CN103947256A - 基站、通信系统、基站控制方法和程序 - Google Patents
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Abstract
为了防止移动台与切换目的地基站中断连接、并在基站之间分担负荷，形成通信系统(1)的第一基站(例如，10_1)从驻留在第一基站(10_1)上的一个或更多个移动台(30_1-30_n)中的每个移动台(30_1-30_n)，接收从第二基站(10_2)到移动台(30_1-30_n)中的每个移动台(30_1-30_n)的下行链路无线质量。第二基站(10_2)与第一基站(10_1)相邻安装。当第一基站(10_1)上的负荷超过预定阈值时，第一基站(10_1)选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台。第一基站(10_1)指示所选择的移动台执行向第二基站(10_2)的切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种基站、一种通信系统、一种基站控制方法和程序。具体而言，本发明涉及一种执行由基站发起以在基站之间分担负荷的切换的技术。
背景技术
在日本，移动电话用户的数量已经超过一亿。此外，近年来，作为多功能移动电话的智能电话的用户的数量逐年增加。每个基站上的负荷也相应地显著增加。由于智能电话的引入，用户有更多机会通过因特网获取信息或观看电影。因此，需要高速下载这种信息或电影。
用于高速无线通信的技术包括MIMO(多输入多输出)技术。MIMO技术已成为过去多年的研究趋势，并可以扩大覆盖范围或提高传输速度。
可以期望MIMO技术增加每个移动台的吞吐量。然而，当驻留在基站上的移动台的数量增加时，所有移动台的平均吞吐量降低。另一问题是：如果驻留在一个基站上的移动台的数量增加并达到可连接的移动终端的最大数量，则新移动台不能连接到该基站。
在典型的无线通信系统中，每个移动台通常选择无线质量较好的基站。因此，即使每个移动台周围存在多个基站，由于无线环境的改变(例如，无线干扰或衰落)，移动台非均匀地驻留在一个基站上的现象经常发生。当许多移动台仅驻留在单个基站时，发生诸如妨碍新移动台连接到基站或传输速度降低等问题。
例如，专利文献1公开了一种用于解决这些问题的技术。专利文献1中所公开的基站基于与每个相邻基站的往返通信的RTT(往返时间)，估计多个相邻基站中的每一个相邻基站上的负荷，并将移动台切换到具有最低负荷的相邻基站，以在基站之间分担负荷。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审专利申请公开No.2011-010254
专利文献2：日本未审专利申请公开No.2007-318335
发明内容
技术问题
然而，本申请的发明人发现上述专利文献1可能会造成移动台与切换目的地基站中断连接。这是因为专利文献1中所公开的技术根本不保证切换目的地基站下的移动台的无线质量。
作为参考技术，专利文献2公开了一种基站，其中，当来自移动台的上行链路信号的强度恶化时，所述基站从多个相邻基站获取从移动台到每个相邻基站的上行链路信号的强度，并确定表现出最强信号强度的相邻基站作为所述移动台的切换目的地。然而，即使应用专利文献2中所公开的技术，仍存在移动台可能与切换目的地基站中断连接的可能性。这是因为上行链路无线质量特性和下行链路无线质量特性相互并不对称，因此高强度的上行链路信号不一定保证下行链路无线质量。在与目的无线基站进行同步时，移动台需要接收沿下行链路方向传输的各种无线信号。如果下行链路无线质量较差，则移动台难以准确地接收这些无线信号。此外，因为专利文献2根本没有考虑负荷分担，移动台统一地被切换到单个基站。因此，目的地基站可能变得拥塞。
因此，本发明的一个示例性目的是：防止移动台与切换-目的地基站中断连接，并且在基站之间分担负荷。
问题的解决方案
为了实现上述目的，根据本发明的第一示例性方案，一种基站，包括：第一通信装置，用于与驻留在所述基站上的一个或更多个移动台进行无线通信；以及，控制装置，用于控制所述第一通信装置。所述第一通信装置被配置为：从所述移动台中的每个移动台接收从相邻基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量，所述相邻基站与所述基站相邻安装。所述控制装置被配置为：当所述基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及，使所述第一通信装置指示所选择的移动台执行向所述相邻基站的切换。
此外，根据本发明的第二示例性方案，一种通信系统，包括：彼此相邻安装的第一基站和第二基站。所述第一基站被配置为：从驻留在所述第一基站上的一个或更多个移动台中的每个移动台，接收从所述第二基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量；当所述第一基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及，指示所选择的移动台执行向所述第二基站的切换。
此外，根据本发明的第三示例性方案，提供了一种基站控制方法。所述基站控制方法包括：从驻留在基站上的一个或更多个移动台中的每个移动台，接收从相邻基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量，所述相邻基站与所述基站相邻安装；当所述基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及，指示所选择的移动台执行向所述相邻基站的切换。
此外，根据本发明的第四示例性方案，一种控制程序，使基站执行以下处理：从驻留在所述基站上的一个或更多个移动台中的每个移动台，接收从相邻基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量，所述相邻基站与所述基站相邻安装；当所述基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及，指示所选择的移动台执行向所述相邻基站的切换。
发明的有益效果
根据本发明，能够防止移动台与切换-目的地基站中断连接，并且能够在基站之间分担负荷。
附图说明
图1是示出了应用根据本发明的第一示例性实施例的基站的通信系统的配置示例的方框图；
图2是示出了根据本发明的第一示例性实施例的基站的配置示例的方框图；
图3是示出了根据本发明的第一示例性实施例的基站的操作示例的流程图；
图4是示出了用于根据本发明的第一示例性实施例的基站的列表的配置示例的方框图；
图5是示出了根据本发明的第二示例性实施例的基站的配置示例的方框图；以及
图6是示出了根据本发明的第二示例性实施例的基站的操作示例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考图1至6，描述根据本发明的基站的的第一示例性实施例和第二示例性实施例，以及应用该基站的通信系统。应当注意的是，在附图中，相同的组件被赋予相同的参考符号，并根据需要省略重复的描述，以使说明书清楚、简明。
<第一示例性实施例>
如图1所示，根据本示例性实施例的通信系统1包括彼此相邻安装的两个基站单元10_1和10_2(在下文中统称为附图标记10)。基站10_1和10_2分别形成小区20_1和20_2，使得基站10_1和10_2可以与一个或更多个移动台30_1至30_n(在下文中统称为附图标记30)进行无线通信。
应当注意的是，基站10_1和10_2可以是宏基站或毫微微基站。宏基站是指由电信运营商等安装在室外的无线基站，而毫微微基站是指可以安装在室内的小型无线基站。毫微微基站通过诸如ADSL(非对称数字订户线)、FHHT(光纤入户)等通信线路连接到移动通信网络。由毫微微基站形成的小区通常被称为毫微微小区，这是因为与宏基站形成的小区(通常被称为宏小区)的覆盖范围相比，毫微微小区的覆盖范围相当小。每个小区20_1和20_2可以是扇形小区(由具有不同方向性的多个小区构成)或全向小区(在所有方向上发送无线电波的单个小区)。
图2示出了基站10的配置示例。如图2所示，根据本示例性实施例的基站10包括无线通信单元11和用于控制无线通信单元11的控制单元12。
其中，无线通信单元11根据通信系统1所采用的任意无线通信方法来形成小区，从而与移动台进行无线通信，在通信系统1中，典型的无线基站中安装有收发机。
无线通信单元11向下行链路无线传输路径广播诸如基站10的发射功率或MCS(调制编码方案)之类的广播信息、和诸如相邻基站的发射功率或ID(标识符)之类的信息。此外，无线通信单元11向驻留在基站10上的移动台单播各种控制信息和用户数据。控制信息是通过C-面传输的，而用户数据是通过U-面传输的。
无线通信单元11还通过上行链路无线传输路径，周期性地从驻留在基站10上的每个无线基站接收每个移动台所测量的来自相邻基站的下行链路信号的无线质量。无线质量可以是CINR(载波与干扰加噪声比)。除了CINR之外，也可以使用RSSI(接收信号强度指示符)。
具体而言，以采用WiMAX(全球微波互通接入)作为无线通信方法的情况作为示例，移动台仅须通过CQICH(信道质量指示符信道)向基站10发送关于所测量的无线质量的信息。通常，CQICH用于报告与移动台所驻留并从其接收服务的基站(在下文中，此基站将被称为服务基站)有关的下行链路无线质量。在本示例性实施例中，CQICH同时用于报告与服务基站有关的下行链路无线质量、和与相邻无线基站有关的下行链路无线质量。
另一方面，控制单元12监视基站10上的负荷。具体而言，控制单元12通过使用以下至少一项作为索引来测量基站10上的负荷：驻留在基站10上的移动台的数量的增加、可分配给移动台的无线资源的减少、CPU(中央处理单元)的利用率、存储器的利用率以及已建立的RRC(无线资源控制)连接的数量、下行链路无线吞吐量、上行链路无线吞吐量、活动UE(用户设备)的平均数量、和活动UE的最大数量，如PM计数器所定义。然后，通过将所测量的负荷与预定阈值进行比较，控制单元12确定基站10是否处于高负荷状态。如果所测量的负荷超过阈值，则控制单元12确定基站10处于高负荷状态。相反，如果所测量的负荷在阈值以下，则控制单元12确定基站10不处于高负荷状态。
此外，当控制单元12确定基站10处于高负荷状态时，控制单元12基于在无线电通信单元11处所接收的与相邻基站有关的下行链路无线质量，从驻留在基站10上的移动台中，选择要切换到相邻基站的移动台(稍后将详细描述)。然后，控制单元12通过无线通信单元11向所选择的移动台发送切换命令，从而执行由基站发起的切换。
接下来，将以图1所示的移动台30_1至30_n驻留在基站10_1上的情况作为示例，参考图3和4详细描述本示例性实施例的具体操作。
如果移动台30_1至30_n中的每个移动台位于小区20_1和小区20_2之间的边界(重叠区域)处并因此可以从相邻基站10_2接收无线信号，则移动台30_1至30_n中的每个移动台通过CQICH向服务基站10_1发送其无线质量(CINR和RSSI)。
如图3所示，基站10_1的无线通信单元11通过CQICH从移动台30_1至30_n中的每个移动台接收与相邻基站10_2有关的下行链路无线质量，并向控制单元12传送所接收的下行链路无线质量(步骤S1)。
控制单元12按照无线质量的降序列出移动台30_1至30_n(步骤S2)。具体而言，控制单元12在图4所示的列表13中，与从移动台30_1至30_n接收的无线质量相关联地存储移动台30_1至30_n的标识符(ID、媒体访问控制(MAC)地址等)。此外，控制单元12按照无线质量的降序对列表13中的记录进行排序。
然后，如上所述，控制单元12确定基站10_1是否处于高负荷状态(步骤S3)。如果控制单元12确定基站10_1不处于高负荷状态，则基站10_1返回步骤S1并等待来自移动台30_1至30_n的关于无线质量的报告。
相反，如果控制单元12在上述步骤S3中确定基站10处于高负荷状态，则控制单元12选择与最高无线质量相对应的移动台，该移动台存储在列表13中最高位置(步骤S4)。
假定选择了移动台30_1，控制单元12控制无线通信单元11向移动台30_1发送切换命令(步骤S5)。
因此，移动台30_1执行向相邻基站10_2的切换，使得基站10_1上的负荷降低。此外，当移动台30_1来到目的地基站10_2之下时，可以保证其无线质量。因此，移动台30_1可靠地连接到目的地基站10_2。
如上所述，根据本示例性实施例，能够防止移动台与切换目的地基站中断连接，并且能够在基站之间分担负荷。
此后，基站10_1的控制单元12返回以上步骤S3，并再次确定基站10_1是否处于高负荷状态。作为确定结果，如果基站10_1处于高负荷状态，控制单元12再次执行以上步骤S4和S5，并因此将与第二最高无线质量相对应的移动台(存储在列表13中的第二最高位置)切换到相邻基站10_2。控制单元12重复地执行此步骤系列，直到消除基站10_1的高负荷状态。
因此，充分降低了基站10_1上的负荷。此外，因为按照无线质量的降序将移动台切换到基站10_2，能够充分地防止移动台与相邻基站10_2中断连接。
应当注意的是，在本示例性实施例中，与相邻基站有关的下行链路无线质量是通过CQICH传输的。因此，服务基站仅须向移动台分配上行链路频率。因此，在发送无线质量时并不增加负荷。与使用L3消息发送无线质量的情况(执行所谓的握手传输的情况)相比，可以更清楚地理解这一效果。在使用L3消息的情况下，服务基站接收L3消息作为触发，然后，指示移动台报告无线质量。响应于该指示，移动台向无线基站发送无线质量。然而，如果服务基站对驻留于其上的所有移动台都执行此步骤系列，则呼叫处理消息的数量相应地增加。因此，服务基站上的负荷增加。
如果使用WiMAX用作无线通信方法，则REP-REQ/RSP(报告-请求/响应)消息可以代替CQICH用于发送无线质量。
如果使用LTE(长期演进)或WCDMA(宽带码分多址)用作无线通信方法，则可以使用CQI(信道质量指示)代替CQICH。备选地，代替CQI，可以使用测量报告消息来发送无线质量。
<第二示例性实施例>
可以如图1配置根据本示例性实施例的通信系统。同时，根据本示例性实施例的基站与根据上述第一示例性实施例的基站不同，因为根据本示例性实施例的基站按照图5所示进行配置，并按照图6所示进行操作。
具体而言，如图5所示，除了图2中所示的单元之外，根据本示例性实施例的基站10A还包括由控制单元12控制的基站间通信单元14。基站间通信单元14与相邻基站进行通信。例如，该通信是通过X2链路进行的，X2链路是基站之间的逻辑接口。
在操作中，如图6所示，除了图3中所示的步骤S1至S4之外，基站10A还执行步骤S6处所示的处理。如果基站10A的控制单元12在步骤S3确定基站10A处于高负荷状态，则控制单元12还确定相邻基站是否可以接受切换(步骤S6)。
更具体地，控制单元12通过基站间通信单元14向相邻基站询问相邻基站是否可以接受切换。作为询问的结果，如果控制单元12确定相邻基站可以接受切换，则控制单元12执行上述步骤S4以选择移动台，从而执行切换以分担负荷。相反，如果相邻基站不能接受切换，则基站10A返回上述步骤S1，并等待来自移动台的关于无线质量的报告。
如上所述，在本示例性实施例中，服务基站事先检查目的地基站是否可以接受移动台。因此，如果目的地基站处于高负荷状态，能够在中断连接发生之前，避免用于分担负荷的切换，并因此能够防止移动台与切换目的地基站中断连接。
应当注意的是，本发明不限于以上示例性实施例，并且本领域技术人员应当清楚，可以对基于权利要求的实施例作出多种改变。
例如，可以提供用于使计算机执行上述示例性实施例中所示的基站中的处理的程序。在此情况下，可以使用任意类型的非瞬时计算机可读介质存储并向计算机提供该程序。非瞬时计算机可读介质包括任意类型的有形存储介质。非瞬时计算机可读介质的示例包括磁存储介质(例如，软盘、磁带、硬盘等)、光磁存储介质(例如，磁光盘)、CD-ROM(只读存储器)、CD-R、CD-R/W和半导体存储器(例如，掩膜ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦写PROM)、闪存ROM、RAM(随机存取存储器)等)。可以使用任意类型的瞬时计算机可读介质向计算机提供该控制程序。瞬时计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。瞬时计算机可读介质可以经由有线通信线路(例如，电线和光纤)或无线通信线路，向计算机提供程序。
本申请是基于并要求2011年12月2日提交的日本专利申请No.2011-264712的优先权，其全部公开一并在此用作参考。
工业实用性
本发明应用于基站、通信系统、基站控制方法和程序。具体地，本发明的目的在于执行由基站发起以在基站之间分担负荷的切换。
附图标记列表
1 通信系统
10、10_1、10_2、10A 基站
11 无线通信单元
12 控制单元
13 列表
14 基站间通信单元
20_1、20_2 小区
30、30_1-30_n 移动台。
Claims (10)
1.一种基站，包括：
第一通信装置，用于与驻留在所述基站上的一个或更多个移动台进行无线通信；以及
控制装置，用于控制所述第一通信装置，
其中，所述第一通信装置被配置为：从所述移动台中的每个移动台接收从相邻基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量，所述相邻基站与所述基站相邻安装，
其中，所述控制装置被配置为：
-当所述基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及
-使所述第一通信装置指示所选择的移动台执行向所述相邻基站的切换。
2.根据权利要求1所述的基站，还包括：
第二通信装置，用于与所述相邻基站进行通信，
其中，所述控制装置被配置为：
-控制所述第二通信装置向所述相邻基站询问所述相邻基站是否能够接受所述切换；以及
-如果所述相邻基站能够接受所述切换，则作出所述选择。
3.根据权利要求1或2所述的基站，
其中，所述控制装置被配置为：
-存储所接收的无线质量；以及
-按照所存储的无线质量的降序重复地选择移动台，直到所述负荷下降到所述阈值以下。
4.一种通信系统，包括：
彼此相邻安装的第一基站和第二基站，
其中，所述第一基站被配置为：
-从驻留在所述第一基站上的一个或更多个移动台中的每个移动台，接收从所述第二基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量；
-当所述第一基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及
-指示所选择的移动台执行向所述第二基站的切换。
5.根据权利要求4所述的通信系统，
其中，所述第一基站被配置为：
-向所述第二基站询问所述第二基站是否能够接受所述切换；以及
-如果所述第二基站能够接受所述切换，则作出所述选择。
6.根据权利要求4或5所述的通信系统，
其中，所述第一基站被配置为：
-存储所接收的无线质量；以及
-按照所存储的无线质量的降序重复地选择移动台，直到所述负荷下降到所述阈值以下。
7.一种基站控制方法，包括：
从驻留在基站上的一个或更多个移动台中的每个移动台，接收从相邻基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量，所述相邻基站与所述基站相邻安装；
当所述基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及
指示所选择的移动台执行向所述相邻基站的切换。
8.根据权利要求7所述的基站控制方法，还包括：
向所述相邻基站询问所述相邻基站是否能够接受所述切换；以及
如果所述相邻基站能够接受所述切换，则作出所述选择。
9.根据权利要求7或8所述的基站控制方法，还包括：
存储所接收的无线质量；以及
按照所存储的无线质量的降序重复地选择移动台，直到所述负荷下降到所述阈值以下。
10.一种非瞬时计算机可读介质，存储用于使基站执行以下处理的控制程序：
从驻留在所述基站上的一个或更多个移动台中的每个移动台，接收从相邻基站到所述移动台中的每个移动台的下行链路无线质量，所述相邻基站与所述基站相邻安装；
当所述基站上的负荷超过预定阈值时，选择与所接收的无线质量中的最高无线质量相对应的移动台；以及
指示所选择的移动台执行向所述相邻基站的切换。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20140723 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |