装置-锚基站选择和检测的制作方法
【专利说明】装置-锚基站选择和检测
[0001]相关申请
本申请要求在2013年2月4日提交的临时专利申请序列号61/760454以及在2013年2月4日提交的临时专利申请序列号61/760462的权益，这两篇临时专利申请的公开内容由此通过引用全部并入到本文中。
[0002]本申请涉及在2014年I月28日提交的名称为“DEVICE-ANCHOR BASE STAT1NS”的美国专利申请序列号14/165948，该美国专利申请已共同拥有和转让，并且由此通过引用全部并入到本文中。
技术领域
[0003]本公开涉及蜂窝通信网络，更具体来说，涉及利用无线装置作为装置-锚基站以便维持蜂窝通信网络内的高效且可靠的通信的系统和方法。
【背景技术】
[0004]近年来，蜂窝通信网络中的机器到机器(M2M)通信的研究和使用和/或机器型通信(MTC)装置的部署急剧增加。如本文中所使用，MTC装置是执行MTC或M2M通信的无线装置。这些MTC装置有时称为传感器。这些MTC装置的使用可能是电信运营商在没有显著成本的情况下延伸他们的网络的大好机会。在M2M通信中，诸如智能仪表、招牌、相机、远程传感器、膝上型计算机和器具的MTC装置连接至蜂窝通信网络。许多MTC装置零星地传送包含测量、报告、触发器(例如，温度、湿度、风速等)的一个或几个短分组。在大多数情况下，预期MTC装置具有低移动性，例如它们是静态的。MTC装置通常具有低复杂性，从而针对低端(例如，每个用户低平均收入、低数据速率、高等待时间容忍)应用。对于典型应用，预期这些MTC装置的功耗/能耗也较低。
[0005]具有M2M通信的蜂窝通信网络中的区别性特性之一是无线装置的数量有较大增加(即，通常存在大量MTC装置)。这可导致蜂窝通信网络变得超载，而这又可使得蜂窝通信网络不能全面支持所请求的通信服务。另外，MTC装置可安装在传播状况会显著降级的室内或地下(S卩，一些MTC装置可能位于覆盖空洞中)。因此，位于这些覆盖空洞中的MTC装置可能难以维持与蜂窝通信网络的高效且可靠的通信。
[0006]因此，需要为位于覆盖空洞中的MTC装置提供高效且可靠的通信的系统和方法。另外，需要在大量MTC装置位于蜂窝通信网络中时解决潜在高负载状况的系统和方法。
【发明内容】
[0007]本公开涉及用于在蜂窝通信网络中为诸如机器型通信(MTC)装置的无线装置提供高效且可靠的通信的系统和方法。在一个实施例中，蜂窝通信网络的节点配置成:从候选装置-锚基站中为无线装置选择装置-锚基站，其中候选装置-锚基站是满足用于充当候选装置-锚基站的一个或多个预定义准则的无线装置；以及在无线装置和无线装置的装置-锚基站之间建立连接，以使得蜂窝通信网络的无线装置和基站之间的数据传送经由装置-锚基站。以此方式，通过装置-锚基站帮助无线装置和基站之间的通信。这在无线装置因为例如位于覆盖空洞或高小区负载状况中而需要帮助的情况下尤其有益。
[0008]在一个实施例中，节点是无线装置，并且无线装置配置成选择装置-锚基站并在无线装置和装置-锚基站之间建立连接。在一个实施例中，选择装置-锚基站包括:检测候选装置-锚基站中的一个或多个候选装置-锚基站；以及从所检测的一个或多个候选装置-锚基站中选择无线装置的装置-锚基站。在另一个实施例中，选择装置-锚基站包括:在指派给无线装置的一个或多个无线电资源上传送指派给无线装置的签名，以便检测候选装置-锚基站；以及接收来自候选装置-锚基站中的一个候选装置-锚基站的响应。然后，无线装置选择候选装置-锚基站中的这一个候选装置-锚基站作为无线装置的装置-锚基站。
[0009]在另一个实施例中，选择装置-锚基站包括:在指派给无线装置的一个或多个无线电资源上传送指派给无线装置的签名，以便检测候选装置-锚基站；以及作为响应，接收来自候选装置-锚基站中的两个或更多个候选装置-锚基站的响应。无线装置配置成基于这些响应从候选装置-锚基站中的这两个或更多个候选装置-锚基站中选择装置-锚基站。在一个实施例中，对于候选装置-锚基站的这两个或更多个候选装置-锚基站中的每个候选装置-锚基站，来自候选装置-锚基站的响应包括指示在候选装置-锚基站处对于由无线装置传送的签名的接收功率的信息。无线装置配置成在候选装置-锚基站的这两个或更多个候选装置-锚基站中选择具有最高接收功率的候选装置-锚基站作为无线装置的装置-锚基站。
[0010]在一个实施例中，为了选择装置-锚基站，无线装置配置成在指派给无线装置的一个或多个无线电资源上传送指派给无线装置的签名，以便检测候选装置-锚基站。在预定义时间量内没有接收到对签名的传送的响应之后，无线装置配置成在指派给无线装置的所述一个或多个无线电资源上重新传送指派给无线装置的签名，以便检测候选装置-锚基站。响应于重新传送签名，无线装置配置成接收来自候选装置-锚基站中的至少一个候选装置-锚基站的响应，并且作为响应，从候选装置-锚基站中的至少一个候选装置-锚基站选择装置-锚基站。
[0011]在一个实施例中，为了选择装置-锚基站，无线装置配置成检测由一个或多个候选装置-锚基站进行的传送，并且响应于检测到这些传送，从所述一个或多个候选装置-锚基站中选择无线装置的装置-锚基站。在一个实施例中，检测由所述一个或多个候选装置-锚基站进行的传送包括检测由所述一个或多个候选装置-锚基站传送的导频符号。
[0012]在一个实施例中，为了选择装置-锚基站，无线装置配置成检测由候选装置-锚基站的两个或更多个候选装置-锚基站进行的传送，并且响应于检测到这些传送，从候选装置-锚基站的这两个或更多个候选装置-锚基站中选择无线装置的装置-锚基站。在一个实施例中，检测由候选装置-锚基站的这两个或更多个候选装置-锚基站进行的传送包括测量每个传送的接收功率，并且选择无线装置的装置-锚基站包括选择候选装置-锚基站的这两个或更多个候选装置-锚基站中具有最高接收功率的一个候选装置-锚基站作为无线装置的装置-锚基站。
[0013]在一个实施例中，无线装置还配置成经由无线装置的装置-锚基站接收来自无线装置的服务基站的数据传送。在另一个实施例中，无线装置还配置成经由无线装置的装置-锚基站将数据传送给无线装置的服务基站。
[0014]在一个实施例中，节点是蜂窝通信网络的网络节点，其中网络节点配置成选择装置-锚基站并在无线装置和装置-锚基站之间建立连接。此外，在一个实施例中，网络节点是无线装置的服务基站。
[0015]在一个实施例中，网络节点配置成在基于候选装置-锚基站的业务模式和无线装置的业务模式的至少一个预定义准则基础上从候选装置-锚基站选择无线装置的装置-锚基站。在一个实施例中，在这至少一个预定义准则基础上从候选装置-锚基站选择装置-锚基站包括:基于这至少一个预定义准则从候选装置-锚基站选择装置-锚基站，以使得装置-锚基站具有可与无线装置的业务模式共存的业务模式。
[0016]在一个实施例中，建立无线装置和装置-锚基站之间的连接，以使得装置-锚基站对于无线装置透明。
[0017]在一个实施例中，无线装置是MTC装置。此外，在一个实施例中，当MTC装置位于覆盖空洞中时，为MTC装置选择装置-锚基站。在另一个实施例中，当MTC装置的服务小区上的负载大于代表高负载状况的预定义阈值时，为MTC装置选择装置-锚基站。
[0018]在一个实施例中，节点从候选装置-锚基站为无线装置选择一个或多个另外的装置-锚基站，并在无线装置和所述一个或多个另外的装置-锚基站中的每个装置-锚基站之间建立连接。在一个实施例中，无线装置和基站之间的至少一些数据传送利用多点通信方案经由装置-锚基站和所述一个或多个另外的装置-锚基站。
[0019]在一个实施例中，候选装置-锚基站是候选装置-锚基站的预先配置的群组，并且节点还配置成从候选装置-锚基站的两个或更多个预先配置的群组中选择候选装置-锚基站的所述预先配置的群组。
[0020]在一个实施例中，节点还配置成基于存储的装置-锚基站和无线装置之间的配对选择无线装置的装置-锚基站。
[0021]在结合附图阅读以下对这些实施例的详细描述之后，本领域技术人员将明白本公开的范围并实现其另外方面。
【附图说明】
[0022]并入到本说明书并形成本说明书一部分的附图示出本公开的若干个方面，并与本描述一起用于解释本公开的原理。
[0023]图1示出根据本公开一个实施例的蜂窝通信网络，其中利用装置-锚基站来帮助机器型通信(MTC)装置和MTC装置的服务基站之间的通信；
图2示出根据本公开一个实施例利用装置-锚基站来帮助MTC装置和MTC装置的服务基站之间的通信的过程；
图3A和3B示出根据本公开一个实施例图1的蜂窝通信网络根据图2的过程的操作；图4示出根据本公开一个实施例用于基于覆盖空洞确定是否激活或触发装置-锚基站帮助的过程；
图5示出根据本公开一个实施例用于检测覆盖空洞的过程；
图6示出根据本公开另一个实施例用于基于网络负载确定是否激活或触发装置-锚基站帮助的过程； 图7示出根据本公开一个实施例用于基于覆盖空洞和网络负载确定是否激活或触发装置-锚基站帮助的过程；
图8示出根据本公开又一个实施例用于基于失败的随机接入尝试确定是否激活或触发装置-锚基站帮助的过程；
图9示出根据本公开一个实施例用于选择候选装置-锚基站的过程；
图10示出根据本公开一个实施例包含无线装置的能力信息的信息元素(IE)的一些示例；
图11示出根据本公开另一个实施例用于选择候选装置-锚基站的过程；
图12示出根据本公开一个实施例其中无线装置选择它本身作为候选装置-锚基站的过程；
图13A-13C示出根据本公开一个实施例的过程，MTC装置通过其从多个候选装置-锚基站选择MTC装置的装置-锚基站；
图14示出根据本公开另一个实施例的过程，MTC装置通过其从多个候选装置-锚基站选择MTC装置的装置-锚基站；
图15示出根据本公开一个实施例的过程，基站通过其从多个候选装置-锚基站选择MTC装置的装置-锚基站；
图16示出根据本公开一个实施例用于向蜂窝通信网络提供关于无线装置的业务模式的信息的IE的一个示例；
图17以图表示出根据本公开一个实施例的MTC装置的业务模式和两个候选装置-锚基站的业务模式的一个示例，其中这些业务模式可以共存，以使得这两个候选装置-锚基站中的任一者或两者可以充当MTC装置的装置-锚基站；
图18示出一个实施例，其中为MTC装置选择多个装置-锚基站，并且这些装置-锚基站进行操作以使得能够利用多点通信方案在MTC装置和MTC装置的服务基站之间通信；
图19示出根据本公开一个实施例其中将候选装置-锚基站分组的实施例；
图20示出根据本公开一个实施例用于将信息提供给蜂窝通信网络以使得能够将候选装置-锚基站分组的IE的一个示例；
图21示出根据本公开一个实施例用于存储装置-锚基站和无线装置配对并利用这些配对来选择装置-锚基站的过程；
图22是根据本公开一个实施例的图1的无线装置之一的框图；
图23是根据本公开一个实施例的图1的MTC装置的框图；以及图24是根据本公开一个实施例的图1的基站的框图。
【具体实施方式】
[0024]以下阐述的实施例代表使得本领域技术人员能够实践这些实施例的信息，并说明实践这些实施例的最佳模式。在根据附图阅读以下描述之后，本领域技术人员将理解本公开的概念，并将意识到本文中没有特别提出的这些概念的应用。应了解，这些概念和应用落在本公开和随附权利要求的范围内。
[0025]公开用于在蜂窝通信网络中为无线装置(例如，机器型通信(MTC)装置)提供高效且可靠的通信的系统和方法。在这方面，图1示出根据本公开一个实施例的蜂窝通信网络10。蜂窝通信网络10可以是任何类型的蜂窝通信网络，例如但不限于第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)或高级LTE蜂窝通信网络。此外，尽管本公开中有时可以使用LTE或高级LTE术语，但是本文中所描述的概念不限于LTE或高级LTE。而是，本文中所公开的概念可适用于任何合适类型的蜂窝通信网络，并且更一般来说，适用于任何合适类型的无线网络。
[0026]如图所示，基站12服务于蜂窝通信网络10的对应小区14。注意，尽管为了清楚且易于论述起见，只示出一个基站12和一个小区14，但是蜂窝通信网络10通常包括多个基站12，每个基站12服务于一个或多个小区或扇区。MTC装置16位于小区14中。在该特定示例中，MTC装置16更特别地是位于小区14内的覆盖空洞18中。例如，MTC装置16可以位于室内或位于建筑物的地下室中，其中无线电传播参数使得难以(如果不是不可能的话)与基站12维持可靠且高效的通信。但是，MTC装置16不一定位于覆盖空洞中。注意，尽管为了清楚且易于论述起见，只示出一个MTC装置16，但是可以有任意数量的MTC装置16、并且潜在地是大量MTC装置16位于小区14中，还应注意，尽管本文中的许多实施例集中在MTC装置16上，但是本文中所公开的实施例也可适用于其它类型的无线装置。
[0027]除了 MTC装置16之外，多个无线装置20-1至20_5还位于小区14中。无线装置20-1至20-5在本文中一般统称为无线装置20，并且个别地也称为无线装置20。无线装置20可以包括另外MTC装置和/或常规无线装置，例如智能电话、配备有蜂窝通信接口的平板计算机等，它们有时称为用户设备装置(UE)或终端。
[0028]如下文所论述，将一些无线装置20标识为候选装置-锚基站。在该特定示例中，将无线装置20-1、20-2和20-3标识为候选装置-锚基站，并且因此，在本文中又将它们称为候选装置-锚基站20-1、20-2和20-3。选择候选装置-锚基站20_1、20_2和20_3中的一个或多个候选装置-锚基站以充当MTC装置16的装置-锚基站，从而在例如MTC装置16位于覆盖空洞18中时向MTC装置16提供通信帮助。候选装置-锚基站20-1、20-2和20_3可以另外或备选地用于在小区14的网络负载大于预定义阈值时向MTC装置16或其它无线装置20提供帮助。在该示例中，选择无线装置20-1作为MTC装置16的装置-锚基站，并且因此，MTC装置16-1在本文中又称为MTC装置16的装置-锚基站20_1。此后，基站12和MTC装置16之间的通信(上行链路和/或下行链路)部分地或全部地经由MTC装置16的装置-锚基站