一種HetNet系統(tǒng)中DRX狀態(tài)下的小區(qū)選擇方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于LTE-A化tNet系統(tǒng)中DRX狀態(tài)下的小區(qū)選擇方法和裝置，屬 于移動(dòng)通信系統(tǒng)中無線資源管理研究領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在LTE-A化tNet部署場景下，對(duì)處于連接狀態(tài)下的用戶而言，如果從一個(gè)小區(qū)移 動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)，則網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要將該用戶從源小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)，其關(guān)鍵一步是為用戶 選擇最好的目標(biāo)小區(qū)進(jìn)行服務(wù)，然后執(zhí)行切換流程。小區(qū)選擇有效地平衡了宏蜂窩和低功 率節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載，提高了整個(gè)系統(tǒng)的性能。
[0003] 在切換過程中，連接狀態(tài)下用戶的移動(dòng)性測量是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制。具體地說，當(dāng)移動(dòng) 用戶向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)出切換請(qǐng)求時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)向用戶發(fā)送專用測量控制命令，包含測量類型、測量 報(bào)告準(zhǔn)則參數(shù)、測量命令、測量量、報(bào)告量等參數(shù)。用戶收到該測量控制命令后，對(duì)鄰小區(qū)進(jìn) 行相應(yīng)的測量，當(dāng)滿足網(wǎng)絡(luò)側(cè)規(guī)定的測量報(bào)告條件時(shí)就上報(bào)測量報(bào)告。網(wǎng)絡(luò)側(cè)檢測出其中 信號(hào)質(zhì)量最好的一個(gè)小區(qū)將其作為該用戶目標(biāo)小區(qū)，然后再對(duì)該用戶進(jìn)行小區(qū)切換?？梢?在一次正常的切換中，用戶和網(wǎng)絡(luò)之間要進(jìn)行測量控制、測量報(bào)告、切換命令、切換確認(rèn)等 多條信令交互。雖然傳統(tǒng)的最大下行參考信號(hào)接收功率（Reference Signal Received 化we;r，RSRP)、小區(qū)范圍擴(kuò)展（Cell Range Expansion,CRE)等多種小區(qū)選擇方案都有效地 改善了系統(tǒng)性能，但是在用戶側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)之間需要頻繁的信令交互，導(dǎo)致了用戶的高功率 損耗，減少了用戶終端的電池壽命，從而限制了用戶接收最佳服務(wù)的體驗(yàn)。
[0004] 為了更好地節(jié)電，我們使用非連續(xù)接收(Discontinuous Reception,DRX)機(jī)制。在 LTE-A系統(tǒng)中，DRX分為巧巾：空閑狀態(tài)下的DRX(Idle-DRX)和連接狀態(tài)下的DRX(Connected-DRX)，通過無線資源控制層(Radio Resource Control，RRC)來管理。在Idle-DRX模式中，肥 沒有無線資源連接，主要完成對(duì)呼叫信道和廣播信道監(jiān)聽，為了達(dá)到非連續(xù)接收，只需配置 好固定睡眠周期。但是UE要監(jiān)聽用戶數(shù)據(jù)信道，則必須從Idle狀態(tài)先進(jìn)入連接狀態(tài)。在 Connected-DRX模式中，肥有3個(gè)狀態(tài)，分別處于活躍期，短DRX周期（即淺睡眠期）和長DRX周 期（即深睡眠期），如附圖3所示。在活躍期，肥處于功率消耗模式;在淺、深睡眠期，肥處于功 率節(jié)省模式。本專利對(duì)用戶分配的DRX周期長度主要考慮連接狀態(tài)下的DRX。
[000引在活躍期，去激活計(jì)時(shí)器(DRX inactivity timeHti))開始啟動(dòng)，UE打開接收機(jī) 檢測PDCCH，同時(shí)接收基站從演進(jìn)分組核屯、網(wǎng)（evolved packed core，EPC)傳送來的數(shù)據(jù) 包。在ti計(jì)時(shí)器溢出之前，PDCC巧旨示一個(gè)下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸，則重新啟動(dòng)ti，再次進(jìn)入活躍 期;反之，則肥進(jìn)入淺睡眠期。
[0006] 在短DRX周期，DRX短循環(huán)計(jì)時(shí)器(DRX short巧cle time;r(ts))用來指定短DRX周 期的個(gè)數(shù);短DRX周期(DRX Short eye 1 e (tds))是短DRX周期的大小，包括開啟持續(xù)時(shí)間（on duration time;r(T。。））和睡眠期。Ton為UE監(jiān)聽PDCCH的時(shí)間，等待/接收基站上下行數(shù)據(jù)的 傳輸;在睡眠期肥關(guān)閉收發(fā)單元，不監(jiān)聽PDCCH。當(dāng)PDCCH指示一個(gè)下行鏈路傳輸時(shí)，肥從短 DRX周期進(jìn)入活躍期;反之，肥仍處于短DRX周期直到ts計(jì)時(shí)器溢出，進(jìn)入深睡眠期。
[0007] 在長DRX周期，DRX long巧cle(tdi)為深睡眠周期，與短DRX周期類似，也由Ton和 睡眠期組成。其中，長短DRX周期中的Ton相同，但睡眠期不同。如果PDCCH指示有一個(gè)下行鏈 路傳輸，UE從長DRX周期轉(zhuǎn)換到活躍期，同時(shí)開啟ti計(jì)時(shí)器；反之，UE仍處于長DRX周期。在 短、長DRX周期內(nèi)基站不會(huì)向肥傳輸任何數(shù)據(jù)包。RRC通過控制運(yùn)幾個(gè)參數(shù)協(xié)同工作，使肥在 運(yùn)3個(gè)狀態(tài)之間切換，實(shí)現(xiàn)了 DRX機(jī)制的節(jié)能作用。Connected-DRX的建模分析流程圖如附圖 4所示。
[0008] DRX機(jī)制的主要思想是允許用戶關(guān)閉接收器一段時(shí)間，在運(yùn)段時(shí)間內(nèi)周期性地醒 來監(jiān)測物理下行控制信道，若沒有自己的數(shù)據(jù)，將會(huì)繼續(xù)睡眠。但采用DRX機(jī)制會(huì)存在如下 問題:若DRX很長，用戶很可能會(huì)移動(dòng)到新小區(qū)，運(yùn)時(shí)如果該用戶醒來發(fā)現(xiàn)進(jìn)入了新的小區(qū)， 需要發(fā)起小區(qū)更新或者前向切換，用戶移動(dòng)速度越快，小區(qū)的大小越小，此情況出現(xiàn)的概率 就越大，運(yùn)使得用戶的節(jié)電性能不是很好(每次醒來都發(fā)現(xiàn)已移動(dòng)到了新小區(qū)，從而發(fā)起小 區(qū)更新或前向切換，產(chǎn)生了很多信令交互），而且很可能用戶進(jìn)入的新小區(qū)已經(jīng)和原小區(qū)之 間相隔了很多小區(qū)，從而無法切換，導(dǎo)致無線鏈路失敗、掉話。為此，需要一種有效的小區(qū)選 擇方法，在用戶終端節(jié)能的基礎(chǔ)上，配置合適的DRX周期長度，并考慮用戶速度運(yùn)項(xiàng)因素 ，W 最大限度地降低用戶功耗，提高切換過程中的無線鏈路失敗率、切換失敗率和兵鳥率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)切換過程中現(xiàn)有小區(qū)選擇方法存在的不足，面向?qū)嶋H工程 應(yīng)用，提出了一種能夠降低用戶功率消耗、有效改善切換過程中多項(xiàng)性能指標(biāo)的小區(qū)選擇 方法和裝置，它能夠簡單快速地實(shí)現(xiàn)化tNet場景下目標(biāo)小區(qū)的自適應(yīng)選擇。
[0010] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種化tNet系統(tǒng)中DRX狀態(tài)下的小區(qū)選擇方法，該方法在每次的運(yùn)行周期中重復(fù) W下幾個(gè)步驟：
[0012] 第一步:接入網(wǎng)為每個(gè)小區(qū)設(shè)置一個(gè)化tNet級(jí)別，并將其通過系統(tǒng)消息進(jìn)行廣播， 用戶接收消息并將各小區(qū)的化tNet級(jí)別保存在本終端;所述小區(qū)包括宏小區(qū)、微微蜂窩小 區(qū)和毫微微蜂窩小區(qū)，同類小區(qū)的HetNet級(jí)別相同；
[0013] 第二步:每個(gè)基站根據(jù)各自的服務(wù)用戶中處于連接狀態(tài)的用戶在一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù) 包的活動(dòng)性值，判決用戶是否需要使用DRX機(jī)制，若活動(dòng)性值低于設(shè)定的闊值則使用DRX機(jī) 審IJ，轉(zhuǎn)入第=步，否則采用傳統(tǒng)小區(qū)選擇算法；
[0014] 第S步:基站進(jìn)行DRX建模分析，計(jì)算出用戶的功率消耗和平均等待時(shí)延；
[0015] 第四步:基站基于用戶的功率消耗和平均等待時(shí)延計(jì)算代價(jià)函數(shù)值CF,并W代價(jià) 函數(shù)值CF最小為原則為用戶配置DRX周期長度；
[0016] 第五步:基站根據(jù)用戶的DRX周期長度和用戶速度的乘積得到單調(diào)函數(shù)值H，并將H 值轉(zhuǎn)化為小區(qū)HetNet級(jí)別，作為用戶切換時(shí)選擇的要測量的鄰區(qū)的HetNet級(jí)別；
[0017]第六步：用戶根據(jù)得到的要測量的鄰區(qū)的HetNet級(jí)別，對(duì)具有相應(yīng)級(jí)別的鄰區(qū)進(jìn) 行測量，選擇目標(biāo)小區(qū)進(jìn)行切換；
[0018] 每次小區(qū)選擇的過程是在每個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行周期的倍數(shù)重復(fù)W上第一步到第六步。
[0019] 進(jìn)一步地，所述第二步中，處于連接狀態(tài)的用戶肥1在一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)包的活動(dòng)性 值-屯E,的計(jì)算規(guī)則為：
[0021 ]其中，Nr和化分別為統(tǒng)計(jì)時(shí)間T內(nèi)用戶肥i從基站接收和向基站發(fā)送的數(shù)據(jù)量。 [0022]進(jìn)一步地，所述第=步中，具體包括：
[002引（3.1)根據(jù)ETSI數(shù)據(jù)模型，定義3個(gè)狀態(tài)陽，Ss，Sl]，建立連接狀態(tài)下的DRX馬爾科夫 模型;其中N表示激活態(tài)，Ss表示輕度睡眠態(tài)，Sl表示深度睡眠態(tài)；
[0024] (3.2)計(jì)算馬爾科夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣和平穩(wěn)分布;所述轉(zhuǎn)移概率矩陣為
[0027] 其中，Ppc和Ps分別為一個(gè)新的分組呼叫在當(dāng)前會(huì)話期間到達(dá)和在下一個(gè)會(huì)話開始 時(shí)到達(dá)的概率;qi和Q2為在狀態(tài)N時(shí)去激活計(jì)時(shí)器溢出之前有新的分組數(shù)據(jù)到達(dá)的概率;Q3 和Q4為在狀態(tài)Ss時(shí)短DRX周期循環(huán)計(jì)時(shí)器溢出之前有新的分組數(shù)據(jù)到達(dá)的概率;PU( i = 1， 2,3;j = l，2,3)為[N，Ss，Sl]S個(gè)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移概率；
[0028] (3.3)計(jì)算用戶終端UEi在DRX馬爾科夫鏈中對(duì)應(yīng)的3個(gè)狀態(tài)的停留時(shí)間E[Tl]、 沖