專利名稱：在分層小區結構中的基于小區質量的小區選擇方法
技術領域：
本發明涉及在分層小區結構(hierarchical cell structure)中的基于小區質量 的小區選擇方法。
背景技術：
在現有技術中，執行小區選擇，但是，無線資源白白被浪費。這樣，現有技術沒能有 效地解決這個問題，因此沒有提供適當的解決方案。
發明內容
作為針對不能提供服務(out-of-service)的情況進行測試的結果，本發明人認 識到現有技術中存在的至少上述問題和缺點。基于這種認識，構想了下述各種特征，從而 提供了一種在分層小區結構中的基于小區質量的小區選擇方法，這能更有效地利用無線資 源。
圖1示出了通用移動通信系統(UMTS)的示例性網絡結構。圖2示出了在UMTS中使用的示例性無線協議棧。圖3示出了定義了移動終端用于選擇信號強度及質量比系統所定義的特定值高 的小區的條件的示例性式子。圖4示出了 WCDMA中的示例性小區選擇(重選)的方法的流程圖。圖5示出了計算移動終端用于在小區間進行定級(ranking)處理的R準則的值的式子。圖6示出了示例性分層小區結構(HCS)的概念。圖7示出了 H準則的值的示例性計算過程。
具體實施例方式此處，根據長期演進系統或其它所謂4G通信系統來解釋涉及在分層小區結構中 的基于小區質量的小區選擇方法的發明概念和特征。但是，這些細節并不是對上述特征的 限制，上述特征可應用于其它類型的移動和/或無線通信系統和方法。以下，術語“移動終端”將用來表示各種類型的用戶設備，諸如移動通信終端、用戶 設備(UE)、移動設備(ME)和支持各類無線通信技術的其它設備。在移動通信中，小區選擇是指移動終端搜索適當(候選)小區的過程。當作為小 區選擇的結果而選擇了一個小區時，所選擇的小區稱作“駐留小區(camped-on cell)”。當 駐留在一個小區時，移動終端應當根據各種小區重選準則(稍后介紹)來規則地搜索更優 小區，并且，如果發現更優小區，則選擇該更優小區。通常，較大小區(例如，宏小區)不能支持大量的用戶，但是能支持高速移動的用戶。通常，較小小區(例如，微小區或微微小區)能支持大量的用戶，但不能支持高速移動 的用戶。這些問題可以通過利用分層小區結構(HCS)來解決，其中HCS定義了形成了多個 小區層的不同尺寸的多個交疊小區。這種類型的小區結構使得網絡能有效地利用地理區域 并且服務更多的用戶。為了限定UE應當位于HCS的哪個小區層，定義了 HCS優先級(HCS_PRI0)。這種優 先級信息可以作為小區廣播信息(例如，SIB 11和SIB 12用于相鄰小區，而SIB 13和SIB 14用于服務小區)的一部分而發送。對于相鄰小區，這種優先級信息還可以作為RRC測量 控制消息的一部分而發送。針對HCS小區指定從0至7的優先級，其中，0是最低優先級而 7是最高優先級。可以針對靠近服務小區的小區指定最高優先級。小區重選準則可包括H準則(即，HCS準則，當采用HCS時使用該HCS準則，其是 基于系統信息中發送的信息并基于根據候選小區的CPICH/P-CPCCH中的測量值而計算出 的正值或負值)、S準則(即，用于對候選小區的接收質量是否足夠進行檢查的選擇準則或 可選性(eligibility)準則)以及R準則(即，移動終端用于對滿足S準則的小區列表進 行定級的定級準則)。構想本發明以改進小區選擇(重選)過程，使得能夠減少不能提供服務的情況的 出現。所謂“不能提供服務”的情況是指移動終端由于各種原因而不能從移動通信網絡接 收特定業務。為了應對不能提供服務的情況，移動終端需要執行全面的小區搜索過程，該過 程消耗了電池電力并且導致用戶能夠覺察到的延遲。小區選擇(重選)的過程采用包括H準則和S準則在內的各種條件。本發明人認 識到現有技術的小區選擇(重選)過程存在一些缺點。這是因為現有技術主要考慮H準則， 然后考慮S準則作為輔助條件，或者甚至忽略S準則。基于對這個問題的認識，本發明相比 H準則更強調和重視S準則，這能夠改進小區選擇和重選。本發明涉及在作為歐洲類型IMT-2000系統的UMTS (UniversalMobile Telecommunication System，通用移動通信系統)中選擇移動終端要接收業務的小區的方 法。具體而言，本發明涉及移動終端在選擇其要接收業務的特定小區時考慮多個小區中的 各個小區的質量的方法。圖1示出了通用移動通信系統(UMTS) 100的網絡結構。UMTS系統基本上包括用 戶設備(UE) 130、UMTS陸地無線接入網(UTRAN) 120和核心網(CN) 110。UTRAN 120包括一 個或更多個無線網絡子系統(RNS) 122，并且每個RNS包括無線網絡控制器(RNC) 124、以及 由RNC 124所管理的一個或更多個Node B 126。一個Node B中可具有一個或更多個小區 128。圖2示出了用于UMTS的無線協議棧。這些無線協議層在終端及UTRAN中成對地 存在，并通過無線接口來處理數據傳輸。無線協議棧大致分成三層L1 (層1)、L2(層2)和 L3 (層 3)。Ll (層1)包括物理層(PHY)，其使用各種無線傳輸技術、經由無線接口來發送數 據。PHY層經由傳輸信道連接到上層(MAC層)，其中傳輸信道可以劃分成專用傳輸信道和 公共傳輸信道。L2 (層2)包括4個子層MAC、RLC、PDCP和BMC，下面，將更具體地介紹各層。MAC(介質訪問控制)層執行從各種邏輯信道到各種傳輸信道的映射，并且，執行從多個邏輯信道到單個傳輸信道的邏輯信道復用。MAC層經由一個或多個邏輯信道連接 到上層(RLC層)。根據所發送的信息的類型，將邏輯信道劃分成發送控制面信息的控制 信道和發送用戶面信息的業務信道。根據要管理的傳輸信道的類型，可將MAC層劃分成 MAC-b子層、MAC-c/sh子層、MAC-d子層、MAC_hs子層和MAC_e子層。MAC_b子層管理用于 廣播系統信息的廣播信道(BCH)。MAC-c/sh子層管理共享傳輸信道，諸如FACH(Forward Access CHannel，前向接入信道)或 DSCH(Downlink Shared CHannel，下行共享信道)，這 些共享傳輸信道由多個終端共享。MAC-d子層針對特定移動終端來管理專用傳輸信道，諸 如DCH(Downlink Shared CHarmel，下行共享信道)。為了在下行鏈路和上行鏈路中支持高 速數據傳輸，MAC-hs 子層管理 HS-DSCH(Highspeed Downlink Shared CHannel，高速下行 共享信道)，該高速下行共享信道是用于發送高速下行數據的傳輸信道。MAC-e子層管理 E-DCH(Enhanced Dedicated CHarmel，增強型專用信道)，該增強型專用信道是用于高速上 行數據傳輸的傳輸信道。RLC(Radio Link Control，無線資源控制)層用于確保各個無線承載(RB)及 數據傳輸所要求的服務質量(Quality ofservice，QoS)。為了使得RLC能針對RB確保 唯一的QoS，各個RB具有一個或兩個獨立的RLC實體，并且，RLC層提供了三種運行模 式，艮口，TM(Transparent Mode，透明模式)、UM(Unacknowledged Mode,不確認模式)和 AM (Acknowledged Mode，確認模式)，以支持各種QoS。此外，RLC對數據尺寸進行調整以使 得該數據適于由下層通過無線(空中)接口進行發送，并且對從上層接收到的數據進行分 段和串聯。PDCP (Packet Data Convergence Protocol，分組數據匯聚協議)層位于 RLC層之 上，并且使得能夠按照有效的方式經由帶寬較小的無線(空中)接口來利用IP分組(諸如 IPv4或IPv6)發送數據。為此，PDCP層執行報頭壓縮功能，其允許在數據的報頭部分僅發 送必要的數據，從而提高無線(空中)接口之間的傳輸效率。因為報頭壓縮功能是基本功 能，所以PCDP層僅存在于PS (分組交換)域中，并且，在單個RB中存在單個PDCP實體，以 向各個PS業務高效地提供報頭壓縮功能。BMC(Broadcast/Multicast Control，廣播 / 多播控制)層位于 RLC 層之上，并且 執行與小區廣播消息的調度、以及向位于特定小區的移動終端進行廣播有關的功能。L3(層3)包括位于最低部的無線資源控制(RRC)層，RRC層僅定義在控制面中，用 于針對無線承載的建立、重新建立及釋放來對層1和層2的參數進行控制，并對邏輯信道、 傳輸信道和物理信道進行控制。這里，RB是指由無線協議的層1和層2所提供的、用于在 移動終端與UTRAN間傳送數據的邏輯通路。通常，RB的建立是指以下過程，即，設置提供特 定數據業務所需的無線協議層及信道的特性，然后設置無線協議層及信道各自的特定參數 和操作方法。下面將具體介紹空閑模式中的移動終端選擇小區的過程。基本上，選擇小區的原因是為了登記到網絡以從基站接收業務。這里，如果移動終 端與基站之間的信號的強度或質量由于移動終端的移動而下降，則為了保持數據的傳輸質 量，移動終端重新選擇不同的小區。下面，將物理信號的特性(諸如信號強度和信干比)簡 稱為“信號特性”。如上所述，存在一種根據無線環境基于信號特性來選擇小區的方法。基于以下原因，移動終端也需要使用小區選擇過程UE能力、子用戶的信息、駐留負載平衡、業務負載 平衡等。下面，介紹在WCDMA中選擇小區的方法和過程。首先當移動終端開機(或加電)時，選擇PLMN和RAT以用于無線通信，并且，移 動終端在全部可搜索的頻段中與基站進行信號測量過程，然后，在滿足圖3條件的全部小 區中選擇信號特性值最強的小區，并接入所選擇的小區。在WCDMA系統中，將CPICH RSCP, CPHIC Ec/NO和載波RSSI用作針對上述信號測量過程的值。在圖3中可以理解的是，移動終端選擇信號強度及質量(強度 Qrxlevmin+Pcompensation，質量Qqualmin)大于系統所定義的特定值的小區。這里，這些 值(Qrxlevmin、Pcompensation，質量Qqualmin)由基站通過系統信息(Si)通知給移動終 端。同樣，移動終端在空閑模式下等待，以向網絡請求業務(諸如發起呼叫)或者從網絡接 收業務(諸如端接(terminating)呼叫)。處于空閑模式中的移動終端對來自當前從其接 收業務的小區的信號以及來自相鄰小區的信號進行測量，并且重復該過程以重新選擇信號 特性更優的小區。圖4示出了在WCDMA中的示例性小區選擇(重選)的方法的流程圖。如步驟S401 所示，空閑模式中的移動終端在滿足圖3條件的小區中，周期地針對從其接收業務的小區 的信號特性值(Rs)以及相鄰小區的信號特性值(Rn)執行測量過程。如步驟S403所示，如 果在特定時間(Treselection)期間滿足條件Rn > Rs，則利用定級過程或處理來比較與Rn 對應的小區的信號強度和質量。結果，如步驟S405所示，選擇特性值最高(或最大)的小 區。也就是說，選擇與當前從其接收業務的小區相比信號特性最佳的其它小區。利用圖5中的式子來獲取Rs和Rn的值。Treselection是基站經由系統信息(Si) 通知給移動終端的值，并且，Treselection用于通過作出以下限制，S卩，滿足小區選擇條件 的時間段應當超出的特定時間量，來防止重復選中特定小區。圖5示出了計算移動終端用于在小區間進行定級處理的R準則的值的式子。這里， Rs表示服務小區級別，而Rn表示相鄰小區級別。Qmeas，s表示針對從其接收業務的小區而 測量的CPICH Ec/NO值，而Qmeas，η表示針對相鄰小區而在移動終端處測量的CPICH Ec/ NO值。為了使得移動終端能夠針對當前接收到的業務應用加權值，采用了值Qhysts，并且， 值QOffset，0用于減小當前接入的小區與要改變接入而接入到的小區之間的偏差，或者， 值QofTmbms用于針對支持點對多點業務(諸如MBMS)的小區應用加權值。與WCDMA的小區選擇方法類似，基于信號特性的小區選擇方法允許移動終端選擇 具有良好信號接收特性的小區以從基站接收業務，使得接收機能夠以最少差錯來解析由發 射機發送的信號。針對可以選擇的小區，得到R準則的值，然后，執行定級，使得通過這種定 級處理來選擇(或重選)具有最佳信號特性的小區。但是在WCDMA中，如果需要分層小區結構功能(HCS)，則可以應用HCS。圖6示出了用于HCS的小區結構的例子。也就是說，多個小區可以存在于一個區 域(或地區)，其中各個小區的直徑(或其它尺度)彼此不同。圖6中，頻率0、N和M可以 相同或不同，這里僅表示一個例子。同樣，在圖6中，具有優先級C的小區是具有最大直徑 的小區，而具有優先級A的小區是具有最低優先級的小區。圖6中所述的HCS例如可以用于減小由于移動終端以不同速度在小區之間移動而導致的變化。例如，假設圖6中有從右至左移動的移動終端A和移動終端B，移動終端A以 5km/h移動而移動終端B以50km/h移動。如果兩個移動終端都選擇優先級A的小區，則應 當理解的是，在給定時間段中移動終端B更換小區的頻度應當是移動終端A的10倍。當移 動終端需要頻繁更換小區時，由于頻繁進行小區更新而浪費了功耗及無線資源。因此，在這 種情況下，基站使得高速的移動終端選擇優先級C的小區(即，直徑較大的小區)，而使得 低速的移動終端選擇優先級A小區(即，直徑較小的小區)，這使得移動終端能更有效地工 作。在這些情況下，當使用HCS特性時，移動終端的操作需要變化。圖7示出了 H準則 的值的計算過程。因此，當使用HCS時，小區選擇的過程如下1.如果當前服務小區指示正在使用HCS，則移動終端確定滿足以下條件的小區a.當移動終端低速移動時i.在滿足H > = 0的小區中，具有最高HCS_PRI0值的測量過的全部小區ii.如果沒有小區滿足H > = 0，則測量過的全部小區，而與HCS_PRI0值無關b.當移動終端高速移動時i.在滿足H >= 0的小區中，當存在HCS優先級低于當前服務小區的HCS優先級 的小區時(條件1)1.在HCS優先級比當前服務小區的HCS優先級低的小區中，在滿足H >= 0的小 區中具有最高Hcs raio值的測量過的全部小區。ii.其它情況(即，當不滿足條件1時)1.如果任何小區滿足H >= 0，則在HCS優先級高于或等于當前服務小區的HCS 優先級(條件2)的小區中a.在HCS優先級高于或等于當前服務小區的HCS優先級的小區中，在滿足H > = O的小區中具有最低HCS I3RIO值的測量過的全部小區2.其它情況(即，當不滿足條件2時)a.測量過的全部小區，而不考慮HCS優先級2.對于在上述過程1中確定的小區，在滿足S準則的小區中，移動終端基于R準 則來執行定級處理，并且選擇具有最佳質量的(多個)小區，并且針對該小區進行小區選擇 (重選)。在上述解釋中，移動終端使用所述的S準則來確定各種小區是否滿足最小質量保 證條件。也就是說，S準則用于確定特定小區是否滿足在執行尋呼或RRC連接時所需的最 低條件。以上介紹了當設置了 HCS時移動終端的小區重選過程，并且，根據這種過程，出現 了移動終端不能選擇可以駐留的小區的情況，從而不能正確地接收業務。例如，可以考慮以 下小區結構。
權利要求
一種用于用戶設備UE的小區選擇方法，該方法包括以下步驟檢查是否正在使用分層小區結構HCS；從系統信息中讀取與H準則有關的參數；執行小區的測量；在所測量的小區中識別滿足S準則的小區；針對滿足所述S準則的小區來檢查所述H準則；以及在滿足所述S準則和所述H準則這兩項的小區中選擇具有最高R準則的小區。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述HCS定義了形成多個小區層的不同尺寸的多 個交疊小區，并且，如果所述UE的服務小區屬于該HCS則使用該HCS。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述S準則是用于對候選小區的接收質量是否足 夠進行檢查的選擇準則或可選性準則，所述H準則是在采用了 HCS時所使用的、作為基于系 統信息中發送的信息而計算出的正值或負值的HCS準則，并且，所述R準則是UE用于對滿 足所述S準則的小區的列表進行定級的定級準則。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所測量的小區是通過在全部可搜索的頻段中與 基站進行信號測量過程來確定，然后，在滿足特定小區選擇條件的小區中選擇信號特性值 最強的小區，并且，執行針對所選擇的小區的接入。
5.一種用于用戶設備UE的小區選擇方法，該方法包括以下步驟 如果在所述UE的服務小區中采用了分層小區結構HCSJU 當所述UE低速移動時，在滿足S準則和H準則H ^ 0這兩項的小區中對具有最高HCS優先級的測量過的全部 小區執行定級過程，或者，如果沒有滿足該S準則和該H準則H ^ 0這兩項的小區，則不管 HCS優先級而對測量過的全部小區執行該定級過程；以及 當所述UE高速移動時，對測量過的全部小區執行該定級過程，并且在所述測量過的小區中， 如果存在HCS優先級低于滿足該S準則和該H準則H ^ 0這兩項的所述服務小區的 HCS優先級的小區，則在HCS優先級比該服務小區的HCS優先級低的小區中，在滿足該S準 則和該H準則H ^ 0這兩項的小區中對具有最高HCS優先級的全部小區執行該定級過程， 否則，如果存在滿足該S準則和該H準則H ^ 0這兩項的、HCS優先級高于或等于所述服務 小區的HCS優先級的小區，則在HCS優先級高于或等于該服務小區的HCS優先級的小區中， 在滿足該S準則和該H準則H ^ 0這兩項的小區中對具有最低HCS優先級的全部小區執行 該定級過程，否則，不管HCS優先級而對全部小區執行該定級過程。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述分層小區結構HCS定義了形成多個小區層的 不同尺寸的多個交疊小區。
7.根據權利要求5所述的方法，其中，所述UE是基于在特定時間段中小區重選的次數 或者基于來自網絡的RRC信令而被確定為低速移動或高速移動。
8.根據權利要求5所述的方法，其中，所測量的小區是通過在全部可搜索的頻段中與 基站進行信號測量過程來確定，然后，在滿足特定小區選擇條件的小區中選擇信號特性值 最強的小區，并且，執行針對所選擇的小區的接入。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，在所述信號測量過程使用CPICHRSCP、CPHIC Ec/ΝΟ以及載波RSSI中的至少一項。
10.根據權利要求5所述的方法，其中，在選擇用于定級的候選小區時，在考慮所述H準 則和所述S準則這兩項的條件下，通過所述定級過程得到示出了所測量的小區的相對信號 強度或者小區間覆蓋交疊的程度的級別。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述定級過程是基于所述R準則來執行，并且， 小區選擇或重選是針對定級為具有最佳質量的一個或更多個小區來執行。
12.根據權利要求5所述的方法，其中，所述HCS優先級表示所述UE應當定義在所述 HCS的哪個小區層。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述HCS優先級作為小區廣播信息的一部分以 系統信息塊的形式而發送，并且另選的是，對于相鄰小區，所述HCS優先級作為RRC測量控 制消息的一部分而發送。
14.根據權利要求5所述的方法，其中，所述S準則是用于對候選小區的接收質量是否 足夠進行檢查的選擇準則或可選性準則，并且，所述H準則是在采用了 HCS時所使用的、作 為基于系統信息中發送的信息并基于根據候選小區的CPICH/P-CPCCH的測量值而計算出 的正值或負值的HCS準則。
全文摘要
提供了用于用戶設備(UE)的小區選擇方法。如果在所述UE的服務小區中采用了分層小區結構(HCS)，當所述UE低速移動時，則按照第一方式執行定級過程，并且，如果所述UE高速移動，則按照第二方式執行定級過程。當UE低速移動時，在滿足S準則和H準則H≥0的小區中對具有最高HCS優先級的測量過的全部小區執行定級過程，或者，如果沒有滿足該S準則和該H準則H≥0的小區，則不管HCS優先級而對測量過的全部小區進行所述定級過程。當UE為高速移動時，對測量過的全部小區進行所述定級過程，如果存在HCS優先級低于滿足該S準則和該H準則H≥0的所述服務小區的HCS優先級的小區，則對具有最高HCS優先級的全部小區進行所述定級過程。否則，如果存在滿足該S準則和該H準則H≥0的、HCS優先級高于或等于所述服務小區的HCS優先級的小區，則對具有最低HCS優先級的全部小區進行所述定級過程，否則，不管HCS優先級而對全部小區執行該定級過程。
文檔編號H04B7/26GK101978743SQ200980109356
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月13日 優先權日2008年3月17日
發明者千成德, 樸成埈, 李承俊, 李英大 申請人:Lg電子株式會社