专利名称：使用回程质量信息进行服务基站的选择的制作方法
技术领域：
概括地说，本发明涉及通信，具体地说，本发明涉及无线通信网络中为终端选 择服务基站的技术。
背景技术：
为了提供诸如话音、视频、分组数据、消息和广播之类的各种通信内容，广泛 部署了无线通信网络。这些无线网络是通过共享可用网络资源能够支持多个用户的多址 网络。这些多址网络的例子包括码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分 多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络以及单载波FDMA(SOFDMA)网络。无线通信网络包括能够支持多个终端通信的多个基站。在任何给定时刻，一个 终端位于零个或多个基站的通信覆盖区域内。如果多于一个基站可用，则期望选择合适 的基站来服务该终端，从而该终端能够获得良好的性能，同时提高网络容量。
发明内容
本文描述了在无线通信网络中为终端选择服务基站的技术。在一方面，通过考 虑候选基站的回程质量来选择服务基站。每个候选基站是终端的潜在服务基站。当终端 首次接入网络或从当前服务基站进行切换时，服务器选择实体为终端选择服务基站。服 务器选择实体可以是终端、当前的服务基站或一些其它网络实体。服务器选择实体获得 候选基站的回程质量信息，并使用这一信息为终端选择服务基站。在一种设计中，基站确定用于指示其当前回程质量的回程质量信息。回程质量 信息包括该基站的回程的剩余容量、回程的全部容量、回程容量的当前负载或利用率、 回程的能量效率等等。基站发送供服务器选择实体使用的回程质量信息。在一种设计 中，基站生成包括回程质量信息的开销消息，并通过空中下载向终端发送该开销消息。 在另一种设计中，基站生成包括回程质量信息的回程消息，并经由回程向相邻基站发送 该消息，或向作为服务器选择实体运行的网络控制器发送该消息。在另一种设计中，服务器选择实体(例如)通过来自每个候选基站的开销消息或 回程消息来接收终端的至少一个候选基站的回程质量信息。服务器选择实体还确定每个 候选基站的至少一个度量。随后，服务器选择实体根据回程质量信息以及至少一个候选 基站的至少一个度量为终端选择服务基站。在另一种设计中，终端从至少一个候选基站中的每个候选基站接收开销消息。 终端根据从每个候选基站接收的开销消息来获得该候选基站的回程质量信息。终端根据回程质量信息有助于选择服务基站。在一种设计中，终端根据回程质量信息来选择服务 基站。在另一种设计中，终端向其当前的服务基站发送回程质量信息。当前服务基站 ω使用回程质量信息为终端选择新的服务基站，或(ω将回程质量信息转发到服务器选 择实体。在下文中将进一步详细描述本发明的各个方面和特征。
图1示出了无线通信网络。图2示出了使用混合自动重传(HARQ)进行的数据传输。图3示出了具有中继的无线通信网络。图4示出了支持中继的帧结构。图5和图6分别示出了用于传送基站的回程质量信息的过程和装置。图7和图8分别示出了用于进行服务器选择的过程和装置。图9和图10分别示出了用于接收回程质量信息的过程和装置。图11示出了终端和基站的方框图。
具体实施例方式本申请中所描述的技术可以用于各种无线通信网络，比如CDMA、FDMA、 TDMA、OFDMA、SD-FDMA以及其它网络。术语“系统”和“网络”经常交换使 用。CDMA网络可以实现无线技术，比如通用陆地无线接入(UTRA)、cdma2000等等。 UTRA包括宽带CDMA (WCDMA)和CDMA的其它变型。cdma2000涵盖IS-2000、 IS-95和IS-856标准。TDMA网络实现无线技术，比如全球移动通信系统(GSM)。 OFDMA系统可以实现无线技术，比如演进的UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、 IEEE 802.11 (Wi-Fi)、IEEE 802.16 (WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDM 等等。 UTRA和E-UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)和高 级LTE(LTE-A)是UMTS使用E-UTRA的新版本，其在下行链路上使用OFDMA，在上 行链路上使用SC-FDMA。在名为“第三代合作伙伴项目”(3GPP)的组织的文档中描 述了 UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM。在名为“第三代合作伙伴项目 2 ” (3GPP2)的组织的文档中描述了 cdma2000和UMB。图1示出了包括多个基站和其它网络实体的无线通信网络100。为了简单起见， 图1仅仅示出了两个基站120和122以及一个网络控制器150。基站可以是与多个终端进 行通信的固定站，并可将其称为接入点、节点B、演进节点B(eNB)等等。基站提供对 特定地理区域的通信覆盖。可将基站的整个覆盖区域划分成多个较小的区域，每个较小 的区域由各个基站子系统提供服务。根据使用的上下文，术语“小区”是指基站的覆盖 区域和/或服务这一覆盖区域的基站子系统。基站为宏小区、微微小区、毫微微小区或一些其它类型的小区提供通信覆盖。 宏小区覆盖相对较大的地理区域(例如，半径为几公里的区域)并支持无线网络中具有服 务订阅的全部终端的通信。微微小区覆盖相对较小的地理区域，并支持具有服务订阅的 全部终端的通信。毫微微小区覆盖相对较小的地理区域(例如，家庭)，并支持与该毫微微小区相关联的一组终端(例如，属于此家庭的居民的终端)的通信。宏小区的基站称 为宏基站。微微小区的基站称为微微基站。毫微微小区的基站称为毫微微基站或家庭基 站。无线网络100还包括多个中继站。中继站是从上游站接收数据传输和/或其它 信息并向下游站发送数据传输和/或其它信息的站。上游站可以是基站、另一个中继站 或终端。下游站可以是终端、另一个中继站或基站。中继站还可以是为其它终端中继传 输的终端。网络控制器150与一组基站相耦合，并协调和控制这些基站。网络控制器150 经由回程124与基站120进行通信，并经由回程126与基站122进行通信。基站120和 122也可彼此之间(例如)直接通信或通过无线或有线回程间接通信。每个基站的回程可 以使用任何接口实现，并具有任意容量。终端110可以是无线网络100支持的多个终端中的一个。终端110可以是固定 的或移动的，并可以称为接入终端(AT)、移动站(MS)、用户设备(UE)、用户单元、站 等等。终端110可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设 备、手持设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站等等。终端110可通 过下行链路和上行链路与基站进行通信。下行链路(或前向链路)是指从基站到终端的 通信链路，上行链路(或反向链路)是指从终端到基站的通信链路。无线网络100支持HARQ，以便改善数据传输的可靠性。对于HARQ，发射机 发送数据传输，并且如果需要的话会发送一个或多个附加的传输，直到接收机对数据进 行正确地解码，或者已经发送了最大数量的传输，或者遇到其它一些终止条件为止。图2示出了在上行链路上使用HARQ的数据传输的例子。可将该传输时间线划 分成多个帧单元。每个帧覆盖预定的时间段，例如，1毫秒(ms)。帧也称为子帧、时隙等等。基站120有数据要发送到终端110。基站120处理数据分组，并在下行链路上发 送分组的传输。终端110接收下行链路传输，并对接收的传输进行解码。如果分组被正 确地解码，则终端Iio发送确认(ACK)，如果分组被错误地解码，则终端110发送否定 确认(NAK)。基站120接收ACK/NAK反馈，并且如果接收到NAK则发送分组的另一 次传输，如果接收到ACK则发送新分组的传输或结束操作。分组的传输以及ACK/NAK 反馈以相似的方式继续。为下行链路和上行链路中的每一个定义索引为0到M-I的M个HARQ交织，其 中M可以等于4、6、8或其它一些值。每个HARQ交织包括由M个帧分开的多个帧。 一个分组在一个HARQ交织上发送，该分组的全部传输可以在相同的HARQ交织的不同 帧中发送。该分组的每个传输可称为HARQ传输。无线网络100可以是仅具有一种类型基站(例如，仅为宏基站，或仅为家庭基 站)的同构网络。无线网络100也可以是具有不同类型基站(例如，宏基站、微微基站、 家庭基站、中继站等等)的异构网络。这些不同类型的基站在不同的功率级进行发送， 具有不同的覆盖区域并对无线网络中的干扰具有不同的影响。终端110可以处于多个基站的覆盖区域内。选择这些多个基站中的一个基站对 终端110提供服务。对服务基站的选择称为服务器选择。选择具有最好的接收信号质量的基站作为服务基站。接收信号质量由信号和噪声及干扰比(SINR)、信噪比(SNR)、载 波干扰比(C/I)等等加以量化。在下文中的描述中大多使用SINR和C/I来表示接收信号 质量。选择具有最好的下行链路SINR的基站作为服务基站具有以下缺点·在宏基站、微微基站和/或家庭基站混合存在时无效，·如果选择的基站是具有受限式关联的家庭基站而终端110不是受限集的成员 时，则不可能实现，·对于中继站无效。在一方面中，根据一个或多个度量来选择服务基站。通常，根据一个或多个参 数来定义度量，这些参数可以是测量的或指定的。将一些度量视作为约束，而另一些作 为优化变量。这些约束用于判断给定的候选基站能否选做服务基站。通过要求度量在预 定的阈值之上或之下来定义约束。可根据基站容量来设置阈值，或者阈值可以与一组基 站中的最小值或最大值相关。可以使用优化变量来确定最合适的基站作为选择。例如， 可以选择具有最佳度量的候选基站，其中“最好的”依赖于怎样定义该度量，可以指的 是最高值或最低值。选择的候选基站与其它候选基站相比具有较低的SINR。这种服务 基站选择方案可提供某些优势，例如，降低网络中的干扰。还可以根据一个或多个条件来选择服务基站。条件用于确保能够选择合适的基 站。例如，一个家庭基站仅在其符合终端110能够接入该家庭基站的条件下才会被选 择。再举一个例子，一个基站仅在其能够为终端110的QoS业务提供最小的服务质量 (QoS)保证的情况下才会被选择。在一种设计中，可使用以下度量来选择服务基站·发射能量度量-指示发射能量，·路径损耗-指示基站和终端之间的信道增益，·有效几何因子(geometry)-指示接收信号质量，·预计的(projected)数据率-指示终端可支持的数据率，·控制信道可靠性_指示控制信道的可靠性。下文中将详细描述每个度量。其它的度量也可用于服务器选择。可使用上面给出的任何度量的结合针对下行链路和/或上行链路选择服务基 站。在一种设计中，在下行链路和上行链路上选择单个基站对终端110提供服务。在这 个设计中，如果用于下行链路的最好基站与用于上行链路的最好基站不同，则期望选择 离下行链路和上行链路的最好基站不远的服务基站。在另一种设计中，在下行链路上选 择一个基站对终端110提供服务，在上行链路上选择另一个基站对终端110提供服务。在 这种设计中，可以根据任何度量选择每个链路的服务基站。对于加性高斯白噪声(AWGN)信道和包括单发射天线和单接收天线的1 X 1天线 配置，如下确定发射能量度量。发射天线输出处的能量和接收天线输出处的能量可以表 示为
等式⑴其中h是从发射天线输出到接收天线输出的信道增益，Eb, tx是发射天线输出处的每比特能量，
Eb, κ是接收天线输出处的每比特能量，Es, ΓΧ是接收天线输出处的每符号能量，r是光谱效率，单位为比特/秒/赫兹(bps/Hz)，C是接收的信号功率，I是接收的干扰功率。等式(1)示出了 AWGN信道和1X1天线配置的发射能量度量。也可以针对衰 落信道和其它的天线配置来确定发射能量度量。对于下行链路，发射天线输出是在基站，接收天线输出是在终端110。对于上行 链路，发射天线输出是在终端110，接收天线输出是在基站。C是期望信号的接收功率。
I是期望信号的干扰和热噪声的接收功率。C和I是总的接收功率Pra的不同分量，可以 表示为Pra = C+I。在线性区域中使用10&(1+Χ>Χ/1η2的近似值。从而，等式(1)可以表示为
^ ￡_·1η2 ln2-(C/5) 1η2·7 \η2·Ι·ρ 一，式⑵其中，Es, = C/S，S是符号率，ρ = 1/h是路径损耗。如等式⑵中所示，发射能量度量Eb, tx与干扰I和路径损耗ρ成正比，与信道 增益h和符号率S成反比。等式(2)用于计算下行链路的发射能量度量Eb, tx, DL,以及 上行链路的发射能量度量Eb, tx, ULO根据由基站发送的导频来估计下行链路的路径损耗。 假设上行链路的路径损耗等于下行链路的路径损耗。上行链路上的干扰与下行链路上的 干扰不同。下行链路上的干扰由终端110进行测量，并用于计算Eb, tx, m。可使用每个 候选基站处上行链路上的干扰来计算Eb, tx, m。每个基站广播该基站受到的干扰，其可用 于计算Eb, tx, m。对于下行链路和上行链路，干扰均取决于正被计算发射能量度量的基 站。此外，对于不同的HARQ交织，干扰也是不同的。在这种情况下，对每个激活的 HARQ交织来估计发射能量度量，候选基站在该激活的HARQ交织中为终端110调度数 据传输。在图1中所示的例子中，选择基站120或者122作为终端110的服务基站。基 站120和122在下行链路上相互干扰。以如下方式计算Eb, tx, DL ·如果针对下行链路在基站120和122之间执行干扰抑制，则用于计算基站120 或122的Eb, tx, DL的干扰I是环境噪声和来自其它基站的干扰之和。这种情况通常使得选 择路径损耗最低的基站。·如果针对下行链路在基站120和122之间不执行干扰抑制，则用于计算基站 120的Eb, tx, m的干扰I是环境噪声和来自基站122以及其它基站的干扰之和。同样地， 用于计算基站122的Eb, tx, DL的干扰I包括来自基站120的干扰。还通过考虑是否在上行链路上执行干扰抑制来计算Eb, tx, ULO在一个设计中，选择Eb, tx, m最低的基站，以便降低下行链路上的干扰。选择 Eb, tx, m最低的基站，以便降低上行链路上的干扰。如等式⑵所示，Eb, tx与路径损耗 成正比。选择路径损耗最低的基站，以便降低干扰并提高网络容量。即使这个基站的下 行链路SINR较低，例如，受到一个约束，这个约束在下行链路上不受热噪声限制，也会 选择这个基站。Eb, J替代SINR或C/I)的使用会促成选择路径损耗较小的较低功率基站，该基站能够更有效地服务终端110。如下确定有效几何因子。基站的标称(nominal)几何因子可表示为
权利要求
1.一种用于无线通信的方法，包括 确定基站的回程质量信息；从所述基站发送所述回程质量信息，以便供服务器选择实体用于为终端选择服务基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，发送所述回程质量信息包括 生成包括所述基站的所述回程质量信息的开销消息，将所述开销消息通过空中发送到终端。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，发送所述回程质量信息包括 生成包括所述基站的所述回程质量信息的消息，将所述消息通过回程发送到至少一个网络实体。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个网络实体包括 至少一个相邻基站或作为所述服务器选择实体运行的网络控制器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述回程质量信息由所述基站定期地发送，并 指示所述基站的当前回程质量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述回程质量信息包括以下各项中的至少一个所述基站的回程的剩余容量、所述回程的全部容量、回程容量的当前负载或利用 率、所述回程的能量效率。
7.—种用于无线通信的装置，包括 用于确定基站的回程质量信息的模块；用于发送回程质量信息的模块，其发送所述基站的所述回程质量信息，以便供服务 器选择实体用于为终端选择服务基站。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述用于发送回程质量信息的模块包括 用于生成包括所述基站的回程质量信息的开销消息的模块，用于将所述开销消息通过空中发送到终端的模块。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述用于发送回程质量信息的模块包括 用于生成包括所述基站的回程质量信息的消息的模块，用于通过回程向至少一个网络实体发送所述消息的模块。
10.—种用于无线通信的方法，包括接收终端的至少一个候选基站的回程质量信息，每个候选基站是所述终端的潜在服务基站；根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息，为所述终端选择服务基站。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，接收回程质量信息包括 在所述终端接收来自每个候选基站的开销消息，根据从每个候选基站接收的所述开销消息来获得所述候选基站的回程质量信息。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，接收回程质量信息包括 经由回程从每个候选基站接收消息，根据从每个候选基站接收的所述消息来获得所述候选基站的回程质量信息。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括确定每个候选基站的至少一个度量，其中，进一步根据每个候选基站的至少一个度 量来选择所述终端的服务基站。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，每个候选基站的至少一个度量包括以下各项 中的至少一项发射能量度量、有效几何度量、预计的数据率度量、效用度量。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，接收回程质量信息和选择服务基站由所述终 端执行。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，接收回程质量信息和选择服务基站由所述终 端的当前服务基站执行，以便为所述终端选择新的服务基站。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，接收回程质量信息和选择服务基站由指定为 所述终端选择服务基站的网络实体执行。
18.—种用于无线通信的装置，包括用于接收回程质量信息的模块，其用于接收终端的至少一个候选基站的回程质量信 息，每个候选基站是所述终端的潜在服务基站；用于选择服务基站的模块，其根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息，为 所述终端选择服务基站。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述用于接收回程质量信息的模块包括 用于在所述终端接收来自每个候选基站的开销消息的模块，用于根据从每个候选基站接收的所述开销消息来获得所述候选基站的回程质量信息 的模块。
20.根据权利要求18所述的装置，其中，所述用于接收回程质量信息的模块包括 用于经由回程从每个候选基站接收消息的模块，用于根据从每个候选基站接收的所述消息来获得所述候选基站的回程质量信息的模块。
21.根据权利要求18所述的装置，还包括用于确定每个候选基站的至少一个度量的模块，其中，进一步根据每个候选基站的 至少一个度量来选择所述终端的所述服务基站。
22.—种用于无线通信的方法，包括从终端的至少一个候选基站中的每个候选基站接收开销消息，每个候选基站是所述 终端的潜在服务基站；根据从每个候选基站接收的所述开销消息来获得所述候选基站的回程质量信息； 根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息，有助于为所述终端选择服务基站。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，有助于为所述终端选择服务基站包括 根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息，为所述终端选择所述服务基站。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，有助于为所述终端选择服务基站包括 向所述终端的当前服务基站发送所述至少一个候选基站的所述回程质量信息。
25.根据权利要求22所述的方法，其中，有助于为所述终端选择服务基站包括 生成包括所述至少一个候选基站的所述回程质量信息的扩展导频报告，向所述终端的当前服务基站发送所述扩展导频报告。
26.—种用于无线通信的装置，包括用于接收开销消息的模块，其从终端的至少一个候选基站中的每个候选基站接收开 销消息，其中，每个候选基站是所述终端的潜在服务基站；用于获得回程质量信息的模块，其根据从每个候选基站接收的所述开销消息来获得 所述候选基站的回程质量信息；用于有助于为所述终端选择服务基站的模块，其根据所述至少一个候选基站的所述 回程质量信息，有助于为所述终端选择服务基站。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述用于有助于为所述终端选择服务基站的 模块包括用于根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息为所述终端选择所述服务基站 的模块。
28.根据权利要求26所述的装置，其中，所述用于有助于为所述终端选择服务基站的 模块包括用于向所述终端的当前服务基站发送所述至少一个候选基站的所述回程质量信息的 模块。
29.—种用于无线通信的装置，包括 至少一个处理器，用于从终端的至少一个候选基站中的每个候选基站接收开销消息，其中，每个候选基站 是所述终端的潜在服务基站；根据从每个候选基站接收的所述开销消息来获得所述候选基站的回程质量信息； 根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息，有助于为所述终端选择服务基站。
30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息，为所述终端选择所述服务基站。
31.根据权利要求29所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于向所述终端的当前服务基站发送所述至少一个候选基站的所述回程质量信息。
32.—种计算机程序产品，包括 计算机可读介质，包括用于使至少一个计算机从终端的至少一个候选基站中的每个候选基站接收开销消息 的代码，其中，每个候选基站是所述终端的潜在服务基站，用于使所述至少一个计算机根据从所述候选基站接收的所述开销消息来获得每个候 选基站的回程质量信息的代码，用于使所述至少一个计算机根据所述至少一个候选基站的所述回程质量信息有助于 为所述终端选择服务基站的代码。
全文摘要
本发明提供了通过考虑候选基站的回程质量为终端选择服务基站的技术。在一种设计中，基站确定用于指示其当前回程质量的回程质量信息。基站(例如)在通过空中向终端发送的开销消息中发送回程质量信息，或者在向相邻基站或网络控制器发送的回程消息中发送回程质量信息。服务器选择实体接收终端的至少一个候选基站的回程质量信息。服务器选择实体还确定每个候选基站的至少一个度量。从而，服务器选择实体根据回程质量信息以及至少一个候选基站的至少一个度量为终端选择服务基站。
文档编号H04W48/20GK102017722SQ200980114189
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月16日 优先权日2008年4月22日
发明者N·布尚, P·A·阿加什 申请人:高通股份有限公司