[发明专利]一种用于5G蜂窝网络中多RAT选择/切换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域。具体地，涉及蜂窝网络中多无线接入技术的选择。

背景技术

在全球范围内， 第三代 (3G) 移动服务已推出多年。2013年底，工信部向中国移动、中国电信和中国联通颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）”经营许可。 2012年底，欧盟推出全球首个大规模国际性5G（第五代移动通信）科研项目METIS(构建2020年信息社会的无线通信关键技术)；2013年初，我国工信部、发改委、科技部共同支持成立IMT-2020（5G）推进组。IMT-2020（5G）推进组关注的主要目标包括：（1）1000倍的流量增长，单位面积吞吐量显著提升；（2）100倍连接器件数目；（3）10Gbps峰值速率；（4）10Mbps的可获得速率和100Mbps的速率能力；（5）更小的时延和更高的可靠性；（6）更高的频谱效率；（7）能耗效率明显提升。特别地，IMT-2020（5G）推进组关注整个系统架构的演进，以简化、协同异构网络并提供协同优化，而5G网络一般涉及无线接入技术和接入网络架构、核心网络架构。

5G蜂窝网络将基于现有网络体系架构继续演进，进行扁平化扩展与增强。5G蜂窝网络的规划动机：通过密集部署、协同融合不同覆盖范围的蜂窝网以提升网络容量、接入传输速率，从而提高单位面积频谱效率和服务质量QoS。

如图1所示，5G蜂窝网络由三个域组成：核心网络 (CN)、接入网络（RAN）和用户设备 (UE)。对于核心网，有：a）信令面融合，即利用信息技术IT虚拟化技术，将移动核心网设备迁移到标准化的高性能服务器。业务功能被虚拟化为“控制”和“转发”两种能力，可按需灵活部署和实例化；b）用户面解耦，即实现核心网用户面网关的控制与转发分离；集中控制器实现拓扑感知、路由决策和协议等功能，基于专用硬件的转发设备硬件实现数据高速转发。对于接入网，有：a）集中式接入网（C-RAN），即基站简化为射频拉远单元RRU，基带处理集中在基带池，基带处理云化；b）扁平化接入网，即基站进一步增强，核心网用户面功能下沉至基站。

5G蜂窝网络以异构的方式整合宏蜂窝（macro cell）、微微蜂窝（pico cell）、毫微微蜂窝（femto cell）和中继基站，整个网络能够灵活、低成本部署且为用户提供宽带接入，从而提升单位面积的频谱效率。另一方面，通过部署随机异构网络，可达到提升网络容量和覆盖范围的目的。

5G蜂窝网络必然是一个超密集分布的网络。Macro cell作为网络的重要基石，pico cell、femto cell和中继（Relay）等低功率基站则用来消除只有macro cell时的覆盖盲区、提升热点下的网络容量。小蜂窝用户设备 控制面（C-plane）由低频段宏蜂窝提供，相反，宏蜂窝用户设备的C-plane和用户面（U-plane）由宏蜂窝提供。另一方面，小蜂窝用户设备U-plane由高频段小蜂窝提供。Phantom cell（虚拟小区）目的是传输用户设备特定信号，且用户设备和一个Phantom cell间无线资源控制（RRC）连接过程由宏蜂窝管理。Phantom cell没有被分配给独立的信号和信道。用户设备发现Phantom cell依赖宏蜂窝信号。新型网络架构融合了传统蜂窝网络（如GSM）较低频段和5G系统的较高频段，以及传统蜂窝网络的网络基础设施，可降低新型网络的建设成本；采用控制面和用户面解耦的思想，将用户面迁移到高频段虚拟小区传输，为其提供更宽的频带和更高的容量，而将控制面信息保留在宏蜂窝传输，保障了控制信息传输的可靠性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的用户设备和一个Phantom cell间无线资源控制连接过程由宏蜂窝管理，Phantom cell没有被分配给独立的信号和信道，用户设备发现Phantom cell需依赖宏蜂窝信号等，本发明提供一种用于允许不同的接入网络之间的多标准接入/切换策略，通过RAT算法选择最合适的RAT，旨在解决5G蜂窝网络超密集部署下多种RAT并存、选网复杂等问题。

本发明使用模糊逻辑控制器把多种输入（如用户的移动性，候选基站的负载等）结合在一起，实现5G蜂窝网络系统中多无线接入技术的选择/切换。具体地说，当用户设备在演进型基站eNB、家庭演进型基站HeNB和WiFi AP（WiFi接入点）间选择接入/切换时，所述方法包括以下步骤：