在分层小区结构中的基于小区质量的小区选择方法
【专利摘要】在分层小区结构中的基于小区质量的小区选择方法。该方法包括：执行小区的测量；确定在服务小区中是否使用分层小区结构HCS；如果在所述服务小区中使用了所述HCS，则对满足第一准则和第二准则两者的所测量的小区执行定级；以及对满足所述第一准则和所述第二准则两者的所测量的小区的定级中的最佳小区执行小区重选，其中，所述第一准则用于选择满足最低质量条件的所测量的小区，并且所述第二准则用于确定是否应用根据分层小区重选规则的分优先级的定级。
【专利说明】在分层小区结构中的基于小区质量的小区选择方法
[0001]本申请是原案申请号为200980109356.6的发明专利申请(国际申请号:PCT/KR2009/001269，申请日:2009年3月13日，发明名称:在分层小区结构中的基于小区质量的小区选择方法)的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及在分层小区结构(hierarchical cell structure)中的基于小区质量的小区选择方法。
【背景技术】
[0003]在现有技术中，执行小区选择，但是，无线资源白白被浪费。这样，现有技术没能有效地解决这个问题，因此没有提供适当的解决方案。
【发明内容】
[0004]作为针对不能提供服务(out-of-service)的情况进行测试的结果，本发明人认识到现有技术中存在的至少上述问题和缺点。基于这种认识，构想了下述各种特征，从而提供了一种在分层小区结构中的基于小区质量的小区选择方法，这能更有效地利用无线资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1示出了通用移动通信系统(UMTS)的示例性网络结构。
[0006]图2示出了在UMTS中使用的示例性无线协议栈。
[0007]图3示出了定义了移动终端用于选择信号强度及质量比系统所定义的特定值高的小区的条件的示例性式子。
[0008]图4示出了 WCDMA中的示例性小区选择(重选)的方法的流程图。
[0009]图5示出了计算移动终端用于在小区间进行定级(ranking)处理的R准则的值的式子。
[0010]图6示出了示例性分层小区结构(HCS)的概念。
[0011]图7示出了 H准则的值的示例性计算过程。
【具体实施方式】
[0012]此处，根据长期演进系统或其它所谓4G通信系统来解释涉及在分层小区结构中的基于小区质量的小区选择方法的发明概念和特征。但是，这些细节并不是对上述特征的限制，上述特征可应用于其它类型的移动和/或无线通信系统和方法。
[0013]以下，术语“移动终端”将用来表示各种类型的用户设备，诸如移动通信终端、用户设备(UE)、移动设备(ME)和支持各类无线通信技术的其它设备。
[0014]在移动通信中，小区选择是指移动终端搜索适当(候选)小区的过程。当作为小区选择的结果而选择了一个小区时，所选择的小区称作“驻留小区(camped-on cell)”。当驻留在一个小区时，移动终端应当根据各种小区重选准则(稍后介绍)来规则地搜索更优小区，并且，如果发现更优小区，则选择该更优小区。
[0015]通常，较大小区(例如，宏小区)不能支持大量的用户，但是能支持高速移动的用户。通常，较小小区(例如，微小区或微微小区)能支持大量的用户，但不能支持高速移动的用户。这些问题可以通过利用分层小区结构(HCS)来解决，其中HCS定义了形成了多个小区层的不同尺寸的多个交叠小区。这种类型的小区结构使得网络能有效地利用地理区域并且服务更多的用户。
[0016]为了限定UE应当位于HCS的哪个小区层，定义了 HCS优先级(HCS_PR10)。这种优先级信息可以作为小区广播信息(例如，SIBll和SIB12用于相邻小区，而SIB13和SIB14用于服务小区)的一部分而发送。对于相邻小区，这种优先级信息还可以作为RRC测量控制消息的一部分而发送。针对HCS小区指定从O至7的优先级，其中，O是最低优先级而7是最高优先级。可以针对靠近服务小区的小区指定最高优先级。
[0017]小区重选准则可包括H准则卿，HCS准则，当采用HCS时使用该HCS准则，其是基于系统信息中发送的信息并基于根据候选小区的CPICH/P-CPCCH中的测量值而计算出的正值或负值)、S准则(S卩，用于对候选小区的接收质量是否足够进行检查的选择准则或可选性(eligibility)准则)以及R准则(即，移动终端用于对满足S准则的小区列表进行定级的定级准则)。
[0018]构想本发明以改进小区选择(重选)过程，使得能够减少不能提供服务的情况的出现。所谓“不能提供服务”的情况是指移动终端由于各种原因而不能从移动通信网络接收特定业务。为了应对不能提供服务的情况，移动终端需要执行全面的小区搜索过程，该过程消耗了电池电力并且导致用户能够觉察到的延迟。
[0019]小区选择(重选)的过程采用包括H准则和S准则在内的各种条件。本发明人认识到现有技术的小区选择(重选)过程存在一些缺点。这是因为现有技术主要考虑H准则，然后考虑S准则作为辅助条件，或者甚至忽略S准则。基于对这个问题的认识，本发明相比H准则更强调和重视S准则，这能够改进小区选择和重选。
[0020]本发明涉及在作为欧洲类型MT-2000系统的UMTS (Universal MobileTelecommunication System,通用移动通信系统)中选择移动终端要接收业务的小区的方法。具体而言，本发明涉及移动终端在选择其要接收业务的特定小区时考虑多个小区中的各个小区的质量的方法。
[0021]图1示出了通用移动通信系统(UMTS)IOO的网络结构。UMTS系统基本上包括用户设备(UE) 130、UMTS陆地无线接入网(UTRAN) 120和核心网(CN) 110。UTRANl20包括一个或更多个无线网络子系统(RNS) 122，并且每个RNS包括无线网络控制器(RNC) 124、以及由RNC124所管理的一个或更多个Node B126。一个Node B中可具有一个或更多个小区128。
[0022]图2示出了用于UMTS的无线协议栈。这些无线协议层在终端及UTRAN中成对地存在，并通过无线接口来处理数据传输。无线协议栈大致分成三层:L1 (层1)、L2 (层2)和L3 (层 3)。
[0023]LI (层I)包括物理层(PHY)，其使用各种无线传输技术、经由无线接口来发送数据。PHY层经由传输信道连接到上层(MAC层)，其中传输信道可以划分成专用传输信道和公共传输信道。[0024]L2 (层2)包括4个子层:MAC、RLC、roCP和BMC，下面，将更具体地介绍各层。
[0025]MAC (介质访问控制)层执行从各种逻辑信道到各种传输信道的映射，并且，执行从多个逻辑信道到单个传输信道的逻辑信道复用。MAC层经由一个或多个逻辑信道连接到上层(RLC层)。根据所发送的信息的类型，将逻辑信道划分成发送控制面信息的控制信道和发送用户面信息的业务信道。根据要管理的传输信道的类型，可将MAC层划分成MAC-b子层、MAC-c/sh子层、MAC-d子层、MAC_hs子层和MAC_e子层。MAC_b子层管理用于广播系统信息的广播信道(BCH)。MAC-c/sh子层管理共享传输信道，诸如FACH (Forward AccessCHannel,前向接入信道)或DSCH (Downlink Shared CHannel,下行共享信道),这些共享传输信道由多个终端共享。MAC-d子层针对特定移动终端来管理专用传输信道，诸如DCH(Downlink Shared CHanneI，下行共享信道)。为了在下行链路和上行链路中支持高速数据传输，MAC-hs 子层管理 HS-DSCH (High Speed Downlink Shared CHanneI,高速下行共享信道)，该高速下行共享信道是用于发送高速下行数据的传输信道。MAC-e子层管理E-DCH(Enhanced Dedicated CHannel,增强型专用信道),该增强型专用信道是用于高速上行数据传输的传输信道。
[0026]RLC (Radio Link Control，无线资源控制)层用于确保各个无线承载(RB)及数据传输所要求的服务质量(Quality of service, QoS)。为了使得RLC能针对RB确保唯一的QoS，各个RB具有一个或两个独立的RLC实体，并且，RLC层提供了三种运行模式，即，TM (Transparent Mode,透明模式)、UM (Unacknowledged Mode,不确认模式)和 AM(Acknowledged Mode,确认模式)，以支持各种QoS。此外，RLC对数据尺寸进行调整以使得该数据适于由下层通过无线(空中)接口进行发送，并且对从上层接收到的数据进行分段和串联。
[0027]PDCP (Packet Data Convergence Protocol,分组数据汇聚协议)层位于 RLC 层之上，并且使得能够按照有效的方式经由带宽较小的无线(空中)接口来利用IP分组(诸如IPv4或IPv6)发送数据。为此，PDCP层执行报头压缩功能，其允许在数据的报头部分仅发送必要的数据，从而提高无线(空中)接口之间的传输效率。因为报头压缩功能是基本功能，所以PCDP层仅存在于PS (分组交换)域中，并且，在单个RB中存在单个HXP实体，以向各个PS业务高效地提供报头压缩功能。
[0028]BMC (Broadcast/Multicast Control,广播 / 多播控制)层位于 RLC 层之上，并且执行与小区广播消息的调度、以及向位于特定小区的移动终端进行广播有关的功能。
[0029]L3 (层3)包括位于最低部的无线资源控制(RRC)层，RRC层仅定义在控制面中，用于针对无线承载的建立、重新建立及释放来对层I和层2的参数进行控制，并对逻辑信道、传输信道和物理信道进行控制。这里，RB是指由无线协议的层I和层2所提供的、用于在移动终端与UTRAN间传送数据的逻辑通路。通常，RB的建立是指以下过程，即，设置提供特定数据业务所需的无线协议层及信道的特性，然后设置无线协议层及信道各自的特定参数和操作方法。
[0030]下面将具体介绍空闲模式中的移动终端选择小区的过程。
[0031]基本上，选择小区的原因是为了登记到网络以从基站接收业务。这里，如果移动终端与基站之间的信号的强度或质量由于移动终端的移动而下降，则为了保持数据的传输质量，移动终端重新选择不同的小区。下面，将物理信号的特性(诸如信号强度和信干比)简称为“信号特性”。
[0032]如上所述，存在一种根据无线环境基于信号特性来选择小区的方法。基于以下原因，移动终端也需要使用小区选择过程:UE能力、子用户的信息、驻留负载平衡、业务负载平衡等。
[0033]下面，介绍在WCDMA中选择小区的方法和过程。
[0034]首先当移动终端开机(或加电)时，选择PLMN和RAT以用于无线通信，并且，移动终端在全部可搜索的频段中与基站进行信号测量过程，然后，在满足图3条件的全部小区中选择信号特性值最强的小区，并接入所选择的小区。在WCDMA系统中，将CPICH RSCP,CPHICEc/NO和载波RSSI用作针对上述信号测量过程的值。
[0035]在图3中可以理解的是，移动终端选择信号强度及质量(强度:Qrxlevmin+Pcompensation,质量:Qqualmin)大于系统所定义的特定值的小区。这里,这些值(Qrxlevmin、Pcompensation,质量:Qqualmin)由基站通过系统信息(SI)通知给移动终端。同样，移动终端在空闲模式下等待，以向网络请求业务(诸如发起呼叫)或者从网络接收业务(诸如端接(terminating)呼叫)。处于空闲模式中的移动终端对来自当前从其接收业务的小区的信号以及来自相邻小区的信号进行测量，并且重复该过程以重新选择信号特性更优的小区。
[0036]图4示出了在WCDMA中的示例性小区选择(重选)的方法的流程图。如步骤S401所示，空闲模式中的移动终端在满足图3条件的小区中，周期地针对从其接收业务的小区的信号特性值(Rs)以及相邻小区的信号特性值(Rn)执行测量过程。如步骤S403所示，如果在特定时间(Treselection)期间满足条件Rn>Rs,则利用定级过程或处理来比较与Rn对应的小区的信号强度和质量。结果，如步骤S405所示，选择特性值最高(或最大)的小区。也就是说，选择与当前从其接收业务的小区相比信号特性最佳的其它小区。
[0037]利用图5中的式子来获取Rs和Rn的值。Treselection是基站经由系统信息(SI)通知给移动终端的值，并且，Treselection用于通过作出以下限制，S卩，满足小区选择条件的时间段应当超出的特定时间量，来防止重复选中特定小区。
[0038]图5示出了计算移动终端用于在小区间进行定级处理的R准则的值的式子。这里，Rs表示服务小区级别，而Rn表示相邻小区级别。Qmeas, s表示针对从其接收业务的小区而测量的CPICH Ec/NO值，而Qmeas, η表示针对相邻小区而在移动终端处测量的CPICH Ec/NO值。为了使得移动终端能够针对当前接收到的业务应用加权值，采用了值Qhysts，并且，值Qoffset，O用于减小当前接入的小区与要改变接入而接入到的小区之间的偏差，或者，值QofTmbms用于针对支持点对多点业务(诸如MBMS)的小区应用加权值。
[0039]与WCDMA的小区选择方法类似，基于信号特性的小区选择方法允许移动终端选择具有良好信号接收特性的小区以从基站接收业务，使得接收机能够以最少差错来解析由发射机发送的信号。针对可以选择的小区，得到R准则的值，然后，执行定级，使得通过这种定级处理来选择(或重选)具有最佳信号特性的小区。
[0040]但是在WCDMA中，如果需要分层小区结构功能(HCS)，则可以应用HCS。
[0041]图6示出了用于HCS的小区结构的例子。也就是说，多个小区可以存在于一个区域(或地区)，其中各个小区的直径(或其它尺度)彼此不同。图6中，频率0、N和M可以相同或不同，这里仅表示一个例子。同样，在图6中，具有优先级C的小区是具有最大直径的小区，而具有优先级A的小区是具有最小直径的小区。
[0042]图6中所述的HCS例如可以用于减小由于移动终端以不同速度在小区之间移动而导致的变化。例如，假设图6中有从右至左移动的移动终端A和移动终端B，移动终端A以5km/h移动而移动终端B以50km/h移动。如果两个移动终端都选择优先级A的小区，则应当理解的是，在给定时间段中移动终端B更换小区的频度应当是移动终端A的10倍。当移动终端需要频繁更换小区时，由于频繁进行小区更新而浪费了功耗及无线资源。因此，在这种情况下，基站使得高速的移动终端选择优先级C的小区(即，直径较大的小区)，而使得低速的移动终端选择优先级A小区(即，直径较小的小区)，这使得移动终端能更有效地工作。
[0043]在这些情况下，当使用HCS特性时，移动终端的操作需要变化。图7示出了 H准则的值的计算过程。因此，当使用HCS时，小区选择的过程如下:
[0044]1.如果当前服务小区指示正在使用HCS，则移动终端确定满足以下条件的小区:
[0045]a.当移动终端低速移动时:
[0046]1.在满足H>=0的小区中，具有最高HCS_PR10值的测量过的全部小区
[0047]i1.如果没有小区满足H>=0，则测量过的全部小区，而与HCS_PR10值无关
[0048]b.当移动终端高速移动时:
[0049]1.在满足H>=0的小区中，当存在HCS优先级低于当前服务小区的HCS优先级的小区时(条件I):
[0050]1.在HCS优先级比当前服务小区的HCS优先级低的小区中，在满足H>=0的小区中具有最高HCS_PR10值的测量`过的全部小区。
[0051]i1.其它情况(即，当不满足条件I时):
[0052]1.如果任何小区满足H>=0，则在HCS优先级高于或等于当前服务小区的HCS优先级(条件2)的小区中:
[0053]a.在HCS优先级高于或等于当前服务小区的HCS优先级的小区中，在满足H>=0的小区中具有最低HCS_PR10值的测量过的全部小区
[0054]2.其它情况(即，当不满足条件2时)
[0055]a.测量过的全部小区，而不考虑HCS优先级
[0056]2.对于在上述过程I中确定的小区，在满足S准则的小区中，移动终端基于R准则来执行定级处理，并且选择具有最佳质量的(多个)小区，并且针对该小区进行小区选择(重选)。
[0057]在上述解释中，移动终端使用所述的S准则来确定各种小区是否满足最小质量保证条件。也就是说，S准则用于确定特定小区是否满足在执行寻呼或RRC连接时所需的最低条件。
[0058]以上介绍了当设置了 HCS时移动终端的小区重选过程，并且，根据这种过程，出现了移动终端不能选择可以驻留的小区的情况，从而不能正确地接收业务。例如，可以考虑以下小区结构。
[0059]
ΦΕ Ih 准贝 ij~Is 准贝 ij~|hcs—PRio
A满足不满足4
【权利要求】
1.一种针对用户设备UE执行小区重选的方法，所述方法包括: 执行小区的测量； 确定在服务小区中是否使用分层小区结构HCS ； 如果在所述服务小区中使用了所述HCS，则对满足第一准则和第二准则两者的所测量的小区执行定级；以及 对满足所述第一准则和所述第二准则两者的所测量的小区的定级中的最佳小区执行小区重选， 其中，所述第一准则用于选择满足最低质量条件的所测量的小区，并且所述第二准则用于确定是否应用根据分层小区重选规则的分优先级的定级。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述HCS定义了形成多个小区层的不同尺寸的多个交叠的小区。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一准则是用于小区重选的小区选择准则S0
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二准则是用于小区重选的质量等级阈值准则H。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，如果在所述服务小区中没有使用所述此3，则不考虑所述第二准则。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于在特定时间段内小区重选的次数或者基于来自网络的无线资源控制RRC信令来确定所述UE具有低移动性或高移动性。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在全部可搜索到的频段中与基站进行信号测量过程来确定所测量的小区，然后，在满足特定小区选择条件的小区中选择信号特性值最强的小区，并且，执行针对所选择的小区的接入。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在信号测量过程中使用公共导频信道接收信号码功率CPICH RSCP、CPICH载波对噪声比Ec/NO以及载波接收信号强度指示符RSSI中的至少一项。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，基于系统信息中发送的信息并且基于来自候选小区的公共导频信道/主公共控制物理信道CPICH/P-CPCCH的测量来计算所述第二准则。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一准则被认为优先于所述第二准则来针对所测量的小区执行定级。
11.一种被配置为执行小区重选的用户设备，所述用户设备包括: 处理器，所述处理器被配置为: 执行小区的测量； 确定在服务小区中是否使用分层小区结构HCS ； 如果在所述服务小区中使用了所述HCS，则对满足第一准则和第二准则两者的所测量的小区执行定级；以及 对满足所述第一准则和所述第二准则两者的所测量的小区的定级中的最佳小区执行小区重选， 其中，所述第一准则用于选择满足最低质量条件的所测量的小区，并且所述第二准则用于确定是否应用根据分层小区重选规则的分优先级的定级。
【文档编号】H04W36/30GK103501519SQ201310424770
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2009年3月13日 优先权日:2008年3月17日
【发明者】千成德, 李承俊, 朴成埈, 李英大 申请人:Lg电子株式会社