CN100571463C - 软切换比例控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种软切换比例控制方法，能够避免影响覆盖等其它问题；在用户分布不均，尤其是用户流动性大的情况下，效果更加显著；更加具有灵活性和实时性，并避免了由于缺乏实时性和灵活性导致浪费网络资源的情况；在快速发展和变化的情况下更容易维护和控制维护成本。本发明的原理在于对小区实际软切换比例进行周期性测量和统计，并对不在预先设置的目标软切换范围内的软切换比例进行调整，该动态调整可以在小区负载达到一定水平后进行。本发明通过软切换相对门限的动态调整来实现软切换比例的自动控制。

Description

软切换比例控制方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及移动通信系统中软切换比例的控制技术。

背景技术

随着移动通信技术的日益发展，基于码分多址(Code Division MultipleAccess，简称“CDMA”)技术的第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)系统已经越趋成熟，相对全球移动通信系统(G1obal System formobile Communication，简称“GSM”)的第二代移动通信系统而言，3G中的宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)移动通信系统具有软切换、软容量以及快速功控等技术特点，能更好地适应移动通信技术发展的趋势以及移动用户对业务的需求。

在蜂窝移动通信系统中，切换是必不可少的一项重要功能。因为一个基站的覆盖区域有限，而随着用户设备(User Equipment，简称“UE”)的移动，为了保持通信的连续，UE与网络间的无线连接必须由一个小区转移到另外一个小区，这就是切换。GSM系统的切换一般是在小区边缘先断开原有小区的无线链路，再建立与新小区的无线链路，这种切换叫做硬切换。而在WCDMA系统中除了硬切换以外，还引入了软切换的概念。软切换是CDMA系统所特有的切换方式，因为相邻小区可以配置为相同频率，移动台在小区边缘时可以同时与两个以上的小区建立无线连接，也就是说，软切换允许在保持与原小区的无线链路的情况下，先建立与目标小区的无线链路。

硬切换对系统资源的消耗比较少，其原理以及通信系统的操作都比较简单，但其切换成功率比较低，即产生的调话率比较高。而相比之下，软切换则能够显著提高切换成功率，并且软切换实现了选择合并，提供分集增益，可以提高无线链路的性能，加强覆盖。同时，软切换可以使小区边缘掉话率大大下降，有助于提高处于小区边沿的通话质量。

对于3G系统中应用的软切换技术来说，因为处于软切换状态的UE需要同时与两个或两个以上的小区保持无线连接，故而占用了较多的系统前向资源，也就是说，软切换的好处是以牺牲某些系统资源来换取的。当系统中处于软切换状态的UE保持在一定比例的时候，牺牲本不紧张的一些系统资源以获得更好的通信质量是非常值得的。但是如果软切换比例过高，大量的系统资源被软切换所占用，导致容量下降，这时反而会降低系统能提供的通信质量。在WCDMA系统中，软切换可以带来宏分集增益，但是也造成系统更多的资源开销，降低了系统容量，因此，需要将软切换控制在一定比例上。

目前，现有技术中通常使用下面两种方法来控制处于软切换状态的UE的比例。

第一种方法是在建网前的网络规划中，通过站址选择，天线方位角、下倾角的设计来规划各小区的覆盖范围，从而使得软切换比例大致保持在一个预计范围。而在后期的网络优化中，根据实际统计的软切换比例，调整天馈参数以及功率参数来调小区整覆盖范围，以达到改变软切换比例的目的。熟悉本领域的技术人员应该可以理解，这里所述的天馈参数包括诸如方位角、下倾角等数据，而功率参数则是指导频功率。

第二种方法是通过修改切换参数，如软切换门限等，来达到调整软切换比例的目的。其中，软切换门限包括绝对门限和相对门限，现在WCDMA系统一般采用相对门限判决算法来进行软切换。软切换相对门限包括1A事件相对门限和1B事件相对门限。这里所属的1A、1B事件是协议规定的同频测量事件。其中，1A事件是指当一个主导频信道进入报告范围时，也即表示一个小区的信号质量已经很好，接近激活集(与UE正在通信的小区集合)内小区，可以将此小区加入到激活集中，1A事件是软切换相对门限的增加事件。而1B事件则是指当一个主导频信道离开报告范围时，也就是说一个小区的信号质量变得很差，比激活集内其他小区要差较多，就应该从激活集中删除此小区，1B事件是软切换相对门限的删除事件。需要说明的是，触发1A事件必须满足特定的公式。软切换相对门限越大，软切换分支添加越容易，而删除分支越难，导致软切换比例相对会较高；相对门限越小，软切换分支添加越难以发生，而删除分支则越容易，软切换比例会相对较低。因此，可以通过修改软切换门限来调整软切换比例。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：对于第一种现有技术，首先，由于带来覆盖等问题，该方案在网络优化中的使用不广泛。具体的说，为了通过缩小重叠区域比较大的两个相邻区域共同的覆盖范围来调整覆盖参数，降低该区域的软切换比例，将导致这两个区域各自与其他区域之间共同覆盖的范围变小甚至出现覆盖空洞。另外，实际调整覆盖范围还会导致许多其他的问题。

第二，在某些情况下，本方案的改善效果不够显著。举例来说，当用户分布不均匀，在两个相邻区域的共同覆盖区域中分布了两个小区所有用户的60％，甚至更多用户时，该区域软切换比例较高，在这种情况下，即使通过减小这两个相邻小区的重叠区域能够降低软切换比例，但是由此产生的效果不是非常明显。

第三，本方案的灵活性较差。这是因为网络规划和网络优化都是一次性的工作，无法根据网络的实际运营情况和临时变化，方便灵活的进行实时调整。

对于第二种现有技术，首先，这种方式不利于网络资源的有效利用。具体的说，由于移动用户分布情况随着时间而变化，某些区域的软切换比例可能在短期内有较大起伏，使网络资源和容量变化很大。通过网络优化的参数调整无法适应这种时效性很强的变化，而只能作出资源预留。由此可见，第二种技术方案存在缺乏时效性和灵活性的缺点，这将导致这些区域在空闲时浪费网络资源。

其次，随着城市的快速发展，人口的迁移，将导致热点话务区会不断涌现和变迁，需要不断调整和修改网络，这将引起维护难度的升高，以及维护成本的增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种软切换比例控制方法，不但能够避免引起覆盖等问题，在用户分布不均，尤其是集中在覆盖区域的情况下，效果更加显著，并且更加具有灵活性和实时性；而且避免了由于缺乏时效性和灵活性导致浪费网络资源，在快速发展和变化的情况下更容易维护和控制维护成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种软切换比例控制方法，包含以下步骤：

A预先为小区设置目标软切换比例最小值和最大值；

B无线网络控制器周期性地测量并统计出所述小区的实际软切换比例，并将所述实际软切换比例与所述最小值和最大值比较，如果小于所述最小值，则执行步骤C，如果大于所述最大值，则执行步骤D；

C将软切换参数按增加软切换比例的方向调整一个步长，并执行步骤B；

D将软切换参数按减小软切换比例的方向调整一个步长，并执行步骤B。

其中，所述步骤B中还包含以下子步骤：

如果所述实际软切换比例在所述最小值和最大值之间，则不作调整。

所述软切换参数是软切换相对门限，所述方法通过调整软切换相对门限来控制所述小区中的软切换比例。

所述软切换相对门限的调整范围是3到16分贝。

所述步骤C和步骤D中，所述软切换参数调整的步长可设置为0.5分贝。

所述目标软切换比例的最小值是30％，所述目标软切换比例的最大值是40％。

所述步骤B中，无线网络控制器测量并统计所述小区的实际软切换比例的周期是预先设置的，该周期可以是1分钟、5分钟、10分钟、30分钟和60分钟中的一种。

所述步骤B中，无线网络控制器测量并统计所述小区的实际软切换比例的默认周期是10分钟。

所述方法还包含以下步骤，

判断人为设定的开关是否打开，如果是则执行步骤B，否则终止步骤B的执行。

所述方法还包含以下步骤：

预先设置所述小区的负载参数，实时测量并判断所述小区的实际负载是否超过所述负载参数，如果是，则执行步骤B，否则终止步骤B的执行。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，对小区实际软切换比例进行周期性测量和统计，并对不在预先设置的目标软切换范围内的软切换比例进行调整，该动态调整可以在小区负载达到一定水平后进行。并且通过软切换相对门限的动态调整来实现软切换比例的自动控制。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即针对第一种现有技术，有效避免了覆盖等问题，并且改善效果更加显著，灵活性更高；对于第二种现有技术，解决了由于其缺乏时效性和灵活性导致的网络资源浪费的问题，并且更加容易维护，维护成本也得到较好的控制。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的软切换比例自动控制技术实现的具体流程示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的软切换比例自动控制过程的坐标示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

总的来说，本发明的原理在于，周期性检测该小区的实际切换比例是否在预先设定的目标软切换比例的最小值和最大值的范围内，并对超出该预定范围的情况进行调整。其中，通过软切换门相对门限的动态调整，实现软切换比例的自动控制。

下面参照图1，详细描述根据本发明的一个实施例的软切换比例自动控制技术实现流程。

如图1所示，首先在步骤100中，预先为小区设置目标软切换比例的最小值和最大值，由这个预先设定的目标软切换比例可以确定下一个范围，比如30％～40％，这也就表明，对系统而言，应该把软切换比例控制在这个预先设置的目标软切换比例的最小值和最大值所含括的范围内，如果大于该最大值或者小于该最小值都需要进行对应的调整。随后，进入步骤110。

在步骤110，3G系统核心网中的无线网络控制器(Radio NetworkController，简称“RNC”)周期性地测量，并统计出小区的实际软切换比例。熟悉本领域的技术人员知道，RNC主要负责无线接入网和核心网之间接口上的信令交互，也同时负责空中无线资源的管理等。需要说明的是，这里控制周期的长短是可以设定的。接下来，进入步骤120。

在步骤120中，根据前述步骤所设定的目标软切换比例，判断实际软切换比例是否在该目标软切换比例的最小值和最大值之间，如果实际软切换比例确实是在该目标软切换比例值的范围内的话，则在随后的步骤130中将软切换参数调整为0，即对系统不作任何调整。如果实际软切换比例小于目标软切换比例的最小值，则进入步骤140。如果实际软切换比例大于目标软切换比例的最大值，则进入步骤150。

在步骤140中，针对实际软切换比例小于目标软切换比例的最小值的情况，将软切换参数按增加软切换比例的方向调整一个步长，并返回到步骤110中。

在步骤150中，针对实际软切换比例大于目标软切换比例的最大值的情况，将软切换参数按减小软切换比例的方向调整一个步长，然后也回到步骤110中。

从本发明的上述方案可以看出，在经过一个控制周期以后，系统再次进行软切换比例的统计、比较以及调整过程，而通过如此重复循环操作，就可以使得软切换比例趋向目标值并能保持在目标范围内。

目前，WCDMA中一般是使用相对门限软切换算法来对切换参数进行选取和调整，而影响软切换比例最直接且最有效的参数就是软切换相对门限，如背景技术中所述的1A、1B相对门限。

为了进一步描述本发明使用相对门限软切换算法来对切换参数进行选取和调整的方案，下面参照图2来具体描述采用相对门限软切换算法进行软切换比例自动控制的过程。

从图2可以看出软切换比例与相对门限之间的变化关系。通常软切换增加与删除门限保持着一致，当软切换相对门限增大时，即表明软切换分支添加越容易，而删除该分支则越难，所以就相当于增大了切换带，而软切换比例将提高，这种情况也即如图2中相对门限从40％上升的同时，软切换比例也同步上升直至60％；另一方面，对于相对门限减小的情况而言，软切换分支添加则会越难以发生，而删除分支则越容易，相当于缩小了切换带，软切换比例将降低，同样如图2中所示的相对门限从40％下降时，软切换比例也同期降低。

根据仿真结果，当相对门限取为5dB时，处于软切换状态的用户设备(User Equipment，简称“UE”)比例为35％左右，因此，软切换相对门限的初始设置一般为5dB。为了减小软切换比例以节省系统资源，可以减小该门限值，但是该值不能小于3dB，因为过小可能无法保证平滑的切换而造成边界区掉话，而且小区边缘的UE因为失去软切换增益，必须增大发射功率来保证通信质量，这样反而可能造成反向容量的下降。另一方面，该门限值过大则会导致软切换频繁以及软切换比例过高等问题。因此，为了保证软切换比例自动控制过程不会造成对网络的负面影响，设定软切换相对门限的调整范围为3～16dB。软切换相对门限的调整对于切换带的用户有很大的影响，为了保证控制过程的相对平滑，相对门限的调整步长不能太大，否则可能在话务高峰时给网络造成大的冲击。其中，调整步长可以设为0.5dB，即每次软切换门限增加或减小的量都为0.5dB。

需要说明的是，因为软切换比例自动控制并非必须的，所以可以有一个相应的面向小区的算法开关，根据实际情况，如果有需要动态调整软切换比例的小区则打开此算法开关。而其中的小区负载则是作为一个辅助判决条件，如果系统不设置小区负载参数，则只要算法开关打开就进行软切换比例的周期自动控制过程；如果设置了这个小区负载参数，则系统实时测量并判断小区的实际负载是否超过该负载参数，如果小区的实际负载超过了该负载参数，则触发并开始周期的软切换比例控制调整过程。这样设计是考虑到小区负载很轻的情况下，即使软切换比例高一点也无妨，因为此时可以牺牲一部分容量来获取的软切换增益，而此时的调整控制只会无谓地增加RNC处理的负担。

此外，还有一点需要说明的是，测量并统计出小区的实际软切换比例的控制周期是预先设置的，而且对该控制周期的选择要适应网络的实际应用状况。其中，控制周期总共有5个可选值，可以是1分钟、5分钟、10分钟、30分钟和60分钟。当控制周期太短时，会给RNC造成较大的处理负担，从而影响其性能；如果控制周期太长，则不能很好的跟踪网络的变化以及时的进行调整。系统默认的控制周期可以为10分钟，即10分钟进行一次测量调整。而在实际中，通常是根据实际应用结果来找出最优的控制周期经验值。

通过上述分析和描述可以理解，本发明可以自动紧密地跟踪网络的变化，更为及时、有效地调整切换参数，保证网络质量，并且其中的参数可以根据实际需要灵活修改、选择使用，为优化、维护、运行提供了一种方便的可选方案。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种软切换比例控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

A预先为小区设置目标软切换比例最小值和最大值；预先设置所述小区的负载参数；

实时测量并判断所述小区的实际负载是否超过所述负载参数，并且在所述小区的实际负载超过所述负载参数时执行步骤B；

B无线网络控制器周期性地测量并统计出所述小区的实际软切换比例，并将所述实际软切换比例与所述最小值和最大值比较，如果小于所述最小值，则执行步骤C，如果大于所述最大值，则执行步骤D；

C将软切换参数按增加软切换比例的方向调整一个步长，并执行步骤B；

D将软切换参数按减小软切换比例的方向调整一个步长，并执行步骤B。

2.根据权利要求1所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述步骤B中还包含以下子步骤：

如果所述实际软切换比例在所述最小值和最大值之间，则不作调整。

3.根据权利要求1所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述软切换参数是软切换相对门限，所述方法通过调整软切换相对门限来控制所述小区中的软切换比例。

4.根据权利要求3所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述软切换相对门限的调整范围是3到16分贝。

5.根据权利要求4所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述步骤C和步骤D中，所述软切换参数调整的步长设置为0.5分贝。

6.根据权利要求1所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述目标软切换比例的最小值是30％，所述目标软切换比例的最大值是40％。

7.根据权利要求1所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述步骤B中，无线网络控制器测量并统计所述小区的实际软切换比例的周期是预先设置的，该周期是1分钟、5分钟、10分钟、30分钟和60分钟中的一种。

8.根据权利要求7所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述步骤B中，无线网络控制器测量并统计所述小区的实际软切换比例的默认周期是10分钟。

9.根据权利要求1所述的软切换比例控制方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤，

判断人为设定的开关是否打开，如果是则执行步骤B，否则终止步骤B的执行。

Images