CN101370267B - 一种移动通信系统中的切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动通信系统中的切换方法，适用于同步系统，包括：A、所述终端收到从源基站接收的切换命令消息后，计算与目标基站的时间提前量；B、所述终端向目标基站发送信道质量指示和资源请求，所述目标基站返回资源授权至所述终端；C、所述终端发送切换确认消息至所述目标基站，完成切换。采用本发明的方法，可以缩短切换过程中从源基站切换到目标基站的时间，使终端快速完成与目标基站的同步，而且不会降低其它随机接入过程的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统，尤其涉及移动通信系统中的切换方法。
背景技术
如图1所示，分布式蜂窝无线通讯系统主要由终端，基站和核心网组成。基站之间根据需要可以有逻辑或者物理的连接，基站组成的网络称为无线接入网(Radio Access Network，RAN)负责接入层事务，比如无线资源的管理；上下行的无线资源按照共享信道的方式由基站负责调度。每个基站可以和一个或者多个核心网节点(CN)连接，核心网负责非接入层事务，比如移动性管理等。终端是指可以和网络通讯的设备，比如手机或者笔记本电脑。每个终端在上行方向上只能连接到网络中的其中一个基站。
现有技术中，上行随机接入过程有两种类型：基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程。在切换过程，采用基于非竞争的随机接入过程如图2所示，基站在切换命令中将专用的随机接入前导码(Random AccessPreamble)发送给终端，终端用上述专用的随机接入前导码发起随机接入过程，基站回应随机接入响应(Random Access Response)，在响应中携带时间提前量和上行消息的资源授权等信息。对于切换过程中的随机接入过程，由于需要在随机接入信道(Random Access Channel，RACH)发送前导码，而随机接入信道是系统规定固定在某些时频单元上的，所以终端收到切换命令后，可能不能马上发起随机接入过程，而是需要等待一段时间，直到在随机接入信道上发送前导码的时机。
在切换过程中，当终端从源基站切换到一个目标基站的时候，终端上行发送和下行接收同时和源基站断掉通讯，然后按照切换命令消息接入到目标基站，也就是说这是一个硬切换。同时，在切换过程中为了让基站和终端的步调保持一致，源基站会在切换命令消息中附加一个“开始时间”，终端在 这个开始时间离开源基站并且开始接入目标基站，这种事先确定切换开始时间的切换方式称为同步切换。这种方式有一个缺点就是，如果这个“开始时间”设置的不合理，会额外增加切换的时间延迟。
如图3所示，长期演进系统LTE中现有的切换方法包括以下步骤：
步骤301，终端发送测量报告给源基站，源基站根据测量报告和切换控制策略判断需要切换后，选定切换的目标基站；
步骤302，源基站发送切换请求给目标基站，目标基站在判断允许切换后，准备切入无线资源；
步骤303，目标基站发送切换请求确认给源基站，消息中包括一个透明的容器，这个容器中包括目标基站发送给终端的切换命令消息，切换命令消息中包括切入无线资源参数，如随机接入信道的描述信息等；所述切换命令消息中还包括随机接入专用前导码及“开始时间”；所述“开始时间”终端离开源基站并且开始接入目标基站的时刻。
步骤304，源基站发送切换命令给终端，切换命令消息中增加切换开始时间，终端在收到切换命令后，保持和源基站的通讯直到开始时间，然后开始接入目标基站；
步骤305，终端用切换命令中带的专用前导码，在到达系统规定的随机接入信道发送时机时，发起随机接入过程；
步骤306，目标基站给终端回应随机接入响应消息，消息中携带时间提前量以及上行控制消息的资源分配等；
步骤307，终端发送切换确认消息给目标基站；完成切换。
综上所述，在按照共享信道方式调度同步上下行的无线资源的网络中，现有技术的切换过程中，以下两种情况可能引入时延：一、终端跟目标基站的随机接入过程中，终端收到切换命令后，可能不能马上发起随机接入过程，而是需要等到能发送前导码的时机；二、基站给终端的切换命令中设置的“开始时间”可能不合理，导致时间延迟。另外，给切换过程分配专用的前导码，必然会影响其它随机接入过程的成功率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种移动通信系统中的切换方法，能够加快同步系统中基站的切换速度。
为了解决上述问题，本发明提供了一种移动通信系统中的切换方法，适用于同步系统，其特征在于，包括：
A、所述终端收到从源基站接收的切换命令消息后，计算与目标基站的时间提前量；
B、所述终端向目标基站发送信道质量指示和资源请求，所述目标基站返回资源授权至所述终端；
C、所述终端发送切换确认消息至所述目标基站，完成切换；
其中，所述切换命令消息中至少包括所述目标基站为终端分配的物理上行公共控制信道的信息。
所述步骤C中：所述终端在目标基站所分配的物理上行公共控制信道上向所述目标基站发送信道质量指示和资源请求。
进一步的，在所述步骤A之前还包括：A0、所述源基站发送切换命令消息至所述终端。
进一步的，所述步骤B中，终端计算与目标基站的时间提前量是用本终端与源基站的时间提前量加上两倍的源基站与目标基站的时间偏差。
进一步的，所述步骤C中：所述目标基站通过物理下行公共控制信道向终端返回资源授权消息。
进一步的，所述步骤C中，目标基站返回资源授权给终端是：目标基站根据终端发送的信道质量指示和资源请求，按资源请求对终端进行资源分配，并返回相应资源授权消息给终端。
进一步的，所述步骤A0具体包括：
81、终端发送测量报告给源基站，源基站根据测量报告和切换控制策略判断需要切换后，如果是切换到本基站下的小区，则目标基站即源基站，源基站构造切换命令消息；进行步骤83；如果不是，则确定切换的目标基站；进行步骤82；
82、源基站发送切换请求给目标基站，目标基站在判断允许切换以后，发送切换请求确认消息给源基站，所述切换请求确认消息中包括发送给终端的切换命令消息；
83、源基站发送所述切换命令消息给终端。
采用本发明的方法，可以缩短切换过程中从源基站切换到目标基站的时间，使终端快速完成与目标基站的同步，而且不会降低其它随机接入过程的成功率。
附图说明
图1是分布式蜂窝无线通讯系统的结构图；
图2是现有技术中的基于非竞争的随机接入过程的示意图；
图3是现有技术中的同步切换方法的流程图；
图4是本发明中的同步切换方法的具体实施流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种移动通信系统中的切换方法，适用于同步系统，其核心思想是：在切换过程中，目标基站将目标基站侧的上行物理公共控制信道的信息通过切换命令发送给源基站，再由源基站转发给终端，终端收到切换命令后，上行同步并获取目标基站调度后，可以立即与目标基站进行上下行数据传输，终端可直接在目标基站分配的物理上行公共控制信道(PhysicalUplink Control Channel，PUCCH)上发送信道质量指示(CQI)和资源请求(SR)给目标基站，目标基站在物理下行公共控制信道(Physical DownlinkControl Channel，PDCCH)上发送切换证实消息的资源授权给终端；从而能够快速完成切换过程。
现有切换过程中的随机接入过程，其中一个目的是为了使终端获得与目 标基站的时间提前量。而在同步网络中，终端如果知道了与源基站的时间提前量，根据测量得到的源基站与目标基站的接收时间差，就可以推算出与目标基站的时间提前量。
如图4所示，本实施例中，切换流程具体包括以下步骤：
步骤401，终端发送测量报告给源基站，源基站根据所述测量报告和切换控制策略判断需要将所述终端切换到另一个小区，判断方法与现有技术中一样；
如果是切换到本基站下的小区，则目标基站即源基站；源基站构造切换命令消息，其中至少携带分配给终端的物理上行公共控制信道(PUCCH/PDCCH)的信息，还可以携带分配给终端的物理下行公共控制信道PDCCH的信息；进行步骤404；此种情况未在图4中标出。
如果不是切换到本基站下的小区，则确定所要切换到的小区所在基站为目标基站，如图4所示，进行步骤402。
步骤402，源基站发送切换请求给目标基站，目标基站在判断允许切换以后，准备切入无线资源；该步骤与现有技术中一样。
步骤403，目标基站发送切换请求确认消息给源基站，所述切换请求确认消息中包括一个透明的容器——即打好包的、源基站不拆包直接转发给终端的消息，所述容器中包括目标基站发送给所述终端的切换命令消息，与现有技术的不同在于，所述切换命令消息中不必携带“开始时间”及随机接入专用的前导码；但至少携带目标基站为所述终端所分配的物理上行公共控制信道PUCCH的信息；还可以携带分配给终端的物理下行公共控制信道PDCCH的信息。
步骤404，源基站将所述切换命令消息发送给终端。
步骤405，所述终端在收到所述切换命令消息以后，计算本终端与目标基站的时间提前量；计算方法如下：
TAj＝TAi+2(ΔTmeas-(tj-ti))
其中，TAj为本终端与目标小区的时间提前量；TAi为本终端与源小区的 时间提前量，在终端和源基站的通信中可以得知。由于本终端与同一个基站下各小区的时间提前量可以认为相同，因此本终端与目标小区的时间提前量即本终端与目标基站的时间提前量，本终端与源小区的时间提前量即本终端与源基站的时间提前量；而且，当切换发生在同个基站下的不同小区间时，则可以认为本终端与目标小区的时间提前量和与源小区的相同。ΔTmeas是终端测量得到的源基站与目标基站的时间偏差，只要网络给终端配置了邻小区的测量，那么终端在切换前的测量过程中就可以得知；ti为源小区的发送时间；tj为目标小区的发送时间，在同步网络中——如时分双工模式(TDD)系统中，tj-ti可以认为等于0，则终端与目标基站的时间提前量为终端与源小区的时间提前量加上两倍的源基站与目标基站的时间偏差；
在切换过程中，终端计算出所述时间提前量后，就可以马上与目标基站进行同步，因此不需要“开始时间”。
步骤406，所述终端断开与源基站的通讯，在目标基站所分配的物理上行公共控制信道发送物理层的信道质量指示和资源请求给目标基站；由于所用的为控制信道，因此不需要专用前导码，节省了传输资源；另外也不用和其它随机接入抢占随机信道资源，因此也提高了其它随机接入的成功率。另外由于在控制信道上可以随时进行发送，所以无须等待随机接入信道的发送时机，缩短了切换时间。
目标基站根据终端发送的物理层的信道质量指示和资源请求，对共享资源进行调度，对所述终端进行资源分配，如果可以满足终端的资源请求则进行步骤407；否则拒绝切换。
步骤407，目标基站通过物理下行公共控制信道按照为所述终端分配的资源返回相应的资源授权消息给终端，告知终端为其所分配的资源；这个资源就是终端向目标基站发送下一个消息时所应该使用的信道资源。
步骤408，终端发送切换确认消息给目标基站，完成切换。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种移动通信系统中的切换方法，适用于同步系统，其特征在于，包括：
A、终端收到从源基站接收的切换命令消息后，计算与目标基站的时间提前量；
B、所述终端向目标基站发送信道质量指示和资源请求，所述目标基站返回资源授权至所述终端；
C、所述终端发送切换确认消息至所述目标基站，完成切换；
其中，所述切换命令消息中至少包括所述目标基站为终端分配的物理上行公共控制信道的信息；
所述步骤B中：所述终端在目标基站所分配的物理上行公共控制信道上向所述目标基站发送信道质量指示和资源请求。
2.如权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括：A0、所述源基站发送切换命令消息至所述终端。
3.如权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述步骤A中，终端计算与目标基站的时间提前量是用本终端与源基站的时间提前量加上两倍的源基站与目标基站的时间偏差。
4.如权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述步骤B中：所述目标基站通过物理下行公共控制信道向终端返回资源授权消息。
5.如权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述步骤B中，目标基站返回资源授权给终端是：目标基站根据终端发送的信道质量指示和资源请求，按资源请求对终端进行资源分配，并返回相应资源授权消息给终端。
6.如权利要求2所述的切换方法，其特征在于，所述步骤A0具体包括：
61、终端发送测量报告给源基站，源基站根据测量报告和切换控制策略判断需要切换后，如果是切换到本基站下的小区，则目标基站即源基站，源基站构造切换命令消息；进行步骤63；如果不是，则确定切换的目标基站；进行步骤62；
62、源基站发送切换请求给目标基站，目标基站在判断允许切换以后，发送切换请求确认消息给源基站，所述切换请求确认消息中包括发送给终端的切换命令消息；
63、源基站发送所述切换命令消息给终端。
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