CN105830493A - 用于在允许载波聚合的网络中进行载波信道选择的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用户设备。被配置为连接到网络并且在载波聚合模式和单个载波模式中操作的用户设备(UE)执行用于选择最佳分量载波的方法。该方法包括确定主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作，发送指示主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作的指示到网络，获取该辅分量载波作为目标主分量载波并且将该辅分量载波作为目标主载波分量进行操作。在一个示例性实施方案中，该指示是宣告UE和网络之间的无线电链路失败(“RLF”)。在另一个示例性实施方案中，该指示是被发送到网络的触发针对UE的切换过程的测量报告。

Description

用于在允许载波聚合的网络中进行载波信道选择的***和方法

优先权请求/以引用方式并入

该专利申请要求于2013年12月16日提交的标题为“SystemsandMethodsforCarrierChannelSelectioninCarrierAggregationEnabledNetworks”的美国临时专利申请61/916,658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，载波聚合被用于提高带宽，并且从而提高比特率。载波聚合已经在第三代合作伙伴计划(“3GPP”)版本10(高级LTE标准)中被引入，以在保持与传统用户设备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宽的传输带宽。具体地，载波聚合可以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。载波聚合配置可以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用户设备支持载波聚合带宽类别。带宽类别可以通过所聚合的传输带宽配置和用户设备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，载波聚合可以为支持载波聚合频带类别的单个的操作频带。对于每个载波聚合配置而言，针对被包含在频带组合集内的所有频带组合可以指定要求，如用户设备的无线电接入能力所指示的。因此，用户设备可以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，每个聚合的载波被称为多个分量载波，并且每个分量载波可具有1.4,3,5,10,15或者20MHz的带宽并且最多五个分量载波可被聚合。如图1中所示的，两个示例性载波分量可以每者具有10MHz的带宽，以组合成20MHz的总带宽。在载波聚合特征被使能的情况下，支持20MHz载波聚合的高级LTE标准设备可以实现100Mbps的下行链路吞吐量。

发明内容

本文所述的是用于在允许载波聚合的网络中进行载波信道选择的***和方法。一种方法是由利用包括主分量载波和辅分量载波的多个分量载波的用户设备(UE)来执行。所述方法可以包括检测在主分量载波上超过辅分量载波的失衡，其中所述失衡指示辅分量载波比主分量载波更佳地操作，宣告UE和网络提供商之间的无线电链路失败(“RLF”)，包括丢弃UE和网络提供商之间的无线电资源控制(“RRC”)连接，获取所述辅分量载波作为目标主分量载波，经由无线电资源控制连接与网络提供商重建，以及使用所述辅分量载波作为目标主分量载波进行操作。

本文进一步所述的是一种包括收发器和处理器的UE。所述收发器被配置为连接到网络并且工作在载波聚合模式和单个载波模式中。所述处理器是耦接到存储器并且执行存储在所述存储器上的可执行程序的处理器，其中所述程序的执行使得所述处理器执行包括以下的操作：确定主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作，将主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作的指示发送到网络，获取所述辅分量载波作为目标主分量载波并且将所述辅分量载波作为目标主分量载波进行操作。

本文进一步所述的是一种由UE利用包括主分量载波和辅分量载波的多个分量载波来执行的方法。所述方法包括确定主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作，将测量报告发送到网络提供商，其中所述测量报告指示主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作并且所述测量报告触发针对UE的切换过程以及执行切换过程，其中所述切换过程将所述辅分量载波建立为目标主分量载波。

附图说明

图1(上面所述的)示出了包括两个分量载波的载波聚合的实施例，每个分量载波具有10MHz的带宽用于20MHz的总带宽。

图2示出了在载波聚合模式中执行小区选择的示例性用户设备(UE)。

图3示出了实现载波聚合功能的示例性网络布置。

图4示出了根据本文所述的实施方案的用于宣告无线电链路失败以指示从主分量载波(“PCC”)到辅分量载波(“SCC”)的信道切换的示例性方法。

图5示出了根据本文所述的实施方案的用于触发频率间切换过程以发起从主分量载波到辅分量载波的信道切换的示例性方法。

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例，其中类似的元件用相同的参考标号参考。示例性实施方案涉及用于在允许载波聚合的网络中进行载波信道选择的***和方法。具体地，该示例性***和方法使用由UE进行的有关正在被UE使用的载波聚合信道的测量来确定在允许载波聚合网络中是否有更加有利的主小区对UE可用。

图2示出了在载波聚合模式中执行小区选择的示例性用户设备(UE)200。UE200可代表被配置为执行无线功能尤其是载波聚合功能的任何电子设备。例如，UE200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，用户设备200可为固定设备，诸如台式计算机终端。UE200可包括处理器205、存储器布置210、显示设备215、输入/输出(I/O)设备220、收发器225及其他部件230。所述其他部件230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UE200电连接到其他电子设备的端口等。

处理器205可被配置为执行站点200的多个应用程序。例如，当经由收发器225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205可以执行载波选择应用程序。UE200能够在载波聚合模式中操作。下文将进一步详细地描述载波聚合模式。载波选择应用程序允许UE200确定针对该UE200正被用作载波聚合的辅小区的当前小区是否比针对该UE200正被用作载波聚合的主小区的当前小区具有更好的操作特性。在当前辅小区具有更好的操作特性时，载波选择应用程序可以将该辅小区切换成为主小区。将辅小区切换成为主小区的操作将在下面更加详细地描述。

收发器225可为被配置为发送和/或接收数据的硬件部件。即收发器225可基于网络的工作频率直接或间接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225允许UE200与主小区和辅小区两者进行通信。

应当指出的是，执行本文所述的针对载波选择应用程序的功能的处理器205仅是示例性的。例如，收发器425还可以执行载波选择应用程序的功能中的一些或全部功能。在另一个实施例中，可能包括或者可能不包括固件的独立集成电路可以执行载波选择应用程序的功能。

图3示出了实现载波聚合功能的示例性网络布置300。网络布置300包括蜂窝核心网络310和两个小区320和330。在该实施例中，可认为小区320和330是部署在长期演进(LTE)网络中的演进型NodeB(eNB)。蜂窝核心网络310和eNB320和330的组合允许UE200连接到LTE网络并与也直接或间接地连接到LTE网络的其他设备进行通信。蜂窝核心网络310和eNB320和330由网络提供商(例如，AT&T,Verizon,T-Mobile,Sprint等)提供并形成该网络提供商的LTE网络的一部分。本领域的技术人员将理解的是，网络提供商可针对LTE网络部署成千上万的eNB并且两个eNB的使用仅用于示例性目的。此外，LTE网络可以包括许多其他设备(例如，路由器、服务器等)和***/服务(例如，IP多媒体子***(IMS)等)。

在使用载波聚合时，针对分量载波中的每个分量载波可存在多个服务小区。在图3的实施例中，eNB320可为一个服务小区并且eNB330可为第二服务小区。服务小区的覆盖范围可由于分量载波频率和功率规划二者而有所不同，这对于异构网络规划而言是有用的。无线电资源控制(“RRC”)连接由称为主服务小区(“PCell”)的一个小区处理，针对上行链路(“UL”)和下行链路(“DL”)由PCC服务。

其他分量载波可被称为针对UL和DL的辅分量载波，服务辅服务小区(“SCell”)。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的是，PCell和SCell是逻辑构建体，以允许根据需要添加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PCell的扩展。如下面将更加详细地描述的，用于在允许载波聚合的网络中进行载波选择的示例性***和方法可被用于选择比PCell具有更好的操作特性的小区。

示例性实施方案示出了用于在允许载波聚合的网络中进行载波信道选择(例如，PCC和SCC)的***和方法。更具体地，本文所述的示例性实施方案可增强用户设备的性能，如果目标PCC是当前的服务SCC，并且此外目标SCC是当前服务PCC。例如，eNB320可为当前PCC并且eNB330可为当前SCC。然而，UE200在测量eNB320和330的操作特性中可确定eNB330为PCC以及eNB320为SCC将会更好。例如，当前服务PCC(例如，eNB320)在与当前服务SCC(例如，eNB330)比较时可具有受限的UL载波连同失衡。

如下面将详细描述的，PCC内的失衡可基于UE处的测量来确定，诸如但不限于参考信号接收功率(“RSRP”)、参考信号接收质量(“RSRQ”)、信道质量指示(“CQI”)等。当此类失衡发生时，如果PCC和SCC被切换的话将改善UE性能。对于网络提供商而言没有当前机制来实施此类切换。

当示例性UE正在利用载波聚合(例如，2个DL载波和1个UL载波)来执行数据会话时，UE可体验到PCC中受限的信道功率。例如，受限的信道场景可归因于任何数量的理由，诸如但不限于，由于比吸收率(“SAR”)要求的较低的最大传输功率极限(“MTPL”)，射频(“RF”)场景，强衰落等。需要注意的是，基于各种因素，诸如设备特性、环境等，每个载波信道具有不同的传播特性。

在这些受限的UL信道场景中，可能的是当前正在服务UE的PCC在UL中比当前正在服务UE的SCC差。这可为可能的，因为两个载波均可具有独立的衰落和MTPL要求。因此，在此类情形中，如果目标PCC的职责可以被分配给当前服务SCC，则增强UE的性能可是可能的。同样，目标SCC的职责可以被分配给当前服务PCC，或者另选地，任何其他载波分量。在常规的载波聚合机制内，网络将不允许利用RRC重配置消息在信道之间进行该切换。

示例性UE200可以多种方式解决该受限的UL问题。根据一个示例性实施方案，UE200可宣告无线电链路失败(“RLF”)以发起信道切换。本领域的技术人员将理解的是，UE200可针对各种场景宣告RLF，该各种场景包括DL物理层失败，随机访问问题，最大无线电链路控制(“RLC”)重传，切换失败，功率余量报告(“PHR”)等。根据另外的示例性实施方案，UE200可触发频率间切换过程以发起信道切换。本领域的技术人员将理解的是，切换过程可被用于将UE200从源节点转换到目标节点。

图4示出了用于宣告RLF以发起从PCC到SCC的信道切换的示例性方法400。需注意的是，整个方法400可由能够利用多个载波分量的UE200与网络提供商(例如，如网络布置300中所示的)来执行。示例性UE200可在针对各种频带组合的载波聚合模式中操作以及在使用单个频带的单个载波模式中操作。此外，示例性UE200可知道其支持的MTPL并可决定在单个载波模式和载波聚合模式之间切换操作以增强性能。

因此，在步骤410中，UE可在具有两个或更多个DL和单个UL的载波聚合业务模式中与网络提供商连接。在该实施例中，将认为UE200被连接到eNB320和330，其中eNB320初始服务PCC并且eNB330服务SCC。在图4的图表中，示出了UE200和网络提供商之间的通信交换。应当理解，网络提供商包括eNB320和330，连接被建立到eNB320和330。还应当指出的是，因为PCC和SCC可是逻辑构建体，PCC和SCC可被包括在相同的物理eNB中。然而，为了示出示例性方法400的目的，将认为存在两个独立的eNB(eNB320和330)分别服务PCC和SCC。

在步骤420中，UE200可检测到在与SCC的度量(例如，操作特性)相比较时PCC度量中的失衡。例如，在PCC的DL内，UE200可基于所报告测量数据来检测失衡，该测量数据诸如但不限于RSRP,RSRQ,CQI等。本领域的技术人员将理解，RSRP,RSRQ,CQI等通常由UE200在操作的正常过程期间在DL信号上执行。此外，失衡的检测不限于这些类型的测量。因此，在步骤420期间，UE200可确定SCC是比PCC更好的信道(例如，SCC信道比PCC信道操作更加有利或者优化)。具体地，UE200可确定在SCC处的测量数据提供超过在PCC处的测量数据的信道质量方面的改善。因此，UE200可有效地使当前SCC(由eNB330所服务)优先于当前PCC(由eNB320所服务)。

在步骤430中，UE200可宣告RLF并丢弃与网络提供商的连接(例如，RRC连接)。如上所述，在载波聚合中，RRC连接通过PCell维护。因此，在该实施例中，UE200将丢弃至充当PCell的eNB320的连接。如上所述，RLF的宣告可基于在PCC的UL内已经发生的重传次数和UE到达MTPL水平的占空比，PHR报告等。

在步骤440中，UE200可在将SCC(例如，eNB330)优先排序作为网络提供商的目标PCC时进入小区选择过程(“CSP”)。本领域的技术人员将理解，CSP允许UE200选择合适的小区预占其中，以便访问来自网络提供商的可用服务。

在步骤450中，UE200可获取先前的SCC(由eNB330服务)作为目标PCC并尝试利用RRC重建作为能够进行载波聚合的UE。具体地，UE200可向网络提供商宣告自己能够进行载波聚合。应当指出的是，步骤450可在小区选择找到相同的物理小区时由UE执行。

在步骤460中，UE200可利用从前的SCC(由eNB330服务)作为新的主载波分量进行操作。此外，UE200可在载波聚合模式或者单个的载波模式中操作，取决于新的RF情况。即，尽管UE200已经宣告自己能够进行载波聚合，不一定意味着UE200必须在载波聚合模式中操作。如果UE200在载波聚合模式中操作，先前的PCC(由eNB320服务)可成为SCC。

根据示例性实施方案，UE200可使用无线电链路监测(“RLM”)度量，诸如Qin/Qout来触发RLF。Qin可被定义为用于同步操作中的阈值，其中该阈值是在其处下行链路无线电质量可比在不同步阈值处(例如，Qout)显著更加可靠地接收的水平。相反地，Qout可被定义为不同步阈值，其中该阈值是在其处下行链路无线电链路不能被可靠地接收的水平。因此，RLM监测可基于由PHY层实体记录并传输到更高的层实体的Qin和Qout结果的数量。因此，UE200可发信号通知网络这些度量中的一者或多者不在可接受的范围内，从而触发RLF。应当指出的是，这不意味着针对当前PCC(例如，eNB320)的这些度量实际上在可接受的范围之外，仅仅是UE200正在指示度量在范围之外以触发RLF使得UE200可然后与当前SCC(例如，eNB330)联系。

图5示出了用于触发频率间切换过程以发起从PCC到SCC的信道切换的示例性方法500。需注意，类似于图4中的方法400，整个方法500可由能够利用多个载波分量的UE200执行，诸如包括具有两个或更多个DL和单个UL的载波聚合业务模式的UE200。此外，还将认为，初始时eNB320正在服务PCC并且eNB330正在服务SCC。

在步骤510中，UE200可确定PCC上的UL相比于SCC是差的(例如，受限的和/或失衡的)。类似于图4中的方法400，UE200可检测在与SCC(由eNB330服务)的度量相比较时PCC(由eNB320服务)的度量的失衡。例如，在PCC的DL内，UE可基于所报告的测量数据检测失衡，所报告的测量数据诸如但不限于RSRP,RSRQ,CQI等。

在步骤520中，UE200可发送测量报告到网络提供商。例如，UE200可设置用于DL测量的偏置。这些测量可以考虑进所报告的PHR和SCC的总辐射功率(“TRP”)，以及PCC和SCC之间的失衡度量(例如，RSRP,RSRQ测量)，以使能频率间切换。

在步骤530中，UE200可通过网络提供商触发或者激活切换过程。例如，切换过程可包括SCC的去激活和重配置使得UE200可触发频率间切换。SCC可在发送测量报告(例如，RSRP,RSRQ,A6测量，PHR报告，失衡度量等)时被去激活并被重新配置。本领域的技术人员将理解的是，测量报告被网络提供商用于确定UE200应当执行小区之间的切换过程，因为当前服务小区(例如，PCell320)将失去对UE200的覆盖。同样，由UE200发送到网络提供商的报告不一定需要为准确的报告。换句话讲，UE200期望通过促使切换过程来切换PCC。UE200可报告针对当前PCC比实际存在的状况更坏的状况，因为这些所报告的状况将促使切换。此外，所报告的状况可将当前SCC(由eNB330服务)超过当前PCC(由eNB320服务)进行偏置。

在步骤540中，UE200可建立先前的SCC(由eNB330服务)作为目标主载波分量。换句话讲，UE200可经由所发起的切换过程获取SCC作为新的PCC并向网络提供商宣告其自己能够进行载波聚合。

在步骤550中，UE200可与网络提供商协商以进入载波聚合模式中或者单个载波模式中。类似于图4中的方法400，UE200可在载波聚合模式中或者单个载波模式中操作，取决于新的RF环境。

通过使用上面在图5的方法500中所述的切换实施方案，UE200可在整个切换过程中处于连接的业务状态而不致使对服务提供商的性能度量的任何退化。

可以注意的是，相对于具有某些特性的高级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，示例性实施方案可以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 (20)

1.一种方法，包括：

在利用包括主分量载波和辅分量载波的多个分量载波的用户设备(“UE”)处：

检测主分量载波上的超过所述辅分量载波的失衡，其中所述失衡指示所述辅分量载波比所述主分量载波更佳地操作；

宣告所述UE和网络提供商之间的无线电链路失败(“RLF”)，包括丢弃所述UE和所述网络提供商之间的无线电资源控制(“RRC”)连接；

获取所述辅分量载波作为目标主分量载波；

经由所述RRC连接来与所述网络提供商进行重建；以及

将所述辅分量载波作为所述目标主载波分量进行操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于以下各项中的一者针对下行链路来检测所述失衡：所述主分量载波和所述辅分量载波的参考信号接收功率(“RSRP”)、参考信号接收质量(“RSRQ”)或信道质量指示(“CQI”)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中基于以下各项中的一者针对上行链路来检测所述失衡：最大传输功率限制(“MTPL”)、射频(“RF”)场景或强衰落。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述主分量载波正在由长期演进(LTE)网络的第一演进型NodeB(eNB)服务并且所述辅分量载波正在由所述LTE网络的第二eNB服务。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在获取所述辅分量载波作为所述目标主分量载波之后，向所述网络提供商指示所述UE能够进行载波聚合。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

获取所述第一分量载波作为目标辅分量载波。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括：

使用作为单个载波的所述辅分量载波在单个载波模式中操作所述UE。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述获取所述辅分量载波作为目标主分量载波，包括：

执行对所述辅分量载波进行优先排序的小区选择过程(“CSP”)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中宣告RLF包括：

传输对针对所述主分量载波的无线电链路监测(“RLM”)度量的指示。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述RLM度量包括为用于同步操作的第一阈值的Qin或为用于不同步操作的第二阈值的Qout中的一者。

11.一种方法，包括：

在利用包括主分量载波和辅分量载波的多个分量载波的用户设备(“UE”)处：

确定主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作；

将测量报告发送到网络提供商，其中所述测量报告指示所述主分量载波不比所述辅分量载波正在更佳地操作并且所述测量报告触发针对所述UE的切换过程；以及

执行切换过程，其中所述切换过程建立所述辅分量载波作为目标主分量载波。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述确定所述主分量载波不比所述辅分量载波正在更佳地操作基于针对下行链路所检测到的失衡，所述失衡基于以下各项中的一者被检测：所述主分量载波和所述辅分量载波的参考信号接收功率(“RSRP”)、参考信号接收质量(“RSRQ”)或信道质量指示(“CQI”)。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述确定所述主分量载波不比所述辅分量载波正在更佳地操作基于针对上行链路所检测到的失衡，所述失衡基于以下各项中的一者被检测：最大传输功率限制(“MTPL”)、射频(“RF”)场景或强衰落。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述主分量载波正在由长期演进(LTE)网络的第一演进型NodeB(eNB)服务并且所述辅分量载波正在由所述LTE网络的第二eNB服务。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：

在获取所述辅分量载波作为所述目标主分量载波之后，向所述网络提供商指示所述UE能够进行载波聚合。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

获取所述第一分量载波作为目标辅分量载波。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：

使用作为单个载波的所述辅分量载波在单个载波模式中操作所述UE。

18.一种用户设备(UE)，包括：

收发器，所述收发器被配置为连接到网络并且在载波聚合模式和单个载波模式中操作；和

耦接到存储器的处理器，所述处理器执行被存储在所述存储器上的可执行程序，其中对所述程序的所述执行使得所述处理器执行操作，所述操作包括：

确定主分量载波不比辅分量载波正在更佳地操作；

将所述主分量载波不比所述辅分量载波正在更佳地操作的指示发送到所述网络；

获取所述辅分量载波作为目标主分量载波；以及

将所述辅分量载波作为所述目标主载波分量进行操作。

19.根据权利要求18所述的UE，其中所述指示是宣告所述UE和所述网络之间的无线电链路失败(“RLF”)，包括丢弃所述UE和所述网络之间的无线电资源控制(“RRC”)连接。

20.根据权利要求18所述的UE，其中所述指示是指示所述主分量载波不比所述辅分量载波正在更佳地操作的测量报告并且所述测量报告触发针对所述UE的切换过程。