用于控制资源分配的无线电通信设备和方法

专利名称：用于控制资源分配的无线电通信设备和方法
技术领域：
实施例一般涉及用于控制资源分配的无线电通信设备和方法。
背景技术：
可以将‘NodeB’理解为经设计用于由无线电网络控制器(RNC)控制的通用移 动电信系统(UMTS)的基站。NodeB通常能够负责多达六个UMTS无线电小区。所有 NodeB和所有RNC通常一起形成移动网络运营商(MNO)的所谓UMTS陆地无线电接入 网(UTRAN)。在3GPP (第三代合作伙伴计划)中，开发了用于支持用于以下无线电接入技术 的所谓‘家庭NodeB’或‘家庭eNodeB’的部署的概念，例如-3G UMTS (基于码分多址(CDMA)的UMTS，在3GPP术语中也称为 iUTRA')；及其后续技术-3.9GLTE (长期演进，在3GPP术语中也称为 -UTRA，)。可以依照3GPP将‘家庭NodeB，或‘家庭eNodeB，理解为被优化以在住宅
或团体环境(例如，私人住宅、公共餐馆或小型办公区域)中使用的基站的裁减型式。如下文将更详细地描述的，需要移动无线电通信系统中的资源(例如，无线电 和网络资源)的更灵活分配，所述移动无线电通信系统可以包括一个或多个基站和一个 或多个家庭基站。


在附图中，相同的参考标号在不同的视图中一般自始至终指的是相同的部分。 附图不一定是按比例的，而是通常着重于举例说明各种实施例的原理。在以下说明中， 将参照以下附图来描述各种实施例，在附图中图1示出基于实施例的通信系统；图2示出依照实施例的用于UMTS空中接口的协议结构的图示；图3示出依照实施例的用于三个家庭NodeB的可能部署方案。图4示出依照实施例的具有三个不同无线电接入网络的一般3GPP网络架构的概 观；图5示出依照实施例的E-UTRAN架构；图6示出依照实施例的移动无线电通信系统的简化架构；图7示出依照实施例的无线电资源到“公共订户组资源”(PSG资源)和“封闭 订户组资源”(CSG资源)的分裂；图8示出依照实施例的由移动网络运营商进行重配置之前(在第一资源图中)和 之后(在第二资源图中)的由家庭基站(HBS)提供服务的小区中的两种可能的无线电资 源配置的示例；
图9示出举例说明依照实施例的用于分裂无线电资源的过程的消息流程图；图10示出依照实施例的无线电通信设备；图11示出依照实施例的另一无线电通信设备；图12示出依照实施例的用于生成无线电通信设备控制消息的方法；以及图13示出依照实施例的用于控制资源分配的方法。
具体实施例方式在本说明中，术语“连接”和“耦合”意图分别包括直接以及间接的“连接” 和“耦合”。尽管在图1和2中，出于简化的原因，将详细描述UMTS移动无线电系统100的 架构，但应注意的是还为例如LTE(长期演进)的任何其它适当移动无线电系统提供了各 种实施例。图1示出UMTS (通用移动电信系统)移动无线电系统100，并且出于更简单的 图示的目的，特别地，示出了具有分别借助于“Iu”接口 103、104连接到UMTS中的核 心网络(CN) 105的多个移动无线电网络子系统(RNS) 101、102的UMTS移动无线电接入 网(UMTS陆地无线电接入网，UTRAN)的组件。移动无线电网络子系统101、102具有 各移动无线电网络控制实体(无线电网络控制器，RNC) 106、107，以及在UMTS中也称 为NodeB的一个或多个基站108、109、110、111。在实施例中，可以将‘NodeB，理 解为经设计用于由无线电网络控制器(RNC) 106、107控制的UMTS的基站。NodeB通 常能够负责多个、例如多达六个UMTS移动无线电小区。所有NodeB和所有RNC通常 一起形成移动网络运营商(MNO)的所谓UMTS陆地无线电接入网(UTRAN)。如下文将更详细地描述的，可以将某些基站(在本示例中，用参考标号109和 111来表示的基站)配置为家庭NodeB。在示例中，可以依照3GPP将‘家庭NodeB， 理解为被优化以在住宅或团体环境(例如，私人住宅、公共餐馆或小型办公区域)中 使用的基站的裁减型式。在遍及本说明书的各种示例中，术语‘家庭基站’、‘家庭 NodeB’、 ‘家庭eNodeB’和‘Femto小区’指的是相同的逻辑实体，并将遍及整个说 明书被可互换地使用。如下文将更详细地描述的，依照各种实施例的例如用于支持用于3G的‘家庭 NodeB’的部署和用于诸如UTRA和E-UTRA等3.9G无线电接入技术(RAT)的‘家庭 eNodeB'的部署的设备和方法允许移动网络运营商(MNO)在封闭订户组的用户和也在 各‘家庭NodeB’或‘家庭eNodeB’的覆盖范围内的公共用户(在下文中也称为公共 订户组)之间动态地分布家庭基站(HBS)的无线电资源。这可以在例如特殊场合(例如，要求负载平衡的宏网络架构中的过载情况或例 如建筑物中的覆盖度改善)下应用，其中，移动网络运营商(MNO)将希望能够准确地 进行此操作，因为其对频谱进行了某些投资且其还可能已对‘Femto小区’盒进行了资 助。在本上下文中，应认为移动网络运营商(MNO)几乎不能貌似合理地向经过与其网 络相关联的许多‘Femto小区’的公共用户解释在周围仍存在提供某些自由容量的许多
‘Femto小区’的同时、由于宏网络架构中的过载情况或建筑物中的不良覆盖而不能令人 满意地为这些用户提供服务。
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另外，依照各种实施例的设备和方法允许家庭基站(HBS)的所有者请求用于无 线电接口(移动终端与HBS之间)以及用于将HBS连接到核心网络的宽带接口的某些资 源分配。此方案可以在所述所有者想保证除正在经由家庭基站使用宽带连接的那些设备 之外的设备的最小性能的场合下使用，所述家庭基站诸如为引起‘正常’因特网流量的 传统个人计算机(PC)。在根据UTRAN的移动无线电接入网络内，单独移动无线电网络子系统101、 102的移动无线电网络控制实体106、107借助于“Iur”接口 112相互连接。每个移动 无线电网络控制实体106、107分别监视用于移动无线电网络子系统101、102中的所有移 动无线电小区的移动无线电资源的分配。基站108、109、110、111 分别借助于 “Iub” 接口 113、114、115、116 连接到
与基站相关联的移动无线电网络控制实体106、107。说明性地，每个基站108、109、110、111可以提供用于移动无线电网络子系统 101、102内的一个或多个移动无线电小区(CE)的无线电覆盖。在各基站108、109、 110、111与移动无线电小区中的订户终端118 (用户设备UE)(随后也称为移动无线电终 端)之间，可以例如使用多址接入传输方法使用在UMTS中称为“Uu”空中接口 117的 空中接口来传送消息信号或数据信号。举例来说，使用UMTS-FDD模式(频分复用)来通过频率或频率范围的适当的 单独分配来实现沿上行链路和下行链路方向的单独信号传输(上行链路从移动无线电 终端118到各UMTS基站108、109、110、111的信号传输；下行链路从各相关UMTS 基站108、109、110、111到移动无线电终端118的信号传输)。多个订户、换言之在同一移动无线电小区中在移动无线电接入网络中注册的多 个激活移动无线电终端118可以使用正交码、特别地使用“CDMA方法”(码分多址) 来使其信令相互分离。在这里，应注意的是图1出于简单图示的原因仅示出一个移动无线电终端118。 然而，通常，在其它实施例中，可以在移动无线电系统100中提供任何数目的移动无线 电终端118。如上所述，应注意的是图1示出UMTS网络架构，但是各种公开实施例的原理 也是为诸如LTE的其它无线电接入技术(RAT)提供的。可以使用到另一移动无线电终端、或者到陆线通信终端的完整移动无线电通信 链路来建立移动无线电终端118与另一通信终端之间的通信。如图2所示，UMTS空中接口 117在逻辑上划分成三个协议层(在图2中用协议 层布置200来表示)。在移动无线电终端118中和UTRAN基站108、109、110、111或各 UTRAN移动无线电网络控制实体106、107中都实现了保证并提供下述各协议层的功能 的实体。应注意的是在LTE的情况下，可以在移动无线电终端118中和相应的E-UTRAN 基站中实现保证并提供各协议层的功能的实体。可以在电路中实现所述各实体。在实施 例中，可以将“电路”理解为任何种类的逻辑实现实体，其可以是硬件、软件、固件、 或它们的任何组合。因此，在实施例中，“电路”可以是硬接线逻辑电路或可编程逻辑 电路，诸如可编程处理器，例如微处理器(例如复杂指令集计算机(CISC)处理器或精简指令集计算机(RISC)处理器)。“电路”还可以是由处理器实现或执行的软件，例如 任何种类的计算机程序，例如使用诸如Java的虚拟机代码的计算机程序。依照替换实施 例，还可以将下面将更详细地描述的各功能的任何其它种类的实现理解为“电路”。图2示出依照实施例的例如从专用传输信道的观点出发的UMTS协议结构200。图2所示的最底层是物理层PHY 201，其表示基于以ISO(国际标准化组织)为 基础的OSI参照模型(开放式系统互连)的协议层1。布置在物理层201上的协议层是数据链路层202、基于OSI参照模型的协议层 2，该协议层2对于其本身而言具有多个子协议层，即例如媒体接入控制协议层(MAC 协议层)203、无线电链路控制协议层204(RLC协议层)、分组数据会聚协议协议层 205 (PDCP协议层)、以及广播/多播控制协议层206 (BMC协议层)。UMTS空中接口 Uu的最高层是具有移动无线电资源控制实体207 (无线电资源控 制协议层，RRC协议层)的移动无线电网络层(基于OSI参照模型的协议层3)。每个协议层201、202、203、204、205、206、207可以经由规定的所定义的服 务接入点为在其上面的协议层提供其服务。为了提供通信协议层架构的更透彻理解，已经为服务接入点提供一般习惯且明 确的名称，诸如MAC协议层203与RLC协议层204之间的逻辑信道208、物理层201与 MAC协议层203之间的传送信道209、RLC协议层204与PDCP协议层205或BMC协议 层206之间的无线电承载(RB) 210、以及RLC协议层204与RRC协议层207之间的信令 无线电承载(SRB) 213。基于UMTS，图2所示的协议结构200不仅被水平地分裂成上述协议层和各协议 层的单元，而且垂直地分裂成“控制协议平面” 211 (控制平面，C平面)和用户协议平 面212(用户平面，U平面)，该“控制协议平面” 211包含物理层201的一部分、MAC 协议层203的一部分、RLC协议层204的一部分以及RRC协议层207，该用户协议平面 212包含物理层201的一部分、MAC协议层203的一部分、RLC协议层204的一部分、 PDCP协议层205以及BMC协议层206。在LTE中，协议结构看起来类似于图2所示的用于UMTS的协议结构，唯一的 差别在于LTE “控制协议平面”还可以包含PDCP协议层的某些部分。控制协议平面211的实体可以用来专门地传送用于建立和拆除以及保持通信链 路所需的控制数据，而用户协议平面212的实体可以用来传送实际用户数据(或有用数 据)。每个通信协议层或各通信协议层的每个实体在移动无线电通信期间可以具有特 定的规定功能。发射机端可能需要保证物理层201或物理层201的实体的任务，来自 MAC协议层203的数据经由空中接口 117的安全传输。在这方面，可以将数据映射到物 理信道(图2未示出)上。物理层201可以经由传送信道209来为MAC协议层203提供 其服务，并且这些可以用来规定将如何和用什么特性经由空中接口 117来传送数据。可 以由物理层201的实体提供的基本功能可以包括信道编码、调制和CDMA码扩频(或LTE 中的相对于OFDMA的相应功能)。因此，接收机端处的物理层201或物理层201的实 体可以执行接收到的数据的CDMA码解扩、解调和解码，并随后将这些数据转送到接收 机处的MAC协议层203或MAC层203的实体以进行进一步处理。
MAC协议层203或MAC协议层203的实体可以使用逻辑信道208作为服务接 入点来为RLC协议层204提供其服务，并且这些可以用来表征所传送的数据涉及什么类 型的文件。发射机中的MAC协议层203例如在移动无线电终端118中沿上行链路方向 的数据传输期间的任务可以特别地是将存在于MAC协议层203之上的逻辑信道208上的 数据映射到物理层201的传送信道209上。物理层201可以为此为传送信道209提供离 散的传输速率。因此，基于各当前数据传输速率和可以映射到各传送信道209上的逻辑 信道208的各数据优先级、以及移动无线电终端IlS(UE)的可用传输功率来选择用于每 个已配置传送信道的适当传送格式(TF)可以是该传输情况下的移动无线电终端118中的 MAC协议层203或MAC协议层203的实体的功能。传送格式特别地包含每个传输周期 TTI(传输时间间隔)可以经由传送信道209向物理层201传送、换言之传输多少称为传 送块的MAC数据分组单元的规定。可以在建立通信链路时由移动无线电网络控制单元 106、107将可容许的传送格式以及用于各种传送信道209的传送格式的可容许组合用信 号通知给移动无线电终端118。在该接收机中，MAC协议层203的实体可以再次将通过 逻辑信道208在传送信道209上接收到的传送块分裂。在UMTS中，MAC协议层或MAC协议层203的实体可以具有多个、例如三个逻 辑实体。“MAC-d实体”(MAC专用实体)可以处理经由相应的专用逻辑信道DTCH(专 用业务信道)和DCCH(专用控制信道)被映射到专用传送信道DCH(专用信道)上的 有用数据和控制数据。MAC-c/sh实体(MAC控制/共享实体)可以处理来自逻辑信道 208的有用数据和控制数据，这些有用数据和控制数据被映射到诸如沿上行链路方向的公 共传送信道RACH(随机接入信道)或沿下行链路方向的公共传送信道FACH(前向接入 信道)等公共传送信道209上。MAC-b实体(MAC广播实体)可以仅处理经由逻辑信 道BCCH (广播控制信道)被映射到传送信道BCH (广播信道)上并通过广播传送到各移 动无线电小区中的所有移动无线电终端118的移动式无线电小区相关系统信息。在LTE 中，MAC协议层不同于UMTS，因为在不同类型的MAC实体MAC-d、MAC_c/_sh和 MAC-b之间不存在差别。使用UMTS RLC协议层204或使用RLC协议层204的实体，可以借助于作为服 务接入点的信令无线电承载(SRB)213来为RRC协议层207提供其服务，并且借助于作 为服务接入点的无线电承载(RB) 210来为PDCP协议层205和BMC协议层206提供其服 务。信令无线电承载和无线电承载可以表征RLC协议层204可能需要用来处理数据分组 的方式。为此，举例来说，RRC协议层207规定用于所配置的每个信令无线电承载或无 线电承载的传输模式。在UMTS中提供以下传输模式-透明模式(TM)，-非确认模式(UM)，或-确认模式(AM)。可以将RLC协议层204实现为使得存在用于每个无线电承载或信令无线电承载 的独立RLC实体。另外，传输设备中的RLC协议层或其实体204的任务是将来自无线电 承载或信令无线电承载的有用数据和信令数据分裂或组装成数据分组。RLC协议层204 可以将在所述分裂或组装之后产生的数据分组传输到MAC协议层203以供进一步传送或
进一步处理。
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可以将PDCP协议层205或PDCP协议层205的实体设置为向“分组交换域”(PS 域)传送数据或从“分组交换域”(PS域)接收数据。PDCP协议层205的主要功能可 以是对IP报头信息(网际协议报头信息)进行压缩或解压缩。BMC协议层206或其实体可以用来经由空中接口来传送或接收“小区广播消
肩、οRRC协议层207或RRC协议层207的实体可以负责设置和拆除及重配置物理信 道、传送信道209、逻辑信道208、信令无线电承载213和无线电承载210，并且还负责 协商协议层1、即物理层201和协议层2的所有参数。为此，移动无线电网络控制单元 106、107和各移动无线电终端118中的RRC实体、即RRC协议层207的实体可以经由信 令无线电承载213来交换适当的RRC消息。与UMA技术(未授权移动接入允许在诸如蓝牙、DECT或WiFi的未授权频 带中操作的无线局域网与诸如GSM/GPRS或UMTS的无线广域网之间进行无缝漫游和切 换的电信技术)相反，如3GPP所定义的‘家庭NodeB’或‘家庭eNodeB’可以在移 动网络运营商(MNO)的控制下且将仅在由许可协议分配给特定MNO的频率上操作。这 些频率例如通过拍卖被出售给MNO。如下文将更详细地描述的，各种实施例解决由人的家庭内部的WiFi、VoIP和固 定电话的会聚带来的日益增加的威胁，这种威胁由当今的移动网络运营商所感知。各种 实施例提供使移动网络运营商对住宅呼叫市场的共享增加的方式。所谓的‘家庭基站’ 概念应支持在家庭处接收和发起蜂窝式呼叫，并使用宽带连接(通常为DSL、电缆调制 解调器或光纤)向绕过宏网络架构(分别包括传统NodeB或E-NodeB)、即分别为传统 UTRAN或E-UTRAN的运营商的核心网络载送业务。Femto小区应该用所有现有和未来 手机进行操作，而不是要求客户升级到昂贵的双模式手机或UMA设备。从客户的角度出发，‘家庭NodeB’为用户提供具有用于在家或在其它地方的 所有呼叫的内置个人电话簿的单个移动手机。此外，对于用户而言，仅存在一个合同和 一个帐单。在改善的室内网络覆盖以及在增加的业务吞吐量方面可以看到提供‘家庭 NodeB'的另一效果。此外，可以减少功率消耗，因为可以预期手机与‘家庭基站’之 间的无线电链路质量比手机与传统‘NodeB’之间的链路好得多。在实施例中，可以仅对封闭用户组允许接入到‘家庭NodeB’，即可以将通信 服务供应局限于特定公司的员工或家庭成员，通常局限于封闭用户组的成员。在3GPP中 可以将这种‘家庭基站’称为‘封闭订户组小区’(CSG小区)。指示是CSG小区的小 区可能需要将其CSG身份提供给UE 118。如果此类小区的CSG身份在UE 118的CSG 白名单(保持在UE 118中或指示特定UE 118被允许用于通信的小区的相关智能卡中的 CSG身份列表)中，则此类小区可能仅适合于UE 118。由于‘Femto小区’实体将是小尺寸的盒且在物理上受到用户的控制，所以其 可以漫游地使用，即用户可以决定在其房间中、并且当其离开家时(例如作为商务旅游 者)在旅馆中操作它。另外，可以仅临时地操作‘家庭NodeB’，即可以将其随时开启 和关闭，例如由于用户不想整夜对其进行操作或者当用户离开其房间时。这里所述的操 作模式代表对MNO的核心网络的新挑战。可以在固定位置处永久性地操作传统基站， 并且MNO向其通信网络中的相邻NodeB或eNodeB分配不同组的无线电资源(例如，载波频率、时隙和/或代码等)以便使它们之间的相互干扰最小化。图3在图示300中示出依照实施例的用于三个家庭NodeB的可能部署方案。在 本示例中，示出了较高的网络节点302，其代表在NodeB和家庭NodeB “上面”提供的 移动无线电系统的所有实体。此外，图3示出由第一提供商依照第一 3GPP移动无线电 通信系统提供的第一移动无线电宏小区304、和由第二提供商依照第二 3GPP移动无线电 通信系统提供的第二移动无线电宏小区306。第一和第二提供商可以是同一提供商或不同 提供商。此外，第一和第二 3GPP移动无线电通信系统可以是同一 3GPP移动无线电通信 系统或不同的3GPP移动无线电通信系统。在示例中，第一 3GPP移动无线电通信系统可 以是LTE移动无线电通信系统，并且第二 3GPP移动无线电通信系统可以是UMTS移动 无线电通信系统。然而，实施例不限于LTE或UMTS，甚至不限于3GPP移动无线电通 信系统。在所述实施例的背景下可以使用任何其它适当的移动无线电通信系统，例如， 任何适当的授权移动接入移动无线电通信系统，诸如自由移动多媒体接入(FOMA)移动 无线电通信系统或码分多址2000 (CDMA 2000)移动无线电通信系统。如图3所示，在每个移动无线电宏小区304、306中，可以提供可以由各家庭 NodeB 314、310、318提供的一个或多个移动无线电微小区(在下文中也称为家庭NodeB 小区)308、316、312。家庭NodeB 314、310、318可以依照在各移动无线电通信系统中 提供的技术连接到较高网络节点302的各实体。图4示出具有三个不同无线电接入网络(RAN)的一般3GPP网络架构400的概 观。3GPP网络架构400可以包括演进分组核心(EPC) 402和通用分组无线电服务(GPRS) 核心404，如下文件更详细地描述的，其可以通过各种接口相互连接。如图4所示， GPRS核心404可以包括服务GPRS支持节点(SGSN)406，其可以经由Gb接口 410耦 合到不同的无线电接入网络，诸如耦合到GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)408(其 也可以称为2G或2.5G)，和/或经由Iu接口 414耦合到UMTS陆地无线电接入网 (UTRAN) 412。在实施例中，UTRAN代表UMTS陆地无线电接入网且是构成UMTS无 线电接入网络的NodeB和无线电网络控制器(RNC)的集合术语。一般称为3G的此通信 网络可以载送从实时电路交换到基于IP的分组交换的许多业务类型。UTRAN可以包含 连接到至少一个无线电网络控制器(RNC)的至少一个NodeB。RNC可以提供用于一个 或多个NodeB的控制功能。NodeB和RNC可以是同一设备，虽然典型的实现可以具有 位于为多个NodeB提供服务的中央位置处的单独RNC。RNC连同其相应的NodeB —起 称为无线电网络子系统(RNS)。每个UTRAN可以提供多于一个的RNS。此外，在实施例中，可以在一般3GPP网络架构400中提供以下实体或组件-演进UMTS陆地无线电接入网(E-UTRAN)416 ；-可信任非3GPP网际协议(IP)接入网络418和与之相连的可信任非3GPP网际 协议(IP)设备，换言之，为可以使用网际协议栈接入EPC 402的可信任非3GPP设备；-无线局域网(WLAN)3GPP网际协议(IP)接入网络420和与之相连的无线局域 网(WLAN) 3GPP网际协议(IP)设备，换言之为可以使用网际协议栈来接入EPC 402的 WLAN 3GPP 设备；-归属订户服务器(HSS)422 ；-策略和计费规则功能(PCRF)实体424。
可以将E-UTRAN理解为当前正在对其进行工作的用于LTE (3.9G)的新3GPP无 线电接入网络。提出的E-UTRA空中接口可以将OFDMA用于下行链路传输方向(塔到 手机)并将单载波FDMA (SC-FDMA)用于上行链路传输方向(手机到塔)。其可以采用 具有多个天线、例如每个站具有多达四个天线的MIMO(多输入多输出)。OFDM(正交频 分复用)的使用可以使得E-TURA能够在其频谱使用中比诸如UTRAN的旧的基于CDMA 的系统灵活得多。OFDM具有大于CDMA的链路频谱效率，并且当与诸如64QAM(正 交调幅)的调制格式和诸如MIMO的技术组合时，预期E-UTRA与具有HSDPA(高速下 行链路分组接入)和HSUPA (高速上行链路分组接入)的W-CDMA (宽带CDMA)相比 显著地更加高效。此外，如下文将更详细地描述的，EPC 402可以包括移动性管理实体(MME)和 服务网关(S-GW)(在图4中被示为一个实体MME S-GW426 ；然而，还可以在单独的设 备中实现MME和S-GW)、3GPP锚定实体428和SAE (系统架构演进)锚定实体430。在实施例中，E-UTRAN 416可以经由Sl接口 432连接到EPC 402中的MME S-GW 426。此外，可信任非3GPP IP实体418可以经由S2a接口 434连接到SAE锚定实体 430。在实施例中，S2a接口 434可以基于代理移动IPv6 (PMIP)，并且为了支持不支持 PMIP的接入，还可以基于移动IPv4。WLAN实体420可以包括ePDG (演进分组数据网关)436和WLAN接入网络 438。ePDG 436可以经由S2b接口 440连接到SAE锚定实体430，其可以为用户平面提 供ePDG 436与EPC 402的分组数据网络(PDN)网关之间的相关控制和移动性支持。在 实施例中，S2b接口 440可以基于代理移动IPv6 (PMIP)。此外，SGSN 406可以经由S3接口 442连接到EPC 402中的MMES-GW 426，其 可以提供并使得能够实现用于空闲和/或活动状态下的3GPP接入网络间移动性的用户和 承载信息交换。在实施例中，S3接口 442可以基于GPRS隧道协议(GTP)和Gn接口， 因为其可以在SGSN之间提供。SGSN 406还可以经由S4接口 444连接到3GPP锚定实 体428，其可以为用户平面提供GPRS核心与S-GW的3GPP锚定功能之间的相关控制和 移动性支持且可以基于在SGSN与GGSN之间提供的GTP协议和Gn参考点。MME S-GW 426可以经由S5a接口 446连接到3GPP锚定实体428且3GPP锚定 实体428可以经由S5b接口 448连接到SAE锚定实体430。此外，HSS 422可以经由S6接口 450连接到EPC 402，其可以提供或使得能够 实现用于认证/授权对MME与HSS 422之间的演进系统(AAA接口)的用户接入的订阅 和认证数据的传输。PCRF 424可以经由S7接口 452连接到EPC 402，其可以提供服务质量(QoS)策 略和计费规则从PCRF 424到EPC 402的PDN网关中的策略和计费执行功能(PCEF)的传 输。在实施例中，S7接口 452可以基于Gx接口。可以经由到SAE锚定实体430的SGi接口 456和/或经由到PCRF424的Rx+ 接口 458来提供诸如(3G)IP多媒体子系统(IMS)、(3G)分组交换流(PSS)等IP服务。 在实施例中，SGi接口 456可以是PDN网关与分组数据网络之间的接口。分组数据网 络可以是运营商外部公共或专用分组数据网络或内部运营商分组数据网络，例如用于诸
12如IMS的IP服务的提供。SGi接口 456可以对应于Gi和Wi接口并支持任何3GPP或非 3GPP接入。Rx+接口 458可以对应于Rx接口且是IP服务与PCRF424之间的接口。在以下实施例中，考虑支持‘家庭eNodeB，的概念的LTE系统(E-UTRAN)。 应提到的是本文所述的实施例和示例可以容易地适应于替换实施例和示例中的其它无线 电接入技术(RAT)，诸如UMTS (UTRAN)或GSM (GERAN)。在E-UTRAN中，说明性 地，eNodeB比UTRAN系统的传统NodeB更加智能，因为几乎所有的RNC功能都已转 移到 eNodeB。图5示出包括三个eNodeB 502、504、506、两个演进分组核心(EPC)的示例性 E-UTRAN架构500，所述两个演进分组核心(EPC)例如为由第一运营商A提供且包括 第一 MME/S-GW 510的第一 EPC 508、和由第二运营商B提供且包括第二 MME/S-GW 514 的第二 EPC 512。在 LTE 中，eNodeB 502、504、506 借助于 X2 接口 514 彼此互 连。此外，eNodeB502、504、506 借助于 Sl 接口 516 连接到各 EPC 508、512 的 MME/ S-GW510、514。由 3GPP 定义的 Sl 接口 516 可以支持 EPC 508、512、和 eNodeB502、 504、506之间的多对多关系，即在理论上，不同的运营商可以同时操作相同的eNodeB 502、504、506。eNodeB 502、504、506可以提供用于位于各移动无线电小区518、 520、522中的无线电通信终端设备的移动无线电覆盖。如下文将更详细地描述的，各种实施例可以基于MNO的核心网络(CN)与‘家 庭NodeB’所在的无线电接入网络(RAN)之间的控制消息的交换。可以使得移动网络运营商(MNO)能够在封闭订户组的用户和经过的公共用户 (“公共订户组”的用户)之间动态地分布被分配给‘家庭NodeB’的无线电资源。各种实施例可以具有各种效果，下面详细地描述其中的几个-通常可以针对经过的公共用户改善覆盖度和服务，因为宏网络架构中的过载情 况可对客户进行隐瞒且不导致服务尝试的拒绝。在宏网络架构中的过载情况下，仍可以 由具有留下的某些容量的在附近部署的‘家庭基站’来为公共用户提供服务(例如，达 到一定量的时间)。-各种实施例甚至为MNO与其客户之间的新商务模型做准备‘家庭基站’的 所有者可能获得用于允许移动网络运营商(MNO)在出现需要时(基于MNO与客户之间 的使用费协议)重配置其‘家庭基站’(例如临时地)的某些补偿。在实施例中，消息的流动通过将无线电接入网络(RAN)与也称为‘UE’ (在 3GPP术语中UE=用户设备)的移动设备相连的空中接口延伸。在本实施例中，可以分 别使得移动网络运营商(MNO)能够通知‘家庭NodeB’的所有者(和这个特定小型基 站提供服务的可能的所有其它用户)关于最新配置变化的信息，或者可以预先请求调整 无线电资源设置的许可。这是有利的，因为不同于‘Femto小区’盒，用户的UE通常 提供更好的用户接口。在另一实施例中，可以使得‘家庭NodeB’的所有者能够从其移动网络运营商 (MNO)请求配置变化，例如在其想要具有用于其自己的更多(或所有)资源(临时地) (即，甚至可以使得其能够请求关断无线电资源共享特征)时。可以将这些种的请求从 管理员的移动终端发送到其‘家庭NodeB’，或者可以通过某些其它手段(例如，直接 输入，或经由连接到‘家庭NodeB’的个人计算机)通知‘家庭NodeB’关于这些种请求。应注意的是，虽然常常作为所述实施例中的突出示例提到无线电资源的分配， 但通常可以将替换实施例应用于资源分配。举例来说，可以将各种实施例应用于由网络实体提供的回程连接。结果，实施 例意图还覆盖网络资源分配的所有方面，诸如在Sl宽带连接(通常为DSL、电缆调制解 调器或光纤)上分布链路资源以在不使用宏网络架构的情况下在‘家庭NodeB’与MNO 的核心网络之间载送业务。实际上，‘家庭NodeB’的所有者可以根据其自己的判断出 于至少以下三个目的分配其S 1宽带连接的一定量的带宽，所述三个目的例如a)正常因特网业务(这意指除由其‘家庭NodeB’引起的业务之外的任何业 务)，b)CSG业务(由其‘家庭NodeB，引起)，和/或c)PSG业务(也由其‘家庭NodeB，引起)。如下文将更详细地描述的，在各种实施例中，可以为‘家庭基站’(例如，家庭 eNodeB)提供新的CSG操作模式。此外，还可以使‘CSG小区，(部分地)向经过的 公共用户开放。此外，在各种实施例中，可以使得MNO能够-动态地向其通信网络中的专用‘家庭基站’分配无线电资源；和/或-在CSG用户与经过的公共用户之间共享某些无线电链路资源(例如，频谱、时 隙和/或码的一部分)；和/或-在MNO与其客户之间引入新的商务模型(例如，对愿意共享一个人的‘家庭 基站’的退款)(基于使用费协议)。图6示出依照实施例的移动无线电通信系统的简化架构600。在实施例中，eNodeBfeNB)可以主控许多不同的功能，诸如用于无线电资源管 理、无线电承载控制、无线电接纳控制、连接移动性控制、IP报头压缩、和用户数据流 的加密的功能。位于MNO的核心网络中的移动性管理实体(MME)可以主控用于寻呼消 息到eNB的分布、安全控制、空闲状态移动性控制、SAE承载控制、NAS信令的加密和 完整性保护的功能，而同样位于MNO的核心网络中的服务网关(S-GW)可以主控用于切 换U平面业务以支持UE移动性的功能。在以下实现中，为简单起见将移动性管理实体 (MME)和服务网关(S-GW)组合在称为核心网络实体(CNE)602的逻辑实体中。在本实 现中，核心网络实体(CNE)602可以整体地或部分地包括所有MME和S_GW功能。在 另一实现中，核心网络实体(CNE)602甚至可以包括更多的核心网络功能，诸如HLR(归 属位置寄存器)或SMSC(短信息服务中心)等。家庭基站(HBS)604可以经由Sl接口 606连接到核心网络实体(CNE)602且经由可以是无线电接口的Rl接口 608连接到移动 无线电通信终端设备(例如UE)610。在各种实施例中，规定将HBS 604的无线电资源分成(至少)两个种类，例如 供封闭订户组(CSG)的成员专用的一个种类(由各HBS 604提供服务)和供公用(其可 以是不是CSG的成员的用户)的一个种类。应提到的是在替换实施例中，HBS 604的 无线电资源甚至可以例如根据不同订户组的可预设置的优先级或根据其它可预定义标准 (诸如订户类型分类、UE能力、客户使用模式等)分成多于两个种类。
图7在资源图700中示出无线电资源到“公共订户组资源”(PSG资源)和“封 闭订户组资源”(CSG资源)的分裂。在本实现中，假设25%的无线电资源被分类为“CSG资源”(在图7中用参考标 号702来表示)，换言之，仅为CSG的成员提供的无线电资源，并且75%被分类为“PSG 资源”(在图7中用参考标号704来表示)，换言之，为公共用户提供的无线电资源。具有一定量的“PSG资源” 704 (即多于0%)的HBS 604可以向经过的公共UE 表现出与传统(e)NodeB类似的行为，S卩，公共用户可以将这部分HBS 604容量用于通 信。在HBS 604已经分配所有“PSG资源” 704-即在此小区中可用的所有无线电资源 706的75% -的情况下，行为可以不同于传统(e)NodeB HBS 604可以不接受来自公共 UE的新连接建立请求，并且反而将拒绝它们。换言之对“外面世界”，HBS604可以 表现出与已被分配其无线电资源的100%的传统(e)NodeB类似的行为。CSG的成员不受 此拒绝的影响。它们具有无论公共UE在此小区中引起多少负荷都用尽之前配置的满量 的“CSG资源”的保证。在本实现中，用来配置两个资源种类的比的参数称为“无线电资源分裂比 (RRSR) ”。在图7的示例中，RRSR是25比75。通常，可能需要或提供被要求或提供以在Sl宽带链路上分配/分布资源的任何 其它参数。在实施例中，规定出于此目的使用“宽带资源分裂比(BRSR) ”参数以在至 少三种不同类型的业务之间进行区别。图8示出依照实施例的由移动网络运营商进行重配置之前(在第一资源图800 中)和之后(在第二资源图850中)的由HBS提供服务的小区中的两种可能无线电资源 配置的示例。在图8的第一图800中，将RRSR假设为50比50 (换言之，50%的无线电资源 被分类为CSG资源(在图8中用参考标号802来表示)，并且50 %的无线电资源被分类为 PSG资源(在图8中用参考标号804来表示))。在由HBS 604执行无线电资源重配置命 令之后，如下文将更详细地描述的，RRSR已变成25比75，例如，如图8的第二图850 所描绘的，换言之，25%的无线电资源被分类为CSG资源(在图8中用参考标号852来 表示)，并且75%的无线电资源被分类为PSG资源(在图8中用参考标号854来表示)。 这可以在有或没有涉及HBS 604的‘所有者’的情况下发生。下面将更详细地描述关于 为了在HBS 604中执行无线电资源重配置而提供的消息交换的细节。图9示出举例说明依照实施例的用于分裂无线电资源的过程的消息流程图900。在还将称为“询问过程”(请注意，此过程是可选的)的第一过程(例如，过程 6.1，在图9中用参考标号902表示)中，移动网络运营商(MNO)(图9未示出)可以向
‘家庭基站’ (HBS)604的‘所有者’提出‘家庭基站’ (HBS)604中的无线电资源配 置变化，例如，旨在使CSG小区对经过的公共用户开放。在移动网络运营商(MNO)决 定使得由HBS 604提供的无线电资源的某一部分可用于其它用户的情况下，移动网络运 营商(MNO)可以相应地向HBS 604的用户要求重配置其HBS 604的许可。此请求由核 心网络实体(CNE)602发起-例如作为询问消息，其可以例如被实现为RRC控制消息， 或者经由短消息服务或经由多媒体消息服务(MMS)或通过其它适当手段_且可以被宏网 络的(e)NodeB (宏小区)或被与移动网络运营商(MNO)的域相关联的Femto小区中的一
15个根据‘所有者’的当前位置经由Rl接口 608发送到所有者的用户设备(UE)610。对 于此“询问过程” 902而言，可以如下定义一对新的消息相应的宏小区或Femto小区 可以经由 Rl 接口 608 发送出 Rl-Radio-Resource-Reconfiguration-Request(Rl 无线电资源 重配置请求)消息。此请求应被发送到‘家庭基站’ (HBS)604的‘所有者’的用户设 备(UE)610，然后可以提示该所有者经由其手机的用户界面答复该请求。在替换实施例 中，还可以存在部署在用户的手机610中以创建自动答复的自动化功能。然后，可以从 用户设备(UE)610向核心网络实体(CNE)602返回包含所有者的同意或拒绝的Rl-Radio -Resource-Reconfiguration-Response(Rl无线电资源重配置响应)消息，可能连同诸如与 RRSR或定时约束相关的参数等用于重配置程序的某些附加条件一起。在替换实施例中，可以规定(还与询问过程902相结合)用户可以请求无线电 资源的预定义(或者，用户可设置)部分(例如，全部可用无线电资源的60%、70%, 80%, 90%,或100%)并从其用户设备(UE)610向核心网络实体(CNE)602和/或HBS 604发送相应的请求消息。然后，核心网络实体(CNE)602和/或HBS 604可以相应地 进行无线电资源的分配并向用户的UE 610发送相应的确认消息。该用户可以是HBS的 所有者，或者，例如，其可以是CSG的另一成员。在第二过程(例如过程6.2，在图9中用参考标号904来表示)中，提供了 CEN 602与HBS 604之间的执行‘家庭基站’ (HBS)604中的无线电资源重配置所需的消息 交换，例如在移动网络运营商(MNO)决定使得由HBS 604提供的无线电资源的某一部 分可用于其它用户的情况下。出于此目的，核心网络实体(CNE)602可以生成并经由 S1 接口 606 向‘家庭基站，(HBS) 604 发送 S l-Radio-Resource-Reconfiguration-Comm and(Si无线电资源重配置命令)消息906，该消息命令‘家庭基站’ (HBS)604根据包 含在 Sl-Radio Resource-Reconfiguration-Command(S 1 无线电资源重配置命令)消息 906 中的细节(信息元素)来重配置其无线电资源。这些细节可以涉及例如无线电资源分 裂比(RRSR)、载波频率分配、时隙分配、码分配等。这些细节还可以包括由用户在前 一过程6.1902中针对重配置程序指定的某些参数，诸如与RRSR或定时约束相关的条 件。作为对 S1 -Radio-Resource-Reconfiguration-Command(Si 无线电资源重配置命令) 消息906的响应，‘家庭基站’ (HBS)604可以生成并向核心网络实体(CNE)602返回 S I-Command-Confirmation (S 1 命令确认)消息 908。基于包含在SI-Radio-Resource-Reconfiguration-Command(Si 无线电资源重配置
命令)消息906中的细节(信息元素)来重配置正在讨论的Femto小区的无线电资源的 过程可以在图9的第三过程6.3中发生，其在图9中用参考标号910来表示(关于已接收 到过程 6.2904 的 SI-Radio-Resource-Reconfiguration-Command(Si 无线电资源重配置命 令)906之前和之后的两个示例性无线电资源分布，参见图8)。在过程6.3910的另一实施例中，‘家庭基站’(HBS)604可以在考虑以下各组信 息中的至少一个的情况下重配置正在讨论中的Femto小区的无线电资源-包含在经由S1 接口 606 从 CNE 602 接收到的 Sl-Radio-Resource-Reconfigurat ion-Command(Si无线电资源重配置命令)消息906中的信息；-可以优选地也被包含在SI-Radio-Resource-Reconfiguration-Command(Si 无线
电资源重配置命令)消息906中的从‘家庭基站’ (HBS)604的‘所有者’接收到的附加参数(例如，条件)；-从自发本地测量导出的‘家庭基站’(HBS)604的位置处的当前无线电景观 (landscape)；-关于从统计分析(在某个时间段内收集)导出的‘家庭基站’(HBS)604的位 置处的无线电景观的信息。然后，在第四过程(例如，过程6.4，其在图9中用参考标号912表示)中， 在已适当地设置无线电资源之后，‘家庭基站’ (HBS)604可以通知核心网络实体 (CNE)602关于结果。因此，其可以在第四过程6.4中生成并经由Sl接口 606向核 心网络实体(CNE)602传送包含某一状态信息的Sl-Reconfiguration-Result(Si重配置 结果)消息914。核心网络实体(CNE)602可以选择用其生成并发送到HBS 604的 Sl-Acknowledge (Si 确认)消息 916 来确认 Sl-Reconfiguration-Result(Si 重配置结果)消 息614的接收。接下来，在还可以称为“通知过程”(并且其是可选过程)的第五过程(例如过 程6.5，在图9中用参考标号918来表示)中，移动网络运营商(MNO)可以通知‘家庭基 站’(HBS)604的‘所有者’关于其Femto小区中的无线电资源配置变化的结果。为此， 移动网络运营商(MNO)可以决定生成并向所有者的用户设备(UE)610传送Rl-Reconfigu ration-Information (Rl 重配置信息)。此 Rl-Reconfiguration-Information 消息可以由核心网 络实体(CNE) 602发起-例如被实现为RRC控制消息或经由短消息服务(SMS)或经由多 媒体消息服务(MMS)或通过其它适当手段_并且可以被宏网络的(e)NodeB (宏小区)或 被与移动网络运营商(MNO)的域相关联的Femto小区中的一个根据‘所有者’的当前位 置经由Rl接口 608发送到所有者的用户设备(UE)610。对于此“通知过程” 918而言， 可以如下定义一对新的消息相应的宏小区或Femto小区可以生成并经由Rl接口 608发 送Rl-Reconfiguration-Information(Rl重配置信息)消息。作为响应，可以生成并从所有 者的用户设备(UE)610向核心网络实体(CNE)602返回Rl-Information-Confirmation(Rl 信息确认)消息。对于其中描述了用户交互的过程6.1902和6.5918而言，可能适合于使用与移 动网络运营商选择在其网络中部署的RAT的种类无关的消息传输方法，诸如SMS或 MMS,例如，尤其是在‘家庭基站’ (HBS)604的‘所有者’在其在具有所部署的不同 RAT的另一运营商的域中漫游的同时被询问/需要被通知的情况下。以下表格1示出如上所述的消息的实现的示例的结构。应注意的是这仅仅是示 例且消息的实际结构和内容在替换实现中可以不同。
1权利要求
1.一种无线电通信设备，包括无线电通信设备控制消息生成电路，其被配置为生成无线电通信设备控制消息，该 无线电通信设备控制消息包括控制用于至少两组无线电通信设备中的无线电通信设备的 资源分配的分配信息，所述无线电资源分配由另一无线电通信设备提供。
2.权利要求1的无线电通信设备，还包括发射机，其被配置为将所述无线电通信设备控制消息发射到所述另一无线电通信设备。
3.权利要求2的无线电通信设备， 其中，所述另一无线电通信设备是基站。
4.权利要求3的无线电通信设备， 其中，所述基站是家庭基站。
5.权利要求1至4中的任一项的无线电通信设备，其中，所述分配信息包括选自由以下各项组成的组的至少一个信息 分配并控制无线电链路的资源的信息，以及 分配并控制宽带连接的资源的信息。
6.权利要求1至5中的任一项的无线电通信设备，其中，所述至少两组无线电通信设备中的第一组是封闭订户组；以及 其中，所述至少两组无线电通信设备中的第二组是公共订户组。
7.权利要求1至6中的任一项的无线电通信设备，其中，所述至少两组无线电通信设备中的第一组是第一封闭订户组；以及 其中，所述至少两组无线电通信设备中的第二组是第二封闭订户组。
8.权利要求1至7中的任一项的无线电通信设备， 其中，所述无线电通信设备被配置为无线电网络实体。
9.权利要求1至8中的任一项的无线电通信设备，其中，所述无线电通信设备被配置为无线电通信终端设备。
10.权利要求1至9中的任一项的无线电通信设备，其中，所述无线电通信设备控制消息生成电路被配置为生成无线电通信设备控制消 息，该无线电通信设备控制消息包括控制用于至少两组无线电通信设备中的无线电通信 设备的至少两个不同接口上的资源分配的分配信息，所述无线电资源分配由另一无线电 通信设备提供。
11.一种家庭基站，包括至少一个控制器，其被配置为依照接收到的家庭基站控制消息来控制用于至少两组 无线电通信设备的无线电通信设备的资源分配，所述接收到的家庭基站控制消息包括控 制用于至少两组无线电通信设备的资源分配的分配信息。
12.权利要求11的家庭基站，还包括接收机，其被配置为从无线电通信设备接收所述家庭基站控制消息。
13.权利要求11或12中的任一项的家庭基站， 其中，所述家庭基站是蜂窝式移动无线电家庭基站。
14.权利要求11至13中的任一项的家庭基站，其中，所述至少两组无线电通信设备中的第一组是封闭订户组；以及 其中，所述至少两组无线电通信设备中的第二组是公共订户组。
15.权利要求12至14中的任一项的家庭基站，其中，所述无线电通信设备被配置为无线电网络实体。
16.权利要求12至15中的任一项的家庭基站，其中，所述无线电通信设备被配置为无线电通信终端设备。
17.—种无线电通信设备，包括家庭基站控制消息生成电路，其被配置为生成家庭基站控制消息，该家庭基站控制 消息包括控制选自由以下各项组成的一组资源的资源的信息 将由家庭基站为不同组的无线电通信设备提供的无线电资源， 用于至少两种类型的设备的家庭基站与运营商的核心网络之间的宽带连接的资源；以及用于至少三种类型业务的家庭基站与运营商的核心网络之间的宽带连接的资源。
18.权利要求17的无线电通信设备，其中，所述家庭基站是蜂窝式移动无线电家庭基站。
19.权利要求17或18中的任一项的无线电通信设备，其中，所述家庭基站控制消息生成电路被配置为生成家庭基站控制消息，该家庭基 站控制消息包括控制用于至少两组无线电通信设备的无线电资源的信息。
20.权利要求19的无线电通信设备，其中，所述至少两组无线电通信设备中的第一组是封闭订户组；以及 其中，所述至少两组无线电通信设备中的第二组是公共订户组。
21.—种家庭基站，包括控制器，其被配置为依照接收到的家庭基站控制消息来控制用于不同组的通信设备 中的通信设备的资源，该接收到的家庭基站控制消息包括控制选自由以下各项组成的一 组资源的资源的信息为不同组的无线电通信设备提供的无线电资源， 家庭基站与运营商的核心网络之间的宽带连接的资源。
22.权利要求21的家庭基站，其中，所述家庭基站是蜂窝式移动无线电家庭基站。
23.权利要求21或22中的任一项的家庭基站，其中，所述不同组的无线电通信设备中的第一组是封闭订户组；以及 其中，所述不同组的无线电通信设备中的第二组是公共订户组。
24.权利要求21至23中的任一项的家庭基站，其中，所述无线电通信设备被配置为无线电网络控制器。
25.一种用于控制无线电资源分配的方法，该方法包括接收包括控制用于至少两组通信设备的资源分配的分配信息的家庭基站控制消息；以及控制选自由以下各项组成的一组资源的资源依照接收到的家庭基站控制消息的分配信息的用于至少两组通信设备中的通信设备的无线电资源分配，或者家庭基站与运营商的核心网络之间的宽带连接的资源分配。
全文摘要
在实施例中，提供了一种无线电通信设备。该无线电通信设备可以包括无线电通信设备控制消息生成电路，其被配置为生成无线电通信设备控制消息，该无线电通信设备控制消息包括控制用于至少两组无线电通信设备中的无线电通信设备的无线电资源分配的分配信息，所述无线电资源分配由另一无线电设备提供。
文档编号H04W72/04GK102017753SQ200980115170
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月3日 优先权日2008年4月28日
发明者A·卢夫特, A·施密特, M·比纳斯 申请人:英飞凌科技股份有限公司