CN100359981C - 一种时分同步码分多址系统多小区同覆盖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种TD-SCDMA系统多小区同覆盖的方法：RNC将同一扇区的多个同覆盖小区分为普通小区和被动小区两类；RNC发送指令请求基站建立普通小区和被动小区，只在普通小区上建立公共传输信道和进行系统信息更新，基站在普通小区上发送系统信息广播；UE发起小区选择和重选时，选择一个普通小区并进行驻留，使用该普通小区的公共信道发送和接收承载在公共信道上的消息；RNC为UE分配专用信道时，在一个普通小区或被动小区中为该移动终端分配资源，该UE在一个普通小区上接收系统广播信息；UE释放专用无线资源后，选择一个普通小区驻留。本发明方法能够在同一扇区进行多小区覆盖，增大TD-SCDMA系统容量，同时对现有协议改动小，兼容性好。

Description

一种时分同步码分多址系统多小区同覆盖的方法

技术领域

本发明涉及一种通讯系统中多小区同覆盖的方法，尤其涉及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统在同一扇区进行多小区同覆盖的方法。

背景技术

同其它移动通信系统一样，为了满足移动通信市场不断增长的需求，在同一扇区进行多小区覆盖将是TD-SCDMA系统增大系统容量的重要手段。

对于同一扇区中的多个小区，在目前的TD-SCDMA标准中，对于无线资源的操作、配置都是针对每一个小区独立进行的。即对同一扇区中的多个小区，每个小区各自独立配置一套完整的公共信道，其中，每个小区的BCH(广播信道)、FACH(前向接入信道)和PCH(寻呼信道)都为全向信道，覆盖整个扇区。对于移动终端(UE)，在该扇区中的多个小区中进行小区选择或重选时，也是独立区分每一个小区的。

目前标准定义的这种同一扇区的多小区覆盖方式，基站在实际组网时不但对发射机功率要求很高，而且，在同频组网的情况下，小区间广播信道的干扰也很严重，同时系统的效率也非常低。如图1所示的典型情况，它是一个在同一扇区进行多小区覆盖的蜂窝移动通信网，如果此网络使用10MHz带宽，每个基站有6个小区，工作在相同的6个载波频率上。一个终端如果处于几个小区区域交界处，它将面临如下具体问题：

第一，小区搜索困难。为了解决时分双工(TDD)系统在蜂窝网下的小区初始搜索问题，TD-SCDMA设计了独特的帧结构，通过下行导引时隙(DwPTS)实现小区搜索。此时隙中没有业务数据，信噪比很高。而在图1所示网络中，由于相邻小区都将在此频率发射DwPTS，码不同，各基站距离终端的位置又相差不大，终端接收此导引信号的信噪比可能在-5dB，甚至更差，而且，相邻载波均差不多。这样，将使初始搜索非常困难。

第二，移动终端测量复杂。在图1所示网络中，此移动终端将可能测量到邻近18个小区有差不多相同的信号电平。在目前标准中，终端只测量6个最强的小区，面临远远多于此数量的小区，终端完全可能陷入复杂的、难以判别的测量过程中。

第三，切换困难。上述的测量结果送到RNC，将导致切换判定上的困难，并将导致不停的切换过程，使系统负荷明显增加。也可能导致错误的切换判定，降低系统的服务质量。

第四，系统效率低。大量的测量结果送到RNC，不停的切换过程，必然将严重降低系统的效率。

为了解决上述问题，在现有解决方案中，采用一个小区(相当于一个扇区)多个载频的方式，其中只有一个主载频，其他的称为辅载频，在同一个小区内，仅在主载频上发送DwPTS(下行导频时隙)、UpPTS(上行导频时隙)和PCCPCH(主公共控制物理信道，固定分配在TS0)。该方案对3GPP中一个载频一个小区的概念进行了扩展，将小区的概念扩展成一个小区可以包含一个或者多个载频，对现有标准和实现带来很多的影响。实现该方案需要对NBAP协议做比较大的改动，并给Node B的物理和逻辑资源管理带来了一些新的问题；同时该方案对RNC在进行无线资源管理时的影响也比较大，由于小区的概念被扩展了，无线资源的管理需要在小区管理的基础上，增加一级载频的无线资源管理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种时分同步码分多址系统多小区同覆盖的方法，能够在同一扇区进行多小区覆盖，增大TD-SCDMA系统容量，同时对现有协议改动小，兼容性好。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时分同步码分多址系统多小区同覆盖的方法，包括以下步骤：

(a)无线网络控制器将同一扇区的多个同覆盖小区分为普通小区和被动小区两类；

(b)无线网络控制器发送指令请求基站建立普通小区和被动小区，只在普通小区上建立公共传输信道和进行系统信息更新，基站在普通小区上发送系统信息广播；

(c)移动终端进行小区选择和重选时，选择一个普通小区进行驻留，且在分配专用信道之前都一直驻留在该普通小区上，使用该普通小区的公共信道发送和接收承载在公共信道上的消息；

(d)无线网络控制器为移动终端分配专用信道时，在一个普通小区或一个被动小区中为该移动终端分配专用无线资源，该移动终端保持或转换为专用信道状态，同时在一个普通小区上接收系统广播信息；

(e)移动终端释放专用无线资源后，选择一个普通小区驻留，并使用该普通小区的公共信道发送和接收承载在公共信道上的消息。

进一步地，上述方法可具有以下特点：其特征在于，所述步骤(b)进一步分为以下步骤：

(b1)无线网络控制器向基站发送“小区建立请求消息”时，指定要建立的小区的种类，对普通小区须包含主公共控制信道和下行导频信道的信息单元；

(b2)基站根据该“小区建立请求消息”建立小区时，只在普通小区上建立主公共控制信道和下行导频信道，建立成功后返回“小区建立响应消息”；

(b3)无线网络控制器收到该“小区建立响应消息”后，被动小区的小区建立过程结束，对普通小区，则继续向基站发送对该普通小区的“公共传输信道建立请求消息”；

(b4)基站收到该“公共传输信道建立请求消息”后，根据消息中给出的参数在该普通小区建立相应的公共信道，建立成功后返回“公共传输信道建立响应消息”；

(b5)无线网络控制器收到该“公共传输信道建立响应消息”后，向基站发送对该普通小区的“系统信息更新消息”；

(b6)基站收到该“系统信息更新消息”后，根据消息中给出的参数对该普通小区执行系统信息更新操作，更新成功后开始通过主公共控制信道发送系统信息广播，并返回系统信息更新响应消息；

(b7)无线网络控制器收到该“系统信息更新响应消息”后，该普通小区的小区建立过程结束。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b4)中基站在所述普通小区建立的公共信道至少包括辅公共控制信道、寻呼指示信道、物理随机接入信道、快速物理接入信道和上行导频信道。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(a)中每个小区只包含一个载频，同一扇区的多个同覆盖小区中至少包含一个普通小区，无线网络控制器为每一个被动小区指定一个关联的普通小区。

进一步地，上述方法可具有以下特点：在步骤(d)中，如果无线网络控制器为移动终端分配的专用无线资源在被动小区上，无线网络控制器同时为该移动终端指定在与该被动小区关联的普通小区上接收系统广播信息，如果无线网络控制器分配的无线资源在普通小区上，则该移动终端就在该普通小区接收系统广播信息。

进一步地，上述方法可具有以下特点：在步骤(d)中，无线网络控制器在目标普通小区中为移动终端分配专用资源时，判断移动终端当前驻留或分配无线资源的小区与该目标普通小区的频率信息和/或小区参数信息是否相同，如果不相同，在分配无线资源的消息中包含该目标普通小区的频率信息单元和/或小区参数信息单元。

进一步地，上述方法可具有以下特点：在步骤(d)中，无线网络控制器在目标被动小区中为移动终端分配专用资源时，判断移动终端当前驻留或分配无线资源的小区与该目标被动小区的频率信息和/或小区参数信息是否相同，如果不相同，在分配无线资源的消息中包含该目标被动小区的频率信息单元和/或小区参数信息单元；同时还判断移动终端当前接收广播信息的普通小区与指定接收广播信息的目标普通小区的频率信息和/或小区参数信息是否相同，如果不相同，在分配无线资源的消息中包含指定接收广播信息的目标普通小区的频率信息单元和/或小区参数信息单元。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(d)无线网络控制器在为移动终端分配专用无线资源时，被动小区中的TS0时隙的无线资源不使用，或者在其关联的普通小区中的主公共控制信道没有占用的无线帧资源中，采用帧分配的方式为UE分配专用无线资源。

本发明的优势在于，在TD-SCDMA系统中，将主公共控制信道和下行导频时隙以及其它公共信道限制在普通小区上，减少了主公共控制信道和下行导频时隙的小区间干扰，提高了系统性能，终端初始搜索快速准确。同时只在普通小区上发射公共信道，将大大降低本系统对其它系统的干扰；终端小区切换时测量小区减少，测量过程明确，因而网络侧在基于测量进行切换判决时比较准确；另外，本发明在实现对同一扇区进行多小区覆盖，克服前述的当前标准的缺陷的同时，对Iub接口的现有NBAP协议和Uu接口的RRC协议改动最小，因此对于协议兼容性也最好。

附图说明

图1是处于蜂窝移动通信网中的终端示意图；

图2是本发明实施例小区建立过程的流程图。

具体实施方式

本发明实施例多小区同覆盖的方法涉及到在UTRAN(UMTS陆地无线接入网)中建立并配置小区、UE进行小区驻留并收发消息、为UE分配专用信道，以及命令UE释放专用信道等处理。

在UTRAN中建立并配置小区的具体步骤如下，如图2所示：

步骤110，在同一扇区进行多小区覆盖时，无线网络控制器(RNC)将所有的这些小区定义为一个小区组，并将小区组中所有小区按照下面的定义分成普通小区(normal cell)和被动小区(passive cell)两类：

普通小区：该类小区中建立有DwPCH信道(下行导频信道)和PCCPCH信道(主公共控制信道)，另外还必须建立S-CCPCH(辅公共控制信道)、PICH(寻呼指示信道)、PRACH(物理随机接入信道)以及UpPCH(上行导频信道)、FPACH(快速物理接入信道)等公共信道；

被动小区：该类小区中不建立DwPCH和PCCPCH公共信道，也不建立S-CCPCH，PICH，PRACH，以及UpPCH，FPACH等公共信道。

本发明实施例的每个小区包含一个载频，且在一个小区组中，至少包含一个普通小区，每一个被动小区关联且只关联一个普通小区。如果一个普通小区及其关联的所有被动小区使用不同的小区参数信息，则各个小区的频率可以相同也可以不同；如果一个普通小区及其关联的所有被动小区都使用相同的小区参数信息，则必须都采用不同频率来区分小区。同一扇区不同的普通小区之间及相邻的普通小区之间的频率和小区参数至少有一个不相同。

步骤120，RNC确定一个建立的小区，并通过Iub接口向基站(Node B)发送“小区建立请求消息”，明确指示建立的小区的种类，本实施例采用下面的方法来区分小区的种类：如果该小区是普通小区，则该消息包含主公共控制信道信息单元(PCCPCH Information LCR)和下行导频信道信息单元(DwPCH Information)；如果是被动小区，则该消息不包含主公共控制信道信息单元和下行导频信道信息单元。该消息中的其它信息单元与现有标准相同；

步骤130，Node B在收到“小区建立请求消息”后，根据小区类型建立小区，如果消息中包含主公共控制信道信息单元和下行导频信道信息单元，则为普通小区，在建立小区时根据该两个信息单元分别建立PCCPCH信道和DwPCH信道；如果消息中不包含主公共控制信道信息单元和下行导频信道信息单元，则为被动小区，在建立小区时不建立PCCPCH信道和DwPCH信道，其它信息单元的处理与现有标准相同，小区建立成功后则向RNC返回“小区建立响应消息”；

步骤140，RNC收到“小区建立响应消息”后，如果该小区是被动小区，小区建立过程结束；如果该小区是普通小区，执行下一步；

步骤150，针对该普通小区向Node B发送“公共传输信道建立请求消息”，该“公共传输信道建立请求消息”的内容与现有标准(3GPP TS 25.433 V4.9.0)中的相同；

步骤160，Node B在收到“公共传输信道建立请求消息”后，根据消息中给出的参数，在相应小区中建立辅公共控制信道、寻呼指示信道、物理随机接入信道、上行控制信道以及快速物理接入信道等公共信道，建立成功后返回“公共传输信道建立响应消息”；

步骤170，RNC收到“公共传输信道建立响应消息”后，针对该普通小区向Node B发送“系统信息更新消息”，该“系统信息更新消息”的内容与现有标准(3GPP TS 25.433 V4.9.0)中的相同；

步骤180，Node B在收到“系统信息更新消息”后，根据消息中给出的参数执行系统信息更新操作，如果更新成功则开始通过PCCPCH信道发送系统信息广播，并向RNC返回“系统信息更新响应消息”；

步骤190，RNC收到该“系统信息更新响应消息”后，针对一个普通小区的建立过程结束。

上述步骤中，如果Node B在处理小区建立、公共传输信道建立或者系统信息更新时失败，则向RNC返回失败消息，RNC进行失败处理。

RNC通过在公共信道上发送给UE的“无线资源控制(RRC)连接建立消息”或“小区更新证实消息”触发UE进行小区选择时，如果RNC希望UE在当前普通小区的频率上进行小区选择，则在上述消息中不包含频率信息单元(Frequency info)，如果RNC希望UE在其它的普通小区频率上进行小区选择，将在上述消息中包含频率信息单元。

UE进行小区选择和重选并驻留的过程中，需要DwPTS(下行导频时隙)以确定小区的下行同步码和帧定时，并基于TS0时隙的PCCPCH信道进一步搜索小区的基本中间码和扰码。由于网络侧只在普通小区中建立并发射DwPTS和PCCPCH信道，因此，即使被动小区与普通小区的频率相同，UE也只能选择和重选普通小区并进行驻留。

进一步地，只有普通小区中才建立有辅公共控制信道、寻呼指示信道、物理随机接入信道、上行控制信道以及快速物理接入信道等公共传输信道等公共信道，因而UE只能使用一个普通小区中的公共信道接收或者发送承载在公共信道上的消息。

因此，采用本实施例多小区同覆盖的方法后，处在空闲(IDLE)、小区寻呼(CELL-PCH)、URA寻呼(URA-PCH)和小区前向接入(CELL-FACH)状态的UE只能驻留在一个普通小区上，并使用该普通小区上的公共信道接收或者发送承载在公共信道上的消息。这使得UE只对普通小区的PCCPCH信道的信号质量进行测量，仍以图1为例，假设每个扇区包括6个小区，其中有两个是普通小区，则UE只需测量2个普通小区的PCCPCH信道的信号质量，大大简化了测量过程和RNC的切换判定过程，避免了频繁切换，提高了系统效率。

RNC为UE在一个小区中(普通小区或者被动小区)分配专用无线信道，UE继续保持或转换到CELL-DCH状态，在专用信道发送或者接收消息。如果RNC在一个普通小区中为UE分配专用无线资源，则UE同时在该普通小区上接收广播信息；如果RNC在一个被动小区中为UE分配专用无线资源，则UE在与该被动小区关联的普通小区上接收广播信息。

RNC为UE分配专用无线资源的消息包括“小区更新证实消息”、“切换到UTRAN命令消息”、“物理信道重配置消息”、“传输信道重配置消息”、“无线承载重配置消息”和“无线承载建立消息”等。

如果RNC在普通小区中为UE分配专用资源，在分配专用无线资源的消息中只需为UE指定分配无线资源的目标小区，UE在该目标普通小区上接收系统广播信息。这时只需判断UE当前驻留或分配无线资源的小区(可以是普通小区或被动小区)的频率信息和小区参数信息与目标普通小区是否相同，如果两者的频率信息和/或小区参数信息不相同，消息中应包含该目标普通小区的频率信息和/或小区参数信息单元；

如果RNC在被动小区中为UE分配专用资源，在分配专用无线资源的消息中除了为UE指定分配无线资源的目标被动小区外，还需要为UE指定接收系统广播信息的普通小区，因此，除了需要判断UE当前驻留或分配无线资源的小区的频率和小区参数信息与目标被动小区是否相同，不相同应在消息中包含相应的信息单元外，还需要判断UE当前接收广播信息的普通小区的频率信息和小区参数信息与指定接收广播信息的目标普通小区是否相同，如果两者的频率信息和/或小区参数信息不相同，消息中应包含该目标普通小区的频率信息和/或小区参数信息单元。

在目标小区为被动小区的情况下，RNC为UE指定的目标被动小区和指定接收广播信息的小区可能具有相同的频率信息和小区参数信息，这时如果目标被动小区与UE当前驻留或分配无线资源的小区，以及指定接收广播信息的普通小区与UE当前接收广播信息的普通小区的频率信息和/或小区参数信息不相同，在分配专用无线资源的消息中也可以只包含一个相应的频率信息单元和/或小区参数信息单元。

假定每一个普通小区及其关联的所有被动小区使用相同的小区参数信息，UE从一个普通小区切换到与其关联的被动小区，由于两者小区参数相同，频率不同，所以分配无线资源的消息中只需要包含目标被动小区的频率信息单元。同时由于UE切换前后都在同一普通小区上接收系统广播信息，因此不需要包含指定接收广播信息的普通小区的频率信息单元和小区参数信息单元。

又假定每一个普通小区及其关联的所有被动小区使用相同的小区参数信息，UE从一个被动小区切换到另外一个被动小区，且这两个被动小区关联的普通小区的小区参数不相同，则在分配无线资源的消息中，需要包含目标被动小区关联的普通小区的小区参数信息单元，因为目标被动小区的小区参数信息与其相同，可以省略目标被动小区的小区参数信息单元。

当RNC确定删除一个普通小区(此时，在该普通小区所在的小区组中，至少存在两个普通小区)时，在RNC中，需要将原来与该普通小区关联的所有被动小区关联到其它的普通小区上；并且，对于处于CELL-DCH状态并驻留在这些被动小区上的UE，RNC需要通过在上述为UE分配专用无线资源的消息中包含Frequency info和/或Primary CCPCH info信息单元，指定UE接收系统广播信息的新的普通小区的频率和/或小区参数信息；

RNC在为UE分配专用无线资源时，被动小区中的TS0时隙的无线资源不使用，或者在其关联的普通小区中的PCCPCH信道没有占用的无线帧资源中，采用帧分配的方式为UE分配专用无线资源，以实现帧分配上的分时共享。即被动小区要么TS0时隙不使用；要么使用时必须受到其关联的普通小区中的主公共控制信道占用的无线帧的限制。

RNC通过无线承载释放消息命令UE释放专用无线信道，UE离开CELL-DCH状态。在该消息中，可以包含Frequency info信息单元，指示UE在指定的频率上进行小区选择，以选择一个合适的普通小区进行驻留，并使用该普通小区中的公共信道接收或者发送承载在公共信道上的消息。

综上所述，本发明方法在TD-SCDMA系统中，将主公共控制信道和下行导频时隙以及其它公共信道限制在普通小区上，减少了主公共控制信道和下行导频时隙的小区间干扰，提高了系统性能，终端初始搜索快速准确。同时只在普通小区上发射公共信道，将大大降低本系统对其它系统的干扰；终端小区切换时测量小区减少，测量过程明确，因而网络侧在基于测量进行切换判决时比较准确；另外，本发明在实现对同一扇区进行多小区覆盖，克服前述的当前标准的缺陷的同时，对现有协议尤其是Iub接口的NBAP协议改动最小，因此对于协议兼容性也最好。

Claims (8)

1、一种时分同步码分多址系统多小区同覆盖的方法，包括以下步骤：

(a)无线网络控制器将同一扇区的多个同覆盖小区分为普通小区和被动小区两类，同一扇区不同的普通小区之间及相邻的普通小区之间的频率和小区参数至少有一个不相同；

(b)无线网络控制器发送指令请求基站建立普通小区和被动小区，只在普通小区上建立公共传输信道和进行系统信息更新，基站在普通小区上发送系统信息广播；

(c)移动终端进行小区选择和重选时，选择一个普通小区进行驻留，且在分配专用信道之前都一直驻留在该普通小区上，使用该普通小区的公共信道发送和接收承载在公共信道上的消息；

(d)无线网络控制器为移动终端分配专用信道时，在一个普通小区或一个被动小区中为该移动终端分配专用无线资源，该移动终端保持或转换为专用信道状态，同时在一个普通小区上接收系统广播信息；

(e)移动终端释放专用无线资源后，选择一个普通小区驻留，并使用该普通小区的公共信道发送和接收承载在公共信道上的消息。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)进一步分为以下步骤：

(b1)无线网络控制器向基站发送“小区建立请求消息”时，指定要建立的小区的种类，对普通小区须包含主公共控制信道和下行导频信道的信息单元；

(b2)基站根据该“小区建立请求消息”建立小区时，只在普通小区上建立主公共控制信道和下行导频信道，建立成功后返回“小区建立响应消息”；

(b3)无线网络控制器收到该“小区建立响应消息”后，被动小区的小区建立过程结束，对普通小区，则继续向基站发送对该普通小区的“公共传输信道建立请求消息”；

(b4)基站收到该“公共传输信道建立请求消息”后，根据消息中给出的参数在该普通小区建立相应的公共信道，建立成功后返回“公共传输信道建立响应消息”；

(b5)无线网络控制器收到该“公共传输信道建立响应消息”后，向基站发送对该普通小区的“系统信息更新消息”；

(b6)基站收到该“系统信息更新消息”后，根据消息中给出的参数对该普通小区执行系统信息更新操作，更新成功后开始通过主公共控制信道发送系统信息广播，并返回系统信息更新响应消息；

(b7)无线网络控制器收到该“系统信息更新响应消息”后，该普通小区的小区建立过程结束。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(b4)中基站在所述普通小区建立的公共信道至少包括辅公共控制信道、寻呼指示信道、物理随机接入信道、快速物理接入信道和上行导频信道。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中每个小区只包含一个载频，同一扇区的多个同覆盖小区中至少包含一个普通小区，无线网络控制器为每一个被动小区指定一个关联的普通小区。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中，如果无线网络控制器为移动终端分配的专用无线资源在被动小区上，无线网络控制器同时为该移动终端指定在与该被动小区关联的普通小区上接收系统广播信息，如果无线网络控制器分配的无线资源在普通小区上，则该移动终端就在该普通小区接收系统广播信息。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中，无线网络控制器在目标普通小区中为移动终端分配专用资源时，判断移动终端当前驻留或分配无线资源的小区与该目标普通小区的频率信息和/或小区参数信息是否相同，如果不相同，在分配无线资源的消息中包含该目标普通小区的频率信息单元和/或小区参数信息单元。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中，无线网络控制器在目标被动小区中为移动终端分配专用资源时，判断移动终端当前驻留或分配无线资源的小区与该目标被动小区的频率信息和/或小区参数信息是否相同，如果不相同，在分配无线资源的消息中包含该目标被动小区的频率信息单元和/或小区参数信息单元；同时还判断移动终端当前接收广播信息的普通小区与指定接收广播信息的目标普通小区的频率信息和/或小区参数信息是否相同，如果不相同，在分配无线资源的消息中包含指定接收广播信息的目标普通小区的频率信息单元和/或小区参数信息单元。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)无线网络控制器在为移动终端分配专用无线资源时，被动小区中的TS0时隙的无线资源不使用，或者在其关联的普通小区中的主公共控制信道没有占用的无线帧资源中，采用帧分配的方式为移动终端分配专用无线资源。

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