信号测量装置及信号测量方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种信号测量装置，能够实现由宏节点和微节点构成的异构网中的移动性测量，并能够提高移动性测量中信号测量的精度。本发明的信号测量装置用于在由宏节点和微节点构成的异构网中测量信号，其特征在于，包括：检索模块，在数据库中检索与终端设备相邻的相邻节点的场景信息，所述场景信息至少包括该相邻节点所处场景中的节点构成和节点标识符信息；判断模块，根据检索模块的检索结果，判断相邻节点是否属于多个节点具有相同小区标识符的场景，更新模块，在判断模块的判断结果为否定时，基于小区特定参考信号CRS更新无线资源管理集，在判断模块的判断结果为肯定时，基于信道状态信息参考信号CSI-RS更新无线资源管理集。
【专利说明】信号测量装置及信号测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在移动通信网络中提供服务的设备和方法。尤其涉及到多基站联合服务系统中的、用于移动通信异构网中的信号测量装置和信号测量方法。这里提到的移动通信网络为支持多基站联合服务的移动通信系统。
【背景技术】
[0002]当前，随着移动用户的增多以及对数据速率的高需求，传统的蜂窝式网络越来越不能满足广大用户的需要。第三代合作伙伴项目(The3rd-Generation PartnershipProject)是一个国际标准组织，曾经开发出第二代以及第三代移动通信网络的系统架构和标准。这些标准已经应用于目前已部署有空中接口的网络上。当前，3GPP正在着手制定面向第四代移动通信网络的长期演进的提升版本LTE (Long-Term Evolution)及其演进版本LTE-Advanced，其目的就是为了增加系统的频谱利用率(吞吐量/带宽)，尤其是小区边缘的频谱利用率。
[0003]传统的蜂窝网普遍考虑的是蜂窝同构网的场景。每个基站的覆盖范围都可以看成一个蜂窝，由于基站采用相同的发射功率，蜂窝的大小也相同。组成了一个所谓“同构”的规则分布的网络。然而在现实的网络中，运营商为了进一步提高网络的覆盖和容量，往往在宏基站覆盖范围内的热点地区增加一些非传统节点。这些节点包括“微基站”(Pico eNB)、“射频拉远单元”(Remote Radio Head:RRH)、“家庭基站”(home eNB)、“中继”(relay)等等。这些微节点和作为宏节点的传统基站之间，通过有线或无线进行通信。由于这些异构节点的存在，网络存在多层覆盖，每层覆盖的范围也是不规律的，称为“异构网”。
[0004]在3GPP Rel.11中，为了深入研究多点协作传输技术(CoordinatedMult1-Point:CoMP)技术,引入了多种异构网工作场景。典型的异构网场景是一个宏基站(Macro eNB)的覆盖范围内包含多个通过光纤连接的射频拉元单元(RRH)。不论是宏基站，还是射频拉元单元，都可以看作是一个发送接受节点(Transmission/reception Point),在本专利中统称为节点(TP)。宏基站构成的TP具有较大的覆盖范围，称为“宏节点(宏TP) ”。射频拉元单元(RRH)这样的节点构成的TP具有较小的覆盖范围，称为“微节点(微TP)”。
[0005]以往，这些TP统一由一般处于宏基站中的中心控制器来控制。但是，这些TP可以有相同或不同的小区标识符(Cell ID)。其中，3GPP把宏节点和所覆盖的微节点具有各自独立的小区标识符(identifier:1D)的异构网场景定义为“场景3”，把宏节点和所覆盖的微节点具有相同小区ID的异构网场景定义为“场景4”。场景3相对于场景4的优点是，所有基于小区ID的系统参数都可以较容易的被用户终端(User Equipment:UE)区分。
[0006]图18是具有独立小区ID的典型异构网场景(场景3)的结构示意图。在图18所示的场景中，宏基站TPl的覆盖范围是宏小区104，设小区标识符为celll。另外四个低功率节点TP2、TP3、TP4、TP5的覆盖范围分别是四个微小区，设小区ID分别为cel 12、cel 13、cell4、ce115。该四个微节点TP2、TP3、TP4、TP5的覆盖范围在宏节点TPl的覆盖范围之内。并且，这些微TP通过光纤与宏TPl连接。[0007]宏节点TPl和微节点TP2、TP3、TP4、TP5都可以发送各自的小区特定参考信号CRS(Cell specific Reference Signal)信号。虽然覆盖范围存在重叠,但由于上位的宏节点与下位的微节点的ID各不相同，UE可以区分来自于不同节点TP1、TP2、TP3、TP4、TP5的CRS 信号 CRS1、CRS2、CRS3、CRS4、CRS5，其中 CRS 信号 CRS1、CRS2、CRS3、CRS4、CRS5 分别对应于小区IDcellU cell2、cell3、cell4、cell5。因此，中心控制器可以通过来自UE的报告，准确地区分宏节点和微节点，基于传统的CRS信号质量测量就可以很好的工作，准确地进行无线资源管理(Radio ResourceManagement:RRM)测量以及多点协作CoMP测量集的配置管理。
[0008]在3GPP Rel.10之前的版本中，用于RRM的信号质量测量都是基于CRS的。UE (UserEquipment:用户设备)通过测量来自UE所在小区的节点和相邻小区节点的CRS信号，得到来自不同小区的信号质量并汇报给作为主服务节点的eNB(宏基站)。宏基站中的中心控制器指导UE进行相应的RRM过程，比如小区选择、小区重选、切换等。
[0009]根据UE所处的不同状态(空闲状态或连接状态)和不同的测量类型(同频测量、异频测量、异RAT测量等)定义了不同的判决条件来进行RRM测量的管理。信号质量由两个参数表示，一个是导频信号接收功率，英文名称是RSRP (Reference Signal ReceivedPower) 0定义为导频信号资源块功率和的线性平均。代表的是接收到的有用信号的绝对值。一个是导频信号接收质量，英文名称是RSRQ (Reference Signal Received Quality)。定义为传输带宽内的有用接收功率比接收总功率的和。代表的是信号干扰比的相对值。
[0010]图19是具有多个节点具有相同小区ID的典型异构网场景(场景4)的示意图。在这个场景中，同一宏小区内的宏基站和其下连接的微节点具有相同的小区ID。
[0011]如图19所示，四个微节点TP7、TP8、TP9、TP10的覆盖范围在的宏节点ΤΡ6的覆盖范围之内。这些微节点具有和所属的宏节点相同的小区ID。这些微TP通过光纤与所属的宏TP连接。在这种场景下，节点TP6、TP7、TP8、TP9、TPlO都对应相同的Cell ID，UE无法在宏基站和各个微节点之间区分基于Cell ID的系统参数，节点TP6、TP7、TP8、TP9、TPlO都向UE发送CRS6，所以UE只能得到来自所有节点的CRS信号的叠加，无法使用传统的基于CRS的信号质量测量来进行CoMP测量集配置。
[0012]在此背景下，一些公司提出，米用CS1-RS (Channel StateInformation-Reference Signal,信道状态信息参考信号)代替CRS来进行用于CoMP测量集配置的信号质量测量。通过给不同TP配置不同的CS1-RS资源，使得UE可以通过测量CS1-RS获取来自不同TP的信号质量信息，进行CoMP测量集的配置管理。
[0013]在现有技术中，有关在场景4下使用CS1-RS进行信号质量测量，来进行CoMP测量集的配置管理，曾多次被提出。
[0014]在3GPP提案R1-121628中，三星公司提出了应该基于CS1-RS进行信号质量RSRP的测量来进行CoMP配置管理。并提出了具体的用于RSRP测量的CS1-RS天线端口定义。
[0015]在3GPP提案R1-121742中，爱立信公司提出了引入该基于CS1-RS进行信号质量方法。但是对于移动性的测量，还是沿用基于CRS的测量。
[0016]但这种基于CS1-RS的信号质量测量,只用于固定场景4下的CoMP测量集的配置管理，不能用于移动性测量。并且，对于混合场景下的移动性管理和CoMP测量集的配置管理，还没有相关的解决方案。[0017]图20是场景3和场景4组成的跨基站异构网混合场景。在这个场景中，临近的宏节点的配置不同。宏节点TPl的覆盖范围内都配置成场景3，具有微节点TP2、TP3、TP4、ΤΡ5 ;宏节点ΤΡ6的覆盖范围内都配置成场景4，具有微节点ΤΡ7、ΤΡ8、ΤΡ9、ΤΡ10。当UE处于两个场景边缘进行信号质量测量的时候，就会出现以下问题。
[0018]以图中所示移动电话(UE)为例。它处在场景3的覆盖范围边缘，服务小区是由TPl覆盖的celll，也就是说，TPl是该移动电话的主服务宏基站。由于此时服务小区的信号质量弱，开始了相邻小区的信号质量测量过程，以便得到CoMP服务或及时进行切换。
[0019]UE目前处于场景3内，如果有相邻TP (包括宏节点和微节点，如TP2、TP3、TP6)处于场景4，由于CS1-RS的信号质量测量目前不支持跨基站跨场景的多个TP进行CoMP测量集配置，因此UE不可能得到分别来自不同场景的TP的CoMP服务。
[0020]此外，由于基于CS1-RS的信号质量测量目前不支持移动性管理，UE目前处于场景3内，如果它有相邻TP (包括宏节点和微节点，如ΤΡ2、ΤΡ3、ΤΡ6)处于场景4，那么只能通过CRS来测量来自这些TP的信号质量。UE无法区分来自这些发射节点的信号，只能得到来自cell6内所有发射节点TP6、TP7、TP8的CRS信号的叠加。因此会造成通过CRS6实际测量的信号质量Qn’ (RSRP6，)会大于真正来自TP6的信号质量QN(RSRP6)。如果QN’ -Qs>=TH,(Qn是相邻宏TP信号质量，Qn’是相邻TP所处场景4覆盖区内所有信号质量叠加，Th是切换门限)，则发生切换。切换到宏基站TP6进行服务。而可能宏基站TP6的实际用于数据传输的信号质量Qn〈Qs，因此UE得到了比原服务小区还差的服务，这个切换对于UE来说就是不必要的。
【发明内容】
[0021]为了实现跨场景的CoMP和移动性管理，本专利在移动性管理中引入了基于CS1-RS的信号质量测量。
[0022]本发明的目的在于提供一种信号测量装置和信号测量方法，能够实现由宏节点和微节点构成的异构网中的移动性测量，并能够提高移动性测量中信号测量的精度。
[0023]本发明的技术方案之一是一种信号测量装置，用于在由宏节点和微节点构成的异构网中测量信号，其特征在于，包括:检索模块，在数据库中检索与终端设备相邻的相邻节点的场景信息，所述场景信息至少包括该相邻节点所处场景中的节点构成和节点标识符信息；判断模块，根据上述检索模块的检索结果，判断所述相邻节点是否属于多个节点具有相同小区标识符的场景，更新模块，在上述判断模块的判断结果为否定时，基于小区特定参考信号CRS更新无线资源管理集，在上述判断模块的判断结果为肯定时，基于信道状态信息参考信号CS1-RS更新无线资源管理集。
[0024]根据该技术方案，能够识别异构网所处场景的类别，根据场景类别来采用不同的无线资源管理方式，从而实现多个场景混合的异构网中的移动性管理。
[0025]此外，本发明也可以是，上述判断模块还判断所述相邻节点所对应的宏节点是否是终端设备的主服务宏节点，在判断结果是否定时，进一步判断所述相邻节点所对应的宏节点是否与终端设备的主服务宏节点之间存在接口，上述更新模块仅在存在接口的情况下，进行基于信道状态信息参考信号CS1-RS的上述无线资源管理集更新。
[0026]此外，本发明也可以是，上述判断模块所判断的场景是第三代合作伙伴项目3GPP中的场景4。
[0027]此外，本发明也可以是，还具有信号质量测量管理模块，该信号质量测量管理模块判断用户终端的主服务节点的信号质量是否低于规定门限，
[0028]在判断为主服务节点的信号质量是否低于规定门限时，进行无线资源管理集的更新。
[0029]此外，本发明也可以是，还具有CoMP管理模块，所述CoMP管理模块根据基于信道状态信息参考信号CS1-RS更新后的无线资源管理集，从多个相邻节点中选择用于多点协作传输CoMP的节点集，从而根据从节点集中的相邻节点反馈的信道状态信息CSI，判断多点协作传输CoMP操作的类别。
[0030]此外，本发明也可以是，还具有移动性管理模块，所述移动性管理模块根据更新后的无线资源管理集，计算主服务节点与各个相邻节点之间的信号质量差值，根据所计算出的信号质量差值切换主服务节点。
[0031]本发明也可以是一种信号测量方法，用于在由宏节点和微节点构成的异构网中测量信号，其特征在于，包括:检索步骤，在数据库中检索与终端设备相邻的相邻节点的场景信息，所述场景信息至少包括该相邻节点所处场景中的节点构成和节点标识符信息；判断步骤，根据上述检索步骤的检索结果，判断所述相邻节点是否属于多个节点具有相同小区标识符的场景，更新步骤，在上述判断步骤的判断结果为否定时，基于小区特定参考信号CRS更新无线资源管理集，在上述判断步骤的判断结果为肯定时，基于信道状态信息参考信号CS1-RS更新无线资源管理集。
[0032]本发明通过识别异构网所处场景的类别，根据场景类别来采用不同的无线资源管理方式更新RRM测量集，在更新后的RRM测量集的基础上进行CoMP操作或移动切换，从而实现了跨场景的CoMP和移动性管理。根据本发明，能够识别异构网所处场景的类别，根据场景类别来采用不同的无线资源管理方式，从而实现多个场景混合的异构网中的移动性管理，并能够提高移动性测量中信号测量的精度。。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是第一实施方式涉及的异构网中的宏基站(宏TP)的内部结构示意图。
[0034]图2是中心控制单元中存储的用户信息的示例图。
[0035]图3是中心控制单元中存储的TP信息的示例图。
[0036]图4是中心控制单元中存储的宏基站X2信息的示例图。
[0037]图5是中心控制单元中存储的相邻TP信息的示意图。
[0038]图6是中心控制单元中存储的信号质量信息的示意图。
[0039]图7是中心控制单元中存储的RRM测量集信息的示意图。
[0040]图8是表示与基站通过光接口连接的微节点RRH的内部结构图。
[0041]图9是表示第一实施方式涉及的RRM测量集配置的流程图。
[0042]图10是第二实施方式涉及的异构网中的宏基站(宏TP)的内部结构示意图。
[0043]图11是中心控制单元中存储的CoMP测量集信息的示例图。
[0044]图12是中心控制单元中存储的信道状态信息的示例图。
[0045]图13是示出基于CRS/CS1-RS的信号质量测量管理的流程图。[0046]图14表示出第二实施方式涉及的中心控制单元的总流程图。
[0047]图15是示出第二实施方式涉及的CoMP管理的流程图。
[0048]图16是示出第二实施方式涉及的移动性管理的流程图。
[0049]图17是各BS的中心控制器和用户的典型信令交互图。
[0050]图18是具有独立小区ID的典型异构网场景(场景3)的结构示意图。
[0051]图19是具有多个节点具有相同小区ID的典型异构网场景(场景4)的示意图。
[0052]图20是场景3和场景4组成的跨基站异构网混合场景的不意图。
【具体实施方式】
[0053]以下结合附图详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0054](第一实施方式)
[0055]图1是第一实施方式涉及的、由宏节点和微节点构成的异构网中的宏基站(宏TP)的内部结构示意图。主要示出了与RRM测量集的更新有关的组成部分。
[0056]其中，图1中的标号1101表不异构网中的某一场景的宏基站(基站)1、(MacroeNB,宏TP)。各个宏基站1、能够通过X2接口 1108与其他宏基站相互连接。X2接口 1108是基站之间的标准接口。
[0057]此外，各个宏基站1、还通过光接口 1107与其属下的各个微节点相互连接，光接口 1107是基站1、各自的范围所包含的各微节点之间的接口。在图1中设微节点是射频拉元单元(RRH，微TP) 1102来进行说明。
[0058]宏基站1、中内部结构相同。此处，以基站I为例对基站内部的结构进行说明。
[0059]如图1所示，基站I中除了 X2接口 1108和光接口 1107之外，还具有:中心控制单元1103、用户数据缓存1104、基带信号处理1105以及射频模块1106。
[0060]其中，用户数据缓存1104用于存储待发送的用户数据。基带信号处理1105用于对收到的用户面数据和控制面信令进行调制编码等一系列基带处理。射频模块1106用于将收到的基带信号进行高频调制，再从天线发送出去。这些都可以使用现有的常规手段加以实现。
[0061]中心控制单元1103对宏基站和其属下的微节点进行控制，包括存储器和处理器，分别负责无线资源控制有关的数据存储和算法。第一实施方式中重点说明与RRM测量集的更新功能相关的参数和处理模块。
[0062]在中心控制单元1103的存储器中存储有:用户信息11031、TP信息11032、宏基站X2信息11033、相邻TP信息11034、信号质量信息11035以及RRM测量集信息11036。这些信息可以存储在一个存储单元中，也可以分别存储在多个存储单元中。并且，设这些信息在每个调度周期都会被实时更新。以下详细说明各个信息的主要内容。
[0063]图2是用户信息11031的示例图。用户信息11031所包括的表项有:UE ID 40310、状态40311、优先级40312以及主服务TP ID 40313。
[0064]UE ID 40310是用于识别用户的标识符，用于区分网络中不同的用户。状态40311表示UE ID 40310所表示的用户目前的状态。这里设共有三种可能的状态:关机/空闲/连接。
[0065]优先级40312与UE ID 40310相对应地存储着每个用户的被调度的优先级信息P。这里，设优先级的计算方法采用比例公平算法。某个用户k的优先级参数的具体计算方法
为:
【权利要求】
1.一种信号测量装置，用于在由宏节点和微节点构成的异构网中测量信号，其特征在于，包括: 检索模块，在数据库中检索与终端设备相邻的相邻节点的场景信息，所述场景信息至少包括该相邻节点所处场景中的节点构成和节点标识符信息； 判断模块，根据上述检索模块的检索结果，判断所述相邻节点是否属于多个节点具有相同小区标识符的场景， 更新模块，在上述判断模块的判断结果为否定时，基于小区特定参考信号CRS更新无线资源管理集，在上述判断模块的判断结果为肯定时，基于信道状态信息参考信号CS1-RS更新无线资源管理集。
2.根据权利要求1所述的信号测量装置，其特征在于， 上述判断模块还判断所述相邻节点所对应的宏节点是否是终端设备的主服务宏节点，在判断结果是否定时，进一步判断所述相邻节点所对应的宏节点是否与终端设备的主服务宏节点之间存在接口， 上述更新模块仅在存在接口的情况下，进行基于信道状态信息参考信号CS1-RS的上述无线资源管理集更新。
3.根据权利要求1所述的信号测量装置，其特征在于， 上述判断模块所判断的场景是第三代合作伙伴项目3GPP中的场景4。
4.根据权利要求1所述的信号测量装置，其特征在于， 还具有信号质量测量管理模块，该信号质量测量管理模块判断用户终端的主服务节点的信号质量是否低于规定门 限， 在判断为主服务节点的信号质量是否低于规定门限时，进行无线资源管理集的更新。
5.根据权利要求1所述的信号测量装置，其特征在于， 还具有CoMP管理模块，所述CoMP管理模块根据基于信道状态信息参考信号CS1-RS更新后的无线资源管理集，从多个相邻节点中选择用于多点协作传输CoMP的节点集，从而根据从节点集中的相邻节点反馈的信道状态信息CSI，判断多点协作传输CoMP操作的类别。
6.根据权利要求1所述的信号测量装置，其特征在于， 还具有移动性管理模块，所述移动性管理模块根据更新后的无线资源管理集，计算主服务节点与各个相邻节点之间的信号质量差值，根据所计算出的信号质量差值切换主服务节点。
7.一种信号测量方法，用于在由宏节点和微节点构成的异构网中测量信号，其特征在于，包括: 检索步骤，在数据库中检索与终端设备相邻的相邻节点的场景信息，所述场景信息至少包括该相邻节点所处场景中的节点构成和节点标识符信息； 判断步骤，根据上述检索步骤的检索结果，判断所述相邻节点是否属于多个节点具有相同小区标识符的场景， 更新步骤，在上述判断步骤的判断结果为否定时，基于小区特定参考信号CRS更新无线资源管理集，在上述判断步骤的判断结果为肯定时，基于信道状态信息参考信号CS1-RS更新无线资源管理集。
8.根据权利要求7所述的信号测量方法，其特征在于，上述判断步骤中，还判断所述相邻节点所对应的宏节点是否是终端设备的主服务宏节点，在判断结果是否定时，进一步判断所述相邻节点所对应的宏节点是否与终端设备的主服务宏节点之间存在接口， 上述更新步骤中，仅在存在接口的情况下，进行基于信道状态信息参考信号CS1-RS的上述无线资源管理集更新。
9.根据权利要求7所述的信号测量方法，其特征在于， 上述判断步骤中所判断的场景是第三代合作伙伴项目3GPP中的场景4。
10.根据权利要求7所述的信号测量方法，其特征在于， 还具有信号质量测量管理步骤，判断用户终端的主服务节点的信号质量是否低于规定门限， 在判断为主服务节点的信号质量是否低于规定门限时，进行无线资源管理集的更新。
11.根据权利要求7所述的信号测量方法，其特征在于， 还具有CoMP管理步骤，根据基于信道状态信息参考信号CS1-RS更新后的无线资源管理集，从多个相邻节点中选择用于多点协作传输CoMP的节点集，从而根据从节点集中的相邻节点反馈的信道状态信息CSI，判断多点协作传输CoMP操作的类别。
12.根据权利要求7所述的信号测量方法，其特征在于， 还具有移动性管理步骤，根据更新后的无线资源管理集，计算主服务节点与各个相邻节点之间的信号质量差值，根据所计算出的信号质量差值切换主服务节点。
【文档编号】H04W24/08GK103813376SQ201210458026
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2012年11月14日
【发明者】耿璐, 郑萌 申请人:株式会社日立制作所