协作多点通信系统中的切换机制

3 支持协作多点通信的切换机制

3.1 系统模型

基于3GPP LTE-Advanced系统标准化进程最新的CoMP系统模型，本文将重点分析频分双工系统中下行CoMP JP场景下切换时的信息交互及信令传输流程，因为在CoMP JP场景下对现有切换机制中信息交互及信令传输流程的修改是最为显著的。

(1)服务小区

服务小区向UE发送PDCCH的小区，在通信过程中，同时只有一个小区为UE的服务小区。

(2)测量小区集合

UE进行周期性的信道状态信息测量的小区集合，该小区集合由UE服务小区所在演进的基站(eNodeB)半静态配置。

(3)协作小区集合

协作小区集合(CCS)直接或间接参与向UE发送PDSCH的小区集合。

(4)协作传输点集合

协作传输点集合(CTP)直接参与向UE发送PDSCH的小区集合。

这里我们采用CoMP系统分析时常用的系统模型，CCS由测量小区集合中选出，CTP由CCS中选出，如图2所示。

3.2 反馈及资源管理策略假设

本文假设CoMP UE仅向服务小区进行反馈报告。JP时，资源分配与调度，以及传输参数可以由服务小区所属eNodeB单独决定，也可以由各协作小区通过协商共同决定。由于UE仅接收服务小区的PDCCH，上述信息必然要汇总于服务小区，因此，为了减小X2接口上信息交互开销以及产生的时延，本文假设资源分配与调度，以及传输参数均由服务小区所属eNodeB决定，并将必要的信息通过X2接口传输给各协作小区。

3.3 支持协作多点通信的切换流程

如前述所说，我们除去现有切换过程中完整复杂的信息交互及信令传输，概述性的介绍支持协作多点通信中的切换流程。

(1)切换流程的触发

在LTE-Advanced系统的标准化进程中规定PDCCH仅由服务小区发送给UE，而每一个UE相同时刻只属于一个服务小区，而PDCCH用来向UE发送各种控制信令，必须保证PDCCH的通信质量。因此，当服务小区的导频信号强度(RSRP)下降到一定门限值以下而相邻小区中某一基站的RSRP上升到一定门限值以上时，即触发切换流程，无论UE是否处于CoMP模式，这与现有的切换流程触发模式基本相同。

(2)CoMP模式下的切换流程

根据CoMP JP的定义，当UE处于CoMP模式是，该UE对应于一个小区集合即CCS，CCS中所有小区均拥有UE的数据信息，每个时刻，UE动态的选择协作传输小区集合CTP，因此，在CoMP模式下，除了服务小区间切换，还需要为CCS以及CTP设计切换机制，即CCS以及CTP建立与更新过程。

我们首先给出CCS的切换流程及必要的信息交互和信令传输，然后给出CTP的建立与更新过程。

(3)CCS的切换流程

我们称UE切换后所连接的服务小区为目标服务小区，切换前的CCS及其中的协作小区成为源CCS及源协作小区，切换后的CCS及协作小区称为目标CCS及目标协作小区，在此基础上给出CCS的切换流程如图3所示。

第1步。目标服务小区所属eNodeB通过下行控制信道向UE发送测量命令，要求UE对测量小区集合中的小区的信道信息进行测量，包括RSRP、传播时延等，为了保证CCS的建立速度，提高CCS切换的成功性，不要求UE测量如信道矩阵H，CSI(信道状态信息)或信道质量信息(CQI)等详细的信道信息。要求UE测量传播时延是为了保证CCS中各小区到UE的有较小的传播时延差异，有利于联合传输时UE端的信号同步。

第2步。UE根据第一步中的测量命令对测量小区集合中的小区进行测量并向目标服务小区上报相应测量结果。

第3步。目标服务小区所属eNodeB根据UE上报的测量结果选定UE的候选目标CCS。候选目标CCS中的候选目标协作小区需要满足下面两个条件：

导频信号强度满足要求，可以按照RSRP大于某一特定门限或者MAX-N的方法选定N 个RSRP最大的小区组成候选目标CCS，其中具体的门限值以及N 的个数根据UE业务需求和系统负载情况进行半静态配置；

各目标协作小区(包括服务小区在内)到UE的传播时延差异较小，也可以按照上述设定门限值或选取MIN-N 的方法来选取候选目标协作小区。

第4步。如果候选目标小区与目标服务小区属于同一个eNodeB，则到第6步，否则启动X2接口(X2接口为eNodeB间的通信接口)CCS建立进程，该进程包括：

目标服务小区所属eNodeB通过X2接口用户平面向候选协作小区所属eNodeB发送UE的数据信息。
目标服务小区所属eNodeB通过X2接口控制平面向候选协作小区所属eNodeB发送协作小区集合CCS建立请求信息，该请求包括以下信息：目标服务小区标志；目标候选协作小区标志；UE业务承载信息，与UE业务承载相关的信息，及E-RAB信息，该信息与服务小区切换时由源服务小区向目标服务小区发送的E-RAB信息相同；资源信息请求(CRI_Request)，用于目标服务小区请求候选目标协作小区报告小区内的资源使用信息，我们定义为CRI，该信息有利于根据各协作小区的资源使用情况更好地进行CoMP用户的资源分配，该请求包括协作小区CRI的报告周期，在CCS未更新时，协作小区将以该周期报告CRI；CoMP模式，用于标志请求的模式，包括JP/CS/CB等；UE信息，CoMP是基于用户的，因此需要共享UE相关信息。

作者：许晓东　陈鑫　李静雅   来源：中兴通讯技术——2010年 第1期　总第89期