一种基于业务负载量评估的LTE‑Hi小小区开关控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于业务负载量评估的LTE‑Hi小小区开关控制方法，属于LTE‑Hi系统小小区开关控制技术领域。基于宏基站对小小区簇内的多个小小区业务负载量的评估与处理，将业务量满足一定预设条件的小小区簇集合按均值迭代计算的方式进行分组，分为应关闭小小区子集和保持开启的小小区子集，从而触发小小区的开关操作。本发明专利技术提出一种有效的、易实现的、具备高能效特点的小小区开关控制方案，可以有效地规避一些无必要的或无效的小小区开启状态，同时又可以响应业务变化的需要，快速开启相应的已关闭的小小区，可以作为LTE‑Hi小小区开关控制的现实解决方案。

A switch control method based on LTE Hi small cell service load assessment

The present invention relates to a switching control method based on LTE Hi small cell traffic load assessment, LTE Hi belongs to the technical field of switch control system of small area. Acer station multiple small business district of small cell clusters in the load assessment and treatment based on the amount of business volume will meet small area clusters to preset conditions set according to mean value iteration calculation method are grouped, divided into small area should be closed and keep the small subset of open subset area, thereby triggering switch operation of small cell. The invention provides a small community of effective and easy to realize, has high efficiency characteristics of the switch control scheme can effectively avoid some unnecessary or inefficient small area open, while can respond to business changes, quickly open the corresponding closed small area, can be used as LTE Hi small switch control real solutions.

【技术实现步骤摘要】
一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法
本专利技术属于移动通信
，特别是异频组网条件下LTE-Hi(LTE-Hotspot/indoor)系统的小小区开关控制
，涉及一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法。
技术介绍
随着移动通信的迅速发展以及各式各样的移动智能终端的出现，移动业务应用和数据量呈现爆炸式增长趋势。据Cisco公司在2011年的统计，室内移动数据业务量占全部业务数据量的70％，并且几年内这一比例甚至会增长至90％。由于3GHz以下可供使用的频谱资源非常有限，为了提高传输速率，未来LTE系统可能将在更高频段拓展工作频段。然而，高频信号传播损耗大，穿透进入室内的损耗非常明显，业界提出在室内和热点地区布置小小区(smallcell,SC)来为宏小区(macrocell)提供负载分流(trafficoffloading)，以此缓解宏小区的业务负担和压力。3GPPRelease-8曾针对热点地区设计了Femtocell(家庭基站、飞蜂窝)，但技术体制与宏基站基本相同，主要侧重于增强移动性和业务类型。为了使小小区获得更好的性能并实现节能等目标，需对小小区技术进一步增强。因此，3GPPRelease-12中提出了小小区增强技术(smallcellenhancement,SCE)，研究重点包括提高网络容量和资源开销效率、实现网络与移动终端节能、更好的用户体验和更高的接入速率以及反馈链路增强等。LTE-Hi(LTEHotspot/indoor)作为一种新兴的技术方案，旨在利用LTE技术实现热点区域与室内环境覆盖，与3GPPRelease-12中的SCE在业务场景与性能目标方面紧密契合，可作为小小区增强的有效技术解决方案之一。LTE-Hi系统工作在3.5GHz频段，主要目标是为宏小区基站在热点区域和室内区域提供负载分流的能力。根据小小区的部署位置，所涉及的场景主要有：宏小区内部或外部部署、室内或室外部署、理想和非理想回传链路条件下的部署、稀疏或密集部署等。相比宏基站而言，LTE-Hi系统的单个小小区覆盖范围远远小于宏基站覆盖区域。当小小区连接的用户数以及上下行业务量很小时，若小小区始终保持开启状态，则会浪费大量的能量及功耗，导致系统在整体上功率能量效率不高。因此，需要设计合适的小小区的开关方案来决定小小区的适时开启与关闭。一个好的小小区开关方案不仅可以节约大量能耗，也在很大程度上减少了相邻小小区之间的干扰。目前，小小区开关的方式主要有半静态开关与动态开关。在半静态开关机制中，依据现有的LTE信令流程，开关的周期大约在几百毫秒到几秒之间。可能的半静态开关方案主要有依据业务负载量大小、用户设备(userequipment,UE)的到达与离开状况、分组呼叫的到达与完成、UE与小小区之间的距离等条件来决定小小区的开启与关闭。基于业务负载量大小的半静态开关机制有多种实现方案。某些分布式开关方案根据系统特别定义的负载因子，决定小小区是否关闭(或进入休眠状态)并将此信息通知其周围的小小区。在该方案下，当处于开启状态的小小区的业务负载量降低到某一级别时，会触发小小区启动关闭操作。而当其附近的小小区负载增加时，会给最后关闭的小小区发送命令，请求其进入开启状态，开启过程是关闭过程的倒转。虽然这种方法可以实现高能量效率，但是存在准确性的问题，例如当新增负载是来自另外一个休眠状态的小小区覆盖范围内而不是最后关闭的小小区时，此时开启最后关闭的小小区的性能则并不是最好的。另外，也有方案提出利用存储转发中继的小小区开关策略，通过协作中继节点将低利用率的小小区的业务负载转发到附近的小小区中，而低负载的小小区将会关闭。该方案下，小小区关闭的条件只由业务负载量决定。直接关闭低利用率的小小区，虽节约了能量，但却有悖于负载均衡的目标。在基于UE到达与离开状况的半静态开关方案中，处于开启状态的小小区在没有UE与其连接时会选择关闭；相反，当有UE与小小区连接时，小小区则会保持开启。基于分组呼叫到达与完成的开关控制方案，其基本思想在于小小区在分组呼叫到达时开启，传输完成后随即关闭。此处两种方案在本质上具有一致性。另外，还有方案利用UE和小小区之间的距离来实现小小区开关控制，重点考虑系统的服务质量(QualityofService,QoS)。在迭代步骤下，每个小小区估计与其相连接的UE之间的距离，并获得与其周围小小区相连接的UE的距离。在计算平均距离的基础上，如果关闭具有最大平均距离的小小区不会导致系统整体QoS下降到某个阈值水平，则关闭该小小区；反之，则保持其开启状态。该方案不仅在保证QoS的前提下实现了低能量消耗，且实现了在低业务量时有效地选择应该关闭的小小区，但局限性较强，只适用于低业务量的场景条件。除了上述方案之外，基于下行同步信号/参考信号突发传输的技术也可以应用在小小区开关上。例如，休眠或不连续传输状态的小小区突发传输高占空比的信号，网络可以依据来自RRC连接状态的UE发送的测量报告来快速决定是否开启该小小区。对于动态开关方式，小小区要实现在子帧级别上的开启与关闭，意味着开启与关闭所需的时间只需几毫秒，在现有的LTE标准和技术方案下难以支撑实现，仍有待进一步深入研究。LTE-Hi小小区开关技术所考虑的主要问题是：(1)处于开启状态的小小区，如果其服务的UE数量过少或者业务量趋近为零，则其所消耗的能量(或功率)相当于空载状态下的无必要消耗。(2)在业务覆盖范围内的多个相邻的小小区，可能具有不同的业务负载量，这些小小区之间应该如何进行分组是一个重要的问题，以便确定在这些小小区中应该关闭和保持开启的部分，从而实现整体能耗效率的最大化。(3)在很多实际情况下，由于UE的动态移动特性，使得关闭状态的小小区对于即将或者已经到来的业务需求应该有快速响应的能力，能迅速从关闭状态返回开启状态。(4)UE业务负载量的统计特性，从小小区开关控制方案设计来看，有非常密切的关系和作用。但是，如果仅仅依赖少数典型的UE业务活动模型来控制小小区的开关，有可能使得某些不符合业务活动模型的小小区开关控制方案与现实场景下的某些情况不匹配，导致开关控制影响UE业务的正常开展。(5)在小小区密集部署情况下，应该考虑如何合理关闭某些小小区，以便减少相邻小小区之间的干扰。(6)小小区的开关操作对UE业务的影响应尽量小，开关过程最好不为大多数UE所感知，甚至应该能达到可以忽略的程度。综上所述，小小区开关控制机制与技术方案，主要的着眼点就在于解决上述几个问题，其中核心的目标之一是从小小区和UE的能效(energyefficiency)角度出发，尽可能地以较低的能耗代价实现对小小区开关状态的有效控制，同时保证整个网络系统仍然能够高效地利用小小区实现业务分流。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法，这里的小小区业务负载量主要指与小小区保持连接的UE数、已占用或者系统即将分配调度的子载波数和资源块数等参数相关的综合业务评估指标，该指标在不同的时间、对于不同的业务场景和业务类型，一般具有不同的统计特性。小小区的开关控制方案设计为通过宏基站对其所收集的各个小小区的业务负载量参数进行评估及处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于业务负载量评估的LTE‑Hi小小区开关控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：系统初始化，满足初始条件；S2：假设系统目前处于第k个开关控制周期，需要进行小小区开关控制的某个宏小区网络覆盖范围中的小小区簇为

【技术特征摘要】
1.一种基于业务负载量评估的LTE-Hi小小区开关控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：系统初始化，满足初始条件；S2：假设系统目前处于第k个开关控制周期，需要进行小小区开关控制的某个宏小区网络覆盖范围中的小小区簇为则各小小区首先向宏小区上报各自的业务负载信息根据系统预设的业务量阀值λth和负载状态保持时间阈值Tth，能够在中获得当前(即第k个)开关控制周期内的小小区开关控制待选子集该子集中第n个小小区对应的业务负载量λn和业务负载状态持续时间Tn满足：0≤λn≤λth，n＝1，2，…，NTn＞Tth，n＝1，2，…，N待选小小区集合满足集合从属关系：若得到即时，说明在当前开关控制周期T内，不存在需要进入开关控制的小小区，系统操作流程自动跳至步骤留，完成相关操作并等待进入下一个(即第k+1个)开关控制周期T；S3：宏基站系统对小小区开关控制待选子集对应的业务量参数集合λ(k)＝{λ1，λ2，...，λN}进行升序排列，得到其满足条件此时，系统按照以下两种机制进行开关控制处理：1)当时或者的数值较小时，系统直接触发关闭最小业务负载量对应的小小区的操作，而簇内其余小小区均保持开启；此时，在更新各个小小区子集信息时，由于这里可以直接得到可知然后，小小区开关控制进入步骤S7，完成相关操作并等待下一个开关控制周期到来；这里，表示排序后的对应的小小区，表示从集合中删除集合L为预定义的系统参数，主要便于系统选择切入何种开关控制机制；2)当的数值较大时，则直接进入步骤S4，采用步骤S4中所具体描述的、针对当前开关控制周期内待选小小区集合中各个小小区的业务量，进行集合内均值迭代阈值比较评估算法；也就是说，系统对于内应关闭的小小区进行筛选，以确定当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集S4：执行下表中均值迭代阈值比较算法：其中，η为系统预设的阈值比较系数，Λi为第i次计算时得到的集合算数平均业务量；在第i次计算Λi的过程中，系统对中最后的(N-i+1)个小小区业务量求小小区集合的算术平均值，如果该算术平均值大于或等于小小区对应的业务量则由于是按照升序排列的，可以认为从小小区开始，小小区集合中的各个小小区承载的业务量均低于对应的集合平均业务量，因此，小小区和作为边界将分为了和两个部分；这两个小小区集合分别对应了不同数量水平层次的业务量，应该把它们加以区分对待；考虑将对应的小小区纳入关闭的范围，而保持开启对应的小小区；S5：根据步骤S4的结果，筛选出的需要关闭的小小区子集为：其中包含了个在集合平均意义上业务量较小的小小区；而需要保持开启的个小小区在集合平均的意义上则具有相对较大的业务量，其子集包含了应该保持开启的小小区，表示为：S6：根据步骤S5中获得的当前开关控制周期内应关闭的小小区子集和应保持开启的小小区子集分别触发相应的小小区进入关闭过程或者保持开启状...

【专利技术属性】
技术研发人员：申滨，黄磊，雷珍珠，郑建宏，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50