用于在未经许可的频带中进行载波聚合部署和组织的系统及方法

摘要

本文描述了一种用于在未经许可的频带中进行载波聚合部署和组织的系统和方法。方法可包括：由基站内的收发器来扫描感兴趣的频带中的信道；由该收发器来将信号测量信息报告给基站；由该收发器来对该感兴趣的频带中的信道进行小区搜索；针对相邻的每个信道来确定信道信息；以及由该收发器来将该信道信息传输到基站。

说明书

背景技术

长期演进(“LTE”)是针对移动设备和数据终端而用于高速数据的无线 通信标准。高级LTE是LTE标准的主要增强。在高级LTE标准内，载波 聚合用于增加带宽，从而提高比特率。载波聚合已在第三代合作伙伴技术 (“3GPP”)版本10(被称为高级LTE标准)中被引入，以在保持与传统 UE的向后兼容性的同时向单个设备(例如，用户设备或者“UE”)提供 比20MHz传输带宽更宽的带宽。

根据当前的标准，每个被聚合的载波被称为分量载波，并且每个分量 载波可具有1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz或者20MHz的带宽，并 且最多五个分量载波可被聚合。如图1中所示的，五个分量载波可各自具 有20MHz的带宽，以结合成100MHz的最大总带宽。在实现载波聚合特征 结构的情况下，高级LTE标准可满足国际移动通信(“IMT”)的高级的峰值 下行链路(“DL”)吞吐量要求，或者1Gbps。

附图说明

图1(上面所述的)示出了载波聚合的示例，其包括具有20MHz的带 宽的五个分量载波，以用于100MHz的总带宽。

图2示出了根据本文所述的实施方案的在未经许可的频带中进行载波 聚合部署和组织的示例性系统。

图3示出了根据本文所述的实施方案的在未经许可的频带中进行载波 聚合部署和组织的示例性方法。

图4示出了根据本文所述的实施方案的由小区在搜索期间所提供的示 例性SIB数据。

图5示出了根据本文所述的实施方案的由LTEeNB提供使用的示例性 RRC消息。

图6A-6C示出了根据本文所述的示例性实施方案的用于在多个eNB之 间交换信息的示例性系统。

具体实施方式

本文描述了用于在未经许可的频带中诸如在LTE无线通信网络内进行 载波聚合部署和组织的系统和方法。方法可包括：由基站内的收发器来扫 描感兴趣的频带中的信道；由该收发器来将信号测量信息报告给基站；由 该收发器来对该感兴趣的频带中的信道进行小区搜索；针对相邻的每个信 道来确定信道信息；以及由该收发器来将该信道信息传输到基站。

本文进一步描述的是一种方法，该方法包括：由基站来接收来自感兴 趣的频带中的多个相邻小区的信道信息；由基站来接收对另外的基站的相 邻基站配置信息，其中该另外的基站在与基站不同的网络上；由基站来识 别在感兴趣的频带内的未经许可的频带中的可用信道；使用辅小区丢弃/添 加机制来进行从第一信道到第二信道的跳频通信。

本文进一步描述的是一种基站，该基站包收发器、在其上存储有程序 的非暂态存储器和执行该程序的处理器，其中对程序的执行使得处理器执 行操作，该操作包括：由收发器来扫描感兴趣的频带中的信道；由该收发 器来将信号测量信息报告给基站；由该收发器来对该感兴趣的频带中的信 道进行小区搜索；针对相邻的每个信道来确定信道信息；以及由该收发器 来将该信道信息传输到基站。

本文进一步描述的是一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算 机可读存储介质在其上存储有可执行程序，其中该程序指导处理器执行操 作，该操作包括：由基站内的收发器来扫描感兴趣的频带中的信道；由该 收发器来将信号测量信息报告给基站；由该收发器来对该感兴趣的频带中 的信道进行小区搜索；针对相邻的每个信道来确定信道信息；以及由该收 发器来将该信道信息传输到基站。

参考以下描述以及附图可进一步理解示例性实施方案，其中类似的元 件利用相同的参考标号来指示。示例性实施方案示出了用于在未经许可的 频带中进行载波聚合部署和组织的系统和方法。如将在下面非常详细地描 述的，本文所述的示例性实施方案可允许网络诸如LTE网络使用主载波 (“PCell”)来调度进行正常操作的数据(例如，经许可的所调度的操 作)，并且允许辅载波(“SCell”)被添加用于ISM频带或者未经许可的频 带中的通信。

参考具有一定特征的高级LTE载波聚合方案来描述示例性实施方案。 例如，在频分双工(“FDD”)中，该特征包括在DL和上行链路(“UL”)中 的被聚合的载波的数量可能是不同的，通常UL分量载波的数量等于或者小 于DL分量载波的数量。此外，各个分量载波也可具有不同的带宽。另选 地，当使用时分双工(“TDD”)时，分量载波的数量和每个分量载波的带宽 对于DL和UL而言是相同的。然而，本领域中的技术人员将理解这些示例 性实施方案可被应用于任何载波聚合方案，该任何载波聚合方案包括具有 与高级LTE方案不同的特征的那些方案。

在使用载波聚合时，针对分量载波中的每个分量载波，可能存在多个 服务小区。服务小区的覆盖范围可能由于分量载波频率和功率规划两者而 有所不同，这对于异构网络规划而言是有用的。无线电资源控制(“RRC”) 连接由被称为PCell的一个小区来处理，该PCell针对上行链路(“UL”)和 下行链路(“DL”)而由主分量载波(“PCC”)来服务。还是在DLPCC上， UE接收非接入层(“NAS”)信息诸如安全参数。在空闲模式中，UE在DL PCC上侦听系统信息。ULPCC被用于发送物理上行链路控制信道 (“PUCCH”)。

其他分量载波可被称为用于UL和DL的为SCell服务的辅分量载波 (“SCC”)。SCC根据需要被添加和移除，而PCC在切换时被改变。本领 域的技术人员将理解，PCell和SCell是逻辑构建体，以允许根据需要来添 加SCell。PCell是用于所有RRC信令和控制过程的主小区。在载波聚合 中，SCell被认为是对PCell的增强，其中SCell激活和去激活通过MAC信 令来快速实现。常规载波聚合的功能在用户平面中的MAC层以及下层处实 现。因此，分组数据汇聚协议(“PDCP”)层和无线电链路控制(“RLC”)层 对于特定RLC和PDCP协议数据单元(“PDU”)应该在哪个载波上被发送 没有任何影响。需注意，术语分组和PDU在本文的整个描述中可互换使 用。

在当前蜂窝系统中，通信仅在经许可的频带中被调度。然而，工业、 科学和医学(“ISM”)无线电频带是未经许可的频带(例如，无线电光谱的 部分)，该未经许可的频带被保留用于针对工业、科学和医学目的的对射 频(“RF”)能量的使用，而不是被保留用于通信。本领域的技术人员将理 解，在各个国家内在这些部分中对指定的ISM频带的使用由于国家无线电 规程的变化可不同。此外，使用ISM频带的通信设备应该容忍来自ISM设 备的任何干扰，未经许可的操作通常被允许使用这些频带。因此，未经许 可的操作通常需要容忍来自其他设备的干扰，诸如支持WiFi的设备。

此外，因为ISM频带是未经许可的频带，所以许多网络提供商可根据 LTE无线电接入技术(“RAT”)在该未经许可的频带中部署辅载波或者小的 小区。在这种情况下，不仅LTE通信将需要避免WiFi干扰，而且这些通信 还需要避免与其他LTE通信之间的冲突。本文所述的示例性系统和方法提 供了一种用于对来自不同网络提供商的LTE通信进行协调并在ISM频带中 部署LTE通信同时避免WiFi干扰的机制。如上所述，尽管网络提供商可使 用主服务小区来调度进行正常操作的LTE数据，但是示例性实施方案可为 通过LTERAT的在未经许可的频带(例如，ISM频带)中的通信添加 SCell。在替代方案中，网络提供商可在未经许可的频带中部署小的小区。

图2示出了根据本文所述的实施方案的用于在未经许可的频带中进行 载波聚合部署和组织的示例性系统200。系统200可包括基站，诸如LTE eNB210。该LTEeNB210可包括收发器220和处理器，诸如基板芯片230 以及存储器240。因此，利用收发器220和基带芯片230，该LTEeNB210 可执行类似于LTE网络内的UE的那些操作的操作。这些操作可包括但不 限于针对其他分量来扫描网络、识别其他分量、测量信号质量、报告测量 结果等。

图3示出了根据本文所述的实施方案的用于在未经许可的频带中进行 载波聚合和组织的示例性方法300。由方法300所执行的操作将参考如上面 参考图2所述的系统200和其分量进行描述。

在步骤310中，eNB210中的收发器220可扫描感兴趣的频带内的所 有信道。根据一个实施方案，扫描步骤310可由能量检测器或者由功率谱 密度估计来实现。需要注意，功率谱密度方法可被用于区分WiFi传输和 LTE传输。例如，功率谱密度方法可利用带内平坦度上的一些度量、滚降 标准等。

在步骤320中，eNB210中的收发器220可测量与信道中的每个信道 相关的信号信息，诸如但不限于参考信号接收功率(“RSRP”)、参考信号 接收质量(“RSRQ”)、接收信号强度指示符(“RSSI”)以及链路质量度 量，并且将这些测量结果报告给eNB210。

在步骤330中，eNB210中的收发器220可在在扫描步骤310期间所识 别的所有信道中执行小区搜索。此外，收发器220可确定小区-ID，以及读 取所有的系统信息块(“SIB”)数据，以便确定网络提供商和相邻的小区配 置。

图4示出了根据本文所述的实施方案的在搜索期间由小区所提供的示 例性SIB数据400。例如，SIB1包含在评估UE是否被允许访问小区时相关 的信息。此外，SIB1包含小区访问相关信息(例如，公共陆地移动网络 (“PLMN”)身份列表、跟踪区域代码、小区标识等)、用于小区选择的信 息(例如，小区中的最小化的所需的Rx水平以及偏置)、p最大值、频带 指示符、调度信息、TDD配置、SI窗口长度和系统信息值标志等。SIB2包 含对于所有UE公用的无线电资源配置信息。该配置信息包括小区访问限制 信息、随机访问信道(“RACH”)相关参数、空闲模式寻呼配置、PUCCH 配置和PUSCH配置、UL功率控制和探测参考信号配置、UL载波频率/带 宽等。

在步骤340中，eNB210可利用由收发器220所收集的信息来生成相 邻小区和它们的身份的部署拓扑以及重要的配置信息。例如，eNB210现在 可能够选择不与相邻小区冲突的小区-ID。此外，eNB210现在可知道未经 许可的频带内的eNB210可使用的任何可用的信道。

在步骤350中，eNB210可使用Rel-10中的可用RRC消息来向收发器 220指示上述信道的列表(例如，ScellToAddMod-r10RCC信息元素)。此 外，eNB210可使用Scell丢弃/添加机制来进行从第一信道到第二信道的跳 频通信。

图5示出了根据本文所述的实施方案的由LTEeNB提供使用的示例性 RRC消息500。

根据另选的实施方案，eNB210可将配置信息发送到ISM频带中的UE 中的每个UE，以读取相邻小区的所有SIB信息并将该SIB信息报告给服务 小区。该配置可通过间隙测量来实现。更具体地，在该间隙测量期间，UE 可不接收来自服务eNB的任何数据。用户设备将读取所有相邻eNB，即使 该UE被该小区阻止(例如，该UE不是来自作为eNB的共同网络提供 商)。因此，通过利用这些配置来对多个UE进行配置，服务eNB可填充 在其附近的对部署拓扑的映射。

图6A-6C示出了根据本文所述的示例性实施方案的用于在多个eNB之 间交换信息的示例性系统610,620和630。

图6A示出了用于经由X2接口来在eNB1和eNB2之间交换信息的系 统610。在当前的LTE系统中，如果eNB属于不同的网络提供商，则在这 些eNB之间不存在X2接口。根据系统，X2接口可被部署在所有eNB之 间。此外，新的X2过程可被定义为交换相邻小区配置信息(例如，类似于 eNB配置更新过程)。

图6B示出了用于跨移动性管理实体(“MME”)诸如MME1和MME2 经由无线电接入网络(“RAN”)信息管理(“RIM”)传输来在eNB1和eNB2 之间交换信息的系统620。当前的RIM过程在LTE和GSM/EDGE无线电 接入网络(“GERAN”)之间使用，并且不在LTE内使用。本文所述的示例 性实施方案可重新使用LTE中的RIM过程逻辑部件，或者另选地，定义新 的S1过程，以将eNB配置信息传输到相邻小区。此外，实施方案可在来自 不同网络提供商的MME之间部署S10接口。因此，eNB1可在RIM传送器 消息内将其小区配置信息和PLMN信息发送到其他小区。RIM传送器消息 还可包括目标小区-ID路由信息，以允许MME1发现被称为MME2的正确 的MME。MME2然后可将RIM传送器消息发送到eNB2。

图6C示出了用于经由操作管理和维护(“OAM”)服务器来在eNB1和 eNB2之间交换信息的系统630。在当前的LTE系统中，属于不同网络提供 商的eNB仅具有与它们自己的OAM服务器的接口。来自不同的网络提供 商的不同的OAM服务器不具有接口。根据示例性实施方案，eNB可具有 与相同的OAM服务器的接口。另选地或者除此之外，属于不同的网络提供 商的不同的OAM服务器可具有用于共享信息的接口。因此，eNB1可将小 区配置和网络信息发送到OAM服务器，其中该OAM服务器可将该信息转 发至eNB。因此，eNB1和eNB2中的每一者现在可知道其相邻的小区信 息。

对本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在不脱离本发明的实质 或范围的前提下对本发明进行各种修改。因此，本发明旨在涵盖本发明的 修改形式和变型形式，但前提是这些修改形式和变型形式在所附权利要求 及其等同形式的范围内。