一种终端信道质量测量的控制方法

文档序号:7984966阅读:247来源:国知局
一种终端信道质量测量的控制方法
【专利摘要】本申请公开了提出的终端信道质量测量的控制方法,针对M2M的低移动性特性,按照延长周期的方式控制M2M终端进行小区信道质量的测量,使得M2M终端不需要频繁地进行信道质量测量。采用本发明可以减少M2M终端信道质量测量的功率开销,实现对M2M终端的信道质量测量的优化。
【专利说明】一种终端信道质量测量的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信技术,特别是一种终端信道质量测量的控制方法。
【背景技术】
[0002]物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。作为物联网现阶段的最普遍应用,机器与机器(Machine-to-Machine, M2M)通信得到了各行业的广泛关注,也是各大标准化组织研究和制定标准的工作重点。ETSI从典型物联网业务用例,如智能医疗、电子商务、自动化城市、智能抄表和智能电网等的相关研究入手,分析了物联网业务的需求,定义了支持物联网业务的系统结构设计以及相关数据模型、接口和过程。3GPP/3GPP2以无线通信技术为工作核心,重点研究3G、LTE网络针对物联网业务提供而需要实施的网络优化相关技术,研究内容涉及业务需求、无线接入网/核心网优化、安全等领域。CCSA早在2009年也完成了 M2M业务的研究报告,并开展了与M2M相关的研究工作。
[0003]一个典型的M2M系统架构如图1所示,主要包括M2M终端、M2M网关、无线接入网设备(eNB)、核心网设备(包括移动性管理实体MME、服务网关SGW、PDN网关PGW和归属用户服务器HSS)、M2M服务器和M2M用户。M2M终端通常由传感器模块和通信模块组成,可以将采集的数据以网络请求或自动发送的方式经由通信网络传递到M2M服务器。M2M网关可以融合各种不同的无线通信协议(例如WiF1、BlueTooth、Zigbee等),起到协议转换和数据中继转发的作用。M2M终端和M2M网关通过Uu接口连接到eNB,eNB通过SI接口连接到核心网。HSS存储了 M2M用户的签约数据。M2M服务器通过A接口与通信网络相连,为M2M用户提供各种M2M业务。M2M用户通过B接口与M2M服务器连接,使用M2M服务器提供的应用服务。
[0004]M2M终端具有许多不同于传统人对人(Human to Human,H2H)通信终端的特性。3GPP总共定义了 13种M2M特性:低移动性、业务和时间相关、对时延不敏感、小数据量传输、由终端发起业务、网络偶尔发起业务、监控终端状态、告警消息优先传输、安全连接、特定位置触发业务、不频繁传输和群组管理特性。一个M2M终端支持以上特性的全集或子集。
[0005]其中,低移动性特性对具有该类特性的M2M终端提出了不同于传统H2H终端的移动性管理需求。如果采用与现有H2H终端相同的移动性管理机制,不但会提高M2M终端的实现复杂度,还会造成M2M终端耗电量太大。例如,在现有标准中,信道质量测量机制是针对传统的H2H通信设计的,考虑到H2H终端的行为和移动轨迹很难预测,为了保证在任意时刻都能接入网络得到更好的服务,H2H终端需要频繁的移动性管理操作。具体地,当H2H终端处于空闲状态的时候,需要进行频繁的信道测量,以保证始终驻留到信道质量好的小区。当H2H终端处于连接状态的时候,H2H终端需要频繁地对服务小区和邻小区的信道质量进行测量,以保证接入信道质量最好的小区得到最好的服务。而对于M2M终端而言,其具有的低移动性特性使得该类终端不需要频繁地进行信道质量测量,因为频繁的信道质量测量会增加M2M终端的耗电量,这对耗电量敏感的M2M终端来说非常重要。[0006]由此可见,现有的H2H终端的信道质量测量方法会增加M2M终端的实现复杂度、增加功率开销,不适用于M2M终端,尤其是耗电量比较敏感的M2M终端。目前尚未提出一种可以克服上述问题的信道质量测量方法。

【发明内容】

[0007]有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种终端信道质量测量的控制方法,该方法能减少M2M终端信道质量测量的功率开销,实现对M2M终端的信道质量测量的优化。
[0008]为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:
[0009]一种终端信道质量测量的控制方法,包括:
[0010]机器与机器通信M2M终端根据网络侧的通知获知自身具有低移动性后,按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量;
[0011]其中,所述测量包括:
[0012]当所述M2M终端处于空闲状态时,按照预设的服务小区最大测量周期TM1,对服务小区进行信道质量测量,所述TMl为K与THl的乘积,所述K为预设的第一周期延长因子,K>1,所述THl为系统的人对人通信Η2Η终端的服务小区最大测量周期;按照预设的第一同频邻小区最大测量周期ΤΜ2,对同频邻小区进行信道质量测量,所述ΤΜ2为L与ΤΗ2的乘积,所述L为预设的第二周期延长因子,L>1,所述TH2为系统的空闲状态H2H终端的同频邻小区最大测量周期;当需要进行异频Inter-frequency邻小区和异无线接入技术Inter-RAT小区测量时,按照预设的第一异频邻小区最大检测周期TM3,进行异频邻小区和异无线接入技术小区检测,所述TM3为P与TH3的乘积,所述P为预设的第三周期延长因子,P>1,所述TH3为系统的空闲状态H2H终端的异频邻小区/异无线接入技术小区最大检测周期;当检测到异频邻小区或异无线接入技术小区后,按照预设的第一异频邻小区最大测量周期TM4,进行异频邻小区和异无线接入技术小区的信道质量测量,所述TM4为Q与TH4的乘积,所述Q为预设的第四周期延长因子,Q>1,所述TH4为系统的空闲状态H2H终端的异频邻小区/异无线接入技术小区最大测量周期;
[0013]当所述M2M终端处于连接状态时,按照预设的第二同频邻小区最大测量周期TM5,对同频邻小区进行信道质量测量,所述TM5为V与TH5的乘积,所述V为预设的第五周期延长因子,V > 1,所述TH5为系统的连接状态H2H终端的服务小区最大测量周期;按照预设的第二异频邻小区最大测量周期TM6,对异频邻小区进行信道质量测量,所述TM6为W与TH6的乘积,所述W为预设的第六周期延长因子,W>1,所述TH6为系统的连接状态H2H终端的异频邻小区最大测量周期。
[0014]综上所述,本发明提出的终端信道质量测量的控制方法,通过对信道质量测量周期进行有效控制,使得M2M终端不需要频繁地进行信道质量测量,从而可以能减少M2M终端信道质量测量的功率开销,实现对M2M终端的信道质量测量的优化。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1为目前的M2M系统架构示意图。
【具体实施方式】[0016]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
[0017]本发明的核心思想是:针对M2M终端的低移动特性,通过延长终端进行信道质量测量的周期,来降低终端进行信道质量测量的开销。
[0018]本发明实施例一主要包括:
[0019]机器与机器通信M2M终端根据网络侧的通知获知自身具有低移动性后,按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量。
[0020]较佳地,网络侧可以采用下述两种方法将M2M终端的低移动性特性通知给M2M终端:
[0021]方法一、核心网根据所述M2M终端的签约信息获得所述M2M终端的特性信息后,利用非接入层NAS消息将所述特性信息发送给所述M2M终端,所述特性信息包含低移动性特性信息。
[0022]较佳地,所述NAS消息可以具体为附着接受消息或TAU接受消息或者为新增的NAS消息。
[0023]方法二、核心网根据所述M2M终端的签约信息获得所述M2M终端的特性信息后,利用SI接口消息将所述特性信息发送给eNB,所述eNB利用Uu接口消息将所述特性信息发送给所述M2M终端,所述特性信息包含低移动性特性信息。
[0024]较佳地,所述SI接口消息可以具体为初始上下文建立请求消息或上下文更新请求消息,或者是一新增的SI接口消息,所述Uu接口消息可以具体为无线资源控制RRC重配置消息,或者是一新增的RRC消息。
[0025]进一步地,网络侧还可以根据终端特性信息的变化动态地对M2M终端保存的特性信息进行更新,具体可采用下述方法实现这一目的:
[0026]方法一、当网络侧需要对所述M2M终端的特性信息更新时,核心网利用NAS消息将所述特性信息的更新信息发送给所述M2M终端,所述M2M终端根据所述更新信息对当前保存的特性信息进行更新。
[0027]方法二、当网络侧需要对所述M2M终端的特性信息更新时,核心网利用SI接口消息将所述特性信息的更新信息发送给eNB,所述eNB利用Uu接口消息将所述特性信息的更新信息发送给所述M2M终端。
[0028]上述方法中对于小区信道质量的测量,具体可以根据M2M终端所处的不同状态,采用下述方法实现:
[0029]当所述M2M终端处于空闲状态时,按照预设的服务小区最大测量周期TM1,对服务小区进行信道质量测量,所述TMl为K与THl的乘积,所述K为预设的第一周期延长因子,K>1,所述THl为系统的人对人通信Η2Η终端的服务小区最大测量周期;按照预设的第一同频邻小区最大测量周期ΤΜ2,对同频邻小区进行信道质量测量,所述ΤΜ2为L与ΤΗ2的乘积,所述L为预设的第二周期延长因子,L>1,所述ΤΗ2为系统的空闲状态Η2Η终端的同频邻小区最大测量周期;当需要进行异频邻(Inter-frequency)小区和异无线接入技术(Inter-RAT)小区测量时,按照预设的第一异频邻小区最大检测周期TM3,进行异频邻小区和异无线接入技术小区检测,所述TM3为P与TH3的乘积,所述P为预设的第三周期延长因子,P>1,所述TH3为系统的空闲状态H2H终端的异频邻小区/异无线接入技术小区最大检测周期;当检测到异频邻小区或异无线接入技术小区后,按照预设的第一异频邻小区最大测量周期TM4,进行异频邻小区和异无线接入技术小区的信道质量测量,所述TM4为Q与TH4的乘积,所述Q为预设的第四周期延长因子,Q>1,所述TH4为系统的空闲状态H2H终端的异频邻小区/异无线接入技术小区最大测量周期。
[0030]当所述M2M终端处于连接状态时,按照预设的第二同频邻小区最大测量周期TM5,对同频邻小区进行信道质量测量,所述TM5为V与TH5的乘积,所述V为预设的第五周期延长因子,V>1,所述TH5为系统的连接状态H2H终端的服务小区最大测量周期;按照预设的第二异频邻小区最大测量周期TM6,对异频邻小区进行信道质量测量,所述TM6为W与TH6的乘积,所述W为预设的第六周期延长因子,W>1,所述TH6为系统的连接状态H2H终端的异频邻小区最大测量周期。
[0031]这里需要说明的是:在现有系统中,空闲状态下的移动性管理包括小区选择和小区重选。M2M终端开机后执行小区选择操作,通过小区选择驻留到一个合适的小区以获得服务。M2M终端通过周期性地测量服务小区和其他的同频(Intra-frequency)、异频(Inter-frequency)和异无线接入技术(Inter-RAT)小区的信道质量,驻留到信道质量更好的小区上,这个过程是小区重选。
[0032]对具有低移动性特性的M2M终端来说,现有标准中定义的信道测量太过频繁。由于M2M终端移动性较低,在短时间内信道大尺度衰落的变化不会很大,所以无需进行很频繁的信道测量。
[0033]现有技术中,对服务小区的最大测量周期是由两个参数决定的,第一个参数是系统消息SIB2中包含的信元defaultPagingCycIe,第二个参数是M2M终端上层生成的参数DRX_Cycle,那么对服务小区的最大测量周期为:THl=min{defaultPagingCycle, DRX_Cycle},即,取两个参数中的最小值。现有标准中,defaultPagingCycle的取值范围是{0.32s, 0.64s,1.28s,2.56s},也就是说,对服务小区的最大测量周期是2.56秒,这对M2M终端来说显得开销太大。上述方法中是定义一个大于I的乘性因子K,M2M终端用K与THl相乘,使得M2M终端对服务小区的最大测量周期由THl增大为TMl = K*TH1。另外,可以定义新的参数 defaultPagingCycle_l 和 DRX_Cycle_l,取值范围不同于 defaultPagingCycle和 DRX_Cycle,使得利用 defaultPagingCycle 和 DRX_Cycle 得到的 TMl 满足 TMl = K*TH1即可。本发明中通过使TMl = K*TH1,可以降低网络的寻呼信令开销,因为网络只需要更大周期性地寻呼M2M终端。
[0034]现有技术中,对Intra-frequency小区的最大测量周期TH2,取值范围是{1.28s,
2.56s},对低移动性M2M终端来说开销太大。本发明要增大对Intra-frequency小区的最大测量周期,定义一个大于I的乘性因子L,M2M终端用L与TH2相乘,使得M2M终端对服务小区的测量周期由TH2增大为L*TH2。
[0035]现有技术中,当接收到的服务小区信道功率Srxlev大于第一门限值SnonIntraSearchP,并且接收到的服务小区信道质量Squal大于第二门限值SnonIntraSearchQ的时候,M2M终端每隔TH3时间检测具有更高优先级的Inter-frequency/Inter-RAT小区。对检测到的小区,每隔TH4时间进行一次测量。要增大检测周期和测量周期,可以分别定义大于I的乘性因子P和Q,使得M2M终端对更高优先级的Inter-frequency/Inter-RAT小区检测周期由TH3增大为TM3 = M*TH3,使得M2M终端对更高优先级的Inter-frequency/Inter-RAT小区测量周期由TH4增大为TM4 = N*TH4。
[0036]现有技术中,在没有配置非连续接收(DRX)的情况下,处于连接状态的终端对Intra-frequency小区的测量周期是200ms。在配置DRX的情况下,当DRX周期小于等于
0.04s时,处于连接状态的终端对Intra-frequency小区的测量周期是200ms ;当DRX周期大于0.04s并且小于等于2.56s时,处于连接状态的终端对Intra-frequency小区的测量周期是5个DRX周期。上述方法中通过定义一个大于I的乘性因子V,使得M2M终端对Intra-frequency小区的测量周期扩大到原来的V倍。
[0037]现有系统中,连接状态下的终端对Inter-frequency小区的测量需要在测量间隔(Measurement Gap)内完成。在测量间隔内,终端中断与服务小区的数据传输。测量间隔是网络侧配置给UE的,目前存在两种测量间隔配置。第一种测量间隔配置是每隔80ms测量6ms,第二种测量间隔配置是每隔40ms测量6ms。当配置了测量间隔后,终端会周期性地对Inter-frequency小区进行测量。为了节省测量消耗的功率,对于具有低移动性特性的M2M终端,可以增大测量周期。可以定义一个大于I的乘性因子W,使得M2M终端对Inter-frequency小区的测量周期扩大到原来的W倍。
[0038]较佳地,所述K、L、P和Q可以预先由网络侧通过附着过程或者通过广播消息配置给所述M2M终端。所述V和W可以预先由网络侧通过RRC重配置消息配置给所述M2M终端。
[0039]进一步地,为了节省信道测量的功率消耗,M2M终端可以在合适的时候停用信道质量测量机制,并在有数据即将传输的时候再开启。具体地,可采用下述方法实现这一目的:当M2M终端处于空闲状态时,如果所述M2M终端的低移动性属于不移动类型,则该M2M终端在开机完成小区选择及初次小区重选后,停止进行所述小区信道质量的测量,直到有数据到达所述M2M终端时;当M2M终端处于连接状态时,如果所述M2M终端的低移动性属于不移动类型,则该M2M终端在与当前服务小区建立RRC连接后,停止进行所述小区信道质量的测量,直到有数据到达所述M2M终端时。
[0040]进一步地,上述按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量的方法可以与常规的周期性的信道测量(即系统中H2H终端所采用的信道测量方法)相结合,以提高对M2M终端移动性管理的灵活性。具体可以采用下述方法实现这一目的:
[0041]在M2M终端接入网络,并按照系统的H2H终端的信道质量测量方式完成一次小区信道质量测量之前,M2M终端根据网络侧的所述通知获知自身具有低移动性;
[0042]当M2M终端接入网络,并按照系统的H2H终端的信道质量测量方式完成一次小区信道质量的测量后,在指定的时间T内按照H2H终端的信道质量测量方式进行小区信道质量,如果在所述T时间内所述M2M终端的驻留小区或服务小区一直没有发生改变,则启动所述按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量。
[0043]这里,所述T可以由本领域技术人员根据实际需要设定合适的取值。
[0044]另外需要说明的是:根据目前3GPP对M2M业务需求的讨论,低移动性又可以分为三种:(1)不频繁、并且只在很小的范围内移动;(2)不频繁移动,但是移动范围较大;(3)不移动。对于不频繁、只在很小的范围内移动的终端。考虑到按照延长周期的方式进行小区信道质量测量,可能会降低一些属于前两种低移动类型的终端的信道质量测量的有效性,进一步地,本领域人员可以根据实际需要,在上述方法中只针对属于不移动类型的M2M终端,才执行所述按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量。[0045] 综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种终端信道质量测量的控制方法,其特征在于,包括: 机器与机器M2M终端根据网络侧的通知获知自身具有低移动性后,按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量; 其中,所述测量包括: 当所述M2M终端处于空闲状态时,按照预设的服务小区最大测量周期TM1,对服务小区进行信道质量测量,所述TMl为K与THl的乘积,所述K为预设的第一周期延长因子,K>1,所述THl为系统的人对人通信Η2Η终端的服务小区最大测量周期;按照预设的第一同频邻小区最大测量周期ΤΜ2,对同频邻小区进行信道质量测量,所述ΤΜ2为L与ΤΗ2的乘积,所述L为预设的第二周期延长因子,L>1,所述ΤΗ2为系统的空闲状态Η2Η终端的同频邻小区最大测量周期;当需要进行异频Inter-frequency邻小区和异无线接入技术Inter-RAT小区测量时,按照预设的第一异频邻小区最大检测周期TM3,进行异频邻小区和异无线接入技术小区检测,所述TM3为P与TH3的乘积,所述P为预设的第三周期延长因子,P>1,所述TH3为系统的空闲状态H2H终端的异频邻小区/异无线接入技术小区最大检测周期;当检测到异频邻小区或异无线接入技术小区后,按照预设的第一异频邻小区最大测量周期TM4,进行异频邻小区和异无线接入技术小区的信道质量测量,所述TM4为Q与TH4的乘积,所述Q为预设的第四周期延长因子,Q>1,所述TH4为系统的空闲状态H2H终端的异频邻小区/异无线接入技术小区最大测量周期; 当所述M2M终端处于连接状态时,按照预设的第二同频邻小区最大测量周期TM5,对同频邻小区进行信道质量测量,所述TM5为V与TH5的乘积,所述V为预设的第五周期延长因子,V > 1,所述TH5为系统的连接状态H2H终端的服务小区最大测量周期;按照预设的第二异频邻小区最大测量周期TM6,对异频邻小区进行信道质量测量,所述TM6为W与TH6的乘积,所述W为预设的第六周期延长因子,W>1,所述TH6为系统的连接状态H2H终端的异频邻小区最大测量周期。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述通知包括: 核心网根据所述M2M终端的签约信息获得所述M2M终端的特性信息后,利用非接入层NAS消息将所述特性信息发送给所述M2M终端,所述特性信息包含低移动性特性信息。
3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述NAS消息为附着接受消息或TAU接受消息。
4.根据权利要求 1所述的控制方法,其特征在于,所述通知包括: 核心网根据所述M2M终端的签约信息获得所述M2M终端的特性信息后,利用SI接口消息将所述特性信息发送给eNB,所述eNB利用Uu接口消息将所述特性信息发送给所述M2M终端,所述特性信息包含非移动性特性信息。
5.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述SI接口消息为初始上下文建立请求消息或上下文更新请求消息,所述Uu接口消息为无线资源控制RRC重配置消息。
6.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法进一步包括:当网络侧需要对所述M2M终端的特性信息更新时,核心网利用NAS消息将所述特性信息的更新信息发送给所述M2M终端,所述M2M终端根据所述更新信息对当前保存的特性信息进行更新。
7.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法进一步包括:当网络侧需要对所述M2M终端的特性信息更新时,核心网利用SI接口消息将所述特性信息的更新信息发送给eNB,所述eNB利用Uu接口消息将所述特性信息的更新信息发送给所述M2M终端。
8.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述K、L、P和Q预先由网络侧通过附着过程或者通过广播消息配置给所述M2M终端。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述V和W预先由网络侧通过RRC重配置消息配置给所述M2M终端。
10.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法进一步包括:当所述M2M终端处于空闲状态时,如果所述M2M终端的低移动性属于不移动类型,则该M2M终端在开机完成小区选择及初次小区重选后,停止进行所述小区信道质量的测量,直到有数据到达所述M2M终端时;当所述M2M终端处于连接状态时,如果所述M2M终端的低移动性属于不移动类型,则所述M2M终端在与当前服务小区建立RRC连接后,停止进行所述小区信道质量的测量,直到有数据到达所述M2M终端时。
11.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法进一步包括: 在所述M2M终端接入网络,并按照系统的H2H终端的信道质量测量方式完成一次小区信道质量测量之前,所述M2M终端根据网络侧的所述通知获知自身具有低移动性; 当所述M2M终端接入网络并按照系统的H2H终端的信道质量测量方式完成一次小区信道质量的测量后,在指定的时间T内按照H2H终端的信道质量测量方式进行小区信道质量,如果在所述T时间内所述M2M终端的驻留小区或服务小区一直没有发生改变,则启动所述按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量。
12.根据权利要求1所述的 控制方法,其特征在于,所述方法进一步包括:只有当所述M2M终端的低移动性属于不移动类型时,才执行所述按照延长周期的方式进行小区信道质量的测量。
【文档编号】H04W24/04GK103796234SQ201210423138
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】高伟东, 张欢, 池连刚, 潘瑜, 高兴航, 林佩 申请人:普天信息技术研究院有限公司
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