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CN107925942B - 无线通信系统中的系统接入信息的分发 - Google Patents

无线通信系统中的系统接入信息的分发 Download PDF

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CN107925942B CN201580082417.XA CN201580082417A CN107925942B CN 107925942 B CN107925942 B CN 107925942B CN 201580082417 A CN201580082417 A CN 201580082417A CN 107925942 B CN107925942 B CN 107925942B
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Abstract

本公开涉及用于高效地发送由无线终端(200)用来接入无线通信网络(10)中的小区(20)的系统接入信息的方法。系统接入信息可以包括同步信号、系统信息或用于信道估计的参考信号。在本公开的示例性实施例中，无线通信网络(10)内的接入节点(100)可以被配置为在两个或更多个操作模式下操作。由接入节点发送的系统接入信息的信息密度根据操作模式而变化。例如，接入节点(100)可以通过改变所发送的系统接入信息的量或所发送的系统接入信息的周期来改变信息密度。

Description

无线通信系统中的系统接入信息的分发
技术领域
本公开一般涉及无线通信网络中的系统接入信息的分发，更具体地，涉及减少用于传输系统接入信息的能量的方法和装置。
背景技术
为了与长期演进(LTE)网络建立连接，无线终端(无线终端)需要与网络内的小区进行同步，从所选小区中的广播信道读取系统信息(SI)，并执行随机接入(RA)过程来建立与所选小区的连接。这些步骤中的第一步通常被称为小区搜索。
为了协助处于小区搜索过程中的无线终端，接入节点在下行链路上发送两个同步信号；主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。在每个小区中发送的同步信号包括对物理小区标识(PCI)进行编码的特定的一组序列。一旦执行了同步和PCI检测，无线终端就能够使用小区特定参考信号(CSRS)执行信道估计并且解码系统信息。系统信息(SI)包括诸如以下信息：下行链路和上行链路小区带宽、TDD情况下的上行链路/下行链路配置、与随机接入传输和上行链路功率控制有关的系统参数、以及类似的控制和配置信息。同步信号、系统信息(SI)和用于信道估计的参考信号在本文中统称为系统接入信息。
系统接入信息由网络以预定的时间间隔重复广播，以使得无线终端能够快速接入网络并在网络中操作。已经观察到，在LTE系统中，由于系统接入信息的传输，即使在具有很少业务或没有业务的小区中也存在高能耗。能耗的很大一部分是由于系统接入信息的不断传输。因此，这些信号的连续传输以较高的能耗为代价来减少接入网络的时间。
发明内容
本公开涉及用于高效地传输由无线终端用来接入无线通信网络中的小区的系统接入信息的方法。系统接入信息可以包括同步信号、系统信息或用于信道估计的参考信号。在本公开的示例性实施例中，网络内的接入节点可以被配置为在两个或更多个操作模式下操作。由接入节点发送的系统接入信息的信息密度根据操作模式而变化。例如，接入节点可以通过改变所发送的系统接入信息的量或所发送的系统接入信息的周期来改变信息密度。
在一个实施例中，操作模式包括正常功率模式(也被称为活动模式)和低功率模式(也被称为休眠操作模式)。在正常功率模式下传输更大的量的系统接入信息，而在低功率模式下传输更少的量的系统接入信息。在低功率模式下传输的信息通常不足以接入网络，但足以允许无线终端与接入节点同步。无线终端可以在上行链路信道上向接入节点发送请求以请求附加系统接入信息，以便获得网络接入。在一个示例性实施例中，响应于检测到请求，接入节点可以从低功率模式改变到正常模式，并发送附加系统接入信息。在其他实施例中，接入节点可以在保持低功率模式(即不改变操作模式)的同时向无线终端发送附加系统接入信息。
附图说明
图1示出了示例性通信网络。
图2示出了LTE系统的示例性时频网格。
图3示出了当使用频分双工(FDD)时的时域中的PSS和SSS帧和时隙结构。
图4从物理层的角度示出了某些广播信号。
图5示出了LTE网络中的系统信息的时域调度。
图6示出了用于传输系统信息的LTE网络中的物理下行链路共享信道(PDSCH)结构。
图7示出了用于传输汇总的系统信息的传输方案。
图8示出了由接入节点实现的用于传输系统接入信息的示例性过程。
图9示出了由无线终端实现的用于向接入节点请求系统接入信息的示例性过程。
图10示出了由接入节点实现的用于传输系统接入信息的示例性过程。
图11示出了由无线终端实现的用于向接入节点请求系统接入信息的示例性过程。
图12示出了接入节点。
图13示出了用于接入节点的处理电路。
图14示出了包括由接入节点执行以接收系统接入信息的代码的计算机程序产品。
图15示出了无线终端。
图16示出了用于无线终端的处理电路。
图17示出了包括由无线终端执行以接收系统接入信息的代码的计算机程序产品。
具体实施方式
现在转到附图，图1示出了根据本公开的一个示例性实施例的示例性通信网络10。在LTE标准的版本10中规定的长期演进(LTE)系统的上下文中描述本公开的示例性实施例。然而，本领域技术人员将理解，本文描述的技术和构思可应用于根据其他标准操作的通信网络10。
通信网络10包括在通信网络10的相应小区20中提供无线电覆盖的多个接入节点100。尽管在图1中仅示出了一个小区20，但是可以理解，通信网络10通常包括许多小区20。接入节点100与接入节点100所服务的相应小区内的无线终端200进行通信。
LTE在下行链路中使用正交频分复用(OFDM)，在上行链路中使用离散傅里叶变换(DFT)扩展OFDM。基本的LTE下行链路物理资源可被视为时频网格。图2示出了LTE的示例性OFDM时频网格50的一部分。一般而言，时频网格50被分成1ms的子帧。每个子帧包括多个OFDM符号。对于正常的循环前缀(CP)链路(其适用于预计多径弥散不会非常严重的情况)，子帧包括14个OFDM符号。如果使用扩展的循环前缀，则子帧包括12个OFDM符号。在频域中，物理资源被划分为间距为15KHz的相邻子载波。子载波的数量根据分配的系统带宽而变化。时频网格的最小元素是资源元素52。资源元素52包括在1个OFDM符号间隔期间的1个OFDM子载波。
为了建立与长期演进(LTE)网络的连接，无线终端200需要与网络10内的小区20同步，读取在所选小区20中广播的系统信息(SI)，并执行随机接入(RA)过程以与所选小区20建立连接。这些步骤中的第一步通常被称为小区搜索。
为了协助处于小区搜索过程中的无线终端200，接入节点100在下行链路上发送两个同步信号：主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。图3示出了在LTE FDD系统中传输的同步信号。在每个小区20中传输的同步信号包括对物理小区标识(PCI)进行编码的特定的一组序列。一旦执行了同步和PCI检测，无线终端200就能够使用小区特定参考信号(CSRS)执行信道估计并且解码系统信息。图4从物理层的角度示出了广播的信号(PSS/SSS/CSRS)。
系统信息(SI)包括关于以下内容的信息：下行链路和上行链路小区20带宽、TDD情况下的上行链路/下行链路配置、与随机接入传输和上行链路功率控制有关的系统参数、以及类似的控制和配置信息。无线终端200需要获取系统信息以接入网络10并在网络10内操作。
在LTE中，系统信息被组织成系统信息块(SIB)。每个SIB包含一组功能相关的系统参数。已经定义的SIB类型包括：
主信息块(MIB)，包括有限数量的最频繁传输的参数，这些参数对于无线终端200对网络10的初始接入而言是重要的。
系统信息块类型1(SIB1)，包含确定小区20是否适合于小区20选择所需的参数、以及关于其他SIB的时域调度的信息。
系统信息块类型2(SIB2)，包括公共和共享信道信息。
SIB3-SIB8，包括用于控制频率内、频率间和RAT间小区20重选的参数。
SIB9，用于发信号通知家庭eNodeB(HeNB)的名称。
SIB10-SIB12，包括地震和海啸警报服务(ETWS)通知和商业移动警告系统(CMAS)警报消息。
SIB13，包括MBMS相关控制信息(参见13.6.3.2节)。
SIB14，用于配置扩展接入类限制(EAB)。
SIB15，用于传送MBMS移动性相关信息。
SIB16，用于传送GPS相关信息。
系统信息块的列表多年来一直在扩大，并且预计在即将发布的LTE标准的版本中将继续增加。
接入节点100以预定时间间隔重复广播系统信息、同步信号和用于信道估计的参考信号(统称为系统接入信息)，以使无线终端200能够接入网络10并在网络10内操作。MIB和SIB1消息分别以40ms和80ms的周期进行广播。在MIB的情况下，在每个40ms周期期间重复传输4次，即每10ms传输一次。在SIB1的情况下，在每个周期中重复传输4次，即每20ms传输一次，但是对于每次传输具有不同的冗余版本。包含其他SIB的SI消息的时域调度是动态灵活的。每个SI消息在定义的周期性出现的时域窗口中传输。物理层控制信令指示将SI调度为在窗口内的哪些子帧中传输。用于不同SI消息的调度窗口(本文称为SI窗口)是连续的，即它们之间不存在重叠或间隙，并且具有可配置的公共链路。SI窗口可以包括其中不可能传输SI消息的子帧(诸如用于SIB1的子帧)，以及用于TDD中的上行链路的子帧。
图5示出了SI的时域调度的示例，其示出用于传送MIB、SIB1和四个附加SI消息的子帧。该示例使用十个子帧的SI窗口。传输SI信息的物理信道对于不同的SIB可能不同。例如，如图6所示，通过物理广播信道(PBCH)传输MIB，而通过物理下行链路共享信道(PDSCH)传输其他SIB，使得它们可以在频带的其他部分灵活地调度。
系统接入信息的分发包括典型接入节点100中的能耗的重要部分。即使在小区20内很少有业务或没有业务的情况下，系统接入信息也被连续地广播，使得进入小区20的无线终端200能够快速地获得网络接入。可能存在小区20不承载任何业务或不具有用户的情况。因此，如果网络10可以调整在这些时段期间广播的系统接入信息以使能耗最小化，则将具有潜在的优点。
一种最小化所广播的系统接入信息的量的方法是基于以下设计原则来汇总系统信息。
网络10中的一些接入节点100不需要广播系统信息。
传输系统信息的接入节点100可以汇总并传输系统中的多个接入节点100的系统信息。例如，汇总的系统信息可以包含在接入信息表(AIT)中。
AIT可以被频繁地传输(例如每几十毫秒)或很少传输(例如每几秒钟)。
AIT中的每个条目可以包含用于网络接入的基本信息，类似于MIB/SIB1/SIB2中包含的LTE中的基本信息。
每个接入节点100/小区20可以传输与AIT中的条目相关联的系统签名索引(SSI)。
SSI可以具有与LTE中的PSS/SS同步信号相似的属性和特性。
检测到SSI并具有有效存储的AIT的无线终端200知道用于接入该接入节点100/小区20的基本系统信息。
SSI可以被经常传输(几十到几百毫秒)。
图7中显示了上述系统信息汇总方法的示例。这种方法旨在减少广播信息的量，假定大部分时间无线终端200能够根据先前接收到的AIT的内部存储的副本来接入可能的配置。无线终端200可以使用可被称为系统签名(即SSI)的广播索引来指向针对给定区域的正确配置。
尽管上述汇总方法着重致力于最小化网络能耗，但是当无线终端200在接入系统之前没有先验信息时，该方法可能影响接入延迟。这种情况可能发生在系统信息配置(例如，AIT)非常不频繁地(例如10秒)广播的系统中。即使更频繁地广播索引，也可能存在无线终端200需要获取新配置的情况，这会增加接入系统所需的时间。因此，尽管汇总系统信息方法减少了所广播的系统信息的量，并因此降低了低业务量情况下的能耗，但是在无线终端200不具有先验信息并因此需要获取系统信息配置的情况下可能导致非常长的延迟。
用于减少能耗的替代方法是，在小区20中有很少用户业务或者没有用户业务时减少所传输的系统接入信息的量。在这种方法中，接入节点100可以被配置为出于分发系统接入信息的目的而在两个或更多个操作模式下操作。系统接入信息的信息密度根据操作模式而变化。例如，接入节点100可以通过改变所传输的系统接入信息的量或所传输的系统接入信息的周期来改变信息密度。
一个实施例中的操作模式可以包括正常功率模式和低功率模式。在正常功率模式下，接入节点100用为了快速网络接入而选择的信息密度传输第一系统接入信息。在低功率模式下，接入节点100用为了节能而选择的信息密度传输第二系统接入信息，该信息密度小于正常功率模式下的信息密度。信息密度的降低可以通过以下方法来实现：传输比在正常功率模式下传输的全部系统信息更少的系统信息，与正常功率模式相比传输更少的同步信号和/或传输更少数量的参考符号。在低功率模式下传输的系统信息可以是在正常功率模式下传输的系统信息的子集，和/或可以包含在正常功率模式下不传输的附加系统信息。在其他实施例中，可以通过改变系统信息、同步信号和/或用于信道估计的参考信号的周期，来实现信息密度的降低。接入节点100或集中式网络节点基于例如如下因素来确定操作模式：小区20中的小区负载和无线终端200活动；相邻小区20中的小区负载、无线终端200活动、一天中的时间或关于小区负载和无线终端200活动的统计信息。本领域的技术人员将理解，该因素列表不是穷尽的，也可以考虑其他因素。
在一个示例性实施例中，位于网络节点之一中的中央管理实体可以根据“区域活动”将某个区域中的接入节点100配置为以不同的操作模式之一进行操作。该区域可以包括小区20、小区20的组、波束(当使用波束成形时)或无线电接入技术(RAT)的组。区域活动可以通过该区域中的系统接入尝试的频率和/或数量来测量。作为一般规则，接入尝试的频率或次数大于阈值的区域可以被配置为在正常功率模式下操作。具有较低频率或次数的接入尝试的区域可以被配置为在低功率模式之一下操作。在一些实施例中，管理实体可以基于关于小区20负载和无线终端200活动的统计信息来配置特定区域内的接入节点100。而且，管理实体可以将特定区域内的接入节点100配置为在一天中的不同时间以不同的模式进行操作。
当可能以不同的操作模式操作时，正常功率模式可以由广播的系统接入信息的最大量来定义。低功率模式可以由广播的系统接入信息的最小量来定义。例如，接入节点100可以在正常功率模式下传输最大量的系统信息，并且在低功率模式下传输少于全部系统信息的系统信息。类似地，接入节点100可以在正常功率模式下传输最大数目或最大量的同步信号和/或参考信号(例如，CCSRS)，并且在低功率模式下传输较少的同步信号和/或参考信号。本领域技术人员将会理解，可以用系统接入信息的不同配置来定义附加的操作模式。
接入节点操作
在一个示例性实施例中，服务于无线终端200的接入节点100或其他网络节点向由接入节点100覆盖的区域中的无线终端200指示接入节点100的当前操作模式。关于当前操作模式的信息可以在广播信道上传输、编码在参考信号中和/或包括在系统信息中。在一个示例性实施例中，当前操作模式由标识节点、波束或区域的序列标识(S_ID)携带。可以定义不需要由接入节点100通知的默认操作模式。因此，不支持不同操作模式的接入节点100不需要指示接入节点100被配置的操作模式。而且，本领域技术人员将会理解，当前的操作模式可以通过某些信号的存在或不存在来隐式地通知。例如，某些参考信号和/或系统信息的存在或不存在可以隐式地向无线终端200指示接入节点100的当前操作模式。而且，可以在不同的操作模式下传输不同的同步信号。
在一些实施例中，接入节点100可以在低功率模式下传输一组有限的系统接入信息。该组有限的系统接入信息可以包括同步信号和一组有限的系统信息，这里被称为初始系统信息(ISI)。该组有限的系统接入信息可以用于检查是否允许接入小区20，如果是，则实现同步并向接入节点100发送接入请求以请求进一步的系统接入信息。ISI可以包含与接入网络10的过程有关的信息。在一个示例性实施例中，ISI包含指示在该小区20中是否允许网络接入的允许接入(AA)标志。接入节点100还可以传输PSS和SSS以使得无线终端200能够与小区20同步。在获得同步之后，无线终端200可以读取ISI以确定是否允许网络接入，如果是，则在上行链路信道上向接入节点100发送接入请求，以请求接入节点100传输附加的系统接入信息。该请求可以例如在物理上行链路控制信道(PUCH)上传输，或者可以被编码到在随机接入信道(RACH)上传输的前导码中。传输ISI的周期可以调整，以减少能耗或减少接入网络10所需的时间。为了减少能耗，可以使用更长的时间窗或周期来传输ISI。为了减少无线终端200接入网络10所需的时间，可以使用ISI的较短的时间窗或周期。因此，时间窗或周期的选择将表示能耗与接入网络10所需的时间量之间的折衷。
在一些实施例中，接入节点100可以被配置为响应于从无线终端200接收到接入请求而改变其操作模式。在一个示例性实施例中，在接收到接入请求时，接入节点100确定是否允许改变其操作模式。例如，可以禁止接入节点100在预计有很少业务或没有业务的、一天中的某些时间改变其操作模式。当禁止操作模式的改变时，接入节点100可以忽略该接入请求。在这种情况下，无线终端200可以搜索其他小区20。如果允许操作模式的改变，则接入节点100响应于从无线终端200接收到接入请求而改变到正常功率模式或其他操作模式，并开始传输为正常功率模式配置的系统接入信息。在一些实施例中，接入节点100可以从低功率模式切换到提供附加的系统接入信息的中间模式，其将使得无线终端200能够接入小区20而不切换到正常功率模式。
系统信息和/或参考信号可以由接入节点100在预定义的下行链路资源或信道(即，无线终端200已知的或之前通知给无线终端200的预定义的时隙和频率)中传输。
在一些实施例中，处于低功率模式的接入节点100可以被配置为响应于检测到来自无线终端200的接入请求而在保持低功率模式(即，不改变操作模式)的同时向无线终端200发送附加的系统接入信息。在一个示例性实施例中，响应于接入请求发送的附加系统接入信息在预定义的时频资源上传输。例如，预定义的时隙和频率可以被保留用于附加的系统接入信息。预定义的时隙可以是无线电帧或子帧内的固定时隙，或者可以包括相对于接入请求的定时定义的时间窗中的时隙(例如，接入请求之后的第四子帧中的第三时隙)。
在一些实施例中，用于附加系统接入信息的下行链路资源可以由接入请求来指示。例如，附加系统接入信息可以在传输接入请求之后的固定时隙或时间窗中传输。类似地，频率资源可以由接入请求的频率、格式或值、或者发送或接收接入请求的时隙来定义。
在一个示例性实施例中，接入节点100可以被配置为传输附加系统接入信息，并且在此之后禁止传输系统接入信息，除非接收到来自相同无线终端200或不同无线终端200的另一接入请求。在一个示例性实施例中，接入节点100可以在不改变操作模式的情况下响应于接入请求以预定次数传输附加系统接入信息。在预定数量的传输之后，接入节点100禁止传输附加系统接入信息。
在一些实施例中，接入节点100可以被配置为以相对较长的周期(例如每2-10秒)在低功率模式下传输附加系统接入信息。响应于接入请求的检测，接入节点100可以移动用于传输附加系统接入信息的时间窗，以从无线终端200的角度减少获取时间。
在一些实施例中，接入节点100可以被配置为当其从一个操作模式转换到另一个操作模式时通知相邻小区20中的接入节点100。例如，接入节点100可以被配置为通过回程链路向相邻小区20中的接入节点100发送激活信号，以激活无线终端200进行相邻小区20测量所需的信号，诸如移动性参考信号。因此，发送了接入请求的无线终端200将能够接入网络10并执行小区20选择和重选所需的测量。
图8示出了当接入节点100处于低功率模式时由接入节点100实现的示例性过程300。该过程在接入节点100进入低功率模式时开始。当处于低功率模式时，如前所述，接入节点100可以发送一组有限的系统接入信息(框305)。当处于低功率模式时，接入节点100定期检查由接入节点100的覆盖区域中的无线终端200执行的接入请求的传输(框310)。如果没有检测到接入请求，则接入节点100保持低功率模式。如果检测到接入请求，则接入节点100确定是否改变操作模式(框315)。如果确定改变操作模式(框320)，则接入节点100改变操作模式并开始传输用于新操作模式的系统接入信息(框325)。在一个示例性实施例中，接入节点100从低功率模式切换到正常功率模式，并且传输最大的一组系统接入信息。如果接入节点100决定不改变模式(框320)，则接入节点100可以在不改变操作模式的情况下发送附加系统接入信息，或者可以向无线终端200发送另一响应(框330)。在一些实施例中，该响应可以包括指示无线终端200禁止发送其它的接入请求的停止指示或退避指示。在其他实施例中，接入节点100可以通过发送附加系统接入信息来进行响应而不改变操作模式。接入节点100可以将附加系统接入信息重复预定次数，然后禁止再发送附加系统接入信息。
无线终端200操作
无线终端200可以被配置为识别接入节点100的不同操作模式。通常，需要接入网络10的无线终端200将获取同步并读取由接入节点100传输的系统信息。无线终端200可以被配置为检测接入节点100的当前操作模式。在一些实施例中，接入节点100的当前操作模式可由接入节点100以模式指示的形式来显式地通知，该模式指示作为系统信息的一部分而传输。在其它实施例中，接入节点100的当前操作模式可以通过某些系统信息和/或参考信号的存在或不存在而隐式地通知给无线终端200。在一些实施例中，在由接入节点100以低功率模式传输的ISI中，显式地通知操作模式。在其它实施例中，通过将操作模式编码到由接入节点100传输的其他信号(诸如S_ID和/或参考信号)中，显式地通知操作模式。如前所述，ISI还可以包括指示是否允许接入小区20的允许接入(AA)标志。如果接入节点100处于低功率模式并且AA标记被设置为允许网络接入，则无线终端200可以向接入节点100发送接入请求以获取接入小区20所需的附加系统接入信息。在传输接入请求后，无线终端200开始监视来自接入节点100的响应。
在一些实施例中，无线终端200可以具有无线终端200附近的接入节点的先验知识。无线终端200可以启动定时器并监视下行链路信道以接收系统接入信息。如果无线终端200在定时器期满之前没有接收到系统接入信息，则无线终端可以假定接入节点处于低功率模式，并向接入节点发送接入请求。在该实施例中，无线终端200可以具有接入节点的先验知识。
在一些实施例中，接入请求可由无线终端200在预定义的下行链路资源或信道(即，预定义的时隙和频率)中传输。用于传输接入请求的预定义的下行链路资源可以在时间和/或频率上是固定的。接入请求可以对于所有无线终端200是相同的，或者可以对于不同的无线终端200是不同的。在一些实施例中，可以向不同的无线终端200分发不同的UL资源来传输接入请求，以避免冲突和干扰。在其他实施例中，无线终端200可以被配置为在相同的时频资源上传输相同的接入请求。在这种情况下，来自不同无线终端200的传输可以通过无线方式进行组合，并且以类似于多径传输的情况的方式被接入节点100检测为单个传输。接入请求的位置和格式可以针对所有场景都是固定的，可以由网络10中的管理实体来配置，也可以由标准来指定。在一个示例性实施例中，固定配置的有限集合可以由适用的标准来指定，并且管理实体可以使用有限集合中的固定配置之一来配置接入节点100。
在一些实施例中，接入请求可以具有与用于LTE中的随机接入的专用前导码相似的格式。该类似前导码的格式可以由标准预定义，并且因此被无线终端200所知晓。在其它实施例中，接入请求的格式可以在由以低功率模式操作的接入节点100传输的一组有限的ISI中通知给无线终端200。
无线终端200可以被配置为在发送接入请求之后监听来自接入节点100的响应。在一个示例性实施例中，无线终端200开始在预定义的下行链路资源中监视进一步的系统接入信息。如前所述，用于附加系统接入信息的下行链路资源可以在时间和/或频率上是固定的。在其他实施例中，附加系统信息和/或参考信号的定时和/或频率可以取决于请求的时间和/或频率。例如，在一个实施例中，接入节点100可以在接入请求的传输之后的特定时隙中、或者在指定的时间窗中进行传输。该时隙或时间窗可以由时间偏移量来确定，该时间偏移量由标准规定，或作为ISI的一部分被通知给无线终端200。类似地，附加系统接入信息的频率资源可以是用于传输接入请求的相同频率，也可以是取决于接入请求的频率的选定频率。
在一些实施例中，如果没有从接入节点100接收到响应，则无线终端200可以被配置为重传接入请求。例如，无线终端200可以在其发送接入请求时启动重传定时器。如果重传定时器在没有来自接入节点100的响应的情况下到期，则无线终端200可以发送另一个接入请求。定时器可以在每次发送接入请求时重新启动，并且当收到附加系统接入信息时停止。在一个实施例中，无线终端200可以被配置为在预定的最大发送次数之后停止发送接入请求。最大发送次数可以由标准规定，也可以作为ISI的一部分被通知。在一些实施例中，当进行了最大次数的发送而没有响应时，可以触发对较高层协议的通知。例如，通知可以被发送到无线电资源管理(RRM)实体并且导致小区20重选或者RAT间选择。
在一些实施例中，无线终端200可以从接入节点100接收请求无线终端200停止发送请求的指示。在一个实施例中，该指示可以包括指示无线终端200停止发送接入请求的停止指示。在其他实施例中，该指示可以包括退避指示，其指示无线终端200停止发送接入请求，直到某个退避时段已经到期。退避时段可以在标准中预定义。备选地，退避时段可以包括在传输给无线终端200的ISI中，或者由该指示的值指定。在一些实施例中，预定义的退避窗口可以在标准中定义或者通知给无线终端200。无线终端200可以被配置为在退避窗口中随机地选择传输下一个接入请求的时隙。
图9示出了由无线终端200实现的示例性过程400，该无线终端200需要从处于低功率模式的接入节点100获取系统接入信息。在本实施例中假设存在包括正常功率模式和低功率模式在内的两种或更多种操作模式。无线终端200读取由接入节点100发送的系统接入信息(框405)。在一些实施例中，无线终端200可以可选地基于接收到的系统接入信息来检测接入节点100的操作模式(框410)。在一个实施例中，检测操作模式可以通过与接入节点100同步并读取由接入节点100传输的系统接入信息来完成。基于接收到的系统接入信息和/或检测到的操作模式，无线终端200确定是否需要附加系统接入信息来接入网络10(框415)。如果不需要，则该过程结束，并且无线终端200可以执行随机接入过程以接入网络10(框435)。如果需要更多信息，则无线终端200可以可选地确定是否允许传输接入请求(框420)。如前所述，接入节点100可以在低功率模式下传输AA标志作为ISI的一部分，以指示是否允许接入小区20。在一些实施例中，假定在没有明确禁止的情况下允许对网络10的接入。如果不允许接入或禁止接入，则该过程结束(框435)，并且无线终端200可以搜索另一个小区20。如果允许接入，则无线终端200向接入节点100传输接入请求(框425)，并监听来自接入节点100的响应(框430)。在一些实施例中，无线终端200可以从接入节点100接收停止指示或退避指示，其指示无线终端200禁止发送另一个接入请求。在其他实施例中，无线终端200可以接收响应于接入请求的附加系统接入信息。而且，如前所述，如果在预定时间段内没有接收到响应，则无线终端200可以被配置为重新发送接入请求。
图10示出了根据一个实施例的由接入节点100实现的示例性方法500。接入节点100在正常功率模式和低功率模式之间交替(框505)。接入节点100可以基于一天中的时间、接入节点100在预定时段内接收到的上行链路信号的量和/或接入节点100的负载，在正常功率模式和低功率模式之间交替。当处于正常功率模式时，接入节点100向接入节点100的覆盖区域中的无线终端200传输具有第一信息密度的第一系统接入信息(框510)。在低功率模式下，接入节点100向接入节点100的覆盖区域中的无线终端200传输具有第二信息密度的第二系统接入信息(框515)。第二信息密度低于第一信息密度，从而与第一接入信息相比，传输第二接入信息所消耗的能量较少。
第一和第二系统接入信息可以包括系统信息、同步信号和/或用于信道信息的参考信号。通过传输比以正常功率模式传输的全部系统接入信息要少的系统接入信息，可以降低低功率模式下的系统接入信息的信息密度。例如，接入节点100可以传输比全部系统信息要少的系统信息和/或较少的参考信号。备选地，通过改变全部或部分系统接入信息的周期，可以降低低功率模式下的系统接入信息的信息密度。例如，系统信息、同步信号和/或用于信道估计的参考信号的周期可以在低功率模式下增大。
当处于低功率模式时，接入节点100从无线终端200接收针对附加系统接入信息的接入请求(框520)。响应于该接入请求，接入节点100向发出请求的无线终端200发送附加系统接入信息(框525)。在一个实施例中，接入节点100改变到正常功率模式或其它操作模式，并在新操作模式下传输附加系统接入信息。在传输附加系统接入信息之后，接入节点100可以返回到之前的操作模式、保持在新的操作模式、或者改变到又一个操作模式。在一些实施例中，接入节点100可以在保持低功率模式的同时向发出请求的无线终端200发送附加系统接入信息。
在一些实施例中，附加系统接入信息在接入请求所指示的下行链路资源上传输。例如，可以通过接收到请求的时隙、请求的格式或者接入请求的值中的至少一个来指示下行链路资源。在一些实施例中，接收到接入请求的时隙指示用于传输附加系统接入信息的时隙或时间窗。在实施例中，接收到接入请求的频率指示用于传输附加系统接入信息的频率。
图11示出了由尝试接入无线通信网络10中的小区20的无线终端200实现的示例性方法600。该方法从无线终端200启动定时器开始(框605)。在启动定时器之后，无线终端200在下行链路信道上监视由接入节点100在下行链路信道上发送的系统接入信息(框610)。系统接入信息可以包括系统信息、同步信号和/或用于信道估计的参考信号。如果定时器在检测到系统接入信息之前到期，则无线终端200在上行链路信道上向接入节点100发送第一接入请求以请求系统接入信息(框615)。无线终端200在下行链路信道上从接入节点100接收响应于该接入请求的系统接入信息(框620)。在一些实施例中，无线终端200可以发送针对系统接入信息的第一接入请求，并且从接入节点100接收响应于第一接入请求的退避指示，其指示无线终端200禁止发送另一个请求，直至退避定时器到期为止。响应于该退避指示，无线终端200可以从退避窗口中选择时隙并向接入节点100发送第二接入请求。
在一些实施例中，接入请求指示用于传输系统接入信息的下行链路资源。例如，可以通过传输请求的时隙、传输接入请求的频率、接入请求的格式或接入请求的值中的至少一个来指示下行链路资源。在一些实施例中，用于传输系统接入信息的时隙或时间窗由传输请求的时隙指示。在其他实施例中，传输系统接入信息的频率由传输请求的频率来指示。
图12示出了被配置为如本文所述进行操作的示例性接入节点100。接入节点100包括处理电路110、存储器130和接口电路160。处理电路110控制如本文所述的接入节点100的操作。处理电路110可以包括一个或多个微处理器、微控制器、硬件电路、固件或其组合。存储器130存储处理电路所需的程序指令和数据。永久性数据和由处理电路110执行的程序指令可以存储在非易失性存储器中，诸如只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他非易失性存储器设备。可以提供诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性存储器来存储临时数据。存储器230可以包括一个或多个分立存储器设备，或者可以与处理电路110集成。接口电路160包括全功能收发器，其包括用于通过无线信道与接入节点100所服务的小区中的无线终端进行通信的发射器和接收器。在一个示例性实施例中，接口电路160包括根据LTE(版本10)标准操作的蜂窝收发器电路。
图13示出了示例性处理电路110的主要功能组件。处理电路110包括模式控制单元115、配置单元120和发送单元125。模式控制单元115、配置单元120和发送单元125可以由一个或多个微处理器、微控制器、硬件、固件或其组合来实现。在一个实施例中，模式控制单元115、配置单元120和发送单元120由单个微处理器和/或微控制器实现。在其他实施例中，模式控制单元115、配置单元120和发送单元125的功能可以分布在两个或更多个微处理器、微控制器或硬件电路中。
模式控制单元115的主要功能是控制接入节点100的操作模式。模式控制单元115可以基于一天中的时间、接入节点所服务的小区内的小区负载或用户标识来自主地确定操作模式。在一些实施例中，模式控制单元可以向无线通信网络10内的管理实体报告与操作模式相关的变量。管理实体可以基于由模式控制单元提供的信息来指示接入节点的操作模式。
配置单元120响应于来自模式控制单元115的控制信号来针对选择的操作模式配置接入节点100。该配置包括配置由接入节点在每个操作模式下传输的系统信息、同步信号以及参考信号。发送单元125负责响应来自无线终端的接入请求，并负责格式化和发送系统接入信息。
图14示出了包括由接入节点100执行的程序代码的示例性计算机程序产品135。计算机程序产品135可以存储在存储器130或其他计算机可读介质中。计算机程序产品135包括模式控制模块140、配置模块145和发送模块150。模式控制模块140包括由处理电路110执行的用于控制接入节点100的操作模式的程序代码。模式控制模块140包括用于基于一天中的时间、接入节点所服务的小区内的小区负载或用户标识来确定操作模式的代码。在一些实施例中，模式控制模块140包括用于向无线通信网络10内的管理实体报告与操作模式相关的变量的代码。管理实体可以基于由模式控制单元提供的信息来指示接入节点100的操作模式。
配置模块145包括由处理电路110执行以针对所选择的操作模式来配置接入节点100的程序代码。该配置包括配置由接入节点在每个操作模式下传输的系统信息、同步信号以及参考信号。发送模块150包括程序代码，该程序代码由处理电路110执行以响应来自无线终端的接入请求，并格式化和发送系统接入信息。
图15示出了配置为如本文所述进行操作的示例性无线终端200。无线终端200包括处理电路210、存储器240和接口电路280。处理电路210控制如本文所述的接入节点100的操作。处理电路210可以包括一个或多个微处理器、微控制器、硬件电路、固件或其组合。存储器240存储处理电路所需的程序指令和数据。由处理电路210执行的程序指令和永久数据可以被存储在非易失性存储器中，诸如只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他非易失性存储器设备。可以提供诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性存储器用于存储临时数据和程序指令。存储器240可以包括一个或多个分立存储器设备，或者可以与处理电路210集成。接口电路280包括全功能收发器，其包括用于通过无线信道与无线通信网络10中的接入节点100进行通信的发射器和接收器。在一个示例性实施例中，接口电路280包括根据如本文所述修改的LTE(版本10)标准进行操作的蜂窝收发器电路。
图16示出了示例性处理电路210的主要功能组件。处理电路210包括接收信号处理单元215、检测单元220和请求单元225。接收信号处理单元215、检测单元220和请求单元225可以由一个或多个微处理器、微控制器、硬件、固件或其组合来实现。在一个实施例中，接收信号处理单元215、检测单元220和请求单元225由单个微处理器和/或微控制器实现。在其他实施例中，接收信号处理单元215、检测单元220和请求单元225的功能可以分布在两个或更多个微处理器、微控制器或硬件电路中。
接收信号处理单元处理由无线终端100接收的包括同步信号、参考信号和系统信息信号在内的信号。由接收信号处理单元215执行的功能包括时间和频率同步、信道估计和系统信息的解码。检测单元220检测如本文所述的接入节点的当前操作模式。请求单元225负责向接入节点发送接入请求以请求附加系统接入信息。
图17示出了根据本公开的一个实施例的示例性计算机程序产品245，其可以存储在存储器240或其他非暂时性计算机可读介质中。计算机程序产品245包括接收信号处理模块250、检测模块255和请求模块260。接收信号处理模块250包括由处理电路210执行以处理由无线终端200接收的信号(包括同步信号、参考信号和系统信息信号)的代码。接收信号处理模块250包括用于进行时间和频率同步、信道估计和系统信息解码的代码。检测模块255包括由处理电路执行以如本文所述检测接入节点200的当前操作模式的代码。请求模块260包括由处理电路执行以向接入节点发送接入请求以请求附加系统接入信息的代码。
当在小区20内很少有活动或没有活动时，本文所述的过程使得网络10能够通过发送较少的系统接入信息来节约能量。如前所述，接入节点100可以在低功率模式下传输一组有限的系统接入。当无线终端200需要接入网络10时，无线终端200可以检测到接入节点100处于低功率模式，并向接入节点100发送接入请求。响应于接入请求，接入节点100可以改变操作模式，或者在保持低功率模式的同时发送附加系统接入信息。网络10内的接入节点100的操作模式可以被集中管理，或者可以以分布式的方式来管理。

Claims (26)

1.一种由无线通信系统(10)的小区中的接入节点(100)实现的方法，其特征在于：
在包括正常功率模式和低功率模式在内的两个或更多个操作模式之间交替；
在正常功率模式下，向所述接入节点(100)的覆盖区域中的无线终端(200)发送具有第一信息密度的第一系统接入信息；
在低功率模式下，向所述接入节点(100)的覆盖区域中的无线终端(200)发送具有第二信息密度的第二系统接入信息，所述第二信息密度低于所述第一信息密度，并且其中，在所述低功率模式下发送所述第二系统接入信息包括发送初始系统信息，所述初始系统信息包括：
少于在所述正常功率模式下发送的全部系统信息；以及
允许接入标记，所述允许接入标记指示在获得同步之后是否允许所述无线终端向由所述接入节点服务的小区发送针对附加系统接入信息的接入请求；
当处于所述低功率模式时，从所述无线终端(200)中的一个接收针对附加系统接入信息的接入请求；以及
响应于所述接入请求，向请求接入的所述无线终端(200)发送附加系统接入信息
其中，向请求接入的所述无线终端(200)发送附加系统接入信息包括：在保持在所述低功率模式的同时发送所述附加系统接入信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述低功率模式下发送第二系统接入信息包括以下中的至少一个：
与所述正常功率模式相比，发送少于全部的系统接入信息；以及
与所述正常功率模式相比，以更长的周期发送所述系统接入信息中的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始系统信息包括指示所述接入节点(100)的当前操作模式的信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述低功率模式下发送第二系统接入信息包括：发送用于与所述接入节点(100)同步的同步信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述低功率模式下发送第二系统接入信息包括：发送用于信道估计的参考信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在包括正常功率模式和低功率模式在内的两个或更多个操作模式之间交替包括：基于一天中的时间、所述接入节点(100)在预定时段内接收到的上行链路信号的量和/或所述接入节点(100)的负载，在所述正常功率模式和所述低功率模式之间交替。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述上行链路信号包括由所述接入节点(100)服务的所述小区中的所述无线终端(200)执行的系统接入尝试。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，向请求接入的无线终端(200)发送附加系统接入信息包括：在所述接入请求所指示的下行链路资源上发送所述附加系统接入信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述下行链路资源由接收所述接入请求的时隙、所述接入请求的格式、所述接入请求的值中的至少一个来指示。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，用于发送所述附加系统接入信息的时隙或时间窗由接收所述接入请求的时隙来指示。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，用于发送所述附加系统接入信息的频率由接收所述接入请求的频率来指示。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接入请求是第二接入请求，并且所述方法还包括：
在所述第二接入请求之前，从所述无线终端(200)接入针对附加系统接入信息的第一接入请求；以及
由所述接入节点响应于所述第一接入请求发送退避指示，所述退避指示指示所述无线终端(200)禁止发送其它的接入请求，直至退避时段到期为止。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述退避指示指示退避窗口，所述无线终端(200)在所述退避窗口期间选择用于发送所述第二接入请求的时隙。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述接入节点(100)向相邻小区中的一个或多个接入节点(100)发送激活接入请求，请求所述接入节点(100)发送无线终端(200)执行相邻小区测量所需的信号。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于：
向管理节点发送报告，所述报告指示给定时段内的系统接入尝试的数量和/或系统接入尝试发生的频繁程度；以及
接收响应于所述报告的关于何时在所述多个模式之间交替的指示。
16.一种包括一个或多个处理电路(110)的接入节点(100)，所述一个或多个处理电路(110)被配置为执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。
17.一种由无线终端(200)实现的方法，其特征在于：
启动定时器；
在下行链路信道上监视由接入节点(100)在所述下行链路信道上发送的初始系统接入信息，其中，所述初始系统信息包括允许接入标记，所述允许接入标记指示在获得同步之后是否允许所述无线终端向由所述接入节点服务的小区发送针对附加系统接入信息的接入请求；
在所述定时器到期之前，从所述接入节点接收所述初始系统信息；
基于所述初始系统信息，确定所述接入节点处于低功率模式并且允许接入；以及
响应于所述确定，在上行链路信道上向所述接入节点(100)发送接入请求以请求附加系统接入信息；以及
从所述接入节点(100)接收响应于所述接入请求的所述附加系统接入信息，其中所述附加系统接入信息是由所述接入节点(100)在保持在所述低功率模式的同时发送的。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在下行链路信道上监视所述初始系统接入信息包括：在所述下行链路信道上监视同步信号。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在下行链路信道上监视所述附加系统接入信息包括：在所述下行链路信道上监视用于信道估计的参考信号。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述接入请求指示用于发送所述附加系统接入信息的下行链路资源。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述下行链路资源由接收所述接入请求的时隙、所述接入请求的格式、所述接入请求的值中的至少一个来指示。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，用于发送附加系统信息、参考信号或这两者的时隙或时间窗由发送所述接入请求的时隙来指示。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，发送所述附加系统接入信息的频率由发送所述接入请求的频率来指示。
24.根据权利要求17所述的方法，其中，在上行链路信道上向所述接入节点(100)发送接入请求以请求所述附加系统接入信息以及从所述接入节点(100)接收响应于所述接入请求的所述附加系统接入信息包括：
向所述接入节点发送第一接入请求；
从所述接入节点接收退避指示，所述退避指示指示所述无线终端(200)禁止发送其它的接入请求，直到退避时段到期为止；
向所述接入节点发送第二接入请求；以及
接收响应于所述第二接入请求的所述附加系统接入信息。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述退避指示指示退避窗口，并且所述方法的特征还在于：
从所述退避窗口中选择时隙；以及
在选择的时隙中发送所述第二接入请求。
26.一种包括一个或多个处理电路(210)的无线终端(200)，所述一个或多个处理电路(210)被配置为实现根据权利要求17至25中任一项所述的方法。
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