一種終端信道質量測量的控制方法

一種終端信道質量測量的控制方法
【專利摘要】本申請公開了提出的終端信道質量測量的控制方法，針對M2M的低移動性特性，按照延長周期的方式控制M2M終端進行小區信道質量的測量，使得M2M終端不需要頻繁地進行信道質量測量。采用本發明可以減少M2M終端信道質量測量的功率開銷，實現對M2M終端的信道質量測量的優化。
【專利說明】一種終端信道質量測量的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動通信技術，特別是一種終端信道質量測量的控制方法。
【背景技術】
[0002]物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。作為物聯網現階段的最普遍應用，機器與機器(Machine-to-Machine, M2M)通信得到了各行業的廣泛關注，也是各大標準化組織研究和制定標準的工作重點。ETSI從典型物聯網業務用例，如智能醫療、電子商務、自動化城市、智能抄表和智能電網等的相關研究入手，分析了物聯網業務的需求，定義了支持物聯網業務的系統結構設計以及相關數據模型、接口和過程。3GPP/3GPP2以無線通信技術為工作核心，重點研究3G、LTE網絡針對物聯網業務提供而需要實施的網絡優化相關技術，研究內容涉及業務需求、無線接入網/核心網優化、安全等領域。CCSA早在2009年也完成了 M2M業務的研究報告，并開展了與M2M相關的研究工作。
[0003]一個典型的M2M系統架構如圖1所示，主要包括M2M終端、M2M網關、無線接入網設備(eNB)、核心網設備(包括移動性管理實體MME、服務網關SGW、PDN網關PGW和歸屬用戶服務器HSS)、M2M服務器和M2M用戶。M2M終端通常由傳感器模塊和通信模塊組成，可以將采集的數據以網絡請求或自動發送的方式經由通信網絡傳遞到M2M服務器。M2M網關可以融合各種不同的無線通信協議(例如WiF1、BlueTooth、Zigbee等),起到協議轉換和數據中繼轉發的作用。M2M終端和M2M網關通過Uu接口連接到eNB，eNB通過SI接口連接到核心網。HSS存儲了 M2M用戶的簽約數據。M2M服務器通過A接口與通信網絡相連，為M2M用戶提供各種M2M業務。M2M用戶通過B接口與M2M服務器連接，使用M2M服務器提供的應用服務。
[0004]M2M終端具有許多不同于傳統人對人(Human to Human，H2H)通信終端的特性。3GPP總共定義了 13種M2M特性:低移動性、業務和時間相關、對時延不敏感、小數據量傳輸、由終端發起業務、網絡偶爾發起業務、監控終端狀態、告警消息優先傳輸、安全連接、特定位置觸發業務、不頻繁傳輸和群組管理特性。一個M2M終端支持以上特性的全集或子集。
[0005]其中，低移動性特性對具有該類特性的M2M終端提出了不同于傳統H2H終端的移動性管理需求。如果采用與現有H2H終端相同的移動性管理機制，不但會提高M2M終端的實現復雜度，還會造成M2M終端耗電量太大。例如，在現有標準中，信道質量測量機制是針對傳統的H2H通信設計的，考慮到H2H終端的行為和移動軌跡很難預測，為了保證在任意時刻都能接入網絡得到更好的服務，H2H終端需要頻繁的移動性管理操作。具體地，當H2H終端處于空閑狀態的時候，需要進行頻繁的信道測量，以保證始終駐留到信道質量好的小區。當H2H終端處于連接狀態的時候，H2H終端需要頻繁地對服務小區和鄰小區的信道質量進行測量，以保證接入信道質量最好的小區得到最好的服務。而對于M2M終端而言，其具有的低移動性特性使得該類終端不需要頻繁地進行信道質量測量，因為頻繁的信道質量測量會增加M2M終端的耗電量，這對耗電量敏感的M2M終端來說非常重要。[0006]由此可見，現有的H2H終端的信道質量測量方法會增加M2M終端的實現復雜度、增加功率開銷，不適用于M2M終端，尤其是耗電量比較敏感的M2M終端。目前尚未提出一種可以克服上述問題的信道質量測量方法。

【發明內容】

[0007]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種終端信道質量測量的控制方法，該方法能減少M2M終端信道質量測量的功率開銷，實現對M2M終端的信道質量測量的優化。
[0008]為了達到上述目的，本發明提出的技術方案為:
[0009]一種終端信道質量測量的控制方法，包括:
[0010]機器與機器通信M2M終端根據網絡側的通知獲知自身具有低移動性后，按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量；
[0011]其中，所述測量包括:
[0012]當所述M2M終端處于空閑狀態時，按照預設的服務小區最大測量周期TM1，對服務小區進行信道質量測量，所述TMl為K與THl的乘積，所述K為預設的第一周期延長因子，K>1，所述THl為系統的人對人通信Η2Η終端的服務小區最大測量周期；按照預設的第一同頻鄰小區最大測量周期ΤΜ2，對同頻鄰小區進行信道質量測量，所述ΤΜ2為L與ΤΗ2的乘積，所述L為預設的第二周期延長因子，L>1，所述TH2為系統的空閑狀態H2H終端的同頻鄰小區最大測量周期；當需要進行異頻Inter-frequency鄰小區和異無線接入技術Inter-RAT小區測量時，按照預設的第一異頻鄰小區最大檢測周期TM3，進行異頻鄰小區和異無線接入技術小區檢測，所述TM3為P與TH3的乘積，所述P為預設的第三周期延長因子，P>1，所述TH3為系統的空閑狀態H2H終端的異頻鄰小區/異無線接入技術小區最大檢測周期；當檢測到異頻鄰小區或異無線接入技術小區后，按照預設的第一異頻鄰小區最大測量周期TM4，進行異頻鄰小區和異無線接入技術小區的信道質量測量，所述TM4為Q與TH4的乘積，所述Q為預設的第四周期延長因子，Q>1，所述TH4為系統的空閑狀態H2H終端的異頻鄰小區/異無線接入技術小區最大測量周期；
[0013]當所述M2M終端處于連接狀態時，按照預設的第二同頻鄰小區最大測量周期TM5，對同頻鄰小區進行信道質量測量，所述TM5為V與TH5的乘積，所述V為預設的第五周期延長因子，V > 1，所述TH5為系統的連接狀態H2H終端的服務小區最大測量周期；按照預設的第二異頻鄰小區最大測量周期TM6，對異頻鄰小區進行信道質量測量，所述TM6為W與TH6的乘積，所述W為預設的第六周期延長因子，W>1，所述TH6為系統的連接狀態H2H終端的異頻鄰小區最大測量周期。
[0014]綜上所述，本發明提出的終端信道質量測量的控制方法，通過對信道質量測量周期進行有效控制，使得M2M終端不需要頻繁地進行信道質量測量，從而可以能減少M2M終端信道質量測量的功率開銷，實現對M2M終端的信道質量測量的優化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為目前的M2M系統架構示意圖。
【具體實施方式】[0016]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合具體實施例對本發明作進一步地詳細描述。
[0017]本發明的核心思想是:針對M2M終端的低移動特性，通過延長終端進行信道質量測量的周期，來降低終端進行信道質量測量的開銷。
[0018]本發明實施例一主要包括:
[0019]機器與機器通信M2M終端根據網絡側的通知獲知自身具有低移動性后，按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量。
[0020]較佳地，網絡側可以采用下述兩種方法將M2M終端的低移動性特性通知給M2M終端:
[0021]方法一、核心網根據所述M2M終端的簽約信息獲得所述M2M終端的特性信息后，利用非接入層NAS消息將所述特性信息發送給所述M2M終端，所述特性信息包含低移動性特性信息。
[0022]較佳地，所述NAS消息可以具體為附著接受消息或TAU接受消息或者為新增的NAS消息。
[0023]方法二、核心網根據所述M2M終端的簽約信息獲得所述M2M終端的特性信息后，利用SI接口消息將所述特性信息發送給eNB，所述eNB利用Uu接口消息將所述特性信息發送給所述M2M終端，所述特性信息包含低移動性特性信息。
[0024]較佳地，所述SI接口消息可以具體為初始上下文建立請求消息或上下文更新請求消息，或者是一新增的SI接口消息，所述Uu接口消息可以具體為無線資源控制RRC重配置消息，或者是一新增的RRC消息。
[0025]進一步地，網絡側還可以根據終端特性信息的變化動態地對M2M終端保存的特性信息進行更新，具體可采用下述方法實現這一目的:
[0026]方法一、當網絡側需要對所述M2M終端的特性信息更新時，核心網利用NAS消息將所述特性信息的更新信息發送給所述M2M終端，所述M2M終端根據所述更新信息對當前保存的特性信息進行更新。
[0027]方法二、當網絡側需要對所述M2M終端的特性信息更新時，核心網利用SI接口消息將所述特性信息的更新信息發送給eNB，所述eNB利用Uu接口消息將所述特性信息的更新信息發送給所述M2M終端。
[0028]上述方法中對于小區信道質量的測量，具體可以根據M2M終端所處的不同狀態，采用下述方法實現:
[0029]當所述M2M終端處于空閑狀態時，按照預設的服務小區最大測量周期TM1，對服務小區進行信道質量測量，所述TMl為K與THl的乘積，所述K為預設的第一周期延長因子，K>1，所述THl為系統的人對人通信Η2Η終端的服務小區最大測量周期；按照預設的第一同頻鄰小區最大測量周期ΤΜ2，對同頻鄰小區進行信道質量測量，所述ΤΜ2為L與ΤΗ2的乘積，所述L為預設的第二周期延長因子，L>1，所述ΤΗ2為系統的空閑狀態Η2Η終端的同頻鄰小區最大測量周期；當需要進行異頻鄰(Inter-frequency)小區和異無線接入技術(Inter-RAT)小區測量時，按照預設的第一異頻鄰小區最大檢測周期TM3，進行異頻鄰小區和異無線接入技術小區檢測，所述TM3為P與TH3的乘積，所述P為預設的第三周期延長因子，P>1，所述TH3為系統的空閑狀態H2H終端的異頻鄰小區/異無線接入技術小區最大檢測周期；當檢測到異頻鄰小區或異無線接入技術小區后，按照預設的第一異頻鄰小區最大測量周期TM4，進行異頻鄰小區和異無線接入技術小區的信道質量測量，所述TM4為Q與TH4的乘積，所述Q為預設的第四周期延長因子，Q>1，所述TH4為系統的空閑狀態H2H終端的異頻鄰小區/異無線接入技術小區最大測量周期。
[0030]當所述M2M終端處于連接狀態時，按照預設的第二同頻鄰小區最大測量周期TM5，對同頻鄰小區進行信道質量測量，所述TM5為V與TH5的乘積，所述V為預設的第五周期延長因子，V>1，所述TH5為系統的連接狀態H2H終端的服務小區最大測量周期；按照預設的第二異頻鄰小區最大測量周期TM6，對異頻鄰小區進行信道質量測量，所述TM6為W與TH6的乘積，所述W為預設的第六周期延長因子，W>1，所述TH6為系統的連接狀態H2H終端的異頻鄰小區最大測量周期。
[0031]這里需要說明的是:在現有系統中，空閑狀態下的移動性管理包括小區選擇和小區重選。M2M終端開機后執行小區選擇操作，通過小區選擇駐留到一個合適的小區以獲得服務。M2M終端通過周期性地測量服務小區和其他的同頻(Intra-frequency)、異頻(Inter-frequency)和異無線接入技術(Inter-RAT)小區的信道質量,駐留到信道質量更好的小區上，這個過程是小區重選。
[0032]對具有低移動性特性的M2M終端來說，現有標準中定義的信道測量太過頻繁。由于M2M終端移動性較低，在短時間內信道大尺度衰落的變化不會很大，所以無需進行很頻繁的信道測量。
[0033]現有技術中，對服務小區的最大測量周期是由兩個參數決定的，第一個參數是系統消息SIB2中包含的信元defaultPagingCycIe，第二個參數是M2M終端上層生成的參數DRX_Cycle,那么對服務小區的最大測量周期為:THl=min{defaultPagingCycle, DRX_Cycle},即，取兩個參數中的最小值。現有標準中，defaultPagingCycle的取值范圍是{0.32s, 0.64s，1.28s，2.56s}，也就是說，對服務小區的最大測量周期是2.56秒，這對M2M終端來說顯得開銷太大。上述方法中是定義一個大于I的乘性因子K，M2M終端用K與THl相乘，使得M2M終端對服務小區的最大測量周期由THl增大為TMl = K*TH1。另外，可以定義新的參數 defaultPagingCycle_l 和 DRX_Cycle_l,取值范圍不同于 defaultPagingCycle和 DRX_Cycle，使得利用 defaultPagingCycle 和 DRX_Cycle 得到的 TMl 滿足 TMl = K*TH1即可。本發明中通過使TMl = K*TH1，可以降低網絡的尋呼信令開銷，因為網絡只需要更大周期性地尋呼M2M終端。
[0034]現有技術中，對Intra-frequency小區的最大測量周期TH2，取值范圍是{1.28s，
2.56s}，對低移動性M2M終端來說開銷太大。本發明要增大對Intra-frequency小區的最大測量周期，定義一個大于I的乘性因子L，M2M終端用L與TH2相乘，使得M2M終端對服務小區的測量周期由TH2增大為L*TH2。
[0035]現有技術中，當接收到的服務小區信道功率Srxlev大于第一門限值SnonIntraSearchP,并且接收到的服務小區信道質量Squal大于第二門限值SnonIntraSearchQ的時候，M2M終端每隔TH3時間檢測具有更高優先級的Inter-frequency/Inter-RAT小區。對檢測到的小區,每隔TH4時間進行一次測量。要增大檢測周期和測量周期，可以分別定義大于I的乘性因子P和Q，使得M2M終端對更高優先級的Inter-frequency/Inter-RAT小區檢測周期由TH3增大為TM3 = M*TH3，使得M2M終端對更高優先級的Inter-frequency/Inter-RAT小區測量周期由TH4增大為TM4 = N*TH4。
[0036]現有技術中，在沒有配置非連續接收(DRX)的情況下，處于連接狀態的終端對Intra-frequency小區的測量周期是200ms。在配置DRX的情況下，當DRX周期小于等于
0.04s時，處于連接狀態的終端對Intra-frequency小區的測量周期是200ms ;當DRX周期大于0.04s并且小于等于2.56s時,處于連接狀態的終端對Intra-frequency小區的測量周期是5個DRX周期。上述方法中通過定義一個大于I的乘性因子V，使得M2M終端對Intra-frequency小區的測量周期擴大到原來的V倍。
[0037]現有系統中，連接狀態下的終端對Inter-frequency小區的測量需要在測量間隔(Measurement Gap)內完成。在測量間隔內，終端中斷與服務小區的數據傳輸。測量間隔是網絡側配置給UE的，目前存在兩種測量間隔配置。第一種測量間隔配置是每隔80ms測量6ms，第二種測量間隔配置是每隔40ms測量6ms。當配置了測量間隔后，終端會周期性地對Inter-frequency小區進行測量。為了節省測量消耗的功率，對于具有低移動性特性的M2M終端，可以增大測量周期。可以定義一個大于I的乘性因子W，使得M2M終端對Inter-frequency小區的測量周期擴大到原來的W倍。
[0038]較佳地，所述K、L、P和Q可以預先由網絡側通過附著過程或者通過廣播消息配置給所述M2M終端。所述V和W可以預先由網絡側通過RRC重配置消息配置給所述M2M終端。
[0039]進一步地，為了節省信道測量的功率消耗，M2M終端可以在合適的時候停用信道質量測量機制，并在有數據即將傳輸的時候再開啟。具體地，可采用下述方法實現這一目的:當M2M終端處于空閑狀態時，如果所述M2M終端的低移動性屬于不移動類型，則該M2M終端在開機完成小區選擇及初次小區重選后，停止進行所述小區信道質量的測量，直到有數據到達所述M2M終端時；當M2M終端處于連接狀態時，如果所述M2M終端的低移動性屬于不移動類型，則該M2M終端在與當前服務小區建立RRC連接后，停止進行所述小區信道質量的測量，直到有數據到達所述M2M終端時。
[0040]進一步地，上述按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量的方法可以與常規的周期性的信道測量(即系統中H2H終端所采用的信道測量方法)相結合，以提高對M2M終端移動性管理的靈活性。具體可以采用下述方法實現這一目的:
[0041]在M2M終端接入網絡，并按照系統的H2H終端的信道質量測量方式完成一次小區信道質量測量之前，M2M終端根據網絡側的所述通知獲知自身具有低移動性；
[0042]當M2M終端接入網絡，并按照系統的H2H終端的信道質量測量方式完成一次小區信道質量的測量后，在指定的時間T內按照H2H終端的信道質量測量方式進行小區信道質量，如果在所述T時間內所述M2M終端的駐留小區或服務小區一直沒有發生改變，則啟動所述按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量。
[0043]這里，所述T可以由本領域技術人員根據實際需要設定合適的取值。
[0044]另外需要說明的是:根據目前3GPP對M2M業務需求的討論，低移動性又可以分為三種:(1)不頻繁、并且只在很小的范圍內移動；(2)不頻繁移動，但是移動范圍較大；(3)不移動。對于不頻繁、只在很小的范圍內移動的終端。考慮到按照延長周期的方式進行小區信道質量測量，可能會降低一些屬于前兩種低移動類型的終端的信道質量測量的有效性，進一步地，本領域人員可以根據實際需要，在上述方法中只針對屬于不移動類型的M2M終端，才執行所述按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量。[0045] 綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種終端信道質量測量的控制方法，其特征在于，包括: 機器與機器M2M終端根據網絡側的通知獲知自身具有低移動性后，按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量； 其中，所述測量包括: 當所述M2M終端處于空閑狀態時，按照預設的服務小區最大測量周期TM1，對服務小區進行信道質量測量，所述TMl為K與THl的乘積，所述K為預設的第一周期延長因子，K>1，所述THl為系統的人對人通信Η2Η終端的服務小區最大測量周期；按照預設的第一同頻鄰小區最大測量周期ΤΜ2，對同頻鄰小區進行信道質量測量，所述ΤΜ2為L與ΤΗ2的乘積，所述L為預設的第二周期延長因子，L>1，所述ΤΗ2為系統的空閑狀態Η2Η終端的同頻鄰小區最大測量周期；當需要進行異頻Inter-frequency鄰小區和異無線接入技術Inter-RAT小區測量時，按照預設的第一異頻鄰小區最大檢測周期TM3，進行異頻鄰小區和異無線接入技術小區檢測，所述TM3為P與TH3的乘積，所述P為預設的第三周期延長因子，P>1，所述TH3為系統的空閑狀態H2H終端的異頻鄰小區/異無線接入技術小區最大檢測周期；當檢測到異頻鄰小區或異無線接入技術小區后，按照預設的第一異頻鄰小區最大測量周期TM4，進行異頻鄰小區和異無線接入技術小區的信道質量測量，所述TM4為Q與TH4的乘積，所述Q為預設的第四周期延長因子，Q>1，所述TH4為系統的空閑狀態H2H終端的異頻鄰小區/異無線接入技術小區最大測量周期； 當所述M2M終端處于連接狀態時，按照預設的第二同頻鄰小區最大測量周期TM5，對同頻鄰小區進行信道質量測量，所述TM5為V與TH5的乘積，所述V為預設的第五周期延長因子，V > 1，所述TH5為系統的連接狀態H2H終端的服務小區最大測量周期；按照預設的第二異頻鄰小區最大測量周期TM6，對異頻鄰小區進行信道質量測量，所述TM6為W與TH6的乘積，所述W為預設的第六周期延長因子，W>1，所述TH6為系統的連接狀態H2H終端的異頻鄰小區最大測量周期。
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述通知包括: 核心網根據所述M2M終端的簽約信息獲得所述M2M終端的特性信息后，利用非接入層NAS消息將所述特性信息發送給所述M2M終端，所述特性信息包含低移動性特性信息。
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述NAS消息為附著接受消息或TAU接受消息。
4.根據權利要求 1所述的控制方法，其特征在于，所述通知包括: 核心網根據所述M2M終端的簽約信息獲得所述M2M終端的特性信息后，利用SI接口消息將所述特性信息發送給eNB，所述eNB利用Uu接口消息將所述特性信息發送給所述M2M終端，所述特性信息包含非移動性特性信息。
5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述SI接口消息為初始上下文建立請求消息或上下文更新請求消息，所述Uu接口消息為無線資源控制RRC重配置消息。
6.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法進一步包括:當網絡側需要對所述M2M終端的特性信息更新時，核心網利用NAS消息將所述特性信息的更新信息發送給所述M2M終端，所述M2M終端根據所述更新信息對當前保存的特性信息進行更新。
7.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法進一步包括:當網絡側需要對所述M2M終端的特性信息更新時，核心網利用SI接口消息將所述特性信息的更新信息發送給eNB，所述eNB利用Uu接口消息將所述特性信息的更新信息發送給所述M2M終端。
8.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述K、L、P和Q預先由網絡側通過附著過程或者通過廣播消息配置給所述M2M終端。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述V和W預先由網絡側通過RRC重配置消息配置給所述M2M終端。
10.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法進一步包括:當所述M2M終端處于空閑狀態時，如果所述M2M終端的低移動性屬于不移動類型，則該M2M終端在開機完成小區選擇及初次小區重選后，停止進行所述小區信道質量的測量，直到有數據到達所述M2M終端時；當所述M2M終端處于連接狀態時，如果所述M2M終端的低移動性屬于不移動類型，則所述M2M終端在與當前服務小區建立RRC連接后，停止進行所述小區信道質量的測量，直到有數據到達所述M2M終端時。
11.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法進一步包括: 在所述M2M終端接入網絡，并按照系統的H2H終端的信道質量測量方式完成一次小區信道質量測量之前，所述M2M終端根據網絡側的所述通知獲知自身具有低移動性； 當所述M2M終端接入網絡并按照系統的H2H終端的信道質量測量方式完成一次小區信道質量的測量后，在指定的時間T內按照H2H終端的信道質量測量方式進行小區信道質量，如果在所述T時間內所述M2M終端的駐留小區或服務小區一直沒有發生改變，則啟動所述按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量。
12.根據權利要求1所述的 控制方法，其特征在于，所述方法進一步包括:只有當所述M2M終端的低移動性屬于不移動類型時，才執行所述按照延長周期的方式進行小區信道質量的測量。
【文檔編號】H04W24/04GK103796234SQ201210423138
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月30日 優先權日:2012年10月30日
【發明者】高偉東, 張歡, 池連剛, 潘瑜, 高興航, 林佩 申請人:普天信息技術研究院有限公司