無線通信網(wǎng)絡(luò)中的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文描述的實(shí)施方式通常涉及網(wǎng)絡(luò)接入單元以及網(wǎng)絡(luò)接入單元中的方法。特別地，本文描述了一種機(jī)制，用于在異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)中選擇用戶設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信號路徑。
【背景技術(shù)】
[0002]用戶設(shè)備(UE)，也稱為移動站、無線終端和/或移動終端，可以在無線通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線通信，無線通信網(wǎng)絡(luò)有時也稱為蜂窩無線系統(tǒng)。通信可以例如在用戶設(shè)備之間、UE和有線連接的電話之間和/或UE和服務(wù)器之間通過無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)以及可能的一個或多個核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。無線通信可以包括各種通信服務(wù)，例如語音、消息、數(shù)據(jù)包、視頻以及廣播等。
[0003]該用戶設(shè)備進(jìn)一步還可被稱為移動電話、蜂窩電話、具備無線能力的平板電腦或者筆記本電腦等。在本上下文中用戶設(shè)備可例如是便攜的、袖珍的、手持的、包含于電腦中的或者車載的移動設(shè)備，能夠通過無線接入網(wǎng)絡(luò)與例如為另一個用戶設(shè)備或者服務(wù)器的另一個實(shí)體進(jìn)行語音和/或數(shù)據(jù)通信。
[0004]該無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域被劃分為小區(qū)區(qū)域，每個小區(qū)區(qū)域被無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者基站所服務(wù)，基站例如是無線基站(RBS)或者基站收發(fā)信臺(BTS)，其在一些網(wǎng)絡(luò)中基于所使用的技術(shù)和/或術(shù)語可以被稱為“eNB”、“eNodeB”、“NodeB”或者“B node”。
[0005]有時，表述“小區(qū)”可以用于表示無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本身。然而，小區(qū)在標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語中還可以用于由位于基站站點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供無線覆蓋的地理區(qū)域。位于基站站點(diǎn)上的一個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以服務(wù)一個或多個小區(qū)。無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以通過在無線電頻率上工作的空中接口與各自無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的任一 UE通信。
[0006]在一些無線接入網(wǎng)絡(luò)中，一些無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以通過例如陸上線路或者微波與例如在通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)中的無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)連接。該RNC有時也叫做基站控制器(BSC)，例如在GSM中，其可以管理并協(xié)調(diào)與其連接的多個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各種活動。GSM是全球移動通信系統(tǒng)的縮寫(原為移動特別小組(Groupe Special Mobile))。
[0007]在第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)長期演進(jìn)(LTE)中，無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以被稱為eNodeB或者eNB，可以通過例如無線接入網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)與一個或者多個核心網(wǎng)絡(luò)連接。LTE基于GSM/EDGE以及UMTS/HSPA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過使用不同的無線電接口以及核心網(wǎng)絡(luò)的改善，增加了容量和速度。
[0008]先進(jìn)的LTE，即LTE版本10以及更高的版本被設(shè)定以通過成本效益方式提供更高的比特率，同時，其完全符合國際電信聯(lián)盟(I TU)為先進(jìn)的國際移動電信GMT)設(shè)定的要求，也稱為4G。
[0009]在本上下文中，下行鏈路、下游鏈路或者前向鏈路等表述可以用于從無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到UE的傳輸路徑。上行鏈路、上游鏈路或者反向鏈路等表述可以用于相反方向的傳輸路徑，即從UE到無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0010]圖1A示出了LTE系統(tǒng)架構(gòu)的概覽。LTE的高級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括以下三個主要組件:UE、演進(jìn)的UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)(E-UTRAN)以及演進(jìn)分組核心(EPC)』PC是核心網(wǎng)絡(luò)。
[0011]歸屬簽約用戶服務(wù)器(HSS)組件已經(jīng)從UMTS和GSM向前推進(jìn)，并且為一個包含所有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的用戶信息的中央數(shù)據(jù)庫。
[0012]分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān)(P-GW)使用SGi接口與外界即TON通信。每個分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)由接入點(diǎn)名稱(APN)標(biāo)識。P-GW與UMTS和GSM中的GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)和服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)的角色相同。
[0013]服務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-GW)充當(dāng)路由器，并且在基站和P-GW之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0014]移動性管理實(shí)體(MME)通過信令消息和HSS控制移動的高級別操作。
[0015]策略控制和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能(PCRF)是未在上述圖中示出的組件，但它是負(fù)責(zé)策略控制決策，以及用于控制保存在P-GW中的策略控制執(zhí)行功能(PCEF)中的基于流的計(jì)費(fèi)功能。
[0016]每個基站或無線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過S1接口與EPC連接，并且它還可以通過主要用于切換時的信令和分組轉(zhuǎn)發(fā)的X2接口與鄰近的eNB連接。服務(wù)網(wǎng)關(guān)和TON網(wǎng)關(guān)之間的接口被稱為S5/S8。有兩種略微不同的實(shí)現(xiàn)方式，如果兩個設(shè)備在同一網(wǎng)絡(luò)中，則為S5接口，如果在不同網(wǎng)絡(luò)，則為S8接口。
[0017]圖1B示出了包括兩個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，一個中繼節(jié)點(diǎn)(RN)和一個W1-Fi接入點(diǎn)(AP)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(Hetnet)。如圖所示，一個想要附著網(wǎng)絡(luò)的UE通常具有多個可能的路徑來這樣做。
[0018]在這樣的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，可以直接與無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建立連接，或者也可以通過中繼節(jié)點(diǎn)(RN)、接入點(diǎn)或者相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)來建立連接。一種現(xiàn)有技術(shù)的小區(qū)選擇方法基于參考信號接收功率(RSRP)，其也被稱為接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)和/或接收信道功率指示符(RCPI)，該方法假定下行鏈路和上行鏈路的無線信道傳播模型是相同的。在這種方案中，UE與從其接收到最強(qiáng)下行鏈路功率的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。
[0019]基本原理包括以下步驟:
[0020](a)每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻信號；
[0021](b)UE測量從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和/或中繼節(jié)點(diǎn)接收到的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度RSRP;
[0022](c)UE向服務(wù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上報(bào)測量結(jié)果；以及
[0023](d)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)決定UE是否應(yīng)附著到無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)、接入點(diǎn)或相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0024]通常情況下，UE被指示連接到發(fā)射最高接收導(dǎo)頻功率的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，但是會增加偏移或閾值以避免UE在小區(qū)邊界頻繁切換(兵兵效應(yīng))。
[0025]這種方法的一個問題是，它基于下行鏈路和上行鏈路的信道傳播模型相同這一假設(shè)，然而情況可能并非如此。例如，不可避免地加入到傳輸信號的噪聲，其可以通過如熱噪聲以及來自接收機(jī)輸入電路的電子噪聲的多種干擾影響而產(chǎn)生，或通過來自接收器天線拾取的輻射電磁噪聲的干擾而產(chǎn)生。通常，干擾噪聲可以被劃分成功率相關(guān)部分(f(P))和常數(shù)部分(c)，其中功率相關(guān)部分是傳輸功率(P)的函數(shù):
[0026]噪音=f(p)+c
[0027]由于和傳輸功率相當(dāng)小的UE相比，無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的傳輸功率非常高，因此，對于下行鏈路傳輸來講，該恒定噪聲部分可能是總的相加的噪聲中一個可以忽略的部分，然而它可能是上行鏈路傳輸中的一個主導(dǎo)部分，并且反之亦然。因此，一個在下行鏈路中產(chǎn)生可接受的信號與干擾加噪聲比(SINR)的路徑在上行鏈路中可能會有相當(dāng)嚴(yán)重的噪音，或者可能反之亦然?？墒褂萌魏晤愃茰y量替代SINR，例如信噪比(SNR或S/N)、信號干擾比(SIR)、信號對噪聲加干擾比(SNIR)、信號與噪聲和失真比(SINAD)、信號量化噪聲比(SQNR)，或者任何與有用信號的功率水平與干擾背景噪聲的水平的比較相關(guān)的類似測量或比率。
[0028]現(xiàn)有技術(shù)的連接機(jī)制的另一個問題是，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不知道所有可能的連接選項(xiàng)。例如，該服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可能不知道UE已經(jīng)接入的任何W1-Fi接入點(diǎn)。這可以通過讓用戶/UE選擇W1-Fi連接來解決。但是，UE可能具有甚至更少的關(guān)于可能的可選擇連接路徑的信息。同樣，用戶可能只有有限的技術(shù)技能/興趣，只是希望獲得盡可能好的網(wǎng)絡(luò)連接。進(jìn)一步的，服務(wù)無線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可能不知道網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的上行鏈路的接收質(zhì)量。
[0029]進(jìn)一步地，現(xiàn)有技術(shù)的連接機(jī)制強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)吞吐量，然而UE可能對節(jié)省傳輸電量并由此延長再次裝載電池的時間間隔更有興趣。
[0030]由此看來在UE接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的方法中仍然有改善的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0031]因此，一個目的是消除至少一些上述缺點(diǎn)，并且改善異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)中用戶設(shè)備(UE)的性能。
[0032]該目的和其它目的是通過所附獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)一步的實(shí)施方式通過從屬權(quán)利要求、說明書以及附圖顯而易見。
[0033]根據(jù)第一方面，提供了一種網(wǎng)絡(luò)接入單元中使用的方法，用于在異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)中選擇用戶設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信號路徑。除了無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)還包括中繼節(jié)點(diǎn)和所述網(wǎng)絡(luò)接入單元。所述方法包括從所述用戶設(shè)備接收接入請求。并且，所述方法包括確定在所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)的通信性能指標(biāo)。進(jìn)一步，所述方法還包括確定所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的可選連接路徑。所述方法進(jìn)一步包括基于確定的所述通信性能指標(biāo)選擇所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接路徑。
[0034]根據(jù)所述第一方面，在所述方法的第一種可能實(shí)施方式中，所述選擇連接路徑還包括選擇用于在所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)包的協(xié)作中繼方案。
[0035]根據(jù)所述第一方面或所述方法的第一種可能實(shí)施方式，在所述方法的第二種可能實(shí)施方式中，所述確定在所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)的通信性能指標(biāo)獨(dú)立地在上行鏈路和下行鏈路執(zhí)行。進(jìn)一步地，所述選擇所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接路徑獨(dú)立地在所述上行鏈路和所述下行鏈路執(zhí)行。
[0036]根據(jù)所述第一方面或之前所述的任一種實(shí)施方式，在所述方法的第三種可能實(shí)施方式中，所述方法還包括收集與確定的所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接路徑相關(guān)的信號測量報(bào)告，其中所述選擇連接路徑基于確定的所述通信性能指標(biāo)以及收集的所述信號測量報(bào)告。
[0037]根據(jù)所述第一方面或所述方法的第三種可能實(shí)施方式，在所述方法的第四種可能實(shí)施方式中，所述信號測量報(bào)告從包括于所述異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)中的所述用戶設(shè)備，以及所述中繼節(jié)點(diǎn)和無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分別收集。
[0038]根據(jù)所述第一方面，在所述方法的第五種可能實(shí)施方式中，所述方法還包括確定與所述用戶設(shè)備的地理位置相關(guān)的信息，并且其中所述連接路徑是通過使用確定的與所述用戶設(shè)備的地理位置相關(guān)的信息從數(shù)據(jù)庫請求所述連接路徑的引用而選擇的。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫包括網(wǎng)絡(luò)布局圖和存儲的經(jīng)驗(yàn)信息，所述存儲的經(jīng)驗(yàn)信息包括與不同的UE位置相關(guān)聯(lián)的連接路徑的分布模式。
[0039]根據(jù)所述方法的第五種可能實(shí)施方式，在所述方法的第六種可能實(shí)施方式中，所述與所述用戶設(shè)備的地理位置相關(guān)的信息包括所述用戶設(shè)備測量的地理坐標(biāo)、所述用戶設(shè)備測量的信號測量的信號指紋、和/或所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所做的對所述用戶設(shè)備的方向和距離估計(jì)。
[0040]根據(jù)所述第一方面或之前所述的任一種實(shí)施方式，在所述方法的第七種可能實(shí)施方式中，在所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)的通信性能指標(biāo)包括，例如節(jié)能偏好、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、系統(tǒng)吞吐量中的任一種。
[0041]根據(jù)所述第一方面或所述方法的第三、第四、第五、第六和/或第七種可能實(shí)施方式，在所述方法的第八種可能實(shí)施方式中，用于在所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)包的所述協(xié)作中繼方案包括中繼，通過多徑、多跳的分集合并，和/或網(wǎng)絡(luò)編碼。
[0042]根據(jù)所述第一方面或之前所述的任一種實(shí)施方式，在所述方法的第九種可能實(shí)施方式中，所述異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)包括移動性管理實(shí)體MME，所述網(wǎng)絡(luò)接入單元共同位于所述MME 中。
[0043]根據(jù)所述第一方面或之前所述的任一種實(shí)施方式，在所述方法的第十種可能實(shí)施方式中，由于用戶設(shè)備移動性，所述網(wǎng)絡(luò)接入單元周期性地重復(fù)執(zhí)行前述動作中的任一、一些或所有動作，由此實(shí)現(xiàn)所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接路徑的重選擇。
[0044]根據(jù)第二方面，提供了一種網(wǎng)絡(luò)接入單元，用于在異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)中選擇用戶設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信號路徑。所述異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)還包括中繼節(jié)點(diǎn)和所述網(wǎng)絡(luò)接入單元。所述網(wǎng)絡(luò)接入單元包括接收器，用于從所述用戶設(shè)備接收接入請求。另外，所述網(wǎng)絡(luò)接入單元包括處理器，用于確定在所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)的通信性能指標(biāo)，還用于確定所述用戶設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的可選連接路徑，此外還用于基于確