CN110149194B - 用于在未经许可频带中载波聚合部署和组织的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于在未经许可频带中载波聚合部署和组织的***和方法。方法可包括：由基站内的收发器来扫描感兴趣的频带中的信道；由该收发器来将信号测量信息报告给基站；由该收发器来对该感兴趣的频带中的信道进行小区搜索；针对相邻的每个信道来确定信道信息；以及由该收发器来将该信道信息传输到基站。

Description

用于在未经许可频带中载波聚合部署和组织的***及方法
本申请是申请日为2014年12月2日、申请号为201480065657.4、题为“用于在未经许可的频带中进行载波聚合部署和组织的***及方法”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
长期演进(“LTE”)是针对移动设备和数据终端而用于高速数据的无线通信标准。高级LTE是LTE标准的主要增强。在高级LTE标准内，载波聚合用于增加带宽，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(被称为高级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。
根据当前的标准，每个被聚合的载波被称为分量载波，并且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。如图1中所示的，五个分量载波可各自具有20MHz的带宽，以结合成100MHz的最大总带宽。在实现载波聚合特征结构的情况下，高级LTE标准可满足国际移动通信(“IMT”)的高级的峰值下行链路(“DL”)吞吐量要求，或者1Gbps。
附图说明
图1(上面所述的)示出了载波聚合的示例，其包括具有20MHz的带宽的五个分量载波，以用于100MHz的总带宽。
图2示出了根据本文所述的实施方案的在未经许可的频带中进行载波聚合部署和组织的示例性***。
图3示出了根据本文所述的实施方案的在未经许可的频带中进行载波聚合部署和组织的示例性方法。
图4示出了根据本文所述的实施方案的由小区在搜索期间所提供的示例性SIB数据。
图5示出了根据本文所述的实施方案的由LTE eNB提供使用的示例性RRC消息。
图6A-图6C示出了根据本文所述的示例性实施方案的用于在多个eNB之间交换信息的示例性***。
具体实施方式
本文描述了用于在未经许可的频带中诸如在LTE无线通信网络内进行载波聚合部署和组织的***和方法。方法可包括：由基站内的收发器来扫描感兴趣的频带中的信道；由该收发器来将信号测量信息报告给基站；由该收发器来对该感兴趣的频带中的信道进行小区搜索；针对相邻的每个信道来确定信道信息；以及由该收发器来将该信道信息传输到基站。
本文进一步描述的是一种方法，该方法包括：由基站来接收来自感兴趣的频带中的多个相邻小区的信道信息；由基站来接收对另外的基站的相邻基站配置信息，其中该另外的基站在与基站不同的网络上；由基站来识别在感兴趣的频带内的未经许可的频带中的可用信道；使用辅小区丢弃/添加机制来进行从第一信道到第二信道的跳频通信。
本文进一步描述的是一种基站，该基站包收发器、在其上存储有程序的非暂态存储器和执行该程序的处理器，其中对程序的执行使得处理器执行操作，该操作包括：由收发器来扫描感兴趣的频带中的信道；由该收发器来将信号测量信息报告给基站；由该收发器来对该感兴趣的频带中的信道进行小区搜索；针对相邻的每个信道来确定信道信息；以及由该收发器来将该信道信息传输到基站。
本文进一步描述的是一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质在其上存储有可执行程序，其中该程序指导处理器执行操作，该操作包括：由基站内的收发器来扫描感兴趣的频带中的信道；由该收发器来将信号测量信息报告给基站；由该收发器来对该感兴趣的频带中的信道进行小区搜索；针对相邻的每个信道来确定信道信息；以及由该收发器来将该信道信息传输到基站。
参考以下描述以及附图可进一步理解示例性实施方案，其中类似的元件利用相同的参考标号来指示。示例性实施方案示出了用于在未经许可的频带中进行载波聚合部署和组织的***和方法。如将在下面非常详细地描述的，本文所述的示例性实施方案可允许网络诸如LTE网络使用主载波(“PCell”)来调度进行正常操作的数据(例如，经许可的所调度的操作)，并且允许辅载波(“SCell”)被添加用于ISM频带或者未经许可的频带中的通信。
参考具有一定特征的高级LTE载波聚合方案来描述示例性实施方案。例如，在频分双工(“FDD”)中，该特征包括在DL和上行链路(“UL”)中的被聚合的载波的数量可能是不同的，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，分量载波的数量和每个分量载波的带宽对于DL和UL而言是相同的。然而，本领域中的技术人员将理解这些示例性实施方案可被应用于任何载波聚合方案，该任何载波聚合方案包括具有与高级LTE方案不同的特征的那些方案。
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PCell的一个小区来处理，该PCell针对上行链路(“UL”)和下行链路(“DL”)而由主分量载波(“PCC”)来服务。还是在DL PCC上，UE接收非接入层(“NAS”)信息诸如安全参数。在空闲模式中，UE在DL PCC上侦听***信息。UL PCC被用于发送物理上行链路控制信道(“PUCCH”)。
其他分量载波可被称为用于UL和DL的为SCell服务的辅分量载波(“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。在载波聚合中，SCell被认为是对PCell的增强，其中SCell激活和去激活通过MAC信令来快速实现。常规载波聚合的功能在用户平面中的MAC层以及下层处实现。因此，分组数据汇聚协议(“PDCP”)层和无线电链路控制(“RLC”)层对于特定RLC和PDCP协议数据单元(“PDU”)应该在哪个载波上被发送没有任何影响。需注意，术语分组和PDU在本文的整个描述中可互换使用。
在当前蜂窝***中，通信仅在经许可的频带中被调度。然而，工业、科学和医学(“ISM”)无线电频带是未经许可的频带(例如，无线电光谱的部分)，该未经许可的频带被保留用于针对工业、科学和医学目的的对射频(“RF”)能量的使用，而不是被保留用于通信。本领域的技术人员将理解，在各个国家内在这些部分中对指定的ISM频带的使用由于国家无线电规程的变化可不同。此外，使用ISM频带的通信设备应该容忍来自ISM设备的任何干扰，未经许可的操作通常被允许使用这些频带。因此，未经许可的操作通常需要容忍来自其他设备的干扰，诸如支持WiFi的设备。
此外，因为ISM频带是未经许可的频带，所以许多网络提供商可根据LTE无线电接入技术(“RAT”)在该未经许可的频带中部署辅载波或者小的小区。在这种情况下，不仅LTE通信将需要避免WiFi干扰，而且这些通信还需要避免与其他LTE通信之间的冲突。本文所述的示例性***和方法提供了一种用于对来自不同网络提供商的LTE通信进行协调并在ISM频带中部署LTE通信同时避免WiFi干扰的机制。如上所述，尽管网络提供商可使用主服务小区来调度进行正常操作的LTE数据，但是示例性实施方案可为通过LTE RAT的在未经许可的频带(例如，ISM频带)中的通信添加SCell。在替代方案中，网络提供商可在未经许可的频带中部署小的小区。
图2示出了根据本文所述的实施方案的用于在未经许可的频带中进行载波聚合部署和组织的示例性***200。***200可包括基站，诸如LTE eNB 210。该LTE eNB 210可包括收发器220和处理器，诸如基板芯片230以及存储器240。因此，利用收发器220和基带芯片230，该LTE eNB 210可执行类似于LTE网络内的UE的那些操作的操作。这些操作可包括但不限于针对其他分量来扫描网络、识别其他分量、测量信号质量、报告测量结果等。
图3示出了根据本文所述的实施方案的用于在未经许可的频带中进行载波聚合和组织的示例性方法300。由方法300所执行的操作将参考如上面参考图2所述的***200和其分量进行描述。
在步骤310中，eNB 210中的收发器220可扫描感兴趣的频带内的所有信道。根据一个实施方案，扫描步骤310可由能量检测器或者由功率谱密度估计来实现。需要注意，功率谱密度方法可被用于区分WiFi传输和LTE传输。例如，功率谱密度方法可利用带内平坦度上的一些度量、滚降标准等。
在步骤320中，eNB 210中的收发器220可测量与信道中的每个信道相关的信号信息，诸如但不限于参考信号接收功率(“RSRP”)、参考信号接收质量(“RSRQ”)、接收信号强度指示符(“RSSI”)以及链路质量度量，并且将这些测量结果报告给eNB 210。
在步骤330中，eNB 210中的收发器220可在在扫描步骤310期间所识别的所有信道中执行小区搜索。此外，收发器220可确定小区-ID，以及读取所有的***信息块(“SIB”)数据，以便确定网络提供商和相邻的小区配置。
图4示出了根据本文所述的实施方案的在搜索期间由小区所提供的示例性SIB数据400。例如，SIB1包含在评估UE是否被允许访问小区时相关的信息。此外，SIB1包含小区访问相关信息(例如，公共陆地移动网络(“PLMN”)身份列表、跟踪区域代码、小区标识等)、用于小区选择的信息(例如，小区中的最小化的所需的Rx水平以及偏置)、p最大值、频带指示符、调度信息、TDD配置、SI窗口长度和***信息值标志等。SIB2包含对于所有UE公用的无线电资源配置信息。该配置信息包括小区访问限制信息、随机访问信道(“RACH”)相关参数、空闲模式寻呼配置、PUCCH配置和PUSCH配置、UL功率控制和探测参考信号配置、UL载波频率/带宽等。
在步骤340中，eNB 210可利用由收发器220所收集的信息来生成相邻小区和它们的身份的部署拓扑以及重要的配置信息。例如，eNB 210现在可能够选择不与相邻小区冲突的小区-ID。此外，eNB 210现在可知道未经许可的频带内的eNB 210可使用的任何可用的信道。
在步骤350中，eNB 210可使用Rel-10中的可用RRC消息来向收发器220指示上述信道的列表(例如，ScellToAddMod-r10RCC信息元素)。此外，eNB 210可使用Scell丢弃/添加机制来进行从第一信道到第二信道的跳频通信。
图5示出了根据本文所述的实施方案的由LTE eNB提供使用的示例性RRC消息500。
根据另选的实施方案，eNB 210可将配置信息发送到ISM频带中的UE中的每个UE，以读取相邻小区的所有SIB信息并将该SIB信息报告给服务小区。该配置可通过间隙测量来实现。更具体地，在该间隙测量期间，UE可不接收来自服务eNB的任何数据。用户设备将读取所有相邻eNB，即使该UE被该小区阻止(例如，该UE不是来自作为eNB的共同网络提供商)。因此，通过利用这些配置来对多个UE进行配置，服务eNB可填充在其附近的对部署拓扑的映射。
图6A-图6C示出了根据本文所述的示例性实施方案的用于在多个eNB之间交换信息的示例性***610,620和630。
图6A示出了用于经由X2接口来在eNB1和eNB2之间交换信息的***610。在当前的LTE***中，如果eNB属于不同的网络提供商，则在这些eNB之间不存在X2接口。根据***，X2接口可被部署在所有eNB之间。此外，新的X2过程可被定义为交换相邻小区配置信息(例如，类似于eNB配置更新过程)。
图6B示出了用于跨移动性管理实体(“MME”)诸如MME1和MME2经由无线电接入网络(“RAN”)信息管理(“RIM”)传输来在eNB1和eNB2之间交换信息的***620。当前的RIM过程在LTE和GSM/EDGE无线电接入网络(“GERAN”)之间使用，并且不在LTE内使用。本文所述的示例性实施方案可重新使用LTE中的RIM过程逻辑部件，或者另选地，定义新的S1过程，以将eNB配置信息传输到相邻小区。此外，实施方案可在来自不同网络提供商的MME之间部署S10接口。因此，eNB1可在RIM传送器消息内将其小区配置信息和PLMN信息发送到其他小区。RIM传送器消息还可包括目标小区-ID路由信息，以允许MME1发现被称为MME2的正确的MME。MME2然后可将RIM传送器消息发送到eNB2。
图6C示出了用于经由操作管理和维护(“OAM”)服务器来在eNB1和eNB2之间交换信息的***630。在当前的LTE***中，属于不同网络提供商的eNB仅具有与它们自己的OAM服务器的接口。来自不同的网络提供商的不同的OAM服务器不具有接口。根据示例性实施方案，eNB可具有与相同的OAM服务器的接口。另选地或者除此之外，属于不同的网络提供商的不同的OAM服务器可具有用于共享信息的接口。因此，eNB1可将小区配置和网络信息发送到OAM服务器，其中该OAM服务器可将该信息转发至eNB。因此，eNB1和eNB2中的每一者现在可知道其相邻的小区信息。
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 (22)

1.一种用于通信的方法，包括：
在基站处：
确定所述基站的区域内相邻小区的部署拓扑，其中所述确定包括通过功率谱密度估计来扫描未经许可的频带中的信道；
在由所述基站提供的主分量载波上与用户设备UE通信；和
执行辅小区添加过程以选择辅分量载波，另一基站可在所述辅分量载波上与UE通信，其中所述辅分量载波的选择至少部分地基于所述部署拓扑，并且其中在未经许可的频带中提供所述辅分量载波。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述另一基站是小的小区。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
执行辅小区丢弃过程以丢弃所述辅分量载波；和
执行另一辅小区添加过程以选择另一辅分量载波，再一个基站可在所述另一辅分量载波上与UE通信，其中所述另一辅分量载波的选择至少部分地基于所述部署拓扑，并且其中在所述未经许可的频带中提供所述另一辅分量载波。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述辅小区添加过程包括向UE发送包括所述另一基站的小区标识的消息。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述扫描包括区分所述未经许可的频带中的WiFi传输与长期演进LTE传输，其中所述区分基于所述功率谱密度估计。
6.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述部署拓扑包括识别由部署所述基站的网络提供商部署的小区和由其他网络提供商部署的小区。
7.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述部署拓扑包括识别多种无线电接入技术中的小区。
8.一种用于通信的方法，包括：
在用户设备UE处：
连接到主小区，所述主小区提供主分量载波以便UE与所述主小区通信；
接收来自所述主小区的标识辅小区的消息，所述辅小区提供辅分量载波以便UE与所述辅小区通信，其中在未经许可的频带中提供所述辅分量载波，其中所述辅分量载波是由所述主小区至少部分地基于基站的区域中相邻小区的部署拓扑而选择的，并且所述部署拓扑是由所述主小区通过功率谱密度估计在未经许可的频带中扫描信道而确定的；和
在上行链路和下行链路中在所述主分量载波上与所述主小区通信并且在所述辅分量载波上与所述辅小区通信。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述辅小区是多个辅小区，并且所述辅分量载波是多个辅分量载波。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述消息包括所述辅小区的小区标识和所述辅分量载波的载波频率。
11.如权利要求8所述的方法，还包括：
从所述主小区接收用以从相邻小区读取***信息块SIB信息的第二消息；和
向所述主小区报告相邻小区的SIB信息。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
从相邻小区读取SIB信息，其中通过在UE不是正在从所述主小区接收数据时的间隙测量来执行所述读取。
13.如权利要求11所述的方法，还包括：
从阻止UE连接的相邻小区读取SIB信息。
14.一种用于通信的***，包括：
主小区，所述主小区确定所述主小区的区域中相邻小区的部署拓扑并且在主分量载波上与用户设备UE通信，其中所述确定包括通过功率谱密度估计来扫描未经许可的频带中的信道；和
辅小区，所述辅小区在辅分量载波上与UE通信，其中所述辅小区和所述辅分量载波的载波频率由所述主小区至少部分地基于所述部署拓扑来选择，并且其中所述载波频率在未经许可的频带中。
15.如权利要求14所述的***，其中，所述主小区和所述辅小区使用长期演进LTE无线电接入技术与UE通信。
16.如权利要求14所述的***，其中，所述主小区是宏小区，所述辅小区是小的小区。
17.如权利要求14所述的***，还包括：
另一辅小区，所述另一辅小区在另一辅分量载波上与UE通信，其中所述另一辅小区和所述另一辅分量载波的另一载波频率由所述主小区至少部分地基于所述部署拓扑来选择，并且其中所述另一载波频率在所述未经许可的频带中。
18.如权利要求14所述的***，其中，所述扫描包括区分所述未经许可的频带中的WiFi传输与长期演进LTE传输，其中所述区分基于所述功率谱密度估计。
19.一种基站，包括：
存储器，所述存储器上存储有计算机程序指令；和
处理器，所述处理器耦合到所述存储器并且被配置为执行所述计算机程序指令以执行如权利要求1至7中任一项所述的方法的操作。
20.一种用户设备，包括：
存储器，所述存储器上存储有计算机程序指令；和
处理器，所述处理器耦合到所述存储器并且被配置为执行所述计算机程序指令以执行如权利要求8至13中任一项所述的方法的操作。
21.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行如权利要求1至13中任一项所述的方法的操作。
22.一种用于通信的装置，包括用于执行如权利要求1至13中任一项所述的方法的操作的单元。
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