一種HetNet系統中DRX狀態下的小區選擇方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種用于LTE-A化tNet系統中DRX狀態下的小區選擇方法和裝置，屬 于移動通信系統中無線資源管理研究領域。
【背景技術】
[0002] 在LTE-A化tNet部署場景下，對處于連接狀態下的用戶而言，如果從一個小區移 動到另一個小區，則網絡側需要將該用戶從源小區切換到目標小區，其關鍵一步是為用戶 選擇最好的目標小區進行服務，然后執行切換流程。小區選擇有效地平衡了宏蜂窩和低功 率節點間的負載，提高了整個系統的性能。
[0003] 在切換過程中，連接狀態下用戶的移動性測量是由網絡側控制。具體地說，當移動 用戶向網絡側發出切換請求時，網絡側向用戶發送專用測量控制命令，包含測量類型、測量 報告準則參數、測量命令、測量量、報告量等參數。用戶收到該測量控制命令后，對鄰小區進 行相應的測量，當滿足網絡側規定的測量報告條件時就上報測量報告。網絡側檢測出其中 信號質量最好的一個小區將其作為該用戶目標小區，然后再對該用戶進行小區切換。可見 在一次正常的切換中，用戶和網絡之間要進行測量控制、測量報告、切換命令、切換確認等 多條信令交互。雖然傳統的最大下行參考信號接收功率（Reference Signal Received 化we;r，RSRP)、小區范圍擴展（Cell Range Expansion,CRE)等多種小區選擇方案都有效地 改善了系統性能，但是在用戶側和網絡側之間需要頻繁的信令交互，導致了用戶的高功率 損耗，減少了用戶終端的電池壽命，從而限制了用戶接收最佳服務的體驗。
[0004] 為了更好地節電，我們使用非連續接收(Discontinuous Reception,DRX)機制。在 LTE-A系統中，DRX分為巧巾：空閑狀態下的DRX(Idle-DRX)和連接狀態下的DRX(Connected-DRX)，通過無線資源控制層(Radio Resource Control，RRC)來管理。在Idle-DRX模式中，肥 沒有無線資源連接，主要完成對呼叫信道和廣播信道監聽，為了達到非連續接收，只需配置 好固定睡眠周期。但是UE要監聽用戶數據信道，則必須從Idle狀態先進入連接狀態。在 Connected-DRX模式中，肥有3個狀態，分別處于活躍期，短DRX周期（即淺睡眠期）和長DRX周 期（即深睡眠期），如附圖3所示。在活躍期，肥處于功率消耗模式;在淺、深睡眠期，肥處于功 率節省模式。本專利對用戶分配的DRX周期長度主要考慮連接狀態下的DRX。
[000引在活躍期，去激活計時器(DRX inactivity timeHti))開始啟動，UE打開接收機 檢測PDCCH，同時接收基站從演進分組核屯、網（evolved packed core，EPC)傳送來的數據 包。在ti計時器溢出之前，PDCC巧旨示一個下行鏈路數據傳輸，則重新啟動ti，再次進入活躍 期;反之，則肥進入淺睡眠期。
[0006] 在短DRX周期，DRX短循環計時器(DRX short巧cle time;r(ts))用來指定短DRX周 期的個數;短DRX周期(DRX Short eye 1 e (tds))是短DRX周期的大小，包括開啟持續時間（on duration time;r(T。。））和睡眠期。Ton為UE監聽PDCCH的時間，等待/接收基站上下行數據的 傳輸;在睡眠期肥關閉收發單元，不監聽PDCCH。當PDCCH指示一個下行鏈路傳輸時，肥從短 DRX周期進入活躍期;反之，肥仍處于短DRX周期直到ts計時器溢出，進入深睡眠期。
[0007] 在長DRX周期，DRX long巧cle(tdi)為深睡眠周期，與短DRX周期類似，也由Ton和 睡眠期組成。其中，長短DRX周期中的Ton相同，但睡眠期不同。如果PDCCH指示有一個下行鏈 路傳輸，UE從長DRX周期轉換到活躍期，同時開啟ti計時器；反之，UE仍處于長DRX周期。在 短、長DRX周期內基站不會向肥傳輸任何數據包。RRC通過控制運幾個參數協同工作，使肥在 運3個狀態之間切換，實現了 DRX機制的節能作用。Connected-DRX的建模分析流程圖如附圖 4所示。
[0008] DRX機制的主要思想是允許用戶關閉接收器一段時間，在運段時間內周期性地醒 來監測物理下行控制信道，若沒有自己的數據，將會繼續睡眠。但采用DRX機制會存在如下 問題:若DRX很長，用戶很可能會移動到新小區，運時如果該用戶醒來發現進入了新的小區， 需要發起小區更新或者前向切換，用戶移動速度越快，小區的大小越小，此情況出現的概率 就越大，運使得用戶的節電性能不是很好(每次醒來都發現已移動到了新小區，從而發起小 區更新或前向切換，產生了很多信令交互），而且很可能用戶進入的新小區已經和原小區之 間相隔了很多小區，從而無法切換，導致無線鏈路失敗、掉話。為此，需要一種有效的小區選 擇方法，在用戶終端節能的基礎上，配置合適的DRX周期長度，并考慮用戶速度運項因素 ，W 最大限度地降低用戶功耗，提高切換過程中的無線鏈路失敗率、切換失敗率和兵鳥率。
【發明內容】
[0009] 發明目的：本發明針對切換過程中現有小區選擇方法存在的不足，面向實際工程 應用，提出了一種能夠降低用戶功率消耗、有效改善切換過程中多項性能指標的小區選擇 方法和裝置，它能夠簡單快速地實現化tNet場景下目標小區的自適應選擇。
[0010] 技術方案:為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：
[0011] 一種化tNet系統中DRX狀態下的小區選擇方法，該方法在每次的運行周期中重復 W下幾個步驟：
[0012] 第一步:接入網為每個小區設置一個化tNet級別，并將其通過系統消息進行廣播， 用戶接收消息并將各小區的化tNet級別保存在本終端;所述小區包括宏小區、微微蜂窩小 區和毫微微蜂窩小區，同類小區的HetNet級別相同；
[0013] 第二步:每個基站根據各自的服務用戶中處于連接狀態的用戶在一段時間內數據 包的活動性值，判決用戶是否需要使用DRX機制，若活動性值低于設定的闊值則使用DRX機 審IJ，轉入第=步，否則采用傳統小區選擇算法；
[0014] 第S步:基站進行DRX建模分析，計算出用戶的功率消耗和平均等待時延；
[0015] 第四步:基站基于用戶的功率消耗和平均等待時延計算代價函數值CF,并W代價 函數值CF最小為原則為用戶配置DRX周期長度；
[0016] 第五步:基站根據用戶的DRX周期長度和用戶速度的乘積得到單調函數值H，并將H 值轉化為小區HetNet級別，作為用戶切換時選擇的要測量的鄰區的HetNet級別；
[0017]第六步：用戶根據得到的要測量的鄰區的HetNet級別，對具有相應級別的鄰區進 行測量，選擇目標小區進行切換；
[0018] 每次小區選擇的過程是在每個系統運行周期的倍數重復W上第一步到第六步。
[0019] 進一步地，所述第二步中，處于連接狀態的用戶肥1在一段時間內數據包的活動性 值-屯E,的計算規則為：
[0021 ]其中，Nr和化分別為統計時間T內用戶肥i從基站接收和向基站發送的數據量。 [0022]進一步地，所述第=步中，具體包括：
[002引（3.1)根據ETSI數據模型，定義3個狀態陽，Ss，Sl]，建立連接狀態下的DRX馬爾科夫 模型;其中N表示激活態，Ss表示輕度睡眠態，Sl表示深度睡眠態；
[0024] (3.2)計算馬爾科夫鏈轉移概率矩陣和平穩分布;所述轉移概率矩陣為
[0027] 其中，Ppc和Ps分別為一個新的分組呼叫在當前會話期間到達和在下一個會話開始 時到達的概率;qi和Q2為在狀態N時去激活計時器溢出之前有新的分組數據到達的概率;Q3 和Q4為在狀態Ss時短DRX周期循環計時器溢出之前有新的分組數據到達的概率;PU( i = 1， 2,3;j = l，2,3)為[N，Ss，Sl]S個狀態間的轉移概率；
[0028] (3.3)計算用戶終端UEi在DRX馬爾科夫鏈中對應的3個狀態的停留時間E[Tl]、 沖