CN103024776B - 一种drx模式下优化切换性能的方法 - Google Patents

一种drx模式下优化切换性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种非连续接收DRX模式下优化切换性能的方法，包括如下步骤：A、用户设备UE在DRX模式下，在发现自身在接下来的时间有可能发生切换和/或切换比较紧急时，向基站eNB发送一个进入激活时间指示，并进入可接收eNB发送的数据和信令的激活状态；B、eNB接收到所述进入激活时间指示后，进行切换判决，若判定需要切换，进行切换准备，完成后向UE发送切换命令。

Description

一种DRX模式下优化切换性能的方法
技术领域
本发明涉及3GPP长期演进技术领域，尤其涉及一种非连续接收(DiscontinuousReception，DRX)模式下优化切换性能的方法。
背景技术
3GPP长期演进(LongTermEvolution，LTE)项目是近年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)和多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)为核心的技术可以被看作“准4G”技术。
为了满足IMT-Advanced(4G)的各种需求指标，3GPP又开展了LTE技术后续演进的研究，即LTE-Advanced。LTE-Advanced是LTE的演进版本，采用了载波聚合(CarrierAggregation)、多天线增强(EnhancedMIMO)、多点协作传输(CoMP)、中继(Relay)、增强干扰协调增强(eICIC)等关键技术，能大大提高无线通信系统的峰值数据速率以及小区边界用户性能，同时也能提高整个网络的组网效率。
LTE/LTE-Advanced系统中都采用了非连续接收(DiscontinuousReception，DRX)技术来降低UE的功率消耗。引入DRX技术主要是针对非实时应用业务(例如web浏览、即时通信业务等)，因为对于非实时业务，总是存在一段时间，手机不需要连续地监听下行数据。DRX通过非连续接收来减少UE功率消耗。
DRX分为空闲状态非连续接收(IDLEDRX)和活动状态非连续接收(ACTIVEDRX)。处于空闲(RRC_IDLE)状态下的UE，由于不存在无线资源控制(RRC)连接以及用户的专有资源，只需监听寻呼信道与广播信道，因此只要定义好固定的寻呼周期，就可以达到非连续接收的目的。ACTIVEDRX是UE处在连接(RRC_CONNECTED)状态下的DRX，在该状态下UE与网络之间依然存在RRC连接，可以不需要通过进入到RRC_IDLE模式来实现节省UE功率消耗的目的。ACTIVEDRX通过如下一系列的定时器配置和操作来实现。
(1)Onduration定时器
Onduration定时器定义了UE在一个DRX周期中从DRX醒来后保持醒着的时间，在该段时间内UE监听物理下行控制信道(PDCCH)。Onduration定时器如图1所示。
(2)Inactivity定时器
Inactivity定时器定义了UE在醒着时，每次成功接收初始发送的PDCCH后保持激活的时间。UE成功接收一个下行初传PDCCH后会重启Inactivity定时器。Inactivity定时器如图2所示。
(3)混合自适应请求重传(HARQ)传输时间间隔(RTT)定时器
HARQRT定时器T定义了UE预期下行重传到达的最小时间间隔，即重传最早什么时候到。HARQRT定时器T如图3所示。
(4)HARQ重传定时器
HARQ重传定时器定义了UE预期接收下行重传的时间，即需要多长时间来接收下行重传。HARQ重传定时器如图3所示。
(5)MAC竞争决议定时器
UE发送了随机接入消息3(Msg3)后保持醒着的时间，用于监听随机接入竞争决议消息(Msg4)。
(6)调度请求(SchedulingRequest，SR)挂起时间
SR挂起时间为从发送SR到接收到上行授权期间，UE监听PDCCH持续的时间。SR挂起时间如图4所示。
综上所述，当UE配置了DRX之后，UE的激活时间包括如下时间：
(1)Onduration定时器、Inactivity定时器、HARQ重传定时器或MAC竞争决议定时器运行的时间；
(2)MAC竞争决议定时器运行的时间；
(3)SR挂起时间。
UE在激活时间内或是接收初始传输的PDCCH，或是接收重传。DRX能够为RRC_CONNECTED状态的UE带来功率节省，但是DRX也会对切换性能带来一些负面的影响。在切换过程中，UE只能接收到eNB在激活时间内发送的切换命令，如果切换命令不能及时地发给UE，会增加切换的时延，甚至会造成切换失败。DRX对切换性能的影响如图5所示。处于DRX模式UE从基站1(eNB1)的小区移动到基站2(eNB2)的小区，如果在切换区域内恰好处于非激活状态，则无法接收到来自基站的切换命令，无法及时进行切换。
该问题在LTE系统中就已经存在，只不过没有显现的那么严重。在LTE-Advanced系统中，宏小区的覆盖范围内往往同时部署了多种不同回程链路类型、具有不同覆盖范围的小小区，以平衡宏小区的负载，这种网络称为“异构网”。宏小区和小小区重叠覆盖，会无形中增加更多的“小区边缘”，这会显著增加UE切换的频率，从而使得DRX对切换的影响更加严重。同时，宏小区和小小区之间的切换区域会小于宏小区和宏小区之间的切换区域，这会进一步加重DRX对切换性能的负面影响。所以在利用DRX降低UE功耗的同时，还需要尽量保证DRX不会对UE的切换性能产生太大负面影响，需要对现有的DRX机制进行增强。
发明内容
本发明提供了一种DRX模式下优化切换性能的方法，可以改善切换性能，同时保证不会大幅提高UE功率消耗。
本发明实施例提供的一种DRX模式下优化切换性能的方法，包括如下步骤：
A、用户设备UE在DRX模式下，在发现自身在接下来的时间有可能发生切换和/或切换比较紧急时，向基站eNB发送一个进入激活时间指示，并进入可接收eNB发送的数据和信令的激活状态；
B、eNB接收到所述进入激活时间指示后，进行切换判决，若判定需要切换，进行切换准备，完成后向UE发送切换命令。
较佳地，步骤B所述进行切换判决，若判定不需要切换，则进一步包括：
eNB向UE发送返回DRX指示，UE在收到返回DRX指示后，立即返回DRX状态。
较佳地，步骤A所述UE在发现自身在接下来的时间有可能发生切换和/或切换比较紧急时进一步包括：UE启动定时器T；
该方法进一步包括：若所述定时器T超时前，UE未收到切换命令或返回DRX指示，UE返回DRX状态。
较佳地，所述进入激活时间指示通过媒体接入控制MAC信令发送。
较佳地，所述MAC信令的MAC子头中的逻辑信道标识LCID表示该MAC信令是一个进入激活时间指示，所述MAC信令的MAC控制单元不包含任何比特位。
较佳地，所述返回DRX指示通过媒体接入控制MAC信令发送。
较佳地，所述MAC信令的MAC子头中的逻辑信道标识LCID表示该MAC信令是一个返回DRX指示，所述MAC信令的MAC控制单元不包含任何比特位。
较佳地，所述进入激活时间指示或返回DRX指示通过无线资源控制RRC信令发送。
从以上技术方案可以看出，UE在发现自己在接下来的时间有可能发生切换和/或切换比较紧急时，向eNB发送一个“进入激活时间”指示，然后就进入了激活状态，可以接收eNB发送的数据和信令；eNB接收到“进入激活时间”指示并且切换准备完成后向UE发送切换命令，而不用等到下一个Onduration时间到来再发送。较佳地，为了节省UE的功率消耗，如果eNB判决UE不必发生切换或者UE已完成切换，可以向UE发送“返回DRX”指示。本发明方法不影响Onduration定时器、Inactivity定时器、HARQRTT定时器、HARQ重传定时器和MAC竞争决议定时器的运行以及SR挂起时间。为了避免显性信令丢失造成UE一直处于激活状态的情况，定义隐性定时器T，当UE定时器T超时的时候默认返回DRX状态。
附图说明
图1为Onduration定时器示意图；
图2为Inactivity定时器示意图；
图3为HARQRT定时器T示意图；
图4为SR挂起时间示意图；
图5为DRX对切换性能的影响示意图；
图6为进入激活时间指示与返回DRX指示示意图；
图7为定时器T的启动和停止示意图；
图8为定时器T的启动和超时示意图；
图9为本发明实施例中的MAC子头格式示意图。
具体实施方式
DRX性能与切换性能之间是相互折衷的关系。根据现有的机制，在固定的一段时间内，UE的激活时间越长，切换性能越好；UE的激活时间越短，切换性能越差。在异构网的场景下，当切换性能成为主要解决问题的时候，只能以牺牲UE的功率为代价来保证可靠的切换性能。本发明对现有的DRX机制进行了增强，改善了切换性能，同时保证不会大幅提高UE功率消耗。
在配置了DRX的情况下，要想提高切换性能，最直接的方法是让UE在任意时刻都可以接收切换命令。但是，该方法实现起来的困难是eNB和UE不同步，也就是说尽管UE开启了接收机准备接收切换命令，但是eNB不知道UE已经进入了激活时间，所以一般也不会向UE发送切换命令。
本发明的基本思想是：为了让eNB和UE保持同步，UE在发现自己在接下来的时间有可能发生切换和/或切换比较紧急时，向eNB发送一个“进入激活时间”指示，然后就进入了激活状态，可以接收eNB发送的数据和信令；eNB接收到“进入激活时间”指示并且切换准备完成后向UE发送切换命令，而不用等到下一个Onduration时间到来再发送。较佳地，为了节省UE的功率消耗，如果eNB判决UE不必发生切换或者UE已完成切换，可以向UE发送“返回DRX”指示。例如图6所示，UE在DRX周期的非激活状态下，发现有可能发生切换和/或切换比较紧急，向eNB发送一个“进入激活时间”指示，并且自身进入激活状态；eNB收到所述“进入激活时间”指示后，经过切换判决后决定不切换UE，向UE立即发送“返回DRX”指示，UE在收到“返回DRX”指示后，立即返回DRX状态。本发明方法不影响Onduration定时器、Inactivity定时器、HARQRTT定时器、HARQ重传定时器和MAC竞争决议定时器的运行以及SR挂起时间。为了避免显性信令丢失造成UE一直处于激活状态的情况，定义隐性定时器T，当UE定时器T超时的时候默认返回DRX状态。
实现本发明方法的关键点在于，UE如何判断接下来可能发生切换并且此切换比较紧急。本发明实施例一提供的方案是：根据LTE/LTE-Advanced系统中定义的测量上报触发事件和移动状态估计机制进行该判断。
现有协议中定义了8种测量上报触发事件，用于切换、测量配置以及载波聚合中的辅小区(SCell)管理，这8种测量上报触发事件列举如下：
(1)事件A1：服务小区的信道质量变得比门限值大。事件A1的用途是停止对异频/异RAT邻小区的测量。
(2)事件A2：服务小区的信道质量变得比门限值小。事件A2的用途是启动对异频/异RAT邻小区的测量。
(3)事件A3：邻小区的信道质量变得好于主服务小区并超过门限值。事件A3的主要用途是用于切换。
(4)事件A4：邻小区的信道质量变得比门限值大。事件A4事件可以用于切换。
(5)事件A5：主服务小区的信道质量变得比门限值1小，而邻小区的信道质量变得比门限值2大。事件A5可以用于切换。
(6)事件A6：邻小区的信道质量变得好于辅小区并超过门限值。事件A6可以用于载波聚合中的辅小区管理。
(7)事件B1：Inter-RAT邻小区的信道质量变得好于门限值。事件B1用于无线接入技术间(Inter-RAT)切换。
(8)事件B2：主服务小区的信道质量变得比门限值1小，而Inter-RAT邻小区的信道质量变得比门限值2大。事件B1用于Inter-RAT切换。
从以上的分析可以看出，事件A3、A4、A5、B1和B2可以用于切换，事件A1、A2和A6则用于切换之外的其他用途。本发明实施例一提供的方案即，当发生测量上报触发事件时，如果该事件类型为事件A3、A4、A5、B1或B2，则UE判定接下来的时间可能会发生切换。
如果UE的移动速度很低，不对切换进行增强也有可能满足切换性能的需求。如果UE的移动速度很高，往往意味着对切换性能的需求比较高，这时对切换进行增强是有必要的。在现有标准中，UE可以根据小区重选/切换的频率进行移动状态检测。UE的移动状态有三种：常速移动状态、中速移动状态和高速移动状态。当UE检测到自身的移动速度比较高时，对切换性能的要求会比较高，此时的切换就会比较紧急。根据触发切换的事件类型和/或移动状态检测机制，UE就可以决定是否发送“进入激活时间”指示。
UE向eNB发送“进入激活时间”指示后，不管DRX定时器的运行情况如何，UE会一直处于激活状态。eNB可以通过发送“返回DRX”指示让UE重新进入DRX状态。为了避免出现UE接收不到“返回DRX”指令，以至于一直处于激活时间，可以引入一个隐性定时器T。当UE发送完“进入激活时间”指示后，定时器T启动；UE收到“返回DRX”指示后，定时器T停止；如果在定时器T超时之前没有接收到“返回DRX”指示，则UE自动返回DRX状态。关于定时器T的维护如图7和图8所示。
“进入激活时间”指示可以通过媒体接入控制(MAC)信令或无线资源控制(RRC)信令发送。如果通过MAC信令发送，需要定义新的MAC子头和MAC控制单元格式。MAC控制单元可以不包含任何比特位，只需用MAC子头中的逻辑信道标识(LCID)表示这是一个“进入激活时间”指示，以区分其他类型MAC控制单元。具体地，MAC子头格式如图9所示，其中5比特长的LCID不同于任何已有的LCID，以区分其他类型的MAC控制单元。
如果“进入激活时间”指示通过RRC信令发送，可以包含在协议中已经定义的RRC信令中(例如MeasurementReport消息)，也可以专门定义一个新的RRC信令用于传递。
同样地，“返回DRX”指示也可以通过MAC信令或RRC信令发送。如果通过MAC信令发送，也需要重新定义新的MAC子头和MAC控制单元格式。MAC控制单元可以不包含任何比特位，只需用MAC子头中的逻辑信道标识(LCID)表示这是一个“返回DRX”指示。如果“返回DRX”指示通过RRC信令发送，可以包含在协议中已有的RRC信令中(例如RRCConnectionReconfiguration消息)，也可以专门定义一个新的RRC信令用于传递。
本发明方案相对于现有技术，具有如下较佳技术效果：
UE发现可能会发生切换和/或切换比较紧急时，首先向网络发送“进入激活时间”指示，然后进入激活时间，以接收eNB发送的切换命令，减少切换时延，提高切换成功率；
eNB通过显性信令指示UE返回DRX状态，以节省UE的功率消耗；
为了避免显性信令丢失造成UE一直处于激活时间的情况，定义隐性定时器T，当UE定时器T超时的时候返回DRX状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种非连续接收DRX模式下优化切换性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、用户设备UE在DRX模式下，在发现自身在接下来的时间有可能发生切换和/或切换比较紧急时，向基站eNB发送一个进入激活时间指示，并进入可接收eNB发送的数据和信令的激活状态；所述进入激活时间指示通过媒体接入控制MAC信令发送；所述MAC信令的MAC子头中的逻辑信道标识LCID表示该MAC信令是一个进入激活时间指示，所述MAC信令的MAC控制单元不包含任何比特位；
B、eNB接收到所述进入激活时间指示后，进行切换判决，若判定需要切换，进行切换准备，完成后向UE发送切换命令。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述进行切换判决，若判定不需要切换，则进一步包括：
eNB向UE发送返回DRX指示，UE在收到返回DRX指示后，立即返回DRX状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述UE在发现自身在接下来的时间有可能发生切换和/或切换比较紧急时进一步包括：UE启动定时器T；
该方法进一步包括：若所述定时器T超时前,UE未收到切换命令或返回DRX指示，UE返回DRX状态。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述返回DRX指示通过媒体接入控制MAC信令发送。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述MAC信令的MAC子头中的逻辑信道标识LCID表示该MAC信令是一个返回DRX指示，所述MAC信令的MAC控制单元不包含任何比特位。
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