专利名称：一种宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法
技术领域：
本发明涉及宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access)系统(以下简称WCDMA)中一种负荷均衡方法，特别是根据小区及其同覆盖小区的负荷测量值，即利用接收总宽带功率(Received Total Wide band Power)(以下简称RTWP)和/或发射载波功率(Transmitted Carrier Power)(以下简称TCP)的情况来确定系统在运行过程中的频间负荷均衡控制的具体方法。
背景技术：
随着移动通讯系统的广泛应用和快速发展，移动系统中的很多关键技术也日趋完善，在实现用户正常通信的同时也必须要考虑如何获得最好的性能，取得对于系统和用户设备都能获得较好的令人满意的效果，从系统的角度而言，希望尽可能接入更多的用户。
在WCDMA系统中，用户设备(User Equipment，)(以下简称UE)在移动的过程中，所处的无线环境是时刻在变化着的，在UE远离基站或无线环境变坏的时候，如果仍然保持原来的速率传输，为了保证其服务质量QoS(Quality of Service)，在闭环功率控制的作用下，基站必然会以更大的功率发送信号，系统的容量也会随之发生变化。
WCDMA系统与其他系统(如GSM系统和CDMA系统)相比有许多特殊之处，软容量、支持变速率业务是其一大特征，如果能够通过适当措施可以使UE在负荷较小的小区中接收服务，对于系统来说，可以更好地保证负荷较高小区中后续UE的接入；对于用户来说，可以得到相对较好的服务质量。对于采用同覆盖异频小区的区域，多个同覆盖异载频小区的容量之和构成了该区域所能达到的总容量，如何实现多载频地区容量的最大化，是值得研究的一个课题。
专利申请号为00127302.7的中国专利申请“一种移动通信系统中负载平衡预处理的方法”，说明了在移动通信系统中，通过测量相邻各小区的负荷情况，修改系统信息参数，即控制用户选择小区的参数，从而达到引导用户在负荷相对较低的小区中接入。该专利申请所述的思想，只能用于同频小区的处理，针对的是在尚未接入系统的潜在用户，而对于存在异频小区的情况如何处理，该专利申请没有能够给予说明，对于已经接入系统的用户如何处理，该专利申请中也没有相应的处理方法。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术规范中没有针对WCDMA系统的负荷均衡具体实现方法，特别是针对具备同覆盖异频小区，而提出了一种系统运行过程中的基于负荷测量的频间负荷均衡方法。
在3GPP TS 25.33l规范中，规定了在WCDMA系统中Node B的公共测量报告上报可以选择两种方式周期上报和事件触发上报。本方法主要针对周期上报方式进行描述，但在事件触发上报方式下同样适用。
本发明的负荷均衡控制方法，包括如下步骤(1)无线网络控制器RNC(Radio Network Controller)从Node B处定时获取反映小区负荷状况信息；(2)无线网络控制器RNC根据预先设定的负荷门限参数、小区实际测量的负荷以及同覆盖异频小区的负荷，决定是否有必要执行均衡动作；(3)如果决定执行至异频小区的均衡动作，则在该小区中选择部分用户设备UE，并向这些UE发送频间硬切换的命令；(4)执行切换的用户设备UE在异频小区中返回完成消息。
在步骤(1)中无线网络控制器(RNC)获取小区负荷状况的接收宽带功率RTWP和发射载波功率TCP值，包括如下步骤；(1.1)RNC向Node B发送针对小区公共测量控制命令，要求测量接收宽带功率RTWP和/或发射载波功率TCP值，并设定上报的条件，对于周期上报方式而言，需要设定上报的周期等，对于事件上报而言，需要设定上报的门限、触发时间等；(1.2)Node B对相应小区的上行接收宽带功率RTWP和/或发射载波功率TCP值，在达到RNC发来的测量控制命令中的上报条件时，上报至RNC；(1.3)RNC对Node B上报的结果进行存贮，以供需要时使用。
在上述步骤(2)中，无线网络控制器RNC查询并比较当前同覆盖的多个小区的负荷状况，结合预先设定的门限参数，决定是否有必要执行均衡动作，对于负荷状况的判决可以有如下几种方法
(2.1)在上行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用上行方向接收到的接收宽带功率RTWP，作为各小区之间负荷比较的参考。
(2.2)在下行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用下行方向发射载波功率TCP值，作为各小区之间负荷比较的参考。
(2.3)在上、下行方向需要综合考虑的系统中，可以同时采用上行方向接收到的接收宽带功率RTWP和下行方向发射载波功率TCP值，作为各小区之间负荷比较的参考。
根据设定的处理办法，在有小区负荷高于其同覆盖异频小区一个设定的门限值时，决定执行均衡动作。
此外，也可以考虑在小区负荷在一定门限之下时，不管各同覆盖异频小区的负荷状况如何，都不执行均衡动作。
在上述步骤(3)中，RNC根据步骤(2)中所做出的决定，选择适当的UE，向其发送重配置消息以执行频间硬切换，消息中可能包括如下内容A.小区频率信息；B.小区的扰码信息；C.所分配的资源信息。具体选择UE可以有但不限于如下几种方法(3.1)选择不处于软切换状态的UE。
(3.2)选择业务服务质量(QoS)要求较低的UE，考虑优先级、时延要求等。
(3.3)选择业务速率较低的UE。
本发明所述的方法简单、逻辑合理、效率高，能够很好地保证WCDMA系统在系统运行过程中，尽早选择部分UE切至负荷较低的同覆盖异频小区中接受服务，使多个同覆盖异载频小区的负荷较好地实现负荷的均衡，从而实现整个系统容量的最大化，也能方便后续UE的顺利接入。另外，本发明所述方法还可以从两个方面避免可能出现的频繁均衡处理。一方面是通过设定一个门限，在此门限之下，不管同覆盖异频小区的负荷状况如何，都不必作均衡处理，认为此时在相对较高负荷的小区还能够有较好的能力接纳新的用户；另一方面，在两小区作负荷比较的时候，可以设定一个迟滞门限，在两小区的负荷超出该迟滞门限时才真正作负荷均衡的处理，从而最大限度地维护当前已接入UE的服务质量。
图1是本发明实施例一系统运行时频间负荷均衡的总流程图；
图2是本发明系统运行时频间负荷均衡时RNC与Node B的消息流程图；图3是本发明系统运行时频间负荷均衡时RNC与UE间的消息流程图；图4是本发明实施例二系统运行时频间负荷均衡的总流程图。
具体实施例方式
本发明充分利用WCDMA系统中Node B上报的测量结果，在RNC中，根据上报的当前小区负荷情况及其同覆盖异频小区的负荷，综合决定正在进行业务通信中的UE是否有必要均衡至其他异载频同覆盖小区。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述在WCDMA系统中应用本发明所述方法，在测量控制命令中，对于公共测量采用的是周期上报方案，对于事件触发上报方式也有重要参考意义。
本发明所述方法核心思想的流程如图1所示，从图1可以看出步骤101，RNC向Node B发送公共测量控制命令(Common Measurement InitiationRequest)，要求Node B周期测量并上报RTWP和/或TCP的测量值；在发送测量控制命令中，还包括周期上报的间隙(Report Periodicity)、过滤系数(Measurement FilterCoefficient)等；步骤102，Node B接收RNC发来的公共测量控制命令，并根据要求进行测量，在上报条件满足时上报测量结果；步骤103，RNC收到上报结果后，存储Node B上报的与各小区有关的RTWP和/或TCP值；RTWP是直接反映小区的上行干扰的情况的一个量，而TCP是直接反映小区下行发射功率的一个量，在小区规划确定的条件下，两个测量量分别能够代表着一个小区的上、下行的负荷情况；步骤104，RNC在收到小区负荷的测量信息(RTWP和/或TCP)之后，比较各同覆盖异频小区间的负荷情况，如果同覆盖异频小区间负荷比较接近，则不触发频间负荷均衡动作，见步骤108，否则，在负荷较高的小区中选择适当的UE，作频间硬切换的准备，即步骤105，即在负荷较低的目标小区给这些UE分配合适的资源、与基站建立起无线链路等；步骤106，在RAN(Radio Access Network)侧完成所有的准备工作后，由RNC向UE发送频间硬切换(重配置)消息，频间硬切换消息为如下三种之一物理信道重配置消息、传输信道重配置消息、无线承载重配置消息；步骤109，UE返回频间硬切换(重配置)完成消息，该完成消息与步骤106中的频间硬切换相对应，为如下三种之一物理信道重配置完成消息、传输信道重配置完成消息、无线承载重配置完成消息。
图2是在处理过程中RNC与Node B的消息流程。对应图1中的步骤101和步骤102RNC向各Node B发送公共测量命令(Common Measurement Initiation Request)，步骤201，命令中带有测量量、上报方式、过滤系数等一些重要的信息；Node B在检查认为自己的能力能够胜任测量时，向RNC返回公共测量初始响应(Common MeasurementInitiation Response)，步骤202，并开始进行测量，在测量的同时Node B发现达到上报条件时，Node B在达到上报条件时，向RNC发送公共测量报告(Common MeasurementReport)，步骤203，对于周期上报方式，每隔一段时间就向RNC上报一次测量结果，步骤204。
图3是在处理过程中与UE相关的专用消息流程。对应图1中的步骤105、106、107RNC在发现同覆盖异频小区的负荷达到预定的差距后，在负荷较高的小区选择合适的UE，并在目标小区(即负荷较低的同覆盖异频小区)中准备相应的资源，向目标小区对应的Node B发送无线链路重配置准备消息(Radio Link Reconfiguration Prepare)，见步骤301，Node B在收到此消息之后，Node B也将为相应的UE保留资源，并返回无线链路重配置准备好消息(Radio Link Reconfiguration Ready)，见步骤302，RNC在收到此消息后，确定将要进行切换的时间点，并向Node B发送无线链路重配置提交(RadioLink Reconfiguration Commit)，见步骤303，随即向UE发送频间硬切换(重配置)命令，见步骤304，该命令可能为物理信道重配置或传输信道重配置或无线承载重配置消息，UE在完成空中的同步之后，向RNC返回频间硬切换(重配置)完成消息，见步骤305，该消息与频间硬切换命令相对应，可能为物理信道重配置完成或传输信道重配置完成或无线承载重配置完成消息，然后进入正常的通信过程。
另外，为了避免过多的频繁均衡动作发生，在图4所示的实施例二中在图1所示的实施例一的基础上增加了步骤109，即优先判断小区的负荷是否低于一个预先设置的门限值，如果是，则认为各同覆盖异频小区的负荷都处于一个较低的水平，此时不考虑频间负荷均衡，也不会对系统产生大的影响，可以不进行均衡动作，这样可以更有效降低由于发生频间硬切换而导致的掉话的可能。
权利要求
1.一种宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)无线网络控制器从Node B处定时获取反映小区负荷状况信息；(2)无线网络控制器根据预先设定的负荷门限参数、小区实际测量的负荷以及同覆盖异频小区的负荷，决定是否有必要执行均衡动作；(3)如果决定执行至异频小区的均衡动作，则在该小区中选择部分用户设备，并向这些用户设备发送频间硬切换的命令；(4)执行切换的用户设备在异频小区中返回完成消息。
2.根据权利要求1所述的宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下步骤(1.1)无线网络控制器向Node B发送针对小区公共测量控制命令，要求测量接收宽带功率和/或发射载波功率值，并设定上报的条件，对于周期上报方式，需要设定上报的周期；对于事件上报，需要设定上报的门限、触发时间；(1.2)Node B对相应小区的上行接收宽带功率和/或发射载波功率值，在达到无线网络控制器发来的测量控制命令中的上报条件时，上报至无线网络控制器；(1.3)无线网络控制器对Node B上报的结果进行存贮，以供需要时使用。
3.根据权利要求1或2所述的宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中决定是否有必要执行均衡动作可以采用以下方式之一(2.1)在上行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用上行方向接收到的接收宽带功率，作为各小区之间负荷比较的参考，当小区上行方向接收到的接收宽带功率高于其同覆盖异频小区设定的相应门限值时，决定执行均衡动作；(2.2)在下行方向受限为主的系统中，可以仅选择采用下行方向发射载波功率值，作为各小区之间负荷比较的参考，当小区下行方向发射载波功率值高于其同覆盖异频小区设定的相应门限值时，决定执行均衡动作；(2.3)在上、下行方向需要综合考虑的系统中，可以同时采用上行方向接收到的接收宽带功率和下行方向发射载波功率值，作为各小区之间负荷比较的参考，当小区上行方向接收到的接收宽带功率和下行方向发射载波功率值分别高于其同覆盖异频小区设定的相应门限值时，决定执行均衡动作；
4.根据权利要求3所述的宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，还可以设定一个下门限值，当小区实际测量的负荷小于该下门限值时，系统不进行均衡动作，以避免过多的频繁均衡动作。
5.根据权利要求1所述的宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中的硬切换的命令消息包括小区频率信息、小区的扰码信息和所分配的资源信息。
6.根据权利要求1或5所述的宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中选择硬切换的用户设备可以采用以下方式之一或组合(3.1)选择不处于软切换状态的用户设备；(3.2)选择业务服务质量要求较低的用户设备；(3.3)选择业务速率较低的用户设备。
全文摘要
本发明公开了一种宽带码分多址系统中的频间负荷均衡控制方法，包括以下处理步骤RNC从Node B处定时获取反映小区负荷状况信息；RNC根据预先设定的负荷门限参数、小区实际测量的负荷以及同覆盖异频小区的负荷，决定是否有必要执行均衡动作；如果决定执行至异频小区的均衡动作，则在该小区中选择部分UE，并向这些UE发送频间硬切换的命令；执行切换的UE在异频小区中返回完成消息。采用本发明的方法，能够很好地保证WCDMA系统在系统运行过程中，尽早选择部分UE切至负荷较低的同覆盖异频小区中接受服务，使多个同覆盖异载频小区的负荷较好地实现负荷的均衡，从而实现整个系统容量的最大化，也能方便后续UE的顺利接入。
文档编号H04J13/02GK1571292SQ20041003734
公开日2005年1月26日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者黄胜华, 李大鹏, 程翔 申请人:中兴通讯股份有限公司