宏辅助异构网络中用于测量以及连接控制的方法以及装置与流程

所揭露实施例一般有关于无线通信，以及更具体地有关于多无线接入技术(rat)网络中测量以及连接控制的方法以及装置，尤其是宏辅助(macro-assisted)异构(heterogeneous)网络。

背景技术：

异构网络(heterogeneousnetwork，henet)是下一代无线网络的最重要的部署之一。随着用户设备支持多个无线接入，异构网络提供的灵活性以及额外频宽已经越来越受欢迎。在传统的网络中，网络连接的控制以及小小区连接性由基站或者网络所控制。ue需要接收控制信号以初始化对于新小区的接入或者建立连接。henet中整合有新开发技术，由于ue以及网络之间的复杂程序，这样的集中式(centralized)设计具有更长延迟，变得没有那么有效率以及没有那么灵活，以及有时候不能跟上5g中极高的需求。例如，考虑到mmw特定特性，例如，对无线环境的脆弱性，高障碍概率，以及对于测量的高功耗，比现存的无线接入，mmw网络需要相对更快接入到新基站。使用mmw小小区连接控制的网络为中心(network-centric)的方法，在繁杂的步骤以及信令之后，目标mmw小小区的信道质量变得过时(out-of-dated)，甚至不可用。

mmw频宽的可用频谱比传统的蜂窝系统大200倍。mmw无线网络使用具有窄波束的定向通信以及可以支持多g数据率。mmw频谱的未开发频宽具有从1mm到100mm的波长范围。mmw频谱的很小波长使能了大量的微信天线安放在小区域中。透过电子转向阵列生成方向性传输，这样的微型天线系统可以产生高波束成形增益。

随着mmw半导体电路的进来的发展，mmw无线系统已经成为实际实现有希望的解决方案。但是，严重依赖方向传输以及传播环境的脆弱性(vulnerability)对于mmw网络带来了特定挑战。例如，由于小的相干时间，其为几百毫秒，mmw信道比今天蜂窝系统变化更快。在远超过当前蜂窝系统程度上，mmw通信严重依赖于自适应波束成形(beamforming)。例如，对于方向性传输的高度依赖引入了对于同步的新问题。在用于初始化连接建立，以及用于切换的小区搜索中，因为基站以及移动台需要在大范围角度上扫描，在移动台可以检测到基站之前，广播信号可能延迟基站检测。进一步说，mmw信号对于阴影(shadowing)极度敏感。障碍物的出现，例如人体以及室外材料可能引起信号中断(outage)。小区的小的覆盖范围可能导致相对的路径损耗以及小区关联迅速改变。解决频繁中断连接性损失以及使能快速适应性通信为mmw无线网络的发展的关键特征之一。

在今天的henet中，测量以及连接管理为网络为中心。这样的架构从ue发送小小区的测量报告到给小小区，到ue可以成功与小小区进行通信，带来了更长的延迟。在接入到小小区之后，需要完成rrc重配置过程。ue与小小区基站使用随机接入(randomaccess，ra)。这样的网络为中心的过程在用于ue网络连接中引入了长延迟。进一步说，在小小区系统中，例如mmw中，由于阻挡，增加以及去掉mmw基站以及切换发生的很频繁。现存具有长延迟的网络为中心的连接管理，可能导致连接中断以及用于henet的其他问题。一个重要的问题就是对于小小区测量的功耗。在当前网络实现中，网络根据部署场景，通常为小小区管理目的而配置测量对象。因此，ue通常为小小区的潜在利用而实施测量，即使没有大量服务数据需要高数据率进行中或者即将发生。有时假设ue电池是不必要的。

需要宏辅助henet中测量以及连接控制的改进以及在增强以减少延迟以及功耗。

技术实现要素：

提供方法以及装置，用于在宏辅助异构网络中ue为中心的测量以及连接控制。在一个新颖方面中，在异构无线网络中ue与宏基站建立连接，例如控制面连接(controlplaneconnection)，其中，连接控制器控制与一个或者多个小小区基站的一个或者多个连接，在一个情况下，对于所属领域技术人员上述连接可以称作控制面连接。ue本地收集以及分析ue状态信息。然后，如果基于本地收集的ue状态信息满足一个或者多个接入标准，ue自发(autonomously)初始化对于小小区基站的接入。在一个实施例中，宏基站为蜂窝基站以及一个或者多个小小区基站为mmw基站。接入标准为基于触发条件，包含下列至少其中之一：所需数据业务率高于数据业务率阈值，业务量的数量高于业务量阈值，ue移动性速度比速度阈值更低，以及ue处于一个或者多个小小区的邻近(proximity)范围内。在一个实施例中，接入标准为检测全部触发条件。在另一个实施例中，将触发条件区分优先次序(prioritized)，以及其中当满足一个或者多个高优先级触发条件时，满足接入标准。在再一个实施例中，当考虑到不同触发事件时，业务服务质量(qos)需求具有最高优先级。在一个实施例中，ue告知一个或者多个小小区基站有关宏基站的信息，以及接收用于从一个或者多个小小区基站的服务传送(servicetransportation)的确认。ue可以也告知宏基站，与一个或者多个小小区基站有关的状态信息。在另一个实施例中，在初始化对于一个或者多个小小区基站的接入之后，ue开启监控(supervise)定时器，以及监控定时器超时之后上报超时。直到监控定时器超时，在检测到接入失败之后，ue自动初始化随后的接入过程到另一个小小区基站。

附图说明

附图中，相同的数字表示相似的元件，用于说明本发明的实施例。

图1为根据本发明的实施例，henet网络示意图。

图2为根据本发明的实施例，具有mmw连接的示例无线网络的示意图。

图3为根据本发明的实施例，以ue为中心测量以及连接管理的顶层(top-level)流程示意图。

图4a为根据本发明的实施例，如果全部条件满足时ue决定满足标准的流程图。

图4b为根据本发明的实施例，如果足够高优先级条件满足时ue决定满足标准的流程图。

图5a为根据本发明的实施例，如果满足全部示例条件时ue决定满足标准的流程图。

图5b为根据本发明的实施例，如果满足足够高示例优先级条件时ue决定满足标准的流程图。

图6为根据本发明的实施例，透过ue的连接初始化过程的流程图。

图7根据本发明的实施例ue以及小小区基站之间连接控制的流程图。

图8为根据本发明的实施例，自发的(autonomous)ue为中心测量以及连接控制过程的示意图。

图9为根据本发明的实施例，使用监控定时器用于自发的ue为中心连接控制过程的流程图。

图10为根据本发明的实施例，异构网络中，ue自动测量以及连接控制过程的流程图。

具体实施方式

下面详细参考本发明的实施例，根据附图介绍本发明的例子。

图1为根据本发明的实施例，示例henet网络100的示意图。无线通信系统100包含一个或者多个固定基础架构单元，例如基站101、102以及105，形成分布在地里区域中的网络。基础单元也可以称作接入点，接入终端，基站，节点b，演进节点b，远端射频单元(remoteradiounit,rru)/远端射频头(radioremotehead,rrh)或者所属领域中的其他词汇。一个或者多个基础单元101、102以及105服务多个移动台103、104、106以及107，服务区域中，服务区域例如小区，小区扇区。特别地，基础单元101运作作为宏小区基站。基础单元102以及105操作作为具有相同或者不同无线接入技术的小小区。在一个例子中，两个基础单元101提及102同时服务他们公共覆盖范围中的移动台103。回程线路连接115，连接非共址基站101，以及102，可以为理想的，或者非理想的。或者前端(front)线路连接，将非共址(non-co-located)rru/rrh连接到基带处理单元(bbu)池(pool)。

服务基础单元101以及102可以在时域以及/或者频域发送dl通信信号112、114以及116给移动台。移动台103以及104可以与一个或者多个基础单元101以及102透过ul通信信号111、113以及117进行通信。在一个实施例中，移动通信网络100为无线系统包含基站enb101，mmw基站102以及105，以及多个移动台103、104、106以及107。当移动台，例如移动台106在无线网络中移动，其保持与宏小区基站的连接，例如基站101。在一个新颖方面，当具有与宏基站101的连接，ue，例如ue106，可以自发选择与不同的小小区基站建立连接，例如基站102以及105，从而用于数据业务传送(transportation)，其中传送包含数据发送以及数据接收。在于宏小区基站101建立连接之后，ue106自动初始化对于小小区102的接入。当ue106自动连接到小小区基站上，例如102以及105，不会被来自网络的任何信令触发，但是被ue106自己监视以及分析的本地ue状态信息触发。然后其自动初始化与小小区基站用于数据传送的额外连接的接入。没有等待来自网络的控制信令，降低了延迟。因此，ue可以更快速地反应。

图1进一步给出了根据本发明的实施例，基站101、102以及移动台103的简化方块示意图。基站101具有天线156，其发送以及接收无线信号。rf收发器模块153耦接到天线，从天线156接收rf信号，将其转换为基频信号以及发送给处理器152。rf收发器153也将从处理152接收的基频信号进行转换，将其转换为rf信号以及发送给天线156。处理器152处理已接收基频信号以及调用不同功能模块以实施基站101中的功能。存储器151存储程序指令以及数据154以控制基站101的运作。基站101也包含一组控制模块155，其实现功能任务以与移动台通信。

相似的，基站102具有天线126，其发送以及接收无线信号。rf收发器模块123，耦接到天线，从天线126接收rf信号，将其转换为基频信号以及发送给处理器122。rf收发器123也将从处理器122接收的基频信号进行转换，转换为rf信号以及发送给天线126。处理器122处理已接收基频信号以及调用不同功能模块以实施基站102的功能。存储器121存储程序指令以及数据124以控制基站102的运作。基站102也包含一组控制模块125，实施功能任务以与移动台进行通信。

移动台103具有天线136，其发送以及接收无线信号。射频(rf)收发器模块137耦接到天线，从天线136接收rf信号将其转换为基频信号以及发送给处理器132。rf收发器137也将从处理132接收的基频信号进行转换，将其转换为rf信号以及发送给天线136。处理器132处理已接收基频信号以及调用不同功能模块以实施移动台103的功能。存储器131存储程序指令以及数据138以控制移动台103的运作。移动台103的收发器137包含多个接收器，例如，两个接收器133以及135，以及一个发送器134。接收器135从接基站101的发送器153接收dl传输。接收器135从基站102的收发器123接收dl传输。在dl一侧，移动台103只有一个发送器，发送器134。发送器134发送ul信号给基站101以及102。

移动台103也包含一组控制模块实施功能任务。连接管理器191在异构无线网络中与宏基站建立控制面连接，其中控制面连接控制与一个或者多个小小区基站的一个或者多个连接。状态收集器192本地收集以及分析ue状态信息。如果基于本地收集ue状态信息满足一个或者多个接入标准，在建立控制面连接之后，连接管理器193自发初始化与小基站的接入。消息处理器194将有关于宏基站有关的信息通知一个或者多个小小区基站，以及从一个或者多个小小区基站接收用于服务传送的确认。该消息处理器194也告知宏基站，与一个或者多个小小区基站相关的状态信息。在初始化对于一个或者多个小小区基站的接入之后，定时器处理器195启动监控定时器，以及将监控定时器的超时进行上报。

在一个新颖方面中，使用ue为中心的测量以及连接控制。ue收集以及分析自己的本地ue状态信息。ue在决定满足一个或者多个标准时，初始化测量过程。然后，如果测量结果指示出一个或者多个适合的小小区基站，ue初始化对于小小区基站的接入。由于ue为中心的特定特性，henet系统使用mmw技术，得益于ue为中心测量以及连接控制。

图2为根据本发明的实施例，示例无线网络200，具有mmw连接的系统架构图。无线系统200包含一个或者多个固定架构单元，形成分布在地理区域中的网络。基础单元也称作接入点，接入终端，基站，节点b演进节点b或者所属领域中其他词汇。例如，基站201、202以及203服务服务区域中的多个移动台204、205、206以及207，服务区域例如小区，小区扇区。在一些系统中，一个或者多个基站耦接到控制器，形成一个接入网络，该接入网络耦接到一个或者多个核心网络。在一种情况下，enb201为传统的基站，作为宏基站。enb202以及enb203为mmw基站，其服务区域与enb201的服务区域重叠，以及可以彼此在边缘重叠。如果mmwenb的服务区域不与宏enb的服务区域重叠，mmwenb被认为是独立运作(standalone)，其也可以没有宏enb的辅助而提供服务给用户。mmwenb202以及mmwenb203具有多个扇区，每一个由多个控制波束，覆盖一个方向性区域。控制波束221、222、223以及224为enb202的示例控制波束。控制波束225、226、227以及228为enb203的示例控制波束。作为例子，ue或者移动台204只存在于enb101的服务区域，以及与enb201透过链路211连接。ue206只与mmw网络连接，其由enb202的控制波束224服务，以及与enb202透过链路214而连接。ue205在enb201以及enb202的重叠服务区域中。在一个实施例中，ue205配置有多个连接以及可以与enb201透过链路213而连接，以及与enb202透过链路215而同时连接。ue207在enb201、enb202以及enb203的服务区域中。在一个实施例中，ue207配置有多个连接，以及可以与enb201透过链路212连接，以及与enb203透过链路217而连接。在一个实施例中，在与enb203的链接失败之后ue207可以切换到链路216，连接到enb202。在这个实施例中，ue207配置有多个连接以及可以透过链路212连接到enb201，透过链路217连接到enb203，以及透过链路216连接到enb202。

图3为根据本发明的实施例，具有ue为中心测量以及连接控制的顶层流程图。步骤301中，ue与宏小区基站建立连接。控制面连接管理连接(connection)以及与每一个小小区基站的连接。在一个实施例中，一旦建立连接，不需要宏基站的信令，ue自发初始化测量以及接入。步骤302中，ue本地收集以及分析ue状态信息。在一个实施例中，ue本地收集ue状态信息，以及基于ue状态信息检查是否满足某个标准。步骤303中，可选地，ue实施相邻小小区检测以及测量。如果满足一个或者多个标准，初始化该测量。相邻小区测量被初始化，以及可选择地，发送测量报告。步骤304中，ue实施连接控制。ue自动地初始化小小区接入。随后，ue从小小区基站接收用于服务传送的确认。

实施状态分析中，ue本地收集ue状态信息311。ue状态信息包含业务(traffic)的服务质量(qualityofservice，qos)需求、ue移动性状态、位置信息以及ue信道状态，例如cqi以及rsrp/rsrq等。设定一组标准312。该标准包含下列至少其中之一：所需要数据业务率高于数据业务率阈值，业务量的数量高于业务量阈值，ue移动性速度比速度阈值更低，以及ue在一个或者多个小小区的邻近范围内。ue可以使用检测到的进行中的业务而获得数据业务速率，或者基于历史数据预测即将到来的业务速率。在一个实施例中，如果数据业务量高于阈值，或者应用的所需数据率高于阈值，满足数据业务标准。在一个实施例中，如果移动速度低于小小区可以支持的阈值，满足ue移动性状态标准。在一个实施例中，基于足印(footprint)以及/或者历史位置信息，ue决定对于一个或者多个小小区的邻近。用于数据业务速率的阈值、数据量，以及速度可以预先定义或者网络预先配置。也可以ue决定以及动态更新这些阈值数值。

图3为ue本地收集以及分析ue状态的流程图。步骤321中，ue本地收集ue状态信息，ue状态信息包含具有对应qos需求的服务或者业务类型，ue移动性状态，ue位置信息以及服务小区的信道质量信息。步骤322中，ue更新ue状态信息。步骤323中，ue分析ue状态信息。可选地，步骤324中，ue发送ue状态信息给网络。

图4a为根据本发明的实施例，如果全部条件满足则ue决定满足标准的流程图。步骤401中，ue决定是否满足条件。该条件可以为预先定义或者网络预先配置。该条件也可以为ue动态更新。如果步骤401决定为是，ue转到步骤403以及开始对目标小小区的接入。如果步骤401决定为否，ue转到步骤402以及继续收集以及分析ue状态信息。

图4b为根据本发明的实施例，如果满足足够高优先级条件，则ue决定满足标准的流程图。基于下列至少一个，ue将条件区分优先次序处理：分集业务类型，部署场景以及其他相关条件。在一个实施例中，基于不同的条件ue状态信息被区分优先次序为不同的顺序。在另一个实施例中，不同权重应用到不同的ue状态信息上。基于加权ue状态信息，ue决定是否满足一个或者多个标准。步骤411中，ue决定是否满足足够高优先级的条件。如果步骤411决定为是，ue转到步骤413，以及开始对于目标小区的接入。如果步骤411决定为否，ue转到步骤412以及继续收集以及分析ue状态信息。

图5a为根据本发明的实施例，如果满足所有条件，ue决定满足标准的流程图。步骤501中，ue决定是否业务量的数量大于阈值。如果步骤501决定为否，则ue转到步骤504以及继续收集以及分析ue状态信息。如果步骤501决定为是，则ue转到步骤502以及决定是否满足低移动性状态。如果步骤501决定为否，则ue转到步骤504以及继续收集以及分析ue状态信息。如果步骤502决定为是，则ue转到步骤503以及决定是否在邻近范围内一个或者多个小小区可用。如果步骤503决定为否，则ue转到步骤504以及继续收集以及分析ue状态信息。如果步骤503决定为是，则ue转到步骤505，可选地以及初始化测量过程。然后ue转到步骤506以及初始化对于小小区的接入。

图5b为根据本发明的实施例，如果满足足够高优先级条件则ue决定满足标准的流程图。步骤511中，ue决定是否业务量的数量大于阈值。如果步骤511决定为是，则ue转到步骤521以及决定是否满足足够条件。如果步骤521决定为是，则可选择地ue转到步骤531，初始化测量过程。ue然后转到步骤532以及初始化对于小小区的接入。如果步骤521决定为否或者步骤511决定为否，则ue转到步骤512以及决定是否满足低移动性状态。如果步骤512决定为是，则ue转到步骤522以及决定是否满足足够条件。如果步骤522决定为是，则可选地ue转到步骤531，以及初始化测量过程。然后ue转到步骤532以及初始化对于小小区的接入。如果步骤522决定为否，或者步骤512决定为否，则ue转到步骤513以及决定是否在邻近范围内有一个或者多个小小区可用。如果步骤513决定为是，则ue转到步骤523以及决定是否有足够条件满足。如果步骤523决定为是，则ue转到步骤531，以及可选择地初始化测量过程。然后ue转到步骤532以及初始化对于小小区的接入。如果步骤523决定为否或者步骤513决定为否，则ue转到步骤533以及继续收集以及分析ue状态信息。

图6为根据本发明的实施例，ue的连接初始化过程流程图。步骤601中，ue开始小小区，例如mmw小小区检测以及测量。步骤602中，ue决定是否满足预定标准。如果步骤602决定为否，ue转到步骤601。如果步骤602决定为是，则ue转到步骤603以及决定是否多于一个小小区适合接入，例如这些小区的信道质量高于阈值。如果步骤603决定为否，则ue转到步骤604以及自发初始化对于小小区的接入。如果步骤603决定为是，则ue转到步骤605以及以测量的降序，自发初始化对于小小区接入。

图7为根据本发明的实施例，ue以及小小区基站的连接控制流程图。图7包含用于ue连接控制的流程700。步骤701中，ue初始化对于小小区的接入，例如mmw小小区。步骤702中，ue指示出与已连接宏小区的信息。步骤703中，ue接收用于成功接入的响应。步骤704中，ue开始与小小区的服务传送，例如mmw小小区。图7也包含用于小小区的连接控制的控制流程710，例如mmw小小区。步骤711中，小小区从ue接收连接请求。步骤712中，小小区接收与ue已连接的宏小区的相关信息。步骤713中，小小区与宏小区协调。步骤714中，小小区响应ue是否接入成功。

在一个新颖方面中，实现ue为中心的测量以及连接控制过程以降低延迟以及提高系统效能。在一个实施例中，ue告知小小区，要维持与哪个宏小区的rrc连接。小小区随后找到宏小区以及为ue建立x2接口。在另一个实施例中，如果ue不能获得好质量小小区，ue透过宏小区发送接收服务。如果可以立刻获得好质量的小小区，ue开始透过小小区发送以及接收。在再一个实施例中，ue开启定时器以监控与小小区的连接建立过程。在监控定时器超时时，ue或者停止小小区搜索以及测量，或者ue从密集(intensive)小小区搜索以及测量转到稀疏(sparse)小小区搜索以及测量。

图8为根据本发明的实施例，自发ue为中心测量以及连接控制过程的示意图。ue801为与宏小区802连接，宏小区802与一个或者多个小小区803重叠。在一个实施例中小小区为mmw小小区。步骤811中，ue与宏小区802建立连接以及进行通信。步骤812中，ue检测被激活的大量数据的服务。在一个实施例中，大量数据的激活，触发了ue为中心的自发连接控制。步骤813中，ue开始在小小区上的小区搜索。可选择地，在步骤821ue开始与宏小区802的服务。步骤822中，ue自发初始化对于小小区的接入以及与小小区建立连接。在成功从ue接收到与宏小区相关信息之后，使用次要小区组(secondarycellgroup，scg)增加消息(additionmessage)以及主小区组(mastercellgroup，mcg)数据无线承载(dataradiobearer，drb)到scgdrb消息，小小区803与宏小区802透过x接口交换信息。步骤831中，在收到用于成功接入的响应之后开始/继续在小小区上的服务。步骤832中，ue检测到大量数据服务被去活(diactivated)。步骤833中，从宏小区802，ue与小小区释放连接。

图9为根据本发明的实施例，使用监控定时器用于自发ue为中心连接控制过程的流程图。步骤901中，ue开启监控定时器。该定时器用于监控对于小小区的接入过程，以及可选地用于测量过程。定时器在于小小区的接入过程初始化之后被开启，或者可选择地在测量过程初始化之后开启。步骤902中，ue发现满足接入标准的新小区。步骤903中，ue初始化与小小区的接入。步骤904中，ue决定是否接入成功。如果步骤904决定为是，ue转到步骤906，停止监控定时器，以及结束过程。如果步骤904决定为否，则ue转到步骤905以及检查是否监控定时器超时。如果步骤905决定为否，则ue转回到步骤902，以及发现下一个可用小小区。如果步骤905决定为是，ue结束处理。

图10为根据本发明的实施例，在异构网络中，ue自发测量以及连接控制过程的流程图。步骤1001中，ue在异构无线网络中与宏基站建立连接。步骤1002中，ue本地收集以及分析ue状态信息。然后，步骤1003中，基于本地收集ue状态信息，如果满足接入标准，ue自发初始化对于小小区的接入。

在上述实施例中，ue可以使用反向发现过程，如果好质量的mmw小小区可以被获取，在定时器超时之前，ue可以开始透过mmw小小区用于服务的发送接收。或者如果定时器超时以及没有好质量的mmw小小区被获取，ue回退(fallback)到宏小区上以及开始透过宏小区用于服务的发送接收。

虽然本发明结合特定实施例用于说明，本发明保护范围不以此为限。相应地，所属领域技术人员在不脱离本发明精神范围内，可以对所揭露实施例的多个特征进行润饰，修改以及组合，本发明保护范围以权利要求为准。