CN1735258A

CN1735258A - Td－scdma系统中多载频小区主辅载频调整方法

Info

Publication number: CN1735258A
Application number: CN 200410041698
Authority: CN
Inventors: 汪孙节; 张军; 吴本寿
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2024-08-10
Also published as: CN100407853C

Abstract

一种TD－SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，在多载频小区中，选择一个载频作为主载频，其他载频作为辅载频；建立小区，激活主载频的TSO和DwPTS时隙，屏蔽辅载频的TSO和DwPTS时隙，将主公共信道配置到主载频上；主载频上的P－CCPCH采用全向覆盖方式，所有UE接收主载频上的广播消息；对主辅载频的功率、干扰和负荷进行测量，根据测量的结果评估主辅载频的可使用资源量，当有可使用资源量优于主载频的辅载频存在时，发起主辅载频切换。使用本发明的方法，主辅载频都可以进行接纳用户，碰撞概率小，接纳成功的概率高。

Description

TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法

技术领域：

本发明涉及TD_SCDMA(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access时分—同步码分多址接入)系统中的多载频小区中，主辅载频的调整。

背景技术：

为了满足一个小区内通信量的不断增长，通常需要在一个小区内使用多个载频。但是如果按照当前的TD-SCDMA协议对小区进行配置，一个小区内使用几个带有DwPTS和TS0的载频，那么一个处于小区交界处的UE(User Equipment，用户)会面临着小区搜索困难、测量复杂和切换困难等问题。

TD联盟的多载频建议(以下简称“建议”)中，对每一小区，从分配到的几个频点中确定一个作为主载频，其余的频点做为辅载频。主载频和辅载频使用相同的扰码和基本midamble(中间码)。为了解决小区搜索困难和切换困难等问题，在同一个小区范围内，仅在主载频上发送DwPTS和TS0，其主辅载频的频点是固定的，那么就需要在系统广播信息SIB11、SIB12中增加相关的辅载频信息，在相应的专用信息(如测量控制消息)中提供相关的辅载频的频率信息。

由于所有小区内的用户都是在主载频上进行接纳，然后分配到各个载频上，所以，接纳碰撞的概率高。同时切换到本小区的用户测量的是主载频的信息，但可能最终分配在辅载频上，所以切换过程比较复杂，且切换成功的概率不高。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是要提供一种在小区多载频覆盖模式下，主辅载频动态调整的方法。针对主辅载频的可使用资源的多少来对主辅载频进行动态调整。

本发明的技术方案为：

1.1在多载频小区中，选择一个载频作为主载频，其他载频作为辅载频；主载频和辅载频使用相同的扰码和基本中间码(Midamble)；其中，主载频的选择是随机的，也可以是后台配置的；

1.2建立小区，激活主载频的TS0和DwPTS时隙，在主载频的TS0和DwPTS时隙发送信号；屏蔽辅载频的TS0和DwPTS时隙，辅载频的TS0和DwPTS不发送信号，将主公共信道配置到主载频上；辅载频上没有P-CCPCH，主载频上的P-CCPCH采用全向覆盖方式，所有UE接收主载频上的广播消息；

1.3对主辅载频的功率、干扰和负荷进行测量，根据测量的结果评估主辅载频的可使用资源量；载频的功率越高、干扰越高、负荷越重，其可使用资源越多；反之该载频可使用资源越少；可使用资源量的评价可以使这几个测量量的加权值；可以设置一个迟滞时间，每隔一个迟滞时间才对对主辅载频的功率、干扰和负荷进行测量一次，根据测量的结果评估主辅载频的可使用资源量。

1.4如果没有可使用资源量优于主载频的辅载频存在，转到步骤1.3；否则广播主辅载频要进行重配置的消息，使所有的UE都在新的主载频上接收广播消息，并转到步骤1.5。

1.5发起主辅载频切换，把当前使用主载频切换为辅载频，删除它的公共信道，把可使用资源量最多的辅载频切换为主载频，在新的主载频上面建立公共信道，转步骤1.2。

在本发明中，判断辅载频的可使用资源量优于主载频的可使用资源量，是用条件之一：

(1)Q_{main_frequence}＜Q_worst且Q_{sub_frequency}＞Q_threshold

(2)：Q_{sub_frequence}＞Q_best且Q_{main_frequency}＜Q_threshold

(3)：Q_{main_frequence}＜Q_{sub_frequency}-Q_hysteresis

其中：

Q_{main_frequence}是主载频上可使用资源；

Q_{sub_frequence}是辅载频上可使用资源；

Q_worst是主载频上可使用资源低于最差值的门限；

Q_best是辅载频上可使用资源高于最好值的门限；

Q_threshold是主辅载频上可使用资源的一个门限；

Q_hysteresis主辅载频上资源的一个迟滞参数。

使用本发明的方法，可以带来以下效果：

(1)主辅载频都可以进行接纳，所以接纳可以在几个频点进行，比“建议”提出的方法碰撞概率小。

(2)切换过来的用户和新开机用户测量的是主载频的信息，同时也是在主载频上进行接纳的，比“建议”提出的方法接纳成功的概率高。

(3)在主载频上进行接纳判决，在辅载频上分配资源，需要一个将UE从主载频到辅载频上的切换过程。

(4)由于新进入小区的用户总是在主载频上进行接纳，已驻留在原载频上的用户如果与原载频是同步的，可以在原载频上进行接纳，由于不需要进行小区重选，减轻了UE的负担。

附图说明：

图1：小区建立后，初始的主辅载频分配图；

图2：主辅载频切换后，主辅载频的分配图；

图3：本发明中主辅载频动态调整的主要步骤流程图；

图4：时间T1时，各载频的用户分布图；

图5：时间T2时，切换前各载频的用户分布图；

图6：时间T3时，切换后各载频的用户分布图；

图7：本发明主辅载频动态调整的详细流程图。

具体实施方式：

在多载频小区中，一个小区配置多个载频(一般为同覆盖的载频)，所有载频构成载频组G(F0、F1…Fn)，主辅载频都可以接纳新业务，但当前小区内的新用户业务(指新开机用户或切换进入该小区的用户)只能接入到主载频上。主载频和辅载频的主要差别在于：主载频TS0(时隙0)和DwPTS(下行导频时隙)时隙起作用，辅载频TS0和DwPTS时隙被关闭。UE在新的主载频上读取广播消息和寻呼消息。也就是说，在主载频的TS0和DwPTS时隙发送信号。辅载频的TS0和DwPTS不发送信号，将主公共信道配置到主载频上。辅载频上没有P-CCPCH，主载频上的P-CCPCH采用全向覆盖方式，所有UE接收主载频上的广播消息。

UE的初始小区搜索过程可以分为如下四步：1、搜索某载频上信号最好的小区；2、检测该小区的DwPTS，建立下行同步；3、获得小区扰码和基本Midamble码(中间码)；4、确定P-CCPCH(主公共控制物理信道)的位置，取得控制复帧同步，读取BCH(广播信道)信息。从上述过程可知，由于只有主载频上的DwPTS工作，辅载频上的DwPTS时隙关闭，所有刚开机的用户或者切换到该小区范围内的用户检测不到辅载频信息，只能接入到主载频。当辅载频上的用户因为任何原因失去下行同步，需要重新进行小区搜索过程，最终也只能接入到主载频上。

本发明的基本思路是，主载频和辅载频不固定，随着主载频上新的连接的建立和辅载频上连接的释放，主辅载频上的可使用资源会发生变化。RNC(无线网络控制器)通过综合评估主辅载频的功率、干扰、负荷等信息来评估所有载频的质量，载频的功率越高、干扰越高、负荷越重，其可使用资源越多；反之该载频可使用资源越少。可使用资源量的评价可以使这几个测量量的加权值；如果存在某辅载频的可使用资源好于当前主载频，则把当前使用的主载频切换为辅载频，把可使用资源最多的辅载频切换为主载频。当主载频将要发生变化时，对于已接纳在该载频上的用户业务，不需要通知用户进行切换，只需要告诉它主载频发生变化。

图3描述了本发明的主要步骤，图7则详细描述了本发明的详细流程。下面进行描述：

如图3的步骤1，CRNC(controlling radio network controller，控制的无线网络控制器)通过C-ID(小区标识)来识别小区，通过本地小区ID来使用Node B提供的资源。Node B根据从CRNC接收到的消息来配置小区。对于小区内主辅载频的配置，可以是由后台的数据库来配置的，如果后台数据库没有配置，那么就随机选择一个频点作为主载频，其它所有频点作为辅载频。对应于图7小区建立及前部分的流程。如图1和图4所示，小区C共有四个载频：f1、f2、f3和f4。选择载频f1为主载频，其它三个载频f2、f3和f4均为辅载频。

根据图3的步骤2，只在主载频上发送广播消息和下行同步消息，辅载频的TS0和DwPTS时隙被关闭。对应于图7中的“打开主载频TS0和DwPTS，关闭辅载频的TS0和DwPTS，在主载频上发送广播消息和下行同步码”。这样，虽然小区内有多个频点可以使用，但DwPTS时刻只有主载频有信息。新开机的用户和切换到本小区的用户在进行小区搜索时由于只能检测到主载频的DwPTS信息，因此这些UE都只能接入到主载频上。

根据主辅载频的功率、干扰和负荷的测量信息，对主辅载频的可使用资源进行综合评估，如图3的步骤3和图7中的相应步骤。获取当前各个频点资源占用情况的信息。可使用资源情况的评估可以基于功率、干扰和负荷量进行评估的，是这几个测量量的加权。可使用资源量Q可以用测量量的加权Q＝1-(F1+F2+F3+Fn)来计算。其中：F1是功率的函数，随功率的增加而增大；F2是干扰的函数，随干扰的增强而增大；F3是负荷的函数，F3是负荷的增加而增大；Fn是对其它因素进行综合考虑的一个因素，如载频上的用户数、业务量、成功接纳次数、掉话次数等。函数F1、F2、F3及Fn的定义与具体的实现过程、算法相关，本专利只表征了如何考虑与载频质量相关的这些因素。从计算表达式可以看出，当功率越大或者干扰越强或者负荷越重的时候，可使用资源量就越少。

在一个迟滞时间Thysteresis以后，如果主辅载频上的可使用资源满足下面的不等式1、2或者3，将主载频的频点切换到合适的辅载频频点上。这里设置一个迟滞时间是为了防止主辅载频频繁切换。

对主载频和一个辅载频上可使用资源的数量如果满足以下的等式，那么就将主辅载频进行切换：

不等式1：Q_{main_frequence}＜Q_worst且Q_{sub_frequency}＞Q_threshold

不等式2：Q_{sub_frequence}＞Q_best且Q_{main_frequency}＜Q_threshold

不等式3：Q_{main_frequence}＜Q_{sub_frequency}-Q_hysteresis

其中，各参数的定义如下：

Q_{main_frequence}是主载频上可使用资源；

Q_{sub_frequence}是辅载频上可使用资源；

Q_worst是主载频上可使用资源低于最差值的门限；

Q_best是辅载频上可使用资源高于最好值的门限；

Q_threshold是主辅载频上可使用资源的一个门限；

Q_hysteresis主辅载频上资源的一个迟滞参数。

根据切换频点的判断准则，如果当前的条件不满足切换频点的要求，那么主载频还是停留在当前这个频点上。否则将主频点切换到一个条件最好的辅频点上。已经与辅载频建立下行同步的用户，如果可以保持同步，则不用切换到主载频上，当UE因为发起呼叫或者被系统寻呼时，可以在当前所驻留的载频上发起RRC连接的建立过程并分配专用资源。经过一段时间，辅载频f4的条件好于主载频f1(f4同时也是载频f2、f3和f4中条件最好的)，此时，广播主辅载频将要重配置的消息，如图3的步骤4和图7中的相应步骤，使UE在特定的SFN或者特定的时间以后，在新的主载频上接收广播信息(为了让UE都能接收到，广播可能需要持续一段时间)。

根据图3步骤5和图7的最后一个步骤，把小区的主载频从f1切换到f4，把载频f1切换为辅载频。具体切换的过程为：如图4所示，切换前，载频fi上有用户Ui，1，Ui，2…Ui，m1，由于载频f1是主载频，经过一段时间，如图5所示，载频f1又驻留和切换进一些新用户V1，V2…Vm。当在所有载频中，f4的条件变得最好时，进行主辅载频的切换，当前使用的主载频f1切换为辅载频，辅载频f4切换为主载频；切换后，载频上f1的用户U1，1，U1，2…U1，m1和V1，V2…Vm继续驻留在载频f1；载频上f2、f3和f4上驻留的用户保持不变，载频f4上的用户感觉不到已经从辅载频切换到主载频。经过一段时间，如图6所示，主载频f4上又驻留和切换进了一些新用户W1，W2…Wn。随着时间的推移，主载频又可能从载频f4切换到其它载频。在此过程中，假设没有用户关机和切换出本小区，否则各载频驻留的用户会逐渐减少。

本发明方法仅在主载频上发送DwPTS和广播信息(TS0)，多个频点使用一个共同的广播信道，同一个小区的公共控制信道DwPCH、P-CCPCH、PICH等仅仅配置在主载频上。同时主辅载频的配置是动态变化的，根据对小区那主辅载频可使用资源的测量，当主辅载频可使用资源发生比较大的变化时，改变主载频的频点，将其切换到可用资源比较多的辅载频上。由于主辅载频都可以进行接纳，所以接纳可以在几个频点进行，所以碰撞概率小。已驻留在原载频上的用户如果与原载频是同步的，可以在原载频上进行接纳，由于不需要进行小区重选，减轻了UE的负担。同时由于只有主载频有TS0而辅载频没有，所以TS0干扰也比较少，UE通过测量主载频的PCCPCH RSCP测量，直接切换到主载频成功的概率比较高。

Claims

1、一种TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，包括以下步骤：

1.1在多载频小区中，选择一个载频作为主载频，其他载频作为辅载频；主载频和辅载频使用相同的扰码和基本中间码；

1.2建立小区，激活主载频的时隙0和下行导频时隙，在主载频的时隙0和下行导频时隙发送信号；屏蔽辅载频的时隙0和下行导频时隙，辅载频的时隙0和下行导频时隙不发送信号，将主公共信道配置到主载频上；

1.3对主辅载频的功率、干扰和负荷进行测量，根据测量的结果评估主辅载频的可使用资源量；

1.4如果没有可使用资源量优于主载频的辅载频存在，转到步骤1.3；否则广播主辅载频要进行重配置的消息，使所有的用户都在新的主载频上接收广播消息，并转到步骤1.5；

2、权利要求1所述的TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，其特征在于，主载频的选择是随机的或后台配置的。

3、权利要求1所述的TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，其特征在于，设置一个迟滞时间，所述步骤1.3中对主辅载频的功率、干扰和负荷进行测量，根据测量的结果评估主辅载频的可使用资源量，是每隔一个迟滞时间进行一次。

4、权利要求1所述的TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，其特征在于，所述步骤1.4中的辅载频的可使用资源量优于主载频的可使用资源量，是指满足以下条件：

Q_{main_frequence}＜Q_worst且Q_{sub_frequency}＞Q_threshold；

其中：

Q_{main_frequence}是主载频上可使用资源；

Q_{sub_frequence}是辅载频上可使用资源；

Q_worst是主载频上可使用资源低于最差值的门限；

Q_threshold是主辅载频上可使用资源的一个门限；

5、权利要求1所述的TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，其特征在于，所述步骤1.4中的辅载频的可使用资源量优于主载频的可使用资源量，是指满足以下条件4、权利要求1所述的TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，其特征在于，所述步骤1.4中的辅载频的可使用资源量优于主载频的可使用资源量，是指满足以下条件：

Q_{sub_frequence}＞Q_best且Q_{main_frequency}＜Q_threshold

其中：

Q_{main_frequence}是主载频上可使用资源；

Q_{sub_frequence}是辅载频上可使用资源；

Q_best是辅载频上可使用资源高于最好值的门限；

Q_threshold是主辅载频上可使用资源的一个门限；

6、权利要求1所述的TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，其特征在于，所述步骤1.4中的辅载频的可使用资源量优于主载频的可使用资源量，是指满足以下条件4、权利要求1所述的TD-SCDMA系统中多载频小区主辅载频调整方法，其特征在于，所述步骤1.4中的辅载频的可使用资源量优于主载频的可使用资源量，是指满足以下条件：

Q_{main_frequence}＜Q_{sub_frequency}-Q_hysteresis。

其中：

Q_{main_frequence}是主载频上可使用资源；

Q_{sub_frequence}是辅载频上可使用资源；

Q_hysteresis主辅载频上资源的一个迟滞参数。