一种HetNet系统中DRX状态下的小区选择方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于LTE-A化tNet系统中DRX状态下的小区选择方法和装置，属 于移动通信系统中无线资源管理研究领域。
【背景技术】
[0002] 在LTE-A化tNet部署场景下，对处于连接状态下的用户而言，如果从一个小区移 动到另一个小区，则网络侧需要将该用户从源小区切换到目标小区，其关键一步是为用户 选择最好的目标小区进行服务，然后执行切换流程。小区选择有效地平衡了宏蜂窝和低功 率节点间的负载，提高了整个系统的性能。
[0003] 在切换过程中，连接状态下用户的移动性测量是由网络侧控制。具体地说，当移动 用户向网络侧发出切换请求时，网络侧向用户发送专用测量控制命令，包含测量类型、测量 报告准则参数、测量命令、测量量、报告量等参数。用户收到该测量控制命令后，对邻小区进 行相应的测量，当满足网络侧规定的测量报告条件时就上报测量报告。网络侧检测出其中 信号质量最好的一个小区将其作为该用户目标小区，然后再对该用户进行小区切换。可见 在一次正常的切换中，用户和网络之间要进行测量控制、测量报告、切换命令、切换确认等 多条信令交互。虽然传统的最大下行参考信号接收功率（Reference Signal Received 化we;r，RSRP)、小区范围扩展（Cell Range Expansion,CRE)等多种小区选择方案都有效地 改善了系统性能，但是在用户侧和网络侧之间需要频繁的信令交互，导致了用户的高功率 损耗，减少了用户终端的电池寿命，从而限制了用户接收最佳服务的体验。
[0004] 为了更好地节电，我们使用非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)机制。在 LTE-A系统中，DRX分为巧巾：空闲状态下的DRX(Idle-DRX)和连接状态下的DRX(Connected-DRX)，通过无线资源控制层(Radio Resource Control，RRC)来管理。在Idle-DRX模式中，肥 没有无线资源连接，主要完成对呼叫信道和广播信道监听，为了达到非连续接收，只需配置 好固定睡眠周期。但是UE要监听用户数据信道，则必须从Idle状态先进入连接状态。在 Connected-DRX模式中，肥有3个状态，分别处于活跃期，短DRX周期（即浅睡眠期）和长DRX周 期（即深睡眠期），如附图3所示。在活跃期，肥处于功率消耗模式;在浅、深睡眠期，肥处于功 率节省模式。本专利对用户分配的DRX周期长度主要考虑连接状态下的DRX。
[000引在活跃期，去激活计时器(DRX inactivity timeHti))开始启动，UE打开接收机 检测PDCCH，同时接收基站从演进分组核屯、网（evolved packed core，EPC)传送来的数据 包。在ti计时器溢出之前，PDCC巧旨示一个下行链路数据传输，则重新启动ti，再次进入活跃 期;反之，则肥进入浅睡眠期。
[0006] 在短DRX周期，DRX短循环计时器(DRX short巧cle time;r(ts))用来指定短DRX周 期的个数;短DRX周期(DRX Short eye 1 e (tds))是短DRX周期的大小，包括开启持续时间（on duration time;r(T。。））和睡眠期。Ton为UE监听PDCCH的时间，等待/接收基站上下行数据的 传输;在睡眠期肥关闭收发单元，不监听PDCCH。当PDCCH指示一个下行链路传输时，肥从短 DRX周期进入活跃期;反之，肥仍处于短DRX周期直到ts计时器溢出，进入深睡眠期。
[0007] 在长DRX周期，DRX long巧cle(tdi)为深睡眠周期，与短DRX周期类似，也由Ton和 睡眠期组成。其中，长短DRX周期中的Ton相同，但睡眠期不同。如果PDCCH指示有一个下行链 路传输，UE从长DRX周期转换到活跃期，同时开启ti计时器；反之，UE仍处于长DRX周期。在 短、长DRX周期内基站不会向肥传输任何数据包。RRC通过控制运几个参数协同工作，使肥在 运3个状态之间切换，实现了 DRX机制的节能作用。Connected-DRX的建模分析流程图如附图 4所示。
[0008] DRX机制的主要思想是允许用户关闭接收器一段时间，在运段时间内周期性地醒 来监测物理下行控制信道，若没有自己的数据，将会继续睡眠。但采用DRX机制会存在如下 问题:若DRX很长，用户很可能会移动到新小区，运时如果该用户醒来发现进入了新的小区， 需要发起小区更新或者前向切换，用户移动速度越快，小区的大小越小，此情况出现的概率 就越大，运使得用户的节电性能不是很好(每次醒来都发现已移动到了新小区，从而发起小 区更新或前向切换，产生了很多信令交互），而且很可能用户进入的新小区已经和原小区之 间相隔了很多小区，从而无法切换，导致无线链路失败、掉话。为此，需要一种有效的小区选 择方法，在用户终端节能的基础上，配置合适的DRX周期长度，并考虑用户速度运项因素 ，W 最大限度地降低用户功耗，提高切换过程中的无线链路失败率、切换失败率和兵鸟率。
【发明内容】
[0009] 发明目的：本发明针对切换过程中现有小区选择方法存在的不足，面向实际工程 应用，提出了一种能够降低用户功率消耗、有效改善切换过程中多项性能指标的小区选择 方法和装置，它能够简单快速地实现化tNet场景下目标小区的自适应选择。
[0010] 技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
[0011] 一种化tNet系统中DRX状态下的小区选择方法，该方法在每次的运行周期中重复 W下几个步骤：
[0012] 第一步:接入网为每个小区设置一个化tNet级别，并将其通过系统消息进行广播， 用户接收消息并将各小区的化tNet级别保存在本终端;所述小区包括宏小区、微微蜂窝小 区和毫微微蜂窝小区，同类小区的HetNet级别相同；
[0013] 第二步:每个基站根据各自的服务用户中处于连接状态的用户在一段时间内数据 包的活动性值，判决用户是否需要使用DRX机制，若活动性值低于设定的阔值则使用DRX机 审IJ，转入第=步，否则采用传统小区选择算法；
[0014] 第S步:基站进行DRX建模分析，计算出用户的功率消耗和平均等待时延；
[0015] 第四步:基站基于用户的功率消耗和平均等待时延计算代价函数值CF,并W代价 函数值CF最小为原则为用户配置DRX周期长度；
[0016] 第五步:基站根据用户的DRX周期长度和用户速度的乘积得到单调函数值H，并将H 值转化为小区HetNet级别，作为用户切换时选择的要测量的邻区的HetNet级别；
[0017]第六步：用户根据得到的要测量的邻区的HetNet级别，对具有相应级别的邻区进 行测量，选择目标小区进行切换；
[0018] 每次小区选择的过程是在每个系统运行周期的倍数重复W上第一步到第六步。
[0019] 进一步地，所述第二步中，处于连接状态的用户肥1在一段时间内数据包的活动性 值-屯E,的计算规则为：
[0021 ]其中，Nr和化分别为统计时间T内用户肥i从基站接收和向基站发送的数据量。 [0022]进一步地，所述第=步中，具体包括：
[002引（3.1)根据ETSI数据模型，定义3个状态阳，Ss，Sl]，建立连接状态下的DRX马尔科夫 模型;其中N表示激活态，Ss表示轻度睡眠态，Sl表示深度睡眠态；
[0024] (3.2)计算马尔科夫链转移概率矩阵和平稳分布;所述转移概率矩阵为
[0027] 其中，Ppc和Ps分别为一个新的分组呼叫在当前会话期间到达和在下一个会话开始 时到达的概率;qi和Q2为在状态N时去激活计时器溢出之前有新的分组数据到达的概率;Q3 和Q4为在状态Ss时短DRX周期循环计时器溢出之前有新的分组数据到达的概率;PU( i = 1， 2,3;j = l，2,3)为[N，Ss，Sl]S个状态间的转移概率；
[0028] (3.3)计算用户终端UEi在DRX马尔科夫链中对应的3个状态的停留时间E[Tl]、 冲