CN113613315B

CN113613315B - 一种无蜂窝小区大规模mimo***中接入点簇的选择过程及指示方法

Info

Publication number: CN113613315B
Application number: CN202111139228.5A
Authority: CN
Inventors: 刘萌萌; 李振廷; 张建锋
Original assignee: Zhejiang Lab
Current assignee: Zhejiang Lab
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2041-09-28
Also published as: CN113613315A

Abstract

本发明提出一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程及指示方法，包括准则表格，选择的接入点簇至少包含1个主接入点AP；包括更新周期的指示和选择准则的指示；在保证接入点簇的选择灵活性的同时，减少了信令开销，并且能够使服务UE的接入点簇得到及时更新，从而保证数据传输的可靠性。

Description

一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程及指示方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程及指示方法。

背景技术

无蜂窝小区（cell-free，CF）大规模MIMO（massive multiple-input multiple-output，mMIMO）技术已成为下一代无线通信（包括5G-Advanced和6G）最有前途的技术之一。在典型的CF mMIMO***中，一定地理覆盖区域内分布着许多接入点（Access Point，AP），这些接入点共同为许多用户设备（user equipment，UE）提供服务。与传统的蜂窝网络不同，CFmMIMO网络中不存在蜂窝小区，因此能够克服蜂窝网络的边界效应。CF mMIMO网络中的接入点只需要部署少量天线，而不必像传统mMIMO一样在基站侧部署大规模天线阵列，因此可节约部署成本。

随着AP个数和UE个数的大幅增加，可扩展性是衡量CF mMIMO***优劣的重要指标。考虑到在实际应用中，路损（Path Loss，PL）会造成每个UE仅能获得一定地理覆盖区域内部分AP的服务，而不是所有AP，一种增加可扩展性的方法是以用户为中心来实现CFmMIMO。

在以用户为中心的CF mMIMO***中，每个UE都由其选定的一组AP（称作接入点簇）提供服务，例如，可以选择距离用户最近的AP，或者选择期望信号接收功率较大的AP。随着用户位置的不断变化，其选定的AP子集也会发生变化。特别是在高速移动场景中，由于用户移动速度较快，信道状态发生快速变化，以用户为中心的CF mMIMO***需要快速更新接入点簇，以满足高可靠的服务质量要求。

然而，现有技术和协议尚未提供CF mMIMO***中接入点簇的选择准则、过程及指示方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程及指示方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请公开了一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程，其特征在于：选择的接入点簇至少包含1个主接入点AP，选择过程采用如下三种方案的其中一种：

方案A：A1、用户设备UE选择一个主接入点AP；

A2、用户设备UE向主接入点AP发送参考信号，所述参考信号包括定位参考信号PRS、探测参考信号SRS；

A3、主接入点AP根据接入点簇的选择准则选择辅接入点AP；

A4、主接入点AP把所采用的接入点簇的选择准则，以及所选择的辅接入点AP告知用户设备UE；

方案B：B1、用户设备UE选择一个主接入点AP；

B2、用户设备UE接收除主接入点AP之外的其他接入点AP发送的参考信号，所述参考信号包括定位参考信号PRS、信道状态信息参考信号CSI-RS；

B3、用户设备UE根据接入点簇的选择准则选择辅接入点AP；

B4、用户设备UE把所采用的接入点簇的选择准则，以及所选择的辅接入点AP告知主接入点AP；

方案C：C1、用户设备UE选择1个主接入点AP和若干个辅接入点AP；

C2、用户设备UE把所采用的接入点簇的选择准则，以及所选择的辅接入点AP告知主接入点AP；

所述方案B和方案C中，若主接入点AP指示了新的接入点簇的选择准则，则用户设备UE需要根据新的接入点簇的选择准则重新选择辅接入点AP。

作为优选，当满足以下条件中的一种时，可以重新选择接入点簇：

S1、达到接入点簇的更新周期；

S2、信号质量差，包括接收信号的信噪比低于第一阈值或连续的混合自动请求重传否定应答HARQ NACK个数超过预设值；

S3、用户设备UE接收到主接入点AP的指示。

作为优选，所述用户设备UE选择一个主接入点AP为常规的初始接入过程，包括接收接入点AP发送的同步信号和广播消息。

作为优选，所述选择准则包括准则表格，所述准则表格中设有若干个参数，所述参数包括接入点AP与用户设备UE之间的距离、接入点AP的个数、参考信号接收功率RSRP和路损PL中的一个或多个。

作为优选，所述参数中的接入点AP的个数为最大AP个数，参考信号接收功率RSRP为最小接收功率RSRP，路损PL为最大路损PL。

本申请公开了一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的指示方法，包括更新周期的指示和选择准则的指示；

所述更新周期的指示：若接入点簇的更新周期与其他参数之间没有关联关系，则由接入点AP通过高层信令向用户设备UE指示；若接入点簇的更新周期和其他参数有关联关系，则用户设备UE只需计算出更新周期即可，接入点AP不需要向用户设备UE指示；所述其他参数包括用户移动速度、用户设备UE处理能力，所述更新周期的单位为毫秒、时隙个数、OFDM符号个数中的一种；

所述选择准则的指示：由接入点AP通过下行控制信令向用户设备UE指示，或由用户设备UE通过上行控制信令向接入点AP指示。

作为优选，所述选择准则的指示包括显式指示和隐式指示，若为显式指示，则所述控制信令中用于指示所述接入点簇的选择准则的字段大小为ceil(log2(Y))比特，Y表示接入点簇的选择准则的准则表格的行数。

本发明的有益效果：

在保证接入点簇的选择灵活性的同时，减少了信令开销，并且能够使服务UE的接入点簇得到及时更新，从而保证数据传输的可靠性。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择准则的准则表格的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

接入点簇的选择准则以准则表格的形式在协议中进行约定。

参阅图1，准则表格中设有若干个参数，所述参数包括接入点AP与用户设备UE之间的距离、接入点AP的个数、参考信号接收功率RSRP和路损PL中的一个或多个。若表格中某个参数无对应的数值，则表示该参数不在接入点簇的选择准则内。

需要注意的是，图1中的数字仅为方便理解而设，并非实际取值。

图1中的AP个数是指AP簇内的AP个数，也可以叫做AP簇大小（cluster size）、AP组大小（group size）等，路损PL是指UE和AP之间的路损，也可以是路损指数，本发明对此不做限制。

优选的，图1中的AP个数是指最大AP个数，RSRP是指最小RSRP，PL是指最大PL。

图1中的AP个数、RSRP、PL可以是最大值，也可以是最小值，本发明对此不做限制，在具体实施中，可以在协议中约定这些数值是最大值还是最小值。具体来说，可以在协议中约定接入点簇的选择准则是小于等于，小于，大于，还是大于等于某个参数值。

继续参阅图1，索引为#0的一行，可以理解为，所选AP和UE之间的距离应小于等于50米，且所选AP的个数小于等于1，且UE接收到的RSRP大于10 dB，且路损小于0 dB；索引为#4的一行，可以理解为，所选AP和UE之间的距离应小于等于100米，且所选AP的个数小于等于5；索引为#7的一行，可以理解为，所选AP和UE之间的距离应小于等于100米，没有其他参数要求。

接入点簇的选择过程可以采用方案A、或方案B、或方案C，或不同方案中部分步骤的重新组合。所选择的接入点簇至少包含1个主接入点AP。

方案A（UE先选主AP，主AP再为UE选辅AP）：

A1、UE选择一个主AP；

A2、UE向主AP发送参考信号；

A3、主AP根据接入点簇的选择准则选择辅AP；

A4、主AP把所采用的接入点簇的选择准则，以及所选择的辅AP告知UE。

方案A中步骤A2，UE向主AP发送的参考信号可以是定位参考信号（PositioningReference Signal，PRS）、探测参考信号（Sounding Reference Signal，SRS)等。AP根据UE发送的参考信号，可以获取到UE的位置信息、UE和AP之间的信道状态信息（Channel StateInformation，CSI)等。

方案B（UE先选主AP，再由UE自己选辅AP）：

B1、UE选择一个主AP；

B2、UE接收除主AP之外的其他AP发送的参考信号；

B3、UE根据接入点簇的选择准则选择辅AP；

B4、UE把所采用的接入点簇的选择准则，以及所选择的辅AP告知主AP。

方案B中步骤B2，其他AP发送的参考信号可以是定位参考信号PRS、信道状态信息参考信号CSI-RS等。

优选的，方案A和方案B中，UE选择一个主AP的过程，可以是常规的初始接入过程，包括接收AP发送的同步信号和广播消息等。

方案C（UE同时选择主AP和辅AP）：

C1、UE选择1个主AP和若干个辅AP。

优选的，UE执行常规的初始接入过程并选择1个主AP和若干个辅AP。

优选的，UE接收所有AP发送的参考信号（可以是定位参考信号PRS、信道状态信息参考信号CSI-RS等），根据接入点簇的选择准则选择1个主AP和若干个辅AP。

C2、UE把所采用的接入点簇的选择准则，以及所选择的辅AP告知主AP。

当满足以下条件中的一种时，可以重新选择接入点簇：

S1、达到接入点簇的更新周期；

S2、信号质量差；所述信号质量差可以是接收信号的信噪比低于第一阈值，或者连续的混合自动请求重传否定应答HARQ NACK个数超过预设值等。

S3、UE接收到主AP的指示。

对于UE自己选择辅AP的情况，根据主AP的指示，UE可能需要重新选择辅AP，并把重新选择的辅AP告知主AP；若主AP指示了新的接入点簇的选择准则，则UE需要根据新的接入点簇的选择准则重新选择辅AP。反之，则不需要重新选择辅AP。

例如，若主AP指示AP最大个数为N，且UE所选择的辅AP个数M大于N-1，则UE从辅AP列表中删除N-1-M个辅AP。所删除的辅AP为最不符合当时所采用的接入点簇的选择准则的AP。

在方案B和C中UE自己选择辅AP，假设UE采用的接入点簇的选择准则为图1中索引为#7的一行，即所选AP和UE之间的距离应小于等于100米。在某一地理区域内，假设UE已选AP 1为主AP，UE通过接收除主AP之外的其他AP发送的参考信号获知AP 2、AP 3、AP 4、AP 5、AP 6、AP 7距离自己之间的距离分别为20米、30米、40米、50米、80米、100米，根据上述准则（图1中索引为#7的一行），UE选择AP 2、AP 3、AP 4、AP 5、AP 6、AP 7为辅AP。后来，UE又接收到主AP的指示，其中指示了接入点簇的选择准则为图1中索引为#4的一行，即所选AP和UE的距离应小于等于100米，且所选AP的个数小于等于5。UE需要根据主AP指示的新的接入点簇的选择准则（图1中索引为#4的一行）重新选择辅AP。由于最不符合当时所采用的接入点簇的选择准则（图1中索引为#7的一行）的AP为AP 6、AP 7，因此UE从辅AP列表中删除AP 6、AP7，并把重新选择的辅AP告知主AP。

一种接入点簇的指示方法，包括更新周期的指示和选择准则的指示。

所述更新周期的指示：若接入点簇的更新周期与其他参数之间没有关联关系，则由接入点AP通过高层信令向用户设备UE指示；若接入点簇的更新周期和其他参数有关联关系，则用户设备UE只需计算出更新周期即可，接入点AP不需要向用户设备UE指示；所述其他参数包括用户移动速度、用户设备UE处理能力，所述更新周期的单位为毫秒、时隙个数、OFDM符号个数中的一种。

在一种实现方式中，接入点簇的更新周期P和用户移动速度v具备对应关系。比如，用户移动速度在0.5到5米/秒的，更新周期为200毫秒。

在另一种实现方式中，接入点簇的更新周期P和用户移动速度v具备函数关系，即P=f(v)。用户设备UE可以根据该函数关系自行计算出接入点簇的更新周期，而无需由接入点AP进行指示。在具体实施中，用户移动速度越大，AP簇的更新周期应当越小，换句话，用户位置更新越快，则接入点簇的更新也随之更快，以满足数据传输的可靠性要求。

AP簇的更新周期还应当考虑UE的处理能力，对于低能力UE，过于频繁地更新AP簇，可能导致较高的能耗，影响数据传输效率。在具体实施中，针对不同能力的UE，接入点簇的更新周期P和用户移动速度可以有不同的对应关系或函数关系。

所述选择准则的指示：由接入点AP通过下行控制信令向用户设备UE指示，或由用户设备UE通过上行控制信令向接入点AP指示。所述接入点簇的选择准则可以显式指示，也可以是隐式指示；如果是显式指示，则所述控制信令中用于指示所述接入点簇的选择准则的字段大小为ceil(log2(Y))比特，其中，Y表示接入点簇的选择准则的表格的行数。准则表格的行数可以在协议中进行约定。参阅图1，图1所示的准则表格有8行，则所述控制信令中用于指示所述接入点簇的选择准则的字段大小为3比特。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程，其特征在于：选择的接入点簇至少包含1个主接入点AP，选择过程采用如下三种方案的其中一种：

方案A：A1、用户设备UE选择一个主接入点AP；

A3、主接入点AP根据接入点簇的选择准则选择辅接入点AP；

方案B：B1、用户设备UE选择一个主接入点AP；

B3、用户设备UE根据接入点簇的选择准则选择辅接入点AP；

所述方案B和方案C中，若主接入点AP指示了新的接入点簇的选择准则，则用户设备UE需要根据新的接入点簇的选择准则重新选择辅接入点AP；

所述选择准则包括准则表格，所述准则表格中设有若干个参数，所述参数包括接入点AP与用户设备UE之间的距离、接入点AP的个数、参考信号接收功率RSRP和路损PL中的一个或多个。

2.如权利要求1所述的一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程，其特征在于，当满足以下条件中的一种时，可以重新选择接入点簇： S1、达到接入点簇的更新周期； S2、信号质量差，包括接收信号的信噪比低于第一阈值或连续的混合自动请求重传否定应答HARQ NACK个数超过预设值； S3、用户设备UE接收到主接入点AP的指示。

3.如权利要求1所述的一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程，其特征在于，所述用户设备UE选择一个主接入点AP为常规的初始接入过程，包括接收接入点AP发送的同步信号和广播消息。

4.如权利要求1所述的一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程，其特征在于：所述参数中的接入点AP的个数为最大AP个数，参考信号接收功率RSRP为最小接收功率RSRP，路损PL为最大路损PL。

5.一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的指示方法，应用于如权利要求1-4中任一项所述的无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的选择过程，其特征在于：包括更新周期的指示和选择准则的指示；所述更新周期的指示：若接入点簇的更新周期与其他参数之间没有关联关系，则由接入点AP通过高层信令向用户设备UE指示；若接入点簇的更新周期和其他参数有关联关系，则用户设备UE只需计算出更新周期即可，接入点AP不需要向用户设备UE指示；所述其他参数包括用户移动速度、用户设备UE处理能力，所述更新周期的单位为毫秒、时隙个数、OFDM符号个数中的一种；所述选择准则的指示：由接入点AP通过下行控制信令向用户设备UE指示，或由用户设备UE通过上行控制信令向接入点AP指示。

6.如权利要求5所述的一种无蜂窝小区大规模MIMO***中接入点簇的指示方法，其特征在于：所述选择准则的指示包括显式指示和隐式指示，若为显式指示，则所述控制信令中用于指示所述接入点簇的选择准则的字段大小为ceil(log2(Y))比特，Y表示接入点簇的选择准则的准则表格的行数。