专利名称：一种提高td-scdma系统容量的方法
技术领域：
本发明涉及提高移动通信系统容量的技术，特别是涉及 一 种提高 TD-SCDMA系统容量的方法。
背景技术：
在某些应用场景下，无线传播环境会出现一些自然的隔离，例如同一座 大楼的不同楼层之间，或者用方向性波束覆盖的不同方向的区域之间。按照 目前的组网方法，这些被自然隔离的不同区域将属于不同的小区，也就是说， 当用户设备(UE)跨越这些区域的边界时，意味着跨越了两个小区的边界， 此时将只能通过硬切换或接力切换实现完整的移动性过程。
而在上述切换过程中，由于总是伴随有UE、基站(NodeB)以及无线 网络控制器(RNC)之间控制信息的交互(参见图1)，尤其是空中接口上 的无线链路控制(RRC)信令消息和物理层同步过程，需要占用一定数量的 无线资源。这样，当一定数量的UE经常执行这样的移动性过程时，大量的 无线资源将会被该移动性过程中的信令交互所消耗掉，影响了频谱利用率的 提升。
另外，由于每个小区都有自己的基带信号处理器和射频放大器，这些处 理器对各自区域内有限数量的UE进行处理，即使处理能力有剩余也无法分 担其他小区的负荷，客观上会降低设备使用效率，将运营维护成本维持在一 个比较高的水平上。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种提高TD-SCDMA系统容量 的方法，该方法能够提高频谱利用率、降低系统的运营维护成本。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为 一种提高TD-SCDMA系统容量的方法，该方法包括以下步骤 基站根据无线传播环境固有的物理隔离度，或者通过给不同的波束设置不 同的方向角，将其服务小区分割为N个子空间，所述N为该服务小区的空间复 用系数，为各子空间分别部署独立的天线端口，将所迷N通知给无线网络控制 器(RNC);所述RNC根据所述N按照空间复用机制，为各子空间配置信道资 源并通知给基站，所述信道资源为预设的进行空间复用的信道资源；
当UE请求随机接入网络时，基站根据所述请求将所述UE所在的子空间通 知给所述RNC;所述RNC根据所述UE所在的子空间和所述N进行接纳控制， 并在确定允许所述UE接入时，利用为该子空间配置的所述信道资源为所述UE 配置资源；
当所述UE利用为其配置的资源与网络建立连接后，基站监测接收到该UE 的上行信号功率最强的天线端口是否发生变化，如果发生变化，则将变化后的 天线端口对应的子空间通知给RNC,基站将所述UE进行空间复用的信道切换 到变化后的天线端口上；
当所述UE向基站发送传输数据请求时，基站根据UE所在的子空间为所述 UE进行调度。
较佳地，所述将所述N通知给无线网络控制器为基站利用小区建立完成 消息、小区重配置完成消息或Iub接口上的消息，将所述N通知给所述RNC。
较佳地，将所述UE所在的子空间通知给所述RNC为基站通过Iub接口 的帧协议(FP )将所述UE所在的子空间通知给所述RNC。
较佳地，所述基站监测接收到该UE的上行信号功率最强的天线端口是否 发生变化为
基站在预设的上行信道上实时测量接收到该UE的上行信号功率最强的天 线端口，当本次测量到的接收到所述UE的上行信号功率最强的天线端口与上 一次测量到的接收到所述UE的上行信号功率最强的天线端口不同，且在本次 测量中所迷UE的上行信号在所述功率最强的天线端口上的功率与在其它天线端口上的功率之差大于预设门限时，则确定所述UE的上行信号功率最强的天 线端口发生变化。
较佳地，所述预设的上行信道为伴随增强物理上行控制信道(DPCH)或非 调度增强物理上行信道(E-PUCH)。
较佳地，所述进行空间复用的信道资源包括调度E-PUCH、高速物理下行 共享信道(HS-PDSCH)、增强上行绝对授权信道(E-AGCH)、 HSDPA随路控 制信道(HS-SCCH)和HS-PDSCH共享信息信道(HS-S1CH)。
较佳地，所述传输数据请求携带所述UE测量的路损差，所述方法进一步 包括
在所述调度中，基站根据所述路损差对配置给所述UE的主公共控制信道 (P-CCPCH)进行功率偏移补偿。
综上所述，本发明提出的提高TD-SCDMA系统容量的方法，通过对传 统小区的覆盖范围进行扩展，使 一 个小区可以包含多个有物理隔离的空间区 域，即一个小区包含多个传统概念上的小区，同时在小区内引入空间复用机 制进行子空间的划分，所划分的子空间相当于现有技术中相互独立的传统小 区，这样，多个传统小区在经扩展后的小区中可以共享部分频率资源，有利 于节约系统的频率资源，从而可以提高TD-SCDMA系统的容量，另外，由 于各子空间可以共享小区的基带信号处理器等资源，因此，可以有效节约系 统的运营维护成本。
图1为UE在同一基站的不同小区间切换的流程示意图； 图2为本发明实施例一的流程图。
具体实施例方式
本发明的主要思想是对传统小区的覆盖范围进行扩展，使一个小区可 以包含多个有物理隔离的空间区域，并在小区内则引入空间复用机制，根据无线传播环境固有的物理隔离度，对各小区的覆盖区域做进一步的划分将 一个小区划分为多个独立的子空间区域，在各子空间区域中分别部署独立的 天线端口进行子空间内的无线覆盖，以使一个小区内的部分无线资源可以在 多个子空间内得到复用，提高频谱利用率。RNC处将根据小区内的空间复 用系数(即无线端口数)确定可接纳的用户数，从而可以据此进行接纳控制； 在UE随机接入网络时，RNC根据UE所在的子空间为其分配资源，当连接 建立后，基站监测接收到该UE的上行信号最强的天线端口是否发生变化， 如果发生变化则将该XJE切换到该变化后的天线端口上。这样，当UE在跨 越被自然隔离的不同区域时，不需要执行现有的小区切换过程，仅由网络侧 单方面将UE的无线连接转移到新的子空间中即可，而不需要与UE进行信 令交互，因此节省了无线资源、能够提高频谱利用率。另外，本发明中被自 然隔离的不同区域可以属于同一小区，也就是说，本发明将现有系统中多个 小区的基带处理器和射频放大器等资源合并为一个统一的资源池，这样被自 然隔离的不同区域能够共享同一小区的基带信号处理器等资源，因此能提高 设备资源利用率，降低系统的运营维护成本。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图2通过 本发明具体实施例一对本发明提高TD-SCDMA系统容量的方法作进一步地 详细描述。如图2所示，本发明实施例一主要包括以下步骤
步骤201、基站根据无线传播环境固有的物理隔离度，或者通过给不同的 波束设置不同的方向角，将其服务小区分割为N个子空间，所述N为该服务小 区的空间复用系数，为各子空间分别部署独立的天线端口，将所述N通知给 RNC;所述RNC根据所述N ^t要照空间复用机制，为各子空间配置信道资源并 通知给基站，所述信道资源为预设的进行空间复用的信道资源。
本步骤中，在服务小区内进行子空间的划分，可以采用两种方式进行，一 种是根据无线传播环境固有的物理隔离度，例如无线信号穿越楼层间墙体时会 有20dB以上的损耗，据此，将不同的楼层划为不同的子空间；另一种是通过 根据实际需要给不同的波束设置不同的方向角，不同方向角覆盖的区域属于不同的子空间，这样，利用波束赋形技术也可以将被物理隔离的不同区域包含在 一个小区内，从而实现对传统小区覆盖范围的扩展，以利于系统频镨利用率的 提高以及运营成本的降低。
本步骤中，所述N为该服务小区的空间复用系数，即小区内的子空间数， 另外由于每个子空间都有与其对应的独立的天线端口，因此，子空间数与该小 区的天线端口数是相同的。
本步骤中，将所述N通知给所述RNC可以利用下述消息实现
小区建立完成消息、小区重配置完成消息，或者Iub接口上的消息，如基 站应用部分协议(NBAP)消息中的资源状态指示消息或核查响应消息。
本步骤中，RNC根据所述N按照空间复用机制为各子空间配置信道资源， 具体可以为在RNC处建立一张各子空间与其可以使用的信道资源的映射表， 以便在后续过程中据此对UE进行接纳控制。所述信道资源为预先指定的进行 空间复用的信道资源，较佳地，该进行空间复用的信道资源可以包括调度 E-PUCII、 HS-PDSCH、 E-AGCH、 HS-SCCH和HS-SICH。
本步骤中，将为各子空间配置的所述信道资源通知给基站，是为了便于此 后UE进行跨子空间的移动时，基站可以利用所述信道资源为UE进行信道的 切换，具体参见后续步骤203。
这里，具体如何按照空间复用机制为各子空间配置信道资源，以及如何将 配置的结果通知给基站为本领域人员所掌握，在此不再赘述。
本步骤中，由于在小区内引入了空间复用机制，可以根据实际需要，使一 些信道资源能够在多个子空间内共享，可见，本发明通过将若干传统小区合并 至一个小区中，利用该小区内的空间复用机制，使系统的频谱资源到了充分利
用，有利于系统容量的提高，同时也实现了多个传统小区的硬件设备在同一小 区内的共享，节约了网络的运营维护成本。
步骤202、当UE请求随机接入网络时，基站根据所述请求将所述UE所在 的子空间通知给所述RNC;所述RNC根据所述UE所在的子空间和所述N进 行接纳控制，并在确定允许所述UE接入时，利用为该子空间配置的所述信道资源为所述UE配置资源。
这里，RNC根据其获得的所述空间复用系数N来确定小区可接纳的UE数， 以便进行接纳控制。在实际应用中，当UE请求随机接入网络时，UE会通过基 站向空间RNC发送RRC连接请求，由RNC根据实际接入的UE数和小区可接 纳的UE数，判断是否接受该UE的请求，如杲否，则拒绝该UE的接入，如果 是，则为该UE配置相应的资源。该资源配置过程中，在为UE分配步骤201 中所述进行空间复用的信道资源时，RNC需要获知UE所在的子空间，才能在 该子空间可使用的信道资源范围内，为UE进行相应的资源配置。因此，本步 骤中，基站在收到所述UE随机接入网络的请求后，需要将所述UE所在的子 空间通知给所述RNC。
这里，将所述UE所在的子空间通知^^所述RNC，具体可以通过Iub^r口 的帧协议(FP)实现。
步骤203、当所述UE利用为其配置的资源与网络建立连接后，基站监测接 收到该UE的上行信号功率最强的天线端口是否发生变化，如果发生变化，则 将变化后的天线端口对应的子空间通知给RNC,基站将所述UE进行空间复用 的信道切换到变化后的天线端口上；
当所述UE向基站发送传输数据请求时，基站根据UE所在的子空间为所述 UE进行调度。
所述调度即为所述UE分配HSDPA/HSUPA资源。
这里需要说明的是，由于本发明中每一子空间都对应 一个独立的天线端口 ， 当UE处于某一子空间(称为UE的服务子空间)时，该子空间所对应的天线 端口 (称为UE的服务天线)上接收到的该UE的上行信号强度会最强，这样， 如果UE从当前的服务子空间移动到另一子空间时，这两个子空间所分别对应 的天线端口上接收到该UE的上行信号功率之差也将发生变化。具体的变化为 当UE从当前服务小区向两个子空间的交叠区移动时，所述功率之差的绝对值 会变小；在两个子空间的交叠区时，所述功率之差的绝对值会比较小；UE从所 述交叠区移动到另一子空间时，则所述功率之差的绝对值会变大。这样，在本步骤中，可以通过判断接收到该UE的上行信号功率最强的天线端口是否发生 变化，来确定所述UE是否发生了跨越不同子空间的移动。
本步骤中，所述基站监测接收到该UE的上行信号功率最强的天线端口是 否发生变化，具体可以为
基站在预设的上行信道上实时测量接收到该UE的上行信号功率最强的天 线端口，当本次测量到的接收到所述UE的上行信号功率最强的天线端口与上 一次测量到的接收到所述UE的上行信号功率最强的天线端口不同，且在本次 测量中所述UE的上行信号在所述功率最强的天线端口上的功率与在其它天线 端口上的功率之差大于预设门限时，则确定所述UE的上行信号功率最强的天 线端口发生变化。这里，较佳的，所述其它天线端口可以是接收到所述UE的 上行信号功率次强的天线端口。
较佳的，所述预设的上行信道为伴随DPCH或非调度E-PUCH，因为该信 道能确保测量的连续性。
本步骤中，当基站监测接收到该UE的上行信号功率最强的天线端口发生 变化后，即确定UE发生了子空间的移动后，会将变化后的天线端口对应的子 空间通知给RNC,这样，可以确保RNC与基站各自保存的各子空间可使用的 资源信息的一致性，以便RNC对后续UE的接入进行接纳控制，以及基站在 UE进行子空间移动时的执行相应的信道切换操作。
另外，UE 发生子空间的移动后，基站会将所述UE进行空间复用的信道切 换到变化后的天线端口上，具体地，基站是利用变化后的天线端口所对应的子 空间的信道资源完成该切换，并且该切换过程中不需要改变UE所使用的频率， 因此，UE在进行跨子空间的移动时不需要网络侧与UE进行交互，只需要由基 站完成上述信道的切换即可，可见，本发明可以减少UE在移动过程中的无线 资源开销。
进一步地，还可以在UE处于两子空间的交叠区时，尽量减少对该UE进行 HSDPA/HSUPA调度，以确保用户体验。判断UE是否处于两子空间的交叠区 的具体方法，可以是判断同一物理信道(即上述预设的上行信道)上接收功率最强的两个天线端口上的功率差的绝对值是否小于某一预设门限，如果是， 则认为该UE处于两子空间的交叠区。
由于在本发明中引入了子空间的概念，公共下行信道P-CCPCH/S-CCPCH 的功率在各天线端口间将会平分，例如当有3个天线端口时，则每个天线端口 上P-CCPCH/S-CCPCH的功率将为总功率的1/3，而UE处对HSUPA的SNPL 的测量是通过对该P-CCPCH/S-CCPCH的测量实现的，因此，这影响到HSUPA 的服务小区与邻小区路损差(SNPL)测量。为了进一步提高HSUPA的SNPL 测量准确性，NodeB在调度过程中给UE分配功率时需要考虑一个由于空间复 用带来的功率偏移补偿。具体的方法可以是UE在需要进行数据传输时，通过 所述传输数据请求携带所述UE测量的路损差，基站侧则在所述上行调度中根 据所述路损差对配置给所述UE的P-CCPCH进行相应的功率偏移补偿。具体的 功率偏移补偿，本领域人员可以采用任一手段实现，在此不再赘述。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的 保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改 进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种提高TD-SCDMA系统容量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤基站根据无线传播环境固有的物理隔离度，或者通过给不同的波束设置不同的方向角，将其服务小区分割为N个子空间，所述N为该服务小区的空间复用系数，为各子空间分别部署独立的天线端口，将所述N通知给无线网络控制器(RNC)；所述RNC根据所述N按照空间复用机制，为各子空间配置信道资源并通知给基站，所述信道资源为预设的进行空间复用的信道资源；当用户设备(UE)请求随机接入网络时，基站根据所述请求将所述UE所在的子空间通知给所述RNC；所述RNC根据所述UE所在的子空间和所述N进行接纳控制，并在确定允许所述UE接入时，利用为所述UE所在的子空间配置的所述信道资源为所述UE配置资源；当所述UE利用为其配置的资源与网络建立连接后，基站监测接收到该UE的上行信号功率最强的天线端口是否发生变化，如果发生变化，则将变化后的天线端口对应的子空间通知给RNC，基站将所述UE进行空间复用的信道切换到变化后的天线端口上；当所述UE向基站发送传输数据请求时，基站根据UE所在的子空间为所述UE进行调度。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述N通知给无线 网络控制器为基站利用小区建立完成消息、小区重配置完成消息或Iub接口 上的消息，将所述N通知给所述RNC。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述UE所在的子空间通 知给所述RNC为基站通过Iub接口的帧协议(FP )将所述UE所在的子空间 通知给所述RNC。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站监测接收到该UE 的上行信号功率最强的天线端口是否发生变化为基站在预设的上行信道上实时测量接收到该UE的上行信号功率最强的天 线端口 ，当本次测量到的接收到所述UE的上行信号功率最强的天线端口与上 一次测量到的接收到所述UE的上行信号功率最强的天线端口不同，且在本次 测量中所述UE的上行信号在所述功率最强的天线端口上的功率与在其它天线 端口上的功率之差大于预设门限时，则确定所述UE的上行信号功率最强的天 线端口发生变化。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的上行信道为伴随 增强物理上行控制信道(DPCH)或非调度增强物理上行信道(E-PUCH)。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行空间复用的信道资 源包括调度E-PUCH、高速物理下行共享信道(HS-PDSCH )、增强上行绝对授 权信道(E-AGCH )、 HSDPA随路控制信道(HS-SCCH)和HS-PDSCH共享信 息信道(HS-SICH)。
7、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输数据请求携带所述 UE测量的路损差，所述方法进一步包括在所述调度 ，基站根据所述路损差对配置给所述UE的主公共控制信道 (P-CCPCH)进行功率偏移补偿。
全文摘要
本发明公开了提高TD-SCDMA系统容量的方法，根据无线传播环境固有的物理隔离度或通过给不同波束设置不同方向角，将服务小区分割为N个子空间，为各子空间部署独立天线端口；RNC按照空间复用机制为各子空间配置信道资源；当UE请求随机接入网络时RNC根据UE所在子空间和N进行接纳控制，在允许UE接入时利用该子空间的资源为UE配置资源；当UE建立连接后，基站监测接收到UE上行信号功率最强的天线端口是否变化，如果是则通知RNC变化后的天线端口对应的子空间，将UE进行空间复用的信道切换到变化后的天线端口上；当UE请求传输数据时，根据UE所在子空间调度UE。本发明能够提高频谱利用率、降低系统的运营维护成本。
文档编号H04W16/28GK101583135SQ20091008668
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者常永宏, 鹏 张, 军 李, 杰 白, 赵训威 申请人:新邮通信设备有限公司