TWI738185B

TWI738185B - 換手方法及使用者設備

Info

Publication number: TWI738185B
Application number: TW109102129A
Authority: TW
Inventors: 阿彼錫羅伊; 帕范山薩納克里斯那努傑哈利; 徐家俊
Original assignee: 新加坡商聯發科技（新加坡）私人有限公司
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-09-01
Also published as: WO2020159733A1; CN113316952A; TW202031066A; US20220007239A1

Abstract

提出了一種NR-U中的高效換手機制。NR-U gNB可提供測量物件配置和報告配置來包括RSSI或CO或一些其他通道負載度量。NR-U UE可使用測量物件配置來測量相鄰小區，然後使用報告配置向源gNB報告測量的相鄰小區的RSSI/CO/通道負載度量。報告配置可包括未許可網路(例如WLAN)的通道利用率和相鄰NR-U小區的通道可用性。因為NR-U相鄰小區可能會由於不同的未許可節點(例如WiFi節點)而負載很重，因此這可改善NR-U中的換手性能。

Description

換手方法及使用者設備

本發明係相關於無線網路通訊，尤指第5代(5th Generation，5G)新無線電(New Radio，NR)未許可頻譜(New Radio Unlicensed，NR-U)無線通訊系統中的換手(handover)改進。

第三代合作夥伴計畫(3rd Generation Partnership Project，3GPP)和長期演進(Long-Term Evolution，LTE)行動電信系統提供了高資料速率、更低的延遲和改進的系統性能。隨著「物聯網(Internet of Things，IOT)」和其他新使用者設備(User Equipment，UE)的快速發展，對於支援機器通訊的需求呈指數增加。為了滿足通訊中這種指數增加的需求，需要附加的頻譜(即，無線電頻譜)。許可頻譜(licensed spectrum)的數量是有限的。因此，通訊提供商需要尋求未許可頻譜來滿足通訊需求的指數增加。一種建議的解決方案是結合使用許可頻譜和未許可頻譜。該解決方案被稱為「許可輔助存取(Licensed Assisted Access，LAA)」或「LAA」。在這樣的解決方案中，可以在許可頻譜上使用諸如LTE載波之類的已建立的通訊協定來提供第一通訊鏈路，並且還可以在未許可頻譜上使用另一LTE載波來提供第二通訊鏈路。

在3GPP LTE網路中，演進型通用陸地無線電存取網(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)包括複數個基地台(base station)，例如與複數個行動站(可稱為UE)進行通訊的演進型節點B(evolved Node-B，eNB)。在5G新無線電(NR)中，基地台也被稱為gNodeB或gNB。對於處於無線電資源控制(Radio Resource Control，RRC)空閒模式(Idle mode)行動性(mobility)的UE來說，小區選擇是UE開機後選擇特定小區進行初始註冊的過程，而小區重選是在UE駐留(camp)在小區並處於空閒模式之後更改小區的機制。對於處於RRC連接模式(Connected mode)行動性的UE來說，換手是UE將正在進行的會話(session)從源gNB換手到相鄰的目標gNB的過程。

NR-U中的小區選擇/重選和換手與NR不同。首先，與NR不同的是，在NR-U中，未許可頻譜中的所有小區可能屬於不同的公共陸地行動網路(Public Land Mobile Network，PLMN)。在許可NR頻譜中，特定頻率的所有小區均屬於同一PLMN。自然地，NR中的UE通常駐留在特定載波的最強小區上。但是，在未許可NR-U頻譜中，載波的最強小區可能屬於不同的PLMN。因此，在3GPP規範中達成一致，在NR-U中，如果最強小區不屬於其自身的PLMN，則該UE將不駐留在該最強小區上。其次，未許可頻譜的部署可能是計畫外的。因此，當駐留在源小區中的未許可載波或通過源小區中的未許可載波連接時，一些相鄰的目標小區可能會遭受較重的通道負載(channel load)以及來自其他未許可UE和包括無線保真(Wireless Fidelity，WiFi)存取點(Access Point，AP)和WiFi站的各種網路節點的干擾。另一方面，一些其他相鄰的未許可小區可能具有相對低的負載。

尋求一種解決方案來在向NR-U中的相鄰小區進行換手的過程中來探索未許可小區的一些通道負載度量(metric)(例如，通道佔用率(channel occupancy))。

在一個實施方式中，UE在未許可網路中與服務基地台建立RRC連接。UE接收測量配置。測量配置包括針對NR-U通道和WLAN通道的清單的測量物件。UE執行測量並獲得測量結果，該測量結果包括目標小區的SINR、RSRP、RSRQ以及通道負載度量(例如通道佔用率)。UE向基地台發送針對測量結果的測量報告，以將UE換手到目標小區。

在下面的具體實施方式中描述了其他實施方式和優點。本發明內容並非旨在限定本發明。本發明由申請專利範圍限定。

100:系統

101、110、301:UE

102、104、111、112:基地台

103、105:小區

200:框圖

201、211:設備

202、212:記憶體

203、213:處理器

204:排程器

205、219:RRC連接處理電路

206、216:收發器

207、208、217、218:天線

209:行動性管理模組

210、220:程式

214:測量報告模組

215:換手處理模組

221、231:控制和配置電路

302:gNB

311-331、401-405、501-504:步驟

第1圖例示出了根據新穎方面的示例性5G新無線電NR-U無線通訊系統，該無線通訊系統支援使用通道負載度量的高效換手過程。

第2圖是根據本發明實施方式的無線發送設備和接收設備的簡化框圖。

第3圖例示出了根據一個新穎方面的UE與基地台之間在未許可頻譜中執行測量和報告以使用參考訊號接收功率(Reference Signal Received Power，RSRP)/參考訊號接收品質(Reference Signal Received Quality，RSRQ)和通道負載度量(例如通道佔用率)進行換手的時序圖。

第4圖例示出了根據一個新穎方面的UE估計和報告未許可網路的通道統計(channel statistics)的流程圖。

第5圖是根據一個新穎方面的UE在5G NR-U中執行測量和換手過程的方法的流程圖。

現在將詳細參考本發明的一些實施方式，其示例在附圖中例示出。

第1圖例示出了根據新穎方面的示例性5G NR無線通訊系統100，該示例性5G NR無線通訊系統100支援使用NR-U中的通道負載度量的高效小區選擇和重選。5G NR無線通訊系統100包括一個或複數個無線通訊網路，並且各個無線通訊網路均可具有基本基礎架構單元(base infrastructure unit)，例如102、104、111和112。基本基礎架構單元也可以稱為存取點、存取終端、基地台、eNB、gNB或本領域中使用的其他術語。基地台102和基地台104中的每個基地台可服務於一個地理區域。在該示例中，無線通訊站102和無線通訊站104所服務的地理區域重疊。

基地台102是經由許可頻帶與UE 101通訊的許可基地台。在一個示例中，基地台102經由LTE無線通訊與UE 101通訊。基地台102向主小區(primary cell)103內的複數個UE提供無線通訊。基地台104是經由未許可頻帶與UE 101通訊的未許可基地台。在一個示例中，基地台104經由LTE無線通訊與UE 101通訊。基地台104可以用輔小區(secondary cell)105與複數個UE進行通訊。輔小區105也被稱為「小小區(small cell)」。請注意，第1圖是例示性的圖。基地台102和基地台104在地理上可以是同位的(co-located)。

資料消耗的指數增加已經產生了當前無線系統無法滿足的大頻寬需求。為了滿足對資料不斷增加的需求，需要具有更大可用頻寬的新無線系統。許可輔助存取(LAA)無線網路可用於提供更大的可用頻寬。LAA網路除了使用許可頻帶之外，還可同時利用未許可頻帶，從而為無線系統中的UE提供額外的可用頻寬。例如，UE 101可以受益於在LAA網路中同時使用許可頻帶和未許可頻帶。由於存在兩個獨立的資料連結，因此LAA網路不僅可為更大的總體資料通信提供額外的頻寬，而且還可提供一致的資料連接。具有複數個可用的資料連結可增加UE在任何給定時刻能夠與至少一個基地台進行適當資料通信的可能性。

在NR-U中，下行鏈路通道和上行鏈路通道均可在5GHz的未許可頻帶上傳輸。儘管未許可頻譜的使用提供了更多可用頻寬，但是使用未許可頻譜面臨著需要解決的實際問題。NR-U中的小區選擇/重選和換手過程在兩個主要方面均與NR不同。首先，與NR不同的是，在NR-U中，未許可頻譜中的所有小區均可能屬於不同的PLMN。其次，未許可頻譜的部署可能是計畫外的。因此，當通過源小區中的未許可載波連接時，一些相鄰的目標小區可能遭受較重的通道負載以及來自其他未許可UE和包括WiFi AP和WiFi站的各種網路節點的干擾。另一方面，一些其他相鄰的未許可小區可能具有相對低的負載或通道佔用率。

對於處於RRC連接模式行動性的UE來說，換手是UE將正在進行的會話從源gNB(源小區)換手到相鄰的目標gNB(目標小區)的過程。傳統上，可基於對服務小區和相鄰小區的訊號干擾雜訊比(Signal to Interference and Noise Ratio，SINR)、RSRP和RSRQ的測量結果來做出換手決定。在第1圖的示例中，除了服務小區103和服務小區105之外，還存在UE 101和UE 110的兩個相鄰小區──由基地台111服務的相鄰小區1和由基地台112服務的相鄰小區2。相鄰小區1具有較低的RSRP，但負載非常低，相鄰小區2具有較高的RSRP，但負載非常高。因此，最好在換手期間探索一些通道負載度量以檢查負載重的小區。因此，與傳統的NR換手相比，NR-U網路需要克服更多的挑戰。

根據一個新穎方面，提出了一種NR-U中的高效換手機制。NR-U gNB可提供測量物件配置(measurement object configuration)和報告配置(report configuration)來包括接收訊號強度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)或通道佔用率(Channel Occupancy，CO)或一些其他通道負載度量。NR-U UE可使用測量物件配置來測量相鄰小區，然後使用報告配置向源gNB報告測量的相鄰小區的RSSI/CO/通道負載度量。報告配置可包括未許可網路(例如無線區域網(Wireless Local Area Network，WLAN))的通道利用率(Channel Utilization，CU)和相鄰NR-U小區的通道可用性(Channel Availability)。因為NR-U相鄰小區可能會由於不同的未許可節點(例如WiFi節點)而負載很重，因此這可改善NR-U中的換手性能。請注意，對於NR-U小區和LTE小區來說，可以擴展(extend)相同的通道可用性並將該相同的通道可用性包括在UE的無線電存取技術(Radio Access Technology，RAT)間(inter-RAT)測量中，這可涉及NR-U小區和LTE小區之間的行動性。

第2圖是根據本發明實施方式的無線設備201和無線設備211的簡化框圖200。對於無線設備201(例如，發送設備)來說，天線207和天線208發送和接收無線電訊號。與天線耦接(couple)的RF收發器模組206從天線接收射頻(Radio Frequency，RF)訊號，將該RF訊號轉換為基頻訊號，並將該基頻訊號發送至處理器203。RF收發器206還將從處理器接收的基頻訊號進行轉換，將該基頻訊號轉換為RF訊號，並發送至天線207和天線208。處理器203處理接收到的基頻訊號並調用不同的功能模組和電路以執行無線設備201中的特徵(feature)。記憶體202存儲程式指令和資料210以控制設備201的操作。

類似地，對於無線設備211(例如，接收設備)來說，天線217和天線218發送和接收RF訊號。與天線耦接的RF收發器模組216從天線接收RF訊號，將該RF訊號轉換為基頻訊號，並將該基頻訊號發送至處理器213。RF收發器216還將從處理器接收的基頻訊號進行轉換，將該基頻訊號轉換為RF訊號，並發送到天線217和天線218。處理器213處理接收到的基頻訊號並調用不同的功能模組和電路以執行無線設備211中的特徵。記憶體212存儲程式指令和資料220以控制無線設備211的操作。

無線設備201和無線設備211還包括若干功能模組和電路，所述若干功能模組和電路可以被實現和配置為執行本發明的實施方式。在第2圖的示例中，無線設備201是基地台，該基地台可包括RRC連接處理模組205、排程器204、行動性管理模組209以及控制和配置電路221。無線設備211是UE，該UE包括RRC連接處理電路219、測量報告模組214、換手處理模組215以及控制和配置電路231。請注意，無線設備可以既是發送設備又是接收設備。可以通過軟體、韌體、硬體及其任意組合來實現和配置不同的功能模組和電路。當由處理器203和處理器213執行功能模組和電路時(例如，通過執行程式碼210和程式碼220)，上述功能模組和電路允許發送設備201和接收設備211執行本發明的實施方式。

在一個示例中，基地台201經由RRC連接處理電路205與UE 211建立RRC連接，經由排程器204為UE排程下行鏈路和上行鏈路傳輸，經由行動性管理模組209執行行動性管理，並經由配置電路221向UE提供測量和報告配置資訊。UE 211經由RRC連接處理電路219處理RRC連接，經由測量和報告模組214執行測量並報告測量結果，經由換手處理模組215執行換手，並經由控制和配置電路231獲得測量和報告配置資訊。根據一個新穎方面，UE 211可在執行測量和報告測量結果的過程中考慮未許可小區的通道負載度量(例如，通道佔用率)來促進網路改善換手性能。

第3圖例示出了根據一個新穎方面的UE與基地台之間在未許可頻譜中執行測量和報告以使用RSRP/RSRQ和通道負載度量(例如，通道佔用率)進行換手的時序圖。在步驟311中，UE 301在具有NR-U小區的未許可網路和諸如WLAN之類的其他未許可網路中，與該UE 301的服務基地台gNB 302建立RRC連接。在RRC連接建立之後，UE 301進入RRC連接模式並且由服務NR-U小區中的gNB 302服務。在步驟312中，UE 301從gNB 302接收RRC連接重新配置訊息以執行通道測量。RRC連接重新配置包括用於測量物件配置和報告配置兩者的測量配置。在步驟313中，UE 301向gNB 302發送RRC連接重新配置完成訊息。在步驟321中，UE 301基於所配置的測量物件配置來執行測量。在步驟322中，UE 301基於報告配置向gNB 302報告測量結果。測量報告可以由事件觸發配置(EventTriggerConfig)觸發，該EventTriggerConfig包括事件A1-A6。對於RAT間換手來說，測量報告可以由RAT間報告配置(ReportConfigInterRAT)來觸發，該ReportConfigInterRAT包括事件B1和事件B2。最終，在步驟331，gNB 302使用UE 301報告的測量結果做出換手或RAT間換手決定。

根據一個新穎方面，NR-U中的通道測量可包括以下參數：1)載波頻率；2)測量頻寬；3)測量源(source of measurement)；以及4)測量參數。載波頻率可以被提供為頻帶指示符清單(band indicator list)或載波頻率清單。在一個示例中，頻帶指示符清單B={B₁,B₂,...B_n}表示由服務NR-U小區和任何其他未許可網路共用的頻帶清單。在另一個示例中，載波頻率清單F={f₁,f₂,...f_n}表示由服務NR-U小區和任何其他未許可網路共用的載波頻率清單。可以通過劃分(segment)成物理資源塊(Physical Resource Block，PRB)的各個組(例如10個PRB的組)來配置測量頻寬。測量源(例如WLAN、其他NR-U 小區或任何其他未許可網路)也可以包括在測量配置中。可選地，網路標識符(network identifier)清單(例如WLAN服務集標識符(Service Set Identifier，SSID)、NR-U小區標識符(Identifier，ID)等)可以包括在測量物件中。最終，NR-U gNB可向UE提供需要測量的已更新的參數。

在NR-U中，需要增強NR-U小區的測量物件(measObjNR)和WLAN通道的測量物件(measObjWLAN)。如果網路未明確提供未許可WLAN通道的清單，則NR-U UE需要選擇WLAN通道進行測量。對於各個測量來說，可使用層3(Layer 3，L3)濾波(filter)，並且數量配置(QuantityConfig)的濾波器配置(FilterConfig)中的相應濾波器係數可以是單個值，或者該濾波器係數對於各個不同的測量來說是特定的。除了現有的SINR、RSRP和RSRQ之外，不同的測量還可包括通道負載度量，例如CO或WLAN通道利用率。

具體地，通道佔用率(CO)可以被測量為：「報告間隔(reportInterval)」中的所有樣本值(sample value)中在「通道佔用率閾值(channelOccupancyThreshold)」以上的樣本值的四捨五入百分比(rounded percentage)。在一個示例中，通道佔用率等於具有高於閾值的RSSI的測量樣本的百分比。WLAN通道利用率可以被測量為：如物理或虛擬載波偵聽(Carrier Sense，CS)機制所指示，AP偵聽到媒介繁忙的時間百分比(以255表示100%來進行線性放縮)。當一個以上的通道用於基地台子系統(Base Station Subsystem，BSS)時，可僅針對主通道計算「通道利用率」欄位值。該百分比可使用以下公式計算：通道利用率=取整((通道繁忙時間/(dot11ChannelUtilizationBeaconIntervals×dot11BeaconPeriod×1024))×255)，其中通道繁忙時間被定義為CS機制已指示通道繁忙指示的微秒數，dot11ChannelUtilizationBeaconIntervals表示測量通道繁忙時間的連續信標間隔(beacon interval)的數量。UE可以從AP週期性地提供的WLAN信標中的「BSS 負載元素(BSS Load Element)」欄位中捕獲上述值。

第4圖例示出了根據一個新穎方面的UE估計和報告未許可網路的通道統計的流程圖。在步驟401中，為了執行各種測量並估計測量結果，NR-U UE可掃描(scan)並尋找由NR-U gNB在測量物件中提供的頻率範圍(包括載波頻率(f_i))內工作的所有網路的集合。例如，對於任何未許可網路j來說，如果CF_j和BW_j分別代表中心頻率和頻寬，則NR-U UE可使用以下關係掃描並尋找未許可網路(Un-licensed Network，Net-U)的集合：Net-U_集合={NET-U_j}，對於所有f

F,F

B,0

j

N來說，使得CF _j-BW _j

f _i

CF _j+BW _j。

NR-U UE可使用以下步驟來估計在頻率範圍(包括所提到的載波頻率f_i)內工作的未許可網路(Net-U)集合的通道統計匯總。在步驟402中，UE可從信標中捕獲未許可網路標識符清單(例如WLAN的SSID和不同的媒體存取控制(Media Access Control，MAC)ID)。在步驟403中，如IEEE 802.11標準中所提到的，UE可從任何WLANj捕獲WLAN通道利用率值(CU_j)的清單，對利用率進行L3濾波，並標記從特定WLAN獲得的最高通道利用率值(CUm)：CU _m=Max[CUj]，針對所有的0

j

WLAN的數量

或者，UE還可以捕獲在所述頻帶中的所有頻率上工作的所有WLAN的清單，並且捕獲整個頻帶中的最高通道利用率(CU _M)。

，針對所有的0

j

WLAN的數量，針對所有的f _i

B

在步驟404中，如果WLAN的通道利用率度量高於預定閾值(Thresh₁)，則UE可將相應的WLAN的干擾類型(interference type)標記為「高」，否則，UE可將WLAN的干擾標記為「低」。

UE還可組合所有WLAN干擾類型(「高」或「低」)來估計特定載波頻率下的「總體WLAN干擾類型」。如果大多數WLAN干擾為「低」，則「總體WLAN干擾類型」可為「低」，否則，「總體WLAN干擾類型」可為「高」。

或者，UE還可以使用與上述相同的過程來組合所有WLAN干擾類型(「高」或「低」)以估計整個頻帶的「總體WLAN干擾類型」。

在步驟405中，UE可週期性地或基於NR-U gNB配置的現有事件來報告以上所估計的通道佔用率和/或WLAN干擾和/或WLAN通道利用率。請注意，報告觸發事件(例如事件A1-A6和事件B1-B2)的主要清單也可包含(incorporate)通道佔用率和/或WLAN通道利用率。在NR-U測量報告中，測量事件的「測量觸發數量(MeasTriggerQuantity)」和「測量報告數量(MeasReportQuantity)」可包括通道佔用率或通道可用性，其中通道可用性被測量為：100%減去通道佔用率，其中通道佔用率被測量為：當RSSI高於所配置的通道佔用率閾值時的樣本的百分比。相同的通道佔用率或通道可用性可以被包括在涉及NR-U的RAT間測量中(例如NR-U到NR/LTE的換手)。NR-U小區中的UE可報告通道可用性，NR-U gNB可以將該通道可用性用於RAT間換手以換手到負載較少的相鄰NR或LTE小區。類似地，在從NR/LTE小區換手到目標NR-U小區過程中，也可以考慮目標NR-U小區的通道佔用率，並且可避免RAT間換手到高負載的目標NR-U小區。

第5圖是根據一個新穎方面的UE在5G NR-U中執行測量和換手過程的方法的流程圖。在步驟501中，UE在未許可網路中與服務基地台建立RRC連接。在步驟502，UE接收測量配置。測量配置包括針對NR-U通道和WLAN通道的清單的測量物件。在步驟503中，UE執行測量並獲得測量結果，該測量結果包括目標小區的SINR、RSRP、RSRQ以及通道負載度量。在步驟504中，UE向基地台發送針對測量結果的測量報告，以將UE換手到目標小區。

儘管出於指導目的結合一些特定實施方式描述了本發明，但是本發明不限於此。相應地，在不脫離申請專利範圍所闡述的本發明的範圍的情況下，可以對所描述的實施方式的各種特徵進行各種修改、改編和組合。

501-504:步驟

Claims

一種換手方法，所述方法包括：一使用者設備在一未許可網路中與一服務基地台建立一無線電資源控制連接，使所述使用者設備進入無線電資源控制連接模式；所述使用者設備接收一測量配置，其中所述測量配置包括針對新無線電未許可頻譜通道和無線區域網通道的一清單的測量物件；執行測量並獲得測量結果，所述測量結果包括一目標小區的一參考訊號接收功率和/或一參考訊號接收品質以及一通道負載度量；以及向所述基地台發送針對所述測量結果的一測量報告，以將所述使用者設備換手到所述目標小區。
如申請專利範圍第1項所述之換手方法，其中，所述測量配置包括一頻帶清單、一載波頻率清單、一測量頻寬以及待測量的新無線電未許可頻譜或無線區域網通道的一標識符中的至少一者。
如申請專利範圍第1項所述之換手方法，其中，基於一小區的一接收訊號強度指示或一通道佔用率來估計所述通道負載度量。
如申請專利範圍第1項所述之換手方法，其中，基於相應的一無線區域網通道的一無線區域網通道利用率來估計所述通道負載度量。
如申請專利範圍第1項所述之換手方法，其中，基於相應的一相鄰新無線電未許可頻譜小區的一通道可用性來估計所述通道負載度量。
如申請專利範圍第1項所述之換手方法，其中，所述使用者設備還從所述基地台接收一報告配置，其中所述報告配置包括每個無線區域網通道的一無線區域網通道利用率和每個相鄰新無線電未許可頻譜小區的一通道可用性。
如申請專利範圍第6項所述之換手方法，其中，所述測量結果包括與其他測量結果一同報告的所述無線區域網通道利用率和所述通道可用性。
如申請專利範圍第6項所述之換手方法，其中，所述測量報告還包括所述未許可網路的統計匯總，所述統計匯總包括一測量頻帶中的一最高無線區域網通道利用率和一無線區域網干擾類型。
如申請專利範圍第1項所述之換手方法，其中，基於相鄰新無線電未許可頻譜小區的通道可用性來觸發所述測量和所述測量報告。
如申請專利範圍第1項所述之換手方法，其中，在無線電存取技術間測量中包括通道可用性測量，以用於新無線電未許可頻譜小區和長期演進小區之間的行動性。
一種用於執行換手的使用者設備，所述使用者設備包括：一無線電資源控制連接處理電路，所述無線電資源控制連接處理電路在一未許可網路中與一服務基地台建立一無線電資源控制連接，使所述使用者設備進入無線電資源控制連接模式；一接收器，所述接收器接收一測量配置，其中所述測量配置包括針對新無線電未許可頻譜通道和無線區域網通道的一清單的測量物件；一測量電路，所述測量電路執行測量並獲得測量結果，所述測量結果包括一目標小區的一參考訊號接收功率和/或一參考訊號接收品質以及一通道負載度量；以及一發射器，所述發射器向所述基地台發送針對所述測量結果的一測量報告，以將所述使用者設備換手到所述目標小區。