基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法，属于无线通信【技术领域】。该方法包括用户上车切换：公交车停靠在车站位置时，用户检测到来自该移动中继的RSRP，并上报给当前的服务基站；若上报的RSRP小于启动定时器T1的门限值，则开启定时器T1；在T1的时间内，服务基站根据收到的RSRP结果判断用户的状态，若用户位于车上，服务基站根据该用户的切换参数设置及满足切换判决的条件，对该用户进行切换判决；并将结果发送给移动中继，移动中继根据切换判决结果，对该用户进行切换处理。用户下车切换类似过程。本方法能够有效解决车载移动中继的用户进行上下车时的切换问题，同时可以有效避免大量用户上下车可能出现的切换失败。
【专利说明】基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信【技术领域】，并且具体地涉及一种基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法。
【背景技术】
[0002]相比以往的移动通信系统，LTE-Advanced (长期演进项目增强技术)能使用覆盖能力较差的高频载波以及支持高数据速率业务的需求，因此需要部署更多的宏基站。传统宏基站的有线回程链路给运营商带来了较大的部署难度和部署成本，宏基站部署的灵活性也受到较大的限制。因此3GPP (第三代合作伙伴计划）在LTE-Advanced启动了中继技术的研究。通过使用中继技术，能够有效提高高速数据速率业务的覆盖面、小区边界容量，并解决突发状况时临时网络部署、群移动、新区域的覆盖等问题。
[0003]在现有的LTE-Advanced系统中，绝大多数中继都是固定中继，其很好的完成了基站的辅助角色，极大地提升了通信系统的通话质量。但随着3G、4G的研发与引入，无线网络中通信质量需求的不断增加，需要不断的增强通信系统的性能和服务质量。在一些特殊的移动场景下需要考虑中继的移动性来提高通信系统的容量并增加网络的覆盖范围。移动中继的目标并非替代固定中继，而是作为补充解决方案来更好地保证通话质量。移动中继的组网目的是以较低的部署和维护代价来实现较好的服务质量。
[0004]如今的移动中继主要用于高速列车上，其目的是当信道特性发生快速变化时，保证移动终端用户（以下简称用户）的通信质量和可靠性。而现在的无定形小区的研究中，主要是在移动节点和固定节点组成的新型网络架构中，考虑移动中继技术的引入给现有通信系统带来的挑战。用户随着无定性节点移动是无定形小区研究当中的一个重要的场景。对这一场景的具体考虑是将移动中继部署在公交车上。然而，考虑到城市交通的特色以及公交车的特殊环境，已有的应用于高速列车上的移动中继研究显然不能满足这一场景的需求。
[0005]现有的移动中继研究，关于移动中继与固定基站间的切换判决问题很少，尤其是结合中国城市公交特色带来的移动中继与固定基站以及移动台与固定基站快速切换问题。如今对于移动中继在两个固定基站之间的群体切换判决问题，已有了一些研究。然而，其切换判决过程并没有考虑具体的应用场景。在车载移动中继的场景下，大量用户上下车时会给移动中继系统带来很大的切换负荷，可能会出现切换失败等问题。关于大量用户在上下车时进行移动中继和固定基站之间的切换判决的问题，在高速移动的场景下，有一些研究。然而，在当前移动中继部署于低速移动的公交车上时，由于应用场景的变化导致了现有研究已不能满足需求。因此，结合具体的公交车应用场景和LTE-Advanced Typel (类型I)移动中继切换过程，设计一个可解决车载移动中继系统中用户上下车切换问题的切换方法是很有意义的。
[0006]本发明是基于LTE-Advanced移动中继系统。中继和DeNB (宿主基站）之间存在X2和SI接口，中继的X2和SI终结在DeNB处。DeNB为中继提供SI和X2的代理功能，即DeNB代理一系列S1、X2接口上的功能，包括:为中继传递用户专用SI信令、X2信令信息，以及GTP (通用分组无线服务隧道协议)数据包。因此，对于中继来说，DeNB是它的移动管理实体(for SI)和基站(for X2)，也是它的服务网关。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，设计一种基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法。所述方法能够有效解决车载移动中继的用户进行上下车的切换问题，采用用户和业务分级机制来保证不同用户的业务需求，同时可以有效避免大量用户上下车可能出现的切换失败。
[0008]由于车载中继的移动性，在用户上下车切换的过程中，设定移动中继只服务那些在车上的用户，减少乒乓切换的发生。
[0009]本发明提出的一种基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法，移动中继部署在车辆上，用于移动终端用户进行上下车时的移动中继与固定基站间的切换，其特征在于，包括用户上车切换过程的切换和用户下车切换过程的切换；
[0010]所述用户上车切换过程的切换步骤包括:
[0011]11)当移动中继随着公交车停靠在车站位置时，用户检测到来自该移动中继的参考信号接收强度(RSRP)，并将检测结果上报给当前的服务基站；
[0012]12)若此时服务基站接收的用户上报的RSRP小于服务基站预先设置的启动定时器Tl的门限值，则服务基站开启定时器Tl ;在定时器Tl设定的时间内，服务基站根据收到的用户检测的移动中继的RSRP结果判断用户的状态，如果在该定时器时间内用户从移动中继的接收信号强度的变化保持稳定，则服务基站判断用户位于车上，服务基站对该用户进行切换判决，转步骤13);否则，服务基站判断用户没有位于车上，服务基站对该用户不进行切换判决；
[0013]13)首先服务基站对切换判决参数进行设置:服务基站根据用户信息表中的用户等级和用户所用业务等级的划分来设置该用户的切换判决参数，
[0014]14)服务基站根据该用户的切换参数设置，对该用户在等待触发切换的时间间隔后进行切换判决；
[0015]15)若该用户满足切换判决的条件，服务基站将切换判决结果发送给移动中继，并向该移动中继发出对该用户切换请求，移动中继收到服务基站发来的切换请求消息，根据该用户状态检测的切换判决结果，移动中继对该用户进行切换处理，并更新用户信息表中的用户当前服务基站；
[0016]用户下车切换过程的切换步骤包括:
[0017]21)车俩到站之前，移动中继先通过车站位置历史信息表查询该车站位置的历史信息，预先将当前的用户信息表通知给即将到站的车站位置附近的基站；在用户下车时，根据车站位置历史信息表选择负载小且信道条件好的基站作为目标基站进行切换；
[0018]22)用户检测到来自目标基站的RSRP，并将检测结果上报给移动中继，移动中继根据用户从目标基站接收的RSRP结果来判断需要切换的用户的状态；
[0019]23)若此时移动中继接收的用户上报的RSRP小于移动中继的DeNB预先设置的启动定时器T2的门限值，移动中继的DeNB启动定时器T2，在定时器T2的设定时间内判断用户状态:若在此时间内用户从目标基站接收的信号强度是稳定的，则判断用户位于车下并进行切换判决，转步骤24);否则，判断用户没有下车，移动中继不处理用户的切换请求；
[0020]24)移动中继首先根据用户信息表中的用户等级和所用的业务等级信息进行切换参数的设置；
[0021]25)移动中继根据该用户的切换参数设置及切换判决条件对该用户进行切换判决;
[0022]26)若该用户满足切换判决的条件，移动中继将切换判决结果通过DeNB发送给切换的目标基站，并向该目标基站发出对该用户切换请求，目标基站收到移动中继发来的切换请求消息，根据该用户状态检测的切换判决结果，移动中继对该用户进行切换处理，并更新用户信息表中的用户当前服务基站。
[0023]本发明的特点及有益效果:
[0024]所述方法能够有效解决低速移动的车载移动中继的用户进行上下车时的切换判决问题，并采用用户和业务分级机制来保证不同用户的业务需求，同时可以有效避免大量用户上下车可能出现的切换失败。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明方法的用户上车时在移动中继和eNode B之间的切换步骤示意图；
[0026]图2为本发明方法的用户下车时在移动中继和eNode B之间的切换步骤示意图；
[0027]图3为本发明方法的用户从移动中继切换到eNode B的信令流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面，以移动中继部署在公交车上为例来阐述本发明的基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法。在移动中继应用场景中，部署着移动中继的公交车在车站位置停下，此时移动终端用户(以下简称用户)进行上下车；本实施例包括用户上车切换过程的切换和用户下车切换过程的切换方法；
[0029]用户上车切换过程的切换步骤如图1所示。包括:
[0030]11)当移动中继随着公交车停靠在车站位置时，用户检测到来自该移动中继的RSRP (参考信号接收强度)，并将检测结果上报给当前的服务基站(服务基站预先设置了启动定时器Tl的门限值a，实施例的该门限值取值为-140dBm)；
[0031]12)若此时服务基站接收的用户上报的RSRP小于门限值，即RSRPswving < a，服务基站开启定时器Tl ;在定时器Tl设定的时间内，服务基站根据收到的用户检测的移动中继的RSRP结果判断用户的状态，如果在该定时器时间内用户从移动中继的接收信号强度是稳定的(实施例中设为RSRP值的变化保持在IOdBm之内)，则服务基站判断用户位于车上，服务基站对该用户进行切换判决，转步骤13);否则，服务基站判断用户没有位于车上，服务基站对该用户不进行切换判决；
[0032]13)在服务基站对不同用户进行切换判决之前对切换判决参数进行设置:设置的切换判决参数包括切换偏置值Bias、切换滞后参数Hys和时间间隔参数TTT ;服务基站根据用户信息表中的用户等级和用户所用业务等级的划分来设置该用户的切换判决参数，用户信息表具体内容如表I所不:[0033]表1用户信息表
【权利要求】
1.一种基于用户移动状态感知的车载移动中继切换方法，移动中继部署在车辆上，用于移动终端用户进行上下车时的移动中继与固定基站间的切换，其特征在于，包括用户上车切换过程的切换和用户下车切换过程的切换； 所述用户上车切换过程的切换步骤包括: 11)当移动中继随着公交车停靠在车站位置时，用户检测到来自该移动中继的参考信号接收强度(RSRP)，并将检测结果上报给当前的服务基站； 12)若此时服务基站接收的用户上报的RSRP小于服务基站预先设置的启动定时器Tl的门限值，则服务基站开启定时器Tl ;在定时器Tl设定的时间内，服务基站根据收到的用户检测的移动中继的RSRP结果判断用户的状态，如果在该定时器时间内用户从移动中继的接收信号强度的变化保持稳定，则服务基站判断用户位于车上，服务基站对该用户进行切换判决，转步骤13);否则，服务基站判断用户没有位于车上，服务基站对该用户不进行切换判决； 13)首先服务基站对切换判决参数进行设置:服务基站根据用户信息表中的用户等级和用户所用业务等级的划分来设置该用户的切换判决参数， 14)服务基站根据该用户的切换参数设置，对该用户在等待触发切换的时间间隔后进行切换判决； 15)若该用户满足切换判决的条件，服务基站将切换判决结果发送给移动中继，并向该移动中继发出对该用户切换请求，移动中继收到服务基站发来的切换请求消息，根据该用户状态检测的结果，移动中继 对该用户进行切换处理，并更新用户信息表中的用户当前服务基站; 用户下车切换过程的切换步骤包括: 21)车俩到站之前，移动中继先通过车站位置历史信息表查询该车站位置的历史信息，预先将当前的用户信息表通知给即将到站的车站位置附近的基站；在用户下车时，根据车站位置历史信息表选择负载小且信道条件好的基站作为目标基站进行切换； 22)用户检测到来自目标基站的RSRP，并将检测结果上报给移动中继，移动中继根据用户从目标基站接收的RSRP结果来判断需要切换的用户的移动状态； 23)若此时移动中继接收的用户上报的RSRP小于移动中继的DeNB预先设置的启动定时器T2的门限值，移动中继的DeNB启动定时器T2，在定时器T2的设定时间内判断用户状态:若在此时间内用户从目标基站接收的信号强度是稳定的，则判断用户位于车下并进行切换判决，转步骤24);否则，判断用户没有下车，移动中继不处理用户的切换请求； 24)移动中继首先根据用户信息表中的用户等级和所用的业务等级信息进行切换参数的设置； 25)移动中继根据该用户的切换参数设置及切换判决条件对该用户进行切换判决； 26)若该用户满足切换判决的条件，移动中继将切换判决结果通过DeNB发送给切换的目标基站，并向该目标基站发出对该用户切换请求，目标基站收到移动中继发来的切换请求消息，根据该用户状态检测的结果，移动中继对该用户进行切换处理，并更新用户信息表中的用户当前服务基站。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤13)或24)设置的切换判决参数包括切换偏置值Bias、切换滞后参数Hys和时间间隔参数TTT;切换判决参数设置的具体步骤如下: a)先判断该用户的类型:根据用户信息表获得该用户为VIP用户或普通用户；根据该用户的类型设置触发切换的时间间隔参数TTT ； b)若该用户所用的是基础业务，则设置切换滞后参数Hys，用于减少该用户切换次数； c)若该用户所用的是非基础业务，则设置切换偏置值Bias，偏置值Bias是根据用户信息表里用户当前使用的业务类型的QCI进行映射得到。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤14)或步骤25)的切换判决条件为: RSRPT>RSRPS+Bias+Hys 其中，RSRPt是用户对来自移动中继的参考信号接收功率的测量结果，RSRPs是用户对来自服务基站的参考信号接收功率的测量结果。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤21)中目标基站的选择具体如下: 21-1)该车站附近的各基站根据移动中继发送的用户信息表的用户类型和用户所 用业务类型预先分配切换所需要的时频资源； 21-2)移动中继优先选择信道条件最好的基站作为切换的目标基站； 21-3)移动中继判断该基站此时是否已经满载，若满载则移动中继在此区域内其他未满载基站中选择信道条件最好的基站作为切换的目标基站；否则选择该基站作为切换的目标基站ο
【文档编号】H04W36/30GK103533594SQ201310506876
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】曾捷, 粟欣, 张琛, 李泽娇, 方娜燕, 肖驰洋 申请人:清华大学