Cdma通信系統中異系統間切換的方法
2023-05-08 07:21:51 3
專利名稱：Cdma通信系統中異系統間切換的方法
技術領域：
本專利涉及通信系統的系統間切換，尤其涉及CDMA蜂窩移動通信系統中異系統間切換的方法，以及進行系統間切換所需要的下行壓縮模式的控制和使用方法。
背景技術：
在傳統的時分多址(TDMA)移動通信系統中，移動臺一般每N個時隙佔用一個時隙進行通信，而在其它時隙處於「空閒」狀態，因此移動臺可利用這些空閒時隙對目標頻率進行測量，以便移動臺向網絡報告目標頻率的信道狀況。但是，區別於TDMA系統，碼分多址(CDMA)蜂窩移動通信系統採用碼字來區分不同用戶，用戶可以在時間上一直連續的接收某頻率的信號，它們不具有象TDMA中那樣的「空閒時隙」來測量不同頻率。因此，對於只有一個接收機的移動臺，如果基站在下行信道上連續不斷的發送信號，移動臺就要連續不斷的接收下行信號，無法同時測量不同頻率的信號。要實現對不同頻率信號的測量，就必須使用下行壓縮模式。
如圖1所示，在壓縮模式中，通過碼打孔等技術在無線幀中形成一段時間的傳輸「空隙」，在這段空隙中，基站不向移動臺傳輸任何數據，移動臺可以將射頻接收機轉換到需要監視的目標頻率，對目標頻率進行測量。圖3表示了壓縮模式樣式(Pattern)的參數。可以看出，傳輸空隙(gap)的大小和相對位置以及樣式的長度決定了一條壓縮模式樣式。
壓縮模式若使用頻繁，必定會對系統的性能造成不良的影響1)碼打孔等技術降低了數據的冗餘度，按照資訊理論原理，為了彌補這種損失，打孔後的數據必須以功率P/t發射(如附圖1所示，其中P為未壓縮幀的發射功率，t為壓縮率)，該功率的增加將影響系統的性能。
2)在壓縮模式中，會造成發射功率跳變，引起的波動會降低系統的性能。
3)壓縮模式不僅用於對目標頻率的測量，還將用於移動臺與目標頻率建立同步。因此，壓縮模式的「空隙」時間將較長。
鑑於以上幾點不良影響，在CDMA系統中，減少壓縮模式的使用頻度，從而減少壓縮模式對系統性能的影響將至關重要。
在CDMA系統中經常需要使用壓縮模式的情況為移動終端的系統間切換，系統間切換指的是將處於通話狀態的移動臺從一個系統切換到另一個系統中，儘量保持移動臺通信不中斷，如本專利提到的從CDMA系統切換到GSM系統中。進行系統間切換前，網絡會決定移動終端進行異系統測量，為系統間切換提供必要的信息。由於GSM系統的頻率不相同，便需要啟動壓縮模式測量鄰近GSM小區的頻率信號。
GSM測量的正常過程為首先，移動臺發起對鄰近GSM小區廣播信道RSSI(ReceivedSignal Strength Indicator，接收信號強度指示)的測量；然後移動臺選擇其中8個RSSI最強的基站，捕獲同步突發(SB，Synchronization Burst)，解碼出基站識別碼(BSIC，BaseStationIdentify Code)和GSM小區觀察時間差信息；成功獲得BSIC後還要不斷的重新確認BSIC的值，以免BSIC發生變化，並更新GSM小區觀察時間差信息。以上三個過程分別稱為GSMRSSI(Received Signal Strength Indicator)測量、初始BSIC(Base Station Identify Code)確認測量、BSIC重確認測量。這三種測量分別使用三條不同的壓縮模式樣式。如果反覆的進行壓縮模式重配置，將嚴重增加傳輸信令的負擔和控制的複雜度，增大對系統性能的影響。
現有相關技術所採用的方法為，移動臺從CDMA系統切換到GSM系統前要使用壓縮模式進行GSM測量，且GSM測量的三個過程分別使用三種不同的壓縮模式樣式，而沒有採用控制及減少壓縮模式使用頻率的方法。本專利提出了一種系統間切換時控制壓縮模式、減少壓縮模式使用頻率的方法，並在此基礎上提出了系統間切換算法。
發明內容
為了減少CDMA通信系統在異系統切換時進行異系統測量中壓縮模式的使用頻率，減少在CDMA通信系統異系統切換中壓縮模式對系統性能的影響，本發明提出了一種CDMA通信系統中實現系統間切換的方法，其中，控制壓縮模式的方法可以大大減少異系統測量中壓縮模式的使用頻率，減少壓縮模式對系統性能的影響；而系統間切換判決算法，則是為了減少誤判的可能性，防止信號的波動造成的桌球切換。
本發明的方法包括如下步驟步驟a、系統進行算法初始化，包括壓縮模式初始化和系統間切換判決算法初始化；
步驟b、網絡檢測到移動臺活動集質量變差，那麼進入控制壓縮模式啟動算法；步驟c、如果滿足壓縮模式的啟動條件，即移動臺活動集質量低於一個門限值，並且經過一段時延後移動臺活動集的質量仍然低於這個門限值，則啟動壓縮模式並進入步驟d，如不滿足，則進入步驟i；步驟d、移動臺進行異系統測量；步驟e、在異系統測量的過程之中，當移動臺活動集的質量變好，高於一個門限值，並且經過一段時延後移動臺活動集的質量仍然高於這個門限值，那麼關閉壓縮模式，進入控制壓縮模式關閉算法，並進入步驟f；否則進入步驟g；步驟f、如果滿足壓縮模式關閉條件，則網絡關閉壓縮模式，停止移動臺對異系統小區的測量，然後進入步驟i；如果不滿足壓縮模式關閉條件，則移動臺繼續進行異系統測量，即進入步驟d；步驟g、網絡接收到移動臺上報的異系統測量結果，根據系統間切換判決算法進行判決，如果判決結果為進行系統間切換，進入步驟h，否則移動臺繼續進行異系統測量，即進入步驟d；步驟h、執行系統間切換過程，將移動臺切換到異系統中；步驟i、結束。
在步驟a中所述的初始化，包含壓縮模式初始化，包括設定控制壓縮模式啟動的移動臺活動集質量門限值和延遲時間，設定控制壓縮模式關閉的移動臺活動集質量門限值和延遲時間，設定異系統測量時的壓縮模式樣式序列；系統間切換判決算法初始化，包括設定系統間切換判決算法中移動臺活動集質量門限值、異系統質量門限值和延遲時間。
在步驟g中所述的系統間切換判決算法為，當滿足以下面三個條件時，網絡便作出系統間切換的判決，決定將移動臺切換到異系統中。條件一移動臺的活動集質量很差，低於某個門限值；條件二異系統的信號質量比較好，高於某個門限值；條件三經過一段時間的延遲後，仍然滿足條件1和條件2；在步驟c、步驟e以及步驟g系統切換算法的條件一中，如果活動集以公共導頻信道上接收到的信號碼片功率CPICH Ec/No(The ratio of transmit energy per chip of Common PilotChannel to the noise)作為質量測量量，那麼活動集質量的門限值範圍是-24dB到0dB；如果活動集以公共導頻信道上碼片能量與噪聲功率譜密度的比值CPICH RSCP(Received SignalCode Power of Common Pilot Channel)作為質量測量量，那麼活動集質量的門限值範圍是-115dBm到0dBm。
在步驟g系統切換算法的條件二中的異系統信號質量的門限值的範圍是-115dBm到0dBm。
在步驟c啟動壓縮模式過程中，同時配置多條壓縮模式樣式序列，而且在一個樣式長度內配置多條壓縮模式樣式的傳輸空隙不重疊。
在進行GSM測量時，同時激活所述RSSI測量、初始BSIC確認測量、BSIC重確認測量的三條壓縮模式樣式。同時多條壓縮模式樣式序列按照RSSI測量、初始BSIC確認測量、BSIC重確認測量的順序，其傳輸空隙先後分布在壓縮模式樣式長度TGPL幀內。
本發明的有益效果在於(1)採用本發明的CDMA移動通信系統，通過控制下行壓縮模式的使用，可以大大減少其使用頻率，減少壓縮模式對系統性能的影響。
(2)採用本發明的CDMA移動通信系統，在進行異系統測量時採用同時激活多條壓縮模式樣式的方法，大大減少了傳輸信令的使用，達到優化系統性能的目的。
(3)採用本發明的CDMA移動通信系統，在進行異系統測量時配置多條壓縮模式樣式不重疊，可以保證壓縮模式配置的合理性和準確性，避免壓縮模式樣式重疊而引起的失敗。
(4)採用本發明中的切換判決算法，可以提高系統間切換成功的概率，並可以減少桌球切換的概率。
圖1是壓縮模式幀結構及發射功率示意圖。
圖2是本發明實施過程中移動終端和基站的位置示意圖。
圖3是壓縮模式樣式參數結構示意圖。
圖4是採用本發明方法的異系統間切換方法流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例來進一步說明本發明。
圖2為本發明實施過程中移動終端和基站的位置示意圖現在結合圖2來對本發明進行說明，假設小區1為CDMA小區，頻率為f1，小區2為GSM小區，頻率為f2。移動臺最初位於小區1中。當移動臺向小區2移動時，接收到小區1的導頻信號的強度開始減弱，隨著移動臺繼續向小區2移動，接收到小區1的導頻信號的強度降到了某一個門限值並且經過一段時延後仍然低於這個門限值，網絡便決定啟動壓縮模式讓移動臺測量GSM小區。壓縮模式啟動過程中同時激活了三種壓縮模式樣式分別用於GSM RSSI測量、初始BSIC確認測量和BSIC重確認測量，且網絡已經配置好了這三條壓縮模式樣式不重疊。在測量的過程中，如果移動臺接收到小區1的信號變好，其導頻強度高於了某一個門限值並且經過一段時延後仍然高于于這個門限值，則將測量的結果上報給網絡，網絡便決定關閉壓縮模式，移動臺停止測量GSM小區。完成GSM測量後，移動臺將測量的結果上報給網絡，網絡作出判決，如果接收到小區1的導頻信號的強度很弱、降到了某個門限值以下，而測量到小區2的信號強度比較好、超過了某個門限值，經過一段時延後小區1的信號強度仍然低於某個門限值而小區2的信號強度仍然高於某個門限值，那麼網絡決定進行系統間切換，將移動臺切換到GSM小區中。
如果壓縮模式啟動一段時間後，移動臺活動集的質量變好了，活動集的質量高於某個門限並且經過一段時延後仍然高於這個門限值，那麼控制壓縮模式停止。同樣這裡經過一段時延的目的是為了觀察信號質量是否穩定或是否呈上升趨勢。如圖2所示，移動臺移動到B點時控制壓縮模式啟動了，然後B點向C點移動了一段距離，在移動過程中移動臺接收到小區1的信號質量越來越差，但是還沒有達到切換的條件，而後移動臺返回到了B點並繼續向A點和小區中心移動，移動臺接收到小區1的信號質量越來越好，測量到小區2的信號質量越來越差，這樣就沒有必要將移動臺準備切換到小區2中，因此可以控制壓縮模式關閉，停止對GSM小區2的測量。顯然，這種控制壓縮模式啟動和關閉的方法可以大大減少壓縮模式的使用時間。
在現有技術的CDMA系統中，當移動臺處於小區1時，很可能接收到小區1的信號強度比較好時，就啟動了壓縮模式測量GSM小區，這樣顯然延長了壓縮模式的使用時間。或者移動臺移動到小區邊緣後又返回到了小區的中心，信號質量很好，那麼一直使用壓縮模式就不可避免的造成資源的浪費，並對系統性能造成不必要的幹擾。採用本發明中的方法，可以控制壓縮模式的啟動和關閉，減少壓縮模式的使用時間，減少壓縮模式對系統性能的影響。
本發明的方法同時激活三種壓縮模式樣式序列，這就可能發生多個傳輸空隙在同一幀中重疊的情況。3GPP協議要求，同時有多個壓縮模式樣式序列激活時，必須滿足下列條件(1)保證連續三幀中至少有一幀不被壓縮。
(2)保證連續兩個壓縮幀中第一個傳輸空隙(gap)的結束時刻與第二個gap的起始時刻至少相差8個時隙。
參照圖3，從3GPP協議中推薦的GSM測量壓縮模式樣式來看，壓縮模式樣式的長度(TGPL)有三種選擇8幀、12幀、或24幀。當TGPL等於8幀的時候，三種壓縮模式樣式序列重疊的可能性相當大，故選取TGPL為12或24幀。
在一個樣式長度TGPL幀內，按以上要求配置GSM測量三條壓縮模式樣式的傳輸空隙，可以保證三條壓縮模式樣式的傳輸空隙在同一幀中不重疊。
三條壓縮模式樣式按照RSSI測量、初始BSIC確認測量、BSIC重確認測量的順序先後分布在樣式長度TGPL幀內，使經過RSSI測量的GSM小區很快進入BSIC確認測量和BSIC重確認測量。
本發明的具體流程如圖4所示步驟a、進行算法初始化，包括壓縮模式初始化和系統間切換判決算法初始化；所述的初始化，包含壓縮模式初始化，包括設定控制壓縮模式啟動的移動臺活動集質量門限值和延遲時間，設定控制壓縮模式關閉的移動臺活動集質量門限值和延遲時間，設定異系統測量時的壓縮模式樣式序列；系統間切換判決算法初始化，包括設定系統間切換判決算法中移動臺活動集質量門限值、異系統質量門限值和延遲時間；步驟b、網絡檢測到移動臺活動集質量變差，進入控制壓縮模式啟動算法；步驟c、如果滿足壓縮模式的啟動條件，即移動臺活動集的質量變差，低於某個門限值，並且經過一段時延後移動臺活動集的質量仍然低於這個門限值，則啟動壓縮模式；啟動壓縮模式過程中，同時配置多條壓縮模式樣式序列，而且在一個樣式長度內配置多條壓縮模式樣式的傳輸空隙不重疊。
步驟d、移動臺進行異系統測量；步驟e、在異系統測量的過程之中，如果網絡檢測到移動臺活動集質量變好，則進入控制壓縮模式關閉算法，並進入步驟f；否則進入步驟g；控制壓縮模式關閉算法為，當移動臺活動集的質量變好，高於某個門限值，並且經過一段時延後移動臺活動集的質量仍然高於這個門限值，那麼關閉壓縮模式；步驟f、如果滿足壓縮模式關閉條件，則網絡關閉壓縮模式，停止移動臺對異系統小區的測量，然後進入步驟i；如果不滿足壓縮模式關閉條件，則移動臺繼續進行異系統測量，即進入步驟d；步驟g、網絡接收到移動臺上報的異系統測量結果，根據系統間切換判決算法，如果判決結果為進行系統間切換，進入步驟h，否則網絡繼續等待移動臺上報測量結果，即進入步驟d；所述的系統間切換判決算法為，當滿足以下面三個條件時，網絡便作出系統間切換的判決，決定將移動臺切換到異系統中。條件一移動臺的活動集質量很差，低於某個門限值；條件二異系統的信號質量比較好，高於某個門限值；條件三經過一段時間的延遲後，仍然滿足條件1和條件2；步驟h、執行系統間切換過程，將移動臺切換到異系統中；步驟i、結束。
權利要求
1.一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟a、系統進行算法初始化，包括壓縮模式初始化和系統間切換判決算法初始化；b、網絡檢測到移動臺活動集質量變差，那麼進入控制壓縮模式啟動算法；c、如果滿足壓縮模式的啟動條件，即低於一個門限值，並且經過一段時延後移動臺活動集的質量仍然低於這個門限值，則啟動壓縮模式並進入步驟d，如不滿足，則進入步驟i；d、移動臺進行異系統測量；e、在異系統測量的過程之中，當移動臺活動集的質量變好，高於一個門限值，並且經過一段時延後移動臺活動集的質量仍然高於這個門限值，那麼關閉壓縮模式，進入控制壓縮模式關閉算法，並進入步驟f；否則進入步驟g；f、如果滿足壓縮模式關閉條件，則網絡關閉壓縮模式，停止移動臺對異系統小區的測量，然後進入步驟i；如果不滿足壓縮模式關閉條件，則移動臺繼續進行異系統測量，即進入步驟d；g、網絡接收到移動臺上報的異系統測量結果，根據系統間切換判決算法進行判決，如果判決結果為進行系統間切換，進入步驟h，否則移動臺繼續進行異系統測量，即進入步驟d；h、執行系統間切換過程，將移動臺切換到異系統中；i、結束。
2.如權利要求1所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，在步驟a中所述的壓縮模式初始化，包括設定控制壓縮模式啟動的移動臺活動集質量門限值和延遲時間，設定控制壓縮模式關閉的移動臺活動集質量門限值和延遲時間，設定異系統測量時的壓縮模式樣式序列；在步驟a中所述的系統間切換判決算法初始化，包括設定系統間切換判決算法中移動臺活動集質量門限值、異系統質量門限值和延遲時間。
3.如權利要求1所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，在所述步驟c和步驟e中，如果活動集以CPICH Ec/No作為質量測量量，那麼所述門限值的範圍是-24dB到0dB；如果活動集以CPICH RSCP作為質量測量量，那麼所述門限值的範圍是-115dBm到0dBm。
4.如權利要求1所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，在步驟g中所述的系統間切換判決算法為，當同時滿足以下三個條件時，條件一移動臺的活動集質量低於預定門限值；條件二異系統的信號質量高於預定門限值；條件三經過一段時間的延遲後，仍然滿足條件1和條件2；網絡便作出系統間切換的判決，決定將移動臺切換到異系統中。
5.如權利要求4所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，所述條件一中的門限值為，如果活動集以CPICH Ec/No作為質量測量量，那麼所述門限值的範圍是-24dB到0dB，如果活動集以CPICH RSCP作為質量測量量，那麼所述門限值的範圍是-115dBm到0dBm。
6.如權利要求4所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，所述條件二中異系統信號質量的門限值範圍是-115dBm到0dBm。
7.如權利要求1所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，在步驟c啟動壓縮模式過程中，同時配置多條壓縮模式樣式序列，而且在一個樣式長度內配置多條壓縮模式樣式的傳輸空隙不重疊。
8.如權利要求7所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，在進行GSM測量時，同時激活所述RSSI測量、初始BSIC確認測量、BSIC重確認測量的三條壓縮模式樣式。
9.如權利要求8所述的一種CDMA通信系統中異系統間切換的方法，其特徵在於，在進行GSM測量時，所述多條壓縮模式樣式序列按照RSSI測量、初始BSIC確認測量、BSIC重確認測量的順序，其傳輸空隙先後分布在壓縮模式樣式長度TGPL幀內。
全文摘要
本發明提出了一種CDMA通信系統中實現系統間切換的方法，其中，控制壓縮模式的方法可以大大減少異系統測量中壓縮模式的使用頻率，減少壓縮模式對系統性能的影響；在進行異系統測量時採用同時激活多條壓縮模式樣式的方法，大大減少了傳輸信令的使用，達到優化系統性能的目的。採用本發明的CDMA移動通信系統，在進行異系統測量時配置多條壓縮模式樣式不重疊，可以保證壓縮模式配置的合理性和準確性，避免壓縮模式樣式重疊而引起的失敗。本發明提出的系統間切換判決算法，減少了誤判的可能性，防止信號的波動造成的桌球切換。
文檔編號H04W36/14GK1464665SQ0211202
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月11日 優先權日2002年6月11日
發明者王作芬, 胡中驥 申請人:華為技術有限公司