CN103781133A

CN103781133A - 一种异构蜂窝网下的切换方法

Info

Publication number: CN103781133A
Application number: CN201310752064.2A
Authority: CN
Inventors: 张天魁; 张晓澜; 冯春燕; 曾志民
Original assignee: WUXI BUPT PERCEPTIVE TECHNOLOGY INDUSTRY INSTITUTE Co Ltd; Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: WUXI BUPT PERCEPTIVE TECHNOLOGY INDUSTRY INSTITUTE Co Ltd; Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: CN103781133B

Abstract

本发明公开了一种异构蜂窝网下的切换方法，该方法包括：UE根据宏基站发送的有效切换阈值EHT及活跃指数AH计算切换活跃阈值HAT，并根据获得的HAT值确定宏基站的切换活跃区域HAA的覆盖范围；当前UE根据实时检测宏基站与微基站的参考信号接收功率RSRP值，确定其移动方向；若从宏基站向微基站移动，则根据宏基站的参考信号接收功率RSRP值与HAT值的大小，确定是否进入宏基站的HAA区域；从而确定是否从宏基站向微基站切换；若从微基站向宏基站移动，则根据宏基站的参考信号接收功率RSRP值与HAT值的大小，确定是否进入宏基站的非HAA区域，从而确定是否从微基站向宏基站切换。通过采用本发明公开的方法，提高了资源利用率，降低了降低切换时延对系统性能的影响及乒乓效应。

Description

一种异构蜂窝网下的切换方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种异构蜂窝网下的切换方法。

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加，传统蜂窝网络架构已经不能满足业务特性需求，基于此，LTE-A开展了异构蜂窝网的研究，旨在提高热点地区的吞吐量，改善室内覆盖。所谓异构蜂窝网，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。典型的异构蜂窝网络节点包括：宏基站（macrocell）与微基站（small cell）。微基站包括：毫微微基站（pico cell）、家庭基站（femtocell）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。

异构蜂窝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，随着微基站的大量部署，用户在微基站和宏基站的移动性问题成为异构双层网络系统中重要的问题之一。微基站的密集部署和用户的频繁移动，将会导致大量的切换信令、无线链路切换失败和不必要切换，如何减小这些信令对网络的冲击并减少切换失败与不必要切换是亟待解决的问题。

现有技术中主要包括如下几种切换方法：

1）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，适应异构蜂窝网切换的需求。然而，该方法设置正确的切换参数，需要多次仿真，而且仅适应于特定场景，通用性偏差；并且，该方法未考虑频繁切换，乒乓效应的影响。

2）通过提高移动健壮性来提高在异构蜂窝网络下宏基站和毫微微基站的组网环境中进行移动健壮性的判断准确率。然而，该方法改善切换性能的作用有限，而且未考虑多种因素的影响，如切换时延，乒乓效应等。

3）通过动态预测用户的切换准备时间，以提供合适的用户切换准备时间，从而适应用户切换准备流程和当前网络状态。然而，该方法在具体实现时流程略微复杂，会增大信令开销，造成资源浪费；并且，该方法是建立在切换准备阶段，对切换时间的优化，未考虑切换过程中，频繁切换造成乒乓效应的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种异构蜂窝网下的切换方法，提高了资源利用率，降低了降低切换时延对系统性能的影响及乒乓效应。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种异构蜂窝网下的切换方法，该方法包括：

用户设备UE根据宏基站发送的有效切换阈值EHT及活跃指数AH计算切换活跃阈值HAT，并根据获得的HAT值确定宏基站的切换活跃区域HAA的覆盖范围；

当前UE根据实时检测宏基站与微基站的参考信号接收功率RSRP值，确定其当前的移动方向；

若从宏基站向微基站移动，则根据宏基站的参考信号接收功率RSRP值与HAT值的大小，确定是否进入宏基站的HAA区域；从而确定是否从宏基站向微基站切换；若从微基站向宏基站移动，则根据宏基站的参考信号接收功率RSRP值与HAT值的大小，确定是否进入宏基站的非HAA区域，从而确定是否从微基站向宏基站切换。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，根据宏基站发送的有效切换阈值（EHT）及活跃指数（AH）计算切换活跃阈值（HAT），从而确定宏基站的切换活跃区域（HAA）的覆盖范围；并根据用户设备（UE）的移动方向与UE是否处于所述HAA区域，来确定否从宏基站向微基站切换或从微基站向宏基站切换，提高了切换性能的同时提高了资源利用率，降低切换时延对系统性能的影响；并且，减少了切换开销和降低了算法的复杂度，降低乒乓效应的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例一提供的一种异构蜂窝网下的切换方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种宏基站向微基站切换的流程图；

图3为本发明实施例二提供的一种微基站向宏基站切换的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种异构蜂窝网下的切换方法的流程图。如图1所示，该方法主要包括：

用户设备（UE）根据宏基站发送的有效切换阈值（EHT）及活跃指数（AH）计算切换活跃阈值（HAT），并根据获得的HAT值确定宏基站的切换活跃区域（HAA）的覆盖范围；

当前UE根据实时检测宏基站与微基站的参考信号接收功率（RSRP）值，确定其当前的移动方向；

进一步的，所述确定是否从宏基站向微基站切换具体包括：

当宏基站的RSRP值小于或等于HAT值时，确定进入宏基站的HAA区域；

再通过预测估计宏基站和微基站的RSRP变化来确定切换触发阈值（HTT），并根据宏基站的RSRP值与HTT值之间的大小，确定是否从宏基站向该微基站切换。

进一步的，当确定HTT值后，再次比较宏基站的RSRP值与HAT值的大小；其中，所述HTT=EHT+PP；所述PP值为根据宏基站的RSRP值计算获得的预触发预测值；

若宏基站的RSRP值小于等于HAT值，则比较宏基站的RSRP值与HTT值之间的大小，或者比较宏基站RSRP值与PP值之间的差值和EHT值的大小；

当宏基站的RSRP值小于或等于HTT值，或者宏基站RSRP值与PP值之间的差值小于或等于EHT值时，确定从宏基站向微基站切换。

进一步的，所述PP值的计算方法为：

PP＝AR·τ；

其中，τ表示切换延迟时间；AR值表示宏基站和微基站的RSRP值的变化速度之和。

进一步的，所述AR值的计算方法为：

AR＝({RSRP_宏基站(t)-RSRP_宏基站(t-ΔT)}+{RSRP_微基站(t)-RSRP_微基站(t-ΔT)})/ΔT。

进一步的，该方法还包括：

宏基站根据周边微基站的部署类型确定EHT值，具体的：当所述微基站部署在热点小区时，所述EHT值由RSRP值的门限值确定；当所述微基站部署在宏基站边缘或者覆盖盲区时，所述EHT值为宏基站覆盖下的最小RSRP值。

进一步的，所述根据宏基站发送的有效切换阈值EHT及活跃指数AH计算切换活跃阈值HAT包括：

HAT=EHT+AH。

本发明实施例根据宏基站发送的有效切换阈值及活跃指数计算切换活跃阈值，从而确定宏基站的切换活跃区域的覆盖范围；并根据用户设备的移动方向与用户是否处于所述切换活跃区域，来确定否从宏基站向微基站切换或从微基站向宏基站切换，提高了切换性能的同时提高了资源利用率，降低切换时延对系统性能的影响；并且，减少了切换开销和降低了算法的复杂度，降低乒乓效应的影响。

实施例二

为了便于理解本发明，本发明实施例结合附图2-3将实施例一所述异构蜂窝网下的切换方法分为宏基站到微基站的切换，以及微基站到宏基站的切换两部分来介绍。

1、宏基站到微基站的切换。

当用户由宏基站向微基站移动时，本实施例通过活跃区域和预测估计的方式改善切换系能，降低切换时延对系统的影响，并且可以有效的防止频繁不必要的切换，以避免无线资源的浪费，提高资源利用率。

图2为本发明实施例提供的一种宏基站向微基站切换的流程图。如图2所示，其主要包括如下步骤：

步骤21：宏基站给UE配置初始化信息。

在UE移动的过程中，宏基站将UE附近微基站的部署情况配置给UE。其中，微基站的部署可以分为两大类：一是在热点小区；二是在宏基站边缘或者覆盖盲区。在此基础上，可以确定有效切换阈值（EHT）的大小。具体的：当所述微基站部署在热点小区时，所述EHT值由RSRP值的门限值确定；当所述微基站部署在宏基站边缘或者覆盖盲区时，所述EHT值为宏基站覆盖下的最小参考信号接收功率值（RSRP）。

示例性的，当UE移动到热点小区附近时，通过设定一个门限值（例如，-5db），这个门限值对应RSRP等于-5db的时候，保证宏基站到微基站的切换中在该点完成，否则UE在宏基站的信号质量将继续恶化，导致无线链路连接失败RLF。当UE移动到宏基站边缘或者覆盖盲区时，取宏基站覆盖下最小的RSRP值，使得尽可能在靠近微基站的区域执行切换，节省系统的功率资源。

然后，可以通过确定切换活跃阈值HAT来界定切换活跃区域HAA（Handover ActiveArea）的覆盖范围，从而可以正确区分活跃区域中用户的有效切换和非活跃区域中用户的无效切换。其中，HAT=EHT+AH，式中AH（Activation Hysteresis）表示活跃指数，由它来决定切换活跃区域的大小。EHT和AH等参数的取值都是在无线网络层规划时通过网络上层计算、测量确定的，并且通告给用户。其中，EHT值与微基站的部署类型相关，所述AH指数与小区环境和UE的速率相关。

步骤22：UE搜索信号，并实时监测。

UE不断地监测当前服务宏基站和周边微基站的RSRP值，并对其进行排队和切换模式的判决，确定用户是否从宏基站向微基站切换。

步骤23：UE进行切换类型判决。

若确定用户是从宏基站向微基站切换，则执行步骤24；否则，执行步骤22。

步骤24：对UE是否进入活跃区域判决。

通过比较宏基站的RSRP值与HAT值的大小，对用户是否进入宏基站的HAA区域进行判决，具体的：若宏基站的RSRP值小于或者等于HAT值，则确定UE进入宏基站的HAA区域，执行步骤25；否则，执行步骤22。

步骤25：UE进行预触发处理，确定触发切换点。

通过对切换时延的预触发处理（即预测估计宏基站和微基站的RSRP变化）来确定切换触发阈值（HTT），保证在有效切换点EHT完成切换，减小切换时延对算法性能造成的影响。其中，定义HTT=EHT+PP，式中的PP(Pre-trigger Predictor)表示预触发预测值。

PP值的计算是通过终端持续的对宏基站和微基站的RSRP值进行测量，估算出RSRP的变化速度，这样在已知切换延迟时间后就可以对PP值进行估算。其表达式为：PP＝AR·τ，其中，切换延迟时间τ是通过基站周期性的测量并通过通告给UE，AR（Alteration Rate）值来表征宏基站和微基站的RSRP值的变化速度之和。为避免不必要的频繁切换，可以采用周期性的平均测量进行估算。

步骤26：再次对UE是否进入活跃区域判决。

再次比较宏基站的RSRP值和切换活跃阈值HAT的大小，对用户是否始终在宏基站的HAA区域进行判决。如果宏基站的RSRP值小于或者等于HAT值，就确定其始终在宏基站的HAA区域，执行步骤27；否则，执行步骤22。

步骤27：对UE是否满足触发切换条件判决。

通过比较宏基站的RSRP值和HTT值的大小，即比较宏基站RSRP值与PP之间的差值和EHT值的大小，从而对切换进行判决触发执行。如果宏基站RSRP值与PP之间的差值小于或等于EHT值，就执行步骤28；否则，执行步骤25。

步骤28：执行切换。

执行UE从宏基站向微基站的切换过程。

2、微基站到宏基站的切换。

微基站到宏基站的切换采用了非对称的简化处理，是直接基于HAT值进行判决触发完成切换，从而减少了切换开销和降低了算法的复杂度。当用户从微基站向宏基站切换时（算法暂不涉及小基站之间的切换情况），考虑到用户可能会在宏基站的覆盖边缘区域附近或者大基站的阴影覆盖地区（如室内、高楼下等情况），这样可能会导致用户在宏基站与微基站之间的频繁切换，增加基站的负载。因此，本实施例中将微基站向宏基站切换触发阈值设定为大基站的活跃区域阈值HAT，这样用户从微基站向宏基站切换时就直接处于稳定的宏基站非活跃区域，能显著的减少不必要的切换和防止乒乓效应。

图3为本发明实施例二提供的一种微基站向宏基站切换的流程图。如图3所示，其主要包括如下步骤：

步骤31-步骤32的具体实现与上述步骤21-步骤22类似，故不再赘述。

步骤33、UE进行切换类型判决。

若确定用户是从微基站向宏基站切换，则执行步骤34；否则，执行步骤32。

步骤34：对UE是否满足触发切换条件判决。

通过比较宏基站的RSRP值和HAT值的大小，对用户是否进入到宏基站的非活跃区域进行判决。如果宏基站的RSRP值大于或者等于HAT值，就确定其进入宏基站的非切换活跃区域，执行步骤35；否则，执行步骤32。

步骤35：执行切换。

执行UE从微基站向宏基站的切换过程。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种异构蜂窝网下的切换方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定是否从宏基站向微基站切换具体包括：

再通过预测估计宏基站和微基站的RSRP变化来确定切换触发阈值HTT，并根据宏基站的RSRP值与HTT值之间的大小，确定是否从宏基站向该微基站切换。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

当确定HTT值后，再次比较宏基站的RSRP值与HAT值的大小；其中，所述HTT=EHT+PP；所述PP值为根据宏基站的RSRP值计算获得的预触发预测值；

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述PP值的计算方法为：

PP＝AR·τ；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述AR值的计算方法为：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据宏基站发送的有效切换阈值EHT及活跃指数AH计算切换活跃阈值HAT包括：

HAT=EHT+AH。