CN106105283A - 物理小区id分配 - Google Patents

Abstract

提供了一种将物理小区ID PCI分配给小区的方法和设备，所述小区(5)是较大小区(例如，宏小区)的基站的覆盖区内的多个小区(例如，毫微微小区)中的一个，所述方法包括：基于来自覆盖区内的多个小区的信号强度数据定义针对较大小区的多个频段，其中，每个频段具有预定信号强度范围，并且基于来自较大小区的基站的信号强度和多个频段的(10)个相应频段将PCI分配给小区。

Description

物理小区ID分配

技术领域

本发明涉及移动电信网络中的物理小区ID(PCI)分配。

背景技术

4G网络是第四代移动电信技术标准，并且包括WiMAX和LTE-Advanced网络标准。4G网络包括支持小规模演进节点B(eNodeB)的新架构，其可以被安装在私人家庭(被称为毫微微接入点或者毫微微小区)或者户外区域(根据覆盖区被称为宏小区或微微小区)。这些小区共同被称为小小区。

小小区可以位于较大宏小区的覆盖区内，并且必须每个都包括物理小区ID(PCI)，以在移动网络上对于其它小区和用户设备UE识别其本身。在4G网络中，小区可以通过从504个可能PCI的池中选择来自我分配它们的PCI，选择过程取决于由相邻小区使用的地址(这不同于先前移动电信网络的集中PCI分配过程)。例如，针对新小区的eNodeB最初从可能PCI中选择随机PCI，并且在从用户设备UE接收到测量报告之后或者通过侦听相邻小区确定正在使用的PCI。eNodeB然后可以更改其PCI，使得与任何相邻小区不存在冲突或者混淆。本领域技术人员将理解，当两个相邻小区具有相同PCI时，发生PCI冲突，并且当UE可以检测到具有相同PCI的两个小区时发生PCI混淆。违反这些规则中的任一个都被称为PCI冲突。

PCI值在小区选择、切换和重选过程期间非常重要。当UE被切换并且不具有相邻小区的最新列表时，UE将使用存储在其通用用户识别模块中的公共陆地移动网络扫描属于其网络的eNodeB。UE将解码来自公共陆地移动网络中的eNodeB的主同步信号和辅同步信号(并且从这些同步信号计算针对eNodeB的PCI)，并且测量它们的信号强度。然后，UE将尝试针对其最高优先级公共陆地移动网络向eNodeB登记。

当UE在小区之间移动时，使用小区切换过程以将UE从服务小区转换到目标小区。在密集小区部署区域(这对于小小区很常见)中，如果存在PCI冲突，则切换是有问题的。例如，如果服务小区包括具有相同PCI的两个相邻小区(即，存在PCI冲突)，则切换可能不发生。为了克服该问题，将针对目标小区的附加标识符(全局小区标识符)发送到服务小区，这使得能够区分具有相同PCI的两个相邻小区。

当UE驻留在小区时，它可以进入空闲模式(例如，如果不存在流向它的业务量)并且周期性地初始化以检验eNodeB的信号强度。如果信号强度下降到阈值以下，UE将执行小区重选过程以选择最合适小区(例如，具有更大信号强度的小区)。由服务小区广播的邻居列表可以帮助小区重选过程。邻居列表可以包含针对多达16个相邻小区的PCI、以及针对每个PCI的Q偏移值。Q偏移是-24dB到+24dB之间的偏移，UE将该值添加到针对该小区的所测量信号强度(以及所配置的滞后值)。然后，UE可以通过以下步骤来确定选择哪个小区：识别多个相邻小区(使用PSS和SSS信号)，测量来自每个小区的信号强度，并且将Q偏移添加到针对也出现在邻居列表上的多个相邻小区中的每个小区的所测量信号强度，并且基于包括Q偏移的信号强度选择将要连接的小区。因此，Q偏移值被用于使得相邻小区具有或多或少的吸引力，例如如果小区具有高级别业务量，并且相邻小区具有低级别业务量，在可以在邻居列表中给予该相邻小区正Q偏移，以鼓励UE连接到该小区。

发明人已经认识到当存在PCI冲突时小区重选过程的问题。即，由每个eNodeB广播的邻居列表仅包括识别小区的PCI值，使得不能够区分具有相同PCI的两个小区。在邻居列表包括PCI冲突的情况下，邻居列表将不能够列出针对相同PCI的两个不同Q偏移。

该问题对于小小区尤其有关，因为很可能在小地理区域中部署很多小小区(例如，公寓街区，其中，每个公寓具有其自己的小小区)。在这样的环境中，在宏小区覆盖区内可以部署多于504个小小区，给出PCI重复(duplication)发生的高可能性。而且，由于邻居列表可以仅包括最多16个小区，在该列表中也存在PCI重复发生的高可能性。

国际专利申请第2013/078573A1号公开了用于蜂窝网络中的PCI分配的方法和装置，其中，分别基于第一小区与第二小区之间的距离关系以及第一小区和第二小区的第一边界圆和第二边界圆的半径来分配针对第二小区的PCI。

US专利申请公开第2011/0086652号公开了用于通过利用一组候选PCI使用PCI重用因子和每个小区的接收信号强度在无线通信系统中分配PCI的方法和装置。

因此期望减少一些或者所有以上问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种将物理小区ID(PCI)分配给小区的方法，其中，该小区是设置在第二小区的基站的覆盖区内的多个小区中的一个，该方法包括以下步骤：接收针对多个小区的信号强度数据，其中，信号强度数据涉及在多个小区中的每个小区处的来自第二小区的基站的信号的强度；基于所接收的信号强度数据在第二小区的基站的覆盖区内定义多个频段，其中，每个频段具有预定信号强度范围；以及基于在多个小区中的一小区处的来自第二小区的基站的信号的强度和多个频段中的对应频段，将PCI分配给该小区。

因此，本发明的方法可以根据在该小区处的来自第二小区的基站的信号的强度和在覆盖区内的多个小区中的每个小区处的来自第二小区的基站的信号的强度的函数，将PCI分配给小区。特别地，可以基于信号强度数据定义多个频段(每个表示信号强度范围)，并且可以给多个频段中的一个频段内的所有小小区分配被指定用于该频段的多个PCI中的一个，其中，在频段之间不存在PCI的重复。这降低了针对多个小小区的PCI冲突的可能性。

而且，Q偏移值对于任一个频段内的所有小区也可以是相同的。因此，可以编辑(compile)包括多个小区和对应Q偏移的邻居列表，该邻居列表仅包括唯一多对PCI和Q偏移项。

该方法还可以包括将信号发送到小区的步骤，该信号包括所分配的PCI。因此，一旦已经针对第二小区的覆盖区内的多个小区分配了PCI值，就可以将指示其所分配的PCI的信号发送到每个小区。然后，小区可以选择其PCI并且从而重配置其PSS和SSS信号。

该方法还可以包括以下步骤：基于在每个小区处的来自第二小区的基站的信号的强度和多个频段中的对应频段将一组PCI中的PCI分配给多个小区中的每个小区，其中，每个频段包括对应一组PCI。该方法可以由第二小区的eNodeB、小小区或者网络中的专用设备来实现。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将物理小区ID(PCI)分配给小区的设备，其中，该小区是设置在第二小区的基站的覆盖区内的多个小区中的一小区，该设备包括：接收器，所述接收器用于接收针对多个小区的信号强度数据，其中，信号强度数据涉及在多个小区中的每个小区处的来自第二小区的基站的信号的强度；以及处理器，所述处理器适于基于所接收的信号强度数据在第二小区的基站的覆盖区内定义多个频段，其中，每个频段具有预定信号强度范围，并且所述处理器进一步适于基于在多个小区中的一小区处的来自第二小区的基站的信号的强度和多个频段中的对应频段将PCI分配给该小区。

包含计算机可执行代码的计算机程序，当计算机可执行代码在计算机上执行时，使得计算机执行本发明的第一方面的方法的步骤。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将参考附图通过举例说明其实施方式，其中：

图1是示出包括宏小区和小小区系统的本发明的第一实施方式的示意图；

图2是示出图1的宏小区和小小区系统中的针对信号的信号强度和距离之间的关系的图表；

图3是示出图1的实施方式的方法的流程图；

图4是示出多个频段的图1的宏小区和小小区系统的示意图；

图5是包括重复PCI分配的图1的宏小区和小小区系统的示意图；以及

图6是示出包括两个宏小区和小小区系统的本发明的第二实施方式的示意图，其中，两个宏小区的覆盖区交叠。

具体实施方式

现在将参考图1到图5描述本发明的方法的第一实施方式。图1示出典型宏小区系统1。宏小区1包括eNodeB 3，eNodeB 3被配置为在覆盖区5附近发送信号。这些信号的强度在覆盖区5附近变化。通常，信号强度随着离eNodeB 3的距离衰减，但是也可以由于其它因素而衰减，例如建筑物或者地理影响。信号强度的降低通常被称为“路径损耗”，并且覆盖区5的边缘可以由信号强度可以忽略的点来限定。本领域技术人员应当理解，覆盖区5的边缘通常具有非圆形形式，但是在附图中为了方便起见使用圆形。

图1还示出宏小区eNodeB 3的覆盖区5中的多个毫微微小区7(毫微微小区7a...7f)。图2是示出在每个毫微微小区7a...7f处测量的来自eNodeB 3的信号的强度与每个毫微微小区7a...7f离宏小区eNodeB 3的距离之间的关系的图表。如所示，信号强度通常遵循与离宏小区eNodeB 3的距离的指数关系。因此，与进一步远离宏小区eNodeB 3的毫微微小区相比，针对更接近宏小区eNodeB 3的毫微微小区的信号强度相对于距离更多地变化。因此，由于离宏小区eNodeB 3的距离不存在差异，毫微微小区7d、7e、7f经历几乎相同信号强度，同时毫微微小区7a、7b、7c由于离宏小区eNodeB 3的距离差导致经历非常不同的信号强度。

图3是示出将物理小区ID(PCI)分配给宏小区覆盖区中的毫微微小区的方法的流程图。在该实施方式中，该方法由宏小区eNodeB 3实现。作为第一步骤，宏小区eNodeB 3从宏小区覆盖区内的多个毫微微小区接收信号强度数据(步骤S1)。因此，每个毫微微小区测量来自宏小区eNodeB 3的信号的强度，并且将所测量的信号强度报告给宏小区eNodeB 3。然后，宏小区eNodeB 3可以核对(collate)所有这些测量值以产生信号强度数据。

然后，宏小区eNodeB 3定义关于宏小区eNodeB 3的多个频段，其中，每个频段表示信号强度范围(步骤S2)。再次，每个频段的极限通常具有非圆形形式，但是在图4和图5中为了方便起见使用圆形表示。每个信号强度范围的宽度(以dB测量)将变化，并且由宏小区eNodeB 3来计算。

宏小区eNodeB 3可以以多种方式计算每个信号强度范围的宽度。例如，可以定义每个信号强度范围的极限，以使得覆盖区5由特定数量的相等厚度(例如，相等dB范围)的频段来覆盖，以使得每个频段具有相等数量的毫微微小区。

然后，宏小区eNodeB 3可以基于针对每个毫微微小区的所测量信号强度和多个频段中的其对应频段(即，比较所测量信号强度与针对每个频段的信号强度范围)为每个毫微微小区选择组(步骤S3)。

然后，宏小区eNodeB 3将PCI分配给每个毫微微小区(步骤S4)。宏小区eNodeB 3使用分配算法将PCI分配给每个毫微微小区，其目标在于最小化两个毫微微小区之间的任何干扰机会。在本实施方式中，分配算法将三个可能PCI中的一个分配给任一组中的每个毫微微小区，跨不同组之间不存在PCI的重复。选择PCI值，诸如以最大化组中的毫微微小区之间的汉明(Hamming)距离，因此最小化从多个毫微微小区发送的信号之间的干扰机会。

本领域技术人员将理解，每个频段包括三个可能PCI分配不是必要的。这允许算法定义五个不同频段，每频段具有至少三个可能PCI分配(邻居列表中当前最多16个PCI)。发明人已经发现，这是在减少每频段的冲突数量与提供良好移动性之间的很好折衷。然而，本领域技术人员将理解，这不是必要的，并且可以实现任何数量的PCI分配。

图4示出应用至图1的宏小区1的本发明的方法的示例。作为第一步骤，每个毫微微小区7a...7f向宏小区eNodeB 3报告其测量的信号强度，然后所测量信号强度被核对以产生针对多个毫微微小区7的信号强度数据。

然后，宏小区eNodeB 3定义关于宏小区eNodeB 3的多个频段9a、9b、9c、9d，其中，每个频段表示信号强度范围。在本示例中，第一频段9a具有90dB的强度范围，第二频段9b具有20dB的强度范围，第三频段9c具有20dB的强度范围，以及第四频段具有20dB的强度范围。

如图4所示，第一毫微微小区7a位于第一频段9a内(即，针对第一毫微微小区7a的信号强度在第一频段9a的信号强度范围内)，第二毫微微小区7b位于第二频段9b内(即，针对第二毫微微小区7b的信号强度在第二频段9b的信号强度范围内)，第三毫微微小区7c位于第三频段9c内(即，针对第三毫微微小区7c的信号强度在第三频段9c的信号强度范围内)，以及第四、第五和第六毫微微小区7d、7e、7f均位于第四频段9d内(即，针对第四、第五和第六毫微微小区7d、7e、7f的信号强度在第四频段9d的信号强度范围内)。

然后，宏小区eNodeB 3为每个毫微微小区7a...7f选择组。在本示例中，第一毫微微小区7a在第一组中，第二毫微微小区7b在第二组中，第三毫微微小区7c在第三组中，以及四、第五和第六毫微微小区7d、7e、7f都在第四组中。

然后，宏小区eNodeB 3将PCI分配给每个毫微微小区7a...7f。在本示例中，宏小区eNodeB 3将三个可能PCI中的一个分配给任一组中的每个毫微微小区，跨不同组不存在重复。因此，可以给第一组中的毫微微小区分配PCI 0到2中的任一个，可以给第二组中的毫微微小区分配PCI 3到5中的任一个，可以给第三组中的毫微微小区分配PCI 6到8中的任一个，以及可以给第四组中的毫微微小区分配PCI 9到11中的任一个。在本实施方式中，给第一毫微微小区7a分配PCI 0，给第二毫微微小区7b分配PCI 3，给第三毫微微小区7c分配PCI7，以及给第四、第五和第六毫微微小区7d、7e、7f分别分配PCI 9、10和11。

图5示出第四组9d包含四个毫微微小区7d...7g的示例。如上所述，分配算法将三个可能PCI中的一个分配给任一组中的每个毫微微小区，使得分配算法必须将相同PCI分配给第四组9d中的四个毫微微小区中的两个。在本示例中，分配算法将不同PCI分配给相互非常接近的毫微微小区(即，分别给毫微微小区7d、7e、7f分配PCI 9、10和11)，给毫微微小区7g分配重复PCI(PCI 9)。该方法再次最小化来自多个毫微微小区的信号之间的干扰机会，这是因为给毫微微小区7d、7e、7f分配了不同PCI，并且将重复PCI分配给距离特别远的毫微微小区(这使得UE将不从具有相同PCI的两个毫微微小区接收任何信号)。

本领域技术人员将理解，宏小区eNodeB 3能够确定哪个毫微微小区在地理上与多个毫微微小区7隔离。例如，宏小区eNodeB 3可以从每个毫微微小区接收关于附近毫微微小区的身份的数据(有时称为“侦听”数据)。该数据以及与来自宏小区eNodeB 3的信号的强度相关的数据一起可以用于识别多个毫微微小区7内的毫微微小区的隔离。

在本实施方式中，分配算法由宏小区eNodeB 3执行。一旦宏小区的覆盖区5中的所有毫微微小区都分配了PCI，宏小区eNodeB 3就可以将指示所分配的PCI的信号发送到每个毫微微小区。然后，每个毫微微小区可以基于该分配值选择其PCI。如果添加毫微微小区，则算法可能需要重新运行。

当用户设备UE正在选择或者重选小区时，其可以使用邻居列表确定哪个小区是将要连接的最合适小区。在本实施方式中，邻居列表由宏小区的eNodeB 3编辑和广播，并且包括多个相邻小区和它们的对应Q偏移。本领域技术人员将理解，Q偏移是-24dB与+24dB之间的值，该值被配置为使得能够使小区对UE的连接具有或多或少的吸引力。

邻居列表中的多个相邻小区可以包括宏小区的覆盖区5内的多个毫微微小区，已经基于上述算法给所述多个毫微微小区分配了PCI以及与它们的对应Q偏移(在本实施方式中，对应Q偏移是对于特定组中的所有毫微微小区是相同值)。由于分配了PCI，使得附近毫微微小区不存在重复，或者任何重复PCI被分配到较远毫微微小区，因此减少了多个相邻小区中的小区之间的冲突机会。

在小区选择或者重选过程期间，UE可以从宏小区eNodeB 3(例如，在SIB5中，如果毫微微层在另一个频率上)或者毫微微小区(例如，在SIB4中)接收邻居列表。因此，UE可以区分多个相邻小区中的每个小区，并且确定哪个Q偏移归于(attribute to)每个小区。然后，UE可以确定所有附近小区的信号强度，计算针对每个小区的PCI值(根据PSS和SSS同步信号)，并且将Q偏移应用至针对每个小区的所测量的信号强度。然后，UE可以连接到最具吸引力的小区(即，一旦应用了偏移，该小区就具有最大信号强度)。

在上述实施方式中，宏小区eNodeB 3将PCI值分配给其覆盖区中的每个毫微微小区。然而，本领域技术人员将理解，由宏小区eNodeB 3执行分配不是必要的。即，针对移动电信网络的任何形式的基站都可以实现该方法。而且，网络中的被配置为在第二小区的覆盖区中的每个毫微微小区处接收(直接地或者间接地)来自第二小区的基站的信号的强度的任何设备然后可以定义多个频段，并且使用上述算法将PCI分配给每个小区。例如，网络中的专用设备或者毫微微小区中的任一个都可以被配置为接收信号强度数据并且执行上述算法。算法的输出将通知毫微微小区它们的PCI并且还建立针对宏小区的邻居列表。而且，本领域技术人员将理解，该方法可以是计算机实现的。

优化上述算法，使得给每个毫微微小区分配将与所有附近毫微微小区(即，可能与该毫微微小区具有交叠覆盖区的毫微微小区)具有大汉明距离的PCI，或者给被选择用于低干扰的毫微微小区分配重复PCI(例如，在地理上遥远的毫微微小区)。然而，本领域技术人员将理解，上述分配算法的一些步骤不是必要的。例如，分配算法可以将任何数量的可能PCI值分配给任一组中的毫微微小区。然而，这可能增加干扰机会，因为组内的两个PCI分配之间的汉明距离减少。

本领域技术人员将理解，本发明提供了进一步优点。例如，当确定小区切换是否合适时，传统UE必须针对毫微微小区和宏小区基站进行频率信号强度测量。然而，在本发明中，UE可以针对相邻小区进行测量报告，并且将其报告给服务毫微微小区。然后，服务毫微微小区可以使用该报告来预测宏小区位置，因此减少了UE做出针对宏小区的报告的需要。因此，这可以增加UE的电池寿命。

图6示出包括分别具有第一eNodeB基站12和第二eNodeB基站14、以及第一覆盖区15和第二覆盖区16的第一宏小区11和第二宏小区13的本发明的第二实施方式。第一覆盖区15和第二覆盖区16交叠，使得存在交叠覆盖部分15。在本示例中，毫微微小区17位于交叠覆盖部分15中，使得其可以从第一eNodeB基站12和第二eNodeB基站14接收信号。

毫微微小区17可以测量来自第一eNodeB基站12和第二eNodeB基站14的信号强度。在本示例中，毫微微小区17测量出来自第一eNodeB基站12的更大信号强度，并且向第一eNodeB基站12报告其信号强度以用于PCI分配。因此，第一eNodeB基站12分配PCI(如上所述)并且将信号发送到毫微微小区17，使得其可以相应地配置其PCI。来自第一eNodeB基站12和毫微微小区17的邻居列表因此可以包括该PCI和对应Q偏移。

本领域技术人员将理解，由于毫微微小区17也在第二eNodeB基站14的覆盖区内，因此可能与第二覆盖区16中的另一个毫微微小区存在PCI冲突。为了减少这样的冲突发生的机会，当将PCI分配给区域16中的其它毫微微小区时，可以考虑分配给毫微微小区17的PCI。eNodeB 12和eNodeB 14的邻居列表可以都包含毫微微小区17的PCI，但是可能具有不同偏移值。

上述实施方式描述了宏小区的eNodeB基站的覆盖区内的多个毫微微小区。然而，本领域技术人员将理解，上述方法应用至位于较大小区的覆盖区内的任何小区(即，覆盖区小于较大小区的覆盖区的任何小区)。例如，该方法可以同样地应用至微微小区的覆盖区内的多个毫微微小区、微小区的覆盖区内的多个微微小区、或者宏小区的覆盖区内的多个微小区。

在上述实施方式中，eNodeB可以计算每个信号强度范围的宽度，使得覆盖区由相等厚度的特定数量的频段覆盖，或者使得每个频段具有相等数量的毫微微小区。然而，本领域技术人员将理解，信号强度范围的宽度也可以被计算为使得每频段冲突最少。

本领域技术人员将理解，特征的任何组合都可以在本发明的所要求范围内。

Claims (12)

1.一种将物理小区ID PCI分配给小区的方法，其中，所述小区是设置在第二小区的基站的覆盖区内的多个小区中的一个，所述方法包括以下步骤：

接收针对多个小区的信号强度数据，其中，所述信号强度数据涉及在所述多个小区中的每个小区处的来自第二小区的基站的信号的强度；

基于所接收的信号强度数据在所述第二小区的基站的覆盖区内定义多个频段，其中，每个频段具有预定信号强度范围；以及

根据在所述多个小区中的一小区处的来自所述第二小区的基站的信号的强度和所述多个频段中的对应频段，将PCI分配给该小区。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：

将信号发送到所述小区，所述信号包括所分配的PCI。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：

基于在所述多个小区中的每个小区处的来自所述第二小区的基站的信号的强度和所述多个频段中的对应频段，将一组PCI中的PCI分配给每个小区，其中，每个频段包括对应一组PCI。

4.根据权利要求3所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：

编辑包括针对每个小区分配的PCI和对应Q偏移值的邻居列表。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：

广播所述邻居列表。

6.一种包含计算机可执行代码的计算机程序，当所述计算机可执行代码在计算机上被执行时，使得所述计算机执行权利要求1至5中的任一项所述的方法的步骤。

7.一种用于将物理小区ID PCI分配给小区的设备，其中，所述小区是设置在第二小区的基站的覆盖区内的多个小区中的一个，所述设备包括：

接收器，所述接收器用于接收针对多个小区的信号强度数据，其中，所述信号强度数据涉及在所述多个小区中的每个小区处的来自第二小区的基站的信号的强度；以及

处理器，所述处理器适于基于所接收的信号强度数据在所述第二小区的基站的覆盖区内定义多个频段，其中，每个频段具有预定信号强度范围，并且所述处理器进一步适于基于在所述多个小区中的一小区处的来自所述第二小区的基站的信号的强度和所述多个频段中的对应频段，将PCI分配给该小区。

8.根据权利要求7所述的设备，所述设备进一步包括发送器，所述发送器适于将指示所分配的PCI的信号发送到所述小区。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的设备，其中，所述处理器适于基于在所述多个小区中的每个小区处的来自所述第二小区的基站的信号的强度和所述多个频段中的对应频段，将一组PCI中的PCI分配给每个小区，其中，每个频段包括对应一组PCI。

10.根据权利要求6或权利要求7所述的设备，其中，所述处理器进一步适于编辑包括针对每个小区分配的PCI和对应Q偏移值的邻居列表。

11.根据权利要求10所述的设备，所述设备进一步包括发送器，所述发送器适于广播所述邻居列表。

12.根据权利要求7至11中的任一项所述的设备，所述设备是eNodeB基站。