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CN109565905B - 控制平面及用户平面无线通讯方法及装置 - Google Patents

控制平面及用户平面无线通讯方法及装置 Download PDF

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CN109565905B
CN109565905B CN201780031870.7A CN201780031870A CN109565905B CN 109565905 B CN109565905 B CN 109565905B CN 201780031870 A CN201780031870 A CN 201780031870A CN 109565905 B CN109565905 B CN 109565905B
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rrh
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unlicensed
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FG Innovation Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种定制C‑RAN中的控制平面和用户平面传输方法。所述方法包括使用无线电资源中的第一波束提供控制平面(control plane,CP)信令，以及基于CP信令使用无线电资源中的第二波束提供用户平面(user plane,UP)内容，其中无线电资源是授权频段或非授权频段。第一波束和第二波束是毫米波束。

Description

控制平面及用户平面无线通讯方法及装置
相关申请的交叉引用
本申请涉及2016年5月23日提交的名称为“用于移动通信系统的控制平面和用户平面信令的方法和设备”、申请号为62/339,967，由Chie-Ming Chou发明，代理案号US59898(以下称为“US59898申请”)的美国临时专利申请。US59898申请的公开内容通过引用完全并入本申请。
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线通信系统中控制平面和用户平面传输方法和装置。
背景技术
第三代合作伙伴计划(3GPP)正在开发用于下一代无线通信网络(例如，新无线电(new radio，NR))的架构和协议。NR网络努力提供亚毫秒级延迟和至少1Gbps(例如10Gbps)的下行链路速度，并支持数百万甚至数十亿的连接。相比之下，第四代(4G)无线网络，例如传统的长期演进(long-term-evolution，LTE)网络，可以通过单载波支持最多150Mbps的下行链路速度。因此，NR网络的系统容量可以是当前4G无线网络容量的1000倍。NR尤其利用毫米波范围(例如，1至300GHz)中的无线电频谱的更高频率，以及密集的小区部署(例如，使用微小区，基带单元，远程无线电头等技术)以满足这些技术要求。
云无线电接入网络(cloud radio access network，C-RAN)可以提供许多小区的集中式基带处理。C-RAN在这些小型小区之间进行协调和汇集资源的能力为无线网络架构提供了灵活性和效率。例如，C-RAN可以提供许多益处，例如(1)适用于网络功能虚拟化(NFV)；(2)成本(例如资本支出，运营支出)减少；(3)无线电资源的利用和虚拟化，提供高系统容量和峰值用户设备(user equipment，UE)吞吐量；4)灵活适应不同的应用和要求。
C-RAN还承诺为下一代蜂窝网络提供高效的传输协调和网络功能虚拟化。在所述C-RAN架构下，基带单元(baseband unit，BBU)可以优化用于连接的射频拉远头(remoteradio headers，RRH)的无线电资源管理(radio resource management，RRM)，以满足各种UE要求(例如，高吞吐量)。同时，还引入了具有毫米波(mmWave)频带的大规模多输入多输出(massive multi-input-multi-output，M-MIMO)技术，以提供高数据速率。
然而，传统的C-RAN通常依赖于一个或多个宏演进型节点B(evolved node Bs，eNBs)或生成节点B(generation node Bs，gNBs)来与一个或多个RRH协作以提供控制平面(control plane，CP)信令和用户平面(user plane，UP)内容(例如，数据)以便在其覆盖区域中实现高吞吐量传输。这种协作导致网络开销增加，并且需要UE端的复杂配置。因此，传统的C-RAN可能不适合和/或期望用于诸如低成本物联网(internet of thing，IoT)设备、供应商工厂企业和医院。
因此，本领域需要一种定制的C-RAN，其可以在不部署网络运营商(例如，宏eNB)的情况下提供CP信令和UP内容，并且为独立和非独立的RRH操作提供一致的访问机制。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种控制平面及用户平面无线通讯方法及系统，可以在不部署网络运营商(例如，宏eNB)的情况下提供CP信令和UP内容，并且为独立和非独立的RRHs操作提供一致的访问机制。
本发明的第一方面提供一种方法，包括：
使用无线电资源中的第一波束提供控制平面(control plane，CP)信令；
基于所述CP信令使用无线电资源中的第二波束提供用户平面(user plane，UP)内容；
其中所述第二波束具有定向波束图案。
进一步地，所述无线电资源包括无线电频谱和时隙，所述无线电频谱包括许可频带或未许可频带。
进一步地，所述第一波束及所述第二波束为毫米波束。
进一步地，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一子带，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二子带。
进一步地，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一时隙，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二时隙。
进一步地，所述方法还包括：在所述使用无线电资源中的第一波束提供CP之前执行先听后说(Listen-Before-Talk，LBT)过程，以检查第一波束中广播的未许可子带是否未被占用。
进一步地，所述方法还包括：
使用所述无线电资源中的一第三波束提供另一CP信令；
基于所述另一CP信令，使用所述无线电资源中的一第四波束提供另一UP内容；
其中所述第一波束和所述第二波束由第一RRH提供，所述第三波束和所述第四波束由第二RRH提供；
其中，所述第一RRH和所述第二RRH耦合到基带单元(baseband unit，BBU)；
其中，所述第一波束和所述第三波束使用所述无线电资源中的不同子带和/或不同时隙。
进一步地，所述CP信令由第一RRH使用所述无线电资源的子带或时隙提供，所述UP内容由第二RRH使用所述无线电资源的另一子带或另一时隙提供。
进一步地，所述第一RRH向所有由所述第二RRH传输的UP波束提供CP信令。
进一步地，所述方法还包括：
在所述使用无线电资源中的第二波束提供UP内容之前执行LBT过程以检查第二波束传送的未许可子带是否未被占用。
进一步地，所述CP信令由至少两个RRHs提供，所述至少两个RRHs使用一未经许可的CP子带交替提供所述CP信令。
进一步地，所述至少两个RRHs交替执行LBT过程是通过当其中一个RRH释放CP信令广播中的未经许可的子带时，另一个RRH立即执行LBT过程，以连续占用未许可子带。
进一步地，所述CP信令包括同步信令、系统信息、参考信令和信道配置中的至少一个，并且UP内容包括用户数据和用户特定参考信令。
本发明的第二方面提供一种用户设备(user equipment，UE)，包括：一天线阵列，所述天线阵列用于：
使用无线电资源中的第一波束提供控制平面(control plane，CP)信号；
基于所述CP信令使用无线电资源中的第二波束提供用户平面(user plane，UP)内容；
其中所述第二波束具有定向波束图案。
进一步地，所述无线电资源包括无线电频谱和时隙，所述无线电频谱包括授权频带或非授权频带。
进一步地，所述第一波束及所述第二波束为毫米波束。
进一步地，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一子带，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二子带。
进一步地，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一时隙，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二时隙。
进一步地，在所述使用无线电资源中的所述第一波束提供所述CP信令之前执行先听后说(Listen-Before-Talk，LBT)过程，以检查所述第一波束中广播的非授权子带是否未被占用。
进一步地，所述天线阵列还用于：
使用所述无线电资源中的第三波束提供另一CP信令；
基于所述另一CP信令，使用所述无线电资源中的第四波束提供另一UP内容；
其中所述第一波束和所述第二波束由第一RRH提供，所述第三波束和所述第四波束由第二RRH提供；
其中，所述第一RRH和所述第二RRH耦合到基带单元(baseband unit，BBU)；
其中，所述第一波束和所述第三波束使用所述无线电资源中的不同子带和/或不同时隙。
进一步地，所述CP信令由第一RRH使用所述无线电资源的子带或时隙提供，所述UP内容由第二RRH使用所述无线电资源的另一子带或另一时隙提供。
进一步地，所述第一RRH向所有由所述第二RRH传输的UP波束提供所述CP信令。
进一步地，所述天线阵列还用于：
在使用所述无线电资源中的所述第二波束提供所述UP内容之前执行LBT过程以检查所述第二波束传送的非授权子带是否未被占用。
进一步地，所述CP信令由至少两个RRH提供，所述至少两个RRH使用非授权的CP子带交替提供所述CP信令。
进一步地，所述至少两个RRH交替执行LBT过程是通过当其中一个RRH释放CP信令广播中的非授权子带时，另一个RRH立即执行LBT过程，以连续占用所述非授权子带。
进一步地，所述CP信令包括同步信令、系统信息、参考信令和信道配置中的至少一个，且所述UP内容包括用户数据和用户特定参考信令。
本发明的第三方面提供一种用户设备(user equipment，UE)，包括：
一接收电路，所述接收电路用于：
通过无线电资源中的第一波束接收控制平面(control plane，CP)信号；
基于所述CP信令使用无线电资源中的第二波束接收用户平面(user plane，UP)内容；
其中所述第一波束提供比所述第二波束更宽的接入覆盖范围。
进一步地，所述无线电资源包括无线电频谱和时隙，且所述无线电频谱包括许可频带或未许可频带。
进一步地，所述第一波束及第二波束是毫米波束。
进一步地，所述第一波束具有一全向波束图案。
进一步地，所述第二波束具有一定向波束图案。
进一步地，所述第一波束及所述第二波束通过射频拉远头(remote radioheaders，RRH)传输至UE。
进一步地，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一子带，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二子带。
进一步地，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一时隙，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二时隙。
进一步地，所述接收电路还用以：
使用所述无线电资源中的一第三波束接收另一CP信令；
基于所述另一CP信令，使用所述无线电资源中的一第四波束提接收另一UP内容；
其中所述第一波束和所述第二波束由第一RRH提供，所述第三波束和所述第四波束由第二RRH提供；
其中，所述第一RRH和所述第二RRH耦合到基带单元(baseband unit，BBU)；
其中，所述第一波束和所述第三波束使用所述无线电资源中的不同子带和/或不同时隙。
进一步地，所述CP信令由第一RRH使用所述无线电资源的子带或时隙来提供，所述UP内容由第二RRH使用所述无线电资源的另一子带或另一时隙提供。
进一步地，所述CP信令由至少两个RRHs提供，所述至少两个RRHs使用一未经许可的CP子带交替提供所述CP信令。
进一步地，所述CP信令包括同步信令、系统信息、参考信令和信道配置中的至少一个，且所述UP内容包括用户数据和用户特定参考信令。
以下实施例将针对本揭露有更具体的叙述，该实施例的目的在于展示而不在限制本揭露的内容。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解实施例公开的各方面内容。各种特征未按比例绘制，为了清楚讨论，可以任意增加或减少各种特征的尺寸。
图1是传统C-RAN的结构示意图。
图2A和2B是两个传统C-RAN的架构方案图。
图3是传统C-RAN中利用切换过程的一实施例的波束扫描的示意图。
图4是本发明一实施例的定制化C-RAN的架构示意图。
图5是本发明一实施例的混合波束成形RRH的架构示意图。
图6是本发明一实施例的经由图5中的混合波束成形RRH支持CP信令和UP内容传输过程的示意图。
图7是本发明一实施例的在定制的C-RAN架构中一LBT流程图。
图8是本发明一实施例的采用协调LBT过程的定制C-RAN的结构示意图。
图9是本发明一实施例的采用协调LBT过程的定制C-RAN的信令流程图。
图10是本发明一实施例的采用统一LBT过程的定制C-RAN的架构示意图。
图11是本发明一实施例的采用统一LBT过程的定制C-RAN的信令流程图。
图12A和12B是本发明一实施例的采用交替LBT过程的定制C-RAN的架构示意图。
图13是本发明一实施例的采用交替LBT过程的定制C-RAN的信令流程图。
具体实施方式
以下描述包含与本申请的实现有关的特定信息。本申请中的附图及其随附的详细描述仅针对较佳实施方式。除非另有说明，否则附图中的相同或相应的元件可以由相同或相应的附图标记指示。此外，本申请中的附图和图示通常不是按比例的，并且不旨在对应于实际的相对尺寸。
图1为传统云无线电接入网络(cloud radio access network，C-RAN)的示意图。如图1所示，传统的C-RAN100包括基带单元(baseband unit，BBU)102(或有时称为中央单元(central unit，CU)，射频拉远头(remote radio header，RRH)104a，104b和104c(或有时称为分布式单元(distributed unit，DU)，用户设备(user equipment，UE)106a和106b，以及演进型分组核心(evolved packet core，EPC)108。在一个实施例中，C-RAN 100是长期演进(long-term-evolution，LTE)EPC网络。在另一个实施例中，C-RAN 100是下一代核心(NextGeneration Core，NG-C)网络。
在C-RAN 100中，BBU 102管理资源池，并用作数据网关连接EPC 108与每一个RRH104a、104b和104c。BBU 102通过前传接口与RRH 104a、104b和104c中的至少一个通信。例如，前传接口可以负责在BBU 102和目标RRH之间的IQ数据传输。几种传输协议(例如，常见的公共无线电接口(common public radio interface，CPRI)，IEEE 1904.3)可以促进前传运输网络中的可靠传输。而且，在C-RAN 100中，RRH 104a、104b和104c是分布在各种地理位置用以为UE(例如UE 106a和106b)提供无线电接入。
在图1中，C-RAN 100可以提供灵活的功能分离和传输协作。例如，RRH 104a和104b可以采用联合处理来向UE 106a提供稳健的协调传输。为了传输到UE 106a，物理层(physical layer，PHY)和媒体访问控制(media access control，MAC)功能都可以由RRH104a和104b处理(例如，在其处终止)，而无线链路控制(radio link control，RLC)和分组数据会聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)功能由BBU 102处理，以减少UE106a的访问等待时间。另外，UE 106b可以运行延迟容忍服务，而只有PHY功能由RRH 104c处理(例如，在RRH 104c处终止)，而MAC，RLC和PDCP功能由BBU 102处理，以简化RRH 104c的计算工作。
图2A和2B示出两种传统C-RAN架构方案的示意图。如图2A所示，C-RAN 200A包括BBU 202，RRH 204a，204b和204c，宏eNB 210和UE 206。在场景1中，C-RAN 200A依靠宏演进型节点B(evolved node B，eNB)210作为运营商与RRH 204a，204b和204c合作。宏eNB 210被设置用于分配和指派传输的授权(licensed)频带，并将BBUs连接到CN。宏eNB 210在授权频带上操作，并且RRH 204a，204b和204c中的至少一个在非授权频带上操作。非授权(unlicensed)频带是与多个发送实体/无线电接入技术(radio access technologies，RAT)/运营商共享频谱，其中共享受到某些公平标准的约束。在图2A中，整个C-RAN 200A的覆盖范围与宏eNB 210的覆盖范围重叠。在场景1下，控制平面(control plane，CP)由宏eNB210管理。因此，UE 206需要与宏eNB 210相关联并使用授权协助访问(license-assistedaccess，LAA)去激活来自和/或到RRH 204a，204b和204c的用户平面(user plane，UP)数据传输。例如，宏eNB 210可以使用授权频带向UE 206提供CP信令，而UP内容传输由使用非授权频带的RRH 204b提供。
BBU 202管理非授权的频带池。BBU 202可以连接到核心网络(图2A中未明确示出)，例如EPC网络。RRH 204a，204b和204c需要执行先听后说(listen-before-talk，LBT)过程以在任何数据传输之前占用非授权的网络资源(例如，非授权的频带)。通过执行LBT过程，RRH 204b可以避免与非授权频带中的其他实体的传输冲突。但是，为了保证所有实体对非授权的频段使用的公平性，即使所述实体最初通过LBT程序获得了非授权的频段，也禁止单个实体使用非授权的频段进行连续传输。而且，在场景1下，RRH 204a，204b和204c可以各自限制它们的传输功率，以防止传输功率超过预定阈值。
如图2B所示，在场景2中，C-RAN 200B包括BBU 202，RRH 204a，204b和204c以及UE206。在场景2中，RRH 204a，204b和204c可以各自在授权频带和非授权频带上同时操作。在场景2中，CP信令仅通过授权频带发送，而UP内容可以通过授权或非授权频带发送。UE 206与RRH 204a关联。当UE 206需要高数据速率传输时，如果需要，可以在非授权频带中启用LAA。虽然，在场景2中，UE 206不与任何宏eNB(例如，单个连接)相关联，但是C-RAN 200B需要增加RRH的复杂度，这意味着RRH(例如，RRH 204a，204b和204c)需要支持CP传输具有在授权频段的操作能力。RRH 204a，204b和204c可以在不同的授权频带上操作以避免小区间干扰。不同的授权频带可以由BBU 202配置。即，BBU 202管理场景2中的授权和非授权频带池，这导致增加的网络开销。
传统C-RAN的好处可能会吸引企业，如工厂和医院，部署C-RAN以供个人使用。例如，工业4.0描述了一种智能工厂场景，其中智能(汽车和以太网连接)设备将在工厂中广泛分布以改进产品制造过程。但是，图2A和2B中描述的传统C-RAN架构方案是非独立架构，这需要运营商及他们努力来管理架构的授权频谱。这种架构可能是昂贵的并且过度设计，这不适合某些企业的特定需求。例如，企业内的大多数设备相对静止或移动相对较慢，这意味着对移动管理控制的需求不高。此外，大多数设备专用于数据传输，这意味着对电路交换网络的需求不高。此外，运营商可能会对使用CP传输的授权频段收取授权费。另外，当RRH通过使用mmWave(毫米波)频谱采用M-MIMO技术时，在一个波束成形方向上提供CP信令是不可行的(例如，CP信令是通过在一个特定固定方向上的授权频带广播的)。
图3示出在传统C-RAN中利用切换过程的一实施例波束扫描的示意图。在图3中，C-RAN 300包括RRH 304和UE 306。RRH 304在相同或不同的频带中提供多个窄波束，其中每个窄波束提供CP信令和UP内容。当UE 306正在移动并从一个波束成形方向切换到另一个波束成形方向时，RRH 304需要发起波束管理过程以改变UE 306的关联以获取适当的CP信令信息。波束管理过程可以由BBU(图3中未明确示出)单独完成，仅由RRH 304单独完成，或者由BBU和RRH 304之间的协作完成。但是，波束管理过程可导致网络开销的大量增加，从而降低系统的性能。另外，如果应用波束跟踪方法，其中波束成形方向随着UE 306移动而自动改变，则将引入高计算复杂度(例如，需要跟踪UE 306的迁移并且波束成形加权参数需要立即重新配置)，这也会降低系统容量(例如，一个波束仅服务于一个UE，因为多个UE可能具有不同的轨迹)。
此外，包含在两个或两个以上的窄波束中的CP信令信息可以包括至少部分(如果不是完全相同的)信息。如果所有窄波束在非授权频带中操作，则使用非授权频谱发送冗余CP信令信息可能浪费频谱资源。此外，如果RRH 304在非授权频带中操作，则RRH 304需要在将CP信令信息发送到各个UE之前为每个波束执行LBT。当两个或两个以上的波束可以同时对相同的非授权频带执行LBT时，出现另一个问题。例如，试图发送CP信令信息的两个或两个以上的波束，每个同时执行LBT，它们可以同时测试相同的非授权频带(即信道)，并且全部确定信道是清楚的。但是，如果所有波束决定使用所述信道，则来自这些波束的CP信令信息将相互冲突。
图4是本申请一较佳实施例的定制C-RAN架构的示意图。在图4中，定制的C-RAN400包括BBU 402，RRH 404a，404b和404c以及UE 406。值得注意的是，BBU 402可直接连接到以太网412支持“即插即用”，而不需要连接到运营商的核心网络。
在一实施例中，RRH 404a，404b和404c在非授权频带中操作，以向其服务UEs提供CP信令和UP内容。由于RRH 404a，404b和404c在非授权频带下操作，因此不需要使用授权频带的费用。而且，由于宏eNB在本定制C-RAN架构中不起作用，因此可以避免异构网络操作。本实施例定制C-RAN部署的成本可以降低，并且UE的操作可以简化。在另一个实施例中，当企业所有者选择从运营商租用或借用授权频带时，定制C-RAN 400可以在授权频带上操作。例如，RRH 404a可以使用授权无线电频谱的子带中的CP波束向UE 406提供CP信令。RRH404a还可以使用授权无线电频谱的其他子带中的一个或多个UP波束向UE 406提供UP内容。在另一实施例中，RRH 404a可以在具有相同子带的单独时隙中使用一个或多个UP波束向UE406提供UP内容。
通过定制的C-RAN 400基础设施以及使用mmWave频谱适应M-MIMO技术，定制的C-RAN 400可用于各种场景，以更低的成本支持大量连接和无处不在的覆盖。在本实施例中，RRH 404a使用非授权无线电频谱的子带中的CP波束向UE 406提供CP信令。RRH 404a还使用非授权无线电频谱的其他子带中的一个或多个UP波束向UE 406提供UP内容。
如下面参考图5所讨论的，用于提供CP信令的CP波束比用于向UE提供UP内容的UP波束更宽。也就是说，CP波束提供比UP波束更宽的访问覆盖范围。在本实施例中，RRH 404a可以提供(例如，广播)具有全向(omni-directional)波束图案的CP波束，并且提供具有较窄定向(directional)波束图案的一个或多个UP波束以将UP内容(例如，数据)发送到UE406。在另一实施例中，RRH 404a可以提供一个或多个具有更宽定向波束图案的CP波束，并且提供一个或多个具有更窄定向波束图案的UP波束以分别向UE 406发送UP内容，其中每个更宽的定向波束图案可以与几个窄的定向波束图案重叠。也就是说，CP波束提供比UP波束更宽的接入覆盖范围。
在授权子带提供CP信令信息的情况下，RRH 404a，404b和404c可以各自通过使用专用资源(例如，不执行LBT)来广播它们相应的CP信令。RRH 404a，404b和404c可以各自提供混合波束成形功能以解决UE迁移的过度开销的问题。例如，RRH 404a，404b和404c中的每一个可以使用其天线阵列中的一部分天线来形成具有全向波束图案的CP波束，其覆盖范围包括具有定向波束图案的所有UP波束的覆盖范围，其中定向波束图案由天线阵列中的其他天线产生。RRH 404a，404b和404c每个可以从总可用带宽(例如，来自160MHz的20MHz)中分配一个特定的授权子带作为全向波束图案的CP工作频带。由于具有全向波束图案的CP波束锚定在特定授权频带，UP波束可以通过波束成形来切换操作子带，带宽和方向。例如，UE可以通过授权CP操作子带中的全向波束与RRH建立RRC连接，并且RRH可以通过使用授权或非授权子带中的UP定向波束来向UE发送数据。
在非授权子带提供CP信令信息的情况下，RRH 404a，404b和404c每个可以使用非授权CP操作子带中的全向波束来提供(例如，广播)其对应的CP信令。RRH 404a，404b和404c中的每一个可以在其特定的非授权子带中提供(例如，广播)它们各自的CP波束之前执行LBT。RRH 404a，404b和404c中每个可以提供混合波束成形功能，以解决UE迁移的过度开销问题。例如，RRH 404a，404b和404c中的每一个可以使用其天线阵列中的一部分天线来形成具有全向波束图案的CP波束，其覆盖范围包括具有定向波束图案的所有UP波束的覆盖范围。波束图案由天线阵列中的其他天线产生。RRH 404a，404b和404c每个可以从总可用带宽(例如，来自160MHz的20MHz)中分配特定的非授权子带作为全向波束图案的CP操作子带。由于具有全向波束图案的CP波束锚定在特定的非授权的子带上，因此UP波束可以通过波束成形来切换操作子带，带宽和方向。例如，UE可以通过非授权CP操作子带中的全向波束与RRH建立RRC连接，并且RRH可以通过使用非授权子带中的UP定向波束来向UE发送数据。在另一个实施例中，RRH可以通过使用授权子带中的定向波束将UP数据发送到UE。
应该理解的是，CP波束的波束图案不需要是全向的。CP波束可以具有波束图案(例如，非全向波束图案)，其具有比RRH覆盖范围内的所有UP波束的波束宽度更宽(例如，具有更宽的接入覆盖范围)的波束宽度。另外，UP内容可以通过相同子带内的不同时隙中的不同UP波束发送到UE 406。另外，UP内容也可以通过不同子带内的不同UP波束发送到UE 406。
图5是本申请的一较佳实施例的混合波束成形RRH的示意图。如图5所示，RRH 504可以形成具有不同波束图案的八个波束。CP信令(例如，控制信道和信令)通过CP波束516发送，CP波束516具有20MHz带宽的全向波束图(以覆盖所有8个垂直网格)(例如，如沿水平轴所示)。UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g通过灵活的带宽分配在其专用方向上提供UP内容。UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g可各自具有其自己的带宽，例如，基于其特定服务UE的UL/DL要求进行调整。例如，UP波束518a具有280MHz的带宽，而UP波束518b具有20MHz的带宽。每个UP波束的带宽可以取决于被服务的UE所需的数据传输速率。
在本实施例中，RRH 504可以包括天线阵列和相关联的波束成形电路，以在非授权无线电频谱的子带中通过CP波束516提供CP信令。RRH 504还可以使用一个或多个UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g通过非授权无线电频谱的其他子带提供UP内容。
在图5中，CP波束516具有全向波束图案，而UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g中的每一个具有定向波束图案。如图5所示，CP波束516的波束图案比UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g的每个波束图案宽。也就是说，CP波束516提供比UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g更宽的访问覆盖范围。
CP波束516包括RRH 504覆盖范围内的所有UP波束的所有必要信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)。这样，RRH 504的覆盖范围内的所有UEs可以基于由CP波束516提供的CP信息与RRH 504同步，用于后续UP(例如，DL/UL)通过一个或多个UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g的传输。也就是说，UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g都依赖于CP波束516来为其后续数据传输提供所有必要信息。
从UE的角度来看，UE可以包括收发器电路，收发器电路用于当UE移动到RRH 504的覆盖范围时，通过CP操作子带获取CP信令以执行DL/UL同步并与RRH 504建立RRC连接。在成功建立RRC连接之后，当需要高数据传输时，RRH 504可以通过使用一个或多个定向UP波束(例如，UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g)及基于UE的相对测量(例如，基于UE的位置)的相应资源于不同子带上来调度数据传输。UE的收发器电路可以通过一个或多个定向UP波束(例如，UP波束518a，518b，518c，518d，518e，518f和518g)来获取用户数据。尽管在RRH 504的覆盖范围内进行了迁移，但是由于全向CP波束516覆盖来自RRH 504的所有UP波束，UE仍然可以接收CP信令。因此，当UE在RRH 504的覆盖范围内移动时，不需要切换过程。
图6是本申请的一较佳实施例的经由图5所示的混合波束成形RRH支持CP信令和UP内容传输的信令过程的示意图。如图6所示，信令过程600包括步骤1到9。在步骤1中，BBU602向RRH 604发送CP配置消息。CP配置消息可以包括一个或多个分配的CP操作子带或分配的CP操作时隙，并描述了CP波束(例如，图5中的CP波束516)的全向波束成形图案(例如，传输功率，波束成形权重和相位)的参数。在步骤2中，在接收到CP配置消息之后，RRH 604基于所分配的CP操作子带或所分配的CP操作时隙中所请求的全向波束成形图案的参数来配置其天线阵列的至少一部分。在步骤3中，在天线配置之后，RRH 604向BBU 602发送CP配置响应消息，以向BBU 602通知配置的状态(例如，成功或失败)。RRH 604还可以指示CP配置响应消息中的失败原因，以便BBU 602在必要时执行重新配置。CP重新配置请求和CP重新配置响应消息都可以通过开放无线电设备接口(open radio equipment interface，ORI)或其他网络接口协议(GPRS隧道协议控制平面数据(GTP-C平面数据))来发送。
如图6所示，在步骤4中，在成功的天线配置之后，RRH 604使用具有全向波束图案的CP波束(例如，图5中的CP波束516)提供(例如，通过广播)CP信令。在步骤5中，UE 606(例如，空闲或进入RRH 604的覆盖范围)可以获取CP信令并基于包含在CP波束中的信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)执行DL/UL同步。在步骤6中，一旦完成与RRH604的同步，UE 606就通过RRH 604执行RRC连接建立(例如，注册/授权，NAS协商)。
如图6中进一步所示，在步骤7中，当UE 606请求高数据速率传输时，RRH 604可以执行定向波束成形(例如，通过基于UE 606的测量应用适当的权重)并配置及发送MIMO波束成形。MIMO波束成形配置请求消息可以包括分配的频带，分配的时隙和用于形成定向UP波束的相对MIMO参数。在步骤8中，在接收到MIMO波束成形配置请求消息之后，UE 606可以采用传输模式，例如，通过基于所分配的子带和/或分配的时隙激活附加的RF/天线模块。然后，UE 606通过使用MIMO波束成形配置响应消息来回复确认(acknowledgement，ACK)或非确认(non-acknowledgement，NACK)消息。在步骤9中，当RRH 604从UE 606接收MIMO波束成形配置响应消息(例如，ACK)时，RRH 604可以在所分配的子带或所分配的时隙上调度数据并且形成定向UP波束，来将UP内容(例如，数据)发送到UE 606。
根据本实施例的定制C-RAN下的信令过程600可以应用于在授权或非授权子带中发送CP信令和UP内容。应当注意的是，为了使用非授权子带发送CP信令和UP内容，RRH 604可能需要在向UE 606发送CP信令之前以及在向UE 606发送UP内容之前执行LBT。
图7是本申请的一较佳实施例的定制C-RAN架构中的LBT过程的示意图。在本实施例中，当本申请的定制C-RAN下的RRH尝试使用非授权子带发送CP信令和/或UP内容时，可以执行LBT过程700。LBT过程700要求RRH执行空闲信道评估(clear channel assessment，CCA)以确定非授权子带是否可以自由使用。例如，如果RRH检测到非授权子带中的能量大于能量检测阈值，则RRH可以认为非授权子带被占用(即，不能自由使用)。在LBT过程700中，发送实体(例如，RRH)在竞争窗口内产生一随机数N。竞争窗口的长短大小由N的最小值和最大值指定。当产生一随机数N时，发送实体可以根据N改变竞争窗口的大小。在LBT过程中使用随机数N来确定感测的持续时间，所述持续时间为在信道发送实体之前的信道空闲时间。
根据LBT的原理，只有一个RRH可以占用用于CP和/或UP传输的资源(例如，子带或信道)。基于此原则，如果RRH之间没有合适的协调，则多波束(在同一RRH内)或RRH(在同一C-RAN内)之间的冲突或争用资源可能导致系统性能下降。例如，如果RRH及其相邻RRH需要同时广播同步信令，并且都相对于相同资源(例如，子频带或信道)执行LBT而它们之间没有任何协调，则传输冲突可以发生。为了避免RRH内和RRH间的冲突，下面将详细描述三个LBT过程。
图8是本申请的一较佳实施例的采用协调LBT过程的定制C-RAN的示意图。在图8中，定制的C-RAN 800包括BBU 802，RRH 804a和RRH 804b。BBU 802与RRH 804a和804b通信连接。RRH 804a和804b可以管理它们自己的个体CP和UP传输。在一个示例性实施例中，在RRH 804a和804b之间采用频分调制(frequency division modulation，FDM)以确保RRH804a和804b在不同的子带中执行其LBT过程以避免潜在的RRH内和RRH间冲突。在另一示例性实施例中，可以在RRH 804a和804b之间采用时分调制(time division modulation，TDM)以确保RRH 804a和804b在相同子带中的各自的时隙中执行其LBT过程以避免可能的内部和内部RRH波束碰撞或冲突。
如图8所示，RRH 804a和RRH 804b分别为其CP信令传输选择非授权子带820和子带822。也就是说，在RRH 804a尝试使用子带820向其覆盖范围内的UEs提供CP信令之前，RRH804a执行LBT以检查子带820是否空闲使用。类似地，在RRH 804b尝试使用子带822提供CP信令之前，RRH 804b执行LBT以检查子带822是否可以自由使用。在本实施例中，RRH 804a和RRH 804b同时执行LBT，因为它们针对不同的子带执行它们各自的LBT过程。通过使用单独的子带，定制的C-RAN 800可以避免连接的RRH(例如，RRH 804a和RRH 804b)之间的资源冲突。
在本实施例中，当子带822从RRH 804b检测到的能量或RSSI大于预定阈值时，禁止RRH 804a使用子带822进行其UP内容传输(如图8中的斜线所示)，这表示RRH 804b当前正在使用子带822。同样，当子带820检测到的来自RRH 804a的能量或RSSI大于预定阈值时，禁止RRH 804b使用子带820进行其UP内容传输(如图8中的斜线所示)，这表示RRH 804a当前正在使用子带820。
CP波束816a和816b的CP子带可以占用比UP波束818a到818n(例如，从20-320MHz)占用的子带的带宽更小的带宽(例如，大约10MHz)。值得注意的是，UP波束818a到818n可以各自具有它们自己的带宽，例如，基于它们的特定服务UEs的UL/DL要求来调整。例如，UP波束818a具有280MHz的带宽，而UP波束818m具有20MHz的带宽。每个UP波束的带宽可以取决于被服务的UE所需的数据传输速率。RRH 804a和804b可以为它们各自的CP传输应用不同级别的传输功率。
在本实施例中，CP波束816a包括在RRH 804a的覆盖范围内用于UP波束的所有必要信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)。这样，RRH 804a的覆盖范围内的所有UE可以基于由CP波束816a提供的CP信息与RRH 804a同步，用于通过一个或多个UP波束818a，818b，818c，818d，818e，818f和818g的后续UP内容(例如，DL/UL)传输。也就是说，UP波束818a，818b，818c，818d，818e，818f和818g都依赖于CP波束816a来为其后续的UP数据传输提供所有必要的信息。
类似地，CP波束816b包括RRH 804b覆盖范围内的UP波束的所有必要信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令，参考信号配置和信道配置)。这样，RRH 804b的覆盖范围内的所有UE可以基于CP波束816b提供的CP信息与RRH 804b同步，用于通过一个或多个UP波束818h，818i，818j，818k，818l，818m和818n的后续UP内容(例如，DL/UL)传输。也就是说，UP波束818h，818i，818j，818k，818l，818m和818n都依赖于CP波束816b来为其后续的UP数据传输提供所有必要的信息。
应该理解的是，CP波束816a和816b的波束图案不需要是全向的。例如，CP波束816a可以具有波束图案(例如，非全向波束图案)，波束图案具有比RRH 804a的覆盖范围内的所有UP波束818a，818b，818c，818d，818e，818f和818g的波束宽度更宽(例如，更宽的接入覆盖范围)的波束宽度。类似地，CP波束816b可以具有波束图案(例如，非全向波束图案)，波束图案具有比RRH 804b的覆盖范围内的所有UP波束818h，818i，818j，818k，818l，818m和818n的波束宽度更宽(例如，更宽的接入覆盖范围)的波束宽度。
从UE的角度来看，当UE进入定制CRAN 800的覆盖范围时，UE将从RRH 804a和RRH804b读取CP信令信息。UE可以基于UE到RRH 804a和RRH 804b的相对位置或者到RRH 804a和RRH 804b的相对接收信号质量以及CP波束816a和816b中包含的信息来决定驻留在RRH804a或RRH 804b上。
在本实施例中，BBU 802是可以在RRH 804a和RRH 804b之间提供CP信令传输的协调的中央单元。基于从BBU 802接收的CP架构，RRH 804a和RRH 804b中的每一个可以知道它应该执行其LBT过程的子带或时隙，以及执行过程需要覆盖的持续时间。RRH 804a和RRH804b还可以配置它们各自的天线阵列，并且响应BBU。
如果RRH(例如，RRH 804a或RRH 804b)尝试发送CP信令信息的特定子带被占用，则RRH可以尝试切换到不同的CP子带(例如，通过来自BBU 802或RRH本身的指示)，并且将切换消息发送到其所有连接的UEs以向UEs通知所述改变。因此，连接的UsE可以尝试与新的CP子带重新同步并尽快恢复CP连接。RRH可以指示UEs在时间段期满之前实现重新同步的时间段。
图9是本申请的一较佳实施例的采用协调LBT过程的定制C-RAN的信令过程的示意图。如图9所示，信令过程900包括步骤1到14。在步骤1中，BBU 902向RRH 904发送CP配置消息。CP配置消息可以包括分配的CP操作子带、分配的CP操作时隙，及描述CP波束(例如，图8中的CP波束816a或CP波束816b)的全向波束成形图案(例如，传输功率，波束成形权重和相位)的参数。在步骤2中，在接收到CP配置消息之后，RRH 904基于所分配的CP操作子带中所请求的全向波束成形图案的参数来配置其天线阵列的至少一部分。在步骤3中，在天线配置之后，RRH 904向BBU 902发送CP配置响应消息，以向BBU 902通知配置的状态(例如，成功或失败)。RRH 904还可以指示CP配置响应消息中的失败原因，以便BBU 902在必要时执行重新配置。CP重新配置请求和CP重新配置响应消息都可以通过开放无线电设备接口(ORI)或其他网络接口协议(GPRS隧道协议控制平面数据(GTP-C平面数据))来发送。尽管图9中仅示出了一个RRH 904，但是应当理解的是，在本实施例中，BBU 902是可以在多个RRH之间提供CP传输的协调的中央单元。基于从BBU 902接收的CP配置，每个RRH(包括RRH 904)可以知道它们应该执行LBT过程的子带以及它们需要覆盖的持续时间。因此，RRH可以配置它们的天线，并且响应BBU 902。
在步骤4中，RRH 904在通过非授权子带中的CP波束提供任何CP信令之前执行LBT，以确保非授权的子带(例如，信道)未被占用。在步骤5中，在执行LBT之后，如果非授权的子带RRH 904尝试发送CP信令并且可以自由使用(或未被占用)，则RRH 904可以通过全向波束成形天线配置使用具有全向波束图案的CP波束来提供CP信令。在步骤6中，UE 906(例如，空闲或进入RRH 904的覆盖范围)可以通过收发器电路获取CP信令，并且基于CP波束中包含的信息执行DL/UL同步(例如，同步信令，系统信息，参考信令和通道配置)。应当注意的是，UE906可以从不同子带的多个RRH接收CP信令。UE 906可以基于每个CP波束中包含的信息以及UE 906到每个RRH的相对位置/接收信号质量来决定驻留哪个RRH。在本实施例中，在比较它已经接收到的所有CP波束(例如，图8中的CP波束816a和816b)之后，UE 906决定驻留在RRH904上用于后续的UP内容传输。
在步骤7中，一旦完成与RRH 904的同步，UE 906就通过RRH 904执行RRC连接建立(例如，注册/授权，NAS协商)。作为步骤7的结果，在BBU 902，RRH 904和UE 906之间建立RRC连接。在步骤8中，当UE 906请求UP内容传输时，RRH 904可以执行定向波束成形(例如，通过基于UE 906的测试应用适当加权)并且向UE 906发送MIMO波束成形配置请求消息。MIMO波束成形配置请求消息可以包括用于形成定向UP波束的分配频带和相对MIMO参数。
在步骤9中，在接收到MIMO波束成形配置请求消息之后，UE 906可以调整传输模式，例如，通过基于所分配的子带激活附加的RF/天线模块。然后，UE 906通过使用MIMO波束成形配置响应消息来回复确认(ACK)或非确认(NACK)消息。在步骤10中，当RRH 904从UE906接收到MIMO波束成形配置响应消息(例如，ACK)时，RRH 904可以在所分配的子带上调度UP内容并形成用于发送UP内容(例如，数据)的定向UP波束到UE 906，其中UE 906的收发器电路基于通过CP波束获取的CP信令信息使用定向UP波束接收UP内容。应当注意的是，在步骤9和步骤10之间可能需要LBT过程以确保特定子带RRH 904尝试发送UP内容是免费使用(或未被占用)。如果在LBT过程之后，RRH 904确定特定子带未被占用，则RRH 904可以使用具有定向波束图案的UP波束来提供UP内容。
在步骤11中，用于CP信令传输的LBT过程确定RRH 904尝试传输CP信令的特定子带正在使用或占用，从而未能通过LBT。在步骤12中，RRH 904向BBU 902发送CP重新配置请求。BBU 902可以将另一个子带分配为新的CP子带，并且在步骤13中使用CP重新配置响应将重新配置发送到RRH 904。CP重新配置请求和CP重新配置响应都可以通过开放式无线电设备接口(ORI)或其他网络接口协议进行传输。在步骤14中，RRH 904可以向其覆盖范围内的所有UEs发送CP改变命令以请求CP子带切换。可以通过使用专用RRC消息或MAC控制元素(MACCE)通过定向波束成形传输来发送命令。当包括UE 906的UEs接收CP子带改变命令时，UEs可以就新的CP子带执行重新同步，并且恢复CP接收。应当注意的是，当UE 906从一个RRH下的覆盖范围移动到另一个RRH时，需要切换过程来改变本实施例下的关联。应当注意的是，当UE 906从一个CP波束的覆盖范围移动到另一个CP波束的覆盖范围时，还需要切换过程来改变关联。
图10是本申请的一较佳实施例的采用统一LBT过程的定制C-RAN的示意图。在图10中，定制的C-RAN 1000包括BBU 1002，CP RRH 1004a和非CP RRH 1004b。BBU 1002与CP RRH1004a和非CP RRH 1004b通信。在本实施例中，CP RRH 1004a被选择并专用于提供CP信令传输，并且CP信令信息共享给定制C-RAN 1000下的覆盖范围内的所有连接的RRH(包括非CPRRH 1004b)。CP RRH 1004a通过使用全向波束成形在非授权CP子带1020中发送CP信令。非CP RRH 1004b被禁止使用非授权的CP子带1020(如图10中的斜线所示)。CP波束1016可以占用比UP波束1018a到1018g(例如，从20-280MHz)占用的UP子带的带宽更小的带宽(例如，大约10MHz)。例如，UP波束1018a，1018b，1018c，1018d，1018e，1018f和1018g可各自具有其自己的带宽，例如，基于其特定服务UE的UL/DL要求进行调整。例如，UP波束1018a具有280MHz的带宽，而UP波束1018b具有20MHz的带宽。每个UP波束的带宽可以取决于被服务的UE所需的数据传输速率。CP RRH 1004a可以配置有更高的发射功率，以保证CP RRH 1004a的全向CP波束1016能够覆盖由所有非CP RRH形成的定向UP波束。
在本实施例中，CP RRH 1004a被选择并专用于使用全向CP波束1016提供CP信令传输，而非CP RRH 1004b(以及图10中未明确示出的定制C-RAN 1000下的其他非CP RRH)被选择来使用定向UP波束1018a到1018g发送UP内容。在另一个实施例中，可以选择非CP RRH1004b并专用于使用全向CP波束提供CP信令，而可以选择CP RRH 1004a(以及图10中未明确示出的定制C-RAN 1000下的其他RRH)使用定向UP波束发送UP内容。BBU 1002可以基于每个RRH的因子或读数来负责选择，以确定哪个RRH最适合于发送CP信令。
在本实施例中，CP波束1016包括在所有RRH覆盖范围内(包括非CP RRH 1004b)的所有UP波束的所有必要信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)。这样，RRH的覆盖范围内的所有UEs可以基于CP波束1016提供的CP信息与CP RRH 1004a同步，以用于通过一个或多个UP波束1018a，1018b，1018c，1018d，1018e，1018f和1018g的后续UP内容(例如，DL/UL)传输。也就是说，UP波束1018a，1018b，1018c，1018d，1018e，1018f和1018g都可以依赖于CP波束1016来为其后续的UP数据传输提供所有必要的信息。
应该理解的是，CP波束1016的波束图案不需要是全向的。例如，CP波束1016可以具有波束图案(例如，非单向波束图案)，波束图案具有比非CP RRH的覆盖范围内的所有UP波束(例如，UP波束1018a到1018g)更宽的波束宽度(例如，具有更宽的接入覆盖范围)。
在本实施例中，由于仅CP RRH 1004a需要在CP子带1020上执行LBT，不需要FDM或TDM机制来支持多RRH CP信令传输。这样，可以防止多个RRH之间的冲突，并且可以进一步提高频谱效率。如果CP RRH 1004a未能通过LBT，则它可以尝试切换到另一个CP子带(例如，通过来自BBU 1002的指示或分配)。BBU 1002可以请求所有非CP RRH停止使用(例如，停止发送)新分配的CP子带。
从UE的角度来看，当UE进入定制的C-RAN 1000的覆盖范围时，UE可以从CP RRH1004a读取CP信息。UE可以驻留在CP RRH 1004a上。CP/移动性管理锚定在CP RRH 1004a，使得当UE从一个非CP RRH(例如，非CP RRH 1004b)移动到另一个非CP RRH时，不需要切换过程。
图11是本申请的一较佳实施例的采用统一LBT过程的定制C-RAN的信令过程的示意图。如图11所示，信令过程1100包括步骤1到15。信令过程1100的步骤1，2和3基本上类似于图9中的信令过程900的步骤1，2和3，因此为简洁起见省略。
在步骤4中，CP RRH 1104a在通过非授权子带中的CP波束提供任何CP信令之前执行LBT过程，以确保非授权的子带(例如，信道)未被占用。在步骤5中，在执行LBT之后，如果尝试发送CP传输的非授权特定子带CP RRH 1104a可以自由使用(或未被占用)，则CP RRH1104a可以使用CP波束(例如，图10中的CP波束1016)提供CP信令，所述CP波束具有通过使用全向波束成形天线配置使用特定子带(例如，图10中的CP子带1020)的全向波束图案。例如，CP RRH 1104a向定制C-RAN(例如，图10中的定制C-RAN 1000)下覆盖范围内的所有连接的RRH(例如，图10中的非CP RRH 1004b)下的所有UEs广播全向CP波束。在步骤6中，UE 1106(例如，空闲或进入任何连接的RRH的覆盖范围)可以通过收发器电路获取CP信令，并且基于包含在CP波束中的信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)执行DL/UL同步。应注意的是，UE 1106可仅从CP RRH 1104a接收CP信令。
在步骤7中，一旦完成与CP RRH 1104a的同步，UE 1106就通过CP RRH 1104a执行RRC连接建立(例如，注册/授权，NAS协商)。作为步骤7的结果，在BBU 1102，CP RRH 1104a，非CP RRH 1104b和UE 1106之间建立RRC连接。在一实施例中，非CP RRH 1104b可以广播同步信令(没有其他CP信令)，并且UE 1106可以通过同步信令与非CP RRH 1104b同步。在另一实施例中，UE 1106可以将CP RRH 1104a的同步结果作为参考(例如，应用相同的参数)以与非CP RRH 1104b同步，其中CP-RRH 1104a可以提供额外的反馈以调整同步。
在步骤8中，CP RRH 1104a向非CP RRH 1104b发送UP激活命令以发起定向波束成形操作。在步骤9中，在从CP RRH 1104a接收到UP激活命令之后，非CP RRH 1104b在通过定向UP波束提供任何UP内容之前执行LBT过程，以确保非授权的子带(例如，信道)没有被占领。
在步骤10中，在执行LBT之后，如果非CP RRH 1104b尝试发送UP传输的非授权子带可以自由使用(或未被占用)，则非CP RRH 1104b可以向UE1106发送RS(reference signal，参考信号)。应该注意的是RS分配可以通过CP信令配置。而且，不同的UEs可以具有不同的RSs。在步骤11中，UE 1106响应RS反馈信号(例如，具有RS的测量结果)到CP RRH 1104a。在步骤12中，当CP RRH 1104a打开用于UE 1106的定向波束成形应用时，CP RRH 1104a向UE1106发送RRH添加请求消息，其中RRH添加请求消息指示目标非CP RRH的ID(例如，物理小区标识符(PCI)和非CP RRH 1104b的相应资源配置)和/或定向波束成形波束索引。在步骤13中，基于添加的结果，UE 1106可以向CP RRH 1104a发送回RRH添加响应消息(例如，ACK或NACK)。在步骤14中，在从UE 1106接收到RRH添加响应消息(例如，ACK)之后，CP RRH 1104a可以向目标非CP RRH(例如，非CP RRH 1104b)发送确认消息以发起数据传输。在步骤15中，在接收到确认消息之后，目标非CP RRH(例如，非CP RRH 1104b)可以开始经由定向波束向UE 1106发送UP内容(例如，数据)，其中UE 1106的收发器电路基于通过CP波束获取的CP信令信息，使用定向UP波束来接收UP内容。
在本实施例中，由于在提供CP信令之前仅CP RRH 1104a需要执行LBT，因此可以避免RRH间冲突。此外，由于CP RRH 1104a仅使用一个子带来提供CP信令，因此使定制C-RAN中的其余RRH(例如，非CP RRH 1104b)可用于使用频谱中(例如，非授权频谱)的其他子带来提供UP内容。应当注意的是，从UE 1106的角度来看，UE 1106可能需要与CP RRH 1104a和非CPRRH1104b保持双连接。
图12A和12B是本申请一较佳实施例的采用时隙交替LBT过程的定制C-RAN的示意图。在本实施例中，定制的C-RAN 1200A示出了在时间T1期间采用交替的LBT过程的定制C-RAN，而定制的C-RAN 1200B示出了在时间T2期间采用交替的LBT过程的定制的C-RAN。在图12A和12B中，定制的C-RANs 1200A和1200B包括BBU 1202，RRH 1204a和RRH 1204b，其中BBU1202与RRH 1204a和RRH 1204b通信连接。
在时间T1期间，RRH 1204a被选择并专用于提供CP信令，并且CP信令信息共享于定制C-RAN 1200A下的覆盖范围内的所有连接的RRH(包括RRH 1204a和1204b)。RRH 1204a通过使用全向波束成形在非授权CP子带1220中发送CP信令。RRH 1204b被禁止使用非授权CP子带1220。此外，连接到BBU 1202的其他RRH被禁止使用非授权CP子带1220进行CP/UP传输。
CP波束1216a可以占用比UP波束1218a到1218n占用的UP子带的带宽(例如，从20-280MHz)更小的带宽(例如，大约10MHz)。例如，UP波束1218a到1218n可以各自具有它们的带宽，例如，基于它们的特定服务UE的UL/DL要求来调整。例如，UP波束1218a具有280MHz的带宽，而UP波束1218m具有20MHz的带宽。每个UP波束的带宽可以取决于被服务的UE所需的数据传输速率。RRH 1204a可以配置有更高的发射功率，以保证RRH 1204a的全向CP波束1216a能够覆盖由RRH形成的定向UP波束。
在时间T1期间，RRH 1204a被选择专用于使用全向CP波束1216a提供CP信令传输，而RRH 1204a和1204b(以及图12A中未明确示出的定制C-RAN 1200A下的其他RRHd)能够使用定向UP波束1218a到1218n发送UP内容。CP波束1216a包括在所有RRH覆盖范围内(包括RRH1204a和1204b)的所有UP波束的所有必要信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)。例如，针对所有RRH共享(例如，相同)CP信令信息。这样，在时间T1期间，RRH的覆盖范围内的所有UEs可以基于CP波束1216a提供的CP信息与RRH 1204a同步，以用于通过一个或多个UP波束1218a到1218n的后续UP内容(例如，DL/UL)传输。也就是说，在时间T1期间，UP波束1218a到1218n都依赖于CP波束1216a来为其后续的UP数据传输提供所有必要的信息。
应该理解的是，CP波束1216a的波束图案不需要是全向的。例如，CP波束1216a可以具有波束图案(例如，非单向波束图案)，其具有比RRH的覆盖范围下的所有UP波束(例如，UP波束1218a到1218n)的波束宽度更宽(例如，具有更宽的接入覆盖)的波束宽度。
在时间T2(即，紧接在时间T1期满之后)，RRH 1204a释放非授权CP子带1220的资源以便符合LBT规则，而在RRH 1204a发布之后，RRH 1204b立即接管非授权的CP子带1220。，并继续使用非授权的CP子带1220在定制的C-RAN 1200B下为所有连接的RRH广播CP信令信息。
在时间T2期间，RRH 1204b被选择并专用于提供CP信令传输，并且CP信令信息共享于定制C-RAN 1200B下的覆盖范围内的所有连接的RRH(包括RRH 1204a和1204b)。RRH1204b通过使用全向波束成形在非授权CP子带1220中发送CP信令。RRH 1204a被禁止使用非授权CP子带1220。此外，连接到BBU 1202的其他RRH被禁止使用非授权CP子带1220进行CP/UP传输。
CP波束1216b可以占用比UP波束1218a到1218n占用的UP子带的带宽(例如，从20-280MHz)更小的带宽(例如，大约10MHz)。例如，UP波束1218a到1218n可以各自具有它们自己的带宽，例如，基于它们的特定服务UE的UL/DL要求来调整。例如，UP波束1218a具有280MHz的带宽，而UP波束1218m具有20MHz的带宽。每个UP波束的带宽可以取决于被服务的UE所需的数据传输速率。RRH 1204b可以配置有更高的发射功率，以保证RRH 1204b的全向CP波束1216b能够覆盖由RRH形成的定向UP波束。
在时间T2，RRH 1204b被选择专用于使用全向CP波束1216B提供CP信令传输，而RRH1204A和1204b(和图12B中未明确地示出的定制C-RAN 1200B下的其他的RRH)能够使用定向UP波束1218a到1218n发送UP内容。CP波束1216b包括在所有RRH覆盖范围内(包括RRH1204a和1204b)的所有UP波束的所有必要信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)。这样，在时间T2期间，RRH的覆盖范围内的所有UEs可以基于由CP波束1216b提供的CP信息与RRH 1204b同步，以用于通过一个或多个UP波束1218a到1218n的后续UP内容(例如，DL/UL)传输。也就是说，在时间T2期间，UP波束1218a到1218n都依赖于CP波束1216b来为其后续的UP数据传输提供所有必要的信息。
应该理解的是，CP波束1216b的波束图案不需要是全向的。例如，CP波束1216b可以具有波束图案(例如，非单向波束图案)，波束图案具有比RRH的覆盖范围下的所有UP波束(例如，UP波束1218a到1218n波束宽度)更宽的波束宽度(例如，具有更宽的接入覆盖范围)。
在本实施例中，由于RRH 1204a和RRH 1204b具有确切地知道对方用于占用非授权CP子带1220(例如，通过BBU 1202)的允许持续时间，RRH 1204a和RRH 1204b可以在对方其他允许操作时间到期时立即占用非授权CP子带1220，并在所述非授权CP子带1220上交替地执行LBT。因此，RRH 1204a和RRH 1204b可以一起作为一小组连续占用非授权CP子带1220以为定制的C-RAN 1200A和1200B下的所有连接的RRH提供CP信令信息。
从UE的角度来看，UE可以将分组的RRH视为单个RRH(UE不区分所述组内的单个RRH)并且通过CP子带执行关联。因此，基于来自UE的测量结果，适当的RRH可以通过定向波束成形使用其他子带向UE发送UP内容。UE还可能需要与RRH 1204a和RRH 1204b保持双连接，并且从BBU 1202接收关于RRH 1204a和RRH 1204b中的每一个何时将广播CP波束的指示。
在本实施例中，至少两个RRH(RRH 1204a和1204b)被配置为交替地执行LBT，以便在定制的C-RAN的覆盖范围内为所有RRH的UP内容传输提供一致且统一的CP覆盖。例如，当分组的RRH(例如，RRH 1204a和1204b)中的第一RRH(例如，RRH1204a)需要释放受LBT规则约束的非授权的资源时，分组的RRH中的其他RRsH之一(例如，RRH 1204b)可以在第一RRH释放非授权资源时立即执行LBT，以占用相同的资源。由于第一RRH释放非授权资源的确切时间是由组中的其他RRH(例如，RRH 1204b)预先知道的，组中的一个或多个其他RRH可以在第一RRH被允许使用非授权子带发送CP信令的时段到期时立即执行LBT。因此，分组RRH中的至少一个其他RRH可以占用非授权资源，使得分组的RRH可以连续地占用非授权的子带作为一组，以在定制的C-RAN下向所有UEs提供CP信令传输。同时，CP信令信息与分组的RRH相同或共享。分组的RRH之间的协调可以创建联合定向波束成形图案，使得两个或更多个定向波束图案可以彼此重叠。因此，可以实现传输数据速率和传输的鲁棒性。RRH可以应用不同级别的发射功率，以基于相应RRH的布置来实现统一覆盖。
图13是本申请一较佳实施例的采用交替LBT过程的定制C-RAN的信令过程的示意图。如图13所示，信令过程1300包括步骤1到11。
在步骤1中，BBU 1302将CP配置消息发送到分组的RRH(例如，RRH 1304a和1304b)。CP配置消息可以包括分配的CP子带，并且描述每个分组的RRH形成的CP波束的全向波束成形图案的参数(例如，发送功率，波束成形权重和相位)。在一个实施例中，RRH 1304a和1304b可以应用相同的参数以形成它们对应的CP波束图案(例如，全向波束图案)。在另一个实施例中，RRH1304a和1304b可以应用不同的参数以形成它们对应的CP波束图案(例如，全向波束图案)。BBU 1302可以使用列表来提供相应的指示。更具体地，BBU 1302可以为组中的每个RRH 1304a和1304b配置LBT行为的排序和持续时间。BBU 1302还可以确定所述组的每个成员的身份。例如，BBU 1302可以为连接的RRH执行分组过程。
在步骤2中，在接收到CP配置消息之后，RRH 1304a和1304b可以各自在指定的CP子带基于所请求的CP波束图案(例如，全向波束图案)的参数来配置其天线阵列的至少一部分。在步骤3中，在天线配置之后，RRH 1304a和1304b均可以向BBU 1302发送CP配置响应消息，以向BBU 1302通知配置的状态(例如，成功或失败)。RRH 1304a和1304b还可以指示CP配置响应消息中的失败原因，以便BBU 1302在必要时执行重新配置。
在步骤4中，在时间T1期间，RRH 1304a可以在通过非授权子带中的CP波束提供任何CP信令之前执行LBT过程，以确保非授权的子带(例如，信道)未被占用。在步骤5中，在执行LBT之后，如果尝试发送CP传输的RRH 1304a中的非授权特定子带可以自由使用(或未被占用)，则RRH 1304a可以使用CP波束(例如，图12中的CP波束1216a)来提供CP信令，所述CP信令具有全向波束图案，所述全向波束图案通过使用全向波束成形天线配置来使用特定子带(例如，图12中的CP子带1220)。例如，RRH 1304a可以在定制的C-RAN(例如，图12A中的定制的C-RAN 1200A)的覆盖范围内的所有分组的RRH(例如，RRH 1304a和1304b)下向所有UEs广播全向CP波束。
在步骤6中，UE 1306(例如，空闲或进入任何连接的RRH的覆盖范围)可以通过收发器电路获取CP信令信息，并且基于CP波束中的信息(例如，同步信令，系统信息，参考信令和信道配置)执行DL/UL同步。应当注意的是，UE 1306可以在时间T1期间仅从RRH 1304a接收CP信令。在步骤7中，知道T1的确切的到期时间(例如，根据LBT规则允许RRH 1304a占用非授权子带的资源的持续时间)，RRH 1304b可以在立即跟随到期的时间T1后的时间T2开始处启动LBT过程，去占用非授权子带的资源，以确保在分组的RRH内连续传输CP信令。信令过程1300的步骤8、9、10和11分别基本上类似于图9中的信令过程900的步骤7、8、9和10，因此为了简洁而省略。
本申请中描述的定制C-RAN部署和架构使得企业能够进行更大程度的定制。除了其他优点之外，上述定制的C-RAN可以消除使用授权频谱的授权费用，因为CP和UP内容可以完全在非授权频谱提供。

Claims (33)

1.一种用于射频拉远头RRH的方法，包括：
使用无线电资源中的第一波束提供控制平面CP信令；以及
基于所述CP信令使用所述无线电资源中的第二波束提供用户平面UP内容；
其中所述第二波束具有定向波束图案，所述CP信令由第一RRH使用所述无线电资源的子带或时隙提供，所述UP内容由第二RRH使用所述无线电资源的另一子带或另一时隙提供，以及所述第一RRH向所有由所述第二RRH传输的UP波束提供所述CP信令。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线电资源包括无线电频谱和时隙，所述无线电频谱包括授权频带或非授权频带。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一子带，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二子带。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一时隙，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二时隙。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一波束及所述第二波束为毫米波束。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述使用无线电资源中的所述第一波束提供所述CP信令之前执行先听后说LBT过程，以检查所述第一波束中广播的非授权子带是否未被占用。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用所述无线电资源中的第三波束提供另一CP信令；
基于所述另一CP信令，使用所述无线电资源中的第四波束提供另一UP内容；
其中所述第一波束和所述第二波束由所述第一RRH提供，所述第三波束和所述第四波束由所述第二RRH提供；
其中，所述第一RRH和所述第二RRH耦合到基带单元BBU；
其中，所述第一波束和所述第三波束使用所述无线电资源中的不同子带和/或不同时隙。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在使用所述无线电资源中的所述第二波束提供所述UP内容之前执行LBT过程以检查所述第二波束传送的非授权子带是否未被占用。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CP信令由至少两个RRH提供，所述至少两个RRH使用非授权的CP子带交替提供所述CP信令。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少两个RRH交替执行LBT过程是通过当其中一个RRH释放CP信令广播中的非授权子带时，另一个RRH立即执行LBT过程，以连续占用所述非授权子带。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CP信令包括同步信令、系统信息、参考信令和信道配置中的至少一个，并且所述UP内容包括用户数据和用户特定参考信令。
12.一种射频拉远头RRH，包括：一天线阵列，所述天线阵列用于：
使用无线电资源中的第一波束提供控制平面CP信令；以及
基于所述CP信令使用所述无线电资源中的第二波束提供用户平面UP内容；
其中所述第二波束具有定向波束图案，所述CP信令由第一RRH使用所述无线电资源的子带或时隙提供，所述UP内容由第二RRH使用所述无线电资源的另一子带或另一时隙提供，以及所述第一RRH向所有由所述第二RRH传输的UP波束提供所述CP信令。
13.如权利要求12所述的RRH，其特征在于，所述无线电资源包括无线电频谱和时隙，所述无线电频谱包括授权频带或非授权频带。
14.如权利要求13所述的RRH，其特征在于，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一子带，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二子带。
15.如权利要求13所述的RRH，其特征在于，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一时隙，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二时隙。
16.如权利要求12所述的RRH，其特征在于，所述第一波束及所述第二波束为毫米波束。
17.如权利要求12所述的RRH，其特征在于，在所述使用无线电资源中的所述第一波束提供所述CP信令之前执行先听后说LBT过程，以检查所述第一波束中广播的非授权子带是否未被占用。
18.如权利要求12所述的RRH，其特征在于，所述天线阵列还用于：
使用所述无线电资源中的第三波束提供另一CP信令；
基于所述另一CP信令，使用所述无线电资源中的第四波束提供另一UP内容；
其中所述第一波束和所述第二波束由所述第一RRH提供，所述第三波束和所述第四波束由所述第二RRH提供；
其中，所述第一RRH和所述第二RRH耦合到基带单元BBU；
其中，所述第一波束和所述第三波束使用所述无线电资源中的不同子带和/或不同时隙。
19.如权利要求12所述的RRH，其特征在于，所述天线阵列还用于：
在使用所述无线电资源中的所述第二波束提供所述UP内容之前执行LBT过程以检查所述第二波束传送的非授权子带是否未被占用。
20.如权利要求12所述的RRH，其特征在于，所述CP信令由至少两个RRH提供，所述至少两个RRH使用非授权的CP子带交替提供所述CP信令。
21.如权利要求20所述的RRH，其特征在于，所述至少两个RRH交替执行LBT过程是通过当其中一个RRH释放CP信令广播中的非授权子带时，另一个RRH立即执行LBT过程，以连续占用所述非授权子带。
22.如权利要求12所述的RRH，其特征在于，所述CP信令包括同步信令、系统信息、参考信令和信道配置中的至少一个，且所述UP内容包括用户数据和用户特定参考信令。
23.一种用户设备UE，包括：
一接收电路，所述接收电路用于：
通过无线电资源中的第一波束接收控制平面CP信令；以及
基于所述CP信令使用所述无线电资源中的第二波束接收用户平面UP内容；
其中所述第一波束提供比所述第二波束更宽的接入覆盖范围，
所述CP信令由第一RRH使用所述无线电资源的子带或时隙提供，所述UP内容由第二RRH使用所述无线电资源的另一子带或另一时隙提供。
24.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述无线电资源包括无线电频谱和时隙，且所述无线电频谱包括授权频带或非授权频带。
25.如权利要求24所述的UE，其特征在于，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一子带，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二子带。
26.如权利要求24所述的UE，其特征在于，所述第一波束使用所述无线电频谱的第一时隙，所述第二波束使用所述无线电频谱的第二时隙。
27.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述第一波束及所述第二波束是毫米波束。
28.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述第一波束具有全向波束图案。
29.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述第二波束具有定向波束图案。
30.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述第一波束及所述第二波束通过射频拉远头RRH传输至所述UE。
31.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述接收电路还用以：
使用所述无线电资源中的第三波束接收另一CP信令；
基于所述另一CP信令，使用所述无线电资源中的第四波束提接收另一UP内容；
其中所述第一波束和所述第二波束由所述第一RRH提供，所述第三波束和所述第四波束由所述第二RRH提供；
其中，所述第一RRH和所述第二RRH耦合到基带单元BBU；
其中，所述第一波束和所述第三波束使用所述无线电资源中的不同子带和/或不同时隙。
32.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述CP信令由至少两个RRH提供，所述至少两个RRH使用一非授权的CP子带交替提供所述CP信令。
33.如权利要求23所述的UE，其特征在于，所述CP信令包括同步信令、系统信息、参考信令和信道配置中的至少一个，且所述UP内容包括用户数据和用户特定参考信令。
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