CN100417280C

CN100417280C - 一种蜂窝移动通信中非覆盖切换的方法及系统

Info

Publication number: CN100417280C
Application number: CNB2005100071224A
Authority: CN
Inventors: 李臻
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: CN1809208A

Abstract

本发明适用于蜂窝移动通信领域，提供了一种蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的方法，当前小区触发非覆盖切换后，选择用户，启动对目标小区的测量，设定用户选择周期，控制当前小区在切换过程中选择用户的时长；设定用户测量周期，控制所述用户在对目标小区测量时的测量时长；所述用户测量周期低于所述用户选择周期。通过本发明，可以使得小区内的用户都有被选择的机会，降低用户的测量时间，避免在任意时刻内有过多用户处于压缩模式测量状态，从而降低压缩模式测量状态带来的对通信链路的质量和系统容量的不良影响，增强系统的非覆盖切换效率和系统的整体通信性能。

Description

一种蜂窝移动通信中非覆盖切换的方法及系统

技术领域

本发明属于蜂窝移动通信领域，尤其涉及在CDMA(码分多址，CodeDivision Multiple Access)、WCDMA(宽带码分多址，Wideband CDMA)等蜂窝移动通信系统中因非覆盖原因引起的异频或异系统切换方法，以及实现该方法的系统。

背景技术

现有蜂窝移动通信系统中，为了提高频谱资源的利用率和整个系统的容量，使系统中基站的射频功率局限于一定的小区之内。当移动台离开一个小区进入另外一个小区时，所接收到的原小区的信号必然越来越弱，而正在进入小区的信号越来越强，为了保持移动台的通信质量，需要将对该移动台的接续由原来的基站切换到新进入的信号较强的基站。

切换可以分为覆盖切换和非覆盖切换两类。覆盖切换是指网络检测到移动台或终端等用户设备UE(User Equipment)即将脱离当前服务小区的覆盖范围，此时为了保证用户通话的连续性，必须切换到其他同频、异频或者其他系统的小区；非覆盖切换主要指从系统的容量、话务分布、速度估计等方面将具有不同特点的用户切换到不同小区，实现网络利用率的最大化和用户通信质量的最优化。

在CDMA移动通信系统中，通常考虑的切换类型是同频切换，但随着用户数的不断增多和网络的演进，单个频点往往不能满足容量的要求，需要叠加新的频点，即需要在异频之间进行切换；同时，考虑到对现有GSM网络的利用，也要考虑不同系统间的切换。

切换前一般先对目标小区进行测量，当目标小区的信号质量达到某种要求时触发切换。在WCDMA协议框架中，UE完成异频或异系统测量有两种方式，一是UE具有双收信机，二是使用压缩模式，第一种方法成本较高，并且某些情况下仍然需要使用上行压缩模式，所以实际应用中UE往往使用压缩模式完成异频或异系统的测量。

压缩模式技术的基本原理就是Node B(节点B)在发送某些帧(每10ms发送的数据为一帧)的时候加大发送速率，用少于10ms的时间发送完原来需要10ms的数据，那么空出来的时间就让UE进行异频测量，具体采用什么方式和什么时间来加大发送速率由RNC(无线网络控制器，Radio Net Controller)进行控制，但压缩模式通常会对通信链路的性能、系统的整体性能带来一定的损失。

如图1所示，当前小区首先判断是否发起非覆盖切换，发起非覆盖切换的原因有负载平衡、速度估计或者UE当前使用业务所需的最优信道类型在当前小区不能支持等。非覆盖切换触发后，小区选择当前小区进行切换的用户，然后对这部分用户下发测量控制，进行异频或异系统的测量，根据用户上报的异频或异系统测量报告判断该用户是否发起切换。

见图2，系统对所选择的用户设定启动异频或异系统测量的门限，根据用户报告的当前小区测量报告决定是否发起异频或异系统测量，例如对于报告当前服务小区信号质量低于异频或异系统测量启动门限的用户，启动异频或异系统测量；当用户报告当前服务小区信号质量高于异频或异系统测量启动门限时，关闭其先前启动的异频或异系统测量。如果启动异频或异系统测量的UE检测到目标小区满足切换要求并上报测量报告，则RNC发起切换。

综上所述，在现有技术中，系统往往根据用户的存储方式，选择固定数目的用户或者一定百分比的用户，然后由这部分用户进行非覆盖切换测量，对符合条件的用户发起切换，直到小区终止非覆盖切换，这样就会造成如下问题：

(1)由于用户在小区内的位置比较随机，往往会使得具备切换条件的用户没有被选中，从而失去在一次非覆盖切换过程中被选中的机会，导致小区切换的效率降低；

(2)如果被选中用户不能触发切换，则其压缩模式将会运行较长的时间，如当某一区域无目标小区可测量时，UE无法触发切换，但却必须仍然保持压缩模式测量，以便当用户移动到存在目标小区的区域时触发切换；

(3)在任意时刻内，存在同一小区处于压缩模式测量的用户数量过多，从而影响通信链路的质量，降低系统的容量。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的因小区切换效率低、压缩模式运行时间长以及同一小区处于压缩模式测量的用户数量过多而影响通信链路的质量以及降低系统容量的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种非覆盖切换中控制用户选择的方法，当前小区触发非覆盖切换后，选择用户，启动对目标小区的测量，

设定用户选择周期，控制当前小区在切换过程中选择用户的时长；

设定用户测量周期，控制所述用户在对目标小区测量时的测量时长；

所述用户测量周期低于所述用户选择周期。

设定用户选择周期后，所述方法进一步包括：

启动用户选择周期；

当用户选择周期超时，判断是否发起非覆盖切换，如是，继续选择用户；

当非覆盖切换终止，停止用户选择周期。

设定用户测量周期后，所述方法进一步包括：

启动用户测量周期；

判断用户测量周期是否超时，如超时，关闭所述用户的测量。

设定用户惩罚周期，控制切换过程中用户启动测量的频率；在关闭所述用户的测量后，所述方法进一步包括：

启动用户惩罚周期，在所述惩罚周期的定时内，将所述用户置于惩罚状态，禁止所述用户被选中重新发起测量，如所述惩罚周期超时，解除所述用户的惩罚状态。

所述选择用户的步骤进一步包括：

获取以当前小区为最优小区的用户数目，不含处于惩罚状态的用户；

以当前系统的时刻作为随机数的种子，为每个用户生成一个0～1范围内均匀分布的随机数；

设定用户选择门限；

选择被分配的随机数低于设定门限的用户。

业务门限为业务系数乘以所述用户选择门限，所述业务系数为系统为当前用户配置的业务优先级系数，所述选择被分配的随机数低于设定门限的用户具体为：选择被分配的随机数低于所述业务门限。

为更好的实现本发明的目的，本发明进一步提供了一种蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的系统，所述系统包括：

用户选择周期定时器，用于控制小区在切换过程中选择用户的时长，当所述用户选择周期定时器超时后，选择启动下次用户选择；当非覆盖切换终止，所述用户选择周期定时器停止；

用户测量定时器，用于控制所述用户在对目标小区测量时的测量时长，当用户测量定时器超时后，关闭所述用户的测量；

所述用户测量定时器的时长低于所述用户选择周期定时器的时长。

所述系统进一步包括：

用户惩罚定时器，用于控制切换过程中用户启动测量的频率；当用户关闭测量后，启动用户惩罚定时器，在用户惩罚定时器的定时内，将所述用户置于惩罚状态，禁止所述用户被选中重新发起测量；当用户惩罚定时器超时，解除所述用户的惩罚状态。

所述系统进一步包括：

用户选择生成器，用于生成小区启动测量的用户，所述用户选择生成器获取以当前小区为最优小区的用户数目，不含处于惩罚状态的用户，以当前系统的时刻作为随机数的种子，为小区内每个用户生成一个0～1范围内均匀分布的随机数，并设定用户选择门限，选择被分配的随机数低于设定门限的用户作为启动测量的用户。

通过本发明，可以使得小区内的用户都有被选择的机会，降低用户的测量时间，避免在任意时刻内有过多用户处于压缩模式测量状态，从而降低压缩模式测量状态带来的对通信链路的质量和系统容量的不良影响，增强系统的非覆盖切换效率和系统的整体通信性能。

附图说明

图1是现有技术非覆盖切换流程示意图；

图2是现有技术中用户测量切换处理流程图；

图3是本发明非覆盖切换流程示意图；

图4是本发明中用户测量切换处理的流程图；

图5是本发明中非覆盖切换算法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，设置用户选择生成器，用于在非覆盖切换触发后，选择当前作方法是获取以当前小区为最优小区的UE数目，如下面所述，该UE数目中不包括处于惩罚状态的UE，采用生成随机数来选择用户，即以当前系统的时刻作为随机数的种子，为每个UE生成一个0～1取值范围内均匀分布的随机数，设置随机数种子和生成随机数的方法有很多种，通常任何一种编程语言中都会有对应的标准函数，例如在C语言中，可以用srand和rand函数完成种子的设置和随机数的生成。

如果UE被分配的随机数≤系统设置的门限Thd，则将该UE放入用户候选集，其中Thd的参数可配置，取值范围0～1的小数，该参数用来决定被选择用户的比例，例如该参数配置为0.3，则表示每次选择小区中大约30％的用户数目启动测量。

当然，除了上述采用随机数选择用户，还可采用选择一定百分比的用户或固定数目的用户来进行用户选择，并按照一定的数据读取方式完成，比如按UE的编号由小到大读取或者由大到小读取，或者间隔一定的距离读取等。

设置用户周期选择定时器，用于控制当前小区触发非覆盖切换后，多次选择进行异频或异系统测量的用户，直到切换终止。通过用户选择周期定时器，可以在一次非覆盖切换期间，尽量使每个用户都有被选择的机会，从而遍历处于小区不同位置的用户，达到从当前小区切换出的目的。另外由于用户可能移动，可以使原来启动测量但未触发切换的用户，有再次被选择的机会。当非覆盖终止时，停止用户选择周期定时器。

用户选择周期定时器的长度为后台可配置参数，其长度需要长于以下所述的用户测量定时器的长度，以阻止同一时间内过多用户处于测量状态。只有当非覆盖切换算法停止时用户选择周期定时器才被清零，以阻止再次触发用户选择。

在用户的压缩模式测量处理上，本发明设置了用户测量定时器，用于控制用户进行非覆盖测量的时间，限制用户长时间处于测量状态而不触发切换。通常该定时器长度设置在可以正常完成所需的异频或异系统测量、上报、切换判断和执行过程即可，一般可以设置60～180s。

系统为用户候选集中的每个UE，启动测量定时器，当用户发起切换或者用户测量定时器超时后，用户测量定时器关闭；或者在启动用户测量定时器时，用列表记录所有启动异频或异系统测量成功的UE编号，当用户触发切换或用户测量定时器超时后，将该用户从列表中删除。

由于短时间内多次选择同一UE进行异频或异系统测量很可能导致相同的结果，如无法触发切换，因此本发明引入了用户惩罚机制，设置了用户惩罚定时器。用户的惩罚时间根据不同小区用户平均移动速度的不同而不同，比如对于移动性较低的用户，可以设置长一些，而对于移动性较高的用户设置短一些。用户惩罚机制通过设置用户惩罚定时器来实现，避免对同一个用户连续多次启动异频或异系统测量。

当用户测量定时器超时后，关闭异频测量，启动针对该UE的惩罚定时器，并将该UE设置为惩罚状态，禁止该UE再次被选中发起测量；当用户惩罚定时器超时，解除用户的惩罚状态，此时用户由用户选择生成器选择该用户是否重新发起测量。

图3描述了当前小区的非覆盖切换的示意流程。在步骤301中，系统判断当前小区是否需要进行非覆盖切换，如不需要，在步骤302中，系统将终止非覆盖切换，如果需要，则执行步骤303，选择当前小区的用户，用户选择的方式如前文；在步骤304中，启动用户选择周期定时器，限制用户的选择周期，以便启动下次用户选择，选择更多的用户启动测量；在步骤305中，被选中的每一个用户进行相应的测量切换处理，具体过程在图4中进行描述；在步骤306中，非覆盖切换期间，如果用户选择周期定时器超时，则系统执行步骤301判断当前小区是否需要继续进行非覆盖切换，如果需要，则在当前小区选择下一批用户重复上述过程。

图4示出了被选用户的测量切换处理的过程。在步骤401中，对选择进行异频或异系统测量的每个用户独立启动用户测量定时器，然后用户执行步骤402进行异频异系统测量；步骤403中，系统判断用户测量定时器是否超时，如果用户的用户测量定时器超时，则执行步骤404，关闭该用户的异频或异系统测量，并执行步骤504，针对该用户启动用户惩罚定时器，将用户设置为惩罚状态；如果用户测量定时器没有超时，在步骤406中，RNC根据UE对目标小区的测量报告，判断是否发起非覆盖切换，对于上报的测量报告满足切换条件的UE，执行步骤407发起切换；对于上报的测量报告不满足切换条件的UE，则执行步骤403判断其测量定时器是否超时。

图5示出了本发明所述的非覆盖切换算法流程图。

在图5中，每一个子流程是一个独立的事件处理过程，并不依赖于其他流程，这些子流程间的关系是通过不同的定时器或状态位关联的。

非覆盖切换触发是调用本算法的一个事件触发，在一次本算法的运行过程中只会发生一次，或者后续发生的类似事件将被看作异常，可以忽略，与之对应的是事件非覆盖切换终止，标志着结束本算法的一次运行。

当本算法初始触发时，通过设置用户选择周期定时器，可以保证在本算法运行期间不断的触发用户选择，从而使得更多的用户有被选中的机会，直到外部触发该算法终止为止，如非覆盖切换终止等。

当选定用户进行异频、异系统测量后，对选定的每一个用户通过设定独立的用户测量定时器与各自的测量关闭子流程发生关系，即超时后关闭相应测量，同样设置各自的用户惩罚定时器与消除惩罚流程发生关系。

在异频、异系统测量过程中，如果收到测量报告，则发起切换，并停止该用户的用户测量定时器和用户惩罚定时器，从而结束对该用户的处理过程。

下面结合图5详细说明本发明中非覆盖切换算法的运行过程：

(1)非覆盖切换触发

当非覆盖切换触发时，启动本发明所述的非覆盖切换算法。非覆盖切换通常由负载原因触发，包括当前小区拥塞，需要将部分用户通过异频、异系统切换将其切换出本小区以使小区恢复正常状态；或者当前小区虽然不处于拥塞状态，但该区域可能存在微小区用来吸收话务，需要尽可能将进入该小区的特定用户切换到话务吸收的小区。

(2)用户的选择

1)当非覆盖切换触发或用户选择周期定时器超时时，触发小区用户的选择。

2)获取以当前小区为最优小区的UE数目，不包括处于惩罚状态的UE。

3)由用户选择生成器生成用户，具体可以采取前文所述的用户生成方法，此处不再赘述。

4)当前小区中启动用户选择周期定时器，用于启动下次用户的选择。

(3)测量启动

1)为用户候选集中的每个UE，启动测量定时器，当用户触发切换或者用户测量定时器超时时，关闭测量定时器；或者在启动用户测量定时器时，用列表记录所有启动异频、异系统测量成功的UE编号，当用户触发切换或用户测量定时器超时时，将该用户从列表中删除。

2)启动压缩模式，进行相应的异频、异系统测量。

(4)测量的关闭

1)当用户测量定时器超时后，关闭异频测量

2)启动针对该UE的惩罚定时器，并将该UE设置为惩罚状态，禁止该UE再次被选中发起测量。

3)当收到非覆盖切换终止消息时，停止用户选择周期定时器。

(5)UE惩罚状态的解除

1)当用户惩罚定时器超时，解除UE的惩罚状态，同时清零用户惩罚定时器。

2)当用户的最优小区变更时，解除UE的惩罚状态，同时清零用户惩罚定时器。

(6)发起切换

当收到UE上报的目标小区的测量报告，并判决满足切换条件时，RNC发起对应的切换，同时停止用户测量定时器和用户惩罚定时器(如果定时器处于运行状态)。

(7)非覆盖切换终止

停止用户选择周期定时器，则不会再次触发用户的选择。已启动测量的用户在用户测量定时器超时后关闭相应测量。如果在用户测量定时器超时前，上报测量报告，则仍然触发相应的异频或者异系统切换。

作为本发明另一个实例，为了实现不同业务的优先级处理，可以在用户选择中增加“业务优先级系数”参数，为每种业务配置一个业务系数，如对于CS 12.2k语音业务配置为1，对PS 144k可以设置为10，以体现对144k业务的优先选择，具体方法如下：

1.根据当前UE存在的业务选择后台配置的“业务系数”

2.如果UE被分配的随机数≤Thd×“业务系数”，则将该UE放入用户候选集。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的方法，当前小区触发非覆盖切换后，选择用户，启动对目标小区的测量，其特征在于：

所述用户测量周期低于所述用户选择周期。

2. 如权利要求1所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的方法，其特征在于：设定用户选择周期后，所述方法进一步包括：

启动用户选择周期；

当非覆盖切换终止，停止用户选择周期。

3. 如权利要求1所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的方法，其特征在于：设定用户测量周期后，所述方法进一步包括：

启动用户测量周期；

4. 如权利要求3所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的方法，其特征在于：设定用户惩罚周期，控制切换过程中用户启动测量的频率；在关闭所述用户的测量后，所述方法进一步包括：

5. 如权利要求4所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的方法，其特征在于：所述选择用户的步骤进一步包括：

设定用户选择门限；

选择被分配的随机数低于设定门限的用户。

6. 如权利要求5所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的方法，其特征在于：业务门限为业务系数乘以所述用户选择门限，所述业务系数为系统为当前用户配置的业务优先级系数，所述选择被分配的随机数低于设定门限的用户具体为：选择被分配的随机数低于所述业务门限。

7. 一种蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的系统，其特征在于，所述系统包括：

8. 如权利要求7所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

9. 如权利要求8所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

10. 如权利要求9所述的蜂窝移动通信系统中非覆盖切换的系统，其特征在于：业务门限为业务系数乘以所述用户选择门限，所述业务系数为系统为当前用户配置的业务优先级系数，所述选择被分配的随机数低于设定门限的用户具体为：选择被分配的随机数低于所述业务门限。