ВЫДЕЛЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ОПОРНЫХ СИГНАЛОВ ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ ДЛЯ КЛАСТЕРОВ СОТ
UPLINK REFERENCE SIGNAL ALLOCATION AND ASSIGNMENT FOR CELL CLUSTERS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в общем к системам беспроводной связи и в частности к способам и устройствам для распределения и назначения опорных сигналов восходящей линии связи в кластере сот.
Уровень техники
Распределенная антенная система (DAS) в общем указывает на архитектуру радиодоступа, состоящую из большого количества антенн (или радиоголовок) в значительной степени распределенных по большой площади и присоединенных к центру централизованной обработки. Каждая группа антенн покрывает зону, обычно называемую сотой. Общая площадь, покрываемая многочисленными антеннами, присоединяющимися к одному и тому же центральному блоку, называется кластером сот DAS, чтобы отличаться от соты в обычной системе. В отличие от обычной сотовой системы, в которой сигналы, передаваемые и принимаемые каждой антенной, обрабатываются по отдельности на базовой станции, прикрепленной к ней, DAS имеет полное управление всеми в значительной степени распределенными антеннами, а потому, может координировать их передачу и прием для минимизации помех и достижения высокой емкости. Самые последние успехи в распределенных антенных системах дали начало системе СоМР (координированной многоточечной передачи и приема), используемой в 3GPP (Проекте партнерства третьего поколения). Кластер сот СоМР тоже включает в себя несколько сот, каждая из которых имеет одну или более антенн для обеспечения покрытия радиосвязи.
Системы DAS и СоМР должны иметь достаточные сведения о характеристиках каналов между терминалами и распределенными антеннами, чтобы эффективно подавлять помехи. Такие сведения типично оцениваются благодаря передачам по восходящей линии связи известных сигналов, обычно называемых зондирующими опорными сигналами, опорными сигналами или контрольными сигналами, в дальнейшем называемых опорными сигналами. Точность оценок каналов в большой степени зависит от выбора и использования опорных сигналов восходящей линии связи. Распределение и назначение опорных сигналов восходящей линии связи становятся даже еще более осложненными, когда есть многочисленные соседние кластеры сот DAS или СоМР с не координирующими центрами обработки, то есть, центрами обработки, которые не координируют передачи между кластерами сот.
Точные оценки каналов восходящей линии связи присущи когерентной демодуляции данных восходящей линии связи, передаваемых терминалами, обслуживаемыми в пределах кластера сот. Точные оценки каналов восходящей линии связи также критичны для передачи по нисходящей линии связи в случае систем дуплекса с временным разделением каналов (TDD), которые могут выводить характеристики каналов нисходящей линии связи из оценок каналов восходящей линии связи.
В обычной системе, такой как долгосрочное развитие (LTE), каждой базовой станции распределяется набор опорных сигналов восходящей линии связи, который ортогонален распределенным соседней соте. Базовая станция затем назначает опорные сигналы восходящей линии связи, выбранные из этого набора на терминал, которые она обслуживает. Базовая станция использует опорные сигналы, принятые с терминалов, для выполнения оценки канала и выполнения когерентной демодуляции. Соседним сотам распределяются взаимоисключающие наборы, тогда как один и тот же набор сигналов может повторно использоваться другими сотами, которые обособлены, так что никакие или всего лишь ограниченные помехи возникают между сотами. Примерами для ортогонального набора опорных сигналов могут быть разные циклические сдвиги базовой последовательности, такой как последовательность Задова-Чу, m-последовательность, или последовательность Костаса. Еще одна возможность состоит в том, что опорные сигналы восходящей линии связи делаются ортогональными в частотно-временной области для системы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).
В каждом случае, статическое повторное использование ортогональных наборов опорных сигналов может быть достаточным для обычной системы, в которой каждая базовая станция обслуживает только один терминал за раз. Однако, для кластера сот DAS или СоМР, многочисленные пользователи одновременно обслуживаются центром обработки. Количество ортогональных сигналов может быть недостаточным для обслуживания всех терминалов в достаточной мере, если обычный способ статического повторного использования принят на уровне соты DAS или СоМР. Более того, ограничивание внутренних сот из кластера сот DAS или СоМР от повторного использования сигналов, распределенных соседнему кластеру сот, является ненужным, поскольку внутренние соты экранированы граничными антеннами кластера сот. Обычный подход статического повторного использования может быть перенят на уровне антенны. Другими словами, один и тот же ортогональный набор опорных сигналов может повторно использоваться антеннами, которые обособлены на большом расстоянии друг от друга. Однако, этот статическое повторное использование в пределах кластера сот DAS или СоМР претерпевает неудачу в полном использовании способности центра обработки динамически оптимизировать назначения контрольных сигналов.
Раскрытие изобретения
Обладающие признаками изобретения способы и устройство, раскрытые в материалах настоящей заявки, распределяют и назначают опорные сигналы восходящей линии связи сотам в пределах кластера сот на основании типа соты. Большие ограничения накладываются на граничные соты, которые прилегают к одному или более соседних кластеров сот, по сравнению с внутренними сотами, которые обособлены от соседних кластеров сот граничными сотами. В одном из вариантов осуществления, последовательность операций назначения распределенных опорных сигналов восходящей линии связи делится на две части. Первая часть включает в себя статистическое или полудинамическое назначение опорных сигналов восходящей линии связи мобильным устройствам, обслуживаемым в пределах граничных сот. Вторая часть включает в себя динамическое назначение опорных сигналов мобильным устройствам, обслуживаемым в пределах внутренних сот. Таким образом, назначение опорных сигналов восходящей линии связи в пределах разных зон покрытия антенн внутри кластера сот является функцией местоположения антенны в пределах кластера. Антенны, расположенные в сотах, которые прилегают к соседним кластерам сот, находятся под большим ограничением, тогда как внутренние антенны имеют меньшее ограничение. При таких условиях, центр обработки кластера сот может назначать опорные сигналы восходящей линии связи терминалам в пределах кластера оптимальным образом. Статические или полудинамические назначения опорных сигналов, производимые в граничных сотах, могут сигнализироваться в соседние кластеры сот и/или на некоторый другой узел в сети, например, узел эксплуатации и технического обслуживания или самооптимизирующий сетевой узел, для улучшения координации между соседними кластерами сот.
Согласно варианту осуществления, опорные сигналы восходящей линии связи распределяются в пределах кластера сот посредством разбиения набора опорных сигналов восходящей линии связи, распределенных кластеру сот, на взаимоисключающие поднаборы опорных сигналов восходящей линии связи. Один из поднаборов распределяется каждой из граничных сот, и полный набор опорных сигналов восходящей линии связи распределяется внутренним сотам. Соответственно, большее количество опорных сигналов восходящей линии связи доступно для назначения терминалам, обслуживаемым внутренними сотами, чем граничными сотами.
Конечно, настоящее изобретение не ограничено вышеприведенными признаками и преимуществами. Специалисты в данной области техники будут осознавать дополнительные признаки и преимущества по прочтению последующего подробного описания и по просмотру прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует структурную схему варианта осуществления кластера сот, имеющего граничные соты и внутренние соты.
Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления способа для распределения и назначения опорных сигналов восходящей линии связи граничным сотам и внутренним сотам кластера сот.
Фиг.3 иллюстрирует структурную схему варианта осуществления контроллера централизованной обработки для управления работой множества в значительной степени рассосредоточенных антенн.
Фиг.4 иллюстрирует структурную схему варианта осуществления контроллера, присоединенного к множеству базовых радиостанций для управления работой множества в значительной степени рассосредоточенных антенн.
Фиг.5 иллюстрирует структурную схему варианта осуществления конфигурации распределенной базовой станции для распределения и назначения опорных сигналов восходящей линии связи граничным и внутренним сотам кластера сот.
Осуществление изобретения
Фиг.1 иллюстрирует вариант осуществления кластера 100 сот, окруженного соседними кластерами 102 сот. В одном из вариантов осуществления, каждый кластер 100, 102 сот имеет контроллер сети (не показанный на фиг.1), присоединенный к многочисленным распределенным антеннам (также не показанным на фиг.1), имеющим зоны 104, 106 покрытия радиоизлучения, в материалах настоящей заявки называемые сотами, которые представлены шестиугольными областями по фиг.1. Вообще, соты 104, 106 могут иметь формы, иные чем шестиугольная. Средний кластер 100 сот имеет граничные соты 104, прилегающие к сотам в одном или более из соседних кластеров, и внутренние соты 106, обособленные от соседних кластеров 102 граничными сотами 104. Граничные соты 104 среднего кластера 100 показаны сплошными линиями, внутренние соты 106 пунктирными линиями на фиг.1 для легкости иллюстрации. Три разных типа условий создающих помехи сот встречаются в каждом кластере 100, 102 сот. Тип помех, испытываемых конкретной сотой 104, 106, зависти от того, граничит ли сота 104, 106 с одиночным соседним кластером 102 сот, граничит ли с более чем одним соседний кластер 102, или не граничит с соседним кластером 102. Первые два типа условий создающих помехи сот возникают в пределах граничных сот 104, а третий тип встречается в пределах внутренних сот 106.
Подробнее, первый тип условия создающих помехи сот возникает в граничных сотах 104, которые прилегают к сотам, принадлежащим к двум разным соседним кластерам 102 сот. Эти граничные соты 104 также называются в материалах настоящей заявки граничными сотами типа 1. Три из граничных сот 104 помечены диагональными полосами на фиг.1, чтобы указывать, что они являются граничными сотами типа 1. Второй тип условия создающих помехи сот возникает в граничных сотах 104, которые прилегают к сотам, принадлежащим к одному соседнему кластеру 102 сот. Эти граничные соты 104 также называются в материалах настоящей заявки граничными сотами типа 2. Две из граничных сот 104 помечены вертикальными полосами на фиг.1, чтобы указывать, что они являются граничными сотами типа 2. Третий тип условия создающих помехи сот возникает во внутренних сотах 106, одна из которых помечена точками на фиг.1. Опорные сигналы восходящей линии связи распределяются разным сотам 104, 106 среднего кластера 100 сот на основании типа соты, так что эксплуатационные параметры оптимизируются, а помехи снижаются.
Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления способа для распределения опорных сигналов восходящей линии связи в пределах кластера сот на основании типа соты и затем описана со ссылкой на фиг.1. Способ начинается разбиением набора опорных сигналов восходящей линии связи, распределенных среднему кластеру 100 сот, на взаимоисключающие поднаборы опорных сигналов восходящей линии связи (этап 200). Исходный набор опорных сигналов может быть сформированы на основании разных циклических сдвигов базовой последовательности, такой как последовательность Задова-Чу, т-последовательность, или последовательность Костаса. В качестве альтернативы, набор может делаться ортогональным в частотно-временной области для системы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Кроме того, другие технологии могут использоваться для формирования набора ортогональных опорных сигналов восходящей линии связи.
На основании компоновки кластера сот, показанной на фиг.1, набор ортогональных опорных сигналов восходящей линии связи, распределенных среднему кластеру 100 сот, делится на три взаимоисключающих поднабора, помеченных SO, S1 и 32 на фиг.1. Вообще, набор может быть поделен на любое требуемое количество поднаборов на основании компоновки рассматриваемого кластера сот. Поднаборы распределяются разным сотам 104, 106 среднего кластера 100 на основании типа соты. Согласно варианту осуществления, одно из поднаборов распределяется каждой из граничных сот 104 (этап 202). Фиг.1 показывает один из вариантов осуществления, где один и тот же поднабор SO распределяется каждой из граничных сот 104 среднего кластера 100 сот. Однако, любой из поднаборов S1 или S2 также мог бы назначаться на граничные соты 104 среднего кластера 100. Распределения опорных сигналов восходящей линии связи, произведенные в граничных сотах 104 среднего кластера 100 сот, могут сигнализироваться в соседние кластеры 102 сот, например, через интерфейс Х-2. В одном из вариантов осуществления, индексное значение, идентифицирующее распределения поднаборов граничных сот, сигнализируется в соседние кластеры 102 сот. Соседние кластеры 102 сот могут использовать индекс для идентификации, какой поднабор был распределен граничным сотам 104 среднего кластера 100, например, посредством использования индексного значения для поиска по справочной таблице поднаборов опорных сигналов. Соседние кластеры 102 сот могут использовать эти сведения о распределениях поднаборов, чтобы гарантировать, что их соответственным граничным сотам 104 распределен поднабор взаимоисключающих опорных сигналов восходящей линии связи, тем самым, снижая помехи между граничными сотами 104 прилегающих кластеров сот.
В одном из вариантов осуществления, дополнительные опорные сигналы восходящей линии связи могут быть распределены граничным сотам 104 типа 2 у среднего кластера 100 сот, то есть, граничным сотам 104, которые прилегают к сотам, принадлежащим к одному соседнему кластеру 102 сот. Две граничных соты 104 типа 2 идентифицированы на фиг.1 вертикальными полосами для легкости иллюстрации. Для граничных сот 104 типа 2, полному набору опорных сигналов, распределенному под средний кластер 100 сот необходимо разбиваться только на два поднабора. Это может достигаться дополнительным делением каждого из трех поднаборов S0, S1 и 32 на два взаимоисключающих поднабора. В одном из вариантов осуществления, часть второго из поднаборов распределяется граничным сотам 104 типа 2. Например, поднабор S2 может быть разделен на S20 и S21. Действие таким образом делает доступными два больших взаимоисключающих поднабора [S0, S20] и [S1, S21] для распределения соседним граничным сотам 104 типа 2, как представлено граничными сотами 104, подчеркнутыми вертикальными полосами на фиг.1. Дополнительные распределения опорных сигналов восходящей линии связи граничным сотам 104 типа 2 среднего кластера 100 могут сигнализироваться в соседний кластер 102 для указания, что оставшаяся часть S21 второго поднабора S2 доступна для распределения его граничным сотам 104 типа 2. Таким образом, соседней граничной соте 104 типа 2 может быть распределена оставшаяся часть S21 второго поднабора S2, как показано на фиг.1. Распределение дополнительных опорных сигналов восходящей линии связи граничным сотам 104 типа 2 дает граничным сотам 104 типа 2 возможность обслуживать большее количество мобильных устройств (не показанных на фиг.1).
Внутренние соты 106 имеют меньшие ограничения, наложенные на них, по сравнению с граничными сотами 104 касательно распределений и назначений опорных сигналов восходящей линии связи. В отличие от граничных сот 104, полный набор опорных сигналов восходящей линии связи распределяется внутренним сотам 106 среднего кластера 100 сот, так как соседние кластеры 102 сот не создают взаимных помех с внутренними сотами 106 (этап 204). По существу, большее количество опорных сигналов восходящей линии связи может распределяться внутренним сотам 106 среднего кластера 100 сот, чем граничным сотам 104. Активность мобильных устройств в пределах соседних кластеров 102 сот оказывает сильное влияние на уровень помех, вызванных в граничных сотах 104 среднего кластера 100, но не имеет заметного влияния на уровень помех в пределах внутренних сот 106 среднего кластера 100. В дополнение, связь между прилегающими кластерами 100, 102 сот является более медленной, чем она в пределах одного и того же кластера сот. Например, соседние кластеры 100, 102 сот могут поддерживать связь через интерфейс Х-2, который медленнее, чем интерфейсы внутренних узлов в пределах одного и того же кластера сот. Таким образом, информация, относящаяся к активности мобильных устройств в пределах одного и того же кластера сот, является более современной, чем информация об активности мобильных устройств, принимаемая из соседнего кластера сот. Соответственно, большее количество опорных сигналов восходящей линии связи может распределяться в пределах внутренних сот 106 и назначаться чаще, чем в граничных сотах 104 кластера сот.
После того, как опорные сигналы восходящей линии связи распределены граничным и внутренним сотам 104, 106 среднего кластера 100 сот, мобильным устройствам, обслуживаемым в пределах среднего кластера 100, назначаются опорные сигналы восходящей линии связи из опорных сигналов, распределенных сотам 104, 106, в которых расположены устройства. Более точно, разные из опорных сигналов восходящей линии связи, включенных в поднабор, распределенный граничным сотам 104, статически или полудинамически назначаются на мобильные устройства, обслуживаемые в пределах граничных сот 104 (этап 206). Например, рассмотрим фиг.1, где поднабор S0 распределен граничным сотам 104 типа 1, а больший поднабор, включающий в себя S0 и S20 распределено граничным сотам 104 типа 2 среднего кластера 100 сот. Опорные сигналы восходящей линии связи, включенные в поднабор S0 назначаются мобильным устройствам, обслуживаемым в пределах граничных сот 104 типа 1 на основании активности мобильных устройств в пределах таких граничных сот 104. Большее количество опорных сигналов доступно для назначения на мобильные устройства, обслуживаемые в пределах граничных сот 104 типа 2, на основании активности мобильных устройств в пределах граничных сот 104 типа 2. С другой стороны, полный набор опорных сигналов доступен для назначения на мобильные устройства, обслуживаемые в пределах внутренних сот 106 среднего кластера 100 сот, на основании активности мобильных устройств в пределах внутренних сот 106 (этап 208). Вновь рассматривая фиг.1, каждый из поднаборов S0, S1 и S2 распределяется внутренним сотам 106 из среднего кластера 100 сот и, таким образом, все из опорных сигналов восходящей линии связи доступны для назначения на мобильные устройства, расположенные во внутренних сотах 106, не вызывая помех для любых из соседних кластеров 102 сот. Назначения опорных сигналов восходящей линии связи могут производиться динамически для мобильных устройств, расположенных во внутренних сотах 106, чтобы минимизировать помехи, при условии ограничения, что мобильные устройства, расположенные в граничных сотах 104, могут быть ограничены поднаборами из полного набора опорных сигналов. Опорные сигналы восходящей линии связи могут динамически назначаться мобильным устройствам, расположенным во внутренних сотах 106, так как нет помех от соседних кластеров 102 сот, и информация, относящаяся к помехам собственного кластера, хорошо понятна и часто обновляется.
Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления беспроводного сетевого устройства 300 для управления кластером 302 сот, таким как показанные на фиг.1. Согласно этому варианту осуществления, беспроводное сетевое устройство 300 содержит контроллер 304 централизованной обработки, такой как контроллер DAS или СоМР. Контроллер 304 централизованной обработки управляет распределенной антенной системой 306, расположенной в пределах кластера 302 сот. Распределенная антенная система 306 включает в себя множество разнесенных антенн 308, которые покрывают разные соты кластера 302. Некоторые из антенн 308 покрывают граничные соты (не показанные на фиг.3), наряду с тем, что другие антенны покрывают внутренние соты (также не показанные на фиг.3). Централизованный контроллер 304 разбивает набор ортогональных опорных сигналов восходящей линии связи, распределенных под кластер 302 сот, на взаимоисключающие поднаборы, распределяет один из поднаборов каждой из граничных сот и распределяет полный набор опорных сигналов восходящей линии связи внутренним сотам, как описано ранее в материалах настоящей заявки. Таким образом, мобильные устройства 310, покрываемые разными антеннами 308, оптимально обслуживаются с минимальными помехами от соседних кластеров сот. В одном из вариантов осуществления, контроллер 304 централизованной обработки, к тому же, сигнализирует распределения поднаборов граничных сот в контроллер 312 централизованной обработки, расположенный в соседнем кластере 314 сот, как описано ранее в материалах настоящей заявки.
Фиг.4 иллюстрирует еще один вариант осуществления беспроводного сетевого устройства 400 для управления кластером 402 сот, таким как показанные на фиг.1. Согласно этому варианту осуществления, беспроводное сетевое устройство 400 содержит контроллер 404 сети, такой как RNC (контроллер радиосети) или BSC (контроллер базовой станции). Контроллер 400 сети поддерживает связь с базовыми радиостанциями 406, такими как Узлы Б или усовершенствованные Узлы Б. Каждая базовая радиостанция 406 стыкуется с одной или боле антенн 408 и включает в себя радиочастотный передатчик(и) и приемник(и), используемые для поддержания связи непосредственно с мобильными устройствами 410 в пределах своей зоны покрытия, то есть, соты (не показанной на фиг.4). Некоторые из сот являются граничными сотами, а другие являются внутренними сотами, как описано ранее в материалах настоящей заявки. Контроллер 404 сети разбивает набор ортогональных опорных сигналов восходящей линии связи, распределенных кластеру 402 сот, на взаимоисключающие поднаборы, распределяет один из поднаборов каждой из граничных сот и, к тому же, распределяет полный набор опорных сигналов восходящей линии связи внутренним сотам, как описано ранее в материалах настоящей заявки. Таким образом, мобильные устройства 410, обслуживаемые разными базовыми радиостанциями 406 в пределах кластера 402 сот, оптимально обслуживаются с минимальными помехами от соседних кластеров сот. В одном из вариантов осуществления, контроллер 404 сети дает команду базовой станции 406, обслуживающей граничную соту, сигнализировать поднабор, распределенный граничной соте, в соседнюю базовую станцию 412, расположенную в соседнем кластере 414 сот, например, через интерфейс Х-2.
Фиг.5 иллюстрирует еще один другой вариант осуществления беспроводного сетевого устройства 500 для управления кластером 502 сот, таким как показанные на фиг.1. Согласно этому варианту осуществления, беспроводное сетевое устройство 500 содержит множество базовых радиостанций 504, таких как Узлы Б или усовершенствованные Узлы Б, которые поддерживают связь друг с другом через стандартизованный или частный внутренний интерфейс 506. Каждая базовая радиостанция 504 стыкуется с одной или боле антенн 508 и включает в себя радиочастотный передатчик(и) и приемник(и), используемые для поддержания связи непосредственно с мобильными устройствами 510 в пределах своей зоны покрытия, то есть, соты (не показанной на фиг.5). Некоторые из сот являются граничными сотами, а другие являются внутренними сотами, как описано ранее в материалах настоящей заявки. Согласно этому варианту осуществления, центральный контроллер не используется для распределения опорных сигналов восходящей линии связи разным сотам. Взамен, одна или более базовых радиостанций 504 управляют распределением опорных сигналов.
В одном из вариантов осуществления, одна из базовых радиостанций 504 разбивает набор ортогональных опорных сигналов восходящей линии связи, распределенных кластеру 502 сот, на взаимоисключающие поднаборы, распределяет один из поднаборов базовым радиостанциям 504, обслуживающим граничные соты, и распределяет полный набор опорных сигналов восходящей линии связи базовым радиостанциям 504, обслуживающим внутренние соты, через внутренний интерфейс 506, как описано ранее в материалах настоящей заявки. В еще одном варианте осуществления, базовые радиостанции 504 взаимодействуют вместе распределенным образом через внутренний интерфейс 506, чтобы разбивать набор ортогональных опорных сигналов восходящей линии связи на взаимоисключающие поднаборы и распределять один из поднаборов каждой из граничных сот, и распределять полный набор опорных сигналов восходящей линии связи внутренним сотам, как описано ранее в материалах настоящей заявки. В каждом случае, мобильные устройства 510, обслуживаемые разными базовыми радиостанциями 504 в пределах кластера 502 сот, оптимально обслуживаются с минимальными помехами от соседних кластеров сот. Каждая базовая радиостанция 504, обслуживающая граничную соту, может сигнализировать поднабор, распределенный граничной соте, в соседнюю базовую станцию 512, расположенную в соседнем кластере 514 сот, например, через интерфейс Х-2.
Статическое или полудинамическое повторное использование поднаборов опорных сигналов в граничных сотах избегает межсотовой координации кластера и уменьшает межсотовые помехи опорных сигналов кластера. Динамическое назначение опорных сигналов восходящей линии связи в пределах внутренних сот с использованием всех доступных сигналов, подвергнутое ограничению статического/полудинамического повторного использования в граничных сотах, дает возможность максимальной гибкости для освобождения опорного сигнала, тем самым, снижая ошибку оценки канала. Сигнализирование стратегий распределения и назначения опорных сигналов между соседними кластерами сот предоставляет возможность для адаптации к условиям эксплуатации.
Настоящее изобретение, конечно, может быть выполнено иными способами, чем конкретно изложенные в материалах настоящей заявки, не отходя от существенных характеристик изобретения. Настоящие варианты осуществления во всех отношениях должны рассматриваться в качестве иллюстративных, а не ограничивающих, и все изменения, подпадающие под диапазон значений и эквивалентности прилагаемой формулы изобретения, подразумеваются входящими в ее объем.