CN102938894B - 一种异构网中小小区的测量方法 - Google Patents

Abstract

一种异构网中小小区的测量方法，该方法包括：B节点eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对测量启动门限值s-Measure进行调整，具体包括：用户UE进入小小区的覆盖范围内，启动对小小区的测量；UE按照优先级对检测到的小小区排序得到小小区列表，并将小小区列表发送至B节点eNB；eNB根据宏小区和小小区列表中的小小区的负载状况调整s-Measure。应用本发明实施例以后，在宏小区负载重的情况下，将负载切换到小小区，实现小区之间的负载均衡。

Description

一种异构网中小小区的测量方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种异构网中小小区的测量方法。

背景技术

随着数据业务类型应用越来越广泛，用户对数据速率需求的日益增长，传统的基于蜂窝覆盖的网络架构已经不能满足业务特性需求，主要体现在以下两个方面：

(1)传统蜂窝网络对室内的覆盖较差；

(2)传统蜂窝网络的容量已经不能满足业务需求。

传统蜂窝网络对室内覆盖较差的原因是室内穿透损耗较大，再加上下一代无线通信系统的工作频率较高，因此室内的用户很难获得高吞吐量。统计数据表明，在未来的通信网络中，80％-90％的业务量将发生在室内和热点地区。因此传统蜂窝“重室外，轻室内”、“重蜂窝组网，轻业务热点”的思想已经不能满足需求。基于此，改进的长期演进系统(LTE-Advanced)开展了异构网的研究，旨在提高热点地区的吞吐量，改善室内覆盖。

在LTE-Advanced系统中，由具有不同发射功率、不同回程链路类型的小区构成的网络称为异构网。一个典型的异构网如附图1所示，包括：宏小区(Macrocell)、微小区(Pico cell)、家庭基站小区(Femto cell)和中继小区(Relay cell)。其中，Macro小区用于提供广域的覆盖；Pico小区用于提高热点业务地区的容量，平衡Macro小区内的负载；Femto小区用于为个人用户提供更好的服务质量；Relay小区用于扩展小区边缘的覆盖，或者部署在不方便部署有线回程链路的地点。在一般情况下，Macro小区之外的其他小区的覆盖范围较小，可以将这些小区可以称为小小区，将Macro小区称为宏小区。不同类型的小区往往具有不同类型的回程链路。

异构网改变了传统的蜂窝网络的拓扑结构，异构网中同时部署了具有不同发射功率和覆盖范围的站点，使得能够更加灵活地进行网络部署。Pico小区和Femto小区的覆盖范围较小，可以更加方便地利用LTE-Advanced系统的高频段频谱；Relay小区与Macro小区通过无线回程链路连接，降低了部署的成本和复杂度。小小区可以采用与宏小区相同的频率和无线接入技术，也可以采用与宏小区不同的频率和无线接入技术。小小区对平衡宏小区的负载至关重要，可以说异构网是未来通信系统发展的必然趋势。

但是，异构网也带来了一些新的挑战，新的网络结构所带来的一系列问题都需要解决。例如，在宏基站的覆盖范围内增加了这么多覆盖范围小的站点，会增加过多的“小区边缘”，无形中会增加切换管理的性能和复杂度。测量对于切换性能的影响至关重要。LTE和LTE-Advanced系统都采用UE辅助、网络决策的切换方法。

所谓“UE辅助、网络决策”的切换方法，是指UE通过测量获得服务小区和邻小区的信道质量后上报给网络，网络基于测量结果以及负载状况进行切换判决。也就是说，网络侧进行切换判决的前提条件是获得UE的服务小区和邻小区的信道质量。信道质量包括参考信号接收强度(RSRP)和/或参考信号接收质量(RSRQ)。为了节省UE的功率消耗，LTE和LTE-Advanced系统中定义了一个参数s-Measure，只有当主服务小区的信道质量下降到s-Measure值之下时，UE才会启动对邻小区的测量。

引入s-Measure带来的一个问题是对邻小区测量不及时，从而对切换造成影响。这对异构网的影响更加明显，因为即使UE移动到小小区的覆盖范围内，宏小区的信道质量仍有可能大于s-Measure，所以UE不会启动对小小区的测量，也就无法切换到小小区，故小小区起不到分担宏小区负载的作用。一个示例如附图2所示，小小区(实线小椭圆)与宏小区(实线大椭圆)采用相同或不同的频率或无线接入技术，并且重叠覆盖。在虚线椭圆内，宏小区的RSRP＞s-Measure，在虚线框外，宏小区的RSRP＜s-Measure。UE沿图中箭头方向从A点移动到B点，为了平衡宏小区的负载，UE应该从宏小区切换到小小区。但是，无论是在A点还是B点，宏小区的RSRP都满足RSRP＞s-Measure，按照3GPP标准的规定，UE不会启动对小小区的测量，因此也就无法切换到小小区。

UE对邻小区的测量分为同频(intra-frequency)测量、异频(inter-frequency)测量和异无线接入技术(inter-RAT)测量。对于inter-frequency和inter-RAT测量，还需要配置测量间隙(Measurement Gap)，UE在测量间隙内对inter-frequency和inter-RAT邻小区进行测量，在测量间隙内没有任何上行或下行数据传输，测量结束后再恢复上行和下行数据传输。也就是说，inter-frequency和inter-RAT测量会造成数据传输不连贯。

对于同一个宏小区内的所有Femto小区来说，宏小区一般不会预先为UE配置测量间隙，用来对每个Femto小区进行测量。因为Femto小区的数量可能会很多，全部为UE配置成邻小区的话会带来很大的开销。

在LTE Rel-9和Rel-10中，为了解决对封闭模式的Femto小区的测量，引入了Proximity Indication机制，具体的内容是：当UE检测到正在进入(或离开)Femto小区的覆盖范围，并且该小区的封闭用户组(CSG)ID包含在UE的CSG白小区列表内，那么将向网络发送进入指示(ProximityIndication)消息。白小区即允许UE接入的小区。ProximityIndication消息包含两方面的内容，一方面指示UE是进入还是离开该Femto小区；另一方面指示该Femto小区使用的RAT和频率。Proximity Indication机制如附图3所示。UE向eNB发送ProximityIndication消息；eNB收到ProximityIndication消息后，会给UE发送测量配置消息(包括测量间隙)；UE根据测量配置对Femto小区进行测量，并将测量结果上报给eNB。

封闭模式的Femto小区具有CSG ID，Proximity Indication机制可以解决对封闭模式Femto小区的测量问题。开放模式的Femto小区、混合模式的Femto小区和Pico小区都不具有CSG ID，Proximity Indication机制对这些类型的小区不适用。另外，在现有协议中，ProximityIndication消息中只包含单个Femto小区的信息，对于多个小小区重叠覆盖的情况，UE需要向网络发送多个ProximityIndication消息，增加了信令开销。并且，如果eNB需要收到所有的ProximityIndication消息后再对UE进行测量配置，会增加UE切换的时延。

综上，除了s-Measure会影响对对小小区的测量外，测量间隙使得UE无法及时地发现小小区。s-Measure和测量间隙限制了UE对小小区的测量，严重影响了异构网下的负载均衡性能。

发明内容

本发明实施例提出一种异构网中小小区的测量方法，在宏小区负载重的情况下，将负载切换到小小区，实现小区之间的负载均衡。

本发明实施例的技术方案如下：

一种异构网中小小区的测量方法，该方法包括：

B节点eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对测量启动门限值s-Measure进行调整。

所述eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对s-Measure进行调整包括：

用户UE进入小小区的覆盖范围内，启动对小小区的测量；

UE按照优先级对检测到的小小区排序得到小小区列表，并将小小区列表发送至eNB；

eNB根据宏小区和小小区列表中的小小区的负载状况调整s-Measure。

所述UE进入小小区的覆盖范围内包括：UE与小小区之间的距离小于预设的门限值1。

所述小小区是微小区Pico cell或中继小区Relay，所述UE进入小小区的覆盖范围内之前进一步包括：宏小区Macro cell向UE发送每个与UE相邻小区的位置信息。

所述小小区是家庭基站小区Femto cell，所述UE进入小小区的覆盖范围内之前进一步包括：UE存储允许接入Femto cell的位置信息。

所述优先级由小区类型确定或由UE与小小区的距离确定。

所述小区类型包括：Femto cell、Pico cell和Relay cell。

所述小区类型包括：同频小区、异频小区和异无线接入技术小区。

所述UE存在异频小区或异无线接入技术小区，所述调整进一步包括测量间隙。

所述eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对s-Measure进行调整包括：

宏小区负载量大于预设的门限值2，小小区负载小于预设的门限值2，eNB将s-Measure调整为零或将s-Measure调整到最大值。

所述调整之后进一步包括：eNB通过广播消息通知UE调整s-Measure。

从上述技术方案中可以看出，在本发明实施例中，eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对s-Measure进行调整，具体的：UE进入小小区的覆盖范围内，启动对小小区的测量；UE按照优先级对检测到的小小区排序得到小小区列表，并将小小区列表发送至eNB；eNB就可以根据宏小区和小小区列表中的小小区的负载状况调整s-Measure。或者，宏小区负载量大于预设的门限值2，小小区负载较小于预设的门限值2，eNB将s-Measure调整为零或将s-Measure调整到最大值。应用本发明实施例以后，在判断宏小区负载重的情况下，可以将负载切换到小小区，实现小区之间的负载均衡。

附图说明

图1为现有技术中异构网示意图；

图2为s-Measure的应用示意图；

图3为Proximity Indication机制示意图；

图4为本发明中异构网中启动小小区测量的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

在本发明实施例中，eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对s-Measure进行调整。具体的，可以由UE辅助，eNB调整s-Measure，也可以是仅由eNB调整s-Measure。

当UE进入小小区的覆盖范围内，启动对小小区的测量，UE按照优先级对检测到的小小区排序得到小小区列表，并将小小区列表发送至eNB；在宏小区负载重的情况下，改变s-Measure和测量间隙的配置，将负载切换到小小区实现小区之间的负载均衡。

附图4是异构网中小小区的测量方法流程示意图，具体包括以下步骤：

步骤401、UE进入小小区的覆盖范围内，启动对小小区的测量。

如果宏小区内小小区的数量太多，那么一般情况下不会把所有的小小区(包括Femto小区)都加入到宏小区的邻小区列表中。在这种情况下，不仅s-Measure会限制UE对小小区的测量，测量间隙的配置也会导致UE无法对小小区进行测量。

例如，如果小小区与宏小区采用inter-frequency/inter-RAT，宏小区服务的UE对小小区的测量只能在测量间隙内进行。如果UE没有配置测量间隙，即使主服务小区的信道质量下降到s-Measure之下也无法对小小区进行测量。

为了使UE在必要的情况下启动对小小区的测量，可以采用与Rel-9中Proximity Indication相似的机制，当UE进入小小区的覆盖范围内时才启动对小小区的测量。UE1和UE2的主服务小区的信道质量都大于s-Measure，但是只有UE2需要对小小区进行测量，UE1不需要对小小区进行测量。

当UE检测到正在进入(或已经进入)小小区的覆盖范围时，UE向网络发送Proximity Indication消息，在ProximityIndication消息中包含正在进入(或已经进入)的小小区的频率和使用的无线接入技术信息。至于UE如何检测到正在进入(或已经进入)小小区的覆盖范围，可以采用基于距离的准则，即当UE与小小区之间的距离小于预设的门限值1时就发送ProximityIndication消息。一般情况下，小小区的覆盖范围只有数米或数十米，所以基于距离的准则是可行的。

采用基于距离的准则，UE需要获知小小区的位置信息。对于Pico cell和Relay cell类型的小小区，宏小区向UE发送每个邻小区的位置信息。邻小区是指与宏小区相邻的小区，即UE可能会选择作为切换目标的小区。具体地，可以在测量配置里面包含每个邻小区的位置信息。这样的话，UE结合自身的定位和小小区的定位信息，就可以获知是否进入了小小区的覆盖范围。对于Femto小区，UE将曾经驻留过过并且允许其接入的Femto小区的CSG ID存储在白小区列表里面，同时存储该小区的位置信息。

步骤402、UE按照优先级对检测到的小小区排序得到小小区列表，并将小小区列表发送至B节点eNB。

如果UE检测到正在进入(或已经进入)的小小区有多个，首先UE按照优先级对小小区进行排序，然后将排序后的小小区的相关信息包含在ProximityIndication消息中发送给网络侧的eNB。eNB根据该消息对UE进行测量配置，改变s-Measure和/或测量间隙的配置。

优先级可以由小区类型确定。小区类型包括：Femto cell、Pico cell和Relaycell。Femto小区的优先级高于Pico小区和Relay小区，Pico小区的优先级高于Relay小区的优先级。例如，假设小小区1是Femto小区，小小区2是pico小区，那么可以认为小小区1的优先级高于小小区2，因为UE为了获得更好的服务质量，可能会优先接入Femto小区。

小区类型还可以包括：同频小区、异频小区和异无线接入技术小区。同频小区的优先级高于异频和异无线接入技术小区的优先级，异频小区的优先级高于异无线接入技术小区的优先级。例如，小小区1与宏小区同频，小小区2与宏小区异频，那么那么小小区1的优先级高于小小区2，因为UE测量小小区1不需要测量间隙，可以保证较高的业务连续性。

优先级由小区类型确定或由UE与小小区的距离确定。距离越小，优先级越高。例如，假设UE与小小区1之间的距离是d1，UE与小小区2之间的距离是d2，并且d1＜d2，那么小小区1的优先级高于小小区2，因为UE可能与小小区1之间的信道质量更好。

步骤403、eNB根据宏小区和小小区列表中的小小区的负载状况调整s-Measure。

eNB依据UE上报的ProximityIndication消息获知UE正在进入(或已经进入)一个或多个小小区的覆盖范围，根据ProximityIndication消息的内容适时地对UE的测量配置进行调整，开启对小小区的测量，即清除s-Measure配置。其中，测量配置包括s-Measure和/或测量间隙。

例如，如果优先级最高的小小区是宏小区的同频小区，那么只需清除s-Measure配置；如果优先级最高的小小区是宏小区的异频/异RAT小区，除了清除s-Measure配置外，还需要为UE配置测量间隙。其中，配置测量间隙是现有技术。

在步骤401到403中，由UE辅助、网络决策的小小区测量配置方法中，UE需要向网络传递辅助信息。这种方法的优点是可以降低UE测量带来的功率消耗，处于

此外，如果对UE的功率消耗指标要求不严格，可以采用网络决策的小小区测量配置方法，不需要UE向网络上报辅助信息。

在同构网中，网络为UE配置s-Measure时，主要考虑的因素是如何降低UE的功率消耗，s-Measure对系统负载均衡的影响不大。在异构网中，s-Measure会影响到宏小区和小小区之间的负载均衡。所以在异构网中，网络为UE配置s-Measure的时候，不仅要考虑UE的功率消耗，还要考虑宏小区和小小区的负载情况。当宏小区负载量大于预设的门限值2并且小小区负载量小于预设的门限值时2，网络可以不给UE配置s-Measure，或者配置较大的s-Measure值，以牺牲UE的功率换取网络的负载均衡。门限值2的确定是现有技术，协议中s-Measure的取值范围是一系列的离散值，较大的s-Measure是相对于运营商而言，不同的运营商有不同的确定标注，本发明不再详细说明。

如果UE存在inter-frequency和inter-RAT邻小区，网络还要为UE配置测量间隙。测量间隙的配置是现有技术。s-Measure和测量间隙配置是独立的，互相没有影响。

s-Measure的配置是通过RRC专用信令发送的，对于宏小区覆盖范围内已经配置了s-Measure的UE，要改变其s-Measure值，就要向每个UE发送RRC信令，从而带来较大的信令和无线资源开销。减少开销的方法是将s-Measure值的改变放到广播消息中。eNB通过广播消息通知UE调整s-Measure。

例如，如果网络希望取消所有UE的s-Measure配置，可以在现有的广播消息中增加一个信息单元，被宏小区服务且配置了s-Measure的UE收到该消息后会统一地取消s-Measure的配置，没有配置s-Measure的UE则不进行任何操作。如果网络希望所有的UE都提高s-Measure值，可以在现有的广播消息中增加一个信息单元，被宏小区服务且配置了s-Measure的UE收到该消息后会统一地增加s-Measure的值，增加量可以是一个步长或若干个步长。s-Measure的值改变了之后，UE就可以有效地对小小区的测量，从而提高网络负载均衡的性能。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种异构网中小小区的测量方法，其特征在于，该方法包括：

B节点eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对测量启动门限值s-Measure进行调整；

所述eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对s-Measure进行调整包括：

用户UE进入小小区的覆盖范围内，启动对小小区的测量；

UE按照优先级对检测到的小小区排序得到小小区列表，并将小小区列表发送至eNB；

eNB根据宏小区和小小区列表中的小小区的负载状况调整s-Measure；

或，

所述eNB根据宏小区和小小区的负载情况，对s-Measure进行调整包括：

宏小区负载大于预设的门限值2，小小区负载小于预设的门限值2，eNB将s-Measure调整为零或将s-Measure调整到最大值。

2.根据权利要求1所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，所述UE进入小小区的覆盖范围内包括：UE与小小区之间的距离小于预设的门限值1。

3.根据权利要求1所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，所述小小区是微小区Pico cell或中继小区Relay cell，所述UE进入小小区的覆盖范围内之前进一步包括：宏小区Macro cell向UE发送每个与UE相邻小区的位置信息。

4.根据权利要求1所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，所述小小区是家庭基站小区Femto cell，所述UE进入小小区的覆盖范围内之前进一步包括：UE存储允许接入Femto cell的位置信息。

5.根据权利要求1所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，所述优先级由小区类型确定或由UE与小小区的距离确定。

6.根据权利要求5所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，所述小区类型包括：Femto cell、Pico cell和Relay cell。

7.根据权利要求5所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，所述小区类型包括：同频小区、异频小区和异无线接入技术小区。

8.根据权利要求1所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，UE存在异频小区或异无线接入技术小区，所述调整进一步包括测量间隙。

9.根据权利要求1所述异构网中小小区的测量方法，其特征在于，所述调整之后进一步包括：eNB通过广播消息通知UE调整s-Measure。