CN104380803A - 用于实现多个无线回程的方法和中继节点 - Google Patents

Abstract

实施例公开一种用于无线通信网络中调整中继容量的方法和中继节点，所述无线通信网络包括该中继节点和多个通信节点。该中继节点经由第一无线回程链路与多个通信节点的第一通信节点通信，第一无线回程链路经由第一类型的接口建立。该方法包括确定第一无线回程链路上存在业务拥塞，以及基于UE访问过程经由第二类型的接口在中继节点和多个通信节点的第二通信节点之间建立第二无线回程链路。

Description

用于实现多个无线回程的方法和中继节点

技术领域

本发明技术一般涉及无线通信，更具体来说涉及用于实现无线通信网络中的多个无线回程的方法和中继节点。

背景技术

目前，如第三代伙伴关系（3GPP）长期演进（LTE）的无线通信网络已广泛地部署以便提供高速数据服务。可预期移动宽带业务将迅猛地增长，这导致对***的覆盖和容量的更高要求。

中继是3GPP LTE发行版10中的一个特征，用于改进覆盖和小区边缘吞吐量。3GPP体系结构定义一种新节点类型，称为中继节点（RN）。可以使用RN来扩展蜂窝网络的覆盖。除此之外，RN还能够帮助增强热点的容量和提高有效小区吞吐量。LTE发行版10中的中继支持的概述在3GPP TS 36.300中进行了描述。

图1示出支持中继的LTE网络体系结构的示意图。如图1所示，RN 110中实现这些中继功能。RN 110对于用户设备（UE）看上去像是普通演进的NodeB（eNB）并且在Uu接口上调度上行链路和下行链路传输。RN 110经由Un空中接口来连接到eNB 120。eNB 120称为宿主eNB（DeNB）（Donor eNB），另一方面是普通eNB，如可以服务于其自己的UE的eNB 130。DeNB 120与RN 110之间有X2接口，其支持RN与任何其他eNB之间的切换。DeNB 120与RN 110之间的S1接口允许RN 110经由DeNB与作为演进的分组核心（EPC）140的一部分的服务网关（（S-GW）和移动性管理实体（MME）进行通信。最终，S11接口允许MME配置DeNB 120内的S1隧道建立功能。

根据目前的体系结构，一个RN仅由一个DeNB提供服务，并且该RN需要与该DeNB所服务的UE共享Un接口中的无线电资源。RN与其DeNB之间的回程链路容量受限，并且实际中可能成为瓶颈，尤其是在DeNB中业务负荷重和/或RN与DeNB之间的无线电链路状况差的情况中。

已提出多回程中继的概念来缓解该瓶颈。例如，Min Lee, Seong Keun Oh在“多链路中继站和快速小区间切换过程”（"A multi-link relay station and a fast inter-cell handover procedure", Workshops Proceedings of the Global Communications Conference, GLOBECOM 2011, 5-9 December 2011, Houston, Texas, USA. IEEE 2011, ISBN 978-1-4673-0039-1）中描述了多回程中继的概念。但是，该描述仅是概念性的且没有给出有关如何实现多个独立回程链路RN以及服务于相同RN的多个eNB如何工作的明确或实质性描述。另一个文献IEEE P802.16n™/D1，“用于宽带无线接入***的空中接口草案修正案”（"Air Interface for Broadband Wireless Access Systems Draft Amendment: Higher Reliability Networks"）描述一个多回程链路RN可以连接到多个eNB或与一个eNB连接。对于任一种解决方案，应该在eNB中引入附加的协调信令和路由选择功能性以便进行顺序的数据交付，即，需要修改eNB来支持这种多回程链路部署。此类多回程链路在不同类型的eNB之间部署中也有困难。

发明内容

因此，本发明目的在于解决上文提到的问题的至少其中之一。

根据实施例的一个方面，提供用于包括RN和多个通信节点的无线通信网络中调整中继容量的RN的方法。该RN经由第一无线回程链路与多个通信节点的第一通信节点通信，第一无线回程链路经由第一类型的接口建立。该方法包括确定第一无线回程链路上存在业务拥塞，以及基于UE访问过程经由第二类型的接口在RN与多个通信节点的第二通信节点之间建立第二无线回程链路。

根据实施例的另一个方面，提供包括多个通信节点的无线通信网络中的RN。该RN包括第一类型的接口、第二类型的接口和控制单元。该第一类型的接口配置成与多个通信节点的第一通信节点建立第一无线回程链路。该控制单元配置成确定第一无线回程链路上存在业务拥塞；以及控制第二类型的接口以基于UE访问过程与多个通信节点的第二通信节点之间建立第二无线回程链路。

本发明的实施例允许RN与无线通信网络中如eNB的通信节点建立多于一个无线回程链路，以便提高总回程链路容量和在多个通信节点之间进行负荷分摊，而无需对现有通信节点进行修改。

附图说明

将参考如下附图详细地描述本发明技术，其中：

图1示出支持中继的LTE网络体系结构的示意图；

图2是根据实施例的采用多回程中继的无线通信网络200的示意图；

图3是根据实施例的在RN中用于调整无线通信网络中的中继回程容量的方法300的流程图；以及

图4示出包含根据实施例的多个通信节点的无线通信网络中的RN 400的框图。

具体实施方式

下文将参考附图更全面地描述本发明实施例，附图中示出了本发明实施例。但是，本发明实施例可以采用许多不同的形式来实施，且不应视为局限于本文提出的这些实施例。在所有附图中，相似的数字指代相似的元件。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并无意作为限制。如本文所使用的，除非上下文明确进行其他说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”应该也要包括复数形式。还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时指示所提出的特征、整体、步骤、操作、部件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的集合的存在或附加。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）均具有与共识相同的含义。还将理解，本文使用的术语应解释为具有与它们在本说明书的上下文中和相关领域中的含义一致的含义，并且除非本文中明确地如此定义，否则这些术语并非在理想化或过分正式意义上来解释的。

下文中参考根据本实施例的方法、设备（***）和/或计算机程序产品的框图和/或流程图说明来描述本发明技术。要理解这些框图说明中和/或流程图说明中的框以及框图和/或流程图说明中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供到通用计算机、专用计算机和/或其他可编程数据处理设备的处理器、控制器或控制单元以制造机器，以使由计算机和/或其他可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实现这些框图和/或流程图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。

相应地，本发明技术可以在硬件和/或软件（包括固件、驻留软件、微代码等）中来实施。再者，本发明技术可以采用计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质具有包含在该介质中的计算机可用或计算机可读程序代码以供指令执行***使用或与之结合来使用。在本文件的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输供指令执行***、设备或装置使用或与之结合来使用的程序的任何介质。

虽然本文上下文中本技术是参考LTE通信网络来描述的，但是应该理解这些实施例不限于此，而实际上可应用于需要中继的所有无线通信网络。虽然本文使用一些规范中的特定术语，如eNB、RN和EPC，但是应该理解，这些实施例不限于这些特定术语，而是可以应用于所有类似实体，如宏基站、毫微基站（femto base station）和核心网络（CN）。本文所使用的术语“通信节点”可以指示任何类型的通信节点，如eNB、NodeB等。

下文将参考这些附图来描述本发明的实施例。

实际中，RN部署在小区边缘或阴影区域以改进覆盖。常常，RN周围有相邻小区，以及这些相邻小区与RN之间的路径损耗差相对较小。根据本发明的一方面，如果RN与eNB之间的当前无线回程存在拥塞，则RN可以利用相邻eNB建立附加的无线回程以便利用相邻小区中的可用无线电资源。

图2是根据实施例的采用多回程中继的无线通信网络200的示意图。

如图2所示，无线通信网络200包括两个eNB 220和230。eNB 220例如经由Uu接口服务于多个UE，UE₁至UE_M。RN 210被布置在室内环境以服务于一个或多个UE，UE_r1至UE_rN。RN 210通过所建立的无线回程链路240经由例如Un接口连接到eNB 220。如果确定回程链路240上的业务拥塞，则RN 210可以与相邻eNB 230建立另一个无线回程链路250以改进中继回程容量。在实施例中，当RN 210需要建立无线回程链路250时，RN 210可以利用预定义的配置来构造虚拟UE模块。此类预定义配置包括：可用无线电接入技术和载波频率、如UE支持的最大上行链路和下行链路吞吐量的UE类别、相关协议、对应的SIM卡所承载的信息（如国际移动设备标识（IMEI）号）等。根据预定义配置，创建虚拟UE模块的功能性，其包括传送器和接收器、传送（TX）和接收器（RX）缓冲、协议功能性等。从eNB的角度来看，虚拟UE的功能性等效于相同类别的普通UE。然后，RN 210可以触发虚拟UE模块以使用UE访问过程来建立至优选目标eNB的无线电连接。从eNB 230的角度来看，RN 210与UE没有不同，因为对应的虚拟UE模块看上去像是普通完整功能的UE。在建立第二无线回程链路之后，RN 210所服务的通过第一回程链路正在进行中的会话可以被切换到第二回程链路，并且可以在第一回程链路拥塞时，在第二无线回程链路250上指配RN 210所服务的UE建立的新会话以取代第一无线回程链路240。

图3是根据实施例的在RN中用于调整无线通信网络中的中继回程容量的方法300的流程图。

无线通信网络包括RN 210的RN和如eNB 220和230的多个通信节点。该RN可以经由第一无线回程链路与多个通信节点的第一通信节点通信，第一无线回程链路经由第一类型的接口建立。第一类型的接口可以是例如，用于中继回程建立的特殊Un接口或用于普通UE的服务链路建立的Uu接口或用于建立回程链路的其他适合接口。在步骤310处，确定第一无线回程链路上没有业务拥塞。在步骤320处，基于UE访问过程经由第二类型的接口在RN和多个通信节点的第二通信节点之间建立第二无线回程链路。第二类型的接口是例如基于LTE的Uu接口或基于WCDMA的Uu接口或WIFI无线电接口等。 例如，第二类型的接口可以由RN中构造的虚拟UE模块来实现。构造的虚拟UE模块逻辑上实现UE的所有必要协议，但是它不是物理上独立的装置。从网络的角度来看，虚拟UE模块作为完整功能的UE来工作，这意味着一旦虚拟UE模块将第二回程链路（即，服务链路）激活到第二通信节点，则第二通信节点将虚拟UE模块作为普通UE来处理。

UE访问过程在网络之间有所不同。下文将简要地介绍LTE网络中的UE访问过程。当UE开机时，UE开始基于可支持的无线电访问技术来搜索同步信号。一旦在UE与网络之间建立同步，则UE可以开始测量来自不同小区的信号强度。根据预先配置的规则，UE可以留在具有可接受信号强度的小区上。预先配置的规则可以包括优选的无线电访问技术、优选的载波频率、优选的运营商等的其中一个或多个。然后，UE开始监视广播的***信息块以获取有关网络配置的所需信息以便为网络侧或UE侧激活的可能服务链路建立做准备。当UE开始访问网络时，它向小区发送随机选定的随机访问前导。在从UE接收到该前导之后，小区发送响应以通知UE接收到前导，UE然后向网络发送更多信息，如服务特性和UE特性。然后，网络可以根据业务负荷情况和UE所请求的业务处理优先级来接受或拒绝UE。

一旦建立第二无线回程链路，则可以在第二无线回程链路上指配UE经由RN新近访问的业务。可以根据具体网络类型和配置在空间、时间、展频码和频域的至少其中之一中将第一无线回程链路和第二无线回程链路进行划分。例如，可以通过波束赋形、时分或频分传输来减少不同的无线回程链路之间的干扰。

RN可以监视业务信息，并基于监视的业务信息来确定第一无线回程链路上存在业务拥塞。该业务信息可以包括RN的缓冲状态、第一无线回程链路上的传输延迟、RN与该RN所服务的一个或多个UE之间的访问链路上的总数据速率和第一无线回程链路上的总数据速率的至少其中之一。例如，如果RN的上行链路TX缓冲具有高利用率，或第一无线回程链路上的传输延迟高，则可以确定上行链路中第一无线回程链路上的业务拥塞。RN与该RN所服务的一个或多个UE之间的访问链路上的总数据速率高也指示业务拥塞。为了提高确定的准确性，可以在某个时间段上监视业务信息。在另一个实施例中，RN可以向第一通信节点发送请求消息以请求第一回程链路上的数据速率。当从第一通信节点接收到指示第一回程链路上准许的数据速率的响应信息时，RN可以在准许的数据速率低于所请求的数据速率或在准许的数据速率不超过阈值时确定第一无线回程链路上存在业务拥塞。

当建立第二无线回程链路时，RN可以选择具有高信号质量的通信节点作为第二通信节点。例如，RN可以测量多个通信节点的基准信号功率，并在RN与具有最高测得的基准信号功率的第二通信节点之间建立第二无线回程链路。当第一无线回程链路上没有业务拥塞，例如，业务信息指示第一无线回程链路上的负荷返回到正常状况时，可以释放第二无线回程链路。

如果RN确定第一无线回程链路和第二无线回程链路上都存在业务拥塞，则它可以在RN与多个通信节点的附加通信节点之间经由第一类型的接口或第二类型的接口建立附加无线回程链路。即，可以建立甚至更多回程来进行负荷平衡。

图4示出无线通信网络中的RN 400的框图，该无线通信网络也包含根据实施例的多个通信节点。

如图4所示，RN 400包括第一类型的接口410、第二类型的接口420和控制单元430。第一类型的接口410配置成与多个通信节点的第一通信节点建立第一无线回程链路。控制单元430可以由例如处理器来实现。控制单元430配置成确定第一无线回程链路上存在业务拥塞，并通过例如发送信令消息以基于UE访问过程与多个通信节点的第二通信节点建立第二无线回程链路来控制第二类型的接口420。控制单元430可以监视业务信息，并基于监视的业务信息来确定第一无线回程链路上存在业务拥塞。控制单元430可以向第一通信节点发送请求消息以用于请求第一回程链路上的数据速率，从第一通信节点接收到指示第一回程链路上准许的数据速率的响应信息，以及在准许的数据速率低于所请求的数据速率或不超过阈值时确定第一无线回程链路上存在业务拥塞。控制单元430可以测量多个通信节点的基准信号功率，并控制第二类型的接口以在RN与具有最高测得的基准信号功率的第二通信节点之间建立第二无线回程链路。控制单元430可以在第一无线回程链路上没有业务拥塞时控制第二类型的接口420以释放第二无线回程链路。控制单元430可以将新访问的UE的业务指配到第二无线回程链路上。控制单元430可以确定第一无线回程链路和第二无线回程链路上存在业务拥塞，以及在RN与多个通信节点的附加通信节点之间经由第一类型的接口420或第二类型的接口430建立附加无线回程链路。

通过基于UE访问过程与其他通信节点建立补充无线回程链路，提高且动态地调整RN的回程容量同时无需对现有通信节点进行修改。此外，因为所有无线通信网络中都存在UE访问过程，所以本发明公开的多回程解决方案可以适用于任何类型的通信网络而非局限于LTE网络，并且RN甚至可以与具有目前连接的通信节点不同的类型的通信节点建立附加无线回程链路。而且，可以通过例如将UE中通用的一个或多个无线电模块添加到RN来容易地实现RN。

作为实施例的变型，可以由通信节点而非RN来触发附加无线回程链路的建立。在此情况中，可以由通信节点本身监视现有无线回程链路上的业务信息或由RN向通信节点报告现有无线回程链路上的业务信息。该通信节点可以指定要与之建立附加无线回程链路的另一个通信节点。在此实施例中，降低了对RN的要求，例如所需的处理能力。但是，在此实施例中需要修改通信节点的规范。

虽然本文图示和描述了多个实施例，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明技术的真实范围的前提下可以进行多种更改和修改，以及可以等效物替代其元件。此外，在不背离其中心范围的前提下可以进行许多修改以适于特定的情况和本发明的原理。因此，本发明应不限于作为实现本发明技术设想的最佳实施方式而公开的特定实施例，而是本发明实施例包含落在所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (18)

1.一种在中继节点中用于调整无线通信网络（200）中的中继容量的方法（300），所述无线通信网络（200）包括所述中继节点（210）和多个通信节点（220、230），所述中继节点配置成经由第一无线回程链路（240）与所述多个通信节点的第一通信节点（220）通信，所述第一无线回程链路经由第一类型的接口（410）建立，所述方法（300）包括：

确定（310）所述第一无线回程链路（240）上存在业务拥塞；以及

基于用户设备UE访问过程经由第二类型的接口（420）在所述中继节点与所述多个通信节点的第二通信节点（230）之间建立（320）第二无线回程链路（250）。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定（310）包括：

监视业务信息；以及

基于所监视的业务信息来确定所述第一无线回程链路（240）上存在业务拥塞。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述业务信息可以包括所述中继节点（210）的缓冲状态、所述第一无线回程链路（240）上的传输延迟、所述中继节点（210）与所述中继节点（210）所服务的一个或多个UE之间的访问链路上的总数据速率和所述第一无线回程链路（240）上的总数据速率的至少其中之一。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述确定（310）包括：

向所述第一通信节点（220）发送请求消息以用于请求所述第一回程链路（240）上的数据速率；

从所述第一通信节点（220）接收响应消息，所述响应消息指示所述第一回程链路（240）上准许的数据速率；以及

在准许的数据速率低于所请求的数据速率或不超过阈值时，确定所述第一无线回程链路（240）上存在业务拥塞。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述建立（320）包括：

测量所述多个通信节点的基准信号功率；以及

在所述中继节点（210）与具有最高测得的基准信号功率的所述第二通信节点（230）之间建立所述第二无线回程链路。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

当所述第一无线回程链路（240）上没有业务拥塞时，释放所述第二无线回程链路（250）。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述第二无线回程链路（250）上指配新访问的UE的业务。

8.如权利要求1所述的方法，其中在空间、时间、展频码和频域的至少其中之一中将所述第一无线回程链路（240）和所述第二无线回程链路（250）进行划分。

9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，还包括

确定所述第一无线回程链路（240）和所述第二无线回程链路（250）上存在业务拥塞；

经由所述第一类型接口（410）或所述第二类型的接口（420）在所述中继节点（210）与所述多个通信节点的附加通信节点之间建立附加无线回程链路。

10.无线通信网络（200）中的一种中继节点（400），所述无线通信网络（200）包括多个通信节点，所述中继节点（400）包括：

第一类型的接口（410），所述第一类型的接口配置成与所述多个通信节点的第一通信节点建立第一无线回程链路；

第二类型的接口（420）；以及

控制单元（430），所述控制单元配置成：

确定所述第一无线回程链路上存在业务拥塞；以及

控制所述第二类型的接口以基于用户设备UE访问过程与所述多个通信节点的第二通信节点之间建立第二无线回程链路。

11.如权利要求10所述的中继节点（400），其中所述控制单元（430）配置成：

监视业务信息；以及

基于所监视的业务信息来确定所述第一无线回程链路上的业务拥塞。

12.如权利要求11所述的中继节点（400），其中所述业务信息包括所述中继节点的缓冲状态、所述第一无线回程链路上的传输延迟、所述中继节点与所述中继节点所服务的一个或多个UE之间的访问链路上的总数据速率和所述第一无线回程链路上的总数据速率的至少其中之一。

13.如权利要求10所述的中继节点（400），其中所述控制单元（430）配置成：

向所述第一通信节点发送请求消息以用于请求所述第一回程链路上的数据速率；

从所述第一通信节点接收响应消息，所述响应消息指示所述第一回程链路上准许的数据速率；以及

在准许的数据速率低于所请求的数据速率或不超过阈值时，确定所述第一无线回程链路上存在业务拥塞。

14.如权利要求10所述的中继节点（400），其中所述控制单元（430）配置成：

测量所述多个通信节点的基准信号功率；以及

控制所述第二类型的接口（420）以在所述中继节点与具有最高测得的基准信号功率的所述第二通信节点之间建立所述第二无线回程链路。

15.如权利要求10所述的中继节点（400），其中所述控制单元（430）配置成：

控制所述第二类型的接口（420）以在所述第一无线回程链路上没有业务拥塞时释放所述第二无线回程链路。

16.如权利要求10所述的中继节点（400），其中所述控制单元（430）配置成：

将新访问的UE的业务指配到所述第二无线回程链路（250）上。

17.如权利要求10所述的中继节点（400），其中在空间、时间、展频码和频域的至少其中之一中将所述第一无线回程链路和所述第二无线回程链路进行划分。

18.如权利要求10-17任何一项所述的中继节点（400），其中所述控制单元（430）还配置成：

确定所述第一无线回程链路和所述第二无线回程链路上存在业务拥塞；

经由所述第一类型接口（410）或所述第二类型的接口（420）在所述中继节点（210）与所述多个通信节点的附加通信节点之间建立附加无线回程链路。