基站及其操作的方法

申请号 CN200880114859.8 申请日 2008-10-13 公开(公告)号 CN101849370A 公开(公告)日 2010-09-29
申请人 摩托罗拉公司; 发明人 路易斯·洛佩斯;
摘要 一种用于蜂窝通信系统的基站(103)包括用户设备贮存器(205),用户设备贮存器(205)提供用户设备子集,该用户设备子集识别与基站相关联的至少一个用户设备(107)。接入处理器(203)将对基站(103)的接入限制到属于用户设备子集的用户设备(107)。路径损耗处理器(209)确定从至少一个相邻基站(101)到由基站(103)支持的小区的路径损耗估计指示。参数 控制器 响应于该路径损耗估计指示而设置小区(105)的操作参数。本 发明 可以允许便利或者改善仅仅支持特定用户设备的受限的基站的引入和/或配置。在许多情况下,可以根据路径损耗估计来配置受限的基站,使得可以实现改善的性能,而没有对基站的任何 频率 规划。
权利要求

1.一种用于蜂窝通信系统的基站,所述基站包括:
用于提供用户设备子集的装置,所述用户设备子集识别与所述基站相关联的至少一个用户设备;
用于将对所述基站的接入限制到属于所述用户设备子集的用户设备的装置;
用于确定从至少一个相邻基站到由所述基站支持的小区的路径损耗估计指示的装置;以及
操作装置,所述操作装置用于响应于所述路径损耗估计指示而设置所述小区的操作参数。
2.根据权利要求1所述的基站,其中,所述操作参数是所述基站的广播信道发送功率,并且其中,所述操作装置被布置成对提高的路径损耗估计降低所述广播信道发送功率。
3.根据权利要求1所述的基站,其中,所述操作参数是所述基站的最大业务信道发送功率。
4.根据权利要求1所述的基站,其中,所述操作参数是所述基站的接收器灵敏度,并且其中,所述操作装置被布置成对提高的路径损耗估计降低所述接收器灵敏度。
5.根据权利要求1所述的基站,其中,所述操作参数是由所述基站支持的所述用户设备子集的用户设备的最大发送功率,并且其中,所述操作装置被布置成对于提高的路径损耗估计提高所述最大发送功率。
6.根据权利要求1所述的基站,其中,所述操作参数是用于切换所述用户设备子集的用户设备的切换参数,并且其中,所述操作装置被布置成,如果所述路径损耗估计低于阈值,则设置所述用户设备的信噪比切换准则。
7.根据权利要求6所述的基站,其中,所述操作装置被布置成,如果所述路径损耗估计高于阈值,则设置所述用户设备的用户设备接收到的功率切换准则。
8.根据权利要求1所述的基站,其中,在包括所述小区的地理区域中的蜂窝通信系统的频率规划不包括所述基站。
9.根据权利要求1所述的基站,其中,所述至少一个相邻基站是不受限制的基站,所述不受限制的基站被布置成支持所述至少一个相邻基站的覆盖区域中的任何用户设备。
10.一种对蜂窝通信系统的基站的操作的方法,所述方法包括:
提供用户设备子集,所述用户设备子集识别与所述基站相关联的至少一个用户设备;
将对所述基站的接入限制到属于所述用户设备子集的用户设备;
确定从至少一个相邻基站到由所述基站支持的小区的路径损耗估计指示;以及
响应于所述路径损耗估计指示而设置所述小区的操作参数。

说明书全文

技术领域

发明涉及基站及其操作的方法,并且具体地但非排他性地涉及用于通用移动电信系统的基站。

背景技术

已经用于提高蜂窝通信系统的容量的方法是分层小区的思想,其中,宏小区层的下层是具有在该宏小区的覆盖区域中的覆盖区域的通常更小的小区的层。以这种方式,被称为微小区或者微微小区(或者甚至毫微微小区)的较小小区位于较大的宏小区中。微小区和微微小区具有小得多的覆盖范围,由此允许资源的更近的重新使用。经常地,宏小区用于提供在大区域上的覆盖范围,并且微小区和微微小区用于在例如人口稠密的区域和热点地区提供附加容量。而且,微微小区也用于在特定的位置中——诸如在住宅或者办公室中——提供覆盖。
当前的趋势是将大量的微微小区引到3G系统。例如,设想可以部署仅仅具有单个居住住宅或者房子的目标覆盖区域的居住接入点,这样的系统的广泛引入将导致在单个宏小区中的大量的小底层小区。
但是,将3G网络的宏层以微微小区(或者微小区)层为底层产生几个问题。例如,大量的底层小区的引入产生与资源分配和小区间干扰管理相关的多个问题。
例如,频谱频率规划通常被应用在蜂窝通信系统中,以管理在小区之间的资源分配和干扰,以便保证不同的小区可以有效的共存。但是,这样的手段对于引入大量的动态分配的居住接入点是不实用的,因为这将需要很频繁的频率重新规划,由此导致不可接受的管理资源需求和对于蜂窝通信系统的不可接受的中断。因此,期望可以实现新的居住接入点的引入,而没有或者具有最小的规划努和具有最小的中断。
对于意在仅仅支持特定的用户设备的基站加剧了引入底层小区的问题。具体地,居住接入点可以是专用的基站,所述基站被配置成仅仅支持一小组的特定的被识别的用户设备。例如,居住接入点可以具有预订使用该居住接入点的用户设备的有限列表。例如,在用户的家中的居住接入点可以仅仅被用户的家庭成员使用。
在这样的布置中的一个问题是居住接入点必须能够在给定的覆盖区域(例如住宅)中有效地支持预订的用户设备,同时允许未预订的用户设备由另一个小区有效地支持,该另一个小区具体地可以是覆盖居住接入点小区的宏小区。
但是,这些要求趋向于彼此冲突,并且通常居住接入点的引入将使用于未预订用户设备的某个宏小区性能变差,并且将要求详细和劳动密集的优化,以便降低这种变差,并且在居住接入点和宏小区性能之间提供改善的折衷。
因此,一种改善的系统将是有利的,并且具体地,一种允许提高灵活性、便利引入新基站、改善仅仅支持用户子集的基站的支持和/或操作、降低干扰、降低对基站的手动配置的要求并且/或者改善性能的系统将是有利的。

发明内容

因此,本发明寻求单个或者以任何组合地优选地减轻、缓和或者消除上述缺点中的一个或多个。
根据本发明的一个方面,提供了一种用于蜂窝通信系统的基站,所述基站包括:用于提供用户设备子集的装置,所述用户设备子集识别与所述基站相关联的至少一个用户设备;用于将对所述基站的接入限制到属于所述用户设备子集的用户设备的装置;用于确定从至少一个相邻基站到由所述基站支持的小区的路径损耗估计指示的装置;以及用于响应于所述路径损耗估计指示而设置所述小区的操作参数的操作装置。
本发明可以允许在蜂窝通信系统中改善的性能和/或便利的操作。本发明可以便利引入仅仅支持用户设备子集的专用基站,并且可以减少和/或消除对基站和/或蜂窝通信系统的手动规划和/或配置的需要。本发明可以在许多实施例中允许改善属于用户设备子集的用户设备和/或不属于用户设备子集的用户设备的操作和/或性能。在许多情况下,本发明可以改善位于小区中且属于所述用户设备子集的用户设备和位于所述小区且不属于所述用户设备子集的用户设备两者的同时支持。
对所述基站的接入在一些实施例中可以被限制,使得仅仅属于所述用户设备子集的用户设备可以与基站交换用户数据。对所述基站的接入可以在一些实施例中被限制,使得仅仅属于所述用户设备子集的用户设备可以向所述基站注册。例如,在空闲或者活动模式中的用户设备被所述基站拒绝,除非它们属于所述用户设备子集。
所述用户设备子集可以包括所述用户设备子集的每个用户设备的用户设备身份。
所述路径损耗估计指示可以是表示对从至少一个相邻基站到由所述基站支持的小区的路径损耗的路径损耗估计的任何指示或者量度。所述路径损耗估计指示可以具体地在于或者包括路径损耗量度和/或接收到的信噪比和/或从相邻基站发送并且在所述基站接收到的信号的接收到的信号电平。
用于确定路径损耗估计指示的装置可以被布置成,响应于由所述至少一个相邻基站从在小区中的至少一个用户设备发送的信号的信号电平的报告的测量而确定路径损耗估计。所述路径损耗估计可以是在小区中的不同位置的平均路径损耗估计。
根据本发明的另一个方面,提供了一种对蜂窝通信系统的基站的操作的方法,所述方法包括:提供用户设备子集,所述用户设备子集识别与所述基站相关联的至少一个用户设备;将对所述基站的接入限制到属于所述用户设备子集的用户设备;确定从至少一个相邻基站到由所述基站支持的小区的路径损耗估计指示;以及响应于所述路径损耗估计指示而设置所述小区的操作参数。
通过以下说明的实施例(多个),本发明的这些和其他方面、特征和优点将变得清楚,并且将参考以下说明的实施例(多个)来说明本发明的这些和其他方面、特征和优点。
附图说明
将参考附图仅仅通过举例来说明本发明的实施例,在附图中
图1图示了根据本发明的一些实施例的蜂窝通信系统的元件;
图2图示了根据本发明的一些实施例的基站的元件;
图3至7图示了根据本发明的一些实施例的用于操作专用基站的参数的上界和下界;以及
图8图示了根据本发明的一些实施例的基站的操作方法。

具体实施方式

下面的说明聚焦在适用于码分多址(CDMA)蜂窝通信系统、并且具体地适用于UMTS蜂窝通信系统的本发明的实施例。但是,将理解,本发明不限于这个应用,而是可以被应用到许多其他的蜂窝通信系统。
图1图示了根据本发明的一些实施例的蜂窝通信系统的元件。
图1图示了宏基站101,它支持在宏小区中的用户设备。所述宏小区可以是具有大的覆盖区域的相对大的小区。例如,从宏基站101起的有效范围可以是几千米或者更多。
在图1的系统中,基站103支持小区105,小区105的覆盖区域完全在所述宏小区的覆盖区域中。在该具体示例中,小区105相对于宏小区是小的,并且具体地,小区105的覆盖区域小于宏小区的覆盖区域的十分之一。
在该示例中,基站103是意欲在一个或多个特定用户的住处中提供覆盖的居住接入点。基站/居住接入点103意欲仅仅支持在小区105中的特定的被识别的组的用户,而在小区105中的其他用户的用户设备直接地被宏基站101支持,而不是被居住接入点103支持。因此,基站103是仅仅支持特定用户设备的受限基站,宏基站101是可以支持在宏小区中的任何用户设备的不受限基站。
基站103将在以下被称为专用基站103,因为它的服务限于特定的被识别的组的用户/用户设备。类似地,小区105将被称为专用小区105。因此,专用基站或者小区将仅仅对于特定用户的接入是开放的。
在图1的UMTS蜂窝通信系统中引入专用基站103允许该系统向用户提供灵活的、定向的、多样化的和有差别的通信服务集合。例如,专用基站103可以被限制成向专用基站所位于的住处的居民提供通信服务。因此,可以向在家的家庭成员用户提供便宜的语音呼叫、高数据率服务等,而当用户远离住处时,提供通常的移动通信服务。因此,对于单独的用户,单个UMTS通信装置可以提供蜂窝移动通信系统和固定陆上线路系统都熟悉的通信服务。而且,在保证就好像专用小区不存在那样看待所有的访问用户设备以由此便利操作和管理的同时,专用基站103的使用允许仅仅向选择的用户设备提供这样的服务。因此,使得小区专用的益处是居住接入点向所选择的用户设备提供了良好的室内覆盖,所选择的用户设备通常是与居民相关联的那些。同时,将专用基站103限制到所选择的用户设备允许网络运营商将基站103的服务的应用控制和限制到预订特定服务的特定用户设备,允许提高用户设备的安全性和隐私。例如,居住接入点可以用于接入多个不同的个人或者专用服务(诸如因特网接入)或者不能被其他用户设备接入的个人网络。
在该示例中,两个用户设备107、109当前位于专用小区105中。第一用户设备107属于在家庭中的用户,并且向专用基站103注册/预订,使得第一用户设备107是可以被专用基站103支持的用户设备。相反,第二用户设备109是访问的用户设备,它没有向专用基站103注册/预订,并且因此不被允许使用它。因此,第二用户设备109被宏基站101和覆盖专用小区105的覆盖区域的宏小区支持。
专用小区优选地使用可用的UMTS频谱中的一些,而不要求专用频率规划。例如,大量的专用基站可以以自组织的方式被动态地引入到现有的UMTS通信系统中,使得每次安装专用基站时引入新的频率规划是不实用并且不可行的。在该示例中,在系统的频率规划中不考虑专用小区105,并且因此,包括宏小区和专用小区105的特定地理区域的频率规划不包括专用基站103。
在典型的CDMA通信系统中,已经存在由于未规划的频率重新使用导致的一些干扰问题,但是如果小区是专用系统,则使得所述情况更差,因为两个不同的基站(专用基站和宏基站)支持同一区域。
例如,本发明人已经认识到,如果专用小区接近宏基站,则专用基站的覆盖范围可以被来自从宏基站的下行链路发送的干扰限制。而且,由专用基站支持的用户设备可以引起对宏基站上行链路接收器的干扰。如果专用小区远离宏基站,则在专用小区中却被宏基站支持的用户设备可以干扰到专用基站的上行链路通信。而且,来自专用基站的下行链路发送可以引起对由宏小区支持的用户设备的干扰,由此在宏小区中产生覆盖盲区。
当专用基站和宏基站是重新使用公共(业务)信道的共信道基站时,这些干扰效果将特别大。但是,即使宏基站和专用基站使用不同的信道(例如,在相邻的频率分配中),所描述的效果也可以是很大和限制的。
在诸如UMTS的CDMA系统中,当基站使用同一频道时,共信道使用可能发生,即使所述基站具有不同地分配的基站加扰码。当基站使用相邻的频道时,相邻的信道使用可以发生,即使所述基站具有不同地分配的基站加扰码。
在图1的系统中,专用基站103包括对根据从宏基站101到专用小区105的路径损耗的路径损耗估计的指示来自动地配置专用小区的至少一个操作参数的功能。
具体地,专用基站103确定路径损耗估计的指示,并且基于此来设置参数,诸如:由专用基站发送的广播信道的发送功率;在业务信道中的下行链路发送的最大发送功率;它所附接的用户设备的最大发送功率;以及,专用基站103的上行链路接收器的有效灵敏度。通过如此进行,小区减少了在宏基站101的接收器和访问者用户设备109处的影响,同时也减少了在来自宏系统的专用基站103处的可能影响。通过将所述解决方案偏向约束空间的一个极端或者另一个,可以控制小区来向宏系统、向其本身提供优先级,或者可以执行折衷。因此,可以实现灵活的和自动的配置,而不要求专用或者手动规划或者配置。因此,专用基站103可以自动地适应于在它被部署的位置中的条件,并且具体地可以根据相对于也覆盖专用小区的宏基站101的位置来调整它的操作。
因此,专用基站的操作可以减少不需要的宏专用小区的交互,而不要求任何规划。可以导出用于设置参数的很简单的规则的集合。例如,对于与接近宏基站的位置相对应的路径损耗估计,可以将下行链路功率设置得较高,由此提高抗干扰的范围,同时上行链路功率被限制,并且/或者接收器的灵敏度被设置得相对高,由此降低宏基站干扰的概率。对于与远离基站的位置相对应的路径损耗估计,可以降低下行链路功率以降低在(或者接近)专用小区中的宏小区覆盖盲区的概率,并且可以提高上行链路发送概率,并且/或者使得灵敏度降低以克服由以高功率发送的访问的宏用户设备引起的干扰。下面将说明可能的规则和应用这些规则之后的理由的更详细的解释和分析。
图2更详细地图示了专用基站103。
专用基站103包括收发器201,收发器201能够通过UMTS空中接口来与用户设备通信。收发器201具体地包括支持向专用基站103注册/预订的用户设备——即在被允许使用专用基站103的用户设备子集中包含的用户设备——所需要或者期望的所有功能。
收发器201耦接到接入处理器203,所述接入处理器203进一步耦接到用户设备贮存器205。用户设备贮存器205包含向专用基站103注册/预订的用户设备的身份的列表。在该具体示例中,用户设备贮存器205包括其中安装了专用基站103的住处的家庭成员的用户设备的用户设备身份。因此,用户设备贮存器205存储了用户设备子集,所述用户设备子集识别与专用基站103相关联的一个或多个用户设备。所述用户设备子集对应于被允许使用专用基站103的在UMTS通信系统中的用户设备的子集。
接入处理器203被布置成将对于专用基站103的接入限制到属于所述用户设备子集的用户设备。因此,仅仅具有与在专用基站103注册的身份相对应的身份的用户设备被允许接入基站。具体地,如果从用户设备接收到接入请求,则请求的用户设备的身份被馈入接入处理器203,接入处理器203作为响应查看用户设备贮存器205以确定在用户设备子集中是否包括这个身份。如果是,则接入处理器203允许收发器继续接入过程。如果不是,则接入处理器203指令收发器201拒绝所述接入请求。
将理解,可以对在空闲模式中的用户设备以及对在活动模式中的用户设备两者限制对专用基站103的接入。
此外,专用基站103包括耦接到收发器201的路径损耗处理器209。路径损耗处理器209被布置成确定对从宏基站101到专用小区的路径损耗的路径损耗估计的指示。在该具体示例中,产生实际的路径损耗估计,但是将理解,在其他实施例中,可以使用其他指示,诸如从宏基站101或者专用基站103发送并且被其他基站103、101接收到的信号的信噪比或者信号电平。
所产生的路径损耗估计表示从宏基站101到专用小区的典型的路径损耗。因此,路径损耗估计通常不是对在专用小区中的特定用户设备测量的瞬时路径损耗,而是表示在时间和/或位置上平均的平均路径损耗估计。因此,路径损耗估计表示在宏基站101和专用小区之间的典型的、平均和/或预期路径损耗的整体估计。路径损耗估计可以具体地是对从宏基站101到专用基站103的路径损耗的时间平均的路径损耗估计。
通常,专用小区具有与从专用小区到基站的距离相比较相对小的覆盖区域,并且因此作为在专用小区中的位置的函数的路径损耗变化与从宏基站101到专用小区的路径损耗相比较将相对小。
在一些实施例中,可以从由在专用小区中的用户设备进行的测量来产生路径损耗估计。例如,一旦安装了专用基站103,可以针对被请求在专用小区105中四处走动的用户执行手动测量处理,所述用户带有用户设备,这个用户设备报告从第一基站101发送的导频信号的测量。可以将所接收到的测量与从宏基站101发送的功率(例如从诸如由网络运营商操作的操作和维护中心的适当网络实体向专用基站101提供的)相比较,并且可以对于所述不同的位置来计算对应的路径损耗。然后,可以平均所测量的路径损耗,以产生路径损耗估计。
替代地或者另外,在正常操作期间,向专用基站103注册/预订的用户设备可以连续地提供来自宏基站101的导频信号的测量报告。这些测量报告可以与宏基站导频信号发送功率相比较,并且可以计算对应的路径损耗。可以在相对长的持续时间上平均所述测量,以提供从宏基站101到专用基站103的典型路径损耗的良好估计。
替代地或者另外,在一些实施例中,专用基站103可以本身被布置成进行由宏基站101发送的导频信号的所接收到的信号电平的测量。因此,可以作为从宏基站101到专用基站103的时间平均的路径损耗来直接地产生路径损耗估计。
将理解,在不偏离本发明的情况下可以使用确定路径损耗估计的其他方法,并且/或者,可以组合多个路径损耗估计算法。例如,可以使用手动测量过程来产生初始的路径损耗估计,并且基于来自由专用基站103支持的用户设备的测量报告来连续地更新所产生的路径损耗估计。
路径损耗处理器209耦接到参数控制器207,参数控制器207还耦接到收发器201。参数控制器207被布置成响应于路径损耗估计而设置小区的操作参数。
根据路径损耗估计而设置的操作参数在不同的实施例中可以不同,并且用于确定所述参数值的实际规则或者准则可以取决于独立的实施例的具体要求和偏好。
在一些实施例中,所述操作参数可以是专用基站103的下行链路发送参数。具体地,专用基站103可以根据路径损耗估计来设置其广播公共信道的发送功率。
在UMTS中,以与在小区中的当前条件无关的功率电平来发送几个公共信道。这些的示例是由用户设备测量并且用于确定切换是否适当的公共导频信道(CPiCH)和承载重要的广播信息的广播控制信道(BCCH)。因此,BCCH(与其他公共信道一起)有效地确定小区的覆盖区域。但是,在专用小区105中发送的公共信道可以防止用户设备测量宏基站101的CPiCH。因此,专用小区公共信道可以在宏小区中造成覆盖盲区。如果到专用小区105的路径损耗大,则这个效果非常显著,并且因此,将如果路径损耗估计高(例如高于给定的阈值)的情况下的路径损耗估计设置得比如果路径损耗估计低(例如低于给定的阈值)的情况低。因此,参数控制器207可以被布置成降低广播公共信道的发送功率以提高路径损耗估计。在广播信道功率上的这种降低可以限于路径损耗估计满足给定准则的情况,诸如路径损耗估计在给定的间隔中的要求。
作为可以根据路径损耗估计来设置的下行链路发送参数的另一个示例的是专用基站103的最大业务信道发送功率。下行链路业务信道发送功率在UMTS中被功率控制回路控制,该功率控制回路保证发送功率足以获得期望的性能,同时不引起不必要的干扰。与广播控制信道发送类似,下行链路业务信道发送可以导致对宏用户设备109的干扰,由此防止它们从宏基站101可靠地接收下行链路发送。这种变差对于相对高的路径损耗估计特别显著,并且因此,参数控制器207可以将在高路径损耗估计的情况下的业务信道的最大发送功率限制成比在低路径损耗估计的情况下更低的电平。
作为另一个示例,操作参数可以是基站的最大总发送功率。参数控制器207可以将在高路径损耗估计的情况下的专用小区105的最大总发送功率限制成比在低路径损耗估计的情况下更低的电平。将理解,对最大功率的调整或限制可以结合对共同控制信道的功率和每个业务信道的功率的调整或限制来执行。
作为另一个示例,参数控制器207可以被布置成修改被专用基站103支持的用户设备的上行链路发送参数。
具体地,第一用户设备107在与专用基站103通信时的发送功率在宏基站101产生干扰。如果这个干扰足够高,则它可以防止宏基站101支持宏用户设备109。路径损耗越低,则对于给定的发送功率电平而言这种变差越大。
而且,从宏用户设备109到宏基站101的上行链路发送将在专用基站103的接收器处产生干扰。如果这个干扰太高,则它可以防止专用基站103有效地支持第一用户设备107。当来自宏用户设备109的发送功率随着路径损耗而增大时,这种变差对于较高的路径损耗估计更大,导致对于由专用基站103支持的用户设备107需要的更高的发送功率。
因此,参数控制器207可以控制由专用基站103支持的用户设备107使用的最大发送功率,并且可以具体地对于提高的路径损耗估计来提高这个发送功率。这种发送功率调整可以限于路径损耗估计满足给定的准则——诸如路径损耗估计在给定的间隔中的准则——的情况。
作为另一个示例,参数控制器207可以被布置成修改专用基站103的上行链路接收器特性。具体地,参数控制器207可以被布置成响应于路径损耗估计而设置专用基站103的上行链路接收器的接收器灵敏度。
例如,不是直接地调整由专用基站103支持的用户设备的发送功率,参数控制器207可以对于提高的路径损耗估计降低专用基站103的接收器的灵敏度。降低的接收器灵敏度将导致由专用基站103支持的用户设备107的发送功率被功率控制回路提高,由此减小了近处的宏用户设备109的影响。再一次,可以将接收器灵敏度调整限于路径损耗估计满足给定的准则——诸如路径损耗估计在给定的间隔中的准则——的情况。
下面将提供上述参数的调整的具体详细示例。
在一些实施例中,参数控制器207可以响应于路径损耗估计而设置用于用户设备子集的用户设备的切换的切换参数。具体地,参数控制器可以被布置成改变用于根据路径损耗估计来确定是否应当执行切换的准则。
作为具体示例,如果路径损耗估计低于给定的阈值,则切换准则将基于信噪比准则,而如果路径损耗估计高于该阈值,则使用接收到功率准则。
因此,在该具体示例中,专用基站103也可以控制从专用小区105到宏小区的切换操作。通常通过在CPiCH上进行的特定测量来触发这个切换操作。如果专用小区105接近宏(对应于低路径损耗估计),则可以减少专用小区105的服务区域,以便减少对宏小区接收器的干扰的可能。如果通过信号噪声干扰(例如Ec/No)测量来控制切换,则可以实现这一点,因为干扰反映了对于宏站点的路径损耗,使得专用小区105与宏站点越近将越小,由此限制了上行链路与宏接收器的干扰的可能。如果小区远离宏站点,则下行链路干扰低得多,并且专用小区105的服务区域会变大。但是,具有所述服务区域的明确的最大范围将是有利的。在这种情况下,所述切换可以有利地基于所测量的小区的接收到的功率的测量值,诸如所接收到的CPiCH的代码功率的测量值(接收到的信号代码功率RSCP)。
下面,将说明作为路径损耗估计的函数的操作参数的可能修改的一些具体的详细考虑。
考虑下面四种情况(对应于通常最重要的变差):
 情况   位置   影响   上行链路/下行链路  1.发送宏用户设备109失 感(de-sense)专用基站103   远离宏基站101   专用基站103   上行链路  2.发送专用用户设备107 失感宏基站101   接近宏基站101   宏基站101   上行链路  3.发送专用基站103产生 宏覆盖盲区   远离宏基站101   宏基站101   下行链路  4.发送宏基站101产生专 用基站103覆盖限制   接近宏基站101   专用基站103   下行链路
对专用用户设备的最大发送功率的控制
为了量化上行链路效果,执行基于到宏基站101和专用基站103的传播损耗的简单分析。
考虑专用基站103失感,期望由专用基站103支持的用户设备107的最大用户设备功率被设置成在其最大的路径损耗(来自专用基站103),当宏用户设备109在其来自专用基站103的最小路径损耗时可以获得期望的信噪比(SIR)目标。因此:
Prap-ue,max-Lrap,max≥Pmac-ue-Lrap,min+SIRrap-ue
其中,Prap-ue,max是专用用户设备107的最大发送功率,Lrap,max是从专用用户设备107到专用基站103的最大路径损耗,Pmac-ue是宏用户设备109的发送功率,Lrap,min是从宏用户设备109到专用基站103的最小路径损耗,并且SIRrap-ue是专用用户设备107的期望SIR。
宏用户设备109的发送功率被给出为:
Pmac-ue=NFmac+Lmac,i+SIRmac-ue
其中,NFmac是宏用户设备109的有效固有噪声(而不是仅仅是热固有噪声),Lmac,i是从宏用户设备109到宏基站101的路径损耗,并且SIRmac-ue是宏用户设备109的期望的SIR。
这得到:
Prap-ue,max≥NFmac+Lmac,i+(Lrap,max-Lrap,min)+SIRrap-ue+SIRmac-ue
这个公式提供了在专用小区105的边缘的专用用户设备107的发送功率的下限或者下界,以便克服从宏用户设备109产生的失感。
考虑宏基站101失感,在宏基站101从专用用户设备107接收到的最高功率是:
Prx,NB=Prap-ue,max-Lmac,o≤NFmac+Δmac,prot
其中,Lmac,o是从专用用户设备107到宏基站101的路径损耗,并且Δmac,prot是保证所述信号低于固有噪声的界限(其具有负值)。
它遵循:
Prap-ue,max≤NFmac+Lmac,o+Δmac,prot
如果要避免宏基站101的失感,则这个公式提供了专用用户设备107的发送功率的上限或者上界。
应当注意,如果相邻的信道干扰(ACI)被当作对应于滤波的项目,则可以向上述方程引入ACI的抑制。
图3图示了共信道干扰情况的两个界。对于下面的参数值图示了所述界:

SIRmac-ue=-20dB,Δmac,prot=-15dB,Lmac,i=Lmac,o
如图3中所示,对于这些参数值而言,上界实际上比下界更低,并且因此,没有将同时满足两个限制的用户设备发送功率。
虽然不可能同时满足两个条件,但是有可能调整折衷以改善性能。
例如,假定图1的曲线301用于设置用户设备最大功率。因此,对于高达100dB的路径损耗估计,发送功率被设置为不变的值,以便提供专用基站103的最小上行链路范围。这产生了宏基站101的失感的可能性(这发生的概率与在功率曲线和给定的宏损耗的界之间的差成比例;因此,对于低于100dB的宏损耗,在专用基站103失感的概率变高时,宏基站101失感的概率随着路径损耗变低)。在高于100dB的路径损耗估计时,遵循宏基站101失感曲线(即上界),直到达到最大用户设备功率(在该示例中,它是20dBm)。
图4图示了专用基站103和宏基站101使用相邻的信道而不是共信道的情况下的相同的上界和下界。假定相邻的信道泄露具有与UMTS技术规范的要求相对应的33dB的值。
可以看出,对于相邻的信道情况,在所述两个界之间有解空间,虽然这是相对有限的,并且通常由于其他限制而不可能满足。例如,最大发送功率可能需要是-10dBm或者更大,以便提供专用小区105的足够的覆盖区域。
作为相邻信道示例的功率设置手段的示例,对于高达例如70dB的很低的路径损耗估计,可以将专用用户设备107的最大发送功率设置成最小值-10dBm(在这个区域中,宏基站101失感可能发生,虽然具有相对低的可能)。在这个电平之上,在也保持在两个界之内的同时允许功率提高。一旦达到专用用户设备107的峰值功率(例如20dBm),则保持这个功率电平。一旦宏路径损耗高于120dB,则专用基站103的失感(丢失覆盖)可能发生。
对专用基站的接收器灵敏度的控制
在先前的示例中,最大功率的控制用于平衡所述两个失感要求。对此的替代是以可变的方式使得专用基站103不敏感。如此做的主要优点是在存在接近的干扰时的接收器性能。如果控制最大用户设备功率,则平均用户设备功率较低,但是接收器的所需要的动态范围将较高,因为它将必须处理从-100到例如-70dBm的宽带信号输入电平。另一方面,如果控制接收器灵敏度(基于路径损耗估计),则所接收到的电平将被间接地控制,以在远离宏基站101时提高,由此使得动态范围在任何位置都精确地相同。缺点是它提高了发送功率,而与附近是否存在干扰的用户设备无关。
对于专用基站103失感的情况而言,通过下式给出在专用基站103的固有噪声NFrap上的下界:
NFrap≥NFmac+(Lmac,i-Lrap,min)+SIRmac-ue-Δrap,prot-ACI
其中,Δrap,prot是保证所述信号低于固有噪声的界限(它是负值),并且ACI是反映相邻的干扰的项。
对于宏基站101失感的情况,上界被发现为:
NFrap≤NFmac+(Lmac,o-Lrap,max)-SIRrap-ue+Δmac,prot+ACI
在图5和6中示出了共信道和相邻信道情况的各自的界。
可以得出与发送功率调整相同的结论。因此,对于共信道的情况,对于路径损耗的任何值没有将同时满足两个界的值。在这种情况下,当到宏站点的路径损耗至少是100dB时,仅仅可以获得接收器固有噪声的优选值(而没有宏基站101失感的险)。
对于相邻信道的情况,除了有效固有噪声设置的物理限制之外,有可能满足两个限制。再一次,看起来可以容纳高于70dB的宏路径损耗,而没有宏基站101失感的风险。
对专用基站的最大发送功率的控制
也可以基于下行链路情况来执行类似的分析。
首先,考虑由专用基站103对宏小区造成的覆盖盲区。在此的条件是对于来自专用基站103的最小耦合噪声,在宏用户设备109处获得最小的宏导频信号与噪声电平。
这个产生下面的界:
Prap,tot≤Pmac,pil+(Lrap,min-Lmac,i)-Γmac,min+ACI
其中,Prap,tot和Pmac,pil分别是专用基站103的总的发送功率和从宏基站101发送的宏导频功率;Γmac,min是在宏用户设备109处要求的最小信噪比(Ec/No)。
可以通过考虑当专用基站103接近宏基站101时专用小区的最小覆盖区域来找到第二界(因为宏基站101将产生高的干扰电平,由此减少可以正确地解码来自专用基站103的导频信号的区域)。考虑到专用基站103的导频信号发送功率而导出所述界。这可以得到下面的界:
Prap,pil≥Pmac,tot+(Lrap,max-Lmac,o)+Γrap,min-ACI
其中,Pmac,tot和Prap,pil分别是宏基站101和专用基站103的总的发送功率,并且Γrap,min是在专用用户设备107要求的最小Ec/No。
所使用的参数值如下:
Pmac,pil=30dBm,Pmac,tot=40dBm,Lrap,max=110dB,Lrap,min=40dB,,Lmac,i=Lmac,o
EcNomac,min=-18dB,EcNorap,min=-18dB
Prap,pil=Prap,tot-13dB
查看共信道情况,可以看出,不可能在下行链路中满足两个限制。考虑在+5和+20dBm之间的最大功率,可以看出几乎在小区中的任何位置都将产生宏覆盖盲区。但是,在10dB的宏路径损耗,覆盖盲区很可能是专用基站103周围仅仅几米(例如4-5米)。另一方面,专用基站103覆盖区域将被严重地限制。例如,在100dB的宏路径损耗,范围减小会是10倍(虽然这可以通过宏建筑物穿透损耗来减少)。
在图7中图示了一种用于减轻的可能策略。具体地,在低于至少100dB的路径损耗,并且考虑20dBm的可能的最大发送功率,专用基站103覆盖区域很可能太小。在高于100dB,可能合理的是,设置发送功率使得在宏覆盖盲区和专用基站103覆盖范围之间有折衷。在高于大约120dB,可以假定宏覆盖损耗不再是问题,因此,可以保持功率以保证对于合理的范围是足够的。
先前的分析已经考虑了单个宏小区的情况。但是,清楚的是,可以重复同一处理,或者修改同一处理以考虑多个周围的宏小区,以便以与在此对于单个宏小区情况描述的方式类似的方式来提供限制。
图8图示了蜂窝通信系统的基站的操作方法的示例。
该方法在步骤801开始,其中,提供识别与基站相关联的至少一个用户设备的用户设备子集。
步骤S801之后是步骤S803,其中,对于基站的接入限于属于用户设备子集的用户设备。
步骤803之后是步骤805,其中,确定从至少一个相邻基站到由基站支持的小区的路径损耗估计。
步骤805之后是步骤807,其中,响应于路径损耗估计而对小区设置操作参数。
将理解,为了清楚,上述说明已经参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。但是,将显而易见的是,在不偏离本发明的情况下,可以使用在不同的功能单元或者处理器之间的功能的任何适当分布。例如,可以通过相同的处理器或者控制器来执行被说明为要由独立的处理器或者控制器执行的功能。因此,对于特定功能单元的参考应当仅仅被看作对用于提供所描述功能的适当手段的参考,而不表示严格的逻辑或者物理结构或者组织。
可以以包括硬件软件固件或者这些的任何组合的任何适当形式来实现本发明。本发明可以可选地被至少部分地实现为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。可以以任何适当方式来物理地、功能地和逻辑地实现本发明的实施例的元件和组件。实际上,可以在单个单元中、在多个单元中或者作为其他功能单元的一部分来实现所述功能。因此,可以在单个单元中实现本发明,或者本发明可以物理地或者功能地分布在不同的单元和处理器之间。
虽然已经结合一些实施例描述了本发明,但是并不意在将本发明限制成在此阐述的具体形式。而是,本发明的范围仅仅由权利要求来限制。另外,虽然可能看起来结合特定实施例描述了特征,但是本领域内的技术人员将认识到,可以根据本发明组合所描述的实施例的各种特征。在权利要求中,术语“包括”不排除其他元件或者步骤的存在。
此外,虽然多个手段、元件或者方法步骤被独立地列出,但是可以通过例如单个单元或者处理器来实现多个手段、元件或者方法步骤。另外,虽然可以在不同的权利要求中包括独立的特征,但是有可能有利地组合这些特征,并且在不同的权利要求中的包括不暗示特征的组合是不可行的和/或不是有利的。而且,在一类权利要求中的特征的包括不暗示限于此类,而是表示所述特征同样可在适当时适用于其他类的权利要求。此外,在权利要求中的特征的顺序不暗示所述特征必须起作用的任何具体顺序,并且具体地,在方法权利要求中的各个步骤的顺序不暗示必须以这个顺序来执行所述步骤。而是,可以以任何适当的顺序来执行所述步骤。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于蜂窝通信系统的受限的基站,所述受限的基站包括:
用于提供用户设备子集的装置,所述用户设备子集识别与所述受限的基站相关联的至少一个用户设备;
用于将对所述受限的基站的接入限制到属于所述用户设备子集的用户设备的装置;
用于确定从至少一个相邻基站到由所述受限的基站支持的小区的路径损耗估计指示的装置;以及
操作装置,所述操作装置用于响应于所述路径损耗估计指示而设置所述受限的基站的接收器灵敏度。
2.根据权利要求1所述的受限的基站,其中,所述操作装置也用于设置所述受限的基站的广播信道发送功率,并且其中,所述操作装置被布置成对提高的路径损耗估计降低所述广播信道发送功率。
3.根据权利要求1所述的受限的基站,其中,所述操作装置也用于设置所述受限的基站的最大业务信道发送功率。
4.根据权利要求1所述的受限的基站,其中,所述操作装置被布置成对提高的路径损耗估计降低所述接收器灵敏度。
5.根据权利要求1所述的受限的基站,其中,所述操作装置也用于设置由所述受限的基站支持的所述用户设备子集的用户设备的最大发送功率,并且其中,所述操作装置被布置成对提高的路径损耗估计提高所述最大发送功率。
6.根据权利要求1所述的受限的基站,其中,所述操作装置也用于设置用于切换所述用户设备子集的用户设备的切换参数,并且其中,所述操作装置被布置成,如果所述路径损耗估计低于阈值,则设置所述用户设备的信噪比切换准则。
7.根据权利要求6所述的受限的基站,其中,所述操作装置被布置成,如果所述路径损耗估计高于阈值,则设置所述用户设备的用户设备接收到的功率切换准则。
8.根据权利要求1所述的受限的基站,其中,在包括所述小区的地理区域中的蜂窝通信系统的频率规划不包括所述受限的基站。
9.根据权利要求1所述的受限的基站,其中,所述至少一个相邻基站是不受限制的基站,所述不受限制的基站被布置成支持所述至少一个相邻基站的覆盖区域中的任何用户设备。
10.一种对蜂窝通信系统的受限的基站的操作的方法,所述方法包括:
提供用户设备子集,所述用户设备子集识别与所述受限的基站相关联的至少一个用户设备;
将对所述受限的基站的接入限制到属于所述用户设备子集的用户设备;
确定从至少一个相邻基站到由所述受限的基站支持的小区的路径损耗估计指示;以及
响应于所述路径损耗估计指示而设置所述受限的基站的接收器灵敏度。
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