СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА СОТЫ
METHOD AND APPARATUS FOR CELL SEARCH

Уровень техники
Настоящее изобретение, в целом, относится к поиску соты в сети мобильной связи и, более конкретно, к способам и устройствам, предназначенным для идентификации источников сигналов во время поиска соты.
В традиционной сети мобильной связи зону обслуживания области сети разделяют на множество сот. Базовая станция с центрально расположенной антенной предоставляет обслуживание пользовательским терминалам в соте. Каждую соту идентифицируют с помощью уникального идентификатора (ID) соты, который передают широковещательным способом в пользовательские терминалы через широковещательные каналы. ID соты дает возможность пользовательским терминалам различать разные соты при осуществлении алгоритмов поиска соты для целей управления мобильностью.
Распределенная система антенн (DAS) предложена для стандарта долгосрочного развития (LTE), разрабатываемого с помощью Проекта партнерства третьего поколения (3GPP). В распределенной системе антенн базовая станция соединяется с множеством антенн, которые предоставляют зону обслуживания пользовательским терминалам в соте. Область, обслуживаемая с помощью каждой антенны, называемая в настоящей заявке подсотой, обычно значительно меньше, чем область центрально расположенной антенны в традиционной системе мобильной связи. Архитектура распределенной системы антенн имеет два основных преимущества. Во-первых, можно достичь большого пространственного коэффициента повторного использования вследствие малой зоны обслуживания каждой антенны. Во-вторых, одна базовая станция управляется относительно всех ресурсов радиосвязи, используемых в каждой антенне, и, следовательно, может координировать передачу и прием сигналов, чтобы минимизировать помехи и увеличить пропускную способность системы.
Ошибки планирования системы могут приводить к тому, что две смежные соты будут иметь один и тот же ID соты, что является нежелательным. Например, две разные соты, имеющие один и тот же ID соты, могут вызвать путаницу в пользовательских терминалах в системах, которые используют распределенные системы антенн. В этом случае пользовательский терминал может ошибочно допустить, что сигнал, принятый из антенны в смежной соте, происходит из антенны в текущей обслуживающей соте. Ошибки такого характера могут приводить к ошибкам управления мобильностью.
Таким образом, имеется потребность в способе, чтобы определять, происходит ли обнаруженный сигнал из известной соты или из новой соты, имеющей тот же идентификатор соты, что и известная сота, когда имеют место ошибки планирования сот.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство для определения, происходит ли обнаруженный сигнал из известной соты или из новой соты, имеющей тот же идентификатор соты, что и известная сота. Когда пользовательский терминал, работающий в сети мобильной связи, обнаруживает новый сигнал, пользовательский терминал определяет идентификатор соты и синхронизацию кадра обнаруженного сигнала. Если обнаруженный сигнал имеет тот же ID соты, что и известная сота, но с другой задержкой времени, источник обнаруженного сигнала может происходить либо из известной соты, либо из новой соты. В этом случае пользовательский терминал сравнивает обнаруженный сигнал с соответствующими сигналами, принятыми из известной соты, имеющей тот же идентификатор соты, что и источник обнаруженного сигнала, но с другой синхронизацией. Например, пользовательский терминал может сравнить данные и/или управляющие символы, переданные в обнаруженном сигнале, с соответствующими символами данных и/или управляющими сигналами, переданными в сигнале из известной соты. На основании сравнения с сигналом, принятым из известной соты, пользовательский терминал определяет, происходит ли обнаруженный сигнал из известной соты или из новой соты. Понятно, что новая сота может представлять собой соту с одной центрально расположенной антенной или распределенной системой антенн. Если обнаруженный сигнал совпадает с соответствующим сигналом, принятым из известной соты, определяют, что обнаруженный сигнал происходит из известной соты. И наоборот, если обнаруженный сигнал не совпадает с сигналом, принятым из известной соты, определяют, что обнаруженный сигнал происходит из новой соты с тем же самым идентификатором соты. В этом случае пользовательский терминал может определить, что произошла ошибка планирования сот, и сообщить об ошибке планирования сот в сеть.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает иллюстративную сеть мобильной связи, имеющую централизованную антенну для каждой соты.
Фиг.2 показывает иллюстративную систему мобильной связи, использующую распределенную систему антенн.
Фиг.3 показывает иллюстративный способ для определения источника обнаруженного сигнала.
Фиг.4А и фиг.4В показывают процедуру поиска, которая включает в себя способ фиг.3.
Фиг.5 показывает иллюстративный пользовательский терминал в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Далее, ссылаясь на чертежи, настоящее изобретение будет описано в контексте сети мобильной связи, сконфигурированной в соответствии со стандартами долгосрочного развития (LTE), разрабатываемыми в настоящее время с помощью Проекта партнерства 3-го поколения (3GPP). Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено в сетях мобильной связи, работающих в соответствии с другими стандартами, такими как стандарты широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA) и стандартами WiMax.
Фиг.1 показывает традиционную архитектуру сети для сети мобильной связи, указанной в целом числовой ссылкой 10. Зона обслуживания сети 10 мобильной связи разделена на множество сот 12. Базовая станция 20, связанная с каждой ячейкой 12, упомянутая как усовершенствованный узел В (eNB) в стандарте LTE, предоставляет обслуживание пользовательским терминалам 100 в соте 12. Обычно для каждой соты 12 предоставляют отдельную базовую станцию. Базовая станция 20 обычно соединяется с одной или более антеннами 22, которые являются центрально расположенными в соте 12.
В сети 10 мобильной связи процедуру передачи обслуживания используют, чтобы гарантировать непрерывность обслуживания, когда пользовательский терминал 100 перемещается между сотами 12 в сети 10 мобильной связи. Пользовательский терминал 100 периодически ищет смежные соты 12, измеряет интенсивность сигналов, принятых из обслуживающей соты 12 и смежных сот 12, и сообщает измерения интенсивности сигналов в обслуживающую базовую станцию 20. Базовая станция 20 или пользовательский терминал определяет, когда выполнять передачу обслуживания на основании измерений принятых сигналов. Обычно передачу обслуживания выполняют, когда интенсивность сигнала из смежной соты 12 становится больше, чем интенсивность сигнала из обслуживающей соты 12.
Чтобы способствовать управлению мобильностью, каждую соту 12 в сети 10 мобильной связи идентифицируют с помощью ID соты. Пользовательский терминал 100 ищет и сообщает новые соты 12 в текущую обслуживающую соту 12, когда он работает. Когда пользовательский терминал 100 обнаруживает новую соту 12, пользовательский терминал 100 добавляет обнаруженную соту 12 в список известных сот 12, мониторинг которых осуществляется с помощью пользовательского терминала 100.
Фиг.2 показывает альтернативную архитектуру сети, которая предложена для сетей LTE. Как в традиционной сети 10 мобильной связи, зона обслуживания сети 10 мобильной связи разделена на множество сот 12. На фиг.2 изображена только одна сота 12. Базовая станция 20 предоставляет обслуживание пользовательским терминалам 100 в каждой соте 12. Базовая станция соединяется с множеством антенн 22, которые распределены по всей соте 12. Область обслуживания излучения антенн 22, упомянутая в настоящей заявке как подсота 14, меньше, чем зона обслуживания соты 12. Базовая станция 20 имеет полное управление над ресурсами, назначенными для каждой антенны 22, и может передавать информацию в пользовательские терминалы 100 из множества антенн 22. Таким образом, пользовательский терминал 100 может принимать одну и ту же информацию из множества антенн 22, но с разными временными задержками. Поскольку каждая антенна 22 находится в одной и той же соте 12, один и тот же ID соты передается широковещательным способом с помощью каждой антенны 22.
Когда пользовательский терминал 100 работает в соте 12, имеющей множество антенн 22, пользовательский терминал 100 сообщает интенсивность сигнала из каждой обнаруженной антенны 22 в базовую станцию 20. Алгоритм поиска соты у пользовательского терминала 100 может быть модифицирован таким образом, чтобы осуществлять поиск источников сигналов, которые могут быть антеннами 22 в одной и той же соте 12 или антеннами 22 в смежной соте 12. Сигналы из разных антенн могут быть обнаружены, например, на основании разных временных задержек. Антенны 22, предназначенные для передачи сигналов в пользовательский терминал 100, выбирают на основании измерений интенсивности сигнала, предоставленных пользовательским терминалом 100. Базовая станция 20 может координировать передачу и прием сигналов из множества антенн 22, чтобы минимизировать помехи. В других вариантах осуществления пользовательский терминал 100 может сообщать полную интенсивность сигнала, принятого от антенн 22 из известной соты 12.
В распределенной системе антенн могут возникать проблемы, если смежным сотам 12 в системе 10 мобильной связи назначен один и тот же ID соты. Хотя это нежелательно, известно, что такая ситуация имеет место, когда применяются новые системы. Когда две смежные соты 12 имеют один и тот же ID соты, пользовательский терминал 100 может иметь трудности в определении источника сигнала и может ошибочно допустить, что сигнал, принятый из антенны 22 в смежной соте 12, происходит из текущей обслуживающей соты 12. В этом случае пользовательский терминал 100 может потерпеть неудачу при выполнении передачи обслуживания, когда она требуется, или может запросить передачу обслуживания в соту 12, которая не может быть идентифицирована, что приведет к потере вызова. Имеется несколько причин, почему пользовательский терминал может принимать сигналы с разной синхронизацией из известной соты 12. Известная сота 12 может иметь множество антенн 22 на разных расстояниях от пользовательского терминала. Также в разные моменты времени в пользовательский терминал могут поступать сигналы, прошедшие множество разных маршрутов.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предоставлена процедура, чтобы дать возможность пользовательскому терминалу 100 определять, происходит ли обнаруженный сигнал из известной соты 12 или из неизвестной соты, имеющей тот же идентификатор соты, что и известная сота. Фиг.3 показывает один иллюстративный способ 150 в соответствии с настоящим изобретением, осуществляемый пользовательским терминалом 100. После обнаружения нового сигнала, т.е. антенны 22, пользовательский терминал 100 определяет ID соты и синхронизацию обнаруженного сигнала (этап 152). Если ID соты соответствует известной соте и синхронизация 11 находится в пределах окна синхронизации (окна, окружающего t0) известной соты 12, поиск продолжается обычным (известным) образом. Если ID соты совпадает с ID соты известной соты 12, но находится вне окна синхронизации для известной соты 12, пользовательский терминал 100 определяет, происходит ли новый сигнал из известной соты 12 или из новой соты 12, ранее не известной пользовательскому терминалу 100. Понятно, что новая сота 12 может включать в себя одну центрально расположенную антенну 22 или распределенную систему антенн с одной антенной в каждой подсоте 14. Для того чтобы определить, происходит ли обнаруженный сигнал из известной соты 12 или из новой соты 12, пользовательский терминал сравнивает обнаруженный сигнал с соответствующим принятым сигналом, принятым из известной соты (этап 154). На основании сравнения пользовательский терминал 100 определяет, происходит ли источник обнаруженного сигнала из известной соты 12 или из новой соты 12 (этап 156).
Обнаруженный сигнал может сравниваться с принятым сигналом из известного источника несколькими способами. Например, пользовательский терминал 100 может коррелировать (определять корреляцию) символы OFDM в обнаруженном сигнале с соответствующими символами OFDM в принятом сигнале. Пользовательский терминал 100 выполняет FFT относительно обнаруженного сигнала при синхронизации t1 и относительно принятого сигнала при синхронизации t0. Затем можно определить корреляцию символов OFDM из обнаруженного сигнала с соответствующими символами OFDM из принятого сигнала. Если имеется высокая корреляция, вероятно, что обнаруженный сигнал происходит из известной соты 12. Если корреляция является низкой, вероятно, что обнаруженный сигнал происходит из новой соты 12. Следовательно, решение может быть принято с помощью сравнения результата корреляции с предварительно определенным порогом. Вследствие межсимвольных помех (ISI) результат корреляции, вероятно, должен включать в себя большую величину шума. Следовательно, порог может быть определен с помощью оценки отношения сигнал-шум для соответственных сигналов.
В другом варианте осуществления управляющие сигналы в обнаруженном сигнале могут сравниваться с управляющим сигналом, переданным с помощью известной соты 12. Обнаруженный сигнал и принятый сигнал могут быть декодированы, чтобы получить управляющие сигналы из каждого сигнала для сравнения. Если управляющий сигнал в обнаруженном сигнале совпадает с управляющим сигналом, принятым из известной соты 12, то пользовательский терминал 100 определяет, что обнаруженный сигнал происходит из известной соты 12. И наоборот, если разная управляющая информация в обнаруженном сигнале действительно отличается, пользовательский терминал определяет, что принятый сигнал происходит из новой соты 12, и добавляет новую соту 12 в список новых сот.
Фиг.4А и фиг.4В показывает иллюстративный способ 200 поиска, осуществляемый пользовательским терминалом 100, который включает в себя способ, изображенный на фиг.3. Пользовательский терминал 100 постоянно отслеживает синхронизацию известных сот 12 (этап 202). Синхронизация известных сот 12 может быть отслежена, например, с помощью корреляции с символами синхронизации, переданными в сигнале первичного канала синхронизации (P-SCH) и/или вторичного канала синхронизации (S-SCH), передаваемого с регулярными интервалами в сетях LTE. Каждая сота 12 имеет разрешенное окно синхронизации, в течение которого могут быть приняты многомаршрутные составляющие. Обычно окно синхронизации является той же длительности или немного большим, чем циклический префикс, использованный в LTE.
Пользовательский терминал 100 также периодически ищет новые источники сигналов (этап 204). Алгоритмы поиска соты являются широко известными в данной области техники и, следовательно, описаны в настоящей заявке только кратко. Чтобы помочь пользовательскому терминалу 100, каждая сота 12 предоставляет первичный сигнал синхронизации и вторичный сигнал синхронизации в нисходящей линии связи. Во время первоначального этапа процедуры поиска соты пользовательский терминал 100 выполняет фильтрацию согласования между принятым сигналом и известными первичными последовательностями синхронизации. Максимумы на выходе согласованного фильтра указывают наличие источника сигнала и предоставляют грубую синхронизацию. Если грубая синхронизация получена, пользовательский терминал 100 осуществляет корреляцию с вторичным сигналом синхронизации, чтобы получить синхронизацию кадра и ID соты.
Когда обнаруживается новый сигнал, пользовательский терминал 100 определяет ID соты и задержку синхронизации обнаруженного сигнала (этап 208). Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что ID соты и синхронизацию получают из сигналов первичной синхронизации и вторичной синхронизации. ID соты проверяют по списку известных сот, который хранится в пользовательском терминале 100 (этап 210). Если ID соты не содержится в списке известных сот, то предполагается, что сигнал должен происходить из новой соты 12, которая добавляется в список известных сот (этап 212), и процесс продолжается. Если ID соты обнаруженного сигнала совпадает с ID соты известной соты 12, синхронизацию обнаруженного сигнала сравнивают с синхронизацией известных сот (этап 214). Если синхронизация обнаруженного сигнала находится в пределах окна синхронизации известной соты 12, предполагается, что обнаруженный сигнал происходит из известной соты 12, и процесс продолжается.
Если синхронизация источника обнаруженного сигнала находится вне пределов окна синхронизации известных сот 12, имеющих один и тот же ID соты, то пользовательский терминал 100 сравнивает обнаруженный сигнал с соответствующими сигналами, принятыми из известной соты 12, как описано ранее (этап 216). Если сигналы совпадают (этап 218), то определяется, что источник обнаруженного сигнала происходит из известной соты 12 (этап 220). В этом случае пользовательский терминал регулирует окно синхронизации для известной соты 12 (этап 222). Если сигналы, принятые из источника обнаруженного сигнала, не совпадают с сигналами, принятыми из известной соты 12 с тем же ID соты (этап 218), то определяется, что обнаруженный сигнал происходит из новой соты (этап 224). Поскольку эта ситуация обычно означает, что две смежные соты одновременно используют один и тот же ID соты, пользовательский терминал 100 может выборочно сообщить о событии проблемы в сеть 10 (этап 226), а затем добавить источник обнаруженного сигнала в список известных сот (этап 212).
Как упомянуто выше, настоящее изобретение не ограничено сетями LTE, но также может быть использовано в сетях, применяющих другие стандарты связи, таких как системы WCDMA. В системах WCDMA сравнение сигналов из источника обнаруженного сигнала и известной соты может быть выполнено с помощью сжатия принятых сигналов в момент времени, соответствующий синхронизации t1, и корреляции сжатых сигналов из источника обнаруженного сигнала с сжатыми сигналами из известной соты, сжатыми в момент времени, соответствующий синхронизации известной соты t0. Затем пользовательский терминал 100 может сравнить результат корреляции с порогом, как описано ранее. В качестве альтернативы, пользовательский терминал 100 может декодировать сигналы и сравнивать декодированные символы.
Фиг.5 показывает иллюстративный пользовательский терминал 100 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Пользовательский терминал 100 содержит препроцессор 102 приемника, аналого-цифровой преобразователь 104, процессор 106 сигнала приема, устройство 108 поиска соты и устройство 110 управления. Препроцессор 102 приемника усиливает, фильтрует и преобразует с понижением частоты принятые сигналы на частоту основной полосы частот. Аналого-цифровой преобразователь 104 квантует принятый сигнал и преобразует принятый сигнал в цифровые выборки для ввода в процессор 106 принятого сигнала. Процессор 106 принятого сигнала обрабатывает принятые сигналы известным способом. Такая обработка включает в себя демодуляцию и декодирование. Устройство 108 поиска соты предоставляет синхронизацию для известных сот 12 в процессор 106 принятого сигнала. Процессор 106 принятого сигнала обрабатывает с помощью FFT сигнал вторичного канала синхронизации (S-SCH) и предоставляет выходной сигнал в устройство 108 поиска соты.
Первичной функцией устройства 108 поиска соты является обнаружение новых сот 12. Устройство 108 поиска соты предоставляет ID сот и синхронизацию для обнаруженных сигналов в устройство 110 управления. Устройство 110 управления сравнивает ID сот со списком известных сот 12. Если ID соты не соответствует известной соте 12, устройство 110 управления добавляет ID соты в список известных сот, который хранится в памяти пользовательского терминала 100 (не изображена). Если ID соты соответствует известной соте 12, устройство 110 управления определяет, происходит ли обнаруженный сигнал из известной соты 12 или из новой соты 12. Это определение выполняется, как описано ранее, с помощью сравнения данных и/или управляющих сигналов в обнаруженном сигнале с соответствующими данными и управляющими сигналами в принятом сигнале, переданном известной сотой 12.
Конечно, настоящее изобретение может быть выполнено другими способами, отличными от способов, приведенных в настоящей заявке, не выходя за рамки объема и существенных признаков изобретения. Следовательно, настоящие варианты осуществления должны рассматриваться во всех аспектах как иллюстративные, а не как ограничивающие, что подразумевает, что все изменения в пределах сущности и эквивалентности прилагаемой формулы изобретения должны быть включены в объем настоящей заявки.