CN103313320B - 一种不同类型的小区之间切换的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种异构网中的切换方法，基站通过设置配置表的方式，根据不同切换场景的需求，对切换相关的参数进行不同的设置，从而实现针对不同的邻小区和目标小区，采用相应的切换参数，从而适应异构网切换的需要。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及异构网技术，特别涉及一种不同类型的小区之间切换的方法。
背景技术
随着数据业务类型应用越来越广泛，用户对数据速率需求的日益增长，传统蜂窝网络架构已经不能满足业务特性需求，主要体现在以下两个方面：
(1)传统蜂窝网络对室内的覆盖较差；
(2)传统蜂窝网络的容量已经不能满足业务需求。
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系统的工作频率较高，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，LTE-Advanced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，是指不同网络节点具有不同大小的发射功率以及不同类型的回程链路。与此相对应，传统无线通信网络中，各个网络节点具有相同的发射功率以及相同类型的回程链路，因此传统无线通信网络也被称为同构网。典型的异构网络节点包括：宏基站(Macro)、毫微微基站(Pico)、家庭基站(Femto)和中继基站(Relay)。其中，宏基站小区用于提供广域的覆盖；毫微微基站小区用于提高热点业务地区的容量，平衡宏基站小区的负载；家庭基站小区用于为个人用户提供更好的服务质量；中继基站小区用于扩展宏基站小区边缘的覆盖，或者部署在不方便部署有线回程链路的地点。以下为便于描述，将毫微微基站(Pico)、家庭基站(Femto)和中继基站(Relay)统称为微基站。
异构网改变了传统蜂窝网络的拓扑结构，系统中同时部署了这么多具有不同发射功率和覆盖范围的网络节点，使得网络部署更加灵活。但是，异构网也对系统设计带来了一系列新的挑战。例如，在宏基站的覆盖范围内增加了大量重叠覆盖的站点，会增加过多的“小区边缘”，因此会增加移动性管理的复杂度。系统级仿真结果表明，异构网中的切换失败率和短逗留时间(ToS，Time of Stay)率明显高于传统同构网，尤其是对于高速移动的UE。高速运动的UE往往没有充足的时间完成整个切换流程，导致切换失败；或者频繁地发生切换，浪费系统资源。
现有标准中采用的是“UE辅助、网络决策”的切换方法。“UE辅助”，是指用户设备(UE)采用事件触发的方式向基站(eNB)上报服务小区和邻小区的参考信号信道质量，eNB基于UE的上报进行切换判决。UE通过监测服务小区和邻小区的信道质量，发现服务小区和邻小区的信道质量满足事件进入条件，才会向eNB上报测量结果。“网络决策”，是指eNB根据UE上报的测量结果，决定是否将UE切换到其他小区。
下面以A3事件为例介绍切换的过程。
A3事件进入条件：
Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Mp+Ofp+Ocp+Off
A3事件离开条件：
Mn+Ofn+Ocn+Hys＜Mp+Ofp+Ocp+Off
其中，Mn为源小区信道质量，Ofn为源小区载频，Ocn为源小区负载，Hys为迟滞参数，Mp为目标小区信道质量，Ofp为目标小区载频，Ocp为目标小区负载，Off为信道质量偏移值。
图1为切换示意图。假设源小区与目标小区的载频相同(Ofn＝Ofp)，并且不考虑小区间负载均衡(Ocn＝Ocp)，那么当目标小区与源小区信道质量的差值大于(Off+Hys)的时候，UE认为满足了测量上报触发条件，启动timeToTrigger定时器。在timeToTrigger定时器超时之前，如果源小区和目标小区信道质量一直满足A3事件进入条件，当timeToTrigger定时器超时的时候UE将测量结果上报给eNB；在timeToTrigger定时器超时之前，如果源小区和目标小区的信道质量满足A3事件离开条件，即目标小区与源小区信道质量的差值小于(Off-Hys)，那么UE停止timeToTrigger定时器，继续监测服务小区和邻小区的信道质量。引入timeToTrigger定时器的作用是降低Short ToS率。Off和Hys的单位是分贝(dB)，timeToTrigger的单位是毫秒(ms)。在现有技术中，offset和timeToTrigger通过广播消息传递。
现有协议中的切换机制是基于同构网设计的，不能很好地用于异构网。在异构网中，导致高切换失败率的原因是宏基站向微基站切换以及微基站向宏基站切换的切换区域小于同构网中宏基站与宏基站之间的切换区域，UE从宏基站小区向微基站小区切换以及从微基站小区向宏基站小区切换的时候，如果仍然采用宏基站小区之间切换的参数，往往没有充足的时间完成整个切换流程，从而导致切换失败的发生。
发明内容
本发明提供了异构网中的切换方法，可以适应异构网切换的实际需要。
本发明实施例提供的一种异构网中的切换方法，包括如下步骤：
A1、服务小区的基站向连接状态下的用户设备UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带触发时间表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述触发时间表；所述触发时间表中的每一项触发时间值分别对应不同的服务小区类型、邻小区类型；触发时间表的所有触发时间值不完全相同；
B1、连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量；
C1、UE判断检测到的任一邻小区与服务小区的信道质量之差是否超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤D1，否则返回步骤B1；所述信道质量偏移量值和迟滞参数均通过在先的无线资源控制信令获取；
D1、UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的触发时间表，得到对应的触发时间值；
E1、UE启动一个定时器，所述定时器的时长为查找到的触发时间值；
F1、判断在所述定时器超时之前，邻小区和服务小区的信道质量之差是否始终超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤G1，否则返回步骤B1；
G1、UE将检测得到的服务小区以及满足F1条件的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站；
H1、基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
较佳地，所述触发时间表中的触发时间值为基准触发时间值的加权因子或单位为毫秒的时间长度值。
本发明实施例提供的另一种异构网中的切换方法，包括如下步骤：
A2、服务小区的基站向连接状态下的UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带信道质量偏移量表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述信道质量偏移量表；所述信道质量偏移量表中的每一项信道质量偏移量值分别对应不同的服务小区类型以及邻小区类型，信道质量偏移量表的所有信道质量偏移量值不完全相同；
B2、连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量；
C2、UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的信道质量偏移量表，得到对应的信道质量偏移量值；
D2、UE判断检测到的任一邻小区与服务小区的信道质量之差是否超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤E2，否则返回步骤B2；所述迟滞参数通过在先的无线资源控制信令获取；
E2、UE启动一个定时器；
F2、判断在所述定时器超时之前，邻小区和服务小区的信道质量之差是否始终超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤G2，否则返回步骤B2；
G2、UE将检测得到的服务小区以及满足F2条件的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站；
H2、基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
较佳地，所述信道质量偏移量表中的信道质量偏移量值为基准信道质量偏移量的加权因子或单位为分贝的强度值。
本发明实施例提供的又一种异构网中的切换方法，包括如下步骤：
A3、服务小区的基站向连接状态下的UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带信道迟滞参数表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述迟滞参数表；所述迟滞参数表中的每一项迟滞参数值分别对应不同的服务小区类型以及邻小区类型，所述迟滞参数表中的所有迟滞参数值不完全相同；
B3、连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量；
C3、UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的迟滞参数表，得到对应的迟滞参数值；
D3、UE判断检测到的任一邻小区与服务小区的信道质量之差是否超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤E3，否则返回步骤B3；所述信道质量偏移值通过在先的无线资源控制信令获取；
E3、UE启动一个定时器；
F3、判断在所述定时器超时之前，邻小区和服务小区的信道质量之差是否始终超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤G3，否则返回步骤B3；
G3、UE将检测得到的服务小区以及满足F3条件的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站；
H3、基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
较佳地，所述迟滞参数表中的迟滞参数值为基准迟滞参数的加权因子或单位为分贝的强度值。
从以上技术方案可以看出，基站通过设置配置表的方式，根据不同切换场景的需求，对切换相关的参数进行不同的设置，从而实现针对不同的邻小区和目标小区，采用相应的切换参数，从而适应异构网切换的需要。
附图说明
图1为现有技术中小区切换过程示意图；
图2为本发明实施例一提供的小区切换流程图；
图3为本发明实施例二提供的小区切换流程图；
图4为本发明实施例三提供的小区切换流程图。
具体实施方式
在当前的标准协议中，切换相关的主要参数包括timeToTrigger、Off和Hys，这些参数的设置直接影响到切换性能。为了改善切换性能，eNB可以根据不同切换场景的需求，对这些切换相关的参数进行不同的设置。但是，采用无线资源控制(RRC)专用信令频繁进行参数配置会带来很大的信令开销，并且网络无法精确地掌握UE的运动轨迹，不知道何时对切换相关的参数进行调整。考虑到测量上报是UE的行为，因此，在切换过程中采用UE自适应调整切换参数的方式是较佳的技术方案。
为使本发明技术方案的技术原理、优点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本发明方案进行详细阐述。
实施例一：采用自适应的触发时间(timeToTrigger)实现UE切换。
在实施例一中，对于时延比较敏感的切换(例如从Pico小区切换到Macro小区)，UE可以减小timeToTrigger的时长，从而缩短从满足A3事件进入时间到测量上报之间的等待时间。实际上，实施例一加速了一些场景下的切换流程，可以降低切换失败率。
具体地，实施例一可以通过对timeToTrigger采用不同的加权因子进行加权实现的，即UE在网络已配置的timeToTrigger值基础上乘以加权因子sf。当UE从Macro小区切换到Pico小区的时候，timeToTrigger的加权因子为sf_1；当UE从Pico小区切换到Macro小区的时候，timeToTrigger的加权因子为sf_2；当UE从Pico小区切换到Pico小区的时候，timeToTrigger的加权因子为sf_3。加权因子sf_1、sf_2和sf_3的配置是相互独立的。sf_1、sf_2和sf_3的取值范围是(0,1)。
实施例一也可以通过为UE配置多个timeToTrigger值来实现，每个timeToTrigger值分别对应一种切换类型(Macro-Pico切换、Pico-Macro切换、Macro-Macro切换、Pico-Pico切换)。
实施例一可能会在一定程度上提高Short ToS率，但是，通过合理地设置对timeToTrigger的加权值，可以将Short ToS率的提升限制在一定范围之内。
图2所示为本发明实施例一提供的小区切换流程，包括如下步骤：
步骤201：服务小区的基站向连接状态下的UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带timeToTrigger表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述timeToTrigger表。所述timeToTrigger表中的每一项timeToTrigger值分别对应不同的服务小区类型、邻小区类型。
表1给出了timeToTrigger表的一个示例：
| 服务小区类型 | 邻小区类型 | timeToTrigger |
| Macro | Pico | timeToTrigger1或sf_1 |
| Pico | Macro | timeToTrigger2或sf_2 |
| Pico | Pico | timeToTrigger3或sf_3 |
表1
所述timeToTrigger值可以是一个加权值或者直接就是一个单位为毫秒的时间长度值。每一项timeToTrigger值的取值是独立的，也就是说，任两项的timeToTrigger值可以相同也可以不同，但为了实现本发明目的，timeToTrigger表的所有timeToTrigger值不完全相同。
步骤202：连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量。
步骤203：UE判断检测到服务小区与任一邻小区的信道质量之差是否超过offset+Hys，若是，执行步骤204，否则返回步骤202。
步骤204：UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的timeToTrigger表，得到对应的timeToTrigger值。如果timeToTrigger表中存储的是加权值，则将该加权值乘以基准的timeToTrigger，得到本次切换的timeToTrigger值。基准的timeToTrigger即服务小区与邻小区均为宏基站的timeToTrigger。
步骤205：UE启动一定时器，所述定时器的时长为查找到的timeToTrigger值。
步骤206：判断在所述定时器超时之前，服务小区和邻小区的信道质量之差是否始终超过offset+Hys，若是，执行步骤207，否则返回步骤202。所述offset与Hys预先通过广播信令收到。
步骤207：UE将检测得到的服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站。
步骤208：基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
(2)实施例二：采用自适应的信道质量偏移量(Off)
当源小区发射功率比较小，UE远离源小区时会造成服务小区的信道质量迅速下降，从而造成切换失败。在实施例二中，提早这类切换的启动时间，从而达到降低切换失败率的目的。
具体地，实施例二是通过对Off采用不同的加权值进行加权实现的，即UE在网络已配置的Off值基础上加上加权值sf。当UE从Macro小区切换到Pico小区的时候，Off的加权值为sf_4；当UE从Pico小区切换到Macro小区的时候，Off的加权值为sf_5；当UE从Pico小区切换到Pico小区的时候，Off的加权值为sf_6。加权因子sf_4、sf_5和sf_6的配置是相互独立的。sf_4、sf_5和sf_6的取值范围是(0,1)。
实施例二也可以通过为UE配置多个Off值来实现，每个Off值分别对应一种切换类型(Macro-Pico切换、Pico-Macro切换、Macro-Macro切换、Pico-Pico切换)。
图3所示为本发明实施例二提供的小区切换流程，包括如下步骤：
步骤301：服务小区的基站向连接状态下的UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带Off表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述Off表。所述切换参数表中的每一项包含：服务小区类型、邻小区类型以及相应的Off值。所述Off值可以是一个加权值或者直接就是一个单位为分贝的强度值。每一项Off值的取值是独立的，也就是说，任两项的Off值可以相同也可以不同，但为了实现本发明目的，Off表的所有Off值不完全相同。
步骤302：连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量。
步骤303：UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的Off表，得到对应的Off值。如果Off表中存储的是加权值，则将该加权值乘以基准的Off，得到本次切换的Off值。
步骤304：UE判断检测到服务小区与任一邻小区的信道质量之差是否超过offset+Hys，若是，执行步骤305，否则返回步骤302。
步骤305：UE启动一定时器，所述定时器的时长为预先在广播中收到的timeToTrigger。
步骤306：判断在所述定时器超时之前，服务小区和邻小区的信道质量之差是否始终超过offset+Hys，若是，执行步骤307，否则返回步骤302。
步骤307：UE将检测得到的服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站。
步骤308：基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
(2)实施例三：采用自适应的迟滞参数(Hys)
参数Hys的作用是减少不必要的Short ToS切换。Hys值的大小影响到A3事件的进入条件和离开条件，进而影响切换性能。Hys值设置得太小，切换会变得更加容易，同时也会增加Short ToS切换；Hys值设置得太大，切换变得更难，所以会增加切换失败率。
在实施例三中，UE根据源小区和目标小区的类型自适应地调整Hys值的大小。当UE从Macro小区切换到Pico小区的时候，Hys的加权值为sf_7；当UE从Pico小区切换到Macro小区的时候，Hys的加权值为sf_8；当UE从Pico小区切换到Pico小区的时候，Hys的加权值为sf_9。加权因子sf_7、sf_8和sf_9的配置是相互独立的。sf_7、sf_8和sf_9的取值范围是(0,1)。
实施例三也可以通过为UE配置多个Hys值来实现，每个Hys值分别对应一种切换类型(Macro-Pico切换、Pico-Macro切换、Macro-Macro切换、Pico-Pico切换)。
图4所示为本发明实施例三提供的小区切换流程，包括如下步骤：
步骤401：服务小区的基站向连接状态下的UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带Hys表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述Hys表。所述切换参数表中的每一项包含：服务小区类型、邻小区类型以及相应的Hys值。所述Hysr值可以是一个加权值或者直接就是一个单位为分贝的强度值。每一项Hys值的取值是独立的，也就是说，任两项的Hys值可以相同也可以不同，但为了实现本发明目的，Hys表的所有Hys值不完全相同。
步骤402：连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量。
步骤403：UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的Hys表，得到对应的Hys值。如果Hys表中存储的是加权值，则将该加权值乘以基准的Hys，得到本次切换的Hys值。
步骤404：UE判断检测到服务小区与任一邻小区的信道质量之差是否超过offset+Hys，若是，执行步骤405，否则返回步骤402。
步骤405：UE启动一定时器，所述定时器的时长为预先在广播中收到的timeToTrigger。
步骤406：判断在所述定时器超时之前，服务小区和邻小区的信道质量之差是否始终超过offset+Hys，若是，执行步骤407，否则返回步骤402。
步骤407：UE将检测得到的服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站。
步骤408：基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
本发明中的三种实施例仅以两种特定小区(如Macro和Pico)之间的切换为例。对其他类型的小区同样适用。例如，定义两种类型的小区：第一类小区或称大小区(Largecell)和第二类小区或称小小区(Small cell)，两种特定小区(如Macro和Pico)之间的切换可以扩展为两种类型小区之间的切换。
本发明三个实施例的方案可以单独使用，也可以互相结合使用。本发明中的三种实施例仅以A3事件为例，这三种实施例对其他事件触发条件同样适用。当前协议一共规定有A1-A6，B1-B2等8种测量事件，每种测量事件的形式不同。一般地，A3，A5，B2用于切换。每种事件使用的参数不同，可以是timeToTrigger，Off或Hys，不一定全使用。比如，A5事件只涉及Off和Hys，应用本发明的技术方案，切换的时候，可以根据不同的服务小区和邻小区类型，采用自适应的Off和Hys值。
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 (6)
1.一种异构网中的切换方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1、服务小区的基站向连接状态下的用户设备UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带触发时间表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述触发时间表；所述触发时间表中的每一项触发时间值分别对应不同的服务小区类型、邻小区类型；触发时间表的所有触发时间值不完全相同；
B1、连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量；
C1、UE判断检测到的任一邻小区与服务小区的信道质量之差是否超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤D1，否则返回步骤B1；所述信道质量偏移量值和迟滞参数均通过在先的无线资源控制信令获取；
D1、UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的触发时间表，得到对应的触发时间值；
E1、UE启动一个定时器，所述定时器的时长为查找到的触发时间值；
F1、判断在所述定时器超时之前，邻小区和服务小区的信道质量之差是否始终超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤G1，否则返回步骤B1；
G1、UE将检测得到的服务小区以及满足F1条件的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站；
H1、基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发时间表中的触发时间值为基准触发时间值的加权因子或单位为毫秒的时间长度值，所述加权因子的取值范围为(0,1)。
3.一种异构网中的切换方法，其特征在于，包括如下步骤：
A2、服务小区的基站向连接状态下的UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带信道质量偏移量表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述信道质量偏移量表；所述信道质量偏移量表中的每一项信道质量偏移量值分别对应不同的服务小区类型以及邻小区类型，信道质量偏移量表的所有信道质量偏移量值不完全相同；
B2、连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量；
C2、UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的信道质量偏移量表，得到对应的信道质量偏移量值；
D2、UE判断检测到的任一邻小区与服务小区的信道质量之差是否超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤E2，否则返回步骤B2；所述迟滞参数通过在先的无线资源控制信令获取；
E2、UE启动一个定时器；
F2、判断在所述定时器超时之前，邻小区和服务小区的信道质量之差是否始终超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤G2，否则返回步骤B2；
G2、UE将检测得到的服务小区以及满足F2条件的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站；
H2、基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信道质量偏移量表中的信道质量偏移量值为基准信道质量偏移量的加权因子或单位为分贝的强度值，所述加权因子的取值范围为(0,1)。
5.一种异构网中的切换方法，其特征在于，包括如下步骤：
A3、服务小区的基站向连接状态下的UE下发无线资源控制信令，所述信令中携带信道迟滞参数表，UE收到所述无线资源控制信令后保存所述迟滞参数表；所述迟滞参数表中的每一项迟滞参数值分别对应不同的服务小区类型以及邻小区类型，所述迟滞参数表中的所有迟滞参数值不完全相同；
B3、连接状态下的UE监测服务小区以及服务小区的邻小区的信道质量；
C3、UE根据服务小区与所述邻小区的类型查找存储的迟滞参数表，得到对应的迟滞参数值；
D3、UE判断检测到的任一邻小区与服务小区的信道质量之差是否超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤E3，否则返回步骤B3；所述信道质量偏移值通过在先的无线资源控制信令获取；
E3、UE启动一个定时器；
F3、判断在所述定时器超时之前，邻小区和服务小区的信道质量之差是否始终超过信道质量偏移量值+迟滞参数，若是，执行步骤G3，否则返回步骤B3；
G3、UE将检测得到的服务小区以及满足F3条件的邻小区的信道质量作为测量参数上报给基站；
H3、基站根据UE上报的测量参数决定是否将该UE切换到邻小区。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述迟滞参数表中的迟滞参数值为基准迟滞参数的加权因子或单位为分贝的强度值，所述加权因子的取值范围为(0,1)。
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