CN101198144B

CN101198144B - 宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法

Info

Publication number: CN101198144B
Application number: CN2006101403791A
Authority: CN
Inventors: 张峻峰; 赵国峰; 谢澜涛; 蒲迎春
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2026-12-08
Also published as: CN101198144A

Abstract

本发明公开了一种宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法。为解决现有技术中由于节点B时钟漂移造成无线链路丢失而导致的通信质量下降的问题而发明。本发明包括以下步骤：(1)移动终端进入软切换状态，移动终端实时获取软切换激活集中各个节点B与移动终端建立的非参考无线链路和参考无线链路之间的绝对定时差距，并上报无线网络控制器；(2)无线网络控制器判断该绝对定时差距是否将要超出使非参考无线链路丢失的搜索区间，如果是，则进入步骤(3)；否则步骤结束；(3)无线网络控制器对将要超出搜索区间的非参考无线链路进行重配处理。本发明能够避免由于节点B时钟漂移造成无线链路丢失而导致的通信质量下降，并提高软切换的稳定性。

Description

宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法

技术领域

本发明涉及宽带码分多址移动通信系统，特别涉及宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法。

背景技术

软切换功能是宽带码分多址(WCDMA)移动通信系统中的重要功能，与第一代模拟移动通信、第二代的数字移动通信(GSM)实现的硬切换相比，能够有效的提高切换中的通信质量，减少掉话，并能带来一定的容量增益。由于软切换的重要特征是保持在同一时间内有多个WCDMA基站(NodeB)通过一条以上的无线链路(RL)与用户设备(UE)保持联系，所以多条链路(RL)之间的同步关系必须做的足够精确，以保证UE接收的各基站(NodeB)的信号在UE接收机的搜索器的搜索区域之内，否则，就会发生某些无线链路RL脱离UE接收机的搜索器的搜索区域，造成对这些无线链路RL的解调失败，影响到软切换中通信质量。

WCDMA移动通信系统可以采用GPS的同步网络，可以保证网络节点上各个NodeB之间的定时关系，从而保证软切换的通信质量。

3GPP协议规定WCDMA移动通信系统也可以采用异步网络模式，网络节点上的各个NodeB可以分别采用自己的内部时钟，这样通常情况下，软切换中各条RL的同步关系可以通过下面的方式确定：软切换过程中添加一条无线链路RL是软切换的典型过程，原有的无线链路最初的发射定时和新的无线链路与原有的无线链路的发射同步关系是这样确定的。例如分别设定NB1、UE、NB2为最初接入无线链路的NodeB、用户设备、和软切换中新加入的新NodeB。BFN是NodeB自身时钟确定的帧定时，SFN是NodeB内部使用系统帧号，系统帧号与BFN之间的定时关系差Tcell。CFN是基站控制器(RNC)、NodeB、UE之间交换定时关系的重要参数，CFN＝0代表了实际信息的起始位置，同步就是要将各条RL的CFN的绝对时间保持在一定的范围内。CFN与SFN存在一定的换算关系，对于最初始的RL的DPCH的起始发射位置，是由基站控制器(RNC)随机指定Frame offset，并将chip offset圆整后确定的，chipoffset范围[0，38399]。圆整的原因是因为DPCH的发射必须在P-CPICH参考时间的256码片(chip)的整数倍时间上发射，圆整的原则是：INT(chip offset/256+0.5)，INT是循环下取整运算符，例如INT(1.2)＝1，INT(36.7)＝36，与一般的下取整运算不同的是，当chipoffset属于[38272，38399]区间时，直接取整后为150，因为取整后的结果就是RL的τ_D，具有实际的物理意义，τ_D是RL的DPCH相对于P-CPICH的起始发射位置。τ_D在[0..149]之间循环取值，所以当取整值为150，实际应该为0。INT的运算定义下文中也同样遵守。当软切换过程中加入第2个NodeB的RL时，需要确定NB2的发射定时，OFFtarget和Tmtarget由UE测量上报给RNC，OFFtarget和Tmtarget反映了UE测量得到的第2个NodeB的系统帧号SFN2与UE接收到的CFN帧号的时间差的圆整值。然后RNC将OFFtarget和Tmtarget发给NB2，第2个NodeB的DPCH的发射定时Frame Offsettarget*38400+Chip Offset target＝OFFtarget*38400+Tmtarget，通过这个关系就确定了第2条RL的发射定时。应该注意到OFFtarget和Tmtarget是经过256码片(chip)圆整后的值，这样第2条RL和第1条RL在被UE接收到后，时间上并不是完全重合的，第2条RL的接收定时与第1条RL的接收定时的差距应该[-148..148]码片之间。UE是以[-148..148]码片设置搜索器区间大小，从而保证两条RL的正确解调。

不同NodeB之间的时钟漂移，部可能造成两条RL之间的距离超出[-148..148]码片范围，造成UE接收RL的丢失，直接影响通信质量。以通用系统为例，一般情况下，两个基站之间的chip时钟会有0.01~0.1ppm偏差，表现在10ms的帧信号上就是每2.604秒漂移0.1~1CHIP，这样漂移256码片的时间大约需要11分钟到112分钟，实际中256码片的漂移已经给出很大冗余，很多情况下不需要256码片，很短时间内就会发生UE接收RL的丢失现象。如果UE处于切换区内的时间足够长，则发生这种现象的概率就很高。

一般情况下，解决UE接收RL的丢失现象的方法就是自然处理，即链路丢失后，空中链路监测过程报告无线链路丢失，失去同步后，经过恢复触发判断，触发RL恢复过程，直到RL链路恢复。这一过程大约持续时间在200ms以上，由于链路的突然丢失、以及在未恢复之前其他链路的解调能量不足以支持通信质量，很大概率会造成通信质量的下降，严重的会造成掉话，从而影响系统的QoS。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，能够避免由于节点B时钟漂移造成无线链路丢失而导致的通信质量下降，并提高软切换的稳定性。

为了达到上述目的，本发明一种宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，包括以下步骤：

(1)移动终端进入软切换状态，移动终端实时获取软切换激活集中各个节点B与移动终端建立的非参考无线链路和参考无线链路之间的绝对定时差距，并上报无线网络控制器；

(2)无线网络控制器判断该绝对定时差距是否将要超出使非参考无线链路丢失的搜索区间，如果判断结果为是，则进入步骤(3)；如果判断结果为否，则步骤结束；

(3)无线网络控制器对将要超出搜索区间的非参考无线链路进行重配处理。

优选地，步骤(1)中所述获取绝对定时差距的方法为：

测量非参考无线链路与参考无线链路的系统帧号的观测时间差来获取绝对定时差距。

优选地，所述步骤(2)具体为：

(21)无线网络控制器比较INT[M/256+0.5]和INT[N/256+0.5]是否相等，如果相等，则判定该绝对定时差距已经到达预设的预警搜索区间，并将要超出使非参考无线链路丢失的搜索区间，进入步骤(3)；如果判断结果为否，则步骤结束；

其中，所述M为加入新的无线链路时获取的系统帧号观测时间差，所述的N为此时获取的系统帧号观测时间差。

优选地，步骤(21)所述预警搜索区间的设置方法为：根据系统反映时间的快慢，在搜索区间上设置预警量范围为1到64个码片的预警搜索区间。

优选地，所述步骤(3)具体为：

(31)设置chipoffset为此时的非参考无线链路和参考无线链路之间的绝对定时差距；并将该chipoffset重新配置给节点B的非参考无线链路；

(32)计算专用传输信道相对于主公共导频信道的起始发射位置，并确定发射定时后，修改加入新的无线链路时的绝对定时差距为此时的系统帧号观测时间差。

优选地，所述参考无线链路的确定方法为：选择最先进入软切换的无线链路或软切换中主公共导频的Ec/Io最大的无线链路为参考无线链路。

采用上述的方法后，通过实时获取非参考无线链路和参考无线链路之间的绝对定时差距，在该绝对定时差距将要超出使非参考无线链路丢失的搜索区间时进行重配，以保证无线链路不中断，能够避免由于节点B时钟漂移造成无线链路丢失而导致的通信质量下降，并提高软切换的稳定性。

附图说明

图1为本发明中软交换过程的整体流程图；

图2为本发明中判断绝对定时差距是否将要超出搜索区间的方法流程图；

图3为本发明中三方软切换的实施系统结构图；

图4为本发明中无线链路RL在搜索区间内、时钟滑动后将要漂出搜索区间、预计漂出搜索区间及调整后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

如图1所示，为本发明的总体流程，包括以下步骤：

(101)UE进入软切换状态，新加入的RL与参考RL的绝对定时差是由UE测量此时的SFN-SFN观测时间差获得的；

其中，定义Delta_T_Init＝加入RL时SFN-SFN观测时间差，SFN-SFN观测时间差是3GPP协议规定的标准测量参数，它描述了不同NodeB(cell)之间主公共导频的UE观测时间差，可以反映各个RL之间绝对定时差距；SFN-SFN观测时间差指定为参考RL绝对时间减去非参考RL的绝对时间。

(102)软切换激活集中有多个NodeB与UE建立多个RL，UE实时测量各个非参考RL与参考RL之间绝对定时差距：SFN-SFN观测时间差，并上报RNC。

(103)无线网络控制器RNC判断非参考RL与参考RL之间绝对定时差距是否将要超出使非参考RL链路丢失的搜索区间，如果是，则进入步骤(104)；如果否，则返回步骤(102)；

其中，步骤(103)还包括以下具体的流程(如图2所示)，具体描述如下；

(1)令Delta_T＝SFN-SFN观测时间差，这个观测时间差是实时监测激活集中RL的绝对定时差距的测量量；

(2)判断INT[Delta_T/256+0.5]是否等于INT[Delta_T_Init/256+0.5]，如果不等于，则判断RL之间绝对定时差距已经超出[-127，127]，即很大可能将要超出搜索区间，否则，说明不具备超出搜索区间的可能。其中，由于搜索区间实际大小是[-148，148]，这样就预留出了20码片的预警量，在接近超出搜索区间时，就做出预判断，这样在实际实施效果上更为理想。预警量不限于20码片，如果系统反应时间够快，可以更小，以增大搜索区间，减少调用本发明方法的概率；如果系统反应时间不够快，预警量可以更大；预警量根据设计能力选择，优选集合是[1，64]码片。

(104)对可能将要超出搜索区间的非参考无线链路RL进行重配，使其重新进入搜索区。重配方法是3GPP标准规定的标准方法。令chipoffset＝Delta_T，将新的chipoffset重新通过Iub接口配置给NodeB中的非参考RL。NodeB重新计算τ_D，确定新的发射定时。并令 Delta_T_Init＝此时SFN-SFN观测时间差，返回步骤(102)。

本发明通过实时获取非参考无线链路和参考无线链路之间的绝对定时差距，在该绝对定时差距将要超出使非参考无线链路丢失的搜索区间时进行重配，以保证无线链路不中断，能够避免由于节点B时钟漂移造成无线链路丢失而导致的通信质量下降，并提高软切换的稳定性。

如图4所示，描述了一个典型的三方软切换的系统结构，系统由一个RNC、三个NodeB、一个UE组成，NodeB与UE之间形成三条RL，其中RL1是参考RL，RL2和RL3是非参考RL。UE在本发明中的作用主要是进行测量，提供RL之间绝对观测时间差，RNC汇总测量结果，并进行判断，为RL配置合适的定时关系。参考RL的确定有多种方法，可以是最先进入软切换的RL，或者是软切换中主公共导频的Ec/Io最大的RL，方法不限于此。

如图5所示，详细的描述了三方软切换可能发生的RL定时漂移现象以及处理方法，其中，

第I部分是三方软切换的初始状态，无线链路在搜索区间内，在[-127，127]区间内存在三条RL，其中RL1是参考RL。三条RL都处于正常通信状态。虚线箭头表明了RL2和RL3的时钟漂移方向。

第II部分是三方软切换的开始变化状态，时钟滑动后将要漂出搜索区间，在[-127，127]区间内仍然存在三条RL，其中RL1是参考RL。三条RL仍然处于正常通信状态，但此时已经进入了RL丢失的警戒区间，而且漂移的趋势仍然没有改变。

第III部分是三方软切换的可能的变化状态，预计漂出搜索区间，在[-127，127]区间内只存在一条RL，其中RL1仍然是参考RL。RL2和RL3已经漂移出[-127，127]区间，且RL2相对RL1是超前状态，RL3相对RL1是滞后状态，此时RL1仍然处于正常通信状态，但RL2和RL3已经丢失，从而直接影响了通信质量，甚至可能造成掉话。RL和RL3要经过很长时间才能恢复。

第IV部分是利用本发明在出现第III部分的现象时及时采取措施，通过调整重新配置RL2和RL3的chipoffset，使RL重新回到[-127，127]区间内。A点就是RL2定时关系重新调整后的定时点，落在离参考RL1定时最近的非参考RL2的以256码片为整周期的时间点。B点就是RL3定时关系落在离参考RL1’定时最近的非参考RL3的以256码片为整周期的时间点，由于通信系统是一个因果系统，因此调整chipoffset只能往后推迟，不能提前，否则会造成接收在时间上的串扰，所谓的RL1’定时实际上是原来的RL1后以256码片为整周期的时间点，因此RL2和RL3的调整箭头都是沿自然的时间轴方向。总体来说，重配造成的信号中断不会超过10ms，远远小于原有的200ms以上的恢复时间。

本发明能够根据UE持续上报的测量量，不断监测NodeB之间的时钟漂移，并在将要发生无线链路RL突然丢失前，重新配置RL的发射定时到合适的时间区间内，保证无线链路RL不中断，与现有技术相比，解决了目前的WCDMA异步系统处理软切换过程中由于NodeB自然的时钟漂移造成RL漂移出搜索区间造成RL接收丢失的缺陷，可以进一步提高软切换过程中的通信质量，并减少掉话率，增加客户满意度。

Claims

1.一种宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，其特征在于，步骤(1)中所述获取绝对定时差距的方法为：

3.按照权利要求2所述的宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：

4.按照权利要求3所述的宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，其特征在于，步骤(21)所述预警搜索区间的设置方法为：根据系统反映时间的快慢，在搜索区间上设置预警量范围为1到64个码片的预警搜索区间。

5.按照权利要求3所述的宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：

6.按照权利要求1所述的宽带码分多址移动通信系统中软切换的方法，其特征在于，所述参考无线链路的确定方法为：选择最先进入软切换的无线链路或软切换中主公共导频的Ec/Io最大的无线链路为参考无线链路。