本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G)中超密集網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下以用戶為中心網(wǎng)絡(luò)(UCN,User Centric Network)組成和用戶移動(dòng)性研究。

背景技術(shù)：

由于小站(Small cell)易于部署、功率小等特點(diǎn)，在3GPP LTE R12(the 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution Release12)中，Small cell增強(qiáng)備受關(guān)注。5G網(wǎng)絡(luò)中為了實(shí)現(xiàn)10Gbps的高數(shù)據(jù)速率和任何時(shí)間任何地點(diǎn)的無(wú)處不在的服務(wù)，大量的small cell被靈活的部署在服務(wù)區(qū)內(nèi)，從而形成超密集網(wǎng)絡(luò)(UDN，Ultra-Dense Network)提供無(wú)縫覆蓋和現(xiàn)有宏基站的業(yè)務(wù)泄流，提升系統(tǒng)容量。基于small cell超密集部署的密集網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)10Gbps的高數(shù)據(jù)速率最主要的特點(diǎn)。

密集部署small cell是解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量問(wèn)題的重要方法：一方面，這可以在熱點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)宏基站的高速分流；另一方面，對(duì)有大量業(yè)務(wù)分布的室內(nèi)，通過(guò)small cell覆蓋比宏蜂窩更為有效。大量的部署使得small cell密度急劇增長(zhǎng)，甚至可以達(dá)到和用戶設(shè)備同等的密度。在3GPP TR36.392中，3GPP提出了小小區(qū)增強(qiáng)的場(chǎng)景和要求，具體定義了小小區(qū)節(jié)點(diǎn)的部署場(chǎng)景、頻譜使用、業(yè)務(wù)屬性，小小區(qū)場(chǎng)景的系統(tǒng)、移動(dòng)性、覆蓋性能要求，與核心網(wǎng)相關(guān)、花銷和能耗以及安全性方面的要求等。

在RAN#58會(huì)議工作上，提出了對(duì)小小區(qū)增強(qiáng)的高層研究工作。研究的目標(biāo)就是針對(duì)TR36.932中提到的場(chǎng)景和要求找出合理的解決方案，雙連接技術(shù)在這個(gè)時(shí)期被提出。在小小區(qū)增強(qiáng)工作組提出的新場(chǎng)景中帶來(lái)的主要挑戰(zhàn)有：1)非理想回程會(huì)使得宏基站和小基站間協(xié)調(diào)時(shí)延增大，因此無(wú)法達(dá)到最高的數(shù)據(jù)峰值速率和最優(yōu)的資源利用。2)小基站的密集部署將導(dǎo)致切換次數(shù)增加，頻繁的切換會(huì)造成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方面和核心網(wǎng)信令負(fù)擔(dān)的增加。3)干擾增加造成切換失敗率增加。4)不同基站發(fā)射功率不同，會(huì)帶來(lái)功率不均衡現(xiàn)象，尤其是在同頻部署的情況下。

UDN下由于基站部署很密集，基站間距離很小，如果使用傳統(tǒng)的切換算法會(huì)導(dǎo)致切換測(cè)量過(guò)多，并且切換的命中率很低，不滿足用戶移動(dòng)性的需求。造成切換失敗(HOF，Handover Failure)的原因可能是在用戶(UE，User Equipment)執(zhí)行切換時(shí)和服務(wù)小區(qū)失去了同步。比如，SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信干噪比)在給定的T310(Timer310，時(shí)鐘310)時(shí)間內(nèi)低于閾值。在UDN下，由于小站更小的覆蓋和切換(HO，Handover)過(guò)程造成的時(shí)延會(huì)使失敗率更高。尤其是對(duì)于高速移動(dòng)的用戶而言，如果仍然采用之前的切換的準(zhǔn)則，使得切換發(fā)生的時(shí)刻是在目標(biāo)小站的中心區(qū)域，目標(biāo)站會(huì)對(duì)用戶造成很大的干擾，用戶和原有小站失去同步。

因此我們提出一種UCN(User Centric Network)中基于SRS(Sounding Reference Signal)增強(qiáng)設(shè)計(jì)的雙連接移動(dòng)性增強(qiáng)發(fā)明。由宏蜂窩作為MeNB(Master eNodeB)提供控制功能，小站作為SeNB提供數(shù)據(jù)服務(wù)。MeNB轉(zhuǎn)發(fā)核心網(wǎng)數(shù)據(jù)至SeNB(Slave eNodeB),為MUE(Master User Equipment)提供服務(wù)，或者M(jìn)eNB和SeNB一起為SUE(Slave User Equipment)服務(wù)。其中，SeNB提供數(shù)據(jù)傳輸，接收MeNB下發(fā)的數(shù)據(jù)，為SUE提供服務(wù)。本發(fā)明使用增強(qiáng)的小區(qū)發(fā)現(xiàn)機(jī)制，上行參考信號(hào)SRS取代主同步信號(hào)(PSS,Primary Synchronization Signal)/輔同步信號(hào)(SSS,Secondary Synchronization Signal)，用于上行信道估計(jì)。下行參考信號(hào)方面由宏基站周期性發(fā)送小區(qū)參考信號(hào)CRS(Cell Reference Signal)，用于時(shí)頻同步和下行信道估計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明從如下幾個(gè)方面增強(qiáng)UCN的移動(dòng)性。

上下行信道設(shè)計(jì)。對(duì)于下行信道而言，物理廣播信道PBCH(Physical Broadcast Channel)由MeNB輔助的PBCH廣播取代，用于系統(tǒng)信息承載。物理下行控制信道PDCCH(Physical Downlink Control Channel)由增強(qiáng)型物理下行控制信道ePDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel)取代用于幀控制，物理下行共享信道PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)用于數(shù)據(jù)信息承載。對(duì)于上行信道而言，MeNB輔助的增強(qiáng)物理上行控制信道PUCCH(Physical Downlink Shared Channel)做上行控制，物理隨機(jī)接入信道PRACH(Physical Random Access Channel)由MeNB輔助的隨機(jī)接入取代，物理上行共享信道(PUSCH,Physical Upl ink Shared Channel)做信息承載。

上下行參考信令設(shè)計(jì)。上行參考信號(hào)SRS取代下行參考信號(hào)PSS/SSS，用于上行信道估計(jì)。宏蜂窩通知SeNBs進(jìn)行上行SRS監(jiān)聽，同時(shí)由宏基站周期性發(fā)送小區(qū)參考信號(hào)CRS，用于時(shí)頻同步和下行信道估計(jì)。解調(diào)參考信號(hào)(DMRS，Demodulation Reference Signal)用于PUCCH和PUSCH的相關(guān)解調(diào)。

雙連接設(shè)計(jì)。由MeNB和SeNB一起為用戶提供雙連接服務(wù)，隨著用戶的移動(dòng)，SeNB快速轉(zhuǎn)換，包含SeNB添加、刪除、修改三個(gè)過(guò)程，為用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定的服務(wù)，改變?cè)械那袚Q流程，增強(qiáng)移動(dòng)魯棒性。本發(fā)明的切換過(guò)程由宏蜂窩輔助執(zhí)行。用戶將測(cè)量信息報(bào)告給宏蜂窩，由宏蜂窩觸發(fā)SeNB監(jiān)聽SRS，SeNB將監(jiān)聽情況反饋給MeNB,用于MeNB做添加/釋放/修改SeNB判決。

有益效果

基于SRS監(jiān)聽的移動(dòng)性方案由于公共系統(tǒng)消息，小區(qū)級(jí)控制信令的減少?gòu)亩鴾p少了UCN中的信令消耗。

增強(qiáng)的小區(qū)發(fā)現(xiàn)機(jī)制和測(cè)量機(jī)制降低了來(lái)自SeNB的干擾，更多的資源可以用于傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

MeNB和SeNB采用3C架構(gòu)，借用雙連接設(shè)計(jì)，提供UE-centric的服務(wù)

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的借助于C/U(C-plane/U-plane，控制面/業(yè)務(wù)面)分離的雙連接設(shè)計(jì)；

圖2是MeNB輔助的SeNB轉(zhuǎn)換服務(wù)流程圖；

圖3是本發(fā)明的算法實(shí)施流程圖；

圖4是切換失敗率隨SeNB添加釋放閾值的變化趨勢(shì)

圖5是不同TTT(Time to Trigger)和Offset參數(shù)配置下本方案與LTE系統(tǒng)切換失敗率對(duì)比圖

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施案例結(jié)合附圖做詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明主要應(yīng)用于密集小站部署的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，即在LTE網(wǎng)絡(luò)中部署大量的小站。通常情況下，考慮在單一的宏基站覆蓋范圍內(nèi)，多個(gè)小站分布的情況，而且小站的位置具有隨機(jī)性。考慮到實(shí)際的應(yīng)用，小站密集分布的場(chǎng)景大多出現(xiàn)在人流量較大，業(yè)務(wù)需求較多的地方，例如密集街區(qū)。

附圖1是實(shí)例應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)和場(chǎng)景，在小站密集場(chǎng)景中，我們將網(wǎng)絡(luò)分為兩層。第一層是宏小區(qū)從核心網(wǎng)獲得數(shù)據(jù)用來(lái)提供覆蓋，第二層由Small Cell組成，通過(guò)自回程鏈路從第一層宏小區(qū)獲得數(shù)據(jù)，用于提高UCN網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，實(shí)現(xiàn)傳輸節(jié)點(diǎn)的無(wú)規(guī)劃部署，進(jìn)一步提高UCN網(wǎng)絡(luò)的容量。

附圖2是MeNB輔助的SeNB轉(zhuǎn)換服務(wù)過(guò)程。本發(fā)明的切換過(guò)程由宏蜂窩輔助執(zhí)行。用戶將測(cè)量信息報(bào)告給宏蜂窩，由宏蜂窩觸發(fā)SeNB監(jiān)聽SRS，SeNB將監(jiān)聽情況反饋給MeNB,用于MeNB做判決。

附圖3是本發(fā)明的算法實(shí)施流程圖

算法步驟如下：

S200，用戶周期性將測(cè)量信息上報(bào)給宏蜂窩。

這里，用戶上報(bào)的測(cè)量信息包括用戶能夠接收到的Small Cell的下行鏈路RSRP(Reference Signal Received Power，參考信號(hào)接收功率)信息。用戶將測(cè)量的能夠接收到的Small Cell的RSRP信息周期性上報(bào)給宏蜂窩。

S210，MeNB觸發(fā)SeNBs監(jiān)聽SRS。SeNBs對(duì)用戶進(jìn)行上行監(jiān)聽并把監(jiān)聽結(jié)果反饋給MeNB。

S220，宏蜂窩協(xié)助選擇SeNB提供雙連接服務(wù)，或釋放/修改不滿足判決條件的SeNB。

SeNB添加過(guò)程：MeNB觸發(fā)SeNB添加過(guò)程，為用戶進(jìn)行雙連接。判決準(zhǔn)則如下：

RSRP_u,s>RSRP_u,M+η_th1

其中RSRP_u,s是SeNB接收到的來(lái)自UE u的信號(hào)強(qiáng)度，RSRP_u,M是MeNB接收到來(lái)自UE u的信號(hào)強(qiáng)度，η_th1是添加SeNB的偏移量。

SeNB釋放過(guò)程：釋放在SeNB的UE context，該釋放請(qǐng)求不能被駁回。

RSRP_u,s<RSRP_u,M+η_th2

其中，η_th2是SeNB釋放的偏移量。

SeNB修改過(guò)程：由于SeNB的資源使用情況隨著時(shí)間變化，SeNB接收到的來(lái)自用戶的RSRP也在不斷變化。需要更新新的SeNB為用戶提供雙連接

RSRP_u,s'>RSRP_u,s+η_th3

其中，RSRP_u,s'是新的要添加進(jìn)來(lái)的SeNB接收到來(lái)自UE u的信號(hào)強(qiáng)

度,η_th3是SeNB修改的偏移量。

當(dāng)在觸發(fā)時(shí)間期間內(nèi)切換準(zhǔn)則一直滿足后，SeNB添加、刪除、修改被執(zhí)行。由于UCN下，傳統(tǒng)的切換參數(shù)值，如TTT為320ms，Offset為3dB對(duì)于中高速移動(dòng)用戶而言并不能滿足其移動(dòng)性，切換時(shí)延容易帶來(lái)很大的切換失敗率，在SeNB轉(zhuǎn)化過(guò)程中仿真過(guò)程中取了較小值10ms，用于降低切換失敗率，觀察偏移量的對(duì)切換性能的影響。

本發(fā)明中用于切換性能的評(píng)估的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)(KPIs，Key Performance Indicators)，定義如下：

切換失敗率(HOF Rate，Handover Failure Rate)：如果已經(jīng)觸發(fā)切換，但在獲得切換命令前發(fā)生了無(wú)線鏈路失敗則認(rèn)為切換失敗了，表達(dá)式如下：

其中，N_HOF表示發(fā)生切換失敗的次數(shù)，N_{total_HO_attempts}為總的切換次數(shù)。

UCN下切換參數(shù)對(duì)切換性能的影響如圖4所示，以用戶速度為3km/h為例。從仿真結(jié)果可以得出，隨著η_th1、η_th2的增長(zhǎng)，切換失敗率隨之增長(zhǎng)，這是因?yàn)樵赨DN中等待觸發(fā)時(shí)間內(nèi)更容易造成RLF(Radio Link Failure，無(wú)線鏈路失敗)

圖5是不同TTT和Offset參數(shù)配置下本方案與LTE系統(tǒng)切換失敗率對(duì)比圖。仿真中偏移量η_th1、η_th2均設(shè)為-1dB,η_th3(圖中Offset)從0到1dB變化。從兩者的對(duì)比中可以看出，本方案與LTE系統(tǒng)下傳統(tǒng)的切換方案相比，有著較為明顯的切換失敗率方面的改善。首先，切換失敗率隨著TTT和Offset的增大而升高的趨勢(shì)得以控制，此外，在最差情況下，本方案的切換失敗率依然屬于一個(gè)可接受的范圍之內(nèi)。本方案與LTE系統(tǒng)對(duì)比，在某些TTT和Offset設(shè)置下，切換失敗率最大可降低約50％，最少可降低超過(guò)20％。