一種單頻網的區域選擇方法
2023-06-14 01:13:21 2
專利名稱：一種單頻網的區域選擇方法
技術領域：
本發明涉及無線通信技術領域，更具體地，本發明涉及一種單頻網的區 域選擇方法。
背景技術：
在蜂窩移動通信系統中提供廣播多播業務已經成為無線通信發展的一個
重要趨勢。例如，寬帶無線城域網協議IEEE802. 16中的MBS(多播廣播服務)， 3GPP Release 6中的MBMS (多媒體廣播多播服務)就是這些主流的寬帶無線 移動通信標準中專門定義的支持廣播多播服務的機制。目前的這些機制中， 主要採取點到多點(PTM)的單小區傳輸方式，通過相同的無線資源為多個用 戶傳輸相同的業務，而不是為每個用戶單獨分配資源進行業務的傳輸，從而 可以有效地利用無線資源。但在PTM的方式中，頻譜效率是由信道質量最差 的用戶所決定的，例如小區邊緣的用戶，限制了頻譜效率的進一步提高。
針對該問題，3GPP的長期演進計劃(Long Term Evolution, LTE )項目中 提出了增強的M麗S機制，即增強型的多媒體廣播多播服務(E-MBMS ),它不 僅支持單小區PTM方式，還支持一種新的廣播多播業務傳輸方式單頻網 (Single Frequency Network, SFN)方式。所謂單頻網方式，即一組物理上 相鄰的小區，使用相同的無線時頻資源、相同的調製編碼方式來承載同一個 廣播多播服務。該方式的優勢是 一個處於單頻網區域內的用戶在接收廣播 多播服務時會發現，該服務的信號變得更好；同時，終端在同一個SFN區域 內的不同小區間移動將沒有性能損失，整個SFN區域在接收廣播多播服務的 終端如一個巨大的小區，在整個大區域內的信號都很好而不用擔心離基站太 遠。
為支持SFN方式，LTE在其網絡邏輯架構中加入了多小區協調實體(MCE),
4以進行SFN的管理。加入MCE後，LTE中MBMS的邏輯架構如圖1所示。各實 體分別為BM-SC (廣播多播業務中心)，廣播多播數據的發送中心；E-MBMS GW (增強型的多媒體廣播多播服務網關)，將廣播多播數據從BM-SC分發到 eNB; MCE，在SFN傳輸才莫式下，統一管理SFN區域中的eNB用於傳輸特定廣 播多播服務的無線資源；eNB(基站)，負責一個小區中所有移動終端的通信； UE (移動終端)。
進行單頻網傳輸，需要有一定的機制進行單頻網區域的選擇，確定選擇哪 些相鄰小區組成SFN區域，同步傳輸MBMS數據；SFN區域形成後，隨著該區 域內服務接收情況及無線資源使用情況的變化，對現有的SFN區域進行裁剪、 擴張或拆分。目前，在SFN區域選擇方面已有的解決方案主要包括以下兩類
1) 、通過操作維護中心(0&M)為MBMS業務進行SFN區域的選擇，無論 業務的接受情況如何變化，SFN區域保持不變。例如，0&M為業務1確定的區 域為Al,為業務2確定的區域為A2。在業務1和業務2傳輸過程中，無論區 域內業務接受情況如何變化，區域Al和A2保持不變。這種方法簡單易行， 但會造成無線資源利用率的降低。若在一段時間內，A1中只有少數小區的UE 在接收業務l，但由於A1不能調整，因此Al中全部小區都在傳輸業務1，從 而造成資源的浪費。
2) 、為了達到較高的資源利用率和靈活性，提出SFN區域的動態選擇方 法。該方法根據接收某業務的UE的分布來進行SFN區域的選擇，並隨著UE 的移動，動態地進行SFN區域的裁剪、拆分和合併。例如，當UE不斷移動時， UE可能慢慢的分布在當前SFN區域的兩個不相鄰的區域中，此時，該方法將 進行SFN區域的拆分，與此相對的是SFN區域的合併；如果SFN區域中的一 個邊界小區沒有UE接收該業務，則將該小區從SFN區域中去除，從而縮小了 SFN區域。該方法需要了解SFN區域所包含的每個小區中的UE分布情況，反 饋量很大，而且SFN區域若變化太快，將帶來管理上的高複雜性。而且在這 種動態方法中，UE的移動對SFN區域選擇的影響很大。實際上，接收某業務 的UE在一個區域內的分布，至少在一定時間內將穩定於某一水平。如果由於 某個小區暫時沒有接收某業務的UE而進行SFN區域的調整，並且該小區可能 馬上就有接收該業務的UE進入，這將會帶來不必要的開銷。
發明內容
為克服現有單頻網區域選擇中靈活性差或者信息反饋大並且複雜性高的缺 陷，本發明提出一種單頻網的區域選擇方法。
根據本發明的一個方面，提出了一種單頻網的區域選擇方法，包括 步驟10 )、 eNB根據MCE確定的反饋比例對接收某業務的UE數目進行統計 並反饋給MCE;
步驟20)、 MCE將接收到的所有反饋中的接收該業務的UE總數除以反饋對 應的eNB數，得到小區平均用戶數；
步驟30)、 MCE確定小區平均用戶數小於根據不同傳輸方式的頻i普效率限定 的閾^直；
步驟40)、 MCE查找單頻網區域內接收該業務的UE數目小於小區平均用戶 數的eNB數，確定反饋比例等於l後，根據eNB的位置來確定單頻網區域的調 整方式，發送消息給需要調整的eNB。
其中，步驟10)還包括MCE根據其所控制的所有eNB統計本小區內接收 該業務的UE數目，選擇包含小區數最多且小區平均用戶數大於根據不同傳輸方 式的頻譜效率限定的閥值的區域作為單頻網的初始區域。
其中，步驟10 )還包括MCE將反饋比例發送給單頻網區域中的所有eNB, eNB確定產生的隨機數小於反饋比例後，對本小區內接收該業務的UE數目進行 統計並反饋給MCE，所述反饋給MCE的統計結果消息包括消息類型指示、eNB標 志、MBMS業務標誌、UE數目。
其中，步驟10)還包括MCE隨機選擇出佔單頻網區域中eNB總數的比例 為反饋比例的eNB,發送反饋請求消息，所述e冊收到該消息後對本小區內接收 該業務的UE數目進行統計並反饋給MCE，所述反饋請求消息主要包括消息類型 指示、單頻網標誌、MBMS業務標誌。
其中，步驟10)中，MCE根據反饋基站數目和負載能力確定反饋比例，反 饋比例的初值可以取大於0小於1的任何數，也可以根據上次使用的反饋比例 來確定。
其中，步驟10)中，eNB可以記錄自己最近一次統計UE數目的時間，若eNB
6收到MCE要求其反饋UE數目的請求的時間與最近一次統計UE數目的時間差小 於一定閥值，eNB可以將最近一次統計的UE數目反饋給MCE。
其中，步驟20)還包括若平均用戶數大於一定的閥值，可以擴大單頻網 區域，收集所有或部分與該單頻網相鄰的eNB中接收該業務的UE數目，計算小 區中的平均用戶數，確定將這些小區合併到單頻網中。
其中，步驟30)還包括如果反饋比例小於1,增大反饋比例，若反饋比 例大於1，將反饋比例設為1;返回步驟IO)重新統計UE;所述閥值為所述傳 輸方式下小區中平均用戶數的臨界值，通常取2或3。
其中，步驟40)中，所述發送的消息包括消息類型指示、單頻網標誌、調 整動作；其中，調整動作包括退出、加入和單頻網標誌改變。
其中，步驟10)還包括MCE把本次已經反饋過的eNB進行標誌，從未進 行反饋的eNB中隨機選取出Nl個eNB進行反饋，其中，SFN區域內的小區數乘 以反饋比例再減去上次統計的eNB個數N得到Nl。
通過應用本發明，使得不需要所有eNB定時統計其接收某業務的UE數量， 從而節省了上行信道資源，減少了需要進入活動狀態的UE數量，降低了 UE能 耗；並且根據小區平均用戶數進行單頻網區域的確定，與動態方法相比，反饋 量和複雜度都有了很大降低，在實際系統中更加實用；通過合理地選擇閥值，
圖1為支持單頻網傳輸的蜂窩無線通信系統的示意圖； 圖2為本發明實施例的MCE執行單頻網區域更新的流程圖； 圖3為本發明第一實施例的MCE統計單頻網區域中接收某業務的小區平均 用戶數的流程圖4為需要對單頻網區域進行收縮的情景示意圖； 圖5為需要對單頻網區域進行拆分的情景示意圖6為本發明第二實施例的MCE統計單頻網區域中接收某業務的小區平均 用戶數的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的一種單頻網的區域選擇方法進 行詳細描述。
圖2示出根據本發明的第一實施例的MCE執行單頻網區域更新的流程圖。 當某業務需要傳輸時，E-MBMS GW將通知MCE, MCE首先確定初始的單頻網區域。
現有方法中，初始單頻網區域可以由0&M提前配置，O腿將提前配置的結果 通知MCE， MCE保存業務標誌和單頻網區域的對應關係。當業務開始傳輸時，MCE 只需要根據業務標誌便可以找到O&M為該業務配置的單頻網區域。
在本發明的另一個實施例中，確定初始單頻網區域的方法包括MCE發送反 饋請求消息給其控制的所有eNB，要求eNB反饋其小區內的UE數目。eNB將統 計本小區內接收該業務的UE數目並發送給MCE。 MCE選擇包含小區數最多的一 個區域，而且該區域內小區平均用戶數大於第一閥值(閾值的物理意義是採用 SFN方式傳輸的小區中平均用戶數的最小值)，將該區域作為單頻網的初始區域。
如圖2所示，在業務傳輸過程中，MCE周期性地更新單頻網區域。更新周期 可以是預先配置的系統參數，例如1分鐘、IO分鐘等。
MCE確定反饋比例p的初值，其中，p的初值可以取大於0小於1的任何數。 p的初值也可以根據上次更新時使用的p值來確定，例如等於上次取值的2 / 3; 也可以直接使用默認值，例如0.5。反饋比例決定了需要進行統計和發送結果的 基站數目，反饋比例越高，需要反饋的基站越多，系統負載越大。反饋比例等 於1時，所有的基站都需要統計和發送結果。
MCE使用反饋比例p統計目前單頻網區域中小區平均用戶數。圖3示出本實 施例的MCE統計單頻網區域中接收並統計某業務的小區平均用戶數的流程，如 圖3所示，包括
MCE通過反饋請求消息將反饋比例p發送給該單頻網區域內所有的eNB。反 饋請求消息主要包括的欄位為消息類型指示、單頻網標誌、P值，還可以包括 MBMS業務標誌。
eNB收到該消息後，生成一個0 ~ 1之間的隨機數，若該隨機數小於p， eNB 將對本小區內接收該業務的UE數目進行統計，並將統計的數目發送給MCE;若 該隨機數不小於p ，不執行任何操作。
8其中，eNB需要統計的UE包括所有接收該MBMS業務的UE，無論其處於空 閒狀態還是活動狀態。統計方法可以採用目前已有的方法，例如3GPPTS 25. 346 中定義的記數方法。若eNB發起一次統計，需要記錄本次統計的時間。若eNB 收到MCE的反饋請求消息的時間與最近一次統計UE數目的時間差不大於第二閥 值(其物理含義是時間間隔，即eNB接收到反饋請求消息的時間與上一次統計 接收某業務的UE數目的時間間隔不大於該值，則不需要重新統計接收某業務的 UE數目。第二閥值可以是秒級、分級，不大於MCE的更新周期即可。第二閥值 越小，統計結果約精確，但系統開銷越大，因此可以根據系統不同的性能需求 來確定。)，eNB將不發起統計，而是將最近一次統計的UE數目反饋給MCE。 第二閥值可以取MCE更新單頻網區域的周期。
將統計的UE數目發送給MCE的消息主要包括的欄位為消息類型指示、eNB 的標誌、MBMS業務標誌、UE數目。
MCE將接收到的所有反饋中的接收某業務的UE總數除以反饋的eNB個數， 得到該單頻網區域內的小區平均用戶數。
返回圖2, MCE使用反饋比例p統計目前單頻網區域中小區平均用戶數之後， 若小區平均用戶數大於第一閥值，則保持單頻網區域不變，本次更新結束；若 該平均用戶數小於第一閥值，且p等於l，執行下述步驟IOO，否則執行下述步 驟200。
其中，第一閥值的選擇方法是對MBMS業務是採用SFN方式傳輸還是用單 小區PTM的方式傳輸，主要判斷準則就是頻譜效率。3GPP中已經仿真給出不同 傳輸方式的頻鐠效率比較。仿真結果表明，若單小區PTM方式支持自適應速率 調整，則只有小區中接收某業務的平均用戶數小於2-3個時，PTM方式的頻譜 效率才高於SFN方式，其他情況下均為SFN方式頻譜效率高。若PTM方式不支 持自適應速率調整，則它將使用最低效的調製編碼方式，頻譜效率也將始終低 於SFN方式。因此，可以基於仿真結果，確定出第一閥值，即小區中平均用戶 數的臨界值，例如2或3。
此外，上述描述中，若小區平均用戶數大於第一閥值將保持單頻網區域不 變，該策略也可以進行修改。可選的策略包括MCE向所有或部分與該單頻網相 鄰的eNB發送反饋請求消息，eNB接收到該消息後將對本小區內接收該業務的
9UE數目進行統計，並將統計的數目發送給MCE。 MCE計算單頻網相鄰區域中的小
區平均用戶數，若平均用戶數大於第一閥值，則將這些相鄰小區合併到單頻網 中，擴大單頻網的區域，否則保持單頻網區域不變。
步驟100:;險查該單頻網區域內所有eNB中>|妾收該業務的的UE數目，找到 低於小區中平均用戶數的eNB，根據eNB的位置來決定單頻網區域的調整方式， 例如拆分、收縮、取消等。若需要調整，則執行下述步驟300;不需要調整則保 持單頻網區域不變，本次更新結束。
下面分別對收縮、拆分和取消的情況進行說明。圖4和圖5分別是需要進 行收縮和拆分情況的示意圖。圖中的六邊形表示小區，小正方形表示接收該MBMS 業務的UE,除白色的小區外，其他小區均屬於原單頻網區域。在圖4中，經過 MCE對小區平均用戶數的更新發現，畫網格的小區中已沒有UE在接收該業務， 而且這些小區處於單頻網區域的邊緣，因此可以直接將單頻網區域收縮，即通 知網格小區退出單頻網區域。在圖5中，接收該業務的UE集中分布在了原單頻 網區域的兩側，中間的一些小區已經沒有UE在接收該業務，即畫網格的小區。 此時可以通知網格小區推出單頻網區域，原單頻網區域拆分成了兩個，其中一 個需要使用新的單頻網標誌。此外，若原單頻網區域大部分小區中接收該業務 的UE數都小於第 一閥值，則可以取消該單頻網。
步驟200:將反々齎比例p乘以M, M的值可以等於第一閥值除以當前小區中 平均用戶數。之後，若p大於l，將p設為l，返回重新開始統計單頻網區域中 接收某業務的小區平均用戶數來進行調整。
步驟300:通知需要調整的eNB，例如通知其加入該單頻網區域，或退出該 單頻網區域，或單頻網標誌改變。
通知消息主要包括的欄位為消息類型指示、單頻網標誌、調整動作。其中， 調整動作包括退出、加入和單頻網標誌改變。若調整動作為加入，通知消息中 還將包括MBMS業務標誌以及為該業務分配的無線資源；若調整動作為單頻網標 志改變，通知消息中需要包含新的單頻網標誌。
圖6示出根據本發明第二實施例的MCE統計單頻網區域中接收並統計某業 務的小區平均用戶數的流程。第二實施例與第 一實施例的區別在於如何選擇需 要反饋UE數量的eNB方面。第一實施例是eNB在接收到反饋請消息後，根據p
10值來決定是否反饋；而第二實施例是在MCE上確定需要反饋的eNB，直接通知這 些eNB進行反饋。
如圖6所示，MCE使用反饋比例p統計目前單頻網區域中小區平均用戶數， 統計步驟包括
MCE計算N值，N值等於SFN區域內的小區數乘以p值。MCE隨機選取當前 SFN區域內的N個eNB,並將反饋請求消息發送給選取出的這N個eNB。
其中，p的初值選取方法同第一實施例，反饋請求消息主要包括的欄位為消 息類型指示、單頻網標誌，還可以包括MBMS業務標誌。
eNB收到該消息後，將對本小區內接收該業務的UE數目進行統計，並將統 計的數目發送給MCE ，其中統計方法和反饋方式與第 一 實施例相同。
MCE將接收到的所有反饋中的UE總數除以反饋的eNB個數，得到該單頻網 區域內的小區平均用戶數。
若MCE統計出的小區平均用戶數小於第一閥值，則需要將p值增大，重新 進行統計。在本實施例中，可以進一步修改，以方便重新統計MCE把選取出的 需要反饋的eNB都進行標誌。若需要重新統計，通過標誌可以判斷出已經反饋 的eNB， MCE只需要從未進行反饋的eNB中隨機選取出Nl個eNB並通知其反饋 即可。其中，Nl的計算方法如下SFN區域內的小區數乘以p值，減去上次統 計的eNB個數N。當MCE的一次單頻網區域更新完成後，將把所有的eNB標誌清 空，即表明所有的eNB均未反饋過。
需要說明的是，以上方法不僅適用於單頻網區域的周期性更新，可以應用 於任何場景下的單頻網選擇，例如初始單頻網區域的選擇。
最後應說明的是，以上實施例僅用以描述本發明的技術方案而不是對本技 術方法進行限制，本發明在應用上可以延伸為其他的修改、變化、應用和實施 例，並且因此認為所有這樣的修改、變化、應用、實施例都在本發明的精神和 教導範圍內。
權利要求
1、一種單頻網的區域選擇方法，包括步驟10)、eNB根據MCE確定的反饋比例對接收某業務的UE數目進行統計並反饋給MCE；步驟20)、MCE將接收到的所有反饋中的接收該業務的UE總數除以反饋對應的eNB數，得到小區平均用戶數；步驟30)、MCE確定小區平均用戶數小於根據不同傳輸方式的頻譜效率限定的閾值；步驟40)、MCE查找單頻網區域內接收該業務的UE數目小於小區平均用戶數的eNB數，確定反饋比例等於1後，根據eNB的位置來確定單頻網區域的調整方式，發送消息給需要調整的eNB。
2、 權利要求l的方法，其中，步驟10)還包括MCE根據其所控制的所有 eNB統計本小區內接收該業務的UE數目，選擇包含小區數最多且小區平均用戶域。
3、 權利要求l的方法，其中，步驟10)還包括MCE將反饋比例發送給單 頻網區域中的所有eNB， eNB確定產生的隨機數小於反饋比例後，對本小區內接 收該業務的UE數目進行統計並反饋給MCE,所述反饋給MCE的統計結果消息包 括消息類型指示、eNB標誌、MBMS業務標誌、UE數目。
4、 權利要求1的方法，其中，步驟10 )還包括MCE隨機選擇出佔單頻網 區域中eNB總數的比例為反饋比例的eNB，發送反饋請求消息，所述eNB收到該 消息後對本小區內接收該業務的UE數目進行統計並反饋給MCE，所述反饋請求 消息主要包括消息類型指示、單頻網標誌、MBMS業務標誌。
5、 權利要求l的方法，其中，步驟IO)中，MCE根據反饋基站數目和負載 能力確定反饋比例，反饋比例的初值可以取大於0小於1的任何數，也可以根 據上次使用的反饋比例來確定。
6、 權利要求l的方法，其中，步驟IO)中，eNB可以記錄自己最近一次統 計UE數目的時間，若eNB收到MCE要求其反饋UE數目的請求的時間與最近一次統計UE數目的時間差小於一定閥值，eNB可以將最近一次統計的UE數目反饋 給MCE。
7、 權利要求l的方法，其中，步驟20)還包括若平均用戶數大於一定的 閥值，可以擴大單頻網區域，收集所有或部分與該單頻網相鄰的eNB中接收該 業務的UE數目，計算小區中的平均用戶^:，確定將這些小區合併到單頻網中。
8、 權利要求l的方法，其中，步驟30)還包括如果反饋比例小於l，增 大反饋比例，若反饋比例大於1，將反饋比例設為1;返回步驟10)重新統計 UE;所述閥值為所述傳輸方式下小區中平均用戶數的臨界值，通常取2或3。
9、 權利要求l的方法，其中，步驟40)中，所述發送的消息包括消息類型 指示、單頻網標誌、調整動作；其中，調整動作包括退出、加入和單頻網標誌 改變。
10、 權利要求4的方法，其中，步驟10)還包括MCE把本次已經反饋過 的eNB進行標誌，從未進行反饋的eNB中隨機選取出Nl個eNB進行反饋，其中， SFN區域內的小區數乘以反饋比例再減去上次統計的eNB個數N得到Nl。
全文摘要
本發明提供一種單頻網的區域選擇方法，包括MCE根據反饋比例，eNB根據所述反饋比例對接收業務的UE數目進行統計並反饋給MCE；MCE將接收到的所有反饋中的接收該業務的UE總數除以反饋的eNB數，得到小區平均用戶數；MCE確定小區平均用戶數小於根據不同傳輸方式的頻譜效率限定的閾值；MCE查找單頻網區域內接收該業務的UE數目低於小區平均用戶數的eNB，確定反饋比例等於1後，根據eNB的位置來決定單頻網區域的調整方式，通知需要調整的eNB。通過應用本發明，使得不需要所有eNB定時統計其接收某業務的UE數量，節省了上行信道資源，減少了需要進入活動狀態的UE數量，降低了UE能耗。
文檔編號H04W4/06GK101459877SQ20081024117
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者迪 龐, 楊育波, 霖 田, 石晶林, 伊 黃 申請人:中國科學院計算技術研究所