CN103856949B - 一种对多个小基站进行小区合并的方法、管理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对多个小基站（Small Cell）进行小区合并的方法、管理方法和系统，其中，所述合并方法包括：信令节点（SN）接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号；无线网络控制器（RNC）从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号。本发明不仅能够简化网络部署，节约成本，而且能够提高RNC的利用率。

Description

一种对多个小基站进行小区合并的方法、管理方法和系统
技术领域
本发明涉及通用移动通信系统（Universal Mobile TelecommunicationsSystem，UMTS）无线接入技术，尤其涉及一种对多个小基站（Small Cell）进行小区合并的方法、管理方法和系统。
背景技术
UMTS无线接入系统包含无线网络控制器（Radio Network Controller，RNC）和移动基站（Node B）这两种关键网元，RNC和Node B之间采用Iub接口。从普遍的建网模式来看，主要覆盖一般是RNC加上多扇区的一体化宏基站（Macro Cell）、或RNC加上分布式基站室内基带处理单元（Building Base bandUnit，BBU）和宏射频拉远模块（Radio Remote Unit，RRU）来解决，另外有少许的微基站（Femto Cell）补盲或热点覆盖，总之从全网覆盖来看是宏小区加上少许的微小区。
近几年移动宽带业务发展迅猛，各种第三代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnership Project，3GPP）制式用户终端（User Equipment，UE）（如手机、数据卡、平板电脑等）的数据业务井喷式应用直接导致热点地区（包括室内、外各种场景）数据流量呈现爆炸式增长趋势，仅仅增强传统的宏小区性能很难完全解决问题，因此，目前采用小基站来解决急速增长的数据流量需求。依据功率的不同，小基站分为Micro Cell（适用于2x5w~2x10w）、Metro Cell（适用于2x1w）、Pico Cell（适用于2x250mw）。
小基站可能应用在室外热点或热区覆盖，室内热点或深度热区覆盖，数量会非常多，相比较宏站数量可能是几倍甚至十几倍的关系，尤其是功率小的Metro cell和PicoCell数量会非常多。如果大规模部署小基站依然采用传统的小基站形态来部署，会导致以下问题发生：
1、每部署一个小基站就需要工程人员在RNC侧配置一个小基站连接，导致网络部署费时费力。
2、随着部署的小基站的不断增多，需要不断扩容已有的RNC，不仅增加成本，而且不利于维护和管理。
3、虽然一个小基站的一个小区容量比较小，但是RNC还需要像对待宏小区一样分配一个小区的资源及处理能力。比如一个四载波三扇区的基站，平均每个小区可以有64~96个HSPA+用户，每个四载波扇区共可以有256~384（=4*64~4*96）个HSPA+用户。但是一个小基站每个小区只能有16~32个HSPA+用户，对比用户数容量来看，宏小区容量是微小区容量的2～6倍，导致RNC的利用率低。
4、小基站之间的移动性会导致大量Iub接口的软切换信令产生，此外由于小基站与宏基站在逻辑连接上连接到不同的RNC上，导致UE在小基站与宏基站之间的软切换成为跨RNC的Iur软切换信令，因为过多的信令交互导致资源消耗大，且因为切换时延长导致掉话率高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种对多个小基站进行小区合并的方法、管理方法和系统，不仅能够简化网络部署，节约成本，而且能够提高RNC的利用率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种对多个小基站进行小区合并的方法，所述方法包括：
信令节点（Signal Node B，SN）接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号；
RNC从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号。
较佳地，所述SN接收与其连接的各小基站发送的位置信息，为，
所述SN通过无线微波传输方式、无线局域网络（Wireless Local AreaNetworks，WLAN）传输方式或有线以太网传输方式，接收与其连接的各小基站发送的位置信息。
较佳地，所述根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，为：
根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，且同一组的小基站在空间覆盖上是相互隔离的。
较佳地，所述根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，为：
根据收到的位置信息，计算出任意两个小基站之间的距离D，当D≤2R+△时,这两个小基站配置不同的本地小区序列号；
当D＞2R+△时,这两个小基站共享一个本地小区序列号，△为调整参数，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值。
较佳地，所述RNC从所述SN中获取各本地小区序列号，为：
所述RNC通过审计过程，获取所述SN的各本地小区序列号。
较佳地，所述将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，为：
通过小区建立过程，将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，使逻辑小区序列号与小基站序列号形成一对多的映射关系。
本发明提供了一种基站应用部分协议Iub信令协议栈中的协议（NodeBApplication Part，NBAP）的过程管理方法，所述NBAP的过程包括：公共过程和专用过程；
对于除无线链路建立公共过程之外的公共过程，包括：SN根据RNC发来的请求消息向同一逻辑小区下的所有小基站发送相同的信息；SN在收到同一逻辑小区下的所有小基站反馈的成功信息后向RNC反馈相应公共过程的响应消息；
对于专用过程以及无线链路建立公共过程，包括：SN将RNC发来的UE的上行扰码信息发送给当前过程中同一逻辑小区下的所有小基站；各小基站根据UE的上行扰码和时隙格式进行搜索，并将搜索结果反馈给SN；SN向反馈UE上行扰码搜索成功消息的小基站发送相应的专用过程或无线链路建立公共过程的相关配置参数信息，并向RNC反馈相应的专用过程或无线链路建立公共过程的响应消息。
本发明提供了一种对多个小基站进行小区合并的系统，所述系统：
SN，用于接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号；
RNC，用于从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号。
较佳地，所述SN，具体用于通过无线微波传输方式、WLAN传输方式或有线以太网传输方式，接收与其连接的各小基站发送的位置信息。
较佳地，所述SN，具体用于根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，且同一组的小基站在空间覆盖上是相互隔离的。
较佳地，所述SN，具体用于根据收到的位置信息，计算出任意两个小基站之间的距离D，当D≤2R+△时,这两个小基站配置不同的本地小区序列号，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值；
当D＞2R+△时,这两个小基站共享一个本地小区序列号，△为调整参数，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值。
较佳地，所述RNC，具体用于通过审计过程，获取所述SN的各本地小区序列号。
较佳地，所述RNC，具体用于通过小区建立过程，将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，使逻辑小区序列号与小基站序列号形成一对多的映射关系。
由上可知，本发明的技术方案包括：SN接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号；RNC从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号；由此，通过对各小基的合并，本发明不仅能够简化网络部署，节约成本，而且能够提高RNC的利用率。
附图说明
图1为本发明对多个小基站进行小区合并的方法的实施例的流程示意图；
图2为本发明对多个小基站进行小区合并的系统的实施例的结构示意图；
图3为本发明逻辑小区的结构示意图；
图4为本发明NBAP的小区建立过程和公共传输信道建立过程的流程示意图；
图5为本发明NBAP的物理共享信道重配过程的流程示意图；
图6为本发明UE在各小基站中的移动性过程中R99软切换过程的流程示意图；
图7为本发明UE在各小基站中的移动性过程中同频HS-DSCH小区变更过程的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供的一种对多个小基站进行小区合并的方法的实施例，如图1所示，所述方法包括：
步骤101、SN接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号；
步骤102、RNC从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号。
优选地，所述SN接收与其连接的各小基站发送的位置信息，为，
所述SN通过无线微波传输方式、WLAN传输方式或有线以太网传输方式，接收与其连接的各小基站发送的位置信息。
优选地，所述根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，为：
根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，且同一组的小基站在空间覆盖上是相互隔离的；
这样，既可以让多个隔离开的小基站共享为一个逻辑小区，又可以让同一逻辑小区的不相邻的小基站复用相同的导频、下行扰码和下行码道资源，使同一逻辑小区的无线空口容量提升N倍，所述N为同一个逻辑小区内小基站的数量。
优选地，所述根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，为：
根据收到的位置信息，计算出任意两个小基站之间的距离D，当D≤2R+△时,这两个小基站配置不同的本地小区序列号，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值；
当D＞2R+△时,这两个小基站共享一个本地小区序列号，△为调整参数，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值。
优选地，所述RNC从所述SN中获取各本地小区序列号，为：所述RNC通过Iub接口审计过程，获取所述SN的各本地小区序列号。
优选地，所述将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，为：通过Iub接口小区建立过程，将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，使逻辑小区序列号与小基站序列号形成一对多的映射关系。
本发明提供了一种NBAP的过程管理方法，所述NBAP的过程包括：公共过程和专用过程；
对于除无线链路建立公共过程之外的公共过程，包括：SN根据RNC发来的请求消息向同一逻辑小区下的所有小基站发送相同的信息；SN在收到同一逻辑小区下的所有小基站反馈的成功信息后向RNC反馈相应公共过程的响应消息；
对于专用过程以及无线链路建立公共过程，包括：SN将RNC发来的UE的上行扰码信息发送给当前过程中同一逻辑小区下的所有小基站；各小基站根据UE的上行扰码进行搜索，并将搜索结果反馈给SN；SN向反馈UE上行扰码搜索成功消息的小基站发送所述过程的相关配置参数信息，并向RNC反馈相应的专用过程以及无线链路建立公共过程的响应消息。
本发明提供的一种对多个小基站进行小区合并的系统的实施例，如图2所示，所述系统：
SN，用于接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号；
RNC，用于从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号。逻辑小区的结构参见图3所示。
优选地，所述SN，具体用于通过无线微波传输方式、WLAN传输方式或有线以太网传输方式，接收与其连接的各小基站发送的位置信息。
所述SN，具体用于根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，且同一组的小基站在空间覆盖上是相互隔离的。
优选地，所述SN，具体用于根据收到的位置信息，计算出任意两个小基站之间的距离D；当D≤2R+△时,这两个小基站配置不同的本地小区序列号，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值；当D＞2R+△时,这两个小基站共享一个本地小区序列号，△为调整参数，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值。
优选地，所述RNC，具体用于通过Iub接口审计过程获取所述SN的各本地小区序列号。
优选地，所述RNC，具体用于通过Iub接口小区建立过程，将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，使逻辑小区序列号与小基站序列号形成一对多的映射关系。
NBAP公共过程（Common Procedures）包括：小区建立（Cell Setup）过程、公共传输信道建立（Common Transport Channel Setup）过程、物理共享信道重配（Physical SharedChannel Reconfiguration）过程和无线链路建立（Radio LinkSetup）过程；除无线链路建立过程之外，其他公共过程包括以下步骤：SN根据RNC发来的请求消息向同一逻辑小区下的所有小基站发送相同的信息；SN在收到同一逻辑小区下的所有小基站反馈的成功信息后向RNC反馈相应公共过程的响应消息。
下面结合图4对NBAP的小区建立过程、公共传输信道建立过程进行介绍，图4中小基站X、Y、Z属于同一个逻辑小区，SN和小基站X、Y、Z形成一个逻辑基站。其中，小区建立过程包括：
步骤401、RNC向SN发送小区建立请求（Cell Setup Request）消息；
步骤402、所述SN根据所述小区建立请求消息，向同一逻辑小区下的所有小基站发送小区建立信息；
步骤403、同一逻辑小区下的所有小基站分别向SN返回小区建立成功信息；
步骤404、SN在收到同一逻辑小区下的所有小基站反馈的成功信息后，向RNC反馈小区建立响应（Cell Setup Response）消息。
公共传输信道建立过程包括：
步骤405、RNC向SN发送公共传输信道建立请求（Common TransportChannel SetupRequest）消息；
步骤406、所述SN根据所述公共传输信道建立请求消息，向同一逻辑小区下的所有小基站发送公共传输信道建立信息；
步骤407、同一逻辑小区下的所有小基站分别向SN返回公共传输信道建立成功信息；
步骤408、SN在收到同一逻辑小区下的所有小基站反馈的成功信息后，向RNC反馈公共传输信道建立响应（Common Transport Channel Setup Response）消息。
下面结合图5对NBAP的公共传输信道建立过程之后的物理共享信道重配过程进行介绍。
步骤501、RNC向SN发送物理共享信道重配请求（Physical SharedChannelReconfiguration Request）消息；
步骤502、所述SN根据所述物理共享信道重配请求消息，向同一逻辑小区下的所有小基站发送物理共享信道重配信息，同一逻辑小区下的所有小基站可以配置相同的高速物理下行共享信道（High Speed Physical Downlink SharedChannel,HS-PDSCH）的码道以及HS-PDSCH的码道数量；
步骤503、同一逻辑小区下的所有小基站分别向SN返回物理共享信道重配成功信息；
步骤504、SN在收到同一逻辑小区下的所有小基站反馈的成功信息后，向RNC反馈物理共享信道重配响应（Physical Shared Channel ReconfigurationResponse）消息。
NBAP的专用过程和NBAP公用过程中的无线链路建立过程，包括以下步骤：SN将RNC发来的UE的上行扰码信息发送给当前过程中同一逻辑小区下的所有小基站；各小基站根据UE的上行扰码进行搜索，并将搜索结果反馈给SN；SN向反馈UE上行扰码搜索成功消息的小基站发送相应的专用过程或无线链路建立公共过程的相关配置参数信息，并向RNC反馈相应的专用过程或无线链路建立公共过程的响应消息。
下面结合图6、7对UE在各小基站中的移动性过程进行介绍。图6、7中小基站X、Y、Z属于逻辑小区B，小基站M属于逻辑小区A；SN和小基站X、Y、Z、M形成一个逻辑基站，即对于RNC来说小基站X、Y、Z、M是一个基站，逻辑小区A与逻辑小区B从属于一个逻辑基站；本例中，UE从逻辑小区A的小基站M覆盖区移动到逻辑小区B的小基站Z覆盖区，所述过程中包括基于基站内部（Intra-Node B）的R99软切换过程和同频高速下行链路共享信道（High-SpeedDownlink Shared Channel，HS-DSCH）小区变更过程。其中R99软切换过程，参见图6所示，包括以下步骤：
步骤601、当UE从小基站M覆盖区进入到小基站Z覆盖区时，UE发送测量报告（Measurement Report）（Event1A）给RNC；
步骤602、收到Event1A的RNC向SN发送无线链路增加请求（Radio LinkAddRequest）消息；
步骤603、SN提出Radio Link Add Request消息中的逻辑小区标识、上行专用物理信道（Uplink Dedicated Physical Channel,UL DPCH）的上行扰码（Uplink ScramblingCode）和上行专用物理控制信道(Uplink Dedicated PhysicalControl Channel，ULDPCCH）的时隙格式（Slot Format）信息，根据逻辑小区标识确定所述逻辑小区下的所有小基站的序列号，向所述逻辑小区下的所有小基站发送UE上行扰码搜索请求消息，所述消息中携带UL DPCH UplinkScrambling Code和UL DPCCH Slot Format信息；
步骤604、各小基站分别根据UE上行扰码搜索请求消息中的UE扰码和时隙格式进行搜索，当UL DPCH的导频（Pilot）信号干扰比（Signal to InterferenceRatio，SIR）值大于门限时，小基站向SN反馈UE上行扰码搜索成功消息；当UL DPCH Pilot SIR值小于等于门限时，小基站向SN反馈UE上行扰码搜索失败消息；本例中，小基站X、Y的UL DPCH Pilot SIR值小于门限，小基站Z的UL DPCH Pilot SIR值大于门限；
步骤605、SN向反馈UE上行扰码搜索成功消息的小基站Z发送无线链路（RadioLink，RL）资源创建请求消息，小基站Z创建RL资源完成后，小基站Z向SN反馈RL资源创建成功消息；
步骤606、收到RL资源创建成功消息的SN向RNC反馈无线链路增加响应（RadioLinkAdd Response）消息；
步骤607、RNC与小基站Z之间完成Iub用户面节点同步和传输信道同步过程；
步骤608、RNC向所述UE发送激活集更新（Active Set Update），指示UE增加小基站Z所属的逻辑小区，收到激活集更新的UE向RNC反馈激活集更新完成（Active Set UpdateComplete）。
Intra-Node B的同频HS-DSCH小区变更过程，参见图7所示，包括以下步骤：
步骤701、当UE从小基站M覆盖区进入到小基站Z覆盖区时，UE向RNC发送测量报告（Event1D）；
步骤702、收到Event1D的RNC向SN发送无线链路重配准备（RadioLinkReconfiguration Prepare）消息；
步骤703、由于SN在R99软切换过程中已经获取所述UE需要重配的无线链路（RadioLink）属于小基站Z，所以SN向所述UE所在小基站Z发送RL重配请求消息，所述消息中包含Radio Link Reconfiguration Prepare消息的参数内容；
步骤704、小基站Z向SN反馈RL重配成功消息；
步骤705、收到RL重配成功消息的SN向RNC发送无线链路重配就绪（Radio LinkReconfiguration Ready）消息;
步骤706、收到Radio Link Reconfiguration Ready消息的RNC向SN发送无线链路重配提交（Radio Link Reconfiguration Commit）消息;
步骤707、收到Radio Link Reconfiguration Commit的消息SN向小基站Z发送高速下行链路共享信道（High Speed Downlink Shared Channel，HS-DSCH）启动发射消息，所述消息包含以CFN形式所选择的激活时间（Activation time）；
步骤708、收到Radio Link Reconfiguration Commit的消息SN向小基站M发送HS-DSCH停止发射消息，所述消息包含以连接帧号（Connect FrameNumber，CFN）形式所选择的去激活时间（Deactivation time），所述去激活时间与向小基站Z发送的HS-DSCH启动发射消息中包含的以CFN形式所选择的激活时间相同；
步骤709、RNC向UE发送物理信道重配（Physical Channel Reconfiguration）消息，所述消息包括Activation time等信息；
步骤710、在指定的激活时间内，UE在源HS-DSCH小区（小基站M所属的小区）停止接收HS-DSCH，在目标HS-DSCH小区（小基站Z所属的小区）开始接收HS-DSCH；
步骤711、UE向RNC反馈物理信道重配完成（Physical ChannelReconfigurationComplete）消息。
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。

Claims (10)

1.一种对多个小基站Small Cell进行小区合并的方法，其特征在于，所述方法包括：
信令节点SN接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，且同一组的小基站在空间覆盖上是相互隔离的；
无线网络控制器RNC从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SN接收与其连接的各小基站发送的位置信息，为，
所述SN通过无线微波传输方式、无线局域网络WLAN传输方式或有线以太网传输方式，接收与其连接的各小基站发送的位置信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，为：
根据收到的位置信息，计算出任意两个小基站之间的距离D，当D≤2R+△时,这两个小基站配置不同的本地小区序列号；
当D＞2R+△时,这两个小基站共享一个本地小区序列号，△为调整参数，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RNC从所述SN中获取各本地小区序列号，为：
所述RNC通过审计过程，获取所述SN的各本地小区序列号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，为：
通过小区建立过程，将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，使逻辑小区序列号与小基站序列号形成一对多的映射关系。
6.一种对多个小基站进行小区合并的系统，其特征在于，所述系统：
SN，用于接收与其连接的各小基站发送的位置信息，并根据收到的位置信息按照预设的算法将各小基站分组，使同一组的小基站共享一个本地小区序列号，且同一组的小基站在空间覆盖上是相互隔离的；
RNC，用于从所述SN中获取各本地小区序列号，并将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述SN，具体用于通过无线微波传输方式、WLAN传输方式或有线以太网传输方式，接收与其连接的各小基站发送的位置信息。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述SN，具体用于根据收到的位置信息，计算出任意两个小基站之间的距离D，当D≤2R+△时,这两个小基站配置不同的本地小区序列号，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值；
当D＞2R+△时,这两个小基站共享一个本地小区序列号，△为调整参数，△∈[0，R]，R为单个小基站的覆盖半径最大值。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RNC，具体用于通过审计过程，获取所述SN的各本地小区序列号。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RNC，具体用于通过小区建立过程，将各所述本地小区序列号对应一个逻辑小区序列号，使逻辑小区序列号与小基站序列号形成一对多的映射关系。
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