УПРАВЛЕНИЕ ТРАФИКОМ ВОСХОДЯЩЕГО КАНАЛА, ПРИНИМАЕМОГО НЕСКОЛЬКИМИ БАЗОВЫМИ СТАНЦИЯМИ
UPLINK TRAFFIC CONTROL RECEIVED BY SEVERAL BASE STATIONS

Область техники
Настоящее изобретение относится к управлению точками передачи и приема в сети мобильной связи.
Уровень техники
Для обозначения базовых станций в действующих по различным стандартам сетях мобильной связи применяются различные названия, например, станция Node B в системе UMTS, усовершенствованная станция Node B (evolved Node B, eNB) в системе LTE, точка доступа (AP, Access Point) в системе WiFi. Если базовые станции имеют набор функциональных возможностей, отличный от обычных базовых станций, также используются другие названия, например, «удаленный радиоблок», «ретранслятор», «домашняя станция (e)NB» или «малая сота». В контексте настоящего изобретения эти базовые станции различных видов в целом обозначены как «точки передачи», если речь идет о нисходящем канале (от вышки к мобильному устройству), или как «точки приема», если речь идет о восходящем канале (от мобильного устройства к вышке).
Такие точки передачи могут быть организованы для создания одночастотной сети (SFN, Single Frequency Network), при этом они воспринимаются мобильными устройствами как единая сота. Кроме того, некоторые точки передачи могут быть исключены из группы точек передачи, в настоящее время передающих данные конкретному мобильному устройству пользователя (UE, User Equipment), или добавлены в нее, в зависимости от перемещения устройства UE. Это делается для того, чтобы покрыть зону ожидаемого перемещения устройства UE в дальнейшем. Иными словами, при передаче конкретному устройству UE некоторые точки передачи включаются, а некоторые выключаются, в зависимости от движения устройства UE. В отсутствие необходимости передачи какому-либо устройству UE точка передачи может быть полностью выключена (обесточена, переведена режим ожидания).
В контексте настоящего изобретения термин «сеть SFN» можно понимать как группу синхронно работающих точек приема/передачи, обычно покрывающую более широкую область по сравнению с одной точкой приема/передачи, так и как подгруппу точек приема/передачи из этой большой группы (т.н. кластер сети SFN).
Настоящее изобретение может быть особенно полезным в сети из точек передачи и приема, в которой точки передачи структурированы для создания сети SFN. Тем не менее, изобретение полезно также в сетях, в которых точки передачи передают преимущественно несинхронно или воспринимаются мобильным устройством как отдельные соты.
Настоящее изобретение относится к взаимодействию узлов сети для эффективного сбора трафика восходящего канала (UL, UpLink) от нескольких точек приема в этой сети и для динамического управления точками приема с целью обеспечения их участия в маршрутизации канала UL для конкретного устройства UE.
В известных мобильных сетях применены технологии, использующие несколько точек передачи и/или приема для повышения эффективности или скорости передачи данных устройства UE в линии связи.
В системе UMTS (3G, на основе технологии CDMA) определен т.н. «мягкий» хэндовер (SHO, Soft HandOver), когда одно устройство UE поддерживает несколько линий связи с различными базовыми станциями и индивидуально передает в них данные по каналу UL. Линии связи явно устанавливаются сетью, устройство UE кодирует данные индивидуально для каждой линии связи и все задействованные при этом базовые станции пересылают принятые данные в контроллер радиосети для объединения данных в единый поток данных канала UL.
В системе LTE существует концепция двойного соединения, в рамках которой одному устройству UE разрешено одновременно доставлять данные в несколько базовых станций, а также принимать данные от них. Для передачи различных данных в эти базовые станции устройство UE использует радиоресурсы, индивидуально сконфигурированные для каждой соты. Каждая задействованная базовая станция пересылает принятые данные дальше в сеть, при этом динамический выбор функции пересылки в группе принимающих базовых станций неизвестен.
Другими концепциями в системе LTE являются агрегирование несущих, а также многоточечная координируемая передача и прием (CoMP, Coordinated Multipoint), в которой одно устройство UE передает данные параллельно на разных несущих (т.е. на разных частотах) или в разные соты, но в обоих случаях точки приема совмещены (в одной станции eNodeB). При этом какое-либо координирование в транспортной сети (backhaul) становится неактуальным.
В патентном документе US 20130089034 A1 описаны базовая станция и способ выбора одной базовой станции из совокупности базовых станций для обслуживания канала UL от устройства UE. Одиночная базовая станция, уже обслуживающая устройство UE в нисходящем канале (DL, DownLink), управляет способом, включающим в себя отправку устройством UE нескольким базовым станциям опорных сигналов по каналу UL. Базовые станции принимают и дешифруют (декодируют) сигналы и сообщают уровень принятого сигнала управляющей базовой станции для выбора одной базовой станции, предназначенной для обслуживания канала UL от устройства UE. Указанный выбор фиксируется и выбранная базовая станция обслуживает устройство UE.
Указанная заявка не описывает динамический (повторный) выбор лучшей на данный момент базовой станции, а также выбор нескольких базовых станций для обслуживания устройства UE. Кроме того, выбранная базовая станция будет нести единоличную ответственность за пересылку данных канала UL и при этом нет упоминания об иной форме участия базовой станции в передаче по каналу UL.
В патентном документе WO 2012095759 описан способ, обслуживающая базовая станция и сотрудничающая базовая станция, предназначенные для объединения трафика канала UL, принятого обслуживающей базовой станцией и сотрудничающей базовой станцией, при этом принимается во внимание декодированное значение «мягкого» выходного сигнала и значение показателя достоверности. Сотрудничающая базовая станция посылает принятые данные канала UL как «мягкий» выходной сигнал и оценку достоверности в обслуживающую базовую станцию, которая объединяет данные канала UL с соответствующими значениями, которые она принимает сама.
В указанной заявке не описаны методы динамического конфигурирования. Описано объединение данных от различных базовых станций. Этот принцип уже используется аналогичным образом в системе UMTS для «мягкого» хэндовера.
В патентном документе US 20060286996 предложен способ выбора из группы претендующих базовых станций обслуживающей базовой станции для канала UL от устройства UE. Выбор выполняется устройством UE на основе условий приема канала UL в базовой станции, причем условия приема канала UL устройство UE может оценить по командам управления мощностью, принятым от базовой станции, по обратной связи HARQ, принятой от базовой станции, или по мощности передачи в канале DL. Устройство UE отправляет сигналы по выделенным каналам управления (по одному каналу для каждой претендующей базовой станции) или устройство UE мультиплексирует выделенные сигналы в один общий канал управления. Так или иначе, отправляются сигналы, предназначенные для конкретной базовой станции, а устройство UE имеет возможность явной адресации этих базовых станций.
Случай нескольких базовых станций, принимающих и измеряющих одни и те же (не предназначенные для конкретной базовой станции) сигналы, и предоставляющих измерения центральному блоку сети для выбора нескольких «обслуживающих» базовых станций (иными словами, базовых станций, пересылающих данные), в заявке не описан.
В патентном документе US 20020118665описаны система и способ, где сигналы, отправленные устройством UE в канале UL, принимаются несколькими базовыми станциями (одна из них целевая и несколько нецелевых) и пересылаются нецелевыми базовыми станциями в целевую базовую станцию для объединения и определения необходимости регулирования мощности в устройстве UE. Нецелевые базовые станции используют специфическую для устройства UE кодовую комбинацию для декодирования сигналов UL, переданных устройством UE.
Указанная заявка не описывает различные роли участвующей (нецелевой) базовой станции, у которой могут быть различные степени задействования, помимо функции базовой станции, пересылающей данных, что является единственным примером участия нецелевой базовой станции, описанным в патенте. Отсутствует динамическое конфигурирование базовых станций в отношении пересылки или отсутствия пересылки данных и их хранения и/или участия в измерении сигналов канала UL с целью подготовки потенциально более активного участия при изменении условий канала. Отсутствует упоминание о запросе на последующую пересылку сохраненных в базовой станции специальных данных.
Сети SFN, используемые для передачи данных по каналу DL, хорошо известны. Такие сети SFN предназначены только для канала DL (например, в методе широковещания DVB-T) и в них не предусмотрена возможность передачи по каналу UL.
В настоящее время неизвестна система из нескольких точек приема, принимающих трафик канала UL от устройства UE, в которой точки приема скоординированы таким образом, что для гарантированного успешного приема координирующему объекту предоставляется достаточно параллельных данных канала UL.
Концепция многоточечного приема в системах 3G и LTE такова, что базовые станции сконфигурированы для приема трафика в канале UL от устройства UE и при этом предполагается, что все такие базовые станции пересылают полученные данные для дальнейшего объединения данных (если оно применяется). Передача в канале UL от устройства UE нескольким точкам приема с использованием обычных сигналов канала UL без адаптации сигналов канала UL (для конкретной базовой станции) не раскрыта в уровне техники, особенно в сочетании с эффективным выбором точек приема для измерения сигналов в канале UL от устройства UE и/или для пересылки соответствующих данных.
Постоянная пересылка в координирующий объект трафика канала UL всеми точками приема, принимающими такие сигналы в канале UL, была бы неэффективной, особенно в системе, в которой точки наилучшего приема динамически изменяются.
В патентном документе US 2015049649 A1 описана мелкосотовая сеть, в которой узлы могут быть выключены для уменьшения помех, причем в выключенном состоянии узлы могут продолжать передавать или принимать определенные сигналы для целей обнаружения. Устройство UE сообщает о зарегистрированных сигналах обнаружения координирующему сетевому узлу, который может принять решение включить конкретный малый сотовый узел.
В патентном документе US 20140204871 A1 описана сеть, в которой главная базовая станция, другие базовые станции и мобильная станция взаимодействуют скоординированным образом, при этом информация о результате измерения пилот-сигнала передается в главную базовую станцию.
В патентном документе US 20140133415 A1 описаны многопотоковые операции восходящего канала, когда узлы и устройство UE выполняют прием от нескольких сот и передачу в несколько сот.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение реализует способ управления сетью мобильной связи, включающий в себя, в ответ на отчеты об измерениях качества приема, отправленные множеством точек приема в сети мобильной связи после передачи данных устройством пользователя и зависящие от приема этой передачи, конфигурирование управляющим объектом восходящего канала точек приема в сети мобильной связи таким образом, что каждая из нескольких точек приема способна участвовать в последующем предоставлении отчета об измерениях и/или в предоставлении отчета о полезной нагрузке в отношении передачи от устройства пользователя, причем это участие зависит от отчета об измерениях качества приема.
В другом аспекте изобретение реализует объект сетевого оборудования для управления трафиком восходящего канала в сети мобильной связи, выполненный с возможностью принимать отчеты об измерениях качества приема от множества точек приема в сети мобильной связи после передачи данных устройством пользователя и в ответ на конфигурирование точек приема для пересылки данных, принятых от устройства пользователя, и с возможностью отправлять отчеты об измерениях качества приема, при этом каждая из множества точек приема сконфигурирована так, чтобы участвовать в последующем предоставлении отчета об измерениях и/или в предоставлении отчета о полезной нагрузке в отношении передачи от устройства пользователя, при этом участие зависит от отчета об измерениях качества приема, причем различные точки приема сконфигурированы по-разному, так что только выбранные точки приема, принимающие сигналы данных от устройства пользователя, пересылают данные, а другие передают только отчет о качестве приема.
В еще одном аспекте изобретение реализует точку приема сети мобильной связи, выполненную с возможностью принимать сигналы данных от устройства пользователя и измерять качество приема принятых сигналов, дополнительно выполненную с возможностью отправлять отчет об измерениях качества приема управляющему объекту восходящего канала и принимать от управляющего объекта восходящего канала сообщения с конфигурацией для участия в последующем предоставлении отчета об измерениях и/или в предоставлении отчета о полезной нагрузке в отношении передачи от устройства пользователя, при этом участие зависит от отчета об измерениях качества приема, причем сообщение с конфигурацией способно подавать команду точке приема передавать отчет об измерениях качества приема данных, принятых от устройства пользователя, но не сами данные.
В еще одном аспекте изобретение реализует сеть мобильной связи, содержащую множество точек приема и точек передачи и сетевое оборудование, включая управляющий объект восходящего канала, в которой каждая точка приема из множества точек приема выполнена с возможностью передавать отчет об измерениях качества приема управляющему объекту восходящего канала в ответ на данные, принятые от устройства пользователя, а управляющий объект восходящего канала выполнен с возможностью конфигурировать каждую точку приема в ответ на получение отчета об измерениях, принятого от этой точки приема, для реализации участия в последующем предоставлении отчета об измерениях и/или в предоставлении отчета о полезной нагрузке в отношении передачи от устройства пользователя, при этом участие зависит от отчета об измерениях качества приема так, что выбранные точки приема пересылают данные, принятые от устройства пользователя, а другие точки приема передают только отчеты об измерениях качества приема.
Предпочтительные варианты изобретения реализованы в соответствии с зависимыми пунктами формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее лишь в качестве примера описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг. 1 схематично представлена сеть.
На фиг. 2 показано другое представление сети с фиг. 1.
На фиг. 3 представлена диаграмма последовательности сообщений, иллюстрирующая обмен сообщениями в сети с фиг. 1.
На фиг. 1 схематично представлено устройство UE и пять базовых станций или точек приема RP1-RP5, расположенных на различном расстоянии от устройства UE. Две точки RP2 и RP3 расположены наиболее близко к устройству UE во внутренней зоне 20. Точка RP1 находится в соседней зоне (зоне 22), а точки RP4 и RP5 расположены в более удаленных зонах (в зоне 24 и в зоне 26), соответственно.
В настоящем изобретении различные точки RP1-RP5 для обеспечения различных функциональных возможностей конфигурируются контроллером (не показан) в ответ на данные, принятые от устройства UE.
В целом, в области вокруг устройства UE определена группа точек приема, активно участвующих в приеме и в управлении устройством UE. Другие точки приема, например, точки RP6 и RP7, управляются таким образом, что они не задействованы в связи с устройством UE, даже если они находятся в пределах дальности радиосвязи. При этом взаимодействие устройства UE с сетью не ухудшается.
В соответствии с настоящим изобретением возможно динамически переопределять группу точек приема, чтобы отслеживать перемещения устройства UE или адаптироваться к изменяющимся условиям в канале. Изобретение предусматривает различные уровни участия точек приема в приеме и в управлении устройством UE, так что внутреннее ядро с точками приема (зона 20) фактически принимает и пересылает данные, а ближе к границе группы степень участия уменьшается от буферизации до обычного или условного измерения сигналов канала UL. Граница 30 этой определенной группы (если считать центром конкретное устройство UE) определяется для подготовки группы к перемещению одновременно с устройством UE. Это показано на фиг. 1. Группа точек приема, определенная как участвующая в приеме и в управлении устройством UE, называется далее кластером приема (Reception Cluster).
Описанное выше дает упрощенное представление об изобретении. Устройство UE может сообщать или пункты приема могут определять фактическое географическое положение UE и использовать эту информацию совместно с известным положением точек приема, чтобы конфигурировать точки приема, которые должны участвовать в приеме канала UL от устройства UE.
Архитектура, показанная на фиг. 1, представлена в другой форме на фиг. 2. На фиг. 2 показан контроллер 32, связанный с пятью точками приема RP1-RP5, при этом точки RP6 и RP7 с фиг. 2 для простоты не показаны. Устройство UE передает данные, принимаемые точками приема с различным уровнем сигнала, что показано значениями рядом со штриховыми линиями, проведенными от устройства UE к каждой из точек приема. Уровень сигнала, принятого в точках приема, ближайших к устройству UE, выше уровня сигнала, принятого более удаленными точками приема.
Контроллер 32 представляет собой блок управления ресурсами (RCU, Resource Control Unit), выполненный с возможностью выбора и конфигурирования точек приема, чтобы действовать в отношении восходящего канала конкретного устройства UE означенным выше образом.
Динамический выбор и конфигурация точек приема зависят от качества приема в соответствующей точке приема в сравнении с качеством приема всех точек приема (усредненно или статистически) в соответствующем кластере приема, иными словами, они зависят от эффективности вклада определенной точки приема в прием сигналов канала UL от устройства UE.
Такое конфигурирование позволяет управляющему объекту канала UL динамически конфигурировать несколько различных «сценариев участия» (или ролей). В качестве примера определены четыре роли с различными сценариями в отношении отчетов об измерениях и пересылки полезной нагрузки. Управляющий объект канала UL динамически назначает конкретной точке приема одну из этих ролей, упорядоченных от «относительно низкого качества приема» до «относительно высокого качества приема», как представлено в таблице 1.
Таблица 1
Роль
Качество приема
Сценарий в отношении отчетов об измерениях качества приема
Сценарий в отношении пересылки полезной нагрузки
Роль 1
Низкое
Отправлять управляющему объекту канала UL отчет о качестве приема, только если выполняются определенные условия, например, если качество приема выше некоторого порогового значения
Не пересылать и не хранить данные
Роль 2
От низкого до среднего
Регулярно (безусловно) отправлять управляющему объекту канала UL отчеты о качестве приема
Не пересылать и не хранить данные
Роль 3
От среднего до высокого
Отправлять управляющему объекту канала UL отчеты о качестве приема (и/или результаты декодирования в виде успешно/безуспешно) для полученных пакетов данных
Не пересылать данные без явного запроса управляющего объекта канала UL, хранить данные для последующей пересылки, удалять данные из хранилища в зависимости от времени или объема данных (циклический буфер) или в соответствии с явным порядком удаления
Роль 4
Высокое
Отправлять отчеты о качестве приема с пересылаемыми данными
Пересылать данные, т.е. фактически участвовать в приеме трафика канала UL
Кроме того, способ согласно изобретению обеспечивает возможность изменения управляющим объектом канала UL конфигурации конкретной точки приема во время работы кластера приема.
Как показано на фиг. 2, пять точек приема принимают трафик канала UL от устройства UE с различным качеством приема. Точки приема сообщают качество приема, а некоторые также пересылают данные. Затем эти точки приема конфигурируются управляющим объектом канала UL для отправки отчетов следующим образом:
(а) отправлять отчеты на основе порогового значения (точка RP5, например, согласно роли 1 из таблицы 1) ;
(б) регулярно отправлять отчеты (RP4, необязательно для каждого пакета, например, согласно роли 2);
(в) принимать данные в буфер, но не пересылать их (RP1, например, согласно роли 3; позже в явном виде запрашивается пересылка данных, которые не были приняты в других точках приема из-за ухудшения качества приема); или
(г) пересылать данные (RP2 и RP3, согласно роли 4).
Фигура 3 представляет собой диаграмму последовательности сообщений, относящуюся к объектам, показанным на фиг. 2. На обеих фигурах управляющий объект канала UL обозначен как «контроллер». В одном варианте осуществления он может быть назначен или являться частью блока RCU одночастотной сети SFN.
Как показано на фиг. 3, после того как устройство UE передало начальный пакет данных, каждая из точек приема RP1-RP5 отправляет контроллеру отчет о качестве приема, содержащий значение уровня принятого сигнала. Кроме того, точки приема RP2 и RP3 содержат пересылаемые данные. В ответ на отчеты о качестве контроллер отправляет отдельные управляющие сообщения соответствующим точкам приема.
У точки RP5 сообщением, указывающим пороговое значение 5 дБ, запрашивается условное предоставление отчета. Соответственно, точка RP5 отправляет отчет о качестве только если уровень принятого сигнала превышает это пороговое значение.
У точки RP4 запрашивается регулярное предоставление отчета, а у точек RP3 и RP2 запрашивается регулярное отправление данных. У точки RP1 запрашивается буферизация данных.
Как показано на фиг. 3, после передачи устройством UE последующего пакета данных точка RP5 не посылает отчет о качестве, поскольку уровень принимаемого сигнала был слишком низким. Точка RP4 посылает отчет об измерениях уровня принятого сигнала. Точки RP2 и RP3 отправляют отчет об измерениях уровня сигнала, но из-за искажения принимаемых данных они не способны переслать данные и, следовательно, указывают на это в сообщении контроллеру SFN. Точка RP1 отправляет отчет о качестве с результатом измерения уровня принимаемого сигнала.
В ответ на сообщение об искажении данных от точек RP2 и RP3, контроллер SFN отправляет точке RP1 явный запрос на пересылку данных с идентификатором данных (показано как [2] на фиг. 3, т.е. с указанием на второй пакет данных). Точка RP1 отвечает путем отправки буферизированных данных, которые были успешно декодированы в точке RP1.
Изобретение реализует сетевую функцию, способную упорядочивать или конфигурировать точки приема для выполнения различных сценариев в отношении одного устройства UE. Другими словами, каждой точке приема из кластера приема управляющий объект канала UL может назначать «сценарий участия» (или роль, например, из списка выше), наиболее подходящий для обеспечения объединения данных, передаваемых устройством UE в восходящем канале несколькими путями к нескольким точкам приема.
Изобретение предусматривает переключение режимов предоставления отчета о качестве приема (включено/выключено/условно) и режимов пересылки полезной нагрузки (включено/выключено/условно) на основе отчетов о качестве (например, отчетов о качестве принятого сигнала, как описано выше), и/или на основе результатов декодирования (например, в виде успешно/безуспешно, как описано выше), и/или на основе успеха комбинирования данных (относительно процесса объединения данных канала UL) в управляющем объекте канала UL.
Переключение «сценария участия» (или роли) одной точки приема зависит от множества других точек приема. Если одна точка приема имеет превосходное качество приема, то все другие (для экономии энергии) могут прекратить прием и просто измерять качество. Если большое количество точек приема имеет ограниченное качество приема, управляющий объект канала UL может выбрать достаточную группу точек приема для того, чтобы обеспечить высокую вероятность успешного комбинирования данных и держать достаточное количество других точек приема в качестве «горячего» резерва. Достаточное количество отчетов создает возможность своевременной адаптации задействованных точек приема путем изменения конфигурации «сценария участия».
Описанный способ может также приводить к включению точек приема в кластер приема и к их исключению из него. Из отчетов об измерениях может быть обнаружено перемещение как конкретного устройства UE, так и большинства устройств UE в направлении границы кластера приема. Это может привести к включению точек приема, находящихся вблизи этой границы, в кластер приема. Те же измерения могут привести к исключению других точек приема из кластера приема. Новая точка приема может быть сконфигурирована так, как описано в данном документе применительно к точкам приема из кластера приема. Отчеты об измерениях, отправленные точками приема управляющему объекту канала UL, могут использоваться в сочетании с отчетами об измерениях, отправленными устройством UE управляющему объекту канала UL, т.е. с известными измерениями, которые устройство UE выполнило в отношении сигналов канала DL и результаты которых оно отправило в канале UL.
Подобным образом, прошлые отчеты об измерениях (т.е. об измерениях, выполненных устройством UE в отношении сигналов канала DL) в сочетании с отчетами о качестве приема от точек приема внутри или вне кластера приема могут использоваться для принятия решения о том, следует ли обслуживать устройства UE кластером приема. Например, может быть обнаружено, что устройство UE может очень хорошо обслуживаться кластером приема, к которому оно в настоящее время не относится. С другой стороны, обслуживание устройства UE кластером приема может стать неэффективным, при том, что другой кластер приема или единственная точка приема (станция BS) может обслуживать устройство UE более эффективно. Тогда такое устройство UE исключается из числа обслуживаемых текущим кластером приема.
Дополнительный эффект, приводящий к экономии энергии, состоит в том, что некоторые точки приема могут только обнаруживать сигнал устройства UE и измерять качество приема без необходимости принимать полные данные. Для этой цели положение опорных сигналов канала UL в сетке ресурсов (частота/время) может быть сообщено управляющим объектом канала UL всем точкам приема, например, в режиме широкого вещания в сети. Такие опорные сигналы хорошо известны и в LTE-подобных системах могут состоять из опорных сигналов демодуляции (DMRS, Demodulation Reference Signals) и зондирующих опорных сигналов (SRS, Sounding Reference Signals) восходящего канала LTE-UL. Точки приема, которые должны только измерять качество приема от конкретного устройства UE, конфигурируют свои средства приема для приема ожидаемых опорных сигналов в восходящем направлении и выключают свои средства приема для ресурсов, фактически содержащих данные. Подобным образом, точки приема, в настоящее время сконфигурированные для того, чтобы не принимать и не измерять сигналы в канале UL от устройства UE, будут экономить энергию путем отключения своих средств приема для полных сконфигурированных ресурсов в канале UL от устройства UE (и для данных, и для опорных сигналов).
Как следствие, информация, собранная управляющим объектом канала UL, также позволяет принимать решения об одновременном выключении всех точек приема на основании их значимости для приема от по меньшей мере значимого количества устройств UE в кластере приема.
Кроме того, способ по изобретению обеспечивает возможность переконфигурирования управляющим объектом канала UL конкретной точки приема во время работы кластера приема.
В настоящем изобретении управляющий объект канала UL динамически выбирает вид «сценария участия» (или роли, например, из списка выше) для конкретной точки приема от устройства UE. Для других устройств UE, обслуживаемых той же точкой приема, «сценарий участия» (или роль) может быть сконфигурирован иначе. Решение принимается управляющим объектом канала UL на основе индивидуальных результатов измерений качества приема от всех точек приема. В управляющем объекте канала UL динамическое изменение конфигурации «сценария участия» (или роли) в отношении конкретного устройства UE во время работы кластера приема выполняется, например, на основе отчетов о качестве приема, принятых от различных точек приема.
Управляющий объект канала UL принимает пакеты данных от пересылающих точек приема и объединяет данные для обеспечения единого успешно принятого потока данных канала UL с учетом качества приема, сообщаемого вместе с данными. При необходимости управляющий объект канала UL запрашивает у точек приема пересылку буферизированных пакетов данных и, если необходимо, инициирует удаление точками приема сохраненных пакетов данных.
Точки приема получают конфигурацию (во время работы также и реконфигурацию) для приема данных от конкретных устройств UE. Если это предусмотрено конфигурацией, точки приема не принимают данные в ресурсах (частотно-временная сетка) канала UL от устройства UE, экономя энергию.
Если это предусмотрено конфигурацией, точки приема измеряют сигналы канала UL от устройства UE и передают отчеты о них, а также проверяют сконфигурированные условия для передачи отчетов. Если это предусмотрено конфигурацией, они получают данные, декодируют данные, пересылают или сохраняют данные и сообщают о результатах декодирования. Если требуется, точки приема пересылают и/или удаляют сохраненные данные.
Описанная здесь система, содержащая несколько базовых станций, принимающих один и тот же (не модифицированный) поток данных в различных точках приема, в уровне техники неизвестна.
В приведенном выше описании управляющий объект канала UL упоминается как единая точка приема отчетов об измерениях от точек приема и фактически пересылаемых данных (полезной нагрузки). В современных мобильных сетях, таких как LTE, распространено разделение функциональных возможностей сети на функции управления, выполняемые плоскостью управления (C-плоскостью), и функции в пределах фактического пути передачи данных, выполняемые плоскостью пользовательских данных (U-плоскостью). Сетевые объекты обычно имеют функции одной из этих плоскостей, но не двух плоскостей сразу. При применении в реальных системах операторы сети могут принять решение развернуть оба объекта в единой части аппаратных средств (сервера), или сохранить разделение, как в модели с C-плоскостью и U-плоскостью.
В сравнении с изобретением, обычная модель требует наличия управляющего объекта канала UL для всех упомянутых функций управления (конфигурирования точек приема и т.д.) и отдельного объекта канала UL в плоскости пользователя, который принимает и объединяет пересылаемый трафик данных. Ничто в этом изобретении не препятствует такому разделению функциональности; это может быть даже полезно для системы. Лишь для простоты описания и удобочитаемости здесь совместно для функций C-плоскости и U-плоскости использован термин «управляющий объект канала UL».
Изобретение полезно тем, что оно уменьшает объем обмена данными через интерфейс между несколькими точками приема и управляющим объектом канала UL, поскольку данные пересылаются только при необходимости. Кроме того, изобретение снижает потребление энергии, поскольку некоторые точки приема могут быть выключены или могут быть сконфигурированы для выполнения сокращенного набора задач, если работа канала UL надежно обеспечивается другими точками приема.
Согласно настоящему изобретению, частота регулярной отправки отчетов об измерениях (отчетов о качестве приема, как определено выше) из различных точек приема управляющему объекту канала UL может изменяться в зависимости от возникновения определенных событий (приема или обнаружения одного или нескольких пакетов, обнаружения сигналов, отсутствия обнаружения значимых сигналов в выделенных ресурсах) или она может быть фиксированной. Может быть задано, что точка приема направляет отчеты для каждого пакета или для определенного объема данных или для определенного количества пакетов. Может быть задана абсолютная частота, например, один отчет в секунду, в 100 миллисекунд или в 10 секунд. Отчеты о качестве приема, собранные различными точками приема, могут включать в себя среднее значение, вычисленное в течение задаваемого периода времени.
Условия отправки условных отчетов о качестве приема могут также содержать указанный выше временной аспект (максимальная или минимальная частота). В другом случае (или дополнительно) такое условие может быть основано на качестве приема, на измеренном уровне помех, на оценке условий в канале между точкой приема и устройством UE и/или на приоритете обслуживания устройства UE. Для каждого из этих параметров это условие может включать в себя: превышение, соответствие или снижение относительно предварительно заданного порогового значения однократно или в течение определенного периода времени.
Сообщение о качестве приема может включать в себя уровень принятого сигнала, отношение уровня принятого сигнала к измеренным помехам (отношение сигнал/помеха с шумом (SINR, Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio)), условия в канале (измеренные и вычисленные), результат декодирования (успешно/безуспешно, количество ошибок), длину пакета данных или иные подобные параметры. В одном варианте осуществления из одного или нескольких таких значений точка приема может вычислять консолидированный «индикатор надежности канала UL» (для каждого устройства UE). При этом управляющий объект канала UL может принимать эти «индикаторы надежности восходящего канала UL» только от определенных точек приема (в зависимости от конфигурации), тем самым дополнительно уменьшая трафик в опорной сети.
Буферизация данных для последующей их передачи после получения явного запроса выполняется в памяти точки приема или в памяти, связанной с точкой приема. Данные могут удаляться через определенное время после приема, так что управляющий объект канала UL имеет достаточно времени для запроса на их доставку (на повторную передачу). Удаление может происходить после приема определенного количества пакетов или объема данных. Удаление может явно запрашиваться сообщением от управляющего объекта канала UL. Это сообщение может быть передано управляющим объектом канала UL широким вещанием по сети, и оно может запрашивать удаление сразу нескольких блоков буферизированных данных для уменьшения объема данных, используемых в сети для запроса на удаление. В случае неудачного приема (неудачного декодирования) блока данных точкой приема, это блок данных может быть буферизирован и доставлен по запросу в управляющий объект канала UL, чтобы обеспечить его успешное декодирование, или он может быть не буферизирован. Если управляющий объект канала UL запрашивает доставку данных, которые не были буферизированы, ответом на этот на запрос может быть сообщение об ошибке, или он может быть вовсе проигнорирован, или управляющий объект канала UL может отправить перечень альтернативных точек приема, так что точка приема, не буферизировавшая данные, пересылает запрос на доставку в следующую точку приема из этого перечня. В зависимости от количества точек приема в этом перечне или в зависимости от времени пересылки, выполнение запроса может быть остановлено и последняя задействованная точка приема может отправить сообщение об ошибке, содержащее ссылку на исходное сообщение.
Несмотря на то, что настоящее изобретение может быть с пользой применено в разных сетевых средах различной природы, применение изобретения в одночастотной сети (SFN) может быть его наилучшим воплощением. В сетях SFN, как правило, несколько точек передачи синхронно передают идентичные данные, так что принимающее устройство UE не может различить отдельные точки передачи. Несмотря на то, что одночастотная природа сети, в основном, характеризует свойства канала DL, сети SFN очень хорошо реализуются и на восходящем канале UL, который позволяет принимать данные канала UL несколькими точками приема без необходимости различать в сигналах UL эти точки приема.
При применении в сети SFN кластер приема, описанный в настоящем изобретении, может быть частью кластера сети SFN, который, в дополнение к описанным точкам приема, содержит также несколько точек передачи, синхронно передающих данные одному или нескольким устройствам UE. Эти точки передачи могут быть (или могут не быть) совмещены с соответствующими точками приема, при этом действия по добавлению точек приема в кластер SFN или по их исключению из него могут включать в себя добавление в кластер SFN или исключение из него соответствующих точек передачи.
Описанный в настоящем изобретении контроллер 32 при его применении в сети SFN может быть частью контроллера сети SFN, управляющего участием и задействованием точек приема в пересылке данных канала UL от одного или нескольких устройств UE. Контроллер сети SFN может дополнительно иметь другие функциональные возможности, такие как, например, управление участием и задействованием точек передачи в передаче данных канала DL для одного или нескольких устройств UE, обслуживаемых сетью SFN.