[发明专利]一种宏基站与家庭基站间的垂直向下切换判决方法

说明书

本发明公开了一种宏基站与家庭基站间的垂直向下切换判决方法，该方法依据速度对移动用户进行分类，对低速用户仍采用传统的切换判决算法，而对于高速用户则设定用户在家庭蜂窝中有效驻留时间门限，在保证用户达到系统预定信干噪比的前提下，拒绝移动用户的有效驻留时间低于设定的驻留时间门限值的切换请求；仿真试验结果表明该方法在有效降低LTE‑A网络中宏基站与家庭基站间的不必要切换次数的同时，还能显著地降低了用户的切换中断概率，可广泛应用于由LTE‑A的宏基站与家庭基站组成的异构网络中。

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，尤其涉及一种宏基站与家庭基站间的垂直向下切换判决方法。

背景技术

在LTE-A时代，移动数据业务发展迅猛，网络容量需求巨大。数据流量需求的飞速增长，促使运营商在频谱紧缺的环境下积极探寻合适的网络扩容方案，以满足用户的长期诉求。而目前常用的扩容方法，如扩载波、升级演进技术以及小区分裂等，均难以满足多样化的长期扩容需要。在4G时代频谱资源极度紧缺的情况下，运营商可有效利用LTE-A宏基站(Macro eNodeB，MeNB)和家庭基站(Home evolved Node Base，HeNB)协同组网改善网络质量、提升用户的体验质量。

家庭基站(HeNB)通过缩短基站与用户之间的传播距离，为用户提供了更好的体验质量，一定程度上解决了宏蜂窝系统中室内信号强度弱、无线资源短缺和宏基站(MeNB)负载过大的问题。

然而HeNB的覆盖范围很小，高速移动的用户会在MeNB与HeNB之间产生大量频繁的切换，这会显著地增加基站的负载与用户的中断概率。此外，由于在HeNB覆盖范围内的驻留时间过短，用户可能刚切换到HeNB便需再次执行切换重新连入MeNB，也称为乒乓切换，两次乒乓切换的平均时间间隔称为乒乓切换门限，这样的切换只会浪费网络资源，不会带来实际益处。

MeNB与HeNB间的切换属于异构网络间的垂直切换，切换过程可分为网络发现、切换判决和切换执行3个阶段，其中切换判决是最为关键的一步。适当的切换判决算法可以显著地减少此类不必要切换。目前国内外已有许多针对垂直切换判决算法的研究，Zhang等通过对用户的速度进行分级，拒绝高速用户的切换请求，但此算法在限制不必要切换的同时也间接地增加了用户的中断概率。Jeong等通过对用户的移动轨迹进行分析，预测用户下一阶段的状态，估测其在HeNB覆盖范围内的驻留时间，此方法需要额外的服务器以及较长的处理时间，难以运用于实际情况。

由于HeNB与MeNB之间的不必要切换大多是由MeNB到HeNB的切换(即垂直向下切换)所引起的，为此本发明提出了一种垂直向下切换判决算法，达到有效地降低MeNB与HeNB间不必要的切换的目的。

本发明提出的垂直向下切换判决算法是通过设置有效驻留时间门限，拒绝有效驻留时间低于门限值的切换请求。首先将用户从开始接入某HeNB的时刻到断开与该HeNB之间连接的时刻之间的时间长度定义为用户在该HeNB内的有效驻留时间，记作T_valid-dwell，本发明不考虑切换延迟的影响。若某次切换与下次切换之间的时间间隔小于乒乓切换门限值T_pp，则将此次切换视为一次不必要切换，定义不必要切换率Pr_un为不必要切换次数与总切换次数的比值。将中断概率Pr_out定义为用户的信干噪比SINR低于信干噪比门限值SINR_th事件的发生次数与用户从MeNB进入HeNB总次数的比值。