小区测量方法及系统.pdf

本发明提供一种小区测量方法及系统。所述小区测量方法用于移动台呼叫服务小区，包括：基于一种测量规则确定用于小区重选的邻近小区的第一集合；基于报告请求确定用于无线链路建立的邻近小区的第二集合；从第二集合中选取一个子集；测量第一集合与所述子集的合集的邻近小区，其中所述服务小区将邻近小区的系统信息发送至所述移动台。所述小区测量方法能够减少移动台的测量负担，并使小区测量更准确。

1.  一种小区测量方法，用于移动台呼叫服务小区，其中该服务小区将多个邻近小区的系统信息发送至该移动台，该小区测量方法包括：
基于测量规则确定用于小区重选的该多个邻近小区的第一集合；
基于报告请求确定用于无线链路建立的该多个邻近小区的第二集合；
从该第二集合中选取子集；以及
测量该第一集合与该子集的合集的多个邻近小区。

2.  如权利要求1所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当依据该报告请求，随机接入信道报告被请求时，测量该合集的该多个邻近小区。

3.  如权利要求2所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当该随机接入信道报告未被请求时，测量该第一集合的多个邻近小区。

4.  如权利要求2所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当无线链路被请求建立时，将该随机接入信道报告发送至该服务小区，该随机接入信道报告包括该子集的多个邻近小区的测量结果。

5.  如权利要求4所述的小区测量方法，其特征在于，所选取的该子集与该第二集合相等。

6.  如权利要求5所述的小区测量方法，其特征在于，该子集是通过为该第二集合的多个邻近小区中的每一邻近小区分配对应的测量周期，并依据多个该对应的测量周期而从该第二集合中选取。

7.  如权利要求1所述的小区测量方法，其特征在于，该多个邻近小区包括多个同频小区与多个非同频小区，而该第一集合的组成包括以下情形：
当该服务小区的信号质量不差于第一阈值时，该第一集合包括该服务小区；
当该服务小区的该信号质量不差于第二阈值，且比该第一阈值差时，该第一集合包括该服务小区及该多个同频小区；或
当该服务小区的该信号质量比该第二阈值差时，该第一集合包括该服务小区、该多个同频小区及该多个非同频小区。

8.  如权利要求1所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当该服务小区的信号质量比重选阈值差时，从该第一集合中选取具有最高信号强度的邻近小区，以作为第二服务小区。

9.  一种小区测量方法，用于移动台呼叫服务小区，其中该服务小区将多个邻近小区的系统信息发送至该移动台，该小区测量方法包括：
基于测量规则确定用于小区重选的该多个邻近小区的第一集合；
基于报告请求确定用于无线链路建立的该多个邻近小区的第二集合；以及
测量该第一集合与该第二集合的合集的多个邻近小区。

10.  如权利要求9所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当依据该报告请求，随机接入信道报告被请求，且无线链路被请求建立时，确定该第二集合。

11.  如权利要求9所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当依据该报告请求，随机接入信道报告未被请求，或无线链路未被请求建立时，测量该第一集合的多个邻近小区。

12.  如权利要求9所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当该服务小区的信号质量比重选阈值差时，从该第一集合中选取具有最高信号强度的邻近小区，以作为第二服务小区。

13.  如权利要求9所述的小区测量方法，其特征在于，该小区测量方法更包括：当依据该报告请求，随机接入信道报告被请求，且无线链路被请求建立时，在关于测量时间的时间延迟之后，发送包括该第二集合的多个邻近小区的测量结果的该随机接入信道报告至该服务小区。

14.  一种小区测量系统，包括：
天线；
收发器，耦接至该天线，用来透过该天线从服务小区接收多个邻近小区的系统信息；以及
处理器，耦接至该收发器，用来依据测量规则确定用于小区重选的该多个邻近小区的第一集合，依据报告请求确定用于无线链路建立的该多个邻近小区的第二集合，从该第二集合中选取子集，引导该收发器透过该天线从该第一集合与该子集的合集的多个邻近小区接收多个信号，以及测量该合集的该多个邻近小区的该接收的多个信号。

15.  如权利要求14所述的小区测量系统，其特征在于，当依据该报告请求，随机接入信道报告未被请求时，该处理器更基于该测量规则确定该多个邻近小区的该第一集合，并测量该第一集合的多个邻近小区。

16.  如权利要求14所述的小区测量系统，其特征在于，该处理器更为该第二集合的多个邻近小区中的每一邻近小区分配对应的测量周期，并依据分配给该第二集合的该多个邻近小区的多个对应的测量周期周期性地测量该第二集合的该多个邻近小区。

17.  如权利要求16所述的小区测量系统，其特征在于，依据分配给该第二集合的该多个邻近小区的该多个对应的测量周期，该处理器更在测量时间确定该第二集合中需要测量的多个邻近小区。

18.  如权利要求17所述的小区测量系统，其特征在于，当无线链路被请求建立时，该处理器更将随机接入信道报告发送至该服务小区，该随机接入信道报告包括该子集的多个邻近小区的测量结果。

19.  如权利要求11所述的小区测量系统，其特征在于，该多个邻近小区包括多个同频小区与多个非同频小区，而该第一集合的组成包括以下情形：
当该服务小区的信号质量不差于第一阈值时，该第一集合包括该服务小区；
当该服务小区的该信号质量超过第二阈值，且比该第一阈值差时，该第一集合包括该服务小区及该多个同频小区；或
当该服务小区的该信号质量不超过该第二阈值时，该第一集合包括该服务小区、该多个同频小区及该多个非同频小区。

20.  如权利要求14所述的小区测量系统，其特征在于，当该服务小区的信号质量比重选阈值差时，该处理器更从该第一集合中选取具有最高信号强度的邻近小区，以作为第二服务小区。

小区测量方法及系统
技术领域
本发明有关于一种通用移动通讯系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，UMTS)中小区(cells)测量的方法及系统，且特别有关于一种基于小区重选(cell reselection)及报告请求的通用移动通讯系统中小区测量的方法及系统。
背景技术
当前的UMTS小区级系统设计中，用于小区重选的测量是基于某一种测量方法。然而，服务小区(serving cell)的系统信息也可携带另一小区测量并发送“随机接入信道(Random Access Channel，RACH)报告”。因此，当上述两种状况同时发生时，测量组态则难以界定。
依据第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)规格，小区测量需基于服务小区的信号强度及/或信号质量。一般来说，阈值是通过透过广播控制信道(Broadcast Control Channel，BCCH)的小区的系统信息建立。3GPP规格允许在比较阈值与服务小区的测量结果后再动态确定测量目标，以减少移动台(mobile station)的测量负担，并使某一候选小区在小区重选过程中具有优先权。
此外，3GPP规格也为“RACH测量结果”定义了一种规则。3GPP规格需要用户设备报告一个或多个小区的测量结果，而上述报告是透过BCCH并通过小区的系统信息达成。然而，3GPP规格并未注意到两种规则间的相互关联，也没有对此做出说明。
发明内容
为了准确测量小区并减少移动台的测量负担，特提供以下技术方案：
本发明的实施例提供一种小区测量方法，用于移动台呼叫服务小区，其中服务小区将多个邻近小区的系统信息发送至移动台，上述小区测量方法包括：基于测量规则确定用于小区重选的多个邻近小区的第一集合；基于报告请求确定用于无线链路建立的多个邻近小区的第二集合；从第二集合中选取子集；以及测量第一集合与上述子集的合集的多个邻近小区。
本发明的实施例另提供一种小区测量方法，用于移动台呼叫服务小区，其中服务小区将多个邻近小区的系统信息发送至移动台，上述小区测量方法包括：基于测量规则确定用于小区重选的多个邻近小区的第一集合；基于报告请求确定用于无线链路建立的多个邻近小区的第二集合；以及测量第一集合与第二集合的合集的多个邻近小区。
本发明的实施例又提供一种小区测量系统，包括：天线、收发器及处理器。收发器耦接至天线，用来透过天线从服务小区接收多个邻近小区的系统信息。处理器耦接至收发器，用来依据测量规则确定用于小区重选的多个邻近小区的第一集合，依据报告请求确定用于无线链路建立的多个邻近小区的第二集合，从第二集合中选取子集，引导收发器透过天线从第一集合与上述子集的合集的多个邻近小区接收多个信号，以及测量上述合集的多个邻近小区的接收的多个信号。
以上所述的小区测量方法及系统，可依据测量规则及报告请求选取欲测量的小区，借此减少移动台的测量负担并使小区测量更准确。
附图说明
图1是UMTS小区级系统的范例。
图2是依本发明的小区测量系统的实施例的方块图。
图3是依本发明的小区测量方法的实施例的流程图。
图4是图3所示的小区测量方法中如何选取子集的详细范例。
图5是图4所示的详细范例的时序图。
图6是图3所示的小区测量方法中服务小区的信号质量与所测量小区范围间关系的范例。
图7是图3所示的小区测量方法的改进实施例的流程图。
图8是图7所示的小区测量方法中服务小区的信号质量与所测量小区范围间关系的范例。
图9是依本发明的小区测量方法的另一实施例的流程图。
图10是图9所示的小区测量方法中服务小区的信号质量与所测量小区范围间关系的范例。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包括」为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
UMTS中，工作于闲置模式(idle mode)的移动台会选取(自动选取或手动选取)一个公众陆地移动电话网(Public Land Mobile Network，PLMN)以与之连接。移动台接着收听BCCH以获取系统信息。上述移动台搜寻所选取PLMN的合适小区，选取上述合适小区以提供可用服务，并依据其控制信道进行配置，上述状况也被称为“呼叫小区(camping on a cell)”。在闲置模式下呼叫小区之后，移动台能够从基地台(base station)接收系统信息及小区广播消息。上述移动台驻留在闲置模式，直到移动台传送请求以建立无线资源控制(Radio ResourceControl，RRC)连接。
在连接模式的Cell_DCH状态下，专用物理信道(Dedicated Physical Channel，DPCH)被分配给移动台，而移动台于小区或运动装置层次上为其服务无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)所知。移动台执行测量并依据从RNC接收的测量控制信息发送测量报告。具有特定能力的移动台为了系统信息消息而监视前向接入信道(Forward Access Channel，FACH)。在连接模式的Cell_FACH状态下，没有DPCH被分配给移动台，但RACH及FACH被使用以作为替代，来传送信号消息以及少量用户平面数据。在上述状态下，移动台也收听广播信道(Broadcast Channel，BCH)以获取系统信息。移动台执行小区重选，在重选之后，移动台通常会发送小区更新(cell update)消息至RNC，从而RNC可在小区层次上知晓上述移动台的位置。在连接模式的Cell_PCH状态下，移动台于小区层次上为服务无线网络控制器所知，但移动台只能透过寻呼信道(Paging Channel，PCH)接入。连接模式的URA_PCH状态与Cell_PCH状态非常类似，但在URA_PCH状态下，移动台在每一小区重选之后并不执行小区更新，而是从BCH读取UMTS陆地无线接入网(UMTS Terrestrial Radio AccessNetwork，UTRAN)的注册区域(Registration Area，URA)识别码，且只有URA改变时，移动台才会将其自身的位置通知SRNC。当RRC连接断开或RRC连接失败时，移动台脱离连接模式并返回至闲置模式。
图1是UMTS小区级系统的范例，其中移动台102呼叫服务小区104。服务小区104可将其邻近小区的系统信息发送至移动台102，上述邻近小区包括同频小区106及非同频小区108。同频小区106具有与服务小区104相同的载频，而非同频小区108的载频则不同于服务小区104的载频。移动台102可通过服务小区104与同频小区106的对应代码将上述小区识别。服务小区104的频带包括多个逻辑信道，例如RACH及BCCH，上述逻辑信道可通过服务小区104为其分配的对应代码来识别。当移动台102首先呼叫服务小区104时，指示邻近小区的系统信息将会透过BCCH被传送至移动台102。此外，系统信息可进一步包括用于小区重选的测量规则及用于无线链路建立的报告请求。
上述测量规则定义了当服务小区与移动台之间没有无线链路被建立时(例如，当移动台处于闲置模式时)移动台需要测量的邻近小区。举例来说，下面将描述用于测量规则的两个阈值S_intrasearch与S_intersearch。当服务小区的信号强度S_rxlev及信号质量S_qual中至少一个不差于阈值S_intrasearch时，移动台仅测量上述服务小区。当服务小区的信号强度S_rxlev及信号质量S_qual中至少一个不差于阈值S_intersearch，且比阈值S_intrasearch差时，移动台将测量服务小区及同频小区。当服务小区的信号强度S_rxlev及信号质量S_qual中至少一个比阈值S_intersearch差时，移动台将测量服务小区、同频小区及非同频小区。此外，移动台可依据测量规则周期性地测量邻近小区，然后基于所测量小区的测量结果执行小区重选评估程序。在小区重选评估程序中，当服务小区的信号强度/信号质量不超过重选阈值时，移动台可从所测量小区中选取具有最高信号强度/最佳信号质量的邻近小区，作为新的服务小区。
当移动台与服务小区间将要建立一个或多个无线链路(例如专用信道)时，例如，当移动台正试着启动电话呼叫时，若从服务小区接收到报告请求，移动台可能被要求发送一个RACH报告。上述报告请求通常要求移动台报告同频小区的额外的系统信息，以用于无线链路建立，因为RNC可能不仅分配服务小区的无线链路给移动台，也会分配同频小区的无线链路，以达到更佳的链路性能。举例来说，报告请求可要求移动台报告分别具有两个最高信号强度/最佳信号质量的同频小区。然而，报告请求可能不要求移动台发送任何同频小区的测量，因此，相应地，移动台也不会发送用于无线链路建立的RACH报告。
图2是依本发明的小区测量系统的实施例的方块图。移动台200包括天线202、收发器204以及处理器206。收发器204耦接至天线202，处理器206耦接至收发器204。与收发器204联合工作的处理器206透过天线202从一个服务小区(未画出)处接收系统信息，上述系统信息包括一个邻近小区的概况、用于小区重选的测量规则以及用于无线链路建立的报告请求。处理器206可依据报告请求确定RACH报告是否被要求。当RACH报告被要求时，处理器206可依据测量规则确定一个邻近小区的集合C_M，依据报告请求确定一个邻近小区集合C_R，并从集合C_R中选择一个子集C_R’。在集合C_M与C_R’被确定之后，处理器206可引导收发器204透过天线202从集合C_T的邻近小区接收信号，并测量集合C_T的邻近小区的接收的信号，上述集合C_T为集合C_M与C_R’的合集。基于集合C_M，处理器206可接着执行小区重选评估程序，并且当无线链路被要求建立时，处理器206基于集合C_R’来引导收发器204透过天线202发送RACH报告。应注意，在每个测量时间，处理器206可引导收发器204接收从邻近小区发送出的信号。上述测量时间为处理器206开始测量邻近小区的时间。两个测量时间之间的时间间隔为常量。然而，并非每一邻近小区都需要在测量时间被测量。举例来说，一个邻近小区可每两个测量时间被测量一次。处理器206开始测量邻近小区的广播信号的周期间隔称为对应于该邻近小区的测量周期。在某一实施例中，处理器206可确定对应于集合C_R中每一邻近小区的测量周期，并依据对应的测量周期而周期性地测量集合C_R中邻近小区的广播信号的信号强度/信号质量。相应地，依据对应的测量周期，处理器206可在测量时间确定集合C_R中哪一邻近小区需要被测量，并将上述测量时间需要测量的邻近小区作为集合C_R’选出。
图3是依本发明的小区测量方法的实施例的流程图，其中小区测量方法可由UMTS小区级系统中的移动台执行。移动台呼叫服务小区，而服务小区可将系统信息发送至移动台，上述系统信息是指示包括同频小区与非同频小区的邻近小区、用于小区重选的测量规则及用于无线链路建立的报告请求。首先，移动台依据报告请求确定邻近小区的RACH报告是否被要求(S302)。当RACH报告被要求时，基于测量规则确定邻近小区的集合C_M(S304)。举例来说，当服务小区的信号质量不差于第一阈值(例如S_intrasearch)时，测量规则确定集合C_M为上述服务小区，当服务小区的信号质量不差于第二阈值(例如S_intersearch)但比第一阈值差时，测量规则确定集合C_M为上述服务小区与同频小区的合集，或当服务小区的信号质量比第二阈值差时，测量规则确定集合C_M为上述服务小区、同频小区及非同频小区的合集。接着，基于报告请求确定邻近小区的集合C_R(S306)。举例来说，上述报告请求可要求移动台发送RACH报告，RACH报告可包括邻近小区的概况，而邻近小区的概况则包括所有同频小区中具有最高信号强度/最佳信号质量的一个或多个同频小区。接着，从集合C_R中选取子集C_R’(S308)，并测量集合C_M与集合C_R’的合集C_T的邻近小区(S310)。集合C_T的邻近小区被测量之后，基于集合C_M执行小区重选评估程序(S312)。在小区重选评估程序中，举例来说，当服务小区的信号强度/信号质量不超过重选阈值时，移动台可从集合C_M中选取具有最高信号强度/最佳信号质量的邻近小区作为新的服务小区。最后，当无线链路被要求建立时，发送RACH报告至服务小区(S314)，并返回至步骤S304。RACH报告可包括邻近小区的概况，而邻近小区的概况则包括集合C_R’中具有最高信号强度/最佳信号质量的一个或多个同频小区。邻近小区的概况中同频小区的数量可通过接收的报告请求确定。另一方面，当RACH报告未被要求时，基于测量规则确定邻近小区的集合C_M(S316)，且只有集合C_M的邻近小区被测量(S318)。最后，基于集合C_M执行小区重选评估程序(S320)，并返回至步骤S302。
图4是图3所示的小区测量方法中如何选取子集的详细范例。首先，确定对应于集合C_R中每一邻近小区的测量周期(S402)，因此，集合C_R中邻近小区的广播信号可依据其对应的测量周期而被周期性地测量。对应于一个邻近小区的测量周期为移动台开始测量邻近小区的广播信号的信号强度/信号质量的周期间隔。应注意，每一测量周期都可以是不连续接收(Discontinuous Reception，DRX)周期长度(cycle length)的倍数。在UMTS中，移动台可在闲置模式下使用DRX，以减少电能消耗。当使用DRX时，移动台仅需要在每一DRX周期监视寻呼时间(paging occasion)中的一个寻呼指示(Paging Indicator，PI)。在DRX周期长度期间，每一执行电能节省的移动台通常只在其自身的PI间隔期间启动，以检查寻呼消息。通过检查PI及监视寻呼消息，移动台确定是否再次进入睡眠。举例来说，通过广播的系统信息接收到DRX周期长度的系数k之后，再通过MAX个帧来确定DRX周期长度，其中MAX为2^k与PBP中较大者，k为一个整数，而PBP则是寻呼区块周期数(paging block periodicity)。接着，依据对应的测量周期从集合C_R中选取子集C_R’(S404)。图5是图4所示的详细范例的时序图，其中时间T1-T7为移动台测量邻近小区的测量时间，其中集合C_R表示为C_R＝{c1，c2，c3}。T1-T7中两相邻测量时间的时间间隔为DRX周期长度。在本实施例中，同频小区c1、c2及c3的对应测量周期分别被分配为一倍、两倍及三倍的DRX周期长度。最初，在测量时间T1，同频小区c1、c2及c3被要求测量，因此，所选取的子集C_R’为{c1，c2，c3}。在测量时间T2，只有同频小区c1被要求测量，因此，所选取的子集C_R’为{c1}。测量时间T3，同频小区c1及c2被要求测量，因此，所选取的子集C_R’为{c1，c2}。在测量时间T4，同频小区c1及c3被要求测量，因此，所选取的子集C_R’为{c1，c3}。应注意，依据集合C_R中同频小区的对应测量周期，子集C_R’可以很容易地选取，因此，每一测量时间的小区测量负担可被减少。
图6是图3所示的小区测量方法中服务小区的信号质量S_qual与所测量小区范围间关系的范例。图标上部中的曲线代表服务小区的信号质量S_qual，而图标下部中的曲线代表集合C_T。当服务小区的信号质量S_qual比S_intersearch差时，集合C_M包括非同频小区、同频小区及服务小区，因此，集合C_T与集合C_M相等。当服务小区的信号质量S_qual不差于S_intersearch但比S_intrasearch差时，集合C_M包括同频小区及服务小区，因此，集合C_T亦与集合C_M相等。当服务小区的信号质量S_qual不差于S_intrasearch时，集合C_M仅包括服务小区，而集合C_T则被设定为集合C_M与集合C_R’的合集。在时间T_R，当一个或多个无线链路被要求建立时，移动台将依据报告请求发送RACH报告至服务小区。应注意，要求被报告的邻近小区数量可能比移动台实际报告的邻近小区数量多，因为移动台可能测量不到具有很弱信号强度的信号。
图7是图3所示的小区测量方法的改进实施例的流程图。与图3不同，图7所示的小区测量方法并未从集合C_R中选取子集C_R’(即，省略步骤S308)。换句话说，选取集合C_R作为子集C_R’，而步骤S310中的集合C_T则变为集合C_M与集合C_R的合集。图8是图7所示的小区测量方法中服务小区的信号质量S_qual与所测量小区范围间关系的范例。图标上部中的曲线代表服务小区的信号质量S_qual，而图标下部中的曲线代表集合C_T。在本实施例中，集合C_R包括所有同频小区。当服务小区的信号质量S_qual比S_intersearch差时，集合C_M包括非同频小区、同频小区及服务小区，因此，集合C_T与集合C_M相等。当服务小区的信号质量S_qual不差于S_intersearch但比S_intrasearch差时，集合C_M包括同频小区及服务小区，因此，集合C_T也与集合C_M相等。当服务小区的信号质量S_qual不差于S_intrasearch时，集合C_M仅包括服务小区，但集合C_R包括同频小区，因此集合C_T则被设定为包括服务小区及同频小区的合集。在本实施例中，尽管集合C_R包括所有同频小区，但在其它实施例中，集合C_R可仅包括1～6个最佳同频小区。在时间T_R，当一个或多个无线链路被要求建立时，移动台将依据报告请求发送RACH报告至服务小区。
图9是依本发明的小区测量方法的另一实施例的流程图图。首先，基于用于小区重选的测量规则确定集合C_M(S902)。当无线链路被要求建立，且依据报告请求，用于无线链路建立的RACH报告被要求时(S904)，基于报告请求确定集合C_R(S906)，并测量集合C_T(即集合C_M与集合C_R的合集)的邻近小区(S908)。接着，基于集合C_M执行小区重选评估程序(S910)，并基于集合C_R发送RACH报告(S912)，然后返回至步骤S902。另一方面，当无线链路未被要求建立，且RACH报告未被要求时，仅测量集合C_M的邻近小区(S914)，且基于集合C_M执行小区重选评估程序(S916)，然后返回至步骤S902。
图10是图9所示的小区测量方法中服务小区的信号质量S_qual与所测量小区范围间关系的范例。图标上部中的曲线代表服务小区的信号质量S_qual，而图标下部中的曲线代表集合C_T。当一个或多个无线链路未被要求建立，或RACH报告未被请求时，移动台将仅基于测量规则来测量邻近小区。当无线链路被要求建立，且RACH报告也被要求时，移动台将基于测量规则及报告请求来测量邻近小区，并在时间延迟T_d之后，透过RACH将测量结果发送至服务小区。时间延迟T_d产生于集合C_M仅包括服务小区时同频小区的额外测量时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。