無線通信中的覆蓋延伸的制作方法
【專利摘要】在無線通信系統中，兩個小區(小區1、小區2)以相同的小區ID共存于相同的時間/頻率資源中。兩個小區的區別在于，一個是傳統小區，另一個是應用使用信號重復的覆蓋延伸的小區。在提供這兩個小區的基站(11)所發送的廣播控制信道中存在對應區別，例如PBCH上的重復因子或PBCH的內容中的一個或更多個的區別和/或更高級別的ID的區別。第二小區旨在用于需要覆蓋增強的機器型通信。
【專利說明】
無線通信中的覆蓋延伸
技術領域
[0001]本發明涉及一種包括基站以及與基站無線地交換數據的終端的無線通信系統。本發明還涉及用于所述方法中的一種無線通信系統、終端、基站和計算機程序。
[0002]具體地講，但是非排他地，本發明涉及符合如3GPP規范序列的版本11及后續版本中所描述的LTE(長期演進)和LTE-高級無線電技術標準的無線通信系統中的覆蓋延伸。
【背景技術】
[0003]無線通信系統是廣泛已知的，其中基站(BS)提供“小區”并且與BS的范圍內的終端通信。在例如LTE中，基站通常被稱為eNodeB或eNB，終端被稱為用戶設備或UE。
[0004]圖1示出了LTE中的網絡拓撲。可以看出，各個終端或UE12經由Uu接口通過無線鏈路連接至基站或eNodeB 11，eNodeB的網絡被稱作eUTRAN 10。eNB通常具有能夠按照各種配置被配置為“天線端口”的多個物理天線。這允許在eNB和UE之間采用各種傳輸方案，包括多輸入多輸出(M頂O)和波束成形。
[0005]各個eNodeB11繼而利用稱為SI的接口通過(通常)有線鏈路連接至更高級或“核心網絡”實體，包括服務網關(S-GW 22)以及用于管理系統并向網絡中的其它節點(具體地講，eNodeB)發送控制信令的移動管理實體(MME 21)。另外，I3DN或分組數據網絡網關(P-Gff)單獨地存在或者與S-GW 22組合，以與包括互聯網的任何分組數據網絡交換數據分組。核心網絡20被稱為EPC或演進分組核心。
[0006]盡管最初構想LTE為人用戶的移動電話服務，但是對機器對機器(M2M)通信的關注越來越多。
[0007]機器對機器(M2M)通信通常在LTE的背景被稱作機器型通信(MTC)，它是一種涉及未必需要人干預的一個或更多個實體的數據通信形式;換言之，“用戶”可為機器。
[0008]MTC不同于當前通信模型，因為它可能涉及非常大量的通信實體(MTC裝置)，而每裝置的業務很少。這些應用的示例包括:車隊管理、智能計量、產品跟蹤、家庭自動化、電子健康等。
[0009]MTC由于其無處不在的覆蓋而有很大的潛力在無線通信系統(這里也被稱作移動網絡)上承載。然而，對于無線網絡為了競爭大量機器型應用，重要的是優化其對MTC的支持。當前的移動網絡是為人對人通信最佳設計的，而不太適于機器對機器、機器對人或人對機器應用。還重要的是使得網絡運營商能夠以低成本提供MTC服務，以匹配大眾市場機器型服務和應用的預期。
[0010]另外，MTC裝置可能位于具有非常差的覆蓋(即，低SINR)的區域中，理想的是，即使在這樣的條件下也能夠提供某些類型的服務。
[0011]為了充分支持這些服務要求，有必要改進移動網絡應對機器型通信的能力。
[0012]在圖2所示的LTE網絡中，一組MTC裝置200由eNodeB 11服務，eNodeB 11還維持與正常UE 12的連接。eNodeB經由S-GW 22接收來自MME 21的信令和數據(例如，對來自MTC裝置的監管者的狀態報告的請求)。
[0013]在Uu接口并非總是充足的情況下，可存在與Uu接口類似定義的MTCu接口，移動網絡將按照與正常用戶設備相似的方式為MTC裝置服務。當大量的MTC裝置連接至UMTS RNS或LTE eNodeB的同一小區時，各個裝置將需要被分配資源以支持各個裝置的應用，盡管各個MTC裝置可能具有很少的數據。
[0014]在本說明書的其余部分中，除非上下文另外要求，否則術語“UE”包括“MTC裝置”。
[0015]在LTE中，在系統內的各種抽象層面定義用于數據和控制信令的多個信道。圖3示出在LTE中在邏輯層面、傳輸層層面和物理層層面中的每一個層面定義的一些信道以及它們之間的映射。
[0016]在物理層層面，在下行鏈路上，各個eNB向范圍內的所有UE廣播多個信道和信號，不論UE當前是否由該小區服務。出于本發明的目的特別關注的是，這些信道包括如圖3所示的物理廣播信道PBOLPBCH承載所謂的主信息塊(MIB)，其向信號范圍內的任何UE給予基本信息(如下所述)。主和輔同步信號(PSS/SSS)也被廣播給范圍內的所有裝置。除了為小區建立定時參考之外，這些信號承載物理層小區標識以及用于標識小區的物理層小區標識組。
[0017]LTE中定義了物理層小區標識(PCI)的504個可能的值。這些值被有層次地布置在168個獨特的小區層標識組(各自包含三個物理層標識)中。為了表示該小區ID，PSS指定三個值(0、1、2)中的一個以標識小區的物理層標識，SSS指定小區屬于168個組中的哪一個。這樣，PSS僅需要表示三個值中的一個，而SSS表示168個值中的一個。
[0018]下面，除非另外指明，否則術語“小區ID”是指物理小區標識(PCI)。應該注意的是，LTE中還定義了兩個相關的更高級別的小區ID。E-UTRAN小區標識(ECI)標識在特定網絡內的小區，而E-UTRAN小區全局標識符(ECGI)標識世界任何地方的小區。ECI被承載于SIBl(稍后提及)中，ECGI是ECI與網絡的PLMN(公共移動陸地網絡)號的組合。
[0019]在LTE系統中，如圖4A或圖4B所示，按照“幀”來組織傳輸，各個幀的持續時間為10ms，包含0.5ms的二十個時隙，兩個連續時隙(因此，Ims)被稱作“子幀”。在各個子幀內，以“資源元素(RE)”為基本單位調度小區中可用于DL或UL上的傳輸的資源，各個RE占據定時和頻率的不同組合。用于調度的更大單位包括資源元素組(REG)(其中I個REG = 4個RE)和控制信道元素(CCE)(其中I個CCE = 9個連續REG)。
[0020]傳統上，PSS和SSS中的每一個每一幀被發送兩次，換言之，按照5ms的周期性(并且因此，僅在一些子幀中)發送。例如，如圖4A和圖4B所示，PSS和SSS二者在每一個幀的第一和第六子幀上發送。圖4A示出在H)D系統的情況下PSS和SSS和I3BCH的結構，圖4B示出在TDD的情況下PSS和SSS和PBCH的結構。
[0021 ] 成功將PSS和SSS解碼使得UE獲得小區的定時和小區ID。
[0022]一旦UE將小區的PSS和SSS解碼，它就知道了小區的存在并且可對早前提及的PBCH中的MIB進行解碼。可通過比較圖4A和圖4B看出，根據系統是使用FDD還是TDDJBCH占據第一子幀中PSS和SSS之前或之后的時隙。類似同步信號SSS，使用基于小區標識的序列將PBCH加擾。PBCH被每一幀地發送，從而在四個幀上傳送MIB。
[0023]MIB包括UE加入網絡所需的一些基本信息，包括系統帶寬、發送天線端口的數量以及系統幀編號(SFN)。讀取MIB使得UE能夠接收并解碼SIB(具體地講，SIB1)。
[0024]然后，UE將希望測量小區的參考信號(RS)。對于當前LTE版本，第一步驟是定位公共參考信號CRS，其在頻域中的位置取決于PCI。然后，UE可將廣播信道(PBCH)解碼。另外，UE可將roccH解碼并接收控制信令。
[0025]用戶數據以及系統信息塊(SIB)被包含在傳輸信道DL-SCH中，被承載于物理下行鏈路共享信道(PDSCH)上。
[0026]SIB的信息內容不同，并且按照SIBl、SIB2等編號。SIBl包含小區接入相關參數以及關于其它SIB的調度的信息。因此，裝置必須接收SIBl，然后才可將諸如SIB2的其它SIB解碼。SIB2包含包括下面所參考的隨機接入信道RACH參數的信息。目前，SIB被定義最多至SIB14，但是無需接收所有的SIB以便于UE接入網絡。例如，SIBlO和SIBll涉及地震和海嘯預警系統。SIB14旨在與特別應用于MTC裝置的所謂的增強訪問限制EAB—起使用。
[0027]對于網絡接入，通常SIBl和SIB2是最重要的，換言之，最起碼UE必須將SIBl和SIB2按照該順序正常地解碼，以便與eNB通信。在根據EAB的MTC裝置的特殊情況下，SIB14也重要。
[0028]現在將說明與圖3有關參考的物理隨機接入信道PRACH。如已經提及的，已獲得與網絡的定時同步的UE將利用與指派給其它UE的那些資源正交的上行鏈路資源來調度。PRACH用于承載隨機接入信道(RACH)，其用于在UE未分配有任何上行鏈路傳輸資源的情況下接入網絡。因此，UE開始傳輸信道RACH意指使用對應物理信道PRACH，此后這兩個術語RACH和PRACH將在一定程度上可互換使用。
[0029]因此，提供RACH以使得UE能夠在沒有任何專用資源可用的情況下在上行鏈路中發送信號，使得不止一個終端可同時在相同的PRACH資源中發送。使用術語“隨機接入”是因為(除了在下面所描述的無競爭RACH的情況下)在任何給定時間使用資源的UE的標識是網絡預先不知道的(順便提一句，在本說明書中術語“系統”和“網絡”可互換使用)。所謂的“簽名”(參見下文)由UE采用以允許eNB在不同的傳輸資源進行區分。
[0030]RACH可由UE在基于競爭的模式和無競爭模式中的任一模式下使用。在基于競爭的接入中，UE隨機地選擇任何簽名，風險是如果兩個或更多個UE意外地選擇相同的簽名，則在eNB處“沖突”。通過eNB向各個UE告知它可使用哪一簽名(因此，暗示著UE已經連接到網絡)，無競爭接入避免了沖突。無競爭RACH僅適用于切換、DL數據到達和定位。
[0031]下行鏈路上存在各種控制信道，其承載用于各種目的的信令;具體地講，物理下行鏈路控制信道I3DCCH用于承載例如從基站(在LTE中稱為eNB)向該基站所服務的各個UE的調度信息。PDCCH位于時隙的第一OFDM符號中。
[0032]在3GPP中針對LTE定義了新的控制信道設計(增強HXXH或EPDCCH)。這允許在與當前為下行鏈路數據(PDSCH)預留的資源相同的資源中發送DCI消息。
[0033]EPDCCH的動機如下。PDCCH傳輸通常包含大約50比特的有效載荷(包括CRC)，并且使用附加信道編碼來改進對傳輸錯誤的魯棒性。對于一些應用，例如在一些UE為MTC裝置的情況下，僅需要較小的數據分組，因此PDCCH有效載荷可意味著顯著的開銷。對于有限比例的子幀被分配用于DL傳輸的TDD的一些配置，這可能甚至更顯著。另外，對可同時(S卩，在同一子幀內)發送的PDCCH消息的最大數量有限制，其可能不足以支持僅發送或接收較小數據分組的大量活動UE。
[0034]綜上所述，目前在LTE中，接入小區的初始接入通常基于以下過程(從物理層的角度描述，并且其中一些細節可取決于實現方式)。
[0035](a)UE針對一個或更多個小區(可能在不同的載波頻率上)檢測PSS/SSS。用于PSS和SSS的序列指示小區ID。
[0036](b)UE針對檢測到PSS/SSS的一個或更多個小區測量小區的CRS的接收功率。此測量是參考信號接收功率(RSRP)。
[0037](C)UE接收檢測到PSS/SSS的一個或更多個小區的PBCH。
[0038]在此過程中，UE可確定由eNB配置的CRS天線端口的數量(1、2或4)(例如，通過針對各個不同的可能性的盲解碼)C=PBCH還發送主信息塊(MIB)，其包含系統帶寬、PHICH配置、系統幀號(SFN)和一些空比特。MIB在40ms(4個無線電幀)內被重復四次。因此，通過利用各個可能的定時相位盲解碼來獲得SFN定時。
[0039](d)UE基于諸如RSRP和(基于CRC)正確接收的PBCH的最高度量來選擇用于初始接入的小區。需要注意的是，如果無線電信道太差從而無法接收PBCH，則即使可測量RSRP，小區也不太可能用于數據傳輸。
[0040](e)UE針對所選擇的小區讀取系統信息塊(SIB)(至少SIB1)。如以及提及的，SIBl包含更高級別的ECI小區ID(不同于PCI)。
[0041 ] (f)如果小區合適，則UE以基于RSRP的功率水平來發送PRACH。如果小區出于某種原因(例如，UE訂閱不允許使用該運營商的網絡)不合適，則可選擇不同的小區(可能在不同的載波頻率上)。
[0042](g)可重新發送PRACH(通常利用功率漸增(ramping))，直至從eNB接收到響應(在PDCCH上指示并在PDSCH上發送)。
[0043](h)基于來自eNB的響應，UE發送PUSCH。
[0044]3GPP中針對LTE的版本12討論的特征旨在改進對具有減小的能力的低成本裝置(例如，MTC裝置)的支持。附加要求是在較差的覆蓋條件(即，高路徑損失連同MTC UE的減小的發送/接收能力)下操作。為了提供改進的覆蓋而想到的主要機制是在時域和/或頻域中對諸如PBCH、PDCCH、EPDCCH、PCFICH、PHICH、PDSCH、PRACH PUCCH、PDSCH的現有物理信道應用重復(或附加重復)。這是因為信道的重復將允許MTC裝置以低于正常的SNR接收(或者成功發送)信息。需要注意的是，這些信道的許多傳輸性質取決于與使用信道的小區關聯的標識符(小區ID)。
[0045]因此，可以想到對上述過程的一些修改，例如:-
[0046]-可在步驟(a)檢測的PSS/SSS的重復。
[0047]-可在步驟(c)檢測的PBCH的重復。
[0048]-—些SIB的重復(和/或提供專用于覆蓋延伸的一個或更多個新SIB)
[0049]-在步驟(f)發送的PRACH信號的重復
[0050 ]-在步驟(g)和(h)的 PDCCH/EPDCCH、PDSCH、PUSCH的重復。
[0051]然而，可以想到支持覆蓋延伸的小區也將需要支持傳統操作(對于沒有覆蓋延伸特征的傳統UE，以及對于在不需要覆蓋延伸的傳播良好條件下的新UE)。
[0052]至少以下傳輸特性取決于小區ID:
[0053]-PUSCH 加擾、跳頻
[0054]-PUCCH循環移位
[°°55] -UL參考信號序列(除非另外配置)
[0056]-DL 信道加擾(除了EPDCCH)
[0057]-CRS序列和頻率移位
[0058]-DMRS序列(除非另外配置)。
[0059]因此，存在這樣的問題:如何在一個小區的資源內有效地支持傳統操作(對于不使用覆蓋延伸的UE)和覆蓋延伸操作二者并且在兩種操作模式之間共享相同的資源。

【發明內容】

[0060]根據本發明的第一方面，提供一種用于無線通信系統中的傳輸方法，其中:
[0061 ]基站提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區；
[0062]由第二小區發送的廣播信道不同于由第一小區發送的對應廣播信道；
[0063]第一小區和第二小區具有相同的小區ID，第一資源集合中的至少一些與第二資源集合中的一些相同。
[0064]這里的術語“小區”意指可用于向/從終端的DL和/或UL傳輸的資源集合(時間和頻率分配)以及小區ID。然而，在本說明書中術語“小區”將被廣義地解釋。例如，可表示與從小區發送或由小區發送(在DL上)或者發送至小區(在UL上)的小區關聯的通信信道，即使發送或接收實際上由基站的一個或更多個天線或天線端口執行。術語“小區”還旨在包括子小區，子小區可以是小區基于使用特定天線或者與小區內的不同地理區域對應的細分。
[0065]術語“小區ID”通常表示物理小區標識，例如LTE的PCI。
[0066]“廣播信道”表示旨在被小區的覆蓋區域內的所有終端接收的信道，不同于旨在用于特定終端的DL信道。
[0067]資源集合通常將在系統內的重復傳輸時隙的循環(例如，幀或子幀)的范圍內定義。如提及的，在第一小區和第二小區中提供的相應資源集合之間存在交疊。然而，這并不意味著在兩個小區中同時分配相同的資源。如將說明的，兩個資源集合內的至少一些特定資源可被動態地配置以在任何固定子幀中由任一個小區使用，但是不由兩個小區同時使用。可在不同的域(例如，時域、頻域、碼域或空間域中的一個或更多個)中定義資源。
[0068]因此，適當配備的終端(能夠接收并解碼由第二小區發送的廣播信道的終端)可將第二小區用于其與基站的通信。
[0069]在本發明的實施方式中，由第二小區發送的廣播信道在重復次數方面不同于由第一小區發送的對應廣播信道。
[0070]另選地或另外地，由第二小區發送的廣播信道在信息內容方面不同于由第一小區發送的對應廣播信道。
[0071]優選地，第二小區被提供用于相對于第一小區的覆蓋區域的覆蓋延伸。
[0072]該方法還可包括:在機器型通信MTC裝置處檢測由第二小區發送的廣播信道。因此，MTC裝置可將第二小區用于其與基站的通信。
[0073]本發明的優選實施方式基于LTE。在這種情況下，廣播信道可包括物理廣播信道PBCH和/或至少一個系統信息塊SIB，如LTE中定義的。
[0074]可在第一和第二小區中發送附加信道，廣播信道和/或附加信道中的至少一些使用基站的多個天線中的相同天線發送。
[0075]相同基站的不同天線配置可用于第一和第二小區的廣播信道的傳輸。作為此的一個示例，第二小區中的廣播信道使用具有隨時間變化的波束成形圖案(例如，循環改變的波束成形圖案)的波束成形來發送。
[0076]以上提及的方法還可包括:終端在第二小區中在物理隨機接入信道PRACH上發送，其中基于第二小區所廣播的信息對PRACH傳輸應用多次重復，或者對第二小區所發送的信道應用所述多次重復。
[0077]根據本發明的第二方面，提供一種無線通信系統，其中:
[0078]基站被布置為提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區；其中
[0079]由第二小區發送的廣播信道不同于由第一小區發送的對應廣播信道;并且
[0080]第一小區和第二小區具有相同的小區ID，第一資源集合中的至少一些與第二資源集合中的一些相同。
[0081]該無線通信系統還可包括被配置為經由第二小區與基站通信的終端。
[0082]根據本發明的第三方面，提供一種基站，該基站被布置為提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區；其中
[0083]由第二小區發送的廣播信道不同于由第一小區發送的對應廣播信道;并且
[0084]第一小區和第二小區具有相同的小區ID，第一資源集合中的至少一些與第二資源集合中的一些相同。
[0085]根據本發明的第四方面，提供一種用于無線通信系統中的終端，其中，基站被布置為提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區，由第二小區發送的廣播信道不同于由第一小區發送的對應廣播信道，第一小區和第二小區具有相同的小區ID，并且第一資源集合中的至少一些與第二資源集合中的一些相同，其中
[0086]所述終端被配置為經由第二小區與基站通信。
[0087]上述終端可以是MTC裝置。
[0088]根據本發明的另外的方面，提供計算機可讀指令，所述計算機可讀指令在被無線通信系統中的收發器裝置的處理器執行時使得所述裝置提供如上所述的基站或終端。
[0089]因此，本發明的實施方式提供在LTE系統中的兩個小區以相同的小區ID共存于相同的時間/頻率資源中。這兩個小區通常將(但無需必然)從同一站點支持并且具有交疊的覆蓋。這兩個小區的區別在于一個是傳統小區，另一個是應用了利用信號重復的覆蓋延伸的小區。在兩個小區所發送的廣播控制信道中存在對應區別。第二小區旨在用于需要覆蓋增強的機器型通信。
[0090]本發明具有諸如下列優點。由共存的傳統小區和新小區提供的信道的傳輸性質可兼容，因為它們均根據相同的小區ID來確定。可容易地避免兩個小區中的傳輸之間的干擾。可在進行一些修改以包括新小區類型的情況下應用現有小區選擇過程。可在進行一些修改以包括新小區類型的情況下使用現有切換過程從一個小區切換至另一小區。
[0091]通常，并且除非存在清楚的相反意圖，否則關于本發明的一個方面描述的特征可同樣按照任何組合適用于任何其它方面，即使這種組合在本文中沒有明確地提及或描述。
[0092]從上文明顯的是，本發明涉及無線通信系統中的終端與基站之間的信號傳輸。這里所稱的“終端”也被稱作訂戶站或UE，可采取適合于發送和接收這些信號的任何形式。為了具象化本發明的目的，可能方便的是將終端想象為移動手機，但是這無論如何不暗示任何限制。在本發明的優選實施方式中，基站通常將采取針對3GPP LTE和3GPP LTE-A標準組中的實現方式提出的形式，并且因此可在不同的情況下被適當地描述為eNB(eNB)(該術語也涵蓋家庭eNB或HeNB)。然而，服從本發明的功能要求，基站可采取適合于發送以及從終端接收信號的任何其它形式。
【附圖說明】
[0093]僅作為示例參考附圖，附圖中:
[0094]圖1示出基于LTE的無線通信系統中的基本系統架構；
[0095]圖2示出圖1的被修改為包括MTC裝置的系統架構；
[0096]圖3示出LTE中定義的各種上行鏈路信道之間的關系；
[0097]圖4A和圖4B示出LTE中的PSS/SSS和PBCH的定時；
[0098]圖5示意性地示出本發明的原理；
[0099]圖6是實施方式中的過程的流程圖；
[0100]圖7是本發明可應用于的UE的示意圖；以及
[0101]圖8是本發明可應用于的eNB的示意圖。
【具體實施方式】
[0102]下面的描述將提及“UE”，但是應該理解，此術語包括MTC裝置。MTC裝置可被視為本發明特別相關的一類UE，但是本發明適用于其它類別的UE WE將需要被適當地配備并配置以便利用本發明，但是它仍與和“傳統”小區通信的現有UE(此后稱作“傳統”UE)兼容。
[0103]在現有技術中，eNB可能可以創建附加小區以用于覆蓋延伸，但是這將需要可用于新小區的資源。預留資源集合以僅用于覆蓋延伸將是效率低的。如果這樣的新小區使用與現有小區相同的資源和不同的小區ID，則操作兩個小區所需的至少一些基本信號之間將存在沖突:例如，來自兩個小區的至少一些信號將存在于相同的DL或UL資源元素中。
[0104]本發明基于這樣的認識:可使用現有傳統小區為基礎通過創建附加新類型的小區來提供覆蓋延伸，該新類型的小區使用相同資源，具有相同小區ID(PCI)，但是其中覆蓋延伸(例如，使用重復)被應用于一些或所有物理信道。由于傳統UE未被配置為檢測重復或者用于覆蓋延伸的其它度量，這將導致新類型的小區對傳統UE而言不可訪問。然而，新UE和傳統UE 二者均可使用(或者被許可)與關聯的共存傳統小區所提供的資源相同的任何資源，因為兩個小區將在同一 eNB的控制下。給定資源元素可被動態地配置以在任何給定子幀中由任一個小區使用，但是不由兩個小區同時使用。
[0105]給UE的用于發起新小區之一的使用的信令應該包括該小區是新類型的指示。然而，可能不需要小區選擇的明顯改變。新小區上的數據速率通常將低于傳統小區上可用的數據速率;因此，如果兩個小區均可檢測，則UE將由傳統小區更好地服務。
[0106]這具有諸如下列優點:
[0107]-現有小區選擇過程可在進行一些修改(參見下文)以包括新小區類型的情況下應用
[0108]-現有切換過程可在進行一些修改以包括新小區類型的情況下用于從一個小區切換至另一小區
[0109]-由共存的傳統小區和新小區提供的信道的傳輸性質可兼容，因為它們均根據相同的小區ID確定
[0110]-可容易地避免兩個小區中的傳輸之間的干擾
[0111]所提出的方案可要求與LTE中的小區范圍延伸(CRE)進行比較。當前的CRE通過使小區選擇偏向具有延伸的覆蓋的小區來操作。這通常沒有改進該小區所服務的任何UE的SINR，而是允許UE以比沒有CRE的情況下的SINR低的SINR留在服務小區中。相比之下，本發明的實施方式通過信號重復改進了 SINR，特別是(但并不完全是)用于MTC裝置覆蓋增強。
[0112]通過重復的MTC覆蓋增強可被提供用于任何UE，但是更有效的是僅將它用于小區邊緣UE，因為重復使用了額外的資源，不是所有UE均需要的。如已經提及的，在新小區和傳統小區二者均可用的情況下UE選擇新小區而不選擇傳統小區將是沒有好處的；然而，如果需要，可使用網絡控制或UE偏好來管理對網絡小區的接入。
[0113]所提出的共享公共小區ID的小區無需具有相同的覆蓋范圍，因為物理信道的重復應該允許新小區中的信號進一步穿透。新小區可填充傳統小區中或之間的覆蓋空洞(例如具有高路徑損失的位置，包括電梯或建筑物的地下室)。因此，通過重復的覆蓋增強可允許覆蓋無法由任何傳統小區服務的位置。另外，通常，對于不同的UE，小區的覆蓋范圍可不同。作為另一示例，在給定位置處的正常UE(具有兩個天線)可在傳統小區的覆蓋內。低成本MTCUE可僅具有一個天線，因此在相同的位置處可在傳統小區的覆蓋之外，但是在增強覆蓋小區的覆蓋內。
[0114]該原理示意性地示出于圖5中。eNB 11提供兩個小區:傳統小區、小區I，其小區邊界由實線指示;和第二小區、小區2，其小區邊界由虛線示出。UE 12a在小區I和小區2 二者的范圍內。因此，它能夠檢測小區I，并且根據其能力，也能夠檢測小區2。另一UE 12b在小區I的覆蓋區域之外，但是在小區2的覆蓋區域內。假設UE12b被適當地配置，則它可檢測小區2，但是無法檢測小區I。因此，小區2通過與小區I相比具有更大的覆蓋范圍來為UE 12b提供覆蓋延伸。UE 12c在形成小區I的覆蓋空洞的建筑物30內部(或者在小區I與相鄰的鄰居小區(未示出)之間)。然而，小區2能夠充分地穿透此覆蓋空洞以允許UE 12c接入。例如，UE 12c可以是在建筑物內的深處的自動售賣機形式的MTC裝置。盡管所提出的方案旨在用于LTE中的MTC，它不限于這樣的應用。
[0115]通常，除非另外指示，否則下面所述的實施方式基于LTE版本11，其中網絡使用FDD來操作并且包括一個或更多個eNodeB，各個eNodeB包括大量物理天線并且控制一個或更多個下行鏈路小區，各個下行鏈路小區具有對應的上行鏈路小區。各個DL小區可為一個或更多個終端(UE)服務，所述UE可接收并解碼在該服務小區中發送的信號。為了控制時域、頻域和空間域中的傳輸資源用于朝向/來自UE的傳輸，eNodeB向UE發送控制信道消息(PDCCH)。PDCCH消息通常指示在上行鏈路(使用PUSCH)或下行鏈路(使用PDSCH)中是否將進行數據傳輸，它還指示傳輸資源以及諸如傳輸模式、天線端口數、數據速率、啟用的碼字數的其它信息。另外，PDCCH可指示哪些參考信號可用于推導相位參考以用于DL傳輸的解調。用于不同天線端口但是占據相同位置的參考信號通過不同的擴頻碼來區分。
[0116]eNB提供兩個小區，這兩個小區可共享相同的時間/頻率資源并且使用相同的小區ID(如第3節中所描述的)。第一小區是傳統(Rel-1l)小區。第二小區是新類型的小區，通過與來自第一小區的相同傳輸相比應用于至少一些傳輸的(附加)重復來區分。用于第二小區的PBCH可在下列一個或更多個方面不同于第一小區中的PBCH:
[0117]-與用于第一小區的PBCH相同的信息的附加重復的存在
[0118]-不同的信號結構
[0119]-與第一小區的PBCH不同的信息
[0120]小區至少在可共享資源的區域中共享相同的CRS。
[0121]這里的一個問題是如何區分UE在具有相同小區ID的第一小區和第二小區上報告的測量。可假設對于兩個小區，僅基于CRS的RSRP將相同。存在兩個小區的報告之間進行區分的一些可能性，例如:
[0122].為覆蓋延伸小區提供附加類型的測量報告
[0123].向報告增加它用于覆蓋延伸小區的指示
[0124]?增加接收PBCH中的錯誤率的指示
[0125].要求必須在報告第二小區的RSRP之前接收PBCH，并且對第二小區的RSRP應用補償(offset)
[0126]-根據PBCH上的重復次數，或者
[0127]-根據在PBCH中用信號通知的信息
[0128].針對第一小區和第二小區提供相同的RSRP值但是不同的RSRQ測量值
[0129]?延伸小區ID的范圍以允許針對第二小區的數量的不同集合。如果檢測到新類型的PBCH，通過:
[0130]-向報告的物理小區ID增加額外比特，或者
[0131 ]-針對報告給網絡的小區ID使用新范圍的值，例如505至1008。
[0132]總之，實施方式中的初始接入過程(假設UE能夠利用覆蓋延伸選擇合適的小區)示出于圖6中并且包括以下步驟。
[0133]步驟S10.UE針對一個或更多個小區檢測PSS/SSS。如已經提及的，用于PSS和SSS的序列指示小區ID。在本發明的第一小區和第二小區的情況下，兩個小區共享相同的PSS/SSS，因此具有相同的小區ID。
[0134]步驟S12.UE測量檢測到PSS/SSS的小區的RSRP。如果可檢測到新小區的存在，則它可考慮該小區在任何報告中增加適當的指示。
[0135]步驟S14.UE接收檢測到PSS/SSS的一個或更多個小區的PBCH。
[0136]通過盲解碼試驗(例如，利用CRS掩碼和/或MIB中的數據)，UE確定:
[0137]-CRS天線端口的數量(1、2或4)
[0138]-系統幀號(SFN)
[0139]-以及在新類型的小區的情況下:
[0140]-新類型的PBCH所承載的任何附加信息和/或
[0141]-應用于PBCH的附加時域/頻域重復的次數(例如，1、2、4或8)
[0142]應該注意的是，傳統UE將不檢測新類型的PBCH或者重復。新小區和傳統小區可共享PBCH的一個重復，或者新小區可具有完全不同的PBCH。無論哪種方式傳統UE將無法預期新PBCH的位置和/或結構。另一方面，適當配置的UE( “新”UE，例如MTC裝置)可檢測二者。
[0143]步驟S16.UE基于諸如最高RSRP以及是否正確地接收I3BCH的度量選擇用于初始接入的小區。
[0144]使用兩個條件允許在第一小區和第二小區之間進行選擇。如果接收到來自第一小區的PBCH以及來自第二小區的PBCH，則應該僅選擇第一小區。如果僅從第二小區接收到PBCH，則應該選擇第二小區。對于檢測到附加PBCH重復的小區，可在選擇過程中對RSRP應用補償，以例如與重復次數成比例地減小有效測量功率。這將具有這樣的效果:(在具有相等RSRP的小區當中)引入對沒有重復的小區的偏好。
[0145]步驟S18.UE讀取所選擇的小區的系統信息(經由重復的傳統SIB或者新SIB，取決于實施方式)。
[0146]步驟S20.由UE利用例如基于RSRP和PBCH的重復因子的功率水平/重復來發送PRACH。為了區分旨在用于新小區的PRACH與用于傳統小區的PRACH，eNB可分配不同的PRACH簽名以用于兩個小區，或者通過偵聽重復來檢測旨在用于第二小區的上行鏈路。
[0147]步驟S22.可重新發送PRACH(通常利用功率漸增)，直至從eNB接收到響應(該響應在roccH上指示并且在roscH上發送，其中例如基于應用于I3Bch的重復因子對roccH和roscH應用重復)。
[0148]步驟S24.基于來自eNB的響應，UE發送PUSCH(例如，利用基于應用于PBCH的重復因子的重復因子)。
[0149]對兩個小區的資源分配被布置為不沖突(在UL和DL二者中)。在下行鏈路中，要避免的典型沖突將是CRS、H)CCH、EPDCCH或PDSCH中的任何信道之間的沖突。在上行鏈路中，要避免的典型沖突將是PRACH、PUCCH和PUSCH中的任何信道之間的沖突。如果兩個小區中的資源由同一調度器分配(例如，兩個小區由同一eNB控制)或者由兩個調度器分配(例如，在不同的eNB中)但是這兩個調度器緊密協調，則這可以實現。
[0150]現在將描述一些更具體的實施方式。
[0151]第一實施方式-使用PDCCH
[0152]在第一實施方式中，eNB利用相同的天線集合提供上述“傳統”小區和“新”小區(也稱作第一小區和第二小區)。兩個小區使用相同的PSS/SSS傳輸(S卩，存在兩個小區共用的PSS/SSS傳輸)，因此共享相同的小區ID。兩個小區具有相同的CRS傳輸。在第一小區中，根據LTE版本11發送PBCH。在第二小區中，利用附加重復發送PBCH(S卩，利用相同的內容再次發送PBCH)，以改進覆蓋。因此，對于兩個小區而言，I3BCH包含相同的信息。附加重復可在40ms的現有重復周期內占據附加子幀，或者重復周期可被延伸超過40ms。
[0153]在一個變型中，第二小區中的PBCH傳輸包括在第一小區中發送的PBCH(S卩，來自第一小區的PBCH提供第二小區中的重復之一，并且PBCH信息內容相同)。關于應用于各種其它信道的重復的信息可利用PBCH中的預留比特來指示。傳統UE將不處理這些預留比特。
[0154]在另一變型中，在第二小區中發送的I3BCH獨立于在第一小區中發送的I3BOKS卩，所有重復使用不同于第一小區中的PBCH的資源，并且信息內容可不同)。這將使得例如就應用于各種信道的重復次數向新小區的PBCH增加不同信息變得可能。
[0155]第一小區和第二小區二者均由相同的物理天線支持，并且為CRS配置相同的天線端口。在兩個小區中CRS位置相同。
[0156]對于兩個小區而言，系統帶寬相同。
[0157]對于兩個小區而言，PDCCH占據相同的帶寬和相同數量的OFDM符號，同時除了傳統傳輸形成新傳輸的部分之外，避免了針對相同資源的沖突。在兩個小區中，PHICH配置也相同。因此，在兩個小區中，構成I3DCCH的CCE具有相同的資源映射。
[0158]原理上，提供足夠的信號強度，所有UE將能夠檢測PDCCH和PHICH的傳統傳輸(SP，傳統小區上發送的roCCH、PHICH)。然而，只有能夠接收新小區上發送的這些信道的新版本的UE才能夠檢測它們。
[0159]在一個變型中，對于兩個小區，PCFICH或其它信令(例如，MIB或SIB)被解碼以確定用于PDCCH的OFDM符號的數量。在另一變型中，在第二小區中(S卩，如果使用覆蓋延伸的話)用于HXXH的OFDM符號的數量固定。在這種情況下，3個OFDM符號將是典型值，在第一小區中也應用相同的值。
[0160]對于選擇第一小區來初始接入的UE，遵循根據版本11的RACH過程。對于選擇第二小區來初始接入的UE，RACH過程被修改以使用重復的PRACH，并且UE經由I3DCCH接收響應。
[0161]在UE能夠檢測第一小區和第二小區二者的情況下，網絡需要一些機制來區分PRACH旨在用于的小區。這可通過重復或者使用早前提及的更高級別的小區ID來提供。
[0162]第二實施方式-使用EPDCCH
[0163]如早前提及的，EPDCCH是一種新的DL控制信道，其使用I3DSCH資源的部分以緩解現有PDCCH上的擁塞。在此實施方式中，可在兩個小區中發送EPDCCH，但是僅在新小區中使用重復(覆蓋延伸)。在傳統小區中發送H)CCH，但是在新小區中不需要。
[0164]因此，除了UE在新小區中僅接收EPDCCH而不接收I3DCCH之外，第二實施方式與第一實施方式類似。
[0165]根據該變型，EPDCCH配置可默認確定或者通過廣播確定，例如，在SIB中指示，或者在MIB中被指示為幾種預定義的配置之一。
[0166]根據該變型，假設用于DL傳輸(S卩，HXXH)的控制區域的OFDM符號的數量可默認確定或者通過廣播確定，例如，在MIB或SIB中指示。如果默認確定，則合適的值將為3。需要這方面以使得UE可知道哪些OFDM符號可用于I3DSCH。
[0167]在此實施方式的變型中，用于第一小區和第二小區的系統帶寬可不同。所述不同可默認確定或者通過廣播確定，例如，在MIB或SIB中指示。如果默認確定，則用于第二小區的帶寬可被固定在最小可用值(1.4MHz)或者固定值(例如，3MHz)和第一小區的系統帶寬中的較小者。
[0168]作為進一步的變型，第一小區和第二小區的載波頻率可不同。
[0169]第三實施方式-使用不同的天線圖案
[0170]除了與第一小區相比，在第二小區中使用不同的天線配置來進行PBCH的傳輸之夕卜，第三實施方式與第二實施方式類似。這允許第二小區更適于例如僅具有一個接收天線(并且因此無法使用第一小區中可使用的諸如M頂O的一些傳輸方案的優點)的MTC裝置。
[0171]第二小區中的PBCH可利用波束成形來發送以增加信號強度。波束成形圖案可被布置為隨時間而變化，以例如循環地覆蓋第一小區所服務的地理區域的不同部分(例如，每子幀一個波束圖案以及兩個或四個不同的波束圖案)。用于第二小區中所發送的PBCH的解調的參考信號不同于用于第一小區中的PBCH的CRS。
[0172]在變型中，在第一小區(沒有波束成形)中發送的PBCH用作第二小區(具有波束成形)中的重復之一。
[0173]對于第一小區和第二小區二者，PSS/SSS通常將相同。然而，可針對第二小區利用附加重復或信號來補充PSS/SSS。
[0174]圖7是示出本發明可應用于的UE12的示例的框圖。UE 12可包括可用在上述無線通信系統中的任何類型的裝置，并且可包括蜂窩電話(包括智能電話)、具有移動通信能力的個人數字助理(PDA)、具有移動通信組件的膝上型計算機或計算機系統和/或可操作以無線地通信的任何裝置。UE 12包括連接至至少一個天線802的(多個)發送器/接收器單元804(一起限定通信單元)以及訪問存儲介質808的形式的存儲器的控制器806。控制器806可以是例如微處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或者被編程或者以其它方式配置為執行上述各種功能的其它邏輯電路，包括檢測新小區或傳統小區的PSS/SSS、測量RSRP、選擇小區等。例如，上述各種功能可按照計算機程序的形式具體實現，所述計算機程序被存儲在存儲介質808中并由控制器806執行。發送/接收單元804在控制器806的控制下被布置為接收PSS/SSS和I3BCH,在PRACH上發送等等，如先前所討論的。
[0175]圖8是示出本發明可應用于的eNB11的示例的框圖。eNB 11包括連接至至少一個天線902的(多個)發送器/接收器單元904(—起限定通信單元)以及控制器906。控制器可以是例如微處理器、DSP、ASIC、FPGA或者被編程或者以其它方式配置為執行上述各種功能的其它邏輯電路，包括廣播傳統小區和新小區的PSS/SSS和PBCH、從UE接收PRACH并作出響應等等。例如，上述各種功能可按照計算機程序的形式具體實現，所述計算機程序被存儲在存儲介質908中并由控制器906執行。發送/接收單元904在控制器906的控制下負責UE特定信令和廣播消息。
[0176]總之，本發明的實施方式允許LTE系統中的兩個小區以相同的小區ID(PCI)共存于相同的時間/頻率資源中。如已經提及的，PCI從PSS/SSS推導，在LTE中具有最多504個不同的值，在物理層內對兩個小區使用相同的值。對于其它目的，兩個小區可在更高層具有不同的ID(S卩，更高層參數Cellidentlty(對于LTE，28比特，在SIBl中廣播)或者用于第二小區的擴展物理小區ID (例如，從505至1008)。
[0177]兩個小區的區別在于，一個是傳統小區，另一個是應用使用信號重復的覆蓋延伸的小區。在兩個小區所發送的廣播控制信道中存在對應區別，例如PBCH上的重復因子或PBCH的內容中的一個或更多個的區別和/或更高級別的ID的區別。第二小區主要旨在用于需要覆蓋增強的機器型通信。
[0178]在本發明的范圍內可進行各種修改。
[0179]已參照LTE/LTE-A描述了本發明，但是本發明也可被應用于諸如UMTS和WiMAX的其它通信系統。
[0180]術語“小區”將廣義地解釋。盡管“小區”通常意指DL和UL二者，沒有必要就是這樣，本發明可被應用于僅DL或僅UL小區(傳統小區和/或新小區)。
[0181]上述實施方式提及第一小區和第二小區，其中應用本發明以向傳統的第一小區增加一個新小區(第二小區)以用于覆蓋延伸。然而，本發明不限于這種布置方式。例如，可在相同的小區中應用該原理兩次，增加已經提及的第二小區，但是還有第三小區，其使用相同的原理但是具有更遠的范圍(通過附加重復來實現)。
[0182]此外，一個eNB可控制多個小區。本發明可被應用于由同一eNB控制的任何或所有小區。還將可以想到在不同的eNB之間應用本發明，例如使得第二eNB提供與第一eNB的第一小區對應的第二小區，但是回程延遲將使得難以提供資源使用的必要協調。
[0183]如果經由本發明的新小區通信的MTC裝置移動到普通/傳統小區的覆蓋中，則將需要切換或者切換至少是期望的(因為沒有重復的通信將更高效)。如上所述將UE配置為向更高層報告504以上的PCI將有利于切換，或者可使用上述更高級別的小區ID。
[0184]以上提及的任何實施方式和變型可被組合在相同的系統中。一個實施方式的特征可被應用于任何其它實施方式。
[0185]在上面所描述的本發明的任何方面或實施方式中，各種特征可被實現于硬件中，或者被實現為在一個或更多個處理器上運行的軟件模塊。
[0186]本發明還提供一種用于實現本文所述的任何方法的計算機程序或計算機程序產品以及存儲有用于實現本文所述的任何方法的程序的計算機可讀介質。
[0187]具體實現本發明的計算機程序可被存儲在計算機可讀介質上，或者例如，它可以是諸如從互聯網網站提供的可下載數據信號這樣的信號的形式，或者它可以是任何其它形式。
[0188]將理解，在不脫離權利要求的范圍的情況下，可對上述的特定實施方式進行各種改變和/或修改。
[0189]工業實用性
[0190]因此，本發明通過提供與現有小區共存于無線通信系統中并且共享相同的小區ID的新小區來提供覆蓋延伸。這具有多個優點。由共存的傳統小區和新小區提供的信道的傳輸性質可兼容，因為它們均根據相同的小區ID來確定。可容易地避免兩個小區中的傳輸之間的干擾。可在進行一些修改以包括新小區類型的情況下應用現有小區選擇過程。可在進行一些修改以包括新小區類型的情況下使用現有切換過程從一個小區切換至另一小區。
【主權項】
1.一種用于無線通信系統中的傳輸方法，其中: 基站提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區； 由所述第二小區發送的廣播信道不同于由所述第一小區發送的對應廣播信道； 所述第一小區和所述第二小區具有相同的小區ID，并且所述第一資源集合中的至少一些與所述第二資源集合中的一些相同。2.根據權利要求1所述的方法，其中，由所述第二小區發送的所述廣播信道在重復次數方面不同于由所述第一小區發送的對應廣播信道。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，由所述第二小區發送的所述廣播信道在信息內容方面不同于由所述第一小區發送的對應廣播信道。4.根據任何前述權利要求所述的方法，其中，所述第二小區被提供用于相對于所述第一小區的覆蓋區域的覆蓋延伸。5.根據任何前述權利要求所述的方法，該方法還包括:終端經由所述第二小區與所述基站通信。6.根據任何前述權利要求所述的方法，其中，所述無線通信系統基于LTE，并且所述廣播信道包括物理廣播信道PBCH。7.根據任何前述權利要求所述的方法，其中，所述無線通信系統基于LTE，并且所述廣播信道包括系統信息塊SIB。8.根據任何前述權利要求所述的方法，其中，在所述第一小區和所述第二小區中發送附加信道，所述廣播信道和/或所述附加信道中的至少一些利用所述基站的多個天線中的相同天線來發送。9.根據任何前述權利要求所述的方法，其中，相同基站的不同天線配置被用于所述第一小區和所述第二小區的所述廣播信道的傳輸。10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第二小區中的所述廣播信道使用具有隨時間而變化的波束成形圖案的波束成形來發送。11.根據任何前述權利要求所述的方法，該方法還包括:終端在所述第二小區中在物理隨機接入信道PRACH上發送，其中基于所述第二小區廣播的信息對PRACH傳輸應用多次重復，或者對所述第二小區所發送的信道應用所述多次重復。12.—種無線通信系統，其中: 基站被布置為提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區；其中 由所述第二小區發送的廣播信道不同于由所述第一小區發送的對應廣播信道;并且 所述第一小區和所述第二小區具有相同的小區ID，并且所述第一資源集合中的至少一些與所述第二資源集合中的一些相同。13.—種被布置為提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區的基站，其中 由所述第二小區發送的廣播信道不同于由所述第一小區發送的對應廣播信道;并且 所述第一小區和所述第二小區具有相同的小區ID，并且所述第一資源集合中的至少一些與所述第二資源集合中的一些相同。14.一種用于無線通信系統中的終端，其中，基站被布置為提供包括第一資源集合的第一小區和包括第二資源集合的第二小區，由所述第二小區發送的廣播信道不同于由所述第一小區發送的對應廣播信道，所述第一小區和所述第二小區具有相同的小區ID，并且所述第一資源集合中的至少一些與所述第二資源集合中的一些相同，其中所述終端被配置為經由所述第二小區與所述基站通信。15.—種計算機可讀指令，所述計算機可讀指令在由無線通信系統中的收發器裝置的處理器執行時使得所述裝置提供根據權利要求13所述的基站或者根據權利要求14所述的終端。
【文檔編號】H04L1/00GK106063174SQ201480076783
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年6月6日
【發明人】T·莫斯利
【申請人】富士通株式會社