CN100471322C - 线性覆盖网络中的小区切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种线性覆盖网络中的小区切换方法，该方法包括以下步骤：在一次通话中，首次一次小区切换失败后，移动台与原小区建立链接；再发送包含与所述首次切换时相同目标小区信息的切换命令给移动台进行下第二次切换。本发明的线性覆盖网络中的小区切换方法，在首次切换失败后，直接利用上一次切换的判决结果，立即再次发送包含相同目标小区信息的切换消息给移动台，这样可以节省切换判决的时间，实现在线性覆盖、高速移动的无线环境下，成功切换到目标小区。

Description

线性覆盖网络中的小区切换方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种线性覆盖网络中的小区切换方法。
背景技术
对于全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobilecommunications)的蜂窝移动通信系统，在通话过程中，随着移动台(MS，Mobile Station)的移动，需要进行改变当前服务小区的切换操作。小区切换是由网络发起的，一般是根据MS上报的测量报告得到当前服务小区和相邻小区的信号强度与信号质量，再通过一定的切换判决算法来触发切换操作。
在铁路、高速公路、河流一类的运输作业中，火车、汽车、船舶等在一段时间内一般都是快速地往一个方向移动，因而在实现无线移动通信时，可以按线性覆盖的移动通信系统处理，即移动用户在较少的小区重叠区域内快速单向移动。
以全球铁路移动通信系统为例。GSM-R(GSM for Railway)是欧洲制定的一套用于铁路移动通信的国际标准，它以GSM通信技术作为业务承载，满足铁路通信应用需要的高速通话、快速呼叫建立，以及列车的调度和自动控制等操作。GSM-R系统中的小区切换原理与GSM中的小区切换原理是一样的，但是GSM-R系统的无线环境有其自身的特殊性，即，线性覆盖，快速移动和单向移动。
如图1所示，GSM-R系统一般都只覆盖铁路沿线，称之为线性覆盖，如图中所示的小区11、12、13、14，在这种情况下，基站(BTS，BaseTransceiver Station)都位于铁路沿线，如图中所示的站点16，每个小区都只沿铁路线与两个方向的小区分别相邻，如图中所示的小区重叠的区域15，称为切换区域(HO zone)。
由于GSM-R往往应用在高速列车上，所以当列车运行时，时速经常高达300KM/H以上，这样在通过两个小区的重叠区域15时，就要求通信能够迅速地从一个小区切换到另外一个小区，否则可能切换还没有启动，列车已经移动出服务小区，将可能导致通话中断。
在普通GSM系统中，通常是个人用户手持移动台在各个小区移动，当用户在两个小区之间移动时，很可能方向也在不停地变化，可能导致相邻小区的通信信号不稳定，时好时坏，给切换判决造成难度。而在GSM-R系统中，列车一般都是快速地往一个方向运动，而且满足切换条件的相邻小区往往也只有一个，如果能够知道列车移动的方向，就可能在小区重叠区域及早地发起切换。
目前GSM系统采用的是基于信号强度的切换方法，也是一种基本的切换判决方法。该切换判决方法的基本原理是：在移动台(如手机)上报的M个测量报告中，如果其中N(N是小于等于M的一个值，通过网络参数进行配置)个测量报告中，报告某个相邻小区的信号强度都大于当前服务小区时，则发起切换，如图2中所示，位于小区21与小区22切换区域23的移动台20，报告相邻小区22的信号强度(-85dBm)大于当前服务小区21的信号强度(-97dBm)时，进行小区切换。之所以要根据多个测量报告来判决，是因为要防止无线信号的偶然跳变引起误切换。
由于MS可能在重叠覆盖区域处于静止状态或者来回移动的状态，因此GSM系统还引入了切换磁滞这个参数(一种信号强度量)来避免乒乓切换(即反复在小区21和小区22之间切换)，只有当一段时间内相邻小区的信号强度大于服务小区的信号强度与切换磁滞的和时，才发起切换。
采用现有GSM系统的切换方法，切换失败的流程请参阅图3：
步骤301：移动台(MS，Mobile Station)向原基站(BTS，Base TransceiverStation)上报多个测量报告；
步骤302：原BTS将MS发来的测量报告上报给基站控制器(BSC，Base Station Controller)；
步骤303：BSC根据BTS发来的测量报告进行切换判决，发现MS满足切换条件；
步骤304：BSC发送激活信道消息给目标BTS；
步骤305：目标BTS返回确认消息给BSC；
步骤306：BSC发送切换命令消息给原BTS，消息中携带目标小区信道信息；
步骤307：原BTS发送切换命令消息给MS，消息中携带目标小区信道信息，触发MS进行小区切换至目标小区；
步骤308：MS在目标小区建立链接不成功；
步骤309：MS在原小区重新建立链接；
步骤310：MS发送切换失败消息给BSC，报告切换至目标小区失败；
步骤311：BSC发送释放目标小区信道消息给目标BTS。
由于无线网络环境的复杂，MS的第一次切换可能失败，失败之后MS会返回原信道。返回原信道后要继续切换，需要再经历切换判决的时间才可以重新发起切换。切换判决是需要一段时间的，如果需要判断6个测量报告，那么时间就是6×480毫秒，大约是2.9秒的时间。
在GSM-R系统中，如果列车正在以300KM/H的速度移动，那么2.9秒的时间就移动了240米，而小区重叠区域一般在1000米以内，这样再次切换判决的时间就可能导致移动台已经移动出小区重叠区域，导致无法发起第2次切换，呼叫中断。
同理，在高速公路等线性覆盖网络通信系统中，也同样会存在上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种线性覆盖网络中的小区切换方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种线性覆盖网络中的小区切换方法，该方法包括以下步骤：
在一次通话中，首次切换失败后，移动台与原小区建立链接；
再发送包含与所述首次切换时相同目标小区信息的切换命令给移动台进行第二次切换。
所述线性覆盖网络为GSM-R系统。
所述切换判决的方法是：在MS上报的M个测量报告中，如果其中N个测量报告中，报告某个相邻小区的信号强度都大于当前服务小区时，则发起切换，其中，N是小于等于M的一个值，通过网络参数进行配置。
所述方法具体包括以下步骤：
MS向原BTS上报多个测量报告；
原BTS将MS发来的测量报告上报给BSC；
BSC根据原BTS发来的测量报告进行切换判决，发现MS满足切换条件；
BSC发送激活信道消息给目标BTS；
目标BTS返回确认消息给BSC；
BSC发送切换命令消息给原BTS，消息中携带目标小区信道信息；
原BTS发送切换命令消息给MS，消息中携带目标小区信道信息，触发MS进行小区切换至目标小区；
MS在目标小区建立链接不成功；
MS在原小区重新建立链接；
MS发送切换失败消息给BSC，报告切换至目标小区失败；
BSC再次发送切换命令给原BTS，切换命令中携带有与前述步骤中相同的目标小区信道信息；
MS在目标小区建立链接成功；
目标BTS返回确认消息给MS；
MS发送切换成功消息给BSC，报告切换至目标小区成功；
BSC发送释放原小区信道消息给原BTS，释放原小区信道。
相较现有技术，本发明的线性覆盖网络中的小区切换方法，在首次切换失败后，直接利用上一次切换的判决结果，立即再次发送包含相同目标小区信息的切换消息给MS，这样可以节省切换判决的时间，实现在线性覆盖、高速移动的无线环境下，成功切换到目标小区。
附图说明
图1是小区线性覆盖示意图；
图2是基于信号强度的小区切换判决方法示意图；
图3是现有技术中小区切换方法流程图；
图4是本发明的线性覆盖网络中的小区切换方法流程图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：在线性覆盖网络系统中，当一次切换失败后，不再进行切换判决，直接利用该次切换的判决结果，进行下一次切换。
本发明的线性覆盖网络中的小区切换方法可应用于GSM-R系统及其他线性覆盖网络系统中，本实施例以GSM-R系统为例进行说明。
GSM-R系统中，MS预进行小区切换，当首次切换失败后，并不释放目标小区的信道，立即把相同的切换命令再次发送给MS，进行第二次小区切换尝试，其中，切换命令中携带有与首次切换判决相同的目标小区信息。具体流程请参见图4：
步骤401：MS向原BTS上报多个测量报告；
步骤402：原BTS将MS发来的测量报告上报给BSC；
步骤403：BSC根据BTS发来的测量报告进行切换判决，发现MS满足切换条件，其中，切换判决方法是：在MS上报的M个测量报告中，如果其中N(N是小于等于M的一个值，通过网络参数进行配置)个测量报告中，报告某个相邻小区的信号强度都大于当前服务小区时，则发起切换；
步骤404：BSC发送激活信道消息给目标BTS；
步骤405：目标BTS返回确认消息给BSC；
步骤406：BSC发送切换命令消息给原BTS，消息中携带目标小区信道信息；
步骤407：原BTS发送切换命令消息给MS，消息中携带目标小区信道信息，触发MS进行小区切换至目标小区；
步骤408：MS在目标小区建立链接不成功；
步骤409：MS在原小区重新建立链接；
步骤410：MS发送切换失败消息给BSC，报告切换至目标小区失败；
步骤411：BSC再次发送切换命令给原BTS，切换命令中携带有与步骤406中相同的目标小区信道信息；
步骤412：MS在目标小区建立链接成功；
步骤413：目标BTS返回确认消息给MS；
步骤414：MS发送切换成功消息给BSC，报告切换至目标小区成功；
步骤415：BSC发送释放原小区信道消息给原BTS，释放原小区信道。
同理，若第二次小区切换失败，仍然不释放目标小区的信道，再次利用首次切换的判决结果，立即再次发送包含相同目标小区信息的切换命令到移动台，进行第三次切换尝试，直到成功切换至目标小区为止。
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做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种线性覆盖网络中的小区切换方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在一次通话中，首次小区切换失败后，移动台与原小区建立链接；
再发送包含与所述首次切换时相同目标小区信息的切换命令给移动台进行第二次切换。
2.根据权利要求1所述的线性覆盖网络中的小区切换方法，其特征在于，所述线性覆盖网络为GSM-R系统。
3.根据权利要求1所述的线性覆盖网络中的小区切换方法，其特征在于，所述切换判决的方法是：在MS上报的M个测量报告中，如果其中N个测量报告中，报告某个相邻小区的信号强度都大于当前服务小区时，则发起切换，其中，N是小于等于M的一个值，通过网络参数进行配置。
4.根据权利要求1所述的线性覆盖网络中的小区切换方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
原BTS发送切换命令消息给MS，消息中携带目标小区信道信息，触发MS进行小区切换至目标小区；
MS在目标小区建立链接不成功；
MS在原小区重新建立链接；
MS发送切换失败消息给BSC，报告切换至目标小区失败；
BSC再次发送切换命令给原BTS，切换命令中携带有与前述步骤中相同的目标小区信道信息；
MS在目标小区建立链接成功；
目标BTS返回确认消息给MS；
MS发送切换成功消息给BSC，报告切换至目标小区成功；
BSC发送释放原小区信道消息给原BTS，释放原小区信道。
5.根据权利要求4所述的线性覆盖网络中的小区切换方法，其特征在于，在步骤原BTS发送切换命令消息给MS之前，所述方法还包括以下步骤：
MS向原BTS上报多个测量报告；
原BTS将MS发来的测量报告上报给BSC；
BSC根据原BTS发来的测量报告进行切换判决，发现MS满足切换条件；
BSC发送激活信道消息给目标BTS；
目标BTS返回确认消息给BSC；
BSC发送切换命令消息给原BTS，消息中携带目标小区信道信息。
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