專利名稱：一種TD-LTE femtocell接納控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于移動通信技術領域，涉及分時長期演進TD-LTE (Time DivisionLongTerm Evolution)系統(tǒng)和毫微微蜂窩式基站 femtocell,為一種 TD-LTE femtocell 接納控制方法。
背景技術：
毫微微蜂窩式基站femtocell，也稱為家庭基站(HeNB，Home eNodeB)，是近年來順應移動通信發(fā)展及寬帶化趨勢推出的超小型化移動基站。它是一種低功率無線接入點，工作于授權頻段，使用IP協(xié)議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連接接入，遠程由專用 的網(wǎng)關實現(xiàn)從IP網(wǎng)到移動核心網(wǎng)的互聯(lián)互通。它的大小與ADSL調(diào)制解調(diào)器相似，具有安裝方便、自動配置、自動網(wǎng)規(guī)、即插即用等特點。對運營商來說，femtocell可以節(jié)約運營維護成本，同時在保證室內(nèi)空口質(zhì)量的前提下，快速有效地改善室內(nèi)覆蓋問題。對用戶來說，采用femtocell意味著可以獲得室內(nèi)高質(zhì)量的語音服務以及更高速率的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務體驗，與此同時用戶還可以享受更低廉的資費。接納控制也稱為準入控制或呼叫控制。對于一個已知呼叫連接請求，按照其服務質(zhì)量的要求，并根據(jù)整個網(wǎng)絡資源是否滿足已連接業(yè)務的質(zhì)量決定是否接納一個新連接。隨著移動通信技術的發(fā)展，移動用戶人數(shù)劇增，業(yè)務逐漸趨于多樣化，對系統(tǒng)而言就產(chǎn)生了兩個相互抵觸的性能要求；一方面要保持系統(tǒng)的資源利用率，另一方面對已經(jīng)接受的多樣化業(yè)務要盡可能保證最優(yōu)的服務質(zhì)量。顯然，兩者都必須兼顧，需要通過有效的接納控制算法來找到一個平衡點，使盡量多的業(yè)務需求被滿足，同時又使得資源利用率保持較高水平。第一代和第二代移動通信系統(tǒng)中主要是提供語音業(yè)務，對用戶而言通話中斷比呼叫拒絕更難以接受，所以通常的做法是將切換發(fā)起的連接請求與本小區(qū)新呼叫的發(fā)起連接請求區(qū)別對待，優(yōu)先處理切換請求。而LTE系統(tǒng)除了支持傳統(tǒng)的語音業(yè)務外，還支持多種寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務；特別是用戶在室內(nèi)環(huán)境中使用基于LTE的femtocell網(wǎng)絡，將更多的體驗多媒體業(yè)務所帶來的享受。因此接納控制策略不能在只是集中于切換掉線率和呼叫阻塞率的折中上，需要根據(jù)多樣化業(yè)務的特性來制定合理的策略。在LTE系統(tǒng)中，通過承載這一概念來保證多樣化業(yè)務對應的服務質(zhì)量需求(Qualityof Service, QoS),無線準入控制(Radio Admission Control, RAC)的主要任務就是準許或者拒絕建立請求，而這種請求的目的就是為了建立新的無線承載。當前femtocell主要被部署在家庭、團體、公司等私人場所作為私人用戶的專屬資源使用或者是被部署在學校、商場、大型賣場作為宏蜂窩無線通信系統(tǒng)覆蓋不足的有效補充。與此對應，femtocell主要有三種工作模式開放模式、封閉模式、混合模式。開放模式允許所有用戶接入。封閉模式只允許經(jīng)過授權的用戶接入，如家庭成員或團體成員等用戶。混合模式也允許所有用戶接入，但是屬于封閉用戶組(Closed Subscriber Group, CSG)的用戶享有優(yōu)先或者優(yōu)惠的條件。因此TD-LTE系統(tǒng)下的femtocell接納控制需要包括兩個部分(I)用戶的接納鑒權根據(jù)femtocell當前的工作模式對用戶進行鑒權并確定用戶的接入門限；(2)無線準入控制綜合考慮系統(tǒng)資源利用現(xiàn)狀，多樣化業(yè)務的QoS以及多樣化業(yè)務的切換和呼叫阻塞特性判決是否準入該業(yè)務。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種TD-LTE femtocell接納控制方法，一方面保證切換呼叫的優(yōu)先級，另一方面解決不同類型的業(yè)務之間的資源分配問題，實現(xiàn)支持多樣化業(yè)務的接納控制。本發(fā)明的技術方案為一種T D-LTE femtocell接納控制方法，毫微微蜂窩式基站femtocell收到用戶的承載建立請求后，首先通過用戶的接納鑒權,根據(jù)femtocell當前的工作模式對用戶進行鑒權并確定用戶的接入門限，確定用戶的準入優(yōu)先級；然后通過基于業(yè)務多樣化的動態(tài)保護信道無線準入策略，實現(xiàn)支持多樣化業(yè)務的接納控制，對于符合所述準入策略的用戶建立承載，提供服務，對于不符合策略要求的用戶拒絕接納，所述動態(tài)保護信道無線準入策略為對會話類業(yè)務配置切換保護信道；對流類業(yè)務以及盡力而為業(yè)務不配置切換保護信道；所述切換保護信道為femtocell系統(tǒng)資源內(nèi)一個比例閾值所對應的信道資源，當femtocell的空閑資源占總資源的比例小于該比例閾值時，拒絕新呼叫接入請求，當全部資源都被占用時，拒絕切換呼叫接入請求，所述比例閾值初始設定后，周期性動態(tài)更新；除了會話類業(yè)務的切換保護信道，femtocell系統(tǒng)內(nèi)的其他資源分割成兩部分，一部分為盡力而為業(yè)務專用資源，另一部分為實時業(yè)務優(yōu)先搶占資源，當分配給實時業(yè)務的信道空閑時，盡力而為業(yè)務可以使用該部分空閑信道資源，當實時業(yè)務需要時則從盡力而為業(yè)務手中搶占原分配給實時業(yè)務的資源，保證實時業(yè)務的服務質(zhì)量QoS;femtocell系統(tǒng)內(nèi)資源擁塞時，暫時停止接入業(yè)務進入相應隊列排隊，不同隊列設置不同的排隊門限，如果隊列中的業(yè)務呼叫時間超過本隊列的排隊時限，就從隊列中剔除該業(yè)務呼叫對應的業(yè)務；實時業(yè)務包括會話類業(yè)務和流類業(yè)務，采用預設門限動態(tài)優(yōu)先接入的策略來保證這兩種實時業(yè)務的資源利用率，對于會話類業(yè)務的切換保護信道，采用強化學習來確定切換保護信道周期性動態(tài)更新的更新策略，以平衡會話類業(yè)務的切換掉線率和呼叫阻塞率。根據(jù)femtocell當前的工作模式對用戶進行鑒權并確定用戶的接入門限具體為如果femtocell工作在封閉模式下,則僅僅允許屬于封閉用戶組的用戶有接入權限；如果femtocell工作在混合模式下，則屬于非封閉用戶組的用戶也有接入的權限，但需要有比封閉用戶組的用戶更嚴格的接入門限，即nNon-CSG^ nCSGJ nNMrtse指非封閉用戶組的接入門限，Hcse指封閉用戶組的接入門限；如果femtocell工作在開放模式下，則所有用戶都具有接入權限，且擁有相同的接入門限Araiuiral, Lf_分別表示當前接入請求需要的物理資源塊數(shù)和當前系統(tǒng)空閑的物理資源塊數(shù)，判決是否允許接入的標準如下
權利要求
1.一種TD-LTE femtocell接納控制方法,其特征是毫微微蜂窩式基站femtocell收到用戶的承載建立請求后，首先通過用戶的接納鑒權，根據(jù)femtocell當前的工作模式對用戶進行鑒權并確定用戶的接入門限，確定用戶的準入優(yōu)先級；然后通過基于業(yè)務多樣化的動態(tài)保護信道無線準入策略，實現(xiàn)支持多樣化業(yè)務的接納控制，對于符合所述準入策略的用戶建立承載，提供服務，對于不符合策略要求的用戶拒絕接納， 所述動態(tài)保護信道無線準入策略為 對會話類業(yè)務配置切換保護信道；對流類業(yè)務以及盡力而為業(yè)務不配置切換保護信道；所述切換保護信道為femtocell系統(tǒng)資源內(nèi)一個比例閾值所對應的信道資源，當femtocell的空閑資源占總資源的比例小于該比例閾值時，拒絕新呼叫接入請求，當全部資源都被占用時，拒絕切換呼叫接入請求，所述比例閾值初始設定后，周期性動態(tài)更新； 除了會話類業(yè)務的切換保護信道，femtocell系統(tǒng)內(nèi)的其他資源分割成兩部分，一部分為盡力而為業(yè)務專用資源，另一部分為實時業(yè)務優(yōu)先搶占資源，當分配給實時業(yè)務的信道空閑時，盡力而為業(yè)務可以使用該部分空閑信道資源，當實時業(yè)務需要時則從盡力而為業(yè)務手中搶占原分配給實時業(yè)務的資源，保證實時業(yè)務的服務質(zhì)量QoS; femtocell系統(tǒng)內(nèi)資源擁塞時，暫時停止接入業(yè)務進入相應隊列排隊，不同隊列設置不同的排隊門限，如果隊列中的業(yè)務呼叫時間超過本隊列的排隊時限，就從隊列中剔除該業(yè)務呼叫對應的業(yè)務； 實時業(yè)務包括會話類業(yè)務和流類業(yè)務，采用預設門限動態(tài)優(yōu)先接入的策略來保證這兩種實時業(yè)務的資源利用率，對于會話類業(yè)務的切換保護信道，采用強化學習來確定切換保護信道周期性動態(tài)更新的更新策略，以平衡會話類業(yè)務的切換掉線率和呼叫阻塞率。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種TD-LTEfemtocell接納控制方法，其特征是根據(jù)femtocell當前的工作模式對用戶進行鑒權并確定用戶的接入門限具體為 如果femtocell工作在封閉模式下，則僅僅允許屬于封閉用戶組的用戶有接入權限；如果femtocell工作在混合模式下，則屬于非封閉用戶組的用戶也有接入的權限，但需要有比封閉用戶組的用戶更嚴格的接入門限，即nNon-CSG^ nCSGJ nNMrtse指非封閉用戶組的接入門限，Hcse指封閉用戶組的接入門限； 如果femtocell工作在開放模式下，則所有用戶都具有接入權限，且擁有相同的接入門限^raiuiral, Lftee分別表示當前接入請求需要的物理資源塊數(shù)和當前系統(tǒng)空閑的物理資源塊數(shù)，判決是否允許接入的標準如下
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種TD-LTEfemtocell接納控制方法，其特征是采用預設門限動態(tài)優(yōu)先接入的策略來保證實時業(yè)務的資源利用率，設化_、0_ 分別表示當前會話類業(yè)務和流類業(yè)務的負載，Lvoice, Lstoam分別表示會話類業(yè)務和流類業(yè)務的預設門限；則會話類業(yè)務和流類業(yè)務對應的優(yōu)先級表示為
4.根據(jù)權利要求3所述的一種TD-LTEfemtocell接納控制方法，其特征是通過各類業(yè)務占總業(yè)務的比重調(diào)整該femtocell小區(qū)內(nèi)對會話類業(yè)務和對流類業(yè)務的隊列優(yōu)先級，即通過調(diào)整業(yè)務的負載大小來調(diào)整業(yè)務的隊列優(yōu)先級；另外，結(jié)合該小區(qū)的業(yè)務分布配置Lvoice和Lstaam，保證實時業(yè)務總體的阻塞率，實時業(yè)務總體阻塞中，來自會話類業(yè)務的阻塞大于流類業(yè)務時，增大Lvtjiee,反之增大Lstaeani。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種TD-LTEfemtocell接納控制方法，其特征是對切換保護信道GC設定更新周期，根據(jù)周期內(nèi)femtocell無線通信系統(tǒng)的切換掉線率和呼叫阻塞率周期性的調(diào)整切換保護信道GC大?。磺袚Q保護信道GC的動態(tài)更新是一個序列決策模型，在一個切換保護信道GC更新周期內(nèi)，femtocell無線通信系統(tǒng)針對當前切換掉線率、呼叫阻塞率，做出一個新的切換保護信道GC更新動作，從而使femtocell無線通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到一個新的狀態(tài)，每一個切換保護信道對應的比例閾值都對應一個無線通信系統(tǒng)狀態(tài)，狀態(tài)的改變都會產(chǎn)生費用，所產(chǎn)生費用為r= hoXPho+Wn><Pn Ph。是切換掉線率，Pn是新呼叫阻塞率，《h。、ωη對應切換掉線和新呼叫阻塞的權重，給予切換掉線率更高的加權值即oh()>con，體現(xiàn)femtocell無線通信系統(tǒng)對切換掉線更敏感；r費用函數(shù)體現(xiàn)了切換掉線率和呼叫阻塞率之間的折中，當切換保護信道GC增加時切換掉線率降低，而新呼叫阻塞率增加，反之亦然； 通過強化學習尋找產(chǎn)生費用最小的保護信道動態(tài)更新策略 采用無限范圍折扣準則
全文摘要
一種TD-LTE femtocell接納控制方法，通過用戶的接納鑒權，根據(jù)femtocell當前的工作模式對用戶進行鑒權并確定用戶的接入門限；通過基于業(yè)務多樣化的動態(tài)保護信道(Guard Channel,GC)無線準入策略，一方面保證切換呼叫的優(yōu)先級，另一方面解決不同類型的業(yè)務之間的資源分配問題，實現(xiàn)支持多樣化業(yè)務的接納控制。
文檔編號H04W36/22GK103024847SQ20121050431
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權日2012年11月30日
發(fā)明者王捷, 邱洋帆 申請人:東南大學