[0001]移动通信系统中邻区干扰抑制方法及基站节点
[0002]技术领域
[0003]本发明涉及移动通信领域，特别涉及邻区干扰抑制技术。
[0004]背景技术
[0005]第三代合作伙伴项目(3rdGenerationPartnershipProject，简称“3GPP”)作为移动通信领域的重要组织推动了3G技术的标准化工作，其早期的协议版本中上行和下行业务的承载都是基于专用信道，其中，协议99版(Release99，“R99”)中，上行和下行能够达到的数据传输速率均为384千比特每秒(Kbps)。
[0006]随着移动通信技术的发展，3G技术也在不断的发展演进。在3GPP第6版(Release6，简称“R6”)的版本中，引入了高速上行分组接入(HighSpeedUplinkPacketAccess，简称“HSUPA”)。HSUPA采用更短的传输时间间隔(TransmissionTimeInterval，简称“TTI”)和帧长(2ms或10ms)以实现快速自适应控制，使用混合自动重传请求(HybridAutomaticRetransmissionRequest，简称“HARQ”)和基于NodeB的快速上行调度技术，提高了上行的频谱效率。
[0007]为了实现用户上行数据的高效率传输和上行功率控制，HSUPA新增加了两个上行物理信道和三个下行物理信道，它们分别是用于承载用户数据的上行的增强专用数据传输信道(Enhanced-DCHDedicatedPhysicalDataChannel，简称“E-DPDCH”)，用于传输伴随物理层信令，为E-DPDCH解调提供伴随信令的上行的增强专用控制信道(Enhanced-DCHDedicatedPhysicalControlChannel，简称“E-DPCCH”)，用于控制用户的上行传输速率的绝对授权信道(Enhanced-DCHAbsoluteGrantChannel，简称“E-AGCH”)和相对授权信道(Enhanced-DCHRelativeGrantChannel，简称“E-RGCH”)，以及用于指示上行进程数据传输是否正确的重传指示信道(E-DCHHybridARQIndicatorChannel，简称“E-HICH”)。
[0008]其中，E-AGCH只在服务无线连接小区存在，用于指示用户上行可以传输的最大传输速率，调节的频率比较低；E-RGCH在服务无线连接和非服务无线连接小区都可以存在，用于指示用户按一定步长调整上行传输速率，调整的频率比较高，最高可达每TTI一次。HSUPA中，用户通过E-HICH获知数据是否被正确接收，如果不正确，将发起重传，否则发送新数据。
[0009]在引入HSUPA技术的同时，为了保证更长一些时间(如10年或更长)的竞争力，3GPP从2004年下半年开始启动了长期演进(LongTermEvolution，简称“LTE”)项目。
[0010]在LTE的演进过程中，将现有宽带码分多址(WidebandCodeDivisionMultipleAccess，简称“WCDMA”)网络的基站(NodeB)、无线网络控制器(RadioNetworkController，简称“RNC”)和核心网(CoreNet，简称“CN”)的三层节点的网络结构简化成两层节点的结构。其中，RNC功能被分割到NodeB，称为演进的NodeB(也即eNodeB)和诸如网关(Gateway，简称“GW”)的高层节点中。
[0011]eNodeB与现有的WCDMA网络中NodeB相同的是，每个NodeB同样覆盖一个或多个小区，相邻小区的交界处会有部分区域重叠，重叠部分区域可以达到30％左右。
[0012]在WCDMA网络中，在用户设备(UserEquipment，简称“UE”)从源小区向目标小区移动的过程中，其源小区的信号变弱，需要在源小区与目标小区的重叠区域进行越区切换。处于越区切换状态的UE同时和多个参与越区切换的NodeB通信，即UE可以同时接收到来自不同小区NodeB的发射信号，同时也能向不同小区的NodeB发射信号。如图1所示，处于越区切换状态的UE同时与相邻的三个小区所属的NodeB建立连接，UE在上行信道中发射的信号分别被三个NodeB所接收，经解调后转发到RNC，RNC把三路数据合并，以改善上行信号的质量。同样，下行链路的信号也同样经过三个NodeB再传送到UE，UE将收到的三路信号合并，起到改善接收信号质量的作用，并保持越区切换时的数据不丢失，这种信号合并技术称为宏分集，切换技术称为越区软切换。
[0013]由于UE通过上行信道向不同小区发送的上行发射信号包含该UE上行信道的发射功率，在该UE上行信道发射功率过大时，会对整个小区UE上行数据传输带来较大的干扰，使得小区内其他UE数据传输质量变差甚至掉话。
[0014]在现有技术中，为了避免处于连接状态的UE在移动过程中进行软切换时，对其软切换重叠区域的小区产生干扰，需要在UE与各小区之间分别建立连接，对UE的上行功率进行控制。具体地说，UE在软切换过程中，会对相邻小区下行导频信号进行检测，并将邻区下行导频信号列表上报RNC，RNC接收到该信息后进行判断，如果UE上报的邻区下行导频信号列表中有满足软切换门限的小区，则认为需要为UE在该新小区中增加新的无线链路，RNC会向该小区所在的NodeB发起无线连接建立请求，要求为新增无线连接分配资源。NodeB收到该请求后，判断当前是否还有可用资源，如果是则接受本次请求，RNC与NodeB分别为UE分配建立连接所需的资源，建立UE与该小区所属NodeB之间的连接；如果NodeB当前接入了很多的UE，已无可用的资源，则拒绝本次请求，在此情况下RNC会拒绝为该UE在新小区中建立无线链路。如果UE与小区之间成功建立无线连接，则该小区可以通过上行发射功率控制(TransmitPowerControl，简称“TPC”)命令或者下行功率调整指示，采用内环功控和外环功控，将UE的上行信道发射功率控制在合理的范围内，使得处于切换重叠区域的UE不会对相邻小区产生干扰。
[0015]在实际应用中，上述方案存在以下问题：采用现有的上行发射功率控制方法，在用户处于软切换状态时，可能无法有效避免对软切换重叠区域所在的小区产生干扰。且不适用于LTE演进后的网络。
[0016]造成这种情况的主要原因在于，由于在现有技术中，NodeB要对UE进行上行发射功率的控制，首先需要与该UE建立无线连接，然而由于相邻小区所属NodeB的上行解调资源有限，切换重叠区域所在的某些小区可能无法与该UE建立无线连接，在此情况下，NodeB无法对该UE的上行发射功率进行控制，从而可能导致UE上行发射功率过大而对该小区产生干扰，使得小区的系统性能变差，并存在系统不稳定的风险。
[0017]另外，由于在LTE的演进过程中，将现有网络中RNC功能分割到eNodeB和诸如GW的高层节点中。在此情况下，UE在任何切换重叠区域的数据传输始终只能和一个小区的NodeB保持无线连接，如图2所示，重叠区域所在的其余小区无法通过现有技术，建立无线连接对该UE的上行发射功率进行控制，从而无法避免该UE对小区产生的干扰。
[0018]发明内容
[0019]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信系统中邻区干扰抑制方法及基站节点，使得基站节点能提高快速调度的准确性和系统稳定性，扩大了系统容量。
[0020]为实现上述目的，本发明提供了一种移动通信系统中邻区干扰抑制方法，包含以下步骤：
[0021]基站节点为用户设备新建非服务的无线链路时，在该无线链路中仅建立控制面连接包括建立用于估计该用户设备对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该用户设备发射功率的下行信道；
[0022]所述基站节点根据从所述上行信道收到的信号估计所述用户设备对小区上行负载的贡献，并根据该估计的结果通过所述下行信道控制该用户设备的发射功率。
[0023]其中，所述无线链路为包含增强的专用信道的无线链路，所述上行信道包含上行专用物理控制信道和上行增强专用物理控制信道；所述下行信道包含下行相对授权信道、以及下行部分专用物理信道或下行专用物理信道。
[0024]此外在所述方法中，所述基站节点在接收到用户设备的软切换请求时，为该用户设备新建非服务的无线链路。
[0025]所述基站节点为用户设备新建非服务的无线链路时，判断当前已用资源是否超过了预设门限，如果是则该无线链路中仅设置用于估计该用户设备对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该用户设备发射功率的下行信道，否则该无线链路中设置完整的控制信道和数据信道。
[0026]网络侧根据所述用户设备的邻区测量报告确定需为该用户设备新建非服务无线链路的基站节点，并通知该基站节点为该用户设备新建非服务的无线链路。
[0027]如果所述用户设备切换时，用户设备与目标小区间的无线链路中仅包含用于估计该用户设备对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该用户设备发射功率的下行信道，则在该无线链路中增设用于传输数据的相关信道。
[0028]此外在所述方法中，所述无线链路为包含增强的专用信道的无线链路，所述用于传输数据的相关信道包含上行增强专用物理数据信道。
[0029]当所述用户设备的上行数据传输信道为上行增强专用物理数据信道时，
[0030]当所述用户设备的上行数据传输信道为上行增强专用物理数据信道和上行专用物理数据信道时，
[0031]其中，SIRDPCCH为上行专用物理控制信道信噪比，SIRE-DPCCH为上行增强专用物理控制信道信噪比，SIRE-DPDCH为上行增强专用物理数据信道信噪比，SIRDPDCH为上行专用物理数据信道信噪比。
[0032]通过以下公式计算SIRE-DPDCH、SIRE-DPCCH、以及SIRDPDCH：
[0033]其中，βE-DPCH为上行增强专用物理数据信道增益因子参数，βE-DPCCH为上行增强专用物理控制信道增益因子参数，βDPDCH为上行专用物理数据信道增益因子参数，βDPCCH为上行专用物理控制信道增益因子参数。
[0034]本发明还提供了一种基站节点，包含：
[0035]信道建立模块，用于在为用户设备新建非服务的无线链路时，仅建立控制面连接，包括建立用于估计该用户设备对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该用户设备发射功率的下行信道；
[0036]估计模块，用于根据从所述信道建立模块建立的上行信道收到的信号估计所述用户设备对小区上行负载的贡献；
[0037]以及控制模块，用于根据所述估计模块所估计的结果通过所述下行信道控制所述用户设备的发射功率。
[0038]其中，所述信道建立模块还用于为所述用户设备建立用于传输数据的相关信道；
[0039]所述基站节点还包含判断模块，用于判断所述用户设备切换时与目标小区间的无线链路中是否仅包含用于估计该用户设备对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该用户设备发射功率的下行信道，如果是，则指示所述信道建立模块在该无线链路中建立用于传输数据的相关信道。
[0040]通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在基站节点为用户设备新建非服务的无线链路时，仅为该用户设备建立控制面的连接，通过所建立的上行信道估计该用户设备对小区的上行负载贡献，使得邻区用户设备的上行负载贡献成为可预期的，并根据所估计的结果通过所建立的下行信道控制该用户设备发射功率，从而有效抑制来自重叠区域内的邻区干扰，提高了基站节点快速调度的准确性和系统稳定性。
[0041]如果非服务的无线链路在切换时成为了服务无线链路，则在该无线链路增加用于承载数据的信道，以保证该用户设备切换到新的服务无线链路后可以保持正常的通信。
[0042]对于现有的HSUPA系统而言，当基站节点接收到来自邻区的用户设备的软切换请求时，为该用户设备新建非服务的无线链路，其中仅包含控制面的连接。因此，即使E-DPDCH解调资源耗尽，仍可通过建立的控制面连接，对软切换重叠区域内用户设备带来的上行负载大小有比较准确的估计。如果软切换重叠区域内用户设备的上行负载过大，仍可通过下行控制信道指示该用户设备降低上行数据传输速率，而无需提高已建立无线链路的用户设备的发射功率，从而保障了系统的稳定性和用户数据传输速率的平稳性，提高了系统容量。
[0043]另外，如果基站节点在为用户设备新建非服务的无线链路时，可以根据E-DPDCH解调资源的使用情况作判断，如果当前剩余的E-DPDCH解调资源较少，则只建控制信道，如果当前剩余的E-DPDCH解调资源较多，则可为该用户设备建立用于接收上行数据的E-DPDCH，以便充分利用上行高速包接入的解调资源，防止资源的浪费。
[0044]对于正在研究的增强高速包接入技术E-HSPA，即使在系统架构中取消了上行宏分集，非服务的基站节点仍可根据网络侧的通知仅与用户设备建立控制面的连接，准确估计在重叠区域内邻区的用户设备对本小区带来的干扰，并能够通过下行控制信道对该用户设备上行的发射功率进行干预和调节，达到干扰控制的目的。并且，由于只建立控制面的连接，因而不会占用基站节点、Iub传输等用户面的资源，以较少的硬件资源消耗达到了提升系统性能以及提高系统稳定性的目的。
[0045]附图说明
[0046]图1是现有技术中WCDMA网络中处于重叠区域的UE与NodeB连接的示意图；
[0047]图2是现有技术中LTE演进后的网络中处于重叠区域的UE与NodeB连接的示意图；
[0048]图3是根据本发明的移动通信系统中邻区干扰抑制方法中处于重叠区域的UE与NodeB连接的示意图；
[0049]图4是根据本发明第一实施方式的移动通信系统中邻区干扰抑制方法流程图；
[0050]图5是根据本发明第二实施方式的移动通信系统中邻区干扰抑制方法流程图。
[0051]具体实施方式
[0052]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0053]本发明核心在于，在相邻小区的重叠区域，NodeB为UE新建非服务的无线链路时，仅建立控制面的连接，通过所建立的控制面的连接估计UE对小区上行负载的贡献，并根据估计结果，通过该控制面的连接控制该UE的发射功率。
[0054]如图3所示，UE处于小区1、小区2、小区3的重叠区域，分别与三个小区所属的NodeB建立无线链路。其中，小区1为该UE的服务小区，UE与小区1所属的NodeB1建立服务无线链路，该服务无线链路中包括完整的上行信道和下行信道；小区2和小区3为该UE的非服务小区，UE分别与小区2和小区3所属的NodeB2和NodeB3建立非服务无线链路，该非服务无线链路仅包含控制面的上行信道和下行信道。以NodeB2为例，在建立非服务无线链路时，NodeB2在该无线链路中仅设置用于估计该UE对小区2上行负载贡献的上行信道和用于控制该UE发射功率的下行信道，NodeB2根据从上行信道收到的信号估计UE对小区2上行负载的贡献，并根据所估计的结果通过该下行信道控制该UE的发射功率。从而在减少建立无线链路所需的资源的同时，有效抑制来自重叠区域内的邻区干扰，提高了NodeB快速调度的准确性和系统稳定性。
[0055]下面根据发明原理对本发明第一实施方式移动通信系统中邻区干扰抑制方法进行说明。
[0056]本实施方式是在现有的HSUPA系统的基础上实现的，如图4所示，在步骤410中，NodeB在接收到UE的软切换请求时，为该UE新建非服务的无线链路。该非服务的无线链路为包含增强的专用信道(Enhance-DedicateChannel，简称“E-DCH”)的无线链路。NodeB在该无线链路中仅设置了用于估计该UE对小区上行负载贡献的上行信道，如上行DPCCH和上行E-DPCCH；用于控制该UE发射功率的下行信道，如下行E-RGCH，以及下行部分专用物理信道(F-DPCH)或下行专用物理信道(DPDCH)。在实际应用中，非服务小区用于控制该UE发射功率的下行信道是下行E-RGCH。同样，F-DPCH与DPDCH也可以根据NodeB实际能力选择其一建立。由于NodeB为该UE新建的非服务的无线链路中仅包含控制面的连接，因此，即使E-DPDCH解调资源耗尽，NodeB仍可通过建立的控制面连接，对该UE进行功率控制，避免其对下辖小区产生干扰。
[0057]NodeB为UE新建非服务的无线链路后，接着进入步骤420，判断当前已用资源是否超过了预设门限，如果未超过，则进入步骤430，NodeB在该无线链路中设置完整的控制信道和数据信道，包括步骤410中设置的各控制信道和用于接收上行数据的E-DPDCH，以便充分利用上行高速包接入的解调资源，防止资源的浪费，具体设置方法可参考现有技术中E-DCH中相关信道的设置，在此不再赘述；反之，如果超过了预设门限，则直接进入步骤440。
[0058]在步骤440中，NodeB根据从DPCCH和上行E-DPCCH收到的信号估计该UE对小区上行负载的贡献。
[0059]具体地说，NodeB首先根据上行DPCCH的导频信息，估计上行DPCCH的信噪比SIRDPCCH，具体实现方法与现有技术相同。
[0060]接着根据当前上行E-DPCCH中指示的上行E-DPDCH数据传输格式信令信息，以及网络配置的参考传输格式信息等，获得UE上行E-DPDCH相对上行DPCCH的功控增益因子βE-DPDCH，具体实现方法可以参考3GPP组织的公开文件3GPP25.214。
[0061]接着，NodeB根据所获得的UE上行DPCCH的信噪比SIRDPCCH、上行E-DPDCH相对上行DPCCH的功控增益因子βE-DPDCH、和网络预先配置的上行DPCCH增益因子参数βDPCCH，通过公式计算上行E-DPDCH的信噪比SIRE-DPDCH。
[0062]接着，再根据无线网络预先配置的上行E-DPCCH相对上行DPCCH的功率偏置参数ΔE-DPCCH、和上行DPCCH增益因子参数βDPCCH，参照公式计算出上行E-DPCCH相对上行DPCCH的功控增益因子βE-DPCCH。并进一步根据所计算出的功控增益因子βE-DPCCH、之前估计得到的上行DPCCH的信噪比SIRDPCCH、和网络预先配置的上行DPCCH增益因子参数βDPCCH，参照公式获取上行E-DPCCH的信噪比SIRE-DPCCH。
[0063]如果该UE的上行数据传输信道仅为上行E-DPDCH，则NodeB根据以上计算得到的DPCCH、E-DPDCH、E-DPCCH信道的信噪比SIRDPCCH、SIRE-DPDCH、SIRE-DPCCH，参照公式：得到该UE对小区上行负载的贡献。如果该UE的上行数据传输信道为上行E-DPDCH和上行DPDCH，则NodeB需要进一步根据之前计算得到的E-DPCCH的信噪比SIRE-DPCCH、UE上行E-DPDCH相对上行DPCCH的功控增益因子βE-DPDCH、和网络配置的上行DPDCH增益因子参数βDPDCH，参照公式计算上行DPDCH的信噪比SIRDPDCH。并结合之前计算得到的各信道的信噪比SIRDPCCH、SIRE-DPDCH、SIRE-DPCCH，参照公式：得到该UE对小区上行负载的贡献。
[0064]接着进入步骤450，NodeB根据该UE对小区上行负载贡献的估计结果，通过下行E-RGCH控制该UE的发射功率。具体地说，如果NodeB估计出该UE对小区上行负载的影响过大，则通过下行E-RGCH发送相对授权(RelativeGrant，简称“RG”)命令，指示该UE降低上行数据传输速率，减少上行数据传输对该小区的干扰，从而无需提高小区中其他UE的发射功率，保障了系统的稳定性和用户数据传输速率的平稳性，提高了系统容量；反之，则NodeB不需要发送下行E-RGCH的指示信息。
[0065]值得一提的是，由于在本实施方式中，为了减少建立无线链路所需的资源，所建立的非服务无线链路可能不包括用于传输数据的信道，因此在UE进行软切换时，需要判断该UE与目标小区间的无线链路中是否仅包含用于估计该UE对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该UE发射功率的下行信道，如果是，则需要在该无线链路中增设用于传输数据的相关信道，如上行E-DPDCH，之后再进行软切换，以保证该UE在切换到目标小区后可以正常地通信。
[0066]本发明第二实施方式移动通信系统中邻区干扰抑制方法与第一实施方式大致相同，但在应用环境上，第一实施方式主要应用于现有的HSUPA网络，而本实施方式主要应用于LTE演进后的网络。
[0067]LTE演进后的网络在系统架构中取消了上行宏分集，即在该网络中处于重叠区域的UE只能与其服务小区建立数据传输面的连接，针对这一改变，本实施方式通过在非服务小区所属的NodeB(也可称为eNodeB)与UE之间仅建立控制面的连接，使NodeB能够对重叠区域内邻区的UE的发射功率进行控制，从而避免重叠区域内邻区的UE对本小区产生干扰。
[0068]具体地说，如图5所示，在步骤510中，网络侧根据UE的邻区测量报告确定需要为该UE新建非服务无线链路的NodeB，并通知该NodeB为该UE新建非服务的无线链路。
[0069]接着进入步骤520，NodeB为UE新建非服务的无线链路，在该无线链路中仅设置用于估计该UE对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该UE发射功率的下行信道。
[0070]接着进入步骤530，NodeB根据从该上行信道收到的信号估计UE对小区上行负载的贡献，具体的估计方法与第一实施方式的相类似，在此不再描述。由于在本实施方式中，非服务NodeB与UE之间不需要建立用于数据传输的相关信道，因此即使在系统架构中取消了上行宏分集，非服务的NodeB仍可根据与UE建立的控制面的连接，准确估计在重叠区域内邻区的UE对本小区带来的干扰。且由于非服务NodeB与UE之间只建立了控制面的连接，不会占用NodeB、Iub传输等用户面的资源，从而能够以较少的硬件资源消耗达到提升系统性能以及提高系统稳定性的目的。
[0071]接着进入步骤540，NodeB根据估计的结果通过下行信道控制该UE的发射功率。使得该NodeB无需提高小区中其他UE的发射功率，保障了系统的稳定性和用户数据传输速率的平稳性，提高了系统容量。
[0072]本发明第三实施方式NodeB除了包含现有技术中的基本模块外，还包含信道建立模块、估计模块、控制模块和判断模块。其中，信道建立模块用于为UE新建非服务的无线链路；估计模块用于根据从信道建立模块建立的上行信道收到的信号估计UE对小区上行负载的贡献；控制模块用于根据估计模块所估计的结果通过下行信道控制UE的发射功率；判断模块用于在UE切换时判断该UE与目标小区间的无线链路中是否仅包含用于估计该UE对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该UE发射功率的下行信道。
[0073]具体地说，NodeB在接收到来自切换重叠区域的UE的切换请求时，通知信道建立模块为该UE新建非服务的无线链路，信道建立模块仅为该UE建立用于估计该UE对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该UE发射功率的下行信道。之后由估计模块根据从信道建立模块建立的上行信道收到的信号估计UE对小区上行负载的贡献，并将估计的结果通知控制模块，由控制模块根据估计模块所估计的结果通过下行信道控制UE的发射功率，从而有效抑制来自重叠区域内的邻区干扰，提高了NodeB快速调度的准确性，且无需提高小区内其他UE的发射功率，保障了系统的稳定性和用户数据传输速率的平稳性。
[0074]另外，由于在本实施方式中，为了减少建立无线链路所需的资源，所建立的非服务无线链路，不包括用于传输数据的信道，因此在UE进行软切换时，需要通过判断模块判断该UE与目标小区间的无线链路中是否仅包含用于估计该UE对小区上行负载贡献的上行信道和用于控制该UE发射功率的下行信道，如果是，则指示信道建立模块在该无线链路中增设用于传输数据的相关信道，以保证该UE切换到目标小区后可以正常通信。
[0075]虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
