專利名稱：寬帶碼分多址系統中初始接入時的頻間負荷均衡控制方法
技術領域：
本發明涉及寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access)系統(以下簡稱WCDMA)中一種負荷均衡方法，特別是根據小區及其同址同覆蓋小區的負荷測量值，即利用接收總寬帶功率(Received Total Wide band Power)(以下簡稱RTWP)和/或發射載波功率(Transmitted Carrier Power)(以下簡稱TCP)的情況來確定在有用戶設備(User Equipment，以下簡稱UE)初始接入時的頻間負荷均衡具體方法。
背景技術：
隨著移動通訊系統的廣泛應用和快速發展，移動系統中的很多關鍵技術也日趨完善，在實現用戶正常通信的同時也必須要考慮如何獲得最好的性能，取得對于系統和用戶設備都能獲得較好的令人滿意的效果，從系統的角度而言，希望盡可能接入更多的用戶。
在WCDMA系統中，UE在移動的過程中，所處的無線環境是時刻在變化著的，在UE遠離基站或無線環境變壞的時候，如果仍然保持原來的速率傳輸，為了保證其服務質量QoS(Quality of Service)，在閉環功率控制的作用下，基站必然會以更大的功率發送信號，系統的容量也會隨之發生變化。
WCDMA系統與其他系統(如GSM系統和CDMA系統)相比有許多特殊之處，軟容量、支持變速率業務是其一個大的特征，如果能夠通過適當措施可以使UE在負荷較小的小區中接收服務，對于系統來說，可以更好地保證負荷較高小區中后續UE的接入；對于用戶來說，可以得到相對較好的服務質量。對于采用同站址同覆蓋的異頻小區的區域，多個同覆蓋異載頻小區的容量之和構成了該區域所能達到的總容量，如何實現多載頻地區容量的最大化，是值得研究的一個課題。
專利申請號為00127302.7的專利“一種移動通信系統中負載平衡預處理的方法”，說明了在移動通信系統中，通過測量相鄰各小區的負荷情況，修改系統信息參數，即控制用戶選擇小區的參數，從而達到引導用戶在負荷相對較低的小區中接入。該專利所述的思想，只能用于同頻小區的處理，針對的是在尚未接入系統的潛在用戶，而對于存在異頻小區的情況如何處理，該專利沒有能夠給予說明，對于已經接入系統的用戶如何處理，專利中也沒有相應的處理方法。
發明內容
本發明的目的是解決現有技術規范中沒有針對WCDMA系統的負荷均衡具體實現方法，特別是針對具備同站址同覆蓋異頻小區，而提出了一種在初始接入時基于負荷測量的頻間負荷均衡方法。
本發明的技術方案包括如下步驟
(1)無線網絡控制器RNC(Radio Network Controller)從Node B處獲取反映負荷狀況的接收寬帶功率RTWP和發射載波功率TCP值；(2)在UE初始接入時，RNC根據預先設定的門限參數以及UE當前接入的小區負荷和同站址同覆蓋異頻小區的負荷，決定UE是否有必要均衡至異頻小區；(3)如果決定將該UE均衡至異頻小區，則異頻小區作為目標小區，在向該UE發送的連接建立消息中，發送相應異頻小區的信息；如果決定不均衡至異頻小區，則當前小區作為目標小區，發送本小區的信息；(4)UE在目標小區(該目標小區可能是本小區也可能是連接建立消息中指定的異頻小區)中返回建立完成消息。
在步驟(1)中無線網絡控制器(RNC)獲取小區負荷狀況的接收寬帶功率RTWP和發射載波功率TCP值，包括如下步驟；(1.1)RNC向Node B發送針對小區公共測量控制命令，要求測量接收寬帶功率RTWP和/或發射載波功率TCP值，并設定上報的條件，對于周期上報方式而言，需要設定上報的周期等，對于事件上報而言，需要設定上報的門限、觸發時間等；(1.2)Node B對相應小區的上行接收寬帶功率RTWP和/或發射載波功率TCP值，在達到RNC發來的測量控制命令中的上報條件時，上報至RNC；(1.3)RNC對Node B上報的結果進行存貯，以供需要時使用。
在上述步驟(2)中，無線網絡控制器RNC在有用戶設備UE接入發起連接請求(RRCConnection Request)時，查詢當前存貯的該小區的負荷狀況以及與該小區的異頻同覆蓋小區的負荷，對于負荷狀況的判決可以有如下幾種方法(2.1)在上行方向受限為主的系統中，可以僅選擇采用上行方向接收到的接收寬帶功率RTWP，作為各小區之間負荷比較的參考；(2.2)在下行方向受限為主的系統中，可以僅選擇采用下行方向發射載波功率TCP值，作為各小區之間負荷比較的參考；(2.3)在上、下行方向需要綜合考慮的系統中，可以同時采用上行方向接收到的接收寬帶功率RTWP和下行方向發射載波功率TCP值，作為各小區之間負荷比較的參考。
在上述步驟(3)中，RNC根據步驟(2)中所作出的決定，在相應的信息在相應的RRC連接建立(RRC Connection Setup)消息中帶給UE，可能包括如下內容A.該小區頻率信息；B.該小區的擾碼信息；C.無線鏈路資源信息。
在本發明的技術方案中，還可以考慮在本小區負荷在一定門限之下時，不管異頻同覆蓋小區的負荷狀況如何，都不將當前接入的UE均衡至異頻同覆蓋小區。在UE初始接入時，先判斷當前小區的負荷是否低于一個預先設置的門限值，如果是，則可以不進行后續判決，直接將當前小區作為目標小區；如果否，RNC根據預先設定的門限參數以及UE當前接入的小區負荷和同站址同覆蓋異頻小區的負荷，決定UE是否有必要均衡至異頻小區。
本發明所述的方法簡單、邏輯合理、效率高，能夠很好地保證WCDMA系統在UE初始接入時，并盡早使UE在負荷較低的小區中接受服務，使多個同覆蓋異載頻小區的負荷較好地實現均衡，從而實現整個系統容量的最大化，方便后續UE的順利接入。另外，本發明所述方法還可以從兩個方面避免可能出現的頻繁均衡處理。一方面是通過設定一個門限，在此門限之下，不管異頻同覆蓋小區的負荷狀況如何，都不必作均衡處理，認為此時在相對較高負荷的小區還能夠有較好的能力接納新的用戶；另一方面，在兩小區作負荷比較的時候，可以設定一個遲滯門限，在兩小區的負荷超出該遲滯門限時才真正作負荷均衡的處理，從而最大限度地維護當前接入UE的服務質量。
圖1是本發明的一種實施例初始接入時頻間負荷均衡的總流程圖；圖2是初始接入時頻間負荷均衡時RNC與Node B的消息流程圖。
圖3是初始接入時頻間負荷均衡時RNC與UE間的消息流程圖。
圖4是本發明的另一種實施例初始接入時頻間負荷均衡的總流程圖。
具體實施例方式
在3GPPTS25.331規范中，規定了在WCDMA系統中Node B的公共測量報告上報可以選擇兩種方式周期上報和事件觸發上報。本方法主要針對周期上報方式進行描述，但在事件觸發上報方式下同樣適用。
本發明充分利用WCDMA系統中NodeB上報的測量結果，在RNC中，根據上報的當前小區負荷情況及其異頻同覆蓋小區的負荷，綜合決定當前接入的UE是否有必要均衡至其他異載頻同覆蓋小區。
下面結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述在WCDMA系統中應用本發明所述方法，在測量控制命令中，對于公共測量采用的是周期上報方案，對于事件觸發上報方式也有重要參考意義。
本發明所述方法核心思想的流程如圖1所示，從圖1可以看出步驟101，RNC向NodeB發送公共測量控制命令(Common Measurement InitiationRequest)，要求NodeB周期測量并上報RTWP和/或TCP的測量值；在發送測量控制命令中，還包括周期上報的間隙(Report Periodicity)、過濾系數(Measurement Filter Coefficient)等；步驟102，NodeB接收RNC發來的專用測量控制命令，并根據要求進行測量，在上報條件滿足時上報測量結果；步驟103，RNC收到上報結果后，存儲NodeB上報的與各小區有關的RTWP和/或TCP值；RTWP是直接反映小區的上行干擾的情況的一個量，而TCP是直接反映小區下行發射功率的一個量，在小區規劃確定的條件下，兩個測量量分別能夠代表著一個小區的上下行的負荷情況；步驟104，在UE發起RRC連接請求時，比較當前小區與異頻同覆蓋小區的負荷情況(見步驟105)，選擇負荷較輕的小區作為目標小區，若當前小區負荷較低，則選擇當前小區作為目標小區(見步驟106)，否則選擇負荷較低的異頻小區作為目標小區(見步驟107)；步驟108，對于RRC連接建立在專用信道的情況，在目標小區的Node B建立相應的無線鏈路后，可以將鏈路的信息連同頻率信息等放于RRC連接建立消息(RRC Connection Setup)中發送至UE；步驟109，UE返回RRC連接建立完成消息(RRC Connection Setup Complete)，后續過程同正常的處理過程，即進行初始直傳等過程。
圖2是在處理過程中RNC與NodeB的消息流程。對應圖1中的(101)和(102)RNC向各Node B發送公共測量命令(Common Measurement Initiation Request)(步驟201)，命令中帶有測量量、上報方式、過濾系數等一些重要的信息；Node B在檢查認為自己的能力能夠勝任測量時，向RNC返回公共測量初始響應(Common Measurement InitiationResponse)(步驟202)，并開始進行測量，在測量的同時Node B發現達到上報條件時，NodeB在達到上報條件時，向RNC發送公共測量報告(Common Measurement Report)(步驟203)，對于周期上報方式，每隔一段時間就向RNC上報一次測量結果(步驟204)。
圖3是在處理過程中與UE相關的專用消息流程。對應圖1中的步驟(104)、(108)、(109)UE發起RRC連接請求(RRC Connection Request)(步驟301)，RNC在收到此連接請求之后，進行判決，然后決定建立無線鏈路的目標小區，并向目標小區的Node B發送無線鏈路建立請求(Radio Link Setup Request)(步驟302)，在Node B返回正確的無線鏈路建立響應(Radio Link Setup Response)(步驟303)之后，向UE發送RRC連接建立消息(RRC ConnectionSetup)(步驟304)，在消息中填上與目標小區和所建鏈路相關的一些信息，UE在完成空中的同步之后，向RNC返回RRC連接建立完成消息(RRC Connection Setup Complete)(步驟305)，然后進入正常的直傳過程。
為了避免過多的頻繁均衡動作發生，在圖4所示的另一種實施方案中，在圖1所示的實施方案的基礎上增加了步驟(110)，即優先判斷當前小區的負荷是否低于一個預先設置的門限值，如果是，則可以不進行后續判決，直接將當前小區作為目標小區。同時在步驟(105)中可以增加一個遲滯性的判決條件，即要求異頻小區的負荷比當前小區低一定的門限之下，才將異頻小區作為目標小區，這樣可以更有效降低由于頻率發生改變而導致的連接失敗的可能。
權利要求
1.寬帶碼分多址系統中初始接入時的頻間負荷均衡控制方法，包括如下步驟(1)無線網絡控制器從Node B處獲取反映負荷狀況的接收寬帶功率和發射載波功率值；(2)在用戶設備初始接入時，無線網絡控制器根據預先設定的門限參數以及用戶設備當前接入的小區負荷和同站址同覆蓋異頻小區的負荷，決定用戶設備是否有必要均衡至異頻小區；(3)如果決定將該用戶設備均衡至異頻小區，則異頻小區作為目標小區，在向該用戶設備發送的連接建立消息中，發送相應異頻小區的信息；如果決定不均衡至異頻小區，則當前小區作為目標小區，發送本小區的信息；(4)用戶設備在目標小區中返回建立完成消息。
2.權利要求1所述的寬帶碼分多址系統中初始接入時的頻間負荷均衡控制方法，其特征在于，所述步驟(1)包括如下步驟(1.1)無線網絡控制器向Node B發送針對小區公共測量控制命令，要求測量接收寬帶功率和/或發射載波功率值，并設定上報的條件，對于周期上報方式而言，需要設定上報的周期等，對于事件上報而言，需要設定上報的門限、觸發時間等；(1.2)Node B對相應小區的上行接收寬帶功率和/或發射載波功率值，在達到無線網絡控制器發來的測量控制命令中的上報條件時，上報至無線網絡控制器；(1.3)無線網絡控制器對Node B上報的結果進行存貯，以供需要時使用。
3.權利要求1所述的寬帶碼分多址系統中初始接入時的頻間負荷均衡控制方法，其特征在于所述步驟(2)中，無線網絡控制器在有用戶設備接入時，查詢當前存貯的該小區的負荷狀況以及與該小區的異頻同覆蓋小區的負荷，對于負荷狀況的判決可以有如下幾種方法(2.1)在上行方向受限為主的系統中，可以僅選擇采用上行方向接收到的接收寬帶功率，作為各小區之間負荷比較的參考；(2.2)在下行方向受限為主的系統中，可以僅選擇采用下行方向發射載波功率值，作為各小區之間負荷比較的參考；(2.3)在上、下行方向需要綜合考慮的系統中，可以同時采用上行方向接收到的接收寬帶功率和下行方向發射載波功率值，作為各小區之間負荷比較的參考。
4.權利要求1所述的寬帶碼分多址系統中初始接入時的頻間負荷均衡控制方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，無線網絡控制器向目標小區發送的信息，包括A.該小區頻率信息；B.該小區的擾碼信息；C.無線鏈路資源信息。
5.權利要求1至多任一權利要求所述的寬帶碼分多址系統中初始接入時的頻間負荷均衡控制方法，其特征在于在用戶設備初始接入時，先判斷當前小區的負荷是否低于一個預先設置的門限值，如果是，則可以不進行后續判決，直接將當前小區作為目標小區；如果否，無線網絡控制器根據預先設定的門限參數以及用戶設備當前接入的小區負荷和同站址同覆蓋異頻小區的負荷，決定用戶設備是否有必要均衡至異頻小區。
全文摘要
寬帶碼分多址系統中初始接入時的頻間負荷均衡控制方法，涉及WCDMA中的負荷均衡。包括RNC從Node B處獲取接收寬帶功率RTWP和發射載波功率TCP值；在UE初始接入時，RNC根據情況決定UE是否有必要均衡至異頻小區；如果決定將該UE均衡至異頻小區，則異頻小區作為目標小區，在向該UE發送的連接建立消息中，發送相應異頻小區的信息；如果決定不均衡至異頻小區，則當前小區作為目標小區，發送本小區的信息；UE在目標小區中返回建立完成消息。本發明所述的方法簡單、邏輯合理、效率高，能夠實現整個系統容量的最大化，方便后續UE的順利接入。
文檔編號H04W48/20GK1592165SQ0314045
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月7日 優先權日2003年9月7日
發明者黃勝華, 馬志鋒, 竇建武, 續斌 申請人:中興通訊股份有限公司