移動通信系統中小區切換方法
2023-10-25 17:10:32
專利名稱：移動通信系統中小區切換方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統中為移動終端服務的小區的切換方法，特別涉及移動通信系統中具有分層結構的小區的切換方法。
背景技術：
微小區技術是在宏小區的基礎上發展起來的，是目前解決高話務量地區容量問題的行之有效的方法之一。
微小區的覆蓋半徑大約為30m-300m；發射功率較小，一般在1W以下；基站天線置於相對低的地方，一般高於地面5m-10m，傳播主要沿著視線進行，信號在樓頂的洩露小。因此，可以被用來加大無線電覆蓋，消除宏小區中的「盲點」。同時由於低發射功率的微小區基站允許較小的頻率復用距離，每個單元區域的信道數量較多，因此業務密度得到了巨大的增長，且幹擾很低，將它安置在宏小區的「熱點」上，可滿足該微小區域質量與容量兩方面的要求。
在實際設計中，微小區作為無線覆蓋的補充，一般用於宏小區覆蓋不到又有較大話務量的地點如地下會議室、娛樂室、地鐵、隧道等。作為熱點應用的場合一般是話務量比較集中的地區，如購物中心、娛樂中心、會議中心、商務樓、停車場等地。
近年來隨著微小區和微微小區的發展，分層小區技術迅速提出來。它提供更多的「內含」小區(Cell)，形成分層小區結構(Hierarchical Cell Structure，簡稱「HCS」)，主要解決網絡內的「盲點」和「熱點」問題，提高網絡容量。在一個分層小區結構中，不同大小的小區相互重疊，不同發射功率的基站緊密相鄰並同時存在，整個通信網絡呈現出多層次的結構。每一層分配不同的頻率段，以保證各層之間獨立運作，不會相互幹擾。當有移動終端(MobileTerminal，簡稱「MT」)接入時，系統根據所測得的信號強度和各小區的容量為某一呼叫選擇恰當的小區，層間切換(HandOver，簡稱「HO」)與普通的小區切換一樣，切換點由系統決定，由移動終端自動輔助切換測量來完成，切換過程還取決於當時各級的容量，如果微小區和微微小區已飽和，業務將切換至更高一級的小區。
一個分層小區網絡，往往是由一個上層宏小區網絡和數個下層微小區網絡組成的多元小區系統。它包括宏小區、微小區和微微小區。每種小區執行早已定義好的不同功能。一般來說，宏小區用於處理快速移動車輛的業務，微小區處理慢速移動，集中於步行或交通阻塞車輛的業務，微微小區用於覆蓋商場和辦公區等室內區域。將負載按上述方式分層的原因與切換功能有關，因為車載移動終端在微小區間快速移動會產生頻繁切換，加重網絡的負擔，從網絡管理出發，將諸如快速移動車輛之類會產生頻繁切換的對象轉移到切換較少的宏小區，將提高網絡效率；而對於慢速移動的車輛，由於它穿過小區邊界需花較長的時間，產生切換的可能性較小，因此由微小區來處理這類業務。
由於分層小區結構上的複雜性，為了避免移動終端移動時在小區之間頻繁切換，同時使各小區負載均衡，需要使用用戶調度策略實現用戶在分層小區中的合理分布。這裡的用戶調度策略是指系統根據移動終端的移動速度等因素決定移動終端進行切換的目標小區，同時還要兼顧各小區容量和處理能力等因素。在決定好目標小區之後，系統就要對移動終端進行小區切換，小區切換包括移動終端在同層小區之間的切換和移動終端在不同層小區之間的切換。
以下是現有的一種小區切換方法當移動終端向系統發出切換請求時，系統先要求移動終端對其周圍的幾個臨近小區進行信號測量，檢測出其中信號質量最好的一個小區將其做為移動終端目標小區，然後再對移動終端進行小區切換。在一次正常的切換中，在用戶和網絡之間要進行測量控制、測量報告、切換命令、切換確認等多條信令交互。若移動終端臨近小區使用的頻率和當前小區的頻率不同時，用戶需要在通信過程中得到一定的空閒時間，把接收機切換到目標小區的頻率進行測量，在進行測量的空閒時刻，接收機停止接受本小區信號。通常使用壓縮模式(Compressed Mode，簡稱「CM」)來獲得空閒時刻，在壓縮模式下，系統對要傳送的數據進行時間上的壓縮，把原先正常傳輸的數據在更短的時間內發送出去。
在實際應用中，上述方案存在以下問題在移動終端進行小區切換時，系統信令繁忙，切換速度較慢，通信質量降低，系統性能降低。
造成這種情況的主要原因在於，當移動終端速度發生變化，由於終端在各小區之間切換時，要引入測量控制和測量報告等流程，這樣就延遲了切換速度，額外的增加了系統中的信令負載，導致系統信令繁忙；移動終端在小區之間切換時，要啟動壓縮模式測量以確定目標小區，影響了通信質量；在壓縮模式下，為了在接收方達到同正常模式下一樣的通信效果，需增加系統發射功率，會對其他用戶的信號產生嚴重的幹擾，若發射功率受限時，就會影響通信質量。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種移動通信系統中小區切換方法，使得移動終端在小區之間切換時，儘量減少用戶測量過程，以降低系統信令負載，提高切換時的通信質量。
為實現上述目的，本發明提供了一種移動通信系統中小區切換方法，包含以下步驟所述移動通信系統的網絡側獲取移動終端的小區切換需求；所述網絡側根據預先配置的小區覆蓋範圍信息，判斷目標小區是否能夠覆蓋所述移動終端的當前位置，如果是則將所述移動終端盲切換至該目標小區。
其中，還包含以下步驟當所述網絡側根據預先配置的小區覆蓋範圍信息無法判斷目標小區是否能夠覆蓋所述移動終端的當前位置時，對所述移動終端進行正常切換。
當所述目標小區的覆蓋範圍能夠完全覆蓋所述移動終端當前所在小區的覆蓋範圍時，判定所述目標小區能夠覆蓋所述移動終端的當前位置。
所述移動終端的當前位置由全球定位系統測得，並上報給所述網絡側。
所述小區是有相互覆蓋關係的分層小區。
還包含以下步驟在所述網絡側配置所有小區的相互覆蓋關係、定時關係和頻率信息。
所述小區切換需求是以下情況中的一種正在通話的所述移動終端的位置從一個小區的覆蓋範圍移向另一個小區的覆蓋範圍；所述移動終端在兩個小區的覆蓋重疊區進行通話，所述移動終端當前所在小區的業務過於繁忙；所述移動終端的移動速度發生變化。
通過比較可以發現，本發明的技術方案與現有技術的區別在於，引入了盲切換判決和盲切換方法，系統在切換為移動終端服務的小區時，先根據網絡側的小區配置信息判斷目標小區是否能夠覆蓋移動終端的當前位置，如果是則將移動終端直接盲切換至該目標小區，不用啟用測量等一系列流程，因此網絡和移動終端之間不需要多條的信令交戶，同時移動終端不用啟動壓縮模式來測量目標小區的情況。
這種技術方案上的區別，帶來了較為明顯的有益效果，即系統在對移動終端進行盲切換時，信令負載減輕，切換速度和切換後進行通話的速度加快，提高了系統的總體性能；同時減少了壓縮模式對信號帶來的影響和幹擾，提高了用戶的通話質量。
圖1是根據本發明的一個實施例的一種移動通信系統中小區切換方法的流程圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
如圖1所示，首先在步驟100，系統管理人員可以根據網絡規劃和建設的內容，獲得分層小區信息，對系統進行信息配置。
具體的說，這裡的分層小區信息主要指為了進行盲切換所必需的分層小區結構中各小區之間的關係信息，包括覆蓋關係、定時關係和頻率信息等。其中，覆蓋關係表明一個小區和其它小區的位置關係，包括此小區是否被其它一個或多個小區完全覆蓋，或者是否覆蓋了一個或多個其它小區等。需要定時關係是因為不同的小區有不同的時鐘，它們發信息的時間起點有可能是不同的，當移動終端從一個小區切換到另一個小區後，為了正常通信，就必須和切換到的小區時鐘同步，根據當前小區和目標小區之間的定時關係就可以獲得目標小區的時鐘。頻率信息用於指示移動終端的接收機目標小區的頻率，使得移動終端切換到目標小區之後，就立即能夠將接收機頻率調整到目標小區頻率，進行正常通信。在本發明中，定時關係和頻率信息的直接取得可以提高用戶切換到目標小區後完成上下行同步和開始通信的速度。
在對系統盲切換所需要的信息配置好之後即可啟動盲切換機制。此時進入步驟110，系統獲得移動終端切換需求。一般情況下，將一個正處於呼叫建立狀態或忙狀態的移動終端轉換到新的業務信道上的過程稱為切換。切換是由系統決定的，一般在下述幾種情況下要進行切換一種是正在通話的移動終端從一個小區移向另一個小區，切換的產生首先是基站收發信機(BaseTransceiver Station，簡稱「BTS」)通知移動終端將其周圍小區BTS的有關信息及廣播控制信道(Broadcasting Control Channel，簡稱「BCCH」)載頻、信號強度進行測量，同時還要測量它所佔用的業務信道(Traffic Channel，簡稱「TCH」)的信號強度和傳輸質量，再將測量結果發送給基站控制系統BSC，BSC根據這些信息對周圍小區進行比較排隊，這就是「定位」，最後由BSC做出是否需要切換的決定。BSC還需判別在什麼時候進行切換，切換到哪個BTS。另一種是移動終端在兩個小區覆蓋重疊區進行通話，移動終端所處的這個小區業務特別忙，這時基站控制器(Base Station Controller，簡稱「BSC」)通知移動終端測試它鄰近小區的信號強度、信道質量，決定是否將它切換到另一個小區，這是業務平衡所需要的切換；還有一種是分層小區中，當移動終端的移動速度發生變化時，將速度變化情況報告給BSC，BSC根據小區現有情況判定是否需要進行小區切換。
接著進入步驟120，在系統獲得移動終端的切換需求之後，根據移動終端的當前信息，系統判斷移動終端是否滿足盲切換條件。若滿足盲切換條件，則進入步驟130，否則進入步驟140。需要說明的是，在本實施例中，進行盲切換的判決條件是如果當系統需要把移動終端從當前小區切換到另外一層，系統可以根據分層結構關係確認目標層的某個小區完全覆蓋了移動終端的當前小區，則移動終端滿足盲切換條件，此小區就是目標小區。之所以用這種小區完全包含的條件，是因為通常情況下，系統只能將移動終端定位到某一扇區或某一小區，並不能精確定位移動終端。在這種條件下，只有當移動終端從某一小區切換到高層小區時，即從小的小區切換到相對大一點的小區才能進行盲切換。因此若系統能更精確的定位移動終端，則有一種可以替換的盲切換判決條件，即系統若可以得知要進行切換的移動終端位於其要切換的目標層的某個小區之內，則此移動終端也滿足盲切換條件，此小區就是目標小區。若移動終端同時位於目標層中的多個小區之內，則系統可以隨機選擇或用某種方法選擇一個小區做為移動終端要切換到的目標小區。在這種替換情況下，目標小區可以比當前小區大，即移動終端可以切換到高層小區，也可以比當前小區小，即移動終端可以切換到低層小區。盲切換條件判決的關鍵點是系統能夠根據已知信息，準確的判斷移動終端和目標層小區的位置關係。
此外，如果能夠直接判定移動終端的當前位置位於目標小區的範圍之內，則也能夠判定滿足盲切換條件。目前已經有多種移動終端定位方法，例如通過全球定位系統(Global Position System，簡稱「GPS」)定位，並將定位信息上傳到網絡側；還有，可以通過測量移動終端到幾個相鄰基站的距離，讓後通過這些距離和已知的基站的距離，計算出移動終端的當前位置。這些技術已經比較成熟，通過這些技術網絡側可以得到移動終端的當前位置，如果移動終端支持這些定位技術的話，則網絡側結合預先配置的小區的覆蓋範圍信息，可以直接判斷該移動終端是否滿足盲切換條件。
在步驟130中，由於在步驟120中判定移動終端滿足盲切換條件，因此在本步驟中系統對移動終端進行盲切換。即系統不需要移動終端測量其臨近小區的情況，而直接根據已有的小區之間的關係對移動終端進行切換。因此網絡和移動終端之間不用進行測量控制、測量報告、切換命令、切換確認等常規切換所需要的多條信令，從而降低了信令負載。同時也提高了移動終端切換速度以及切換到目標小區後完成上下行同步和開始通信的速度。由於滿足盲切換條件時，系統可以直接根據已有信息得知目標小區的頻率信息和定時信息，移動終端不用啟動壓縮模式來獲取這些信息，從而避免了由於啟動壓縮模式對移動終端通信質量的負面影響，同時也不會造成對其它信號的幹擾，有效的提高了系統性能。
在步驟140中，由於在步驟120中判定移動終端不滿足盲切換條件，因此在本步驟中系統對移動終端進行常規切換。移動終端不滿足盲切換的條件是指在系統對移動終端不能精確定位的情況下，所處於的當前小區不能被目標小區完全包含。或在系統可以精確定位移動終端位置的情況下，移動終端不處於目標層的任何小區之內。這時，系統都要進行常規處理。即仍然要啟動測量控制、測量報告、切換命令、切換確認等信令流程。
總的來說，引入了盲切換判決和盲切換之後，系統在對移動終端進行切換時，可能使用兩種切換方法，盲切換方法和常規切換方法。但從總體上來看，移動終端在進行切換時的系統性能和通信質量都提高了。
另外，根據上述說明，熟悉本領域的技術人員可以理解，本發明可以應用於任何有分層小區結構的移動通信系統中。
雖然通過參照本發明的某些優選實施例，已經對本發明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種移動通信系統中小區切換方法，其特徵在於，包含以下步驟所述移動通信系統的網絡側獲取移動終端的小區切換需求；所述網絡側根據預先配置的小區覆蓋範圍信息，判斷目標小區是否能夠覆蓋所述移動終端的當前位置，如果是則將所述移動終端盲切換至該目標小區。
2.根據權利要求1所述的移動通信系統中小區切換方法，其特徵在於，還包含以下步驟當所述網絡側根據預先配置的小區覆蓋範圍信息無法判斷目標小區是否能夠覆蓋所述移動終端的當前位置時，對所述移動終端進行正常切換。
3.根據權利要求1所述的移動通信系統中小區切換方法，其特徵在於，當所述目標小區的覆蓋範圍能夠完全覆蓋所述移動終端當前所在小區的覆蓋範圍時，判定所述目標小區能夠覆蓋所述移動終端的當前位置。
4.根據權利要求1所述的移動通信系統中小區切換方法，其特徵在於，所述移動終端的當前位置由全球定位系統測得，並上報給所述網絡側。
5.根據權利要求1所述的移動通信系統中小區切換方法，其特徵在於，所述小區是有相互覆蓋關係的分層小區。
6.根據權利要求5所述的移動通信系統中小區切換方法，其特徵在於，還包含以下步驟在所述網絡側配置所有小區的相互覆蓋關係、定時關係和頻率信息。
7.根據權利要求1至6中任意一條所述的移動通信系統中小區切換方法，其特徵在於，所述小區切換需求是以下情況中的一種正在通話的所述移動終端的位置從一個小區的覆蓋範圍移向另一個小區的覆蓋範圍；所述移動終端在兩個小區的覆蓋重疊區進行通話，所述移動終端當前所在小區的業務過於繁忙；所述移動終端的移動速度發生變化。
全文摘要
本發明涉及移動通信系統中為移動終端服務的小區的切換方法，公開了一種移動通信系統中小區切換方法，使得移動終端在小區之間切換時，儘量減少用戶測量過程，以降低系統信令負載，提高切換時的通信質量。這種小區切換方法包含以下步驟網絡側獲取移動終端的小區切換需求；網絡側根據預先配置的小區覆蓋範圍信息，判斷目標小區是否能夠覆蓋移動終端的當前位置，如果是則將移動終端盲切換至該目標小區。
文檔編號H04W36/08GK1635818SQ20031012540
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月29日 優先權日2003年12月29日
發明者張靜榮 申請人:華為技術有限公司