一种超密集网络传输方法、基站、UE及网元与流程

本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种超密集网络(Ultra-Density Network，简称UDN)传输方法、基站、UE及网元。

背景技术：

随着第四代移动通信系统(4th Generation Mobile Communication System，简称4G)进入规模商用阶段，面向2020年及未来的第五代移动通信系统(5th Generation Mobile Communication System，简称5G)已成为全球研发热点。

国际移动通信2020第五代移动通信系统推进组(International Mobile Telecommunications-20205G，简称IMT-2020(5G))提出，5G需要具备比4G更高的性能，支持0.1～1Gbps的用户体验速率，每平方公里一百万的连接数密度，毫秒级的端到端时延，每平方公里数十Tbps的流量密度，每小时500Km以上的移动性和数十Gbps的峰值速率。其中，用户体验速率、连接数密度和时延为5G最基本的三个性能指标。

UDN通过增加基站部署密度实现频率复用，可实现频率复用效率的巨大提升，综合考虑频率干扰、站址资源和部署成本，超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升；但由于网络的密集化，对移动性管理会带来前所未有的冲击。与4G密集市区站间距的300～500M相比，要获取数百倍的容量提升，5G站间距极有可能缩小到30M(米)以内，理想情况下UE(用户设备)每移动15M左右就会发生一次切换，而事实上由于无线信号的折射、反射、散射等特性导致无线信号波动极为频繁，届时UE每秒钟在网络中切换数次将极为常见，而现有长期演进(Long-Term Evolution，简称LTE)的切换处理采用硬切换，一方面频繁切换流量中断必然会降低用户体验速率，另一方面大量的切换信令会对微基站设备的处理能力带来严峻考验。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种超密集网络传输方法、基站、UE及网元，以解决小区分裂导致的切换数据传输中断问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超密集网络传输方法，包括：

监听并接收用户设备上报的可用的数据小区的信息；

若所述可用的数据小区的信息满足预置的数据小区变更条件，则产生小区变更消息，并发送给对应的网元。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述预置的数据小区变更条件包括以下的一项或多项：

可用的数据小区的负载小于或等于该数据小区的负载门限；

可用的数据小区对应的用户数小于或等于该数据小区的用户数门限；

服务小区的负载大于可用的数据小区的负载；

服务小区对应的用户数大于可用的数据小区对应的用户数。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述产生小区变更消息，并发送给对应的网元，包括：

产生路径更新消息，发给超密集网络核心网；

产生源数据小区变更消息，将所述源数据小区变更消息分别发送给用户设备、源数据小区和目标数据小区。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述将所述源数据小区变更消息分别发送给用户设备，还包括：

向所述用户设备发送在所述目标数据小区传输数据的配置信息。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述配置信息包括以下的一项或多项：

物理小区标示、小区无线网络临时标示、小区参考信号、功率信息、信 道质量指示、调度请求、半静态调度资源、探测参考信号。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述监听并接收用户设备上报的可用的数据小区的信息，包括：

通过本小区与用户设备之间的链路来监听并接收用户设备上报的可用的数据小区的信息。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述本小区与用户设备之间的链路包括：本小区与数据小区之间的链路和数据小区与用户设备之间的链路。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种基站，其中，包括：

监听模块，用于监听并接收用户设备上报的可用的数据小区的信息；

控制模块，用于若所述可用的数据小区的信息满足预置的数据小区变更条件，则产生小区变更消息，并发送给对应的网元。

进一步地，上述基站还具有下面特点：

所述控制模块，产生小区变更消息，并发送给对应的网元，包括：产生路径更新消息，发给超密集网络核心网；产生源数据小区变更消息，将所述源数据小区变更消息分别发送给用户设备、源数据小区和目标数据小区。

进一步地，上述基站还具有下面特点：

所述控制模块，还用于向所述用户设备发送在所述目标数据小区传输数据的配置信息，所述配置信息包括以下的一项或多项：

物理小区标示、小区无线网络临时标示、小区参考信号、功率信息、信道质量指示、调度请求、半静态调度资源、探测参考信号。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种超密集网络传输方法，包括：

用户设备将监测到可用的数据小区的信息发送给控制小区；

所述用户设备接收到所述控制小区的小区变更消息，进行数据小区的变更处理。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述用户设备进行数据小区的变 更处理，包括：

所述用户设备在指定时序内，停止在源数据小区上的数据传输，开始在目标数据小区上进行数据传输。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种用户设备，其中，包括：

监测模块，用于将监测到可用的数据小区的信息发送给控制小区；

变更模块，用于接收到所述控制小区的小区变更消息，进行数据小区的变更处理。

进一步地，上述用户设备还具有下面特点：

所述变更模块，进行数据小区的变更处理包括：在指定时序内，停止在源数据小区上的数据传输，开始在目标数据小区上进行数据传输。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种超密集网络传输方法，包括：

监听并接收控制小区发送的小区变更消息；

根据所述小区变更消息进行小区变更处理。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种网元，其中，包括：

监听模块，用于监听并接收控制小区发送的小区变更消息；

变更模块，用于根据所述小区变更消息进行小区变更处理。

进一步地，上述网元还具有下面特点：

所述网元包括以下的任一种：超密集网络核心网网元、源数据小区基站和目标数据小区基站。

综上，本发明提供一种超密集网络传输方法、基站、UE及网元，可以解决超密集网络频繁切换带来的用户速率下降，时延增加，缓解基站设备信令的处理压力，降低基站设计成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部 分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的控制小区侧的一种超密集网络传输方法的流程图；

图2为本发明实施例的UE侧的一种超密集网络传输方法的流程图；

图3为本发明实施例一的超密集网络传输方法的流程图；

图4为本发明实施例一的超密集网络的传输系统的示意图；

图5为本发明实施例二的超密集网络的传输系统的示意图；

图6为本发明实施例的一种基站的示意图；

图7为本发明实施例的UE的示意图；

图8为本发明实施例的网元的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

随着IMT2020(5G)对单位面积链接数和流量密度要求的明确：即，每平方公里一百万的连接数密度，毫秒级的端到端时延，每平方公里数十Tbps的流量密度；超高频微小区，持续分裂小区，将成为达成这一目标的最直接有效措施。然而，小区不断分裂带来的切换数据中断、将使得流量和链接密度指标难以实现(小区分裂到一定程度将会出现负增益)，同时也会使得毫秒级的端到端时延几乎成为不可能(现有LTE切换数据中断时延最小50ms)；除此之外，小区无限分裂产生的大量信令也将使得微基站设备成本呈几何数增长。

本实施例中，超密集网络中，所有控制信令处理均由一个特定小区提供，此处称之为控制小区(Control Cell，简称Ccell)；数据传输服务由众多微小 区构成的超密集网络提供，此处称之为数据小区(Data Cell，简称Dcell)。其中，所述Ccell覆盖区域包含N个DCell覆盖区域，N>＝1。

用户设备(User Equipment，简称UE)需要同时保持与Ccell和Dcell的无线连接。

UE监测可为其提供服务的Dcell，并将监控结果上报给Ccell。

Ccell经过小区变更判决后，如需变更该UE的Dcell，则Ccell将变更结果通知UE、源Dcell、目标Dcell，并同时通知UE在目标Dcell传输数据所需全部配置信息，所述配置信息包含一下部分或全部内容：

小区标示类：PCI(Physical Cell Index，物理小区标示)、CRNTI(Cell Radio Network Temporal Index，小区无线网络临时标示)、小区参考信号及功率信息等；

半静态配置资源：CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)、SR(Schedule Request，调度请求)、SPS(Semi-persistent Schedule，半静态调度)资源、SRS(Sounding Reference Signal，探测参考信号)等。

源Dcell、目标Dcell和UE根据Ccell消息通知，在收到信息后，指定时刻完成服务小区更新。

图1为本发明实施例的控制小区侧的一种超密集网络传输方法的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括：

步骤11、监听并接收用户设备上报的可用的数据小区的信息；

步骤12、若所述可用的数据小区的信息满足预置的数据小区变更条件，则产生小区变更消息，并发送给对应的网元。

图2为本发明实施例的UE侧的一种超密集网络传输方法的流程图，如图2所示，本实施例的方法包括：

步骤21、UE将监测到可用的数据小区的信息发送给控制小区；

步骤22、UE接收到所述控制小区的小区变更消息，进行数据小区的变 更处理。

通过本发明实施例的方法可以彻底解决小区分裂导致的切换数据传输中断问题，为小区无限分裂扫清障碍；使得IMT2020(5G)毫秒级端到端时延目标成为可能；彻底解决了小区持续分裂导致的微小区信令风暴问题。

以下通过两个实施例对本发明的方法进行详细的说明。

实施例一

如图3所示，本实施例的方法包括如下步骤：

步骤101，预置条件：UE接入Ccell，Ccell已为UE分配了一个或若干个Dcell为该UE提供数据传输服务，UE与Dcell之间的链路记为Duu口，UE与Ccell之间的链路记为Cuu口，Dcell与Ccell之间的链路记为DC口；其中，Ccell覆盖区域包含一个或多个Dcell，Ccell覆盖范围通常较广，不属于UDN范畴，其移动性处理不在本专利讨论。

步骤102，Ccell通过Cuu口监听和接收UE上报的可用Dcell信息，如图4所示，其中，Cuu具备以下部分或全部特性：

Cuu口设计容量低于Duu口，因Cuu口仅处理信令，其容量和带宽需求都需求较小；

Cuu口低频段广覆盖，因Ccell覆盖范围需要包含一个或多个Dcell，低频无线电波空间传播损耗低无线特性好，较之于Duu口而言，低频更适合Cuu口；

Cuu口复用当前LTE网络，因未来5G技术与LTE的前向兼容性需求，Cuu口可借用当前LTE网络为UDN提供信令覆盖；

Cuu口可通过Dcell中转，因Ccell与Dcell的无线覆盖通常无法做到完全重叠，当Dcell覆盖超出Ccell覆盖范围时，Cuu口信号也可通过Dcell中转，从而可以保证了Cuu口覆盖大于Duu口。

步骤103，Ccell通过Cuu口监听并接收其覆盖范围内的全部UE的信令上报，本步骤具备包含：

Cuu口消息解码，全部UE及信令分类；

本Ccell内全部UE上报的全部可用Dcell信息。

本步骤UE的信息上报将作为步骤104的处理的原始输入，即判断是否需要小区变更的基础，本步骤是UE信令上报，102是可用数据小区信息上报。

步骤104，判断是否需要小区变更；

即，Ccell根据全部UE上报的全部可用Dcell信息，及本实施例设定的目标Dcell变更准则，选择出满足目标Dcell变更准则的全部UE及其目标Dcell，这些目标Dcell构成该UE的目标候选Dcell集；最后，Ccell针对候选目标Dcell集，根据UE业务需求量选择候选Dcell集中的部分或全部Dcell作为最终目标Dcell，

其中，若UE_i，服务Dcell为Dcell_S，对应的用户数为Nue_Dcell_S，负载为Load_Dcell_S；

上报的n个可用目标Dcell分别为Dcell_Ti；对应的用户数Nue_Dcell_Ti，负载为Load_Dcell_Ti；i＝1,2,…,n，n<＝N；则目标Dcell变更准则包含以下条件或者部分或全部逻辑组合：

Load_Dcell_Ti<＝Thresh_Load_i，Thresh_Load_i为目标小区i的负载门限；

Nue_Dcell_Ti<＝Thresh_Nue_i，Thresh_Nue_i为目标小区i的UE数门限；

Load_Dcell_S<Load_Dcell_Ti；

Nue_Dcell_S<Nue_Dcell_Ti，

若所有目标小区均不满足上述条件，则无需小区变更，转步骤102；若所有目标小区满足上述指定的一个或多个条件，则转步骤105；

步骤105，Cell产生小区变更所需的全部消息，并发给对应的网元，各个相关网元收到消息后，在约定的时序内同时生效；

具体为：

产生路径更新消息发给UDN核心网，UDN核心网收到消息后，在约定时序内更新路径；

产生源Dcell变更消息，分别发给UE、源Dcell、最终目标Dcell；

在收到消息后，预定时序内，UE在源Dcell停止数据传输、在目标Dcell开始数据传输。

实施例二

本实施例包括如下步骤：

步骤201，为预置条件，同实施例一。

步骤202，Ccell通过Cuu口监听和接收UE上报的可用Dcell信息，其中，Cuu为逻辑连接，该逻辑连接分为UE到Dcell和Dcell到Ccell两段，如图5所示；根据步骤201，UE到Dcell通过Duu口链接；Dcell到Ccell通过DC口连接，即，UE与Ccell之间的信令被封装为信令专用的逻辑管道，通过Duu口和DC口传输。

其中，DC口可以采用无线连接也可采用有线链接，本发明实施例为无线通信领域专利，有线链接本专利不做过多讨论，针对无线DC口链接说明如下：

DC口具备以下部分或全部特性：

DC口设计容量低于Duu口，因DC口仅处理信令，其容量和带宽需求都需求较小；

DC口低频段广覆盖，因Ccell覆盖范围需要包含一个或多个Dcell，低频无线电波空间传播损耗低无线特性好，较之于Duu口而言，低频更适合DC口；

DC口复用当前LTE网络，因未来5G技术与LTE的前向兼容性需求，DC口可借用当前LTE网络为UDN提供信令覆盖。

步骤203，Ccell通过Cuu口监听并接收，其覆盖范围内的全部UE的信令上报，同实施例一；

步骤204，判断是否需要小区变更，同实施例一；

步骤205，Cell产生小区变更所需的全部消息，并发给对应的网元，各个相关网元收到消息后，在约定的时序内同时生效，同实施例一。

图6为本发明实施例的一种基站的示意图，如图6所示，本实施例的基站包括：

监听模块，用于监听并接收用户设备上报的可用的数据小区的信息；

控制模块，用于若所述可用的数据小区的信息满足预置的数据小区变更条件，则产生小区变更消息，并发送给对应的网元。

在一优选实施例中，所述控制模块，产生小区变更消息，并发送给对应的网元，包括：产生路径更新消息，发给超密集网络核心网；产生源数据小区变更消息，将所述源数据小区变更消息分别发送给用户设备、源数据小区和目标数据小区。

在一优选实施例中，所述控制模块，还可用于向所述用户设备发送在所述目标数据小区传输数据的配置信息，所述配置信息包括以下的一项或多项：

PCI、CRNTI、小区参考信号、功率信息、CQI、SR、SPS、SRS。

图7为本发明实施例的UE的示意图，如图7所示，本实施例的UE包括：

监测模块，用于将监测到可用的数据小区的信息发送给控制小区；

变更模块，用于接收到所述控制小区的小区变更消息，进行数据小区的变更处理。

在一优选实施例中，所述变更模块，进行数据小区的变更处理包括：在指定时序内，停止在源数据小区上的数据传输，开始在目标数据小区上进行数据传输。

图8为本发明实施例的网元的示意图，如图8所示，本实施例的网元包括：

监听模块，用于监听并接收控制小区发送的小区变更消息；

变更模块，用于根据所述小区变更消息进行小区变更处理。

所述网元包括：超密集网络核心网网元、源数据小区基站和目标数据小区基站。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上仅为本发明的优选实施例，当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。