CN111800817B

CN111800817B - 一种异频测量规划的实现系统、方法以及存储介质

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Publication number: CN111800817B
Application number: CN202010647096.6A
Authority: CN
Inventors: 段红光; 商亚新; 郑建宏; 罗一静
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2040-07-07
Also published as: CN111800817A

Abstract

本发明请求保护一种异频测量规划的实现系统、方法及存储介质，包括：测量配置模块，测量规划模块，测量执行模块和测量上报模块；测量配置模块与测量规划模块相连接，所述测量规划模块与测量执行模块相连接，所述测量执行模块给测量规划模块提供反馈，测量执行模块和测量上报模块相连接。针对目前移动终端在确定无线信道测量任务和测量时机的情况下，将测量任务均匀分配到不同测量时机存在的不合理性，提出一种根据测量结果修正分配使用测量时机的方法，对信道测量结果不准或是被测无线信道变化大的信道提供更多的测量时机，提供更多的测量样本，从而提高测量精度。

Description

一种异频测量规划的实现系统、方法以及存储介质

技术领域

本发明属于移动通信系统领域，涉及到移动终端实现技术，提出一种提高移动终端测量准确度的方法。

背景技术

移动通信领域中，终端测量准确度一直是难以解决的问题。移动终端测量准确度和测量算法，终端硬件(特别是射频电路)，以及测量样本数有很大关系。在测量过程中，如果测量算法和硬件已经确定，那么测量精度主要取决于测量样本数。

测量样本数是指终端在单位时间内获取测量信道的测量次数，测量样本数越丰富，表示移动终端获得信道信息越多，终端测量结果越接近真实的信号强度。但是终端为了节省终端成本和功耗考虑，基本都采用单射频方案进行设计，也就是终端在任何一个时刻只能对一个频点进行操作，导致了移动终端在一个时刻中不能同时对多个异频点进行测量。

终端测量分成两种模式，空闲模式测量和连接模式测量。其中空闲模式测量表示终端处于空闲状态，主要通过测量协助终端完成小区选择和重选过程。在空闲模式下，终端不需要专门配置测量间隙时间，在非任何寻呼时机时间都可以进行同频或是异频测量。连接模式测量表示终端处于连接模式(存在无线资源信令连接)，完成同频和异频测量，支持终端和网络完成切换任务。处于连接模式的终端，由于异频频点和服务小区频点不同，网络调度终端进行数据传输的时候，终端不能对异频频点进行测量，所以在配置异频测量的时候，网络还必须配置测量间隙，终端只能在测量间隙时间内才能完成对异频频点的测量。

无论是空闲模式还是连接模式，终端获得的测量样本数目都受到限制。在空闲模式下，如果不限制增加测量样本量，导致终端进入睡眠省电模式时间变短，势必带来终端功耗的增加。在连接模式下，增加测量样本量，只能通过增加测量时隙长度和测量密度，但是在测量间隙时间内，网络和终端之间不能进行上下行业务数据传输，这样直接影响了终端业务数据传输速率，影响用户体验。

所以无论是空闲模式还是连接模式，如何使用测量时机或是测量间隙都会影响到终端性能。

从无线信号传输理论，无线电波在空中传输存在衰落和多径效应，以及信号遮挡都会影响测量准确度。如果终端位置比较固定或移动速度较慢，那么终端对无线信道测量结果在一段时间内应该相对稳定，目前通信系统中无线信道测量通常使用多次测量值进行算数平均或是运行平均来表示实际的无线信道的信号强度，但是在实际终端测量中由于无线信道随机特性，以及受到其它信号的干扰，通常出现测量样本值波动比较大，导致了终端实际测量信号强度和实际相差很大。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种异频测量规划的实现系统、方法及存储介质。本发明的技术方案如下：

一种异频测量规划的实现系统，其包括：测量配置模块，测量规划模块，测量执行模块和测量上报模块；其中，

测量配置模块，用于终端收到网络的测量配置消息之后，完成从测量配置消息中分离出所有的无线信道测量任务、测量时机以及测量上报配置；

测量规划模块，用于将无线信道测量任务规划到测量时机中，形成测量规划列表；测量初期将测量任务均匀规划到测量时机中，然后计算每个测量结果的方差，在下一轮测量周期中，对最大方差的无线信道测量任务提供更多的测量时机；

测量执行模块，用于根据测量规划结果在指定时机到来，取出对应的测量任务，配置对应射频参数进行测量，并且对测量结果进行方差计算，最后将方差反馈到测量规划模块；

测量上报模块，用于根据网络测量配置消息指定的测量上报要求，对符合上报条件的测量结果上报给网络。

进一步的，所述异频测量规划的实现系统适用于5G移动终端进行异频异系统测量，此时分别为5G测量配置模块，5G测量规划模块，5G测量执行模块以及5G测量上报模块。

进一步的，在5G测量执行模块中，具体方差计算方法如下：

首先计算测量量的均值μ的方法如下：

其中M表示测量任务，MeasValue表示测量量的具体测量值；

计算测量量方差DV的方法如下：

则每个测量任务中测量量对应方差为：DV(1),DV(2),...,DV(N)。

进一步的，所述5G测量上报模块，根据测量周期的测量结果，根据网络配置上报条件，每次完成一个测量周期之后，检查是否达到测量上报的条件，如果达到则上报测量结果；

5G测量规划模块根据5G测量执行模块反馈的测量量方差值，重新分配测量时机，则每个测量任务分配到的测量时机数分别为：

K表示5G测量时机总数。在工程中，采用向下取整方式，计算不足一个测量时机的强制设定为一个测量时机，并且将剩余测量时机分配给获得较少的测量时机的测量任务使用。

根据所述系统的异频测量规划实现方法，其包括以下步骤：

步骤1：终端进入连接模式，测量配置模块通过来自网络的测量配置信令配置同频，异频以及异系统测量，以及配置测量需要的测量间隔；

步骤2：测量规划模块将网络配置同频测量，异频测量以及异系统测量分解成独立的测量任务，每个测量任务对应一个测量量，每个测量量完成一个频点的测量；将网络配置的测量间隔形成测量时机序列和测量周期，一个测量周期内包括了多个测量时机，将不同测量任务均匀规划到一个测量周期的测量时机上，形成测量规划列表；

步骤3：测量执行模块根据测量规划列表，等待指定测量时机到来，终端取出对应的测量任务，开始进行射频切换，对应测量任务中的测量频点进行测量；测量执行模块完成一个测量周期内的测量规划列表任务。每完成一个测量周期测量任务，对测量任务对应测量量进行方差计算，并将计算结果反馈给测量规划模块；

步骤4：根据测量任务，测量时机，测量周期，以及测量量的方差值，再次生成测量规划列表任务，继续进行下一测量周期的测量。

进一步的，所述步骤3中，每完成一个测量任务，如果达到终端上报测量条件，则终端通过专用信令上报给网络；如果完成所有测量需求，则直接退出测量过程。

进一步的，测量开始，测量任务对应的测量量的标准方差都为零，所有测量任务将均匀规划到一个测量周期的测量时机中，测量周期内每个测量量获得相同的测量样本数；测量周期结束，对每个测量量进行方差计算；假设每个测量任务对应测量量的方差值为NV₁，NV₂，...，NV_N，则下一轮测量周期内，测量任务的测量时机数目因子为

每个测量任务的测量时机数目因子乘以测量时机总数K就是在下一轮测量周期内分配到的测量时机数目，计算不足一个测量时机的强制设定为一个测量时机，并且将剩余测量时机分配给获得较少的测量时机的测量任务使用，直到分配完所有的测量时机为止。

一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行以上任一项所述的方法。

本发明的优点及有益效果如下：

移动终端测量过程中，由于无线信道随机特性，以及受到其它信号的干扰，通常出现测量样本值波动比较大，导致了终端实际测量信号强度和实际相差很大。目前，通常采用将无线信道测量任务均匀分配到测量时机上，根本不能解决测量波动较大的问题。

本发明优点在于放弃测量任务均匀分配到测量时机的方式，而是采用测量任务的均一化方差来确定测量时机数目的方法。测量结果均一化方差越大，即测量结果波动比较大，表明终端移动速度高或是干扰造成测量不准确，需要增加更多的测量样本来提高测量精度。本发明优点在于使用测量均一化方差来决定测量时机数的分配，测量均一化方差越大则获得越多测量时机，使得移动终端分配使用测量时机更加合理。

附图说明

图1是本发明提供优选实施例一种异频测量实现框图；

图2是本发明提供优选实施例异频测量实现流程图；

图3是本发明提供优选实施例5G终端异频异系统测量实现框图；

图4是测量任务均匀规划方式；

图5是根据测量方差分配测量时机方式；

图6是本发明提供优选实施例5G异频异系统测量实现流程。

具体实施方式

下面将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、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

针对目前移动终端在确定无线信道测量任务和测量时机的情况下，将测量任务均匀分配到不同测量时机存在的不合理性，提出一种根据测量结果修正分配使用测量时机的方法，对信道测量结果不准或是被测无线信道变化大的信道提供更多的测量时机，提供更多的测量样本，从而提高测量精度。

本发明中，假设测量周期内，总测量时机有K个(K为大于或等于1的整数)，具体为测量时机(1)，测量时机(2)，...，测量时机(K)。测量任务有N个(N为大于或等于1和小于K的整数)，具体为测量任务(1)，测量任务(2)，...，测量任务(N)。

测量开始，测量任务对应的测量量的标准方差都为零，所有测量任务将均匀规划到一个测量周期的测量时机中。测量周期内每个测量量获得相同的测量样本数。测量周期结束，对每个测量量进行方差计算。假设每个测量任务对应测量量的方差值为NV₁，NV₂，...，NV_N，则下一轮测量周期内，测量任务的测量时机数目因子为

每个测量任务的测量时机数目因子乘以K就是在下一轮测量周期内分配到的测量时机数目，计算不足一个测量时机的强制设定为一个测量时机，并且将剩余测量时机分配给获得较少的测量时机的测量任务使用，直到分配完所有的测量时机为止。然后将测量任务获得测量时机数目均匀对应到测量周期的测量时机上。

本发明由4个模块组成，即测量配置模块，测量规划模块，测量执行模块和测量上报模块。如图1所示。

测量配置模块，该模块完成终端收到网络的测量配置消息之后，从测量配置消息中分离出所有的无线信道测量任务(简称：测量任务)和测量时机，以及测量上报配置。

测量规划模块，该模块完成将测量任务规划到测量时机中，形成测量规划列表。测量初期将测量任务均匀规划到测量时机中，然后计算每个测量结果的方差。在下一轮测量周期中，对最大方差的测量任务提供更多的测量时机。

测量执行模块，该模块根据测量规划结果在指定时机到来，取出对应的测量任务，配置对应射频参数进行测量，并且对测量结果进行方差计算，最后将方差反馈到测量规划模块。

测量上报模块，该模块根据网络测量配置消息指定的测量上报要求，对符合上报条件的测量结果上报给网络。

本发明的测量执行过程，如图2所示。

步骤1：终端进入连接模式，测量配置模块通过来自网络的测量配置信令配置同频，异频以及异系统测量，以及配置测量需要的测量间隔。如图2中1步。

步骤2：测量规划模块将网络配置同频测量，异频测量以及异系统测量分解成独立的测量任务，每个测量任务对应一个测量量，每个测量量完成一个频点的测量。将网络配置的测量间隔形成测量时机序列和测量周期，一个测量周期内包括了多个测量时机。将不同测量任务均匀规划到一个测量周期的测量时机上，形成测量规划列表。如图2中2步。

步骤3：测量执行模块根据测量规划列表，等待指定测量时机到来，终端取出对应的测量任务，开始进行射频切换，对应测量任务中的测量频点进行测量。测量执行模块完成一个测量周期内的测量规划列表任务。每完成一个测量周期测量任务，对测量任务对应测量量进行方差计算，并将计算结果反馈给测量规划模块。如图2中3步。

在该步骤中，每完成一个测量任务，如果达到终端上报测量条件，则终端通过专用信令上报给网络。如图2中5步。

在该步骤中，如果完成所有测量需求，则直接退出测量过程。如图2中6步。

步骤4：根据测量任务，测量时机，测量周期，以及测量量的方差值，再次生成测量规划列表任务，继续进行下一测量周期的测量。如图2中7步。

移动终端测量精度一直是评价终端性能的重要指标之一，所有商用移动终端都必须满足RRM测量要求。由于终端成本和功耗限制，通常移动终端采用单射频架构设计，导致终端在一个时刻不能同时进行业务数据传输和异频测量，为此目前连接模式中为了进行异频测量，网络都需要分配测量时机。现有移动终端测量规划主要使用测量异频任务均匀分布在测量时机中，所有的测量任务都获得相同测量样本数量，然后采用算术平均或是运行平均方法确定测量结果。但是这种方法存在一个明显问题，在测量过程中由于测量时机限制，异频频点受到干扰不同，并且异频频点到终端距离和路径存在差异，都将导致测量不准确，只有增加测量样本才能解决这个问题。

本发明优点在于放弃测量任务均匀分配到测量时机的方式，而是采用测量任务的均一化方差来确定测量时机数目的方法。测量结果均一化方差越大，即测量结果波动比较大，表明终端移动速度高或是干扰造成测量不准确，这两种情况都需要增加测量样本来解决。本发明优点在于使用测量均一化方差来决定测量时机数的分配，测量均一化方差越大则获得越多测量时机，使得移动终端分配使用测量时机更加合理。

5G具体应用实施例

为了更加清晰说明本发明在实际移动终端中的应用，下面将采用5G移动终端进行异频异系统测量的方法进行举例说明。根据本发明的内容，5G终端基带中包括了5G测量配置模块，5G测量规划模块，5G测量执行模块以及5G测量上报模块。如图3所示。

5G测量配置模块完成终端进入连接模式之后，网络配置了测量消息，具体在5G消息RRCReconfiguration->MeasConfig中提供配置内容。MeasConfig具体配置成员如下。

在该MeasConfig配置成员消息中MeasObjectToAddModList提供测量任务，ReportConfigToAddModList提供测量上报，MeasGapConfig和MeasGapSharingConfig提供测量时机。

5G测量配置模块根据上面测量配置，提取出测量时机(简称：MeasOccasion)，测量周期(简称：MeasPeriod)，以及测量任务(简称：MeasTask)。

假设该实施例中，网络配置的测量时机有K个(K为大于等于1的整数)，即MeasOccasion(1)，MeasOccasion(2)，...，MeasOccasion(K)；测量任务有N个，即MeasTask(1)，MeasTask(2)，...，MeasTask(N)。

5G测量规划模块完成将测量任务规划到对应的测量时机中，根据本发明方法，开始进行测量，由于没有获得测量量的方差值，所以采用均匀规划方式，即将测量任务均匀分布到测量时机上，每个测量任务将获得均等机会进行测量，如图4所示。为了测量准确度，网络配置测量任务在一个测量周期中将存在多个测量时机。

5G测量规划模块根据5G测量执行模块反馈的测量量方差值。根据本发明内容重新分配测量时机，则每个测量任务分配到的测量时机数分别为：

在工程中，采用向下取整方式，计算不足一个测量时机的强制设定为一个测量时机，并且将剩余测量时机分配给获得较少的测量时机的测量任务使用。

假设在计算中网络配置的K测量时机为21，N测量任务为4，并且计算出每个测量任务的方差分配为4，8，2，1。

则分配时机数目为：

21x(4/(4+8+2+1))＝5

21x(8/(4+8+2+1))＝11

21x(2/(4+8+2+1))＝2

21x(1/(4+8+2+1))＝1

总计规划测量时机数目为：5+11+2+1＝19，最终测量时机数分配为5，11，3，2。

根据上面计算结果，4个测量任务，分配获得的测量时机数目是5，11，3，2个。5G测量规划模块将这4个测量任务获得的测量时机均匀分配到测量周期中。如图5所示。

测量任务均匀分配到测量时机的方法，优先规划较短的调度时机，取中间位置作为测量时机，直到所有测量任务都分配完成。该实施例中，规划次序为测量任务4，测量任务3，测量任务1和测量任务2，形成测量规划列表。

具体如下：

测量任务4规划：21/(2+1)＝7(向上取整)

测量任务3规划：(21-2)/(3+1)＝5(向上取整)

测量任务1规划：(21-2-3)/(5+1)＝3(向上取整)

测量任务2规划：21个调度时机中剩下的所有时机位置

该实施例中的测量规划列表，具体如图5所示。

5G测量执行模块，根据5G测量规划模块生成的测量规划列表，在测量时机到来的时刻，将从测量规划列表中取出测量任务，首先配置射频参数，接收无线信号获取测量样本，完成无线信道测量，计算出测量结果。测量以完整测量周期进行，每周期测量结束，测量执行模块都将计算出测量量的方差，并且反馈到5G测量规划模块中。

在5G测量执行模块中，具体方差计算方法如下：

首先计算测量量的均值μ的方法如下：

其中M表示测量任务MeasTask获得测量时机次数(测量样本数目)，MeasValue表示测量量的具体测量值。

计算测量量方差DV的方法如下：

则每个测量任务中测量量对应方差为：DV(1),DV(2),...,DV(N)。

5G测量上报模块，根据测量周期的测量结果，根据网络配置上报条件，每次完成一个测量周期之后，检查是否达到测量上报的条件，如果达到则上报测量结果。

在该实施例中，具体的实现流程，如图6所示。

步骤1：终端进入连接模式，5G测量配置模块接收来自网络的5G测量配置消息，从该消息中提取测量任务(异频异系统测量任务)，测量时机以及测量周期。如图6中1，2步。

步骤2：5G测量配置模块将测量参数发送到5G测量规划模块，测量参数包括测量任务，测量时机和测量周期。如图6中3步。

步骤3：5G测量规划模块收到测量参数之后，由于没有测量量的方差值，所以所有的测量任务将获得同等的测量机会。即测量任务均匀规划到测量周期的测量时机中，形成测量规划列表。并且发送到5G测量执行模块，如图6中4，5步。

步骤4：5G测量执行模块收到测量规划列表之后，等待测量时机到来，根据测量规划列表执行测量任务。执行完一个完整的测量周期。计算每个测量量的方差值。将方差值反馈给5G测量规划模块，如果到达上报的条件，并将需要上报的内容发送到5G测量上报模块。如图6中6，7，8，9步。

步骤5：5G测量规划模块收到测量量的方差表，则根据方差表进行测量任务规划，形成新的测量规划列表，并且发送到5G测量执行模块。如图6中10，11步。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种异频测量规划的实现系统，其特征在于，包括：测量配置模块，测量规划模块，测量执行模块和测量上报模块；其中，

2.根据权利要求1所述的一种异频测量规划的实现系统，其特征在于，所述异频测量规划的实现系统适用于5G移动终端进行异频异系统测量，此时分别为5G测量配置模块，5G测量规划模块，5G测量执行模块以及5G测量上报模块。

3.根据权利要求2所述的一种异频测量规划的实现系统，其特征在于，在5G测量执行模块中，具体方差计算方法如下：

首先计算测量量的均值μ的方法如下：

其中M表示测量任务，MeasValue表示测量量的具体测量值；

计算测量量方差DV的方法如下：

则每个测量任务中测量量对应方差为：DV(1),DV(2),...,DV(N)。

4.根据权利要求3所述的一种异频测量规划的实现系统，其特征在于，所述5G测量上报模块，根据测量周期的测量结果，根据网络配置上报条件，每次完成一个测量周期之后，检查是否达到测量上报的条件，如果达到则上报测量结果；

K表示5G测量时机总数，在工程中，采用向下取整方式，计算不足一个测量时机的强制设定为一个测量时机，并且将剩余测量时机分配给获得较少的测量时机的测量任务使用。

5.根据权利要求1所述系统的异频测量规划实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤3：测量执行模块根据测量规划列表，等待指定测量时机到来，终端取出对应的测量任务，开始进行射频切换，对应测量任务中的测量频点进行测量；测量执行模块完成一个测量周期内的测量规划列表任务；每完成一个测量周期测量任务，对测量任务对应测量量进行方差计算，并将计算结果反馈给测量规划模块；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，每完成一个测量任务，如果达到终端上报测量条件，则终端通过专用信令上报给网络；如果完成所有测量需求，则直接退出测量过程。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，测量开始，测量任务对应的测量量的标准方差都为零，所有测量任务将均匀规划到一个测量周期的测量时机中，测量周期内每个测量量获得相同的测量样本数；测量周期结束，对每个测量量进行方差计算；假设每个测量任务对应测量量的方差值为NV₁，NV₂，...，NV_N，则下一轮测量周期内，测量任务的测量时机数目因子为

8.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行以上权利要求5-7任一项所述的方法。