CN101867989A - 一种小区重选方法、基站、车载设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小区重选方法、基站、车载设备及系统，其中，该方法包括：预先存储高速固定移动路径沿线小区信息；根据高速固定移动路径沿线小区信息，在本小区内广播相邻小区信息；终端根据接收的相邻小区信息，进行小区重选。本发明可解决现有技术中小区重选的流程复杂等缺陷，实现简化小区重选流程、减少邻小区的测量数目。

Description

一种小区重选方法、基站、车载设备及系统

技术领域

本发明涉及通信领域中无线技术，具体地，涉及一种小区重选方法、基站、车载设备及系统。

背景技术

现有的高铁通信在公众陆地移动电话网(Public land mobilenetwork，简称PLMN)直接覆盖或者直放站覆盖方式下，为了获得较大的用户容量，小区半径不可能太大。假设列车速度350km/h，小区范围为1km，则大概10s就需要一次小区重选。高铁环境下，空闲(idle)用户进行小区重选具有以下特点：列车高速移动，跨区频繁，小区重选的频率高。

目前LTE系统中，小区重选流程如下：

(1)用户终端(User Equipment，简称UE)测量服务小区和多个邻小区的信号质量，当邻小区信号质量高于服务小区信号质量时，UE自动小区重选到信号好的邻小区，重新开始小区搜索。

(2)进入新小区后，UE重新进行小区搜索，小区搜索的流程如图1所示，小区搜索主要基于三个信号：主同步信号、辅同步信号、下行导频信号，需要完成时间/频率同步，小区ID识别，CP长度检测，读取物理广播信道(PBCH)信息。小区搜索时，终端需要多次的、逐一的用相关序列与同步序列进行相关检测，直到检测到本小区的相关序列才能完成相应的下行同步和小区ID的检测。完成小区搜索后，UE读取系统的广播消息，整个小区重选的过程结束。

在高铁直接覆盖场景下，现有技术还采用室内基带单元(BuildingBase band Unit，简称BBU)+射频拉远单元(Radio Remote Unit，简称RRU)的空分复用方式，以扩大小区覆盖范围，减少小区重选次数。如图2所示，一个BBU连接3个RRU，3个RRU的覆盖区域作为一个小区，扩大了小区覆盖范围。根据目前的硬件处理能力，一个BBU最多可以连接6个RRU，小区覆盖可以扩大到6km～10km左右，大概60s～100s需进行一次小区重选，减少了小区重选次数。

在实现本发明过程中，发明人发现现有小区重选方式至少存在如下问题：

1.UE测量的邻小区数目多。在小区重选流程中UE最多需要对32个邻小区的信号质量进行测量。

2.小区重选流程复杂。进入新小区后，UE还要重新进行小区搜索，获得下行同步，读取新小区广播信息等，操作流程复杂。

3.BBU+RRU空分复用方式增加了硬件的处理能力以及Ir接口的速率要求。

4.现有小区重选的过程耗时为秒级，导致终端即使没有数据业务时，也在旅途过程中一直进行小区重选，耗费时间和能量。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有小区重选中的流程复杂、测量数目多等缺陷，提出一种小区重选方法，以实现简化小区重选流程、减少UE测量的数目。

本发明的第二目的是针对现有小区重选过程全部由UE完成，UE需要测量的邻小区数目多、流程复杂的缺陷，提出一种基站，以实现减少测量的邻小区数目。

本发明的第三目的是针对现有小区重选中的流程复杂、UE测量数目多等缺陷，提出一种车载终端，以实现减少测量的邻小区数目。

本发明的第四目的是针对现有小区重选中的流程复杂、测量数目多等缺陷，提出一种小区重选系统，以实现简化小区重选流程、减少UE测量的数目。

为实现上述第一目的，根据本发明的一个方面，提供了一种小区重选方法。

根据本发明实施例的小区重选方法，包括：预先存储高速固定移动路径沿线小区信息；根据高速固定移动路径沿线小区信息，在本小区内广播相邻小区信息；终端根据接收的相邻小区信息，进行小区重选。

优选地，在本小区内广播相邻小区信息的操作可以包括：在本小区内广播正向和逆向相邻两个小区的小区ID、或者小区ID和频点。

其中，终端根据接收的相邻小区信息，进行小区重选的操作可以包括：终端根据接收的相邻小区信息，确定行驶方向对应的下一小区信息；根据确定的下一小区信息，对下一小区进行信号测量，当下一小区的信号质量高于本小区的信号质量时，开始小区重选。

优选地，终端开始小区重选的操作后还可以包括：终端根据下一小区信息，进行小区搜索，具体可以包括：

根据下一小区的小区ID，生成唯一同步序列；

将唯一同步序列与下一小区的同步序列进行相关检测，完成下行同步。

上述终端可以包括：车载设备专用终端、或者用户终端。

为实现上述第二目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种基站。

根据本发明实施例的基站，包括：一存储单元，用于存储高速固定移动路径沿线小区信息；一控制单元，用于根据本基站对应的小区信息，从存储单元中的高速固定移动路径沿线小区信息中获取本基站小区的相邻小区信息；一射频发射单元，用于在本基站小区内广播所述相邻小区信息。

其中，小区信息可以包括小区ID，和/或存储单元可以列表形式存储高速固定移动路径沿线小区信息。

为实现上述第三目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种车载设备。

根据本发明实施例的车载设备，包括：一存储单元，用于存储所述车载设备已经过的上一小区信息；一接收单元，用于接收本小区的广播消息，获得相邻小区信息；一控制单元，用于根据存储单元的上一小区信息，以及接收单元的相邻小区信息，确定下一小区信息，并根据确定的下一小区信息进行小区重选。

为实现上述第四目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种小区重选系统。

根据本发明实施例的小区重选系统，包括：基站，用于存储高速固定移动路径沿线小区信息，并在本小区内广播包含相邻小区信息的广播消息；终端，用于读取本小区内的广播消息，确定该终端的下一小区信息，并根据下一小区信息进行小区重选。

本发明各实施例的一种小区重选方法、基站、车载设备及系统，充分利用了沿线路径已知、顺序固定的特点，预先在沿线各基站存储沿线小区信息，因此可以在本小区内只广播相邻2个小区信息，从而减少了终端测量的邻小区数目，简化了小区重选流程。

本发明另一些实施例在确定了终端的下一小区信息后，在小区重选过程中可以进一步简化小区搜索、检测和下行同步的过程。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据现有技术中的小区搜索流程示意图；

图2为根据现有技术中的BBU+RRU空分复用方式示意图；

图3为根据本发明小区重选的方法实施例一流程图；

图4为根据本发明中高速固定移动路径沿线小区信息列表示意图；

图5为根据本发明小区重选的方法实施例二流程图；

图6为根据本发明小区重选的方法及小区重选系统的实施例信令流程图；

图7为根据本发明小区重选的方法中终端侧小区重选的实施例流程图；

图8为根据本发明小区重选系统的另一实施例示意图；

图9为根据本发明基站实施例结构示意图；

图10为根据本发明车载设备的实施例内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明下述实施例对小区重选方法、基站、车载设备及系统进行说明，本发明不仅只适用高速铁路旅客通信，还可以适用于任何涉及移动通信领域中的越区小区重选技术，如高速地铁、高速汽车、高速火车等，下面通过图3-图10对本发明进行举例说明。

方法实施例

图3为根据本发明小区重选的方法实施例一流程图，如图3所示，本实施例包括：

步骤S102：预先存储高速固定移动路径沿线小区信息；其中，高速固定移动路径包括高速地铁、高速公路、高速铁路等；

步骤S104：根据存储的高速固定移动路径沿线小区信息，在本小区内广播相邻小区信息；

步骤S106：终端根据接收的相邻小区信息，进行小区重选。

在高速固定移动路径环境下，由于沿线的小区设置事先已知，且有连贯性和顺序性，邻小区之间关系固定。本实施例利用了高速固定移动路径沿线路径已知、顺序固定的特点，预先在沿线各基站存储沿线小区信息，因此基站可以在本小区内通过广播消息只推送给终端相邻小区信息，从而可有效减少终端邻小区信号测量的数目、简化检测流程，减少了小区重选的时间，从而使终端可以在高速固定移动路径环境下进行快捷的小区重选。

图4为根据本发明中高速固定移动路径沿线小区信息列表示意图，如图4所示，本示意图利用高速固定移动路径的特点在沿线的所有基站共同维护一张小区信息列表，每个基站在本小区内可以只广播正向和逆向两个邻小区的小区ID、频点等系统信息，因此可以简化小区重选的流程，在现有的LTE系统中，本小区广播的邻小区信息最大个数为32个，终端需要检测32个小区的信号质量，本实施例情况下，每个小区内只需要广播2个相邻小区信息，减少终端测量的邻小区数目。

图5为根据本发明小区重选的方法实施例二流程图，如图5所示，本实施例包括：

步骤S202：预先在高速固定移动路径沿线各基站存储高速固定移动路径沿线小区信息列表，如高铁沿线基站存储沿线的小区信息表；

步骤S204：在本小区内广播正向和逆向相邻两个小区的小区标识(Cell-ID)、或者小区标识和频点等系统信息；

本领域技术人员应当了解，广播相邻两个小区的小区信息可以包括多种情况：在同频组网时，由于邻小区频点与本小区频点相同，因此，本小区基站可以只广播邻小区的Cell-ID。在异频组网时，需要广播邻小区的Cell-ID和频点，终端才能正常接入网络；

步骤S206：终端收到本小区的广播消息后，可以事先知道邻小区ID、频点等系统信息，如图4所示，两个列车行驶方向的邻小区不同，但对不同列车上的终端来说，两个邻小区分别是上一小区和下一小区，终端通过与已保存的上一小区ID的比较，可以确定唯一的下一小区Cell-ID；

步骤S208：终端根据确定的下一小区Cell-ID，对下一小区进行信号测量；

步骤S210：判断邻小区信号质量是否大于本小区信号质量，是则执行步骤S212；否则执行步骤S208；

步骤S212：进行下一小区搜索，完成下一小区的下行同步，小区重选结束。

本实施例对终端如何确定下一小区信息的过程以及整体小区重选的流程进行了详细说明，下面的图6和图7会进一步对终端侧的过程进行详细说明。

图6为根据本发明小区重选的方法及小区重选系统的实施例信令流程图，如图6所示，本实施例包括终端、本小区基站、下一小区基站，其中铁路沿线各基站存储有沿线小区信息列表，本实施例的小区重选过程包括：

(1)终端到达某小区时，本小区的基站由小区信息列表获得邻小区信息，并向本小区内的终端广播两个邻小区信息，包括频点、Cell-ID等系统信息；

(2)终端通过读取广播消息，获得两个邻小区信息，与上一小区ID比较，确定下一小区Cell-ID；

(3)终端检测下一小区公共参考信号质量，当下一小区信号质量高于本小区信号质量时，终端开始小区重选；

(4)进入下一小区后，终端利用下一小区Cell-ID生成唯一的同步序列，与下一小区做同步序列的相关检测，完成下行同步，读取下一小区广播信息，小区重选过程结束。

本实施例通过信令流程示意图对小区重选的过程进行了举例说明，本实施例中终端进入下一小区后，由于已知下一小区Cell-ID，因此终端可以利用Cell-ID生成唯一的同步序列，与小区中的同步序列做相关检测完成下行同步，不再需要遍历所有同步序列来完成相关检测。

现有技术中小区重选过程中，主同步序列有3种，辅同步序列有168种，终端最多需要做3+168＝171次相关检测。利用本发明的小区重选方法后不仅可以减少终端测量的数目，而且终端利用下一小区的Cell-ID生成唯一的主同步序列和辅同步序列，相关检测只需要做2次即可完成小区搜索，可以大大简化小区重选流程、减少小区重选时间。

图7为根据本发明小区重选的方法中终端侧小区重选的实施例流程图。本实施例主要对终端侧小区重选的过程进行举例说明，如图7所示，本实施例包括：

步骤S702：终端读取本服务小区的广播消息，获得两个邻小区信息，包括Cell-ID与频点等系统信息；

步骤S704：与已存储的上一小区ID比较，确定唯一的下一小区Cell-ID；

步骤S706：终端根据下一小区Cell-ID对下一小区公共参考信号质量进行信号测量；

步骤S708：判断下一小区信号质量是否高于本小区信号质量，是则执行步骤S710；否则执行步骤S706；

步骤S710：终端开始小区重选，进行下一小区搜索，用生成的唯一同步序列完成下一小区的下行同步，小区重选结束。

本实施例在终端侧小区重选过程中，可以利用确定的下一小区Cell-ID生成唯一的同步序列，进行相关检测完成下行同步，不再像现有技术一样逐一用相关序列进行相关检测，大大简化小区重选流程和时间。

上述各实施例中的终端可以包括：车载设备专用终端、或者用户普通终端。如果是车载设备专用终端，则需要在车载上安装一个专用设备，完成图7的相关功能。如果是用户普通终端，则需要对用户终端(如手机等)进行软件修改，存储上一小区Cell-ID，并与广播消息中的Cell-ID进行比较，确定下一小区的Cell-ID，完成相应的小区重选的功能，如图7中的小区搜索、完成下行同步。

上面各实施例根据高速固定移动路径通信小区设置预先可知的特点，在本小区广播相邻小区信息，所有终端共享小区ID，从本质上简化邻小区信号测量、小区ID检测、小区搜索的流程，减少小区重选的时间，使终端可以在高速固定移动路径环境下进行快速的小区重选：

1)减少了邻小区的测量数目。LTE系统中，本小区广播邻小区信息最大个数为32个，终端需要检测32个小区的信号质量，选择信号强度最强的接入，本发明上述实施例中，基站只需要广播2个邻小区信息、终端只需检测前进方向的下一小区的信号信息。

2)简化小区搜索、小区重选过程。在原有过程中，终端将逐一用相关序列与同步序列做相关检测，终端最多需要做3+168＝171次相关检测。本发明上述实施例中，终端利用下一小区Cell-ID生成唯一的主同步序列和辅同步序列，只需要做两次相关检测，即可完成小区搜索和重选。

3)节省终端的功耗。小区重选时间短，保证终端没有数据业务时减少小区重选的耗费时间和能量。

系统实施例

图6为本发明小区重选系统在小区重选时的相互交互信令流程图，图8为根据本发明小区重选系统的另一实施例示意图，本实施例以车载设备专用终端为例进行说明，但本领域技术人员应当了解，如果将本发明的小区重选方法应用于普通用户的手机终端，则可以将本实施例中的车载设备的功能相应移入普通用户终端中。

本实施例包括：基站1，用于存储高速固定移动路径沿线小区信息，并在本小区内广播包含相邻小区信息的广播消息；车载设备专用终端2，用于读取本小区内的广播消息，确定该终端的下一小区信息，并根据下一小区信息进行小区重选。车载设备专用终端2是适用于高速固定移动路径应用场景的专用终端，车厢内的用户使用的终端为普通终端，不需要进行修改。车厢内的用户只需要接收车载设备专用终端2的转发信号，不会感知到小区的改变，即不需要进行小区重选，小区重选过程只是在车载设备专用终端2和车外基站1之间进行。

装置实施例

图9为根据本发明基站实施例结构示意图。现有小区重选的过程全部由UE自主完成，基站侧不做任何辅助，UE会检测多个邻小区的信号质量(包括同频测量和异频测量)，通过判决决定接入质量最好的邻小区。本发明小区重选过程中需要对基站和终端进行改进，本实施例主要说明基站侧所作的改进，如图9所示，本实施例的基站包括：

一存储单元12，用于存储高速固定移动路径沿线小区信息；

一控制单元14，用于根据本基站对应的小区信息，从存储单元中的高速固定移动路径沿线小区信息中获取本基站小区的相邻小区信息；

一射频发射单元16，用于在本基站小区内广播相邻小区信息。

其中存储单元12可以以列表形式存储沿线小区信息，小区信息可以包括各小区Cell-ID、频点等系统信息。现有广播消息中已经包括了频点信息，因此，可以在目前的广播消息中增加Cell-ID字段，具体基站侧小区重选的流程可参见图6的信令流程图，在此不再对相同或相似内容进行重复描述。本实施例对基站侧的改进适用一体化基站和分布式基站。

图10为根据本发明车载设备的实施例内部结构示意图。本实施例的功能可参见图8实施例示意图中的车载设备2，如图10所示，本实施例的车载设备包括：

一存储单元22，用于存储所述车载设备已经过的上一小区信息，如上一小区Cell-ID；

一接收单元26，用于接收本小区的广播消息，获得相邻小区信息；

一控制单元24，用于根据存储单元的上一小区信息，以及接收单元的相邻小区信息，确定下一小区信息，并根据确定的下一小区信息进行小区重选，具体可参见前述方法、系统实施利的相关说明。

具体的，控制单元24还可以包括：

一判断模块，用于对已确定的下一小区进行信号测量，当下一小区的信号质量高于本小区的信号质量时，开始小区重选；

一同步模块，用于根据所述下一小区信息，进行小区搜索过程，完成下行同步。

本实施例只需要在车载上安装一个车载设备即可完成对普通用户终端的小区重选，用户终端不用做修改，并且由于小区搜索、小区重选时间短，因此，可减少用户终端的功耗和能量，节省资源。本领域技术人员应当了解，本实施例中的车载设备相对于车内的普通用户终端可以看作一种特殊的基站，但是相对于基站1，车载设备2又可看作一种特殊的终端。

如果车载上没有安装车载设备，则需要对普通用户终端做修改，但是实际应用过程中，由于对所有的用户终端做软件或者硬件修改成本比较高，因此，比较推荐安装此功能的车载设备，以采用较低成本、以及简化小区重选流程。

综上所述，本发明各实施例可以实现简化小区重选流程、减少邻小区测量数目、减少小区重选时间、节省终端的功耗和能量。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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保护范围之内。

Claims (13)

1.一种小区重选方法，其特征在于，包括：

预先存储高速固定移动路径沿线小区信息；

根据所述高速固定移动路径沿线小区信息，在本小区内广播相邻小区信息；

终端根据接收的所述相邻小区信息，进行小区重选。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先存储高速固定移动路径沿线小区信息的操作包括：

根据高速固定移动路径预先在所述高速固定移动路径沿线各基站存储所述高速固定移动路径沿线小区信息列表。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在本小区内广播相邻小区信息的操作包括：

在本小区内广播正向和逆向相邻两个小区的小区ID、或者小区ID和频点。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，终端根据接收的所述相邻小区信息，进行小区重选的操作包括：

终端根据接收的相邻小区信息，确定所述终端行驶方向对应的下一小区信息；

所述终端根据确定的下一小区信息，对所述下一小区进行信号测量，当所述下一小区的信号质量高于本小区的信号质量时，开始小区重选。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述终端根据接收的相邻小区信息，确定所述终端行驶方向对应的下一小区信息的操作具体包括：

所述终端接收本小区内广播的相邻两个小区信息；

所述终端将所述相邻两个小区信息，与已存储的终端行驶方向的上一小区信息比较，获得唯一的下一小区信息；

其中所述小区信息包括小区ID。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述终端开始小区重选后还包括：

所述终端根据所述下一小区信息，进行小区搜索，包括：

根据所述下一小区的小区ID，生成唯一同步序列；

将所述唯一同步序列与所述下一小区的同步序列进行相关检测，完成下行同步。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述终端包括：车载设备专用终端、或者用户终端。

8.一种基站，其特征在于，包括：

一存储单元，用于存储高速固定移动路径沿线小区信息；

一控制单元，用于根据本基站对应的小区信息，从存储单元中的高速固定移动路径沿线小区信息中获取本基站小区的相邻小区信息；

一射频发射单元，用于在本基站小区内广播所述相邻小区信息。

9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述小区信息包括小区ID，所述存储单元以列表形式存储所述高速固定移动路径沿线小区信息。

10.一种车载设备，其特征在于，包括：

一存储单元，用于存储所述车载设备已经过的上一小区信息；

一接收单元，用于接收本小区的广播消息，获得相邻小区信息；

一控制单元，用于根据存储单元的上一小区信息，以及接收单元的相邻小区信息，确定下一小区信息，并根据所述确定的下一小区信息进行小区重选。

11.根据权利要求10所述的车载设备，其特征在于，所述控制单元包括：

一判断模块，用于对已确定的所述下一小区进行信号测量，当所述下一小区的信号质量高于本小区的信号质量时，开始小区重选；

一同步模块，用于根据所述下一小区信息，进行小区搜索过程，完成下行同步。

12.一种小区重选系统，其特征在于，包括：

基站，用于存储高速固定移动路径沿线小区信息，并在本小区内广播包含相邻小区信息的广播消息；

终端，用于读取本小区内的广播消息，确定该终端的下一小区信息，并根据所述下一小区信息进行小区重选。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述终端包括车载设备专用终端、或者用户终端。

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