CN102067718B

CN102067718B - 无线通信系统中的方法

Info

Publication number: CN102067718B
Application number: CN200880129654.7A
Authority: CN
Inventors: 克里斯特·卡尔福特; 约翰·约翰森; 迈克尔·罗伯茨
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-06-02
Also published as: CN102067718A; WO2009146582A1

Abstract

本发明涉及一种用于无线通信系统中的小区识别的方法，其中所述无线通信系统包括：至少一个基站，其发射导频信道发射；以及至少一个移动台，其测量所述导频信道发射的信号特性。所述方法进一步包括以下步骤：在信号特性的所述测量之后，所述移动台向所述无线通信系统发送报告；所述基站基于所述报告而改变所述导频信道发射；所述移动台通过测量导频信道发射的所述改变的信号特性来检测导频信道发射的所述改变；以及基于对导频信道发射的所述改变的所述检测而识别所述基站的小区身份。

Description

无线通信系统中的方法

技术领域

本发明涉及一种用于无线通信系统中的小区识别的方法。此外，本发明还揭示一种与所述用于小区识别的方法有关的基站和所述基站中的方法。

背景技术

针对3GPP(第3代合作伙伴计划)中的UMTS无线电接入网络(UTRAN)的无线通信标准的发展正在向前进步，且最近，已经出现了对小型家庭房屋设备的需求，所述设备通常被称为家庭节点B(HNB)。已针对全球移动电信系统(UMTS)而提出了这种类型的设备，要求是它们应支持现有的支持所述标准的旧式版本的用户设备(UE)，称为遗留UE。

HNB至少含有无线电基站功能性，通常用于非常小的小区，即所谓的毫微微小区(femto cell)(或微微小区(pico cell))。首先，出于本申请案的目的，HNB概念包含所有种类的小型无线电基站设备(例如办公室)，且其次，HNB概念还可包含用于较宽区域覆盖(即用于宏小区)的传统无线电基站设备。此外，尽管本揭示案中将3GPP UTRAN和演进型UTRAN(E-UTRAN)用作实例技术，但本文所描述的发明可应用于出现相同问题的任何无线电接入技术(RAT)。

使HNB具有封闭式订户群组(CSG)的概念向蜂窝式网络的接入带来新的方面。在与正常蜂窝式网络相同的面积内，HNB可覆盖相当大数目的小型小区，但UE可能只有权接入其中的一个或几个。

3GPP中已提出研究通过在HNB的小区覆盖范围中没有UE的时段期间关闭HNB无线电发射功率来减少HNB的功耗和来自HNB的对其它小区的干扰的解决方案。这意味着将有一种解决方案，其中UTRAN必须能够识别UE和HNB的位置，使得HNB无线电发射可在UE正在靠近HNB小区时打开。

在UMTS网络中，当UE正在连接模式中漫游经过所述网络时，移动性受所述网络控制。无线电网络控制器(RNC)使用UE所报告的对预定义小区的测量结果来选择最适合将UE切换到的小区。在闲置模式下，UE在转到连接模式之前，从其当前预占的小区读取广播信息，且可在系统信息块(SIB)11和12中找到关于该测量哪些小区的信息。这被称为邻区列表(NCL)。当UE在连接模式中漫游经过UMTS网络时，UE不会读取任何广播信息，那么网络就必须使用专用信令在测量控制消息中为UE提供NCL。

用小区身份来识别UMTS系统中的每一小区，使得UE可区分来自最靠近环境中的不同小区的发射。在整个UMTS系统中，可使用512个不同小区身份。将所述小区身份分成64个群组，每个群组中有8个身份。

识别小区的过程在所述标准中得以描述，且被分成三个步骤：

1.UE通过匹配主要同步信道(P-SCH)来与小区同步。对于UMTS系统中的所有小区，主要同步码(PSC)是相同的。

2.UE通过读取次要同步信道(S-SCH)识别所述小区属于64个可用群组中的哪一特定小区身份群组。

3.UE通过在读取主要共用导频信道(P-CPICH)时将测得结果与8个可能结果进行比较来识别确切的小区身份。

在全球移动通信系统(GSM)中，无绳电话系统(CTS)一直致力于小型家庭设备(例如见3GPP TS 42.056 v6.0.0，“GSM无绳电话系统(CTS)，第1部分；服务描述；第1段”)。对已向CTS小区登记的移动台的移动性控制受UE控制，且可在六个不同模式中手动或自动配置对GSM或CTS系统的偏好。然而，没有用于处置向CTS小区的活动模式移动性(即切换)的方法。

由于UMTS标准的现有版本中的限制，在闲置模式下，最多可监视32个小区。为了使遗留UE能够找出对应的CSG所属的HNB，UTRAN必须在NCL中指示所述小区。这意味着如果在与一个宏小区相同的覆盖区域中有32个以上HNB，那么小区身份必须重新使用。

在小区中重新使用小区身份具有以下缺点：当UE正在报告关于所识别小区的特定测量报告时，RNC将不知道这是不是已经测量的正确HNB小区。在正常操作中，RNC将基于测量报告而起始向邻区的切换。当在小区内重新使用邻区身份时，这将增加切换失败的次数，因为UE实际上并不是像系统所预期的那样靠近既定小区。

这种小区身份含糊性已经成为早期无线电通信系统的问题，例如高级移动电话系统(AMPS)、数字AMPS(D-AMPS)和个人数字蜂窝系统(PDC)，其中解决方案是使目标基站收听源基站中的移动台的上行链路发射，称为移动台存在检验。这种解决方案具有需要特定硬件的缺点。

尽管此切换信令可能对通信服务的质量的用户体验具有很小的影响，但所述系统仍将不得不面临Iu和可能Iur接口上的信令负载的显著增加。

尽管LTE系统并不恰好具有相同限制，但仍存在对可用小区身份数目的限制，且因此可能需要小区重新使用。实际上，LTE系统中只有504个不同小区身份可用，且因此，UMTS的相同问题将适用于LTE系统。

因此，此项技术中需要一种在无线通信系统中利用小区身份的重新使用来进行小区识别的改进的方法。

发明内容

因此，本发明的实施例旨在解决前面所提到的在利用小区身份重新使用的无线通信系统中的小区识别的问题。

根据实施例的一个方面，使用用于无线通信系统中的小区识别的方法来解决上文所提到的问题，其中所述无线通信系统包括：至少一个基站，其发射导频信道发射；以及至少一个移动台，其测量所述导频信道发射的信号特性。在信号特性的测量之后，移动台向无线通信系统发送报告；基站基于所述报告而改变导频信道发射；移动台通过测量导频信道发射的改变的信号特性来检测导频信道发射的改变；以及基于对导频信道发射的所述改变的所述检测而识别所述基站的小区身份。

可将所述导频信道发射的信号特性定义为所述导频信道发射的信号质量，或所述导频信道发射的信号强度。

根据本发明的另一方面，提供一种在基站中用于无线通信系统中的小区识别的方法，其中所述基站发射导频信道发射，且其中当从所述系统接收到改变导频信道发射的指令时，改变所述导频信道发射，所述导频信道发射是为了所述基站的小区识别的目的而改变。

根据本发明的又一方面，提供一种用于无线通信系统中的小区识别的基站，所述基站包括用于提供导频信道发射的发射装置，且

-所述基站经配置以用于在从所述系统接收到改变所述导频信道发射的指令时改变所述导频信道发射，所述导频信道发射是为了所述基站的小区识别的目的而改变。

使用根据本发明实施例的用于无线通信系统中的小区识别的方法，所述无线通信系统将能够在利用小区身份重新使用时不含糊地识别小区。

使用根据本发明实施例的方法，不需要任何特定硬件。

此外，使用根据本发明实施例的方法，可减少所述无线通信系统中因小区身份的含糊性而导致的切换失败。

此外，使用根据本发明实施例的方法，UTRAN中已经存在的UE可受益于不含糊的小区识别，而无需修改。

本发明实施例的其它优点将从以下对本发明优选实施例的详细描述中变得明显。

附图说明

附图既定用于阐明和解释本发明，其中：

图1展示无线通信系统；

图2展示根据本发明的用于无线通信系统中的小区识别的方法的流程图；

图3展示图1中的进一步包括至少一个中心节点的无线通信系统；

图4展示根据本发明的用于无线通信系统中的小区识别的方法的实施例的流程图；以及

图5展示根据本发明的用于小区识别的基站。

具体实施方式

图1展示包括两个基站2(BS)和一个移动台3(MS)的示范性无线通信系统1。无线通信系统1正利用小区身份重新使用，且因此两个或两个以上BS 2可能具有相同小区身份。此外，BS正在无线通信系统1中提供导频信道发射。BS2可为如上文所述的HNB，但也可为节点B或eNB。

在图1中，MS 3正在朝最近的BS 2的方向上移动，如由所标箭头指示。MS 3测量最近BS 2的导频信道发射的信号特性，且将测量结果报告给通信系统1。如果两个BS 2由于小区身份重新使用而具有相同的小区身份，那么系统将不知道测量结果与哪一BS 2有关。举例来说，在MS 3可能因切换失败而切换到不是最靠近MS 3的BS 2的切换情形下，这种含糊性可能是个问题。

在图1中的此实例中，最近的BS 2是指空间上最近的BS 2，但对所属领域的技术人员来说显而易见的是，最近的BS 2可指代视无线电环境而定在接收MS 3处给出最佳信号质量或最强信号强度的BS 2。

根据本发明，对小区识别的问题的解决方案是BS 2改变其导频信道发射，MS通过测量导频信道发射的改变的信号特性来检测导频信道发射的改变，且因此可基于检测到的导频信道发射的改变而识别BS 2的小区身份。信号特性可为导频信道发射的信号质量，但也可为导频信道发射的信号强度，或两者的组合。

图2中展示根据本发明的方法的流程图。MS测量从BS发射的导频信道发射的信号特性。在测量之后，MS将测量结果报告给系统。基于所述报告，BS改变导频信道发射。MS通过测量导频信道发射的改变的信号特性来检测导频信道发射的改变。基于对导频信道发射的改变的检测而识别BS的不含糊的小区身份。

在本发明的一个实施例中，用于BS的导频信道发射包括第一导频信号，例如UMTS系统中的主要共用导频信道(P-CPICH)。通过在长度足够MS测量第二导频信道的时间周期期间发射第二导频信道来实现导频信道发射的改变。此第二导频信道是用于测量目的，且可(例如)表示为测量共用导频信道(M-CPICH)。M-CPICH可为与P-CPICH具有相同特性的导频信道。可指示MS通过测量和报告(例如)M-CPICH的接收信号码功率(RSCP)或Ec/Io(每PN码片的平均能量/总接收功率谱密度)来测量所述改变。这可用专用于MS的测量控制消息来完成。

第一和第二导频信道可在同一频率上或在不同频率上发射，视BS和MS的硬件和软件中的实施方面和复杂性考虑而定。此外，用于第二导频的扰频码可与用于第一导频信道的扰频码在同一扰频码群组中。

如果第一和第二导频信道的测量报告具有相同或至少类似的值(例如高度相关)，那么系统可假定所报告的小区的确是正确小区，且因此识别到正确小区。

在本发明的另一实施例中，BS在长度足够MS测量和报告改变的时间周期期间改变导频信道发射的发射功率。发射功率的改变可(例如)在P-CPICH或任何其它合适导频信道上执行。如果报告中指示的改变与导频信道发射的功率改变相关，那么系统可假定所识别的BS实际上是既定BS，即从MS报告的功率改变是预期改变。

导频信道的测得接收功率的改变也可视无线电环境中的自然变化而定。虽然发射功率的改变的持续周期应不大可能与自然变化的持续周期重合，但自然变化对信号的影响可能大到会使得可能难以基于所述改变来分辨小区身份。因此，还可通过将小区特定功率模式应用于导频信道来执行发射功率的改变。在此情况下，可将小区特定模式选择为使得自然变化的影响可几乎被消除或至少被减轻。

图3展示图1中的无线通信系统，其中所述无线通信系统进一步包括中心节点4。所述中心节点可为RNC，但也可为例如UMTS中的节点B或LTE系统中的eNB等基站。

在本发明的此实施例中，除图2中的流程图中的步骤之外，以下步骤在中心节点中执行，如图4的流程图中所说明。在测量信号特性之后，中心节点从移动台接收报告，指示基站改变导频信道发射，接收对导频信道发射的所述改变的信号特性的测量结果的表示，且基于对导频信道发射的改变的信号特性的测量结果的表示而识别所述基站的小区身份。

此外，揭示一种在BS中用于无线通信系统中的小区识别的方法。在所述方法中，BS发射导频信道发射。当接收到来自系统的指令时，BS为所述BS的小区识别的目的而改变导频信道发射。

导频信道发射的改变可涉及在一段时间期间发射第二导频信道，或在一段时间期间改变导频信道发射中的发射功率，其中所述周期的长度至少足够MS测量所述改变。

图5展示与上述方法有关的BS 2。BS包括用于发射导频信道发射的构件31，且进一步包括用于在接收到来自系统的指令时改变导频信道发射的构件32，其中导频信道发射的改变是为了所述BS的小区识别的目的。

如所属领域的技术人员所理解，根据本发明的基站中的所述方法可在具有代码构件的计算机程序中实施，所述代码构件在计算机中运行时致使计算机执行所述方法的步骤。所述计算机程序包含于计算机程序产品的计算机可读媒体中。所述计算机可读媒体可由实质上任何存储器(例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、快闪存储器、EEPROM(电可擦除PROM)或硬盘驱动器)组成。

尽管已概括地呈现了根据本发明的用于小区识别的方法，但对于熟练的技术人员来说显而易见的是，本发明的方法可容易地应用于根据例如GSM、UMTS和LTE等不同RAT中的一者或组合而操作的无线通信系统中。因此，MS可为UE，且另外，BS可为用于小型小区的HNB，或用于大型(宏)小区的节点B或eNB。

此外，对于熟练的技术人员来说显而易见的是，本发明的方法不限于无线通信系统中的切换情形，而是所述方法可适用于利用小区身份重新使用的无线通信系统中出现小区身份的含糊性的任何情况。

Claims

1.一种用于无线通信系统中的小区识别的方法，其中所述无线通信系统包括：

至少一个基站，其发射导频信道发射；以及

至少一个移动台，其测量所述导频信道发射的信号特性，所述方法的特征在于：

在信号特性的所述测量之后，所述移动台向所述无线通信系统发送报告；

所述基站基于所述报告而改变所述导频信道发射；

所述移动台通过测量导频信道发射的所述改变的信号特性来检测导频信道发射的所述改变；以及

基于对导频信道发射的所述改变的所述检测而识别所述基站的小区身份；

其中所述移动台在所述移动台靠近所述基站时向所述无线通信系统发送所述报告。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动台在检测到导频信道发射的所述改变后即刻向所述无线通信系统发送另一报告。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述导频信道发射包括第一导频信道，其中所述移动台测量所述第一导频信道的信号特性；其中所述改变所述导频信道发射的步骤由以下步骤组成：在一段时间期间发射第二导频信道；以及所述移动台通过测量所述第二导频信道的信号特性来检测导频信道发射的所述改变。

4.根据权利要求3所述的方法，其中对所述小区身份的所述识别是基于将所述第一导频信道的所述测得信号特性与所述第二导频信道的所述测得信号特性进行比较。

5.根据权利要求3所述的方法，其中在同一频率上发射所述第一导频信道和所述第二导频信道。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二导频信道是将来自同一扰频码群组的扰频码用作所述第一导频信道。

7.根据权利要求3所述的方法，其中在不同频率上发射所述第一导频信道和所述第二导频信道。

8.根据权利要求1所述的方法，其中通过在一段时间期间改变所述导频信道发射的发射功率来改变所述导频信道发射。

9.根据权利要求8所述的方法，其中发射功率的所述改变涉及将小区特定模式应用于所述发射功率。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述小区身份的所述识别是基于将导频信道发射的所述改变的所述报告与预期改变进行比较。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统根据来自以下各项的群组的无线电接入技术(RAT)中的至少一者来操作：全球移动通信系统(GSM)、全球移动电信系统(UMTS)和长期演进(LTE)。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动台为用户设备(UE)。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述基站为家庭节点B(HNB)。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统进一步包括中心节点，所述中心节点执行以下步骤：

在信号特性的所述测量之后，从所述移动台接收所述报告；

指示所述基站改变所述导频信道发射；

接收对导频信道发射的所述改变的信号特性的所述测量的表示；以及

基于对导频信道发射的所述改变的信号特性的所述测量的所述表示而识别所述基站的小区身份。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述中心节点为无线电网络控制器(RNC)。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述中心节点为以下各项的群组中的宏基站：节点B和eNB。