在用于高速列车的单向SFN中的小区边界跨越制造技术

第一网络节点具有沿轨道定位并且与第一小区关联的第一天线节点。它们中的一些服务于第一小区重叠区域，该区域与连接到第二网络节点的第二天线节点的第二小区重叠区域重叠。一些第一天线节点形成带有受控功率电平在相同方向上的下行链路波束，使得在下行链路波束之间相应量的重叠和下行链路波束的相应功率电平联合地促使第一小区的重叠区域来仿真用于以高速率行进的用户设备的小区边界。仿真的小区边界信号功率在更靠近仿真的小区外缘的位置比在更远位置更低。仿真的小区边界长度足够来促使行进的用户设备处在仿真的小区边界内足够长的时间，以成功地执行在第一与第二小区之间的切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在用于高速列车的单向SFN中的小区边界跨越对相关申请的交叉引用本申请要求具有2015年10月12日提交的美国临时申请号62/240,286的权益，该申请特此通过引用以其整体形式被结合于本文中。
技术介绍
本专利技术涉及在高速列车上的用户设备（UE）与蜂窝通信系统的网络节点之间的连接性，并且更具体地说，涉及允许由列车上的以高速在行进的UE执行的不同小区之间的切换的技术。取决于UE到传送站点的相对移动，收到的信号可显示相当大的多普勒位移。多普勒位移强迫UE在向小区移动时增大其解调频率，并且在移离小区时减小其解调频率，增大/减小是相对于在网络中使用的载波频率。小区的天线经历相对于UE的上行链路（传送的）信号的类似多普勒位移。多普勒位移的大小取决于UE朝向传送天线的相对速度。蜂窝通信系统天线沿列车轨道的部署尤其是问题，因为如果靠近轨道放置传送天线，则在UE的轨线与在UE与传送天线之间的连线之间的角度将是小的。因此，UE的速度的相当大部分将作用于多普勒位移，并且列车的速率越高，多普勒位移就越大。另外，在UE穿过传送天线时，将存在多普勒位移的符号（sign）的突然改变，并且角度越小，改变就越突然。给定在表示在欧几里德三维空间中列车的轨线（及因此也表示UE的轨线）的第一向量与在列车与传送天线之间的第二向量（也在欧几里德三维空间中）之间的角度为，多普勒位移能够被表示为其中c是光速，并且v是UE朝向传送天线的相对速度（基本上与列车的速度相同）。通过如上所讨论的角度和UE速度，朝向传送天线的引起多普勒位移的相对速度是。为解决此问题，在例如3GPPTSG-RANWG4Meeting#74bis，R4-151365“ModifiedarrangementforRRHbasedmodel”（2015年4月20-24日巴西里约热内卢）中已提议单向波束布置。2015年5月27日提交的PCT/EP2015/061759中也公开了此类布置。通过单向波束布置，上行链路（UL）多普勒位移的可变性在除了靠近远程无线电头端（RRH）站点（即，天线站点）处沿整个轨道基本上为零，在靠近RRH站点处，它不为零，但仍被降低到最大可能多普勒位移的一小部分。图1（a）、1（b）、1（c）、1（d）和1（e）图示了此类布置和其示范性能。为避免由于频率重新调谐造成的UE101中断，形成超小区的小区120、122、124使用天线节点110、112、114配置，其中UE101始终移向或移离其与之通信的天线节点110、112、114。这意味着UE101将始终经历正或负多普勒位移，由此穿过天线节点110、112、114将只意味着带有基本上相同多普勒位移的新路径变得更强（或更弱，取决于UE是在移离还是移向天线节点）。在图5a中，示例描绘了UE101向西移动，因此，它正移向它与之通信的每个天线节点。图示的UE101如果其向东移动，则将移离每个天线节点。图1（b）、1（c）、1（d）和1（e）描绘在使用2.7GHz的载波频率时，当无线通信装置（例如，UE101）以500km/h的速率移动（其中通信天线节点定位在UE前头，天线节点站点间距离为1000米，并且站点与路径之间的距离为30米）时，无线通信装置和网络节点经历的多普勒位移和路径损耗的示例。更具体地说：图1（a）描绘在彼此间隔1000米，且离轨道30米定位的RRH之间以500km/h行进的列车上的示范UE。图1（b）是图示了随UE沿轨道的位置变化的UE路径损耗的对应曲线图。图1（c）是图示了随UE沿轨道的位置变化的UE被跟踪频率的对应曲线图。图1（d）是图示了随UE沿轨道的位置变化的RRH路径损耗的对应曲线图。图1（e）是图示了随UE沿轨道的位置变化的RRH接收的频率的对应曲线图。对于向第二天线节点112移动的UE101，接收的下行链路信号的路径损耗将随着在所述装置与第二天线节点112中所包括的下行链路传送天线之间的距离减小而逐渐减小。UE101在开始从第一天线节点110接收时穿过第二天线节点112，并且很快UE101不再在第二天线节点112的波束内。因此，体验到来自第一天线节点110的信号强于来自第二天线节点112的相同信号。因此，无线通信装置将识别实质上与前一路径在相同频率偏移的新路径。在第一天线节点110与UE101之间的路径损耗起初在其最大值，但这在UE接近第一天线节点110时迅速降低。无线通信装置接收的信号的瞬间频率（示出在图1（c）中）可在UE从一个下行链路波束改变到另一下行链路波束时显示小尖峰或波纹。此瞬时扰动的大小取决于在哪个角度（如在无线通信装置与天线节点之间测量的角度）从所述天线节点传送的信号变得强于来自前一天线节点的信号。在该示例中，与在带有双向拆分波束的常规高速列车情形中如果存在切换时的2500Hz相比，瞬间扰动是大约350Hz。单向波束布置提供独特优势，表现在它只依赖网络部署配置而不需要对UE设计进行任何附带的适配。我们可假设尽可能多的小区共享相同物理小区身份（ID）。在涉及用于上行链路（UL）接收（RX）和下行链路（DL）传送（TX）的RRH布置时存在两种可能性：定向在相同方向上的ULRX和DLTX波瓣或波束（即，UL和DL波束均被定向在沿轨道的相同方向上）定向在相反方向上的ULRX和DLTX波瓣（即，UL波束被定向在沿轨道的一个方向上，并且DL波束被定向在沿轨道的相反方向上）。图2中图示了此布置。这里，UE接收来自第一RRH（201）的DL传送，并且将UL信号传送到相邻第二RRH（203）。在具有定向在相反方向上的ULRX和DLTX波瓣并且如图2中所图示操作的部署中，在基站中接收的频率基本上与传送的频率相同，因为在DL中和在UL中的多普勒位移是相同的，但带有相反符号，并且因此相互抵消。这是因为UE基于接收的DL频率设置其传送的UL频率。因此，如果UE向西移动（即，到图中的左侧），则在UE的接收DL频率将从标称频率向下位移。UE基于此降低的DL频率来设置其UL频率，并且到RRH203的多普勒位移是正的，使得在RRH203接收的UL频率将被移回标称频率。本文中描述的主题的专利技术者已提出用于专用单频网络（SFN）高速列车（HST）情形的新RRH布置。参阅例如专利技术者所著的3GPP文稿3GPPTSGRANWG4Meeting#76,R4-154518，“TPUnidirectionalRRHarrangement”（2015年8月24-28日）和3GPPTSGRANWG4Meeting#76bis，R4-155743，“UnidirectionalRRHArrangementforHSTSFN”（2015年10月12-16日法国SophiaAntipolis）。图3中图示了该布置，该图示出多个RRH（天线节点）配置成形成相对于高速列车的轨道具有相同定向的波束，使得单向SFN被实现。UE一次主要从一个RRH进行接收。图3的布置已被示为通过稳定由无线通信装置（例如，UE）所经历的多普勒位移以及因此由在上行链路上网络节点（例如，eNodeB）所经历的多普勒位移，而大幅改进对于以高达至少750km/h的速率行进的UE的吞吐量。参阅例如3GPP文稿3GPPTSGRANWG4Meeting#76,R4-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在蜂窝通信网络中操作第一网络节点的方法，其中所述第一网络节点被连接到沿轨道定位并且提供与第一小区关联的移动电信服务的多个第一天线节点，其中所述第一天线节点中的一个或多个服务于所述第一小区的重叠区域，所述重叠区域重叠与沿所述轨道定位并且被连接到第二网络节点的多个第二天线节点关联的第二小区的重叠区域，所述方法包括：促使所述一个或多个第一天线节点各自形成沿所述轨道与彼此在相同方向上的下行链路波束；控制所述一个或多个第一天线节点每个的传送器功率电平，使得：在所述下行链路波束之间相应量的重叠和所述下行链路波束的相应功率电平联合地促使所述第一小区的所述重叠区域来仿真用于以已知高速率或高于已知高速率穿过所述第一小区的所述重叠区域的用户设备的小区边界，其中通过所述仿真的小区边界分布的下行链路信号功率在更靠近仿真的小区外缘的仿真的小区边界位置比在更远离所述仿真的小区外缘的仿真的小区边界位置更低；以及所述仿真的小区边界具有足够的长度，来促使按照所述已知高速率行进的所述用户设备处在所述仿真的小区边界内持续至少必要的预确定最小量的时间,以成功地执行从所述第一和第二小区中的一个小区到所述第一和第二小区中的不同的一个小区的切换。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.12 US 62/240286;2016.02.23 US 15/0506181.一种在蜂窝通信网络中操作第一网络节点的方法，其中所述第一网络节点被连接到沿轨道定位并且提供与第一小区关联的移动电信服务的多个第一天线节点，其中所述第一天线节点中的一个或多个服务于所述第一小区的重叠区域，所述重叠区域重叠与沿所述轨道定位并且被连接到第二网络节点的多个第二天线节点关联的第二小区的重叠区域，所述方法包括：促使所述一个或多个第一天线节点各自形成沿所述轨道与彼此在相同方向上的下行链路波束；控制所述一个或多个第一天线节点每个的传送器功率电平，使得：在所述下行链路波束之间相应量的重叠和所述下行链路波束的相应功率电平联合地促使所述第一小区的所述重叠区域来仿真用于以已知高速率或高于已知高速率穿过所述第一小区的所述重叠区域的用户设备的小区边界，其中通过所述仿真的小区边界分布的下行链路信号功率在更靠近仿真的小区外缘的仿真的小区边界位置比在更远离所述仿真的小区外缘的仿真的小区边界位置更低；以及所述仿真的小区边界具有足够的长度，来促使按照所述已知高速率行进的所述用户设备处在所述仿真的小区边界内持续至少必要的预确定最小量的时间,以成功地执行从所述第一和第二小区中的一个小区到所述第一和第二小区中的不同的一个小区的切换。2.如权利要求1所述的方法，其中控制所述一个或多个第一天线节点每个的传送器功率电平包括从非暂态存储介质读取存储的配置数据。3.如权利要求1所述的方法，其中：所述用户设备是多个用户设备之一，每个用户设备以相应速率穿过或接近所述第一小区的所述重叠区域；以及所述方法包括从所述用户设备的所述相应速率之中选择最高速率作为所述已知高速率。4.如权利要求3所述的方法，其中：控制所述一个或多个第一天线节点每个的传送器功率电平包括基于所述选择的最高速率，确定所述一个或多个第一天线节点每个的所述传送器功率电平。5.如权利要求3所述的方法，包括：将所述选择的最高速率分类为离散数量的类的一个被选择的类；以及读取按所述一个被选择的类索引的存储的传送配置数据。6.如权利要求1所述的方法，包括：基于所述用户设备的所述已知高速率，动态调整所述一个或多个第一天线节点中有多少个在所述第一小区的所述重叠区域中操作，使得所述已知高速率越高，服务于所述仿真的小区边界的第一天线节点的数量就越大。7.如权利要求6所述的方法，包括：将所述用户设备的所述高速率分类为离散数量的类的一个被选择的类，其中动态调整所述一个或多个第一天线节点中有多少个服务于所述第一小区的所述重叠区域包括从按所述被选择的类索引的存储的传送配置数据读取配置数据。8.如权利要求6所述的方法，其中动态调整所述一个或多个第一天线节点中有多少个在所述第一小区的所述重叠区域中操作包括：将所述一个或多个第一天线节点至少之一的传送功率电平从小于标称最大传送功率电平的初始电平调整到是所述标称最大传送功率电平的调整电平。9.如权利要求6所述的方法，其中动态调整所述一个或多个第一天线节点中有多少个在所述第一小区的所述重叠区域中操作包括：将所述一个或多个第一天线节点至少之一的传送功率电平从初始非零电平调整到将所述一个或多个第一天线节点的所述一个天线节点缄默的调整电平。10.如权利要求6所述的方法，其中动态调整所述一个或多个第一天线节点中有多少个在所述第一小区的所述重叠区域中操作包括：从初始非零电平逐渐减小所述一个或多个第一天线节点至少之一的传送功率电平。11.如权利要求1所述的方法，包括：协调所述一个或多个第一天线节点的功率电平和/或数量与关联于所述第二小区的所述重叠区域的一个或多个第二天线节点的功率电平和/或数量，所述一个或多个第二天线节点服务于所述第二小区的所述重叠区域。12.如权利要求11所述的方法，其中协调所述一个或多个第一天线节点的功率电平和/或数量与关联于所述第二小区的所述重叠区域的服务于所述第二小区的所述重叠区域的一个或多个第二天线节点的功率电平和/或数量包括：所述第一节点与所述第二节点通信。13.如权利要求11所述的方法，其中协调所述一个或多个第一天线节点的功率电平和/或数量与关联于所述第二小区的所述重叠区域的服务于所述第二小区的所述重叠区域的一个或多个第二天线节点的功率电平和/或数量包括：所述第一节点与不同于所述第二网络节点的核心网络节点通信，其中所述核心网络节点不是所述第一节点的对等节点。14.如权利要求1所述的方法，其中：所述一个或多个第一天线节点是各自形成定向在第一方向上的下行链路波束的第一组一个或多个第一天线节点；所述多个第一天线节点包括沿所述轨道定位并且提供与所述第一小区关联的移动通信服务的第二组一个或多个第一天线节点；所述第二组一个或多个第一天线节点各自形成定向在与所述第一方向不同的第二方向上的下行链路波束；所述一个或多个第一天线节点包括一个或多个过渡天线节点，所述一个或多个过渡天线节点提供与所述第一小区关联的移动电信服务，并且被定位在沿所述轨道在所述第一组第一天线节点被定位所处的位置与所述第二组第一天线节点被定位所处的位置之间的位置；以及所述过渡天线节点形成彼此在定向上不同的多个过渡下行链路波束，使得所述用户设备在其首先经过所述第一和第二组一个或多个第一天线节点中的一个，然后经过所述一个或多个过渡天线节点，并且随后经过所述第一和第二组一个或多个第一天线节点中的另一个时将经历波束定向中的逐渐改变。15.如权利要求1所述的方法，其中服务于所述第一小区的所述重叠区域的所述第一天线节点中的所述一个或多个中的一个或多个也服务于在所述轨道旁的周围区域。16.一种用于在蜂窝通信网络中操作第一网络节点的控制器，其中所述第一网络节点被连接到沿轨道定位并且提供与第一小区关联的移动电信服务的多个第一天线节点，其中所述第一天线节点中的一个或多个服务于所述第一小区的重叠区域，所述重叠区域重叠与沿所述轨道定位并且被连接到第二网络节点的多个第二天线节点关联的第二小区的重叠区域，所述控制器包括：配置成促使所述一个或多个第一天线节点各自形成沿所述轨道与彼此在相同方向上的下行链路波束的电路系统；配置成控制所述一个或多个第一天线节点每个的传送器功率电平的电路系统，使得：在所述下行链路波束之间相应量的重叠和所述下行链路波束的相应功率电平联合地促使所述第一小区的所述重叠区域来仿真用于以已知高速率或高于已知高速率穿过所述第一小区的所述重叠区域的用户设备的小区边界，其中通过所述仿真的小...

【专利技术属性】
技术研发人员：J阿克蒙，W穆勒，M拉斯森，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE