移動終端順勢越區切換的方法
2023-04-26 18:13:16 1
專利名稱：移動終端順勢越區切換的方法
技術領域：
本發明涉及移動通訊系統中的一種越區切換方法，具體地說，是一種將移動終端(移動臺)從宏蜂窩或者微蜂窩切換到微蜂窩的方法。
移動終端在小區(蜂窩)之間的切換，直接關係到移動終端的通信質量的好壞。現有技術中，已有多種不同的切換方案。其中，有些是針對快速移動終端的。在雙頻多層的移動通訊系統中，為了避免快速移動的移動臺在微蜂窩之間頻繁的切換，一般利用直接或者間接的方法估算移動臺的移動速度，然後把快速移動的移動臺切換到宏蜂窩中，慢速的移動臺切換到微蜂窩中。如在專利WO 97/00587中提出一種直接測量移動臺速度的方法。移動臺在快速移動時，基站如果測量到移動臺的頻率發生的變化超出了預先設置的閾值，則判定是快速的移動臺。此方案中沒有進一步考慮移動臺的移動方向對切換的影響，而實際上移動方向的因素也很重要。在專利WO 95/28813中公開的方案中考慮了移動臺的移動方向。在此方案中，測量移動臺在微小區登記的時間以及定義該移動臺的移動方向。如果在某個小區中測得的時間小於該微小區的預設時間，並且該移動臺在各小區的進入方向不同於離去的方向，則指示該移動臺是快速移動臺。在這裡，移動臺的移動方向僅僅作為判斷移動臺速度的輔助手段，而不是直接作為切換參考因素。如果一個移動臺被判斷是一個快速移動臺，那麼該移動臺無疑會被切換到宏蜂窩，但是，此方案沒有解決切換到正在和移動臺靠近的蜂窩的問題。在發生切換的時候，如果移動臺實際上正在逐漸離開目標小區，那麼隨著距離拉大，通訊的質量迅速下降，而且很快地會再次發生切換。
本發明的目的在於，提出一種新的選擇切換目標小區的方法，此方法能將移動臺切換到移動臺正在靠近的小區，避免不頻繁的切換，提高切換的可靠性，改善通信質量。
為實現上述目的，本發明包括以下步驟記錄測量數據；計算測量數據的平均值；在需要切換時，挑選目標小區；對符合條件的目標小區列表排序；切換；其特徵在於對符合條件的目標小區列表排序時，綜合考慮各小區的切換懲罰、小區的動態優先級、小區的功率預算、以及擬合的方向直線的斜率；在切換懲罰、小區的動態優先級、小區的功率預算等幾個因素相同的情況下，如果各擬合的方向直線的斜率符號不同，斜率為正的直線對應的小區優先；如果各擬合直線的斜率的符號相同，斜率絕對值大的直線對應的小區優先。
本發明中所述擬合的方向直線是指按以下方法得到的直線基站控制器保存鄰近小區的N個(N取16～32)電平平均值Level(Xi)(Xi＝1～N)；設擬合方向直線的正交多項式是
其中b1=i=1NXi*p02(Xi)i=1Np02(Xi)=N+12]]>擬合的方程 S(Xi)＝a1*p0(Xi)+a2*p1(Xi)得到擬合的直線方程S(Xi)＝a2*Xi+a1-a2*b1其斜率a2*可以用最小二乘法算出。
下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細描述。
圖1是本發明的流程圖；圖2是移動臺測量到的目標小區的電平強度隨距離變化的規律的示意圖；圖3是本發明的實施例中移動臺所在小區和鄰近小區之間的位置關係示意圖；圖4是本發明的實施例中移動臺鄰近兩小區的擬合直線圖。
從圖1可以看出，本發明的實現有以下幾個步驟記錄測量數據，計算平均值，根據計算結果判斷是否應切換，在應切換的時候，挑選目標小區進行切換。這些基本與現有技術是基本上一致的。本發明的貢獻在於當目標小區多於一個，而且其他因素基本相同的情況下，通過擬合方向直線的斜率來決定切換到哪一個小區。以下分別對各步驟進行說明，對與現有技術基本相同的內容將只進行簡單描述。
1.記錄測量數據移動臺大約每隔0.5秒上報一次測量報告，其中包含最多6個鄰近小區的測量電平。由於兩次上報的鄰近小區不一定相同，在一段時間以後，在緩存區可以保留超出6個鄰近小區的數據。同時在測量報告中還包括上下行電平和誤碼率、時間提前量等等。
2.計算各小區的測量值的平均值假設計算平均值的窗口值為W，那麼在收到W個測量報告以後，就能夠得到第一個平均值。此後，在收到一個新的測量報告後，上次用以求平均值中最老的測量報告被淘汰，換之以最新的測量報告數值。這好象一個滑窗，所以用以求平均值的測量報告的個數W被稱為窗口值。這樣，每收到一個測量報告，根據最新的W個測量報告得到最新的一個平均值。基站控制器的緩衝區可以保存N個平均值。平均值能夠比較正確地反映實際電平變化的規律。計算的平均值包括本小區上下行方向上電平和誤碼率的平均值，距離的平均值，鄰近小區電平的平均值等等。
3.切換判決，如果發生切換，挑選目標小區這個過程主要是計算得到的本小區和鄰近小區的平均值與資料庫中設置的相應的參數相比較。如果存在上下行的電平太低，或者誤碼率太高，或者移動臺距離基站太遠等等原因，就會決定切換。如果觸發的是小區之間的切換，那麼得從測量報告中挑選合適的目標小區。
4.目標小區列表排序滿足切換條件的目標小區可能不止一個。需要對這些目標小區進行排序。因為切換總是從第一個目標小區開始嘗試，所以排在前面的目標小區切換的成功率高，即一般會切換到排在第一的目標小區。排序需要考慮以下幾個因素切換懲罰，小區的動態優先級，小區的功率預算以及移動臺相對各目標小區的移動趨勢。在前面幾個因素基本相同的情況下，起決定作用的就是移動臺相對各目標小區的移動趨勢。移動臺相對各目標小區的移動趨勢用下述的擬合方向直線的斜率來表示。
5.擬合方向直線本發明利用移動臺測量到的某個目標小區的BCCH載波的電平平均值的變化，來估算移動臺和這個小區之間的移動趨勢。
根據電波傳播的原理，電波在自由空間傳播時，信號的強度和距離的平方成反比。實際應用的環境比較複雜，電波在傳播過程中信號除隨距離變化外，還會發生諸如多徑衰落，瑞利衰落等等效應。所以實際上電波隨著距離的增加，電波的強度衰減得更快。
移動臺測量到的某個目標小區的電平強度是這個小區中BCCH載波在經歷各種衰減後得到的。圖2表明了移動臺測量到的電平的變化規律。從圖2中可以很明顯看出，測量電平和距離之間有以下的規律
距離越近，電平越高；
距離越近，電平隨著距離變化越大；
在較短的距離之間，電平和距離之間的關係可以用直線來近似表達。
因為測量電平值是一些統計值，不可能完全落在某條直線上。一種數值分析的方法是利用最小二乘法，把移動臺測量到的目標小區BCCH載波的N個電平值擬合到一條直線上。這條直線的斜率能比較形象地說明了電平變化和移動趨勢之間的關係
正斜率表明移動臺和小區正在靠近
負斜率表明移動臺和小區正在遠離
在斜率符號相同的情況下，絕對值大的斜率表明移動臺和小區之間距離比較接近；相反，比較遠。根據上述原理，按以下方法擬合對應於每一個目標小區的方向線1)基站控制器保存鄰近小區的N個電平平均值Level(Xi)(Xi＝1～N)此處的N可以取16～32；2)設擬合方向直線的正交多項式是
其中b1=i=1NXi*p02(Xi)i=1Np02(Xi)=N+12]]>式中，Xi是正交多項式的節點，在這裡就是指鄰近小區電平平均值的序號，所以Xi＝1～N3)設擬合的方程S(Xi)＝a1*p0(Xi)+a2*p1(Xi) (3)根據式(1)，(2)和(3)得到擬合的方向直線方程為
S(Xi)＝a2*Xi+a1-a2*b1 (4)從式(4)中可以看出係數a2*就是這條擬合直線的斜率。
根據最小二乘法原理，平方和多項式l(a,b)=i=1N(Level(Xi)-S(Xi))2----(5)]]>解空間極小點(al*，a2*)有
經計算得到係數a2*為a2*=i=1NLevel(Xi)*p1(Xi)i=1Np12(Xi)=6*i=1NLevel(Xi)*(2Xi-(N+1))N*(N-1)*(N+1)----(7)]]>6．斜率比較，確定最終切換目標小區在被選的多個目標小區的其他因素基本接近的情況下，通過比較與它們對應的擬合直線的斜率，確定不同的優先程度
如果斜率的符號不同，正斜率優先；
如果斜率的符號相同，絕對值大的斜率優先。
下面通過一個實施例對用本發明中的擬合直線的斜率來決定切換目標進行具體說明。
圖3表示移動臺在微蜂窩(小區)2中移動的情況，圖中的1和3是二個鄰近蜂窩(小區)，4是鄰近的宏蜂窩(小區)。
假設移動臺微蜂窩2中向微蜂窩3移動。微蜂窩1和微蜂窩3都是微蜂窩2的鄰近小區。當在蜂窩2中發生切換的時候，微蜂窩1和3都被挑中作為目標小區。因為移動臺朝著微蜂窩3移動，移動臺測量到微蜂窩1的電平平均值的變化如下表(此處選N＝20)
計算得與蜂窩1對應的直線斜率為A2*＝-0.603移動臺測量到微蜂窩3的電平平均值的變化如下表(此處選N＝20)
計算得與蜂窩3對應的直線的斜率為A2*＝0.291比較計算結果表明微蜂窩3優先與微蜂窩1。
從圖4中也可以直觀地看出，儘管移動臺測量得到的目標小區的電平有起伏，但是總的趨勢還是一定的。圖4中蜂窩3的電平在逐步上升，而蜂窩1的電平在逐漸下降。那麼從切換可靠性的角度來看，顯然應該切換到微蜂窩3中。
採用本發明中的切換方法，當決定移動終端切換時，不僅綜合考慮各小區的切換懲罰、小區的動態優先級、小區的功率預算等因素，而且考慮了移動終端的移動趨勢，能將移動臺切換到移動臺正在靠近的小區，從而提高切換的可靠性，改善移動臺的通信質量。
權利要求
1.一種移動終端順勢越區切換的方法，包括以下步驟記錄測量數據；計算測量數據的平均值；在需要切換時，挑選目標小區；對符合條件的目標小區列表排序；切換；其特徵在於對符合條件的目標小區列表排序時，綜合考慮各小區的切換懲罰、小區的動態優先級、小區的功率預算、以及擬合的方向直線的斜率；在切換懲罰、小區的動態優先級、小區的功率預算等幾個因素相同的情況下，如果各擬合的方向直線的斜率符號不同，斜率為正的直線對應的小區優先；如果各擬合直線的斜率的符號相同，斜率絕對值大的直線對應的小區優先。
2.權利要求1所述移動終端順勢越區切換的方法，其特徵在於所述擬合的某一小區的方向直線是指按以下方法得到的直線基站控制器保存鄰近小區的N個電平平均值Level(Xi)(Xi＝1～N)；設擬合方向直線的正交多項式是
其中b1=i=1NXi*p02(Xi)i=1Np02(Xi)=N+12]]>擬合的方程 S(Xi)＝a1*p0(Xi)+a2*p1(Xi)得到擬合的直線方程S(Xi)＝a2*Xi+a1-a2*b1其斜率a2*可以用最小二乘法算出。
3.權利要求2所述移動終端順勢越區切換的方法，其特徵在於所述N的取值範圍為16～32。
全文摘要
一種移動終端順勢越區切換的方法,移動臺從宏蜂窩或者微蜂窩切換到微蜂窩的時候,通過分析移動臺測量的目標小區的歷史數據,確定移動臺相對目標小區的移動趨勢,在綜合考慮了目標小區動態優先級、功率預算等等因素的前提下,通過似合與各目標小區對應的方向直線的斜率來確定優選目標小區,從而使移動臺優先切換到和移動臺逐漸靠攏的目標小區。
文檔編號H04W36/04GK1274252SQ0011638
公開日2000年11月22日 申請日期2000年6月7日 優先權日2000年6月7日
發明者杜仲達 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所