专利名称：一种TD-LTE femtocell接纳控制方法
技术领域：
本发明属于移动通信技术领域，涉及分时长期演进TD-LTE (Time DivisionLongTerm Evolution)系统和毫微微蜂窝式基站 femtocell,为一种 TD-LTE femtocell 接纳控制方法。
背景技术：
毫微微蜂窝式基站femtocell，也称为家庭基站(HeNB，Home eNodeB)，是近年来顺应移动通信发展及宽带化趋势推出的超小型化移动基站。它是一种低功率无线接入点，工作于授权频段，使用IP协议，通过用户已有的ADSL、LAN等宽带电路连接接入，远程由专用 的网关实现从IP网到移动核心网的互联互通。它的大小与ADSL调制解调器相似，具有安装方便、自动配置、自动网规、即插即用等特点。对运营商来说，femtocell可以节约运营维护成本，同时在保证室内空口质量的前提下，快速有效地改善室内覆盖问题。对用户来说，采用femtocell意味着可以获得室内高质量的语音服务以及更高速率的宽带数据业务体验，与此同时用户还可以享受更低廉的资费。接纳控制也称为准入控制或呼叫控制。对于一个已知呼叫连接请求，按照其服务质量的要求，并根据整个网络资源是否满足已连接业务的质量决定是否接纳一个新连接。随着移动通信技术的发展，移动用户人数剧增，业务逐渐趋于多样化，对系统而言就产生了两个相互抵触的性能要求；一方面要保持系统的资源利用率，另一方面对已经接受的多样化业务要尽可能保证最优的服务质量。显然，两者都必须兼顾，需要通过有效的接纳控制算法来找到一个平衡点，使尽量多的业务需求被满足，同时又使得资源利用率保持较高水平。第一代和第二代移动通信系统中主要是提供语音业务，对用户而言通话中断比呼叫拒绝更难以接受，所以通常的做法是将切换发起的连接请求与本小区新呼叫的发起连接请求区别对待，优先处理切换请求。而LTE系统除了支持传统的语音业务外，还支持多种宽带数据业务；特别是用户在室内环境中使用基于LTE的femtocell网络，将更多的体验多媒体业务所带来的享受。因此接纳控制策略不能在只是集中于切换掉线率和呼叫阻塞率的折中上，需要根据多样化业务的特性来制定合理的策略。在LTE系统中，通过承载这一概念来保证多样化业务对应的服务质量需求(Qualityof Service, QoS),无线准入控制(Radio Admission Control, RAC)的主要任务就是准许或者拒绝建立请求，而这种请求的目的就是为了建立新的无线承载。当前femtocell主要被部署在家庭、团体、公司等私人场所作为私人用户的专属资源使用或者是被部署在学校、商场、大型卖场作为宏蜂窝无线通信系统覆盖不足的有效补充。与此对应，femtocell主要有三种工作模式开放模式、封闭模式、混合模式。开放模式允许所有用户接入。封闭模式只允许经过授权的用户接入，如家庭成员或团体成员等用户。混合模式也允许所有用户接入，但是属于封闭用户组(Closed Subscriber Group, CSG)的用户享有优先或者优惠的条件。因此TD-LTE系统下的femtocell接纳控制需要包括两个部分(I)用户的接纳鉴权根据femtocell当前的工作模式对用户进行鉴权并确定用户的接入门限；(2)无线准入控制综合考虑系统资源利用现状，多样化业务的QoS以及多样化业务的切换和呼叫阻塞特性判决是否准入该业务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TD-LTE femtocell接纳控制方法，一方面保证切换呼叫的优先级，另一方面解决不同类型的业务之间的资源分配问题，实现支持多样化业务的接纳控制。本发明的技术方案为一种T D-LTE femtocell接纳控制方法，毫微微蜂窝式基站femtocell收到用户的承载建立请求后，首先通过用户的接纳鉴权,根据femtocell当前的工作模式对用户进行鉴权并确定用户的接入门限，确定用户的准入优先级；然后通过基于业务多样化的动态保护信道无线准入策略，实现支持多样化业务的接纳控制，对于符合所述准入策略的用户建立承载，提供服务，对于不符合策略要求的用户拒绝接纳，所述动态保护信道无线准入策略为对会话类业务配置切换保护信道；对流类业务以及尽力而为业务不配置切换保护信道；所述切换保护信道为femtocell系统资源内一个比例阈值所对应的信道资源，当femtocell的空闲资源占总资源的比例小于该比例阈值时，拒绝新呼叫接入请求，当全部资源都被占用时，拒绝切换呼叫接入请求，所述比例阈值初始设定后，周期性动态更新；除了会话类业务的切换保护信道，femtocell系统内的其他资源分割成两部分，一部分为尽力而为业务专用资源，另一部分为实时业务优先抢占资源，当分配给实时业务的信道空闲时，尽力而为业务可以使用该部分空闲信道资源，当实时业务需要时则从尽力而为业务手中抢占原分配给实时业务的资源，保证实时业务的服务质量QoS;femtocell系统内资源拥塞时，暂时停止接入业务进入相应队列排队，不同队列设置不同的排队门限，如果队列中的业务呼叫时间超过本队列的排队时限，就从队列中剔除该业务呼叫对应的业务；实时业务包括会话类业务和流类业务，采用预设门限动态优先接入的策略来保证这两种实时业务的资源利用率，对于会话类业务的切换保护信道，采用强化学习来确定切换保护信道周期性动态更新的更新策略，以平衡会话类业务的切换掉线率和呼叫阻塞率。根据femtocell当前的工作模式对用户进行鉴权并确定用户的接入门限具体为如果femtocell工作在封闭模式下,则仅仅允许属于封闭用户组的用户有接入权限；如果femtocell工作在混合模式下，则属于非封闭用户组的用户也有接入的权限，但需要有比封闭用户组的用户更严格的接入门限，即nNon-CSG^ nCSGJ nNMrtse指非封闭用户组的接入门限，Hcse指封闭用户组的接入门限；如果femtocell工作在开放模式下，则所有用户都具有接入权限，且拥有相同的接入门限Araiuiral, Lf_分别表示当前接入请求需要的物理资源块数和当前系统空闲的物理资源块数，判决是否允许接入的标准如下
权利要求
1.一种TD-LTE femtocell接纳控制方法,其特征是毫微微蜂窝式基站femtocell收到用户的承载建立请求后，首先通过用户的接纳鉴权，根据femtocell当前的工作模式对用户进行鉴权并确定用户的接入门限，确定用户的准入优先级；然后通过基于业务多样化的动态保护信道无线准入策略，实现支持多样化业务的接纳控制，对于符合所述准入策略的用户建立承载，提供服务，对于不符合策略要求的用户拒绝接纳， 所述动态保护信道无线准入策略为 对会话类业务配置切换保护信道；对流类业务以及尽力而为业务不配置切换保护信道；所述切换保护信道为femtocell系统资源内一个比例阈值所对应的信道资源，当femtocell的空闲资源占总资源的比例小于该比例阈值时，拒绝新呼叫接入请求，当全部资源都被占用时，拒绝切换呼叫接入请求，所述比例阈值初始设定后，周期性动态更新； 除了会话类业务的切换保护信道，femtocell系统内的其他资源分割成两部分，一部分为尽力而为业务专用资源，另一部分为实时业务优先抢占资源，当分配给实时业务的信道空闲时，尽力而为业务可以使用该部分空闲信道资源，当实时业务需要时则从尽力而为业务手中抢占原分配给实时业务的资源，保证实时业务的服务质量QoS; femtocell系统内资源拥塞时，暂时停止接入业务进入相应队列排队，不同队列设置不同的排队门限，如果队列中的业务呼叫时间超过本队列的排队时限，就从队列中剔除该业务呼叫对应的业务； 实时业务包括会话类业务和流类业务，采用预设门限动态优先接入的策略来保证这两种实时业务的资源利用率，对于会话类业务的切换保护信道，采用强化学习来确定切换保护信道周期性动态更新的更新策略，以平衡会话类业务的切换掉线率和呼叫阻塞率。
2.根据权利要求1所述的一种TD-LTEfemtocell接纳控制方法，其特征是根据femtocell当前的工作模式对用户进行鉴权并确定用户的接入门限具体为 如果femtocell工作在封闭模式下，则仅仅允许属于封闭用户组的用户有接入权限；如果femtocell工作在混合模式下，则属于非封闭用户组的用户也有接入的权限，但需要有比封闭用户组的用户更严格的接入门限，即nNon-CSG^ nCSGJ nNMrtse指非封闭用户组的接入门限，Hcse指封闭用户组的接入门限； 如果femtocell工作在开放模式下，则所有用户都具有接入权限，且拥有相同的接入门限^raiuiral, Lftee分别表示当前接入请求需要的物理资源块数和当前系统空闲的物理资源块数，判决是否允许接入的标准如下
3.根据权利要求1或2所述的一种TD-LTEfemtocell接纳控制方法，其特征是采用预设门限动态优先接入的策略来保证实时业务的资源利用率，设化_、0_ 分别表示当前会话类业务和流类业务的负载，Lvoice, Lstoam分别表示会话类业务和流类业务的预设门限；则会话类业务和流类业务对应的优先级表示为
4.根据权利要求3所述的一种TD-LTEfemtocell接纳控制方法，其特征是通过各类业务占总业务的比重调整该femtocell小区内对会话类业务和对流类业务的队列优先级，即通过调整业务的负载大小来调整业务的队列优先级；另外，结合该小区的业务分布配置Lvoice和Lstaam，保证实时业务总体的阻塞率，实时业务总体阻塞中，来自会话类业务的阻塞大于流类业务时，增大Lvtjiee,反之增大Lstaeani。
5.根据权利要求1或2所述的一种TD-LTEfemtocell接纳控制方法，其特征是对切换保护信道GC设定更新周期，根据周期内femtocell无线通信系统的切换掉线率和呼叫阻塞率周期性的调整切换保护信道GC大小；切换保护信道GC的动态更新是一个序列决策模型，在一个切换保护信道GC更新周期内，femtocell无线通信系统针对当前切换掉线率、呼叫阻塞率，做出一个新的切换保护信道GC更新动作，从而使femtocell无线通信系统转移到一个新的状态，每一个切换保护信道对应的比例阈值都对应一个无线通信系统状态，状态的改变都会产生费用，所产生费用为r= hoXPho+Wn><Pn Ph。是切换掉线率，Pn是新呼叫阻塞率，《h。、ωη对应切换掉线和新呼叫阻塞的权重，给予切换掉线率更高的加权值即oh()>con，体现femtocell无线通信系统对切换掉线更敏感；r费用函数体现了切换掉线率和呼叫阻塞率之间的折中，当切换保护信道GC增加时切换掉线率降低，而新呼叫阻塞率增加，反之亦然； 通过强化学习寻找产生费用最小的保护信道动态更新策略 采用无限范围折扣准则
全文摘要
一种TD-LTE femtocell接纳控制方法，通过用户的接纳鉴权，根据femtocell当前的工作模式对用户进行鉴权并确定用户的接入门限；通过基于业务多样化的动态保护信道(Guard Channel,GC)无线准入策略，一方面保证切换呼叫的优先级，另一方面解决不同类型的业务之间的资源分配问题，实现支持多样化业务的接纳控制。
文档编号H04W36/22GK103024847SQ20121050431
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者王捷, 邱洋帆 申请人:东南大学