CN101094505A

CN101094505A - 一种快速小区/扇区选择方法

Info

Publication number: CN101094505A
Application number: CNA2006100904035A
Authority: CN
Inventors: 刘江宁
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-12-26

Abstract

本发明公开一种快速小区/扇区选择方法。在终端切换到目标服务基站之前，目标服务基站根据负载、可用信道和功率等条件确定是否允许切换，并通过反馈信息通知终端。若允许接入，则执行正常的切换流程，若不允许接入，则说明该目标小区/扇区并不适合终端接入，该终端暂时留在原服务小区/扇区。这样通过快速反馈信息的指示，终端可以选择更合适的小区/扇区进行切换，提高系统的整体切换性能。同时，终端不再强行接入不适合接纳该终端的目标小区/扇区，能够保证系统的稳定性以及保护目标小区/扇区已服务用户的QoS。另外，本发明还能够减少切换次数，从而降低切换所带来的信令负荷与开销，提高系统的容量，在一定程度上降低了发生乒乓切换的可能性。

Description

一种快速小区/扇区选择方法

技术领域

本发明涉及小区/扇区选择技术，特别涉及一种快速小区/扇区选择(FCS/FSS)方法。

背景技术

移动通信网络与固定通信网络的融合，网络IP化是未来通信的发展趋势，数据业务已经成为移动通信未来的竞争焦点。基于码分多址接入(CDMA)技术的第三代移动通信技术在移动通信的发展中发挥了重要的作用。同时，无线通信技术在不断发展，以正交频分复用(OFDM)技术为代表的各项新技术展现出其优势，并且逐渐走向产业化。在未来的通信系统中，需要支持包括VoIP在内的多种具有不同服务质量(QoS)的数据业务，如WWW，VT等，对移动通信系统的吞吐量、时延和频谱效率等提出了更高的要求，移动通信系统也正朝着高频谱效率、高速率、低延迟和优化分组数据应用的方向发展。

目前，移动通信系统中的切换技术有：硬切换、软切换和快速小区/扇区选择技术。硬切换通常用于不同频率间的切换，它操作简单，但是相对来说切换时延较大，不能保证平滑切换。通常，频率内切换采用软切换的方式，对于诸如语音这样严格要求数据率恒定的实时业务，软切换可以提供分集增益，因此采用软切换是比较适宜的选择，而且能够保证平滑切换。但对于分组数据业务来说，不要求数据传输有恒定的数据率，对延时的要求相对而言也没有那么严格，这时的分集增益在很大程度上可以通过调度来实现。另外，软切换还存在以下一些缺点：(1)为多个小区分配了资源，占用系统资源比较多；(2)下行方向上，多个小区同时向终端发送数据，下行干扰比较大。

快速小区/扇区选择技术(FCS/FSS)是一项新的切换技术，FCS技术是终端快速地选择激活集中信道条件最好的小区为自身提供下行数据传送。它相比硬切换有更低的切换时延，能更好的满足实时的分组数据业务的QoS要求；而同软切换技术相比，FCS技术中的原服务小区和目标服务小区尽管都属于同一激活集，但在任意时刻，有且只有一个小区的基站能与用户终端进行通信联系，这就潜在地减少了干扰，提高了系统容量。另外，FCS技术的使用可以提高系统资源的利用率，还可看作快速调度的补充，在时间调度之外增加了空间的调度，进一步提高了分集增益，从而达到降低干扰和提高系统容量的目的。

FCS技术的基本原理是：在每个时隙(帧)内，终端连续测量激活集内所有导频的信噪比，从中选择信道质量最好的小区作为服务小区，终端通过上行信令通知激活集中的所有小区自己选中的服务小区的标识，激活集中的所有小区识别出该上行信令，被选中的小区则成为终端的服务小区，原服务小区则停止数据发送，在数据的传输过程中，终端只与激活集中的一个小区进行通信。

FSS技术同FCS技术原理相同，只是FSS技术中的切换是发生在同一小区的不同扇区间，这里不再赘述。

目前，FCS/FSS技术应用于802.20协议、EV-DO等多种系统中，下面以802.20协议中的切换技术为例，介绍FCS技术的具体过程。在802.20协议中，终端为AT，原服务基站即为原服务接入点(OS AP)，目标服务基站即为目标服务接入点(DS AP)，基站控制器即为锚接入点(锚AP)。

图1为820.20协议中FCS技术的流程图。如图1所示，该切换过程包括：

步骤101，AT每隔6帧，向激活集内所有小区发送CQI上行信令。

步骤102，锚AP向OS AP发送AT的数据。

步骤103，OS AP接收到锚AP发送的数据后，通过分配给AT的前向资源块(FLAB)向AT发送数据。

步骤104，AT计算由导频信道接收到的所有小区导频的信噪比，决定是否进行切换。

下面以AT决定进行切换为例，说明切换的过程。

步骤105，AT向激活集内所有小区发送CQI切换请求命令，并指向目标服务小区。

步骤106，OS AP、DS AP和锚AP进行协商，OS AP将与该AT的无线传输状态信息传送给DS AP，OS AP停止为AT服务。

步骤107，锚AP将要发送给AT的数据发送给DS AP。

步骤108，DS AP通过分配给AT的前向资源块向AT发送数据，开始为AT服务。切换流程结束。

由上述过程可以看出，AT发送CQI切换请求要求进行小区选择时，如果目标小区的自身状况能够接纳该AT的切换，进行切换是没问题的。但当目标小区此时并不适合接纳该切换用户，如没有资源可以分配、或者小区的负载严重等等，若强行接入该切换用户，必将对目标小区正在服务的用户的QoS产生影响。在重负载的情况下，调度新用户的同时也就可能导致原来服务用户的QoS的恶化，这对于对QoS要求较严格的实时业务，如VoIP，来说是不能容忍的。

在EV-DO的系统中，切换技术也是采用快速小区/扇区选择技术，在该系统中称为虚拟软切换技术(VSHO)，其切换过程同图1所示的过程类似，因此也会产生同样的问题。

针对以上的FCS/FSS切换技术，可以在基站侧增加必要的措施，保证合理切换。目前，有一种利用资源预留来保证合理切换的技术。资源预留技术的原理如下：将一个小区的总资源分成两个部分A和B，在使用资源时，先为用户分配A区的资源，A区资源分配完之后再分配B区资源。在这里资源可以被理解成网络的某种性能衡量指标，如可用功率、可用信道和负载等。以负载为例，当A区的资源尚未分配完毕时，新接入的用户可以接入网络；当A区的资源分配完毕后，就只允许为切换业务分配B区资源，而不能再为新接入的用户分配A区的资源。在这种技术中，从该资源分配的策略来看，切换业务拥有更高的优先级别。

由于资源预留技术需要预留B区的资源作为切换业务使用，以保证合理切换，而这部分资源对于新接入服务则不可用，也就是可用的资源少了B区中的资源。这样的话，虽然资源预留技术保证了服务的可靠性，却降低了资源的利用率。

由于FSS技术同FCS技术的不同仅在于，FSS技术的切换是发生在小区内部的扇区间切换中，因此对于FCS技术所存在的上述问题，在FSS技术中同样存在。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种快速小区/扇区选择方法，能够实现合理切换，在保证服务可靠性的同时提高资源利用率。

为达到上述发明目的，采用如下的技术方案：

一种快速小区/扇区选择方法，其特征在于，该方法包括：

a、终端向激活集内所有小区发送指向目标服务基站/扇区的请求切换命令；

b、目标服务基站接收到终端的请求切换命令后，确定是否允许切换；若允许切换，则执行步骤c和d，否则执行步骤c和e；

c、目标服务基站通过反馈信道将反馈信息发送给终端；

d、目标小区/扇区成为服务小区/扇区，开始发送数据给终端，切换流程结束；

e、终端收到反馈信息后重新向激活集发送指向原服务基站/扇区的请求切换命令，切换流程结束。

当进行快速小区选择时，较佳地，所述的步骤d中当目标服务基站发送反馈信息给终端后，进一步包括：目标服务基站获取关于终端数据传输的状态信息。

较佳地，在终端中预设定时器，在所述的步骤a和b之间进一步包括：终端启动定时器；

该方法进一步包括：当终端中的定时器超时且终端仍未收到反馈信息时，判定不允许切换，执行步骤e。

较佳地，步骤b中所述的确定是否允许切换的方法可以为：目标服务基站根据负载、可用信道或可用功率的状况，确定是否允许切换。

较佳地，步骤c中所述的反馈信道可以为：当前已使用的信道或定义未使用的专用信道。

较佳地，步骤c中所述的目标服务基站发送反馈信息的方式可以为：采用快速的信令传输方式进行发送。

较佳地，所述的采用快速信令传输方式进行发送的方式可以为：采用物理信令进行发送。

较佳地，所述的物理信令为FLAB-HO信令；

该方法进一步包括：在所述FLAB-HO信令中增加表示是否允许进行切换的负载控制字段；

相应的，所述发送反馈信息为：由FLAB-HO信令中的负载控制字段承载反馈信息进行发送。

较佳地，步骤d中所述的目标服务基站获取关于终端数据传输的状态信息的方法为：目标服务基站向原服务基站发送关于终端的传输状态请求信息，原服务基站向目标服务基站返回传输状态响应信息；

或者，目标服务基站通过基站控制器向原服务基站发送关于终端的传输状态请求信息，原服务基站通过基站控制器向目标服务基站返回传输状态响应信息；

或者，目标服务基站向基站控制器发送关于终端的传输状态请求信息，基站控制器向目标服务基站返回传输状态响应信息。

较佳地，步骤a中所述的请求切换命令可以为：CQI切换请求命令或DSC切换请求命令。

由上述技术方案可见，本发明提供一种快速小区/扇区选择的方法，使得在终端要求进行切换时，目标服务基站能够利用反馈信息将是否允许切换的消息传送给终端。若目标服务基站允许该终端接入，则执行正常的切换流程；若目标服务基站/扇区不允许该终端接入，则说明该目标小区/扇区并不适合终端接入，终端就暂时留在原服务小区/扇区。这样通过快速反馈信息的指示，终端可以选择更合适的小区/扇区进行切换，能够实现合理切换，提高系统的整体切换性能。同时，终端不再强行接入不适合接纳该终端的目标小区/扇区，能够保证系统的稳定性以及保护目标小区/扇区已服务用户的QoS，保证服务可靠性。

另外，同资源预留技术相比，本发明的方法不需预留出部分资源来接纳切换业务，能够大大提高资源利用率。而且，本发明还能够减少切换次数，从而降低切换所带来的信令负荷与开销，提高系统的容量，在一定程度上降低了发生乒乓切换的可能性。

更进一步地，本发明采用物理信令的方式传输反馈信息，在快速小区切换过程中，通过空中接口传输物理信令的时间要远远小于原服务基站和目标服务基站交互信息的往返时间，因此，事实上终端在这段时间内也是在等待目标服务基站、原服务基站及基站控制器间信令协商的完成，这段时间并不会带来切换时延。若可以正常地进行切换，反馈信令传输的时间与基站及基站控制器间的信令协商是同时进行的，对原有的切换流程没有影响；若不能正常地进行切换，原服务基站和目标服务基站间不进行信令协商，这也能够有效减小原服务基站和目标服务基站间的信令负荷。

附图说明

图1为802.20协议中的快速小区选择的流程图。

图2为本发明的快速小区/扇区选择方法的总体流程图。

图3为本发明实施例一的快速小区选择方法流程图。

图4为本发明实施例一中网络侧节点协商过程流程图。

图5为本发明实施例二的快速小区选择方法流程图。

图6为本发明实施例二中网络侧节点的协商过程流程图。

图7为本发明实施例三的快速扇区选择方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图并举实施例说明本发明。

本发明的基本思想是：终端发送请求切换的命令后，目标服务基站根据负载、可用信道和功率等条件确定是否允许切换，并通过反馈信息通知终端。若允许接入，则执行正常的切换流程；若不允许接入，则说明该目标小区并不适合终端接入，终端就暂时留在原服务小区。这样通过快速反馈信息的指示，终端可以选择更合适的小区/扇区进行切换，提高系统的整体的切换性能。

图2为本发明的快速小区/扇区选择方法的总体流程图。如图2所示，该方法包括：

步骤201，终端向激活集内所有小区发送指向目标服务基站/扇区的请求切换命令。

步骤202，目标服务基站接收到终端的请求切换命令后，确定是否允许切换；若允许切换，则执行步骤203和204，否则执行步骤203和205。

步骤203，目标服务基站通过反馈信道将反馈信息发送给终端。

步骤204，目标小区/扇区成为服务小区/扇区，开始为终端分配资源并发送数据，切换流程结束。

步骤205，终端重新向激活集内所有小区发送指向原服务基站/扇区的请求切换命令，切换流程结束。

由上述流程可见，由于本发明中允许目标服务基站/扇区反馈是否允许切换的信息，因此能够实现合理切换，并在保证服务可靠性的同时提高资源利用率。

下面举实施例说明本发明的具体实施方式。

实施例一：

图3为本发明实施例一的快速小区选择方法流程图。本实施例是在802.20协议中应用的快速小区选择技术的处理流程。同图2所示的流程相比，本实施例中，在终端预设了定时器，还进一步包括了OS AP、DS AP和锚AP间进行协商的步骤。具体处理过程为：

步骤301，AT向激活集内所有小区发送指向DS AP的CQI切换请求命令，同时终端启动定时器。

步骤302，DS AP接收到终端的请求切换命令后，确定是否允许切换；若允许切换，则执行步骤303-306，否则执行步骤303，以及步骤307-308。

本步骤中，确定是否允许切换的方法为：目标服务基站根据负载、可用信道或可用功率的状况，确定是否允许切换。

步骤303，DS AP通过反馈信道将反馈信息发送给终端。

本步骤中，所述的反馈信息为负载信息，对反馈信息进行编码以保证AT在下行链路的可靠接收，一般反馈信息采用FLAB-HO物理信令使用当前的前向共享信令信道(F-SSCH)传输，FLAB-HO信令块的组成如表1所示。

FLAB-HO

1100

11+N_MAC地址+N_{FL_NODE地址}

MAC地址 [N_MAC地址]Node地址[N_{FL_NODE地址}]PF [6]扩展传输 [1]期望扇区 [3]

表1

在FLAB-HO信令块中增加一个负载控制(LoadControl)字段来承载反馈信息，当该字段值为1时，表示允许终端进行切换接入；当该字段值为0时，表示不允许终端进行切换接入。修改后的FLAB-HO信令块的具体组成如表2所示。

FLAB-HO

1100

11+N_MAC地址+N_{FL_NODE地址}

MAC地址[N_MAC地址]Node地址[N_{FL_NODE地址}]PF [6]扩展传输 [1]期望扇区 [3]负载控制 [1]

表2

步骤304，DS AP获取关于AT数据传输的状态信息，目标小区成为服务小区。

本步骤中，DS AP获取关于AT数据传输的状态信息的方式为：OS AP、DS AP和锚AP间进行协商。具体协商的过程如图4所示，包括以下步骤：

步骤304a，DS AP向锚AP发送关于AT的无线链路协议(RLP)请求信息。

步骤304b，锚AP接收到DS AP发送来的RLP信息后，向OS AP发送关于AT的RLP请求信息。

步骤304c，OS AP接收到锚AP发送的RLP信息后，响应该请求，向锚AP发送关于AT的RLP信息响应。

步骤304d，锚AP将接收到的RLP信息响应转发给DS AP。

这样，DS AP就获得了关于AT数据传输的状态信息。这些状态信息包括：AT已发送的数据包的个数、发送给AT的最后一个数据包的信息等。下面继续图3所示的操作步骤。

步骤305，锚AP将AT的数据发送给DS AP。

步骤306，DS AP通过分配给AT的前向资源块向AT发送数据，开始为AT服务。切换流程结束。

步骤307，当AT接收到反馈信息表明不允许切换操作，或定时器超时仍未收到反馈信息时，AT重新向激活集内所有小区发送指向OS AP的CQI切换请求命令。

步骤308，AT留在原小区，切换流程结束。

图3中，包括步骤304～306的虚线框内容表示：当允许切换时，进行切换的具体操作；包括步骤307～308的虚线框内容表示：当不允许切换时，AT执行的操作。

在本实施例中，步骤301中定时器的时长与空中接口的传输时延、反馈信道的帧定时以及反馈信息的传输数据量、编码方式等相关，视具体的情况而定。步骤303中所述的反馈信息为负载信息，但事实上反馈信息不局限于负载信息，也可以是其他的一些表征网络状况、衡量网络性能的信息，如可用信道、可用功率等。反馈信息是在原本的物理信令FLAB-HO块中利用增加的负载控制字段传输的，也可以采用其他自定义的信令传输。反馈信息的比特数也可依据具体的实现而商定，可以对反馈信息进行编码以保证AT在下行链路的可靠接收，在具体实现中可以在AT加入到激活集，连接建立时进行商定。本实施例中，反馈信息是利用当前的前向共享信令信道(F-SSCH)进行传输，当然也可以定义新的专用信道或其他已有的信道进行反馈信息的传输。

实施例二：

图5为本发明实施例二的快速小区选择方法流程图。本实施例是在EV-DO系统中应用的快速小区选择技术的处理流程。在EV-DO系统中，终端为AT，原服务基站为CELL A，目标服务基站为CELL B，基站控制器为接入网络控制器(ANC/PCF)。本实施例同实施例一的区别在于：网络侧和AT进行交互时及网络侧内部进行信息交互时的流程和相关信令不同，传输反馈信息的反馈信道不同。具体处理过程为：

步骤501，AT向激活集内所有小区发送指向CELL B的DSC切换请求命令，同时AT启动定时器。

步骤502，CELL B接收到AT的请求切换命令后，确定是否允许切换；若允许切换，则执行步骤503-508，否则执行步骤503和步骤509-510。

本步骤中，确定是否允许切换的方法为：CELL B根据负载、可用信道或可用功率的状况，确定是否允许切换。

步骤503，CELL B通过反馈信道将反馈信息发送给AT。

本步骤中，所述的反馈信息可以为负载信息，反馈信道可以使用当前的下行的MAC信道，如RA信道。RA信道是反向业务繁忙的指示，用1个比特表示，RA信道采用固定的码字传输，MACIndex＝4。本实施例中利用RA信道来承载反馈信息，表征目标小区的下行负载程度，当该比特值为1时，表示允许AT进行切换接入；当该比特值为0时，表示该目标小区下行负载较重，不允许AT进行切换接入。

步骤504，CELL B获取关于AT数据传输的状态信息。

本步骤中，CELL B获取关于AT数据传输的状态信息的方式为，CELLA、CELLB和ANC/PCF间进行协商，具体协商的过程如图6所示，包括以下步骤：

步骤504a，CELLA和CELL B向ANC/PCF发送DSC cover改变的消息。

步骤504b，ANC/PCF向CELL B发送关于AT的传输状态信息。

这样，CELL B就获得了关于AT数据传输的状态信息。下面继续图5所示的操作步骤。

步骤505，AT向激活集内的所有小区发送DRC信令，并指向CELL B。

步骤506，CELL A停止数据发送，同时CELL A和CELL B向ANC/PCF发送DRC cover改变的消息。

步骤507，ANC/PCF停止向CELL A发送数据，将AT的数据发送给CELL B。

步骤508，CELL B为AT分配资源并发送数据，开始为AT服务。切换流程结束。

步骤509，当AT接收到反馈信息表明不允许切换操作或定时器超时仍未收到反馈信息时，AT重新向激活集发送指向CELL A的DSC切换请求命令。

步骤510，AT留在原小区，切换流程结束。

图5中，包括步骤504～508的虚线框内容表示：当允许切换时，进行切换的具体操作；包括步骤509～510的虚线框内容表示：当不允许切换时，AT执行的操作。

在步骤510之后，AT还可以根据需要，切换到除原小区和目标小区外的其他小区或者停留在原小区或者放弃连接。

以上两个实施例中，原服务基站和目标服务基站之间均不存在接口，于是，实施例一中目标服务基站是通过基站控制器从原服务基站获得关于终端数据传输的状态信息的，实施例二中目标服务基站是从基站控制器中获得关于终端数据传输的状态信息的。在实际应用中，如果原服务基站和目标服务基站之间存在接口，则目标服务基站获得关于终端数据传输的状态信息的方法还可以为：直接向原服务基站发送关于终端的传输状态请求信息，并接收原服务基站返回的传输状态响应信息。

实施例三：

图7为本发明实施例三的改进的快速扇区选择方法流程图。如图7所示，快速扇区选择方法用于在服务小区内的扇区间进行切换。本实施例是在802.20协议中应用的快速扇区选择方法，具体处理流程包括：

步骤701，AT向激活集内的所有小区发送CQI切换请求，该切换请求指向目标扇区。

步骤702，AP接收到AT的CQI切换请求后，确定是否允许切换到目标扇区；若允许切换，则执行步骤703和704，否则执行步骤703和705。

本步骤中，确定是否允许切换的方法为：AT根据目标扇区负载、可用信道或可用功率的状况，确定是否允许切换。

步骤703，AP通过反馈信道将反馈信息发送给终端。

步骤704，目标扇区成为服务扇区，开始发送数据给终端。切换流程结束。

步骤705，当AT接收到反馈信息表明不允许切换操作时，AT重新向激活集内的所有小区发送指向原扇区的CQI切换请求，AT留在原扇区，切换流程结束。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种快速小区/扇区选择方法，其特征在于，该方法包括：

c、目标服务基站通过反馈信道发送反馈信息给终端；

e、终端收到反馈信息后，重新向激活集发送指向原服务基站/扇区的请求切换命令，切换流程结束。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当进行快速小区选择时，所述的步骤d中当目标服务基站发送反馈信息给终端后，进一步包括：目标服务基站获取关于终端数据传输的状态信息。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在终端中预设定时器，在所述的步骤a和b之间进一步包括：终端启动定时器；

4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b中所述的确定是否允许切换的方法为：目标服务基站根据负载、可用信道或可用功率的状况，确定是否允许切换。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中所述的反馈信道为：当前已使用的信道或定义未使用的专用信道。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中所述的目标服务基站发送反馈信息的方式为：采用快速的信令传输方式进行发送。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的采用快速信令传输方式进行发送的方式为：采用物理信令进行发送。

8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的物理信令为FLAB-HO信令；

相应的，所述的发送反馈信息为：由FLAB-HO信令中的负载控制字段承载反馈信息进行发送。

9、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤d中所述的目标服务基站获取关于终端数据传输的状态信息的方法为：目标服务基站向原服务基站发送关于终端的传输状态请求信息，原服务基站向目标服务基站返回传输状态响应信息；

10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的请求切换命令为：CQI切换请求命令或DSC切换请求命令。