CN103997764A - 一种基于类正态分布的td-lte小区重选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，定义TD-LTE小区负载，建立类正态分布模型；设定重选触发值θ_c；设定重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)，将源小区A的若干个邻区负载进行升序排列；判断若干个邻区的过载程度，最后对源小区A根据重选阈值依次进行重选，若邻区为非过载小区，且重选后邻区也不过载，则直接发起重选过程。基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法可以使用户可以从话务量高、负载大的小区重选至话务量低、负载小的邻区，从而使三个系统组成的立体网络更能够有机协同，提升客户满意度。

Description

一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法

技术领域

本发明涉及一种TD-LTE小区重选的方法，尤其是一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法。 

背景技术

TD-LTE通过采用OFDM、SC-FDMA和MIMO等多种关键技术可以显著降低用户平面和控制平面的时延，实现比目前2/3G系统更快的数据速率、提供更高的小区吞吐量。在工信部已经明确2.6GHz共190MHz频谱后，将会进一步得到快速部署。但在建网过程中，如何平衡与现有TD-SCDMA、GSM等2/3G网络的互操作，实现网络协同，是一个值得研究和探讨的话题。此外，目前的研究也没有一种针对实际组网的质量、参数优化的TD-LTE重选方法。 

中国专利公开号CN103415050A，公开日2013年11月27日，名称为“TD-SCDMA与TD-LTE之间小区乒乓重选的处理方法及装置”的发明专利中公开了一种TD-SCDMA与TD-LTE之间小区乒乓重选的处理方法，其特征在于，包括：当移动管理实体MME检测到用户设备UE从其所注册的TD-SCDMA网络重选回TD-LTE网络时，向服务支持节点SGSN发送上下文请求消息；所述移动管理实体MME接收到所述服务支持节点SGSN针对所述上下文请求消息返回的上下文响应消息；当所述移动管理实体MME依据所述上下文响应消息在本地资源中查找到所述用户设备UE对应的上下文信息及承载信息时，向服务网关SGW发送请求删除所述上下文信息及承载信息的会话删除请求消息；当所述移动管理实体MME接收到所述服务网关SGW针对所述会话删除请求消息返回同意删除所述上下文信息及承载信息的会话删除响应消息时，删除本地资源 中所述用户设备UE对应的上下文信息及承载信息；所述移动管理实体MME保存所述上下文响应消息后，向所述服务支持节点SGSN返回上下文确认消息。不足之处在于，该方法重选的过程较为复杂，且当网络较为繁忙时不能智能切换到空闲的网络。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中缺少TD-LTE网络向其他网络智能切换的方法的缺陷，提供一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，通过该方法用户可以从话务量高、负载大的小区重选至话务量低、负载小的邻区。 

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现： 

一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，小区包括源小区A和若干个邻区，包括以下步骤： 

步骤1，定义TD-LTE小区负载以TD-LTE小区c中PRB_ct的利用率来表示，PRB_ct的利用率为其中u∈c表示小区c中用户数，RS_u表示用户u申请的业务速率，PR_u表示用户u的每个资源块可以提供的速率，PRB_ct表示小区c中总的物理资源块； 

步骤2，建立类正态分布模型，得到类正态分布曲线 

$\mathrm{\θ}\left(x\right)=e^{\frac{-{(x-1)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}},x\∈\left(\mathrm{0,1}\right),$

其中，σ值表示小区边缘区域与中心区域用户数量的比值； 

小区的重选原则在于将用户从话务量高、负载大的小区重选至话务量低、负载小的邻区，即当小区负载高时，重选概率上升，当小区负载接近1时，重选概率也接近1。相反，当小区负载很低，接近0时，重选概率也接近为0。 当小区负载介于0与1之间时，重选概率也介于0和1之间，类似于正态分布曲线但由于正态分布曲线最大值为而小区重选概率最大值为1，由此，对正态分布曲线进行变形，得到类正态分布曲线 

$\mathrm{\θ}\left(x\right)=e^{\frac{-{(x-1)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}},x\∈\left(\mathrm{0,1}\right).$

步骤3，设定重选触发值θ_c，对于源小区A，若θ(A)＞θ_c，则判断源小区需要进行重选过程，跳转至步骤4，若θ(A)≤θ_c，则判断源小区不需要进行重选过程； 

步骤4，设定重选阈值T_ci((i＝1，2，…，N)，将源小区A的若干个邻区负载进行升序排列，按由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，相应的重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)设定为对应的序号值； 

T_ci的计算方式如下：将源小区A的N个邻区的小区负载进行升序排列，得出不同的优先等级。越大，则该小区成为目标重选小区的概率也越低。按由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，相应的重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)设定为对应的序号值。 

步骤5，判断若干个邻区的过载程度，若邻区的θ(c)＞θ_c，则该邻区为过载小区，其余为非过载小区； 

步骤6，源小区A根据重选阈值依次进行重选，若邻区为非过载小区，且重选后邻区也不过载，则直接发起重选过程。 

作为一种优选方案，步骤5为判断若干个邻区的过载程度，若邻区的 则邻区为重过载小区，若且θ(c)＞θ_c，则该邻区为轻过载小区，其余为非过载小区； 

重选方法还包括步骤6，若重选后所有邻区均会发生过载，但存在轻过载的邻区，则源小区向该邻区发起重选，若邻区都发生重过载，则拒绝本次重选行为； 

步骤7，若源小区A重选后，源小区A仍然过载，则重复以上步骤4至步骤6。 

此方法可以在所有小区都在重过载的情况下，重过载小区的用户重选至轻过载小区，减轻了重过载小区的压力。 

作为一种优选方案，小区重选的过程包括TD-LTE小区向2/3G小区的重选，2/3G小区包括GSM小区和TD-SCDMA小区。 

对于TD-LTE向2/3G的重选，存在TD-LTE高优先级、2/3G低优先级的重选，和TD-LTE低优先级、2/3G高优先级的重选两种情况。 

1)TD-LTE高优先级、2/3G低优先级的重选 

第一步：根据重选参数，当TD-LTE服务小区的电平值Srxley≤Prioritysearch_TDL时，终端启动对2/3G邻区的测量； 

第二步：按上所述，将这些邻区按小区负载由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，并确定相应的小区重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第三步：根据TD-LTE向2G或3G重选的优先级，其服务小区在Treselection_TDS或Treselection_GSM时间内需要满足 

Srxlev＜Threshx_high_TDL。相应地，找出低优先级3G或2G邻区在Treselection_TDS或Treselection_GSM时间内都满足Srxlev＞Threshx_low_TDS+T_ci(i＝1，2，…，N)或Srxlev＞Threshx_low_GSM+T_ci(i＝1，2，…，N)的小区。 

第四步：如果以上小区不止一个，则可以将TD-LTE重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

需要说明的是，服务及邻小区的Srxlev＝Qrxlevmeas-Qrxlevmin-max(P，P-MAX.O)。其中，Qrxlevmeas表示小区RSCP测量值，Qrxlevmin表示小区的最小接收电平，P为终端实际最大发射功率，P_MAX为终端允许的最大发射功率。Prioritysearch_TDL表示TD-LTE启动测量的门限，Treselection_TDS表示TD-SCDMA重选迟滞时间，Treselection_GSM表示GSM重选迟滞时间，Threshx_high_TDL表示TD-LTE高优先级系统判决门限，Threshx_low_TDS表示TD-SCDMA低优先级系统判决门限，Threshx_low_GSM表示GSM低优先级系统判决门限。 

2)TD-LTE低优先级、2/3G高优先级的重选 

类似地，若高优先级的3G或2G邻区在Treselection_TDS或Treselection_GSM时间内均满足：Srxlev＞Threshx_high_TDS+T_ci(i＝12，…N)或Srxlev＞Threshx_high_GSM+T_ci(i＝1，2，…N) 

则TD-LTE重选至满足要求的任何一个小区。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

需要说明的是，Threshx_high_TDS表示TD-SCDMA高优先级系统判决门限，Threshx_high_GSM表示GSM高优先级系统判决门限。 

作为一种优选方案，TD-LTE小区向2/3G小区的重选包括TD-LTE高优先级、2/3G低优先级的重选和TD-LTE低优先级、2/3G高优先级的重选。 

作为一种优选方案，TD-LTE小区向GSM小区的重选包括TD-SCDMA高优先级、TD-LTE低优先级的重选和TD-SCDMA低优先级、TD-LTE高优 先级的重选。 

1)GSM高优先级、TD-LTE低优先级的重选 

第一步：当GSM服务小区的电平值Srxlev≤Prioritysearch_GSM时，终端启动对TD-LTE邻区的测量； 

第二步：按上所述，将这些邻区按小区负载由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，并确定相应的小区重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第三步：如果GSM服务小区在Treselection_TDL时间内均满足Srxlev＜Threshx_high_GSM，则找出低优先级TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内都满足以下条件的小区Srxlev＞Threshx_low_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第四步：如果以上小区不止一个，则可以将GSM重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

需要说明的是，Prioritysearch_GSM表示GSM的启动测量门限。 

2)GSM低优先级、TD-LTE高优先级的重选 

类似地，若高优先级的TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内均满足： 

Srxlev＞Threshx_high_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N，则GSM重选至满足要求的任何一个小区。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

作为一种优选方案，TD-LTE小区向TD-SCDMA小区的重选包括TD—SCDMA高优先级、TD-LTE低优先级的重选和TD-SCDMA低优先级、TD-LTE高优先级的重选。。 

1)TD-SCDMA高优先级、TD-LTE低优先级的重选 

第一步：当TD-SCDMA服务小区的电平值Srxlev≤Prioritysearch_TDS时，终 端启动对TD-LTE邻区的测量； 

第二步：按上所述，将这些邻区按小区负载由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，并确定相应的小区重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第三步：如果TD-SCDMA服务小区在Treselection_TDL时间内均满足Srxlev＜Thyeshx_highh_TDS，则找出低优先级TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内都满足以下条件的小区Srxlev＞Threshx_low_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第四步：如果以上小区不止一个，则可以将TD-SCDMA重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

需要说明的是，Prioritysearch_TDS表示TD-SCDMA的启动测量门限。 

2)TD-SCDMA低优先级、TD-LTE高优先级的重选 

类似地，若高优先级的TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内均满足Srxlev＞Threshx_high_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N)，则TD-SCDMA重选至满足要求的任何一个小区。优先地，可以重选至Tci最小的那个小区。 

本发明的有益效果是，基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法可以使用户可以从话务量高、负载大的小区重选至话务量低、负载小的邻区，从而使三个系统组成的立体网络更能够有机协同，提升客户满意度。 

附图说明

图1是本发明的一种流程图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。 

实施例1：一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，小区包括源小区A和若干个邻区，其流程图如图1所示，包括以下步骤： 

步骤1，定义TD-LTE小区负载以TD-LTE小区c中PRB_ct的利用率来表示，PRB_ct的利用率为其中u∈c表示小区c中用户数，RS_u表示用户u申请的业务速率，PR_u表示用户u的每个资源块可以提供的速率，PRB_ct表示小区c中总的物理资源块； 

步骤2，建立类正态分布模型，得到类正态分布曲线 

$\mathrm{\θ}\left(x\right)=e^{\frac{-{(x-1)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}},x\∈\left(\mathrm{0,1}\right),$

其中，σ值表示小区边缘区域与中心区域用户数量的比值； 

小区的重选原则在于将用户从话务量高、负载大的小区重选至话务量低、负载小的邻区，即当小区负载高时，重选概率上升，当小区负载接近1时，重选概率也接近1。相反，当小区负载很低，接近0时，重选概率也接近为0。当小区负载介于0与1之间时，重选概率也介于0和1之间，类似于正态分布曲线但由于正态分布曲线最大值为而小区重选概率最大值为1，由此，对正态分布曲线进行变形，得到类正态分布曲线  $\mathrm{\θ}\left(x\right)=e^{\frac{-{(x-1)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}},x\∈\left(\mathrm{0,1}\right).$

步骤3，设定重选触发值θ_c，对于源小区A，若θ(A)＞θ_c，则判断源小区需要进行重选过程，跳转至步骤4，若θ(A)≤θ_c，则判断源小区不需要进行重选过程； 

步骤4，设定重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)，将源小区A的若干个邻区负载进行升序排列，按由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，相应的重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)设定为对应的序号值； 

T_ci的计算方式如下：将源小区A的N个邻区的小区负载进行升序排列，得出不同的优先等级。越大，则该小区成为目标重选小区的概率也越低。按由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，相应的重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)设定为对应的序号值。 

步骤5，判断若干个邻区的过载程度，若邻区的θ(c)＞θ_c，则该邻区为过载小区，其余为非过载小区； 

步骤6，源小区A根据重选阈值依次进行重选，若邻区为非过载小区，且重选后邻区也不过载，则直接发起重选过程。 

若邻区全部选完，且没有找到适合重选的邻区，则重选失败，重选结束。 

重选过程为TD-SCDMA高优先级、TD-LTE低优先级的重选，第一步：当TD-SCDMA服务小区的电平值Srxlev≤Prioritysearch_TDS时，终端启动对TD-LTE邻区的测量； 

第二步：按上所述，将这些邻区按小区负载由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，并确定相应的小区重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第三步：如果TD-SCDMA服务小区在Treselection_TDL时间内均满足Srxlev＜Threshx_high_TDS，则找出低优先级TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内都满足以下条件的小区Srxlev＞Threshx_low_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第四步：如果以上小区不止一个，则可以将TD-SCDMA重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

需要说明的是，Prioritysearch_TDS表示TD-SCDMA的启动测量门限。 

实施例2，一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其原理和实施方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤5为判断若干个邻区的过载程度，若邻区的则邻区为重过载小区，若且θ(c)＞θ_c，则该邻区为轻过载小区，其余为非过载小区； 

重选方法还包括步骤6，若重选后所有邻区均会发生过载，但存在轻过载的邻区，则源小区向该邻区发起重选，若邻区都发生重过载，则拒绝本次重选行为； 

步骤7，若源小区A重选后，源小区A仍然过载，则重复以上步骤4至步骤6。 

实施例3，一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其原理和实施方法与实施例1基本相同，不同之处在于重选过程为TD-SCDMA低优先级、TD-LTE高优先级的重选，若高优先级的TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内均满足Srxlev＞Threshx_high_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N，则TD-SCDMA重选至满足要求的任何一个小区。优先地，可以重选至Tci最小的那个小区。 

实施例4，一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其原理和实施方法与实施例1基本相同，不同之处在于重选过程为GSM高优先级、TD-LTE低优先级的重选，第一步：当GSM服务小区的电平值Stxlev≤Prioritysearch_GSM时，终端启动对TD-LTE邻区的测量； 

第二步按上所述，将这些邻区按小区负载由小到大的顺序排列成L₁，L₂…L_N，并确定相应的小区重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第三步：如果GSM服务小区在Treselection_TDL时间内均满足 Srxlev＜Threshx_high_GSM，则找出低优先级TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内都满足以下条件的小区Srxlev＞Threshx_low_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N)； 

第四步：如果以上小区不止一个，则可以将GSM重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

需要说明的是，Prioritysearch_GSM表示GSM的启动测量门限。 

实施例5，一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其原理和实施方法与实施例1基本相同，不同之处在于重选过程为GSM低优先级、TD-LTE高优先级的重选，若高优先级的TD-LTE邻区在Treselection_TDL时间内均满足：Srxlev＞Threshx_high_TDL+T_ci(i＝1，2，…，N)，则GSM重选至满足要求的任何一个小区。优先地，可以重选至T_ci最小的那个小区。 

Claims (6)

1.一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，小区包括源小区A和若干个邻区，其特征是，包括以下步骤： 

步骤1，定义TD-LTE小区负载以TD-LTE小区c中PRB_ct的利用率来表示，PRB_ct的利用率为其中u∈c表示小区c中用户数，RS_u表示用户u申请的业务速率，PR_u表示用户u的每个资源块可以提供的速率，PRB_ct表示小区c中总的物理资源块； 

步骤2，建立类正态分布模型，得到类正态分布曲线 

其中，σ值表示小区边缘区域与中心区域用户数量的比值； 

步骤3，设定重选触发值θ_c，对于源小区A，若θ(A)＞θ_c，则判断源小区需要进行重选过程，跳转至步骤4，若θ(A)≤θ_c，则判断源小区不需要进行重选过程； 

步骤4，设定重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)，将源小区A的若干个邻区负载进行升序排列，按由小到大的顺序排列成L₁，L₂…LN，相应的重选阈值T_ci(i＝1，2，…，N)设定为对应的序号值； 

步骤5，判断若干个邻区的过载程度，若邻区的θ(c)＞θ_c，则该邻区为过载小区，其余为非过载小区； 

步骤6，源小区A根据重选阈值依次进行重选，若邻区为非过载小区，且重选后邻区也不过载，则直接发起重选过程。 

2.根据权利要求1所述的一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其特征是，所述的步骤5为判断若干个邻区的过载程度，若邻区 的则邻区为重过载小区，若且θ(c)＞θ_c，则该邻区为轻过载小区，其余为非过载小区； 

重选方法还包括步骤6，若重选后所有邻区均会发生过载，但存在轻过载的邻区，则源小区向该邻区发起重选，若邻区都发生重过载，则拒绝本次重选行为； 

步骤7，若源小区A重选后，源小区A仍然过载，则重复以上步骤4至步骤6。 

3.根据权利要求1或2所述的一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其特征是，所述的小区重选的过程包括TD-LTE小区向2/3G小区的重选，2/3G小区包括GSM小区和TD-SCDMA小区。 

4.根据权利要求3所述的一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其特征是，所述的TD-LTE小区向2/3G小区的重选包括TD-LTE高优先级、2/3G低优先级的重选和TD-LTE低优先级、2/3G高优先级的重选。 

5.根据权利要求3所述的一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其特征是，所述的TD-LTE小区向GSM小区的重选包括TD—SCDMA高优先级、TD-LTE低优先级的重选和TD-SCDMA低优先级、TD-LTE高优先级的重选。 

6.根据权利要求3所述的一种基于类正态分布的TD-LTE小区重选方法，其特征是，所述的TD-LTE小区向TD-SCDMA小区的重选包括TD-SCDMA高优先级、TD-LTE低优先级的重选和TD-SCDMA低优先级、TD-LTE高优先级的重选。