专利名称：一种分布式载波聚合多室内联合基站系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及到无线通信技术领域，具体涉及一种在室内场景下使用载波聚合的联合基站系统。
背景技术：
当前移动宽带网络迅猛发展，对移动通信网络提出了诸多挑战，主要表现在数据业务大幅度增加、带宽需求、频谱效率，以及运营维护成本等都有更高的要求。其中80%数据业务发生在室内场景。LTE (A)是在LTE(Long Term Evolution,长期演进)基础上演进的，是应对移动宽带业务需求的重要候选技术，主要包括如下关键技术:一、载波聚合技术载波聚合技术(Carrier Aggregation)可以有效的利用多个载波,增大单个UE(终端)的峰值速率，同时能够更加灵活的使用零散频谱。载波聚合主要是指一个基站可以配置多个载波，每个载波构成一个服务或者多个小区，该载波在载波聚合技术里也称为成员载波(CC:Component Carrier)。当一个UE发起业务之后，网络侧可以为该UE分配多个载波上的时频资源，从而使得该UE可以获得高带宽。如图1所示，基站可以单独配置载波1，也可以同时配置载波I和载波2。二、分布式基站技术分布式基站技术是从分布式天线技术演变而来，分布式天线是指将天线拉远，从而增加单个小区的覆盖范围，尤其是用于室内系统。但是分布式天线系统有一定的局限性，因为天馈系统的衰减等缺点，导致覆盖范围增加有限，因此分布式基站系统应运而生。分布式基站系统将传统基站中的BBlKBuilding Base band Unit基带处理单元)与RRlKRemoteRadio Unite，射频处理单元)分离，通过光纤射频拉远，一个BBU控制多个RRH (RadioRemote Head，为RRU拉远后的设备，射频拉远头)，使得小区的覆盖范围进一步增强。如图2所示，一个BBU控制5个RRH。三、C-RANC-RAN是中国移动提出的一种基站形态，它充分利用了分布式基站的优点，在BBU侧通过BBU池来实现BBU资源的共享，可以减小运营维护成本。BBU池为多个载波联合处理提供了便利。通常的，一个BBU支持一个载波(CC Component Carrier)的基带信号的处理，当采用BBU池后，载波聚合有可能采用更少的BBU来处理多个载波的基带信号。有关BBU池如何支持多载波有待进一步研究。如图3所示，3个基带处理单元BBU1、BBU2、BBU3组成的BBU池开放式BBU RRU接口 0BRI，控制5个射频拉远头RRH1、RRH2、RRH3、RRH4、RRH5。四、Home-eNB演进型基站一般记为eNB，应用于家庭场景的演进型基站记为Home-eNB。当前移动宽带数据业务80%发生在室内场景，Home-eNB (简写为HeNB)是针对室内应用场景的一个重要解决方案。应用于家庭场景的HeNB有个CSG IDCClosed Subscriber Group Id,闭合用户组标识)，只有签约了这个CSG ID的用户才可以接入HeNB网络，其他用户的接入权限根据HeNB的工作模式而定。CSG ID由HeNB小区的系统广播消息下发，当UE接收到该下发的CSG ID后，UE会判断自己是否属于该CSG，如果属于，则可以发起业务接入，如果不属于，则不能发起业务。UE发起业务后，网络侧还会继续判断该UE是否真正有权利使用该网络，以防止非法/非签约用户强行接入。这个主要靠网络侧的用户白名单机制。HeNB的覆盖范围局限于室内，使用用户数有限，通常10个左右，其部署模式基本上是一个家庭部署一个或多个HeNB设备，因此其成本是其商业应用的一个关键因素。五、节能技术能耗占据运营商运营成本的很大部分，而其中基站的发射功率的能耗是基站设备能耗的主要部分。绿色通信是当前运营商很关注的一项技术，有部分厂家提出一些网络或者终端的节能技术。譬如，在多个小区同覆盖的情况下，如果业务量不大，则可以通过载频灵活关断的技术，关闭部分载频，或者针对部分时隙进行关断，从而达到节能的目的。
发明内容
在室内场景下对以上背景技术的综合应用，可以更好的应对移动宽带高速发展的挑战，本发明因此提供了一种在室内场景下使用载波聚合的方法。本发明的技术方案为一种分布式载波聚合多室内联合基站系统，包括设置在网络侧的移动管理实体、家庭基站网关、基带处理部分，以及设置在室内侧的射频处理部分；基带处理部分集成多个相应基带处理单元，每个基带处理单元处理一个载波；射频处理部分包括每个室内区域设置的一个多通道射频拉远头，或者包括一个多通道射频拉远头和设置在每个室内区域的天线；移动管理实体连接家庭基站网关，家庭基站网关连接基带处理部分，基带处理部分处理的所有载波的射频拉远头集成到多通道射频拉远头。而且，根据终端所在室内区域位置使用载波时频资源，实现方式如下，步骤1，在网络侧判断终端在哪个MRRH/天线相应室内区域下接入，所述MRRH/天线表示设置在某室内区域的多通道射频拉远头或天线；步骤2，由基带处理部分分配该终端的时频资源，处于其他MRRH/天线下的终端能够使用相同的时频资源。而且，步骤I中判断终端在哪个MRRH/天线相应室内区域下接入，根据系统广播消息中的闭合用户组标识CSG ID实现；或者，根据系统广播消息的下行消息里增加下发的一个接入点标识AP ID实现，所述接入点表示某个MRRH/天线相应室内区域；在网络侧预先配置CSG ID/AP ID与MRRH/天线之间的对应关系。而且，步骤2中由基带处理部分分配该终端的时频资源实现方式为，基带处理部分做资源映射时，根据CSG ID/AP ID与MRRH/天线的对应关系，只在发往对应MRRH/天线的时频资源上承载该CSG ID/AP ID数据；在发往没有对应关系的MRRH/天线的同样时频资源上不承载该CSG ID/AP ID数据。本发明将载波聚合技术与分布式基站技术和C-RAN技术集成到一起，形成一种适用于室内场景的新型基站设备，称之为MIB (Mult1-1ndoor-eNB:多室内联合基站)。相对于传统的室内一体化基站，本发明的MIB室内基站设备具有如下优点:
I)减少SI接口的连线，便于部署和网络规划。2)MIB的基带处理部分集成了各个室内的HeNB的BBU，使得BBU的处理能力可以共享，并且相对于传统的HeNB，有可能减少BBU的个数。3)具有载波聚合的能力，使得每个室内的用户获得高带宽，体验高速业务。4) CSG场景下的MIB能够节省下发的I3DSCH功率，一个UE时，MHB就能够节省2/3的功率(三个MRRH)。5)在资源上增加了空域即MRRH的位置，使得时频资源利用效率提高。6)在系统消息里增加的AP ID字段不需要用户UE注册，比CSG ID方便容易。本发明基于这种用于室内场合的分布式基站设备提供的一种分布式载波聚合多室内联合基站系统，能够较好的应对移动宽带发展中的室内数据业务庞大、频谱效率、CAPEX/0PEX增加等挑战，也可用于宏基站、pico基站等没有CSG概念的场景。
图1为现有技术的单载波到载波聚合示意图。图2为现有技术的分布式基站系统示意图。图3为现有技术的C-RAN示意图。图4为现有技术的HeNB部署示意图。图5为本发明实施例的MIB部署示意图。图6为本发明实施例的MIB部署采用多个CSG ID示意图。图7为本发明实施例的MIB部署采用单个CSG ID示意图。图8为本发明实施例的下行物理信道I3DSCH处理流程图。图9为本发明实施例的资源栅格图。图10为本发明实施例的基于MRRH ID的资源映射逻辑图。图11为本发明实施例的时频资源优化利用逻辑流程图。图12为本发明实施例的基于分布式天线的MHB设备示意图。图13为本发明实施例的载波聚合时的基于MRRH ID的资源映射示意图。
具体实施例方式结合附图，提供本发明实施例具体描述如下。(I)实施例提出一种具有载波聚合和分布式基站技术的室内基站设备:现有的室内基站解决方案是在每一个室内部署一个HeNB设备，该设备是将BBU与RRH集成在一起，最大系统带宽为20M，覆盖范围通常为一个室内场景，用户数量一般在10个左右。这种设备的缺点主要包括:I)设备数量众多，每个室内一个HeNB，该HeNB通常由I个BBU，I个RRU以及天线组成，成本是个问题。2) 一个HeNB最大提供20M系统带宽，支持最大下行100Mbit/s的速率，带宽有限，不能很好的支持未来室内高速业务。3) 一个宏小区覆盖范围内的家庭基站数以万计，HeNB设备接入到核心网MME/S-GW的接口数量众多，距离也比较长，最后一公里需要部署大量传输线缆，譬如光纤。
4)当某个室内未使用本室内家庭基站的时候，其他室内区域也无法使用，造成BBU资源的浪费。5)各个室内区域分别各自部署HeNB，增加了网络规划和部署的复杂度，规划不好，造成很强的干扰，导致业务无法运行或者性能变差。其具体部署方案如图4所示，MME/S-GW(移动管理实体)通过SI接口连接HeNB Gff(家庭基站网关)，HeNB Gff分别与各HeNB通过SI接口连接。为了克服以上缺点，实施例将载波聚合技术与分布式基站技术和C-RAN技术集成到一起，形成一种适用于室内场景的新型基站设备，称之为MIB (Mult1-1ndoor-eNB:多室内联合基站)。MIB包括基带处理部分和射频处理部分。实施例提供完整的分布式载波聚合多室内联合基站系统，包括设置在网络侧的移动管理实体、家庭基站网关、基带处理部分，以及设置在室内侧的射频处理部分；基带处理部分集成多个相应基带处理单元，每个基带处理单元处理一个载波；射频处理部分包括每个室内区域设置的一个多通道射频拉远头，或者包括一个多通道射频拉远头和设置在每个室内区域的天线；移动管理实体连接家庭基站网关，家庭基站网关连接基带处理部分，基带处理部分处理的所有载波拉远到多通道射频拉远头，即基带处理部分处理的所有载波的射频拉远头集成为多通道射频拉远头。以三个载波聚合为例，如图5所示:MME/S_GW通过SI接口连接HeNB Gff, HeNB Gff通过SI接口连接基带处理部分。原有的3个室内区域的BBU集成到一起形成基带处理部分，每个BBU处理一个CC (成员载波)，分别记为CC1、CC2、CC3。3个室内的MRRH设备分别记为 MRRHl、MRRH2、MRRH3。其具有以下特点:DBBU与RRH分离，将原有的多个室内的BBU集成到一起形成基带处理部分，每个BBU处理一个CC(成员载波)，BBU的处理资源可以形成共享。共享技术一方面可以提高系统处理能力，另外一方面，因为一个BBU可以提供一个载波或者多个载波的基带处理能力，所以也为节约硬件资源提供了可能，相对于现在的每个室内一个BBU设备，BBU数量的减少成为可能。其具体实现方式为现有技术，本发明不再详述。2)原本一个室内一个HeNB，一个室内具有一个载波的使用权。现在多个室内的载波集中起来管理，使得多个室内之间的载波间使用载波聚合技术成为可能。载波聚合技术的使用，可以使得每个室内所使用的带宽增加，提高室内用户的吞吐量。载波聚合技术不在本发明之列，本文不再详述。3)在每个室内，都部署有来自不同室内的载波的RRH。具体实施时，可以将这些RRH集成到一起形成一个独立的设备形态，即为MRRH (Mult1-RRH,多通道射频拉远头)，该设备可以采用刀片堆叠等技术实现。每个MRRH也可采用相应标识区别，记为MRRH ID。一个室内区域的MRRH，可以根据该室内区域连接到的载波数目灵活配置RRH数目。但是，这种分布式载波聚合室内基站会带来一个问题。从图6可以看到，一个CC建立的服务小区(一个CC独立对应一个或者多个服务小区)经过拉远会覆盖多个室内区域。这样，在同一个室内区域内，就有来自多个CC的多个服务小区覆盖，就会接收多个服务小区的CSG ID,因此一个室内用户的UE也可以在其他室内区域接入HeNB网络，不符合家庭基站的接入权限要求。如图6中，室内区域indoorl和indoor2都有来自CC1、CC2、CC3的服务小区覆盖，都接收相应CSG ID=1、2、3。要做到符合家庭基站的接入要求，则需要进一步做技术上的处理。本发明进一步提出，根据终端所在室内区域位置使用载波时频资源，实现方式如下，步骤1，在网络侧判断终端在哪个MRRH/天线相应室内区域下接入，所述MRRH/天线表示设置在某室内区域的多通道射频拉远头或天线；步骤2，由基带处理部分分配该终端的时频资源，处于其他MRRH/天线下的终端能够使用相同的时频资源。分析上图，可发现采用分布式基站和载波聚合技术之后，每个室内覆盖下的UE可以接收到多个小区系统广播的CSG ID，而CSG ID是可以帮助限制UE是否有权限接入的。因此，本发明希望让某个室内位置只出现本室内用户签约了的CSG ID，其他室内用户签约了的CSGID不发送到本室内区域，可以设定一个小区只在某个或者某些MRRH/天线覆盖范围内下发CSG ID，在其他MRRH/天线下不下发CSG ID。实施例提供具体实现方法如图7所示，某个CC连接的MRRH，如果也拉远到其他MRRH，则不向其他MRRH发送该CC对应的CSGID0 例如 CCl 连接 MRRHl，只向 MRRHl 而不向 MRRH2、MRRH3 发送 CSG ID=I。另外，对于本发明中的MIB，也可以做到保证某个室内的用户优先使用本室内签约的载波，只有在本室内签约的载波有富裕的情况下，才允许通过载波聚合技术，共享给其他室内用户使用。采用本方法后，共享地点限制在其他室内位置区域。具体的实现方法如下描述:在BBU处理CSG ID基带信号的时候，把承载CSG ID信号的时频资源复制成多份，其中一份发往本室内区域的时频资源保留承载该CSG ID，将发往其他室内位置的时频资源中不承载CSG ID数据，或者说发往其他室内位置的RRH的时频资源上承载一个空白的CSG ID数据。具体实施方法如下:I)在网络侧建立如下配置关系表。表ICSG ID和RRH ID的对应关系表
权利要求
1.一种分布式载波聚合多室内联合基站系统，其特征在于:包括设置在网络侧的移动管理实体、家庭基站网关、基带处理部分，以及设置在室内侧的射频处理部分； 基带处理部分集成多个相应基带处理单元，每个基带处理单元处理一个载波； 射频处理部分包括每个室内区域设置的一个多通道射频拉远头，或者包括一个多通道射频拉远头和设置在每个室内区域的天线； 移动管理实体连接家庭基站网关，家庭基站网关连接基带处理部分，基带处理部分处理的所有载波的射频拉远头集成到多通道射频拉远头。
2.根据权利要求1所述分布式载波聚合多室内联合基站系统，其特征在于:根据终端所在室内区域位置使用载波时频资源，实现方式如下， 步骤I，在网络侧判断终端在哪个MRRH/天线相应室内区域下接入，所述MRRH/天线表示设置在某室内区域的多通道射频拉远头或天线； 步骤2，由基带处理部分分配该终端的时频资源，处于其他MRRH/天线下的终端能够使用相同的时频资源。
3.根据权利要求2所述分布式载波聚合多室内联合基站系统，其特征在于:步骤I中判断终端在哪个MRRH/天线相应室内区域下接入， 根据系统广播消息中的闭合用户组标识CSG ID实现；或者，根据系统广播消息的下行消息里增加下发的一个接入点标识AP ID实现，所述接入点表示某个MRRH/天线相应室内区域； 在网络侧预先配置CSG ID/AP ID与MRRH /天线之间的对应关系。
4.根据权利要求3所述分布式载波聚合多室内联合基站系统，其特征在于:步骤2中由基带处理部分分配该终端的时频资源实现方式为，基带处理部分做资源映射时，根据CSGID/AP ID与MRRH/天线的对应关系，只在发往对应MRRH/天线的时频资源上承载该CSG ID/AP ID数据；在发往没有对应关系的MRRH/天线的同样时频资源上不承载该CSG ID/AP ID数据。
全文摘要
一种分布式载波聚合多室内联合基站系统，包括设置在网络侧的移动管理实体、家庭基站网关、基带处理部分，以及设置在室内侧的射频处理部分；基带处理部分集成多个相应基带处理单元，射频处理部分包括每个室内区域设置的一个多通道射频拉远头，或者包括一个多通道射频拉远头和设置在每个室内区域的天线。可在网络侧里建立一个CSGID/APID和MRRHID的对应关系表，判断包含CSGID/APID的PDSCH所要发送的MRRH位置，支持实现每个家庭只有一个CSGID/APID，只有这个家庭的用户才可以接入；在此基础上研究了基于MRRH的位置来节省基站设备下发的PDSCH功率和重复利用时频资源的方法。
文档编号H04L5/00GK103199975SQ20131010452
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者黄小军, 邱勇, 陈亮明, 管鲍 申请人:武汉邮电科学研究院