CN101610537A - 增强x2接口资源状态信令的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强X2接口资源状态信令的方法，主要解决LTE－Advanced系统中X2接口交互的资源状态信令不能指示小区剩余资源状态信息的问题。其增强过程是：1.源基站通过X2接口向邻基站发送资源状态请求消息，请求其周期性汇报剩余PRB资源状态，邻基站根据自身测量能力反馈响应消息；2.邻基站向源基站周期性报告其剩余PRB资源状态信息；3.源基站发送资源状态请求消息，将注册请求信息置为“停止”，邻基站收到该消息后反馈响应消息并结束汇报和测量工作。本发明无需增加额外的X2接口应用层协议进程，就可实现小区剩余资源信息的交互，复杂度低，且剩余资源信息为量化值，精确可靠，可用于蜂窝小区越区切换的小区选择过程。

Description

增强X2接口资源状态信令的方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及到一种第三代移动通信长期演进先进型LTE-Advanced系统架构中X2接口信令的增强，可用在蜂窝小区选择过程中。

背景技术

现行LTE-Advanced系统的小区选择准则如下：

1.触发小区选择的条件：

当Srxlev＞0时，用户UE进行小区选择。

Srxlev＝Q_rxlevmeas-(Q_rxlev min+Q_{rxlev min offset})-P_compensation.

P_compensation＝max(P_EMAX-P_UMAX，0)

其中，Srxlev表示小区选择接收功率值，Q_rxlevmeas表示待测小区接收功率值，Q_rxlev min小区接收功率最低要求值，Q_{rxlev min offset}表示在VPLMN内，周期性的搜索更高优先级的PLMN时，测量出相对Q_rxlev min的偏移值，P_EMAX表示UE在小区上行信道传输业务的最大发射功率，P_UMAX表示UE功率集合中最大射频输出功率。

2.小区选择准则：

当触发小区选择后，基站eNB就会对所有待选小区，包括服务小区的小区选择电平值R按照从大到小的顺序进行排队，取R值最大者作为最佳待接入小区。

R_s＝Q_meas，s+Q_Hyst.

R_n＝Q_meas，n-Q_offset

其中，R_s表示服务小区的R值，R_n表示邻小区R值，Q_meas表示RSRP平均值，Q_Hyst表示服务小区迟滞电平值，Q_offsets，n表示服务小区和邻小区的RSRP偏移值，Q_{offsetfrequency}表示相同E-UTRAN频率优先级的特定频率RSRP偏移值。对同频小区，如果Q_offsets，n值有效，则Q_offset＝Q_offsets，n，否则Q_offset＝0；对异频小区，如果Q_offsets，n值有效，则Q_offset＝Q_offsets，n+Q_{offsetfrequency}，否则Q_offset＝0。

从LTE-Advanced系统的小区选择准则可以看出，对网络负荷普遍较重的E-UTRAN接入网，仅考虑信号强度因素，显然这种小区选择准则不利于网络负载的均衡。因为用户容易接入R值最大但可能过载的小区，所以在目的端的小区接纳控制过程中接入请求被拒绝的概率也会随之上升，从而进一步引起切换时延的增加。针对上述问题，可将小区选择准则改进为综合考虑信号强度和负载情况的准则。而对于这种小区选择准则，各小区负载信息需要通过基站之间进行周期性交互，在现行LTE-Advanced系统中，基站之间的信息交互主要通过X2接口来实现。现有TS 36.423v8.5.0文档中规范了X2接口应用层协议，但该文档中给出的资源状态信令仅指示出小区已用资源状态信息，而不能应用于小区选择综合准则中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有X2接口资源状态信令未指示出小区剩余资源状态信息的问题，提出一种增强X2接口资源状态信令的方法，以指示出小区剩余资源状态，实现对蜂窝小区越区切换的小区选择综合准则输入参数的完善。

实现本发明目的技术方案，包括如下步骤：

(1)源基站通过X2接口向邻基站发送携带源端报告请求信息的资源状态请求消息，收到该消息的邻基站根据自身的测量能力，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息或资源状态请求失败消息，当源基站收到对端反馈的资源状态请求响应消息后，则表示资源状态报告初始化进程完成；

(2)收到资源状态请求消息的基站根据资源状态请求中的测量参数启动相应的测量，并以资源状态请求消息中的报告周期信息单元值为周期，通过X2接口向源基站发送资源状态更新消息，测量结果包含在资源状态更新消息中；

(3)当源基站需要终止对端基站报告资源状态时，源基站通过X2接口向对端基站发送资源状态请求消息，并将该请求消息中的注册请求信息单元置为“停止”，对端基站收到该资源状态请求消息后，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息并终止相应测量，结束资源状态报告进程。

所述的资源状态请求消息，包括注册请求信息、报告特征信息和报告周期，并将其报告特征信息中的第4比特位定义为周期性报告剩余PRB资源状态。

所述的资源状态更新消息，包括硬件负载指示信息、S1接口传输层负载指示信息、无线资源状态信息和剩余物理资源块PRB状态信息。

所述的相应测量内容，包括硬件负载指示信息侧量、S1接口传输层负载指示信息侧量、无线资源状态信息侧量和剩余物理资源块PRB状态信息测量。

本发明由于在资源状态请求消息和资源状态更新消息中增加信息，实现了指示小区剩余资源信息的交互，无需增加额外的X2接口应用层协议进程，减少了复杂度；同时由于将剩余PRB状态信息作为指示基站资源状态的综合指标，比硬件负载指示信息、S1接口传输层负载指示信息或无线资源状态信息更适和作为蜂窝小区越区切换的小区选择准则的输入参数，且该信息为量化值，更加精确可靠。

仿真结果表明在网络重负荷情况下，综合考虑信号强度和小区剩余资源状态信息有利于降低切换请求被拒绝的概率和切换失败的概率。

附图说明

图1是本发明的信令交互流程图；

图2是本发明的仿真场景初始化示意图；

图3是现有小区选择准则与基于本发明的准则对接纳控制的影响比较图示；

图4是现有小区选择准则和基于本发明的准则对切换的影响比较图示。

具体实施方式

参照图1，本发明主要基于现有LTE-Advanced系统X2接口应用层协议中的资源状态报告初始化进程和资源状态报告进程，其具体实施步骤如下：

步骤1，源基站eNB₁首先向邻基站eNB₂发送一条资源状态请求消息RESOURCESTATUS REQUEST，消息信令格式如表1所示。在资源状态请求消息中，如果要求eNB₂停止报告信息，则注册请求信息单元置为“停止”；如果请求eNB₂开始报告信息，则置为“开始”，并将报告特征信息单元放入资源状态请求消息中。如果eNB₁请求eNB₂报告无线资源状态，将报告特征信息单元的第1个比特位“周期性报告PRB状态”置1；如果eNB₁请求eNB₂报告S1接口传输层负载指示，将报告特征信息单元的第2个比特位“周期性报告S1接口传输层负载指示”置1；如果eNB₁请求eNB₂报告硬件负载指示，将报告特征信息单元中的第3个比特位“周期性报告硬件负载指示”置1；如果请求报告剩余PRB状态，将报告特征信息单元中的第4个比特位“周期性报告剩余PRB状态”置1，该剩余PRB状态定义为基站剩余物理资源快数量，在LTE-Advanced系统中，蜂窝小区PRB资源数分为8，16，32，64，128五个等级，所以定义剩余PRB状态为0至128中的任意整数；

如果eNB₁在定时器溢出后仍未收到eNB₂的反馈消息，则向eNB₂重发资源状态请求消息；

步骤2，如果eNB₂正确收到了资源状态请求消息，首先查看注册请求信息单元，若为“停止”，则停止相应测量，并反馈资源状态请求响应消息；若为“开始”，则判断eNB₂是否能提供消息中指定的测量，若能则向eNB₁反馈一条资源状态请求响应消息RESOURCE STATUS RESPONSE，资源状态响应消息信令格式见表2；若eNB₂不能提供相应测量则反馈一条资源状态请求失败消息RESOURCE STATUS FAILURE，返回步骤1，资源状态请求失败消息信令格式见表3；

步骤3，当步骤1和步骤2成功完成后，表示eNB₁和eNB₂完成了资源状态报告初始化进程。eNB₂根据测量请求，启动相应的测量，并根据资源状态请求消息中的报告周期信息单元值，周期性向eNB₁发送测量报告，报告内容包含在资源状态更新消息中，资源状态更新消息信令格式见表4。

步骤4，当源基站需要终止对端基站报告资源状态时，源基站通过X2接口向对端基站发送资源状态请求消息RESOURCE STATUS REQUEST，并将该请求消息中的注册请求信息单元置为“停止”，对端基站收到该资源状态请求消息后，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息RESOURCE STATUS RESPONSE并终止相应测量，结束资源状态报告进程。

本发明可通过以下仿真进一步说明：

1.场景描述：

假设有19个蜂窝小区，*表示用户，数量为10到110，如图2所示，用户被随机初始化到各个小区做随机运动并携带实时或非实时业务，实时业务占用2个PRB，非实时业务占用5个PRB，但非实时业务可以进行资源压缩以提高切换用户接入的概率，最低可压缩至2个PRB以满足用户基本的QoS需求，压缩规则为按照用户的编号顺序，编号小的先压缩，若不够则继续对编号次小的用户压缩，直到满足接入为止，若压缩后还是无法满足接入要求，则切换失败。用户每运动100ms对所有小区进行一次RSRP的测量，如果满足切换条件则进行小区切换并更新UE的服务小区，仿真时长为10s。小区选择分别采用两种方案：方案1是传统的小区选择方案，方案2是基于本发明的小区选择方案。接入用户数从10增加到110，步长为10个用户，仿真出接入网络从轻负荷到重负荷的变化过程，并统计接纳控制拒绝接入的次数和切换失败的次数。

2.仿真结果分析：

如图3所示，随着接入用户N的增加，网络的负载显著增加，切换请求被对端接纳控制机制拒绝的概率也会相应增加，由于信令交互等时延的存在导致切换时延也随之变大。图3表明，由于方案2在源端的小区选择过程中就考虑了待接入小区负载的情况，从而降低了接入重载或过载小区的概率，切换请求被拒的次数也大大减少。

如图4所示，随着接入用户N的增加，方案1的用户总体切换失败的次数显著增加，而方案2则增加较为缓慢。方案2虽然只作用于小区选择过程，但由于其考虑了待选小区的剩余资源等负载情况，从而有可能选出小区选择电平值次优但负载较轻的小区，从整体来看对网络中的各小区负载起到了一定得均衡作用，使得切换失败的次数减少。图4表明，由于方案1未考虑小区剩余资源等负载情况，虽在本次选择中选出最优电平值小区，但随着网络的运行和接入用户N的增加，用户均趋于电平值最优必将导致负载失衡，切换失败的次数也会大大增加。

表1资源状态请求消息信令格式

IE/Group Name	Presence	Range	IE type andreference	Semantics description	Criticality	AssignedCriticality
							Message Type	M		9.2.13		YES	reject
eNB1MeasurementID	M		INTEGER(1..4095，...)	Alllocated by eNB1	YES	reject
							eNB2MeasurementID	C-ifRegistrationRequestStop		INTEGER(1..4095，...)	Allocated by eN B2	YES	ignore
RegistrationRequest	M		ENUMERATED(Start，Stop，...)	In this Release，if the value isset to“stop”，the receivershall stop all cellsmeasurement.	YES	reject
							ReportCharacteristics	O		BITSTRING(SIZE(32))	Each position in the bitmapin dicates    measurementobject the eNB2 is requestedto report.First Bit＝PRB Periodic，Second Bit＝TNL load IndPeriodic，Third Bit＝HW Load IndPeriodic.Fourth Bit＝RPRBPeriodic.Bits5 to 32 shall be ignoredbythe eNB2	YES	reject
Cell To Report		1tomaxCellineNB		Cell ID list for whichmeasurement is needed	EACH	ignore
							＞Cell ID	M		ECGI9.2.14
ReportingPeriodicity	O		ENUMERATED(1000ms，2000ms，5000ms，10000ms，...)		YES	ignore

表2资源状态请求响应消息信令格式

IE/Grou p Name	Presence	Range	IE type and reference	Semanticsdescription	Criticality	AssignedCriticality
							Message Type	M		9.2.13		YES	reject
eNB1Measurement ID	M		INTEGER(1..4095，...)		YES	reject
							eNB2Measurement ID	M		INTEGER(1..4095，...)		YES	reject
Criticality Diagnostics	O		9.2.7		YES	ignore

表3资源状态请求失败消息信令格式

IE/Group Name	Presence	Range	IEtype andreference	Semanticsdescription	Criticality	AssignedCriticality
							Message Type	M		9.2.13		YES	reject
eNB1Measurement ID	M		INTEGER(1..4095，...)		YES	reject
							eNB2Measurement ID	M		INTEGER(1..4095，...)		YES	reject
Cause	M		9.2.6		YES	ignore
							Criticality Diagnostics	O		9.2.7		YES	ignore

表4资源状态更新消息信令格式

IE/Group Name	Presence	Range	IE type andreference	Semanticsdescription	Criticality	AssignedCriticality
							Message Type	M		9.2.13		YES	ignore
eNB1Measurement ID	M		INTEGER(1..4095，...)		YES	reject
							eNB2Measurement ID	M		INTEGER(1..4095，...)		YES	reject
Cell Measurement Result		1tomaxCellineNB			EACH	ignore
							＞Cell ID	M		ECGI9.2.14
＞Hardware Load Indicator	O		9.2.34
							＞S1TNL Load Indicator	O		9.2.35
＞Radio Resource Status	O		9.2.37
							＞Residual PRB Status	O		INTEGER(0-128)

术语解释

LTE：Long Term Evolution，长期演进；

PRB：Physical Resource Block，物理资源块；

UE：User Equipment，用户设备；

RSRP：Reference Signal Received Power，参考信号接收功率；

PLMN：Public Land Mobile Network，公众陆地移动网；

VPLMN：Visited Public Land Mobile Network，受访公众陆地移动网；

E-UTRAN：Enhanced-Universal Telecommunication Radio Access Network，增强型全球电信无线接入网；

QoS：Quality of Service，服务质量；

Claims (5)

1.一种增强X2接口资源状态信令的方法，包括如下步骤：

(1)源基站通过X2接口向邻基站发送携带源端报告请求信息的资源状态请求消息，收到该消息的邻基站根据自身的测量能力，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息或资源状态请求失败消息，当源基站收到对端反馈的资源状态请求响应消息后，则表示资源状态报告初始化进程完成；

(2)收到资源状态请求消息的基站根据资源状态请求中的测量参数启动相应的测量，并以资源状态请求消息中的报告周期信息单元值为周期，通过X2接口向源基站发送资源状态更新消息，测量结果包含在资源状态更新消息中；

(3)当源基站需要终止对端基站报告资源状态时，源基站通过X2接口向对端基站发送资源状态请求消息，并将该请求消息中的注册请求信息单元置为“停止”，对端基站收到该资源状态请求消息后，通过X2接口向源基站反馈资源状态请求响应消息并终止相应测量，结束资源状态报告进程。

2.根据权利要求1所述的增强X2接口资源状态信令的方法，其中步骤(1)所述的资源状态请求消息，包括注册请求信息、报告特征信息和报告周期，并将其报告特征信息中的第4比特位定义为周期性报告剩余PRB资源状态。

3.根据权利要求1所述的增强X2接口资源状态信令的方法，其中步骤(2)所述的资源状态更新消息，包括硬件负载指示信息、S1接口传输层负载指示信息、无线资源状态信息和剩余物理资源块PRB状态信息。

4.根据权利要求1所述的增强X2接口资源状态信令的方法，其中步骤(3)所述的相应测量内容，包括硬件负载指示信息侧量、S1接口传输层负载指示信息侧量、无线资源状态信息侧量和剩余物理资源块PRB状态信息测量。

5.根据权利要求3所述的增强X2接口资源状态信令的方法，其中所述的剩余物理资源块PRB状态信息，就是基站剩余物理资源块PRB的数量，其具体值为0至128中的任意整数。

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