[0002] 本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2013年1月2日提交的名称为“Method and Apparatus of a Hybrid Node in a Cellular Wireless Communication System”的临时申请号为61/748,428的优先权权益，其通过引用以其整体并入本文。
发明领域
[0003] 本发明总体上涉及到蜂窝无线通信系统和方法。
[0004] 发明背景
[0005] 在很多蜂窝无线电系统中，从用户设备(UI)的视
角小区是以其小区识别码(小区id)来加以区别。UE可以是但不限于移动装置。不同的小区id通常反应不同(主要为物理层)传输特性，其包含但不限于参考
信号序列、扰码序列和
同步信号性能。UE能够基于特定估计物理层参数来检测与其相连的小区的小区id，并随后能够获知所检测到的小区id的其他(例如，主要为物理层)特性。每个小区id可以分成多个部分，其中一个部分可以更加容易被从特定物理层参数中检测，而另一个部分可以被从播放的信息中读取。
[0006] UE能经常检测多个附近小区的识别码。通常，UE尝试连接到与其识别为在传输信号强度方面最强的小区。在大部分情况下，UE一次只能连接到一个小区。当UE连接到小区时，UE使用对应于小区的小区id的传输特性和参数。在一些蜂窝系统中，UE可能同时(例如在改变UE连接到的小区的切换过程期间)连接至多个小区。
[0007] 通过经由天线发送和接收有关小区的小区id的信号，天线服务于小区。在传统的蜂窝系统实现中，服务于小区的一组天线为准共址的，意思为尽管它们可能不处于完全相同的物理空间，但是这组天线大约在相同
位置上。天线准共址的一个示例被描述在3GPP TS36.211V11.4.0(2013-09)的6.2.1节中，其通过引用并入本文。作为一个非限制性示例，位于同一个塔、相隔几米的天线是准共址的。作为另一个非限制性示例，位于同一个建筑墙上、相隔几米的天线也被认为是准共址的。作为另一个非限制性示例，另一方面，位于一个建筑的相对面上的天线不是准共址的。UE能经常假设准共址天线共享一些共同的或相似的特性(其中例如多普勒频移)。在传统的蜂窝系统部署中，非准共址天线服务于具有不同小区id的小区。
[0008] 在一些蜂窝系统中，一组准共址天线可以服务于多个小区。然而，在一些传统的蜂窝系统中，不同的天线服务于不同的小区，即使不同的天线是准共址的。其中一个示例为具有指向不同方向的准共址天线的塔，其中指向一个方向的天线服务于一个小区，并且指向另一个方向的天线服务于另一个小区。
[0009] 在另一个类型的蜂窝系统部署中，用于一个小区的天线不是准共址的。作为非限制性示例，这种系统可为分布式天线系统(DAS)，或者如Parkvall等人在2011年第2期的Ericsson review中的“Heterogeneous network deployments in LTE”中所描述的软小区(soft cell)等。DAS部署的一个示例为单个小区，其用天线
覆盖建筑物的室内，天线使用长天线
馈线分布在不同楼层。软小区部署的一个示例为具有在塔上的天线的传统的高功率宏小区发射机和在宏小区覆盖区域之内具有街道级天线的低功率发射机，其中低功率发射机使用与宏小区相同的小区id。一种将DAS与软小区区分的方式为在DAS中分布的天线发射相同信号，而软小区内的分布的天线可能发射不同信号(虽然对应于相同小区id)。应注意，不只是天线可能分布在DAS或软小区中，诸如射频单元和基带单元的其他组件也可能是完全或部分地分布在DAS或软小区中。
[0010] 在一些蜂窝系统中，UE能够从公共信息
块获知蜂窝网络和与其相连的小区的参数和设置，蜂窝网络周期性地广播公共信息块。这种被广播的公共信息适用于与小区相连的所有UE，但是对于不同的小区通常信息是不同的。在一些蜂窝系统中，相干通信被用于这些公共信息块，意味着UE需要接收特定已知参考(导频)信号连同被广播的信息块。参考信号此后被称为公共参考信号，并且被广播的公共信息块此后被称为广播信道。在一些蜂窝系统中，从与广播信道相同的一组天线发射公共参考信号。UE还需要知道广播信道的调制符号到该组天线的映射和公共参考信号符号到该组天线的映射之间的关系。这些通常线性的映射常被称为预编码。预编码操作还可包含来自被公供参考信号使用的该组天线的天线子集选择。
[0011] 被用于接收广播信道的公共参考信号还常被用于诸如功率测量的其他重要功能，功率测量用于UE移动性和信道
质量估计。因此，需要在所有时刻(定期地和周期性地)传送公共参考信号以及广播信道，以便在传统的蜂窝通信系统中无干扰地提供覆盖。
[0012] 在一些具有可变系统带宽的蜂窝通信系统中，广播关于小区的下行链路和上行链路系统带宽的信息。作为一个非限制性示例，UE需要知道下行链路系统带宽，以便对公共参考信号进行测量。
[0013] 在公共参考信号的协助下还通常能够执行UE专用控制和到UE的数据相干传输。相干通信UE专用控制和数据的另一个方式是使用不同于公共参考信号的另一个参考信号(此后被称之为专用参考信号)。通常，只有接收专用控制或信号的UE使用专用参考信号。
使用专用参考信号的一个优点是可使用对于接收的UE而言未知的任意预编码。如果将相同未知预编码应用于专用参考信号和信息符号两者，则相干接收能仍然起作用。以这种方式，发射机能选择特别适合于接收UE的预编码，而不需要通知接收UE关于此，且预编码操作在这种情况下对于接收UE是透明的。应注意，专用参考信号和专用控制或数据传输的参数可能取决于或可能不取决于小区id。
[0014] 上述描述与一个载波有关，因为通常一个载波对应于具有其自己小区id的一个小区。根据其中多个载波聚集为共享小区id的一个集群的示例，上述描述相似地可应用于该集群。
[0015] 在蜂窝系统的一个非限制性示例长期演进(LTE)中，UE能够通过搜寻主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)来检测LTE网络，主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)是由LTEeNodeB(eNB)周期性地传送的。UE可以从PSS/SSS的检测中获知小区标识码(小区id)。在检测PSS/SSS之后，UE能够接收主信息块(MIB)和系统信息块(SIB)组，主信息块(MIB)被在物理广播信道(PBCH)上传输，系统信息块(SIB)组被在物理下行链路共享信道(PDSCH)上传输。这些块包含对UE在LTE小区内运行是必须的公共信息。作为一个非限制性示例，下行链路系统带宽在MIB中发送信号，并且上行链路系统带宽在第二SIB种发送信号。周期性地在小区内广播这些信息块。LTE中的MIB和SIB为以上论述的广播信道的示例。
[0016] 对于MIB和SIB的解调，UE还需要接收在整个下行链路系统带宽上传输的小区专用参考信号(CRS)。使用预编码来传输MIB和SIB。UE不完全知道MIB的预编码，且以许多方法中的一个方法可以实现MIB的预编码。UE能够假设在发射机处使用了导致成功接收MIB的预编码。LTE中的CRS为上面讨论的公共参考信号的示例。在LTE中，下行链路控制和数据符号的解调(被UE)可基于CRS(常被称为传输模式1-6)或UE专用参考信号，也被称为解调RS或DM-RS(常被称传输模式7-9)。LTE中的UE专用RS或DM-RS为上面论述的专用参考信号的示例。
[0017] 对于基于CRS的通信，从一组天线有利地传输信息符号，还从该组天线传输CRS。而且，CRS的预编码和控制以及数据符号的预编码之间的关系被发送给UE。应注意，CRS的预编码是有利地预先已知的，因为它们被用于接收被广播的信息块。对于基于DM-RS的通信，接收UE预先知道DM-RS符号的预编码和信息符号的预编码之间的关系，但接收UE不知道或不需要预编码本身。
[0018] 一些LTE系统还使用天线端口。一个天线端口能被映射到多个天线。例如，LTE中的CRS和广播信道可通过两个天线窗口、但是八个天线传输。从天线端口到天线的映射对于UE是透明的。
[0019] UE可具有不同能
力。一些UE可能只基于公共参考信号能够下行链路专用数据和控制通信。其他UE可能只基于专用参考信号能够下行链路专用数据和控制通信。第三类的UE可能基于公共参考信号能够下行链路专用数据和控制通信以及基于专用参考信号能够下行链路专用数据和控制通信两者。在LTE中，例如，一些UE只能基于CRS的下行链路通信。其他UE还能够基于DM-RS的下行链路通信。
[0020] 发明概述
[0021] 在本发明的一个
实施例中，混合节点被部署在蜂窝通信网络中，其中混合节点包含多个天线，多个天线通过同时向小区传送信号和/或从小区接收信号来同时服务于蜂窝通信网络中的多个小区。蜂窝通信网络还包含被混合节点服务的多个小区中的合作小区(partner cell)，其中合作小区是与多于一个节点的天线同时保持通信信道的软小区。蜂窝通信网络还包含也被混合节点服务的多个小区中的混合小区，其中混合小区是任何时刻与只有一个节点的天线保持通信信道的硬小区(hard cell)。合作小区和混合小区具有不同的小区id，并且它们每个连接多个用户设备(UE)到和服务于多个用户设备(UE)，用于上行链路通信至混合节点和从混合节点下行链路通信。
[0022] 下面参考
附图详细描述本发明的另外的特性和优点、以及本发明的各种实施例的结构和操作。
[0023] 附图简述
[0024] 按照一个或多个不同实施例，参考以下附图详细描述了本发明。只出于说明的目的提供了附图，并且只描绘本发明的示例性实施例。提供这些附图以帮助读者对本发明的理解，并且其不应被理解为对本发明的宽度、范围或适用性的限制。应注意，为说明的清楚和简单，没有必要按比例制作这些附图。
[0025] 图1描绘在蜂窝通信网络中支持混合节点部署的系统的示例。
[0026] 图2描绘在蜂窝通信网络中支持混合节点部署的过程的示例的
流程图。
[0027] 图3A-3G分别描绘在混合节点与合作小区和混合小区之间的通信频带的
功率谱密度和中心
频率的不同示例。
[0028] 示例性实施例的详细描述
[0029] 以对附图中的特征的示例的方式而非以对附图中的特征的限制的方式来说明本方法，其中附图中相似的附图标记表示相似的元件。应注意，本公开中对“一个(an)”或“一个(one)”或“一些(some)”实施例的参考不一定是相同的实施例，且这种参考指的是至少一个实施例。
[0030] 在示例性实施例的以下描述中，参考了附图，附图形成了本文的一部分，并且附图中通过特定实施例的说明的方式示出附图，在特定的实施方式中可以实施本发明。应理解，可以使用其他实施例，并且可以进行结构性改变而不脱离本发明的范围。
[0031] 总体上，本发明指向用于蜂窝通信网络中的混合节点部署的系统和方法。本文中在一个实际运用的环境中描述了本发明的实施例，实际运用即为蜂窝通信网络中的混合节点与多个软小区和硬小区之间的通信。在此环境中，示例系统可适用于经由小区提供在混合节点和多个UE(例如，移动设备)之间下行链路通信和上行链路通信。然而，本发明不限制于节点和与其相连的小区之间的这种通信应用，且作为非限制示例，本文所述方法还可被应用于其他应用中，例如有移动到移动通信、无线本地环网通信、无线中继通信或无线回程通信。
[0032] 图1描绘在蜂窝通信网络中支持混合节点部署的系统100的示例。尽管附图将组件描述为功能上分离的，但这种描述仅仅出于说明的目的。将很明显的是，在该图中描绘的组件可以被任意地结合为或分为单独的
软件、
固件和/或
硬件组件。
[0033] 在图1的示例中，系统100包含混合节点102，混合节点102包括在蜂窝通信网络的各种实施例中同时服务于多个小区的多个天线104。此处，混合节点102的天线104中的至少一个被用于通过同时传送和/或接收对应于多于一个小区的不同小区id的信号来服务多于一个的小区。在其中系统100为时分双工(TDD)系统的情况下，混合节点102的天线104中的每一个可被用于在任何时候传送或接收。在其中系统100为频分双工(FDD)系统的情况下，混合节点102的天线104中的每一个可被用于在任何时候传送和接收两者。在一些实施例中，混合节点102的天线104在相同位置是准共址的，即使它们可能不处于完全相同的物理空间。
[0034] 在一些实施例中，系统100还包含具有被混合节点102同时服务两个对应的小区id的至少两个逻辑小区，即具有合作小区id的合作小区106和具有混合小区id的混合小区108。此处，合作小区id和混合小区id是不同的。如图1中所述，合作小区106和混合小区108两者均在混合节点102的覆盖区域之内。合作小区106和混合小区108中的每个连接至多个UE(例如移动设备)110并服务于多个UE(例如，移动设备)110，用于上行链路通信至混合节点102和从混合节点102下行链路通信。对于上行链路通信，合作小区106和混合小区108中的每个从UE 110接收上行链路通信并向混合节点102传送上行链路通信。对于下行链路通信，合作小区106和混合小区108中的每个从混合节点102接收下行链路通信并向UE110传送下行链路通信。
[0035] 在一些实施例中，合作小区106可以是能够同时与多于一个的邻近节点的天线保持对应于覆盖区域的小区id的通信信道。应注意，小区的覆盖区域未必是连续的，因为可具有小区覆盖的、不与覆盖区域的剩余部分“连接”的一个点。取决于传播条件，该点和小区剩余部分之间的区域可被另一个小区覆盖。此处，在不同实施例中，合作小区106可以是但不限于宏小区、微小区或微微小区。软小区的一个示例被描述在3GPP TR
36.819V11.2.0(2013-09)中的CoMP(协作多点传输)方案4中，其通过引用并入本文。在一些实施例中，混合小区108为常规的硬小区，其在任何时候与仅仅一个节点的天线保持对应于小区id的通信信道。在一些实施例中，与不同节点接合之前，由硬小区服务的UE必须进行从由一个节点处理的服务小区到由不同节点处理的目标小区的切换。在一些实施例中，相同节点处理多个邻近小区，例如其中宏基站服务于三个扇区，每个扇区为一个小区。在一些实施例中，UE能够同时与不同小区例如在软切换中(Johnson,“Radio access networks for UMTS:principles and practice”,John Wiley,2008)接合。
[0036] 在LTE网络的情况下，通信频带由LTE中心载频和LTE系统带宽定义，且第一小区id和/或第二小区id为LTE小区id，其为物理小区id(PCI)或虚拟小区id。
[0037] 在一些实施例中，合作小区106也被在本文中称之为合作节点112的另一个节点的一组天线服务。合作节点112的天线114与混合节点102的天线104不是准共址的。本文中，混合节点102为合作小区106连同合作节点112提供软小区操作，并且混合节点102和合作节点112两者均针对合作小区106使用相同的小区id。
[0038] 在一些实施例中，混合小区108的下行链路通信(频率)带宽与合作小区106的下行链路通信带宽完全重叠(如图3A中的示例所示)或部分重叠(如图3D中的示例所示)。如图3A中所示，混合小区108的下行链路通信频带具有与合作小区106的下行链路通信频带相同的载波中心频率。在一个可选实施例中，如图3B中的示例所示，混合小区108的下行链路通信频带具有与合作小区106的下行链路通信频带不同的载波中心频率。
[0039] 在一些实施例中，混合小区108的上行链路通信频带与合作小区106的上行链路通信频带完全重叠或部分重叠。在一个实施例中，混合小区108的上行链路通信频带具有与合作小区106的上行链路通信频带相同的载波中心频率。
[0040] 在一些实施例中，混合小区108的下行链路系统带宽和/或上行链路系统带宽不大于合作小区106的相应带宽。作为一个非限制性示例，混合小区108的下行链路通信带宽和/或上行链路通信带宽小于合作小区106的相应带宽。
[0041] 在一些实施例中，在混合小区108的下行链路通信带宽小于合作小区106的下行链路通信带宽的情况下，混合节点102在混合小区108的下行链路通信带宽上传送对应于混合小区108的信号。混合节点102也主要在合作小区106的下行链路通信频带的部分上传送对应于合作小区106的信号，其中合作小区106的下行链路通信频带在混合小区108的下行链路通信频带的外部。在一些实施例中，如图3C(其中合作小区106和混合小区108的下行链路通信频带具有相同中心频率)、图3E(其中合作小区106和混合小区108的下行链路通信频带具有不同中心频率)和图3D(其中合作小区106和混合小区108的下行链路通信频带部分重叠)分别所示，对应于合作小区106的信号还可被混合节点102在混合小区108的下行链路通信频带上传送。合作小区106可以有利地使用合作小区106的整个下行链路通信带宽，以避免来自合作小区106的信号和来自混合小区108的信号之间的干扰。混合节点102可以在未被混合小区108占用的合作小区106的下行链路通信频带的部分上传送公共参考信号(例如LTE中的CRS)到合作小区106。混合节点102还可向合作小区
106传送专用参考信号(例如LTE中的DM-RS)或其他参考信号。在一些实施例中，混合节点102不向合作小区106传送公共参考信号(例如LTE中的CRS)。相反，混合节点102可能针对合作小区106使用专用参考信号(例如LTE中的DM-RS)。
[0042] 在一些实施例中，在混合小区108的上行链路通信带宽小于合作小区106的上行链路通信带宽的情况下，混合节点102在混合小区108的上行链路通信带宽上传送对应于混合小区108的信号。由UE 110向合作小区106传送的可能显著干扰混合小区108的上行链路通信的信号可以有利地主要在合作小区106的上行链路通信频带的部分上由混合小区102传送，其中，合作小区106的上行链路通信频带在混合小区108的上行链路通信频带的外部。对应于合作小区106的由UE 110传送的显著干扰混合小区108的上行链路的信号还可以由混合节点102在混合小区108的上行链路通信频带上传送，其可能导致来自合作小区106的上行链路信号和来自混合小区108的上行链路信号之间的附加的干扰。在一些实施例中，混合节点102可以使用合作小区106的整体上行链路通信带宽，以便传输由UE110向合作小区106传送的、不显著干扰混合小区108的上行链路的信号。
[0043] 在一些实施例中，从混合节点102向混合小区108传送功率谱密度的下行链路可以不同于从混合节点102向合作小区106传送功率谱密度的下行链路，如通过图3中描绘的示例所示，其中，混合小区108的下行链路通信频带具有与合作小区106的下行链路通信频带相同的载波中心频率，并且在图3G中描绘的示例中，其中，混合小区108的下行链路通信频带具有与合作小区106的下行链路通信频带不同的载波中心频率。本文中，至混合小区108和/或合作小区106的功率谱密度可以根据不同参数随时间变化，其作为非限制性示例，包括但不限于：基于小区的不同能力的UE 110的分布；小区中的每个小区内估计干扰情况；以及小区上的下行链路/上行链路通信负荷。另外，混合小区108和/或合作小区106的上行链路和/或下行链路通信带宽可能也根据如上所列的相似的参数组随着时间变化。
[0044] 在一些实施例中，混合节点102针对合作小区106比合作节点112使用显著更低的谱密度用于下行链路传输，合作节点112同时也服务于合作小区106。作为非限制性示例，合作节点112可能向合作小区106传送宏基站的信号，而混合节点102向合作小区106传送微微基站或毫微微基站或其他合适的基站的信号，其需要显著低于宏基站所需要的功率。这种情况下，混合节点102能够有利地被用于具有多个不同节点的异构网络(HetNet)中，其中多个节点具有不同传输功率。在一些可选的实施例中，混合节点102使用传输功率谱密度用于与合作小区106进行下行链路通信和/或上行链路通信作为也同时服务于合作小区106的合作节点112。
[0045] 在一些实施例中，混合节点102在相同的节点中提供硬小区功能和软小区功能两者，以便同时服务于合作小区106和混合小区108。在一个实施例中，可以在与用于软小区通信的通信频率不同的通信频率上完成硬小区通信。可以通过使得硬小区108的通信带宽小于软合作小区106的通信带宽来达到这一点。在一个可选的实施例中，可以在与用于软小区通信的通信频带相同的通信频带上完成硬小区通信。由混合节点102提供的这种混合小区功能向UE 110与混合节点102的通信提供额外的灵活性。具有特定能力的一些UE 110可能更愿意经由软小区(例如合作小区106)以软小区通信模式与混合节点102进行通信，而具有特定能力的一些UE 110可能更愿意经由硬小区(例如混合小区108)以硬小区通信模式与混合节点102进行通信。在LTE的示例中，可能可取的是，切换传统UE(例如，版本8的UE)到混合小区108用于硬小区与混合节点102进行通信，而切换其它更多的UE(例如，版本11的UE)到合作小区106取代软小区与混合节点102的通信。
[0046] 图2描绘了在蜂窝通信网络中支持混合节点部署的过程的示例的流程图200。尽管出于说明的目的，本图按特定顺序描绘了功能性步骤，本过程不限于任何特定顺序或步骤安排。相关领域的一个技术人员将意识到，可用各种方式忽略、重新安排、合并和/或改编本图所绘的各种步骤。
[0047] 在图2的示例中，流程图200始于框202，其中混合节点中包含多个天线，该混合节点通过同时向小区传送信号和/或从小区接收信号来同时服务于蜂窝通信网络中的多个小区。流程图200继续到框204，其中混合节点服务于多个小区的具有第一小区id的第一小区，其中第一小区时同时与多于一个的节点的天线保持对应于所述第一小区id的通信信道的软小区。流程图200继续到框206，其中混合节点服务于多个小区的具有第二小区id的第二小区，其中第二小区时在任何时候与仅仅一个节点的天线保持对应于覆盖区域的第二小区id的通信信道的硬小区。
[0048] 流程图200结束于框208，其中第一小区和第二小区中的每个连接到多个用户设备(UE)并且服务于多个用户设备(UE)用于上行链路通信到混合节点和从混合节点下行链路通信。
[0049] 虽然上面已经描述了本发明的各种实施例，但是应理解它们只以示例而不是限制的方式呈现。同样地，各种图可以示出关于本发明的示例性结构或其他配置，做这个是为了帮助理解可包含在本发明内的特性和功能。本发明不限于所示的示例性结构或配置，但是可使用多种可选择的结构和配置来实现本发明。此外，尽管上文中根据各种示例性实施例和实现来描述了本发明，但是应理解，在单独实施例中的一个或多个单独的实施例中所述的各种特性和功能在其适用性方面不限于利用其描述各种特性和功能的特定实施例，而相反可以单独或以一些组合被应用到本发明的其它实施例的一个或多个实施例，无论这种实施例是否经过描述以及无论这些特性是否被呈现所述实施例的一部分。因此本发明的宽度和范围不应被任何上述的示例性实施例所限制。
[0050] 可通过被适当配置的模块来执行在本文中所述的功能中的一个或多个功能。如本文中所使用的术语“模块”指的是用于执行本文所述的相关功能的被一个或多个处理器执行的软件、固件、硬件和这些元件的任意组合。此外，出于论述的目的，各种模块被描述为分立的模块；然而，如对于本领域中一个普通技术人员将明显的是，可组合两个或多个以上的模型以形成根据本发明的实施例执行相关功能的单个模块。
[0051] 此外，可借助于
计算机程序代码执行本文中描述的功能中的一个或多个功能，计算机代码被存储在“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等等中，其在本文中被使用通常指的是例如
存储器存储设备或存储单元的介质。这些和其他形式的计算机可读介质可涉及到存储一个或多个指令，该指令被处理器使用以使处理器进行特定操作。这种指令通常被称为为“计算机程序代码”(其可以以计算机程序或其它分组的形式被分组)，当指令被执行时，使计算系统能够执行所期望的操作。
[0052] 应理解，出于清楚的目的，上述描述参考不同功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将明显的，可使用不同功能单元、处理器或域之间的任何合适的功能分布，而不减损本发明。例如，被描述为由单独的单元、处理器或
控制器执行的功能可由相同的单元、处理器或控制器来执行。因此，对特定功能单元的参考只被视为对用于提供所述功能的合适的装置的参考，而不表明严格地逻辑或物理结构或机构。
