CN101577950B - 基于小区预估的越区切换增强方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于小区预估的越区切换增强方法，主要解决现有方法在移动台无法收到切换指令时不能直接选择已经做好准备的目标小区，造成服务中断时延过大的问题。其具体过程为：在移动台做切换决策之后，基站在向选定目标小区发启切换请求的同时向移动台发送一个切换决策报告；如果移动台无法接收到切换指令，则根据切换决策报告选择已经作好准备的目标小区，快速接入网络；如果移动台成功接收到切换指令，则根据正常切换流程接入网络，移动台接入网络后，目标基站通过移动管理实体告知服务网关，让其完成下行路径更新，通知源基站释放资源。本发明大大减少了服务中断时延，保证实时业务性能，用于下一代移动通信系统的越区切换。

Description

基于小区预估的越区切换增强方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，涉及演进后的全球大陆无线接入网络，特别是一种越区切换方法，用于解决在信号强度或信号的路径损耗快速变化，移动台在移动切换时易出现无线链路失败，对实时业务产生的业务中断和时延的问题。

背景技术

现代蜂窝移动通信系统的一个特征是，正在通信的移动台从一个小区移动到另一个小区，蜂窝系统能够将呼叫从一个基站切换到另一个基站，这个过程叫越区切换。现有越区切换流程如图1所示，它包括如下步骤：

1)源基站根据已经从移动管理实体或服务网关获得的限制信息配置移动台的测量过程，移动台根据预定的测量规则发送测量报告，源基站根据测量报告及无线资源管理信息决定移动台是否进行越区切换；

2)如果决定进行越区切换，由源基站为移动台选定一个综合指标最优目标小区，并向选定的目标小区发启切换请求；

3)目标小区接到切换请求后综合考虑自身和网络情况，决定是否接纳移动台，如果接受，则向源基站发送切换请求确认信息，执行步骤(5)，如果不接受，则返回切换决策，重新选择一个目标小区；

4)源基站向选择的目标小区发送切换请求，返回步骤(3)；

5)源基站接到目标小区的切换请求确认信息后，向移动台发送切换启动命令，启动切换过程，同时将移动台的缓存数据发送到目标小区；

6)移动台根据是否接收到切换指令选择接入网络的方式，如果移动台没有接收到切换指令，则移动台按基于非接入层的恢复方法接入网络或进入空闲状态；如果移动台成功接收到切换指令，则按正常的切换流程接入网络；

7)台接入网络后，目标基站向移动管理实体发送路径更新请求，移动管理实体向服务网关发送路径更新请求，服务网关完成用户平面的下行路径更新后，通过移动管理实体通知源基站释放占有资源。

据全球大陆无线接入网络的越区切换流程可知，移动台在切换到目标小区前需要和源小区基站交互信息，然而当移动台即将发生切换时，由于源小区的信号强度会迅速衰落或路径损耗迅速改变，因此，移动台与源小区的信息交互的可靠性不能被保证。由于移动台与源小区的信息交互的不可靠性，使移动台不能按正常切换流程接入目标小区，具体表现如下：

①.移动台上传测量报告出现错误，基站无法正常启动越区切换初始化。

②.基站向移动台发送的切换指令丢失，移动台不能进入切换执行过程。

当切换过程中出现上面任一种情况的时候，移动台都可能会临时与网络失去连接，从而引起会话时延过大，如果不能及时恢复，甚至会导致会话中断。

当移动台发现自己处于无线链路失败时，就根据不同小区信号强度选择一个目标小区，通过基于接入层或非接入层的恢复接入网络。恢复过程中可能出现的情况如下：

当越区切换过程中出现上述情况1的时候，说明网络中没有准备的目标小区，移动台只能自己选择一个较好的小区，通过基于接入层或非接入层的恢复方案接入网络。因为各候选小区都不是已经作好准备的目标小区，结果可能出现较大的时延或服务中断。

当越区切换过程中出现上述情况2的时候，说明网络中已经有为该移动台作好切换准备的目标小区，移动台能否选到已经作好准备的目标小区，会出现截然不同的结果。当移动台能选到已经作好准备的目标小区，就可以迅速接入目标小区，在一定的容忍时延范围内可以连续通信；当未能选到已经作好准备的目标小区时，就要执行基于非接入层的恢复过程，移动台为了接收到服务中断时间内的缓存数据，只有通过基站向源基站发送缓存数据重传请求，要求源基站把缓存数据传送到当前小区，再从基站获得，该过程造成资源浪费，并且如果源基站缓存容量有限，可能会造成数据丢失，还有，这种恢复过程要求很大的时延，引起较大的服务中断时间，以至实时业务可能无法容忍。

综上，在现有越区切换过程中，当出现无线链路失败时，移动台以很大的概率进入基于接入层恢复过程，从而引起较大的时延或者较大的服务中断，同时要求前向数据重发，造成资源的浪费，还可能会引起缓存数据丢失，影响实时业务的性能。

发明内容

本发明主要解决的是在出现在上面第二种情况时，帮助移动台直接选到已经作好准备的目标小区，实现移动台迅速恢复连接，减小服务中断时延，提高实时业务的性能。

实现本发明目的的技术方案包括如下步骤：

(1)源基站根据已经从移动管理实体或服务网关获得的限制信息配置移动台的测量过程，移动台根据预定的测量规则发送测量报告，源基站根据测量报告及无线资源管理信息决定移动台是否进行越区切换；

(2)如果决定进行越区切换，由源基站为移动台选定一个综合指标最优目标小区，并向选定的目标小区发启切换请求，同时，源基站向移动台发送一个决策报告；

(3)目标小区接到切换请求后综合考虑自身和网络情况，决定是否接纳移动台，如果接受，则向源基站发送切换请求确认信息，执行步骤(5)，如果不接受，则返回切换决策，重新选择一个目标小区；

(4)源基站向选择的目标小区发送切换请求，同时向移动台发送新的决策报告，移动台将丢弃上一次的决策报告，保存当前的决策报告，返回步骤(3)；

(5)源基站接到目标小区的切换请求确认信息后，向移动台发送切换启动命令，启动切换过程，同时将移动台的缓存数据发送到目标小区；

(6)移动台根据是否接收到切换指令选择接入网络的方式，如果移动台没有接收到切换指令，则根据接收到的决策报告直接去选择最有可能做好准备的目标小区，并通过随机接入信道向目标基站发送接入请求，该目标小区根据接入请求向移动台配置已准备好的资源，移动台根据配置的资源与目标小区建立同步，接入网络；如果移动台成功接收到切换指令，则按正常的切换流程接入网络；

(7)移动台接入网络后，目标基站向移动管理实体发送路径更新请求，移动管理实体向服务网关发送路径更新请求，服务网关完成用户平面的下行路径更新后，通过移动管理实体通知源基站释放占有资源。

本发明与现在切换方法相比具有如下优点：

1)由于源基站在发送切换请求的同时向移动台发送了一个决策报告，当移动台无法接收到切换指令时，移动台能够根据决策报告直接准确的选到已经作好准备的目标小区，避免了进入耗时较大的基于非接入层的恢复过程，也不会进入空闲状态，减少了服务中断时延，保证了实时业务的实时性。

2)由于当源基站收到切换请求确认信息后，源基站就将移动台的缓存数据前向传送到做好准备的目标小区，由于当移动台无法接收到切换指令时，移动台根据决策报告能够直接准确的选到已经作好准备的目标小区，则不需要再次前传缓存数据，可以节省资源，同时可以防止数据丢失。

附图说明

图1是现有越区切换流程图；

图2是本发明的越区切换流程图；

图3是本发明与现有越区切换的恢复时延仿真对比图；

图4是本发明相对于现有越区切换的恢复时延的改善比例仿真图。

具体实施方式

参照图2，本发明的切换过程包括如下步骤：

步骤1，切换初始化

源基站首先从移动管理实体或服务网关获得漫游限制信息，该信息包含激活小区信息，激活小区漫游限制标识和移动台的归属漫游限制标识；然后根据已经获得的漫游限制信息为移动台配置所要测量对象、测量报告的规定、所要测量小区标识和测量所要求的参数；移动台根据预定的测量规则发送测量报告，该报告包含所测量小区的类型、标识、参考信号的接收功率和接收质量；源基站根据测量报告及无线资源管理信息按信号强度、门限和滞后的组合算法决定移动台是否进行越区切换。

步骤2，源基站同时发送切换请求和决策报告。

如果决定进行越区切换，由源基站综合考虑影响通信质量的多种因素为移动台选定一个综合指标最优目标小区，并向选定的目标小区发送切换请求，让目标小区为即将切入的移动台做好准备，同时，源基站向移动台发送一个决策报告，该决策报告包含将为移动台做好切换准备的目标小区信息和综合性能指标较好的备选小区信息。

步骤3，接纳控制。

目标小区接到切换请求后综合考虑自身和网络情况，决定是否接纳移动台，如果接受，则向源基站发送切换请求确认信息，告知源基站相关准备信息，再执行步骤5；如果不接受，则重新进行切换决策，重新选择一个综合性能好的目标小区。

步骤4，小区重选与决策报告更新。

源基站向选择的目标小区发送切换请求，同时向移动台发送新的决策报告，移动台接收到新的决策报告后，丢弃上一次的决策报告，保存当前的决策报告，返回步骤3。

步骤5，切换启动。

源基站接到目标小区的切换请求确认信息后，根据切换请求确认信息向移动台发送切换指令，再启动切换过程，同时将移动台的缓存数据发送到目标小区。

步骤6，接入网络。

移动台根据是否接收到切换指令选择接入网络的方式，如果移动台没有接收到切换指令，则根据接收到的决策报告直接去选择最有可能做好准备的目标小区，并通过随机接入信道向目标基站发送接入请求，发送的请求内容包含移动台的标识号和源小区的标识号，该目标小区根据接入请求向移动台配置已准备好的资源，移动台根据配置的资源与目标小区建立同步，接入网络；如果移动台成功接收到切换指令，则按正常的切换流程接入网络。

步骤7，完成用户平面路径更新。

移动台接入网络后，目标基站向移动管理实体发送路径更新请求，移动管理实体向服务网关发送路径更新请求，服务网关完成用户平面的下行路径更新后，通过移动管理实体通知源基站释放占有资源，完成越区切换。

本发明的效果可以通过以下仿真进一步说明：

仿真条件：构建了曼哈顿环境下的仿真模型，这个曼哈顿模型包括72个基站，每个基站下只有一个小区，各建筑块的大小为200m×200m，移动台沿着街道以36km/h的速度移动，移动终端向各个方向的移动是等概率的。

仿真结果：如图3和图4所示。

图3中‘+‘曲线代表现有方案的恢复时延，一般曲线代表本发明的恢复时延，横坐标表示切换指令丢失的概率，纵坐标表示时延。通过图3可以看出，本发明明显降低了出现无线链路问题的移动台恢复接入网络的时延，降低服务中断时间。

图4中横坐标表示切换指令丢失的概率，纵坐标表示本发明相对现有方法的恢复时延的改善比例。通过图4可以看出，本发明大大改善了实时业务的性能。

Claims (3)

1.一种基于小区预估的越区切换增强方法，包括如下步骤：

(1)源基站根据已经从移动管理实体或服务网关获得的限制信息配置移动台的测量过程，移动台根据预定的测量规则发送测量报告，源基站根据测量报告及无线资源管理信息决定移动台是否进行越区切换；

(2)如果决定进行越区切换，由源基站为移动台选定一个综合指标最优目标小区，并向选定的目标小区发启切换请求，同时，源基站向移动台发送一个决策报告；

(3)目标小区接到切换请求后综合考虑自身和网络情况，决定是否接纳移动台，如果接受，则报告给源基站，执行步骤(5)，如果不接受，则执行切换决策，重新选择一个目标小区；

(4)源基站向重新选择的目标小区发送切换请求，同时向移动台发送新的决策报告，移动台将丢弃上一次的决策报告，保存当前的决策报告，返回步骤(3)；

(5)源基站接到目标小区的切换请求确认信息后，向移动台发送切换启动命令，启动切换过程，同时将移动台的缓存数据发送到目标小区；

(6)移动台根据是否接收到切换指令选择接入网络的方式，如果移动台没有接收到切换指令，则根据接收到的决策报告直接去选择最有可能做好准备的目标小区，并通过随机接入信道向目标基站发送接入请求，该目标小区根据接入请求向移动台配置已准备好的资源，移动台根据配置的资源与目标小区建立同步，接入网络；如果移动台成功接收到切换指令，则按正常的切换流程接入网络；

(7)移动台接入网络后，目标基站向移动管理实体发送路径更新请求，移动管理实体向服务网关发送路径更新请求，服务网关完成用户平面的下行路径更新后，通过移动管理实体通知源基站释放占有资源。

2.根据权利要求1所述的越区切换增强方法，其中步骤(2)和步骤(4)所述的决策报告，包含将为移动台做好切换准备的目标小区信息和综合性能指标较好的备选小区信息。

3.根据权利要求1所述的越区切换增强方法，其中步骤(6)所述的通过随机接入信道向目标基站发送接入请求，该发送的请求内容包含移动台的标识号和源小区的标识号。

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