一種用於無線通訊系統中的切換判決方法及裝置的製作方法
2023-06-17 15:35:16
專利名稱：一種用於無線通訊系統中的切換判決方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及IEEE802.16無線通信系統，特別是涉及應用於無線通信系統中的一種切換判決方法及裝置，對其他支持終端移動性的無線通信系統也同樣具有一般性。
背景技術：
切換技術作為移動通信系統中的一項關鍵技術，歷來受到人們的重視並進行了大量的研究，高效切換技術的應用能大大提高系統的性能，為用戶提供高質量的移動通信服務。
相對於FDMA(Frequency Division Multiple Access)和TDMA(TimeDivision Multiple Access)系統而言，CDMA(Code Division MultipleAccess)系統使用的軟切換技術能夠有效的提高切換的可靠性，減少切換過程中的掉話率。在CDMA系統中，切換共有軟切換、更軟切換和硬切換幾種不同的類型，由於受客觀條件的限制，各種類型的切換效果有所不同，例如CDMA系統中更軟切換和軟切換效果較好，對用戶影響較小，而硬切換相對而言更易引起掉話。
類似的，在IEEE802.16系統中，雖然切換實現的機制不同，軟切換的概念也區別於CDMA系統，但在SHO/MDHO(soft handover/macro diversityhandover)、FBSS(fast base station switching，快速基站轉換)和HHO(hard handover)幾種切換類型中，同樣也存在切換效果好壞的問題，在系統支持的情況下，SHO/MDHO效果優於FBSS，FBSS優於HHO。
基於上述原因，支持終端移動性的無線通信系統中所面臨的一個共同問題是在決定切換的相關模塊中，根據哪些客觀條件，如何進行切換判決，合理的選擇切換類型。這也是本發明研究的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供種切換判決方法及裝置，解決現有技術不能在決定切換的相關模塊中，根據客觀條件，進行切換判決，合理地選擇切換類型的技術問題為達到上述目的，本發明提供了一種切換判決方法，其特點在於，包括針對多種切換類型賦予對應的權值參數，根據移動終端上報的多個基站的屬性，將所述多個基站劃分為對應不同切換類型的基站切換集合，將各基站切換集合內的基站的信號進行對應所述權值參數的加權，通過比較加權後的信號強度並結合相應的切換門限後，給出最優的切換目標和切換類型。
上述的方法，其特點在於，所述權值參數為性能優化參數，在實際組網時根據網絡運營情況做出調整。
上述的方法，其特點在於，所述基站的屬性為載頻和連接屬性。
上述的方法，其特點在於，進一步包括如下步驟步驟一，為通信系統配置切換類型對應的權值參數；步驟二，移動終端經掃描後，上報各個基站的信號強度；步驟三，系統從終端上報的基站中排除異常基站；步驟四，系統對上報的各個基站按載頻和連接屬性劃分基站切換集合；步驟五，系統對各集合中的基站分別計算信號強度的加權；步驟六，系統對各集合中的基站按加權信號強度值進行排序，並在這些集合中挑選出加權信號強度值最大的基站作為候選切換目標；步驟七，判斷所述候選切換目標是否滿足錨點(Anchor)更新條件，是則轉步驟八；否則轉步驟九；步驟八，所述候選切換目標作為切換後的新錨點基站，根據所述候選切換目標所屬的切換集合來確定切換類型；步驟九，若切換存在有效集，則將滿足有效集條件的基站加入新的有效集，否則結束；步驟十，結束。
上述的方法，其特點在於，所述信號強度為載波幹擾比。
上述的方法，其特點在於，所述切換類型包括快速基站轉換、半軟切換和硬切換。
上述的方法，其特點在於，在所述移動終端支持快速基站轉換功能的條件下，所述快速基站轉換對應的基站切換集合包括基站控制實體內的同頻基站和互聯基站控制實體之間的同頻基站；所述半軟切換對應的基站切換集合包括基站控制實體內不同頻基站、互聯基站控制實體間不同頻基站；所述硬切換對應的基站切換集合包括基站控制實體間不互聯同頻基站、基站控制實體間不互聯不同頻基站；在所述移動終端不支持快速基站轉換功能的條件下，所述的半軟切換集合包括基站控制實體內的同頻基站和互聯基站控制實體之間的同頻基站；基站控制實體內不同頻基站、互聯基站控制實體間不同頻基站；所述的硬切換集合包括基站控制實體間不互聯同頻基站、基站控制實體間不互聯不同頻基站。
為了更好的實現本發明的目的，本發明還提供了一種切換判決裝置，其特點在於，包括互相連接的配置模塊和切換判決部分，所述配置模塊用於存儲修改無線通信系統的物理連接和無線配置參數，並配置修改對應多種切換類型的權值參數；所述切換判決部分，用於根據移動終端上報的多個基站的屬性，將所述多個基站劃分為對應不同切換類型的基站切換集合，將各基站切換集合內的基站的信號進行對應所述權值參數的加權，通過比較加權後的信號強度並結合相應的切換門限後，給出最優的切換目標和適合的切換類型。
上述的裝置，其特點在於，所述切換判決部分包括順序連接的初判模塊、分類模塊、加權模塊、排序模塊和判決模塊，所述配置模塊連接所述初判模塊、分類模塊、加權模塊和判決模塊；所述初判模塊，負責對空口上報的各個基站和信號強度進行異常檢查和保護；所述分類模塊，負責對各個基站按能夠進行的切換類型進行分類；所述加權模塊，負責對各個基站的信號強度進行加權計算；所述排序模塊，負責對各個基站按加權後的信號強度值由大到小進行排序，並挑出其中的最大者作為候選切換目標；所述判決模塊，負責將候選目標的信號強度和切換門限二者相比，做出判決滿足錨點更新條件時，則確定錨點基站和切換類型；不滿足錨點更新條件時，若存在有效集，則將滿足有效集條件的基站加入新的有效集。
上述的裝置，其特點在於，所述無線配置參數包括載頻信息，網絡連接情況和鄰區配置參數。
本發明的技術效果在於本發明從通信系統切換的整體性能出發，綜合了信號強度和切換效果兩種因素，在實現時將切換效果因素定量為可調節的權值參數，並對信號強度的值進行加權處理，相對於單純考慮信號強度進行切換判決的方法，更能夠提高切換的可靠性。
圖1是本發明在802.16無線通信系統中的位置示意圖；圖2是本發明的系統構造以及工作原理示意圖；圖3是本發明方法在一實施例中的流程圖。
具體實施例方式
本發明所提供的切換判決方法及裝置，其核心部分如下區別於傳統的單以信號強度為依據選擇切換目標的做法，並考慮切換效果的因素，將各種切換類型賦予不同的權值參數，通過比較加權後的信號強度並結合相應的切換門限後，給出最優的切換目標和適合的切換類型(切換類型指本次切換過程的類型)。同時，系統中的各項權值屬於性能優化參數，在實際組網時可以根據網絡運營情況做出調整。例如，在不希望做頻繁硬切換的場所中，可以將硬切換權值調到一個較小值。當然實際中，該參數的調整都不是必須的，可以在系統中設置默認值，也可以動態修改。
本發明所提供的切換判決方法，包括如下幾個步驟。A、為系統配置切換類型對應的權值參數；B、移動終端MS(mobile station)經掃描後，上報各個BS(base station基站)的信號強度CINR(carrier-to-interference-and-noise ratio)；C、系統從終端上報的BS中排除異常BS，異常BS指終端誤報的低於切換門限的基站；該步驟為可選步驟，在沒有異常BS時，不需要排除；D、系統對上報的各個BS按其基站屬性(載頻和連接屬性)劃分切換集合；E、系統對各集合中的BS分別計算其加權CINR；F、系統對各集合中的BS按其加權CINR值進行排序，並在這些集合中挑選出加權CINR值最大的某個BS作為候選切換目標；其中，排序的目的是為了更新有效集，將信號較好的基站放入在有效集中；G、看該候選切換目標是否滿足Anchor更新條件，若滿足則轉H；若不滿足則轉I；H、該BS作為切換後新的Anchor BS，根據其所屬的切換集合屬性來確定切換類型；I、若切換存在有效集，則將滿足有效集(diversity set/active set)條件的BS加入新的有效集；J、結束。
本發明還提供了基於該算法的切換判決系統，具體包括如下幾個部分配置模塊，用於存儲(並可修改)無線通信系統的物理連接，無線配置參數，包括載頻信息，網絡連接情況和鄰區配置參數；除此之外，還應該配置(並可修改)本系統中各個切換權值參數，切換判決模塊在進行判決時，通過訪問配置模塊的數據表獲得這些權值參數和一些物理連接輔助信息。
切換判決部分，具體包括初判模塊(該模塊為可選模塊)，負責對空口上報的各個BS和CINR(carrier-to-interference-and-noise ratio，載波幹擾比)進行異常檢查和保護；分類模塊，負責對各個BS按能夠進行的切換類型進行分類；加權模塊，負責計算各個BS的加權CINR值；排序模塊，對各個BS按加權後的CINR值由大到小進行排序；判決模塊，負責和切換門限值比較，做出判決，得出切換類型、Anchor BS和有效集；其中有效集為可選的。
圖1顯示了本發明在802.16無線通信系統中的示意圖。該圖的802.16無線通信系統包括一個BSC(Base Station Controller基站控制實體)100、一個基站(BS)110。在該圖的方案中，基站控制實體100和基站110相連接。
移動終端MS經過鄰區掃描後，將掃描結果通過空口消息報告給基站110，基站110內編解碼處理單元111完成相應的消息解碼後向切換控制單元101轉發，切換控制單元101在處理切換的過程中調用切換判決單元102的服務，完成切換判決，得到切換結果後通過切換控制單元101和編解碼處理單元111發給移動終端MS。
圖2顯示了本發明系統的結構和工作原理。
系統啟動後，配置模塊206完成對系統參數的配置，並支持系統運行中的修改。在本發明系統中，需要配置的主要參數有初判模塊201所需的有效集加、去門限；分類模塊202所需的物理連接和載頻、鄰區信息；加權模塊203所需的切換權值參數信息；判決模塊205所需的Anchor(錨點)更新門限。
初判模塊201完成切換的初步判決功能，對MS上報各個BS進行合法性檢查，排除那些異常的BS，例如請求加入有效集的BS其CINR(carrier-to-interference-and-noise ratio，載波幹擾比)並沒有達到門限值(門限值通過訪問配置模塊206獲得)。
分類模塊202完成劃分切換集合的功能，每個集合對應於一種切換類型，本例根據IEEE802.16系統的切換類型，可以將所有上報的BS分為3個集合，各個集合屬性設置如下集合1FBSS集，包括BSC內同頻BS和互聯BSC間同頻BS，並且此時要求MS支持FBSS功能；集合2SSHO集(semi-soft handover半軟切換，本例中定義為不需要重新分配媒體面資源的切換)，包括BSC內不同頻BS，互聯BSC間不同頻BS，BSC內同頻BS(MS不支持FBSS時)和互聯BSC間同頻BS(MS不支持FBSS時)；集合3HHO集(hard handover硬切換)，包括BSC間不互聯同頻BS、BSC間不互聯不同頻BS。
加權模塊203完成對各個集合中加權CINR值的計算。首先訪問配置模塊206，取得當前為各個切換集合配置的權值參數WFBSS，WSSHO和WHHO，本例中這三個參數的關係應滿足WFBSS＞WSSHO＞WHHO，例如，WFBSS取值1，WSSHO取值0.8，WHHO取值0.6。然後針對每類集合中的BS，加權CINR的計算方法是將其原始CINR值與對應的權值參數相乘。例如，對FBSS集合中的BS，加權後的值為CINRWeight＝CINROriginal×WFBSS，其中，CINRWeight是FBSS集合中的某個BS的加權CINR值；CINROriginal是該BS對應的原始CINR值，WFBSS是FBSS集合相應的權值參數。
排序模塊204完成對各個集合中的BS按加權CINR的值從大到小排序的功能。從每個集合中挑選出加權CINR值最大，並且滿足切換要求的BS(本例中是系統工作正常並且有足夠的資源可供切換的BS)，其加權CINR值分別假設為CINRW MAX FBSS、CINRW_MAX SSHO和CINRW_MAX_HHO，接著再比較這三者的值，找出其中最大者，作為候選目標BS，連同排序後的各個集合一併輸出給判決模塊205。
判決模塊205完成最後的判決功能。首先將排序模塊204輸出的加權CINR最大者與當前Anchor的CINR值相比，看是否超過了Anchor更新的門限(該門限通過訪問配置模塊206獲得)，若超過則根據該BS所屬集合屬性來確定相應的切換類型，如該BS來自FBSS集合，那麼切換類型就是FBSS；若沒有超過則不進行Anchor更新，仍和當前的BS進行通信，僅僅更新有效集。
圖3是關於本發明提供的系統在802.16無線通信系統中的一個具體實施例，它顯示了切換判決的流程。
在本實施例中，有如下步驟步驟301、對系統輸入的BS進行初判決，排除異常的BS；步驟302、對輸入的各個BS進行分類；步驟303、判斷系統的輸入中是否含有MS推薦作為Anchor的BS，若有轉304，否則轉305；步驟304、MS推薦的BS是否滿足成為AnchorBS的條件，若滿足轉310，否則轉305；步驟305、查詢配置模塊獲得切換權值參數，為對各個集合中的每個BS分別計算加權CINR值；步驟306、為各集合中的BS按加權CINR的值從大到小排序，並取出其中最大者作為候選目標BS；步驟307、步驟306輸出的最大加權CINR值和當前Anchor的CINR值相減，判斷是否大於Anchor更新的門限，若是轉308，否則轉311；步驟308、判斷候選目標BS是否出自於FBSS集合，若是轉310，否則轉309；步驟309、判斷候選目標BS是否出自於SSHO集合，若是轉312，否則轉317；步驟310、查詢配置模塊，判斷該候選目標BS是否和當前AnchorBS同歸屬於一個BSC，若是轉313，否則轉314；步驟311、系統判決出結果為FBSS切換，僅做新有效集更新；步驟312、查詢配置模塊，判斷該候選目標BS是否和當前AnchorBS同歸屬於一個BSC，若是轉316，否則轉315；步驟313、系統判決出結果為FBSS切換，BSC內Anchor更新；步驟314、系統判決出結果為FBSS切換，互聯BSC間Anchor更新；步驟315、系統判決出結果為互聯BSC間半軟切換；步驟316、系統判決出結果為BSC內半軟切換；步驟317、系統判決出結果為不互聯BSC間硬切換；步驟318、為FBSS類型的切換構造新的有效集，將FBSS集合中已排序的BS輸出作為新有效集的結果。
綜上所述，本發明從切換過程中通信系統的整體性能出發，採用了權值估計的方法，將影響切換的重要因素量化為可調節的參數，從而彌補了單純的依靠信號強度進行切換判決的不足，提高了切換的成功率，從而保證了移動通信系統的服務質量。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的實施範圍；凡是依本發明所作的等效變化與修改，都被本發明的專利範圍所涵蓋。
權利要求
1.一種切換判決方法，其特徵在於，包括針對多種切換類型賦予對應的權值參數，根據移動終端上報的多個基站的屬性，將所述多個基站劃分為對應不同切換類型的基站切換集合，將各基站切換集合內的基站的信號進行對應所述權值參數的加權，通過比較加權後的信號強度並結合相應的切換門限後，給出最優的切換目標和切換類型。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述權值參數為性能優化參數，在實際組網時根據網絡運營情況做出調整。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述基站的屬性為載頻和連接屬性。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，進一步包括如下步驟步驟一，為通信系統配置切換類型對應的權值參數；步驟二，移動終端經掃描後，上報各個基站的信號強度；步驟三，系統從終端上報的基站中排除異常基站；步驟四，系統對上報的各個基站按載頻和連接屬性劃分基站切換集合；步驟五，系統對各集合中的基站分別計算信號強度的加權；步驟六，系統對各集合中的基站按加權信號強度值進行排序，並在這些集合中挑選出加權信號強度值最大的基站作為候選切換目標；步驟七，判斷所述候選切換目標是否滿足錨點更新條件，是則轉步驟八；否則轉步驟九；步驟八，所述候選切換目標作為切換後的新錨點基站，根據所述候選切換目標所屬的切換集合來確定切換類型；步驟九，若切換存在有效集，則將滿足有效集條件的基站加入新的有效集，否則結束；步驟十，結束。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述信號強度為載波幹擾比。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述切換類型包括快速基站轉換、半軟切換和硬切換。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，在所述移動終端支持快速基站轉換功能的條件下，所述快速基站轉換對應的基站切換集合包括基站控制實體內的同頻基站和互聯基站控制實體之間的同頻基站；所述半軟切換對應的基站切換集合包括基站控制實體內不同頻基站、互聯基站控制實體間不同頻基站；所述硬切換對應的基站切換集合包括基站控制實體間不互聯同頻基站、基站控制實體間不互聯不同頻基站；在所述移動終端不支持快速基站轉換功能的條件下，所述的半軟切換集合包括基站控制實體內的同頻基站和互聯基站控制實體之間的同頻基站；基站控制實體內不同頻基站、互聯基站控制實體間不同頻基站；所述的硬切換集合包括基站控制實體間不互聯同頻基站、基站控制實體間不互聯不同頻基站。
8.一種切換判決裝置，其特徵在於，包括互相連接的配置模塊和切換判決部分，所述配置模塊用於存儲修改無線通信系統的物理連接和無線配置參數，並配置修改對應多種切換類型的權值參數；所述切換判決部分，用於根據移動終端上報的多個基站的屬性，將所述多個基站劃分為對應不同切換類型的基站切換集合，將各基站切換集合內的基站的信號進行對應所述權值參數的加權，通過比較加權後的信號強度並結合相應的切換門限後，給出最優的切換目標和適合的切換類型。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述切換判決部分包括順序連接的初判模塊、分類模塊、加權模塊、排序模塊和判決模塊，所述配置模塊連接所述初判模塊、分類模塊、加權模塊和判決模塊；所述初判模塊，負責對空口上報的各個基站和信號強度進行異常檢查和保護；所述分類模塊，負責對各個基站按能夠進行的切換類型進行分類；所述加權模塊，負責對各個基站的信號強度進行加權計算；所述排序模塊，負責對各個基站按加權後的信號強度值由大到小進行排序，並挑出其中的最大者作為候選切換目標；所述判決模塊，負責將候選目標的信號強度和切換門限二者相比，做出判決滿足錨點更新條件時，則確定錨點基站和切換類型；不滿足錨點更新條件時，若存在有效集，則將滿足有效集條件的基站加入新的有效集。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述無線配置參數包括載頻信息，網絡連接情況和鄰區配置參數。
全文摘要
本發明公開了一種用於無線通訊系統中的切換判決方法及裝置，其特點在於，包括針對多種切換類型賦予對應的權值參數，根據移動終端上報的多個基站的屬性，將所述多個基站劃分為對應不同切換類型的基站切換集合，將各基站切換集合內的基站的信號進行對應所述權值參數的加權，通過比較加權後的信號強度並結合相應的切換門限後，給出最優的切換目標和切換類型。本發明從通信系統切換的整體性能出發，綜合了信號強度和切換效果兩種因素，在實現時將切換效果因素定量為可調節的權值參數，並對信號強度的值進行加權處理，相對於單純考慮信號強度進行切換判決的方法，更能夠提高切換的可靠性。
文檔編號H04W36/00GK101022650SQ200610011330
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月15日 優先權日2006年2月15日
發明者李雲喬, 白雪飛 申請人:中興通訊股份有限公司