本發(fā)明屬于移動通信技術領域，特別涉及一種基站切換方法。

背景技術：

隨著新一代智能移動通信終端的日益普及和新業(yè)務的不斷涌現(xiàn)，特別是大型實時3D游戲業(yè)務和高清視頻業(yè)務等，使得用戶對移動數(shù)據(jù)流量的需求越來越高，如今正面臨未來十年近乎1000倍的數(shù)據(jù)通信量的爆炸式增長的挑戰(zhàn)。為了面對這一挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡中的小基站數(shù)量也隨著不斷增加，密集異構網(wǎng)絡應運而生。密集異構網(wǎng)絡就是在宏基站保證基本覆蓋的情況下，針對網(wǎng)絡熱點地區(qū)進行網(wǎng)絡擴容或者網(wǎng)絡覆蓋盲區(qū)進行網(wǎng)絡補盲而大規(guī)模部署小基站(如micro，pico，femto)的一種密集網(wǎng)絡架構。Femto是一種低功耗且覆蓋范圍小的基站，它一般用來提高室內環(huán)境的信號覆蓋范圍。在宏基站的覆蓋區(qū)域中，接入點之間的距離達到10m甚至更小。為了更好的面對未來數(shù)據(jù)流量的挑戰(zhàn)，與micro和pico基站相比，femto基站在密集異構網(wǎng)絡的部署中更加有優(yōu)勢。

據(jù)估計，大約60％的語音業(yè)務和90％的數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)生在室內，這些數(shù)據(jù)表明未來將會在一個macro基站下部署大量的femto基站，雖然提升了網(wǎng)絡的容量，但是也帶來了大量的切換，特別是乒乓切換和掉話，降低了網(wǎng)絡的吞吐量。因此，在密集femto的異構網(wǎng)絡中，為了維持用戶通信的連續(xù)性，切換技術一直是一個關鍵性因素，也一直是研究的熱點。

發(fā)明人在實施本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的技術存在如下的缺陷：

現(xiàn)有的切換技術在切換過程中都是使用靜態(tài)的參考信號接收功率(RSRP,Reference Signal Received Power)，而且要么就是只從用戶的角度考慮切換參數(shù)，要么就是只從網(wǎng)絡的角度考慮負載、帶寬等參數(shù)，通過簡單地調整切換參數(shù)來優(yōu)化切換方案，而沒有考慮到用戶的移動性及信道的時變性對測量后的RSRP的影響，也沒有從用戶和網(wǎng)絡二者的角度全面考慮切換技術。因此，密集femto異構網(wǎng)絡需要更有效的切換技術方案。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基站切換方法，通過用戶對RSRP預測和基于預測到的RSRP結合基站的負載來執(zhí)行切換判定，使用戶切換到最合適的目標基站，

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種基站切換方法，包括以下步驟：

S1：用戶預測每個候選基站的參考信號接收功率值(RSRP,Reference Signal Received Power)；

S2：根據(jù)預測的參考信號接收功率值計算信干噪比(SINR，Signalto InterferenceplusNoise Ratio)；

S3：對候選基站進行篩選；

S4：用戶選擇低負載高吞吐量的基站作為切換的目標基站。

進一步，所述S1具體包括以下步驟，

S101：用戶測量參考信號接收功率；

S102：根據(jù)用戶測量參考信號接收功率判定所述用戶是否要執(zhí)行切換；

S103：用戶使用自適應最小二乘法預測每個候選基站的參考信號接收功率值。

進一步，所述S102具體為，

判斷用戶測量的參考信號接收功率值是否大于預定參考信號接收功率門限值，并且測量的參考信號接收功率值是否大于參考信號接收功率跟遲滯值之和，若是則執(zhí)行切換，并跳轉至S103；

若用戶測量的參考信號接收功率值小于預定參考信號接收功率門限值，或測量的參考信號接收功率值小于參考信號接收功率跟遲滯值之和，則不執(zhí)行切換，跳轉至S101。

進一步，所述S103具體為，通過指數(shù)平滑濾波器對用戶接收到的參考信號接收功率進行濾波，然后通過自適應預測系統(tǒng)對參考信號接收功率值進行預測。

進一步，所述自適應預測系統(tǒng)包括延時器、自適應濾波器、加法器和系統(tǒng)更新算法模塊；

所述延時器，用于對指數(shù)平滑濾波后的參考信號接收功率進行抽樣，生成樣本向量[P_RSRP(n),P_RSRP(n-1),P_RSRP(n-2),...,P_RSRP(n-N)]，其中P_RSRP(n)為此時刻參考信號接收功率的樣本；P_RSRP(n-N)為第N個時刻參考信號接收功率的樣本；

所述自適應濾波器，用于對參考信號接收功率的向量跟自身的系數(shù)向量進行卷積運算，得到預測樣本值

所述加法器，用于對預測系統(tǒng)輸入的參考信號接收功率值和預測樣本值進行加法運算，計算誤差；

所述系統(tǒng)更新算法模塊，作用于調整自適應濾波器的系數(shù)，實現(xiàn)下一時刻參考信號接收功率值的預測。

進一步，所述S2通過以下公式計算信干噪比，

其中，為用戶跟第k個基站的估計信干噪比，為第k個基站的預測參考信號接收功率值，為來自其它共信道宏基站的干擾，為來自其它共信道小femto基站的干擾，N₀為噪聲功率值。

進一步，所述S3具體包括以下步驟：

S301：根據(jù)基站的負載效用值對候選基站進行篩選；

S302：根據(jù)所計算的信干噪比值對候選基站進行篩選；

S303：根據(jù)預測的參考信號接收功率值對候選基站篩選。

進一步，所述S301具體包括，

計算用戶j，基站k的負載效用值U_k,j；

將候選基站集合中的基站按照負載效用值進行逆序排序；

按照候選基站集合中基站的順序判定基站的負載是否是中輕度負載；若判定基站的負載是重度負載，則將用戶切換到負載效用值最大的基站；若判定基站的負載是中輕度負載，則將基站構成新的低負載候選基站集合，跳轉至S302。

進一步，所述S302具體包括，

判定新的低負載候選基站集合中基站的信干噪比是否不滿足掉話的條件；若候選基站滿足掉話的條件，則用戶切換到低負載且吞吐量最大的基站；若候選基站不滿足掉話的條件，則低負載和不滿足掉話條件的基站構成新的低負載低掉話率候選基站集合，跳轉至S303。

進一步，所述S303具體包括，

判定新的低負載低掉話率候選基站集合中基站的用戶預測參考信號接收功率值是否滿足正常通信所需的參考信號接收功率值且滿足不乒乓切換的條件；

若候選基站中的用戶滿足上述條件，則用戶切換到低負載，低掉話率，低乒乓切換率且吞吐量最大的目標基站；若候選基站中用戶不滿足上述條件，則用戶切換到低負載，低掉話率且吞吐量最大的目標基站。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種基站切換方法，通過用戶預測到的RSRP,再結合網(wǎng)絡端的負載來使用戶切換到最合適的目標基站，從而來降低用戶的切換次數(shù)，特別是乒乓切換，掉話率，提高用戶的吞吐量和用戶的應用感受。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發(fā)明實施例的場景示意圖；

圖2為本發(fā)明所述基站切換方法的總流程示意圖；

圖3為預測RSRP流程示意圖；

圖4為RSRP預測系統(tǒng)示意圖；

圖5為對候選基站進行篩選的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。

參見圖1，為本發(fā)明實施例提供的基于參考信號接收功率預測和負載的切換方法的場景示意圖。在本發(fā)明案例中，主要考慮在macro1基站的覆蓋范圍內密集部署femto的密集異構網(wǎng)絡系統(tǒng)，而其它6個macrocell主要是起到對macrocell 1進行干擾的作用。

本發(fā)明提供的一種基站切換方法，通過用戶對RSRP預測和基于預測到的RSRP結合基站的負載來執(zhí)行切換判定，使用戶切換到最合適的目標基站，從而降低用戶的切換次數(shù)，特別是乒乓切換率，提高用戶的吞吐量和用戶應用體驗，主要包括以下步驟：

S1：用戶預測每個候選基站的參考信號接收功率值；

S2：根據(jù)預測的參考信號接收功率值計算信干噪比；

S3：對候選基站進行篩選；

S4：用戶選擇低負載高吞吐量的基站作為切換的目標基站。

參見圖2，為本發(fā)明實施例中總切換流程示意圖。包括：首先用戶使用自適應最小二乘法預測每個候選基站(包括宏基站和小基站)的RSRP值，接著根據(jù)預測到的RSRP值，估計出未來相應的SINR，然后根據(jù)估計到的SINR值和基站的負載效用值以及預測到的RSRP值對候選基站進行篩選，最后用戶選擇低負載高吞吐量的基站作為切換的目標基站。

下面將結合本發(fā)明實施例附圖對總流程圖進行詳細地介紹。

參見圖3，為本發(fā)明實施例提供的預測RSRP流程示意圖，具體介紹如下。

S101：用戶測量參考信號接收功率RSRP。

具體地，用戶在每個傳輸時間間隔內測量RSRP，每10ms測量一次，共測量20次，一共200ms,然后對20次測量的RSRP取平均值得到每個傳輸時間間隔內測量到的RSRP。

S102：根據(jù)用戶測量參考信號接收功率判定用戶是否要執(zhí)行切換；

如果測量的RSRP大于預定RSRP門限值，并且RSRP大于服務基站的RSRP跟遲滯值之和，判定用戶要執(zhí)行切換，則執(zhí)行S102，用戶使用自適應最小二乘法預測每個候選基站(包括宏基站和小基站)的RSRP值，。

其中RSRP門限值和遲滯值分別為：確保用戶能夠跟基站正常通信的最小值和服務基站的偏置值。

如果RSRP不大于RSRP門限值或者RSRP不大于服務基站的RSRP跟遲滯值之和，則判定用戶不需要執(zhí)行切換，返回S101。

S103：RSRP預測，通過指數(shù)平滑濾波器對用戶接收到的參考信號接收功率進行濾波，然后通過自適應預測系統(tǒng)對參考信號接收功率值進行預測。

參見圖4，為RSRP預測系統(tǒng)示意圖。自適應預測系統(tǒng)包括延時器、自適應濾波器、加法器和系統(tǒng)更新算法模塊。

延時器，用于對平滑濾波后的RSRP進行抽樣觀察，生成樣本向量

[P_RSRP(n),P_RSRP(n-1),P_RSRP(n-2),...,P_RSRP(n-N)]，

其中，P_RSRP(n)為此時刻RSRP的樣本，P_RSRP(n-N)為第N個時刻RSRP的樣本。

自適應濾波器，用于對RSRP的向量跟自身的系數(shù)向量進行卷積運算，得到預測樣本值

加法器，用于對預測系統(tǒng)輸入的RSRP值和預測樣本值進行加法運算，計算誤差。

系統(tǒng)更新算法，用于通過該算法使誤差盡量小，再聯(lián)合預測系統(tǒng)輸入的RSRP生成一個系統(tǒng)校正因子，該校正因子反作用于自適應濾波器來調整自適應濾波器的系數(shù)，從而來實現(xiàn)下一時刻RSRP的預測。

RSRP預測完以后，執(zhí)行步驟S2，對未來的SINR進行評估。

用戶跟相應基站的估計信干噪比為：

其中，為用戶跟第k個基站的估計信干噪比，為第k個基站的預測RSRP，為來自其它共信道宏基站的干擾，為來自其它共信道小femto基站的干擾，N₀為噪聲功率值。

參見圖5，為本發(fā)明實施例中對候選基站進行篩選流程示意圖，具體地，包括以下步驟：

S301：根據(jù)基站的負載效用值對候選基站進行篩選；

判定基站的負載是否是中輕度負載。具體地，根據(jù)基站的負載效用值對候選基站進行篩選，具體包括：

首先計算效用值U_k,j，

其中U_k,j為：對于用戶j，基站k的負載效用值。

然后將候選基站集合中的基站按照負載效用值進行逆序排序，

最后按照候選基站集合中基站的順序判定基站的負載是否是中輕度負載。

若判定基站的負載是重度負載，則將用戶切換到負載效用值最大的基站。

若判定基站的負載是中輕度負載，則將基站構成新的低負載候選基站集合，繼續(xù)判定低負載候選基站集合中的基站是否滿足其它條件，跳轉至S302。

S302：根據(jù)估計SINR值對候選基站進行篩選，包括：

判定低負載候選基站中基站的估計SINR是否不滿足掉話的條件，

若判定候選基站滿足掉話的條件，則用戶切換到低負載且吞吐量最大的基站。

若判定候選基站不滿足掉話的條件，則低負載和不滿足掉話條件的基站構成新的低負載低掉話率候選基站集合，然后再判定用戶是否滿足RSRP的條件，跳轉至S303。

S303：根據(jù)預測RSRP值對候選基站篩選，包括：

判定低負載低掉話率的候選基站中基站的用戶預測RSRP值是否滿足正常通信所需的RSRP值且滿足不乒乓切換的條件，

若判定低負載低掉話率的候選基站中所述用戶滿足上述的條件，則用戶切換到低負載低掉話率低乒乓切換率且吞吐量最大的目標基站。

若判定低負載低掉話率的候選基站中所述用戶不滿足上述的條件，則用戶切換到低負載、低掉話率且吞吐量最大的目標基站。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其做出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。