CN100544510C - 宽带码分多址系统中初始接入时的频间负荷均衡控制方法 - Google Patents
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Abstract
宽带码分多址系统中初始接入时的频间负荷均衡控制方法，涉及WCDMA中的负荷均衡。包括：RNC从Node B处获取接收宽带功率RTWP和发射载波功率TCP值；在UE初始接入时，RNC根据情况决定UE是否有必要均衡至异频小区；如果决定将该UE均衡至异频小区，则异频小区作为目标小区，在向该UE发送的连接建立消息中，发送相应异频小区的信息；如果决定不均衡至异频小区，则当前小区作为目标小区，发送本小区的信息；UE在目标小区中返回建立完成消息。本发明所述的方法简单、逻辑合理、效率高，能够实现整个系统容量的最大化，方便后续UE的顺利接入。
Description
技术领域
本发明涉及宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access)系统(以下简称WCDMA)中一种负荷均衡方法，特别是根据小区及其同址同覆盖小区的负荷测量值，即利用接收总宽带功率(Received Total Wide band Power)(以下简称RTWP)和/或发射载波功率(Transmitted Carrier Power)(以下简称TCP)的情况来确定在有用户设备(User Equipment，以下简称UE)初始接入时的频间负荷均衡具体方法。
背景技术
随着移动通讯系统的广泛应用和快速发展，移动系统中的很多关键技术也日趋完善，在实现用户正常通信的同时也必须要考虑如何获得最好的性能，取得对于系统和用户设备都能获得较好的令人满意的效果，从系统的角度而言，希望尽可能接入更多的用户。
在WCDMA系统中，UE在移动的过程中，所处的无线环境是时刻在变化着的，在UE远离基站或无线环境变坏的时候，如果仍然保持原来的速率传输，为了保证其服务质量QoS(Quality of Service)，在闭环功率控制的作用下，基站必然会以更大的功率发送信号，系统的容量也会随之发生变化。
WCDMA系统与其他系统(如GSM系统和CDMA系统)相比有许多特殊之处，软容量、支持变速率业务是其一个大的特征，如果能够通过适当措施可以使UE在负荷较小的小区中接收服务，对于系统来说，可以更好地保证负荷较高小区中后续UE的接入；对于用户来说，可以得到相对较好的服务质量。对于采用同站址同覆盖的异频小区的区域，多个同覆盖异载频小区的容量之和构成了该区域所能达到的总容量，如何实现多载频地区容量的最大化，是值得研究的一个课题。
专利申请号为00127302.7的专利“一种移动通信系统中负载平衡预处理的方法”，说明了在移动通信系统中，通过测量相邻各小区的负荷情况，修改系统信息参数，即控制用户选择小区的参数，从而达到引导用户在负荷相对较低的小区中接入。该专利所述的思想，只能用于同频小区的处理，针对的是在尚未接入系统的潜在用户，而对于存在异频小区的情况如何处理，该专利没有能够给予说明，对于已经接入系统的用户如何处理，专利中也没有相应的处理方法。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术规范中没有针对WCDMA系统的负荷均衡具体实现方法，特别是针对具备同站址同覆盖异频小区，而提出了一种在初始接入时基于负荷测量的频间负荷均衡方法。
本发明的技术方案包括如下步骤：
(1)无线网络控制器RNC(Radio Network Controller)从Node B处获取反映负荷状况的接收宽带功率RTWP和发射载波功率TCP值；
(2)在UE初始接入时，RNC根据预先设定的门限参数以及UE当前接入的小区负荷和同站址同覆盖异频小区的负荷，决定UE是否有必要均衡至异频小区；
(3)如果决定将该UE均衡至异频小区，则异频小区作为目标小区，在向该UE发送的连接建立消息中，发送相应异频小区的信息；如果决定不均衡至异频小区，则当前小区作为目标小区，发送本小区的信息；
(4)UE在目标小区(该目标小区可能是本小区也可能是连接建立消息中指定的异频小区)中返回建立完成消息。
在步骤(1)中无线网络控制器(RNC)获取小区负荷状况的接收宽带功率RTWP和发射载波功率TCP值，包括如下步骤；
(1.1)RNC向Node B发送针对小区公共测量控制命令，要求测量接收宽带功率RTWP和/或发射载波功率TCP值，并设定上报的条件，对于周期上报方式而言，需要设定上报的周期等，对于事件上报而言，需要设定上报的门限、触发时间等；
(1.2)Node B对相应小区的上行接收宽带功率RTWP和/或发射载波功率TCP值，在达到RNC发来的测量控制命令中的上报条件时，上报至RNC；
(1.3)RNC对Node B上报的结果进行存贮，以供需要时使用。
在上述步骤(2)中，无线网络控制器RNC在有用户设备UE接入发起连接请求(RRCConnection Request)时，查询当前存贮的该小区的负荷状况以及与该小区的异频同覆盖小区的负荷，对于负荷状况的判决可以有如下几种方法：
(2.1)在上行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用上行方向接收到的接收宽带功率RTWP，作为各小区之间负荷比较的参考；
(2.2)在下行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用下行方向发射载波功率TCP值，作为各小区之间负荷比较的参考；
(2.3)在上、下行方向需要综合考虑的系统中，可以同时采用上行方向接收到的接收宽带功率RTWP和下行方向发射载波功率TCP值，作为各小区之间负荷比较的参考。
在上述步骤(3)中，RNC根据步骤(2)中所作出的决定，在相应的信息在相应的RRC连接建立(RRC Connection Setup)消息中带给UE，可能包括如下内容：A.该小区频率信息；B.该小区的扰码信息；C.无线链路资源信息。
在本发明的技术方案中，还可以考虑在本小区负荷在一定门限之下时，不管异频同覆盖小区的负荷状况如何，都不将当前接入的UE均衡至异频同覆盖小区。在UE初始接入时，先判断当前小区的负荷是否低于一个预先设置的门限值，如果是，则可以不进行后续判决，直接将当前小区作为目标小区；如果否，RNC根据预先设定的门限参数以及UE当前接入的小区负荷和同站址同覆盖异频小区的负荷，决定UE是否有必要均衡至异频小区。
本发明所述的方法简单、逻辑合理、效率高，能够很好地保证WCDMA系统在UE初始接入时，并尽早使UE在负荷较低的小区中接受服务，使多个同覆盖异载频小区的负荷较好地实现均衡，从而实现整个系统容量的最大化，方便后续UE的顺利接入。另外，本发明所述方法还可以从两个方面避免可能出现的频繁均衡处理。一方面是通过设定一个门限，在此门限之下，不管异频同覆盖小区的负荷状况如何，都不必作均衡处理，认为此时在相对较高负荷的小区还能够有较好的能力接纳新的用户；另一方面，在两小区作负荷比较的时候，可以设定一个迟滞门限，在两小区的负荷超出该迟滞门限时才真正作负荷均衡的处理，从而最大限度地维护当前接入UE的服务质量。
附图说明
图1是本发明的一种实施例初始接入时频间负荷均衡的总流程图；
图2是初始接入时频间负荷均衡时RNC与Node B的消息流程图。
图3是初始接入时频间负荷均衡时RNC与UE间的消息流程图。
图4是本发明的另一种实施例初始接入时频间负荷均衡的总流程图。
具体实施方式
在3GPP TS 25.331规范中，规定了在WCDMA系统中Node B的公共测量报告上报可以选择两种方式：周期上报和事件触发上报。本方法主要针对周期上报方式进行描述，但在事件触发上报方式下同样适用。
本发明充分利用WCDMA系统中NodeB上报的测量结果，在RNC中，根据上报的当前小区负荷情况及其异频同覆盖小区的负荷，综合决定当前接入的UE是否有必要均衡至其他异载频同覆盖小区。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
在WCDMA系统中应用本发明所述方法，在测量控制命令中，对于公共测量采用的是周期上报方案，对于事件触发上报方式也有重要参考意义。
本发明所述方法核心思想的流程如图1所示，从图1可以看出：
步骤101，RNC向NodeB发送公共测量控制命令(Common Measurement InitiationRequest)，要求NodeB周期测量并上报RTWP和/或TCP的测量值；在发送测量控制命令中，还包括周期上报的间隙(Report Periodicity)、过滤系数(Measurement Filter Coefficient)等；
步骤102，NodeB接收RNC发来的专用测量控制命令，并根据要求进行测量，在上报条件满足时上报测量结果；
步骤103，RNC收到上报结果后，存储NodeB上报的与各小区有关的RTWP和/或TCP值；RTWP是直接反映小区的上行干扰的情况的一个量，而TCP是直接反映小区下行发射功率的一个量，在小区规划确定的条件下，两个测量量分别能够代表着一个小区的上下行的负荷情况；
步骤104，在UE发起RRC连接请求时，比较当前小区与异频同覆盖小区的负荷情况(见步骤105)，选择负荷较轻的小区作为目标小区，若当前小区负荷较低，则选择当前小区作为目标小区(见步骤106)，否则选择负荷较低的异频小区作为目标小区(见步骤107)；
步骤108，对于RRC连接建立在专用信道的情况，在目标小区的Node B建立相应的无线链路后，可以将链路的信息连同频率信息等放于RRC连接建立消息(RRC Connection Setup)中发送至UE；
步骤109，UE返回RRC连接建立完成消息(RRC Connection Setup Complete)，后续过程同正常的处理过程，即进行初始直传等过程。
图2是在处理过程中RNC与Node B的消息流程。对应图1中的(101)和(102)：
RNC向各Node B发送公共测量命令(Common Measurement Initiation Request)(步骤201)，命令中带有测量量、上报方式、过滤系数等一些重要的信息；Node B在检查认为自己的能力能够胜任测量时，向RNC返回公共测量初始响应(Common Measurement InitiationResponse)(步骤202)，并开始进行测量，在测量的同时Node B发现达到上报条件时，NodeB在达到上报条件时，向RNC发送公共测量报告(Common Measurement Report)(步骤203)，对于周期上报方式，每隔一段时间就向RNC上报一次测量结果(步骤204)。
图3是在处理过程中与UE相关的专用消息流程。对应图1中的步骤(104)、(108)、(109)：
UE发起RRC连接请求(RRC Connection Request)(步骤301)，RNC在收到此连接请求之后，进行判决，然后决定建立无线链路的目标小区，并向目标小区的Node B发送无线链路建立请求(Radio Link Setup Request)(步骤302)，在Node B返回正确的无线链路建立响应(Radio Link Setup Response)(步骤303)之后，向UE发送RRC连接建立消息(RRCConnectionSetup)(步骤304)，在消息中填上与目标小区和所建链路相关的一些信息，UE在完成空中的同步之后，向RNC返回RRC连接建立完成消息(RRC Connection Setup Complete)(步骤305)，然后进入正常的直传过程。
为了避免过多的频繁均衡动作发生，在图4所示的另一种实施方案中，在图1所示的实施方案的基础上增加了步骤(110)，即优先判断当前小区的负荷是否低于一个预先设置的门限值，如果是，则可以不进行后续判决，直接将当前小区作为目标小区。同时在步骤(105)中可以增加一个迟滞性的判决条件，即要求异频小区的负荷比当前小区低一定的门限之下，才将异频小区作为目标小区，这样可以更有效降低由于频率发生改变而导致的连接失败的可能。
Claims (5)
1、宽带码分多址系统中初始接入时的频间负荷均衡控制方法，包括如下步骤：
(1)无线网络控制器从Node B处获取反映负荷状况的接收宽带功率和发射载波功率值；
(2)在用户设备初始接入时，无线网络控制器根据预先设定的门限参数以及用户设备当前接入的小区负荷和同站址同覆盖异频小区的负荷，决定用户设备是否有必要均衡至异频小区；
(3)如果决定将该用户设备均衡至异频小区，则异频小区作为目标小区，在向该用户设备发送的连接建立消息中，发送相应异频小区的信息；如果决定不均衡至异频小区，则当前小区作为目标小区，发送本小区的信息；
(4)用户设备在目标小区中返回建立完成消息。
2、权利要求1所述的宽带码分多址系统中初始接入时的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下步骤：
(1.1)无线网络控制器向Node B发送针对小区公共测量控制命令，要求测量接收宽带功率和/或发射载波功率值，并设定上报的条件，对于周期上报方式而言，需要设定上报的周期，对于事件上报而言，需要设定上报的门限、触发时间；
(1.2)Node B对相应小区的上行接收宽带功率和/或发射载波功率值，在达到无线网络控制器发来的测量控制命令中的上报条件时，上报至无线网络控制器；
(1.3)无线网络控制器对Node B上报的结果进行存贮，以供需要时使用。
3、权利要求1所述的宽带码分多址系统中初始接入时的频间负荷均衡控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中，无线网络控制器在有用户设备接入时，查询当前存贮的该小区的负荷状况以及与该小区的异频同覆盖小区的负荷，对于负荷状况的判决可以有如下几种方法：
(2.1)在上行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用上行方向接收到的接收宽带功率，作为各小区之间负荷比较的参考；
(2.2)在下行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用下行方向发射载波功率值，作为各小区之间负荷比较的参考；
(2.3)在上、下行方向需要综合考虑的系统中，可以同时采用上行方向接收到的接收宽带功率和下行方向发射载波功率值，作为各小区之间负荷比较的参考。
4、权利要求1所述的宽带码分多址系统中初始接入时的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，无线网络控制器向目标小区发送的信息，包括：A.该小区频率信息；B.该小区的扰码信息；C.无线链路资源信息。
5、权利要求1至4中任一权利要求所述的宽带码分多址系统中初始接入时的频间负荷均衡控制方法，其特征在于：在用户设备初始接入时，先判断当前小区的负荷是否低于一个预先设置的门限值，如果是，则可以不进行后续判决，直接将当前小区作为目标小区；如果否，无线网络控制器根据预先设定的门限参数以及用户设备当前接入的小区负荷和同站址同覆盖异频小区的负荷，决定用户设备是否有必要均衡至异频小区。
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