用于确定无线叠加网络中的切换参数的方法和装置制造方法
【专利摘要】本申请描述了一种用于确定无线叠加网络中的切换参数的方法和装置的实施例。一个实施例包括，修改被用于确定何时在宏小区和叠加该宏小区的毫微微小区之间切换用户设备的偏置值。响应于与该用户设备相关联的一个或多个切换频率的改变，该偏置值被修改。当该偏置值与该毫微微小区信号强度的测量值之和超过该宏小区信号强度的测量值时，用户设备的切换被触发。
【专利说明】用于确定无线叠加网络中的切换参数的方法和装置
[0001]本申请要求2011年8月15日提交的美国临时专利申请61/523627的优先权。
【技术领域】
[0002]本发明一般涉及通信系统，并且，更具体地涉及无线通信系统。
【背景技术】
[0003]无线通信系统通常部署许多基站(或者如eNodeB的其他类型的无线接入点)以为移动单元(或者其他类型的用户设备)提供无线连接性。每一个基站负责为位于由该基站服务的特定小区或扇区内的移动单元提供无线连接性。在某些情况下，移动单元可以发起与网络中的一个或多个基站的无线通信，例如，当移动单元的用户想要发起语音或数据呼叫时。可选地，网络可以发起与移动单元的无线通信链路。举例来说，在传统的分层无线通信中，服务器为目标移动单元向如无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)的中心元素发送语音和/或数据。RNC随后可以经由一个或多个基站向目标移动单元发送寻呼消息。响应于接收来自无线通信系统的寻呼，该目标移动单元可以建立到该等基站中的一个或多个的无线链路。RNC内的无线资源管理功能接收该语音和/或数据，并且协调由该组基站用来向目标移动单元发送信息的无线和时间资源。
[0004]对于传统的分层网络架构的一种替代方案是分布式架构，其包括实现分布式通信网络功能的接入点，如基站路由器的网络。举例来说，每一个基站路由器可以组合RNC和/或rosN功能到单一实体中，其管理在一个或多个移动单元与如互联网的外部网络之间的无线链路。基站路由器完全封装小区接入技术，并且可以将利用核心网络元素支持的功能代理到等效的IP功能。举例来说，UMTS基站路由器中的IP锚定可以通过移动IP归属代理(Home Agent，HA)提供，并且基站路由器所代理的GGSN锚定功能通过等效的移动IP信令提供。与分层网络相比，分布式架构具有降低部署网络的成本和/或复杂性，以及降低添加额外的无线接入点，例如基站路由器来扩展现有网络的覆盖的成本和/或复杂性的潜力。分布式网络还可以降低(相对于分层网络)用户所经历的延迟，因为分层网络的RNC和H)SN处的分组排队延迟可以被降低或消除。
[0005]至少部分地因为部署基站路由器的降低的成本和复杂性，基站路由器可以被部署在对于传统基站来说不切实际的位置。举例来说，基站路由器可以被部署在住宅或建筑物中，来为建筑物的居住者或居民提供无线连接性。部署在住宅中的基站路由器通常被称作家庭基站路由器或毫微微小区(femtocell)，因为其意在为涵盖住宅的微小区(或毫微微小区)提供无线连接性。然而，家庭基站路由器中的功能通常与实现在意在为可以覆盖约几平方公里的区域的宏小区提供无线连接性的传统基站路由器中的功能相当类似。家庭基站路由器与传统基站路由器之间的一个重要差异在于，家庭基站路由器被设计成即插即用设备，其能够被现成购买并且很容易由非专业人员安装。家庭基站路由器的部署可能导致数量非常多的毫微微小区，其可能与一个或多个宏小区叠加(overlay)或者被一个或多个宏小区涵盖。[0006]随着移动单元在无线通信系统中到处漫游，移动单元可以被从一个基站切换到另一个基站。还可以把移动单元从宏小区基站切换到家庭基站路由器或毫微微基站，即使当该基站的覆盖区域完全涵盖毫微微小区的覆盖区域时也是如此。举例来说，当用户从工作处回到家中时，用户的移动单元可以切换到家庭基站路由器。从用户的角度来看，当移动单元到处移动时，鲁棒性的切换技术对于支持无缝服务是至关重要的。由于可能由切换过程中的时延而导致的语音通信中的间断或无声，用户很快会变得懊丧。如果当用户从一个小区漫游到另一个小区时频繁掉话，一些用户甚至可能会转换提供商。
[0007]用于发起切换的基本条件是来自候选目标基站或小区的信号强度要强于/好于来自当前服务基站或小区的信号强度。然而，一旦目标基站似乎具有强于服务基站的信号时就简单地切换移动单元可以导致若干问题。举例来说，接近服务小区与其邻居小区之间的边界的信号强度(按照定义几乎)接近相等。因此，接近边界的每一个移动单元所接收到的信号强度近似相等，并且相对较小的偏差可以导致相对信号强度来回改变。由特定移动单元接收到的信号强度还可能由于该移动单元的移动和/或环境改变而快速变化。因此，如果仅仅基于相对信号强度来执行切换，则移动单元可能会被快速地来回切换(被称作乒乓现象)。乒乓会不必要地消耗宝贵的开销，降低感知到的呼叫质量，并且甚至可以导致掉话。
[0008]此外，由家庭基站路由器在其相应的毫微微小区中所提供的信号强度可能在该毫微微小区内的任一点处都不能超过由宏小区基站所提供的信号强度，如果家庭基站路由器被部署得与基站相当近则尤其如此。在这种情况下，如果仅当由毫微微小区提供给移动单元的信号强度大于由宏小区提供的信号强度时才触发切换，则移动单元将永不会被切换到毫微微小区。因此，当被部署在接收到强宏小区信号的区域内时，毫微微小区将是近乎无用的。所以，可以在一个偏置值(bias value)与移动单元从毫微微小区接收到的信号强度之和大于从宏小区接收到的信号强度时触发到毫微微小区的切换。举例来说，所述偏置值可以被设置到2dB，从而可以在毫微微小区信号强度比宏小区信号强度低2dB时触发到毫微微小区的切换。
【发明内容】
[0009]所公开的主题是针对解决前面所阐述的一个或多个问题的影响。下文给出了所公开的主题的简要概述，以提供关于所公开的主题的一些方面的基本理解。本概述并非关于所公开的主题的详尽综述。其不意在标识所公开的主题的关键性或决定性元素，也不意在划定所公开的主题的范围。其唯一目的是以简化形式给出一些概念，以作为后文所讨论的更加详细的描述的前序。
[0010]在一个实施例中，提供一种用于确定无线叠加网络(wireless overlay network)中的切换参数的方法。一个实施例包括，修改用于确定何时在宏小区和叠加宏小区的毫微微小区之间切换用户设备的偏置值。响应于与用户设备相关联的一个或多个切换频率的改变，该偏置值被修改。当该偏置值与毫微微小区信号强度的测量值之和超过宏小区信号强度的测量值时，触发用户设备的切换。
[0011]在另一个实施例中，提供一种用于确定无线叠加网络中的切换参数的无线通信节点。所述无线通信节点的一个实施例被配置成用于修改被用于确定何时在具有叠加的覆盖区域的节点之间切换用户设备的偏置值。响应于与用户设备相关联的一个或多个切换频率的改变而修改该偏置值。当该偏置值与毫微微小区信号强度的测量值之和超过宏小区信号强度的测量值时，触发用户设备的切换。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]参照下文结合附图所做出的描述可以理解所公开的主题，在附图中相似的参考数字标识出相似的元素，并且其中:
[0013]图1概念性示出了无线通信系统的一个示例性实施例；
[0014]图2概念性示出了无线通信系统的另一个示例性实施例；以及
[0015]图3概念性示出了在叠加网络配置中确定用于用户设备的切换(handover，H0)参数的方法的一个示例性实施例。
[0016]虽然所公开的主题容许各种修改和替换形式，其具体实施例以实例的方式在附图中被示出并且于此被详细描述。然而，应理解，此处对于具体实施例的描述不意在把所公开的主题限制在所公开的特定形式，而是相反地，意在涵盖落在所附权利要求的范围内的所有修改、等同和替代物。
【具体实施方式】
[0017]下面将描述说明性实施例。为了清楚起见，在本说明书中并没有描述实际实现的所有特征。当然应当理解，在任何此类实际实施例的开发中，应当做出许多特定于实现的决定以实现开发者的具体目标，比如符合其在实现之间彼此不同的与系统有关以及与业务有关的约束。此外，还应理解，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但虽然如此对于得益于本公开内容的本领域技术人员来说仍将是常规工作。
[0018]现在将参照附图来描述所公开的主题。各种结构、系统和设备在附图中仅为解释性目的被示意性地示出，以免那些本领域技术人员所熟知的细节模糊本发明。尽管如此，附图被包括以描述及解释所公开的主题的说明性实例。此处所使用的词和短语应当被理解及解释成具有与相关领域技术人员对于那些词和短语的理解相一致的含义。此处对于术语或短语的一致性的使用不意在意味术语或短语的特殊定义，即不同于本领域技术人员所理解的普通和惯常含义。就术语或短语意在具有特殊含义，即不同于技术人员所理解的含义来说，这样的特殊定义将在说明书中以直接地并且明确地提供所述术语或短语的特殊定义的定义性方式被明确地阐述。
[0019]毫微微小区、家庭基站路由器、微微小区(picocell)和其他“小型小区”设备通常被部署在叠加配置中，从而使得毫微微小区与宏小区覆盖范围重叠。至少部分地由于毫微微小区的小的尺寸，毫微微小区中的用户可能会频繁地来回跨越毫微微小区/宏小区边界，其可以至少部分地通过在宏小区信号强度与毫微微小区信号强度之间的偏置补偿来被确定。当偏置值与用户设备处的毫微微小区信号强度的测量值之和超过用户设备处的宏小区信号强度的测量值时，触发用户设备从宏小区到毫微微小区的切换。频繁的切换在网络内产生显著的并且常常是不必要的信令负载。举例来说，宏小区与毫微微小区之间的切换可以在服务于宏小区的与毫微微小区的基站之间的X2接口上产生显著的信令负载。本申请描述了用于根据进入和/或离开毫微微小区的切换的频率的测量来修改毫微微小区的尺寸的技术的实施例。在一个实施例中，响应于与用户设备相关联的至少一个切换频率的增大而增大被用来确定何时在宏小区与毫微微小区之间切换用户设备的偏置值。
[0020]图1概念性示出了无线通信系统100的一个示例性实施例。在所示出的实施例中，无线通信系统100包括在覆盖区域110内提供无线连接性的一个或多个基站105。覆盖区域110可以扩展到相对较大的距离，例如，覆盖区域110可以由几公里的半径表征。基站105根据一种或多种小区标准和/或协议来运行，并且可以被称作宏小区基站。举例来说，基站105可以根据由第三代合作伙伴计划(the Third Generation PartnershipProject, 3GPP)定义的各种标准和/或协议的长期演进(Long Term Evolution, LTE)来运行。然而，受益于本公开的本领域技术人员应理解，在替换的实施例中，基站105可以根据其他标准和/或协议来运行。
[0021]无线通信系统100还包括在覆盖区域120内提供无线连接性的一个或多个毫微微小区115。毫微微小区115的覆盖区域120可以小于覆盖区域110。举例来说，覆盖区域120可以由几米的半径表征，从而覆盖区域120可以相应于家庭或办公楼的边界。然而，受益于本公开的本领域技术人员应理解，毫微微小区的覆盖区域120的尺寸是设计选择问题。毫微微小区115可以根据各种标准和/或协议来运行。举例来说，毫微微小区150可以根据IEEE 802.11、IEEE 802.15、W1-Fi标准或者其他无线通信标准和/或协议来运行。
[0022]覆盖区域110、120可以由基站110和/或毫微微小区115发送的信号的信号强度125、130确定。在所示出的实施例中，覆盖区域110的边界由信号强度125确定，这样覆盖区域110的外边界相应于信号强度125的阈值。举例来说，覆盖区域110的外边界可以由下降到一定阈值以下，例如由边界处的用户设备所测量的导频信号强度125，来被定义。覆盖区域120的边界可以使用宏小区信号强度125、偏置值135以及毫微微小区信号强度130来确定。在所示出的实施例中，覆盖区域120的外边界相应于宏小区信号强度125在该处等于毫微微小区信号强度130与偏置值135之和的位置。覆盖区域120还可以被细分成包括内部区(region) 140。内部区140的边界对应于毫微微小区信号强度130在该处等于宏小区信号强度125与小区边界窗口偏置145之和的位置。
[0023]可以使用由无线通信系统100中的运营、管理和维护(operation, administration, and maintenance,0AM)功能提供的参数来配置基站 105 和 /或毫微微小区115。在所示出的实施例中，基站105和毫微微小区115是根据3GPP Rel-1O标准来配置的，所述标准已定义了对于配置LTE小型小区所需的参数。在一个实施例中，通过OAM功能和基站105，特定于小型小区的设置可以被配置并且被下载到毫微微小区115。这些设置可以包括用于小区边界窗口偏置145和偏置135的值。这些设置还可以包括用于近乎空白子巾贞(almost blank subframe, ABS)的模式,在所述近乎空白子巾贞期间,基站105旁路或者关闭数据业务的发送以降低由毫微微小区115服务的覆盖区域120内的小区间干扰。
[0024]在所示出的实施例中，覆盖区域110、120彼此叠加。如此处所使用，术语“叠加(overlay)”指示覆盖区域110的至少一部分与覆盖区域120的至少一部分相同(例如重叠(overlap)或叠覆(overlie))。一个叠覆覆盖区域120可以由另一个叠覆覆盖区域110完全涵盖。然而，这不是必需的，并且在替换的实施例中，可以只有叠覆覆盖区域120中的一个的一部分与叠覆覆盖区域110的一部分重叠。取决于用户设备150的位置，用户设备150可以使用或是基站105和/或毫微微小区115来接入无线通信系统100。举例来说，用户设备150(1)处在覆盖区域110内但是不处在覆盖区域120内。因此用户设备150(1)可以经由基站105接入无线通信系统100。对于另一个实例，用户设备150(2-3)处在覆盖区域110,120内，因此可以使用基站105或毫微微小区115接入无线通信系统100。当用户设备150跨越小区覆盖区域110、120之间的边界时，可以对用户设备150进行切换。或者可以出于其他如负载平衡的目的对用户设备150进行切换。
[0025]移动进入和离开毫微微小区覆盖区域120可能对相同的用户设备150在基站105与毫微微小区115之间产生频繁的切换。在这种情况下，可能期望扩大覆盖区域120以包括所能接受的尽可能大的区域(在毫微微小区115的容量内)，从而使得用户设备150保持在覆盖区域120内并且因此不会进行到基站110的不必要的切换。可以监测宏/小型小区105、115之间的切换频率，并且无线通信系统100可以通过增大覆盖区域120以便覆盖正在移动进入和离开覆盖区域120的用户设备150，来对切换频率的提高做出响应。增大毫微微小区115的覆盖范围可以允许无线通信系统100支持更多用户设备150，只要用户设备的总数小于由活动用户设备150的最大数量所确定的最大容量。在一个实施例中，所述最大容量可以部分地由能够被基站105和/或毫微微小区115支持的ABS帧的数量来确定。此夕卜，一旦覆盖区域120内的用户设备150的数量下降到一定阈值以下，就可以缩小覆盖区域120。
[0026]在一个实施例中，通过修改偏置值135可以修改覆盖区域120。举例来说，当基站105与毫微微小区115之间的切换频率增加到超过阈值时，可以触发偏置值135的增大。增大偏置值135可以降低从基站105到毫微微小区115的切换频率(反之亦然)，至少部分因为切换可以潜在地导致无线链路故障并且因此掉话，其可以提高总体系统性能。在一个实施例中，可以持续监测覆盖区域120内的用户设备150的总数，并且当用户设备150的数量下降到一定的较低的阈值以下时，则可以通过减小偏置值135来缩小覆盖范围。
[0027]图2概念性示出了无线通信系统200的另一个示例性实施例。在所示出的实施例中，接入节点205提供信号强度210，其被用来支持根据一种或多种无线标准和/或协议的无线连接性。接入节点205叠加宏小区接入节点(图2中未示出)的覆盖区域，所述宏小区接入节点提供信号强度215来支持根据一种或多种小区标准和/或协议的无线连接性。可以通过改变偏置值来改变或修改由接入节点205提供的覆盖。举例来说，偏置值220可以初始地被赋值给接入节点205。随后可以把偏置值220与信号强度215之和与由信号强度210所确定的阈值进行比较，以设置覆盖区域225的初始边界。在所示出的实施例中，用户设备230 (I)处在覆盖区域225内，并且因此可以使用接入节点205接收无线连接性。然而，用户设备230(1)靠近覆盖区域225的边界，并且可能会例如由于用户设备230(1)的移动、不断改变的环境条件等等而频繁切换到宏小区覆盖。
[0028]如果与用户设备230 (I)相关联的切换频率超过阈值，则可以增大接入节点205的覆盖。在所示出的实施例中，可以通过增大所述偏置到大于初始偏置值220的新的偏置值235来增大覆盖。所得到的覆盖区域240大于覆盖区域225。在所示出的实施例中，用户设备230(1)距离覆盖区域240的外边界更远，因此较少可能切换到宏小区覆盖，这可以降低切换频率。此外，用户设备230(2)现在可能被包括在接入节点205的覆盖区域240内。在一个实施例中，还可以缩小接入节点205的覆盖区域。举例来说，可以通过把偏置值从偏置235减小到偏置220而把覆盖从覆盖区域240缩小到覆盖区域225。当与接入节点205相关联或者由接入节点205服务的用户数量下降到阈值以下时，可以缩小接入节点205的覆盖。该阈值可以相应于由宏小区覆盖没有来自接入节点205的辅助能够服务的用户的数量。
[0029]图3概念性示出了在叠加网络配置中确定用于用户设备的切换(HO)参数的方法300的一个示例性实施例。所述叠加网络配置包括一个或多个毫微微小区，其叠加一个或多个宏小区。在所示出的实施例中，(在305处)监测毫微微小区中的用户设备的数量。举例来说，可以基本上持续地、以预定义的间隔或者响应于特定事件，(在305处)监测毫微微小区中的用户设备的数量。毫微微小区随后可以(在310处)确定用户设备的当前数量是否大于第一阈值(T_l)。毫微微小区还可以(在310处)确定该毫微微小区中的用户设备的当前数量是否小于该毫微微小区的最大容量。当用户设备的数量小于第一阈值时，毫微微小区可以继续(在305处)监测该毫微微小区中的用户设备的总数。
[0030]如果用户设备的数量超过第一阈值，则毫微微小区可以(在315处)监测指示毫微微小区与宏小区之间的用户设备的切换的信息。在所示出的实施例中，毫微微小区(在315处)监测接收到的来自该毫微微小区所服务的用户设备的切换报告。毫微微小区随后可以(在320处)为与该毫微微小区相关联的用户设备确定切换频率(或者指示切换频率的某些其他测量或特征)。举例来说，切换频率可以是用户设备在毫微微小区与宏小区之间切换的频率。或者切换频率可以是用于在毫微微小区与宏小区之间切换的一组用户设备的切换频率的统计测量。只要切换频率(或其测量)(在320处)不超过第二阈值(Τ_2)，毫微微小区就可以继续(在315处)监测切换报告。[0031]在一个实施例中，通过记录在从源到目标小区切换用户设备的请求中的细节，通过基于标准的机制，切换频率(在320处)被确定。除了其他信息之外，这一请求还可以包括对于用户设备的“UE历史信息”。举例来说，由3GPP技术规范36.423定义的UE历史信息信息元素(information element, IE)包含关于在目标小区之前,用户设备在活动状态下已
被其服务过的各个小区的信息。
[0032]
【权利要求】
1.一种方法，其包括: 修改被用于确定何时在宏小区和叠加该宏小区的毫微微小区之间切换用户设备的偏置值，其中响应于与所述用户设备相关联的至少一个切换频率的改变，偏置值被修改，并且其中当所述偏置值与所述毫微微小区信号强度的测量值之和超过所述宏小区信号强度的测量值时，用户设备的切换被触发。
2.权利要求1所述的方法，其中，修改所述偏置值包括，响应于所述至少一个切换频率的增大而增大所述偏置值。
3.权利要求1所述的方法，其包括，监测与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量，并且确定该与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量是否超过第一阈值。
4.权利要求3所述的方法，其包括，响应于确定该与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量超过第一阈值并且小于所述毫微微小区的最大可允许容量，监测与在所述宏小区和所述毫微微小区之间的用户设备的切换相关联的切换报告，并且其中修改所述偏置值包括当所述切换报告中的信息指示所述至少一个切换频率已超过第二阈值时，增大所述偏置值。
5.权利要求3所述的方法，其包括，当该与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量小于第三阈值时，减小所述偏置值，其中所述第三阈值小于所述第一阈值。
6.一种无线通信节点，其被配置成用于: 修改被用于确定何时在具有叠加覆盖区域的节点之间切换用户设备的偏置值，其中响应于与所述用户设备相关联的至少一个切换频率的改变，所述偏置值被修改，并且其中当所述偏置值与来自所述叠加节点中的一个的信号强度的测量值之和超过来自至少另一个叠加节点的信号强度的测量值时，用户设备的切换被触发。
7.权利要求6所述的无线通信节点，其中，所述无线通信节点被配置成用于响应于所述至少一个切换频率的增大来修改所述偏置值。
8.权利要求6所述的无线通信节点，其中，所述无线通信节点被配置成用于监测与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量，并且确定该与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量是否超过第一阈值。
9.权利要求8所述的无线通信节点，其中，所述无线通信节点被配置成用于响应于确定该与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量超过第一阈值并且小于所述毫微微小区的最大可允许容量来监测与在所述宏小区和所述毫微微小区之间的用户设备的切换相关联的切换报告，并且其中所述无线通信节点被配置成用于当所述切换报告中的信息指示所述至少一个切换频率已超过第二阈值时，增大所述偏置值，并且其中所述无线通信节点被配置成用于当该与所述毫微微小区相关联的用户设备的数量小于第三阈值时，其中所述第三阈值小于所述第一阈值，减小所述偏置值。
【文档编号】H04W36/00GK103748923SQ201280040038
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年8月13日 优先权日:2011年8月15日
【发明者】卡马克莱斯·斯里达尔, 哈约·巴克 申请人:阿尔卡特朗讯