[发明专利]具有传统宏小区以及MMW小小区异构网络中空闲模式运作

说明书

技术领域

所揭露实施例一般有关于无线通信，更具体地，有关于具有传统宏小区(macro)以及毫米波(millimeter wave，MMW)小区的异构(heterogeneous)网络中的空闲模式的通信。

背景技术

移动载波所经历的频宽短缺已经促进了用于下一代宽频蜂窝通信网络的6G以及300GHz之间未利用的毫米波(millimeter wave，MMW)频谱的开发。MMW频段的可用频谱为传统蜂窝系统的200倍。MMW无线网络使用窄波束的定向(directional)通信，以及可以支持多吉比特(gigabit，G)数据率。MMW频谱的未利用频宽具有从1mm到100mm的波长范围。MMW频谱的很小波长使能了在小区域中安装大量微型天线。这样的微型天线系统可以透过电子可控制(steerable)阵列产生定向传输从而产生高波束成形(beamforming)增益。

随着MMW半导体电路的近年来的发展，MMW无线系统以及成为实际实现的有希望解决办法。但是，严重依赖定向传输以及传播环境的脆弱(vulnerability)，成为了MMW网络的特定挑战。例如，由于大约为几百毫秒的小相干(coherence)时间，MMW信道变化比今天蜂窝系统的更快。在远超过当前蜂窝系统的级别，MMW通信强烈依赖自适应波束成形。进一步说，对于方向传输的高依赖性引入了同步的新问题。用于初始连接建议以及用于切换的小区搜索中，广播信号可能延迟基站的检测，因为在移动台可以检测基站之前，基站以及移动台需要在大范围角度上扫描。进一步说，MMW信号对于阴影(shadowing)极度脆弱。障碍的出现，例如人体以及室外材料，可能引起信号中断。小区的小的覆盖范围引起了相对的路径损耗以及小区关联(association)迅速改变。

MMW小小区的不可靠为寻呼过程制造了新的问题，因为需要寻呼消息潜在的大量重传以到达UE。进一步说，对于具有高移动性的UE的频繁切换也制造了大量网络开销以及降低了UE电池寿命。

与当前空闲(IDLE)模式运作相似的机制，当UE在IDLE模式时，如果MMW基站单独运行以及UE可以透过其接入网络，UE可以驻留在宏小区上，或者MMW小区上。无论UE驻留在传统的宏小区还是MMW小小区，两者的运作都可能引起潜在的问题。当UE驻留在蜂窝宏小区上时，其从宏小区接收系统信息，寻呼。该UE可以透过该宏小区初始化对于网络的接入，如果其希望建立无线资源控制(RRC)连接，例如用于移动发起(Mobile Originating，MO)呼叫，或者移动结束(Mobile Terminating，MT)呼叫。MMW资源由宏小区聚合以为UE提供极高数据率。然后宏eNB可以被认为是主(Master)eNB，以及MMW基站当作是辅(Secondary)eNB。考虑到5G中连接密度的很高需求，如每平方千米内1百万连接，将所有UE锚定(anchor)到宏eNB可能对于宏eNB的能力以及到核心网络的回程线路造成挑战。因为宏eNB需要管理如此多的UE，维护如此多的连接，保留对应无线资源以及为UE处理大量的业务(traffic)。当UE在MMW小小区之间移动时，其会在基站之间以及基站和核心网络的接口，例如SGW之间引入大的信令业务。为了缓解对于宏基站的挑战，将UE连接分流到MMW基站可能更好。一个方法是将UE透过切换移动到MMW基站。但是，切换过程有很高的成本，这会包含大量信令开销，传输中断的长时间以及功耗。可替换的，初始在IDLE模式中，UE连接可以分流到MMW基站，这样UE可以透过MMW基站初始化对于网络的接入。但是，MMW小小区的特性降低了寻呼过程的效能。高方向性波束成形不能为寻呼消息在部署的大范围内提供一致(uniform)的传输。所以寻呼消息需要在潜在的大角度方向性空间内反复发送。由于MMW小小区的小的覆盖范围，一个追踪区域(TA)可能在超密集网络中具有大量的小小区，该TA必须为UE发送寻呼消息。这会引入大量信令开销，这对于网络是无效率的。MMW对于阻塞(blockage)是敏感的，以及透过固体物质而承受着严重的穿透损失。因此，视距(line of sight,LOS)的范围，受到障碍的存在的限制。非视距(Non Line Of Sight,NLOS)路径损耗与环境因素更相关以及比LOS的持续的更大，环境因素例如分散的密度。其可能影响寻呼消息的可达性以及可维持性。考虑到这些问题，需要对于异构网络中，具有传统蜂窝小区以及MMW小小区的IDLE模式UE的提高以及改进。

发明内容