CN101420727B - 实现接入网络间的硬切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现接入网络间的硬切换的方法，包括以下步骤：S302，在需要进行接入网络间的硬切换时，源侧接入网络将其计算出的目标侧接入网络的导频的环路往返延时或者源侧接入网络的导频的环路往返延时传送给目标侧接入网络；以及S304，目标侧接入网络根据目标侧接入网络的导频的环路往返延时设置目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，或者根据源侧接入网络的导频的环路往返延时计算目标侧接入网络的导频的环路往返延时，并根据目标侧接入网络的导频的环路往返延时设置目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，以实现源侧接入网络和目标侧接入网络间的硬切换。通过本发明，能够顺利实现接入网络间的硬切换。

Description

实现接入网络间的硬切换的方法 

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种实现接入网络间的硬切换的方法。 

背景技术

码分多址(Code Division Multiple Access，简称CDMA)系统的系统时间有三个，即基站发射系统时间、接入终端(AccessTerminal，简称AT)接收系统时间(AT发射系统时间与之重合)、及基站接收系统时间。图1中所示的三根直立的粗线分别代表上面所提到的系统时间。AT接收系统时间相对于基站发射系统时间有所延迟，基站接收系统时间又相对于AT接收系统时间有所延迟。 

在下文中，假定基站收发信机(Base Transceiver Station，简称BTS)的信号可以直线传播到AT，其他传播路径不予考虑。基站发射系统时间取自全球定位系统(Global Position System，简称GPS)，当BTS发射信号A时，信号A要延迟时间L1/c(其中，L1为BTS到AT的距离，c为光速)才能到达AT，这就是AT接收系统时间相对于基站发射系统时间有所延迟的原因。高速率分组数据(HighRate Packet Data，简称HRPD)系统规定AT发射系统时间与AT接收系统时间重合。基站接收系统时间相对于AT接收系统时间延迟同样也是L1/c。 

从上面的分析可知，基站接收系统时间比基站发射系统时间共延迟2×L1/c(值得一提的是，多方软切换即所谓多条腿时公式略有不同，下面有所说明)。设基站接收系统时间相对于基站发射系统时间的延迟为环路往返延迟(Round Trip Delay，简称RTD)，这就是所谓搜索窗中心的由来，即BTS的信道单元(Channel Element，简称CE)要把基站接收系统时间相对于基站发射系统时间推后RTD才能正确解调该AT的信号。注意，基站发射系统时间是统一的，但基站接收系统时间会随着BTS和与之通讯的AT的位置动态变化。因为现实中电波传播的不确定性，基站接收系统时间推迟RTD后不一定能正确解调出AT的信号，所以信道单元实际上是在以RTD为中心，左右抖动一定的范围搜索AT的信号，一旦捕获到信号，随即锁定。此左右抖动的范围即是搜索窗的宽度。 

再说明一下多方软切换情况下AT系统时间的确定。首先要说明的是，不同BTS的基站发射系统时间都是相同的，但因为不同的BTS到同一AT的距离不等，所以信号传播延迟时间Td也不等。第三代合作伙伴计划2(3rd Generation Partnernship Project 2，3GPP2)的协议C.S0024-Av3.0规定AT取Td中最小者，也就是说多个BTS发同一信号A，能使信号A最先到达AT(BTS与AT距离最短)的BTS将被AT用来确定其自身的系统时间。在图2中，BTS1对应的导频为两个BTS中较早到达AT的导频。在下文中，假定AT以BTS1的导频来确定其自身的时间。 

从图2中可知，AT的系统时间比BTS1的发射系统时间延迟L1/c，BTS1的接收系统时间为2×L1/c，即其RTD为2×L1/c。而BTS2的接收系统时间则为AT的系统时间延迟L1/c加从AT到BTS2的时间延迟L2/c，即BTS2的导频的RTD为L1/c+L2/c。 

众所周知，伪噪声(Pseudo-Noise，简称PN)偏置实为15位的短码伪随机序列的相位，单位为64 CHIP。系统中有一PILOT_INC 参数，系统中所有BTS的PN均为此参数的整数倍。如PILOT_INC＝4，则PN＝0，4，8，12，16...。当AT发现一新导频时上报路由更新(RouteUpdate，简称RU)消息，其中与此新导频相对应有一字段PN_PHASE，单位为CHIP。此字段的含义是AT在当前的AT系统时间下测得的新导频的相位。RU中新导频的PN_PHASE不一定刚好等于PILOT_INC×64的整数倍，但显然此新导频的PN应该是与PILOT_INC×64的整数倍最接近的PN_PHASE相对应的PN。所以PN可用下式计算，单位为CHIP： 

$\mathrm{PN}=\left[\frac{\mathrm{PN}\_\mathrm{PHASE}+32\×\mathrm{PILOT}\_\mathrm{INC}}{64\×\mathrm{PILOT}\_\mathrm{INC}}\right]\×\mathrm{PILOT}\_\mathrm{INC}---\left(1\right)$

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上式中各变量均取整数，[]内的内容将向下取整。 

新加导频的搜索窗中心的计算。如图2所示，假设BTS 2在位置P处，从P点到AT的距离也为L1，那么从AT看来，BTS 2的导频与BTS1的导频的相位差将是PILOT_INC×64的整数倍n，AT上报的BTS2的导频的PN_PHASE也将是PILOT_INC×64的整数倍，即刚好等于公式1计算得到的PN×64。当BTS2在图2中所示的位置C时，在AT看来，BTS2的导频与BTS1的导频的相位差将要在n倍PILOT_INC×64的基础上加上一差额DELTA。此DELTA即是位置C到位置P的距离上电波的传播时间。DELTA值可由下式计算： 

DELTA＝(L2-L1)/c 

＝PN_PHASE_C-PN_PHASE_P 

＝PN_PHASE_C-PN×64    (2) 

其中，PN_PHASE_C和PN_PHASE_P分别为BTS2在C点和P点时在RU中PN_PHASE，PN为BTS2在C点时根据式1算得的PN值。 

而BTS2的搜索窗中心RTD2为： 

RTD2＝L1/c+L2/c 

＝2×L1/c+(L2-L1)/c 

＝RTD1+DELTA    (3) 

上式中的RTD1为BTS1的导频的搜索窗中心，当BTS1的CE捕获AT后此值即知。由此，BTS2上的导频的搜索窗中心计算完毕。 

在AN间硬切换中，AT上报的RU消息是被源侧的AN接收的。源侧AN的CE将能够计算出RU中包括的所有PN的RTD。而目标侧AN由于接收不到RU消息，所以无法得到目标侧AN的PN的RTD。这样，目标侧AN的CE就无法确定自己的搜索窗口中心。这将导致AT向目标侧AN的小区切换时，目标侧AN的CE捕获AT的反向导频信道有困难。 

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种新的实现接入网络间的硬切换的方法。 

根据本发明的实现接入网络间的硬切换的方法，包括以下步骤：在需要进行接入网络间的硬切换时，源侧接入网络将其计算出的目标侧接入网络的导频的环路往返延时或者源测接入网络的导频的环 路往返延时传送给目标侧接入网络；以及目标侧接入网络根据目标侧接入网络的导频的环路往返延时，设置目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，或者根据源侧接入网络的导频的环路往返延时计算目标侧接入网络的导频的环路往返延时，并根据目标侧接入网络的导频的环路往返延时设置目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，以实现源侧接入网络和目标侧接入网络间的硬切换。 

其中，源侧接入网络根据接入终端上报的路由更新消息计算所有接入网络的导频的环路往返延时。接入终端在发现新导频时向源侧接入网络上报路由更新消息。源侧接入网络通过会话传送请求消息，将目标侧接入网络的导频的环路往返延时或者源侧接入网络的导频的环路往返延时传送给目标侧接入网络。 

本发明能够解决在进行AN间硬切换时，目标侧AN的CE捕获AT的反向导频信道有困难的问题，从而能够顺利实现AN间的硬切换。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是CDMA系统的系统时间线的示意图； 

图2是多方软切换的情况下的BTS与AT之间的位置示意图； 

图3是根据本发明实施例的实现接入网络间的硬切换的方法的简要流程图； 

图4是根据本发明实施例的实现接入网络间的硬切换的方法的详细流程图。 

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。 

参考图3，简要说明根据本发明实施例的实现接入网络间的硬切换的方法。如图3所示，该方法大致包括以下步骤：S302，在需要进行接入网络间的硬切换时，源侧接入网络将其计算出的目标侧接入网络的导频或者源侧接入网络的导频的环路往返延时传送给目标侧接入网络；以及S304，目标侧接入网络根据目标侧接入网络的导频的环路往返延时设置目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，或者根据源侧接入网络的导频的环路往返延时计算出目标侧接入网络的导频的环路往返延时，并根据目标侧接入网络的导频的环路往返延时设置目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，以实现源侧接入网络和目标侧接入网络间的硬切换。 

其中，源侧接入网络根据接入终端上报的路由更新消息计算所有接入网络的导频的环路往返延时。接入终端在发现新导频时向源侧接入网络上报路由更新消息。源侧接入网络通过会话传送请求消息，将目标侧接入网络的导频或者源侧接入网络的导频的环路往返延时传送给目标侧接入网络。 

参考图4，详细说明根据本发明实施例的实现接入网络间的硬切换的方法。如图4所示，源侧AN在收到AT上报的RU后，计算其中包括的所有导频的RTD。当源侧AN判定需要进行AN间的硬切换时，就在步骤S412的会话传输请求消息(A16-Session TransferRequest消息)中，将目标侧AN的导频的RTD或者源侧AN的导频的RTD传给目标侧AN。然后，目标侧AN的CE根据收到的目 标侧AN的导频的RTD信息来设置自己的搜索窗口中心，或者根据源侧AN的导频的RTD计算出目标侧AN的导频的RTD来设置自己的搜索窗口中心，以便于捕获AT的反向导频信道。具体地，如图4所示，该方法具体包括以下步骤： 

S402，源侧AN经过切换判决之后，决定实施AN间的硬切换，将会话信息传给目标侧AN。 

S404，源侧AN锁住与AT之间的会话协商，在会话协商被锁住期间，不能进行新的会话协商或者属性更新。 

S406～SS410，源侧AN可以发送空口断开消息(A9-ALDisconnected消息)通知源侧分组控制功能实体(PCF)空口已断了，停止传数据。源侧PCF收到消息后，会向源侧AN回确认(Ack)消息，并向分组数据服务节点(PDSN)发送流控消息(Xoff消息)通知PDSN停止向自己传数据。源侧AN发送A9-AL Disconnected消息到收到Ack消息的时间由定时器Tald9控制。 

S412，源侧AN向目标侧AN发送会话传输请求消息(A16-Session Transfer Request消息)来要求进行会话信息的传送。该消息将包含当前会话的状态信息、最近收到的业务信道报告消息及AN间硬切换需要的其他信息。这些进行AN间硬切换所需要的信息中，就包括目标侧AN的导频的RTD或者源侧AN的导频的RTD。目标侧AN的CE将根据收到的自己的导频的RTD信息来设置自己的搜索窗口中心，或者，根据收到的源侧AN的导频的RTD计算出目标侧AN的导频的RTD来设置自己的搜索窗口中心，以便于捕获AT的反向导频信道。源AN还会开启定时器Tstreq-16。 

下面的流程描述是建立在假设目标侧AN接收硬切换请求的基础上的。 

S414，目标侧AN收到A16-Session Transfer Request消息，根据其中封装的最近收到的业务信道报告消息中目标侧AN的扇区列表，决定将要在哪些扇区上与AT建立新的连接，并且在这些扇区上预先分配好资源。然后，目标侧AN发送会话传输响应消息(A16-Session Transfer Response消息)给源侧AN表明接收硬切换请求。目标侧AN开启定时器Tstcomp-16。当收到A16-Session Transfer Response消息后，源侧AN关闭定时器Tstreq-16。 

步骤S416到步骤S422的流程可以在步骤S412到步骤S446之间的任何地方发生。 

S416，目标侧AN发送链路建立消息(A9-Setup-A8消息)给目标侧PCF，要求目标侧PCF建立A8链路。目标侧AN开启定时器TA8-setup。 

S418，目标侧PCF检测到当前AT没有有效的A10链路，然后发送注册请求消息(A11-Registration Request消息)给PDSN以建立A10链路。目标侧PCF开启定时器Tregreq。 

S420，PDSN将验证A11-Registration Request的有效性，并回注册应答消息(A11-Registration Reply消息)以接收建A10链路的要求。目标侧PCF将停止定时器Tregreq。 

S422，目标侧PCF发送链路连接消息(A9-Connect-A8消息)给目标侧AN。目标侧AN收到后，停止定时器TA8-setup。 

S424，源侧AN可以关闭连接或者发起应用层的路由复位。同时，向AT指派新的连接，要求AT转到目标侧AN上去。本步骤可以发生在步骤S414之后的任何时间。源侧AN可以重复本步骤来增强AT收到消息的可靠性。 

S426，源侧AN发送一个会话传输完成消息(A16-Session Transfer Complete消息)给目标侧AN。如果在A16-SessionTransferRequest消息发送后，有某些会话状态信息发生变化，该消息应该将这些变化告知目标侧AN。当目标侧AN收到A16-Session Transfer Complete消息之后，会停止定时器Tstcomp-16。 

S428，目标侧AN捕获AT。如果做过应用层的路由复位，那么结束路由复位。在本步之后，目标侧AN可以开始向AT传输数据。 

S430，在目标侧AN捕获AT之后，如果步骤S416中的A9-Setup-A8消息中的Handoff Type域被设为1，那么目标侧AN将发送空口连接消息(A9-AL Connected消息)给目标侧PCF并且启动定时器Talc9。 

S432，当收到A9-Setup-A8消息之后，目标侧PCF发送一个注册请求消息(A11-Registration Request消息)给PDSN，该消息告知PDSN空口已经建好。目标侧PCF将启动定时器Tregreq。 

S434，当收到A11-Registration Request消息之后，PDSN发送一个注册应答消息(A11-Registration Reply消息)给目标侧PCF。目标侧PCF将停止定时器Tregreq。 

S436，当收到A11-Registration Reply消息之后，目标侧PCF发送空口连接确认消息(A9-AL Connected Ack消息)给目标侧AN以回应A9-AL Connected消息。目标侧AN将停止定时器Talc9。 

S438，如果源侧AN与目标侧AN在不同的子网，目标侧AN给AT分配一个新的单点广播接入终端标识(UATI)，并收到AT已经使用新的UATI的确认。 

S440，在目标侧AN捕获AT之后，目标侧AN发送会话释放指示消息(A16-Session Release Indication消息)给源侧AN，要求源侧AN终止与PDSN的连接并清除会话。目标侧AN开启定时器Tstrel-16。当源侧AN收到该消息之后，停止定时器Tstack-16。 

S442，源侧AN发送会话释放指示确认消息(A16-Session Release Indication Ack消息)给目标侧AN。当目标侧AN收到该消息，停止定时器Tstrel-16。 

S444，如果在步骤S424，源侧AN没有关闭连接，目标侧AN解锁与AT之间的会话协商。在这之后，新的会话协商或者属性更新能够进行。 

步骤S446可以在步骤S420之后的任何时间发生。 

S446，PDSN向源侧PCF发送注册更新消息(A11-Registration Update消息)以发起A10链路的关闭，并开启定时器Tregupd。 

S448，源侧PCF发送注册确认消息(A11-Registration Acknowledge消息)响应A11-Registration Update消息。PDSN收到该消息之后停止定时器Tregupd。 

S450，源侧PCF发送链路断开消息(A9-Disconnect-A8消息)给源侧AN，并开启定时器Tdiscon9。 

S452，在收到会话释放指示消息(A16-Session Release Indication消息)和链路断开消息(A9-Disconnect-A8消息)之后，源侧AN发送链路释放消息(A9-Release-A8消息)给源侧PCF，并启动定时器Trel9。当收到A9-Release-A8消息，源侧PCF停止定时器Tdiscon9。 

S454，源侧PCF发送注册请求消息(A11-Registration Request消息)给PDSN，要求PDSN关闭A10连接，并且开启定时器Tregreq。 

S456，PDSN发送注册应答消息(A11-Registration Reply消息)响应，并完成释放A10连接的操作。源侧PCF收到消息后，关闭定时器Tregreq。 

S458，源侧PCF发送链路释放完成消息(A9-Release-A8Complete消息)响应源侧AN。源侧AN收到后，停止定时器Tre19。 

S460，在源侧AN的TSClose-13超时之前，目标侧AN可以发送保持激活请求消息(A13-Keep Alive Request消息)给源侧AN(这里假设源侧AN是分配LCM_UATI(长码掩码UATI)的AN)，并开启定时器TKeepAlive-13。 

S462，当收到A13-Keep Alive Request消息后，源侧AN重启定时器TSClose-13，并发送保持激活响应消息(A13-Keep AliveResponse消息)给目标侧AN。目标侧AN停止定时器TKeepAlive-13。 

S464，AT与目标侧AN之间的连接关闭。 

S466，在AT与目标侧AN直接的连接关闭之后，目标侧AN发送资源释放请求消息(A13-Resource Release Request消息)给源侧AN，以释放源侧AN分配出的资源。在收到该消息之后，源侧AN停止定时器TSClose-13。 

S468，在收到A13-Resource Release Request消息后，源侧AN发送资源释放响应消息(A13-Resource Release Response消息)给目标侧AN。源侧AN可以重新将原先分配给参加本次切换的AT的UATI分配给别的AT。当收到A13-Resource Release Response消息后，目标侧AN停止定时器TA13rel。 

本发明能够解决在进行AN间硬切换时，目标侧AN的CE捕获AT的反向导频信道有困难的问题，从而能够顺利实现AN间的硬切换。 

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。 

Claims (4)

1. 一种实现接入网络间的硬切换的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S302，在需要进行接入网络间的硬切换时，源侧接入网络将其计算出的目标侧接入网络的导频的环路往返延时或者源侧接入网络的导频的环路往返延时传送给所述目标侧接入网络；以及

S304，所述目标侧接入网络根据所述目标侧接入网络的导频的环路往返延时设置所述目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，或者根据所述源侧接入网络的导频的环路往返延时计算所述目标侧接入网络的导频的环路往返延时，并根据所述目标侧接入网络的导频的环路往返延时设置所述目标侧接入网络的导频的搜索窗口中心，以实现所述源侧接入网络和所述目标侧接入网络间的硬切换。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源侧接入网络根据接入终端上报的路由更新消息计算所有接入网络的导频的环路往返延时。

3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接入终端在发现新导频时向所述源侧接入网络上报所述路由更新消息。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述源侧接入网络通过会话传送请求消息，将所述目标侧接入网络的导频的环路往返延时或者所述源侧接入网络的导频的环路往返延时传送给所述目标侧接入网络。

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