CN102474747B - 用于在移动通信系统中获取无线测量数据的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在移动通信系统中获取无线测量数据的方法。根据本发明的一个实施例，该方法包括以下步骤：-在无线接入节点(eNBA)所操作的为特定用户设备(UEX)提供服务的服务小区(A)内，将测量控制信息(meas_ctrl_info)从无线接入节点发送到特定用户设备，由此将特定用户设备配置为执行无线测量，-在另一无线接入节点(eNBB)所操作的后续为特定用户设备提供服务的另一服务小区(B)内，将测量报告(meas_report)从特定用户设备发送到另一无线接入节点，测量报告包括服务小区配置的测量数据(meas_data)和服务小区的小区标识符(PCIA)，-将测量数据从另一无线接入节点传送回无线接入节点。本发明还涉及用于构成移动通信系统的一部分的用户设备和无线接入节点。
Description
技术领域
本发明涉及用于在移动通信系统中获取无线测量数据的方法。
背景技术
在第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进技术(LTE)移动网络中，经常存在被称为“热点”的不希望的小型覆盖岛(例如，从邻近小区发射过来)，由于拓扑的独特性，这些热点在另一(周围)小区内提供非常有限的更低路径损耗。当满足必要的切换条件时，服务小区会指示移向热点的用户设备(UE)执行到该热点的切换，UE将报告所配置的切换事件。
所述切换需要通过X2或S1接口在演进通用陆地无线接入网络(E-UTRA)NodeB(eNB)之间，以及通过空中接口在UE和eNB之间执行大量的信令活动。如果当前服务小区的可用信号质量在热点区域内仍足够得好，也就是说，即使热点提供更佳的无线信号质量，当前服务小区也支持所需的服务，则应该避免切换到不希望的热点。
应该通过切换参数的自优化或通过避免切换到不当的小区来最大程度上减小切换和无线链路失步率。
诸如LTE之类的高效移动网络的任务是分析到热点的切换以及阻止不必要的切换。在诸如3GPPUMTS、3GPP2CDMA2000或IEEE802.16(WIMAX)网络之类的当前无线系统中，通过代价高昂的路测来实现上述任务。在LTE中，通过自组织网络(SON)自动执行上述任务。
3GPP无线接入网络(RAN)工作组2(WG2)目前正在研究UE测量数据以实现路测最小化。这些测量数据将被发送到eNB和/或操作和维护中心(O&M)以做进一步处理。切换参数的自优化目前在3GPPRANWG3中讨论，所述自优化除了其他因素外，还基于所报告的UE测量数据。
发明内容
本发明的目标是增强UE测量数据的获取能力，以便避免不必要地切换到热点。
根据本发明的第一方面，用于在移动通信系统中获取无线测量数据的方法包括以下步骤：
-在无线接入节点所操作的为特定用户设备提供服务的服务小区内，将测量控制信息从所述无线接入节点发送到所述特定用户设备，由此将所述特定用户设备配置为执行无线测量，
-在另一无线接入节点所操作的后续为所述特定用户设备提供服务的另一服务小区内，将测量报告从所述特定用户设备发送到所述另一无线接入节点，所述测量报告包括所述服务小区配置的测量数据和所述服务小区的小区标识符，
-将所述测量数据从所述另一无线接入节点传送回所述无线接入节点。
在第一eNB所操作的还被称为测量触发小区的第一服务小区内，特定UE被配置为在某个时间段内执行无线测量。当该时间段过后，UE向当前服务小区报告测量数据，如果服务小区在其间已发生更改，则所述当前服务小区可以是同一eNB或其他eNB所操作的其他小区，并且还被称为测量报告小区。UE进一步将所述测量触发小区的小区标识符编码到测量报告中，以便允许操作所述测量报告小区的eNB将测量数据发送回操作所述测量触发小区的eNB。
因此，服务小区获知做出切换到特定目标小区决定的相关特定通信会话的结果。这些在UE从一个小区切换到另一小区期间获取的测量数据以及在经过不同服务小区之后保留在UE存储器中的测量数据对于有关切换到该特定目标小区的进一步的决定尤其有用。
所述测量触发小区可以是第一服务小区，并且所述测量报告小区可以是该第一服务小区内的热点小区。可选地，所述测量触发小区可以是热点小区，并且所述测量报告小区可以是另一服务小区。仍替代地，所述测量触发小区可以是第一服务小区，并且所述测量报告小区可以是另一服务小区，所述热点小区是这两者之间的中间服务小区。
测量触发小区和测量报告小区可以使用不同类型的无线接入技术，例如LTE中的测量触发小区和UMTS中的测量报告小区，反之亦然。
小区标识符标识特定小区，并且进一步地，特定eNB在网域内操作该特定小区。
在一个实施例中，小区标识符包括服务小区的物理小区标识符(PCI)。
当测量数据通过X2接口交换时，该实施例尤其有利。
在备选实施例中，所述小区标识符包括所述服务小区的全球小区标识符(GCI)和所述服务小区的跟踪区域标识符(TAI)。
GCI由小区所属的公用陆地移动网络(PLMN)标识以及所述小区的进一步的小区标识符构成。当测量数据通过S1接口交换时，该实施例尤其有利。
在一个实施例中，服务小区为所述特定用户设备提供特定移动通信服务，并且所述另一服务小区通过所述特定用户设备接管所述特定通信服务。
特定通信服务可以是例如被称为语音、视频或数据通信会话。由另一服务小区接管特定通信服务可以被称为切换过程，其中所述另一服务小区是目标小区，或者被称为无线链路失效之后的服务恢复过程，其中所述另一服务小区是为服务恢复做准备的其他目标小区。
可选地，在没有为服务恢复做准备的任何小区的情况下，UE可能无法例如在无线链路失效之后恢复特定通信服务。将在以后建立新的通信会话以报告所配置的测量数据。
在一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤，在所述服务小区内：
-为所述特定用户设备检测满足到目标小区的切换条件，
-将所述目标小区识别为可能的热点，
-在其上发送所述测量控制信息
当针对特定UE做出有关切换到已被识别为可能的热点的小区的决定时，可以针对该可定UE触发无线测量，从而仅将无线测量限定到目标UE并且极大地降低所产生的信令负荷。
可选地，可以默认针对进入或离开服务小区的所有UE配置无线测量，或者当满足进一步的条件时配置测量，例如，针对基于所报告的UE位置信息和/或所计算的定时提前值的特定地理区域进行配置。
在一个实施例中，所述测量数据被组织为时间记录。
因此，当UE经过热点区域时，用户可以在一段时间内跟踪UE无线环境。
可以在测量控制信息内提供测量记录的时间粒度。
在一个实施例中，所述测量控制信息包括报告时间段，并且所述测量报告在所述报告时间段到期时发送。
发送所述测量报告所等待的时间段在测量控制信息内提供。
UE可能无法在报告测量数据之前等待该时间段逝去。例如，UE无法在无线链路失效之后恢复当前的通信会话，会通过其他小区建立新的通信会话，然后立即发送测量报告。
在一个实施例中，所述方法进一步包括使用所述测量数据对切换决定算法进行自校正的步骤。
传送回操作所述测量触发小区的无线接入节点的测量数据由该接入节点或由另一接入节点使用以优化有关切换到热点小区的决定，例如通过将热点小区列入黑名单，或者通过自校正到热点小区的适当切换参数，例如越区切换界限和/或必须检测到优于当前服务小区的新小区的时间长度，来优化。
在一个实施例中，所述测量数据包括当前服务小区和一个或多个邻近小区的信号强度。
所述信号强度的实例包括接收信号功率和接收信号幅值。
在一个实施例中，所述测量数据包括当前服务小区和一个或多个邻近小区的信号质量。
所述信号质量的实例包括接收比特误码率。
本发明还涉及用来构成移动通信系统的一部分的用户设备。
根据本发明的进一步的方面，所述用户设备适合于：
-在无线接入节点所操作的服务小区内，从所述无线接入节点接收测量控制信息，由此将所述用户设备配置为执行无线测量，
-在另一无线接入节点所操作的另一服务小区内，将测量报告发送到所述另一无线接入节点，所述测量报告包括所述服务小区配置的测量数据和所述服务小区的小区标识符。
本发明还涉及用来构成移动通信系统的一部分的无线接入节点。
根据本发明的进一步的方面，所述无线接入节点适合于：
-操作为特定用户设备提供服务的服务小区，
-从所述特定用户设备接收测量报告，所述测量报告包括另一服务小区配置的测量数据和所述另一服务小区的小区标识符，
-将所述测量数据从所述无线接入节点传送回操作所述另一服务小区的另一无线接入节点。
根据本发明的用户设备的实施例和根据本发明的无线接入节点的实施例对应于根据本发明的一种方法的实施例。
附图说明
通过结合附图阅读下面对实施例的描述，本发明的上述和其他目标和特征将变得更加显而易见，并且可以最佳地理解发明本身，在这些附图中：
-图1A和1B表示带有热点区域的无线覆盖的第一和第二用例，
-图2表示测量报告的第一消息流图表，
-图3表示测量报告的第二消息流图表，
-图4表示测量报告的第三消息流图表。
具体实施方式
从图1A中看到表示大型周围小区1(或A)内热点区域2的第一用例。热点区域2是由另一小区B发射到小区A的无线覆盖内的无线信号导致的。
移动终端UEX经过热点区域2，并且从位置a移至位置a’，其中经过位置b。在位置a和a’，来自小区A的无线信号导致的路径损耗低于来自小区B的无线信号。在位置b，来自小区B的无线信号导致的路径损耗低于来自小区A的无线信号。假如各个路径损耗之间的差别超出某个已配置的越区切换界限，则所述移动终端UEX可能从小区A切换到小区B，并且之后迅速从小区B切换回小区A。
本发明的目标是，当初始服务小区A内的覆盖仍足够得好以便实现当前通信会话的所需吞吐量和服务质量(QoS)时，防止移动终端UEX切换到小区B。
从图1B中看到表示小区B发射到第一小区A和第二小区C的交界处的无线信号导致的热点区域2的第二用例。
移动终端UEX经过热点区域2，并且从位置a移至位置c，其中经过位置b。在位置a，来自小区A的无线信号导致的路径损耗低于来自小区B和C的无线信号。在位置b，来自小区B的无线信号导致的路径损耗低于来自小区A和C的无线信号。在位置c，来自小区C的无线信号导致的路径损耗低于来自小区A和B的无线信号。假如各个路径损耗之间的差别超出某个已配置的越区切换界限，则所述移动终端UEX可能从小区A切换到小区B，并且之后迅速从小区B切换到小区C。
本发明的进一步的目标是将移动终端UEX直接重定向到小区C，不经过中间小区B。如果小区A或B的信号路径损耗在热点区域2内足够得低以便实现当前通信会话的所需吞吐量和QoS，则可以实现上述目标。
这两个目标都通过在移动终端UEX经过热点区域时触发小区持续型无线测量，并且使用这些测量数据细化有关切换到热点小区的进一步的决定来实现。
从图2中看到移动终端UEX和分别操作小区A、B和C的eNBeNBA、eNBB和eNBC之间的消息流图表。尽管所述小区被示出为由不同的eNB操作，但是需要指出，诸如小区A和C之类的两个或多个小区可以由同一eNB操作。
在某个时点上，由小区A提供服务并且从位置a移动到位置b的移动终端UEX将切换事件HO_event报告给服务小区A，指示来自小区B的信号更强(高于某个界限)。因此，源eNBeNBA决定将移动终端UEX切换到小区B。
源eNBeNBA将消息HO_request发送到目标eNBeNBB，从而发送准备在目标端上进行切换的必要信息。
在准入控制之后，目标eNBeNBB通过包括用于执行到目标小区B的切换的UE数据的确认HO_request_ack做出应答。
源eNBeNBA通过产生消息RRC_conn_reconf来指示移动终端UEX执行到目标小区B的切换。
接收消息RRC_conn_reconf之后，移动终端UEX执行到目标eNBeNBB的同步并且在无竞争过程或基于竞争的过程之后通过随机接入信道(RACH)接入目标小区B。目标eNBeNBB通过上行链路信道分配和定时提前值做出响应。移动终端UEX将消息RRC_conn_reconf_complete发送到目标eNBeNBB以确认切换。
切换过程与服务网关保持同步，将用户业务面从源eNBeNBA切换到目标eNBeNBB。
消息RRC_conn_reconf进一步包括测量控制信息meas_ctrl_info，借以将移动终端UEX配置为执行小区持续型无线测量。所述测量控制信息包括测量标识符meas_id，以及两个时间段T1和T2。
测量标识符实现了测量数据和被配置为执行这些测量的特定UE之间的关联。
时间段T1表示应该执行无线测量的周期，所述时间段T2表示届时UE应该将所获取的测量数据报告给当前服务小区的报告时间段。
可选地，测量控制信息meas_ctrl_info可以通过专门的消息发出去。
移动终端UEX在从eNBeNBA收到测量控制信息meas_ctrl_info时开始测量期T2。移动终端UEX首先存储测量触发小区的PCI，目前为PCIA。移动终端UEX在由小区A和旁边的小区B提供服务的同时测量小区A、B和C的信号强度以及其他，存储在测量历史(可能在平均操作和/或进一步的数据处理之后)中的最后T1时间段期间执行的无线测量，然后反复此过程，直到时间段T2到期，从而产生测量数据meas_data。
T1的示例值为200毫秒，T2的示例值位2秒，也就是说，测量数据meas_data包括10个测量记录，一个记录时长200毫秒。
当计时器T2到期时，UEX建立包括编译的测量数据meas_data、测量标识符meas_id以及测量触发小区的小区标识符PCIA的测量报告meas_report。测量报告meas_report然后被发送到操作当前服务小区的eNB，目前为eNBB。
eNBeNBB将eNBeNBA识别为操作小区标识符PCIA所标识的小区。更具体地说，eNBeNBB从小区标识符PCIA导出通过X2接口连接到eNBeNBA的隧道端点标识(特定PCI和特定隧道端点标识之间的关联在eNB发现阶段获取)，然后通过这样标识的隧道将测量数据meas_data和测量标识符meas_id传输到eNBeNBA(请参见图2中的消息meas_transfer)。
因此，eNBeNBA获知针对移动终端UEX做出的切换决定的结果。例如，eNBeNBA通知在切换之后，来自小区A的信号强度仍然足够好，并且可以判定当满足类似的切换条件时，在小区A的覆盖内进一步保留移动终端。
可以将指示发送到目标小区以通知所述目标小区正在执行小区持续型无线测量。该指示可以作为消息HO_request的一个部分发送，或者在建立与目标小区的连接期间由UE本身通知目标小区。除了所述测量触发小区所配置的正在进行的小区持续型无线测量以外，UE还应该接受目标小区所配置的新的测量控制信息(例如，针对不同的切换事件)。
从图3中看到其中移动终端UEX检测到无线链路失效之后，无法连接到目标小区B的备选情形。该情形更可信，因为小区A内可能存在非常有限的热点，并且如果移动终端UEX迅速移动，则来自小区B的信号强度可能突然下降。
在该情形中，其他目标小区，目前为eNBeNBC所操作的小区C，已经做好服务恢复的准备，如果有的话(请参见图3中的eNBA和eNBC之间的其他HO_request和HO_request_ack消息)。
移动终端UEX尝试恢复与小区C的通信会话，并且将消息RRC_conn_reconf_complete发送到目标eNBeNBC。
再次，当报告时间段T2到期时，移动终端UEX将测量数据meas_data、测量标识符meas_id以及测量触发小区的小区标识符PCIA报告给操作当前服务小区的eNB，目前为eNBC。
eNBeNBC将eNBeNBA识别为操作小区标识符PCIA所标识的小区，并且将测量数据meas_data和测量标识符meas_id传输到eNBeNBA(请参见图3中eNBC和eNBA之间的消息meas_transfer)。
从图4中看到又一替代实施例，其中服务小区，目前为A，将测量控制信息meas_ctrl_info传送到热点小区，目前为B，以便在移动终端UEX连接到小区B时触发无线测量。测量控制信息meas_ctrl_info被作为消息HO_request的一部分发送，也可以作为专用消息的一部分发送。
测量控制信息meas_ctrl_info包括时间段T1和T2以及测量标识符meas_id1。eNBeNBB存储用于触发无线测量的eNBeNBA、测量标识符meas_id1和进一步的测量标识符meas_id2之间的关联。
从移动终端UEX收到消息RRC_conn_reconf_complete之后，eNBeNBB立即发送包括时间段T1和T2，以及进一步的消息标识符meas_id2的消息meas_request。
移动终端UEX存储测量触发小区的PCI，目前为PCIB。一段时间之后，移动终端UEX切换到小区C。移动终端UEX在由小区B和旁边的小区C提供服务的同时测量小区A、B和C的信号强度以及其他。
当报告时间段T2到期时，移动终端UEX将测量数据meas_data、测量标识符meas_id2以及测量触发小区的小区标识符PCIB报告给操作当前服务小区的eNB，目前为eNBC。
eNBeNBC将eNBeNBB识别为操作小区标识符PCIB所标识的小区，并且将测量数据meas_data和测量标识符meas_id1传输到eNBeNBA(请参见图4中eNBB和eNBA之间的消息meas_transfer)，从而允许eNBeNBA将这些测量数据与特定切换决定进行关联。
测量触发小区可以在测量控制信息meas_ctrl_info中包括自己的GCI和TAI。作为测量触发小区的PCI的替代或补充，UE可以向测量报告小区提供GCI和TAI，从而允许测量报告小区通过S1接口将测量数据meas_data传输到测量触发小区。
尽管已经详细地参考LTE技术和说法描述了各个实施例，但是应该清楚，本发明同样地适用于诸如3GPPUMTS、3GPP2CDMA2000或IEEE82.16(WIMAX)技术之类的进一步的移动技术。
需要指出，同时在权利要求中使用的术语“包括”不应该被认为是限于之后列出的装置。因此，表达式“包括装置A和B的设备”的范围不应被限于仅由组件A和B组成的设备。它表示就本发明而言，设备的相关组件是A和B。
需要进一步指出，同时在权利要求中使用的术语“相连”不应该被认为是仅限于直接连接。因此，表达式“与设备B相连的设备A”的范围不应被限于其中设备A的输出端直接连接到设备B的输出端和/或设备B的输入端直接连接到设备A的输入端的设备或系统。它表示在A的输出端和B的输入端和/或B的输出端和A的输入端之间存在路径，所述路径可以是包括其他设备或装置的路径。
所述描述和附图仅示出本发明的原理。因此将理解的是，本领域的技术人员将能够构想体现本发明的原理并包括在本发明的精神和范围当中的各种安排，尽管在此未明确描述或示出。而且，在此引用的所有实例仅出于教学的目的，主要旨在明确地帮助读者理解本发明的原理以及发明者提出的概念以推进技术的发展，并且应该构想为并不限于这些具体引用的实例和条件。而且，在此引用本发明的原理、方面和实施例的所有说明以及它们的具体实例旨在包括它们的等价物。
附图中示出的各种实施例的功能可以使用专用硬件以及能够与适当的软件联合执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，所述功能可以由单个专用处理器提供，由单个共享处理器提供，或者由多个其中部分可以共享的独立处理器提供。而且，所述处理器不能被认为是独占地表示能够执行软件的硬件，可以暗示地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。还可以包括诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储装置之类的常规和/或定制的其他硬件。
Claims (8)
1.一种用于在移动通信系统中获取无线测量数据的方法，包括以下步骤：
-在无线接入节点(eNBA)所操作的为特定用户设备(UEX)提供服务的服务小区(A)内，将测量控制信息(meas_ctrl_info)从所述无线接入节点发送到所述特定用户设备，由此将所述特定用户设备配置为执行无线测量，
-在另一无线接入节点(eNBB)所操作的后续为所述特定用户设备提供服务的另一服务小区(B)内，将测量报告(meas_report)从所述特定用户设备发送到所述另一无线接入节点，所述测量报告(meas_report)包括所述服务小区配置的测量数据(meas_data)和所述服务小区的小区标识符(PCIA)，
-由所述另一无线接入节点通过利用所述小区标识符将所述测量数据从所述另一无线接入节点传送回所述无线接入节点，
所述方法进一步包括使用所述测量数据对切换决定算法进行自校正的步骤，
其中，所述测量数据包括在所述特定用户设备从初始服务小区断开之后测量的当前服务小区和一个或多个邻近小区的信号强度或信号质量，
并且其中所述测量数据被组织为时间记录。
2.如权利要求1中所述的方法，其中所述小区标识符包括所述服务小区的物理小区标识符。
3.如权利要求1中所述的方法，其中所述小区标识符包括所述服务小区的全球小区标识符和所述服务小区的跟踪区域标识符。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述服务小区为所述特定用户设备提供特定移动通信服务，并且其中所述另一服务小区使用所述特定用户设备接管所述特定通信服务。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，并且进一步包括以下步骤，在所述服务小区内：
-为所述特定用户设备检测满足到目标小区的切换条件，
-将所述目标小区识别为可能的热点，
-在所述目标小区上发送所述测量控制信息。
6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中所述测量控制信息包括报告时间段(T2)，并且其中所述测量报告在所述报告时间段到期时发送。
7.一种用来构成移动通信系统的一部分的用户设备(UEX)，该用户设备(UEX)适合于：
-在无线接入节点(eNBA)所操作的服务小区(A)内，从所述无线接入节点接收测量控制信息(meas_ctrl_info)，由此将所述用户设备配置为执行无线测量，
-在另一无线接入节点(eNBB)所操作的另一服务小区(B)内，将测量报告(meas_report)发送到所述另一无线接入节点，所述测量报告(meas_report)包括所述服务小区配置的测量数据(meas_data)和所述服务小区的小区标识符(PCIA)，其中，所述测量数据包括在所述用户设备从初始服务小区断开之后测量的当前服务小区和一个或多个邻近小区的信号强度或信号质量，
并且其中所述测量数据被组织为时间记录。
8.一种用来构成移动通信系统的一部分的无线接入节点(eNBB)，该无线接入节点(eNBB)适合于：
-操作为特定用户设备(UEX)提供服务的服务小区(B)，
-从所述特定用户设备接收测量报告(meas_report)，所述测量报告(meas_report)包括另一服务小区(A)配置的测量数据(meas_data)和所述另一服务小区的小区标识符(PCIA)，
-由所述另一无线接入节点通过利用所述小区标识符将所述测量数据从所述无线接入节点传送回操作所述另一服务小区的另一无线接入节点(eNBA)，
其中，所述测量数据包括在所述特定用户设备从初始服务小区断开之后测量的当前服务小区和一个或多个邻近小区的信号强度或信号质量，
并且其中所述测量数据被组织为时间记录。
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