CN101888622A - 一种分配物理层小区标识的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分配物理层小区标识的方法及装置，可以应用于长期演进系统及未来演进系统中。所述方法包括：步骤A，自组织网络SON功能节点接收与本SON功能节点连接的各个基站上报的相邻小区的信息，所述相邻小区是小区之间由于存在无线信号干扰而不能重用PCI的小区；步骤B，SON功能节点根据预定的PCI分配算法以及所述相邻小区的信息，为小区分配PCI；步骤C，SON功能节点将为各个小区分配的PCI的信息发送给对应的基站。本发明在LTE系统中基于自组织网络技术SON实现了PCI的自动分配；并且，本发明提出的PCI分配算法，可以提高PCI的复用概率，节约PCI资源，并适应未来无线系统小区化的需求。

Description

一种分配物理层小区标识的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域的长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统及其进一步演进系统，特别涉及一种LTE系统中分配物理层小区标识(PCI，Physical Cell Identifier)的方法及装置。

背景技术

3GPP长期演进系统是非常有前景的移动通信系统，它源于传统的通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)网络，能够提供更高的无线接入速率和更好的业务支持。图1所示为LTE网络架构示意图。在LTE网络中，移动性管理实体(MME，Mobility Management Entity)通过S1接口连接基站。家庭基站(HeNB，Home eNode B)可以直连MME，也可以通过家庭基站网关(HeNB GW，HeNB Gateway)连接到MME。LTE中针对HeNB引入封闭用户组(CSG，Closed Subscriber Group)的概念。通过采用CSG的准入控制，只有特定的用户设备(UE，User Equipment)才能接入相应的HeNB。

PCI是LTE系统下行信号加扰处理的重要参数，具有以下重要用途：

1)用于供UE区分来自不同小区的信号；

2)用于将不同小区的干扰随机化；

3)在UE进行小区重选或切换时，用于辅助相关测量和汇报过程。

为满足以上要求，小区的PCI通常有两个重要的约束条件，其一是无冲突(Collision-free)，即互为相邻小区的两个小区的PCI不能相同，否则将导致小区间严重干扰，且UE无法区分来自不同小区的信号；其二是无混淆(Confusion-free)，即任何小区的相邻小区之间通常不允许使用同一个PCI，这主要是为了满足UE在切换时能够辨别切换对象。这里，所述相邻是指小区之间的覆盖范围有交集，即，如果两个小区之间存在着相互重叠的覆盖范围，则这两个小区相互之间构成相邻关系，互为对方的相邻小区。

LTE系统与以往移动通信系统的一个重要区别在于，网元的参数可以自动配置和自动调整。而以往的移动通信系统的参数通常需要通过网络规划和手动配置来实现的，因而需要很高的运营开支。LTE系统为了支持自动配置和调整，网元之间需要交互相应的参数，网元内部则需要实现相应的处理。这些功能通过自组织网络(SON，Self-Organized Network)功能节点予以实现，实现上述功能的技术概括为SON技术。

图2所示为一种LTE SON的架构示意图。在图2中，SON功能节点分布在基站及其他网络节点中。SON功能节点可以通过集中式、分布式和混合式来实现。应用SON技术后，基站加电后首先进入预运行状态(pre-operationstate)。在预运行状态，需要获取基本参数，并进行初始参数配置，此后进入运行状态(Operational state)。进入运行状态后，利用SON技术启动自优化过程，初始配置参数可以根据系统运行状态进行自动调整，并且，在运行过程中如果发生系统故障，还可以利用SON技术进行自愈。而对于如何在LTE系统中基于SON实现PCI的自动分配，现有技术尚未给出完整的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种LTE系统中分配PCI的方法及装置，在LTE系统中基于自组织网络实现PCI的自动分配。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供方案如下：

一种分配物理层小区标识PCI的方法，包括：

步骤A，自组织网络SON功能节点接收与本SON功能节点连接的各个基站上报的相邻小区的信息，所述相邻小区是小区之间由于存在无线信号干扰而不能重用PCI的小区；

步骤B，SON功能节点根据预定的PCI分配算法以及所述相邻小区的信息，为小区分配PCI；

步骤C，SON功能节点将为各个小区分配的PCI的信息发送给对应的基站。

优选地，上述方法中，所述基站上报的相邻小区的信息是基站通过自身的下行接收机扫描获取得到的，或者是由用户设备UE上报给基站的。

优选地，上述方法中，所述相邻小区的信息包括：相邻小区的工作频率、相邻小区的小区全球识别码E-CGI、以及已分配PCI的小区的PCI。

优选地，上述方法中，所述步骤B中，为小区分配PCI包括：为互为相邻小区的两个小区分配互不相同的PCI，以及，为同一小区的两个相邻小区分配互不相同的PCI。

优选地，上述方法中，所述步骤B具体包括：

根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第三矩阵；

对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

优选地，上述方法中，所述步骤B中，SON功能节点进一步根据相邻小区之间的切换策略配置，为小区分配PCI。

优选地，上述方法中，所述步骤B具体包括：

步骤B 1，根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

步骤B2，将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第二矩阵；

步骤B3，根据相邻小区之间的切换策略配置，选择出相邻小区对，所述相邻小区对包括有互为相邻小区的两个小区，且该两个小区之间禁止小区切换和重选；

步骤B4，根据所述相邻小区对，对所述第二矩阵进行修正，得到第三矩阵，其中，所述修正包括：

对相邻小区对中的每一个小区分别执行以下操作：确定除所述每一个小区之外的与该相邻小区对中的另一个小区互为相邻小区的第一类小区；对所述第一类小区中的每个小区分别进行分析，判断当前分析的小区和所述每一个小区是否同为除所述另一个小区之外的其它小区的相邻小区：若是，则不执行任何动作；否则，将所述第二矩阵中对应于当前分析的小区和所述每一个小区的元素从1修改为0；

步骤B5，对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

优选地，上述方法中，所述PCI是用于宏基站和开放模式open access mode的家庭基站小区的PCI；或者是封闭模式的家庭基站小区的PCI，或者是混合模式hybrid access mode的家庭基站小区的PCI。

本发明实施例还提供了一种自组织网络SON功能节点，包括：

接收单元，用于接收基站上报的相邻小区的信息，所述相邻小区是小区之间由于存在无线信号干扰而不能重用PCI的小区；

分配单元，用于根据预定的PCI分配算法以及所述相邻小区的信息，为小区分配PCI；

下发单元，用于将为各个小区分配的PCI的信息发送给对应的基站。

优选地，上述SON功能节点中，所述基站上报的相邻小区的信息是基站通过自身的下行接收机扫描获取得到的，或者是由用户设备UE上报给基站的。

优选地，上述SON功能节点中，所述相邻小区的信息包括：相邻小区的工作频率、相邻小区的小区全球识别码E-CGI、以及已分配PCI的小区的PCI。

优选地，上述SON功能节点中，所述分配单元，进一步用于为互为相邻小区的两个小区分配互不相同的PCI，以及，为同一小区的两个相邻小区分配互不相同的PCI。

优选地，上述SON功能节点中，所述分配单元包括：

第一矩阵生成单元，用于根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

第三矩阵生成单元，用于将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第三矩阵；

分配处理子单元，用于对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

优选地，上述SON功能节点中，所述分配单元，进一步用于根据相邻小区之间的切换策略配置，为小区分配PCI。

优选地，上述SON功能节点中，所述分配单元包括：

第一矩阵生成子单元，用于根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

第二矩阵生成子单元，用于将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第二矩阵；

第三矩阵生成子单元，用于根据相邻小区之间的切换策略配置，选择出相邻小区对，所述相邻小区对包括有互为相邻小区的两个小区，且该两个小区之间禁止小区切换和重选；并根据所述相邻小区对，对所述第二矩阵进行修正，得到第三矩阵，其中，所述修正包括：

对相邻小区对中的每一个小区分别执行以下操作：确定除所述每一个小区之外的与该相邻小区对中的另一个小区互为相邻小区的第一类小区；对所述第一类小区中的每个小区分别进行分析，判断当前分析的小区和所述每一个小区是否同为除所述另一个小区之外的其它小区的相邻小区：若是，则不执行任何动作；否则，将所述第二矩阵中对应于当前分析的小区和所述每一个小区的元素从1修改为0；

分配处理子单元，用于对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

优选地，上述SON功能节点中，所述PCI是用于宏基站和开放模式openaccess mode的家庭基站小区的PCI；或者是封闭模式的家庭基站小区的PCI，或者是混合模式hybrid access mode的家庭基站小区的PCI。

从以上所述可以看出，本发明提供的LTE系统中分配PCI的方法及装置，在LTE系统中基于自组织网络实现了PCI的自动分配。并且，本发明实施例提出的PCI分配算法，综合考虑无冲突原则和无混淆原则，并考虑到无混淆原则的例外情形，从而可以提高PCI的复用概率，节约PCI资源。

附图说明

图1为现有的LTE网络架构图；

图2为现有的一种LTE SON架构的示意图；

图3为本发明实施例所述LTE系统中分配PCI的方法的流程图；

图4为本发明实施例中用于举例说明的一种小区拓扑示意图；

图5为针对图4应用本实施例所述分配PCI的方法后的结果示意图；

图6为针对图4不考虑无混淆原则的例外情形时的分配结果示意图；

图7为本发明实施例所述SON功能节点的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种LTE系统中分配PCI的方法及装置，由SON功能节点汇总其下基站上报的相邻小区的信息，然后根据这些信息和预定的PCI分配算法分配PCI，并将所分配的PCI下发到对应的基站。以下将结合附图，通过具体实施例对本发明做进一步的说明。需要说明的是，本发明所述方法及装置，不仅可以应用于LTE系统，还可以应用于LTE系统的未来演进系统。

LTE SON的架构有集中式、分布式和混合式三种。在集中式SON架构中，通常设置一个或多个SON功能节点，每个SON功能节点下面分别连接多个基站，每个SON功能节点分别对其下的多个基站所对应的小区分配PCI，通常一个基站可以对应于一个或多个小区。下面以集中式SON架构中的一个SON功能节点为例，说明PCI分配的方法，如图3所示，本实施例所述LTE系统中分配PCI的方法包括以下步骤：

步骤31，UE测量汇报步骤：UE通过测量得到相邻小区的信息，并将所得到的相邻小区的信息上报给基站。这里，所述相邻小区是指小区之间由于存在无线信号干扰而不能重用PCI的小区，例如，相邻小区可以是小区之间覆盖范围有交集的小区，在这种情况下，如果覆盖范围有交集的两个小区使用相同的PCI，则会导致无线信号干扰；再例如，UE在某一时刻能够同时测量到的所有小区，这些小区两两之间即为相邻小区，UE将这些相邻小区的信息上报给该UE对应的基站。所述相邻小区的信息具体包括相邻小区的工作频率、相邻小区的小区全球识别码(E-CGI，E-UTRAN Cell Global Identifier)、已分配PCI的小区的PCI以及其他一些信息。

步骤32，基站汇总各个UE上报的相邻小区的信息，然后再由该基站上报给与本基站连接的SON功能节点；SON功能节点汇总其下各个基站上报的相邻小区的信息。

步骤33，SON功能节点根据预定的PCI分配算法以及所述相邻小区的信息，为小区分配PCI。这里，为满足上述的无冲突原则和无混淆原则，所述为小区分配PCI具体包括：为互为相邻小区的两个小区分配互不相同的PCI，以及，为同一小区的两个相邻小区分配互不相同的PCI。

步骤34，SON功能节点将为各个小区分配的PCI的信息发送给对应的基站。

上述流程中，可以无需上述步骤31，而是在步骤32中由基站直接利用自身的下行接收机进行扫描，获取得到的所述相邻小区的信息，然后上报给与本基站连接的SON功能节点。上述步骤33中，SON功能节点还可以进一步根据预定的PCI分配算法、所述相邻小区的信息以及相邻小区之间的切换策略配置，为小区分配PCI。

以上给出了SON功能节点如何获取相邻小区的信息以及执行PCI分配的流程。下面再介绍两种PCI分配算法，该算法可以有效地实现PCI分配，并在小区之间禁止切换和重选时，能够节约PCI资源，实现PCI的优化分配。

PCI的分配主要考虑无冲突和无混淆，其中，无冲突是指互为相邻小区的两个小区不能共用同一个PCI；无混淆是指同为某个小区的相邻小区之间不能共用同一个PCI。

图4示出了一种小区拓扑示意图。图4中包括有1～5共五个小区，每个小区的覆盖范围用虚线的圆圈表示。如图4所示，小区1和小区2的覆盖范围存在着重叠部分，小区1和小区2互为相邻小区，因此根据无冲突原则，它们不能共用同一个PCI；再如图4所示，小区2和小区3互为相邻小区，小区3和小区4也互为相邻小区，即小区2和小区4同为小区3的相邻小区，因此，根据无混淆原则，小区2和小区4不能共用同一个PCI。

本实施例提供的一种PCI分配算法包括以下步骤：

步骤51，SON功能节点根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，N为参与本次PCI分配的所有小区的数量，其中，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C1_i，j的值为1(C1_i，j为1时表示第i个小区和第j个小区不能共用同一个PCI)，否则，值为0(C1_i，j为0时表示第i个小区和第j个小区能共用同一个PCI))。这里，第一矩阵是无冲突矩阵，反映了在相邻小区PCI无冲突时任意两个小区之间是否能够共用同一个PCI。

步骤52，将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第三矩阵。这里，在不考虑小区切换策略配置时，该第三矩阵是无混淆矩阵，反映了在每个小区的相邻小区之间PCI无混淆时任意两个小区之间是否能够共用同一个PCI。

步骤53，对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_i，j的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

为了节约PCI资源，还可以对无混淆的情况做出例外的规定。例如，当相邻小区之间禁止小区切换和重选，如图4所示，假设小区3和小区4被禁止(Forbidden)，即UE不能通过小区切换或小区重选从小区3切换到小区4，此时，小区2和小区4虽然同为小区3的相邻小区，但由于UE不会从小区3切换到小区4，所以小区2和小区4即使共用同一个PCI，也不会造成小区混淆。导致小区之间禁止切换和重选的原因很多，例如，运营商的策略配置，SON功能节点根据小区负载变化动态地允许或禁止小区之间禁止切换和重选，还可能是CSG限制导致小区之间不能切换或重选。因此，本实施例提供的另一种PCI分配算法考虑到上述例外情况，可以达到节约PCI资源的目的，该分配算法包括以下步骤：

步骤61，SON功能节点根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，N为参与本次PCI分配的所有小区的数量，其中，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C1_i，j的值为1(C1_i，j为1时表示第i个小区和第j个小区不能共用同一个PCI)，否则，值为0(C1_i，j为0时表示第i个小区和第j个小区能共用同一个PCI))。这里，第一矩阵是无冲突矩阵，反映了在相邻小区PCI无冲突时任意两个小区之间是否能够共用同一个PCI。

步骤62，将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第二矩阵。

步骤63，根据相邻小区之间的切换策略配置，选择出相邻小区对，所述相邻小区对包括有互为相邻小区的两个小区，且该两个小区之间禁止小区切换和重选；

步骤64，根据所述相邻小区对，对所述第二矩阵进行修正，得到第三矩阵，其中，所述修正包括：

对相邻小区对中的每一个小区分别执行以下操作：确定除所述每一个小区之外的与该相邻小区对中的另一个小区互为相邻小区的第一类小区；对所述第一类小区中的每个小区分别进行分析，判断当前分析的小区和所述每一个小区是否同为除所述另一个小区之外的其它小区的相邻小区：若是，则不执行任何动作；否则，将所述第二矩阵中对应于当前分析的小区和所述每一个小区的元素从1修改为0；

步骤65，对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_i，j的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

以下简单说明上述两种分配算法的理论依据：

上述中间矩阵的非主对角线上的元素

这里i≠j。

可以看出，在上式中，当至少存在一个乘积项C1_i，kC1_k，j≠0，此时元素C_i，j才可能大于0。而C1_i，kC1_k，j≠0，需要C1_i，k和C1_k，j均不等于0，而由于第一矩阵中的元素值非0则1，在C1_i，kC1_k，j≠0，需要C1_i，k＝C1_k，j＝1，这说明了第i个小区和第k个小区为相邻小区，同时第k个小区和第j个小区也是相邻小区，即第i个小区和第j个小区都是第k个小区的相邻小区。按照无混淆原则，同一个小区的相邻小区之间不能共用同一个PCI，因此，第i个小区和第i个小区不能共用同一个PCI，所以，在步骤52和62中，对于中间矩阵非主对角线上的任何大于0的元素都修正为1，用以反映出满足无混淆原则情况下各个小区之间是否能够共用同一个PCI。

为了考虑到无混淆原则的例外情况，在第二种分配算法中，进一步通过相应的判断来修正第二矩阵，达到节约PCI资源的目的。

由于PCI的分配要同时满足无冲突和无混淆两个原则，因此，在步骤53和步骤65中对第一矩阵和第三矩阵中相互对应的元素进行逻辑或运算，即第四矩阵的元素C4_i，j＝C1_i，j||C3_i，j，其中，C1_i，j、C3_i，j和C4_i，j分别表示第一、三、四矩阵中的第i行第j列的元素，符号||表示逻辑或运算。

步骤53或步骤65中中，在计算得到第四矩阵之后，可以根据第四矩阵所反映的限制条件(如第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI)，为相应的小区分配PCI。具体分配可以从任意小区开始，也可以从第四矩阵中的第一行或第一列元素开始。

为了更容易理解本实施例的PCI分配算法，以下以图4所示的小区拓扑为例，具体说明上述第二种PCI分配算法。

图4所示的拓扑中共包括五个小区，其中，第2、3小区之间禁止小区切换和重选，第1小区和第2小区互为相邻小区(C1_1，2＝C1_2，1＝1)，第1小区和第3小区互为相邻小区(C1_1，3＝C1_3，1＝1)，第2小区和第3小区互为相邻小区(C1_2，3＝C1_3，2＝1)，第3小区和第4小区互为相邻小区(C1_3，4＝C1_4，3＝1)，因此，

第一矩阵 $C1=\left[\begin{array}{ccccc}0& 1& 1& 0& 0\\ 1& 0& 1& 0& 0\\ 1& 1& 0& 1& 0\\ 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right].$

然后，

再将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第二矩阵

由于第3、4小区之间禁止小区切换和重选，第3小区和第4小区形成一个相邻小区对；对该相邻小区对中的每一个小区分别执行以下操作：

例如，对于第4小区，确定所有小区中除第4小区之外的与第3小区互为邻居小区的第一类小区，该第一类小区包括：第1小区和第2小区；

对于第一类小区中的每个小区进行分析，例如，对第1小区进行分析，判断第1小区和第4小区是否均为除第3小区之外的其它小区的相邻小区，判断结果为否，所以需要将第二矩阵中对应于第1小区和第4小区的元素C2_1，4和C2_4，1从1修改为0；同样的，在对第2小区进行分析后，会将C2_2，4和C2_4，2从1修改为0。最终得到第三矩阵

于是，第四矩阵 $C4=\left[\begin{array}{ccccc}0& 1& 1& 0& 0\\ 1& 0& 1& 0& 0\\ 1& 1& 0& 1& 0\\ 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right].$

从第四矩阵可知，第1小区和第2小区、第1小区和第3小区、第2小区和第3小区、第3小区和第4小区均不能共用同一个PCI。这样，假设目前有以下的PCI可以分配：x、y、z、k、m、n；那么，在分配PCI时，假设从第四矩阵的第一行开始，首先，从当前可用的PCI中选择一个，假设为第1小区分配PCI₁＝x；然后，对第二行进行分析可知，第2小区和第1小区不能用一个PCI(C4_2，1＝1)，所以PCI₂＝y；然后，对第三行进行分析可知，第3小区和第1小区、第3小区和第2小区均不能用同一个PCI，所以PCI₃＝z。然后，对第四行进行分析可知，第4小区和第3小区不能共用一个PCI，而第4小区可以和第1、2或5小区共用同一个PCI，假设为第4小区分配与第1小区相同的PCI＝x；最后，对第五行分析可知，第5小区的PCI可以与第1、2、3、4小区的PCI相同，因此，可以为第5小区分配与第1小区相同的PCI＝x。至此，这五个小区的PCI分配完毕，一共使用了3个PCI，分配后的各个小区的PCI如图5所示，第4小区可以使用x或z的PCI，第5小区可以使用x、y或z的PCI。类似的，也可以从第四矩阵的每一列开始，为各个小区分配PCI，其过程相类似，不再赘述。第四矩阵并不对PCI分配的小区次序进行限定。

仍以图4所示的小区拓扑为例，如果不考虑相邻小区的切换策略配置，则一种可能的PCI分配结果如图6所示，图6中则使用了4个PCI，多出一个PCI。上述算法中，由于考虑到相邻小区的切换策略配置，对无混淆原则做出例外的规定，从而可以更为有效地分配PCI，节约PCI资源。例如，若相邻小区配置中第3小区和第4小区被禁止，此时，UE不能在这两个小区之间切换。那么，在不影响其他小区无冲突和无混淆的限制条件下，这两个小区也可以使用对方相邻小区的PCI，从而提高了PCI复用的概率，节约了PCI资源。

另外，对于部分已经分配了PCI的小区，在上述分配过程中，既可以为其重新分配新的PCI，也可以再次分配之前已经分配的PCI(即保持已分配的PCI不变，继续使用之前已分配的PCI)。

LTE系统中的PCI根据小区类型进行了切分(split)，切分后的PCI分为3个范围：1)封闭用户组(CSG)范围，即用于封闭用户组小区的PCI；2)开放范围，即用于开放接入模式小区(open access mode，如一般的宏基站或者设置为开放模式的家庭基站小区)的PCI；3)混合范围，即用于设置为混合接入模式(hybrid access mode)的家庭基站小区的PCI。其中，混合范围的PCI也可以合并到开放范围中一并使用。本实施例所述分配PCI的方法中，用于分配的PCI可以是用于封闭用户组小区的PCI，或者是用于用户开放小区的PCI，或者是用于混合模式的家庭基站小区的PCI。

LTE SON架构有集中式、分布式和混合式三种模式，需要说明的是，本实施例所述分配PCI的方式完全可以适用于这三种模式，其实现过程均类似，因此不再详细说明。

基于上述分配PCI的方法，本实施例还提供了一种LTE系统中的SON功能节点，该SON功能节点可以设置在LTE系统的核心网，也可以设置在基站处。如图7所示，该SON功能节点包括以下功能单元：

接收单元，用于接收基站上报的相邻小区的信息，所述相邻小区是小区之间由于存在无线信号干扰而不能重用PCI的小区；

分配单元，用于根据预定的PCI分配算法以及所述相邻小区的信息，为小区分配PCI；

下发单元，用于将为各个小区分配的PCI的信息发送给对应的基站。

这里，所述基站上报的相邻小区的信息是基站通过自身的下行接收机扫描获取得到的，或者是由用户设备UE向上报给基站的。所述相邻小区的信息包括：相邻小区的工作频率、相邻小区的小区全球识别码(E-CGI，E-UTRAN CellGlobal Identifier)、以及已分配PCI的小区的PCI。所述分配单元分配的PCI是用于宏基站和开放模式open access mode的家庭基站小区的PCI；或者是封闭模式的家庭基站小区的PCI，或者是混合模式hybrid access mode的家庭基站小区的PCI。

优选地，上述分配单元，还可以进一步用于为互为相邻小区的两个小区分配互不相同的PCI，以及，为同一小区的两个相邻小区分配互不相同的PCI。此时，上述分配单元具体包括：

第一矩阵生成单元，用于根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

第三矩阵生成单元，用于将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第三矩阵；

分配处理子单元，用于对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

或者，上述分配单元，还可以进一步用于根据相邻小区之间的切换策略配置，为小区分配PCI，此时，上述分配单元具体可以包括：

第一矩阵生成子单元，用于根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

第二矩阵生成子单元，用于将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第二矩阵；

第三矩阵生成子单元，用于根据相邻小区之间的切换策略配置，选择出相邻小区对，所述相邻小区对包括有互为相邻小区的两个小区，且该两个小区之间禁止小区切换和重选；并根据所述相邻小区对，对所述第二矩阵进行修正，得到第三矩阵，其中，所述修正包括：

对相邻小区对中的每一个小区分别执行以下操作：确定除所述每一个小区之外的与该相邻小区对中的另一个小区互为相邻小区的第一类小区；对所述第一类小区中的每个小区分别进行分析，判断当前分析的小区和所述每一个小区是否同为除所述另一个小区之外的其它小区的相邻小区：若是，则不执行任何动作；否则，将所述第二矩阵中对应于当前分析的小区和所述每一个小区的元素从1修改为0；

分配处理子单元，用于对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

综上所述，本发明实施例所述的分配PCI的方法及SON功能节点，在LTE系统中基于自组织网络实现了PCI的自动分配。并且，本发明实施例提出的PCI分配算法，综合考虑无冲突原则和无混淆原则，并考虑到无混淆原则的例外情形，从而可以提高PCI的复用概率，节约PCI资源。

本发明实施例所述的分配PCI的方法及SON功能节点，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (16)

1.一种分配物理层小区标识PCI的方法，其特征在于，包括：

步骤A，自组织网络SON功能节点接收与本SON功能节点连接的各个基站上报的相邻小区的信息，所述相邻小区是小区之间由于存在无线信号干扰而不能重用PCI的小区；

步骤B，SON功能节点根据预定的PCI分配算法以及所述相邻小区的信息，为小区分配PCI；

步骤C，SON功能节点将为各个小区分配的PCI的信息发送给对应的基站。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站上报的相邻小区的信息是基站通过自身的下行接收机扫描获取得到的，或者是由用户设备UE上报给基站的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相邻小区的信息包括：相邻小区的工作频率、相邻小区的小区全球识别码E-CGI、以及已分配PCI的小区的PCI。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，为小区分配PCI包括：为互为相邻小区的两个小区分配互不相同的PCI，以及，为同一小区的两个相邻小区分配互不相同的PCI。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第三矩阵；

对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，SON功能节点进一步根据相邻小区之间的切换策略配置，为小区分配PCI。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

步骤B1，根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

步骤B2，将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第二矩阵；

步骤B3，根据相邻小区之间的切换策略配置，选择出相邻小区对，所述相邻小区对包括有互为相邻小区的两个小区，且该两个小区之间禁止小区切换和重选；

步骤B4，根据所述相邻小区对，对所述第二矩阵进行修正，得到第三矩阵，其中，所述修正包括：

对相邻小区对中的每一个小区分别执行以下操作：确定除所述每一个小区之外的与该相邻小区对中的另一个小区互为相邻小区的第一类小区；对所述第一类小区中的每个小区分别进行分析，判断当前分析的小区和所述每一个小区是否同为除所述另一个小区之外的其它小区的相邻小区：若是，则不执行任何动作；否则，将所述第二矩阵中对应于当前分析的小区和所述每一个小区的元素从1修改为0；

步骤B5，对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PCI是用于宏基站和开放模式open access mode的家庭基站小区的PCI；或者是封闭模式的家庭基站小区的PCI，或者是混合模式hybrid access mode的家庭基站小区的PCI。

9.一种自组织网络SON功能节点，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收基站上报的相邻小区的信息，所述相邻小区是小区之间由于存在无线信号干扰而不能重用PCI的小区；

分配单元，用于根据预定的PCI分配算法以及所述相邻小区的信息，为小区分配PCI；

下发单元，用于将为各个小区分配的PCI的信息发送给对应的基站。

10.如权利要求9所述的SON功能节点，其特征在于，

所述基站上报的相邻小区的信息是基站通过自身的下行接收机扫描获取得到的，或者是由用户设备UE上报给基站的。

11.如权利要求9所述的SON功能节点，其特征在于，

所述相邻小区的信息包括：相邻小区的工作频率、相邻小区的小区全球识别码E-CGI、以及已分配PCI的小区的PCI。

12.如权利要求9所述的SON功能节点，其特征在于，

所述分配单元，进一步用于为互为相邻小区的两个小区分配互不相同的PCI，以及，为同一小区的两个相邻小区分配互不相同的PCI。

13.如权利要求12所述的SON功能节点，其特征在于，所述分配单元包括：

第一矩阵生成单元，用于根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

第三矩阵生成单元，用于将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第三矩阵；

分配处理子单元，用于对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

14.如权利要求9所述的SON功能节点，其特征在于，

所述分配单元，进一步用于根据相邻小区之间的切换策略配置，为小区分配PCI。

15.如权利要求14所述的SON功能节点，其特征在于，所述分配单元包括：

第一矩阵生成子单元，用于根据相邻小区的信息，生成N×N的第一矩阵，其中，N为小区的数量，在第i个小区和第j个小区互为相邻小区时，第一矩阵中的元素C_ij的值为1，否则，值为0；

第二矩阵生成子单元，用于将第一矩阵与自身相乘得到一中间矩阵，将该中间矩阵的非零元素全部替换为1，并将该中间矩阵主对角线上的元素全部替换为零，得到第二矩阵；

第三矩阵生成子单元，用于根据相邻小区之间的切换策略配置，选择出相邻小区对，所述相邻小区对包括有互为相邻小区的两个小区，且该两个小区之间禁止小区切换和重选；并根据所述相邻小区对，对所述第二矩阵进行修正，得到第三矩阵，其中，所述修正包括：

对相邻小区对中的每一个小区分别执行以下操作：确定除所述每一个小区之外的与该相邻小区对中的另一个小区互为相邻小区的第一类小区；对所述第一类小区中的每个小区分别进行分析，判断当前分析的小区和所述每一个小区是否同为除所述另一个小区之外的其它小区的相邻小区：若是，则不执行任何动作；否则，将所述第二矩阵中对应于当前分析的小区和所述每一个小区的元素从1修改为0；

分配处理子单元，用于对第一矩阵和第三矩阵中的对应元素进行或运算，得到第四矩阵，并根据第四矩阵中的元素C_ij的值是否为0，确定第i个小区和第j个小区是否能够共用同一个PCI，进而为各个小区分配PCI。

16.如权利要求9所述的SON功能节点，其特征在于，

所述PCI是用于宏基站和开放模式open access mode的家庭基站小区的PCI；或者是封闭模式的家庭基站小区的PCI，或者是混合模式hybrid accessmode的家庭基站小区的PCI。

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