CN101945425B - 用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法 - Google Patents

Abstract

一种无线通信技术领域的用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法，基于用户设备(UE)测定并储存多小区重叠区域中各eNB的信号值以及信号值变化率并将其包含于测量报告中上报给eNB，以供eNB预测用户设备最有可能的运动小区朝向，使UE切换至相应的目标小区而不是运动过程中短暂经过的小区。本发明降低了用户设备切换至错误小区的概率，避免了不必要的切换和网络开销，有效地节约了网络资源。

Description

用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法。

背景技术

近年来，移动通信行业迅速发展，LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统被提出并标准化的几年时间后，LTE-Advanced系统演进也于2008年3月正式开始，其标准化进程和相关工作更是引起了国内外相关行业的广泛讨论和关注。在LTE和LTE-Advanced系统中，SON(SelfOrganization Networks，自组织网络)是一个重要的议题。通过自组织网络的自配置和自优化功能，LTE和LTE-Advanced系统可以有效的降低成本和复杂度，提高网络系统性能。

在2G/3G通信系统中，人工配置切换参数是非常耗时的工作，而且很多情况下，更新移动切换参数的耗费代价非常大。通常，eNB(Evolved Node B，演进型Node B)中的RRM(RadioResource Management，无线资源管理)模块可以检测和调整移动参数，但是也有某些问题无法正常解决。不正确的切换参数配置会影响用户体验，引起切换的乒乓效应和切换失败，导致无线链路失败，这会极大的浪费网络资源，降低服务性能。在这种情况下，移动鲁棒性越来越成为关注的目标和研究的重要内容。移动鲁棒性的优化可以大幅减少与切换相关的无线链路失败次数。因此，通过对移动鲁棒性的优化设计，可以减少不必要的切换和错误的切换，更加有效地利用网络资源。

导致切换失败的原因可以归结为过早切换，过晚切换和切换至错误小区这三类。移动鲁棒性优化的目标正是要避免这几类原因导致的切换失败以提高网络的效率和性能。

经过对现有技术的检索发现，协议“3GPP TR 36.902 V9.2.0，2010.6”对于过早切换和过晚切换的问题的解决方案提出了一些，而并没有提出有效方案解决切换至错误小区的问题。中国科技大学在“IMT-A_LTE+_09547：MRO中考虑位置信息的切换参数选择方案”中提出了在切换参数中加入用户设备位置信息的方法，以解决过早切换和过晚切换引起的切换失败问题，但是也没有考虑切换至错误小区的问题。

进一步检索发现，中国科技大学在“IMT-A_LTE+_09291：UE Specific Parameters in MRO”中指出切换参数的优化应考虑用户设备的速率信息，来处理过早切换和过晚切换的问题，同样没有对切换至错误小区的问题进行阐述。从以上所提及的相关研究中可以看到，切换至错误小区这一问题并没有较好的解决方案，如何进行移动鲁棒性的优化设计避免这个问题仍是一个需要研究和解决的重要方面。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法，基于用户设备(UE)测定并储存多小区重叠区域中各eNB的信号值以及信号值变化率并将其包含于测量报告中上报给eNB，以供eNB预测用户设备最有可能的运动小区朝向，使UE切换至相应的目标小区而不是运动过程中短暂经过的小区，有效降低UE在多小区重叠区域中运动时切换至错误小区的概率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

步骤一：当用户设备在三个以上的P个小区之间的重叠区域运动时，在时间长度T内进行取平均处理，得到各小区平均信号值。

所述的重叠区域是指：用户所在的当前小区和(P-1)邻居小区个数总和为P，P为大于等于3的自然常数；

所述的取平均处理是指：将时间长度T均匀分为N段，用户设备在每个时间段内测定一次(P-1)个邻居小区和当前服务小区的信号值[Mn_1i，Mn_2i，...，Mn_(P-1)i，Ms_i]，然后对N组信号测量值[Mn_1i，Mn_2i，...，Mn_(P-1)i，Ms_i]取平均作为该次时间T测定的各小区平均信号值

其中：i＝1，2，3，...，N，N为大于等于3的自然常数。其中，Mn为邻居小区的信号测量值，Ms为当前服务小区的信号测量值。

步骤二：以τ为间隔重复执行步骤一获得各小区平均信号值，其中τ＞T，用户设备储存第t次和第t-1次测定的两组各小区信号值[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1和[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t以及上一次信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t-1，通过滤波平均法得到第t次信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]。

所述的滤波平均法是指：对各小区信号值[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1和[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t以及上一次各小区信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t-1进行加权平均以得到此次各小区信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]的方法：

[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]＝(1-u)[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t-1+u[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t

其中：[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t表示当前信号值变化率，为最近两次测定的各小区信号值[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1与[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t之差，即

[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t＝[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1

其中：初始信号值变化率为初始两次测定的各小区信号值之差。

步骤三：当用户设备测定的邻居小区的信号测量值大于用户设备测定的当前服务小区的信号测量值与当前迟滞参数的和减去小区偏置参数时(即触发A3事件)：用户设备将测量报告上报给eNB，同时将步骤二计算得到的信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]上报给eNB并执行步骤四；否则回到步骤一。

所述的信号值变化率在A3事件触发时同测量报告一起上报给eNB。

所述的测量报告由用户设备所在的小区以及各厂商和运营商所提供的服务类型及设备而定，包括小区标识、呼叫连接参考和消息类型。

步骤四：当测量报告中的信息满足切换的条件时，eNB根据信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]中的最大分量对应的小区，即代表该用户设备正在向此小区进行运动，并将用户设备切换至对应小区，从而实现多小区避免错误的优化切换。

现有用户设备仅将测量报告上报给eNB，eNB根据测量报告中的信息判断用户是否要进行切换，但这时没有足够的信息提供给eNB告诉它要将用户设备切换至哪个小区，eNB很有可能将用户设备切换至错误小区，浪费了网络资源。

本方法通过将各小区信号值变化率这个信息上报给eNB。信号值变化率不是让eNB用来判断用户是否要进行切换的，而是在eNB根据测量报告中的信息决定需要让用户设备切换时，让eNB据此信号值变化率判断将用户设备切换至哪一个小区的。用户设备将测定获得的各小区的信号值变化率同测量报告一起上报给eNB，eNB首先根据测量报告判断用户设备是否要进行切换，如果需要切换，eNB再根据各小区信号值变化率这个信息将用户设备切换至它最有可能运动去的小区，从而避免了切换至错误小区的问题，有效节约网络资源。

与现有技术相比，本方法的优点包括：考虑到用户设备在多小区重叠区域中运动时的移动鲁棒性优化设计，根据用户设备所测定得到的各重叠小区信号值，利用滤波平均法计算出各小区信号值变化率，在A3事件触发时，通过用户设备所上报的测量报告和各小区信号值变化率，eNB可以更为准确地判断用户设备更有可能运动到的小区，从而在切换时将用户设备切换至相应的小区，很大程度上降低了用户设备切换至错误小区的概率，避免了不必要的切换和网络开销，有效地节约了网络资源。

附图说明

图1为实施例示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，小区A、B、C分别由eNB A、eNB B、eNB C管理，中间的椭圆形区域为三个小区的交叠区域。UE在该区域中移动，并从小区A途经小区C的边缘快速到达小区B的边缘。

步骤一：当UE在A，B，C三个小区重叠区域运动时，UE在时间长度T内等间隔进行N次各小区信号值[Mn_Bi，Mn_Ci，Ms_Ai](i＝1，2，3，…，N)测量，并对N组信号值测量数据取平均作为该次时间T内所测定的各小区信号值[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t。

所述的取平均的方法，是为了避免单次测量误差，将时间长度T均匀分为N段，N和T的取值可以根据UE的计算能力和实际需要确定。UE在每个时间段内测定一次各小区eNB A，eNB B，eNB C信号值[Mn_Bi，Mn_Ci，Ms_Ai](i＝1，2，3，…，N)，然后对N组信号值[Mn_Bi，Mn_Ci，Ms_Ai](i＝1，2，3，…，N)取平均值作为该次时间T测定的各小区信号值[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t。即：

${[{\mathrm{Mn}}_B,{\mathrm{Mn}}_C,{\mathrm{Ms}}_A]}_t=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{\mathrm{Mn}}_{\mathrm{Bi}},{\mathrm{Mn}}_{\mathrm{Ci}},{\mathrm{Ms}}_{\mathrm{Ai}}]$

步骤二：UE以时间τ为间隔重复执行步骤一并存储获得的各小区信号值[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t。

所述τ取值可以根据UE的计算能力和实际需要确定，并且τ＞T，即UE在极短的时间T内完成一次[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t的测定，每隔较长的时间τ进行一次测定，这样设定可以避免因频繁计算导致用户设备功耗过大的问题。

步骤三：UE储存最近测定的两组各小区信号值[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t-1和[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t以及上一次信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t-1，计算出当前信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t，并通过滤波平均法确定此次信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]。

所述的当前信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t，为最近两次测定的各小区信号值[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t-1与[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t之差，具体的计算过程为：

[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t＝[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t-[Mn_B，Mn_C，Ms_A]_t-1

所述的滤波平均法，是指为了避免单次测量误差，根据各小区当前信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t以及上一次各小区信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t-1进行加权平均而最终确定各小区信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]的方法，表示为

[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]＝(1-u)[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t-1+u[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]_t其中μ为加权系数，且其取值可以根据实际需要确定。

步骤四：当UE在A、B、C三个小区的重叠区域内快速移动时，A3事件触发，UE将最后一次确定的信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]与测量报告一起上报给eNB A。

所述的A3事件，是触发UE上报测量报告的条件，其表达式为：

Mn＞Ms+Hys-CIO

其中Mn是邻居小区的信号测量值，Ms是当前服务小区的信号测量值。Hys是迟滞参数，取值范围0db-15db。CIO为小区偏置参数，取值范围-24db-+24db，默认值为0db。

步骤五：eNB A根据UE上报的信息进行切换判决，决定UE是否进行切换以及切换至哪个小区。

所述的切换判决，是指eNB A根据A3事件触发时UE的上报信息，决定UE是否要进行切换。如果UE需要进行切换，eNB A再根据UE上报的信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]，决定UE切换至哪个小区。如果此时信号值变化率[ΔMn_B，ΔMn_C，ΔMs_A]最大的分量为ΔMn_B所对应的B小区，即代表UE正在向B小区运动，将UE切换至B小区。

Claims (3)

1.一种用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：当用户设备在三个以上的P个小区之间的重叠区域运动时，在时间长度T内进行取平均处理，得到各小区平均信号值；

步骤二：以τ为间隔重复执行步骤一获得各小区平均信号值，其中τ＞T，用户设备储存第t次和第t-1次测定的两组各小区信号值[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1和[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t以及上一次信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t-1，通过滤波平均法得到第t次信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]；

步骤三：当用户设备测定的邻居小区的信号测量值大于用户设备测定的当前服务小区的信号测量值与当前迟滞参数的和减去小区偏置参数时：用户设备将测量报告上报给eNB，同时将步骤二计算得到的信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]上报给eNB并执行步骤四；否则回到步骤一；

步骤四：当测量报告中的信息满足切换的条件时，eNB根据信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]的中最大分量对应的小区，即代表该用户设备正在向此小区进行运动，并将用户设备切换至对应小区，从而实现多小区避免错误的优化切换；

所述的取平均处理是指：将时间长度T均匀分为N段，用户设备在每个时间段内测定一次(P-1)个邻居小区和当前服务小区的信号值[Mn_1i，Mn_2i，...，Mn_(P-1)i，Ms_i]，然后对N组信号测量值[Mn_1i，Mn_2i，...，Mn_(P-1)i，Ms_i]取平均作为该次时间T测定的各小区平均信号值 ${[{\mathrm{Mn}}_1,{\mathrm{Mn}}_2,...,{\mathrm{Mn}}_{(P-1)},\mathrm{Ms}]}_t=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{\mathrm{Mn}}_{1i},{\mathrm{Mn}}_{2i},...,{\mathrm{Mn}}_{(P-1)i},{\mathrm{Ms}}_i],$ 其中：i＝1，2，3，…，N，N为大于等于3的自然常数，Mn为邻居小区的信号测量值，Ms为当前服务小区的信号测量值；

所述的滤波平均法是指：对各小区信号值[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1和[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t以及上一次信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t-1进行加权平均以得到第t次信号值变化率[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]的方法：

[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]＝(1-u)[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t-1

+u[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t

其中：[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t表示当前信号值变化率，为最近两次测定的各小区信号值[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1与[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t之差，即

[ΔMn₁，ΔMn₂，...，ΔMn_(P-1)，ΔMs]_t＝[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t

-[Mn₁，Mn₂，...，Mn_(P-1)，Ms]_t-1

其中：初始信号值变化率为初始两次测定的各小区信号值之差，其中u为加权系数，且其取值可以根据实际需要确定。

2.根据权利要求1所述的用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法，其特征是，所述的重叠区域是指：用户所在的当前小区和(P-1)邻居小区个数总和为P，P为大于等于3的自然常数。

3.根据权利要求1所述的用于高级长期演进网络的多小区避免错误的优化切换方法，其特征是，最后一次确定的信号值变化率在A3事件触发时同测量报告一起上报给eNB触发A3事件即用户设备测定的邻居小区的信号测量值大于用户设备测定的当前服务小区的信号测量值与当前迟滞参数的和减去小区偏置参数时。

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