用于小型蜂窝小区中的动态功率调控的系统和方法_2

文档序号:9439694阅读:来源:国知局
个或多个高功率基站1〇2(也被称为宏节点),该无线网络被描绘为向移 动设备105提供电信服务(诸如语音、数据、视频等)的移动运营商核屯、网110(也被称为 回程网络)。宏节点102的覆盖区被称为宏蜂窝小区112。系统100还包括扩展无线网络 的覆盖的多个低功率基站104和106 (也被称为低功率节点)。低功率节点104和106的覆 盖区分别被称为小型蜂窝小区114和116。
[0032] 在所描绘的无线网络部署中,由于每一小型蜂窝小区的小覆盖区,活跃高速移动 设备105可W在它行进跨越不同小型蜂窝小区(例如,小型蜂窝小区114和116)时经历频 繁切换。另外,甚至驻定或缓慢移动的移动设备105可能由于信道衰减(如果该信道衰减 存在于来自相邻节点(例如,低功率节点104和106)的导频信号具有大约相同的强度的位 置(导频污染区域))而经历频繁切换。相邻蜂窝小区之间的频繁切换(其中切换设及一 组相同的蜂窝小区)在此被称为"往复切换"。由于高速移动设备而导致的频繁切换W及由 于驻定的或缓慢移动的移动设备经历信道变化而导致的相邻小型蜂窝小区之间的往复切 换是不合乎需要的,因为运些切换可导致分组丢失,导致语音伪像和/或分组延迟和/或糟 糕的用户体验,W及增加相邻节点(例如,低功率节点104和106)和/或核屯、网110处的 信令负载。此外,可能由于小型蜂窝小区的无规划部署而存在移动性问题,诸如连接故障或 切换故障。此外,无规划部署还可导致多个接入终端经历高干扰。因此,小型蜂窝小区的发 射功率需要被调整W处置上述问题。由此,需要对高速移动设备的频繁切换或者驻定或缓 慢移动的移动设备在相邻小型蜂窝小区之间的往复切换进行调控调控。
[0033] 一般而言,可W在确定何时及如何调控小型蜂窝小区之间的切换时计及W下考虑 事项。第一,小型蜂窝小区应提供从宏蜂窝小区卸载的显著容量。第二,小型蜂窝小区不应 显著地影响连接模式移动性。移动设备的移动性状态可使用基于/关于已经/能够/正由 蜂窝小区服务的设备的移动性的一个或多个移动性度量来测量。例如,小型蜂窝小区的移 动性度量(诸如每一单位时间(例如,每分钟)的切换、每一单位时间(例如,每分钟)的 呼叫掉线、每一单位时间(例如,每分钟)的连接故障和/或每一单位时间(例如,每分钟) 的无线电链路故障(RLF))应优选地较低,运节省信令负载、分组延迟等,并改善用户体验 且有助于网络负载。而且,小型蜂窝小区的干扰度量(诸如信号与干扰加噪声比(SINR)) 应优选地较高,运提供了更大吞吐量。第=,其中许多移动设备105花费时间的导频污染区 域应优选地被最小化。在一方面,运些和其他移动性和干扰准则可通过对小型蜂窝小区的 发射灯X)功率的动态调控来控制。
[0034] 为了实现有效的发射功率调控,应考虑高功率和低功率小型蜂窝小区的优点和缺 点。例如,高发射功率的优点包括由于小型蜂窝小区的扩展的覆盖区而导致来自宏蜂窝小 区的更多卸载;W及在特定情形中改进SINR,运导致更好的吞吐量,尤其是在来自相邻小 型蜂窝小区的干扰较低(例如,在宏蜂窝小区边缘或者在部署增强型蜂窝小区间干扰协调 (eICIC)且不存在相邻的小型蜂窝小区时)。高发射功率的缺点通常包括对相邻蜂窝小区 的更多干扰,运影响那些蜂窝小区上的SINR和吞吐量;由于将与相邻小型蜂窝小区(或宏 蜂窝小区)的覆盖重叠的具有高功率的小型蜂窝小区覆盖区的增加W及相邻蜂窝小区的 覆盖内的移动设备的往复切换的增加而导致导频污染的更高可能性;W及由于覆盖区的增 加而导致的对于相邻宏蜂窝小区和小型蜂窝小区的更多切换/重选。小型蜂窝小区的低发 射功率的缺点通常包括由于小型蜂窝小区的覆盖区减小而导致的对于相同数量的小型蜂 窝小区的来自宏蜂窝小区的较少卸载;W及导致较低吞吐量的SINR降低。小型蜂窝小区的 低发射功率的优点通常是对相邻蜂窝小区的低干扰、导致导频污染的较低可能性,W及由 于覆盖区减小而导致的对于相邻宏蜂窝小区和小型蜂窝小区的较少切换/重选。
[003引基于对小型蜂窝小区的高和低功率的优点和缺点的观察,小型蜂窝小区的动态功 率调控的主要目标在一方面可W是增加从宏蜂窝小区到小型蜂窝小区的卸载并且最小化 相邻小型蜂窝小区(宏蜂窝小区)之间的往复切换和连接故障。如此处所使用的术语"往 复切换"意指移动设备在相邻蜂窝小区之间的频繁切换,其中确定切换何时可被认为是频 繁的切换次数可由网络指定(例如,当每一单位时间的切换次数大于阔值时)并且可基于 网络负载、可用无线带宽或其他参数。一般而言,动态功率调控的运些目标可通过例如W下 操作来实现:提高小型蜂窝小区的发射功率W允许来自宏蜂窝小区的更多卸载,直到观察 到对移动性的显著影响或者在获取更多卸载没有任何/太多益处的情况下对相邻小型蜂 窝小区所导致的干扰增加时。
[0036] 该功率调控机制的示例方面在图2的示图200中解说。如图所示,一个或多个移 动设备落在=个相邻小型蜂窝小区:蜂窝小区1、蜂窝小区2和蜂窝小区3的覆盖区内,运 可能导致运些蜂窝小区之间的往复切换。在一方面,提高蜂窝小区1的Tx功率W移动导频 污染边界W使得不影响任何移动设备或者影响更少的移动设备。即使该方法可能导致蜂窝 小区2和3中的干扰增加(运可通过运些蜂窝小区处的干扰抵消技术来应对),该方法也可 W是最优选的。在另一方面,蜂窝小区2和3可降低其Tx功率。该方法也由于小型蜂窝小 区之间的重叠减少而导致导频污染区域的移位和/或可能的导频污染区域减小。然而,该 方法是较不优选的,因为该方法可能导致来自宏蜂窝小区的卸载的损失。在又一方面,所有 小型蜂窝小区都可降低Tx功率W消除导频污染并导致用户由宏蜂窝小区服务。该方法有 效地消除了导频污染,但该方法是最不优选的,因为它显著地减少到小型蜂窝小区的卸载。
[0037] 图3解说了可操作用于基于本文公开的原理来执行小型蜂窝小区的动态功率调 控的蜂窝小区控制器的一个示例实现。在一方面,蜂窝小区控制器300 (包括其一个或多个 组件)可W在图1的低功率节点104和106中实现。在另一方面,蜂窝小区控制器300 (包 括其一个或多个组件)可W在移动运营商核屯、网110中的单独计算机设备中实现。在任一 实现中,蜂窝小区控制器300可包括至少W下组件:移动性度量确定器组件310、干扰度量 确定器组件320、度量评估器组件330W及功率调控器组件340,运些组件将在下文中更详 细地描述。
[0038] 在一方面,蜂窝小区控制器300的移动性度量确定器组件310被配置成确定小型 蜂窝小区的一个或多个移动性度量。在各方面,移动性度量可基于蜂窝小区处的每一单位 时间(例如,每分钟)的切换次数、相邻蜂窝小区之间的往复切换次数、或者往复切换次数 与非往复切换次数之比。该信息可W从化/RSCP测量和/或可W在小型蜂窝小区之间的切 换期间传递的"肥历史信息"信息元素(1巧中获取。此IE包含关于在目标蜂窝小区之前 在活跃状态中服务了移动设备的蜂窝小区(例如,最多达16个蜂窝小区)的信息。对于运 些蜂窝小区中的每一者,该IE包含蜂窝小区身份、蜂窝小区类型(例如,甚小、小型、中型、 大型、宏、毫微微等)W及移动设备在该蜂窝小区中停留的时间。在获取该切换历史信息 后,移动性度量确定器组件310可例如基于移动设备在所经过的蜂窝小区上花费的平均时 间和/或蜂窝小区身份的重复(例如,至少一个蜂窝小区身份出现一次W上)来确定往复 切换次数。比特定时间阔值(例如,几秒)更频繁地执行且导致其中至少一个蜂窝小区身 份出现不止一次的蜂窝小区变更的切换可被认为是往复切换。该时间阔值参数可基于模拟 或系统要求来选择。在其他方面,移动性度量可基于小型蜂窝小区中的呼叫掉线或连接故 障的数量、小型蜂窝小区中的链路故障或切换故障的数量W及小型蜂窝小区所服务的移动 设备的数量。在又一方面,移动性度量确定器组件310可W在某一预定时间段(例如,几小 时或几天)内观察并收集关于不同移动性参数的数据,之后基于收集到的参数信息来计算 一个或多个移动性度量。
[0039] 在另一方面,蜂窝小区控制器300的干扰度量确定器组件320被配置成确定小型 蜂窝小区的一个或多个干扰度量。例如,小型蜂窝小区用户(例如,该小型蜂窝小区所服 务的移动设备)的信号与干扰加噪声比(SINR)可W用作干扰度量或者可W是干扰度量的 一部分。在一方面,组件320可W在某一预定时间段(例如,几小时或几天)内观察并收集 SINR数据并确定对于所监视的时间段的平均SINR。在另一示例中,干扰度量可基于由小型 蜂窝小区或小型蜂窝小区用户执行的对相邻蜂窝小区的路径损耗测量。
[0040] 在一方面,度量评估器组件330被配置成确定移动性度量和/或干扰度量的值是 可接受还是不可接受。具体而言,为了确定度量的可接受性,组件330可将移动性和干扰度 量的值分别与预设的移动性和干扰度量阔值进行比较。例如,对于基于切换的移动性度量, 移动性度量阔值可指示小型蜂窝小区被允许在应调控其发射功率W减少往复切换次数之 前进行的切换或往复切换的最大次数。在另一示例中,移动性度量可基于小型蜂窝小区所 服务的移动设备的数量。服务更多数量的移动设备的小型蜂窝小区可能更不情愿调控(尤 其是降低)其功率。作为示例,移动性度量阔值可指示小型蜂窝小区的平均服务移动设备 的最大数量,在该数量之上小型蜂窝小区可调控其发射功率W将一些移动设备卸载到其他 蜂窝小区。在又一方面,干扰度量可指示小型蜂窝小区在它应调控其发射功率W扩大或缩 小其导频污染区域之前可W具有的最小SINR。可基于模拟或系统要求来选择不同的度量阔 值。
[0041] 在另一方面,蜂窝小区控制器300的功率调控器组件340被配置成基于移动性和 /或干扰度量的评估结果来调整小型蜂窝小区的发射功率。在一方面,功率调控器组件340 被配置成在功率调控期间将移动性度量的优先级排在干扰度量之上。例如,如果往复与非 往复切换比较高,则许多移动设备在导频污染区域中并因此此类小型蜂窝小区应调整其发 射功率。在另一示例中,如果许多移动设备在小型蜂窝小区上花费较少时间,则该小型蜂窝 小区可能渗入不合乎需要的区域并且需要调整其功率W改进移动性。在另一示例中,如果 小型蜂窝小区服务许多移动设备(尤其是非往复高路径损耗移动设备),则该小型蜂窝小 区可能正对卸载作出显著贡献并因此应在缩小其功率方面是保守的。在另一示例中,如果 去往或来自小型蜂窝小区的大部分切换是不成功的(例如,导致移动设备处的RLF),则该 小型蜂窝小区需要调整其功率W改进移动性。
[0042] 更具体而言,在一方面,当度量评估器组件330确定移动性度量不可接受(例如, 往复切换次数超过可允许的往复切换阔值)时,功率调控器组件340可提高小型蜂窝小区 的发射功率直到该小型蜂窝小区的移动性度量变成可接受的(例如,往复切换次数落到可 允许的往复切换阔值之下)。然而,如果小型蜂窝小区的移动性度量未变成可接受的,则功 率调控器组件340可将该小型蜂窝小区的
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