CN103516449A - 服务小区通知、选择方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种服务小区通知、选择方法、装置及系统，该方法包括：小区接收UE发送的信道强度测量的结果，其中，信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果；小区使用结果确定测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；小区将确定的服务小区通知给测量小区集合覆盖下的UE。通过本发明，实现了在异构网络中服务小区的选择的准确率，在一定程度上提高了小区频谱的利用率。

Description

服务小区通知、选择方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种服务小区通知、选择方法、装置及系统。

背景技术

异构网可以优化系统的性能，已成为当前的研究热点之一，它主要通过改进网络的拓扑结构实现。异构网是由网络规划的高功率宏基站和位于其覆盖之下具有自主摆放特点的低功率节点组成。低功率节点包括家庭基站，微微蜂窝，以及中继站（Relay Station），从而实现热点区域覆盖、小区业务分流，以及获得小区分裂增益。但是异构网的实现面临着巨大的技术挑战，例如，由于不同类型基站的功率、覆盖不同，低功率节点的自主摆放的特点，使得在异构网络中不同基站的控制信道、业务信道的干扰问题非常突出。因此，在下一代演进系统如第三代合作伙伴计划（3^rdGeneration Partnership Project，简称为3GPP）的高级长期演进（Long Term Evolution，简称为LTE-A）标准中，采用了小区间干扰协调技术来解决由此造成的干扰问题，例如：增强型小区间干扰协调方案（Enhanced Inter-Cell Interference CoordinationSchemes，简称为eICIC）。eICIC是LTE-A中标志性的关键技术之一，如果没有它，异构网中改善小区边缘覆盖、提供小区业务分流为目的的覆盖距离扩展（Range Extension，简称RE）概念则失去作用。

LTE-A标准中的eICIC主要分为两类：第一类为基于载波聚合技术的eICIC方案，第二类为基于时域几乎为空子帧（Almost Blank Subframes，简称为ABS）的方案。ABS通过在干扰小区中配置ABS子帧实现业务静默，而被干扰小区则使用这些ABS子帧为原来在小区中受较强干扰的用户提供业务，从而实现了小区间干扰的协调。

载波聚合也是LTE-A的关键技术之一，它除了在聚合形成的大带宽上提供高速业务以外，还能在成员载波（Component Carrier，简称为CC）分辨率级别实现异构网络的频域干扰避免。为此，可以设想：异构网络的带宽由两个成员载波组成：f1和f2。为了实现宏基站和微微基站的干扰协调，可以将f1和f2分别分配给宏基站和微微基站的用户，从而实现用户业务信道和控制信道的干扰避免。或者，微微基站的小区中心用户可以分配和宏小区相同的成员载波，而边缘用户则分配与宏基站不同的成员载波。这种方案的缺点是只能被LTE-A用户采用，不能兼容LTE用户。

上述方案的应用有一个重要的前提，即解决小区中的用户选择问题。在蜂窝移动通信网络中，所有用户由一个归属于自己的服务小区，为用户提供广播、业务传输等服务。在传统的同构网中，用户的服务小区选择基于接收信号强度的测量。

在异构网中，由于新增节点的发射功率远低于宏基站，造成这些节点的覆盖范围很小，没有实现小区分裂增益最大化。围绕提高低功率节点的优先级、扩大低功率节点覆盖范围这个目标，3GPP会议展开了研究与讨论，提出了一些增强型的LTE-A异构网络小区选择与重选算法，例如：高通公司提出的距离扩展（Range Extension，简称为RE）算法以及路径损耗算法。

RE算法的核心思想是在传统的服务小区选择算法中，给低功率节点的参考信号接收功率（Reference Signal Receiving Power，简称为RSRP）增加一个大于0的偏移值（bias值），而对宏小区的RSRP补偿值bias为0，从而降低低功率节点的门槛，增大UE选择低功率节点作为服务小区的几率。

在基于路径损耗的小区选择算法中，每个UE选择路径损耗最低（Minimum PathLoss）的小区作为服务小区。

上述方法使得低功率节点的覆盖范围显著增大，甚至可以与宏小区相仿。但是，对于处在低功率节点覆盖边缘的用户，即使采取干扰消除措施，去除最强干扰源的影响，但是由于其服务小区（低功率节点）的发射功率过低而导致下行信干噪比（Signal to Interference PlusNoise Ratio，简称为SINR）很低，服务小区的SINR极低也会带来很大的丢包率，导致小区频谱利用率降低。

针对相关技术中服务小区的选择方法导致小区频谱利用率比较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中服务小区的选择方法导致小区频谱利用率比较低的问题，本发明提供了一种服务小区通知、选择方法、装置及系统，以至少解决该问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种服务小区的通知方法，包括：小区接收所述UE发送的信道强度测量的结果，其中，所述信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果；所述小区使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；所述小区将所述确定的服务小区通知给所述测量小区集合覆盖下的UE。

优选地，所述小区使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

所述小区根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；

所述小区分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；

所述小区分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；

所述小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

优选地，所述小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

初始化步骤：初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；

排序步骤：按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率

进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；

判断步骤：在队列中最大的

对应的用户i未分配服务小区时，判断该小区b是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述预分配小区的调和平均业务速率；

确定步骤：在所述判断步骤的结果为是时，确定所述小区b为用户i服务小区；

更新步骤：更新 $Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

按照排序后

队列的顺序，对

循环执行所述排序步骤至所述更新步骤。

优选地，R_hm通过如下公式确定：

其中，Ub为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，

表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益，同时，假设此值在时隙内不变，即信道为时间块衰落。

优选地，所述信道强度测量包括以下至少之一：参考信号接收功率（RSRP）、参考信号接收质量（RSRQ）。

根据本发明的又一方面，还提供了一种服务小区的选择方法，包括：UE对获取到的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量；所述UE将所述信道强度测量的结果上报给所述测量小区集合中的一个小区，触发所述一个小区根据所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；所述UE选择所述一个小区通知的服务小区作为该UE接入的服务小区。

优选地，所述一个小区使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

所述一个小区根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；

所述一个小区分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；

所述一个小区分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；

所述一个小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

优选地，所述一个小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

初始化步骤：初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；

排序步骤：按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率

进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；

判断步骤：在队列中最大的

对应的用户i未分配服务小区时时判断该小区b是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述小区b的调和平均业务速率；

确定步骤：在所述判断步骤的结果为是时，确定所述小区b为用户i对应的服务小区；

更新步骤：更新 $Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

按照排序后

队列的顺序，对

循环执行所述排序步骤至所述更新步骤。

优选地，R_hm通过如下公式确定：

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和

其中为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，

表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益。

优选地，所述信道强度测量包括以下至少之一：参考信号接收功率（RSRP）、参考信号接收质量（RSRQ）。

根据本发明的再一方面，还提供了一种服务小区的通知装置，应用于小区，包括：接收模块，用于接收所述UE发送的信道强度测量的结果，其中，所述信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果；第一确定模块，用于使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；通知模块，用于将所述确定的服务小区通知给所述测量小区集合覆盖下的UE。

优选地，所述第一确定模块包括：第二确定模块，用于根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；第三确定模块，用于分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；统计模块，用于分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；第四确定模块，用于根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

优选地，所述第四确定模块包括：初始化模块：用于初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；

排序模块：用于按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；

判断模块：用于在队列中最大的

对应的用户i未分配服务小区时，判断该小区b是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述预分配小区的调和平均业务速率；

第五确定模块：在所述判断模块的结果为是时，确定所述小区b用户i的服务小区；

更新模块：用于更新 $Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

控制模块，用于按照排序后队列的顺序，对循环执行所述排序模块至所述更新模块的操作。

优选地，R_hm通过如下公式确定：

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和

其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，

表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益，同时，假设此值在时隙内不变，即信道为时间块衰落。

根据本发明的又一方面，还提供了一种服务小区的选择装置，应用于UE，包括：测量模块，用于对获取到的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量；上报模块，用于将所述信道强度测量的结果上报给所述测量小区集合中的一个小区，触发所述一个小区根据所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；处理模块，用于选择所述一个小区通知的服务小区作为该UE接入的服务小区。

根据本发明的再一方面，还提供了一种服务小区的选择系统，包括：上述的服务小区的通知装置和上述的服务小区的选择装置。

通过本发明，采用小区接收UE发送的信道强度测量的结果，其中，信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果；小区使用结果确定测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；小区将确定的服务小区通知给测量小区集合覆盖下的UE，解决了相关技术中服务小区的选择方法导致小区频谱利用率比较低的问题，在一定程度上提高了服务小区选择的准确性，从而提高了小区频谱利用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的异构网的示意图；

图2是根据本发明实施例的服务小区的通知方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的服务小区的选择方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的服务小区的通知装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的服务小区的通知装置的优选的结构框图；

图6是根据本发明实施例的服务小区的选择装置的结构框图；

图7是根据本发明实施例的服务小区的选择系统的结构框图；

图8是根据本发明优选实施例的服务小区的选择方法的流程图一；

图9是根据本发明优选实施例的服务小区的选择方法的流程图二。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本优选实施例提供了一种服务小区的通知方法，图2是根据本发明实施例的服务小区的通知方法的流程图，包括如下的步骤S202至步骤S206。

步骤S202，小区接收所述UE发送的信道强度测量的结果，其中，该信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果。

步骤S204，小区使用该结果确定测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

步骤S206，小区将确定的服务小区通知给测量小区集合覆盖下的UE。

通过上述步骤，实现了小区接收所述UE发送的信道强度测量的结果，然后小区使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区，将所述确定的服务小区通知给所述测量小区集合覆盖下的UE，解决了相关技术中服务小区的选择方法导致小区频谱利用率比较低的问题，在一定程度上提高了服务小区选择的准确性，从而提高了小区频谱利用率。

作为一个较优的实施方式，步骤S204可以通过如下步骤实现：所述小区根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；所述小区分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；所述小区分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；所述小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

比较优的，所述小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区可以通过如下步骤实现：初始化步骤：初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；

排序步骤：按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；判断步骤：在队列中最大的

对应的用户i未分配服务小区时，判断该小区i是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述预分配小区的调和平均业务速率；

确定步骤：在所述判断步骤的结果为是时，确定所述小区b为用户i服务小区；更新步骤：更新

按照排序后队列的顺序，对

循环执行所述排序步骤至所述更新步骤。

在实施时，R_hm可以通过如下公式确定：

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和

其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，

表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益，同时，假设此值在时隙内不变，即信道为时间块衰落。

优选地，所述信道强度测量包括以下至少之一：参考信号接收功率（RSRP）、参考信号接收质量（RSRQ）。

根据本发明的又一方面，还提供了一种服务小区的选择方法，图3是根据本发明实施例的服务小区的选择方法的流程图，如图3所示，该方法包括步骤S302至步骤S306。

步骤S302：UE对获取到的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量。

步骤S304：UE将信道强度测量的结果上报给该测量小区集合中的一个小区，触发所述一个小区根据所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

步骤S306：UE选择该一个小区通知的服务小区作为该UE接入的服务小区。

作为一个较优的实施方式，步骤S304可以通过如下方式实现：所述一个小区根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；所述一个小区分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；所述一个小区分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；所述一个小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

比较优的，一个小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区可以通过如下步骤实现：

初始化步骤：初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；

排序步骤：按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；

判断步骤：在队列中最大的

对应的用户i未分配服务小区时时判断该小区i是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述小区b的调和平均业务速率；

确定步骤：在所述判断步骤的结果为是时，确定所述小区b为用户i对应的服务小区；

更新步骤：更新 $Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

按照排序后

队列的顺序，对

循环执行所述排序步骤至所述更新步骤。

优选地，R_hm通过如下公式确定：

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和

其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益。

优选地，所述信道强度测量包括以下至少之一：参考信号接收功率（RSRP）、参考信号接收质量（RSRQ）。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本优选实施例提供了一种服务小区的通知装置，应用于小区，图4是根据本发明实施例的服务小区的通知装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：接收模块42、第一确定模块44和通知模块46，下面对上述结构进行详细描述。

接收模块42，用于接收所述UE发送的信道强度测量的结果，其中，所述信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果；第一确定模块44，连接至接收模块42，用于使用接收模块42接收到的结果确定测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；通知模块46，连接至第一确定模块44用于将所述确定的服务小区通知给所述测量小区集合覆盖下的UE。

图5是根据本发明实施例的服务小区的通知装置的优选的结构框图，下面对该优选的结构进行详细说明。

优选地，第一确定模块44包括：第二确定模块442，用于根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；第三确定模块444，连接至第二确定模块442，用于分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；统计模块446，连接至第三确定模块444，用于分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；第四确定模块448，用于根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

优选地，第四确定模块第三确定模块448包括：初始化模块4480：用于初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；排序模块4482：用于按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区i的用户等效速率

进行排序，其中，1≦i≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目与所述测量小区集合覆盖的UE的数目的乘积；判断模块4484：用于在队列中最大的

对应的用户i未分配服务小区时，判断该小区i是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述预分配小区的调和平均业务速率；第五确定模块4486：在所述判断模块的结果为是时，确定所述小区i对应的预分配小区为服务小区；更新模块4488：用于更新

控制模块4489，用于按照排序后

队列的顺序，对循环执行所述排序模块至所述更新模块的操作。

优选地，R_hm通过如下公式确定：

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和

其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，

表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益，同时，假设此值在时隙内不变，即信道为时间块衰落。

本优选实施例提供了一种服务小区的选择装置，应用于UE，图6是根据本发明实施例的服务小区的选择装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：测量模块62，上报模块64和处理模块66，下面对该结构进行详细说明。

测量模块62，用于对获取到的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量；上报模块64，连接至测量模块62，用于将测量模块62进行信道强度测量的结果上报给所述测量小区集合中的一个小区，触发所述一个小区根据所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；处理模块66，连接至上报模块64，用于选择所述一个小区通知的服务小区作为该UE接入的服务小区。

本优选实施例提供了一种服务小区的选择系统，图7是根据本发明实施例的服务小区的选择系统的结构框图，该系统包括服务小区的通知装置2和服务小区的选择装置4，其中，服务小区的通知装置2的结构如图4或5所示，服务小区的选择装置4的结构如图6所示，在此不再赘述。

下面将结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及优选实施方式。

优选实施例一

本优选实施例提供了一种异构网载波聚合系统中用户的小区选择方法，在本优选实施例中，异构网由宏小区及其覆盖之下的数个低功率基站如家庭基站、微微基站等组成，基站聚合的载波包括多个成员载波CC₁,CC₂,…CC_K。

在本优选实施例中，小区b的调和平均业务速率R_hm,b通过如下公式确定：

$\frac{1}{R_{\mathrm{hm},b}}=\frac{1}{U_b}{\mathrm{\Σ}}_{i\∈U_b}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}}$ （公式一）

式中U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率。

上述异构网系统用户小区选择设计方法，用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和：

${\hat{R}}_{b,i}={\mathrm{\Σ}}_{k\∈K}{\mathrm{\α}}_k{\stackrel{\‾}{R}}_{b,k,i}$ （公式二）

其中

为用户i在载波k上的平均速率：

${\stackrel{\‾}{R}}_{b,k,i}={\log }_2(1+{\stackrel{\‾}{\mathrm{SINR}}}_{b,k,i})$ （公式三）

而

则是用户i在载波k上的平均信干噪比：

$\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0}$ （公式四）

其中，

表示第t时隙小区i到小区b的第i个用户的信道增益，同时，假设此值在时隙内不变，即信道为时间块衰落。可以得到，S_b,k,i为有用信号，而S_j,k,i（j≠q）为干扰信号。

优选地，在一个优选的实施方式中，α_k是一个分流参数，是一个反映低功率基站b'和宏基站b发射功率不同、服务用户数差异、以及用户干扰不平衡的参数。

作为一个较优的实施方式，用户选择小区的准则为：对于任意两个小区b和小区b'，有：

R_hm,b≈R_hm,b'（公式五）

作为一个较优的实施方式，异构网载波聚合系统中用户的小区选择方法可以包括如下步骤：

第一步：终端i测量它到小区b的第k个成员载波上的信道增益S_b,k,i，根据S_b,k,i，以此类推，获得所有用户到所有小区的等效用户速率

第二步：对用户i，假设

则将其预先指派给小区bW。

第三步：设小区b的预指派用户集为Ub，且其调和平均业务速率为R_hm。

第四步：令Q_hm＝1/R_hm，且各个小区其均值和方差分别为μ和σ，选取阈值T=μ+σ×β，式中β是任意常数。

第五步：将所有用户到所有基站的等效用户速率依次排队。

第六步：初始化：对每个小区：Q_hm＝0。

第七步：对各个小区，进行下述循环，直到队列穷尽。

第八步：从队列中选择下一个最大的等效速率

第九步：如果用户i尚未选择小区，且满足如下条件：

$\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}}\≤T$ （公式六）

然后，用户i选择小区b，同时令：

$Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$ （公式七）

第十步：如果经过上述步骤仍有用户没有确定其服务小区，则选择

最大的小区作为该用户的服务小区。

在相关技术中，由于低功率节点的引入，产生了大量的边缘用户，已有解决的方案为基于信号强度影响考虑（RE算法）或基于干扰影响考虑（路损方法）。但是在边缘小区，包括信号和噪声影响的信干比对用户影响较大。

由于异构网引入低功率节点的出发点之一为业务分流，因而，业务分流与小区的负载有关系，上述两种方案没有考虑小区的负载因素。

优选实施例二

本优选实施例提供了一种用户小区的选择方法，本优选实施例以LTE-A系统为例进行说明。

如图1所示，异构网由一个宏小区和两个微微小区组成，其中宏小区半径为500米，功率为43dBm。两个微微小区位于宏小区的覆盖之下。宏小区设为小区1，而微微小区设为小区2和小区3。所有基站的带宽由两个载波聚合而成。假设共有三个小区共有40个用户。

图8是根据本发明优选实施例的服务小区的选择方法的流程图一，如图8所示，该方法包括如下步骤：

步骤S802：UE1读取cell1测量集消息（SIB消息）。

在LTE中，系统消息通过广播信道SBCH的SIB信息携带。假设小区1确定小区1～3是其测量小区集合，小区1、2、3通过SIB消息扩展（即LTE的SIB消息中，新定义小区测量集合），在本小区广播。

步骤S804：小区1的RRC通过测量配置消息配置用户UE1的测量小区集合{1，2，3}。

例如：UE1通过读取SIB消息，即可获得测量小区集合，即小区1～3。

步骤S806：UE1测量小区1-3的RSRP和RSRQ。

在本实施例中，UE1可以对小区1～3的测量配置是通过RRC链接重配（RRCConnnectionReconfiguration）消息中的测量配置Measurement Configuration IE来实现的，测量配置消息Measurement ConfigurationIE是对LTE系统的原消息IE扩展而成。

步骤S808：用户UE1根据测量配置，完成小区集合{小区1，2，3}RSRP和RSRQ(ReferenceSignal Received Quality)的测量，采用小区1～3的各自小区公有导频符号进行测量。

小区2和小区3将各自小区用户的测量结果上报小区1。

小区1收集所有用户针对小区集合{小区1，2，3}的测量值。

小区1计算用户UE1的基于用户测量的RSRP和RSRP进行计算，即：令

$\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}={\mathrm{RSRQ}}_{b,k,i},$ 此时，i＝1,b＝1,2,3。

小区1计算用户UE1等效速率

在计算等效速率时，分流系数α_k的选取对不同的小区类型，取值不同，如对微微小区2，3取10，而对宏小区则取值为1。

步骤S810：小区1依据40个用户的测量结果，以及下述小区选择算法计算每个用户的小区选择结果，并将选择结果通知到各个小区{小区1，2，3}；

各个小区{小区1，2，3}各自通知本小区的各个用户选择结果；

步骤S812：各个用户选择自己的服务小区接入。

优选地，在本实施例中，该方法可以包括三个部分，即预分配，用户小区选择和后处理。其中预分配包括图7中的步骤S702至步骤S704。预分配主要计算三个小区的调和平均速率倒数Q_hm＝1/R_hm的统计值：方差σ和均值μ。为此，小区1首先为每个用户寻找等效速率

最大的小区，并将其预分配给该用户作为服务小区；小区1基于预分配的服务小区统计各小区预分配的用户数和统计参数。计算统计参数时，首先计算三个小区各自的调和平均速率倒数，然后根据3个调和平均速率倒数，计算Q_hm的均值和方差。最后，确定门限T=μ+σ×β，式中β是任意常数，例如：在本优选实施例中可以为0.5。

在算法的用户小区选择部分，首先是分配初始化，即令各小区的Q_hm=0，同时，将40x3（40个用户，每个用户对3个备选小区）个等效速率根据由大到小依次排队。用户小区选择过程是一个循环操作，从队列开始，按顺序直到队列最后执行。在第一次分配循环过程，首先选择对列第一个元素，设该元素对应的用户和基站分别为i，b，则将用户i分配给基站b，同时依据公式七更新基站b的Q_hm，并置用户i已分配；在第二次循环中，选取队列中上一个循环后，未分配服务小区用户队列中

的下一个最大值，设该元素对应的用户和基站分别为j，b’，首先验证公式六是否满足，如果满足，则将用户j分配给基站b’，同时依据公式七更新基站b’的Q_hm，并置用户j已分配，否则，进行下一个循环。

最后一个过程时后处理过程，其目的是将经过上述循环仍然未确定服务小区的用户，分配给等效速率最大的基站。

经过上述三个过程，所有用户获得各自的服务小区。

优选实施例三

本优选实施例还提供了一种服务小区的选择方法，图9是根据本发明优选实施例的服务小区的选择方法的流程图二，如图9所示，该方法包括如下步骤S902至步骤S918。

步骤S902：小区1计算40个用户等效速率。

步骤S904：小区1计算三个小区集合{1,2,3}的调和平均业务速率倒数的均值和方差。

步骤S906：对三个小区，初始化各自Qhm=0。

步骤S909：对40x3个等效速率排序形成队列

步骤S910：判断是否为队列的最后一项，判断结果为是时，执行步骤S919，否则执行步骤S912。

步骤S912：挑选队列中下一个等效速率最大的项目。

步骤S914：如果满足公式六，将用户分配给相应小区。

步骤S916：队列中该用户相关项标识已分配。

步骤S918：如有剩余用户，将其分配给等效速率最大的基站。

通过上述实施例，提供了一种服务小区的通知、选择方法、装置及系统，克服了相关技术中服务小区的选择方法导致小区频谱利用率比较低的问题，在一定程度上提高了服务小区选择的准确性，从而提高了小区频谱利用率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (16)

1.一种服务小区的通知方法，其特征在于，包括：

小区接收所述UE发送的信道强度测量的结果，其中，所述信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果；

所述小区使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；

所述小区将所述确定的服务小区通知给所述测量小区集合覆盖下的UE。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小区使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

所述小区根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；

所述小区分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；

所述小区分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；

所述小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

初始化步骤：初始化所述测量小区集合中每个小区的Qhm=0；

排序步骤：按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率

进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；

判断步骤：在队列中最大的对应的用户i未分配服务小区时，判断该小区b是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述预分配小区的调和平均业务速率；

确定步骤：在所述判断步骤的结果为是时，确定所述小区b为用户i服务小区；

更新步骤：更新 $Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

按照排序后

队列的顺序，对循环执行所述排序步骤至所述更新步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

R_hm通过如下公式确定： $\frac{1}{R_{\mathrm{hm},b}}=\frac{1}{U_b}{\mathrm{\Σ}}_{i\∈U_b}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，

表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道强度测量包括以下至少之一：

参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ。

6.一种服务小区的选择方法，其特征在于，包括：

用户设备UE对获取到的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量；

所述UE将所述信道强度测量的结果上报给所述测量小区集合中的一个小区，触发所述一个小区根据所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；

所述UE选择所述一个小区通知的服务小区作为该UE接入的服务小区。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述一个小区使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

所述一个小区根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；

所述一个小区分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；

所述一个小区分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；

所述一个小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一个小区根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区包括：

初始化步骤：初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；

排序步骤：按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；

判断步骤：在队列中最大的对应的用户i未分配服务小区时判断该小区b是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述小区b的调和平均业务速率；

确定步骤：在所述判断步骤的结果为是时，确定所述小区b为用户i对应的服务小区；

更新步骤：更新 $Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

按照排序后

队列的顺序，对循环执行所述排序步骤至所述更新步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

R_hm通过如下公式确定： $\frac{1}{R_{\mathrm{hm},b}}=\frac{1}{U_b}{\mathrm{\Σ}}_{i\∈U_b}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和

其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信道强度测量包括以下至少之一：

参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ。

11.一种服务小区的通知装置，应用于小区，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收所述UE发送的信道强度测量的结果，其中，所述信道强度测量是对该小区所在的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量的结果；

第一确定模块，用于使用所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；

通知模块，用于将所述确定的服务小区通知给所述测量小区集合覆盖下的UE。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

第二确定模块，用于根据所述结果，分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中每个小区的用户等效速率；

第三确定模块，用于分别确定所述测量小区集合覆盖下的UE的预分配小区为该所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的用户等效速率最大的小区；

统计模块，用于分别统计所述预分配小区的UE和所述预分配小区的参数；

第四确定模块，用于根据所述预分配小区的参数确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第四确定模块包括：

初始化模块：用于初始化所述测量小区集合中每个小区的Q_hm=0；

排序模块：用于按照从大到小的顺序，将所述测量小区集合覆盖下的UE对应于所述测量小区集合中小区b的用户i等效速率

进行排序，其中，1≦b≦N，N为所述测量小区集合中的小区数目；

判断模块：用于在队列中最大的

对应的用户i未分配服务小区时，判断该小区b是否满足如下公式：

其中，U_b为所述小区b的服务用户个数，其中，门限T=μ+σ×β，μ为所述预分配小区过程计算的Q_hm的均值，所述β是常数，σ为所述预分配小区的Q_hm的方差，且Q_hm＝1/R_hm，R_hm为所述预分配小区的调和平均业务速率；

第五确定模块：在所述判断模块的结果为是时，确定所述小区b用户i的服务小区；

更新模块：用于更新 $Q_{\mathrm{hm}}=\frac{U_b}{U_b+1}{Q}_{\mathrm{hm}}+\frac{1}{U_b+1}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

控制模块，用于按照排序后

队列的顺序，对

循环执行所述排序模块至所述更新模块的操作。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，

R_hm通过如下公式确定： $\frac{1}{R_{\mathrm{hm},b}}=\frac{1}{U_b}{\mathrm{\Σ}}_{i\∈U_b}\frac{1}{{\hat{R}}_{b,i}};$

其中，U_b为小区b的服务用户集，

为用户i的等效速率；用户i的等效速率

基于用户在载波集合K上的速率和

其中

为用户i在载波k上的平均速率

则是用户i在载波k上的平均信干噪比 $\stackrel{\‾}{S}{\stackrel{\‾}{\mathrm{INR}}}_{b,k,i}=\frac{P_b{\stackrel{\‾}{S}}_{b,k,i}}{{\mathrm{\Σ}}_{j\⋐Q,j\≠q}{a}_{k,j}{P}_j{\stackrel{\‾}{S}}_{j,k,i}+I_N+N_0};$ 其中，

表示第t时隙小区j到小区b的第i个用户的信道增益，同时，假设此值在时隙内不变，即信道为时间块衰落。可以得到，S_b,k,i为有用信号，而S_j,k,i（j≠q）为干扰信号。

15.一种服务小区的选择装置，应用于用户设备UE，其特征在于，包括：

测量模块，用于对获取到的测量小区集合中的每个小区进行信道强度测量；

上报模块，用于将所述信道强度测量的结果上报给所述测量小区集合中的一个小区，触发所述一个小区根据所述结果确定所述测量小区集合覆盖下的UE所对应的服务小区；

处理模块，用于选择所述一个小区通知的服务小区作为该UE接入的服务小区。

16.一种服务小区的选择系统，包括：根据权利要求11至14中任一项所述的服务小区的通知装置和根据权利要求15所述的服务小区的选择装置。

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