CN101222464B - 一种多载波系统中导频强度上报方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载波系统中导频强度上报方法，在接入终端侧，根据测量结果以及相应的门限，在相应的导频集合中的每个导频组中选择导频，在发往接入网络的路由更新消息中上报，其改进在于，在相应的导频集合中的每个导频组中，选择性的上报该导频组中的一个或多个导频。采用本方法，路由更新消息支持上报同一导频组的多个成员导频，为切换判断过程提供了同导频组中各导频更为详细的信息，改善了多载波软切换判断正确性，提高软切换成功率。

Description

一种多载波系统中导频强度上报方法 

技术领域

本发明涉及移动通信系统，尤其涉及多载波的CDMA2000HRPD(高速分组数据)系统中的软切换技术。 

背景技术

软切换作为CDMA系统特有的关键技术之一，对于提高通话质量、增加系统容量、减低系统干扰、降低系统的掉话率起着极其重要的作用。软切换的过程从接入终端(AT)开始，AT不断测量系统内导频(Pilot)信道的信号强度。为了有效地对导频信道进行搜索，CDMA系统中的导频信道被分为活动集(active set)、候选集(candidate set)、邻近集(neighbor set)和剩余集(remainingset)四个导频集合。活动集由具有足够信号强度，当前AT正在保持连接的业务信道所对应的导频的集合；候选集是由导频信号强度足够，AT可以成功解调，随时可以接入的导频组成；邻近集是由不属于活动集或候选集，但是有可能参与软切换的导频组成(例如这些小区可能在已知的邻近区域内)；剩余集是由属于CDMA系统但未包含在其他3组中的小区导频组成。 

根据目前的导频强度上报方法进行软切换的步骤如下： 

(1)在连接状态下，当AT测得候选集、邻近集或剩余集中的一个导频的强度超过一定门限，足以进入活动集时；或者活动集中的一个导频的强度下降达到一定门限，无法维持连接时，AT向接入网络(AN)发送路由更新消息，报告导频强度测量结果。 

(2)AN根据上报的导频强度信息，判断是否需要为AT建立质量更好的连接，质量好的链路导频需要保留或者添加进入活动 集；或者拆除质量已经很差的连接，质量差的链路导频从活动集中删除。 

(3)根据判断结果，AN向AT发送业务信道指配消息，也即分配给移动台的前向业务信道消息，来响应路由更新消息，业务信道指配消息中包含了判断后构成的新的活动集。 

(4)AT根据业务信道指配消息，将新的导频加入活动集或者从活动集中去除某些导频。 

(5)移动台向AN发送切换完成消息，确认接收新的活动集，整个软切换流程实现。 

从上述流程说明中可知，AT测量所有导频强度的准确性以及上报导频的完整性是AN做出正确切换判断的关键。在CDMA2000HRPD B系统中，对于支持多载波的终端用户，各个导频集合中包含着多个载波的导频，为减少导频集合中所维护导频的数量以及终端在导频强度测量上的能源消耗，在CDMA2000 HRPD B空中接口协议C.S0024-B_v1.0_060522中定义了导频组(PilotGroup)，其具体含义是：将扇区内的覆盖相同的多个载波的导频归为一个导频组，同一导频组中的导频被认为是强度值相同或近似。一个导频组所包含的成员导频在AN侧进行配置。在AT侧，对活动集中所有导频的强度均进行测量，而其它导频集合中一个导频组只会测量一个导频的强度，用来表示整个导频组所有导频的测量结果。 

在CDMA2000 HRPD B空中接口协议的Multicarrier RouteUpdate Protocol部分，对于连接状态下路由更新消息中包含的上报导频包括：当采用静态门限时(DynamicThresholds＝0)，活动集和候选集中每个导频组选择一个导频在路由更新消息中上报；当采用动态门限时(DynamicThresholds＝1)，活动集中每个导频组选择一个导频；而候选集中强度超过PilotAdd门限且满足HRPD B空中接口协议中的下述表达式(1)的导频在路由更新消息中上报，协议中已规定一个导频组只能有一个导频位于候选集中。 

$10\×{\log }_{10}\mathrm{PS}>\frac{\mathrm{SoftSlope}}{8}\×10\×{\log }_{10}\underset{i\∈A}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{PSi}+\frac{\mathrm{AddIntercept}}{2}---\left(1\right)$

其中，各参数代表的意义如下： 

PS：被判断的候选集导频强度； 

SoftSlope：此参数是无符号数，属于AN和AT之间的协商参数之一，用于在采用动态门限时，计算将某导频添加进入活动集，或者从活动集中去掉某导频； 

AddIntercept：此参数是有符号数，单位dB，属于AN和AT之间的协商参数之一，用于在采用动态门限时，计算将某导频添加进入活动集，或者从活动集中去掉某导频； 

PS_i：活动集中任一子活动集所有导频的强度之和。 

HRPD B路由更新消息中上报的每个导频无论是属于活动集还是候选集，无论是采用静态或者动态门限，均代表的是一个导频组。AN在接收到路由更新消息后，将消息中的每个导频视为一个导频组，从AN配置数据中提取该导频组所有成员导频进行切换判断。 

采用HRPD B空中接口协议现在描述的方式在路由更新消息中选择上报的导频存在以下缺陷： 

1、在实际网络中，由于功放的漂移或偏差、不同频率载波的空间传播损耗不一致、各个载波射频单元的工作状态不一致等原因，属于同一个导频组的导频可能出现其覆盖不相同，强度不相等的情况，尤其是在小区的边界。此种情况下软切换成功率会下降。 

当采用静态门限时，假设活动集中同一导频组中存在两个载波f₁和f₂，当AT实际测得的两个载波导频强度并不相同，甚至一个强度质量很好(假定载波f₁的导频强度质量好)，一个强度质量很差(假定载波f₂的导频强度质量差)，但在路由更新消息中只能上报其中之一。当AT选择上报载波f₁的导频时，AN将会判断同导频组的两个载波的导频质量都很好，将载波f₁的导频和载波f₂的导频均保留在活动集中，这样就保留了实际质量很差的导频，而可能丢掉了质量好的导频。当AT选择上报载波f₂的导频时，AN将会判断两个导频质量都很差且均从活动集中删除，这样，质量好的载波f₁的导频从活动集中删除，而添加进入活动集的可能是其它质量差的导频。这两种情况下，AN通过业务信道指配消息指示AT更新活动集后，实际质量很好的载波的前向链路没有机会为AT服务，得不到充分的利用，而为AT提供服务的可能是质量较差的前向链路，降低空口使用效率，软切换成功率下降。静态门限下候选集导频加入活动集也存在上述相同的问题。 

2、即使同一个导频组的成员导频在实际网络中覆盖相同，强度相同，在使用动态门限时候选集使用一个导频代表一个导频组，来进行整个导频组是否应该加入活动集的判断在某些场合下也存在不合理地地方。 

在HRPD B空中接口协议中，活动集由一个或多个子活动集构成，切换是在各个子活动集中独立进行。每个导频既唯一地属于一个导频组，同时又唯一地属于一个子活动集配置，当候选集中的某个导频加入活动集时，加入的是其从属的子活动集。当使用动态门限时，AT候选集中如果某导频的强度超过PilotAdd且对活动集中任一子活动集满足表达式(1)时，则将该导频上报，申请加入活动集。其含义是在候选集中导频组的一个导频满足表达式(1)，就判定该导频所属导频组中所有成员导频在各自所属的子活动集中都满足该表达式，因此将该导频所属导频组的所有成员导频均加入活动集。而实际上是活动集中各个子活动集当前包含的导频成员、各导频的强度和导频数目均可能不一样。导频组中一个导频对活动集中任一子活动集满足条件，不能表示导频组中所有成员导频在其各自所属的子活动集中都满足条件。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多载波系统中导频强度上报方法，在接入终端侧，根据测量结果以及采用静态门限或动态门限时的情况，在活动集和候选集中的每个导频组中选择导频，在发往接入网络的路由更新消息中上报，当采用静态门限或动态门限时，活动集的同一导频组内任意两个成员导频强度的差值超过预设的阈值情况下，上报该导频组的所有导频；同一导频组内所有成员导频强度的差值不超过预设的阈值时，上报该导频组中的一个导频。 

进一步地，在所述静态门限情况下，所述候选集中的所有导频全部上报；在所述动态门限情况下，对所述候选集中强度超过门限参数的导频，根据表达式 

选择性地上报候选集中的全部或部分导频，其中PS为被判断的候选集导频强度，SoftSlope为无符号数，属于接入网络和接入终端之间的协商参数之一，AddIntercept为有符号数，单位为dB，属于接入网络和接入终端之间的协商参数之一，PS_i为活动集中任一子活动集所有导频的强度之和。 

进一步地，所述强度超过门限参数的导频所属导频组的所有成员导频在各自所属的子活动集中均满足所述表达式，则上报所述候选集中的全部导频；所述强度超过门限参数的导频所属导频组的所有成员导频中有一个导频在其所属的子活动集中不满足所述表达式，则上报该所述导频所属导频组的所有成员导频。 

其中，所述上报的导频均添加到所述路由更新消息中的上报导频集合中。 

其中，所述路由更新消息中描述包含导频个数的字段所占的位长足以满足表示所述上报导频个数的需要。 

进一步地，所述描述包含导频个数的字段的位长≥4比特。 

 进一步地，所述上报方法可以包括所述接入网络接收到所述路由更新消息后，对于所述路由更新消息中包含多个属于同一导频组成员的导频，视为一个导频个体进行切换判断处理；对于所述路由更新消息中不合同一导频组其它成员的导频，视为一个导频组的代表导频，则提取导频组的所有成员导频进行切换判断处理。 

与现有技术相比，本发明中的路由更新消息支持上报同一导频组的多个成员导频，同时通过更改使用动态门限情况下候选集中导频加入活动集的判断条件，为切换判断过程提供了同导频组中各导频更为详细的信息，改善了多载波软切换判断正确性，提高软切换成功率。 

附图说明

图1是基于本发明的活动集更新流程示意图； 

图2是CDMA2000 HRPD B空中接口协议路由更新消息上报的导频信息结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。 

现有技术的缺陷，可以总结为同一个导频组中各导频强度实际不一致，却在路由更新消息中使用一个导频代表一个导频组所带来的可能出现的软切换成功率下降问题，以及在同一个导频组中各导频强度实际一致，在使用动态门限时，候选集使用一个导频代表一个导频组来进行整个导频组是否应该加入活动集的判断在某些场合下并不合理。 

针对上述技术问题，本发明对多载波CDMA2000 HRPD B系统导频强度上报消息，也即路由更新消息所包含的上报导频选择提出改进。核心思想是：在AT发往AN的路由更新消息中支持上报同一导频组中的多个导频，AN根据上报的导频强度信息，判断是否需要为AT建立质量更好的连接。具体的内容按照采用静态和动态门限分别说明如下： 

当使用静态门限时，活动集中的每个导频组都要上报导频，当导频组内多个成员导频强度被测量，且存在组内任意的两个导频强 度的差值超过预设的阈值时，可以在路由消息中的导频集合中包含该导频组的所有导频；当导频组所有成员导频强度的差值不超过预设的阈值时，则在路由消息中对该导频组选择一个导频作为代表上报。候选集中的导频全部上报。AN接收到路由更新消息后，如果某导频组在路由更新消息中包含多个成员导频，则其中的每个导频视为一个导频个体进行切换判断处理；对于消息中不含同组其它成员的导频，视为一个导频组的代表导频，将提取导频组的所有成员导频进行切换判断处理。 

当使用动态门限时，活动集中的每个导频组都要上报导频，当导频组内多个成员导频强度被测量，且存在组内任意两个导频强度的差值超过预设的阈值时，可以在路由消息中包含导频集合中该导频组的所有导频；当导频组所有成员导频强度的差值不超过预设的阈值时，则在路由消息中对该导频组选择一个导频作为代表上报。候选集中强度超过PilotAdd的导频，如果该导频所属导频组的所有成员导频在各自所属的子活动集中均满足表达式(1)，则候选集中的导频上报；如果该导频所属导频组的所有成员导频中有一个导频在其所属的子活动集中不满足表达式(1)，则该导频所属导频组的所有成员导频都上报。 

当使用动态门限时候选集中导频加入活动集判断，从使用导频组一个导频对任一子活动集的条件判断更改为导频组内各个成员导频在其各自所属的子活动集内进行条件判断，只有导频组内每个导频在各自所属的子活动集内满足表达式(1)时，才能准确地判定该导频是否满足加入活动集条件，使各成员导频在各自所属子活动集中的差异得到更为准确的判断。 

图1示出了基于本发明的活动集更新流程示意，包括如下步骤： 

(1)测量活动集中每个导频组内所有成员导频的强度，进行强度比较并得到比较结果。 

(2)比较结果为活动集中该导频组内任意两个成员导频的强度的差值超过预设的阈值情况下，则该导频组的所有导频均作为上 报导频；比较结果为该导频组所有成员导频强度的差值不超过预设的阈值时，则对该导频组选择一个导频作为上报导频。 

(3)根据静态门限还是动态门限的不同情况，确定候选集中的上报导频。使用静态门限情况下，候选集中的所有导频均为上报导频；使用动态门限情况下，候选集中强度超过门限参数PilotAdd的导频，如果该导频所属导频组的所有成员导频在各自所属的子活动集中均满足表达式(1)，则候选集中的导频均为上报导频；如果该导频所属导频组的所有成员导频中有一个导频在其所属的子活动集中不满足表达式(1)，则该导频所属导频组的所有成员导频均为上报导频。 

(4)将活动集中的上报导频和候选集中的上报导频添加到AT发往AN的路由更新消息中的上报导频集合中。 

(5)AN接收到路由更新消息后，提取其中的上报导频集合，并对集合中的所有导频进行切换判断，得到将哪些导频加入活动集或者从活动集中去除哪些导频的判断结果。AN在接收到路由更新消息后，对于消息中包含多个同一导频组成员的导频，视为一个导频个体进行切换判断处理；对于消息中不含同组其它成员的导频，视为一个导频组的代表导频，则提取导频组的所有成员导频进行切换判断处理。 

(6)根据切换判断结果，AN向AT发送业务信道指配消息，也即分配给移动台的前向业务信道消息，来响应路由更新消息，业务信道指配消息中包含了判断后构成的新的活动集。 

(7)AT根据业务信道指配消息更新活动集，将新的导频加入活动集或者从活动集中去除某些导频，形成更新后的活动集。 

(8)移动台向AN发送活动集切换完成消息，确认接收新的活动集。 

图2示出了现有技术中路由更新消息中描述包含导频个数的字段——NumPilots所占的位长为4个比特，消息中导频个数字段所占的 位长描述了消息中所允许携带的导频最大个数。本发明允许路由更新消息上报一个导频组中多个导频后，消息中原来允许上报的导频个数上限可能不够使用，因此需要延长。 

图2中参数说明如下： 

(1)NumPilots：消息中包含的导频个数； 

(2)PilontPNPhase：导频偏置； 

(3)ChannelIncluded：表示导频说明是否包含载频部分； 

(4)Channel：导频所在载频信息； 

(5)PilotStrength：导频强度； 

(6)Keep：导频切换去定时器状态。 

Claims (7)

1.一种多载波系统中导频强度上报方法，在接入终端侧，根据测量结果以及采用静态门限或动态门限时的情况，在活动集和候选集中的每个导频组中选择导频，在发往接入网络的路由更新消息中上报，当采用静态门限或动态门限时，活动集的同一导频组内任意两个成员导频强度的差值超过预设的阈值情况下，上报该导频组的所有导频；同一导频组内所有成员导频强度的差值不超过预设的阈值时，上报该导频组中的一个导频。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述静态门限情况下，所述候选集中的所有导频全部上报；在所述动态门限情况下，对所述候选集中强度超过门限参数的导频，根据表达式

选择性地上报候选集中的全部或部分导频，其中PS为被判断的候选集导频强度，SoftSlope为无符号数，属于接入网络和接入终端之间的协商参数之一，AddIntercept为有符号数，单位为dB，属于接入网络和接入终端之间的协商参数之一，PS_i为活动集中任一子活动集所有导频的强度之和。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述强度超过门限参数的导频所属导频组的所有成员导频在各自所属的子活动集中均满足所述表达式，则上报所述候选集中的全部导频；所述强度超过门限参数的导频所属导频组的所有成员导频中有一个导频在其所属的子活动集中不满足所述表达式，则上报该所述导频所属导频组的所有成员导频。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上报的导频均添加到所述路由更新消息中的上报导频集合中。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由更新消息中描述包含导频个数的字段所占的位长足以满足表示所述上报导频个数的需要。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述描述包含导频个数的字段的位长≥4比特。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括所述接入网络接收到所述路由更新消息后，对于所述路由更新消息中包含多个属于同一导频组成员的导频，视为一个导频个体进行切换判断处理；对于所述路由更新消息中不含同一导频组其它成员的导频，视为一个导频组的代表导频，则提取导频组的所有成员导频进行切换判断处理。

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