CN104735694B - 通信系统中小区重选的判断方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种通信系统中小区重选的判断方法与装置，所述通信系统中小区重选的判断方法包括：基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度，所述接收信号总强度包括至少一个发射天线与一个以上接收天线之间至少两个信道的接收信号强度的总和；将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，所述重选条件为服务小区的接收信号总强度小于邻小区的接收信号总强度，且两者差值大于或等于第一阈值。本发明技术方案从接收性能以及信道容量的角度作为小区重选的评判标准，能够实现对支持多天线配置的通信系统中小区重选进行准确的判断，保证选择到性能最佳的小区。

Description

通信系统中小区重选的判断方法与装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种通信系统中小区重选的判断方法与装置。

背景技术

长期演进（LTE，Long Term Evolution）技术是第三代移动通信技术（3G）的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的第四代移动通信技术（4G），而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用正交频分复用技术（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）和多入多出技术（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output）作为其无线网络演进的唯一标准，在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率，改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。

LTE系统中，用户终端（UE，User Equipment）一旦驻留到系统中的某一个小区后，就需要不断的对当前服务小区和邻近小区的信号质量进行测量。当发现目标小区的信号质量满足规定的要求时，UE端会通过小区重选从当前服务小区切换到信号质量更好的目标小区。在小区重选过程中，测量需要进行参考信号接收功率（RSRP，Reference SignalReceived Power）的计算。用户终端需要根据RSRP的测量值进行小区切换的判断，选择出功率最强的小区。

然而，目前根据单个信号通路的RSRP测量值进行小区重选的切换判断，对于单入单出（SISO，Single-Input Single-Output）的天线配置虽然是没有问题，但对于多天线的MIMO来讲，单个信号通路的RSRP不能全面的评估小区的功率强度，特别是天线功率不平衡的情况下，只根据一路信号的RSRP测量值来进行小区重选的判断，误差会很大，往往会切换到功率不是最强的小区。因此，需要寻找一种更合适的小区重选的判断方法。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术无法实现对支持多天线配置的通信系统中小区重选进行准确的判断。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种通信系统中小区重选的判断方法，包括：

基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度，所述接收信号总强度包括至少一个发射天线与一个以上接收天线之间至少两个信道的接收信号强度的总和；

将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，所述重选条件为服务小区的接收信号总强度小于邻小区的接收信号总强度，且两者差值大于或等于第一阈值。

可选的，所述天线配置信息包括发射天线和接收天线的数量，所述信号收发方式包括接收分集、发射分集或空分复用。

可选的，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：目标小区中发射天线和接收天线的配置为m×n，以测量获得的m×n个信道的接收信号功率的总和作为该目标小区的接收信号总强度RSRP_all，其中m为自然数，n为大于1的自然数。

可选的，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：若所述天线配置信息和信号收发方式为1×2的接收分集，则所述接收信号总强度RSRP_all＝|h₀|²＋|h₁|²，其中|h₀|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h₁|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率。

可选的，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：若所述天线配置信息和信号收发方式为2×2STBC发射分集或2×2MIMO空分复用，则所述接收信号总强度RSRP_all＝|h_0,0|²＋|h_0,1|²＋|h_1,0|²＋|h_1,1|²，其中|h_0,0|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_0,1|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,0|²为第二发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,1|²为第二发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率。

可选的，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区中所有信道的接收信号总强度还包括：

在第一时刻测量|h_0,0|²以及|h_1,0|²，将|h_0,0|²与|h_1,0|²的和作为第一信号测量值上报；

在第二时刻测量|h_0,1|²以及|h_1,1|²，将|h_0,1|²与|h_1,1|²的和作为第二信号测量值上报；

交替在所述第一时刻和第二时刻进行测量，以所述第一信号测量值和第二信号测量值确定接收信号总强度RSRP_all，所述第一时刻和第二时刻分别为两个彼此相邻的参考符号的接收时刻。

可选的，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：

在参考符号的接收时刻测量目标小区中至少一个接收天线与所有发射天线之间对应信道的信号接收功率，所述发射天线的数量为一个以上，所述信号收发方式为发射分集或空分复用；

以测量获得的各信道的信号接收功率的总和与第二阈值之和作为所述目标小区与其他小区进行比较的的接收信号总强度。

可选的，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：

目标小区的天线配置信息和信号收发方式为2×2STBC发射分集或2×2MIMO空分复用；

在第一时刻测量|h_0,0|²以及|h_1,0|²，将|h_0,0|²与|h_1,0|²的和作为第一信号测量值上报，所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度为所述第一信号测量值与所述第二阈值之和，其中|h_0,0|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,0|²为第二发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率；

或者在第二时刻测量|h_0,1|²以及|h_1,1|²，将|h_0,1|²与|h_1,1|²的和作为第二信号测量值上报，所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度为所述第一信号测量值与所述第二阈值之和，其中|h_0,1|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,1|²为第二发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率；

所述第一时刻和第二时刻分别为两个彼此相邻的参考符号的接收时刻。

可选的，所述第二阈值通过如下方式确定：

第二阈值=10×log₁₀[(a/b)×(b1/a1)]，其中a为目标小区包含的信道总数，b为与所述目标小区比较接收信号总强度的小区中包含的信道总数，a1是信道总数为a的小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量，b1是信道总数为b的小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量。

可选的，所述将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区包括：若存在一个或一个以上满足所述重选条件的邻小区，则从所有满足所述重选条件的邻小区中选择接收信号总强度的值最大的小区作为新的服务小区。

可选的，所述通信系统中小区重选的判断方法还包括：若不存在满足所述重选条件的邻小区，则仍以当前驻留的小区作为服务小区。

可选的，所述通信系统为LTE系统。

为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种通信系统中小区重选的判断装置，包括：

估计单元，适于基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度，所述接收信号总强度包括至少一个发射天线与一个以上接收天线之间至少两个信道的接收信号强度的总和；

切换单元，适于将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，所述重选条件为服务小区的接收信号总强度小于邻小区的接收信号总强度，且两者差值大于或等于第一阈值。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：

通过基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区中的接收信号总强度，并以服务小区和邻小区各自的接收信号总强度作为小区重选的判断依据，将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，从而能够准确地实现对支持多天线配置的通信系统中小区重选进行判断。由于综合考虑了各个小区的天线配置、MIMO等方式，在小区重选的时候，统一按照各小区的接收信号总强度进行选择，该方法从接收性能以及信道容量的角度作为评判标准，能保证选择到性能最佳的小区。

附图说明

图1是两天线端口情况下某小区参考信号在常规循环前缀下的分布示意图；

图2是本发明实施方式提供的通信系统中小区重选的判断方法的流程示意图。

具体实施方式

本领域技术人员知晓，在LTE系统中，采用参考信号（RS，Reference Signal）来进行RSRP测量与信道估计。参考信号类似于OFDM中的训练序列，主要有两方面的作用。一种用作信道估计，另一种是表征小区信号的强度，也就是测量时需要测量的RSRP值。参考信号有3种：

（1）小区专用参考信号，在非多播/组播单频网络（MBSFN，Multicast BroadcastSingle Frequency Network）帧发射，支持1个、2个和4个天线端口；

（2）MBSFN参考信号。在MBSFN帧发射，天线端口p=4上发射；

（3）UE专用参考信号，只在协议规定的第二类帧结构上使用，在天线端口p=5上发射。

一般来讲，利用小区专用参考信号进行RSRP测量。

参考信号由已知的参考符号（Reference Symbol）构成。若定义OFDM的基本资源单位（即1个子载波×1个OFDM符号）为资源粒子（RE，Resource Element），则参考符号是以RE为单位的，即一个参考符号占用一个RE。对于LTE系统，无线信号的帧有两种结构，对于频分双工模式的LTE（FDD LTE），一个无线帧为10毫秒（ms），分为10个子帧（subframe），每个子帧又包括2个时隙；对于时分双工模式的LTE（TDD LTE），一个无线帧为10ms，分为2个半帧，每个半帧包括5个子帧，每个子帧包括2个时隙。无论是FDD LTE或是TDD LTE，每个子帧均为1ms，包括0.5ms的2个时隙，可分别称为偶数时隙（even-numbered slots）和奇数时隙（odd-numbered slots），每个时隙包含若干个OFDM符号，根据循环前缀（CP，Cyclic Prefix）的长度不同，包含的OFDM符号的数量也不同。当使用常规循环前缀（Normal CP）时，一个时隙包含7个OFDM符号，当使用扩展循环前缀（Extended CP）时，一个时隙包含6个OFDM符号。

图1是两天线端口情况下某小区参考信号在常规循环前缀（Normal CP）下的分布示意图。图1中示出了一个子帧上的OFDM符号（图中是以一个时隙为单位对l值进行标示的）和子载波，在水平方向上，该子帧具有偶数时隙和奇数时隙这两个时隙，每个时隙均具有7个OFDM符号，分别为l=0、l=1、……l=6，在垂直方向上，具有多个子载波（图1中示出了12个子载波）。继续参阅图1，图1中每一个方格代表一个资源粒子（RE，Resource Element），一个参考符号占用一个资源粒子，图1中以R₀表示天线端口0上发射的参考符号，以R₁表示天线端口1上发射的参考符号。图1中斜方格填充部分表示的是在当前天线端口上不传输任何数据或参考符号，可以看出，在一个天线端口上插入参考符号的位置，在另一个天线端口上的相应位置则不传输任何数据或参考符号，否则将引起信号间干扰。

图1为一个小区专用参考信号映射到LTE系统帧资源元素的特例，采用两天线端口。根据图1可以知道，在频域上，同一个端口上传送的参考信号位置相差6个子载波的间隔，时域上相差4个符号。在一个子帧中，共有4个RS符号用于测量，为了以后的表述方便，把这4个符号从前向后标记为0，1，2，3。

RSRP常用的计算公式为：

其中，（k，l）表示第l个符号，第k个子载波对应的资源粒子（RE），H_i(k,l)是在天线端口0上第i根接收天线对应参考信号在（k，l）处估计的信道，N，L分别表示资源块（RB，Resource Block）的序号以及OFDM符号数。由于用户终端支持2根天线，分别表示为天线0，天线1，根据接收天线0在R₀处得到的信道表示为h_0,0，接收天线0在R₁处得到的信道表示为h_0,1，接收天线1在R₀处得到的信道表示为h_0,1，接收天线1在R₁处得到的信道表示为h_1,1。如图1所示，对应于端口0，公式（1）表示图1中所有R₀位置对应的信道的功率和的均值，如果i=0，估计出的RSRP对应h_0,0的平均功率，如果i=1，估计出RSRP对应h_1,0的平均功率。

现有技术中一般采取的做法是，在小区重选需要进行切换判断的时候，仅仅根据一路信号的RSRP估计值进行评估，即估计出h_0,0的平均功率，表示为RSRP，切换准则为：如果服务小区比目标小区RSRP测量值低3dB，那么切换到邻小区，否则继续驻留在本小区。

在采用SISO方式进行信号收发的情况下，计算出一路接收信号的RSRP，确实能很好的表示小区的信号功率强度。然而，在LTE系统中，支持2×2MIMO以及更高的天线个数，单个通路的RSRP不能全面的评估小区的功率强度，特别是天线功率不平衡的情况下，只根据一路信号的RSRP测量值来判断，误差会很大，往往会切换到功率不是最强的小区。例如在2×2MIMO下共有4个信号通路（或称为4个信道），经研究发现，仅仅根据一路接收信号的RSRP估计值来进行小区重选的判断往往是不准确的，在每个信号通路差异较大的情况下更不准确，所以对于2×2MIMO系统，需要测量多个信号通路的RSRP值来评估小区的信号强度。

因此，本发明实施方式提供一种通信系统中小区重选的判断方法，根据小区的天线配置信息和信号收发方式，获取与信道容量或者每个接收天线的接收信噪比相对应的接收信号总强度，选择信道容量最大或接收信噪比最大的小区，使得UE能够一直保留在信号强度最强的小区，用户能够获得很好的体验。

如图2所示，本发明实施方式提供的通信系统中小区重选的判断方法包括：

步骤S1，基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度，所述接收信号总强度包括至少一个发射天线与一个以上接收天线之间至少两个信道的接收信号强度的总和；

步骤S2，将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，所述重选条件为服务小区的接收信号总强度小于邻小区的接收信号总强度，且两者差值大于或等于第一阈值。

本发明实施方式中，步骤S1中所述天线配置信息包括发射天线和接收天线的数量，例如，如果某小区基站的发射天线数量为2根，用户终端的接收天线的数量为2根，则该小区中发射天线和接收天线的配置可以表示为2×2；步骤S1中所述信号收发方式可以包括接收分集、发射分集和空分复用（SM，Spatial Multiplexing）中的任意一种。在具体实施时，对于不同天线配置信息和不同信号收发方式的小区，采取相应的方式对小区的接收信号总强度进行估计。

在具体实施时，步骤S1可以包括：目标小区中发射天线和接收天线的配置为m×n，以测量得到的m×n个信道的接收信号功率的总和作为该目标小区的接收信号总强度RSRP_all，其中m为自然数，对应为发射天线的数量，n为大于1的自然数，对应为接收天线的数量，m×n大于或等于2，至少具有两个信号通路。所述目标小区是指在进行小区重选过程中待测量接收信号总强度的服务小区或某一个邻小区。

此外，步骤S2中的所述第一阈值为小区重选过程中判断进行切换的临界值，表明邻小区的信号质量相比当前驻留的服务小区的信号质量更好所达到的一定程度，根据相关通信协议，一般可以取值为3dB。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本实施例中，以所述通信系统为LTE系统为例对所述通信系统中小区重选的判断方法进行说明，但本领域技术人员可以理解，本发明技术方案能够适用所有支持多天线技术的通信系统，并非局限于LTE系统。所述多天线技术一般包括三种应用模式，即：接收分集、发射分集和空分复用。利用多天线以发射分集的方式进行信号收发时，一般还可以结合空时分组编码（STBC，Space Time Block Coding）技术。MIMO在LTE系统中的应用模式主要有两种，一种用于提高链路质量，即MIMO发射分集，一种用于提高数据传输速率，即MIMO空分复用。

对于只有一根发射天线的小区，如果用户终端也是一根接收天线，那么该小区的信号质量与这一路信号的RSRP测量值是成正比的，即RSRP测量值越高，则小区信号质量越好。但由于LTE系统支持多天线配置，UE通常都配置两根接收天线，小区信号质量与某一路信号的RSRP不是单纯的线性关系，以1×2接收分集、2×2STBC以及2×2MIMO为例，下面进行理论推导，推导出小区信号强度与接收性能的关系。需要说明的是，所述接收性能一般是以信号噪声比（SNR，Signal to Noise Ratio）进行衡量。

1.1×2接收分集的SNR

在只有一根发射天线，两根接收天线的情况下，某一时刻，发射天线0发送符号x₀，接收信号可以表示为：

y₀＝h₀x₀＋σ₀ （2）

y₁＝h₁x₀＋σ₁ （3）

公式（2）及公式（3）中σ₀，σ₁是均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声。h₀表示接收天线0的信道，h₁表示接收天线1的信道。

在接收分集中，接收SNR与合并方式有关，由于通常一般采用最大比合并，则接收信噪比显然接收信噪比与|h₀|²＋|h₁|²成正比。

2.2×2发送分集的SNR

编码和发送序列在一个给定符号时间内，两个信号同时从两个发射天线发出，从发射天线0发出的信号x₀，从发射天线1发出的信号为x₁。在下一个符号时间内，信号从发射天线0发出，信号从发射天线1发出。表示为矩阵的形式为：

假设对于连续2个OFDM符号，信道保持不变，接收信号可以表示为：

对于发射天线0发出的信号：

时刻0，发射天线0对应的接收信号为：

y₀(0)＝h_0,0x₀＋h_1,0x₁＋σ₀ （5）

时刻1，发射天线0对应的接收信号为：

对于发射天线1发出的信号：

时刻0，发射天线1对应的接收信号为：

y₁(0)＝h_0,1x₀＋h_1,1x₁＋σ₂ （7）

时刻1，发射天线1对应的接收信号为：

公式（5）至公式（8）中σ₀，σ₁，σ₂，σ₃是均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声。h_0,0表示发射天线0与接收天线0之间的信道，h_0,1表示发射天线0与接收天线1之间的信道，h_1,0表示发射天线1与接收天线0之间的信道，h_1,1表示发射天线1与接收天线1之间的信道，假设在时刻0与1之间信道不发生变化。

可以表达为矩阵形式：

同样可以得到接收信号的SNR为：

显然，接收信号的解调性能是与接收信号功率和成正比的。

3.2×2MIMO的接收SNR

接收信号可以表示为

公式（10）中σ₀，σ₁是均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声。

SM的解调方法不同，接收SNR也是不同的。本实施例中以最小均方误差（MMSE，Minimum Mean Square Error）估计的方法来推导接收SNR。

其中发送符号是功率归一化的符号。

定义：

因此：

符号x₀对应的接收SNR为：

符号x₁对应的接收SNR为：

进一步：

可以看到，对于符号x₀，其接收SNR与|h_0,1|²＋|h_1,1|²＋σ²成反比。

同样：

可以看到，对于符号x₁，其接收SNR与|h_0,0|²＋|h_1,0|²＋σ²成反比。

对于MIMO来说，两路信号的接收SNR是不同的，需要总的解调性能最好，即总的信道容量最大。

对于2×2的MIMO，基站的2根天线是等功率发送的，考虑到信道是随机变化的，MIMO信道的容量为一随机变量，其平均值可以表示为：

其中：

进一步推导：

其中，公式（12）中的i表示某一时刻，显然信道容量随着|h_0,0|²＋|h_0,1|²＋|h_1,0|²＋|h_1,1|²的增大而增大。

需要说明的是，在本实施例中，也可以将发射天线0称为第一发射天线，将发射天线1称为第二发射天线，将接收天线0称为第一接收天线，将接收天线1称为第二接收天线。

根据上面的理论推导可以知道：

在步骤S1的具体实施过程中：

如果所述天线配置信息和信号收发方式为1×2的接收分集，由于接收性能与|h₀|²＋|h₁|²成正比，则接收信号总强度RSRP_all＝|h₀|²＋|h₁|²，其中|h₀|²以及|h₁|²可以分别根据公式（1）进行计算，得到的|h₀|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h₁|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，进一步可以得到总的信号强度；

如果所述天线配置信息和信号收发方式为2×2的STBC发射分集或是2×2的MIMO空分复用，由于接收性能与|h_0,0|²＋|h_0,1|²＋|h_1,0|²＋|h_1,1|²正相关，则接收信号总强度为RSRP_all＝|h_0,0|²＋|h_0,1|²＋|h_1,0|²＋|h_1,1|²，其中|h_0,0|²，|h_0,1|²，|h_1,0|²以及|h_1,1|²分别根据公式（1）进行计算，得到的|h_0,0|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_0,1|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,0|²为第二发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,1|²为第二发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，进一步可以得到总的信号强度。

在具体实施时，一般可以采取如下方式估计接收信号总强度RSRP_all：即在时刻0，测量|h_0,0|²以及|h_1,0|²，其和作为信号测量值上报，在时刻1，测量|h_0,1|²以及|h_1,1|²，其和作为信号测量值上报，下一时刻再测量|h_0,0|²和|h_1,0|²，以此类推；对于某个时刻，只需将在该时刻的信号测量值与上一时刻的信号测量值相结合，便能确定出接收信号总强度RSRP_all。

因此本实施例中步骤S1还可以包括：在第一时刻测量|h_0,0|²以及|h_1,0|²，将|h_0,0|²与|h_1,0|²的和作为第一信号测量值上报；在第二时刻测量|h_0,1|²以及|h_1,1|²，将|h_0,1|²与|h_1,1|²的和作为第二信号测量值上报；交替在所述第一时刻和第二时刻进行测量，以所述第一信号测量值和第二信号测量值确定接收信号总强度RSRP_all，所述第一时刻和第二时刻分别为两个彼此相邻的参考符号的接收时刻。

需要说明的是，在实际实施时，考虑到实现的复杂度，一般不会把所有信号通路的信号强度都计算出来，可以采取如下所述的分时测量的方法确定目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度：在参考符号的接收时刻测量目标小区中至少一个接收天线与所有发射天线之间对应信道的信号接收功率，所述发射天线的数量为一个以上，所述信号收发方式为发射分集或空分复用；以测量获得的各信道的信号接收功率的总和与第二阈值之和作为所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度。

因此，在实际实施时，步骤S1可以包括：

目标小区的天线配置信息和信号收发方式为2×2STBC发射分集或2×2MIMO空分复用；

在第一时刻测量|h_0,0|²以及|h_1,0|²，将|h_0,0|²与|h_1,0|²的和作为第一信号测量值上报，所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度为所述第一信号测量值与所述第二阈值之和，其中|h_0,0|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,0|²为第二发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率；

或者在第二时刻测量|h_0,1|²以及|h_1,1|²，将|h_0,1|²与|h_1,1|²的和作为第二信号测量值上报，所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度为所述第一信号测量值与所述第二阈值之和，其中|h_0,1|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1,1|²为第二发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率；

所述第一时刻和第二时刻分别为两个彼此相邻的参考符号的接收时刻。

由于在实际实施时，为了减少计算量，一般会采用如上所述的简化方法确定目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度，但因为其仅仅测量了部分信道的信号强度的总和，所以在所述目标小区与其他小区比较接收信号总强度时还需要在此基础上再加上所述第二阈值，确定所述第二阈值的基本思路是信道容量最大，因此具体通过如下方式确定：

第二阈值=10×log₁₀[(a/b)×(b1/a1)]，其中a为目标小区包含的信道总数，b为与所述目标小区比较接收信号总强度的小区中包含的信道总数，a1是信道总数为a的目标小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量，b1是信道总数为b的小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量，所述第二阈值的单位为dB。

举例来说，若小区A的天线配置信息和信号收发方式为2×2MIMO，则可以在时刻0测量接收天线0对应的2路RSRP并求和，或者在时刻1测量接收天线1对应的2路RSRP并求和，以此类推。同样，若小区B的天线配置信息和信号收发方式为2×2STBC，也可以在时刻0测量接收天线0对应的2路RSRP并求和，或者在时刻1测量接收天线1对应的2路RSRP并求和。若小区C的天线配置信息和信号收发方式为1×2的接收分集，则在每一时刻都测量2路RSRP并求和。由于各小区配置可能不同，因此在比较接收信号总强度的时候，如果都是2×2配置，那么直接进行比较，如小区A与小区B之间的比较；如果一个小区是2×2配置，另一个小区是1×2配置，那么对2×2配置的小区的2路RSRP之和再加上第二阈值（即10×log₁₀[(4/2)×(2/2)]=3dB）后与1×2配置小区的2路RSRP之和进行比较，如小区A与小区C之间的比较。

当然，对于4×4MIMO也是同样的做法，每次只测量一根接收天线上的4路RSRP，分4次测完，在比较接收信号总强度的时候，如果是4×4MIMO与2×2MIMO的小区，由于4×4配置的小区是4路RSRP的和，2×2配置的小区是2路RSRP的和，那么4×4配置的小区需要加上10log₁₀[(16/4)×(2/4)]=3dB后进行比较。如果是4×4配置的小区与1×2配置的小区比较，那么4×4配置的小区的测量值需要加上10log₁₀[(16/2)×(2/4)]=6dB后进行比较。

通过上述方式对每个小区分别估计出该小区的接收信号总强度RSRP_all之后，则可以执行步骤S2。

本实施例中，步骤S2中所述将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区可以包括：若存在一个或一个以上满足所述重选条件的邻小区，则从所有满足所述重选条件的邻小区中选择接收信号总强度的值最大的小区作为新的服务小区。具体地，比较各个小区的RSRP_all，如果服务小区的RSRP_all小于邻小区RSRP_all达到3dB以上，那么切换到该邻小区，否则不进行切换。

本实施例中，若不存在满足所述重选条件的邻小区，则仍以当前驻留的小区作为服务小区。

如前所述，实际实施时，在小区重选进行判断切换的时刻，必须考虑不同天线模式下的差异，由于每次只测量2个信号通路的接收值，在2×2STBC以及2×2MIMO下，由于其总共有4个信号通路，在进行小区切换的时候，这两种情况下的接收信号测量值应该加上3dB进行切换判断。

在本发明实施例中，充分利用了各个通路的RSRP信号，综合考虑了总体的接收信噪比，计算每个小区的总的接收RSRP，如果小区只支持1根发射天线，RSRP_all为|h₀|²＋|h₁|²，如果支持2根接收天线，RSRP_all为|h_0,0|²＋|h_0,1|²＋|h_1,0|²＋|h_1,1|²，本发明实施例提供的通信系统中小区重选的判断方法综合考虑了各个小区的天线配置以及STBC、MIMO等信号收发方式，在小区切换的时候，统一按照RSRP_all进行选择，该方法从接收性能以及信道容量的角度作为评判标准，能保证选择到性能最佳的小区。

需要说明的是，本发明实施例中分别以1×2接收分集、2×2STBC以及2×2MIMO为例对所述通信系统中小区重选的判断方法进行说明，本领域技术人员能够理解，该方法同样能够适用于其他天线配置和信号收发方式的小区，例如4×2MIMO、4×4MIMO等等。

综上所述，在本发明实施例中，通过公式推导了小区内用户终端的接收信号信噪比以及信道容量的表达公式，得出了评估一个小区性能最客观的因素，基于推导出的所述表达公式，提出了适于支持多天线配置的通信系统中小区重选的判断方法。

对应于上述方法，本实施例还提供一种通信系统中小区重选的判断装置，包括：估计单元，适于基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度，所述接收信号总强度包括至少一个发射天线与一个以上接收天线之间至少两个信道的接收信号强度的总和；切换单元，适于将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，所述重选条件为服务小区的接收信号总强度小于邻小区的接收信号总强度，且两者差值大于或等于第一阈值。

本实施例中，所述通信系统为LTE系统，所述天线配置信息包括发射天线和接收天线的数量，所述信号收发方式包括接收分集、发射分集或空分复用。

在具体实施时，当目标小区中发射天线和接收天线的配置为m×n时，其中m为自然数，n为大于1的自然数，所述估计单元可以包括：第一测量单元，适于测量所述目标小区中m×n个信道的接收信号功率；第一统计单元，适于以测量获得的m×n个信道的接收信号功率的总和作为该目标小区的接收信号总强度。

在实际实施时，当目标小区中发射天线的数量为一个以上，所述信号收发方式为发射分集或空分复用时，考虑到实现的复杂度，所述估计单元也可以包括：第二测量单元，适于在参考符号的接收时刻测量目标小区中至少一个接收天线与所有发射天线之间对应信道的信号接收功率；第二统计单元，适于以测量获得的各信道的信号接收功率的总和与第二阈值之和作为所述目标小区与其他小区进行比较的的接收信号总强度。

在具体实施时，所述切换单元可以包括：判断单元，适于判断是否存在一个或一个以上满足所述重选条件的邻小区；选择单元，适于从所有满足所述重选条件的邻小区中选择接收信号总强度的值最大的小区作为新的服务小区。

本实施例中，所述通信系统中小区重选的判断装置还包括：维持单元，适于在所述判断单元判断出不存在满足所述重选条件的邻小区时，仍以当前驻留的小区作为服务小区。

所述通信系统中小区重选的判断装置的具体实施可以参考本实施例所述通信系统中小区重选的判断方法的实施，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中通信系统中小区重选的判断装置的全部或部分是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质可以是ROM、RAM、磁碟、光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，包括：

基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度，所述接收信号总强度包括至少一个发射天线与一个以上接收天线之间至少两个信道的接收信号强度的总和；

将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，所述重选条件为服务小区的接收信号总强度小于邻小区的接收信号总强度，且两者差值大于或等于第一阈值；

其中，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：

在参考符号的接收时刻测量目标小区中至少一个接收天线与所有发射天线之间对应信道的信号接收功率，所述发射天线的数量为一个以上，所述信号收发方式为发射分集或空分复用；

以测量获得的各信道的信号接收功率的总和与第二阈值之和作为所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度；

所述第二阈值通过如下方式确定：第二阈值＝10×log₁₀[(a/b)×(b1/a1)]，其中a为目标小区包含的信道总数，b为与所述目标小区比较接收信号总强度的小区中包含的信道总数，a1是信道总数为a的小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量，b1是信道总数为b的小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量。

2.根据权利要求1所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，所述天线配置信息包括发射天线和接收天线的数量，所述信号收发方式包括接收分集、发射分集或空分复用。

3.根据权利要求2所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：

目标小区中发射天线和接收天线的配置为m×n，以测量获得的m×n个信道的接收信号功率的总和作为该目标小区的接收信号总强度RSRP_all，其中m为自然数，n为大于1的自然数。

4.根据权利要求3所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：

若所述天线配置信息和信号收发方式为1×2的接收分集，则所述接收信号总强度RSRP_all＝|h₀|²+|h₁|²，其中|h₀|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h₁|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率。

5.根据权利要求3所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，所述基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：

若所述天线配置信息和信号收发方式为2×2STBC发射分集或2×2MIMO空分复用，则所述接收信号总强度RSRP_all＝|h_0，0|²+|h_0，1|²+|h_1，0|²+|h_1，1|²，其中|h_0，0|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_0，1|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1，0|²为第二发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1，1|²为第二发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率。

6.根据权利要求5所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度还包括：

在第一时刻测量|h_0，0|²以及|h_1，0|²，将|h_0，0|²与|h_1，0|²的和作为第一信号测量值上报；

在第二时刻测量|h_0，1|²以及|h_1，1|²，将|h_0，1|²与|h_1，1|²的和作为第二信号测量值上报；

交替在所述第一时刻和第二时刻进行测量，以所述第一信号测量值和第二信号测量值确定接收信号总强度RSRP_all，所述第一时刻和第二时刻分别为两个彼此相邻的参考符号的接收时刻。

7.根据权利要求2所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度包括：

目标小区的天线配置信息和信号收发方式为2×2STBC发射分集或2×2MIMO空分复用；

在第一时刻测量|h_0，0|²以及|h_1，0|²，将|h_0，0|²与|h_1，0|²的和作为第一信号测量值上报，所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度为所述第一信号测量值与所述第二阈值之和，其中|h_0，0|²为第一发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1，0|²为第二发射天线与第一接收天线之间对应信道的接收信号功率；

或者在第二时刻测量|h_0，1|²以及|h_1，1|²，将|h_0，1|²与|h_1，1|²的和作为第二信号测量值上报，所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度为所述第一信号测量值与所述第二阈值之和，其中|h_0，1|²为第一发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率，|h_1，1|²为第二发射天线与第二接收天线之间对应信道的接收信号功率；

所述第一时刻和第二时刻分别为两个彼此相邻的参考符号的接收时刻。

8.根据权利要求1所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，所述将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区包括：若存在一个或一个以上满足所述重选条件的邻小区，则从所有满足所述重选条件的邻小区中选择接收信号总强度的值最大的小区作为新的服务小区。

9.根据权利要求8所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，还包括：若不存在满足所述重选条件的邻小区，则仍以当前驻留的小区作为服务小区。

10.根据权利要求1所述的通信系统中小区重选的判断方法，其特征在于，所述通信系统为LTE系统。

11.一种通信系统中小区重选的判断装置，其特征在于，包括：

估计单元，适于基于服务小区以及邻小区的天线配置信息和信号收发方式，估计出各小区的接收信号总强度，所述接收信号总强度包括至少一个发射天线与一个以上接收天线之间至少两个信道的接收信号强度的总和；

切换单元，适于将当前驻留的小区切换为满足重选条件的邻小区，所述重选条件为服务小区的接收信号总强度小于邻小区的接收信号总强度，且两者差值大于或等于第一阈值；

其中，目标小区中发射天线的数量为一个以上，所述信号收发方式为发射分集或空分复用，所述估计单元包括：

第二测量单元，适于在参考符号的接收时刻测量目标小区中至少一个接收天线与所有发射天线之间对应信道的信号接收功率；

第二统计单元，适于以测量获得的各信道的信号接收功率的总和与第二阈值之和作为所述目标小区与其他小区进行比较的接收信号总强度；所述第二阈值通过如下方式确定：第二阈值＝10×log₁₀[(a/b)×(b1/a1)]，其中a为目标小区包含的信道总数，b为与所述目标小区比较接收信号总强度的小区中包含的信道总数，a1是信道总数为a的小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量，b1是信道总数为b的小区中在参考符号的接收时刻测量信号接收功率的信道数量。

12.根据权利要求11所述的通信系统中小区重选的判断装置，其特征在于，所述天线配置信息包括发射天线和接收天线的数量，所述信号收发方式包括接收分集、发射分集或空分复用。

13.根据权利要求12所述的通信系统中小区重选的判断装置，其特征在于，目标小区中发射天线和接收天线的配置为m×n，其中m为自然数，n为大于1的自然数，所述估计单元包括：

第一测量单元，适于测量所述目标小区中m×n个信道的接收信号功率；

第一统计单元，适于以测量获得的m×n个信道的接收信号功率的总和作为该目标小区的接收信号总强度RSRP_all。

14.根据权利要求11所述的通信系统中小区重选的判断装置，其特征在于，所述切换单元包括：

判断单元，适于判断是否存在一个或一个以上满足所述重选条件的邻小区；

选择单元，适于从所有满足所述重选条件的邻小区中选择接收信号总强度的值最大的小区作为新的服务小区。

15.根据权利要求14所述的通信系统中小区重选的判断装置，其特征在于，还包括：维持单元，适于在所述判断单元判断出不存在满足所述重选条件的邻小区时，仍以当前驻留的小区作为服务小区。

16.根据权利要求11所述的通信系统中小区重选的判断装置，其特征在于，所述通信系统为LTE系统。