НАЗНАЧЕНИЕ ВРЕМЕННОГО ИДЕНТИФИКАТОРА АБОНЕНТСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ РЕТРАНСЛЯЦИОННЫМ УЗЛОМ, УПРАВЛЯЕМЫМ БАЗОВОЙ СТАНЦИЕЙ Российский патент 2012 года по МПК H04W76/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области телекоммуникаций и, в частности, к идентификации абонентского оборудования в сетевых конфигурациях с ретрансляцией.

Уровень техники

При высокой конкуренции в сфере новых технологий расширение зоны покрытия беспроводной сети с использованием различных типов ретрансляторов стало с недавнего времени объектом интенсивных исследований. Ретранслятор типа "усиление-и-передача" усиливает принятый аналоговый сигнал и передает усиленный сигнал дальше. Такой тип усиления увеличивает мощность сигнала, однако обладает свойством усиливать также и шум, принятый вместе с полезным содержимым сигнала. Ретранслятор типа "декодирование-и-передача" регенерирует сигнал и передает регенерированный сигнал дальше. При регенерации, ретранслятор в режиме "декодирование-и-передача" способен выполнять над принятым сигналом различные цифровые операции. Благодаря мерам по управлению передачей на стадии регенерации, ретранслятор типа "декодирование-и-передача", как правило, обеспечивает более высокое качество сигнала по сравнению с ретранслятором типа "усиление-и-передача". Считается, что использование ретрансляторов типа "декодирование-и-передача" для расширения зоны покрытия отдельной базовой станции оптимизирует использование емкости базовой станции и улучшает качество сигнала, принимаемого абонентским оборудованием.

В системах связи процедуры, обеспечивающие связь между двумя или несколькими функциями, находящимися на одном уровне функциональной иерархии, определяются протоколом. Общей проблемой при внедрении ретрансляторов типа "декодирование-и-передача" наравне с любыми видами активных подстанций, выполняющих операции над принятыми сигналами в интерфейсе между базовой станцией и абонентским оборудованием, является разделение информации и ответственности между активной подстанцией и базовой станцией таким образом, который позволил бы реализовывать функции на любом уровне протокола без проблем и затруднений, выражающихся, например, в форме увеличения задержек или сигнальной нагрузки. В качестве примера, для обеспечения радиоинтерфейса, аналогичного интерфейсу базовой станции по направлению к абонентскому оборудованию, ретрансляционный узел должен быть способен обеспечивать некоторые функции базовой станции нижележащего уровня по управлению радиоресурсами, управлению радиоканалом, управлению радиодопуском, управлению мобильностью соединения и динамическому распределению ресурсов для абонентского оборудования как в нисходящей, так и в восходящей линиях связи. С другой стороны, базовой станции необходимо обладать информацией о состоянии по меньшей мере части этих функций (а также связанной с ней информацией) для правильного выполнения функций верхнего уровня, зависящих от этой информации.

Еще одним вопросом, возникающим при внедрении ретрансляторов, является совместимость устройств. Вероятно, расширение с использованием ретрансляторов будет внедряться в основном в уже существующие сети со значительной базой сетевых узлов и абонентского оборудования. При этом очень важно уделять пристальное внимание вопросам совместимости, так как неограниченное число абонентов, версий абонентского оборудования и производителей абонентского оборудования исключают всякую возможность крупномасштабных переходов на новые протоколы или процедуры. Следовательно, необходимо, чтобы у абонентского оборудования не было необходимости различать, поступает ли принятый сигнал от базовой станции или от ретрансляционного узла. Это означает, что передача ретрансляционного узла должна осуществляться с использованием тех же протоколов и процедур, что и исходная передача базовой станции.

Традиционным подходом к решению указанных проблем является создание промежуточного узла, в данном случае ретрансляционного узла, для передачи всей необходимой информации в обоих направлениях. Однако, в развитых радиосетях, многие операции радиоинтерфейса по существу интерактивны и очень чувствительны к задержкам, очевидно возникающим при таком посредничестве в обмене сообщениями. Интенсификация обмена сообщениями сигнализации дополнительно, без необходимости, загружает общие ресурсы системы.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения, таким образом, является создание способа и устройства для осуществления этого способа, позволяющего простым и эффективным образом выполнить внедрение ретрансляционных узлов или других активных подстанций в интерфейс между абонентским оборудованием и базовой станцией. Цели настоящего изобретения достигаются посредством базовой станции, подстанции, абонентского оборудования, системы связи и компьютерного программного продукта, характеризующихся изложенным в независимых пунктах формулы изобретения. Другие варианты осуществления описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В одном из вариантов осуществления изобретения, базовая станция поддерживает множество идентификаторов, которые она может по меньшей мере временно назначать абонентскому оборудованию для идентификации этого абонентского оборудования при его размещении в соте данной базовой станции. Упомянутое множество идентификаторов разделено на одно или несколько взаимно исключающих подмножеств, которые могут быть назначены соединенным с базовой станцией подстанциям. Когда подстанция принимает запрос на радиоресурсы от абонентского оборудования, она, таким образом, способна непосредственно ответить на запрос абонентского оборудования путем предоставления ему идентификатора из назначенного ей подмножества идентификаторов.

Соответственно, назначение абонентского идентификатора может осуществляться быстро, без обычной задержки, происходящей в результате запроса ретрансляционным узлом идентификатора у базовой станции. При этом назначение идентификатора ретрансляционным узлом является действительным, так как он способен поддерживать записи осуществленных им назначений. С точки зрения стандартного абонентского оборудования, процедура связи выглядит так же, как и при взаимодействии с базовой станцией; при этом нет необходимости в дополнительной настройке абонентского оборудования для совместимости. Настоящее изобретение обеспечивает также некоторые другие преимущества, обсуждаемые более подробно в соответствующих местах описания вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно на примерах предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на чертежи, на которых:

на фиг.1 изображен упрощенный пример системы сотовой связи;

на фиг.2 изображены примеры конфигураций для расширения зоны покрытия одной из сот;

на фиг.3 изображен принцип совместно используемого адресного пространства;

Фиг.4 изображает графическую схему сигнализации, иллюстрирующую соответствующие операции в ретрансляционном узле, а также между ретрансляционным узлом, базовой станцией и абонентским оборудованием;

Фиг.5 иллюстрирует процедуру динамического назначения идентификаторов в базовой станции;

Фиг.6 иллюстрирует упрощенный пример назначения адресного пространства в системе, показанной на фиг.1 и фиг.2;

Фиг.7 иллюстрирует процедуру в абонентском оборудовании в случае примера фиг.6; и

Фиг.8 иллюстрирует пример аппаратной конфигурации для реализации устройства, пригодного к применению в качестве базовой станции, ретрансляционного узла или абонентского оборудования.

Подробное описание изобретения

Приведенные ниже варианты осуществления изобретения являются примерами реализации настоящего изобретения. Следует отметить, что если описание ссылается на вариант(ы) осуществления изобретения, данная ссылка не обязательно делается на какой-то конкретный вариант осуществления изобретения, и/или описанный признак не обязательно относится только к одному конкретному варианту осуществления. Отдельные признаки различных вариантов осуществления изобретения в настоящем описании могут комбинироваться для получения других вариантов осуществления изобретения, которые, соответственно, остаются в рамках настоящего изобретения.

Настоящее изобретение может применяться в любой системе связи, в которой к абонентскому оборудованию может осуществляться индивидуальное обращение посредством назначаемого точкой доступа идентификатора. Далее настоящее изобретение описывается в совокупности с сотовой системой, зона обслуживания которой покрыта сотами нескольких базовых станций, при этом точка доступа соответствует базовой станции. Фиг.1 иллюстрирует упрощенную структуру подобной сотовой системы. В частности, сотовая система, показанная на фиг.1, представляет собой систему мобильной связи, в которой абонентское оборудование способно осуществлять доступ к сетевым службам также и при передвижении. Следует отметить, что хотя настоящее изобретение и демонстрируется на примере системы мобильной связи, оно также может применяться в системах, станция которых способна перемещаться из точки в точку, но при этом использоваться может только в фиксированной точке доступа.

Инфраструктура сети мобильной связи фиг.1 может быть логически подразделена на инфраструктуры базовой сети (core network, CN) 10 и сети 11 радиодоступа (radio access network, RAN). Базовая сеть 10 является комбинацией коммутационного оборудования и оборудования базовой передачи, в совокупности обеспечивающего основу сетевых служб. Сеть 11 радиодоступа обеспечивает мобильный доступ к базовым сетям как мобильного, так и стационарного типа.

На основе сотового принципа, в RAN обширная зона делится на набор подзон, называемых сотами. Каждая сота имеет собственную базовую станцию 12, способную обеспечивать линию радиосвязи одновременно для некоторого числа абонентов посредством излучения управляемого низкоуровневого сигнала. В существующих системах мобильной связи, RAN обычно включает отдельный управляющий сетевой элемент, который контролирует использование и целостность радиоресурсов группы из одной или нескольких базовых станций. Тем не менее, в рамки настоящего изобретения попадают также системы без таких отдельных физических элементов, например, системы, в которых по меньшей мере часть функций управления радиосетью реализована в отдельных базовых станциях. Для простоты, на фиг.1 каждая сота соответствует одному месту расположения базовой станции. При этом место расположения базовой станции может содержать несколько базовых станций, каждая из которых соответствует отдельной соте. Абонент получает доступ к услугам системы мобильной связи с помощью абонентского оборудования 14, которое обеспечивает требуемую функциональность для связи по радиоинтерфейсу, определенному для сети 11 радиодоступа.

Примером сотовой сети, показанной на фиг.1, является сеть радиодоступа E-UTRAN. В дальнейшем настоящее изобретение обсуждается более подробно в контексте E-UTRAN, однако, без ограничения настоящего изобретения данным конкретным стандартом или терминами, используемыми при его описании. Специалисты в данной области могут свободно применять указанные инструкции к любой телекоммуникационной системе, обладающей соответствующими характеристиками.

Сотовая радиосеть E-UTRAN включает узел B сети E-UTRAN (E-UTRAN NodeB, eNB) или эквивалентный ему сетевой элемент 12, который осуществляет связь с абонентским оборудованием 14 по двунаправленным радиолиниям. Абонентское оборудование может быть стационарным, установленным на транспортном средстве или переносным. В сети E-UTRAN, eNB отвечает за завершение протоколов плоскости пользователя и плоскости управления в линии связи с абонентским оборудованием. Для этого eNB включает различные функции, включая функции управления радиоресурсами, управления радиоканалом, управления радиодопуском, управления мобильностью соединения и динамического назначения ресурсов абонентскому оборудованию в восходящей и нисходящей линиях связи (планирование).

Связь между eNB может осуществляться посредством интерфейса X2. Также, посредством интерфейса S1, может осуществляться связь eNB с эволюционированным пакетным ядром (Evolved Packet Core, EPC). Существуют более частные модификации указанного интерфейса S1: S1-MME-интерфейс к объекту управления мобильностью (Mobility Management Entity, MME), а также интерфейс S1-U - к шлюзу эволюции системной архитектуры (System Architecture Evolution, SAE). Интерфейс S-1 поддерживает связь типа "многие-со-многими" между объектами MME/Шлюзами SAE и eNB. MME отвечает за распределение пейджинговых сообщений на eNB, управление безопасностью, управление режимом ожидания мобильности, управление каналом SAE, а также за шифрование и защиту целостности сигнализации NAS. Шлюз SAE, главным образом, включает функции завершения пакетов плоскости пользователя для пейджинговых нужд и коммутации в плоскости пользователя для поддержки мобильности абонентского оборудования.

Узлы eNB могут обмениваться с абонентским оборудованием сигналами по двунаправленным линиям связи с использованием данных им ресурсов и параметров передачи. В системах, где применяется адаптация линий связи и мультиплексирование абонентов, ресурсы и параметры передачи могут динамически варьироваться на основании оценок качества канала, производимых абонентским оборудованием. ENB может назначать абонентскому оборудованию ресурсы во временном и в частотном домене. Во временном домене, eNB планирует для абонентов передачу или прием данных в различные интервалы времени. Использование ортогонального частотного разделения с мультиплексированием (ortogonal frequency-division multiplexing, OFDM) при передаче пакетных данных позволяет осуществлять планирование также и в частотном домене. Это означает, что в заданный момент времени общий диапазон частот сигнала OFDM делится на множество частотных блоков (иногда называемых блоками физических ресурсов), и эти частотные блоки планируются для передачи данных абонентским оборудованием. Отдельному абонентскому оборудованию может выделяться один из частотных блоков, или же несколько частотных блоков могут выделяться для одного абонентского оборудования, в зависимости от условий в радиоканале и загрузки сети.

В E-UTRAN, подуровень протокола управления радиоресурсами (Radio Resource Control, RRC) обеспечивает определенный набор функций, включая установление, поддержание и освобождение соединений RRC, а также радиоканалов типа "точка-точка" между UE и E-UTRAN. RRC отвечает также за управление некоторыми функциями мобильности, например выбором и перевыбором соты абонентским оборудованием, а также передачей контекста между базовыми станциями. В RRC используются два состояния. Когда абонентское оборудование находится в режиме «ожидание RRC» (RRCJDLE), ему обеспечивается мобильность при перевыборе соты, но контекст RRC на базовой станции не хранится. При переходе абонентского оборудования в состояние «подключено RRC» (RRC_CONNECTED), UE получает соединение E-UTRAN-RRC и устанавливает контекст в E_UTRAN. Таким образом, E-UTRAN получает сведения о соте, к которой принадлежит UE, и сеть может передавать на и/или получать данные от UE. UE прослушивает канал общих данных в канале сигнализации управления с целью обнаружения, была ли назначена передача для данного UE, а также передает в E-UTRAN информацию о качестве канала и информацию обратной связи.

Для уникальной идентификации UE на уровне соты в состоянии RRC_CONNECTED, E-UTRAN использует временный идентификатор сотовой радиосети (Cell Radio Network Temporar Identifier, C-RNTI). eNB поддерживает множество C-RNTI, и независимо назначает их абонентскому оборудованию, находящемуся в его соте. C-RNTI предоставляется абонентскому оборудованию во время процедуры произвольного доступа при первичном доступе, после отказа радиолинии или во время хэндовера, требующего процедуры произвольного доступа. Например, в процедуре произвольного доступа на конкурентной основе, UE в состоянии RRC_IDLE передает в определенном канале произвольного доступа восходящей линии преамбулу произвольного доступа (Random Access Preamble), а базовая станция отвечает ответом произвольного доступа (Random Access Response) в канале синхронизации нисходящей линии. Ответ произвольного доступа включает назначение временного C-RNTI для UE. Временный C-RNTI становится C-RNTI для UE, регистрирующего успешное выполнение радиодоступа и еще не имеющего C-RNTI; остальные UE его отбрасывают. UE, регистрирующее успешное выполнение радиодоступа и уже имеющее C-RNTI, продолжает использовать свой C-RNTI. Управление передачами UL/DL с использованием C-RNTI, например, выделение ресурсов и планирование, возможно после успешного выполнения процедуры произвольного доступа. Следует отметить, что назначение C-RNTI во время процедуры произвольного доступа приводится исключительно в качестве примера. Могут применяться другие средства назначения идентификатора UE уровня соты без выхода за рамки настоящего изобретения. При этом рамки изобретения не сводятся к временным назначениям, могут использоваться назначения, имеющие произвольную длительность.

В связи с возможностью снижения расходов на транспортную сеть и содержание площадок, в последнее время для сотовых систем получила широкое распространение идея расширения сотового покрытия с использованием ретрансляционных станций или ретрансляционных узлов. Фиг.2 иллюстрирует пример конфигурации для расширения зоны покрытия одной из сот, показанный для варианта осуществления изобретения фиг.1. Предлагается много различных видов ретрансляционных систем, начиная с простейших, т.е. типа "усиление/передача" (применяемых, например, в одночастотных сетях DVB-H), и заканчивая самыми сложными, использующими сетевое кодирование для повышения общей эффективности.

Базовая станция 12 на фиг.2 соединена с ретрансляционным узлом (relay node, RN) 20, который регистрирует передаваемый базовой станцией сигнал, выполняет операции над передаваемым сигналом и ретранслирует сигнал дальше. Физический уровень между базовой станцией и ретрансляционным узлом может выбираться в соответствии с конкретным применением, например, может использоваться проводное или беспроводное соединение. Каждый из ретрансляционных узлов может подключаться к базовой станции непосредственно или посредством другого ретрансляционного узла. На фиг.2 ретрансляционные узлы 20, 21, 22, 24 представляют элементы, находящиеся в зоне покрытия соты и могут использоваться для расширения (или улучшения) покрытия внутри соты базовой станции, например, обеспечивать или улучшать покрытие внутри зданий, подземных помещений, а также в тени зданий или других препятствий. Ретрансляционные узлы 23, 25, 26 представляют элементы, используемые для расширения покрытия в зонах, находящихся вне соты базовой станции. Такие зоны расширения могут находиться как на краю соты (см. RN 23), так и вне соты (см. RN 25, 26).

Для обеспечения совместимости важно, чтобы абонентскому оборудованию не нужно было определять, кем передан принятый сигнал - базовой станцией или ретрансляционным узлом. Это означает, что передачи от ретрансляционного узла абонентскому оборудованию должны осуществляться с использованием тех же протоколов и процедур, что и в исходной передаче базовой станции. Однако для повышения общей эффективности часто необходимо, чтобы операции, выполняемые над передаваемым сигналом ретрансляционным узлом, не сводились исключительно к усилению сигнала, но включали также определенные функции контроля и управления базовой станции. Например, для функций установления соединений и планирования передач, необходимо устранить лишние задержки, происходящие из-за интервалов ретрансляции, путем выполнения по меньшей мере части соответствующих функций на ретрансляционном узле.

Например, в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, присутствует сота E-UTRAN узла eNB 12 с ретрансляционным расширением RN 23 на уровне радиоканала. Ретранслируемый радиоканал, выделенный для UE 27, таким образом ретранслируется посредством RN 23 и завершается на eNB 12. Для сокрытия своего существования от UE 27, RN 23 поддерживает группу основных функций eNB для обеспечения подсоты управляющей соты eNB 12. Для этого RN 23 также требуется по меньшей мере частично управлять установлением радиосоединения между UE 27 и RN 23. Ясно, что зависящий от соты идентификатор UE 27, т.е. C-RNTI, должен сохраняться постоянным на всех шагах ретрансляции (т.е. при радиопереходе UE 27 между UE 27 и RN 23 и между RN 23 и eNB 12). Обычно это означает, что запрос на установление соединения от UE 27 требуется принять и ретранслировать от RN 23 на eNB 12, а включающий C-RNTI ответ должен быть доставлен от eNB 12 через RN 23 на UE 27. Такая дополнительная задержка, однако, недопустима во многих случаях применения ретрансляционных узлов.

Чтобы преодолеть указанные затруднения, предлагается разделить множество идентификаторов базовой станции на взаимно исключающие подмножества, и управляемо назначать эти подмножества ретрансляционным узлам, управляемым базовой станцией. Ретрансляционный узел с назначенным подмножеством идентификаторов функционирует в качестве подсоты управляющей базовой станции и осуществляет предварительное управление установлением соединения UE с использованием назначенного подмножества идентификаторов. Фиг.3 иллюстрирует принцип совместно используемого адресного пространства для систем, изображенных на фиг.1 и фиг.2. На фиг.3 показано множество 30 C-RNTI, поддерживаемое управляющей базовой станцией eNB 12 (C-RNTI11, C-RNTI12, …, C-RNTI1N). Из данного множества 30 C-RNTI узла eNB ретрансляционному узлу R 23 назначается подмножество 32 (C-RNTI1i, … С-RNTI1j). Абонентское оборудование UE 27, обнаруживающее зону покрытия RN 23 и запрашивающее предоставление C-RNTI для состояния RRC_CONNECTED в RN 23, обеспечивается идентификатором 34 C-RNTI1k, где к ∈ {i, …, j}.

На фиг.4 показана соответствующая графическая схема сигнализации, иллюстрирующая операции в (и между) UE, RN и узлом eNB данного варианта осуществления изобретения. Началом процедуры является ситуация, когда ретрансляционный узел RN подключается к базовой станции eNB и, следовательно, находится в активном и подключенном состоянии. UE находится в состоянии ожидания, но в зоне покрытия RN. Шаг 4-1 иллюстрирует операцию первоначального назначения подмножества 32 множества 30 C-RNTI узла eNB ретрансляционному узлу. Первоначальное назначение может выполняться, например, посредством обмена определенными сообщениями управления радиосистемой (Radio System Control, RSC) 3-го уровня между RN и eNB. На шаге 4-2 UE обнаруживает сигнал запуска для перехода из состояния RRC_IDLE в состояние RRC_CONNECTED и генерирует запрос на установление соединения для передачи на ретрансляционный узел. Сигналом запуска может быть, например, результат выполнения команды инициирования передачи вызова, введенной пользователем посредством пользовательского интерфейса UE. На шаге 3-4 UE передает запрос на установление соединения на RN. На шаге 4-4 RN регистрирует принятый запрос на установление соединения, назначает для UE C-RNTI1k из подмножества 32 и генерирует два сообщения, одно для UE, и одно для eNB. Сообщение для UE включает ответ установления соединения, форма которого соответствует стандартно предоставляемому ответу узла eNB, и назначение C-RNTI1k. Сообщение для eNB включает запрос на установление соединения в форме, соответствующей стандартно предоставляемому оборудованием UE запросу, и информацию о выполненном RN предварительном назначении С-RNTI1k.

На шаге 4-5 RN отправляет сгенерированный запрос на установление соединения на eNB. При получении узлом eNB запроса, он выполняет (шаг 4-6) свою стандартную процедуру C-RNTI, но с использованием предварительно назначенного C-RNTI1k, принятого от RN. На шаге 4-7 RN отправляет сгенерированный ответ установления соединения на UE. После приема и обработки этих сообщений в UE и eNB, устанавливается предварительное соединение RRC и может осуществляться назначение радиоресурсов для UE с использованием C-RNTI для дальнейших транзакций и начальных передач. Термин "предварительное установление" относится, в настоящем документе, к схеме, позволяющей осуществлять дальнейшую проверку в узле eNB правильности выполненного RN назначения и/или дальнейшее подтверждение установления соединения RRC между любыми из сторон UE/RN/eNB. Следует отметить, что хронологический порядок сообщений 4-5 и 4-7 не обязательно должен соответствовать приведенному на фиг.4. Шаги могут выполняться в обратном порядке, или даже одновременно.

Предложенная схема позволяет предоставлять абонентскому оборудованию идентификатор C-RNTI без дополнительной задержки даже в случае, когда соединение между абонентским оборудованием и базовой станцией ретранслируется. Такой механизм скрывает от абонентского оборудования существование ретрансляционного узла и позволяет упростить поддержку совместимости устройств в радиоинтерфейсе. Это особенно важно для функциональной совместимости абонентского оборудования, так как разнообразие производителей и версий абонентского оборудования велико, и не представляется возможным контролировать функциональные особенности и их внедрение в той же степени, в которой это осуществимо для устройств сети. Базовая станция может обрабатывать запрос на установление соединения с использованием своих стандартных процедур, если она использует тот же идентификатор, который был предварительно назначен этой базовой станцией. Согласно предложенной схеме, в базовой станции для поддержки внедрения ретрансляторов в конфигурацию сети необходимы только минимальные изменения.

Дальнейшее усовершенствование может быть достигнуто благодаря осуществлению динамического назначения идентификаторов ретрансляционным узлам. Фиг.5 иллюстрирует это с помощью процедуры динамического назначения идентификаторов в базовой станции eNB на фиг.2. Процедура начинается когда узел eNB (шаг 500) назначает начальное подмножество SS1:=(C-RNTI1i, …, C-RNTI1j) для узла RN и переходит в режим ожидания (шаг 502) запроса CEreq на установление соединения от RN. Если принят запрос CEreq на установление соединения (шаг 504), eNB подтверждает (шаг 506) этот запрос завершением функций установления соединения RRC с использованием C-RNT1k в качестве назначенного UE временного идентификатора. В противном случае eNB возвращается в состояние ожидания на шаге 502.

В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения, eNB хранит также критерий для контроля размера подмножества SS1. Критерий предпочтительно идентифицирует характеристику назначаемого RN подмножества и условие для этой характеристики. В примере, показанном на фиг.5, характеристикой подмножества является отношение R числа C-RNTI из SS1, назначенных в настоящий момент RN для UE, к общему числу C-RNTI1N, назначенных eNB для RN. Условие для характеристики определяет нижнюю границу Rmin и верхнюю границу Rmax для упомянутого отношения, при этом условие считается выполненным, когда текущее отношение R находится в пределах между нижней границей Rmin и верхней границей Rmax, т.е. Rmin<R<Rmax.

Таким образом, eNB определяет (шаг 508) текущее значение R и проверяет (шаг 510), отвечает ли текущее значение заранее заданному условию. Если так, то текущее назначение C-RNTI для RN является адекватным и не требуется производить корректировку. Процедуры возвращаются обратно на шаг 502 для ожидания следующего запроса на установление соединения от RN. Если текущее значение не отвечает заранее заданному условию, то eNB проверяет (шаг 512), какая из границ нарушена. Если значение отношения R меньше, чем нижняя граница, то назначение C-RNTI для RN является слишком большим, и его объем может быть уменьшен (шаг 514) путем отмены числа ΔС-RNTI из C-RNTI, назначенных для RN. Если отношение R больше, чем верхняя граница, то назначенный для RN объем C-RNTI является слишком маленьким и его необходимо увеличить (шаг 516) путем назначения числа ΔС-RNTI новых C-RNTI для RN. Отмена и дополнительное назначение C-RNTI для RN могут выполняться с использованием определенного взаимодействия по протоколу RSC между eNB и RN. ΔC-RNTI здесь представляет инкремент, используемый при корректировке назначения C-RNTI RN. Специалистам в данной области понятно, что шаги увеличения и уменьшения могут быть как равными, так и различаться, или даже изменяться динамически. Также могут использоваться иные механизмы корректировки без выхода за рамки настоящего изобретения.

Предложенное динамическое назначение идентификаторов обеспечивает эффективный мониторинг и использование адресного пространства, как в назначенном подмножестве ретрансляционного узла, так и в общем адресном пространстве базовой станции.

Как уже обсуждалось выше, важно, чтобы абонентское оборудование не знало, выполнено ли текущее назначение идентификатора ретрансляционным узлом или базовой станцией. Это позволяет осуществить внедрение ретрансляционных узлов в существующую сеть, уже имеющую устоявшуюся базу абонентского оборудования. Если обеспечивается обратная совместимость, существующее абонентское оборудование может продолжать функционировать в сети без существенных изменений в аппаратном или программном обеспечении абонентского оборудования. Тем не менее, возможно, что следующие поколения абонентского оборудования будут поддерживать функции, использующие признаки, недоступные в таком виде для современных ретрансляционных узлов и базовых станций. В таком случае, в дальнейшем может потребоваться, чтобы абонентское оборудование, при необходимости, могло опознавать элемент, от которого оно принимает назначение C-RNTI.

В дальнейших вариантах осуществления настоящего изобретения это решается путем разделения исходного множества идентификаторов на взаимно исключающие подмножества, и разделения этих подмножеств по меньшей мере на две группы таким образом, что первая группа включает идентификаторы, которые могут назначаться абонентскому оборудованию исключительно базовой станцией, а вторая группа включает подмножества, которые могут назначаться ретрансляционным узлам для назначения абонентскому оборудованию. Формат идентификаторов выбирается таким образом, чтобы имелось определенное свойство, на основании которого абонентское оборудование могло бы ассоциировать данный идентификатор с одной из упомянутых групп и тем самым определять, выполнено ли назначение ретрансляционным узлом или базовой станцией.

Фиг.6 иллюстрирует упрощенный пример подобного назначения адресного пространства в системах фиг.1 и фиг.2. Исходное адресное пространство узла eNB включает идентификаторы C-RNTI1*, C-RNTI2*, С-RNTI3* и CRNT*4. Эти идентификаторы разделены на подмножества SS1, SS2, SS3 и SS4 таким образом, что подмножество SS1 60 включает идентификаторы C-RNTI11, …, C-RNTI1N, подмножество SS2 61 включает идентификаторы C-RNTI21, …, C-RNTI2M, подмножество SS3 62 включает идентификаторы C-RNTI31,..., C-RNTI3P, и подмножество SS4 63 включает идентификаторы C-RNTI41, …, C-RNTI4R. Подмножество SS4 соответствует идентификаторам, зарезервированным для непосредственного назначения узлом eNB абонентскому оборудованию. Остальные подмножества назначаются узлом eNB для RN так, что SS1 назначается для RN1, SS2 назначается для RN2, SS3 назначается для RN3. Например, при отправке абонентским оборудованием запроса на установление соединения и приема в ответе одного из идентификаторов C-RNTI1j 64, C-RNTI2j 65, C-RNTI3j 66, оно, исходя из формата идентификатора, способно провести ассоциацию с подмножествами SS1, SS2, SS3 ретрансляционного узла, которому оно принадлежит, и на основе подмножества идентифицировать подгруппу 68, связанную с типом поставщика идентификатора. С другой стороны, UE может быть настроено таким образом, чтобы опознавать только идентификаторы из диапазона C-RNTI4, поступающие от базовой станции. При приеме C-RNTI из любого другого диапазона, оно считает, что связь осуществляется посредством ретрансляционного узла.

Ассоциирование с подмножеством идентификаторов может основываться на различных свойствах. Для этого может использоваться указанное выше распознавание цифр в идентификаторе. Также идентификаторы могут выбираться таким образом, что вычисленная по идентификатору контрольная сумма ассоциируется либо с подмножествами SS1, SS2, SS3 ретрансляционных узлов, либо с подмножеством SS4 узла eNB. Для идентификаторов могут использоваться фиксированные классы идентификаторов, так что конкретный диапазон идентификаторов ассоциируется непосредственно с некоторым классом. В таком случае динамическая корректировка идентификаторов ограничена исключительно диапазоном идентификаторов, назначаемых ретрансляционными узлами.

Для ясности в вышеприведенных вариантах осуществления изобретения показано использование только двух групп. Специалистам в данной области понятно, что более двух групп, например, различные группы для различных типов подстанций, могут использоваться без выхода за рамки изобретения.

Фиг.7 иллюстрирует процедуру на стороне абонентского оборудования в случае примера фиг.6. Процедура начинается с того, что UE, находясь в состоянии RRC_IDLE, начинает стандартную процедуру получения C-RNTI для использования в состоянии RRC_CONNECTED. UE посылает (шаг 71) запрос на установление соединения на сетевой узел, который оно обнаружило в сети, и принимает ответ, включающий C-RNTI (шаг 72). UE извлекает (шаг 73) C-RNTI из ответа и вычисляет (шаг 74) по данному C-RNTI контрольную сумму. На основе контрольной суммы UE определяет (шаг 75) группу или класс подмножеств, к которому принадлежит C-RNTI, и на основе группы или класса определяет (шаг 76) осуществляется ли назначение данной группы базовой станцией или нет.

Фиг.8 иллюстрирует пример аппаратной конфигурации для реализации устройства, применимого в качестве базовой станции, ретрансляционного узла или абонентского оборудования в описанных выше вариантах осуществления изобретения. Устройство включает блок 81 обработки (CP) - элемент, включающий арифметико-логический модуль, набор специальных регистров и схемы управления. С блоком обработки соединен блок 82 памяти (MEM) - носитель данных, в котором могут храниться машиночитаемые данные или программы, или же пользовательские данные. Средства памяти обычно включают модули памяти, позволяющие осуществлять как чтение, так и запись (RAM), а также модули памяти, чье содержимое может быть только прочитано (ROM). Упомянутый блок также включает блок 83 интерфейсов с блоком 84 ввода для ввода данных с целью внутренней обработки в этом элементе и блоком 85 вывода для вывода данных внутренних процессов этого элемента.

Примеры упомянутого блока 84 ввода в базовой станции или ретрансляционном узле включают съемные блоки, функционирующие в качестве шлюзов для информации, доставляемой к их внешним точкам соединения. Для приема информации от оператора сетевого элемента блок 84 ввода базовой станции может также включать клавиатуру или сенсорный экран, микрофон и т.п. Примеры упомянутого блока 85 вывода в базовой станции или ретрансляционном узле включают съемный блок, поставляющий информацию на линии, подключенные к их внешним точкам соединения. Для вывода информации оператору сетевого элемента блок 85 вывода может также включать экран, сенсорный экран, громкоговоритель и т.п.

Блок 83 интерфейсов абонентского оборудования обычно включает по меньшей мере блок пользовательского интерфейса для взаимодействия с пользователем и блок радиоинтерфейса для связи по сотовой мобильной сети. При этом абонентский терминал может включать дополнительные интерфейсные блоки для связи по другим типам сотовой сети, или на другой частоте, или же для местной связи. Примеры технологий, используемых для местной связи, включают беспроводную локальную сеть (WLAN), Wi-Fi, Wi-Мах, Bluetooth, использование инфракрасного излучения, использование кабельных линий и т.д. В зависимости от конкретного применения, реализация упомянутых интерфейсных блоков может включать съемный блок, обменивающийся информацией посредством линий, подключенных к внешним точкам соединения абонентского терминала, или блоков свето/радиоприемопередачи, в совокупности с соответствующими стеками протоколов в абонентском терминале.

Блок 81 обработки, блок 82 памяти и блок 83 интерфейсов электрически связаны между собой для осуществления систематического выполнения различных операций над принятыми и/или хранимыми данными в соответствии с заранее заданными, по преимуществу программируемыми, процедурами элемента. Компьютерные программы включают инструкции для выполнения компьютерной процедуры, реализующей логические блоки, операции и интерфейсы устройств абонентского оборудования, ретрансляционного узла, базовой станции, в соответствии с приведенным выше описанием. Различные варианты осуществления настоящего изобретения могут реализовываться в виде комбинаций компьютерных программ и соответствующих описанных выше блоков.

Компьютерные программы могут храниться на носителе, предназначенном для распространения компьютерных программ, читаемом компьютером или процессором. Носителями компьютерных программ могут быть, например, (не ограничиваясь данным списком) электрические, магнитные, оптические, инфракрасные или полупроводниковые системы, устройства или средства передачи мультимедиа. Носитель компьютерных программ может включать по меньшей мере один из следующих носителей: машиночитаемый носитель, носитель для хранения программ, среду для записи, машиночитаемую память, оперативное запоминающее устройство, перезаписываемую перепрограммируемую память в режиме "только чтение", машиночитаемый дистрибутивный пакет программного обеспечения, машиночитаемый сигнал, машиночитаемый телекоммуникационный сигнал, машиночитаемый печатный материал или машиночитаемый сжатый пакет программного обеспечения.

В вышеприведенных вариантах осуществления изобретения для представления активной подстанции базовой станции использовался ретрансляционный узел. Специалистам в данной области должно быть ясно, что и другие виды активных подстанций могут применяться без выхода за рамки настоящего изобретения. Дополнительным примером подстанции может служить домашний узел eNB. Домашние базовые станции разработаны для применения в домах или небольших офисах в качестве альтернативы WiFi и UMA (Нелицензируемый Мобильный Доступ, Unlicensed Mobile Access). Домашний eNB позволяет обеспечить область покрытия и пропускной способности в доме абонента таким образом, что у абонента появляется возможность использовать свое стандартное сотовое оборудование UE с пониженными, по сравнению со стационарными телефонами, тарифными ставками. Соответственно, абонент может использовать одно мобильное устройство со встроенной личной телефонной книгой для всех вызовов, как дома, так и в любом другом месте. Это устраняет затруднения, связанные со сменой устройств с различным интерфейсом и функциональностью. Одна из систем может включать различные типы подстанций. Например, в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.6, одно из подмножеств подгрупп может соответствовать идентификаторам, назначаемым для домашних eNB.

Специалистам понятно, что с развитием технологий настоящее изобретение может реализовываться различными способами. Настоящее изобретение и варианты его осуществления не ограничиваются описанными выше примерами и могут модифицироваться в рамках формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к области телекоммуникаций, а точнее к идентификации абонентского оборудования в сетевых конфигурациях с ретрансляцией. Система связи включает базовую станцию и ретрансляционный узел, связанный с базовой станцией. Базовая станция поддерживает множество идентификаторов, при этом каждый из идентификаторов множества может, по меньшей мере, временно назначаться абонентскому оборудованию, когда оно находится в соте данной базовой станции. Из множества идентификаторов базовой станции извлекают, по меньшей мере, одно подмножество идентификаторов и назначают для ретрансляционного узла. Ретрансляционный узел способен отвечать на запрос на установление соединения, поступающий от абонентского оборудования, путем предоставления идентификатора из назначенного ему подмножества идентификаторов. Ретрансляционный узел также передает на базовую станцию информацию о запросе на установление соединения и о предоставленном абонентскому оборудованию идентификаторе. Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении зоны покрытия соты с помощью ретрансляционных узлов и в уменьшении задержки, связанной с использованием ретранслятора, путем предоставления абонентскому оборудованию идентификатора, назначенного для соответствующего ретрансляционного узла. 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ предоставления идентификатора, включающий поддержку на базовой станции множества идентификаторов, при этом каждый идентификатор множества может быть, по меньшей мере, временно назначен абонентскому оборудованию для идентификации этого абонентского оборудования, когда оно находится в соте данной базовой станции;
подключение первого ретрансляционного узла и второго ретрансляционного узла к базовой станции, причем указанные первый и второй ретрансляционные узлы являются ретрансляционными расширениями на уровне радиоканала с базовой станцией;
извлечение из множества идентификаторов, по меньшей мере, первого подмножества идентификаторов и второго подмножества идентификаторов;
назначение первого подмножества идентификаторов для первого ретрансляционного узла и второго подмножества идентификаторов для второго ретрансляционного узла и
конфигурирование первого ретрансляционного узла для ответа на запрос на установление соединения, поступающий от абонентского оборудования, путем предоставления абонентскому оборудованию идентификатора из первого подмножества идентификаторов, назначенного для первого ретрансляционного узла, и для передачи на базовую станцию информации о запросе на установление соединения и об идентификаторе, предоставленном абонентскому оборудованию.

2. Способ управления операциями базовой станции, включающий:
управление операциями базовой станции;
поддержку на базовой станции множества идентификаторов, при этом каждый идентификатор множества может быть, по меньшей мере, временно назначен абонентскому оборудованию для идентификации этого абонентского оборудования, когда оно находится в соте данной базовой станции;
подключение первого ретрансляционного узла и второго ретрансляционного узла к базовой станции, причем указанные первый и второй ретрансляционные узлы являются ретрансляционными расширениями на уровне радиоканала с базовой станцией;
извлечение из множества идентификаторов, по меньшей мере, первого подмножества идентификаторов и второго подмножества идентификаторов;
назначение первого подмножества идентификаторов для первого ретрансляционного узла;
прием от первого ретрансляционного узла запроса на установление соединения и информации об идентификаторе, предоставленном первым ретрансляционным узлом абонентскому оборудованию, при этом идентификатор предоставляется из первого подмножества идентификаторов, назначенного для первого ретрансляционного узла; и выполнение функции базовой станции, соответствующей запросу на установление соединения, с использованием идентификатора, предоставленного первым ретрансляционным узлом, в качестве назначенного для абонентского оборудования идентификатора.

3. Способ по п.2, также включающий:
поддержку первого критерия, включающего определение характеристики первого подмножества идентификаторов, назначенных для первого ретрансляционного узла, и условие, связанное с данной характеристикой;
определение состояния характеристики для первого критерия;
сравнение состояния характеристики с условием для первого критерия и
изменение назначения первого подмножества идентификаторов для первого ретрансляционного узла, если условие выполняется.

4. Способ по п.3, в котором характеристика включает отношение числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве, а условие включает, по меньшей мере, один пороговый уровень для данного отношения.

5. Способ по п.4, в котором условие включает первый пороговый уровень, и способ при этом включает:
сравнение отношения числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве с первым пороговым уровнем и
уменьшение числа идентификаторов в первом подмножестве, если отношение числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве меньше, чем первый пороговый уровень.

6. Способ по п.4, в котором условие включает второй пороговый уровень, и способ при этом включает:
сравнение отношения числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве со вторым пороговым уровнем и
увеличение числа идентификаторов в первом подмножестве, если отношение числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве больше, чем второй пороговый уровень.

7. Способ по п.2, также включающий:
формирование первой группы из первого подмножества и второй группы из второго подмножества и
выбор формата идентификаторов в первой группе и во второй группе, допускающего наличие свойства, позволяющего осуществлять ассоциацию с данной группой.

8. Способ управления операциями в ретрансляционном узле базовой станции, включающий:
подключение ретрансляционного узла к базовой станции, причем указанный ретрансляционный узел является ретрансляционным расширением на уровне радиоканала с базовой станцией;
прием от базовой станции в ретрансляционном узле назначения подмножества идентификаторов, при этом подмножество извлечено из множества идентификаторов, поддерживаемых в базовой станции, и каждый идентификатор этого множества может быть, по меньшей мере, временно назначен абонентскому оборудованию для идентификации этого абонентского оборудования, когда оно находится в соте данной базовой станции;
прием от абонентского оборудования в ретрансляционном узле запроса на установление соединения;
ответ ретрансляционного узла на запрос на установление соединения путем предоставления абонентскому оборудованию идентификатора из назначенного подмножества идентификаторов и
передачу из ретрансляционного узла на базовую станцию информации о запросе на установление соединения и об идентификаторе, предоставленном абонентскому оборудованию.

9. Способ по п.8, также включающий:
прием от базовой станции информации о повторном назначении подмножества идентификаторов и
в ответ на прием информации о повторном назначении реагирование на последующие запросы на установление соединения путем предоставления запрашивающему абонентскому оборудованию идентификатора из повторно назначенного подмножества идентификаторов.

10. Базовая станция, включающая блок управления, сконфигурированный для:
управления операциями базовой станции;
поддержки на базовой станции множества идентификаторов, при этом каждый идентификатор множества может быть, по меньшей мере, временно назначен абонентскому оборудованию для идентификации этого абонентского оборудования, когда оно находится в соте базовой станции;
осуществления связи с первым ретрансляционным узлом и вторым ретрансляционным узлом на уровне радиоканала;
извлечения из множества идентификаторов, по меньшей мере, первого подмножества идентификаторов и второго подмножества идентификаторов;
назначения первого подмножества идентификаторов для первого ретрансляционного узла и
приема от первого ретрансляционного узла запроса на установление соединения и информации об идентификаторе, предоставленном первым ретрансляционным узлом абонентскому оборудованию, при этом идентификатор предоставляется из первого подмножества идентификаторов, назначенного для первого ретрансляционного узла; и выполнения функции базовой станции, соответствующей запросу на установление соединения, с использованием идентификатора, предоставленного первым ретрансляционным узлом в качестве назначенного для абонентского оборудования идентификатора.

11. Базовая станция по п.10, в которой блок управления дополнительно сконфигурирован для:
поддержки первого критерия, включающего определение характеристики первого подмножества идентификаторов, назначенных для первого ретрансляционного узла, и условие, связанное с данной характеристикой;
определения состояния характеристики для первого критерия;
сравнения состояния характеристики с условием для первого критерия и
изменения назначения первого подмножества идентификаторов для первого ретрансляционного узла, если условие выполняется.

12. Базовая станция по п.11, в которой характеристика включает отношение числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве, а условие включает, по меньшей мере, один пороговый уровень для данного отношения.

13. Базовая станция по п.12, в которой условие включает первый пороговый уровень и блок управления дополнительно сконфигурирован для:
сравнения отношения числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве с первым пороговым уровнем и
уменьшения числа идентификаторов в первом подмножестве, если отношение числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве меньше, чем первый пороговый уровень.

14. Базовая станция по п.12, в которой условие включает второй пороговый уровень и блок управления дополнительно сконфигурирован для:
сравнения отношения числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве со вторым пороговым уровнем и
увеличения числа идентификаторов в первом подмножестве, если отношение числа назначенных идентификаторов к числу неназначенных идентификаторов в первом подмножестве больше, чем второй пороговый уровень.

15. Базовая станция по п.10, в которой блок управления дополнительно сконфигурирован для:
извлечения из множества идентификаторов, по меньшей мере, двух взаимно исключающих подмножеств идентификаторов, назначаемых ретрансляционным узлам;
формирования группы из подмножеств, назначаемых ретрансляционным узлам; и
выбора формата идентификаторов подмножеств в группе, допускающего наличие свойства, позволяющего осуществлять ассоциацию с данной группой.

16. Ретрансляционный узел системы связи, включающий блок управления, сконфигурированный для:
приема от базовой станции назначения подмножества идентификаторов, извлеченного из множества идентификаторов, поддерживаемых в базовой станции, при этом каждый идентификатор этого множества может быть, по меньшей мере, временно назначен абонентскому оборудованию для идентификации этого абонентского оборудования, когда оно находится в соте данной базовой станции;
приема от абонентского оборудования запроса на установление соединения;
ответа на запрос на установление соединения путем предоставления
абонентскому оборудованию идентификатора из назначенного
подмножества идентификаторов и
предоставления информации о запросе на установление соединения и об идентификаторе, предоставленном абонентскому оборудованию, для передачи на базовую станцию; и
блок интерфейсов, который включает интерфейс для связи с абонентским оборудованием и интерфейс для связи с базовой станцией, при этом упомянутый ретрансляционный узел сконфигурирован для
функционирования в качестве ретрансляционного узла или домашней базовой станции.

17. Ретрансляционный узел по п.16, в котором блок управления дополнительно сконфигурирован для:
приема от базовой станции информации о повторном назначении подмножества идентификаторов и
в ответ на прием информации о повторном назначении реагирования на последующие запросы на установление соединения путем предоставления запрашивающему абонентскому оборудованию идентификатора из повторно назначенного подмножества идентификаторов.

18. Система мобильной связи, включающая:
базовую станцию, сконфигурированную для:
поддержки множества идентификаторов, при этом каждый идентификатор может быть, по меньшей мере, временно назначен абонентскому оборудованию для идентификации этого абонентского оборудования, когда оно находится в соте базовой станции;
осуществления связи с первым ретрансляционным узлом и вторым ретрансляционным узлом на уровне радиоканала;
извлечения из множества идентификаторов, по меньшей мере, первого подмножества идентификаторов и второго подмножества идентификаторов;
назначения указанного первого подмножества идентификаторов для первого ретрансляционного узла;
назначения указанного второго подмножества идентификаторов для второго ретрансляционного узла;
приема от первого ретрансляционного узла запроса на установление соединения и информации об идентификаторе, предоставленном первым ретрансляционным узлом абонентскому оборудованию, при этом идентификатор предоставляется из первого подмножества идентификаторов, назначенного для первого ретрансляционного узла, и
выполнения функции базовой станции, соответствующей запросу на установление соединения, с использованием идентификатора, предоставленного первым ретрансляционным узлом в качестве назначенного для абонентского оборудования идентификатора;
первый ретрансляционный узел, содержащий блок интерфейсов, который включает интерфейс для связи с абонентским оборудованием и интерфейс для связи с базовой станцией, при этом упомянутый первый ретрансляционный узел сконфигурирован для функционирования в качестве ретрансляционного узла или домашней базовой станции и второй ретрансляционный узел, содержащий первый ретрансляционный узел, который включает блок интерфейсов, содержащий интерфейс для связи с абонентским оборудованием и интерфейс для связи с базовой станцией, при этом упомянутый первый ретрансляционный узел сконфигурирован для функционирования в качестве ретрансляционного узла или домашней базовой станции.

19. Машиночитаемый носитель, включающий компьютерную программу с программными инструкциями, при выполнении которых осуществляются операции согласно способу по любому из пп.1-9.