CN103501511A - 一种lte小区重选方法 - Google Patents

Abstract

一种LTE小区重选方法，包括在系统广播消息中增加表征负载水平的信元，负载水平是无线资源利用率或者小区容量；网络运行，UE开机进行初始小区选择，选择得到的服务小区向邻小区列表里的小区发送资源状态请求消息，各个邻小区按照发送资源状态请求里指定的资源发送周期把本小区测量所得的负载水平反馈给服务小区；服务小区下发系统广播消息，UE收到系统广播消息获取本服务小区以及邻小区的负载水平，判断是否继续对邻小区进行测量，根据测量结果做小区重选。实现本发明可达到在UE接入直接就使得网络中各个小区负载均衡的目的，提高网络的吞吐量以及资源利用效率。

Description

一种LTE小区重选方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体的是涉及一种LTE小区重选方法。

背景技术

未来移动通信中的数据业务成倍增加，为了应对这一挑战，国际标准组织3GPP在Release12中提出了关于物理层方面的small cell增强这一研究立项。微小区Small cell是低功率的无线接入节点，在宏小区覆盖下部署密集small cell是一个重要的应用场景，该场景下通过small cell来分担宏小区大量的数据业务，可以有效提高整个网络的吞吐量以及资源利用率。

用户终端UE初始选择了一个小区后，就会启动小区重选过程。当前的LTE小区重选主要通过对邻小区进行测量，然后按照小区重选准则重选小区。对邻小区进行测量时，主要测量其信号质量RSRP/RSRQ，其中RSRP为参考信号接收功率，RSRQ为参考信号接收质量。重选准则的参数是通过UE接收初始选择小区的系统广播消息来获取，其中主要包括信号质量的门限值，以及异频时的频率优先级。表征小区的负载水平可以使用无线资源利用率或者小区容量这两个信元，其中LTE系统内的负载水平一般用无线资源利用率，而异系统之间的负载水平则用小区容量。

现有LTE系统内小区重选方法存在负载水平分布不均匀的情况，即有的小区承担了大部分负载，而有的小区负载水平较低、有空闲资源可用。而空闲状态用户如果驻留在高负载小区，接入之后很可能被切换到其他小区，增加高负载小区的信令和处理开销。实际使用时可能出现异构的情况，即一个系统中既有宏基站，又有微基站，还可能有中继，还可能有家庭基站。在宏小区和small cell场景下，UE收到的宏小区的信号质量很可能强于small cell的信号质量，导致覆盖区域内的UE大部分重选到宏小区，然后发起RRC（RadioResourceControl，无线资源控制协议）连接，使得宏小区的压力增大，而small cell则没有起到卸载负载的作用，整个网络资源利用率低，也存在宏小区和small cell之间以及small cell之间的负载水平不均衡的情况。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明提供一种增强型的LTE小区重选方法。

本发明的技术方案为一种LTE小区重选方法，包括以下步骤：

步骤一，在系统广播消息中增加表征负载水平的信元，负载水平是无线资源利用率或者小区容量；

步骤二，网络运行，UE开机进行初始小区选择，选择得到的服务小区向邻小区列表里的小区发送资源状态请求消息，资源状态请求消息包括对负载水平的请求以及资源发送周期；各个邻小区按照发送资源状态请求里指定的资源发送周期把本小区测量所得的负载水平反馈给服务小区；

步骤三，服务小区下发系统广播消息，UE收到系统广播消息获取本服务小区以及邻小区的负载水平，判断是否继续对邻小区进行测量，

如果邻小区的优先级高于服务小区的优先级，则UE保持对邻小区的测量，进入步骤四；

如果邻小区的优先级和服务小区同等或者低于服务小区的优先级，当服务小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且服务小区的负载水平低于相应预设门限值一定时间，则UE不需要做邻小区的测量，结束流程；反之UE需要做邻小区的测量，进入步骤四；

步骤四，根据测量结果做小区重选，

如果邻小区的优先级高于服务小区的优先级，则当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择；

如果邻小区的优先级低于服务小区的优先级，则只有当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，且服务小区的信号质量低于相应预设门限一定时间，并且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE才重选到邻小区；否则进行任意小区选择；

如果邻小区的优先级等于服务小区的优先级，则只有邻小区的信号质量和负载水平综合优于服务小区信号质量和负载水平，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择。

而且，步骤一中，在系统广播消息的SIB3~SIB8中增加表征负载水平的信元，服务小区的相应信元为SIB3，LTE同频邻小区、LTE异频小区、UTRA邻小区、GERAN邻小区以及CDMA2000邻小区的相应信元为SIB4~SIB8。

而且，通过在系统广播消息里增加负载相应参数实现设置负载水平的相应预设门限。

应用本发明可以让用户终端感知小区负载水平，在空闲状态、接入之前就了解当前小区以及邻小区的负载状况，结合小区重选准则选择合适的小区，优先驻留在符合重选条件、且负载水平相对较低的小区，提前缓解小区负载分布不均匀的情况，提高整个网络的吞吐量以及资源利用率。

附图说明

图1 为本发明实施例的一种宏基站和small cell部署示意图。

    图2 为本发明实施例的增强型的小区重选流程图。

具体实施方式   

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本发明的技术方案主要是把小区重选和小区的负载水平结合起来，把表征负载水平的无线资源利用率或者小区可用容量信元加到系统广播消息里，然后下发给UE，让UE感知小区负载水平，优化小区重选，使得UE重选到负载比较低的小区。本领域技术人员可基于软件技术实现本发明流程的自动运行。实施例的流程中，把表征小区的负载水平的信元增加到系统广播消息中，在重选中的测量准则中增加负载水平这一指标，在重选准则中增加负载水平这一指标，参见图2：

步骤一：为让UE获取服务小区以及邻小区的负载水平，可以通过在系统广播消息SIB3-SIB8中增加表征负载水平的信元来实现。把小区以及邻小区的负载水平增加到小区的系统广播消息中的SIB3到SIB8中，这个负载水平可以是无线资源状态或者小区容量。其中本小区的负载信元增加到本小区的SIB3中，具体实施时可能有LTE同频邻小区、LTE异频邻小区、UTRA邻小区、GERAN邻小区以及CDMA2000邻小区，这五种邻小区的相应负载信元可依次增加到SIB4到SIB8中。UTRA邻小区、GERAN邻小区以及CDMA2000邻小区属于异系统的小区。异频和异系统的邻小区处理类似。

步骤二：网络运行，UE开机进行初始小区选择，初始选择的小区即为UE的服务小区。

服务小区的基站向邻小区列表里的小区发送资源状态请求消息，资源状态请求消息主要包括无线资源利用率、小区容量的请求，以及资源发送周期等，具体实施时，可以选择请求测量无线资源利用率和小区容量之一，或者同时测量两者，本领域技术人员可通过设定相应的比特位来指定测量的类型。各个邻小区根据指定的类型启动无线资源利用率或者小区容量的测量，并反馈给服务小区。

实施例的资源状态请求消息包括对负载水平的请求以及资源发送周期；各个邻小区按照发送资源状态请求里指定的资源发送周期把本小区测量所得的负载水平反馈给服务小区。同时，服务小区也自行测量负载水平。

步骤三：服务小区下发系统广播消息，UE收到系统广播消息获取本服务小区以及邻小区的负载水平，判断是否继续对邻小区进行测量。

小区信号质量由UE测量得到，本发明实施例在小区重选测量准则里增加服务小区以及邻小区的负载水平，主要应用在异频或异系统场景。因为执行步骤二后，各个邻小区按照发送请求里指定的周期把本小区的负载水平反馈给服务小区，通过服务小区下发系统广播消息，UE可以继续获得本服务小区以及邻小区的负载水平。综合信号质量和负载水平的判断方式为：如果邻小区的优先级高于服务小区的优先级，则UE保持对邻小区的测量；如果邻小区的优先级和服务小区同等或者低于服务小区的优先级，当服务小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且服务小区的负载水平低于相应预设门限值一定时间，则UE不需要做邻小区的测量，继续保留在服务小区，反之UE需要做邻小区的测量，测量结果包括邻小区的信号质量。现有的LTE系统里系统广播消息里设置了信号质量的相应预设门限，负载水平的相应预设门限值也可设置在系统广播消息里。

具体实施时，各小区优先级可由本领域技术人员在小区重选前预先设定，可参考频率和系统种类设定；一般邻小区为LTE同频邻小区时，邻小区的优先级和服务小区同等，LTE同频邻小区、LTE异频邻小区、异系统的邻小区优先级依次降低。

步骤四：根据测量结果做小区重选，如果邻小区的优先级高于服务小区的优先级，则当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE重选到该邻小区；如果邻小区的优先级低于服务小区的优先级，则只有当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，且服务小区的信号质量低于相应预设门限一定时间，并且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE才重选到邻小区，否则选择任意小区。如果邻小区的优先级等于服务小区的优先级，只有邻小区的信号质量和负载水平综合优于服务小区信号质量和负载水平，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择。具体实施时，可预设重选的定时器时间。

注：如果不同优先级的多个小区都满足小区重选准则，则小区重选到优先级高的其他异频小区或异系统小区。如果高优先级的情况下还有多个候选小区，可根据小区的信号质量和小区的负载水平综合判断出最好小区。具体实施时，综合判断的准则可由本领域技术人员自行设定，例如在信号质量差不多情况下，选择负责水平小的小区；如果信号差别很大，则选择信号质量好的小区。

实施例的步骤三、四可根据优先级分别实现如下，

如果邻小区的优先级高于服务小区的优先级，则UE保持对邻小区的测量，当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择。

如果邻小区的优先级低于服务小区的优先级，判断是否服务小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且服务小区的负载水平低于相应预设门限值一定时间，

是则UE不需要对邻小区做测量，

否则UE需要对邻小区做测量，并根据测量结果进行判断：当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，且服务小区的信号质量低于相应预设门限，且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择。

如果邻小区的优先级和服务小区的优先级同等，判断是否服务小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且服务小区的负载水平低于相应预设门限值一定时间，

是则UE不需要对邻小区做测量，

否则UE需要对邻小区做测量，并根据测量结果进行判断：当邻小区的信号质量和负载水平综合优于服务小区信号质量和负载水平，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择。

    执行以上流程后，结果为UE继续保留在服务小区或者重选到其他小区，在需要时UE可再次执行步骤三、四进行重选，例如在当前服务小区信号质量下降时。

    实施例流程可采用软件技术实现自动运行。具体实施时，可由本领域技术人员自行根据具体情况预先设定各门限值、资源发送周期、重选的定时器时间。

举例如图1所示的异构网络，UE1处于宏基站和small cell1异频组网的覆盖下，

宏基站和small cell1的涉及到小区重选的参数配置为：宏基站的优先级为0，某微小区small cell1的优先级为1；小区信号质量相应预设门限为-90dBm；小区负载相应预设门限为40；重选定时器设置为1s。其小区重选过程如下：

第一步：宏基站和small cell1系统运行后，宏基站发送资源状态请求给邻小区small cell1，资源状态请求消息中的无线资源利用率对应的域比特配置为1，资源状态反馈周期为1000ms，即表示small cell1每隔1s就会通过X2接口发送无线资源利用率给宏基站。

第二步：由于宏基站的发射功率比较大，UE1开机后，初始小区选择会选择到宏基站，此时宏基站作为服务小区，small cell1作为邻小区。

第三步：由于small cell1的优先级高于宏基站，UE始终保持对small cell1的测量，测得small cell1的信号质量为-80dBm，并且通过接收宏基站的系统广播消息SIB5获得small cell1的负载水平为20，表示small cell1的无线资源利用率为20。

第四步：根据小区重选准则，邻小区信号质量高于相应预设门限一个重选定时器时间，负载水平低于相应预设门限一个重选定时器时间，则UE重选到邻小区small cell1。

继续举例：

UE2处于宏基站、small cell1和small cell2的覆盖范围内，小区重选参数配置为：宏基站的优先级为0，两个small cell的优先级为1；小区信号质量相应预设门限为-90dBm；负载水平相应预设门限为40；小区重选定时为1s即要求信号质量过相应预设门限持续1s。

第一步：宏基站和small cell系统运行后，在建立邻区关系后，向邻小区发送资源状态请求，资源状态请求的参数配置为无线资源利用率，资源状态发送周期为1s。

第二步：UE2开机后，初始小区选择到宏基站，此时宏基站作为UE2的服务小区，small cell1和small cell2为邻小区。

第三步：根据测量规则，UE2对两个small cell进行测量，测得small cell1的信号质量为-80dBm，small cell2的信号质量为-80dBm，通过接收宏基站的系统广播消息获得small cell1的负载水平为30，small cell2的负载水平为20。

第四步：根据重选准则，small cell1和small cell2都符合，对于优先级相同的多个小区，进行小区信号质量和负载水平排序，从而确定small cell2为最好小区，即UE2重选到small cell2。

本发明的上述实例仅仅为说明本发明的方法实现，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，都可轻易想到其变化和替换，因此本发明保护范围都应涵盖在由权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种LTE小区重选方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在系统广播消息中增加表征负载水平的信元，负载水平是无线资源利用率或者小区容量；

步骤二，网络运行，UE开机进行初始小区选择，选择得到的服务小区向邻小区列表里的小区发送资源状态请求消息，资源状态请求消息包括对负载水平的请求以及资源发送周期；各个邻小区按照发送资源状态请求里指定的资源发送周期把本小区测量所得的负载水平反馈给服务小区；

步骤三，服务小区下发系统广播消息，UE收到系统广播消息获取本服务小区以及邻小区的负载水平，判断是否继续对邻小区进行测量，

如果邻小区的优先级高于服务小区的优先级，则UE保持对邻小区的测量，进入步骤四；

如果邻小区的优先级和服务小区同等或者低于服务小区的优先级，当服务小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且服务小区的负载水平低于相应预设门限值一定时间，则UE不需要做邻小区的测量，结束流程；反之UE需要做邻小区的测量，进入步骤四；

步骤四，根据测量结果做小区重选，

如果邻小区的优先级高于服务小区的优先级，则当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，并且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择；

如果邻小区的优先级低于服务小区的优先级，则只有当邻小区的信号质量高于相应预设门限一定时间，且服务小区的信号质量低于相应预设门限一定时间，并且邻小区的负载水平低于相应预设门限一定时间，则UE才重选到邻小区；否则进行任意小区选择；

如果邻小区的优先级等于服务小区的优先级，则只有邻小区的信号质量和负载水平综合优于服务小区信号质量和负载水平，则UE重选到该邻小区；否则进行任意小区选择。

2.根据权利要求1所述的LTE小区重选方法，其特征在于：步骤一中，在系统广播消息的SIB3~SIB8中增加表征负载水平的信元，服务小区的相应信元为SIB3，LTE同频邻小区、LTE异频小区、UTRA邻小区、GERAN邻小区以及CDMA2000邻小区的相应信元为SIB4~SIB8。

3.根据权利要求1或2所述的LTE小区重选方法，其特征在于：通过在系统广播消息里增加负载相应参数实现设置负载水平的相应预设门限。

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