CN103517308B - 基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法，属于无线通信技术领域。该方法包括构造可用于均衡检测性能与检测延时的邻居小区的RSRP列表，采用分布式的触发和集中式的判决。本发明设计的邻居小区RSRP列表避免了集中式的大量测量信息收集过程，能大大减少检测过程中的信令开销，同时还能在用户数密度极低、信道传输条件极恶劣的情况下很好地均衡检测性能与检测延时。同时，本发明所提出的小区中断检测方法能作为异构网络中密集部署的Small Cell中断检测的参考。

Description

基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法

技术领域

本发明涉及一种基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

下一代宽带蜂窝移动通信系统（IMT-Advanced）与传统的蜂窝网络在无线传输技术、网络架构、业务环境和服务模式上都有很大不同，具体表现为：（1）采用多输入多输出（MIMO）、无线中继、小区间干扰协调、载波聚合等先进技术为多媒体分组业务提供高达1Gbps的传输速率，并能保障小区边缘用户的性能；（2）采用扁平化的网络结构，改变了传统的集中控制模式，经过增强型基站间采用协商的方式进行相应的无线资源分配和切换，减少了传输延时和小区间干扰，提高了切换性能和应急通信的能力，实现了灵活便捷的高效组网；（3）采用家庭基站技术增强室内覆盖，满足了室内高速通信的要求；（4）采用网络融合协作和干扰协调技术，使2G、3G、以及IMT-Advanced等多种无线接入模式共存，实现了各系统间的平滑切换。IMT-Advanced系统的这些新特性和技术需求使其运营维护和管理变得越来越复杂，需要检测、分析和配置的参数越来越多，以人工操作为主的传统蜂窝网络的规划、管理和优化的方法变得不再高效。为了减少网络的运维成本，提高用户体验，需要研究一种具有学习能力的智能化网络规划管理及优化方法。

将自组网（SON，Self-Organizing Network）引入IMT-Advanced系统的主要目的是适应新技术需求，提高网络的自组织能力，简化无线网络设计和网络运维，实现网络的自配置（self-configuration）、自优化（self-optimization）和自治愈（self-healing）。网络自配置的目标是通过自动发现、建立邻区关系和配置小区标识（ID）以尽量减少网络规划和管理的人工参与，降低网络的建设和维护成本。网络自优化是通过监测网络的性能指标和一些异常事件，来发现网络的设备故障或不合理的参数配置，并通过一定的优化算法自动调整相关基站的相关参数来达到减少覆盖空洞、提高系统容量、优化网络整体性能的目的。网络自治愈是指由于基站发生故障，使得小区内部局部区域或整个小区的覆盖或容量出现严重损失时，通过对故障进行检测、定位，补偿和恢复小区的覆盖性能和通信质量，并在必要时辅助人工修复故障，缩短网络故障的持续时间。

网络自治愈通常由小区中断检测（COD，Cell Outage Detection）和小区中断补偿（COC，Cell Outage Compensation）组成。3GPP Rel-10在TS32.541中对中断做了定义：小区中断指的是在小区覆盖范围内的所有用户无法获取任何无线资源或只能获取很少的无线资源。导致小区中断的原因是多种多样的，如软硬件故障（无线发射故障、信道处理错误等），外部故障（电源供应中断或网络连接失败），甚至是错误的参数配置。在传统的网络中，小区中断检测主要是运营商通过设备预警、客户投诉等手段，并通过人工对检测的数据进行分析，需要耗费大量的人力资源和时间，无法及时快速地对小区中断进行补偿和修复。COC的引入避免了传统网络所需的实地的站址考察和大量的人工分析，大大缩短了中断检测和补偿的周期，节省了运营和维护成本。

目前已有的小区中断检测方法多为集中式的检测技术，所需的信令开销较大，会给系统带来较大的负担；未来将部署的异构网络中，一个宏基站（Macro Cell）的覆盖范围内可能有数十个甚至上百个小基站（Small Cell），每一个Small Cell都有可能发生中断，及时地对中断的Small Cell进行定位和修复有助于提高用户体验，而在数目如此众多、如此密集部署的Small Cell中应用传统的小区中断检测方法将会产生巨大的计算复杂度和极高的信令开销。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法，对小区中断进行检测，减少检测的计算复杂度和信令开销，并对异构网络中Small Cell的中断检测提出参考。

本发明提出的基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法，包括以下步骤：

（1）移动通信网络中的通信小区内的用户对与该用户所在小区相邻的六个邻居小区的参考信号接收功率进行测量，并从测量的参考信号接收功率中选择最强的1个或3个参考信号接收功率上传至该用户的服务基站；

（2）服务基站对用户上报的所有参考信号接收功率进行如下表所示的强度等级划分：

（3）通信小区将本通信小区内所有用户上报的关于同一邻居小区的参考信号接收功率强度等级进行累加，得到本通信小区基站对六个邻居小区的六个综合接收强度，该六个综合接收强度构成一个六维特征向量，定义该六维特征向量为该通信小区的邻居小区参考信号接收功率列表；

（4）根据移动通信网络中通信小区内用户的数量和用户在每个测量周期内上传至用户服务基站的邻居小区参考信号接收功率的数量，确定测量周期数N，计算N个测量周期内邻居小区参考信号接收功率列表的平均值；上述测量周期数N与移动通信网络中通信小区内用户的数量和用户在每个测量周期内上传至用户服务基站的邻居小区参考信号接收功率的数量的对应关系如下表所示：

（5）根据上述平均值，对邻居小区的通信状态进行分类，分类过程为：将平均值记为R＝{R_i,1≤i≤6}，设定一个分类阈值，计算中断参数F(R)，F(R)＝Var(X)，将F(R)与分类阈值进行比较，若F(R)大于分类阈值，则为第一状态，第一状态为：本通信小区的所有邻居小区中有一个或一个以上发生通信中断，若F(R)小于或等于分类阈值，则为第二状态，第二状态为本通信小区的所有邻居小区均未发生通信中断；

（6）根据上述判断结果，若邻居小区的通信状态为第一状态，则通信小区向移动通信网络的运营和维护中心发出邻居小区中断警报信息，中断警报信息中包含与上述N个测量周期内邻居小区参考信号接收功率列表的平均值中0分量相对应的通信小区的物理小区标识，若邻居小区的通信状态为第二状态，则返回步骤（4）；

（7）设定一个判决阈值α，运营和维护中心接收到通信小区的所有邻居小区中断警报信息后，对警报信息中同一物理小区标识出现的次数进行统计，将统计结果与判决阈值进行比较，当同一物理小区标识出现的次数大于或等于判决阈值时，判定与该物理小区标识相对应的通信小区发生中断。

本发明提出的基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法，其优点是，本方法避免了集中式的测量信息收集过程，能大大减少检测过程中的信令开销，同时，所设计的邻居小区参考信号接收功列表还能在用户数密度极低、信道传输条件极恶劣的情况下很好地均衡检测精度与检测延时。本发明所提出的小区中断检测方法也可作为异构网络中密集部署的Small Cell中断检测的参考。

附图说明

图1是本发明提出的基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法的流程图。

图2是本发明方法涉及的无线网络结构示意图。

图2中，1为小区基站，2为小区用户，3为本小区用户与邻居小区基站之间的测量关系，4为运营与维护中心，5为各小区基站与运营和维护中心之间的链路。

具体实施方式

本发明提出的基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法，其流程图如图1所示，涉及的无线网络结构示意图如图2所示，图2中，1为小区基站，2为小区用户，3为本小区用户与邻居小区基站之间的测量关系，4为运营与维护中心，5为各小区基站与运营和维护中心之间的链路。

本发明方法包括以下步骤：

（1）移动通信网络中的通信小区内的用户对与该用户所在小区相邻的六个邻居小区的参考信号接收功率进行测量，并从测量的参考信号接收功率中选择最强的1个或3个参考信号接收功率上传至该用户的服务基站；

（2）服务基站对用户上报的所有参考信号接收功率进行如下表所示的强度等级划分：

（3）通信小区将本通信小区内所有用户上报的关于同一邻居小区的参考信号接收功率强度等级进行累加，得到本通信小区基站对六个邻居小区的六个综合接收强度，该六个综合接收强度构成一个六维特征向量，定义该六维特征向量为该通信小区的邻居小区参考信号接收功率列表；

（4）根据移动通信网络中通信小区内用户的数量和用户在每个测量周期内上传至用户服务基站的邻居小区参考信号接收功率的数量，确定测量周期数N，计算N个测量周期内邻居小区参考信号接收功率列表的平均值；设第k(1≤k≤N)个测量周期内的邻居小区参考信号接收功率列表为R_k＝{R_k(i),1≤i≤6}，则N个测量周期内邻居小区参考信号接收功率列表的平均值为上述测量周期数N与移动通信网络中通信小区内用户的数量和用户在每个测量周期内上传至用户服务基站的邻居小区参考信号接收功率的数量的对应关系如下表所示：

（5）根据上述平均值，对邻居小区的通信状态进行分类，分类过程为：将平均值记为R＝{R_i,1≤i≤6}；设定一个分类阈值，计算中断参数F(R)，F(R)＝Var(X)，将F(R)与分类阈值进行比较，若F(R)大于分类阈值，则为第一状态，第一状态为：本通信小区的所有邻居小区中有一个或一个以上发生通信中断，若F(R)小于或等于分类阈值，则为第二状态，第二状态为本通信小区的所有邻居小区均未发生通信中断；

（6）根据上述判断结果，若邻居小区的通信状态为第一状态，则通信小区向移动通信网络的运营和维护中心发出邻居小区中断警报信息，中断警报信息中包含与上述N个测量周期内邻居小区参考信号接收功率列表的平均值中0分量相对应的通信小区的物理小区标识，若邻居小区的通信状态为第二状态，则返回步骤（4）；

（7）设定一个判决阈值α，运营和维护中心接收到通信小区的所有邻居小区中断警报信息后，对警报信息中同一物理小区标识出现的次数进行统计，将统计结果与判决阈值进行比较，当同一物理小区标识出现的次数大于或等于判决阈值时，判定与该物理小区标识相对应的通信小区发生中断。

Claims (1)

1.一种基于邻居小区参考信号接收功率列表的小区中断检测方法，其特征在于该检测方法包括以下步骤：

(1)移动通信网络中的通信小区内的用户对与该用户所在小区相邻的六个邻居小区的参考信号接收功率进行测量，并从测量的参考信号接收功率中选择最强的1个或3个参考信号接收功率上传至该用户的服务基站；

(2)服务基站对用户上报的所有参考信号接收功率进行如下表所示的强度等级划分：

(3)通信小区将本通信小区内所有用户上报的关于同一邻居小区的参考信号接收功率强度等级进行累加，得到本通信小区基站对六个邻居小区的六个综合接收强度，该六个综合接收强度构成一个六维特征向量，定义该六维特征向量为该通信小区的邻居小区参考信号接收功率列表；

(4)根据移动通信网络中通信小区内用户的数量和用户在每个测量周期内上传至用户服务基站的邻居小区参考信号接收功率的数量，确定测量周期数N，计算N个测量周期内邻居小区参考信号接收功率列表的平均值；上述测量周期数N与移动通信网络中通信小区内用户的数量和用户在每个测量周期内上传至用户服务基站的邻居小区参考信号接收功率的数量的对应关系如下表所示：

(5)根据上述平均值，对邻居小区的通信状态进行分类，分类过程为：将平均值记为R＝{R_i,1≤i≤6}，设定一个分类阈值，计算中断参数F(R)，F(R)＝Var(X)，将F(R)与分类阈值进行比较，若F(R)大于分类阈值，则为第一状态，第一状态为：本通信小区的所有邻居小区中有一个或一个以上发生通信中断，若F(R)小于或等于分类阈值，则为第二状态，第二状态为本通信小区的所有邻居小区均未发生通信中断；

(6)根据上述判断结果，若邻居小区的通信状态为第一状态，则通信小区向移动通信网络的运营和维护中心发出邻居小区中断警报信息，中断警报信息中包含与上述N个测量周期内邻居小区参考信号接收功率列表的平均值中0分量相对应的通信小区的物理小区标识，若邻居小区的通信状态为第二状态，则返回步骤(4)；

(7)设定一个判决阈值α，运营和维护中心接收到通信小区的所有邻居小区中断警报信息后，对警报信息中同一物理小区标识出现的次数进行统计，将统计结果与判决阈值进行比较，当同一物理小区标识出现的次数大于或等于判决阈值时，判定与该物理小区标识相对应的通信小区发生中断。