授權共享接入的頻譜釋放時的切換的制作方法

本申請要求于2014年9月24日遞交的美國申請序列號14/495,517的優先權權益，并且通過引用結合該申請的內容。

技術領域

示例一般地涉及長期演進(LTE)網絡。一個或多個示例涉及LTE網絡中授權共享接入(LSA)的實施。

背景技術：

授權共享接入(LSA)是新的創新性的框架，其通過允許對授權頻譜的協調共享接入以解決頻譜短缺來實現對可用頻譜的更高效使用。在LSA框架中，長期演進(LTE)網絡是在位者(incumbent)所擁有的LSA頻譜的二級用戶，并且在必要時在位者可以從LTE網絡收回LSA頻譜。因此，當使用LSA框架時，通常需要LTE網絡適應可用頻譜的動態性質。

附圖說明

在圖示(其不一定按比例繪制)中，不同視圖中相似的標號可描述相似的組件。具有不同字母后綴的相似標號可以表示相似組件的不同實例。圖示一般通過示例的方式而不是通過限制的方式示出本文檔中所討論的各種實施例。

圖1是根據一些實施例示出蜂窩網絡中動態頻率共享的框圖。

圖2示出在其中實施一些實施例的系統。

圖3示出根據一些實施例的針對與LSA頻譜釋放相關的切換的信令。

圖4是根據一些實施例的通信站的示意圖。

圖5是根據一些實施例示出LSA頻譜釋放和切換的過程的流程圖。

圖6是根據一些實施例的機器的示意圖。

具體實施方式

以下描述和圖示充分示出本領域技術人員能夠實踐的具體細節。其它實施例可結合結構、邏輯、電氣、過程和其它改變。一些實施例的部分和特征可被包括在其它實施例的特征和部分中，或可替代其它實施例的特征和部分。權利要求中陳述的實施例涵蓋這些權利要求的所有可用等同物。

廣泛采用無線通信系統來提供各種通信內容，例如，語音、數據和其它媒體。這些系統可以是能夠通過共享可用的系統資源(例如，帶寬和發送功率)來支持多用戶通信的多址系統。這種多址系統的示例包括碼分多址(CDMA)系統、時分多址(TDMA)系統、頻分多址(FDMA)系統、第三代合作伙伴項目(3GPP)長期演進(LTE)系統以及正交頻分多址(OFDMA)系統。所有的多址無線通信系統需要充分接入可用的無線電頻譜，以支持承載服務要求。

雖然不斷創新以從可用頻譜提取更大的吞吐量和數據率，但是預計的業務增長指示移動寬帶運營商將不再能夠用它們固定的授權頻譜滿足需求，因為授權的可用頻譜池有限，并且不可能隨著需求的增長而增長。授權共享接入是新的創新性的框架，其通過允許對授權頻譜的協調共享接入以解決頻譜短缺來實現對可用頻譜的更高效使用。目前，針對LSA應用正考慮多個LTE兼容頻譜帶(例如，2.3GHz頻帶中的100MHz、2.6GHz頻帶中的100+MHz)。主要的無線設備提供商、運營商、監管者、政府機構和標準化機構強烈支持并急切等待LSA頻譜共享框架。

在LSA框架中，在位用戶與一組二級頻譜持有者共享對其授權頻譜的未使用部分的協調接入。然而，在位者保持對頻譜的所有權并且可以從二級頻譜持有者收回頻譜。當使用LSA框架來獲取附加頻譜時，LTE網絡需要通過妥善地適應在位者對頻譜的收回來適應可用頻譜的動態性質。

圖1是根據一些實施例示出在蜂窩網絡中的動態頻率共享的框圖。系統100包括主(舊有)LTE頻帶102，LTE頻帶102在箭頭104處從附加的LSA頻帶106接收頻譜或將頻譜返回給LSA頻帶106。主LTE頻帶102可以包括時分雙工(TDD)頻帶108或頻分雙工(FDD)頻帶110。來自附加的LSA頻帶106的附加頻譜也可以是TDD或FDD頻帶。

圖2示出在其中實施一些實施例的系統200。在系統200中，在位者201a-c是原始的頻譜所有者。LSA存儲庫203是含有關于頻譜可用性和頻譜共享的短期方面的信息的數據庫。LSA存儲庫203通信地耦接到LSA控制器205，其執行信息管理并將LSA存儲庫203數據庫內容轉換為針對LSA頻率被授權者的頻譜接入條件，而運營商經營和管理(OA&M)207提供針對網絡運營商的網絡的操作、經營和管理。OA&M 207管理服務(一個或多個)用戶設備211的網絡運營商的演進型節點B(eNB)或基站209的有限的短期附加頻譜。

一旦向LTE eNB 209通知即將到來的在位者的收回，LTE eNB 209釋放LSA頻帶。eNB 209通過將經由LSA頻帶連接到eNB 209的用戶211切換到LTE運營商的主LTE頻帶來在例如給定時間段內完成頻譜釋放的步驟。該切換過程可能涉及需要經受從LSA頻帶到主LTE頻帶的eNB內頻率間切換的潛在數百個UE 211。

切換過程可以包括隨機接入過程(RAP)。當UE 211重進入主LTE頻帶時，UE 211需要同步到每個頻率并向eNB 209或209通知UE 211正嘗試獲得接入。在一些情形中，UE 211將使用RAP通過從數個可用隨機接入信道(RACH)前導碼中選擇包括特定圖案或簽名的前導碼并將該前導碼發送到eNB來獲得該接入。偶爾地，由于大量UE被切換，將不存在可用的RACH前導碼，或者其它因素(例如，高干擾水平和功率要求)可能使RAP復雜化。因此，選擇并使用RACH前導碼和RAP可能是易于出錯或耗時的。

在一些情形中，eNB 209可以提供專用前導碼來加速切換過程。然而，僅有限數量的專用前導碼可供使用，這不足以滿足同時切換數百個UE 211的LSA場景中UE 211的需求。因此，大量被切換的UE 211將仍然需要經受RAP來接入目標eNB 209，導致空中信令的大尖峰、服務質量的降低等等。由于專用前導碼的不可用，需要不涉及LSA頻譜釋放的其它類型的切換的其它UE 211也將經歷服務質量的降低。

為解決這些以及其它問題，實施例通過利用在LSA頻帶106和主LTE頻帶102上的物理小區位于相同的eNB 209中的情形來為不依賴RAP的LSA提供更快、計算量更少的eNB內頻率間切換過程。當物理小區同位時，UE 211到兩個物理小區的距離相同。因此，可以對這兩個小區中的幀進行同步，并且這樣針對在這兩個小區中的任何UE 211來說時序超前將是相同的。因此，在LTE和LSA物理小區同位的一些情形中，UE 211可以跳過RAP。

實施例提供對針對切換命令的RRC消息格式的增強，使得eNB 209可以向UE 211指示應當跳過RAP。在一些實施例中，eNB 209可以在該切換消息或另一相關聯的消息中包含針對UE的上行鏈路許可。

圖3示出根據一些實施例的針對與LSA頻譜釋放相關的切換的信令。參考根據圖1和圖2描述的各種實體對圖3進行討論。

根據實施例，eNB 209包括硬件處理器電路，該硬件處理電路在eNB 209接收到釋放LSA頻帶中的頻譜資源的命令時發起切換過程，其中eNB通過該LSA頻帶來服務LSA小區。可以從例如LSA控制器205(圖2)接收該命令。

eNB 209然后確定是否準許由eNB 209服務的UE 211跳過RAP以切換到在與LSA相分離的頻帶上操作的目標小區。該確定可以是基于eNB是否包括與LSA小區同位的目標小區使得目標小區和LSA小區的幀被同步來做出的。如上所述，在一些示例中，eNB 209可以根據3GPP長期演進(LTE)標準族中的標準來服務目標小區，但實施例不限于此。

取決于該確定的結果，eNB 209可以向UE 211發送消息302(例如，RRC連接重配置消息)，消息302通知UE 211其要被切換到目標小區。消息302可以通過在移動性控制信息元素(IE)內提供例如一個或多個指示符來包括移動性控制信息。eNB 209可以通過LSA頻帶向UE 211發送用于通知UE 211移動到主LTE頻帶的消息302。在一些實施例中，RRC連接重配置消息包括RAP不是必要的并且將不執行RAP的指示。在一些實施例中，如果eNB 209確定不準許UE 211跳過RAP，則eNB 209可以提供(由eNB 209酌情決定)用于接入目標小區的專用前導碼。例如，當在具有與主LTE頻帶上的小區不同的時序超前的遠程無線電頭部部署LSA頻帶時，eNB 209可以提供專用前導碼。

在一些實施例中，UE 211將至少包括本文隨后相對于圖4更詳細描述的處理器和收發器，以接收LSA頻帶上的RRC連接重配置消息。在操作304中，UE 211準備簡化的LSA切換過程，而不使用RAP。根據實施例的切換過程也允許UE 211使用LSA小區的時序超前來接入目標小區。在根據3GPP LTE標準的一些當前實施的切換過程中，通過目標小區中的RAP確定時序超前。目標小區用上行鏈路(UL)準許信息對隨機接入請求進行響應，其中UE可以使用該UL準許信息來發送RRC連接重配置完成消息。相反，在一些實施例中，可以跳過RAP，并且因此eNB 209將把UL準許信息包含在例如RRC連接重配置消息中的移動性控制IE中。表1中示出示例移動性控制IE，但實施例不限于移動性控制IE的字段的具體名稱，并且一些實施例可以包括比以下所示出的那些字段更多或更少的字段：

表1：示例移動性控制信息元素

表1中列出的rach-Skipped字段表示應當在切換過程中跳過RAP。ul-Grant字段包括含有UL準許信息的位串。也可以包括其他字段，例如，可以包括指示LSA小區和主LTE頻帶上的小區兩者同位于eNB 209中的其他字段。eNB 209能夠提供該上行鏈路準許信息，因為相同的eNB 209也操作目標小區，并且因此eNB 209可以使用目標小區的上行鏈路信息。

在操作306中，在接收上文參考消息302描述的用于簡化的切換的指令之后，UE 211將跳過RAP并將使用通過RRC消息302接收的上行鏈路準許信息來將消息308發送至eNB 209。消息308例如可以包括RRC連接重配置完成消息。

UE 211通過主LTE頻帶發送切換完成消息并且UE 211使用的時序超前與UE 211在LSA頻帶上的小區中使用的相同。因此，在操作310中，eNB 209從UE 211并在根據上行鏈路準許信息配置的資源上的上行鏈路上接收對消息的確認，該確認指示已經成功地完成切換過程并且UE 211已經成功地切換到目標小區。在信令312中數據流從LSA頻帶切換到主LTE頻帶。作為切換過程的一部分的、將數據無線電承載切換到目標小區的過程與當前的切換過程保持一致。在數據流切換之后，eNB 209可以繼續監控LSA頻帶上的狀況以確定是否可以再次使用LSA頻帶上的頻譜資源。

圖4示出根據一些實施例的示例性通信站400的功能圖。在一個實施例中，圖4示出可能適于用作根據一些實施例的eNB 209或UE 211(圖2)的通信站400的功能框圖。通信站400還可適于用作手持式設備、移動設備、蜂窩電話、智能電話、平板、上網本、無線終端、膝上型計算機、毫微微蜂窩、高數據率(HDR)訂戶站、接入點、接入終端或其它個人通信系統(PCS)設備。應當注意到的是，當通信站400用作eNB 209時，通信站400可以是固定的和非移動的。

通信站400可以包括物理層電路402，其具有使用一個或多個天線401來發送和接收去往和來自其它通信站的信號的收發器410。物理層電路402還可以包括用于控制對無線介質的訪問的媒體訪問控制(MAC)電路404。通信站400還可以包括被布置為執行本文所描述的操作的處理電路406和存儲器408。在一些實施例中，物理層電路402和處理器電路406可以被配置為執行圖3和圖6中詳細描述的操作。

根據一些實施例，MAC電路404可以被布置為爭奪無線介質并對幀或分組進行配置以通過無線介質進行通信，并且物理層電路402可以被布置為發送和接收信號。物理層電路402可以包括用于調制/解調制、上變頻/下變頻、濾波、放大等的電路。

在一些實施例中，通信站400的處理電路406可以包括一個或多個處理器。在一些實施例中，兩根或多根天線401可以耦接到被布置為發送和接收信號的物理層電路402。存儲器408可以存儲用于對處理電路406進行配置的信息，以執行用于配置和發送消息幀并執行本文所描述的各種操作的操作。存儲器408可以包括用于存儲機器(例如，計算機)可讀形式的信息的任何類型的存儲器(包括非暫態存儲器)。例如，存儲器408可以包括計算機可讀存儲設備、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質、光存儲介質、閃速存儲器設備和其它存儲設備和介質。

在一些實施例中，通信站400可以是便攜式無線通信設備的一部分，便攜式無線通信設備例如為個人數字助理(PDA)、具有無線通信能力的膝上型或便攜式計算機、網絡書寫板、無線電話、智能電話、無線耳機、尋呼機、即時通訊設備、數碼相機、接入點、電視、醫療設備(例如，心率檢測器、血壓檢測器、等)或可無線地接收和/或發送信息的其它設備。

天線401可以包括一個或多個定向型或全向型的天線，例如包括偶極天線、單極天線、貼片天線、環形天線、微帶天線或適于傳輸RF信號的其它類型的天線。在一些實施例中，可以使用具有多個孔徑的單個天線，而不是使用兩個或多個天線。在這些實施例中，可以認為每個孔徑是單獨的天線。在一些多輸入多輸出(MIMO)實施例中，可以針對各個天線之間以及天線與發送站之間的空間多樣性和不同的信道特性來有效地對天線進行分離。

在一些實施例中，通信站400可以包括鍵盤、顯示器、非易失性存儲器端口、多個天線、圖形處理器、應用處理器、揚聲器以及其它移動設備元件中的一者或多者。顯示器可以是LCD屏，包括觸摸屏。

雖然將通信站400示出為包括若干分離的功能元件，這些功能元件中的兩個或多個可以被合并并且可以通過軟件配置的元件(例如，處理元件，包括數字信號處理器(DSP))和/或其它硬件元件的結合來實現。例如，一些元件可以包括一個或多個微處理器、DSP、現場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、射頻集成電路(RFIC)以及用于至少執行本文所描述的功能的各種硬件和邏輯電路的組合。在一些實施例中，通信站400的功能元件可以指在一個或多個處理元件上操作的一個或多個過程。

可以在硬件、固件和軟件中的一者或其組合中實現實施例。實施例還可以被實現為存儲在計算機可讀存儲設備上的指令，指令可以被至少一個處理器讀取和運行以執行本文所描述的操作。計算機可讀存儲設備可以包括用于存儲機器(例如，計算機)可讀形式的信息的任何非暫態存儲器機制。例如，計算機可讀存儲設備可以包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質、光存儲介質、閃速存儲器設備、以及其它存儲設備和介質。

在一些實施例中，通信站400可以包括一個或多個處理器并且可以被配置有存儲在計算機可讀存儲設備上的指令。當通信站400用作UE 211(圖2)時，指令可以使得UE 211接收授權共享接入(LSA)頻帶中通知UE 211從LSA頻帶移動到目標長期演進(LTE)頻帶的RRC連接重配置消息。如本文中先前所述，消息可以包括指示準許UE 211跳過RAP以接入LTE頻帶的信息，并且消息還可以包括上行鏈路準許信息。當通信站400用作eNB 209(圖2)時，指令將使得eNB 209接收用于釋放LSA頻帶中的頻譜資源的命令，其中eNB 209通過該LSA頻帶服務LSA小區。

圖5是根據一些實施例示出LSA頻譜釋放和切換的示例過程500的流程圖。在通信站400用作eNB 209(圖3)時，過程500例如可以由通信站400(圖4)來執行。

在操作502中，eNB 209接收用于釋放LSA頻帶中的頻譜資源的命令，其中eNB 209通過該LSA頻帶服務LSA小區。如本文先前所述，例如可以從在位者201(圖2)接收該命令。示例過程500繼續操作504，其中eNB 209確定是否準許由eNB 209服務的UE 211跳過RAP以切換到操作在與LSA頻帶相分離的頻帶上的目標小區。如果eNB決定UE 211可以跳過RAP，則根據本文先前所描述的標準和過程，eNB 209將會發送消息到UE 211以通知UE 211其將被切換到目標小區。消息可以包括如本文先前相對于RRC連接重配置消息和移動性控制IE所描述的指示符。

圖6示出機器600的示例的框圖，在機器600上可以執行本文所描述的技術(例如，方法)中的任意一者或多者。在替代實施例中，機器600可以用作獨立設備或可以連接到其它機器。在聯網部署中，機器600可以作為服務器機器、客戶端機器或服務器-客戶端網絡環境操作。在示例中，機器600可以用作對等(P2P)(或其它分布式)網絡環境中的對等機器。機器600可以是個人計算機(PC)、平板PC、機頂盒(STB)、個人數字助理(PDA)、移動電話、web設備、網絡路由器、交換機或網橋、或能夠執行規定由機器采取的動作的指令(連續的或以其它方式的)的任何機器(例如，基站)。此外，雖然僅示出單個機器，應當認為術語“機器”包括單獨地或聯合地執行一組(或多組)指令以執行本文所描述的方法(例如，云計算、軟件即服務(SaaS)、或其它計算機集群配置)中的任何一者或多者的機器的任何集合。

本文中所描述的示例可以包括邏輯、多個組件、模塊或機制，或者可以在邏輯、多個組件、模塊或機制上操作。模塊是操作時能夠執行指定操作的有形實體(例如，硬件)。模塊包括硬件。在示例中，可以將硬件具體配置為執行特定操作(例如，硬接線的)。在另一示例中，硬件可以包括可配置執行單元(例如，晶體管、電路等)以及包含指令的計算機可讀介質，其中指令對執行單元進行配置以在操作時執行具體操作。配置可在執行單元或加載機制的指導下發生。因此，當設備操作時，執行單元通信地耦接到計算機可讀介質。在該示例中，執行單元可以是不止一個模塊的成員。例如，在操作時，可以由第一組指令將執行單元配置為在第一個時間點實施第一模塊并由第二組指令將執行單元重配置為在第二個時間點實施第二模塊。

機器(例如，計算機系統)500可以包括硬件處理器602(例如，中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、硬件處理器核、或其任何組合)、主存儲器604和靜態存儲器606，以上各項中的一些項或所有項可以經由互連(例如，總線)608相互通信。機器600還可以包括功率管理設備632、圖形顯示設備610、字母數字輸入設備612(例如，鍵盤)、用戶界面(UI)導航設備614(例如，鼠標)。在示例中，圖形顯示設備610、字母數字輸入設備612和UI導航設備614可以是觸摸屏顯示器。機器600可以附加地包括存儲設備616(即，驅動單元)、信號發生設備618(例如，揚聲器)、耦接到(一個或多個)天線630的網絡接口設備/收發器620、以及一個或多個傳感器628(例如，全球定位系統(GPS)傳感器、指南針、加速計或其它傳感器)。機器600可以包括輸出控制器634，例如，串口、并口或用于與一個或多個外圍設備(例如，打印機、讀卡器等)通信或控制一個或多個外圍設備的其它有線或無線(例如，紅外(IR)、近場通信(NFC)等)連接。

存儲設備616可以包括機器可讀介質622，機器可讀介質622上存儲有體現本文描述的任何一個或多個技術或功能或者由本文所描述的任何一個或多個技術或功能采用的一組或多組數據結構或指令624(例如，軟件)。在機器600執行指令624期間，指令624可以駐留在(完全地或至少部分地)主存儲器604、靜態存儲器606或硬件處理器602內。在示例中，硬件處理器602、主存儲器604、靜態存儲器606、或存儲設備616中的一個或任意組合可以構成機器可讀介質。

雖然將機器可讀介質622示出為單個介質，術語“機器可讀介質”可以包括被配置為存儲一個或多個指令624的單個介質或多個介質(例如，集中式或分布式數據庫、和/或相關聯的緩存和服務器)。

術語“機器可讀介質”可以包括能夠存儲、編碼或承載供機器600執行并使得機器600執行本公開的任何一個或多個技術的指令，或者能夠存儲、編碼或承載指令624所使用的或與指令624相關聯的數據結構624的任何介質。非限制性機器可讀介質示例可以包括固態存儲器以及光和磁介質。在示例中，大容量機器可讀介質包括具有多個粒子的機器可讀介質，其中粒子具有靜止質量。大容量機器可讀介質的具體示例可以包括：非易失性存儲器(例如，半導體存儲器設備(例如，電可編程只讀存儲器(EPROM)、或電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM))以及閃速存儲器設備)、磁盤(例如，內部硬盤以及可移除盤)、磁光盤、以及CD-ROM和DVD-ROM盤。

還可以經由利用多種傳輸協議(例如，幀中繼、互聯網協議(IP)、傳輸控制協議(TCP)、用戶數據報協議(UDP)、超文本傳輸協議(HTTP)等)中的任意一種的網絡接口設備/收發器620通過通信網絡626使用傳輸介質來發送或接收指令624。示例通信網絡可以包括局域網(LAN)、廣域網(WAN)、分組數據網(例如，互聯網)、移動電話網(例如，蜂窩網絡)、簡易老式電話(POTS)網、無線數據網(例如，電氣與電子工程師協會(IEEE)802.11標準族(稱之為)、IEEE 802.16標準族(稱之為))、IEEE 802.15.4標準族、以及對等(P2P)網絡、等等。在示例中，網絡接口設備/收發器620可以包括用于連接到通信網絡626的一個或多個物理插座(例如，以太網、同軸或電話插座)或一個或多個天線。在示例中，網絡接口設備/收發器620可以包括用于使用單輸入多輸出(SIMO)、多輸入多輸出(MIMO)、或多輸入單輸出(MOSI)技術中的至少一者來無線地通信的多個天線。應當將術語“傳輸介質”理解為包括能夠存儲、編碼或承載供機器600執行的指令并且包括數字或模擬通信信號624的任何有形介質或用于輔助這種軟件的通信的其它無形介質。

在一個實施例中，用戶設備(UE)包括被配置為執行以下操作的處理器和收發器：在授權共享接入(LSA)頻帶接收向UE通知LSA頻帶收回的尋呼消息，執行即時的小區重選擇以騰出被收回的LSA頻帶，以及移動到UE運營商的授權主長期演進(LTE)頻帶。

在另一實施例中，非暫態計算機可讀存儲設備包括存儲在其上的指令，當機器執行該指令時，使得機器執行以下操作：在授權共享接入(LSA)頻帶接收向UE通知LSA頻帶收回的尋呼消息，執行即時的小區重選擇以騰出被收回的LSA頻帶，以及移動到UE運營商的授權主長期演進(LTE)頻帶。

在另一實施例中，UE包括被配置為執行以下操作的處理器和收發器：未能在LSA頻帶上接收一個或多個連續的尋呼消息，針對一個或多個無線電幀周期保持清醒，通過未能在一個或多個無線電幀周期期間接收主信息塊(MIB)來確定已經收回LSA頻帶，以及執行即時的小區重選擇以騰出被收回的LSA頻帶并移動到UE運營商的授權主LTE頻帶。

在另一實施例中，eNB包括被配置為執行以下操作的硬件處理電路：接收收回LSA頻帶的指令，以及在授權LSA頻帶上將向UE通知LSA頻帶收回的尋呼消息發送至受影響的UE。