基于協(xié)作多點傳輸?shù)囊苿忧袚Q方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種用戶的移動切換方法,可用于宏小 區(qū)與微小區(qū)共存的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)下行鏈路。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了滿足用戶日益增長的數(shù)據(jù)傳輸需求并且增加網(wǎng)絡(luò)的總?cè)萘?,尤其是改善?點、盲點區(qū)域用戶的通信質(zhì)量,運營商在傳統(tǒng)的宏基站下部署了大量的低功率節(jié)點,如微小 區(qū)、微微小區(qū)、家庭小區(qū)、中繼節(jié)點等,這些低功率節(jié)點統(tǒng)稱為微小區(qū),這就形成了宏基站與 微小區(qū)共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。用戶的移動切換是指用戶在移動過程中,會從服務(wù)小區(qū)的覆蓋范 圍移動到另一個小區(qū)的覆蓋范圍,此時服務(wù)小區(qū)通信質(zhì)量下降,為了保證正常的通信,必 須將用戶從服務(wù)小區(qū)切換到當前能滿足用戶需求的其他小區(qū)內(nèi)。聯(lián)合協(xié)作多點傳輸技術(shù) CoMP-JP允許多個小區(qū)同時向單個用戶發(fā)送數(shù)據(jù),擴大了小區(qū)覆蓋范圍,同時將來自同頻基 站的干擾信號轉(zhuǎn)換為有用信號,提高了邊緣用戶的數(shù)據(jù)速率,從而改善了整個網(wǎng)絡(luò)的性能。
[0003] 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的引入在帶來益處的同時也給用戶的移動性管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。由 于微小區(qū)的不規(guī)則部署,網(wǎng)絡(luò)中會出現(xiàn)同一個區(qū)域多個微小區(qū)成簇現(xiàn)象,所以當移動用戶 經(jīng)過密集微小區(qū)部署的區(qū)域時,很可能剛切換到一個小區(qū)后,然后又迅速的切換到其他小 區(qū)中,導(dǎo)致速率不穩(wěn)定,切換失敗的問題,嚴重影響用戶的通信質(zhì)量。因此在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中,如 何設(shè)計移動切換方法來減少用戶的切換次數(shù),保證用戶的通信質(zhì)量成為了一個重要的研宄 問題。
[0004] 目前,大多數(shù)關(guān)于移動切換機制的研宄只關(guān)注單個基站的切換。如,3GPPTS 36.331規(guī)范中定義了七種切換準則,分別為六1、4233、4435、81和82。其中^3準則是 基于參考信號接收功率RSRP的切換準則,當滿足條件:用戶接收到來自目標小區(qū)的參考信 號接收功率比服務(wù)小區(qū)的參考信號接收功率大于一個門限值一切換偏置H0M時,用戶觸發(fā) 切換,如果在觸發(fā)時間TTT內(nèi)該條件一直滿足,就將用戶切換到目標小區(qū)。此種方法引入了 切換偏置,可以避免不必要的切換,但是增加了切換時延容易出現(xiàn)掉話。而且在微小區(qū)密 集分布的區(qū)域,這種方法會導(dǎo)致移動用戶頻繁切換。Cheng-ChungLin等在Asia-Pacific ConferenceonCommunications, 2012〈〈Ontheperformanceofcapacityintegrated CoMPhandoveralgorithminLTE-Advanced》一文中提出了一種基于多點協(xié)作傳輸技術(shù)的 切換算法。該文采用多點協(xié)作傳輸技術(shù),由多個微小區(qū)協(xié)作為用戶傳輸信息。該切換算法 雖說提高了系統(tǒng)的容量,但卻不能保證切換次數(shù)降到最低,而在微小區(qū)密集部署的區(qū)域,用 戶的頻繁切換將嚴重影響到用戶的通信質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種基于多點傳輸技術(shù)的移動切換 方法,以在保證用戶最低速率的前提下,減少用戶的切換次數(shù),提高通信質(zhì)量。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:在考慮用戶最低速率需求的條件下,以最小化移動用戶的 切換次數(shù)為目標,建立數(shù)學模型;根據(jù)該數(shù)學模型,采用貪婪算法求解,將用戶接入到服務(wù) 路徑最大的虛擬小區(qū)中進行信息的傳輸,以解決用戶在移動過程中的頻繁切換。其具體步 驟包括如下:
[0007](1)系統(tǒng)初始化:假設(shè)系統(tǒng)中小區(qū)集合為A= {1,2,...,1,...,M},其中1是小區(qū) 集合A中的任意一個小區(qū),當1 =M時,表示宏小區(qū),當1辛M時,表示微小區(qū),小區(qū)1的基 站每隔檢測時間T發(fā)送參考信號,小區(qū)1可分配的協(xié)作多點傳輸子信道集合為C/。,小區(qū)1 可分配的非協(xié)作多點傳輸子信道集合為ct;
[0008] (2)初始化移動用戶n首次檢測到宏小區(qū)M基站參考信號的時間t= 0,并將移動 用戶n在t時刻可檢測到參考信號的小區(qū)集合D(t)中參考信號接收功率最大的小區(qū)初始 化為服務(wù)小區(qū)<;
[0009] (3)移動用戶n將自己與當前服務(wù)小區(qū)<基站間的信道狀態(tài)信息上報給服務(wù)小區(qū) 氺
[0010] ⑷移動用戶n以速率V移動,在t' =t+T時刻移動用戶n將可檢測到參考信號 的小區(qū)集合記為D(t'),當可檢測的小區(qū)集合Q(t')為空集,則結(jié)束移動切換,反之,執(zhí)行 步驟(5);
[0011] (5)在t'時刻,根據(jù)服務(wù)小區(qū)< 的類型確定控制小區(qū):如果服務(wù)小區(qū)為單個小 區(qū),則控制小區(qū)為服務(wù)小區(qū)a;:;如果服務(wù)小區(qū)< 為多個小區(qū)組成的協(xié)作簇,則控制小區(qū)為 服務(wù)小區(qū)<的主小區(qū);
[0012] (6)控制小區(qū)判斷移動用戶n是否需要進行小區(qū)切換:如果滿足信干噪比條 件:^<(05^/^,,+△,則執(zhí)行步驟( 7),否則,移動用戶繼續(xù)接入到服務(wù)小區(qū)<,用t 表示當前時刻t',即t=t',并返回步驟(4),其中,S/yv/(:_(〇為移動用戶n接收到服務(wù)小 區(qū)基站的信干噪比,SINRth表示用戶正常通信的信干噪比門限值,其取值為1.27,A表 示切換偏置,其取值為1〇1/2;
[0013] (7)移動用戶n將可檢測小區(qū)集合D(t')中參考信號接收功率最大的小區(qū)定義為 主小區(qū)k(t'),并將全局信道狀態(tài)信息矩陣Hn(t')上報給主小區(qū)k(t'),即:
【主權(quán)項】
1. 一種基于協(xié)作多點傳輸?shù)囊苿忧袚Q方法,包括如下步驟: (1) 系統(tǒng)初始化:假設(shè)系統(tǒng)中小區(qū)集合為Λ = {1,2,...,1,...^},其中1是小區(qū)集合 Λ中的任意一個小區(qū),當I = M時,表示宏小區(qū),當1辛M時,表示微小區(qū),小區(qū)1的基站每 隔檢測時間T發(fā)送參考信號,小區(qū)1可分配的協(xié)作多點傳輸子信道集合為,小區(qū)1可分 配的非協(xié)作多點傳輸子信道集合為?("; (2) 初始化移動用戶η首次檢測到宏小區(qū)M基站參考信號的時間t = 0,并將移動用戶 η在t時刻可檢測到參考信號的小區(qū)集合Ω (t)中參考信號接收功率最大的小區(qū)初始化為 服務(wù)小區(qū) (3) 移動用戶η將自己與當前服務(wù)小區(qū)<基站間的信道狀態(tài)信息上報給服務(wù)小區(qū): (4) 移動用戶η以速率V移動,在t' = t+T時刻移動用戶η將可檢測到參考信號的小 區(qū)集合記為Ω (t'),當可檢測的小區(qū)集合Ω (t')為空集,則結(jié)束移動切換,反之,執(zhí)行步驟 (5); (5) 在t'時刻,根據(jù)服務(wù)小區(qū)<的類型確定控制小區(qū):如果服務(wù)小區(qū) < 為單個小區(qū),則 控制小區(qū)為服務(wù)小區(qū)如果服務(wù)小區(qū)<為多個小區(qū)組成的協(xié)作簇,則控制小區(qū)為服務(wù)小 區(qū)<的主小區(qū); (6) 控制小區(qū)判斷移動用戶η是否需要進行小區(qū)切換:如果滿足信干噪比條 件:S SfiVR,,,+△,則執(zhí)行步驟(7),否則,移動用戶繼續(xù)接入到服務(wù)小區(qū) <,用t 表示當前時刻t',即t = t',并返回步驟(4),其中,W/?,; (〇為移動用戶n接收到服務(wù)小 區(qū)<基站的信干噪比,SINRth表示用戶正常通信的信干噪比門限值