[發明專利]一種地理位置信息輔助LTE系統快速切換判決方法

有效

• 申請號: 201310137047.8
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103237324A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 范平志;費明
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W36/24
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明針對高移動條件下的長期演進技術(LTE)及其后續演進(LTE-A)的通信系統，提出一種用戶地理位置信息輔助的快速切換判決方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

通常，在LTE及其LTE-A系統中，切換流程由切換測量和判決，切換準備，切換執行三個步驟組成，整個切換流程由用戶和LTE-A基站即演進型節點B(Evolved?Node?B，eNodeB)協作完成。切換測量由用戶執行，測量當前服務小區和相鄰小區的參考信號接收強度(Reference?Signal?Receiving?Power，RSRP)或者參考信號接收質量(Reference?Signal?Receiving?Quality，RSRQ)，并經過物理層L1濾波器和網絡層L3濾波器的處理，如果滿足切換判決準則，則形成測量報告發送給當前服務基站，即源基站。對目前應用最普遍的同頻組網方案，LTE-A系統的切換判決事件準則采用A3事件，即當測量的鄰小區RSRP高于服務小區RSRP一定的門限，且此狀態持續一段觸發時間(Time?to?Trigger，TTT)后，用戶終端向服務基站上報測量報告。源基站根據接收到的測量報告，決定切換的目標基站和目標小區，并與目標基站進行切換準備工作，最后通知用戶執行切換，與目標小區建立連接。當前這種切換方案對于較低移動性場景下的LTE-A系統是可以滿足系統需求的。

當用戶處于高移動性場景下，例如速度達到350公里/小時的高速列車，會有一些問題導致LTE-A當前的切換方案不能達到理想的性能。首先，用戶快速的移動，會導致頻繁的小區穿越，使切換頻率增加。為了避免頻繁的越區切換，組網的時候會設計較大的小區半徑和基站覆蓋的范圍，這樣就導致在小區邊緣區域信號強度弱，切換成功率低。其次，高速移動的用戶經過相鄰小區的重疊區域時間將大大降低，用戶需要在很短的時間內完成切換流程，對快速切換方案提出了要求。

從文獻的檢索結果來看，對于高移動性下LTE-A系統切換算法的性能和利用位置信息輔助切換的方案已經有部分研究。專利“一種基于地理位置信息的TD-LTE通信系統的快速切換方法”(CN102300274A)通過實驗和統計得到的最優的切換參考點，當用戶移動到預先設定的切換參考點時，即觸發切換，并且該方法能夠根據用戶終端UE的移動速度，動態地調整切換方法，降低通話掉話次數，提高切換成功率。該專利只考慮了高速鐵路場景下線性網絡，提出的方法只適用于各小區線性部署在鐵路沿線的情況，在普通的蜂窩網中無法使用。另外該專利中的方法在進行切換判決時，只利用了位置信息而沒有考慮到信號質量的變化，在地理條件較復雜的環境中，難以達到較好的性能。

發明內容

本發明的目的是提出一種地理位置信息輔助LTE-A快速切換判決方法，該方法判決計算簡單，快速，能有效的提高系統的切換成功率，減低切換頻率，適用于高移動性場景下的LTE-A通信系統。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，一種地理位置信息輔助LTE系統快速切換判決方法，其步驟依次是：

1)用戶從當前所連接的源基站處獲取相鄰小區列表，源基站和相鄰基站位置及路徑衰落模型，當前小區和相鄰小區天線模式；

2)用戶獲取自身位置信息：利用GPS無線定位技術，用戶周期性的獲取自身位置信息；

3)選擇最優小區：用戶根據當前自身位置，源基站和相鄰基站的位置，當前小區和相鄰小區的天線模式，利用路徑衰落模型和天線增益公式，計算用戶與各小區之間的大尺度衰落，選定大尺度衰落最小的小區為最優小區；

4)切換判決：

用戶記錄每個周期計算得到的最優小區，如果某個相鄰小區被連續選擇為最優小區，且連續次數大于設定的閾值N，則判定該小區為目標小區，并上報源基站，由源基站進行當前小區向目標小區的切換操作。

或者，用戶測量當前小區和相鄰小區的參考信號接收強度，并進行物理層和網絡層濾波，得到濾波后的參考信號接收強度；對最優小區的濾波后的參考信號接收強度再疊加一個正的偏置值得到最優小區的修正參考信號接收強度；在最優小區的修正參考信號接收強度和其余相鄰小區的參考信號接收強度中選出最大值，如該最大值大過當前小區的參考信號接收強度設定的門限，且此狀態持續80-160ms，則判定所述最大值對應的小區即為目標小區，用戶即將判定的目標小區上報源基站，由源基站進行當前小區向目標小區的切換操作。

與現有技術相比，本發明的有益結果是：