蜂窩通信系統及其小區過濾方法
2023-05-02 09:14:11 3
專利名稱：蜂窩通信系統及其小區過濾方法
技術領域：
本發明屬於無線通訊技術領域，涉及一種小區過濾方法，尤其涉及一種蜂窩
通信系統的小區過濾方法；本發明還涉及上述蜂窩通信系統。
背景技術：
在全球多數地區，新型網絡將部署於較高的頻帶，而高頻比低頻的穿透性差， 因此，家庭基站將是一種有吸引力的方法。家庭基站是一種用戶住宅蜂窩接入泉， 適用於家庭和辦公室環境。它通過用戶的寬帶連接(如，DSL)接入移動運營商 的核心網絡，可以彌補較弱的室內信號和提供網絡所要求達到的帶寬。家庭基站 可以為在家中發起的呼叫和連接提供高質量的語音、最佳的數據速率以及更便宜 的資費。家庭基站能為發起的絕大多數移動呼叫提供最佳的覆蓋率，還能為回傳 網絡的容量提供指數式增長。
在宏基站覆蓋區域內可以採用家庭基站來提高覆蓋和提供更好質量的服務。 家庭基站可以為閉合籤約用戶群(Close Subscriber Group, CSG)和其成員提 供服務，CSG可以是一個家庭或鄰近地理位置的可以接入家庭基站的任何用戶。 有的CSG小區是閉合式接入，僅為一組授權用戶提供接入服務；而有的CSG小區 是開放接入的，可為所有的用戶提供接入服務。它不是真正的CSG家庭基站， 對於終端來說可能類似於一個宏基站。如果考慮特殊覆蓋需求， 一個區域內可以 有一個或多個CSG小區。 一個CSG小區可以是一個家庭基站用來提供LTE服務， 也可以一個家庭基站提供WCDMA或其它傳統3GPP無線接入服務。用戶可以是個 人或一個團體，可以在需要的區域內使用家庭基站獲得需要的服務，並在終端中 保存一個所有可以接入CSG小區的白名單。
3GPP已經對家庭基站進行了一些研究，但家庭基站的應用仍然可能對未來 新型網絡的相關工作帶來挑戰。在家庭基站之間的接入控制和平滑切換是一個關 鍵。而接入控制和切換中都需要終端進行測量才艮告判決，在家庭基站密集的區域， 如大學校園或住宅小區等需要熱點覆蓋的區域，終端需要測量的小區數目比較多。目前，研究只在宏基站之間維護一個鄰居小區列表，且該列表由網絡的ANR (Automatic Neighbor Relation)功能創建並維護。對於家庭基站存在的情況 下，並沒有將家庭基站加入鄰居小區列表，且家庭基站本身也沒有鄰居小區列表， 因此，終端在宏基站之間和在家庭基站與宏基站間的移動不能依賴於鄰居小區列 表，這將使得終端測量所有可接入和禁止接入的小區，浪費終端的測量資源和功 率消耗。如果家庭基站分布的密度非常大，終端搜索周圍的所有小區將帶來非常 大的信令開銷，而且可能導致切換延遲增加，降低切換性能。尤其是當終端以空 閒模式在網絡中漫遊時，可能會不停地搜尋小區。因此，為減少系統信令開銷和 節約終端功率容量，應儘量減少終端對CSG小區測量的信息量，尤其是對終端不 能接入的特定小區的測量。
另一方面，隨著用戶業務的需求，公共區域和家庭部署的家庭基站的數目將 不斷增加，要使得終端的CSG白名單包含所有可接入CSG小區CSG ID,這對終 端來說將是一個很大的負擔，況且實際上包含所有的可接入CSG小區是很難的。 如果終端進入一個CSG小區，該小區的CSG ID不在終端的白名單內，使得終端 的白名單過濾後的候選小區名單為空，則可能導致接入或切換失敗，從而導致掉 話或服務質量下降。
雖然不使用鄰居小區列表的優點是可以減少系統信息負載和無線網絡規劃， 但是採用終端來搜索小區並報告給網絡，其代價是將帶來不必要的信令增加和終 端的負擔。隨之而來的是，終端設備的複雜度和網絡邊界問題的增加。而且由終 端選擇的目標小區並不一定是最佳目標小區，將導致切換問題的降低。
切換性能的降低是由於終端選擇的目標小區並不一定是進行切換的最佳目 標小區。不成功的切換可能是目標小區的負載太高、高干擾水平或硬體問題等導 致的，這將降低網絡的性能。而通過本發明的鄰居列表方法，在宏基站和家庭基 站中維護鄰居信息，在切換之前可以通過源小區檢查一下目標小區的某些條件 (如，檢驗目標小區的負載)，選擇合適的目標小區。
空中接口間不必要的信令開銷體現在某些鄰居小區從切換性能來說是壞小 區，而終端不斷嘗試接入，可能導致終端不停地把這些小區的信息報告給網絡， 導致不必要的信令開銷。增加終端負載和複雜度體現在如果終端事先沒有任何鄰居小區的信息，終
端將搜索周圍所有小區的信息包括那些限制終端接入的小區信息，並通過終端測 量讀取所有小區系統信息內容，以辨別該小區是公共小區的還是私有小區，增加 了終端的負擔和複雜度。在這種情況下，需要能夠限制終端只測量某些小區，例 如，通過鄰居列表指示終端需要測量的小區。在邊界場景下，終端可能不能區分 來自不同操作者的小區，在這種情況下終端沒必要報告這些小區信息。而且需要
終端維護所有可以接入的CSG ID白名單，而未來CSG小區的數目很龐大，在公 共區域(如，機場，商場)部署的家庭基站，都是終端可以接入的CSG小區，則 終端維護的CSG數目將很大，進一步增加了終端的負擔。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種蜂窩通信系統小區過濾方法，可減 少信令開銷，提高切換性能。
此外，本發明還提供上述蜂窩通信系統。 為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案
一種蜂窩通信系統的小區過濾方法，所述通信系統包括用戶設備和多種基站 設備，基站設備包括宏基站、微基站、家庭基站；在宏基站中及家庭基站中建立 鄰居小區列表，該列表包括鄰居的宏基站及家庭基站的鄰居小區信息；鄰居小區 列表中包括如下屬性鄰居小區信息、小區的跟蹤小區標識，及小區是否私有、 是否可切換、是否有X2接口 (基站和基站之間的接口 )；所述宏基站的鄰居小區 信息包括相鄰的宏基站和覆蓋範圍內家庭基站小區信息；所述家庭基站的鄰居小 區信息包括相鄰的家庭基站小區信息以及家庭基站所在宏基站小區信息。
作為本發明的一種優選方案，該方法包括過濾步驟根據所述鄰居小區列表 的信息過濾掉不適合對應終端接入的小區信息。
作為本發明的一種優選方案，當在移動通信系統中執行硬切換或小區重選 時，終端所在的宏基站及家庭基站將向終端報告鄰居小區列表，所述鄰居小區列 表根據所述鄰居小區列表的信息過濾掉不適合對應終端接入的小區信息。
作為本發明的一種優選方案，所述過濾步驟包括跟蹤小區過濾、接入許可過濾、切換糹午可過濾。
作為本發明的一種優選方案，所述跟蹤小區過濾包括，所述跟蹤小區過濾通 過所述終端所在跟蹤小區標識，來執行過濾處理，以產生3艮蹤小區過濾的小區鄰 居列表，使得包括在所述鄰居小區列表中的鄰居小區所在的跟蹤區域為終端所在 的跟蹤區域。
作為本發明的一種優選方案，所述跟蹤小區包括宏基站跟蹤小區和CSG跟蹤
小區，按照設定規則劃分、命名和分配標識號， 一個CSG小區有一個或多個CSG 跟蹤小區。
作為本發明的一種優選方案，所述接入許可過濾包括，所述接入許可過濾通 過所述切換許可過濾的鄰居小區列表中的鄰居小區的私有屬性，將帶有私有標誌 的小區執行過濾處理，以產生接入過濾的鄰居小區列表，使得所在鄰居小區列表 中的鄰居小區為公共小區和終端授權接入的小區。
作為本發明的一種優選方案，將帶有私有標誌的小區執行過濾處理，包括將 帶有私有標誌且終端中沒有該小區ID的CSG小區過濾掉。
作為本發明的一種優選方案，所述終端中小區ID包括，終端設備中保存的 可以認證接入的私有CSG小區ID。
作為本發明的一種優選方案，所述切換許可過濾包括，所述切換過濾通過所 述跟蹤小區過濾的鄰居小區列表中的鄰居小區的切換屬性，將帶有No H0標誌的 小區執行過濾處理，以產生切換過濾的鄰居小區列表，使得包括在所述鄰居小區 列表中的鄰居小區的不帶有No H0標誌；其中所述NoHO標誌為"不能被切換或 重選"標誌。
一種蜂窩通信系統，包括用戶設備和多種基站設備，基站設備包括宏基站、 微基站、家庭基站。
作為本發明的一種優選方案，在宏基站中及家庭基站中建立鄰居小區列表， 該列表包括鄰居的宏基站及家庭基站的鄰居小區信息；鄰居小區列表中包括鄰居 小區信息、小區的跟蹤小區標識，及小區是否私有、是否可切換、是否有X2接 口 ；所述宏基站的鄰居小區信息包括相鄰的宏基站和覆蓋範圍內家庭基站小區信 息；所述家庭基站的鄰居小區信息包括相鄰的家庭基站小區信息以及家庭基站所
8在宏基站小區信息。
本發明的有益效果在於本發明在包括宏基站和家庭基站的場景下，用戶可 以接入公共的家庭基站和授權其接入的私有家庭基站。本發明通過宏基站中和在 家庭基站中建立鄰居小區信息列表，並對鄰居列表的過濾，為終端提供合適的鄰 居小區的相關信息，使得終端避免測量和報告一些不能或不適合接入小區的信 息，以減少終端測量，在某種程度上控制了信令開銷，提高切換性能。本發明可 減少終端的測量信息量和測量時間，否則，複雜的鄰區關係、過長的目標小區列 表和更長的測量時間，將導致更大時延和服務質量的損失。
圖1為本發明方法的流程圖。
圖2為實施例中移動通信系統的結構示意圖。
圖3為實施例中終端的結構示意圖。
圖4為實施例中鄰居小區列表過濾步驟的流程圖。
圖5為實施例中基站的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。 實施例一
本發明可以應用於寬帶通信網絡或特殊的無線通信網絡中，尤其是服TS、 UTRAN、 LTE或E-UTRAN網絡中的切換和接入以及家庭基站遠程激活場景中。
本發明通過在宏基站中和在家庭基站中建立鄰居小區信息列表，並對鄰居列 表的過濾，為終端提供合適鄰居小區的相關信息，使得終端避免測量和報告一些 不能或不適合接入小區的信息，以減少終端測量，在某種程度上減少了信令開銷， 提高切換性能。
在本發明中，每個宏基站具有一個宏跟蹤小區(MTA, Macro Tracing Area),
9其範圍為宏基站的覆蓋範圍。在宏基站覆蓋範圍內的CSG小區具有唯一的標識，
多個CSG小區可以屬於一個CSG跟蹤小區，且一個CSG小區可以屬於多個跟蹤小 區，本發明鄰居小區列表根據小區是否對所有用戶開放或小區容量等定義小區屬 性，小區屬性由操作維護中心管理。本發明的終端的中只需要保存可以認證接入 的私有CSG小區ID, —般為家庭和辦公室中的CSG小區，數量極少。
宏基站/家庭基站在其維護的鄰居小區列表中選擇和終端的跟蹤小區標識相 同的CSG跟蹤小區標識入口 ，然後通過鄰居列表中小區的私有和切換屬性以及終 端中保存的可以認證接入的私有CSG小區列表對該TTAI (Target Tracing Area Identity)區域內的鄰居小區列表進行過濾，首先過濾掉鄰居列表中帶有 Private且終端中沒有該小區ID的CSG小區，然後過濾帶有No HO (不能被切換 或重選)指示的小區，產生經過過濾的鄰居小區列表，使只有適合終端的鄰居小 區信息被保留在鄰居小區列表中，使得終端不用測量限制終端接入的私有小區和 超負載小區。此外，終端在RRC-IDLE模式移動時，進行小區重選也不選擇這些 小區，流:程如圖1所示。
本發明的宏基站和家庭基站中的鄰居小區列表可以由網絡的ANR
(Automatic Neighbor Relation)功能根據作業系統定義創建並維護，鄰居小 區列表信息可以通過SI (System Information)或專用才莫式傳輸。雖然只需發 送部分鄰居小區列表信息，如果通過SI發送，儘管沒有傳統的NCL (Network Connection Link)高，也會增加SI負載。另外一種實現方法是由專用的RRC
(Radio Resource Control)信令傳輸。該鄰居小區列表可用於頻內/頻間和不 同無線接入技術間的測量。因此，該鄰居小區列表方法為網絡操作者提供一定的 信令控制和目標小區切換的能力，可以一定程度上避免切換性能降低、信令開銷 以及終端的負擔和功率消耗。
實施例二
圖2是用於實現本發明實施例的移動通信系統的示意結構框圖。該無線通信 系統包括宏基站、家庭基站、核心網絡、移動管理實體/網關和無線用戶設備。 一個宏基站內可以有多個家庭基站，它們通過DSL等方式與家庭基站網關相連；
10本發明實施例並不局限於圖2的結構。
多個CSG小區可以屬於一個跟蹤小區(TA)，和周圍的宏蟲奪窩不同，這樣的 跟蹤小區可以稱為CSG TA (可以參考U. S.專利Ser. No. 12/044, 491文檔),周 圍的宏蜂窩相對較大(如，最少覆蓋幾公裡)，採用宏基站覆蓋。家庭基站一般 在家庭、公司或咖啡館等的小範圍覆蓋。在本發明實施例中，宏基站覆蓋範圍內 的CSG小區具有唯一的標識。
本發明實施例在宏基站和家庭基站中建立鄰居小區信息列表，並通過對鄰居 列表的過濾，為終端提供合適的鄰居小區的相關信息，可以使得終端避免測量和 報告一些不能或不適合接入的小區的信息，減少終端測量，在某種程度上控制了 信令開銷，提高切換性能。
在本實施例中，每個宏基站具有一個宏跟蹤小區，其範圍為宏基站的覆蓋範 圍，並由系統定義一個跟蹤小區標識。且宏基站覆蓋範圍內的CSG小區具有唯一 的標識，多個CSG小區可以屬於一個CSG跟蹤小區， 一個CSG小區可以屬於多個 跟蹤小區，並為每個CSG小區定義一個跟蹤小區標識。本發明鄰居小區列表根據 小區是否對所有用戶開放或小區容量等定義小區屬性，小區屬性由搡作維護中心 管理。
鄰居小區列表還可以作為 一個表格存儲在宏基站和家庭基站中，其內容如表 1所示。每個鄰居關係中包含一個本地小區標識(LCI， Local Cell Identifier) 為本地宏基站或家庭基站標識；以及目的跟蹤小區標識(TTAI, Target Trace Area Identifier),對於宏基站節點，TTAI包括其鄰居宏基站跟蹤小區標識號和本宏 基站覆蓋範圍內的所有CSG跟蹤小區標識，對於家庭基站，其TTAI包括其所在 CSG跟蹤小區標識號和所在宏基站跟蹤小區標識號， 一個家庭基站可以屬於多個 CSG跟蹤小區。 一個目的小區標識(TCI, Target Cell Identifier)為特定跟 蹤小區內的CSG小區或宏基站小區的標識號。Private標識(私有標識)指示該 CSG小區為私有接入小區，只有特定的終端才能接入，No HO標識表示該小區不 能被切換或重選，No X2標識表明是否有X2接口。受限鄰居小區列表可以通過 3GPP中定義ANR功能來收集和維護。終端中只需要保存自己可以認證接入的封 閉式CSG小區列表， 一般為家庭和辦公室中的CSG小區數量極少。
liNRLCITTAI1LCW1TTAI#1TCIPrivateNo HONoX2
TCI#1NOYesYes
TCI#2YesNOYes
TCI#3YesYesYes
TCI斜NONONO
LCI#23LCI弁3表1鄰居小區關係表
終端中只需要保存可以認證接入的私有CSG小區ID，數量極少， 一般為家 庭和辦公室中的CSG小區。本實施例的終端結構如圖3所示，終端將可以認證接 入的私有CSG小區ID保存在特殊鄰居小區列表中，特殊鄰居列表可以存儲於終 端存儲器中。
本發明實施例的鄰居小區列表過濾流程如圖4所示
宏基站/家庭基站首先在小區列表中選擇和終端的跟蹤小區標識相同的目的 跟蹤小區(TTAI)標識入口，然後通過鄰居列表中的是否私有和能否切換屬性、 和終端中保存的可以認證接入的私有CSG小區列表，對該TTAI區域內的小區列 表進行過濾。首先過濾掉鄰居列表中帶有Private且終端中沒有該小區ID的CSG 小區，然後過濾帶有NoHO指示的小區，產生經過過濾的小區鄰居列表，使得只 有適合的鄰居小區信息被保留在鄰居小區列表中。使得終端不用測量限制終端接 入封閉式小區和超負載小區並報告給網絡。本發明實施例所定義的過濾處理器具 有該功能。此外，終端在RRC—IDLE模式移動時，進行小區重選也不選擇這些小 區。
本發明實施例的基站(宏基站/家庭基站)結構如圖5所示。將宏基站/家庭基 站的鄰居小區列表保存在其存儲器中，當需要終端測量時，終端將其特殊鄰居小 區列表發送給宏基站/家庭基站，經過過濾處理器過濾，得到適合終端的鄰居小
12區信息列表，並發送給終端。
宏基站和家庭基站中的鄰居小區列表可以由網絡的ANR功能根據作業系統 定義創建並維護，鄰居小區列表信息可以通過SI或專用模式傳輸。雖然只需發 送部分鄰居小區列表信息，如果通過SI發送，則會增加SI負載儘管沒有傳統的 NCL高。另外一種實現方法是由專用的無線資源控制信令傳輸。該鄰居小區列表 可用於頻內/頻間和不同無線接入技術間的測量。因此，該鄰居小區列表方法為 網絡操作者提供一定的信令控制和目標小區切換的能力，可以一定程度上避免切 換性能降低、信令開銷以及終端的負擔。
如果用於切換中，則可以使終端所需要的切換測量時間減少，測量工作量減 少，切換時延也就相應減少，所以切換掉話率隨之下降。另夕卜，由於需要監測的相 鄰小區數目減少，因而也相應的減少了終端、基站和無線網絡控制器之間的信令 交互，縮短了終端測量的時間，減輕了網絡的負荷。
這裡本發明的描述和應用是說明性的，並非想將本發明的範圍限制在上述實 施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技 術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚 的是，在不脫離本發明的精神或本質特徵的情況下，本發明可以以其他形式、結 構、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來實現。在不脫離本發明範圍和 精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其他變形和改變。
權利要求
1、一種蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於所述通信系統包括用戶設備和多種基站設備，基站設備包括宏基站、微基站、家庭基站；在宏基站中及家庭基站中建立鄰居小區列表，該列表包括鄰居的宏基站及家庭基站的鄰居小區信息；鄰居小區列表中包括如下屬性鄰居小區信息、小區的跟蹤小區標識，及小區是否私有、是否可切換、是否有X2接口；所述宏基站的鄰居小區信息包括相鄰的宏基站和覆蓋範圍內家庭基站小區信息；所述家庭基站的鄰居小區信息包括相鄰的家庭基站小區信息以及家庭基站所在宏基站小區信息。
2、 根據權利要求1所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於該方法包括過濾步驟根據所述鄰居小區列表的信息過濾掉不適合對應 終端接入的小區信息。
3、 根據權利要求1所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於當在移動通信系統中執行硬切換或小區重選時，終端所在的宏基站及家 庭基站將向終端報告鄰居小區列表，所述鄰居小區列表根據所述鄰居小區列 表的信息過濾掉不適合對應終端接入的小區信息。。
4、 根據權利要求2或3所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於所述過濾步驟包括跟蹤小區過濾、接入許可過濾、切換許可過濾。
5、 根據權利要求4所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於所述跟蹤小區過濾包括，所述跟蹤小區過濾通過所述終端所在跟蹤小區 標識，來執行過濾處理，以產生跟蹤小區過濾的小區鄰居列表，使得包括在 所述鄰居小區列表中的鄰居小區所在的跟蹤區域為終端所在的跟蹤區域。
6、 根據權利要求5所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於所述跟蹤小區包括宏基站跟蹤小區和CSG跟蹤小區，按照設定規則劃分、 命名和分配標識號， 一個CSG小區有一個或多個CSG跟蹤小區。
7、 根據權利要求4所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於所述接入許可過濾包括，所述接入許可過濾通過所述切換許可過濾的鄰 居小區列表中的鄰居小區的私有屬性，將帶有私有標誌的小區執行過濾處理， 以產生接入過濾的鄰居小區列表，使得所在鄰居小區列表中的鄰居小區為公 共小區和終端授權接入的小區。
8、 根據權利要求7所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於將帶有私有標誌的小區執行過濾處理，包括將帶有私有標誌且終端中沒 有該小區ID的CSG小區過濾掉。
9、 根據權利要求8所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於所述終端中小區ID包括，終端設備中保存的可以認證接入的私有CSG 小區ID。
10、 根據權利要求4所述的蜂窩通信系統的小區過濾方法，其特徵在於所述切換許可過濾包括，所述切換過濾通過所述跟蹤小區過濾的鄰居小 區列表中的鄰居小區的切換屬性，將帶有No HO標誌的小區執行過濾處理， 以產生切換過濾的鄰居小區列表，使得包括在所述鄰居小區列表中的鄰居小 區的不帶有No H0標誌；其中所述No H0標誌為"不能被切換或重選"標誌。
11、 一種蜂窩通信系統，其特徵在於包括用戶設備和多種基站設備，基站設 備包括宏基站、4敫基站、家庭基站。
12、根據權利要求11所述的蜂窩通信系統，其特徵在於在宏基站中及家庭基站中建立鄰居小區列表，該列表包括鄰居的宏基站 及家庭基站的鄰居小區信息；鄰居小區列表中包括鄰居小區信息、小區的跟蹤小區標識，及小區是否 私有、是否可切換、是否有X2接口；所述宏基站的鄰居小區信息包括相鄰的宏基站和覆蓋範圍內家庭基站小 區信息；所述家庭基站的鄰居小區信息包括相鄰的家庭基站小區信息以及家庭基 站所在宏基站小區信息。
全文摘要
本發明揭示一種蜂窩通信系統及其小區過濾方法。所述通信系統包括用戶設備和多種基站設備，基站設備包括宏基站、微基站、家庭基站；在宏基站中及家庭基站中建立鄰居小區列表，該列表包括鄰居的宏基站及家庭基站的鄰居小區信息；鄰居小區列表中包括如下屬性鄰居小區信息、小區的跟蹤小區標識，及小區是否私有、是否可切換、是否有X2接口；所述宏基站的鄰居小區信息包括相鄰的宏基站和覆蓋範圍內家庭基站小區信息；所述家庭基站的鄰居小區信息包括相鄰的家庭基站小區信息以及家庭基站所在宏基站小區信息。本發明可減少信令開銷，提高切換性能。
文檔編號H04W8/00GK101505476SQ20091004745
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月12日 優先權日2009年3月12日
發明者建 張, 曉 徐, 璐 戎, 陸曄頊 申請人:上海無線通信研究中心