一種分層小區系統中移動終端調度方法
2024-02-16 04:56:15
專利名稱：一種分層小區系統中移動終端調度方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統，尤其涉及到具有分層小區結構的通信系統的移動終端切換方法。
背景技術：
在移動通信系統中，例如GSM和CDMA系統，最大的特點之一是移動終端能夠在移動過程中保持通信的連續性，這是通過在小區間進行切換來實現的。
如圖1所示，移動終端U1沿著虛線從A點運動到C點的過程中，和它通信的小區也隨著移動終端所處的位置而發生變化。在位置A的時候，因為小區Ba能夠提供良好的通信質量，移動終端僅僅和小區Ba進行通信。當移動到軟切換區域附近，例如B點時，由於小區Bb也能提供滿足要求的通信質量，在CDMA系統中，在軟切換支持的情況下，移動終端會同時和小區Bb建立連接並進行通信，即軟切換；在GSM系統中，如果小區Bb提供的通信質量比小區Ba好，則移動終端U1會斷開和小區Ba的通信，而轉到和小區Bb通信，即硬切換。最後當移動終端離開軟切換區，向C點運動時，由於這時小區Ba不能提供滿足要求的通信質量，移動終端將斷開和小區Ba的通信，只和小區Bb進行通信。
要實現這樣的切換過程，需要在移動終端和網絡進行多條信令的交互，主要包括測量控制，測量報告，切換命令，確認等。在通常情況下，切換發生的頻率不高，因此切換過程引起的信令對整個系統來說影響不是很大。
但在分層小區系統中，如圖2所示，由於小區半徑變的更小，情況就發生了很大的變化，需要經常發生切換。
如圖3所示，一個移動終端UE從小區邊緣以隨機的角度穿越圓形小區，小區半徑為R，穿越角度alpha從0到90度隨機變化。
通過簡單計算就可得到，移動終端UE穿越小區時經過的平均距離為4R/p。
如果移動終端的速度為V，則平均穿越時間為4R/pV。
如果進行一次通話的時間為Tcall，則在通話過程中進行的平均切換次數為NH0=vTcall4R,]]>也就是說，移動終端在通話過程中發生的切換次數和終端移動的速度成正比，和小區半徑成反比。對比一個半徑為200米的微小區和一個半徑為1200米的宏小區，同樣的移動終端，在同樣的通話時間發生的切換次數為它們的半徑之比，即1∶6。
假設小區半徑為200米，該移動終端進行的是語音通話，一次通話的持續時間為90秒，則在不同移動速率下，在通話過程中進行的切換次數如下表所示。
表1通話時間內的平均切換次數
不難看出，如果一個終端以70公裡/小時的速度移動，如果該終端保持和微小區基站通信，則在90秒的通話時間內需要執行多達7次的切換，而如果它在高速移動時保持和宏小區基站通信，則在整個通話過程中最多只要執行一次切換。
顯而易見，如果分層小區中很多快速移動的終端在進行通信時都保持和微小區的連接，則對於整個系統來說，頻繁的切換信令將導致信令負載的急劇上升，甚至可能導致信令的擁塞，嚴重影響系統內的其它功能和整體性能。同時，過多的切換對通信中的終端來說，也會產生一定的影響，例如通信質量的下降，掉話率的提高等等。
於是，通常的切換算法已經不能滿足這種系統的性能要求，其缺陷在於沒有很好地在分層小區中考慮移動終端的速度問題。
發明內容
本發明的目的就是提出一種分層小區系統中移動終端調度方法，能夠很大程度上減少系統中切換信令，在分層小區的不同層之間進行移動終端的合理調度，從而提高系統的通信質量和系統的穩定性。
一種分層小區系統中移動終端調度方法，所述分層小區系統分為不少於兩層以上小區，所述調度方法包括以下步驟a、對與各層小區進行通信的移動終端的速度進行測量；b、如果所述移動終端的速度高於預先確定的第一速度，則判斷該移動終端處於高速移動狀態，進入步驟c；如果所述移動終端的速度低於預先確定的第二速度，則判斷該移動終端處於低速移動狀態，進入步驟e；如果所述移動終端的速度在預先確定的第一速度和第二速度之間，則判斷該移動終端處於中速移動狀態，進入步驟g；c、判斷是否有更高層的小區覆蓋著當前與所述移動終端進行通信的小區，如果有，則進入步驟d；否則進入步驟g；d、確定更高層目標小區，將所述移動終端從當前小區切換到所述更高層目標小區；e、判斷是否有更低層的小區被當前與所述移動終端進行通信的小區所覆蓋，如果有，則進入步驟f；否則進入步驟g；f、確定更低層目標小區，將所述移動終端從當前小區切換到所述更低層目標小區；g、將所述移動終端保留在當前小區內。
所述步驟d還包括以下步驟d1、如果切換失敗，則經過預先確定的時間延遲後重複步驟d；d2、如果重複次數達到預先確定的次數後，則中斷該移動終端的通信，或者進入步驟g。
所述步驟f還包括以下步驟f1、如果切換失敗，則經過預先確定的時間延遲後重複步驟f；f2、如果重複次數達到預先確定的次數後，則進入步驟g。
所述步驟b進一步包括如果在預先確定的時間周期內，所述移動終端發生切換的次數超過預先確定的第一數值，則判斷該移動終端處於高速移動狀態；如果在預先確定的時間周期內，所述移動終端發生切換的次數低於預先確定的第二數值，則判斷該移動終端處於低速移動狀態；如果在預先確定的時間周期內，所述移動終端發生切換的次數在第一數值和第二數值之間，則判斷該移動終端處於中速移動狀態。
所述時間周期、第一數值、第二數值可以根據性能要求預先確定。
所述時間延遲、預先確定的次數根據所述移動終端的速度預先確定。
採用本發明，可以減少系統中切換次數，在通常切換算法進行信號測量的基礎上，結合終端的移動速度，在分層小區的不同層之間進行終端的合理調度，從而提高系統的通信質量和系統的穩定性，同時也降低系統成本。
圖1是移動終端在通信過程中切換示意圖；圖2是分層小區的結構示意圖；圖3是移動終端穿越小區示意圖；圖4是本發明移動終端調度流程圖；圖5是微小區內的移動終端移動示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖來說明本發明的具體實施方式
。
在移動通信系統中，為了能夠在熱點地區或業務繁忙地區提供足夠的容量，通常在宏小區內建立微小區來達到以較少的成本滿足大容量和大覆蓋的要求，這就是所謂的分層小區結構(HCS)，在這種系統中，宏小區主要滿足覆蓋，微小區主要提供容量。
如圖4所示，在分層小區系統中首先對與各層小區進行通信的移動終端的速度進行測量，並且判斷移動終端的狀態，判斷的方法有很多種，一種簡單易行的方法就是根據移動終端在系統內的切換歷史。對於一個在小區內進行通信的移動終端來說，1)如果在時間周期T1內，該終端發生了N1次以上的切換，則該終端被判決為高速移動終端；2)如果在時間周期T2內，該終端發生的切換次數小於N2次，則該終端被判決為低速移動終端；3)否則，該終端被判決為中速移動終端。其中參數(T1，N1)和(T2，N2)是根據不同的性能要求預先設定的，針對不同層的小區設置不同的參數值；同時，對於處於同一層的不同小區，也可以設置成不同的值。
這種速度估計方法，能夠有效克服一般方法中速度估計精度不高帶來的誤判問題，因為，進行終端調度的主要目的是減少頻繁切換帶來的信令交互。
例一如圖5所示，不同速率的終端在小區內隨機分布，高速終端A雖然具有很高的速度，但它主要在同一個小區內運動，所以它不會切換到相鄰小區，也就對系統不造成信令負擔。但終端B就不同，它向其它微小區高速移動，必將導致頻繁的切換要求和信令負載。通過基於切換歷史的速度估計方法，只有終端B被判決為高速終端，而終端A被誤判為低速終端，但這樣的誤判剛好把終端A保留在微小區內，達到了提高系統容量的目的。
例二如圖5所示，低速終端C在微小區的軟切換區徘徊，根據通常的切換算法，該終端會不可避免的在兩個微小區之間發生桌球切換，造成許多不必要的切換和信令。當採用基於切換歷史的速度判決方法後，該終端會被判決為高速終端，被切換到宏小區，這樣的誤判恰恰有效的消除了一般切換算法不能避免的桌球切換問題。
然後根據終端所處的狀態，進行相應的操作。如果該移動終端處於高速移動狀態，判斷是否有更高層的小區覆蓋著當前與所述移動終端進行通信的小區，如果有，確定更高層目標小區，將所述移動終端從當前小區切換到所述更高層目標小區，如果切換失敗，則經過預先確定的時間延遲T3後重複本步驟，對於高速終端，當經過N3次數的重複還不能把它切換到高層的小區時，從降低信令負載的角度出發，可以直接把該終端和當前小區的通信中斷，而從降低系統中終端掉話率的角度出發，則可以繼續保持該終端和當前小區的通信。
如果該移動終端處於低速移動狀態，則判斷是否有更低層的小區被當前與所述移動終端進行通信的小區所覆蓋，如果有，確定更低層目標小區，將所述移動終端從當前小區切換到所述更低層目標小區；如果切換失敗，則經過預先確定的時間延遲T4後重複本步驟，對於低速終端，當經過N4次數的重複還不能把它切換到低層的小區時，可以繼續保持該終端和當前小區的通信。
如果該移動終端處於中速移動狀態，則繼續保持該終端和當前小區的通信。
參數T3和T4是為了避免在發生切換過程失敗時，頻繁發起不必要的切換命令，參數N3和N4是為了提高基於終端速率估計進行的終端調度性能，對於不同移動速度的終端，設置的參數也不同。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種分層小區系統中移動終端調度方法，所述分層小區系統分為不少於兩層以上小區，所述調度方法的特徵在於包括以下步驟a、對與各層小區進行通信的移動終端的速度進行測量；b、如果所述移動終端的速度高於預先確定的第一速度，則判斷該移動終端處於高速移動狀態，進入步驟c；如果所述移動終端的速度低於預先確定的第二速度，則判斷該移動終端處於低速移動狀態，進入步驟e；如果所述移動終端的速度在預先確定的第一速度和第二速度之間，則判斷該移動終端處於中速移動狀態，進入步驟g；c、判斷是否有更高層的小區覆蓋著當前與所述移動終端進行通信的小區，如果有，則進入步驟d；否則進入步驟g；d、確定更高層目標小區，將所述移動終端從當前小區切換到所述更高層目標小區；e、判斷是否有更低層的小區被當前與所述移動終端進行通信的小區所覆蓋，如果有，則進入步驟f；否則進入步驟g；f、確定更低層目標小區，將所述移動終端從當前小區切換到所述更低層目標小區；g、將所述移動終端保留在當前小區內。
2.如權利要求1所述的一種分層小區系統中移動終端調度方法，其特徵在於所述步驟d還包括以下步驟d1、如果切換失敗，則經過預先確定的時間延遲後重複步驟d；d2、如果重複次數達到預先確定的次數後，則中斷該移動終端的通信，或者進入步驟g。
3.如權利要求1所述的一種分層小區系統中移動終端調度方法，其特徵在於所述步驟f還包括以下步驟f1、如果切換失敗，則經過預先確定的時間延遲後重複步驟f；f2、如果重複次數達到預先確定的次數後，進入步驟g。
4.如權利要求1所述的一種分層小區系統中移動終端調度方法，其特徵在於所述步驟b進一步包括如果在預先確定的時間周期內，所述移動終端發生切換的次數超過預先確定的第一數值，則判斷該移動終端處於高速移動狀態；如果在預先確定的時間周期內，所述移動終端發生切換的次數低於預先確定的第二數值，則判斷該移動終端處於低速移動狀態；如果在預先確定的時間周期內，所述移動終端發生切換的次數在第一數值和第二數值之間，則判斷該移動終端處於中速移動狀態。
5.如權利要求4所述的一種分層小區系統中移動終端調度方法，其特徵在於所述時間周期、第一數值、第二數值可以根據性能要求預先確定。
6.如權利要求2或3所述的一種分層小區系統中移動終端調度方法，其特徵在於所述時間延遲、預先確定的次數根據所述移動終端的速度預先確定。
全文摘要
本發明提出了一種分層小區系統中移動終端調度方法，分層小區系統分為不少於兩層以上小區，首先對終端的速度進行測量；如果終端處於高速移動狀態，判斷是否有更高層的小區覆蓋著當前小區，如果有，將終端切換到更高層目標小區；如果終端處於低速移動狀態，判斷是否有更低層的小區被當前小區所覆蓋，如果有，將終端切換到更低層目標小區；如果終端處於中速移動狀態，將終端保留在當前小區內。採用本發明，可以減少系統中切換次數，從而提高系統的通信質量和系統的穩定性，同時也降低系統成本。
文檔編號H04W36/32GK1503580SQ0215319
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月26日 優先權日2002年11月26日
發明者張靜榮 申請人:華為技術有限公司