CN103533656B - 一种适用于低速移动中继的物理小区标识分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于低速移动中继的物理小区标识分配方法，属于无线通信领域，该方法包括：各小区的宏基站端配置并维护一张PCI分配检测列表，同时每个MR端配置并维护状态信息表；MR根据小区选择准则，确定要接入的小区B，并与目的小区B的宏基站进行信令交互，完成小区切换；小区B的宏基站对该MR的PCI与自己所管理的PCI分配检测列表中进行匹配搜索，检测是否和有碰撞；该MR利用获取的小区B宏基站管理的分配检测列表及状态信息表进行PCI筛选，并进行优先级排序；选择优先级排序最高的M（M>=1）个PCI上报给小区B宏基站；小区B的宏基站根据该MR上报的PCI，为MR重新分配PCI；该MR及小区B的宏基站对应信息更新。本发明能有效解决移动中继以较低速度在多小区中移动时PCI的冲突与混淆问题，减少了PCI更换次数。

Description

一种适用于低速移动中继的物理小区标识分配方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，特别涉及一种MR的PCI分配方法，面向未来移动通信网络。

技术背景

随着智能手机的迅速普及，无线数据呈***式增长，网络容量需求大幅度提升。由宏基站组成的单层网络，尽管能提供较好的覆盖，却很难解决网络容量大幅度提升的问题，为了应对不断增长的数据需求，网络中需引入更多的低功率节点形成多层网络，是未来移动通信***发展的必然趋势。

目前引入的低功率节点包括射频拉远（RRH）、微微站（Pico）、家庭基站（HeNB）、和中继（Relay）。中继的回传链路是无线的，所以部署灵活，可用于覆盖增强。在the3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）的技术定义了两种类型的中继：TypeIRelay（类型1中继）和TypeIIRelay（类型2中继）。TypeIRelay有独立的小区标识，对于终端而言就是独立的小区。TypeIIRelay没有自己独立的物理小区标识，不发小区公共参考信号以及物理下行控制信令。在Rel-10标准化的中继类型是静止布放，在Rel-11中研究的移动中继（MobileRelay，MR）就是放置在高速铁路车顶的。然而中继的应用可以不限于此，需要进一步研究当前移动中继在低速移动特别是用户随移动中继一起低速移动（例如公交车）的应用的场景。

物理小区标识（PCI）分配是当前移动中继研究亟待解决的难题。PCI一共有504个取值，且移动中继的位置不固定性，在移动中继的应用场景中不可避免的会发生移动中继间或与其余基站之间的PCI冲突与混淆，导致用户无法正常通信。当前关于基站的PCI分配方法主要针对固定基站的PCI分配，这些分配方法的主要原则是对新加入的基站尽量使用当前已经使用的PCI，最终达到使用尽量少的PCI对当前所有基站完成PCI分配，但是这些方法不能避免移动中继在不同小区间切换带来的PCI冲突与混淆问题，因此这些固定基站的PCI分配方法不适用于低速移动中继的应用场景，，而当前针对移动中继PCI的分配方法需频繁的进行PCI更换，且需要检测与固定基站PCI之间的碰撞问题，因此需要解决移动中继的PCI分配问题。

发明内容

本发明的目的是为解决移动中继的PCI分配方案问题，提出一种适用于低速移动中继的物理小区标识分配方法，该方法能有效解决移动中继以较低速度在多小区中移动时PCI的冲突与混淆问题，可优先选用使用过程中低冲突概率的PCI，有效地减少了PCI更换次数。

本发明提出的一种适用于低速移动中继的物理小区标识分配方法，其特征在于，该方法为移动中继（MR）分配预留PCI，用于MR对PCI的分配与管理；具体包括如下步骤：

1)在各小区的宏基站端配置并维护一张PCI分配检测列表，用于管理该小区的所有PCI使用状态，即所有PCI标记为已用和未用；同时每个MR端配置并维护状态信息表，用于记录该移动中继在运动过程中的历史信息及实时信息；

所述PCI分配检测列表包括表一、表二，表一、表二均分为已用PCI和未用PCI两部分；其中表一为固定基站的PCI分配表，表二为预留给MR的PCI列表；

所述MR的状态信息表包含两部分：历史信息时长，参考信号接收功率等级值；

2)MR根据小区选择准则，确定要接入的小区，并通过X2接口，与目的小区的宏基站进行信令交互，完成小区接入；当小区B的宏基站检测到有MR进入该宏基站管理区域，小区B的宏基站与进入到小区B的MR通过X2接口进行信息交互，小区B的宏基站判别该MR是否为首次开启,若是，则小区B的宏基站根据所管理的检测列表中表二的PCI信息，从可用PCI中选取一个PCI分配给该MR，同时更新MR中的状态信息表及小区B的宏基站的分配检测列表，该MR的PCI分配结束；若否，则小区B的宏基站确定到该MR进行了小区切换，从其他小区切换到小区B，进入步骤3）；

3)小区B的宏基站对该MR的PCI与自己所管理的PCI分配检测列表中表二已用PCI部分进行匹配搜索，检测该MR的PCI是否和小区B中其余MR的PCI有碰撞；若进行匹配搜索时，小区Ｂ的宏基站检查到该MR的PCI为已用PCI，则判断为存在冲突，进入步骤4）；否则，不需要进行PCI更新，该MR的PCI分配结束；

4)该MR与小区B的宏基站进行信息交互，获取小区B的宏基站端管理的检测列表二的信息，进入步骤5）；

5)该MR利用获取的小区B宏基站管理的分配检测列表中未用PCI及状态信息表中的RSRP值进行PCI筛选，具体筛选过程为：

5-1)将RSRP等级值>0的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，则执行步骤6），否则该MR重新进行PCI筛选，执行步骤5-2）；

5-2)将RSRP等级值>1的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，执行步骤6），否则，该MR自动关闭,结束PCI分配；

6)该MR根据状态信息表中的历史时间及筛选的PCI，根据预先设定的准则进行优先级排序；然后选择优先级排序最高的M（M>=1）个PCI上报给小区B宏基站，向小区B宏基站发出PCI分配申请；

7)小区B的宏基站根据该MR上报的PCI，为MR重新分配PCI；该MR及小区B的宏基站对应信息更新，包括该MR更新状态信息表，小区B的宏基站更新其表二。

本发明的特点及有益效果:

本发明采用的方法为MR预留一部分PCI，避免与固定节点的PCI冲突，同时移动中继维护一张状态信息表，在需要PCI更换时，向宏基站提供有效的可用PCI信息，协助基站的PCI分配。当MR进行小区切换后，该MR所属的宏基站需进行PCI碰撞检测，若存在PCI冲突问题，则该MR与宏基站进行信息交互，从自身维护的状态信息表中根据RSRP等级值及各PCI的使用历史时长筛选较好的可用PCI上报给宏基站，宏基站根据此信息为MR分配PCI。

本发明所提PCI分配方法可以有效解决低速移动场景下的移动中继PCI冲突的问题。此方法为移动中继预留一部分PCI，这样可以直接避免移动中继与固定基站间的PCI冲突，同时可以减少对MR冲突检测时需要的搜索复杂度。同时在移动中继端配置状态表记录该MR在运动过程中的各PCI使用历史时间及其相邻的MR的参考信号接收功率（ReferenceSignalReceivingPower，RSRP）等级值，历史时间越长，表示使用此PCI更换次数越少，RSRP越大，表示使用该PCI冲突的概率越大。据此作为PCI更新的选择依据，可减少该MR在运动过程中的PCI切换次数，且此过程最终将收敛到相对固定的若干个PCI，从而有效地避免MR移动过程中PCI的频繁更换。

附图说明

图1为本发明物理小区标识的配置方法的流程框图。

图2为宏基站为移动中继（MR）冲突检测及配置流程框图。

具体实施方式

本发明提出的一种适用于低速移动中继的物理小区标识分配方法结合附图及实施例详细说明如下：

本发明的方法如图1所示,该方法为MR（移动中继）分配预留PCI，用于MR对PCI的分配与管理；具体包括如下步骤：

1）在各小区的宏基站端配置并维护一张PCI分配检测列表，用于管理该小区的所有PCI使用状态，即所有PCI标记为已用和未用；同时每个MR端配置并维护状态信息表，用于记录该移动中继在运动过程中的历史信息及实时信息；宏基站端的分配检测列表及MR端的状态信息表具体内容如下：

a)PCI分配检测列表包括表一、表二。表一、表二均分为A、B部分，A部分为已用PCI，B部分为未用PCI。其中表一为固定基站的PCI分配表，该表主要为宏基站及除MR外的其余固定小基站的PCI分配列表。表二为预留给MR的PCI列表。

b)MR的状态信息表包含两部分：历史信息时长，参考信号接收功率（ReferenceSignalReceivingPower，RSRP）等级值。历史信息时长为记录该移动中继在运动过程中使用各PCI的时间累积，RSRP等级值是根据RSRP测量报告映射表进行等级映射的值，在移动中继端记录的RSRP等级值为该MR接收到其余PCI所对应的RSRP值进行等级映射的值；

历史信息时长采用Kbit记录，如果记录的时间超过Kbit(K>0)时，则表中所有历史信息时长均向右移n(n>0)位，以避免溢出。RSRP等级值是根据TS36.133中RSRP的范围及RSRP测量报告映射表1形成RSRP等级值。

表1

报告值	测量值	单位
			RSRP_00	RSRP<-140	dBm
RSRP_01	-140<RSRP<-139	dBm
			RSRP_02	-139<RSRP<-138	dBm
……	……	……
			RSRP_95	-46<RSRP<-45	dBm
RSRP_96	-45<RSRP<-44	dBm
			RSRP_97	-44<RSRP	dBm

2）历史信息时间越长，表示使用此PCI更换次数越少，RSRP越大，表示使用该PCI冲突的概率越大。据此作为PCI更新的选择依据，可减少该MR在运动过程中的PCI切换次数，MR根据小区选择准则，确定要接入的小区，并通过X2接口，与目的小区的宏基站进行信令交互，完成小区接入；当小区B的宏基站检测到有MR进入该宏基站管理区域，小区B的宏基站与进入到小区B的MR通过X2接口进行信息交互，小区B的宏基站判别该MR是否为首次开启,若是，则小区B的宏基站根据所管理的检测列表中表二的PCI信息，从可用PCI中选取一个PCI分配给该MR，同时更新MR中的状态信息表及小区B的宏基站的分配检测列表，该MR的PCI分配结束；若否，则小区B的宏基站确定到该MR进行了小区切换，从其他小区切换到小区B，进入步骤3）；

3）小区B的宏基站对该MR的PCI与自己所管理的PCI分配检测列表中表二A进行匹配搜索，检测该MR的PCI是否和小区B中其余MR的PCI有碰撞；若进行匹配搜索时，小区Ｂ的宏基站检查到该MR的PCI为已用PCI，则判断为存在冲突，进入步骤4）；否则，不需要进行PCI更新，该MR的PCI分配结束；

4）该MR与小区B的宏基站进行信息交互，获取小区B的宏基站端管理的检测列表二的信息，进入步骤5）；

5）该MR利用获取的小区B宏基站管理的分配检测列表中未用PCI及状态信息表中的RSRP值进行PCI筛选，具体筛选过程为：

5-1)将RSRP等级值>0的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，则执行步骤6），否则该MR重新进行PCI筛选，执行步骤5-2）；

5-2)将RSRP等级值>1的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，执行6），否则，该MR自动关闭,结束PCI分配；

6）若经过筛选后满足条件的PCI个数为t,如果t>1,则该MR根据状态信息表中的历史时间及筛选的PCI根据预先设定的准则进行优先级排序（例如历史时长大的优先级高）；然后选择优先级排序最高的M（M>=1）个PCI上报给小区B宏基站，向小区B宏基站发出PCI分配申请；若t=1，则不进行优先级排序，直接将该PCI上报给小区B的宏基站

7）小区B的宏基站根据该MR上报的PCI个数M，进行PCI分配，若M>1，则小区B的宏基站随机选取一个PCI为MR重新分配PCI；若M=1,则小区B的宏基站将该PCI分配给该MR；该MR及小区B的宏基站对应信息更新，包括该MR更新状态信息表，小区B的宏基站更新其表二。

以下举具体的实施例详细介绍：

本实施例以该MR安装在城市公交车上，用户随MR一起低速运动的场景，该公交车的最高移动速率低于30Km/h。

本实施例考虑城市地区移动中继部署在公交车上，用户随移动中继一起移动的场景。考虑到城市公交的数量，假设预留给MR的PCI为30个，同时，根据RSRP测量报告映射表，形成RSRP等级值。该方法包括以下步骤：

1）在各小区的宏基站端维护与更新一张PCI分配检测列表，同时MR维护与更新一张状态信息表。宏基站端的分配检测列表用于管理该小区的所有PCI使用状态，将所有PCI标记为已用和未用。同时该方法为MR分配预留的PCI，用于MR的PCI的分配与管理，这样可以有效减少MR冲突检测的搜索复杂度，同时可以有效地避免了MR与宏基站的PCI冲突。

PCI分配检测列表包括表一、表二。表一、表二均分为A、B部分，A部分为已用PCI，B部分为未用PCI。其中表一为固定基站的PCI分配表，该表主要为宏基站及除MR外的其余固定小基站的PCI分配列表。表二为预留给MR的PCI列表。

MR设置的状态信息表包含两部分：历史信息时长，RSRP等级值。历史信息时长为记录该移动中继在运动过程中使用各PCI的时间累积，RSRP等级值是根据RSRP测量报告映射表进行等级映射，在移动中继端记录的RSRP等级值为该MR接收到其余PCI所对应的RSRP值进行等级映射。

PCI记录	RSRP等级值	历史时长
			PCI1	R1	T1
PCI2	R2	T2
			……	……	……

历史信息时长采用Kbit记录，如果记录的时间超过Kbit时，则表中所有历史信息时长均向右移1位，以避免溢出。假设每1s时长信息增加1,K=16，当移动中继记录的某个PCI的历史时长达到65535（2¹⁶-1）s时，则该MR记录的所有历史时长则向右移1位。同时根据TS36.133中RSRP的范围及映射表形成RSRP等级值。如:

RSRP<-110dBm,RSRP等级为0;-110dBm<=RSRP<-90dBm,RSRP等级值为1;-90dBm<=RSRP<-70dBm,RSRP等级值为2;RSRP>=-70dBm,RSRP等级值为3;

2）如果宏基站检测到有MR进入该宏基站管理区域，该MR与该宏基站通过X2接口进行信息交互，宏基站判别该MR是否为首次开启。若是，则该宏基站根据所管理的检测列表中表二的PCI信息，从可用PCI中选取一个PCI分配给该MR，同时更新MR的状态信息表及宏基站的分配检测列表，该MR的PCI分配结束。若否，小区B的宏基站确定到该MR进行了小区切换，从其他小区切换到小区B，进入步骤3）；

3）小区B宏基站对该MR的PCI与自己所管理的PCI分配检测列表中表二A进行匹配搜索，检测该MR的PCI是否和该小区的其余的移动中继的PCI有碰撞；若进行匹配搜索时，宏基站检查到该MR的PCI为已用PCI，则判断为存在冲突，进入步骤4）；否则，不需要进行PCI更新，该MR的PCI分配结束；

4）该MR与小区B的宏基站进行信息交互，获取小区B的宏基站端管理的检测列表二的信息，进入步骤5）；

5）该MR利用获取的小区B宏基站管理的分配检测列表中未用PCI及状态信息表中的RSRP值进行PCI筛选，具体筛选过程为：

5-1)将RSRP等级值>0的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，则执行步骤6），否则该MR重新进行PCI筛选，执行步骤5-2）；

5-2)将RSRP等级值>1的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，执行（6），否则，该MR自动关闭,结束PCI分配。

6）假设经过筛选后满足条件的PCI个数为t,若t>1,则该MR根据状态信息表中的历史时间及筛选的PCI根据预先设定准则进行优先级排序，本实施例中设定历史时长大的优先级高；然后选择优先级排序最高的M（M>=1）个PCI上报给小区B宏基站，向小区B宏基站发出PCI分配申请，如取M=2；若t=1，则该MR直接将该PCI上报给小区B宏基站

7）小区B的宏基站根据该MR上报的PCI个数进行PCI分配，若M＞1,则小区B的宏基站随机选取一个PCI为MR重新分配PCI；若Ｍ＝1,则小区B的宏基站将该PCI分配给该MR。同时该MR及其所属的宏基站对应信息更新。如MR更新状态信息表，包括记录的PCI的历史时长，RSRP等级值。如果历史时长超过设定范围，则按照步骤一提供的方法，该MR记录的所有历史时长则向右移1位。同时宏基站更新其表二。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (1)

1.一种适用于低速移动中继的物理小区标识分配方法，其特征在于，该方法为移动中继(MR)分配预留PCI，用于MR对PCI的分配与管理；具体包括如下步骤：

1)在各小区的宏基站端配置并维护一张PCI分配检测列表，用于管理该小区的所有PCI使用状态，即所有PCI标记为已用和未用；同时每个MR端配置并维护状态信息表，用于记录该移动中继在运动过程中的历史信息及实时信息；

所述PCI分配检测列表包括表一、表二，表一、表二均分为已用PCI和未用PCI两部分；其中表一为固定基站的PCI分配表，表二为预留给MR的PCI列表；

所述MR的状态信息表包含两部分：历史信息时长，参考信号接收功率等级值；

2)MR根据小区选择准则，确定要接入的小区，并通过X2接口，与目的小区的宏基站进行信令交互，完成小区切换；当小区B的宏基站检测到有MR进入该宏基站管理区域，小区B的宏基站与进入到小区B的MR通过X2接口进行信息交互，小区B的宏基站判别该MR是否为首次开启,若是，则小区B的宏基站根据所管理的检测列表中表二的PCI信息，从可用PCI中选取一个PCI分配给该MR，同时更新MR中的状态信息表及小区B的宏基站的分配检测列表，该MR的PCI分配结束；若否，则小区B的宏基站确定到该MR进行了小区切换，从其他小区切换到小区B，进入步骤3)；

3)小区B的宏基站对该MR的PCI与自己所管理的PCI分配检测列表中表二已用PCI部分进行匹配搜索，检测该MR的PCI是否和小区B中其余MR的PCI有碰撞；若进行匹配搜索时，小区B的宏基站检查到该MR的PCI为已用PCI，则判断为存在冲突，进入步骤4)；否则，不需要进行PCI更新，该MR的PCI分配结束；

4)该MR与小区B的宏基站进行信息交互，获取小区B的宏基站端管理的检测列表二的信息，进入步骤5)；

5)该MR利用获取的小区B宏基站管理的分配检测列表中未用PCI及状态信息表中的RSRP值进行PCI筛选，具体筛选过程为：

5-1)将RSRP等级值>0的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，则执行步骤6)，否则该MR重新进行PCI筛选，执行步骤5-2)；

5-2)将RSRP等级值>1的PCI从未用PCI中排除，查看是否还有未用PCI，若存在，执行步骤6)，否则，该MR自动关闭,结束PCI分配；

6)该MR根据状态信息表中的历史信息时长及筛选的PCI根据预先设定的准则进行优先级排序；然后选择优先级排序最高的M(M>＝1)个PCI上报给小区B宏基站，向小区B宏基站发出PCI分配申请；

7)小区B的宏基站根据该MR上报的PCI，为MR重新分配PCI；该MR及小区B的宏基站对应信息更新，包括该MR更新状态信息表，小区B的宏基站更新其表二。