CN107852631A - Lte系统的测量增强 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有智能测量的移动性管理方法。本发明解决RRM测量及移动性控制程序的修改以改进配置较长连接模式DRX周期的UE的移动性能。由于在运用扩展DRX周期时减少的测量次数将导致差的移动性能，一种解决方法是动态调整测量间隔以及时触发测量报告。

Description

LTE系统的测量增强
相关申请的交叉引用
本申请的权利要求要求2015年7月20日递交的申请号为62/194,363标题为“Measurement Enhancements for LTE Systems”的美国临时申请案的优先权。在此合并参考上述美国临时申请案的全部内容。
技术领域
本发明有关于无线通信系统，更具体地，有关于长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统的用户装置测量和移动性控制程序。
背景技术
LTE系统提供高峰值数据速率、低延迟、改进的系统容量以及由于简单的网络结构而产生的低运行成本。且LTE系统也提供与旧的无线网络(例如GSM、)的无缝融合。需要考虑增强LTE系统以使其可以满足或超出IMA先进第四代(4G)标准。其中一个关键的增进是支持高达100MHz的带宽和与现存无线网络系统后向兼容。在LTE/LTE-A系统中，演进陆地无线电存取网络(E-UTRAN)包括与多个移动站(称为用户装置(UE))通信的多个演进节点B(eNB)。
通常，每个UE需要周期性测量服务小区和相邻小区的接收信号质量，并报告测量结果给其服务eNB以用于潜在切换或小区重选。测量可能耗尽UE电池电力。为了保持UE电池低消耗，UE需要在睡眠和唤醒状态间切换(toggle)。较优情况下应该是连接模式中的UE可运用与闲置模式中类似的睡眠/唤醒性能，具有与闲置模式中类似的电池消耗。为节省电力，非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)需要用于连接模式中，具有短唤醒时间和长睡眠周期。通过DRX扩展，UE配置具有较长的连接模式DRX周期。
尽管DRX扩展具有省电的优势，它的一个主要缺陷在于切换性能衰退。当前网络控制切换程序的性能同时基于源小区和目标小区的信令，且依赖于及时在最佳时刻触发切换程序，这又依赖于例如UE速度、无线电调度(deployment)以及DRX周期。更具体地，当运用DRX时，仅在DRX开启(ON)期间执行无线电资源管理(radio resource management,RRM)测量，且较长的DRX周期导致稀少的测量。当切换触发太晚时，无线电链路质量会在切换完成之前衰退至成功传输的最低需求以下，这可能导致无线电链路切换失败(handoverfailure,HoF)。因此，高连接失败率(无线电链路失败(radio link failure(RLF)或切换失败(HoF))将会成为许多UE运用扩展DRX周期的网络中的常规情况。
由于在运用扩展DRX周期时减少的测量次数将导致差的移动性能，因此需要寻求动态调整测量间隔的解决方法以及时触发测量报告。此外，对于移动的UE，当配置较长的DRX周期时，也将发现较高的切换失败率。为了增进移动鲁棒性，需要更智能的测量程序以在需要时运用更频繁的的测量。如果恰当地设计智能的测量程序，则UE可检测即将产生的连接问题并及时执行相应的切换程序。
发明内容
本发明提供具有智能测量的移动性管理方法。本发明解决RRM测量及移动性控制程序的修改以改进配置较长连接模式DRX周期的UE的移动性能。由于在运用扩展DRX周期时减少的测量次数将导致差的移动性能，一种解决方法是动态调整测量间隔以及时触发测量报告。
在一个实施例中，UE在无线通信系统中接收扩展DRX配置。UE确定是否满足触发条件以用于执行UE测量。该触发条件相应于无线电链路失败或切换概率。如果不满足该触发条件，该UE执行具有第一测量间隔(例如，等于扩展DRX周期)的RRM测量。如果满足该触发条件，UE调整至第二测量间隔(例如，等于当不运用DRX配置时的间隔)。
下面将详细描述其他实施例和优势。本发明内容并不意在限制本发明。本发明由权利要求限定。
附图说明
附图中相同的标号指示相同的元件，用于说明本发明。
图1为根据本发明一个方面LTE网络中运用DRX配置的UE的具有智能配置的移动管理示意图。
图2为根据一个方面具有智能测量用于移动管理的UE的简化模块示意图。
图3为根据一个方面具有智能测量的用于移动管理的UE与网络之间消息流的示意图。
图4为对应用于切换触发的时间的早期测量的第一实施例。
图5为具有多个阈值的智能测量第第二实施例。
图6为根据本发明一个方面LTE网络中具有智能测量的移动管理方法的流程图。
具体实施方式
下面将具体参考本发明的一些实施例，其示例在后续附图中显示。
图1为根据本发明一个方面LTE/LTE-A网络100中运用DRX配置的UE的具有智能配置的移动管理示意图。在LTE/LTE-A系统中，E-UTRAN包括多个eNB,与多个移动站(称为UE)进行通信。通常，每个UE需要周期性测量服务小区和相邻小区的接收信号质量，并报告测量结果给其服务eNB以用于潜在切换或小区重选。测量可能耗尽UE电池电力。为了保持UE电池低消耗，UE需要在睡眠和唤醒状态间切换(toggle)。较优情况下应该是连接模式中的UE可运用与闲置模式中类似的睡眠/唤醒性能，具有与闲置模式中类似的电池消耗。为节省电力，非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)需要用于连接模式中，具有短唤醒时间和长睡眠周期。通过DRX扩展，UE配置具有较长的连接模式DRX周期。
在图1的示例中，UE1配置有通常DRX周期#1(达到2.56秒)。每个DRX周期包括DRXON周期和DRX OFF周期。没有DRX配置，UE1通常配置默认测量间隔以执行RRM测量。当运用DRX时，UE1仅在DRX ON期间内执行RRM测量。在时间t1，UE1执行一次测量。由于服务小区非常强，不会触发测量事件以用于测量报告。在时间t2，UE1再次执行一次测量。由于服务小区在变弱，且目标小区在变强，某个测量事件将被触发以用于测量报告。因此，UE1在时间t3执行从服务小区到目标小区的切换。
另一方面，UE2配置有具有DRX扩展的较长DRX周期#2(达到通常DRX周期四倍时间4*2.56＝10.24秒)。例如，DRX周期#2为DRX周期#1的两倍长度。当运用DRX时，UE2仅在DRXON期间内执行RRM测量。在时间t1，UE2执行一次测量。由于服务小区非常强，不会触发测量事件以用于测量报告。在时间t2，UE2在DRX OFF期间内不执行任何测量。在下一次DRX ON的时间t4，UE2再次执行一次测量。由于服务小区严重弱于目标小区，某个测量事件将被触发以用于测量报告。因此，在时间t5网络命令UE1切换至目标小区。因此，在时间t5的切换触发太晚，且无线电链路质量会在切换完成之前衰退至成功传输的最低需求以下，导致无线电链路切换失败(handover failure,HoF)。
根据一个新颖的方面，本发明提出具有智能测量的移动性管理方法。本发明解决对RRM测量及移动性控制程序的修改以改进配置较长连接模式DRX周期的UE的移动性能。该方法解决以下问题：1)应该在什么条件下触发智能测量？2)应该如何执行智能测量？以及3)用于智能测量配置的的附加UE辅助信息。如图1所示，UE2配置具有扩展DRX并面临差的移动性。由于在运用扩展DRX周期时减少的测量次数将导致差的移动性能，一种解决方法是动态调整测量间隔以及时触发测量报告。例如，当满足触发标准，指示切换触发的机会高或者UE容易切换失败时，则在时间t2执行附加测量。因此，可在RLF/HOF发生之前，在时间t3及时触发切换以改进移动性能。
图2为根据一个方面具有智能测量用于移动管理的UE 201的简化模块示意图。UE201具有存储器202、处理器203以及射频收发器模块206。RF收发器204耦接于天线205，从天线207接收RF信号，将其转换为基带信号，并发送至处理器203。RF收发器204也从处理器203接收基带信号，将其转换为RF信号并发出至天线205。处理器203处理接收的基带信号并触发不同功能模块执行UE201中的特征。存储器202存储数据和程序指令210以供处理器执行以控制UE201的操作。适合的处理器包括，例如，专用目的处理器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、多个未处理器、相应于DSP核的一或多个微处理器、控制器、微控制器、应用程序专用集成电路(ASIC)、场程序门阵列(FPGA)电路以及其他类型的集成电路及/或状态机。可使用相应于软件的处理器以实现和配置UE201的特征。
根据本发明的多个实施例，UE201也可包括执行不同任务的多个功能模块和电路。功能模块和电路可以硬件、固件、软件及上述组合来实现和配置。测量配置模块206从网络接收测量并报告配置，并配置其测量间隔并相应地报告标准。测量和报告模块207执行对服务和相邻小区的L1/L2RRM测量和L3过滤以用于参考信号接收功率及/或参考信号接收质量(RSRP/RSRQ)，且然后确定是否触发任何测量事件以用于测量报告。如果是，则UE201开启时间触发(time-to-trigger)计时器并在TTT计时器到期时报告测量结果至网络。DRX模块208配置UE201用于具有从网络接收的对应DRX参数的DRX操作。每个DRX周期包括交替的DRX ON期间和DRX OFF期间。相关的DRX参数包括drx-非活动-计时器、短DRX-周期、drx短周期计时器、长DRX-周期开始偏查、开启持续计时器、HARQ RTT计时器、drx-重传计时器。对于扩展的DRX配置，UE201可配置具有更长的DRX周期以进一步减少功率消耗。如果配置DRX，该测量间隔可与DRX周期相同，即在每个DRX ON期间内执行测量。切换模块209从网络接收切换命令并执行切换程序以将UE201从服务小区切换至目标小区。
在LTE系统中，RRC连接重配置消息用于配置UE测量报告。例如，LTE测量事件A1、A2、A3、A4及A5基于服务小区相对于相邻小区的RSRP或RSRQ测量。当服务小区变得比阈值好时，触发LTE事件A1。当服务小区变得比阈值差时，触发LTE事件A2。当相邻小区变得优于服务小区一个偏差时，触发LTE事件A3。当相邻小区变得比阈值好时，触发LTE事件A4。当服务小区变得比第一阈值差而相邻小区变得比第二阈值差时，触发LTE事件A5。由于在运用扩展DRX周期时减少的测量次数将导致差的移动性能，一种解决方法是动态调整测量间隔以及时触发测量报告。在配置智能测量时，当切换触发的机会高或者UE容易切换失败时，执行附加测量。
图3为根据一个方面具有智能测量的用于移动管理的UE与网络之间消息流的示意图。在步骤311中，用户装置UE301从服务基站eNB 302接收扩展DRX配置。该扩展DRX配置配置UE301较长的DRX周期(例如，达到10.24秒)。当配置DRX时，在通常情形下，UE301在每个DRX ON期间仅执行一次RRM测量以节省电力。在步骤312中，UE301基于一列触发标准确定是否触发智能测量。如果其中一个触发标准得到满足，则在步骤313中，UE301对服务小区和相邻小区(例如由目标基站eNB 303服务的目标小区)执行附加测量(例如，在DRX OFF期间)。在步骤314中，UE301确定是否触发测量报告事件。如果触发其中一个测量报告事件(例如，测量报告事件A1至A5)，则在步骤315中，UE 301发送测量报告至服务eNB 302。基于测量报告，源eNB302发起与目标eNB303的切换程序。在步骤316中，eNB 302发送切换请求至eNB303。在步骤317中，eNB303发送切换响应回至eNB 302。在步骤318中，UE301从源eNB302接收RRC连接重配置消息(包括移动控制信息)并切换至目标eNB303。
通常测量需求假设UE每个DRX周期执行一次测量(在DRX ON期间)。通过智能测量，可触发附加测量和测量报告，且目标为当配置较长DRX周期时，及时具有质量测量报告以触发成功的切换。在一个先进的方面，对于较短的DRX周期，网络并不需要重配置UE，而在切换可能性高或UE容易RLF或HOF时，仍然可及时接受质量测量报告。请注意，通过附加测量，UE可能消耗更多电路，然而，在必要时(例如当满足额外条件时)仅触发智能测量。总体而言，在具有较长DRX周期的DRX扩展情形下的智能测量方法可改进移动性能与在具有较短DRX周期的DRX配置的普通测量相比具有更多灵活性和省电。
用于附加测量的智能测量触发标准可报考下列标准的一个或一个子集。首先，来自服务小区的较低的无线电信号强度。在此情形中，UE需要更频繁的测量来找到用于切换的适合目标。定义新阈值来指示较低信号强度。阈值可为绝对值(即低于某个值以下的信号强度)或相对值(即，比较服务和相邻小区)。第二，当当前评价计时器(例如TTT、小区重新迟滞时间(treselection))正在运行。为具有良好质量测量以触发切换或避免乒乓效应，附加测量有利于UE估计是否在计时器到期前触发标准仍然有效。第三，在用户平面活动期间。在传输干扰的代价下，可由RRC重建立来恢复切换失败。然而，通过活动数据传输，UE对干扰更敏感。因此，在UP活动期间将触发附加测量。请注意，对于UE请求测量间隔(例如频率间测量)，附加测量可能影响数据吞吐量，但是如果正确配置智能测量，这个影响应该小于由于重建链接的干扰。此外，这些UE课考虑自发间隔行为以执行附加测量。第四，当UE处于相较于普通状态的后台(background)状态时。当进行的流量仅为后台流量时，不需要进行附加测量(更多功耗)。这是因为用户不清楚干扰。此外，如果仅后台流量在进行中，有可能扩展测量周期(或减少测量频率)。
图4为对应用于切换触发的时间的早期测量的第一实施例。在此实施例中，引入早期测量事件，对应用于延迟切换触发。例如，事件A3e类似于事件A3，事件A3e定义为相邻小区RSRP偏移优于服务RSRP，其中，该用于A3e事件的偏移小于由于原A3事件的偏移。如果用于A3事件的偏移为3dB,则用于A3e事件的偏移可为2dB。假设正常测量周期为1280ms(例如与DRX周期长度相同)。当在时间t1满足此早期事件的条件时，UE将减少测量间隔至非DRX模式的的时间间隔(例如，40ms)，且在时间t2,t3,t4等时间执行附加测量，而不是开始A3事件的TTT计时器。在一个示例中，在时间t4,UE检测到测量报告事件被触发且及时发出测量报告至网络，这将切换UE至目标小区以避免潜在RLF/HOF。
在事件A3e触发后的测量中，可能用于A3e的情况不再得到满足。这可能是对源eNB的改进增益导致的，或者简单的由于无线信道的随时间变化的衰退特性。为确定是否保持更频繁的测量，引入参数NA3e，且如果在NA3e连续测量中不满足用于事件A3的情况，UE切换回正常测量周期。请注意，如果用于时间A3的情况在任何测量中得到满足，则开启TTT计时器且UE行为遵循传统切换程序。
图5为具有多个阈值的智能测量第第二实施例。在此实施例中，测量间隔的长度是可变的，且基于测量的信号强度进行调整。将多个阈值引入RRM测量，以对应不同测量间隔。假设DRX周期和非DRX模式测量间隔分别为1280ms和40ms，示例操作如下。对应五种条件，配置五个阈值。以A3/A3e事件为例，第一种条件为偏移＝1dB,第二种条件为偏移＝1.5dB,第三种条件为偏移＝2dB,第四种条件为偏移＝2dB,且第五种条件为偏移＝3dB。在DRX模式下，UE开始以1280ms为测量间隔，且每个条件的实现减半测量间隔。通过上述设置，当满足第一条件时，测量间隔变为640ms,且当满足第五条件时，测量间隔进一步被缩短为40ms。在一个示例中，在时间t1,当满足第一条件时，测量时间段1＝640ms。在时间t2,当满足第二条件时，测量时间段2＝320ms。在时间t3，UE检测到测量报告事件被触发且及时发出测量报告至网络，将UE切换至目标小区以避免潜在RLF/HOF。
尽管此动态调整相较于前面的图4更加复杂，但提供了更好的灵活性。由于UE逐渐缩短测量间隔(而非运用一开始即40ms的最短测量间隔)，第一阈值可设置为比用于具有固定间隔的附加测量的阈值更宽松，而不增加测量的功耗。换言之，UE可更早开始预警。
类似于第一实施例，可考虑后期测量结果不满足附加测量的情况。当次发生时，选择测量间隔以使对应阈值可满足当前测量结果。如果这些阈值都不满足，则加倍测量间隔。最终，如果在NA3e个连续测量中没有智能测量阈值满足，将测量间隔条调回至原始值1280ms。
上述讨论关注移动性能的更频繁测量。实际上，提出的智能测量也包括减少测量以实现省电目的。当与服务小区的链接总是处于良好状况(例如静止的UE)可配置比DRX周期更长的测量间隔。请注意，测量事件A3用作一个示例，也可使用其他测量事件和标准用于在智能测量中调整测量间隔。
尽管UE自身可配置智能测量参数，eNB可请求UE反馈辅助信息并配置用于该用户装置的智能测量参数。参考回图3，在步骤321中，UE 301发送辅助信息至eNB 302。在步骤322中，eNB 302提供智能测量配置参数至UE 301(例如，触发标准和情况，测量间隔)。辅助信息包括下列参数的一个或一个子集:1)省电偏好指示：对于指示低电力消耗的偏好的UE，eNB可配置更高阈值或更长间隔以用于智能测量。2)移动性：对于高移动性UE，偏好更快的触发和更短的测量间隔。相反地，对于具有低移动性的UE，配置更高的触发阈值和相对长的测量间隔。对于静止UE，eNB设置可配置智能测量具有长于DRX周期的间隔。3)流量类型：切换失败的重要问题是由于服务连接重建导致的增加的干扰时间。对于具有低延迟容忍的流量，应配置更激进的动态测量以避免切换失败。相反，后台流量通常具有更高的延迟容忍，且因此可应用更长的测量间隔。4)其他信息：包括当前测量周期、切换成功/失败历史等等。请注意，当在活动时间外执行测量时，由于不可能使eNB调度UE，因此不需要UE执行数据接收(即，读取PDCCH)。
图6为根据本发明一个方面LTE网络中具有智能测量的移动管理方法的流程图。在步骤601中，UE在无线通信网络中接收扩展DRX配置。在步骤602中，UE确定是否满足触发条件以用于执行用户测量，其中，该触发条件相应于无线电链路失败或切换概率。在步骤603中，如果不满足该触发条件，执行具有较长测量间隔(例如，等于扩展的DRX周期)的RRM测量。在步骤604中，如果满足该触发条件，调整至较短的测量间隔(例如，等于当不应用DRX配置的周期)。
本发明虽为说明目的以某些特定实施例揭露如上，然而本发明并不限于此。相应地，在不脱离本发明范围的前提下，当可对所描述实施例做些许的改动与修饰，以及各个特征的组合。因此，本发明的保护范围以权利要求为准。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由用户装置在无线通信系统中接收扩展非连续接收配置；
确定是否满足执行用户测量的触发条件，其中，该触发条件相应于无线电链路失败或切换概率；
如果不满足该触发条件，执行具有第一测量间隔的无线电资源管理测量；以及
如果满足该触发条件，调整为第二测量间隔。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果不满足该触发条件，该用户装置仅在非连续接收开启期间执行测量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，如果满足该触发条件，该用户装置在非连续接收关闭期间执行附加测量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果来自服务小区的无线电信号强度低于第一阈值或者如果来自目标小区的无线电信号强度高于第二阈值，则满足该触发条件。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该用户装置基于该无线电信号强度的先前测量结果调整该测量间隔。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对应多个无线电信号强度阈值运用多个测量间隔。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当当前评价计时器正在运行且仍然满足该触发条件时，该用户装置继续运用该较短的测量间隔。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法更包括：
确定该用户装置处于普通状态还是后台状态，其中，如果该用户装置处于该后台状态则不满足该触发条件。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法更包括：
传输用户装置辅助信息至服务基站；以及
从该服务基站接收信息以用于确定响应于该用户装置辅助信息的该触发条件和该调整的测量间隔。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该用户装置辅助信息包括用户装置省电偏好、用户装置移动性信息以及用户装置流量类型的其中至少一个。
11.一种用户装置，包括：
射频接收器，用于由用户装置在无线通信系统中接收扩展非连续接收配置；
测量配置电路，用于确定是否满足执行用户测量的触发条件，其中，该触发条件相应于无线电链路失败或切换概率；以及
测量电路，如果不满足该触发条件，该测量电路执行具有第一测量间隔的无线电资源管理测量；且其中，如果满足该触发条件，该用户装置调整为第二测量间隔。
12.如权利要求11所述的用户装置，其特征在于，如果不满足该触发条件，该用户装置仅在非连续接收开启期间执行测量。
13.如权利要求12所述的用户装置，其特征在于，如果满足该触发条件，该用户装置在非连续接收关闭期间执行附加测量。
14.如权利要求11所述的用户装置，其特征在于，如果来自服务小区的无线电信号强度低于第一阈值或者如果来自目标小区的无线电信号强度高于第二阈值，则满足该触发条件。
15.如权利要求14所述的用户装置，其特征在于，该用户装置基于该无线电信号强度的先前测量结果调整该测量间隔。
16.如权利要求14所述的用户装置，其特征在于，多个测量间隔被运用以对应多个无线电信号强度阈值。
17.如权利要求11所述的用户装置，其特征在于，当当前评价计时器正在运行且仍然满足该触发条件时，该用户装置继续运用该较短的测量间隔。
18.如权利要求11所述的用户装置，其特征在于，更包括：
该用户装置被确定处于普通状态还是后台状态，其中，如果该用户装置处于该后台状态则不满足该触发条件。
19.如权利要求11所述的用户装置，其特征在于，该用户装置更包括：
传输器，用于传输用户装置辅助信息至服务基站；其中该用户装置从该服务基站接收信息以用于确定响应于该用户装置辅助信息的该触发条件和该调整的测量间隔。
20.如权利要求19所述的用户装置，其特征在于，该用户装置辅助信息包括用户装置省电偏好、用户装置移动性信息以及用户装置流量类型的其中至少一个。
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