該些服務小區之其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，令該前置信號監聽器依據具有該隨機存取之前置信號之服務小區識別出該使用者裝置所駐紮之服務小區。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包括令該家用基地台之服務小區啟動器對該些服務小區設定相同之服務小區識別碼。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更包括令該服務小區啟動器依據該些服務小區其中一者之服務小區識別碼向該移動管理實體進行註冊，以於該些服務小區 與該移動管理實體之間建立一資料流控制傳輸協定連線。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，該前置信號產生器係依據該些服務小區之資源配置週期於該些服務小區之載波中安排該隨機存取資源，並以該些載波中同一時間出現之隨機存取資源作為該使用者裝置之換手用資源。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，當該前置信號產生器發出一換手請求允許訊息至該使用者裝置之服務基地台時，令該前置信號監聽器致能該些服務小區同時開啟各自之實體層以準備接收該使用者裝置所發出之該隨機存取之前置信號。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，當該些服務小區其中一者接收到該隨機存取之前置信號時，令接收到該隨機存取之前置信號之服務小區禁能其他服務小區之監聽動作，以使其他服務小區停止監聽該使用者裝置所發出之該隨機存取之前置信號。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，當該前置信號監聽器接收到該使用者裝置之換手完成訊息時，令該前置信號監聽器同時釋放該些服務小區之載波之換手用資源。
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