小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法技术

本发明专利技术公开了一种小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法，包括以下步骤：根据服务小区Macrocell覆盖区域下的不同RSRP值将其覆盖区域划分为多个不同的圆形区域，规定RSRP值在UE移动轨迹上的衰减速率；UE按照固定的RSRP采样频率对来自服务小区Macrocell的RSRP进行采样提取；UE根据不同时刻接收到的来自于服务小区的参考信号接收功率RSRP，加上采样频率，估计出UE在服务小区中的移动速度；根据切换失败概率和乒乓切换概率与UE的移动速度和TTT的关系计算出切换失败概率和乒乓切换概率；以最小化乒乓切换概率为目标，采用遍历算法对TTT进行自适应选择。该方法能够充分利用下行SNR信息，提高传输效率和频谱利用率，降低信令负载；缓解切换失败概率和乒乓切换概率之间的矛盾。

【技术实现步骤摘要】
小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法
本专利技术属于移动通信
，特别是异构小蜂窝网络的移动性增强领域，涉及一种小蜂窝网络中基于RSRP（ReferenceSignalReceivedPower，参考信号接收功率）速度估计的TTT（TimeToTrigger，触发时间）自适应缩放方法。
技术介绍
2008年初，ITU-R向全球发出了征集IMT-Advanced的技术通函，也就是征集4G的技术方案，自此许多技术组织向ITU-R提交了技术提案，3GPP也针对IMT-Advanced的要求，进行了LTE-Advanced（LTE-A）的可行性研究。由于LTE已经显现出一部分4G的技术特征，所以3GPP也就开始征集一系列基于LTER8版本的LTE-A关键技术提案，意在增强LTE以满足IMT-Advanced的要求。换句话说，LTE-A不会成为一次技术性革命，而是LTE的一次平滑演进，将前向兼容LTE系统，并且为了满足IMT-advanced的要求，也将提出便于后向兼容的新技术。异构网络(HeterogeneousNetworks，HetNets)是引入比传统宏蜂窝（Macrocell）基站发射功率更小的低功率节点而形成的多层蜂窝网络。在LTE-A中支持的低功率节点包括远程射频头（RRH）、微微基站(Pico)、毫微微基站(Femto)以及中继站(Relay)和家庭基站（HomeeNB）。这些节点的体积小，便于灵活地进行网络部署，同时覆盖范围小，可以更加方便地利用潜在的高频段频谱，是用于解决室内和热点场景覆盖和容量问题的有效途径。移动性是小蜂窝网络相对于其他无线系统而言的关键优势之一。相比于WiFi系统，虽然其促成了一个低代价和简单的部署方案，但是，这种方案不能处理移动用户终端（UEs）。相反的是，像通用移动通信系统（UMTS）以及长期演进（LTE）这样的蜂窝网络能够通过切换（HO）为移动UEs提供一个连续的连接。这种切换进程允许一个处于连接模式的UE从它本身的服务小区转移到目标小区，同时能够保证服务质量（QoS）。由于切换进程依赖于大量的不同的参数，比如说滞后边缘效应、触发时间以及UE速度等，因此，它的优化就变成了一个复杂的问题。同时，注意到高移动性UEs可能会在TTT（对于Macrocell已经优化的）失效前已经深入到低功率小区覆盖范围的内部，如此将会遭受由于信干噪比的强烈干扰而导致的切换失败（HOF）。因此可以根据UE的移动速度估计使用较短的TTT来减轻这个问题，但是这种方案可能会明显增加乒乓切换的数目，从而增加信令负载。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法，本专利技术利用下行SNR中的RSRP进行UE移动速度的估计；同时，对于已经估计出的UE速度，计算得出切换失败概率、乒乓切换概率与UE速度和TTT的函数关系；之后设定一个切换失败概率门限，根据UE移动速度，同时结合乒乓切换概率，选择最优的TTT作为其自适应选择值。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法，包括以下步骤：步骤一：根据服务小区Macrocell覆盖区域下的不同RSRP值将其覆盖区域划分为多个不同的圆形区域，规定RSRP值在UE移动轨迹上的衰减速率；步骤二：UE按照固定的RSRP采样频率对来自服务小区Macrocell的RSRP进行采样提取；步骤三：UE根据不同时刻接收到的来自于服务小区的参考信号接收功率RSRP，加上采样频率，估计出UE在服务小区中的移动速度；步骤四：根据切换失败概率和乒乓切换概率与UE的移动速度和TTT的关系计算出切换失败概率和乒乓切换概率；步骤五：以最小化乒乓切换概率为目标，采用遍历算法对TTT进行自适应选择。进一步，在步骤四中，根据步骤三中估计出的移动UE的移动速度v，计算其在规定的TTT时间Tm内行驶的距离，与沿该方向行驶时UE移动到接收到的目标切换小区信号强度大于源小区信号强度的位置所经过的距离相比较，判断其是否能够在到达规定的目标小区区域前完成从源小区到目标小区的切换，计算其失败概率，即为该情况下的切换失败概率；MUE的切换失败概率为：α～U[-π,π)代表弦（UE的轨迹）相对于水平坐标的角度代表，d(α)＝2Rcos(α)代表MUE移动轨迹和Picocell覆盖圆交叉点所决定的弦的长度，R表示Picocell覆盖圆的半径，rm和rp分别表示MUE的切换失败圆半径和PUE的切换失败圆半径，其中rp＞rm；PUE的切换失败概率根据MUE发生切换失败的概率和移动UE的移动距离可分为三种情况；再根据乒乓切换概率的定义要求，计算基于移动UE在规定的TTT时间内完成两次切换的概率，即为该情况下的乒乓切换概率：其中Tm、Tp、Tpp分别表示MUE的触发时间、PUE的触发时间和乒乓切换时间门限。进一步，先对小区覆盖区域下的不同RSRP强度进行区域划分，根据服务小区Macrocell覆盖区域下的不同RSRP值将其覆盖区域划分为多个不同的圆形区域，规定RSRP值每降低1dBm时两个采样地点的距离为x，然后UE按照固定的RSRP采样频率对来自服务小区Macrocell的RSRP进行采样提取，之后，UE根据不同时刻接收到的来自于服务小区的参考信号接收功率RSRP，加上采样频率，估计出UE在服务小区中的移动速度；最后，采用遍历算法选择不同移动UE速度下的最优TTT值。进一步，首先对切换失败概率假设一个统一的系统可以接受的门限值，在这个可以接受的切换失败概率范围内，同一个UE移动速度下对应有多个不同的TTT值，对TTT在可选择的范围内的所有的值，采用遍历算法依次计算其对应的乒乓切换概率值，再从计算得出的乒乓切换概率值中提取出最小的乒乓切换概率值，所对应的TTT的值即为当前UE移动速度条件下的最优TTT值。本专利技术的有益效果在于：本专利技术在UE移动速度估计方面有很大的创新性，能够充分利用下行SNR（SignaltoNoiseRatio）信息，提高传输效率和频谱利用率，降低信令负载；同时，利用切换失败概率和乒乓切换概率的解析解对其进行分析，寻找TTT因子在函数解析表达式中所起的作用，缓解切换失败概率和乒乓切换概率之间的矛盾。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术所述方法的流程图；图2为UE在小区中的移动轨迹图；图3为小蜂窝网络下MUE和PUE的切换模型图；图4为小蜂窝网络下的小区部署场景图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。图1为本专利技术所述方法的流程图，本专利技术提供的小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法包括以下步骤：（1）UE速度估计本专利技术在速度估计方面的关键思想是：从下行SNR中以采样的方式（采样速度在此与SNR的接收周期相同）提取出RSRP，用RSRP来鉴定UE在小区中穿行的距离。如图2所示，图2展示了两条UE轨迹：A和B。假设每个颜色近似代表那个区域的RSRP值。一般来说，由于较小的传播损耗，绿色的RSRP值>蓝色RSRP值>橙色RSRP值。这种方案根据每个UE在不同时间上记录的最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：根据服务小区Macrocell覆盖区域下的不同RSRP值将其覆盖区域划分为多个不同的圆形区域，规定RSRP值在UE移动轨迹上的衰减速率；步骤二：UE按照固定的RSRP采样频率对来自服务小区Macrocell的RSRP进行采样提取；步骤三：UE根据不同时刻接收到的来自于服务小区的参考信号接收功率RSRP，加上采样频率，估计出UE在服务小区中的移动速度；步骤四：根据切换失败概率和乒乓切换概率与UE的移动速度和TTT的关系计算出切换失败概率和乒乓切换概率；步骤五：以最小化乒乓切换概率为目标，采用遍历算法对TTT进行自适应选择。

【技术特征摘要】
1.小蜂窝网络中基于RSRP速度估计的TTT自适应缩放方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：根据服务小区Macrocell覆盖区域下的不同RSRP值将其覆盖区域划分为多个不同的圆形区域，规定RSRP(ReferenceSignalReceivedPower，参考信号接收功率)值在UE移动轨迹上的衰减速率；步骤二：UE按照固定的RSRP采样频率对来自服务小区Macrocell的RSRP进行采样提取；步骤三：UE根据不同时刻接收到的来自于服务小区的参考信号接收功率RSRP，加上采样频率，估计出UE在服务小区中的移动速度；步骤四：根据切换失败概率和乒乓切换概率与UE的移动速度和TTT(TimeToTrigger，触发时间)的关系计算出切换失败概率和乒乓切换概率；步骤五：以最小化乒乓切换概率为目标，采用遍历算法对TTT进行自适应选择；在步骤四中，根据步骤三中估计出的移动UE的移动速度v，计算其在规定的TTT时间Tm内行驶的距离，与行驶时UE移动到接收到的目标切换小区信号强度大于源小区信号强度的位置所经过的距离相比较，判断其是否能够在到达规定的目标小区区域前完成从源小区到目标小区的切换，计算其失败概率，即为切换失败概率；宏蜂窝用户MUE的切换失败概率为：α～U[-π,π)代表弦(UE的轨迹)相对于水平坐标的角度，d(α)＝2Rcos(α)代表MUE移动轨迹和Picocell覆盖圆交叉点所决定的弦的长度，R表示Picocell...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈前斌，冷家丽，王东军，唐伦，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：