專利名稱：一種寬帶碼分多址系統(tǒng)中的負荷均衡方法
技術領域：
本發(fā)明涉及寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，以下簡稱WCDMA)系統(tǒng)中的一種負荷均衡方法，特別是對同覆蓋異頻小區(qū)的頻間負荷均衡方法。
背景技術：
隨著移動通訊系統(tǒng)的廣泛應用和快速發(fā)展，移動系統(tǒng)中的很多關鍵技術也日趨完善，在實現(xiàn)用戶正常通信的同時也必須要考慮如何獲得最好的性能，使得系統(tǒng)和用戶設備都能獲得令人滿意的效果，從系統(tǒng)的角度而言，希望盡可能接入更多的用戶。
WCDMA系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(如GSM系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng))相比有許多特殊之處，軟容量、支持變速率業(yè)務是其一大特征。在WCDMA系統(tǒng)中，用戶設備(User Equipment，以下簡稱UE)在移動的過程中，所處的無線環(huán)境是時刻在變化著的，在UE遠離基站或無線環(huán)境變壞的時候，如果仍然保持原來的速率傳輸，為了保證其服務質量QoS(Quality of Service)，在閉環(huán)功率控制的作用下，基站必然會以更大的功率發(fā)送信號，系統(tǒng)的容量也會隨之發(fā)生變化。如果能夠通過適當措施使UE在合適的小區(qū)接收服務，對于系統(tǒng)來說，一方面可以使系統(tǒng)容量得到充分地利用，保證后續(xù)UE的順利接入，另一方面對于用戶來說，也可以得到相對較好的服務質量。
對于采用同覆蓋的異頻小區(qū)的區(qū)域，多個同覆蓋異載頻小區(qū)的容量之和構成了該區(qū)域所能達到的總容量，如何進行頻間負荷的均衡，實現(xiàn)多載頻地區(qū)容量的最大化，是值得研究的一個課題。
現(xiàn)有技術規(guī)范中沒有針對WCDMA系統(tǒng)負荷均衡的具體實現(xiàn)方法。在專利申請?zhí)枮?0127302.7的中國專利申請中，公開了“一種移動通信系統(tǒng)中負載平衡預處理的方法”，該方法在移動通信系統(tǒng)中，通過測量相鄰各小區(qū)的負荷情況，修改系統(tǒng)信息參數(shù)，即控制用戶選擇小區(qū)的參數(shù)，達到引導用戶在負荷相對較低的小區(qū)中接入。但是，該專利申請進行負荷均衡的技術方案只能用于同頻小區(qū)的處理，針對的是尚未接入系統(tǒng)的潛在用戶，沒有說明對同覆蓋異頻小區(qū)的情況具體如何處理，也沒有針對已經(jīng)接入系統(tǒng)的用戶的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種寬帶碼分多址系統(tǒng)中的負荷均衡方法，在業(yè)務建立時，可以基于各同覆蓋異頻小區(qū)的負荷進行頻間負荷的均衡。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種寬帶碼分多址系統(tǒng)中的負荷均衡方法，包括以下步驟(a)無線網(wǎng)絡控制器從各同覆蓋異頻小區(qū)的基站獲取反映各小區(qū)負荷狀況的測量值；(b)無線網(wǎng)絡控制器接收到核心網(wǎng)對用戶設備的無線接入承載建立消息后，比較當前小區(qū)和其同覆蓋異頻小區(qū)的負荷，結合設定的負荷均衡切換條件，為所述用戶設備選定目標小區(qū)；(c)在所述目標小區(qū)進行接納動作，完成后向所述用戶設備發(fā)送無線承載建立命令，攜帶目標小區(qū)的信息和分配資源的信息；(d)所述用戶設備側的無線承載建立動作完成后，在目標小區(qū)中返回無線承載建立完成消息。
上述方法可具有以下特點所述步驟(a)進一步可包括以下步驟所述無線網(wǎng)絡控制器向各同覆蓋異頻小區(qū)的基站發(fā)送小區(qū)公共測量控制命令，包含設定的測量量和與上報方式相關的參數(shù)；所述基站接收到所述公共測量控制命令后，根據(jù)要求進行測量，在滿足上報條件時，向所述無線網(wǎng)絡控制器上報測量結果；所述無線網(wǎng)絡控制器存儲基站上報的測量結果，供需要時使用。
上述方法可具有以下特點所述測量值為接收總寬帶功率，或者為發(fā)射載波功率，或者為接收總寬帶功率和發(fā)射載波功率。
上述方法可具有以下特點所述基站向無線網(wǎng)絡控制器上報測量值的方式為周期上報方式或者事件觸發(fā)上報方式。
上述方法可具有以下特點所述步驟(b)中，無線網(wǎng)絡控制器根據(jù)小區(qū)負荷選擇目標小區(qū)的過程進一步包括以下步驟(b1)無線網(wǎng)絡控制器查詢所述各個同覆蓋異頻小區(qū)的負荷情況，判斷是否存在負荷低于當前小區(qū)負荷的同覆蓋異頻小區(qū)，如果存在，執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行步驟(b3)；(b2)將負荷較低的同覆蓋異頻小區(qū)作為建立業(yè)務的目標小區(qū)，執(zhí)行步驟(c)；(b3)將當前小區(qū)作為建立業(yè)務的目標小區(qū)，執(zhí)行步驟(c)。
為了避免可能出現(xiàn)的頻繁均衡處理，有效降低由于發(fā)生頻間硬切換而導致的掉話的可能，上述無線網(wǎng)絡控制器根據(jù)小區(qū)負荷選擇目標小區(qū)的過程中，所述步驟(b1)之前可進一步包括步驟判斷當前小區(qū)負荷是否低于預設的門限值，如果是，執(zhí)行步驟(b3)，否則執(zhí)行步驟(b1)。
為了避免可能出現(xiàn)的頻繁均衡處理，最大限度地維護當前已接入用戶設備的服務質量，上述方法中，所述步驟(b1)后可進一步包括步驟判斷當前小區(qū)負荷超出其同覆蓋異頻小區(qū)負荷的差值是否達到預設的遲滯門限，如果是，執(zhí)行步驟(b2)，否則執(zhí)行步驟(b3)。
上述方法可具有以下特點在進行小區(qū)間負荷的比較時，只進行接收總寬帶功率或者發(fā)射載波功率的比較，或者對接收總寬帶功率和發(fā)射載波功率進行綜合比較。
上述方法可具有以下特點所述步驟(c)中，無線網(wǎng)絡控制器在目標小區(qū)進行接納時包含以下動作，給所述用戶設備分配資源，完成與所述基站間無線鏈路的建立或重配置準備，確定將要進行建立或重配置的時間點；所述目標小區(qū)的信息包含目標小區(qū)的頻率信息和擾碼信息。
上述方法可具有以下特點所述步驟(d)之后還包括步驟無線網(wǎng)絡控制器收到所述無線承載建立完成消息后，向核心網(wǎng)反饋一個無線接入承載建立響應消息，然后進入正常的通信過程。
由上可知，本發(fā)明方法簡單、邏輯合理、效率高，能夠很好地保證WCDMA系統(tǒng)在UE業(yè)務建立時，較早地將部分UE切至負荷較低的同覆蓋小區(qū)中接受服務，使多個同覆蓋異頻小區(qū)的負荷較好地實現(xiàn)負荷的均衡，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)容量的最大化，也能方便后續(xù)UE的順利接入。
另外，本發(fā)明方法還可以從兩個方面避免可能出現(xiàn)的頻繁均衡處理。一方面是在當前小區(qū)負荷低于一個設定門限時，不管其同覆蓋異頻小區(qū)的負荷狀況如何，都不必作均衡處理，認為此時的當前小區(qū)還有較好的能力接納新的用戶；另一方面，在對兩小區(qū)作負荷比較的時候，通過設定一個遲滯門限，只在當前小區(qū)與其同覆蓋異頻小區(qū)的負荷差值超出該遲滯門限時，才作負荷均衡處理，從而最大限度地維護當前已接入UE的服務質量。


圖1是本發(fā)明實施例負荷均衡控制方法的主流程圖；圖2是本發(fā)明實施例RNC與Node B之間公共測量的流程圖；圖3是本發(fā)明實施例公共測量時的消息流程圖；圖4是本發(fā)明實施例RNC選擇目標小區(qū)過程的流程圖；圖5是本發(fā)明實施例業(yè)務建立時的消息流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細描述。
本發(fā)明應用于由核心網(wǎng)(CN)、陸地無線接入網(wǎng)(UTRAN)和用戶設備(UE)組成的WCDMA系統(tǒng)，UTRAN包括許多通過Iu接口連接到CN的無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)集(RNS)，一個RNS包括一個無線網(wǎng)絡控制器(RNC)和一個或多個基站(Node B)。Node B包括一個或多個小區(qū)，通過Iub接口連接到RNC上。各RNS中的RNC之間也可以通過Iur接口交互信息。
本實施例負荷均衡控制方法的主流程如圖1所示，包括以下步驟步驟100，RNC從各同覆蓋異頻小區(qū)的Node B處定時獲取反映小區(qū)負荷狀況的接收總寬帶功率(RTWP)和發(fā)射載波功率(TCP)值；步驟110，RNC接收到來自核心網(wǎng)(CN)的對單個UE的無線接入承載建立消息后，比較當前小區(qū)和其同覆蓋異頻小區(qū)的負荷，結合預設的負荷均衡切換條件，為UE選定目標小區(qū)；步驟120，在目標小區(qū)進行接納等動作，然后向該UE發(fā)送無線承載建立命令，在該命令消息中帶上與目標小區(qū)相關的信息和資源信息；步驟130，UE側完成無線承載建立動作后，在目標小區(qū)中返回無線承載建立完成消息。
步驟100中，RTWP是直接反映小區(qū)上行干擾情況的一個量，而TCP是直接反映小區(qū)下行發(fā)射功率的一個量，在小區(qū)規(guī)劃確定的條件下，兩個測量量分別能夠代表著一個小區(qū)的上、下行的負荷情況。在3GPP TS 25.331規(guī)范中，WCDMA系統(tǒng)中Node B的公共測量報告上報可以選擇周期上報或者事件觸發(fā)上報方式，本實施例采用周期上報方式。
圖2所示是RNC與Node B間的公共測量的具體流程，包括以下步驟步驟200，RNC向Node B發(fā)送小區(qū)公共測量控制命令，要求Node B周期測量并上報RTWP和TCP的測量值，除測量量外，在發(fā)送的測量控制命令中還包括周期上報的間隙、過濾系數(shù)等信息；步驟210，Node B接收RNC發(fā)來的公共測量控制命令，根據(jù)要求進行測量，定時向RNC上報測量結果，即各同覆蓋異頻小區(qū)的RTWP和TCP測量值；步驟220，RNC存儲Node B上報的測量結果，以供需要時使用。
圖3示出了對應于上述公共測量流程的RNC與Node B間的消息流程步驟300，RNC向Node B發(fā)送公共測量發(fā)起請求(Common MeasurementInitiation Request)；步驟310，Node B在檢查認為自己的能力能夠勝任測量時，向RNC返回公共測量初始響應(Common Measurement Initiation Response)，并開始進行測量；步驟320，Node B在達到上報條件時，向RNC發(fā)送公共測量報告(Common Measurement Report)；步驟330，對于周期上報方式，Node B每隔一段時間向RNC上報一次測量結果。
Node B的公共測量報告也可以采用事件觸發(fā)上報方式，對于事件上報而言，RNC向各Node B發(fā)送的公共測量命令中除測量量外，還需要設定上報的門限、觸發(fā)時間等參數(shù)，Node B在設定的事件滿足時，向RNC上報測量結果。
當有UE接入，業(yè)務建立時的具體流程如圖4所示，包括以下步驟步驟400，RNC收到來自CN的無線接入承載建立消息(RAB AssignmentRequest)時，觸發(fā)頻間均衡的判決動作；步驟410，RNC比較各同覆蓋異頻小區(qū)的負荷情況，判斷當前小區(qū)負荷是否低于預設的門限值，如果是，執(zhí)行步驟440，否則執(zhí)行下一步；步驟420，判斷是否存在負荷低于當前小區(qū)的同覆蓋異頻小區(qū)，如果是，執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行步驟440；步驟430，將負荷較低的同覆蓋異頻小區(qū)作為建立業(yè)務的目標小區(qū)，執(zhí)行步驟450；步驟440，將當前小區(qū)作為建立業(yè)務的目標小區(qū)；步驟450，RNC在目標小區(qū)進行接納等動作，完成后向該UE發(fā)送無線承載建立命令；步驟460，UE側完成無線承載建立動作后，在目標小區(qū)中返回無線承載建立完成消息。
上述流程在步驟410先判斷當前小區(qū)的負荷是否低于一個預先設置的門限值，如果是，則認為該小區(qū)的負荷處于一個較低的水平，直接將當前小區(qū)作為業(yè)務建立的目標小區(qū)，不必進行頻間負荷均衡的判斷。這樣可以有效降低由于發(fā)生頻間硬切換而導致的掉話的可能。
上述步驟420中，進行負荷狀況判決時，本實施例是對上、下行方向進行綜合考慮，同時將上行方向的RTWP值和下行方向的TCP值作為各小區(qū)之間負荷比較的參考。負荷大小的判決規(guī)則可能有多種，一個簡單的例子是在兩個測量值都大時才認為該小區(qū)的負荷較大，兩個測量值都小時才認為該小區(qū)的負荷較小。
在上行方向或者下行方向受限為主的系統(tǒng)中，也可以僅選擇上行方向的RTWP值或者下行方向的TCP值作為各小區(qū)之間負荷比較的參考。相應的，在這兩種情況下，RNC向Node B發(fā)送的公共測量控制命令中的測量量可以僅包括RTWP或者TCP。
進一步地，在對兩小區(qū)作負荷比較時，還可以設定一個遲滯門限，在當前小區(qū)負荷超出其同覆蓋異頻小區(qū)負荷的差值達到該遲滯門限時，才執(zhí)行步驟430的切換處理，否則仍執(zhí)行步驟440，從而最大限度地維護當前已接入UE的服務質量。
步驟450中，RNC在目標小區(qū)進行接納等動作時，需要給相應的UE分配合適的資源，完成與基站間無線鏈路的建立或重配置準備，確定將要進行建立或重配置的時間點等；在無線接入網(wǎng)(RAN)側完成所有的準備工作后，由RNC向UE發(fā)送無線承載建立消息，在該命令消息中帶上目標小區(qū)的相關信息(頻率信息、擾碼信息)和所分配的資源信息，如果目標小區(qū)為同覆蓋異頻小區(qū)，則該無線承載建立消息實質上是一個頻間硬切換命令消息。
步驟460中，RNC接收到UE從目標小區(qū)中返回的無線承載建立完成消息，表示UE側的無線承載建立動作已經(jīng)順利完成。RNC還可向CN反饋一個無線接入承載建立的響應消息，然后進入正常的通信過程。
圖5示出了本實施例業(yè)務建立時UE、RNC、CN之間的消息流程步驟500，RNC收到來自核心網(wǎng)的無線接入承載建立請求消息(RABAssignment Request)；步驟510，根據(jù)Node B測量上報的各同覆蓋異頻小區(qū)的負荷信息，進行是否作頻間切換的均衡判決，確定目標小區(qū)，并完成接納等動作；步驟520，向UE發(fā)送無線承載建立消息(Radio Bearer Setup)；步驟530，UE側的無線承載建立動作完成后，向RNC返回無線承載建立完成消息(Radio Bearer Setup Complete)；步驟540，RNC隨即向CN反饋一個無線接入承載建立響應消息(RABAssignment Response)，然后進入正常的通信過程。
另外，如果在當前小區(qū)中由于碼資源等原因不能接納時，也可以嘗試在其同覆蓋異頻小區(qū)中作接納，并將可以接納的小區(qū)作為目標小區(qū)。
綜上所述，本發(fā)明充分利用WCDMA系統(tǒng)中Node B上報的測量結果，在RNC中，根據(jù)當前小區(qū)及其同覆蓋異頻小區(qū)的負荷測量值，即各小區(qū)接收總寬帶功率和/或發(fā)射載波功率的情況，決定正在建立業(yè)務的UE是否需要均衡至其他同覆蓋異頻小區(qū)。本發(fā)明方法簡單、邏輯合理、效率高，能夠很好地保證WCDMA系統(tǒng)在UE業(yè)務建立時，較早地將部分UE切至負荷較低的同覆蓋小區(qū)中接受服務，使多個同覆蓋異頻小區(qū)的負荷較好地實現(xiàn)負荷均衡，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)容量的最大化，也能方便后續(xù)UE的順利接入。
權利要求
1.一種寬帶碼分多址系統(tǒng)中的負荷均衡方法，包括以下步驟(a)無線網(wǎng)絡控制器從各同覆蓋異頻小區(qū)的基站獲取反映各小區(qū)負荷狀況的測量值；(b)無線網(wǎng)絡控制器接收到核心網(wǎng)對用戶設備的無線接入承載建立消息后，比較當前小區(qū)和其同覆蓋異頻小區(qū)的負荷，結合設定的負荷均衡切換條件，為所述用戶設備選定目標小區(qū)；(c)在所述目標小區(qū)進行接納動作，完成后向所述用戶設備發(fā)送無線承載建立命令，攜帶目標小區(qū)的信息和分配資源的信息；(d)所述用戶設備側的無線承載建立動作完成后，在目標小區(qū)中返回無線承載建立完成消息。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)進一步包括以下步驟所述無線網(wǎng)絡控制器向各同覆蓋異頻小區(qū)的基站發(fā)送小區(qū)公共測量控制命令，包含設定的測量量和與上報方式相關的參數(shù)；所述基站接收到所述公共測量控制命令后，根據(jù)要求進行測量，在滿足上報條件時，向所述無線網(wǎng)絡控制器上報測量結果；所述無線網(wǎng)絡控制器存儲基站上報的測量結果，供需要時使用。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述測量值為接收總寬帶功率，或者為發(fā)射載波功率，或者為接收總寬帶功率和發(fā)射載波功率。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站向無線網(wǎng)絡控制器上報測量值的方式為周期上報方式或者事件觸發(fā)上報方式。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)中，無線網(wǎng)絡控制器根據(jù)小區(qū)負荷選擇目標小區(qū)的過程進一步包括以下步驟(b1)無線網(wǎng)絡控制器查詢所述各個同覆蓋異頻小區(qū)的負荷情況，判斷是否存在負荷低于當前小區(qū)負荷的同覆蓋異頻小區(qū)，如果存在，執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行步驟(b3)；(b2)將負荷較低的同覆蓋異頻小區(qū)作為建立業(yè)務的目標小區(qū)，執(zhí)行步驟(c)；(b3)將當前小區(qū)作為建立業(yè)務的目標小區(qū)，執(zhí)行步驟(c)。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述無線網(wǎng)絡控制器根據(jù)小區(qū)負荷選擇目標小區(qū)的過程中，在所述步驟(b1)之前還包括步驟判斷當前小區(qū)負荷是否低于預設的門限值，如果是，執(zhí)行步驟(b3)，否則執(zhí)行步驟(b1)。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述步驟(b1)后還包括步驟判斷當前小區(qū)負荷超出其同覆蓋異頻小區(qū)負荷的差值是否達到預設的遲滯門限，如果是，執(zhí)行步驟(b2)，否則執(zhí)行步驟(b3)。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在進行小區(qū)間負荷的比較時，只進行接收總寬帶功率或者發(fā)射載波功率的比較，或者對接收總寬帶功率和發(fā)射載波功率進行綜合比較。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)中，無線網(wǎng)絡控制器在目標小區(qū)進行接納時包含以下動作給所述用戶設備分配資源，完成與所述基站間無線鏈路的建立或重配置準備，確定將要進行建立或重配置的時間點；所述目標小區(qū)的信息包含目標小區(qū)的頻率信息和擾碼信息。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)之后還包括步驟無線網(wǎng)絡控制器收到所述無線承載建立完成消息后，向核心網(wǎng)反饋一個無線接入承載建立響應消息，然后進入正常的通信過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬帶碼分多址系統(tǒng)中的負荷均衡方法，包括以下步驟RNC從各同覆蓋異頻小區(qū)的基站獲取反映各小區(qū)負荷狀況的測量值；在接收到CN對UE的無線接入承載建立消息后，比較當前小區(qū)和其同覆蓋異頻小區(qū)的負荷，根據(jù)設定的負荷均衡切換條件為UE選定目標小區(qū)；在目標小區(qū)進行接納動作后，向UE發(fā)送無線承載建立命令，攜帶目標小區(qū)的信息和資源信息；UE側完成無線承載建立動作后，在目標小區(qū)中返回無線承載建立完成消息。本發(fā)明方法能夠很好地保證WCDMA系統(tǒng)在UE業(yè)務建立時，較早地將部分UE切至負荷較低的同覆蓋小區(qū)中接受服務，實現(xiàn)負荷均衡和系統(tǒng)容量的最大化，也能方便后續(xù)UE的順利接入。
文檔編號H04W48/20GK1564495SQ200410029830
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月29日 優(yōu)先權日2004年3月29日
發(fā)明者黃勝華, 李大鵬, 吳瑩 申請人:中興通訊股份有限公司