CN114302467B - 一种快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法，包括以下步骤：步骤S1：当原基站正常运行时，将能具有接入原基站权限的设备接入原基站，并获取原基站的配置信息及进行业务时的基础时频资源配置信息；步骤S2：启动目标基站，利用步骤S1方法获取目标基站配置信息，同时进行目标基站的SSB、BWP相关资源配置，建立小区；步骤S3：基于GPS获取UE的位置，并基于UE位置获取UE与目标基站、原基站地理位置的距离、方位角信息。本发明能够使终端即使在原小区处于RRC连接状态，更容易产生无线链路失败，帮助终端快速进入Idle状态，重选至目标基站小区，目标基站小区根据用户接入情况，动态进行自动填充数据的调度，保证终端接入正常。

Description

一种快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法。

背景技术

随着5G时代到来，5G网络为越来越多的客户提供服务。在一些特殊的应用场景下，存在需要将某个基站小区的用户迁移到另一个基站小区上的场景，若原基站没有主动迁移用户的动作，则终端用户只有在进入Idle状态时进行小区重选才可能迁移到新的小区上。在多种情况下终端用户会进入Idle状态，即空闲状态，例如终端没有进行数据业务，原基站在终端不活动定时器超时后，主动释放UE，即释放5G用户终端，或者终端信道质量不好，干扰较严重，原基站检测到无线链路失败时，会主动释放UE。

在上述应用场景中，迁移终端进入新的基站，存在速度慢，难度变大的问题：

（1）不活动定时器设置一般达数十秒，如果在等待定时器超时的过程中，手机终端有业务数据需要传输，定时器会重新开始计时，因此该种情况下耗时较长才能进入Idle状态；

（2）5G宏基站采取大规模天线阵列，与终端之间交互通过波束传输，空口信号传输质量变好，信噪比相对增加，无线链路失败概率降低，终端难以因此释放；

（3）5G基站广播信号相比4G变少，某个站若没有终端接入或者终端业务较少，则对其他站的干扰主要变为广播信号资源块的干扰，该干扰基本可以忽略，相对的终端在原基站无线链路失败概率进一步降低，难以释放进入Idle状态。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：当原基站正常运行时，将能具有接入原基站权限的设备接入原基站，并获取原基站的配置信息及进行业务时的基础时频资源配置信息；

步骤S2：启动目标基站，利用步骤S1方法获取目标基站配置信息，同时进行目标基站的SSB、BWP相关资源配置，建立小区；

步骤S3：基于GPS获取UE的位置，并基于UE位置获取UE与目标基站、原基站地理位置的距离、方位角信息，通过神经网络拟合出原基站与目标基站覆盖重叠范围内所有UE进入Idle状态所需的发射单元的发射功率，选取最大的发射功率作为目标基站调整功率。

有益效果

（1）本发明采用上述的解决方法，能够使终端即使在原小区处于RRC连接状态，终端空口资源所需要的下行子帧依然被干扰，更容易产生无线链路失败，帮助终端快速进入Idle状态，重选至目标基站小区，目标基站小区根据用户接入情况，动态进行自动填充数据的调度，保证终端接入正常。

（2）本发明基于UE的位置及与基站的方位角信息来预测UE所需进入无线链路失败的最佳目标基站发射功率，可以实时的预测，提高捕捉用户的速度，并避免目标基站的资源浪费，保证抓取用户效率与基站功率资源的最合理分配。

附图说明

图1是本发明中目标基站小区覆盖范围与原基站覆盖范围示意图；

图2是本发明中步骤S1的流程图；

图3是本发明中步骤S3的流程图；

图4是本发明的实施例1中的目标基站小区覆盖范围与原基站覆盖范围示意图；

图5是本发明的实施例1中目标基站小区的下行资源空口调度情况示意图；

图6是本发明的实施例1中原基站小区的下行资源空口调度情况示意图；

图7是本发明的实施例1中目标基站小区的下行所有资源在发送数据状态时的示意图；

图8是本发明的实施例1中UE1在受到严重干扰后的示意图。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更好的理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明展开描述，参见图1-8。

为了实现本发明所述内容，本发明设计了一种快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法，包括以下步骤：

步骤S1：当原基站正常运行时，将能具有接入原基站权限的设备接入原基站，并获取原基站的配置信息及进行业务时的基础时频资源配置信息；

本发明描述的装置包括能够接入原基站的设备模块，能够与普通终端进行信令交互、普通终端能够进行接入的基站设备模块，均为本领域内的现有技术，再次不做赘述。

原基站正常运行，使用能够接入原基站的设备模块接入原基站，获取广播消息配置，RRC连接配置，从而进一步获取终端在接入该小区进行业务时一套基础的时频资源配置，如图2所示。

步骤S2：启动目标基站，利用步骤S1方法获取目标基站配置信息，同时进行目标基站的SSB、BWP相关资源配置，建立小区；

目标基站启动，参考上述步骤一获取配置，同时进行本站的SSB、BWP相关资源配置，保证子帧配比、SSB、BWP的空口资源相关配置与原基站一致，建立小区。所述基站小区的建立方法为周知的，这里不再赘述。

步骤S3：基于GPS获取UE的位置，并基于UE位置获取UE与目标基站、原基站地理位置的距离、方位角信息，通过神经网络拟合出原基站与目标基站覆盖重叠范围内所有UE进入Idle状态所需的发射单元的发射功率，选取最大的发射功率作为目标基站调整功率；

目标基站采取非beamforming波束模式，应确保目标基站小区覆盖范围与原基站覆盖范围有大部分重叠，如图1所示，然后提高目标基站小区发射单元的发射功率。所述目标基站小区的信号覆盖范围应能覆盖到终端设备。

然而小区内通常存在多个用户设备，各个用户设备所处的环境、位置都不同，对于UE处在不同的环境下其进入Idle状态所需目标基站的功率不同，如何提高目标基站小区发射单元的发射功率以快速的抓取用户进入目标基站小区是一个需要解决的问题，功率提高过高，容易造成资源浪费，功率提升过慢，导致不能快速的抓取用户进入本站小区。

步骤S3的具体方法步骤如下：

1）首先获取每个UE的位置信息，可以通过终端的GPS信号进行定位，所述基于GPS的定位方法是周知的，这里不再赘述其具体内容与细节。

2）获取原基站与目标基站的基准覆盖范围，即小区的范围，该范围通常在建立基站时通过专业技术人员进行测量得到。同时获取基站的地理位置，同样人为获取。基站的实际覆盖距离和基站的发射功率、主覆盖地形地貌、编码的格式、上下行带宽的配比、基站的发射频率、信号的频宽、要保障用户的服务质量等等都比较密切，因此所述基准覆盖范围为基站的最大覆盖范围。

3）基于基站的地理位置以及基准覆盖范围获取目标基站小区与原基站小区覆盖范围（原基站小区可以为当前基站发射功率所覆盖的范围）的交集，称为重叠覆盖范围。

4）获取重叠覆盖范围内所有UE与目标基站、原基站地理位置的距离、方位角，所述方位角为UE与基站进行连接得到直线，求该直线与基站X轴、Y轴的夹角，所述方位角为二维笛卡尔坐标系下的角度。同时获取原基站发射单元的发射功率。

5）然后按级的提高目标基站小区发射单元的发射功率（以dbm为单位，如提升功率为5dbm、10dbm等，按5dbm为一级逐次递升），同时目标基站小区配置在本站下行子帧上进行数据调度，对于无用户业务数据下发的，基站自动生成填充数据在下行子帧上下发，通过对其他的下行资源全部使用填充数据进行下行调度数据发送，提高目标基站对原基站信号的干扰。通过本步骤可以解决某个基站若没有终端接入或者终端业务较少的情况下，对其他站的干扰低，终端在原基站无线链路失败的概率进一步降低的问题。

6）同时获取提高目标基站小区发射单元的发射功率前与提高目标基站小区发射单元的发射功率后每个UE与原基站的接收信号，得到每个UE的接收信号序列。终端在原基站小区接入时，由于目标站小区的空口配置和原基站小区一致，目标基站在提高发射单元的发射功率，终端同时在目标站覆盖范围下，目标站小区相对发射功率较高，并且在所有的下行子帧都有信号发送，因此会对终端与原基站之间的信号空口下行部分产生严重干扰，会导致UE的接收信号序列发生变化，通常受干扰后终端在原基站容易产生无线链路失败，从而被原基站释放进入Idle状态，该状态下则无信号数据。最终根据每个UE的接收信号序列判断是否发生了被原基站释放事件（通过信号数据的有无，无则代表UE进入Idle状态）。

7）获取每一级发射功率下每个UE进入Idle状态的时间（如一个UE，目标基站发射功率为5dbm时，在10秒内未进入Idle状态，即时间为0；目标基站发射功率为10dbm时，0.7s进入Idle状态；目标基站发射功率为15dbm时，0.03秒进入Idle状态），同时获取每个UE进入Idle状态时所对应的目标基站发射功率，得到基站的干扰效率指标U：，t为基站在W发射功率下，UE进入Idle状态的时间，W为目标基站发射功率。对于U而言，其取值越大，代表该发射功率的干扰效率越强。特殊的，对于上述发射功率在特定功率级别，UE在特定时间段未进入Idle状态的，其干扰效率指标U为0（求得的U为1，转换为0）。

8）获取基站发射功率的效率指标：，/>表示第i个级别发射功率的基站干扰效率指标，/>表示第i个级别发射功率的基站发射功率的效率指标。/>表示基站发射功率的分级数量，如基站最大发射功率为30dbm，则可按6级进行划分，n=6，该公式主要的作用为归一化。

同时每个UE有相应的与基站的距离、方位角与n个级别的基站发射功率的效率指标进行对应。重复上述过程，获取大量的样本，用以后续神经网络的训练。

9）进一步的，利用数学拟合，拟合UE与基站的距离、方位角及原基站发射功率和目标基站发射功率的效率指标之间的关系。所述数学拟合优选采用神经网络拟合，其参数量大，拟合能力强。将每个UE的描述输入神经网络中，所述神经网络采用全连接神经网络，神经网络的输出即为对应的该设备在目标基站不同级别发射功率下进入Idle状态时基站发射功率的效率指标。所述每个UE的描述包括：UE与原基站的距离、方位角及UE与目标基站的距离、方位角，以及原基站发射单元的发射功率，总计7个参数，方位角包括X、Y轴两个角度，输入神经网络时，应把角度转换为弧度表示。神经网络的损失函数为均方差损失函数，网络的优化方法采用SGD（随机梯度下降）方法。所述神经网络最终的函数采用Softmax函数，可以将输出进行归一化，并保证输出和为1。

10）至此，神经网络训练完毕，后续应用过程，只需获取重叠覆盖范围内所有UE与目标基站、原基站地理位置的距离、方位角、以及原基站的发射功率，输入到网络模型中，即可获取每个UE在目标基站不同级别发射功率下进入Idle状态时基站发射功率的效率指标（假设两个UE，每个UE描述输入到神经网络后，得到n个级别发射功率下基站发射功率的效率指标），然后计算重叠范围内所有UE不同级别基站发射功率的效率指标和：，/>表示基站覆盖重叠范围内的UE数量，/>表示第j级别基站发射功率第i个UE所对应的基站发射功率的效率指标，/>表示第j级别基站发射功率的效率指标和。

11）然后将目标基站的功率设置为该最大的不同基站级别发射功率的效率指标和所对应的目标基站发射功率（如两个UE，最终计算得到的第5级别基站发射功率指标和最大，则将目标基站的发射功率设置为第5级别所对应的发射功率），即可实现快速的让设备进入Idle状态，进而UE会尝试重选，终端尝试进行重选时，由于目标站信号较好，终端会尝试重选至目标站小区，终端接入时及接入后需要下行资源，目标基站小区配置在终端需要的下行资源上不再进行自动填充数据的调度，而在其他无终端数据需要调度的下行资源上继续进行自动填充数据的调度。

实施例

以图4为例，目标基站小区已经根据原基站小区的空口资源情况，进行相关配置，并且空口信号发射功率进行抬升，两个小区覆盖范围尽量大面积重叠。

现有UE1和UE2，UE1在原基站小区正常接入，UE2在目标基站小区正常接入。

在目标基站小区，下行资源空口调度情况如图5所示，除了UE2业务需求的下行调度占用的空口资源外，其他的下行资源全部使用填充数据进行下行调度数据发送。

在原基站小区，下行资源空口调度情况如图6所示，UE1业务需求的下行调度占用对应资源。

在目标基站小区，下行所有资源都在发送数据，因此目标基站小区在原基站小区UE1下行占用资源位置同样有数据的发送，由于目标基站小区功率较大，对原基站该位置的空口存在较大干扰，如图7所示。

UE1在受到严重干扰后，出现无线链路失败，释放进入Idle状态，重选至目标小区，目标小区根据当前接入的UE1/UE2，动态进行下行空口资源的调度，如图8所示。

实施例

以图4为例，目标基站小区已经根据原基站小区的空口资源情况，进行相关配置，并且空口信号发射功率进行抬升，两个小区覆盖范围尽量大面积重叠。

现有UE1和UE2，UE1在原基站小区正常接入，UE2在目标基站小区正常接入。

在目标基站小区，周期性进行填充数据干扰信号的发送，除了UE2业务需求的下行调度占用的空口资源外，其他的下行资源全部使用填充数据进行下行调度数据发送，形成周期干扰信号。周期间隔依据场景具体确定，例如在覆盖范围下人流量/用户数较少的情况下，可以设置长周期间隔，降低日常干扰；在用户数较多的情况下，可以设置短周期间隔，增强干扰。

以上所述旨在让本领域技术人员更好的理解本发明，并不用于限制本发明。

至此，本发明完成。

Claims (4)

1.一种快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：当邻站正常运行时，将能具有接入邻站权限的设备接入邻站，并获取邻站的配置信息及进行业务时的基础时频资源配置信息；

步骤S2：启动本站，利用步骤S1方法获取本站配置信息，同时进行本站的SSB、BWP相关资源配置，建立小区；

步骤S3：基于GPS获取UE的位置，并基于UE位置获取UE与本站、邻站地理位置的距离、方位角信息，通过神经网络拟合出邻站与本站覆盖重叠范围内所有UE进入Idle状态所需的发射单元的发射功率，选取最大的发射功率作为本站调整功率；所述步骤S2利用步骤S1获取的配置，进行本站的SSB、BWP相关资源配置，保证子帧配比、SSB、BWP的空口资源相关配置与邻站一致，建立小区。

2.根据权利要求1所述的快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法，其特征在于，所述步骤S1用于获取终端基础的时频资源配置，将能够接入邻站的设备模块接入邻站，获取广播消息配置和RRC连接配置，进一步获取终端基础的时频资源配置。

3.根据权利要求1所述的快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法，其特征在于，所述步骤S3用于选取最大的发射功率作为本站调整功率，其具体方法步骤如下：

1）获取每个UE的位置信息，利用终端的GPS信号进行定位；

2）获取邻站与本站的基准覆盖范围和地理位置；

3）根据基站的地理位置以及基准覆盖范围，获取本站小区与邻站小区覆盖范围的交集，称为重叠覆盖范围；

4）获取重叠覆盖范围内所有UE与本站、邻站地理位置的距离、方位角，所述方位角为UE与基站进行连接得到直线，获得该直线与基站X轴、Y轴的夹角，获取邻站发射单元的发射功率；

5）按级提高本站小区发射单元的发射功率，本站小区配置在本站下行子帧上进行数据调度，对于无用户业务数据下发，基站自动生成填充数据在下行子帧上下发，通过对其他的下行资源全部使用填充数据进行下行调度数据发送，提高本站对邻站信号的干扰；

6）获取提高本站小区发射单元的发射功率前与提高本站小区发射单元的发射功率后每个UE与邻站的接收信号，得到每个UE的接收信号序列；

7）获取每一级发射功率下每个UE进入Idle状态的时间，获取每个UE进入Idle状态时所对应的本站发射功率，得到基站的干扰效率指标U：式中，t为基站在W发射功率下，UE进入Idle状态的时间，W为本站发射功率；

8）获取基站发射功率的效率指标：式中，/>表示第i个级别发射功率的基站干扰效率指标，/>表示第i个级别发射功率的基站发射功率的效率指标，n表示基站发射功率的分级数量；

9）利用数学拟合，拟合UE与基站的距离、方位角及邻站发射功率和本站发射功率的效率指标之间的关系，将每个UE的描述输入神经网络中，得出对应的设备在本站不同级别发射功率下进入Idle状态时基站发射功率的效率指标；

10）获取重叠覆盖范围内所有UE与本站、邻站地理位置的距离、方位角、以及邻站的发射功率，输入到网络模型中，获取每个UE在本站不同级别发射功率下进入Idle状态时基站发射功率的效率指标，计算重叠范围内所有UE不同级别基站发射功率的效率指标和：式中，/>表示基站覆盖重叠范围内的UE数量，/>表示第j级别基站发射功率第i个UE所对应的基站发射功率的效率指标，/>表示第j级别基站发射功率的效率指标和；

11）将本站的功率设置为最大的不同级别基站发射功率的效率指标和所对应的本站发射功率，使得设备进入Idle状态，终端尝试重选至本站小区，本站小区配置在其他无终端数据需要调度的下行资源上继续进行自动填充数据的调度。

4.根据权利要求3所述的快速抓取邻站连接态用户进入本站小区的方法，其特征在于，所述每个UE的描述包括UE与邻站的距离、方位角及UE与本站的距离、方位角和邻站发射单元的发射功率。