小小区发现方法及用户设备与流程

本申请依据35U.S.C.§119要求2011年8月11日递交的，申请号为61/522,578标题为“异质网络中小小区发现方法(MethodforSmallCellDiscoveryinHeterogeneousNetwork)”的美国临时申请案的优先权，上述申请的标的在此合并作为参考。本发明的实施例有关于异质(heterogeneous)网络，更具体地，有关于异质网络中小小区(smallcell)的发现(discovery)。

背景技术：
E-UTRAN为移动网络中用于3GPPLTE升级(upgrade)路径的空中接口。在E-UTRAN移动网络中，网络控制用户设备(UE)透过广播(broadcast)或者专用控制(dedicatedcontrol)，实施频率内、频率之间(intra/inter-frequency)测量，或者无线接入技术(RadioAccessTechnology，RAT)之间(inter-RAT)移动性的测量。举例说明，在RRC空闲(RRC_IDLE)状态中，UE将遵守E-UTRAN广播规定的定义用于小区重选的测量参数。另一方面，在RRC连接(RRC_CONNECTED)状态，透过直接来自E-UTRAN的RRC消息，UE将遵守测量对象(object)而指定的测量配置(measurementconfiguration)。频率内测量发生在当前小区以及目标(target)小区运行在相同载波频率时。在此场景中，UE可以没有测量间隙(gap)而实施测量。这是因为UE接收器能够测量相邻小区的参考信号，同时在相同频率实施数据通信。另一方面，频率间测量发生在目标小区与当前小区运作在不同载波频率时。相似地，RAT之间测量发生在目标小区与当前小区运行在不同的RAT上。在此场景中，UE不可以没有测量间隙而实施测量。这是因为UE接收器需要切换到另一频率上以实施测量，以及然后重新切换回到当前小区的频率上以实施数据通信。当前LTE移动网络典型地开发以及初始应用在使用宏基站(Macrobasestation)为中心(macro-centric)的计划进程的同质(homogeneous)网络中。同质蜂窝系统为宏基站和用户终端的集合的网络，其中，该宏基站的网络部署在已计划布局中，所有宏基站具有相似的发送功率电平，天线式样(pattern)接收器最低噪声(noisefloor)，以及与封包核心网络的相似的骨干网连接。LTE增强(LTE-Advanced，LTE-A)系统透过使用基站的分集增益以提高频率效率，其中，基站部署在异质网络拓扑中。使用宏基站、微微基站(picobasestation)以及毫微微基站(femtobasestation)的混合，异质网络可以是能灵活以及低成本的部署，以及提供一致的宽带用户体验。与传统同质网络相比，在异质网络中，基站之间更智能资源协调，更好的基站选择策略以及用于有效干扰管理的更多先进技术可以提供吞吐量上的显著增益以及用户体验。在异质网络中，小小区发现(smallcelldiscovery)对于保证从宏基站到小小区的有效分流是很重要的。小小区可以包含微微小区(picocell)，毫微微小区(femtocell)甚至微小区。因为相对小小区覆盖范围，频率间测量时间对于小小区而言可能太长了。举例说明，依赖于测量间隙式样(gappattern)，频率间小区识别时间可以高达7.68s，这个时间对于小小区发现而言是不可接受的。更进一步，如果尝试搜索在点状(spotty)部署的小小区UE可能浪费功率。请注意，测量间隙(gap)对于配置有多个射频(RadioFrequency，RF)接收器模块的UE而言是非必要的。但是对于多RF的UE而言，功率消耗依然是大问题。因此，尤其为了频率间移动性的目的，期望识别以及评估用于提高小小区发现的策略。3GPP规范中封闭用户组(ClosedSubscriberGroup，CSG)小区(CSG通常服务范围都很小)的相关功能对网络有重大问题,当UE有可能发现多个小小区的时候。原因是目前机制依赖UE储存每个可能连接的小区的大量信息。

技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种小小区发现方法。本发明提供用于异质网络中小小区发现以及提高功率节省的方法。在一个新颖性方面，只在UE进入小小区的邻近(vicinity)范围内时UE测量优先小小区。举例说明，UE检测小小区的接近(proximity)，然后将接近指示信息报告给网络。接近指示信息的可能参数可以包含进入或者离开小小区的邻近范围、小区ID以及小小区的载波频率。基于邻近信息，网络提供适当的测量配置，以用于一个或者多个小小区。适当的测量配置包含影响小小区的搜索效能的配置项目(configurationitem)，以保证该UE搜索小小区足够快。举例说明，当UE处于小小区的邻近范围内时，对小小区使用更频繁搜索，以及当UE没有处于小小区的范围内时，对小小区使用较不频繁的搜索。在第二新颖性方面中，UE为小小区发现实施引导式(guided)搜索。该UE从具有小区ID以及位置信息的优先小小区接收测量配置。该UE应用接近决定在是否UE进入到基于位置信息的优先小区的邻近范围内。然后如果UE处于优先小区的邻近范围内，该UE基于测量配置对优先小区实施测量。在一个例子中，甚至服务小区的RSRP比停止测量(例如，S-measure)阈值高时，UE连续对优先小区实施测量。在第三新颖性方面，当该UE在小小区的范围内时UE提高搜索率，以及当该UE没有在小小区的范围内时间降低搜索率。该检测可以基于网络提供的位置信息或者基于UE自动存储的范围检测信息。该位置信息以及已存储范围检测信息包含位置(例如，经度和纬度)，相邻小区的覆盖范围信息(例如，RF参数，例如信号强度)以及/或者蜂窝“RF指纹(fingerprint)”本发明的其他实施例以及有意效果在下文中进一步描述。发明内容不用于限定本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求限定为准。本发明提供的小小区发现方法可以节省功率。附图说明附图中相同号码表示相似元件，下面结合附图进一步描述本发明的实施例。图1为根据一个新颖性方面，在移动通信网络中小小区发现的方法示意图。图2为根据一个新颖性方面小小区发现的第一实施例的示意图。图3为根据一个新颖性方面小小区发现的第二实施例的示意图。图4为根据一个新颖性方面小小区发现的第三实施例的示意图。图5为根据一个新颖性方面小小区发现的第四实施例的示意图。图6为根据一个新颖性方面小小区发现的第五实施例的示意图。图7为根据一个新颖性方面小小区发现的一个实施例的流程图。图8为根据一个新颖性方面用于小小区的guided搜索方法流程图。图9为根据一个新颖性方面，UE自动搜索(autonomoussearch)和测量小小区的一个实施例的方法流程图。具体实施方式在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属领域中技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。间接的电气连接手段包括通过其他装置进行连接。下面参考附图描述本发明的实施例。图1为根据一个新颖性方面，移动通信网络100中小小区发现方法的示意图。移动通信网络100为包含多个宏基站eNB101-103、多个微微基站eNB104-106以及用户设备UE110的异质网络。宏基站eNB101-103在第一载波频率f1分别为宏小区111-113提供服务。Pico基站eNB104-106在第二载波频率f2上分别为微微小区114-116提供服务，其中微微小区114-116称作小小区或者优先小区。小小区一般具有与传统宏小区相比更小的覆盖范围。小小区的示例包含微微小区，毫微微小区或者微小区。对于移动性管理，UE110周期性测量服务小区以及相邻小区的已接收信号功率以及品质，以及将测量结果上报给服务基站eNB以用于潜在(potential)的切换。举例说明，小区的参考信号接收功率(RSRP)或者参考信号接收品质(RSRQ)测量可以帮助分级不同小区，以作为移动性管理的输入。目标小区运行在与当前服务小区不同载波频率上时发生频率间测量。在图1的例子中，UE110在小区113载波频率f1上由服务基站eNB103提供服务。UE110不能在载波频率f2上没有测量间隙的实施测量。因为UE110上的接收器需要切换到载波频率f2上以实施测量以及然后切换回到载波频率f1上，以实施数据通信。依赖于测量间隙式样，频率间小区识别时间可以长达7.68s。但是在异质网络中，宏小区的小区大小以及小小区的大小差异可以很大。频率间测量时间对于宏小区而言如果是可以接受的，那么对于小小区例如微微小区而言可能太长了。举例说明，宏小区的大小范围可以从1-20千米，而微微小区的大小典型地可以从4到200米。因此，在UE移动到微微小区116的小区覆盖范围内时，将微微小区116作为目标小时，在已配置间隙(gap)时间内，UE110可能因为时间太长以至于不能发现微微小区116。进一步说，当UE远离任何微微小区时，如果UE110尝试搜索小小区时，可能会浪费功率。在一个新颖性方面中，UE110只在某些条件下(例如，基于位置信息)搜索小小区。在一个例子中，UE110首先从服务基站eNB103获得物理小区识别码(physicalcellID，PCI，下文称作PCI或者物理小区ID)信息，例如UE110可以从宏小区中识别小小区(步骤1)。在位置L1，UE110不在任何小小区的邻近范围内，以及不搜索小小区(步骤2)。当UE110移动到位置L2的微微小区116的邻近范围内，那么UE110检测以及上报微微小区116的接近给eNB103(步骤3)。基于接近信息，eNB103发送UE110测量配置，以用于微微小区116(步骤4)。然后基于测量配置，UE110能够相应地有效测量微微小区116(步骤5)。图1为UE110的简化方块示意图。UE110包含存储器121，处理器122，RF模块123，天线124，测量模块125以及小区邻近检测模块126，其中，存储器121包含程序指令以及数据库，RF模块123具有发送器以及接收器，天线124用于发送以及接收RF信号，测量模块125用于实施无线信号测量以及小区邻近检测模块126用于检测小小区的邻近。上述模块以及功能模块可以以软件、固件、硬件或者上述几者的组合而实现。每一基站包含相似的功能模块。功能模块当被处理器122执行时(例如，透过存储器121中包含的程序指令)，与网络彼此交互以允许UE110检测以及将小小区的接近上报，接收用于小小区的测量配置，以及实施测量以及将小小区的测量结果上报给服务eNB，以用于适当的切换决定。图2描述了根据一个新颖性方面，小小区发现的第一实施例的示意图。在步骤211中，UE201透过广播信道(BroadcastChannel，BCH)承载的系统信息块(SystemInformationBlock，SIB)而接收广播信息。广播信息包含网络的不同小区的PCI。举例说明，PCI部分信息的特定PCI范围可以用于识别微微小区(例如，一些特定PCI值可以专用分配给微微小区)。在步骤212中，eNB202请求UE201上报微微小区的接近。举例说明，eNB202发送RRC消息(例如，接近请求)给UE201。在步骤213中，当UE201移动到微微小区的邻近区域时，UE201检测微微小区的接近。步骤214，透过接近指示信息，UE201上报微微小区的接近。接近指示信息可能的参数可以包含进入或者离开微微小区的邻近范围，小区识别码(Identity，ID)以及微微小区的载波频率。基于已上报接近指示信息，步骤215，eNB202发送测量配置给UE201以用于微微小区。测量配置典型地包含小区ID以及待测量微微小区的载波频率。在步骤221，UE201相应地实施微微小区的测量。最后，步骤222，UE201上报测量结果(例如，微微小区的RSRP以及/或者RSRQ)给eNB202。在第一实施例中，只有当微微小区在附近时UE201测量微微小区。因为假设微微小区点状分布，这样的方法具有更好的功率节省。但是，UE201必须没有任何网络的辅助前提下，能够检测到微微小区的接近。举例说明，UE201可能以前连接过微微小区,并且储存相关信息(例如，RF指纹(fingerprint))。图3为根据一个新颖性方面，小小区发现第二实施例的示意图。步骤311中，UE301透过SIB从eNB302接收广播信息。广播信息可以包含网络的不同小区的物理小区ID(PCI)。例如，PCI的一部分信息可以用于识别特定PCI范围的微微小区。此外，广播信息也可以包含微微小区的位置信息。步骤312，UE301检测微微小区的接近，当UE301移动到基于PCI以及位置信息的微微小区的邻近范围。步骤313，UE301透过接近指示信息上报微微小区的接近。接近指示信息的可能参数可以包含进入或者离开微微小区的邻近范围，以及微微小区的载波频率。基于已上报接近指示信息，步骤314，eNB302发送测量配置给UE301以用于微微小区。步骤321，UE301相应地实施对微微小区的测量。步骤322，UE301将测量结果上报(例如，微微小区的RSRP以及/或者RSRQ)给eNB302。最后，步骤323，基于测量结果，eNB302发送切换命令给UE301。在第二实施例中，UE301只在微微小区在附近时测量微微小区。因为假设微微小区为点状分布，这样的方法具有更好的功率节省。进一步说，UE301在网络辅助前提下能够检测到微微小区的接近，例如，使用eNB302发送的位置信息。举例说明，位置信息可以包含与微微小区覆盖范围有关的无线信号参数，以及/或者基于经度和纬度的微微小区的地理区域配置。为了能够充分利用这样的位置信息，UE301可以具有全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)能力。图4为根据一个新颖性方面，小小区发现的第三实施例的示意图。步骤411，UE401以及eNB402彼此透过已建立RRC连接而通信。步骤412，eNB402发送测量配置给UE401。测量配置包含测量某些频率上用于小小区的配置对象(configurationobject)，PCI和小小区的位置信息。每一测量对象包含用于特定载波频率的一组测量参数(例如，时间对触发(Time-to-Trigger，TTT)值，L3滤波参数、测量频宽等)。测量配置可以在RRC连接状态中，透过RRC消息而完成。在步骤413，当UE401移动到基于PCI或者其他信息的一个或者几个小小区的邻近范围时，UE401检测该小小区的接近，其他信息例如位置信息和RF指纹。步骤421，UE401基于步骤412接收到测量配置而对已经检测到小小区实施测量。步骤422，UE401将测量结果(例如，小小区的RSRP以及/或者RSRQ)上报给eNB402。最后，步骤423，基于测量结果，eNB402发送切换命令给UE401。在第三实施例中，UE401对小小区发现实施引导式(guided)搜索。用于小小区测量配置以及位置信息(来自网络的指导)提前完成。在UE401进入到小小区的邻近范围后，UE401开始测量小小区。与第二实施例相似，因为UE401只在小小区在附近时开始测量小小区，所以UE401获得更好的功率节省。UE401也能够使用eNB402提供的位置信息而检测小小区的接近，假设(workingassumption)UE401配置有GNSS能力。在引导式(guided)搜索方法中，小小区有时候可以称作优先小区(preferredcell)。因为测量以及发现小小区的目的为用于分流，这典型地改进频率效率。典型地，当服务小区的RSRP电平高于停止测量(stopmeasure，s-Measure)的特定的阈值时，UE停止测量相邻小区的信号品质，此时相邻小区的测量对于移动性管理而言不再有必要。因此，为了节省功率，停止UE测量行为的参数(例如，s-measure)有时用于减少UE的测量频率。尽管如此，对于小小区发现，s-measure的检测不再应用于优先小区，为了分流(trafficoffloading)目的。作为结果，即使当前服务小区的RSRP高于s-measure阈值，UE尝试测量优先小区。图5为根据一个新颖性方面小小区发现的第三实施例的示意图。步骤511中，UE501以及eNB502透过已建立RRC连接而相互通信。步骤512中，eNB502发送测量配置给UE501。测量配置包含配置用于某些载波频率的测量对象，PCI以及可选的包括小小区的位置信息。在步骤513中，当UE501进入到基于PCI或者其他信息的一个或者多个小小区的邻近范围时，UE501检测小小区的接近，其中其他信息例如位置信息和RF指纹。可替换地，UE501可以基于自动(autonomously)存储的邻近检测信息而将应用邻近决定。步骤521中，UE501对已检测小小区实施测量。步骤522，UE501上报测量结果(例如微微小区的RSRP以及/或者RSRQ)给eNB502。最后，步骤523中，基于测量结果，eNB502发送切换命令给UE501。在第四实施例中，UE501使用邻近信息(vicinityknowledge)以改变搜索/测量(search/measurement)效能以及实施搜索小小区的频繁程度。举例说明，当UE501决定其接近一个或者几个优先小区，与宏小区的正常搜索相比(例如，步骤512中配置的测量对象)，可以提高上述一个或者几个优先小区的搜索率(rate)(例如，透过在步骤521提高测量频率)。另一方面，当UE501决定其没有接近一个或者几个优先小区，与宏小区的正常搜索率相比，可以降低上述一个或者几个优先小区的搜索率例如，减少测量频率)。依赖于邻近信息动态调整搜索率，UE501可以更有效地实施小小区发现。图6为根据本发明的一个实施例，小小区发现的第五实施例的示意图。步骤611中，UE601处于连接模式以及eNB602请求UE601指示何时UE601处于优先相邻小区的邻近范围(例如，透过接近请求(proximityrequest)消息)。在步骤612，eNB602发送测量配置给UE601。测量配置包含配置在载波频率上测量对象，PCI以及可选地优先小区的位置。当UE601移动到基于PCI或者其他信息的一个或者多个优先小区的邻近范围内时，UE601检测微微小区的接近，其他信息例如位置信息或者RF指纹。另一方式是，UE601可以基于自动存储的邻近检测信息而使用邻近检测。步骤614，UE601透过接近指示信息上报已检测优先小区的接近。接近指示信息的可能参数可以包含进入或者离开优先邻近小区的邻近范围、小区ID以及相邻小区的频带。基于已上报接近指示信息，步骤615中，eNB602为优先小区配置适当的测量配置。步骤616，eNB602相应地对优先小区实时测量。步骤621中，UE601相应地对优先小区实施测量。步骤622，UE601将测量结果(例如，优先小区的RSRP以及/或者RSRQ)上报给eNB602。最后，步骤623，基于测量结果，eNB602发送切换命令给UE601。适当的测量配置包含影响小小区搜索效能的配置项目(configurationitem)，以保证UE搜索小小区足够快。在一个实施例中，eNB在测量对象中配置不同参数组给宏小区以及小小区。在另一个实施例中，eNB在一个测量对象中配置一组参数给小小区。上述小小区特定参数(例如，更短的TTT)可以进一步提高移动性的鲁棒性。举例说明，在UE在一个或者几个优先小小区的邻近范围内时，对小小区使用更频繁的搜索。另一方面，当UE决定其没有在一个或者几个优先小区的邻近范围时，可以明示指示告知网络。另一方式是，UE不再指示邻近信息，以及网络可以将这样的指示翻译为非邻近(non-vicinity)。作为结果，网络可以保证UE具有适当的测量配置，其中至少包含用于小小区的更不频繁的搜索。UE为了测量优先小区，UE需要提前得知邻近检测(vicinitydetection)信息。在一个实施例中，UE可以自动得知以及存储邻近检测信息。UE决定存储有关小区的信息，该小区为搜索的优先小区，当UE已经发现该小区或者UE由该小区提供服务时。举例说明，优先小区广播某些信息，例如，明示指示意味着“这是一个自动搜索的优先小区”，或者“这是微微小区类型”。在另一个实施例中，另一个小区(例如，频率之间宏小区)已经指示在某些频带范围上的该小区可以被当作优先小区，以允许、推荐(recommended)或者请求(requested)自动搜索。宏小区也可以提供附加信息以指示如何识别优先小区，例如透过分割的PCI范围(range)信息。在识别优先小区后，基于GPS位置，然后基于在另一个小区的覆盖范围内，或者基于检测到蜂窝“RF指纹”——在某些小区(可以为不同频率上)的覆盖范围内，某些范围的移动性移动性测量，以及/或者时序测量的合并，UE存储优先小区的的邻近检测信息。在另一个实施例中，UE可以依赖于网络辅助以获得以及存储邻近检测信息。举例说明，服务eNB提供在某个地理区域内的明示信息，可以应用更高效能搜索(例如，频繁搜索)。地理区域依据小区ID、与相邻小区的覆盖范围相关的无线参数(例如，信号强度)，或者精度和纬度而定义。上述位置信息典型地可以由RRC测量配置提供给UE。图7为根据一个新颖性方面，小小区的方法流程示意图。步骤701中，UE决定是否处于移动通信网络的小小区邻近范围内。在一个例子中，基于接收自网络的位置信息而实施接近决定。在另一个例子中，基于UE自动存储的邻近检测信息而实施接近决定。位置信息以及已存储邻近检测信息包含相邻小区的位置(例如，经度和纬度)，覆盖范围信息(例如，无线参数，例如信号强度)以及/或者蜂窝“RF指纹”信息。在步骤702中UE将接近指示信息传送给基站，以及接近指示信息包含小区ID以及小小区的载波频率。在步骤703，UE从基站接收用于小小区的测量配置。举例说明，测量配置可以包含测量效能(measurementperformance)请求或者测量参数。步骤704，UE对小小区实施测量。图8为根据一个新颖性方面，引导式(guided)搜索小小区的方法流程图。步骤801中，UE从移动通信网络中基站接收测量配置。测量配置包含配置用于优先小小区的测量对象，其中，优先小小区具有小区ID以及位置信息。步骤802，基于位置信息，UE将接近检测(proximitydetection)用于是否UE进入到优先小区的邻近范围。步骤803，如果UE在优先小区的邻近范围内，那么UE基于测量配置而对优先小区实施测量。在一个例子中，当服务小区的RSRP比停止测量(s-measure)阈值好，那么UE持续实施对优先小区的测量。图9为根据一个新颖性方面，UE自动搜索和测量小小区的一个方法实施例的流程图。步骤901，移动通信网络中UE从基站接收测量配置。步骤902中，UE将接近检测应用到是否UE进入到优先小区的邻近范围。在步骤903，UE基于透过测量配置而配置的测量率(即，搜索率)而实施测量。如果UE处于优先小区的邻近范围，那么UE提高对优先小区的测量率。另一方面，如果UE没有处于优先小区的邻近范围，那么UE降低对于优先小区的测量率。本申请中提出的小小区发现方法也可以应用在空闲模式移动性管理中。举例说明，当UE离开RRC连接状态时，UE可以透过eNB广播消息或者eNB单播(unicasting)消息而获得小小区配置或者测量参数。使用小小区信息，UE可以对优先的小小区实施小区选择/重新选择(selection/reselection)。在一个例子中，当UE移动到小小区的邻近范围内时，空闲模式UE使用更高测量频率而搜索小小区。本发明的上述实施例仅用以说明本发明，并不用以限定本发明的保护范围。所属领域技术人员根据本发明的实施例，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。