CN1531368A - 在分层小区结构中利用载干比来提供多播业务的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在具有分层小区结构的移动通信系统中，从宏小区或微小区向移动台提供多播业务的方法，在该移动通信系统中，一个给定区域被划分为彼此重叠的至少一个宏小区和至少一个微小区。移动台通过根据在宏小区区域中测量的用于多播业务的载干比(C/I)，以及根据存在或不存在正在使用的同时呼叫，访问宏小区或微小区来接收多播业务。当不存在同时使用的同时呼叫时，移动站通过访问在其中测量的载干比等于或高于所需的载干比的区域内的宏小区来接收多播服务。然而，当存在同时使用的同时呼叫时，移动站通过基于当前小区和载干比访问宏小区或微小区，来接收多播业务。

Description

在分层小区结构中利用 载干比来提供多播业务的方法
技术领域
本发明通常涉及一种移动通信系统，尤其涉及一种在分层小区结构中有效提供多播业务的方法。
背景技术
在移动通信系统中，可以根据国际电信联盟-电信标准部(ITU-T)Q.1711中定义的业务范围和数据速率来进行对于例如特大小区、宏小区、微小区、和微微小区的各种无线接入。并且，根据小区的类型，业务覆盖是不同的。同样，业务覆盖范围和数据速率根据移动通信业务的等级在一定程度上有所不同，下面举例说明每个小区的业务方法。
特大小区利用卫星通信网络提供覆盖很大区域的宽带业务，它的小区半径小于100到500Km。特大小区可以同时提供数据业务和话音业务。宏小区的业务半径小于35Km，主要用于郊区和半平坦地区，以在移动通信系统中的低业务量区域扩大它的覆盖。可以引入宏小区，而不考虑用于小区扩展的基站和作为转发器安装的基站之间的频率。
同时，微小区具有大约0.5到1Km的覆盖范围，并且在微小区中，移动台可以看见基站天线的一个可视范围无线电路径成为主要传输路径。另外，通过安装一个室内系统或一个小型转发器，微微小区服务于市区中小于50m半径的建筑群区域和地下区域。室内系统通过把一个欧洲传输速率1(E1，European Transmission Rate)线路从移动交换中心连接到室内基站收发系统(BTS，Base station Transceiver System)，即一个微微BTS，并且在建筑物中安装光缆和天线来提供室内业务。小型转发器接收地面波并利用一个全向天线或片天线以2Mbps的最大数据速率服务于建筑物的地下室。
在移动通信系统中，根据所提供的业务类型，小区的业务区域和应用区域是不同的，并且，一个小区区域内的到达距离和用户容量根据基站天线的位置、天线的高度、天线的波束类型、天线斜率和天线的传输功率而变化。
正如上面所提及的，根据同一个区域中小区的规模和数据速率来提供不同的业务，这被称为分层小区结构(HCS，hierarchical cell structure)。例如，当在一个特定区域中，同时提供微小区业务和宏小区业务时，应该认为该区域形成了一个HCS。
一般来说，在HCS系统中，宏小区管理快速移动的用户和低速数据传输业务，而微小区管理缓慢移动的用户和高速数据传输业务。更确切的说，因为宏小区具有大的小区半径但具有有限的业务容量，因此对于宏小区来说最好服务于需要低速数据传输业务的用户。然而，当快速移动的用户在微小区中被服务时，业务效率也许会由于频繁的小区切换(也可以称作越区切换)而降低。因此，快速移动的用户最好在宏小区中被服务而非微小区。
在一些情况下，可以根据宏小区或微小区的负载而改变提供业务的方法。即，这里建议一种方法，当一个特定微小区具有很重的负载时，在宏小区中向快速移动的用户提供服务。
同时，对于在HCS中提供多播业务的方案，提供一个可行的方法，就是当提供特定多播业务的微小区的数量非常少时，在微小区中提供多播业务；而当微小区的数量非常大时，在宏小区中提供多播业务。
然而，对于多播业务来说，当微小区专门提供一个高速数据传输业务时，业务质量(QoS)会由于接收特定多播业务的用户数量的增加或频繁的切换而降低。相反，当宏小区专门提供多播业务时，多播业务的数据速率的增长不会影响到宏小区的负载。
另外，提供一种动态选择多播业务的层的方案。然而，因为在业务过程中在各个层之间会频繁发生切换，宏小区会由于被高速发送的数据而体验相当大的容量下降。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种方法，用于在具有分层小区结构的移动通信系统中，通过利用载干比来选择宏小区或微小区来有效提供多播业务。
为了充分实现上述或其它目的，提供一种在具有分层小区结构的移动通信系统中，从一个宏小区或一个微小区向移动台提供多播业务的方法，在该系统中，至少一个微小区区域与一个宏小区区域重叠。该方法包括：确定与微小区区域重叠的宏小区中的测量载干比(C/I)是否满足特定多播业务所需的载干比；以及如果测量的载干比满足所需的载干比，那么由移动台从控制该宏小区的基站接收所述特定多播业务。
并且，该方法还包括步骤：当移动台进入一个给定微小区并访问所述微小区的基站时，确定移动台想要接收的业务是否是多播业务。
如果移动台想要接收的业务不是多播业务，该移动台保持对相应微小区的基站的访问。
即使当在移动台所属的宏小区中测量的载干比满足所需的载干比，移动台也可以根据其所处的微小区的业务状态，有选择地从宏小区和微小区接收多播业务。
移动台根据请求特定多播业务的用户数量，确定是否从微小区提供多播业务。
移动台根据提供特定多播业务的微小区的数量，确定是否从微小区提供多播业务。
当测量的载干比不满足所需的载干比时，移动台保持对相应微小区的基站的访问。
当移动台从宏小区接收多播业务时，移动台在选定周期测量宏小区区域中的载干比，并确定在选定周期测量的载干比是否满足所需的载干比，从而确定是否执行至微小区的切换。
当根据可用数据速率划分宏小区的区域并且移动台进入被划分的宏小区的区域时，根据是否向移动台提供多播业务，来应用用于相应区域的数据速率的载干比。
作为划分区域标准的数据速率是384Kbps、144Kbps、64Kbps和12.2Kbps中的一个。在同步纯发展数据(EV-DO，Evolution-Data Only)系统中，作为划分区域标准的数据速率是38.4Kbps、76.8Kbps、153.6Kbps和307.2Kbps中的一个。
为了充分实现上述和其它目的，提供了一种在具有分层小区结构的移动通信系统中，利用载干比来提供多播业务的方法，在该移动通信系统中，一个给定区域被划分为相互重叠的至少一个宏小区和至少一个微小区，移动台从宏小区或微小区接收多播业务。该方法包括：当移动台进入一个给定微小区并向基站发送多播分组呼叫建立请求以建立至基站控制器的无线电承载时，基站控制器将相应宏小区区域中测量的载干比发送到移动台；以及如果测量的载干比满足多播业务所需的载干比，则执行从微小区到宏小区的切换。
附图说明
结合附图从以下详细说明中会更加明了本发明的上述和其它目的、特征和优点，其中：
图1是根据本发明的一个实施例，在分层小区结构中用于多播业务的基于载干比的业务区域的图；
图2是根据本发明的一个实施例，用于在分层小区结构中提供多播业务的概念的图；
图3是根据本发明的一个实施例，用于在分层小区结构中提供多播业务的程序的流程图；以及
图4是根据本发明的一个实施例，用于在分层结构中管理多播业务的程序的流程图。
具体实施方式
现在参考附图对本发明的实施例进行详细的描述。在附图中，相同或相似的部分采用相同的附图标记来标注。在下面的描述中，为了简略起见，对于已知的功能和结构特征就不再进行详细的描述。
对于多播业务来说一个最主要的问题就是切换连接，本发明的实施例可以解决与由在微小区中使用的多播业务所引起的频繁切换相关的问题，还能够解决由于在宏小区中提供的高速多播业务而带来的过载问题。也就是说，通过根据宏小区的载干比(以后用C/I来表示)，有效地提供必须保持特定数据速率的多播业务，位于属于宏小区的微小区内的用户能够使用高速业务。
同时，另外一个区域或物理信道中的每伪随机噪声(PN)码片的平均传输功率和总传输功率谱密度之比需要满足第三代合作协议(3GPP)中指定的每一业务数据速率。在下面的表1中描述了技术规范(TS)25.101。表1是基于双路径步行。
                          表1
    数据速率(Kbps)     BLER(块差错率) DL需要的Ec/Ior
    12.2     10-2     -15.0
    64     10-1     -13.9
    10-2     -10.0
    144     10-1     -10.6
    10-2     -6.8
    384     10-1     -6.3
    10-2     -2.2
参考图1和图2，下面将根据本发明的一个实施例对HCS结构进行说明，在该HCS结构中，按照C/I划分宏小区。
将参考图1来说明HCS结构。HCS可以按照这样的方式设计：在一个宏小区100内重叠多个微小区110。因为数据速率根据距离基站的距离而改变，因此表1中宏小区的数据速率可以按照图1那样被区域划分。
也就是说，可以根据距离使用基站的宏小区100的中心的距离来划分和安排数据速率。例如，在基站的中心可以提供高达384Kbps数据速率的业务，以及因为Ec/Ior会随着业务距离中心越远而下降，用户距离中心越远，在下降的114Kbps、64Kbps和12.2Kbps的数据速率提供业务。
图2是根据本发明的一个实施例，描述在分层小区结构中提供多播业务的概念的一个图表。参考图2，一个基于数据速率的宏小区的边界按照距离被划分，宏小区基站200位于中心，第一到第四数据速率分别和区域202、204、206和208相匹配，从基站的中心到外围，数据速率按照从最高到最低排列。
属于宏小区区域内的微小区的用户能够从微小区或宏小区接收特定数据速率的多播业务。微小区基站210中的用户可以从微小区接收第一和第二数据速率的多播业务，并从宏小区接收第三和第四数据速率的多播业务。
因此，属于支持第一数据速率的宏小区区域的移动台可以从宏小区接收第一数据速率的业务。然而，当移动台移动到支持第三数据速率的宏小区区域时，不能从宏小区接收第一数据速率的高速业务，并必须从能够提供第一数据速率的业务的微小区接收高速业务。
更具体地，在微小区中建立一个区域，在这个区域中，能够根据用于用户所需数据速率的载干比来提供多播业务。也就是说，在超过设定半径的宏小区区域中，位于低层的微小区提供多播业务，在设定半径内的微小区区域中，基本上位于高层的宏小区提供多播业务。
然而，也可以附加使用将业务层从宏小区移动到微小区的现有方法，并在微小区中提供在宏小区中提供的业务。也就是说，如果请求特定多播业务的用户数量很小，或者如果提供特定多播业务的微小区数量很小，就可以采用在微小区中提供业务的现有方法，而不是在宏小区中提供业务，即使是在可以在宏小区中提供业务的区域中(即，当载干比在宏小区中满足时)。
现在结合附图图3和图4对执行上述方法的程序进行描述。
图3是根据本发明的一个实施例，举例说明在分层小区结构中提供多播业务的程序的流程图。参考图3，一个移动台锁定并访问一个给定微小区(步骤300)，并且请求一个想要的多播业务(步骤310)。如果请求的业务不是多播业务，则移动台继续保持对微小区的基站的访问(步骤320)。
可是，如果所请求的业务为多播业务，则移动台确定请求的多播业务的数据速率(步骤330)。然后，移动台比较用于请求的多播业务的数据速率的载干比和在移动台所属的宏小区中测量的载干比，并确定移动台是从宏小区还是从微小区接收多播业务(步骤340)。
如果在宏小区中测量的载干比高于用于请求的多播业务的载干比，表明可以从宏小区提供多播业务，因此，移动台执行至宏小区的切换(步骤360)。
因此，移动台从宏小区接收多播业务，并在业务期间不断的监视导频功率(最好是在选定周期内)，以检查是否在适当的C/I提供业务(步骤370)。当不能保证多播业务所需的适当载干比时，优选地切换回微小区。
但是，如果在宏小区中测量的载干比小于请求的多播业务的载干比，则移动台保持至微小区的访问以接收多播业务，因为不能从宏小区提供多播业务(步骤350)。在这种情况下，移动台周期性地监视导频功率，来检查是否在适当的C/I提供业务(步骤380)。
图4是根据本发明的一个实施例的流程图，举例说明了在分层小区结构中管理多播业务的程序。参考图4，一个已经进入给定微小区的移动台或用户终端(UE)，通过经由微小区的基站向基站控制器(BSC)A或无线电网络控制器(RNC)A发送一个无线电资源控制(RRC)连接建立请求来执行初始化(步骤400)，然后向RNC A发送一个多播业务的分组呼叫建立请求(步骤402)。
在收到分组呼叫建立请求后，RNC A将分组呼叫建立请求发送给核心网(CN，core network)(步骤404)，以及CN将无线电资源分配给RNC A(步骤406)。然后，RNC A将一个无线电承载(RB，radio bearer)建立消息发送到UE(步骤408)，响应于此，UE将RB建立完成消息发送给RNC A(步骤410)。
如果UE想要接收特定多播业务，RNC A发送一个测量控制报告以便能够测量载干比以确定UE是否选择一个宏小区(步骤412)。UE测量其所在的宏小区区域内的载干比，并将测量的载干比发送给RNC A(步骤414)。RNCA比较测量的载干比和多播业务所需的载干比(步骤415)。
如果在宏小区中测得的载干比满足(或高于)多播业务所需的载干比，UE执行向其所属的宏小区基站的切换，然后从该宏小区接收多播业务。
在用户没有操作其他业务时前述程序提供了一种分配方法。另外，对于同时发生的呼叫，用于提供同时呼叫的层分配方案不仅考虑到载干比，还考虑现有的呼叫业务层的下列小区选择：
(a)当已经接收宏小区中的另一业务的用户请求该宏小区提供的多播业务时，该用户从同一宏小区同时接收服务的现有业务和多播业务。
(b)当已经接收宏小区中的另一业务的用户请求微小区提供的多播业务时，基站将在宏小区中提供的呼叫切换至微小区，以在该微小区中同时提供多播业务和使用的呼叫。同时，当由于微小区缺少容量而不能提供多播业务时，基站根据宏小区的负载确定是否接收多播业务，并在宏小区中增大特定多播业务区域，从而在宏小区中同时接收多播业务和现有呼叫。
(c)当已经接收微小区中的另一业务的用户请求宏小区提供的多播业务时，执行与程序(b)相同的程序。然而，当微小区提供相同的多播业务时这是可以的。
(d)当已经接收微小区中的另一业务的用户请求微小区提供的另一多播业务时，如果在微小区中执行呼叫的用户请求微小区提供的高数据速率的多播业务，则微小区同时提供现有的呼叫和多播业务。
从前述的说明中可以看出，可以在宏小区的所有区域中防止由于高速数据传输而发生的过多容量减少。同样，还可以防止频繁切换和仅在微小区中提供多播业务而发生的传输质量降低。另外，和基于提供多播业务的微小区的数量和多播业务的用户数量而动态改变多播业务层的方法相比，在本发明的实施例中建议的方法能够防止层间发生的频繁切换。
尽管本发明已经参照某一实施例被公开和说明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种修改。

Claims (16)

1.一种在具有分层小区结构的移动通信系统中，从宏小区或微小区向移动台提供多播业务的方法，在该移动通信系统中，至少一个微小区区域和一个宏小区区域相互重叠，该方法包括下列步骤：
确定在微小区区域所重叠的宏小区中测量的载干比(C/I)是否满足特定多播业务所需的载干比；以及
如果测量的载干比满足所需的载干比，则移动台从控制所述宏小区的基站接收所述特定多播业务。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：确定移动台想要接收的业务是否为多播业务。
3.如权利要求2所述的方法，其中，如果移动台想要接收的业务不是多播业务，则移动台保持对控制相应微小区的基站或控制宏小区的基站的访问。
4.如权利要求1所述的方法，其中，即使测量的载干比满足所需的载干比，移动台也可以根据其所属的微小区的业务状态，有选择性从宏小区和微小区接收多播业务。
5.如权利要求1所述的方法，其中，当测量的载干比不满足多播业务所需的载干比时，移动台保持对控制相应微小区的基站的访问。
6.如权利要求1所述的方法，其中，当移动台从宏小区接收多播业务时，移动台在选定周期测量宏小区区域中的载干比，并确定测量的载干比是否满足多播业务所需的载干比，从而确定是否执行向微小区的切换。
7.如权利要求1所述的方法，其中，当根据可用数据速率划分宏小区的区域并且移动台进入所述宏小区的被划分区域时，基于是否向所述移动台提供多播业务而应用用于相应区域的数据速率的载干比。
8.如权利要求7所述的方法，其中，作为区域划分标准的数据速率为384Kbps、144Kbps、64Kbps和12.2Kbps中的一个。
9.如权利要求7所述的方法，其中，基于距离宏小区的中心的距离，提供不同的数据速率。
10.如权利要求1所述的方法，其中，基站可以请求特定移动台在特定时刻或周期测量载干比，并比较测量的载干比和用于特定业务的载干比，以确定是否执行切换。
11.一种在移动通信系统中的分层小区结构中，利用载干比来提供多播业务的方法，在该移动通信系统中，给定区域被划分成相互重叠的至少一个宏小区和至少一个微小区，以及移动台从所述宏小区或微小区接收多播业务，该方法包括下列步骤：
当移动台进入一个给定微小区，并向基站发送一个多播分组呼叫建立请求以建立至基站控制器的无线电承载消息时，由基站控制器向移动台发送测量的相应宏小区区域中的载干比；
如果测量的载干比满足所述多播业务所需的载干比，则执行从微小区向宏小区的切换。
12.一种在移动通信系统中的分层小区结构中，利用载干比来提供多播业务的方法，在该移动通信系统中，一个给定区域被划分成相互重叠的至少一个宏小区和至少一个微小区，以及移动台从所述宏小区或微小区接收多播业务，该方法包括下列步骤：
请求微小区提供的多播业务，同时接收在宏小区中服务的呼叫；
将在宏小区中服务的呼叫切换至微小区；以及
在微小区中同时提供多播业务和呼叫业务。
13.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
当由于微小区缺乏容量而不能提供多播业务时，基于宏小区的负载确定是否接收多播业务；
增大宏小区中的特定多播区域；以及
在宏小区中同时接收多播业务和呼叫业务。
14.一种在移动通信系统中的分层小区结构中，利用载干比来提供多播业务的方法，在该移动通信系统中，一个给定区域被划分成相互重叠的至少一个宏小区和至少一个微小区，以及移动台从所述宏小区或微小区接收多播业务，该方法包括下列步骤：
请求宏小区提供的多播业务，同时接收在微小区中服务的呼叫；
将在微小区中服务的呼叫切换至宏小区；以及
在宏小区中同时提供多播业务和呼叫业务。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
当由于宏小区缺乏容量而不能提供多播业务时，基于微小区的负载确定是否接收多播业务；
增大微小区中的特定多播区域；以及
在微小区中同时接收多播业务和呼叫业务。
16.一种在移动通信系统中的分层小区结构中，利用载干比来提供多播业务的方法，在该移动通信系统中，一个给定区域被划分成相互重叠的至少一个宏小区和至少一个微小区，以及移动台从所述宏小区或微小区接收多播业务，该方法包括下列步骤：
请求微小区提供的多播业务，同时接收在所述微小区中服务的呼叫；
确定所述多播业务需要比所述微小区通常提供的更高的数据速率；以及
在微小区中同时提供多播业务和呼叫业务。
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