通信網絡中實現快速切換的方法及系統的製作方法
2023-07-26 04:21:26
專利名稱：通信網絡中實現快速切換的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種通信網絡中實現快速切換的方法及系統。
背景技術：
在無線通信過程中，移 動終端在移動過程中，為獲得較好的通信質量，會在不同的基站之間進行切換。在現有的通信技術中(如LTE或UMTS)，移動終端在基站之間切換的過程如圖I所示，主要包括以下步驟步驟11，終端周期進行測量上報；步驟12，服務基站根據終端上報的測量信息，選擇移動終端要切換的目標基站；步驟13，服務基站向目標基站發送切換申請消息，同時發送終端上下文信息用於申請分配移動終端切換專用資源；步驟14，目標基站根據終端上下文信息，為終端分配切換專用資源；步驟15，目標基站向服務基站發送切換申請響應消息，通知分配的切換專用資源；步驟16，服務基站接收到目標基站的切換申請響應消息後，向移動終端發送切換指示消息，通知終端切換；步驟17，移動終端收到服務基站的切換指示消息後，利用獲得的切換專用資源在目標基站下執行測距過程，獲取終端與目標基站的上行定時提前量(Uplink TimingAdvanced)；步驟18，移動終端根據與目標基站的上行定時提前量，利用專用切換資源接入目標基站，完成切換。在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題在步驟11中，服務基站根據終端上報的測量信息來選擇切換的目標基站，而終端測量上報過程可能會因為終端與服務基站間的鏈路質量下降影響其可靠性，進而影響服務基站選擇目標基站的準確性，導致切換過程的失敗，或者，終端測量上報過程可能會因為與服務基站之間的鏈路質量下降出現延遲，進而使服務基站選擇目標基站需要花費較長的處理時間。而在步驟17中，移動終端在接入目標基站之前，需要先進行測距過程獲取與目標基站的上行定時提前量，根據與目標基站的上行定時提前量實現與目標基站上行同步。要實現測距過程，移動終端需先向目標基站發送測距請求，並且在執行測距操作後，目標基站需要向移動終端發送測距結果，終端再根據測距結果計算與目標基站的上行定時提前量，測距過程需要花費較多時間，進而增加移動終端的切換時延，並且，測距過程中移動終端與目標基站會進行消息交互，若空口鏈路質量下降就會導致消息丟失，使得測距因超時失敗，進而導致切換失敗，增加了切換過程不可靠性。
綜上所述，現有技術提供的切換處理過程，使得切換過程可能需要花費的時間較長，無法滿足通信系統對切換延遲的要求。
發明內容
本發明的目的在於提供一種通信網絡中實現快速切換的方法及系統，能在保證切換可靠性的基礎上，有效降低切換過程花費的時間，滿足通信系統中對切換延遲的要求。本發明提出的實現快速切換的方法包括以下步驟a.移動終端周期性測量服務基站及相鄰基站的信號強度，當某一相鄰基站的信號強度符合切換條件時，終端將此基站設為將要切換的目標基站；b.移動終端通過服務基站向目標基站申請切換專用資源，並獲取目標基站的GPS信息，以及公共信道資源；c.移動終端根據目標基站的GPS信息計算其與目標基站之間的上行定時提前量；·d.移動終端根據所述上行定時提前量，在切換專用資源上直接接入目標基站，完成切換操作。優選的，移動終端還周期性測量服務基站及相鄰基站的同步信號，根據所述同步信號的測量結果計算確定切換的鏈路預算信息，根據所述鏈路預算信息完成與目標基站的下行同步。移動終端還可以通過目標基站的公共信道資源，獲取切換的鏈路預算信息，根據所述鏈路預算信息完成與目標基站的下行同步。進一步的，所述鏈路預算信息可以是與目標基站的下行定時偏差、頻率偏差和路徑損耗中的一項或多項組合。本發明還提出了一種實現快速切換的通信系統，包括一個或多個支持上述方法的移動終端；以及一個或多個支持上述方法的基站。所述通信系統中的移動終端可以包括周期測量單元，用於在預定周期內測量服務基站及相鄰基站的信號強度、同步信號，為切換判決做準備；切換判決單元，用於根據周期測量單元測量到的信號強度，判決是否發起切換；切換觸發單元，用於根據切換判決單元的判決結果，觸發切換；切換操作單元，用於切換觸發單元觸發切換後，完成切換相關操作。優選的，所述切換判決單元，具體包括目標基站選擇模塊，用於根據周期測量單元測量得到的服務基站及相鄰基站的信號強度，通過預定的選擇條件，選擇切換的目標基站；鏈路預算模塊，用於在目標基站選擇模塊選擇目標基站後，根據周期測量單元測量得到的服務基站及相鄰基站的同步信號，計算確定與目標基站的下行定時偏差、頻率偏差及路徑損耗。優選的，所述切換觸發單元，具體包括切換專用資源申請模塊，用於在切換觸發時，通知服務基站代為向目標基站申請切換專用資源；GPS信息獲取模塊，用於在切換觸發時，通知服務基站代為獲取目標基站的GPS信息。優選的，所述切換操作單元，具體包括切換專用資源接收模塊，用於在切換觸發單元觸發切換後，獲取該移動終端通過服務基站向目標基站申請所得到的切換專用資源；GPS信息接收模塊，用於在切換觸發單元觸發切換後，接收該移動終端通過服務基站向目標基站獲取所得到的目標基站的GPS信息；上行定時提前量計算單元，用於根據GPS信息接收模塊接收到的目標基站的GPS信息，計算與目標基站的上行定時提前量；切換接入單元，用於根據上行定時提前量計算單元計算的該移動終端與目標基站上行定時提前量，在切換專用資源上完成向目標基站接入過程。所述通信系統中的基站可以包括GPS模塊，用於獲取該基站的GPS信息，並通知GPS信息管理單元；GPS信息管理單元，用於管理從GPS模塊獲取的該基站GPS信息；切換資源管理單元，用於為該基站管理用於切換的無線資源。優選的，所述的GPS信息管理單元，具體包括基站GPS信息獲取模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端獲取目標基站的GPS信息；基站GPS信息接收模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端接收目標基站的GPS信息；GPS信息存儲更新模塊，用於存儲GPS模塊獲取的GPS信息，並且在GPS信息發生變化時及時進行更新；GPS信息通知模塊，用於在作為目標基站時，將所述GPS信息存儲更新模塊記錄的本基站最新GPS信息通知給服務基站。優選的，所述的切換資源管理單元，具體包括基站切換專用資源申請模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端申請切換專用資源；基站切換專用資源接收模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端接收目標基站分配的切換專用資源；切換專用資源分配模塊，用·於在作為目標基站時，為移動終端分配切換專用資源；切換專用資源通知模塊，用於在作為目標基站時，將所述切換專用資源分配模塊分配的切換專用資源信息通知給服務基站。本發明提供的技術方案的有益效果在於1、無需服務基站或網絡側移動管理節點根據終端測量上報信息進行目標基站的選擇，而是由終端選擇目標基站進行切換，從而無需終端測量上報過程，有效減少切換準備過程所花費時間，同時有效地避免了在測量上報過程中，當空口鏈路質量下降造成測量上報信息的丟失。2、移動終端根據目標基站的GPS信息計算與目標基站之間的上行定時提前量，根據與目標基站間的上行定時提前量，實現與目標基站上行同步，直接接入目標基站，無需終端在目標基站下進行測距過程來獲取上行定時提前量，從而縮減切換花費時間，同時能避免測距失敗導致的切換失敗。
圖I是現有技術的切換過程示意圖；圖2是本發明實施例一的切換實現過程示意圖；圖3是本發明實施例二的切換實現過程示意圖；圖4是本發明實施例三的終端裝置的結構示意圖；圖5是本發明實施例四的基站裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的基本思想是1、由移動終端根據周期性測量參數信息選擇目標基站，無需服務基站根據終端測量上報信息選擇目標基站，能有效減少目標基站選擇過程的操作時間，並增加目標基站選擇結果的可靠性，提高切換成功率；2、移動終端通過服務基站向目標基站申請切換專用資源的同時，還通過服務基站去獲取目標基站的GPS信息，以及公共信道信息(如廣播信道，隨機接入信道，尋呼信道等)，以便移動終端根據目標基站的GPS信息計算與目標基站的上行定時提前量，無需測距就能直接接入目標基站完成上行同步，避免移動終端在切換過程中因為在目標基站測距失敗而導致的切換失敗，並且避免了執行測距過程帶來的耗時，在進一步提高切換過程可靠性的同時，也進一步降低切換延遲。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作詳細的說明。實施例一如圖2所示，在該實施例中，切換處理過程具體包括以下步驟步驟21，移動終端根據周期測量參數信息，選擇將要切換的目標基站；移動終端可以根據周期測量得到的服務基站及相鄰基站的信號強度，做出切換決定，當某一相鄰基站信號強度符合切換條件時，終端將此基站設為切換的目標基站；為了儘量減少切換過程中花費時間，移動終端還可以根據周期測量得到的服務基站及相鄰基站的同步信號強度，計算確定與目標基站的下行定時偏差、頻率偏差及路徑損耗等鏈路預算信息。移動終端根據鏈路預算信息實現與目標基站的下行同步；步驟22，移動終端向服務基站發送切換觸發消息，指示服務基站代其向目標基站申請切換專用資源，以及獲取目標基站的GPS信息和公共信道信息；移動終端通過服務基站向目標基站獲取的公共信道信息，可包括當前目標基站廣播信道、隨機接入信道、尋呼信道等相關信息；步驟23，服務基站接收到移動終端發送的切換觸發消息，向目標基站發送切換申請消息，代該終端向目標基站申請切換專用資源並獲取目標基站的GPS信息和公共信道信息；·步驟24，目標基站接收到服務基站的切換申請消息，為該終端分配切換專用資源；目標基站為移動終端分配的切換專用資源，可以為移動終端接入目標基站時的專用接入信道信息，可使得終端不需要通過公共接入信道接入目標基站，而在專用接入信道上接入目標基站，避免與其他移動終端發生碰撞，提聞接入成功率，進而提聞切換成功率；步驟25，目標基站向服務基站發送切換申請響應消息，其中包含目標基站分配給該移動終端的切換專用資源信息，以及目標基站的GPS信息和公共信道信息；步驟26，服務基站接收到目標基站的切換申請響應消息後，將其透傳給移動終端;步驟27，移動終端接收到切換申請響應消息後，根據目標基站的GPS信息計算其與目標基站的上行定時提前量，根據與目標終端的上行定時提前量，移動終端可無需測距實現與目標基站的上行同步，直接接入目標基站；移動終端根據切換申請響應消息中攜帶的目標基站公共信道信息，更新其維護的目標基站公共信道信息；步驟28，移動終端接收到切換申請響應消息後，根據其與目標基站的上行定時提前量，以及鏈路預算信息，利用目標基站為其分配的切換專用資源信息(如專用接入信道信息)，無需測距，直接在專用接入信道上接入目標基站，完成切換；移動終端執行切換操作的時間，可在接收到切換申請響應消息後立即執行切換操作，也可在接收到切換申請響應消息後自行確定。實施例二在本實施例中，移動終端在接入目標基站時通過公共信道獲取與目標基站的下行定時偏差、頻率偏差及路徑損耗等鏈路預算信息中的一項或多項組合，根據鏈路預算信息實現與目標基站的下行同步。
如圖3所示，在該實施例中，切換處理過程具體包括以下步驟步驟31，移動終端根據周期測量參數信息，選擇將要切換的目標基站；移動終端可以根據周期測量得到的服務基站及相鄰基站的信號強度，做出切換決定，當某一相鄰基站信號強度符合切換條件時，終端將此基站設為切換的目標基站；步驟32，移動終端向服務基站發送切換觸發消息，指示服務基站代其向目標基站申請切換專用資源，以及獲取目標基站的GPS信息和公共信道信息；移動終端通過服務基站向目標基站獲取的公共信道信息，可包括當前目標基站廣播信道、隨機接入信道、尋呼信道等相關信息，在移動終端接入目標基站時，可利用公共信道信息進行接收廣播消息等過程；步驟33，服務基站接收到移動終端發送的切換觸發消息，向目標基站發送切換申請消息，代該終端向目標基站申請切換專用資源，並獲取目標基站GPS信息和公共信道信息；·步驟34，目標基站接收到服務基站的切換申請消息，為該終端分配切換專用資源；目標基站為移動終端分配的切換專用資源，可以為移動終端接入目標基站時的專用接入信道信息，可使得終端不需要通過公共接入信道接入目標基站，而在專用接入信道上接入目標基站，避免與其他移動終端發生碰撞，提聞接入成功率，進而提聞切換成功率；步驟35，目標基站向服務基站發送切換申請響應消息，其中包含目標基站分配給該移動終端的切換專用資源信息，以及目標基站的GPS信息和公共信道信息；步驟36，服務基站接收到目標基站的切換申請響應消息後，將其透傳給移動終端;步驟37，移動終端根據切換申請響應消息中攜帶的目標基站公共信道信息，更新其維護的目標基站公共信道信息，並利用目標基站公共信道信息，獲取與目標基站的下行定時偏差、頻率偏差及路徑損耗等鏈路預算信息，根據鏈路預算信息可實現與目標基站的下行同步；步驟38，移動終端根據切換申請響應消息中攜帶的目標基站GPS信息，計算其與目標終端的上行定時提前量，根據與目標終端的上行定時提前量，移動終端可無需測距實現與目標基站的上行同步，直接接入目標基站；步驟39，移動終端接收到切換申請響應消息後，根據其與目標基站的上行定時提前量以及鏈路預算信息，利用目標基站為其分配的切換專用資源信息(如專用接入信道信息)，無需測距，在專用接入信道上直接接入目標基站，完成切換；移動終端執行切換操作的時間，可在接收到切換申請響應消息後立即執行切換操作，也可在接收到切換申請響應消息後自行確定。實施例三本實施例提供了一種支持本發明方法的終端，其具體實現結果如圖4所示，主要可以包括以下處理單元(I)周期測量單元，用於在預定周期內測量服務基站及相鄰基站的信號強度，同步信號等參數信息，為切換判斷做準備；(2)切換判決單元，用於根據周期測量單元測量到的參數信息，判決是否發起切換；所述終端切換判斷單元具體包括目標基站選擇模塊，用於根據周期性測量得到的服務基站及相鄰基站信號強度，通過預定的選擇條件，選擇切換的目標基站；鏈路預算模塊，用於在 目標基站選擇模塊選擇目標基站後，根據周期性測量得到的目標基站同步信號，計算確定與目標基站的下行定時偏差，頻率偏差及路徑損耗；(3)切換觸發單元，若切換判決單元判決終端該發起切換，用於觸發切換；所述終端切換觸發單元具體包括切換專用資源申請模塊，用於在觸發切換時，通知服務基站代為向目標基站申請切換專用的無線資源；GPS信息獲取模塊，用於在切換觸發時，通知服務基站代為獲取目標基站的GPS信息；(4)切換操作單元，用於切換觸發單元觸發切換後，完成切換相關操作；所述終端切換操作單元具體包括切換專用資源接收模塊，用於在切換觸發單元觸發切換後，獲取該移動終端通過服務基站向目標基站申請所得到的切換專用資源；GPS信息接收模塊，用於在切換觸發單元觸發切換後，接收該移動終端通過服務基站向目標基站獲取所得到的目標基站GPS信息；上行定時提前量計算模塊，用於根據GPS信息接收模塊接收到的目標基站GPS信息，計算與目標基站的上行定時提前量；切換接入模塊，用於根據定時計算模塊計算的該移動終端與目標基站上行定時提前量，完成向目標基站接入過程。實施例四本實施例提供了一種支持本發明方法的基站，可以作為服務基站，也可作為目標基站，其具體實現結果如圖5所示，主要可以包括以下處理單元(I)GPS模塊，用於獲取該基站的GPS信息，並通知GPS信息管理單元；(2)GPS信息管理單元，用於管理GPS模塊獲取的該基站GPS信息；所述基站GPS信息管理單元具體包括基站GPS信息獲取模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端獲取目標基站的GPS信息；基站GPS信息接收模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端接收目標基站的GPS信息；GPS信息存儲更新模塊，用於存儲GPS模塊獲取的GPS信息，並且在GPS信息發生變化時及時進行更新；GPS信息通知模塊，用於將所述GPS信息存儲更新模塊記錄的目標基站最新GPS信息通知給服務基站；(3)切換資源管理單元，用於為該移動終端管理用於切換的無線資源；所述基站切換資源管理單元具體包括基站切換專用資源申請模塊，用於在作為服務基站時，代該移動終端申請切換專用資源；基站切換專用資源接收模塊，用於在作為服務基站時，代該移動終端接收目標基站分配的切換專用資源；切換專用資源分配模塊，用於在作為目標基站時，為該移動終端分配切換專用資源；切換專用資源通知模塊，用於將所述切換專用資源分配模塊分配的切換專用資源對應的切換專用資源信息通知給服務基站。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。·
權利要求
1.一種通信網絡中實現快速切換的方法，其特徵在於，包括 a.移動終端周期性測量服務基站及相鄰基站的信號強度，當某一相鄰基站的信號強度符合切換條件時，終端將此基站設為將要切換的目標基站； b.移動終端通過服務基站向目標基站申請切換專用資源，並獲取目標基站的GPS信息，以及公共信道資源； c.移動終端根據目標基站的GPS信息計算其與目標基站之間的上行定時提前量； d.移動終端根據所述上行定時提前量，在切換專用資源上直接接入目標基站，完成切換操作。
2.根據權利要求I所述方法，其特徵在於，移動終端還周期性測量服務基站及相鄰基站的同步信號，根據所述同步信號的測量結果計算確定切換的鏈路預算信息，根據所述鏈路預算信息完成與目標基站的下行同步。
3.根據權利要求I所述方法，其特徵在於，移動終端通過目標基站的公共信道資源，獲取切換的鏈路預算信息，根據所述鏈路預算信息完成與目標基站的下行同步。
4.根據權利要求2和3所述的方法，其特徵在於，所述鏈路預算信息是與目標基站的下行定時偏差、頻率偏差和路徑損耗中的一項或多項組合。
5.一種通信網絡中實現快速切換的系統，其特徵在於，包括 一個或多個支持權利要求I所述方法的移動終端；以及一個或多個支持權利要求I所述方法的基站。
6.根據權利要求5所述系統，其特徵在於，所述移動終端包括 周期測量單元，用於在預定周期內測量服務基站及相鄰基站的信號強度、同步信號，為切換判決做準備； 切換判決單元，用於根據周期測量單元測量到的信號強度，判決是否發起切換； 切換觸發單元，用於根據切換判決單元的判決結果，觸發切換； 切換操作單元，用於切換觸發單元觸發切換後，完成切換相關操作。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述切換判決單元，具體包括 目標基站選擇模塊，用於根據周期測量單元測量得到的服務基站及相鄰基站的信號強度，通過預定的選擇條件，選擇切換的目標基站； 鏈路預算模塊，用於在目標基站選擇模塊選擇目標基站後，根據周期測量單元測量得到的服務基站及相鄰基站的同步信號，計算確定與目標基站的下行定時偏差、頻率偏差及路徑損耗。
8.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述切換觸發單元，具體包括 切換專用資源申請模塊，用於在切換觸發時，通知服務基站代為向目標基站申請切換專用資源； GPS信息獲取模塊，用於在切換觸發時，通知服務基站代為獲取目標基站的GPS信息。
9.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述切換操作單元，具體包括 切換專用資源接收模塊，用於在切換觸發單元觸發切換後，獲取該移動終端通過服務基站向目標基站申請所得到的切換專用資源； GPS信息接收模塊，用於在切換觸發單元觸發切換後，接收該移動終端通過服務基站向目標基站獲取所得到的目標基站的GPS信息；上行定時提前量計算單元，用於根據GPS信息接收模塊接收到的目標基站的GPS信息，計算與目標基站的上行定時提前量； 切換接入單元，用於根據上行定時提前量計算單元計算的該移動終端與目標基站上行定時提前量，在切換專用資源上完成向目標基站接入過程。
10.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述基站包括 GPS模塊，用於獲取該基站的GPS信息，並通知GPS信息管理單元； GPS信息管理單元，用於管理從GPS模塊獲取的該基站GPS信息； 切換資源管理單元，用於為該基站管理用於切換的資源。
11.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述的GPS信息管理單元，具體包括 基站GPS信息獲取模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端獲取目標基站的GPS信息； 基站GPS信息接收模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端接收目標基站的GPS信息； GPS信息存儲更新模塊，用於存儲GPS模塊獲取的GPS信息，並且在GPS信息發生變化時及時進行更新； GPS信息通知模塊，用於在作為目標基站時，將所述GPS信息存儲更新模塊記錄的本基站最新GPS信息通知給服務基站。
12.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述的切換資源管理單元，具體包括 基站切換專用資源申請模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端申請切換專用資源； 基站切換專用資源接收模塊，用於在作為服務基站時，代移動終端接收目標基站分配的切換專用資源； 切換專用資源分配模塊，用於在作為目標基站時，為移動終端分配切換專用資源； 切換專用資源通知模塊，用於在作為目標基站時，將所述切換專用資源分配模塊分配的切換專用資源信息通知給服務基站。
全文摘要
本發明提出了一種實現快速切換的方法，包括以下步驟a.移動終端周期性測量服務基站及相鄰基站的信號強度，當某一相鄰基站的信號強度符合切換條件時，終端將此基站設為將要切換的目標基站；b.移動終端通過服務基站向目標基站申請切換專用資源，並獲取目標基站的GPS信息，以及公共信道資源；c.移動終端根據目標基站的GPS信息計算其與目標基站之間的上行定時提前量；d.移動終端根據所述上行定時提前量，在切換專用資源上直接接入目標基站，完成切換操作。本發明還提出了一種實現快速切換的系統。本發明能在保證切換可靠性的基礎上，有效降低切換過程花費的時間，滿足通信系統中對切換延遲的要求。
文檔編號H04W36/24GK102917421SQ20111022319
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者餘西西, 黃其華, 溫斌 申請人:北京信威通信技術股份有限公司