CN103765959A

CN103765959A - 用于在无线通信***中小区重选和小区切换的方法

Info

Publication number: CN103765959A
Application number: CN201280025542.3A
Authority: CN
Inventors: 路易斯·库卡拉·加西亚
Original assignee: Telefonica SA
Current assignee: Telefonica SA
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2014-04-30
Also published as: US20140148171A1; US9439115B2; WO2012160048A1; AR086536A1; EP2716111A1; ES2425638R1; ES2425638A2; BR112013030168A2; EP2716111B1; ES2665570T3; ES2425638B1

Abstract

本发明公开了一种用于在无线通讯***中小区重选和小区切换的方法。该方法包括：利用用户设备通过检测信号发射功率测量其接近一个或多个小区或无线电接入节点，并识别一些小区为特殊小区，在没有用户设备驻留时可以关掉这些特殊小区的无线电部分；根据所述信号发射功率，确定至少一个小区用于小区重选或切换的候选，如果该小区是特殊小区，直接将其确定为候选小区，即使没有检测到它的信号发射功率；以及在用户设备和该候选小区之间执行小区重选或切换。

Description

用于在无线通信***中小区重选和小区切换的方法

技术领域

本发明主要涉及一种用于在无线通信***中小区重选和小区切换的方法，包括利用用户设备根据接近测量来执行所述小区重选或切换，更特别地涉及一种方法，其包括将一些小区识别为特殊小区，在没有用户设备驻留时关掉它们的无线电部分。

背景技术

西班牙专利申请P201031815描述了一种程序，当没有用户设备（UE）驻留H(e)NB时将其关闭，并且当UE非常接近该H(e)NB时基于UE和H(e)NB之间使用的近距离无线电链路将H(e)NB打开：一旦建立链路，能够知道UE紧邻H(e)NB，并由此打开无线电部分。该程序的基本原理是减少H(e)NB能量消耗和无线电干扰，由此在客户终端毫微微节点的部署中，以及通常在多接口电信节点的部署中，提高能量效率和数据吞吐量，其中，上述节点在西班牙专利2334482[1]和西班牙专利申请P200802049中称为“无线电接入节点”。该程序能够仅在客户处于他/她的终端内时打开任意的无线电接口。

另一方面，在空闲模式（小区重选）和连接模式（小区切换）下，UE必须能够实现移动至H(e)NB的程序。在E-UTRAN中的移动决定依赖于UE执行的测量，所以UE需要测量一定数量的基站，主要是从它们那检测到的功率或RSRP，以便确定用于小区重选或切换的候选。

在LTE中，通过服务小区功率水平以及在相同或其它的频带中其它小区功率水平的UE测量，触发小区重选和切换程序。按照3GPP TS36.214[2]中的规定，每个小区的功率水平通过参考信号接收功率(RSRP)参数来测量。

当服务小区的RSRP低于给定阈值时，UE自发地触发小区重选[3][4]或切换[5]程序。当UE处于空闲模式时，它在测量过的小区中选择具有最高RSRP的小区，并驻留在该小区。当UE处于连接模式时，UE请求LTE移动管理实体（MME）开始切换处理——切换至在测量过的小区中具有最高RSRP的小区。

小区重选程序允许UE选择更加合适的小区并驻留。当UE在一个小区中处于正常驻留状态（Camped Normally state）或驻留任意小区状态（Camped on Any Cell state）时，UE应该企图检测、同步和监视服务小区指示的同频、异频以及不同RAT小区。对于同频和异频小区，服务小区可能不会提供明确的邻区列表，而仅提供载波频率消息和频带宽度消息。UE测量行为也受控于TS36.304限定的测量规则，允许UE限制它的测量行为。在没有明确的同频邻区列表（包含物理层小区标识）下，UE应能识别新的同频和异频小区，并对识别的同频小区执行RSRP测量。

在连接模式下，按照3GPP TS36.331的规定，切换程序由网络完全控制。网络决定何时执行切换以及哪个将成为目标小区，不过该决定考虑UE执行的测量。方便起见，网络可配置UE执行测量报告，可能包括测量间隙的配置。3GPP TS36.331描述了接近指示（Proximity Indication）程序，向E-UTRAN指示UE进入或离开一个或多个小区的附近，这些小区的CSG ID在UE CSG白名单中，以便准备切换处理。根据TS36.304的规定，接近的检测是基于自发的检索功能，例如，测量邻区小区的RSRP。

如果UE进入一个或多个其CSG ID在该UE CSG白名单中的小区的附近，UE启动向E-UTRAN发送接近指示（Proximity Indicaiton）消息。UE应该在接近指示（Proximity Indication）消息中指示它进入的小区的CSG ID。

另一个考虑的方面是当前由3GPP TS25.367指定的H(e)NB类型，其影响UE至H(e)NB的移动性。H(e)NB可仅向属于闭合用户群（CSG）的UE提供限制接入。提供限制接入的一个或多个这种小区，称为CSG小区，采用称为CSG标识符的独特的数字标识符标识。为了方便接入控制，订阅CSG的UE具有CSG白名单，其包含一个或多个与UE允许接入的CSG小区关联的CSG标识符。在CSG小区选择和重选中，UE使用CSG白名单以及由CSG小区广播的CSG标识符。H(e)NB还可以操作为混合小区。混合小区，对于CSG白名单包含该小区的CSG ID的UE，作为CSG接入；对于其它全部UE，作为正常小区接入。CSG的成员期望获得优先的接入。

现存方案的问题：

当UE从宏小区的覆盖区域移动到H(e)NB的覆盖区域时，由于没有UE驻留其无线电部分已关闭，尤其是H(e)NB仅在UE接近H(e)NB非常短的距离时才执行打开程序，标准的小区重选和切换程序不能正常地运行。在UE离开宏小区覆盖范围且进入仍然关闭的H(e)NB附近的情况下，UE在重选和切换候选小区列表中将没有存储H(e)NB小区的RSRP。

当UE处于空闲模式，这意味着将有一段时间，从它离开宏小区的覆盖区域，直到它检测到已经打开的H(e)NB的RSRP，在此期间UE将不驻留任何小区，并由此将与移动网络断开。

另一方面，当UE处于连接状态，在宏小区和H(e)NB之间的切换程序不能准时执行来保持UE和激活的核心网络之间的连接，因为UE将离开宏小区的覆盖区域，并将必须等待H(e)NB打开，花费一定的时间测量它的RSRP，并请求MME启动切换程序。

为了改善不实施无线电部分打开/关闭程序的标准LTE基站之间的小区重选和切换的UE测量步骤，已经做了一些工作。例如，国际申请WO2009030289A1“Cell reselection based on use of relative thresholds in amobile telecommunication system”，提出了一种优化UE测量的方法，在某些优选的基站上专注更多时间并更准确地测量。然而，还没有开展工作来解决小区重选和切换至H(e)NB的具体问题，其无线电部分关闭且由此UE不能测量目标小区的任何参数。

发明内容

有必要为现有技术提供一种替代方案，填补在其间发现的空白，通过提供一种方法，其考虑一些在没有用户设备驻留时能够关闭的小区。

为此，本发明提供一种用于在无线通信***中小区重选和小区切换的方法，包括：

-利用用户设备，通过至少检测信号发射功率，测量其接近至少一个小区或者无线电接入节点，例如毫微微小区；

-根据信号发射功率，确定所述至少一个小区作为小区重选或切换的候选；以及

-在所述用户设备和所述候选小区之间执行所述小区重选或切换。

与已知提议相反，本发明的方法包括利用所述用户设备识别一些小区为特殊小区，在没有用户设备驻留时可以关闭无线电部分，并将它们确定为用于小区重选或切换的候选小区，即使没有检测到它们的信号发射功率。

该方法尤其适用于支持闭合用户群服务（CSG）的无线通信***，在该闭合用户群中的用户设备仅可以连接至限制列表中的CSG小区。

根据所附权利要求2-17，并在下面与几个实施例的详细描述相关的部分中，描述本发明该方法的其它实施例。

具体实施方式

通过本发明方法的不同实施例，改进了用户设备至H(e)NB的小区重选和切换，其在没有UE驻留时关闭无线电部分。

一个或多个闭合用户群(CSG)小区通过独特的数字标识符识别，称为CSG标识符或者CSG ID。属于CSG的UE在它的CSG白名单中具有相应的CSG ID。通过非接入层（NAS）程序维持并提供CSG白名单。CSG ID通过CSG小区或混合小区在***信息中广播。小区可选择性地广播CSG指示符（CSG Indicator），该指示符的存在和“TRUE”值指示该小区是CSG小区。小区中不存在广播CSG标识符的CSG指示符则指示是混合小区。CSG小区或混合小区在***信息中可广播H(e)NB名称、文本标识符。H(e)NB名称可用来辅助个人用户人工选择CSGID。

本发明的方法详细说明了将一个新的标识符加到当前的CSG H(e)NB说明中，即CSG功率参数加到当前CSG ID和CSG指示符（CSG Indicator）参数中，如在[7]中所述，以及加到H(e)NB名称中。CSG功率参数指示了在没有UE驻留时关闭H(e)NB无线电部分，并且当UE接近该H(e)NB时将其打开。

对于存储在UE名单中CSG功率参数为TRUE的H(e)NB，意味着在没有UE驻留时可以关闭该H(e)NB的无线电部分，并且当UE接近该H(e)NB时将其打开。如果CSG功率参数是FALSE，意味着当没有UE驻留时，不关闭该H(e)NB的无线电部分。UE接近H(e)NB可通过任何程序检测。本发明方法的主要实施例设计用于这种情形，其接近的检测通过UE和H(e)NB之间的近距离无线电接口完成，如西班牙专利申请P201031815所描述的，但是不排除其它的近距离接近检测程序。

当在UE和H(e)NB之间使用近距离无线电接口来检测UE接近H(e)NB时，UE和H(e)NB两者都将装备有低功率和近距离的无线电接口，其仅在两者分开数十米时在它们之间建立连接。

对于那些存储在UE白名单中CSG参数为TRUE的H(e)NB，UE将存储它们的物理层小区标识符或小区ID[8]，以便一旦检测到这些H(e)NB，加速同步处理。有504个不同的物理层小区标识符。物理层小区标识符分为168个不同的物理层小区标识符群（也称为小区群标识符（Cell Group Identity），CGI），每个群包含三个不同的标识符。由此，物理层小区标识符唯一地限定为0-167范围内的一个数字，代表物理层小区标识符群；以及0-2范围内的一个数字，代表在该物理层小区标识符群内的物理层标识符。UE可根据主同步信号[9]推断物理层标识符数字，根据辅同步信号[10]推断物理层小区标识符群数字。

在本发明方法中，对于那些存储在UE中CSG功率参数为TRUE的H(e)NB，UE也将总是存储它们RSRP参数值。在UE实际上没有检测和测量到H(e)NB的情况中，RSRP值将是虚构的，并可设置为以dBm计量的非常低的值，或者可设置为非数字的字符，例如低（LOW）或未检测（NOTDETECTED）。在UE确实检测和测量到H(e)NB的情况中，RSRP值将被设置为该测量的值。这样，存储在UE白名单中CSG功率参数为TRUE的每个H(NB)将存储为用于重选和切换的候选小区。

当UE接近H(e)NB时，UE和该H(e)NB之间将建立近距离无线电链路，如西班牙专利申请P201031815所描述的，并且H(e)NB无线电部分在T_on时间打开。在本发明的方法中，当UE和H(e)NB之间建立近距离无线电链路时，UE存储的对应于该H(e)NB的RSRP值将在T_switch时间自动地从虚构的低的值，或者低（LOW）或未检测（NOTDETECT）更新为另一个虚构的以dBm计量的高的值，或者非数字的字符，例如高（HIGH）或已检测（DETECTED），限制如下：

T_switch<T_on

一旦设定近距离无线电链路，这个将自动完成。该程序减少了小区重选或切换所需的时间，因为在H(e)NB无线电部分实际打开之前，该目标H(e)NB在UE的检测到的小区列表中，并将在T_switch时间之后划分为最佳候选小区，不需要UE等待接下来测量H(e)NB真实RSRP值的测量间隙。

一旦RSRP值设定为虚构的高的值，或者高（HIGH）或已检测（DETECTED），UE立即触发小区重选或切换程序。在两种情况中，都将包括解码参考信号以及P-SCH和S-SCH信道，由于UE预先知道H(e)NB的小区ID，这个过程将得到加速。

对于小区重选的当前规定，3GPP TS36.133[4]，规定UE至少每DRX周期应测量服务小区的RSRP水平并为服务小区评估小区选择标准S，限定在[11]中。UE应使用至少2个测量值来筛选服务小区的RSRP测量值。在一组用来筛选的测量值中，至少两个测量值应间隔至少半个DRX周期。如果UE在Nserv连续DRX周期中评估该服务小区不满足小区选择标准S，UE应该启动对服务小区指示的所有邻区小区的测量。3GPP TS36.133[4]在表4.2.2.1-1中规定，最小Nserv连续DRX周期是4，因而最小DRX周期长度是0.32秒。这意味着，在当前的LTE规定中，UE将需要至少0.32秒来确定宏服务小区的RSRP低于小区标准S并开始测量邻区小区的RSRP。

小区重选改进程序:

小区重选的当前规定，3GPP TS36.133，规定了一旦UE确定宏服务小区RSRP低于小区标准S，则UE开始测量邻区小区的RSRP。用于同频重选的该处理如[12]中所述，用于异频重选的该处理如[13]中所述。

对于同频重选，在没有包含物理层小区标识符的明确的同频邻区列表下，UE应能识别新的同频小区并对识别的同频小区执行RSRP测量。

UE应能在T_{detect,EUTRAN_Intra}时间内评估新检测到的同频小区是否满足TS36.304中限定的重选标准。

对于根据测量规则识别到的和测量的同频小区，UE应至少每T_{detect,EUTRAN_Intra}（参见TS36.304表4.2.2.3-1）测量RSRP。

对于已经检测到但是还未被重选的同频小区，筛选应使得UE能够在T_evaluate,_{E-UTRAN_intra}时间内评估同频小区已经满足重选标准S，如表4.2.2.3-1（参见下文）中规定的，假设该小区较好地定级为至少3dB。

3GPP TS36.133表4.2.2.3-1:

T_{detect,EUTRAN_Intra},T_{measure,EUTRAN_Intra}和T_{evaluate,E-UTRAN_intra}

这个表表明UE需要高达1.28秒来测量一个新的小区。对于异频小区重选的情况，数据收集在3GPP TS36.133表4.2.2.4-1中，最少的测量时间是一样的，1.28秒。

当UE从宏小区的覆盖区域移动到室内H(e)NB的覆盖范围时，宏小区的覆盖可以突然终止。采用标准的LTE小区重选程序，并且仅当UE非常接近H(e)NB时才将其打开，UE将需要0.32秒来检测宏小区RSRP低于重选标准S，需要另外的1.28秒t来测量该H(e)NB的RSRP。

本发明的方法将H(e)NB的测量时间减少至零，因为一旦在UE和H(e)NB之间建立了近距离无线电链路，UE将H(e)NB的RSRP的存储值设置为一虚构的高的值，或者高（HIGH）或已检测（DETECTED），不需要等待任何DRX周期。这甚至在UE解码H(e)NB的CSG ID，包括CSG功率参数之前就完成了。

为了执行小区重选程序，UE必须解码H(e)NB的参考信号以及P-SCH和S-SCH信道，由于UE预先知道H(e)NB的小区ID，这个过程将得到加速。

H(e)NB的小区ID或者物理层小区标识符通过代表物理层小区标识符群的数字和代表在该物理层小区标识符群内的物理层标识符的数字来限定。如果UE预先知道H(e)NB的这两个数字，就可以在实际上检测到H(e)NB信号之前，推断小区-具体参考信号的类型，如在3GPP TS36.211[14]中所述的P-SCH[9]的类型和S-SCH[10]的类型。

小区切换改进程序：

3GPP TS36.331[16]描述了接近指示程序，向E-UTRAN指示UE进入或离开一个或多个小区的附近，这些小区的CSG ID在UE CSG白名单中，以便准备切换处理。根据TS36.304的限定，接近的检测是基于自发的检索功能，例如，测量邻近小区的RSRP。3GPP TS36.331[17]指出E-UTRAN网络根据UE测量的无线电状态控制UE移动性。

当UE离开宏小区的覆盖区域并接近室内H(e)NB时，3GPP TS36.304中设想的用于检测接近的测量程序将不能正常工作，因为宏小区的覆盖和H(e)NB之间的过渡区域非常窄，尤其是在H(e)NB的无线电部分关闭时。本发明的方法在UE和H(e)NB之间设定了近距离无线电链路时产生接近指示。

在本发明的方法中，当UE和H(e)NB之间设定了近距离无线电链路时，目标H(e)NB的RSRP自动设置为一虚构的高的值，或者高（HIGH）或已检测（DETECTED）。这样，E-UTRAN网络不需要在UE中配置任何的测量间隙来测量目标小区的RSRP。

另一方面，3GPP TS36.133[15]描述了RRC_CONNECTED状态下的UE测量程序，并指出不为UE提供明确的邻区列表来识别H(e)NB目标小区的新的小区群标识符（Cell Group Identity）（或物理层小区小区标识符群）。当网络请求时，UE应识别并报告CGI。如果测量要使用自发的间隙，UE应能够在下述时间内识别H(e)NB小区的新CGI：

T_{identify_CGI,intra}＝T_{basic_identify_CGI,intra} ms

其中

T_{basic_identify_CGI,intra}=150ms。这是用在上述公式中的时间周期，其中限定了用于UE识别E-UTRA小区新的CGI的最大允许时间。

本发明的方法将T_{basic_identify_CGIintra}减少为0毫秒，因为一旦在UE和H(e)NB之间建立了近距离无线电链路，UE知道非常接近于该H(e)NB，也预先知道了这个H(e)NB的CGI值。

所属领域的技术人员在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围内，可以在描述的实施例中引入改变和修改。

本发明的优点：

本发明方法的主要优点是，加快了UE至H(e)NB的小区重选和切换处理，其无线电部分仅在UE接近H(e)NB时才打开。

当没有UE驻留时，关闭H(e)NB的无线电部分，并且当UE非常接近时打开无线电部分，用于小区重选和切换的当前的3GPP程序不能正常地工作。本发明方法所描述的程序克服了这个限制。

简称和缩写：

CELL ID Cell Identifier 小区标识符

CGI Cell Group Identity 小区群标识符

CSG Closed Subscriber Group 闭合用户群

DRX Discontinuous Reception 非连续接收

E-UTRAN Evolved UTRAN 演进型UTRAN

H(e)NB Home e Node B, Home Node B 家庭e节点B，家庭节点B

LTE Long Term Evolution 长期演进

P-SCH Primary Synchronization Channel 主同步信道

RRC Radio Resource Control 无线电资源控制

RSRP Reference Signal Receive Power 参考信号接收功率

S-SCH Secondary Synchronization Channel 辅同步信道

UE User Equipment 用户设备

参考文献：

[1]Nodo de telecomunicaciones multi-interfaz.Spanish Patent number2334482

[2]3GPP TS36.214,Physical layer-Measurements,section5.1.1ReferenceSignal Received Power(RSRP)

[3]3GPP TS36.304,User Equipment(UE)procedures in idle mode,section5.2Cell selection and reselection

[4]3GPP TS36.133,Requirements for support of radio resource management,section4E-UTRAN RRC_IDLE state mobility

[5]3GPP TS36.133,Requirements for support of radio resource management,Section5E-UTRAN RRC_CONNECTED state mobility

[6]3GPP TS.25.367Mobility procedures for Home Node B(HNB);Overalldescription;Stage2.Section4Overview

[7]3GPP TS.25.367Mobility procedures for Home Node B(HNB);Overalldescription;Stage2.Section5CSG Identification

[8]3GPP TS36.211Physical Channels and Modulation.Section6.11Synchronization signals

[9]3GPP TS36.211Physical Channels and Modulation.Section6.11.1Primary synchronization signal

[10]3GPP TS36.211Physical Channels and Modulation.Section6.11.2Secondary synchronization signal

[11]3GPP TS36.304,User Equipment(UE)procedures in idle mode,section5.2.3.2Cell Selection Criterion

[12]3GPP TS36.133,Requirements for support of radio resource management,section4.2.2.3Measurements of intra-frequency E-UTRAN cells

[13]3GPP TS36.133,Requirements for support of radio resource management,section4.2.2.4Measurements of inter-frequency E-UTRAN cells

[14]3GPP TS36.211Physical Channels and Modulation.Section6.10.1Cell-specific reference signals

[15]3GPP TS36.133,Requirements for support of radio resource management,section8.1.2.2.3.1Identification of a new CGI of E-UTRA cell with autonomous gaps

[16]3GPP TS36.331Radio Resource Control(RRC);Protocol specification.Section5.3.14Proximity indication

[17]3GPP TS36.331Radio Resource Control(RRC);Protocol specification.Section5.3.1.3Connected mode mobility

Claims

1.一种用于在无线通信***中小区重选和小区切换的方法，包括：

-利用用户设备通过至少检测信号发射功率测量所述用户设备接近至少一个小区或者无线电接入节点；

-根据所述信号发射功率，确定所述至少一个小区作为用于小区重选或切换的候选；以及

-在所述用户设备和所述候选小区之间执行小区重选或切换；

其特征在于，所述方法包括利用所述用户设备将一些小区识别为特殊小区，其中，没有用户设备驻留时，这些特殊小区的无线电部分会关闭，并将这些特殊小区确定为用于小区重选或切换的候选小区，即使没有检测到这些特殊小区的信号发射功率。

2.如权利要求1所述的方法，还在所述用户设备上为每个特殊小区提供用于所述信号发射功率的低的虚构值，以防检测不到该特殊小区的信号发射功率。

3.如权利要求2所述的方法，包括在所述用户设备和所述特殊小区之间建立了无线电链路时，将用于每个特殊小区的信号发射功率的所述低的虚构值更新为高的虚构值。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述无线电链路是近距离无线电链路。

5.如权利要求3或4所述的方法，其中，在所述特殊小区的无线电部分打开之前，将所述低的虚构值更新为高的虚构值。

6.如权利要求2所述的方法，包括，检测每个特殊小区的信号发射功率并将所述低的虚构值更新为该检测到的值。

7.如权利要求3、4或5所述的方法，包括，一旦每个特殊小区中的信号发射功率处于所述高的虚构值，触发用于执行所述用户设备（UE）和相应的候选特殊小区之间的小区重选或切换所需的程序。

8.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该方法适用于支持闭合用户群服务的无线通信***，所述小区属于闭合用户群或CSG，所述方法包括利用所述用户设备存储CSG相关信息的形式的所述小区的白名单，所述CSG相关信息包括用于每个小区的至少一个CSG标识符以及指示是否为特殊小区的功率参数。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述白名单中包括与所述信号发射功率相关的所述测量的和/或低的和/或高的虚构值，所述测量的和/或低的和/或高的虚构值与其相应的小区相关联，并采用参考信号接收功率或RSRP、参数值的形式。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述白名单中包括用户所述特殊小区的物理层小区标识符，以便一旦检测到这些特殊小区时加快同步处理。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述同步程序包括解码所述参考信号和主同步信道和辅同步信道，或者P-SCH和S-SCH。

12.如权利要求11所述的方法，包括在检测到特殊小区信号发射之前，使用所述物理层小区标识符推断所述参考信号、所述P-SCH和所述S-SCH的类型。

13.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述小区是毫微微小区。

14.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述用户设备是便携式无线处理设备。

15.如前述权利要求之一所述的方法，其中，通过所述用户设备执行用于重选的候选小区的确定。

16.如权利要求1-14之一所述的方法，其中，通过所述无线通信***的网络执行用于切换的候选小区的确定，用户设备将与所述信号发射功率相关的、与其相应小区相关联的所述测量的和/或低的和/或高的虚构值传播至网络。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述网络是演进型通用地面无线接入网络，或E-UTRAN。