CN101523950B - 蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的方法。该通信系统包括多个小区，每个小区至少包括一个与覆盖区域内至少一个用户设备通信的无线发射机。该方法进一步包括：当用户设备位于源小区的覆盖区域中时，接收来自至少一个小区发送的信号，其中来自小区的信号包括小区特定数据，该小区特定数据能够得出所述小区相对于源小区的关系表达，并基于来自小区发送的信号在用户设备内生成目标小区集合。本发明还涉及系统、用户设备、计算机程序和计算机程序产品。

Description

蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的方法和系统

技术领域

本发明涉及蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的方法和系统。本发明还涉及通信系统、用户设备、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

无线移动通信系统通常是蜂窝状的，也即：将系统总覆盖的区域区分成更小的区域，其中每个小区域由一个无线基站(Node B或eNB)所覆盖。其中，无线基站具有一个或多个无线发射机，这些无线发射机通过无线空口给驻留在所述覆盖区域内的用户设备(UE)提供通信资源。这里所说的用户设备可以是移动电话、智能电话或具有通信能力的手提电脑等。这些小的区域一般称为小区。通常，两个或以上小区共享一个基站，例如，基站具有向不同方向发射信号的无线发射机，每个发射机的覆盖区域定义为一个小区。或者，在一个特定区域内，一个小区可能由两个或更多无线发射机提供无线覆盖。在一个最简单的蜂窝通信网络系统中，通过小区的相邻布置来共同覆盖通信系统要覆盖的地理区域。

当用户设备在网络中移动时，网络通过允许用户设备与网络(即与无线发射机的连接)的接口的移动来支持移动性，该移动通过将用户设备连接到不同的无线发射机来实现。当用户设备开机并与网络进行通信时，它就处于激活或空闲状态。当用户设备处于空闲状态，它的活动性就会降到最小以降低功率消耗。然而，当用户设备在网络覆盖区域内移动时，它会有规律地和/或连续地和/或在一定时机监听其目前连接的无线发射机周围的无线发射机，来识别要连接(驻留)的合适的周围(接近的或相邻的)小区。在空闲模式下，这一过程叫做小区重选。如果确定新的相邻小区能比原来驻留小区更好地提供服务，用户设备会重选到该新的相邻小区。

当处于激活模式下，用户设备也有规律地和/或连续地和/或在一定时机测量合适的小区。如果用户设备在激活模式下从一个小区移动到另一个小区，由于正在进行通信并且通信信道需要从当前小区(服务小区)重定位到适当小区(目标小区)，这样，就不是简单的小区重选能够解决的了。这种通信信道的重定位叫做切换。网络使用来自用户设备的测量报告来判断是否需要切换。

为了降低用户设备向网络发送关于周围小区的测量报告的信令数目，网络向用户设备发送一个相邻小区列表。这是特定小区的列表，其中一个目的是定义当前服务小区周围的合适的目标小区。需要这些列表是因为无线环境下可能出现一种情况：只基于无线质量测量的最适合的小区可能根本不适合于切换。

一个这种情况的例子是，当用户设备移动到跨越两个隧道之间的水面上的桥的时候。在桥上用户设备不应该连接到它能接收到的任何小区，因为当其进入隧道时这个小区会立即丢失。此时，用户设备只适合于测量隧道内部广播的小区。

相邻小区列表可以通过覆盖整个小区的广播控制信道(BCCH)上发送。广播控制信道为不具有任何与其相关上行确认信道的公共下行信道。这意味着必须将数据进行鲁棒性编码，因此会消耗相对大量的无线资源。

事实上，相邻小区列表的传输有时会消耗一个小区太多的可用资源。举例而言，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)正在定义的未来蜂窝通信系统，现在称为长期演进(Long Term Evolution，LTE)，其中小区可能只使用一个很窄的带宽，例如1.25MHz。除了窄带宽，这些小区通常也很小，就会有许多潜在的成为目标小区的相邻小区。这种情况下，相邻小区列表将变得非常大，这也进一步增加了相邻小区列表使用的带宽。

因此，为了降低传输相邻小区列表所占用的小区通信资源，发明人发现有必要提供一种在保证重要信息不丢失的前提下更有效地传输相邻小区列表的系统；尤其针对窄带宽的小区，这种需求更为迫切。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的方法，用以解决上述提到问题。

本发明的进一步一个目的是提供一种解决上述问题的通信系统。

本发明实施例提供了一种蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的方法；所述通信系统包括多个小区，每个小区至少包括一个与覆盖区域内至少一个用户设备通信的无线发射机。所述方法包括：当所述用户设备位于所述源小区的覆盖区域中时，接收来自至少一个所述小区发送的信号，其中来自所述小区的信号包括能够得出所述小区相对于源小区相互的关系(例如，相对位置)的小区特定数据；并基于来自所述小区发送的信号在所述用户设备内生成目标小区集合。

这样一来，通信系统内不需要小区的相邻小区列表的信令，因为对应的数据由用户设备自身来确定。由于每个小区只需要提供自己的信息而不需要发送相邻小区列表，因此本发明可以降低系统中小区发射的数据，特别是在相邻小区数目，即列表长度很大的区域。另一个实施例中，系统中的小区除了提供自身信息外还可以提供其他小区的限定性信息，例如频率信息或是否某些小区被限制使用。所述关系可以包括小区之间如何互相关联的任何描述。如果该关系为相对位置，该相对位置可以包括物理距离、参数距离或系统中小区表示的距离，比如地图或模式距离(这将在下文详细描述)。

本发明一个示例性实施例中，用小区模式来表示物理小区，在小区模式中为系统中的小区分配各自位置。然后，用户设备基于小区的信息能够通过识别该模式并且提取该模式中分配给该驻留小区的位置推导出哪些小区是相邻小区，并创建一个类似于相邻小区列表的小区列表。如果小区也提供其他小区的信息，这信息可以包括这些小区使用哪种模式以及在该模式中小区的位置。

本发明的另一个示例性实施例中，小区发送在定义的坐标系中它们的地理覆盖坐标。然后，用户设备从接收自小区的信号中读取该信息从而创建驻留小区和相邻小区的地理模型。使用该模型，用户设备能够确定相邻小区。

本发明适用于任何类型的移动性。即：本发明适用于使用相同频率的小区间、使用不同频率的小区间以及支持不同无线接入技术的小区间的移动性。

为使本发明的特征和优势更加清楚，下面结合优选实施例和附图进行详细说明。这些实施例及附图只是用来举例，不能用来解释成本发明的限制。

附图说明

图1为可应用本发明的一个长期演进(LTE)系统的示意图。

图2为本发明中一个参数化小区模式示意图。

图3为本发明中另一个小区模式示意图。

图4为本发明中小区模式重复的一个示意图。

图5为本发明中小区大小不同时的一个模式和分配的小区模式值的示意图。

图6为本发明中小区大小不同时在不同频率上使用的小区模式值的一个示意图。

具体实施方式

本发明的说明书中，术语“切换”不仅包括激活模式下的切换，即一个或多个通信信道的切换，还包括空闲模式下的用户设备(UE)进行小区重选的情况。再有，术语“服务小区”不仅包括激活态用户设备正在进行通信的小区，还包括空闲态用户设备驻留的小区。

如上所述，第三代合作组织(3GPP)无线接入网络(RAN)工作组(WG)定义了通用移动通信系统无线接入网(UTRAN)，并正致力于在长期演进(LTE)工作项目(WI)中定义未来蜂窝通信系统的工作。

如图1所示，一个LTE系统100示例架构由两种节点：演进型基站节点(eNB)101-103和接入网关(aGW)104-105组成。其中，eNB101-103属于演进UTRAN(E-UTRAN)106而aGW属于演进分组核心(EPC)107。用户设备(UE)108通过无线接口Uu109连接到网络(E-UTRAN和EPC；eNB101-103在一定覆盖区域(小区)内处理无线接口上的通信，该区域的无线信号强度应该能够使得在所述区域内的用户设备进行令人满意的通信。

当用户设备108在通信系统覆盖的区域内移动时，会由一个小区进入另一个小区。因此，正在进行的通信会从用户设备当前所在的eNB(即：服务小区)转移到用户设备进入的小区(即：目标小区)。这个过程通过在目标小区的Uu接口上建立通信信道并终结源小区Uu接口上的通信信道来实现。

基于用户设备对潜在的目标小区的测量，用户设备选择进行切换的目标小区。其中，对潜在的目标小区的测量结果会发送给eNB以便系统进行处理。该“潜在”的目标小区在相邻小区列表中进行定义，该列表在eNB覆盖的范围内通过无线信道发送给用户设备。如上所述，需要减少与相邻小区列表传输相关的信息的传输量。

再有，在空闲模式下，至少在跟踪区(TA)运动时，当用户设备改变小区时，用户设备不会向eNB发送任何测量报告且不需要明确的信令传输。但是，空闲模式也和激活模式一样需要相邻小区列表。

本发明提供了一种允许用户设备在激活和/或空闲模式下创建相邻小区列表信息的方法，该方法不需要系统中每个小区发送周围或相邻小区列表。本发明的方法中，系统通过小区发送小区的特定信息，而不是发送相邻小区列表来实现。此处所说的特定信息包括能够获知小区位置表示的数据，这种位置表示可以是小区模式中的位置和/或地理位置和/或小区覆盖区域的描述。采用本发明方法的有益效果是：系统中的小区只需要发送小区的特定数据，用户设备就能得到适合的目标小区的集合。

本发明第一个实施例中，基本的解决方案为：通过小区模式获知小区位置的表示，该小区位置表示可以使用户设备确定适合的目标小区集合。在该解决方案中，小区的位置通过描述系统中各个小区间相对位置的小区模式表示出来。本实施例中，每个小区向用户设备发送数据，用户设备可以利用该数据确定相对于系统中源小区和/或其他小区的该小区相对位置和该小区的标识。该数据可以包括“小区模式值”，其中小区模式值可以表示出小区模式中一个小区的具体定位或位置。该小区模式值可以在相邻小区的下行公共信道或其他适合的信道上发送给用户设备，只要驻留的用户设备能够将该信道上传送的数据进行译码即可。例如，可以在BCH(广播信道，Broadcast Channel)或SCH(同步信道Synchronization Channel)等其他广播信道上发送该小区模式值。下面的描述中，假设通过BCCH信道上的消息(例如一个层2消息)发送该小区模式值。

一个具体的小区模式中，会定义一组小区模式值，其中每个小区会分配一个小区模式值，该小区模式值能够表示出不同小区模式值之间的关系。在网络的不同部分，小区模式可能会不同。其中，不同的小区图可以通过小区模式标识进行识别，用户设备可以根据小区模式标识确定小区模式的布局；或者，不同的小区模式可以通过小区模式描述进行识别，用户设备可以根据小区模式描述重建出小区模式。以上所说小区模式的例子可参见图2和图3，下面将给出详细说明。

至少在激活模式下运行的用户设备会有规律地和/或连续地和/或在一定时机搜索相邻小区。当用户设备发现一个新小区，解码该小区的“小区模式值”。用户设备使用该小区模式值信息以及用户设备使用的小区模式可以确定相对于当前驻留小区的新小区的位置表示。例如，通过该小区模式值可以确定当前驻留小区和新相邻小区之间的距离。由于小区模式为小区实际位置的示意性表示，该确定的距离可以为小区模式中的距离，而并不需要系统中实际小区间的实际距离。举例而言，一种小区模式值显示地告知用户设备的方法：，假设小区模式包括16个小区位置，属于该小区模式中的小区可以用一个4bit(比特)的值来指示该小区在小区模式中的位置。

另外，小区模式值也可以通过将另一个广播值映射到某一小区模式值的方式来隐式地告知用户设备。假设蜂窝系统使用小区标识或cell-ID等一些表示方式，那么一种隐式地告知用户设备的方式可以为：将这些小区标识进行分组，其中每个组指向某一小区模式值。然后，用户设备只需要将能够解码出该小区标识就可以得到某一小区的小区模式值。其中，小区标识到小区模式值的映射可以静态的存储在用户设备上。另外，在用户设备进入新的小区模式区域(即：某一小区模式生效的区域)时，系统应该能够告知该映射关系。

现有技术中，为了便于用户设备进行快速小区认证，小区标识经常以用户设备检测到小区便可立即获取该小区标识的方式进行编码。例如，在LTE系统中，对小区标识进行编码的方式可以使用户设备只需要解码同步信道(SCH)就获取该小区标识；其中，该小区标识被隐式地编码为SCH上多个参考序列之一。

本发明中，小区模式值可以被映射到所述的小区标识上，即通过确定小区标识，用户设备会立即知道小区的小区模式值。采用本发明的方法，可以快速地获得小区模式值。进一步而言，如果一个小区属于一个以上的小区模式，那么两个或以上的小区模式标识可以映射到该小区标识，下面将详细说明这种情况。

如前所述，对一个小区有效的小区模式在用户设备中必须是可用的。一种解决方案为：在通信系统中只定义一个小区模式，即整个系统使用一个小区模式。然而，采用一个小区模式的解决方案在某些情况下并不是最合适的，因为：某一特定小区模式往往仅对于某些小区规划是最佳的。由于网络拓扑和/或是在城市还是乡村地区这些环境的多样性，使得实际情况多样化(比如，用户设备的密度分布情况)，用户设备，这就要求收发信机(或小区)进行不同的规划。因此，适应多种网络环境的解决方案为：预先定义一组小区模式，并告知用户设备一个索引，利用该索引可以识别出使用哪个一个小区模式。例如，系统中使用八个不同的小区模式，可以使用3Bit(比特)来表达传送给用户设备使用的某一小区模式。可选地，小区模式可以是参数化的，即用参数描述。这样，可以将参数发送给用户设备，使得用户设备能够根据该参数重建小区模式。

例如，可以通过以下参数定义一个小区模式：

-行偏移，和

-小区模式最大值。

图2为一个参数化的小区模式实施例示意图。其中，用行偏移4.5和小区模式最大值18创建该小区模式，即：将多行放在一起创建该小区模式，每行为18个位置的长度，下一行从偏移4.5个位置开始，即行202相对于行201偏移4.5个位置开始(如图中标注，没有显示出全图)。如图所示，如果在大量小区中使用小区模式，小区模式会被多次复用，新行可以紧接着上一行的结尾(图中未示出)。

图3为使用参数描述小区模式的另一个实施例，该实施例中，用参数“几何形状”和“大小”来定义小区模式。其中，这些参数的值可以为：

-几何形状：菱形的，且

-大小：4×4，即该小区模式由16个排成菱形的位置组成。

每个小区中，可以将小区模式标识或小区模式参数通过信令通知用户设备。。并且，为多个小区定义相同的小区模式对于降低系统信令传输是很有益的。

以上所述通知用户设备小区模式标识或小区模式参数的信令流程由用户设备的移动所触发。举例而言：在通信系统的一定区域内(比如在跟踪区域或位置区域内)保持相同的小区模式。如果用户设备移动到通信系统的另一个区域(比如另一个具有不同小区模式的跟踪区域)时，只更新当前小区模式和/或小区模式参数就可以了。

较佳地，至少在一个跟踪区域内部使用同一个小区模式。这是因为处于空闲模式的用户设备只有在改变跟踪区域时才会向网络报告。当用户设备改变跟踪区域时，可以采用简单的方法实现小区模式的更新。比如，可以通过跟踪区域更新响应消息来实现小区模式的更新。

采用小区模式的目的是让用户设备能够基于小区模式值和小区模式的描述进行距离计算。在本发明的一个实施例中，采用预设的距离表来确定一个给定的小区模式中不同小区模式值之间的距离。

判断距离的能力与小区模式的大小和形状有关。例如，采用从0到15排列的小区模式值来定义了如图3所示的小区模式。传输该小区模式值需要4个比特(Bit)。在该本小区模式中，计算两个小区模式值，(比如小区5和小区3)之间的距离的表达是相对容易的。

容易理解的是，，假设用户设备正在小区5中驻留，通过以上描述的实施例的方法就可以判断出小区0、1、4、6、9和10比远离小区5的小区(比如小区3)更适合切换。因此，即使没有物理小区大小(比如小区半径)的信息发送给用户设备，还是可以做出以上的这个判断。因此，用户设备可以使用小区模式判断出哪些小区比其他小区更适合切换，并且根据小区模式和对周围小区的测量确定适合切换的小区；然后，这些适合切换的小区将被发送到网络侧进行下一步处理(例如，确定用户设备最终切换到的小区)。这样，用户设备可以基于服务小区和周围小区发送的信号中接收的信息创建一个相邻小区列表。

上述例子中，通信系统或跟踪区域中的每个小区具有唯一的一个小区模式值。然而，如图2所示的更大的系统中，小区模式可以复用，因此系统中会存在多个相同的小区模式值。

如图4所示，图3中的小区模式被复用了多次，并标注以小区模式401、402...409。在这种情况下，当计算距离时应该考虑最近的被重复的小区模式值。例如，在图4所示的小区模式中，小区模式401中小区模式值为5的小区和小区模式为402、403和405中小区模式值均为3的小区之间的距离就是以上所说的情况。由图中可见，用户设备到小区模式405中小区模式值为3的小区的距离比到小区模式401中小区模式值为3的小区的距离小。因而，如果用户设备的潜在目标小区集合不只包括小区模式401中最接近小区5的小区(即小区模式401中的小区0、1、2、4、6、8、9和10)，那么小区模式405中小区模式值为3的小区也应该加入该目标小区集合而不是小区模式401的小区模式值为3的小区。

如果网络规划的好，用户设备将直接相邻小区设定为合适的目标小区。

网络也可以发送一个参数，用于指示在探测到的小区中有多少个可以被当作合适(切换)的目标小区。举例而言，可以通知用户设备目标小区的具体数目(比如具有最小距离的小区列表)，或通知适合做为目标小区的最大距离(比如图4中最靠近小区模式401中小区模式值为5的小区的最大距离)来实现。

以上所述小区模式的基本原理是假设了相对均匀的小区大小。实际上不总是这样的，比如城市区域的小区大小要比人口稀疏区域的小，小区大小根据障碍物比如高大建筑物而变化。

如果系统中小区的大小不同，就需要根据这些不同调整小区模式。例如，如果一些小区很小，那么多个这样的相邻小区的全部或者部分可以分配同一个小区模式值。如图5所示，小区501和502被分配的小区模式值都为7。

进一步地，如果一个或多个小区比小区模式中“通常的”小区大很多，一些赋值可能就不会被用到小区模式中。参见图5，小区模式值为5的小区覆盖的区域比该小区模式中通常的小区覆盖的区域大很多。在这种情况下，小区模式值0、1、4、6、9和10就不会分配给小区，并且小区模式值为8的小区将可以成为相邻小区。当然，除非一些额外信息提供给用户设备，小区模式值为8的小区一般不会被做为直接相邻。

这种情况可以通过小区的特定信令对覆盖区域的不同进行调整来解决。在以上例子中，小区模式值为5的小区可以通知用户设备其相对较大，意味着到相邻小区的距离也将较大。如果不通知具体的小区直径，小区模式值为5的小区可以通知用户设备一个半径因子，比如3意味着小区模式值为5的小区的半径为本小区模式中“通常的”小区的半径的三倍。因此，至少在没有小区模式值为4或9的小区出现的情况下，用户设备可以断定小区8为小区5的直接相邻小区。或者可以这样理解，该半径意味着大的小区覆盖了其他“通常的”小区的模式值比如，本实施例中小区模式值为5的小区在地理上也覆盖了最接近相邻小区模式值所代表的“范围”，所以这些小区不会出现。如果半径更大，该小区会覆盖更多个最接近相邻小区模式值所代表的“范围”。

另外，小区5还可以发送其覆盖的所有小区的小区模式值，比如0、1、4、5、6、9和10。这样，用户设备就可以得知小区8实际上是小区5的相邻小区。

同样的方法，小区模式值为7的两个小区可以告知用户设备其相对较小，表示到相邻小区的距离也较小。

图5中情况的另一个解决方案是让用户设备判断实际小区模式而不需要小区发送额外的信令。用户设备通过分析接收到的小区模式值并判断是有较少的小区模式值代表接近的相邻小区。如果是这样的，用户设备就可以断定缺少直接相邻小区的小区相对较大。

在以上的实施例中，假设所有小区均使用同一频率(频段)进行通信。然而，某些情况下，蜂窝系统会使用不同的频率(频段)。这种情况经常发生在城区，通常会在大小不同的小区上使用不同的频率。由于使用小的小区可以增加系统的容量，所以使用小的小区是有利的。另一方面，小的小区不利于用户设备在系统中高速移动，因为这将要求网络频繁的进行切换以维护正在进行的通信。

在UTRAN系统中，与当前描述解决方案相似，应该将相邻小区的频率(频段)通知用户设备。另外，也可以将不同频率上使用的小区模式通知用户设备。

当在不同频率上使用大小不同的小区时，小区模式和/或小区模式值的使用在不同频率上也会不同。再有，由于小区大小的不同，即使在不同的频率上使用相同的小区模式，地理上重叠的小区通常具有不同的小区模式值。如图6所示，两个不同频率1和2上使用图3中的小区模式(只部分显示)；图6中可见，频率1的小区4的覆盖区域对应于频率2的小区0。反过来说，频率2的小区的覆盖区域对应于频率1的多个小区的覆盖区域。为了让用户设备获知其当前所在频率以外的其他频率中的位置，当确定到其他频率的小区的距离时，eNB也可以发送“辅助小区模式值”。这些辅助小区模式值表示其它频率小区的(一个或多个)小区模式值；其中，这些其它频率的小区的覆盖范围至少部分对应于那些发送辅助小区模式值的小区的覆盖范围。

通知用户设备辅助小区模式值的方式可以与通知用户设备小区模式值相同的方式，或者其他方式。某一小区的辅助小区模式值一般只能由当前驻留该小区的用户设备来解码得到，但该辅助小区模式值也可以由驻留在该小区的相邻小区的用户解码得到。

如前所述，系统可以为不同的频率分配不同的小区模式。如果这样，必须将其他频率的小区模式通知用户设备。举例而言，该通知流程可以通过以下方式实现：

包括所有频率的信息并发送多个小区模式(例如前述发送小区模式的方式)；或者

当网络提出异频测量时才通知用户设备(该方案只适用于激活模式的用户设备)。

为了发现异频相邻小区，可能的方法是在所有频率上对小区应用同一编号规则并使用前述的技术处理不同层(频率)的大小不同的小区。

至此，本发明实施例描述的一个系统或系统的一部分，在多数情况下小区模式(至少在一层内)是相同的。但是，如前所述，同一频率内相邻区域(比如，相邻的跟踪区域或位置区域)使用的小区模式可以是不同的。这种情况下，尽管如上所述的几种方案可用来管理相邻区域小区模式使用的任何差异，还存在一个问题：如果只发送小区模式值，用户设备可能不会立即确定每个小区模式值属于哪个小区模式。如上文所述，用户设备在不同频率上测量，而每个频率又使用不同的小区模式。这种情况下用户设备在每个频率上的测量以及对每个检测到的小区的使用都可能是不同的。

以上问题的一个示例性的解决方案为：在边界区域仔细规划小区模式值的使用，并且让用户设备为所有可能的小区模式中的每个检测到的小区计算距离。在靠近小区模式发生改变的区域，用户设备会从服务eNB接收多个小区模式。并将在每个小区模式中服务小区的小区模式值通知给用户设备。然后，用户设备就可以计算出在所有不同小区模式中到所有检测到的小区模式值的距离。这样，可能会出现一种情况：当假设小区属于不同的小区模式时，某一小区可能显得更靠近或更远离。本发明的一个实施例中，使用最短的计算距离。

另一个示例性的解决方案为：让每个小区通知本小区使用哪种小区模式。当用户设备检测到一个相邻的小区时，就会解码该小区模式值和该小区所使用的小区模式，然后用来进行距离计算。

再举一个示例方案：边界小区可以发送一个常规的相邻小区列表给用户设备。比如，可以仅包括另一个小区模式的部分小区。

下面说明本发明带来的另外的有益效果。现有技术中，除了只列出合适的目标小区，网络可能将不合适的目标小区也通知给用户设备。这样，就可以排除不合适的目标小区而仅对合适的目标小区进行测量。在UTRAN系统中，将每个受限小区(或称为不合适的目标小区)的完整的小区标识通知用户设备。

本发明也适用于这样的系统中：根据本发明中基于小区模式的解决方案，网络发送受限小区的小区模式值。这样可以降低发送给用户设备的信息量。

然而，这种方案通常需要限制相对远的特定小区。在某些情况下(比如图3所示的系统中)，较近距离内会出现多个相同的小区模式值。也就是说，如果只使用这样的一个小区模式值来限制某一小区，则会有一个或多个原本合适的目标小区被限制。

这种情况下的解决方案为：创建一个新标识；比如可以称为限制标识(restrict-ID)。其中，该限制标识根据小区模式值和完整的小区标识的组合确定。例如，该限制标识可以通过链接小区模式值和小区标识的LSB(the leastsignificant bits，最低有效位)来组成。

如果使用前述通过将小区标识分组后隐式通知小区模式值的方法，那么确定限制标识的另一个例子可以为：进一步将每个组分成子组；然后，该限制标识可以有小区模式值和子组构成。

本发明以上实施例是以单一无线接入技术(radio access technology，RAT)为例，但是当小区隐式地生成一个相邻小区列表时，另一个无线接入技术也可以使用前述的方法。这种情况下，实现的一个方法为：除了说明在其他频率上小区的可用性外，还应指示出在哪个频率上可使用哪种无线接入技术。

当然，其他无线接入技术也应当为每个小区配置小区模式值。一个简单的实现方案为：假设将小区标识隐式地通知用户设备，这个方案不要求其他系统广播的信息变化。小区模式及其使用方法与以上所述的使用不同频率的系统相类似。

进一步地，如果使用不同无线接入技术和分层小区结构(Hierarchical CeUStructure，HCS)的组合，对HCS系统也可以利用上述类似方法。

除了使用小区模式来确定用户设备到周围小区的距离之外，另一个示例性解决方案为：允许小区在定义的坐标系统中发送其地理覆盖坐标给用户设备。然后用户设备可以从接收自小区的信号中读取该地理覆盖坐标信息，从而创建一个地理表达(比如，用户设备的驻留小区和相邻小区的模型或地图)。然后，用户设备用这个表达判断哪些小区具有重叠覆盖区域以及哪些小区为相邻小区。

在所有小区中发送覆盖区域的信息。可以用多种方法表示小区的覆盖区域，比如通过一组坐标来描述小区所覆盖区域的形状。然而，该方法可能需要大量非必须的信息。为了降低了传输的信息的数量，另一个示例性的解决方案为：通过定义小区覆盖区域的中心的坐标来描述小区的覆盖区域。可以是以下之一或多个的组合：

小区形状，

半径，

小区垂直覆盖。

小区形状可分为典型的小区形状，例如全向、3扇区和6扇区。小区形状可以通过发送一个指向预定义表项的索引来通知用户设备。

可以直接发送半径和垂直覆盖；或者通过发送一个指向预定义表项的索引来通知用户设备。该预定义的表项包括预定义的半径和/或高度差集合。

用户设备需要知道其自身位置来计算到相邻小区的距离。本发明一个示例性方案中，可以假设用户设备位于当前服务小区的中心。

可选地，可以通过监听相邻小区进一步精确用户设备的位置。例如，用户设备可以评估到这些小区的路径损耗并推定出其更接近路径损耗小的小区。

可选地，使用另一频率的小区的信息来确定用户设备的位置。尤其是当另一频率上的小区小于用户设备所在的当前频率上的小区时，用户设备就能通过判断其最接近于其他频率的哪个小区来确定其处于当前小区的哪个部分。

当然，也可以使用外部或内置的定位系统设备，比如GPS接收机来提高定位精度。

当确定到相邻小区的距离时，用户设备可以计算从用户设备的当前位置到相邻小区覆盖区域最近点或相邻小区中心的距离。用前述同样的方法，用户设备可以使用到每个小区的距离产生适合的相邻小区列表。

进一步降低每个小区发送的地理信息量会带来更好的有益效果。一种实现方法是：使用重复坐标系统来降低坐标值的数量。

与基于小区模式的解决方案一样，在重复坐标系统中，距离的计算要始终考虑离用户设备最近的某一重复坐标。

例如，降低传输数据的一个方法是：使用通用坐标系统并且不发送最高有效位。这种类型的简单映射也可以简化由外部设备导出坐标的使用。

进一步地，可以通过降低坐标的精确性来减少信息数量，比如不发送最低有效位。

另一个可选择的实现方案是：在单独的信道上发送最高有效位和/或最低有效位。这些不要求进行小区搜索的用户设备进行解码，但正在小区内驻留的用户设备可以使用。

对于其他频率，网络侧会告诉用户设备在哪个频率上有相邻小区。如果网络使用HCS，网络侧可以告知哪个频率属于哪个HCS层。如果在一个频率上使用多个层，网络可以将不同大小的小区分组到不同的层里并且将分组规则告知用户设备。当用户设备发现一个小区并且确定其大小，可以自己将小区分组到正确的层里。

网络会可以通知用户设备在哪个频率上使用哪种无线接入技术。与上面的描述类似，网络可以通知用户设备属于哪个HCS层或者小区大小和层之间的映射。将本发明实施例的方案用于其他无线接入技术要求使用其他无线接入技术的小区也能发送其地理坐标。

以上描述了用户设备中生成相邻小区列表的方法。进一步而言，由网络检测和/或优化该列表的生成会取得更好地效果。当用户设备创建自己的相邻小区列表时，只有列表中的小区(被认为适合的)会在测量报告中报告给网络。另外，测量报告中的信息通常限于像信号强度和当前无线链路质量等值。例如，用户设备可以报告那些超过一定信号强度阈值的小区或那些与用户设备和/或服务小区的距离(可以使用上述实施例中任意一种方法来确定该距离)在预定距离内的小区。

为了让网络检测到用户设备创建了一个正确的相邻小区列表并且知道用户设备是否能检测附加小区，根据需要网络可以请求用户设备发送一个特殊的报告。然后，用户设备报告其能检测的所有小区或只是满足一定标准的小区。进一步地，网络还可以请求用户设备报告不同的值，比如小区标识、小区模式值、地理坐标、计算的小区距离等。

基于这些报告，网络可以改变其广播的值，以纠正和优化网络性能。例如，小区的小区模式值可能在网络中以非优化的方式设置，这样用户设备计算小区距离就会过大或过小，将小区删除或添加到相邻小区列表时都会出现误差。

网络也可以要求用户设备报告当前受限小区的小区标识。这在通知受限小区时采用简化的方法时效果会很好。例如，采用限制小区模式值的方法，如果限制不清楚，可能导致用户设备也限制了除网络指定的小区之外的其他小区。采用该方法，网络仍然会接收到实际上适合的小区的测量报告，尽管该小区被列为受限小区。

这种报告的方法也可以用于网络的自配置。比如，当在网络中引入新小区时，需要设置新的值(例如小区模式值或地理数据)。设置第一最佳推测值(比如默认值)，或者设置为初始配置阶段的特定初始值。然后，网络会要求用户设备在报告中将该小区包括在内。通过这些报告，网络可以在小区实际处于可以承载流量的状态前确定参数的适当值(例如小区模式值)。当小区被使用并携带流量，该参数还可以根据所述的方法进行优化。

以上实施例的描述中，完全省略了现有技术中对相邻小区列表的使用，即省略了系统中每个小区传输相邻小区列表的过程。但是，有些情况下，将现有技术的方法和本发明的方法进行的组合使用也会有很好的效果。例如，在边界区域(比如国家之间和/或前述的使用不同小区模式的地区之间)，可以在边界区域的小区内发送相邻小区列表来保证正常工作。在某些情况下，实际的地理小区模式是无规律的，以至于没有意义的小区模式可以使用。在这样情况下利用现有系统和本发明的结合也会有很好的效果。

尽管本发明是结合LTE系统来进行说明，本发明的原理可以应用于一般性的蜂窝接入系统中，因此适用于任意蜂窝系统，包括但不限于，CDMA2000、UMTS和GSM。

Claims (70)

1.一种蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的方法，所述通信系统包括多个小区，每个小区至少包括一个无线发射机，所述无线发射机用于向覆盖区域内至少一个用户设备提供通信；

其特征在于，所述方法进一步包括：

当处于源小区的覆盖区域中时，所述用户设备：

接收所述多个小区中的至少一个小区发送的信号，其中来自所述至少一个小区的信号包括小区特定数据，从所述小区特定数据中可得出所述至少一个小区相对于所述源小区的关系表达；并且

根据所述至少一个小区发来的信号在所述用户设备内生成目标小区集合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号包括可得出所述至少一个小区相对于源小区的相对位置的数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由小区模式来表示所述多个小区的位置，所述小区模式描述所述多个小区相互间的相对位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个小区发射的所述信号包括可得出所述小区模式中所述至少一个小区的位置的信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信息包括一个标识，所述标识表示在所述小区模式中所述至少一个小区的位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述标识映射到小区标识上，使得允许通过确定所述小区标识来确定所述标识。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述小区标识进行编码，使得当所述至少一个小区被所述用户设备检测到时，可以立即对其进行译码。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述小区标识编码为同步信道上的序列。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述标识为在所述小区模式之内小区特有的。 

10.根据权利要求3-9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述小区模式被复用，使得该小区模式可被多次重复。

11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述小区模式的表示至少由所述多个小区中的一个发送，从而允许所述用户设备判断一个或多个小区所属的特定小区模式。

12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个小区至少属于两个不同的小区模式，将一特定小区所属的小区模式的标识发送给所述用户设备。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述标识映射到小区标识上，使得允许通过确定所述小区标识来确定所述标识。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，一小区属于两个或多个小区模式。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述小区模式构成一个以上的蜂窝通信系统的小区模式。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述小区模式构成带有不同频率小区的小区模式。

17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述小区模式在地理上至少部分重叠。

18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述一特定小区发送其在每个小区模式中的位置。

19.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述小区模式包括不同大小的小区。

20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标小区集合是有序的，所述顺序基于所述至少一个小区作为新服务小区的适合性确定。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述有序的目标小区集合的小区数目是有限的。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述集合中小区的数目受通信系统限制。 

23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，通过定义集合中最大小区数目和/或定义集合中与小区间的最大允许距离来限制所述集合的小区数目。

24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标小区集合为相邻小区列表。

25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述用户设备中，至少对所述目标小区集合的一个子集进行测量，并将测量结果发送给服务小区。

26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号包括：所述至少一个小区的地理覆盖区域的信息。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述信息包括：小区形状、小区覆盖区域半径和小区垂直覆盖中的一个或多个信息。

28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述信息包括：每个所述至少一个小区的无线发射机的地理位置表示。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，每个所述至少一个小区的无线发射机的地理位置表示为每个所述至少一个小区的无线发射机的绝对位置。

30.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成的目标小区集合包含一个以上蜂窝通信系统的小区。

31.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成的目标小区集合包含一个以上蜂窝无线接入技术的小区。

32.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户终端处于空闲或激活模式。

33.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：向服务小区发送所述生成的目标小区集合。

34.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：选择所述生成的目标小区集合中一个小区作为新服务小区。 

35.一种蜂窝通信系统中生成目标小区集合以适于从源小区进行切换的系统，所述通信系统包括多个小区，每个小区至少包括一个无线发射机，所述无线发射机用于向覆盖区域内至少一个用户设备提供通信，其特征在于，所述系统进一步包括：

从所述多个小区中的至少一个小区发送信号的装置，其中来自所述至少一个小区的信号包括小区特定数据，从所述小区特定数据中可得出所述至少一个小区相对于源小区的关系表达，从而根据所述信号在用户设备中生成目标小区集合。

36.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述信号包括能够得出所述至少一个小区相对于源小区的相对位置的数据。

37.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，由小区模式来表示所述多个小区的位置，所述小区模式描述所述多个小区相互间的相对位置。

38.根据权利要求37所述的系统，其特征在于，所述至少一个小区发射的信号包括能够得出所述小区模式中所述至少一个小区位置的信息。

39.根据权利要求38所述的系统，其特征在于，所述信息包括一个标识，所述标识表示在所述小区模式中所述至少一个小区的位置。

40.根据权利要求39所述的系统，其特征在于，所述标识映射到一个小区标识上，使得允许通过确定所述小区标识来确定所述标识。

41.根据权利要求40所述的系统，其特征在于，将所述小区标识进行编码，使得当所述至少一个小区被所述用户设备检测到时，可以立即对其进行译码。

42.根据权利要求40所述的系统，其特征在于，将所述小区标识编码为同步信道上的序列。

43.根据权利要求39所述的系统，其特征在于，所述标识为所述小区模式下小区特有的。

44.根据权利要求37-43中任意一项所述的系统，其特征在于，所述小区模式被重用，使得该小区模式可以被重复使用多次。

45.根据权利要求37所述的系统，其特征在于，所述小区模式的表示至少 由所述多个小区中的一个发送，从而允许所述用户设备判断一个或多个小区所属的特定小区模式。

46.根据权利要求37所述的系统，其特征在于，所述多个小区至少属于两个不同的小区模式，将一特定小区所属的小区模式标识发送给所述用户设备。

47.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，所述标识映射到小区标识上，使得允许通过判断所述小区标识来判断所述标识。

48.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，单一小区属于两个或多个小区模式。

49.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，所述小区模式构成一个以上的蜂窝通信系统的小区模式。

50.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，所述小区模式构成带有不同频率小区的小区模式。

51.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，所述小区模式地理上至少部分地重叠。

52.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，所述一特定小区发送其在每个小区模式中的位置。

53.根据权利要求37所述的系统，其特征在于，所述小区模式包括不同大小的小区。

54.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述目标小区集合是有序的，所述顺序基于所述至少一个小区作为新服务小区的适合性确定。

55.根据权利要求54所述的系统，其特征在于，所述有序目标小区集合的小区数目是有限的。

56.根据权利要求55所述的系统，其特征在于，所述有序目标小区集合的小区数目受通信系统限制。

57.根据权利要求55或56所述的系统，其特征在于，通过定义集合中最大小区数目和/或定义集合中与小区间的最大允许距离来限制所述集合的小区数目。 

58.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述目标小区集合为相邻小区列表。

59.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述信号包括：所述至少一个小区的地理覆盖区域的信息。

60.根据权利要求59所述的系统，其特征在于，所述信息包括：小区形状、小区覆盖区域半径和小区垂直覆盖中的一个或多个信息。

61.根据权利要求59所述的系统，其特征在于，所述信息包括：每个所述至少一个小区的无线发射机的地理位置表示。

62.根据权利要求61所述的系统，其特征在于，每个所述至少一个小区的无线发射机的地理位置表示为每个所述至少一个小区的无线发射机的绝对位置。

63.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述生成的目标小区集合包含一个以上蜂窝通信系统的小区。

64.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述生成的目标小区集合包含一个以上蜂窝无线接入技术的小区。

65.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述用户终端处于空闲或激活模式。

66.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，进一步包括：向服务小区发送所述生成的目标小区集合。

67.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，进一步包括：选择所述生成的目标小区集合中一个小区作为新服务小区。

68.一种蜂窝通信系统中使用的用户设备，所述通信系统包括多个小区，每个小区至少包括一个无线发射机，所述无线发射机与覆盖区域内至少一个用户设备通信，其特征在于，所述用户设备包括一装置，

当所述用户设备位于源小区覆盖区域中时，所述装置用于：

接收所述多个小区中的至少一个小区发送的信号，其中来自所述至少一个小区的信号包括小区特定数据，从所述小区特定数据中可得出所述至少一个小区相对于所述源小区的关系表达；并且

根据所述至少一个小区发送的信号在所述用户设备内生成目标小区集合。

69.根据权利要求68所述的用户设备，其特征在于，所述信号包括可以得出所述至少一个小区相对于所述源小区的相对位置的数据。

70.根据权利要求69所述的用户设备，其特征在于，进一步包括：所述装置至少在所述目标小区集合的一个子集上进行测量，并将所述测量结果发送给服务小区。 

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