[发明专利]用于集成的多RAT异类网络的网络辅助的用户关联和卸载技术

说明书

优先权声明

本申请要求2012年1月23日提交的美国临时专利申请系列No.61/589,774的优先权，该申请以引用的方式并入本文中。

背景技术

多层(tier)、多RAT(无线电接入技术)异类网络(Het-Net)是网络体系结构中的用于有成本效益地添加蜂窝容量和覆盖的新方向。此体系结构包括重叠在宏蜂窝网络上的一层小蜂窝小区(例如，微微蜂窝小区、毫微微蜂窝小区或中继站)以增强网络容量。大部分宏网络流量被卸载(offload)给小蜂窝小区，而通过宏网络，维护宽的覆盖区域和移动性。部署通常旨在跨网络中的各层和蜂窝小区满频谱重复使用，因为许可的频谱是昂贵且稀少的。最近的Het-Net体系结构还利用未许可的频谱支持基于WiFi的小蜂窝小区，以增强蜂窝容量。在单个基础结构设备中集成了WiFi和蜂窝式空中接口两者的多-RAT(无线电接入技术)蜂窝小区也是新兴趋势。当与多RAT客户端设备一起使用时，集成的多RAT基础结构也提供附加的“虚拟WiFi”载波，该载波可以审慎地被用来改善多层Het-Net部署的能力和QoS(服务质量)性能。

在蜂窝式系统中，关联通常是每个用户地执行的。这里，每一个用户都确定对应于基站的下行链路载波信号强度，以及信噪比(SNR)，并将基站与最高SNR值相关联。尽管实现起来简单，但是，基于接收到的SNR方法不是用户将体验到的实际吞吐量的好的指标，因为吞吐量还取决于网络中的每一个蜂窝小区上存在的用户的数量和混合。因此，网络协调的用户关联和映射方法可提供就实际用户“效用(utility)”(例如，用户吞吐量、功率效率或QoS)而言的更好的总体性能。为蜂窝网络研究的一种用于执行网络辅助关联的方法基于最大化跨用户的“比例公平”(proportional fair：PF)吞吐量。PF效用不仅取决于平均用户吞吐量(作为SNR的函数)，而且还取决于每一个基站上的负载，即，用户数量。与常规关联不同，基于效用的关联不能每个用户地完成，因为用户关联现在是相互依赖的；改变任何一个用户的关联会改变服务基站以及目标基站上负载(由此的效用)(它离开的旧基站以及它相关联的新基站)。结果，基于全局效用的关联问题难以解决，提议了次最佳的启发式方法作为近似解法。

也可以在多层的Het-Net部署中使用用户关联的传统的方法，其中，用户可以基于接收到的SNR来选择宏基站(MBS)或微微基站(PBS)。在此情况下，在没有对PBS的特别偏好的情况下，用户“卸载”到微微基站。在此情况下，常规关联方法也具有许多限制。首先，它们集中于微微覆盖范围，因此，依赖于网络拓扑/几何形状。例如，在集群的用户分布中，由于它们的类似的SNR分布，用户将一次多组地与微微基站相关联(以热点方式)。其次，宏基站天然地被设计通过高发射功率用于大覆盖区域。如此，常规卸载可能会导致与MBS过度相关联以及PBS利用不足，特别在稀疏的用户分布中。

常规关联中的微微基站的覆盖范围可以通过向由用户报告的SNR包括人工偏置值，来从固定变为动态。正偏置(bias)值有效地向微微基站指派较高发射功率，因此，有效地扩大它们的覆盖。因此，鼓励用户与微微基站相关联，如此，减轻宏基站的负担。尽管增加了系统设计灵活性，但是，(正)偏置对于范围扩展的用户(即，微微蜂窝小区边缘用户)会导致不利的干扰状况，因为他们不得不连接到较弱的(微微)基站，尽管来自宏用户的信号更强。如此，宏基站充当非常强的干扰源，需要有效的干扰减轻方案来减轻来自宏基站的干扰。3GPP标准支持蜂窝小区间的干扰协调(ICIC)方案，以管理多层HetNet部署中的跨层干扰。用于管理干扰的典型的ICIC方法将通过创建诸如无宏区(MFZ)之类的无干扰的区域，或通过使一些指定的子框架(“几乎空白的子框架”-ABS)上的宏传输空白，来“正交化”强干扰的区域中的宏和微微传输。尽管此方法改善了对于大多数用户的总体吞吐量分布，但是，它牺牲了宝贵的宏容量，这也可能损害总体综合系统吞吐量。

附图简述

图1示出了示例蜂窝通信系统。

图2示出了移动用户设备、微微基站，以及宏基站的基本硬件组件。

图3示出了用于卸载来自宏基站并跨RAT划分与微微基站相关联的用户的示例算法。

图4示出了作为指定给WiFi的用户的数量的函数绘制的速率和按比例地合理的度量比率。

实施例描述