CN103546929A - 一种提高异构网切换性能的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高异构网切换性能的方法，所述方法包括：用户UE测量单个子帧内每个符号上的参考信号接收功率RSRP和参考信号接收质量RSRQ；线性相加取平均值后的RSRP和线性相加取平均值后的RSRQ经第一次过滤得到第一测量值；结合过滤因子k对第一测量值进行第二次过滤得到第二测量值；UE主动上报包括第二测量值对应信息的辅助信息，网络侧根据所述辅助信息进行切换判决。应用本发明实施例后，在改善异构网切换性能的同时，取得切换失败率与短逗留时间率的折中。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种提高异构网切换性能的方法。
背景技术
随着数据业务应用的类型越来越广泛，用户对数据速率需求的日益增长，传统的基于蜂窝覆盖的网络架构已经不能满足业务特性需求，主要体现在两个方面：（1）传统蜂窝网络对室内的覆盖较差；（2）传统蜂窝网络在业务热点地区的容量远远不能满足需求。
传统蜂窝网络对室内覆盖较差的原因是室内穿透损耗较大，再加上下一代无线通信***的工作频率较高，因此室内的用户很难获得高吞吐量。统计数据表明，在未来的通信网络中，80%-90%的业务量将发生在室内和业务热点地区。因此传统蜂窝“重室外，轻室内”、“重蜂窝组网，轻业务热点”的思想已经不能满足需求。基于此，第三代合作伙伴计划（3GPP）开展了异构网的研究，旨在提高热点地区的吞吐量，改善室内覆盖。
所谓异构网，是指网络节点具有不同大小的发射功率，不同类型的回程链路。典型的异构网络节点包括：宏基站（Macro）、微基站（Pico）、家庭基站（Femto）和中继基站（Relay）。其中，Macro小区用于提供广域的覆盖；Pico小区用于提高热点业务地区的容量，平衡Macro小区的负载；Femto小区用于为个人用户提供更好的服务质量；Relay小区用于扩展Macro小区边缘的覆盖，或者部署在不方便部署有线回程链路的地点。
异构网改变了传统蜂窝网络的拓扑结构，***中同时部署了具有不同发射功率和覆盖范围的站点，使得网络部署更加灵活。但是，在宏基站的重叠覆盖区域内部署了大量的低功率发射站点，会增加很多“小区边缘”，因此会增加移动性管理的复杂度。仿真结果表明，异构网中的切换性能远远不如同构网，主要体现在异构网中的切换失败率较高，以及异构网中的短逗留时间率较高。
为了改善异构网中切换失败率高的问题，目前有多种改善异构网切换性能的方法。例如，UE可以自适应调整切换/测量相关的参数大小，包括事件触发测量上报公式中用到的偏移值（offset）和迟滞值（Hysteresis），以及测量上报触发时间（time ToTrigger）参数等。
短逗留时间（Short ToS）是指UE在一个小区的逗留时间小于预先定义的最小逗留时间值（MTS），即ToS<MTS。短逗留时间率定义为发生Short ToS的次数除以总的切换成功的次数。Short ToS的产生是由某些情况下不必要的切换造成的，例如高速运动的UE经过Pico小区边缘时就容易产生Short ToS。低速UE在小区交界处的乒乓切换也会造成Short ToS。乒乓切换即UE在两个小区之间反复切换。每个Short ToS都伴随着两次不必要的切换，增加了***资源开销，同时还有可能造成用户数据传输中断。
切换失败率与短逗留时间率是相互矛盾的，切换失败率的降低往往带来短逗留时间率的提升。
发明内容
本发明实施例提出了一种提高异构网中切换性能的方法，在改善异构网切换性能的同时，取得切换失败率与短逗留时间率的折中。
本发明实施例的技术方案如下：
一种提高异构网切换性能的方法，所述方法包括：
用户UE测量单个子帧内每个符号上的参考信号接收功率RSRP和参考信号接收质量RSRQ；
线性相加取平均值后的RSRP和线性相加取平均值后的RSRQ经第一次过滤得到第一测量值；
结合过滤因子k对第一测量值进行第二次过滤得到第二测量值；
UE主动上报包括第二测量值对应信息的辅助信息，网络侧根据所述辅助信息进行切换判决。
由UE的移动状态确定k。
所述由UE的移动状态确定k包括：UE以高速移动时，k更新为k*高速缩放因子。
所述由UE的移动状态确定k包括：UE以中速移动时，k更新为k*中速缩放因子。
所述由UE的移动状态确定k包括：UE以常速移动时，k更新为k，维持不变。
网络侧通过无线资源控制RRC信令配置高速缩放因子。
网络侧通过RRC信令配置中速缩放因子。
所述辅助信息包括：第二测量值和第二测量值对应的k。
所述辅助信息包括：第二测量值对应的k。
从上述技术方案中可以看出，在本发明实施例中，UE测量单个子帧内每个符号上的RSRP和RSRQ；然后，线性相加取平均值后的RSRP和线性相加取平均值后的RSRQ经第一次过滤得到第一测量值；结合过滤因子k对第一测量值进行第二次过滤得到第二测量值；UE主动上报包括第二测量值对应信息的辅助信息，网络侧根据所述辅助信息进行切换判决。由于在进行第二次过滤时，是结合k进行的，而k值本身与UE的移动状态有关联。将结合k得到的第二测量值上报至网络侧，能够真实反映信道质量变化情况。进而在改善异构网切换性能的同时，取得切换失败率与短逗留时间率的折中。
附图说明
图1为提高异构网中切换性能的方法流程示意图；
图2为提高异构网切换性能的方法中测量和上报的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
在本发明实施例中，UE根据移动状态的不同，自适应地调整测量中用到的L3滤波因子的大小，通过自适应地调整L3滤波因子k的大小，使得测量结果更能准确地反映真实信道质量变化情况，从而改善切换性能。具体地，当UE快速移动时，通过减小L3滤波因子k的取值使得UE更容易发生切换，从而降低切换失败率，代价是会稍微提高短逗留时间率；当UE慢速移动时，通过增大L3滤波因子k的取值使得UE更不容易发生切换，从而降低短逗留时间率，代价是会稍微提高切换失败率。采用本发明的技术方案可以在切换失败率和短逗留时间率性能之间取得折中，从而有效地改善切换性能，尤其是异构网中的切换性能。
参见附图1是提高异构网切换性能的方法流程示意图，具体包括以下步骤：
步骤101、UE测量单个子帧内每个符号上的RSRP和RSRQ。
LTE***中采用UE辅助网络决策的切换。UE辅助是指UE向网络侧例如eNB上报服务小区和邻小区的信道质量测量结果。网络决策是指切换判决是由eNB负责完成。这里的信道质量测量结果指的是参考信号接收功率（RSRP）或参考信号接收质量（RSRQ）。RSRP和RSRQ都是移动性测量，即通过监测服务小区的信道质量是否变差，邻小区的信道质量是否变得足够好，从而将UE切换到邻小区。
步骤102、线性相加取平均值后的RSRP和线性相加取平均值后的RSRQ经第一次过滤得到第一测量值。
采用本发明技术方案的测量和上报如图2所示。在A点，UE测量单个子帧内每个符号上的RSRP和RSRQ，并将测量值分别线性相加后取平均值。为了消除无线信道测量值的波动，A点处的若干个采样值经过层一（L1）滤波器滤波得到B点的测量值。B点的测量值即第一测量值。为了消除小尺度衰落以及物理层测量误差的影响，B点的抽样值经过层三（L3）滤波器滤波得到C点的测量值，C点的测量值就是RSRP/RSRQ。C点的测量值即第二测量值。
L1滤波没有被3GPP标准化，只要满足性能需求，不同的UE可以有不同的实现方式。L3滤波的公式如下：
Fn=(1-a)·Fn-1+a·Mn
其中，Mn是物理层最近一次的测量值（B点的测量值）；Fn是经过L3滤波后的测量值；Fn-1是旧的经过L3滤波后的测量值；a=1/2(k/4)，k是L3滤波因子。
L3滤波因子k取值越小，表明本次的测量结果Mn对最终上报给eNB的测量结果（Fn）的影响越大，L3滤波因子k取值越大，本次的测量结果Mn对最终上报给eNB的测量结果（Fn）的影响越小。k取值的大小取决于UE实际所处的环境，例如移动速度，无线传播环境等。
UE所处的环境不同，k应该有不同的取值，所以k的取值不是一成不变的。当UE移动速度高时，则增大本次测量结果Mn的值占整个测量结果值Fn的比重，从而能够及时捕捉到信道质量的急剧变化，更有利于UE切换的发生，从而降低切换失败率；当UE移动速度低时，应该减小本次测量结果Mn的值占整个测量结果值Fn的比重，从而能够平滑测量结果，使得UE更不容易发生切换，从而降低短逗留时间率。
步骤103、结合过滤因子k对第一测量值进行第二次过滤得到第二测量值。
现有标准中不支持UE自适应调整L3滤波因子k值的大小。尽管eNB可以通过无线资源控制（RRC）重配置消息改变L3滤波因子k的取值大小，但是会增加***信令开销。采用RRC重配置消息改变L3滤波因子k的取值大小的另一个缺点是时延大，无法满足信道质量迅速变化的需求。采用UE自适应调整L3滤波因子k的方法则可以有效地避免信令开销问题，同时还能够及时地捕捉到信道质量突然变化，改进测量结果的精确性。
自适应调试k的方法具体包括：eNB预先为UE配置中速缩放因子sf-Medium和高速缩放因子sf-High，分别对应中速移动状态和高速移动状态。网络侧通过无线资源控制RRC信令配置中速缩放因子和高速缩放因子。UE利用现有标准中的移动状态估计机制评估自身的移动状态，如果处于高速移动状态，那么将L3滤波因子更新为k’=k*sf-High，并用更新后的k’值作为新的滤波因子对测量采样值进行L3滤波。如果处于中速移动状态，那么将L3滤波因子更新为k’=k*sf-Medium，并用更新后的k’值作为新的滤波因子对测量采样值进行L3滤波。如果处于常速移动状态，那么不对L3滤波因子值进行缩放，即更新之后的k值与更新之前的k值相同。
步骤104、UE主动上报包括第二测量值对应信息的辅助信息，网络侧根据所述辅助信息进行切换。
LTE***中采用的是UE辅助、网络决策的切换机制。为了方便eNB进行切换判决，UE向eNB上报辅助信息。因为eNB可能不了解UE上报的测量结果是利用了网络初始配置的L3滤波因子还是经过改变之后的L3滤波因子，所以在进行切换判决的时候也就不能充分考虑该因素的影响。
为了使eNB了解该情况，一种方式是辅助信息中包括第二测量值和第二测量值对应的k；另一种方式是仅辅助信息中包括第二测量值对应的k，以减少上报的开销。eNB根据辅助信息可以更准确地预测UE服务小区的信道质量变化趋势，满足更精准切换判决的需要。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种提高异构网切换性能的方法，其特征在于，所述方法包括：
用户UE测量单个子帧内每个符号上的参考信号接收功率RSRP和参考信号接收质量RSRQ；
线性相加取平均值后的RSRP和线性相加取平均值后的RSRQ经第一次过滤得到第一测量值；
结合过滤因子k对第一测量值进行第二次过滤得到第二测量值；
UE主动上报包括第二测量值对应信息的辅助信息，网络侧根据所述辅助信息进行切换判决。
2.根据权利要求1所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，由UE的移动状态确定k。
3.根据权利要求2所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，所述由UE的移动状态确定k包括：UE以高速移动时，k更新为k*高速缩放因子。
4.根据权利要求2所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，所述由UE的移动状态确定k包括：UE以中速移动时，k更新为k*中速缩放因子。
5.根据权利要求2所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，所述由UE的移动状态确定k包括：UE以常速移动时，k更新为k，维持不变。
6.根据权利要求3所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，网络侧通过无线资源控制RRC信令配置高速缩放因子。
7.根据权利要求4所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，网络侧通过RRC信令配置中速缩放因子。
8.根据权利要求1所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，所述辅助信息包括：第二测量值和第二测量值对应的k。
9.根据权利要求1所述提高异构网切换性能的方法，其特征在于，所述辅助信息包括：第二测量值对应的k。
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