СЛЕПОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДОМАШНЕГО УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО УЗЛА В (HeNB) ДЛЯ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ КОНФИГУРАЦИИ
HOME EVOLVED NODE B (HeNB) BLIND DETECTION FOR HIERARCHY CONFIGURATION

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству, способу, системе и компьютерному программному продукту для слепого обнаружения, выполняемого домашним узлом eNodeB для синхронизации.
Уровень техники
Настоящее описание относится к системе на основе технологии долгосрочного развития (LTE, long term evolution) или усовершенствованной технологии долгосрочного развития (LTE-A, long term evolution advanced), разработанной в рамках проекта совместной координации разработки систем третьего поколения (3GPP, 3rd generation partnership project). В рабочей группе 3GPP по сетям радиодоступа (RAN4, radio access network working group) обсуждаются вопросы синхронизации по радиоинтерфейсу домашних узлов eNodeB, работающих в системе LTE по схеме дуплексной связи с разделением по времени (TDD, time division duplex). Для домашних узлов eNodeB (HeNB, Home eNodeB), не содержащих приемник системы глобального позиционирования (GPS, global positioning system), синхронизация по радиоинтерфейсу с использованием схемы прослушивания сети является основным способом выполнения синхронизации. Для поддержки его временной и частотной стабильности домашнему узлу eNB требуется периодически контролировать сигнал нисходящей линии связи (DL, downlink) другого узла eNB или HeNB и регулировать собственное время передачи и/или эталон частоты в соответствии с принятым сигналом, при этом общий опорный сигнал (CRS, common reference signal) в широком смысле рассматривается как сигнал, подлежащий использованию для отслеживания.
На основе прослушивания сети узлу HeNB требуется найти подходящий временной интервал для отслеживания сигнала в DL, например сигнала CRS другого узла eNB/HeNB. Для устранения помех от соседнего узла HeNB узлы HeNB, которым требуется осуществлять синхронизацию, должны находиться в режиме молчания (mute) и выполнять отслеживание сигнала в одном и том же временном интервале. Узлы HeNB, синхронизируемые от одного источника, также называются узлами HeNB одного и того же уровня.
Кроме того, некоторым операторам может потребоваться поддержка решения для многоуровневой синхронизации или синхронизации при передаче с многократным переприемом. Эта ситуация показана на фиг.1. На фиг.1 показан узел 1 eNodeB (eNB) и два узла (2, 3) HeNB.
Согласно этому примеру узел HeNB 2 может получить свою временную/частотную синхронизацию от узла HeNB 1, который, в свою очередь, осуществляет синхронизацию от узла eNB 0, имеющего возможность выполнения синхронизации от внешнего эталона, такого как глобальная навигационная спутниковая система (GNSS, global navigation satellite system), например GPS. В этом примере узел eNB 0 находится на уровне 0, узел HeNB 1 - на уровне 1, и узел HeNB 2 - на уровне 2. В более общем случае, если узел HeNB отслеживает сигналы другого узла (H) eNB уровня n, то уровень первого из упомянутых узлов HeNB равен n+1.
Для поддержки синхронизации с помощью сети, осуществляющей прослушивание по радиоинтерфейсу, узлу HeNB вначале требуется выбрать источник синхронизации. Для данного источника синхронизации узел должен быть осведомлен о своем уровне синхронизации и состоянии синхронизации. Состояние синхронизации может быть либо синхронизированным с использованием системы GNSS, либо спонтанно синхронизированным в изолированной сети, в которой сигнал GNSS не принимается.
На основе этой информации узел HeNB должен иметь возможность принимать решение о своих собственных действиях по достижении синхронизации, например, о том, в каких временных интервалах следует переходить в режим молчания.
При использовании такого способа синхронизации возникают по меньшей мере три указанные ниже проблемы.
Первая из них заключается в том, каким образом узел HeNB может узнать уровень синхронизации узла (H)eNB, находящегося в зоне его окружения, для того чтобы принять решение о собственном уровне путем прослушивания узла eNodeB меньшего уровня синхронизации и поддерживать синхронизацию с источником синхронизации. Вторая проблема заключается в том, каким образом следует информировать другие узлы об уровне и состоянии синхронизации. Кроме того, это решение должно быть обратно совместимо с решением поддержки макросот.
В документе R4-093465, разработанном рабочей группой 4 RAN группы технических спецификаций 3GPP (TSG, technical specification group) на заседании RAN #52b (24-28 августа 2009 года), предложено использовать подкадр одночастотной сети широковещательной передачи мультимедийных данных (MBSFN, multimedia broadcast single frequency network) для прослушивания сети. Для реализации этого решения требуется в широковещательном режиме передавать информацию об уровне и состоянии синхронизации в подкадрах, после чего узел HeNB может определить свой собственный уровень.
Для реализации решения о назначении подкадра MBSFN должна быть задана сигнализация, указывающая уровень и состояние синхронизации узла eNodeB.
В соответствии с предложенным решением требуется добавить два новых индикатора к данным сигнализации, например к данным широковещательной передачи системной информации (SIB, System Information Broadcasting) макроузла eNodeB и домашнего узла eNodeB:
- 1 бит указывает состояние синхронизации (синхронизирован ли узел eNB с помощью системы GNSS);
- 2 бита указывают на уровень (0, 1, 2, 3): предполагается, что количество уровней должно быть ограничено четырьмя: макроузел eNodeB находится на уровне 0; домашнему узлу eNodeB могут соответствовать уровни 1, 2 или 3.
В этом предложении параметр, определяющий период молчания, фиксирован и составляет 32 радиокадра (RF, radio frame), что соответствует 320 мс.
Любая новая процедура создания информации SIB критична в особенности по отношению к макроузлу eNodeB. Согласно текущим спецификациям предполагается, что вся информация SIB используется для чтения пользовательским оборудованием (UE, user equipment), но не сформирована для узлов eNodeB / домашних узлов eNodeB. Предложенное решение может нарушить это правило использования информации SIB. Следовательно, предпочтительно избегать добавления таких новых информационных элементов SIB в спецификацию SIB (3GPP TS 36.331). В частности, если наличие таких информационных элементов становится обязательным требованием для оборудования, это может оказать воздействие на макроузлы eNodeB и на домашние узлы eNodeB. При наличии другого решения, согласно которому все домашние узлы eNodeB могут без использования широковещательной сигнализации неявно указывать другим узлам свое состояние синхронизации и уровень, нет необходимости в дополнительной сигнализации и попытках разработки спецификаций для сигнализации.
Кроме того, в этом случае вполне возможен сценарий наличия более высокого уровня, который мог бы поддерживаться более гибко.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является улучшение средств известного уровня техники.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается устройство, содержащее средства принятия решения, сконфигурированные для определения, выполнено ли заранее заданное условие; средства приема, сконфигурированные для приема первого сигнала в заранее заданных зонах; средства запрета, сконфигурированные для запрета передачи второго сигнала в множестве заранее заданных зон, если средства принятия решения определяют, что заранее заданное условие выполнено; средства контроля, сконфигурированные для контроля, если средства принятия решения определяют, что заранее заданное условие выполнено, по меньшей мере двух заранее заданных зон для определения, принимается ли первый сигнал в заранее заданных зонах; средства определения, сконфигурированные для определения первой зоны молчания на основе результатов контроля, полученных средствами контроля, и заранее заданного правила, при этом первая зона молчания является одной из заранее заданных зон, в которой средствами контроля обнаружен прием первого сигнала; причем средства запрета сконфигурированы для запрета передачи второго сигнала в первой зоне молчания.
В устройство согласно первому аспекту изобретения могут быть внесены следующие изменения.
Устройство может содержать средства управления, сконфигурированные для управления временной синхронизацией на основе первого сигнала, включающего первый сигнал синхронизации.
Второй сигнал может включать второй сигнал синхронизации, соответствующий первому сигналу синхронизации.
Средства определения могут быть также сконфигурированы для определения второй зоны молчания в зависимости от первой зоны молчания и заранее заданного правила, при этом вторая зона молчания является одной из заранее заданных зон, отличных от первой зоны молчания, а средства запрета также могут быть сконфигурированы для запрета передачи второго сигнала во второй зоне молчания.
Устройство также может содержать средства обнаружения мощности, сконфигурированные для обнаружения принятой мощности первого сигнала, а средства определения могут быть также сконфигурированы для определения первой зоны молчания на основе принятой мощности.
Устройство также может содержать средства обнаружения помех, сконфигурированные для обнаружения уровня помех первого сигнала, а средства принятия решения могут быть сконфигурированы для определения того, что заранее заданное условие выполнено, если уровень помех превышает заранее заданное пороговое значение.
Заранее заданное условие может включать по меньшей мере одно из следующего: начальная загрузка устройства, прием устройством заранее заданной команды, ухудшение первого сигнала в первой зоне молчания больше заранее заданного уровня и истечение заранее заданного промежутка времени после того, как упомянутое условие было выполнено.
Устройство может также содержать средства передачи, сконфигурированные для передачи второго сигнала в зоне передачи вне упомянутых заранее заданных зон, при этом зона передачи зависит от первой зоны молчания и отлична от нее.
В соответствии с заранее заданным правилом может быть определен первый иерархический уровень, соответствующий зоне принятого первого сигнала, а второй иерархический уровень может быть определен в качестве следующего уровня, расположенного ниже первого иерархического уровня и связанного с устройством, при этом первая зона молчания может быть определена из второго иерархического уровня.
Иерархический уровень может соответствовать уровню синхронизации.
Заранее заданные зоны могут включать заранее заданные временные интервалы.
Средства базовой станции или сама базовая станция могут содержать устройство, соответствующее первому аспекту настоящего изобретения.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ, включающий определение, выполнено ли заранее заданное условие; прием первого сигнала по меньшей мере в одной из заранее заданных зон; запрет передачи второго сигнала в множестве заранее заданных зон, если выполнено заранее заданное условие; контроль, если заранее заданное условие выполнено, по меньшей мере двух заранее заданных зон для определения, принимается ли первый сигнал в заранее заданной зоне; определение первой зоны молчания на основе результатов контроля и заранее заданного правила, при этом первая зона молчания является одной из заранее заданных зон, в которой обнаружен прием первого сигнала, и запрет передачи второго сигнала в первой зоне молчания.
В способ согласно второму аспекту изобретения могут быть внесены следующие изменения.
Способ может также включать управление временной синхронизацией на основе первого сигнала, включающего первый сигнал синхронизации.
Второй сигнал может включать второй сигнал синхронизации, соответствующий первому сигналу синхронизации.
Способ также может включать определение второй зоны молчания в зависимости от первой зоны молчания и заранее заданного правила, при этом вторая зона молчания является одной из заранее заданных зон, отличных от первой зоны молчания, и запрет передачи второго сигнала во второй зоне молчания.
Способ может также включать обнаружение принятой мощности первого сигнала и определение первой зоны молчания на основе уровня принятой мощности.
Способ также может включать обнаружение уровня помех первого сигнала и принятие решения о том, что заранее заданное условие выполнено, если уровень помех превышает заранее заданное пороговое значение.
Заранее заданное условие может включать по меньшей мере одно из следующего: начальная загрузка устройства, прием устройством заранее заданной команды, ухудшение первого сигнала в первой зоне молчания больше заранее заданного уровня и истечение заранее заданного промежутка времени после того, как упомянутое условие было выполнено.
Способ может также включать передачу второго сигнала в зоне передачи вне упомянутых заранее заданных зон, при этом зона передачи зависит от первой зоны молчания и отлична от нее.
В соответствии с заранее заданным правилом может быть определен первый иерархический уровень, соответствующий зоне принятого первого сигнала, а второй иерархический уровень может быть определен в качестве следующего уровня, расположенного ниже первого иерархического уровня и связанного с устройством, при этом первая зона молчания может быть определена на основе второго иерархического уровня.
Иерархический уровень может соответствовать уровню синхронизации.
Заранее заданные зоны могут включать заранее заданные временные интервалы.
Способ может представлять собой способ слепого обнаружения для иерархической конфигурации.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство, содержащее блок принятия решения, сконфигурированный для определения, выполнено ли заранее заданное условие; приемник, сконфигурированный для приема первого сигнала в заранее заданных зонах; блок запрета, сконфигурированный для запрета передачи второго сигнала в множестве заранее заданных зон, если блок принятия решения определяет, что заранее заданное условие выполнено; процессор контроля, сконфигурированный для контроля, если блок принятия решения определяет, что заранее заданное условие выполнено, по меньшей мере двух заранее заданных зон для определения, принимается ли первый сигнал в заранее заданных зонах; блок определения, сконфигурированный для определения первой зоны молчания на основе результатов контроля, полученных процессором контроля, и заранее заданного правила, при этом первая зона молчания является одной из заранее заданных зон, в которой процессором контроля обнаружен прием первого сигнала; причем блок запрета сконфигурирован для запрета передачи второго сигнала в первой зоне молчания.
В устройство согласно третьему аспекту изобретения могут быть внесены следующие изменения.
Устройство может содержать контроллер, сконфигурированный для управления временной синхронизацией на основе первого сигнала, включающего первый сигнал синхронизации.
Второй сигнал может включать второй сигнал синхронизации, соответствующий первому сигналу синхронизации.
Блок определения может быть также сконфигурирован для определения второй зоны молчания в зависимости от первой зоны молчания и заранее заданного правила, при этом вторая зона молчания является одной из заранее заданных зон, отличных от первой зоны молчания, а блок запрета также может быть сконфигурирован для запрета передачи второго сигнала во второй зоне молчания.
Устройство также может содержать блок обнаружения мощности, сконфигурированный для обнаружения принятой мощности первого сигнала, и блок определения может быть также сконфигурирован для определения первой зоны молчания на основе принятой мощности.
Устройство также может содержать блок обнаружения помех, сконфигурированный для обнаружения уровня помех первого сигнала, а блок принятия решения может быть сконфигурирован для определения того, что заранее заданное условие выполнено, если уровень помех превышает заранее заданное пороговое значение.
Заранее заданное условие может включать по меньшей мере одно из следующего: начальная загрузка устройства, прием устройством заранее заданной команды, ухудшение первого сигнала в первой зоне молчания больше заранее заданного уровня и истечение заранее заданного промежутка времени после того, как упомянутое условие было выполнено.
Устройство может также содержать передатчик, сконфигурированный для передачи второго сигнала в зоне передачи вне упомянутых заранее заданных зон, при этом зона передачи зависит от первой зоны молчания и отлична от нее.
В соответствии с заранее заданным правилом может быть определен первый иерархический уровень, соответствующий зоне принятого первого сигнала, а второй иерархический уровень может быть определен в качестве следующего уровня, расположенного ниже первого иерархического уровня и связанного с устройством, при этом первая зона молчания может быть определена из второго иерархического уровня.
Иерархический уровень может соответствовать уровню синхронизации.
Заранее заданные зоны могут включать заранее заданные временные интервалы.
Базовая станция или контроллер базовой станции могут содержать устройство, соответствующее третьему аспекту настоящего изобретения.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается компьютерный программный продукт на машиночитаемом носителе, содержащий программные инструкции, которые при их исполнении компьютером реализуют операции способа согласно второму аспекту изобретения.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предлагается система, содержащая первое устройство, сконфигурированное для передачи сигнала, и второе устройство, соответствующее первому аспекту изобретения, при этом средства приема сконфигурированы для приема первого сигнала, переданного первым устройством в качестве первого сигнала.
В системе согласно пятому аспекту первое устройство может синхронизироваться с помощью глобальной навигационной спутниковой системы, или первое устройство может представлять собой устройство, соответствующее первому аспекту и содержащее средства передачи, сконфигурированные для передачи второго сигнала в зоне передачи вне упомянутых заранее заданных зон, при этом зона передачи зависит от первой зоны молчания и отлична от нее, причем упомянутый сигнал включает второй сигнал синхронизации.
В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предлагается система, содержащая первое устройство, сконфигурированное для передачи сигнала, и второе устройство, соответствующее третьему аспекту изобретения, при этом приемник сконфигурирован для приема первого сигнала, переданного первым устройством в качестве первого сигнала.
В системе согласно шестому аспекту изобретения первое устройство может синхронизироваться с помощью глобальной навигационной спутниковой системы, или первое устройство может представлять собой устройство, соответствующее третьему аспекту и содержащее передатчик, сконфигурированный для передачи второго сигнала в зоне передачи вне упомянутых заранее заданных зон, при этом зона передачи зависит от первой зоны молчания и отлична от нее, причем сигнал включает второй сигнал синхронизации.
Следует понимать, что любые из приведенных выше модификаций могут применяться отдельно или в комбинации по отношению к соответствующим аспектам изобретения, к которым они относятся, если явно не указано, что это исключающие друг друга альтернативы.
Другие детали, признаки, цели и преимущества изобретения станут понятны из последующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и прилагаемых чертежей.
На фиг.1 показана сеть в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показано устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 показана временная диаграмма расположения радиокадров и подкадров для узла eNB и нескольких узлов HeNB с различными уровнями в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 показана другая временная диаграмма расположения радиокадров и подкадров для узла eNB и нескольких узлов HeNB с различными уровнями в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 показан способ в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Ниже подробно описываются конкретные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, при этом признаки вариантов осуществления могут свободно комбинироваться друг с другом, если явно не указано иное. Однако следует понимать, что описание конкретных вариантов осуществления приводится только в качестве примера и не ограничивает изобретение описанными конкретными деталями.
Кроме того, следует понимать, что устройство сконфигурировано для выполнения соответствующего способа, хотя в некоторых случаях описывается только устройство или только способ.
В представленных ниже вариантах осуществления настоящего изобретения описывается решение, которое обладает по меньшей мере следующими преимуществами по сравнению с известным уровнем техники: домашние узлы eNodeB неявно указывают свое состояние синхронизации и уровень другим узлам, и для них не требуется дополнительная синхронизация в широковещательном режиме. Таким образом, требования к сигнализации отсутствуют. Кроме того, обеспечивается обратная совместимость для макроузлов eNB.
Поддерживаются уровни выше третьего. Параметр периода молчания, который в предложении компаний Qualcomm и СМСС установлен равным 32 RF (320 мс), может изменяться. Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения являются более гибкими и могут соответствовать большему количеству сетевых сценариев по сравнению со стандартным решением.
Таким образом, настоящее изобретение в основном направлено на решение следующих двух проблем:
1. Как определить собственный уровень узла HeNB путем слепого обнаружения соседнего узла eNodeB наименьшего уровня синхронизации?
2. Как неявно передать информацию об уровне и состоянии синхронизации?
Конкретные варианты настоящего изобретения характеризуются следующими основными признаками:
1. Для каждого уровня имеется соответствующий радиокадр (RF)/подкадр (SF, subframe), который является зоной молчания для этого уровня (также называемой временем молчания или временным интервалом молчания). То есть для каждого уровня узел HeNB находится в режиме молчания в соответствующем ему временном интервале молчания.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения временной интервал молчания должен задаваться для обеспечения простоты выполнения процесса слепого обнаружения: это может позволить сгладить процесс слепого обнаружения, например, путем упорядочения зон молчания для уровней синхронизации с помощью системы GNSS или для изолированной синхронизации.
2. Все узлы HeNB согласно вариантам осуществления настоящего изобретения осведомлены о соответствии каждого уровня и его зоны молчания.
a. Соответствие (например, таблица соответствия) может предоставляться с помощью команды эксплуатации и технического обслуживания (О&М, operation and maintenance), информирующей узел HeNB о таблице соответствия.
b. Таблица соответствия также может заранее конфигурироваться в узлах HeNB и загружаться при начальной загрузке узла HeNB.
3. Номер системного кадра должен выравниваться между узлами HeNB, чтобы временной интервал молчания согласно правилу соответствия, понимаемому всеми узлами HeNB, был одинаковым.
4. Узел HeNB выполняет процедуру слепого обнаружения своего уровня. Для этого узел должен распознать уровни окружающих базовых станций на основе таблицы соответствия, согласно некоторой стратегии принять решение о выборе своего источника синхронизации и, таким образом, определить свой собственный уровень и зону молчания.
Далее приводится описание некоторых подробностей конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые позволяют объяснить вышеприведенные принципы.
1) Таблица соответствия уровней и зоны молчания
Прежде всего, ниже в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения приводится пример структуры таблицы соответствия уровня и его зон молчания (при этом не исключаются любые другие возможности).
Соответствие может определяться списком представленных ниже пар параметров, который должен быть известен всем узлам HeNB:
(уровень N, номер А радиокадра, номер В подкадра [, период М повторения режима молчания, тип К синхронизации, количество X последовательных радиокадров режима молчания в одном периоде, количество Y последовательных подкадров молчания в одном радиокадре]),
где
N обозначает заданный уровень узлов HeNB,
А обозначает радиокадры, номер которых по модулю n (значение
периода повторения режима молчания) равен А,
В обозначает подкадр В заранее заданного радиокадра,
М обозначает период повторения режима молчания в единицах
радиокадров. По умолчанию может использоваться значение, равное 32 радиокадрам RF,
К определяет тип синхронизации: либо синхронизация посредством системы GNSS, либо синхронизация в изолированной сети. По умолчанию может использоваться синхронизация от системы GNSS. Для различных типов синхронизации могут использоваться различные правила размещения зон молчания. Для всех уровней (включая все типы синхронизации) зона молчания каждого уровня является уникальной. Для различных типов синхронизации номер N уровня может быть одним и тем же, в то время как зоны молчания могут быть различными;
X обозначает число радиокадров RF непрерывного молчания в одном и том же периоде вслед за радиокадром RF # А, по умолчанию это значение может быть нулевым;
Y обозначает число подкадров SF непрерывного молчания в одном и том же радиокадре RF # А после подкадра В, по умолчанию это значение может быть нулевым.
- Параметры, заключенные в квадратные скобки, могут быть опциональными.
- В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения параметры могут устанавливаться операторами или при участии операторов, в других вариантах - параметры могут задаваться заранее, например, могут быть указаны в стандарте.
- Предпочтительно отделять вариант изолированной синхронизации (то есть отсутствие синхронизации с помощью системы GNSS) другим уровнем от варианта синхронизации с помощью системы GNSS.
- Например, изолированная синхронизация может начинаться на уровне 11 в соответствующей зоне молчания. Таким образом, процесс объединения сети с изолированной синхронизацией с сетью, синхронизируемой от системы GNSS, упрощается, если между этими сетями установлен мостовой узел.
- Зона молчания должна относиться не только к определенным кадрам RF и подкадрам SF, но также определять принимаемое решение о прослушивании сети:
либо для режима молчания используется MBSFN, тогда зона молчания должна относиться к последней части канала управления без первых двух символов;
либо для режима молчания используется специальный подкадр с более длинным защитным интервалом (GP, guard period), тогда зона молчания должна относиться к интервалу GP, в котором не предусматривается передача (Тх, transmission) и прием (Rx, reception) для узла HeNB.
Ниже приведен пример таблицы соответствия:
Номер радиокадра
Номер подкадра
Уровень
1
2
1
2
2
2
3
2
3
4
2
4
В этой таблице номер радиокадра и номер подкадра указывают зону молчания для уровня той же строки. Для различных сценариев могут подходить различные структуры таблицы соответствия.
Таблица соответствия может передаваться посредством команды О&М. Например, соответствующая команда может передаваться из центра О&М во все домашние узлы eNodeB, но не должна передаваться в макроузел eNodeB.
На фиг.3 показана временная диаграмма расположения радиокадров и подкадров для узла eNB и нескольких узлов HeNB с различными уровнями в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и представленной выше таблицей соответствия.
Обычные подкадры (то есть используемые в обычном режиме передачи и приема и не затрагиваемые процессом слепого обнаружения) показаны светло-серым цветом, а подкадры, в которых соответствующий сетевой элемент находится в режиме молчания для прослушивания расположенного непосредственно сверху уровня, показаны черным цветом.
Кроме того, темно-серым цветом показаны подкадры, в которых соответствующий сетевой элемент находится в режиме молчания, для того чтобы не наводить помехи для прослушивания верхнего узла HeNB на верхнем уровне. Этот второй режим молчания является предпочтительным, но необязательным для вариантов осуществления настоящего изобретения.
Поскольку таблица соответствия передается во все узлы HeNB, эти узлы на основе информации из этой таблицы осведомлены об уровнях и зонах молчания, как показано на фиг.3:
- узел HeNB уровня 1 находится в режиме молчания в зоне [1, 2] (значение по модулю номера радиокадра равно 1, а номер подкадра равен 2) для контроля сигнала нисходящей линии связи соседнего макроузла eNodeB для поддержания синхронизации;
- узлы HeNB уровня 2 находятся в режиме молчания в зоне [2, 2] для контроля смежных узлов HeNB уровня 1, в то время как зона [1, 2] также является зоной молчания, для того чтобы избежать наведения помех на соседний узел HeNB уровня 1, поскольку в этот период времени узел HeNB уровня 1 прослушивает сигнал макроуровня;
- узлы HeNB уровня 3 находятся в режиме молчания в зоне [3, 2] для контроля соседних узлов HeNB уровня 2, в то время как зона [2, 2] также должна быть зоной молчания, для того чтобы избежать наведения помех на более высоком уровне;
- узлы HeNB уровня 4 находятся в режиме молчания в зоне [4, 2] для контроля соседних узлов HeNB уровня 3, в то время как зона [3, 2] также должна быть зоной молчания, для того чтобы избежать наведения помех на более высоком уровне;
- если имеется большее количество уровней, то зону молчания можно определить таким же образом.
Как указывалось выше, соответствие может быть заранее сконфигурировано в узле HeNB в процессе реализации или передано с помощью сообщения О&М.
Если передается сообщение О&М, оно должно формироваться перед выполнением слепого обнаружения и синхронизации. При начальной загрузке узел HeNB устанавливает соединение с сетью через S1-интерфейс, благодаря чему может извлекаться информация О&М. Передача информации с помощью О&М также позволяет обеспечить гибкость при выполнении обновления этого соответствия, хотя для ограничения воздействия на сеть эти обновления должны происходить не слишком часто (ежемесячно или ежегодно).
2) Слепое обнаружение
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения узел HeNB выполняет специальный процесс слепого обнаружения и обращается к таблице соответствия для распознавания уровней окружающих его базовых станций, а для принятия решения о своем источнике синхронизации использует некоторую стратегию. Таким образом, узел также принимает решение о собственном уровне и зоне молчания. Способ проиллюстрирован на фиг.5. Его можно повторять для каждого цикла синхронизации.
На шаге S10 определяют, выполнено ли условие инициирования процесса слепого обнаружения. Таким условием может быть, например, начальная загрузка узла HeNB или прием заранее заданной команды О&М, или истечение определенного периода времени после выполнения последнего процесса слепого обнаружения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения узел HeNB должен выполнять слепое обнаружение на этапе начальной загрузки в тот момент, когда функционирование не началось и пользовательское оборудование (UE) не подсоединено.
Во время работы сети возможно добавление или удаление соседнего сетевого узла, что может повлиять на цепочку синхронизации и привести к выбору нового источника синхронизации.
В результате удаления или отказа соседнего узла узел HeNB может потерять свой источник синхронизации. Это событие обнаруживается, если в течение определенного времени сигнал синхронизации не принимается в зоне молчания, что может являться другим условием запуска процесса слепого обнаружения.
Добавление другого узла или устранение неисправности в отказавшем узле может привести к возникновению дополнительных помех при приеме сигнала синхронизации источника синхронизации, если новый узел может укоротить цепочку синхронизации существующего узла HeNB. Кроме того, в этом случае, если обнаружен уровень помех, превышающий определенное пороговое значение, функционирующий узел HeNB может инициировать процесс слепого обнаружения для повторного принятия решения о своем источнике синхронизации и уровне, а затем выполнить повторную синхронизацию.
Если ни одно из таких инициирующих условий не выполнено (переход по ветви "нет" из блока S10 принятия решения), то поддерживается обычный режим функционирования, в котором сигнал синхронизации не посылается в зоне молчания узла HeNB (шаг S60).
Если условие выполнено (переход по ветви "да" из блока S10 принятия решения), в следующем процессе слепого обнаружения узел HeNB в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может выполнить указанные ниже шаги.
1. Выполнить поиск соты для всех окружающих станций BS. Узел HeNB может выбрать для контроля только несколько станций BS на основе, например, того факта, что уровень принимаемой мощности превышает определенное пороговое значение. Затем узел HeNB осуществляет контроль всех выбранных сигналов станций BS во всех зонах молчания всех уровней, перечисленных в таблице соответствия. Для этого, как показано на фиг.5, узел HeNB переходит в режим молчания во всех зонах молчания, указанных в таблице соответствия (S20), принимает сигнал в зонах молчания (S30) и контролирует, является ли принятый сигнал сигналом синхронизации контролируемой станции BS (S40).
2. На основе результатов контроля, выполненного на последнем шаге, узел HeNB анализирует информацию об уровне окружающих базовых станций (BS) и выбирает свой источник синхронизации, а также определяет свой собственный уровень и соответствующую зону молчания (шаг S50).
2.1. Узел HeNB может сравнивать результаты контроля с таблицей соответствия для идентификации уровня соседней базовой станции. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения узел HeNB может также идентифицировать тип синхронизации контролируемых станций BS, если для различения узлов NodeB, синхронизируемых от системы GNSS, и узлов NodeB, синхронизируемых изолированно, определены различные зоны молчания. Следующие примеры относятся к приведенной выше типовой таблице соответствия. Для одной конкретной станции BS может выполняться следующий анализ:
a) если узел HeNB может прочитать все сигналы CRS подкадров нисходящей линии связи этой станции BS во всех зонах молчания всех уровней после двойной проверки нескольких периодов повторения режима молчания (например, кратных 320 мс), это означает, что контролируемая базовая станция является узлом eNB (или находится на уровне 0);
b) если узел HeNB не может прочитать сигналы CRS этой станции BS только в зоне молчания уровня 1, например, сигнал CRS этой BS не найден в зоне [1, 2], но найден в зоне [2, 2] при использовании нескольких циклических двойных проверок, то можно заключить, что контролируемая станция BS находится на уровне 1;
c) если узлы HeNB не могут прослушать сигналы CRS только в зонах [1, 2] и [2, 2] после двойной проверки нескольких периодов, то узел HeNB может подтвердить, что контролируемая станция BS находится на уровне 2;
d) в соответствии с тем же подходом, если узлы HeNB не могут прослушать сигналы CRS только в зонах [2, 2] и [3, 2] после двойной проверки нескольких периодов, то узел HeNB может подтвердить, что контролируемая станция BS находится на уровне 3;
e) в соответствии с тем же подходом можно идентифицировать другие уровни.
2.2. В результате выполнения шага 2 узел HeNB получает сведения обо всех выбранных уровнях станции BS. Следовательно, узел HeNB может выбрать свой источник синхронизации и, таким образом, определить свой собственный уровень как уровень, который на единицу больше уровня выбранной контролируемой станции BS. Затем на основе таблицы соответствия узел HeNB может определить собственную зону молчания (шаг S50).
а) Если источником синхронизации является узел eNB (на уровне 0), то узел HeNB может определить, что собственный уровень синхронизации соответствует уровню 1. Затем узел HeNB согласно примеру таблицы соответствия конфигурирует зону [радиокадр, подкадр]=[1, 2] для режима молчания. Все другие комбинации параметров [радиокадр, подкадр] обрабатываются как обычный подкадр для работы в нормальном режиме, то есть как подкадр, не задействованный в способе слепого обнаружения.
b) Если источник синхронизации находится на уровне 1, узел HeNB принимает решение о том, что его собственным уровнем должен быть уровень 2. Таким образом, в соответствии с таблицей соответствия узел HeNB находится в режиме молчания в зонах [1, 2] и [2, 2].
c) Если источник синхронизации находится на уровне 2, узел HeNB конфигурирует свой собственный уровень как уровень 3. Таким образом, узел HeNB конфигурирует зоны [2, 2] и [3, 2] для режима молчания.
d) Если источник синхронизации находится на уровне 3, узел HeNB конфигурирует свой собственный уровень как уровень 4. Таким образом, на основе соответствия узел HeNB конфигурирует зоны [3, 2] и [4, 2] для режима молчания.
e) Аналогично, на основе информации об уровне источника синхронизации для более высоких уровней узел HeNB может определять свой собственный уровень как уровень, на единицу превышающий уровень источника синхронизации, а также устанавливать свои соответствующие зоны молчания.
Если от нескольких потенциальных источников синхронизации одинакового уровня принимается сходный сигнал, узел HeNB может произвольным образом выбрать один из источников либо учесть другие аспекты для принятия решения.
3. После определения своей собственной зоны молчания узел HeNB возвращается в нормальный режим работы и не осуществляет передачу в пределах своей зоны молчания (S60).
4. В условиях начальной загрузки, приема заранее заданной команды (например, команды О&М), существенного повреждения текущего источника синхронизации и т.д. узел HeNB может выполнить повторную оценку и выбрать новый источник синхронизации (переход по ветви "да" после выполнения шага S10). В противном случае узел HeNB продолжает отслеживание своего источника синхронизации в своей текущей зоне молчания.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения также может обеспечиваться синхронизация в изолированной сети. Понятие "изолированная сеть" относится к сценарию, в котором сигналы от системы GNSS / макроузла eNB не могут быть приняты. Если в этом сценарии имеется несколько несинхронизированных извне узлов HeNB, которые могут прослушивать друг друга, то для обеспечения нормальной работы сети также требуется синхронизация. С помощью некоторой схемы или произвольно один узел HeNB выбирается в качестве источника синхронизации в сети такого типа, а другие узлы уровень за уровнем синхронизируются от этого источника.
В таких условиях предполагается, что не все узлы HeNB в этой изолированной сети загружаются одновременно. Если один из узлов HeNB загружается и не может найти сигнал CRS во всех кадрах RF/SF, то он с уверенностью может решить, что он и есть первый несинхронизированный узел HeNB в этой области. На основе таблицы соответствия он может определить, что его уровень является первым уровнем синхронизации в изолированной сети, и начать функционирование. Затем, за первым узлом, может быть синхронизирован другой узел HeNB по первому узлу HeNB с использованием механизма слепого обнаружения.
Если в какой-то момент времени вводится в эксплуатацию новый узел HeNB, который расположен на границе изолированной сети и попадает в зону покрытия макроузла eNB или сети, синхронизируемой от системы GNSS, то предпочтительно, чтобы все узлы HeNB в этой изолированной сети синхронизировались от системы GNSS. Затем предшествующий механизм соответствия уровней синхронизации изолированного типа в такой "изолированной" сети может быть отклонен, и может выполняться процесс слепого обнаружения собственного уровня в сети, синхронизируемой с помощью GNSS.
Как обсуждалось выше, узел HeNB (на который воздействуют помехи) в изолированной сети может обнаружить начальную загрузку нового узла HeNB, если в течение некоторого периода времени возникают сильные помехи. Поскольку в синхронизированной сети в зоне молчания узла сильные помехи возникать не должны, появление новых помех в этой зоне означает, что был загружен новый узел HeNB, конфигурация уровня которого может конфликтовать с текущей конфигурацией уровней.
Имеется некоторая вероятность, что новый узел HeNB синхронизируется с помощью системы GNSS. Если эти помехи продолжаются в течение минимального периода времени, и узел HeNB, на который они оказывают воздействие, использует синхронизацию изолированного типа, то этот узел может не сохранять свой уровень и предположить, что поблизости загружен узел HeNB, синхронизируемый с помощью системы GNSS. Кроме того, узел HeNB, на который оказывают воздействие помехи, может использовать отчет о результатах измерений устройства UE для проверки того, установлена ли новая сота, для того чтобы избежать ложного аварийного сигнала о помехах макроустройства UE. Если узел HeNB, на который оказывают воздействие помехи, предполагает, что имеется новый узел NB, то этот узел HeNB может повторно выполнить процесс слепого обнаружения для синхронизации с узлом HeNB, который синхронизируется с помощью системы GNSS. В зависимости от реализации перед выполнением процесса слепого обнаружения может осуществляться перезагрузка.
Далее более подробно описывается случай добавления в сеть нового узла, который может укоротить цепочку синхронизации. Это рассмотрение может применяться как к сетям с синхронизацией от системы GNSS, так и к изолированным сетям.
В зависимости от структуры соответствия уровня и зоны молчания процессы добавления и удаления узлов могут, как показано на фиг.4, выполняться очень плавно ценой больших потерь ресурсов, связанных с зарезервированной зоной молчания. То есть узел HeNB может перемещаться с большего уровня (или из изолированной сети) на меньший уровень.
Диаграмма, показанная на фиг.4, соответствует диаграмме, показанной на фиг.3, за исключением того, что кадры RF/SF, показанные темно-серым цветом, обозначают не только зоны молчания, используемые для устранения помех, создаваемых для верхнего уровня, но также указывают кадры RF/SF, в которых режим молчания применяется для масштабируемого расширения.
Как обсуждалось выше в связи с процессом слепого обнаружения, резервирование зоны молчания может быть эффективным, до тех пор пока не возникают сильные помехи в собственной зоне молчания узла HeNB. При возникновении помех в собственной зоне молчания узел HeNB может резервировать все зоны молчания нижних уровней, то есть переходить в режим молчания в этих зонах. Затем он может контролировать эти зоны молчания и выполнять в них процесс слепого обнаружения только для того, чтобы определить, имеется ли новая сота с уровнем меньше, чем уровень текущего источника синхронизации.
Если уровень узла HeNB является наименьшим уровнем изолированной сети, то этот узел может определить, является ли новый источник синхронизации синхронизируемым от системы GNSS. В этом случае узел HeNB может использовать новую соту в качестве источника синхронизации. Таким образом, цепочка синхронизации укорачивается. Затем узел HeNB может освободить излишние зоны молчания.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться для синхронизации узла HeNB не только в системах дуплексной передачи с разделением по времени (TDD), но также и в системах дуплексной передачи с разделением по частоте (FDD) и в других системах при соблюдении изложенных ниже условий.
Если радиокадры/подкадры или другие временные интервалы используются для передачи сигнала синхронизации, номер системного кадра (SFN, system frame number) должен быть выровнен между всеми узлами HeNB таким образом, чтобы совпадал временной интервал молчания согласно правилу соответствия, принимаемому всеми узлами HeNB. Система TDD в глобальной системе мобильной связи (GSM), универсальной системе мобильной связи (UMTS), LTE и LTE-A синхронизируется по SFN при развертывании. Если система, например система FDD, не синхронизируется по SFN при развертывании, то с помощью базового протокола NTP (точность в 1 мс) можно с достаточной точностью синхронизировать номер системного кадра (1 RF длится 10 мс).
На фиг.2 показано устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Приемник обозначен цифрой 1, блок контроля - цифрой 2, блок определения - цифрой 3, блок запрета - цифрой 4, блок принятия решения - цифрой 5 и передатчик - цифрой 6.
Приемник 1 сконфигурирован для приема сигнала синхронизации в заранее заданных кадрах RF/SF.
Блок 5 принятия решения определяет, выполняется ли одно из заранее заданных условий, инициирующих выполнение процесса слепого обнаружения. Этими условиями могут быть, например, начальная загрузка, конкретная команда О&М, сильные помехи сигналу синхронизации, отсутствие сигнала синхронизации в течение периода молчания и истечение определенного промежутка времени после выполнения предшествующего процесса слепого обнаружения.
Если условие выполнено, блок 2 контроля осуществляет контроль каждого из заранее заданных кадров RF/SF, для того чтобы определить, принят ли сигнал синхронизации. Кадры RF/SF могут быть только подмножеством всех кадров RF/SF, определенных в таблице соответствия уровня и зоны молчания, например, как это обсуждалось в описании, относящемся к добавлению новой станции BS.
На основе результатов контроля, выполненного блоком 2 контроля, блок 3 определения определяет новый уровень узла HeNB и на основе этого, согласно таблице соответствия, определяет новую зону молчания.
В процессе выполнения процедуры слепого обнаружения, то есть при выполнении заранее заданного условия, блок 4 запрета запрещает передатчику 6 передавать сигнал в кадрах RF/SF, в которых осуществляется контроль. Если определен новый период молчания, передатчик 6 может передавать сигналы во всех кадрах RF/SF, за исключением зоны молчания устройства, передача в котором запрещена блоком 4 запрета.
Передатчик 6 может передавать сигнал, например сигнал синхронизации, идентичный сигналу, принимаемому приемником 1, за исключением зоны (в этом варианте осуществления радиокадра и подкадра), в которой он передается.
Выше описаны варианты осуществления настоящего изобретения, связанные с процессом слепого обнаружения для установления синхронизации. Однако в соответствии с другими вариантами осуществления вместо сигнала синхронизации может передаваться любая информация.
Согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы узлы, отличные от узлов HeNB. Эти узлы должны быть иерархически упорядочены, так чтобы информация, подлежащая передаче, пересылалась с верхнего иерархического уровня на нижний. В описанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения уровень (то есть сочетание типа уровня и значения уровня) или только значение уровня (если изолированные сети помечены соответствующими уровнями) соответствуют иерархическому уровню.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения вместо нисходящих линий связи в сетях LTE могут использоваться другие линии связи между узлами. Однако важно поддерживать определенный уровень синхронизации, для того чтобы однозначно идентифицировать временные интервалы молчания.
В описанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения зоны молчания соответствуют временным интервалам молчания. То есть такая информация как сигнал синхронизации передается в заранее заданном периоде времени (временном интервале).
В других вариантах осуществления настоящего изобретения информация может передаваться в других измерениях, например в частотных интервалах или "кодовых интервалах". В этих случаях зоны молчания соответствуют частотам или кодам, используемым в режиме молчания.
Например, вариант осуществления может быть основан на использовании системы FDD. Сигнал, например сигнал синхронизации, может передаваться на заранее заданной частоте в зависимости от иерархического уровня передатчика. Соответствующая приемная сторона на этой частоте находится в режиме молчания.
В процессе слепого обнаружения приемная сторона находится в режиме молчания на нескольких заранее заданных частотах и обнаруживает, следует ли принимать сигнал синхронизации. Исходя из этого, определяется иерархический уровень передающей стороны, собственный иерархический уровень, расположенный на один уровень ниже и, на основе этого, собственная частота режима молчания.
Ниже перечислены некоторые преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения.
1. Согласно этому неявному способу слепого обнаружения не требуется дополнительная сигнализация для указания уровня и состояния синхронизации, что позволяет устранить любое воздействие на макроузел eNB.
2. Способ также может использоваться для синхронизации узлов HeNB, работающих по схеме FDD.
3. Способ не ограничен тремя уровнями иерархии HeNB. Число уровней может устанавливаться в соответствии с практическими вариантами размещения узлов. Значения периодов повторения и некоторые другие параметры, дополнительно приведенные в таблице соответствия, могут формироваться произвольным образом.
4. При использовании соответствующей структуры соответствия уровня и зоны молчания варианты осуществления настоящего изобретения могут также поддерживать работу в сценарии изолированной синхронизации и обеспечивать плавный переход к меньшим уровням.
В соответствии с приведенным выше описанием должно быть очевидно, что примеры осуществления настоящего изобретения относятся к узлу Node В развитой сети или его компонентам, устройству, реализующему аналогичные функции, способу управления и/или выполнения тех же функций и компьютерным программам, управляющим и/или выполняющим те же функции, а также к носителям, содержащим такие компьютерные программы и реализующим компьютерный программный продукт.
Например, описанные выше устройства, способы, система и компьютерные программные продукты способны выполнять слепое обнаружение для синхронизации, осуществляемой посредством домашнего узла eNodeB.
В частности, предлагается устройство, содержащее средства принятия решения, сконфигурированные для определения, выполняется ли заранее заданное условие; средства приема, сконфигурированные для приема первого сигнала в заранее заданных зонах; средства запрета, сконфигурированные для запрета передачи второго сигнала в множестве заранее заданных зон, если средства принятия решения определяют, что заранее заданное условие выполнено; средства контроля, сконфигурированные для контроля, в том случае если средства принятия решения определяют, что заранее заданное условие выполнено, по меньшей мере двух заранее заданных зон для определения, принимается ли первый сигнал в заранее заданных зонах; средства определения, сконфигурированные для определения первой зоны молчания на основе результатов контроля, полученных средствами контроля, и заранее заданного правила, при этом первая зона молчания является одной из заранее заданных зон, в которой средствами контроля обнаружен прием первого сигнала; причем средства запрета сконфигурированы для запрета передачи второго сигнала в первой зоне молчания.
Описанные выше блоки, устройства, системы, механизмы или способы могут быть осуществлены (не ограничиваясь изложенными ниже вариантами) в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения, встроенного программного обеспечения, специализированных схем или логики, аппаратного обеспечения общего назначения или контроллера, или других вычислительных устройств, или некоторой комбинации указанных средств.
Следует понимать, что приведенное выше описание в настоящее время рассматривается как описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако следует принимать во внимание, что описание этих предпочтительных вариантов приведено только в качестве примера, и в них могут быть внесены различные изменения в пределах сущности изобретения, определяемой прилагаемой формулой изобретения.