一种小区同步切换的方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信中的小区切换技术,尤其涉及一种带中继的通信系统的小区同步切换的方法和系统。
背景技术
直放站在中继无线信号、延伸无线覆盖区、覆盖特殊地形、调配业务、消除盲区、优化网络方面起了很大的作用。如图1所示,直放站的主要组成是天线(施主天线和转发天线)、双工器11、低噪放大器12、滤波器13和功率放大器14,这些元件形成一个环路,对施主天线从基站接收的信号进行滤波和放大,由转发天线将放大后的信号转发到下一通信环节。在通信条件较差的区域,可以采用直放站放大基站信号,实现较大区域的覆盖;在地形复杂的区域,可以采用直放站放大特定方向的信号,以延伸无线覆盖区。由于直放站具备低廉的造价,灵活的配置和特殊的功能,在很多通信系统中得以广泛应用。
在高铁沿线的高速列车场景中,由于列车行进速度较快,会引起多普勒频移,造成接收信号频率偏移,影响信号的接收,因此必须进行频率补偿。此外,由于终端经过小区的时间缩短,必然会经历频繁切换,极易引起掉话。这些问题都会影响在高速场景下终端用户的体验。
由于直放站对信号有增强作用,因此如果在列车上设置一直放站,一方面基站发出的信号通过直放站排扰放大,相当于增大了基站覆盖范围,减小了终端切换的压力;另一方面直放站与终端之间的通信相对静止,没有产生多普勒频移,从而能够保证通信质量。也就是说,采用直放站的解决方案能够对抗高速场景下的通信质量的劣化问题。
虽然直放站的解决方案能够对基站的信号起到放大作用,优化高速场景下的通信质量,但是该解决方案同样面临切换时掉话的问题。由于在高速运动过程中,设置于列车顶端的直放站途经不同的基站覆盖区,因此在基站的覆盖区交叠处,必然需要考虑对基站的切换问题;而现有的直放站通常是固定在某个环境中使用,不具备基站切换的能力。另外,每次切换都需要执行直放站对基站的选择,以及终端与基站之间的切换流程,这两个流程都涉及到对基站的选择操作,如何保证这两次选择的操作同步,也是目前亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种小区同步切换的方法和系统,以解决现有技术在高速场景中切换的掉话问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供了一种小区同步切换的方法,该方法包括:
中继对来自当前服务小区的源基站的信号进行中继处理后转发给终端;
所述中继和终端对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测,根据检测结果,在确定满足切换条件时,所述中继中断与源基站的信号转发,并对来自目标基站的信号进行中继处理后转发给所述终端,且所述终端执行向所述目标基站的切换。
该方法进一步包括:所述中继根据从基站发出的信号中识别出的标识码,实现与基站的同步。
该方法进一步包括:
当中继检测出新的标志码时,根据接收的信号的强弱中断与原标志码对应基站的同步,保持与下一基站的对应关系。
该方法进一步包括:所述中继和终端将所述相邻小区的信号强弱与当前服务小区的信号强弱进行比较,如果两者相等,且相邻小区的信号呈增大趋势,当前服务小区的信号呈减小趋势,那么确定满足切换条件。
所述对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测,具体为:
确定自身的方位信息和运动方向,并根据来自相邻小区的信号中的方位信息确定运动方向上的相邻小区,对所述运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测。
该方法进一步包括:通过全球定位系统GPS确定自身的方位信息和运动方向。
本发明还提供了一种小区同步切换的系统,该系统包括:终端和中继,其中,
所述中继,用于对来自当前服务小区的源基站的信号进行中继处理后转发给所述终端;还用于对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测,根据检测结果,在确定满足切换条件时,中断与源基站的信号转发,并对来自目标基站的信号进行中继处理后转发给所述终端;
所述终端,用于接收来自所述中继的信号,并对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测,根据检测结果,在确定满足切换条件时,执行向所述目标基站的切换。
所述中继进一步用于,根据从基站发出的信号中识别出的标识码,实现与基站的同步。
所述中继进一步用于,在检测出新的标志码时,根据接收的信号的强弱中断与原标志码对应基站的同步,保持与下一基站的对应关系。
所述中继进一步用于,将所述相邻小区的信号强弱与当前服务小区的信号强弱进行比较,如果两者相等,且相邻小区的信号呈增大趋势,当前服务小区的信号呈减小趋势,那么确定满足切换条件。
所述中继进一步用于,确定自身的方位信息和运动方向,并根据来自相邻小区的信号中的方位信息确定运动方向上的相邻小区,对所述运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测。
本发明所提供的一种小区同步切换的方法和系统,由高速场景下的中继和终端对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测,根据检测结果,在确定满足切换条件时,中继中断与源基站的信号转发,并对来自目标基站的信号进行中继处理后转发给终端,且终端执行向目标基站的切换。通过本发明,一方面,由于中继对信号的增强作用,相当于增大了基站覆盖范围,减小了终端切换的压力,且直放站与终端之间的通信相对静止,没有产生多普勒频移,从而能够保证通信质量;另一方面,保证了中继和终端能够同步执行小区的切换,从而解决了在高速场景中切换的掉话问题。
附图说明
图1为现有技术中直放站的组成结构示意图;
图2为本发明一种小区同步切换的方法的流程图;
图3为本发明实施例的高速场景下小区切换的示意图;
图4为本发明一种小区同步切换的系统的组成结构示意图;
图5为本发明一种直放站的组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
针对高速场景中面临的两个问题:其一是中继对基站的选择切换。传统的中继的天线角度设计是固定的,因为相应的基站的天线覆盖角度也是固定的,只要将中继的施主天线对准基站的天线,就能保证达到最好的中继效果。但是在高速场景下,中继所对应的基站随着沿线的基站的布局在不断发生变化,所以中继必须判断来自哪个基站的信号较好,并转而接收信号较好基站的信号。其二是终端与基站之间的切换。信号从基站发出,经中继转发后到达终端,终端也需要通过切换选择合适的基站。
为实现中继和终端的同步切换,本发明所提供的一种小区同步切换的方法,如图2所示,主要包括以下步骤:
步骤201,中继对来自当前服务小区的源基站的信号进行中继处理后转发给终端。
在正常的高速运动过程中,中继接收当前服务小区的源基站所发送的信号,对接收的信号进行中继处理后转发给终端,中继处理过程如图1所示。由于中继对信号的增强作用,相当于增大了基站覆盖范围,减小了终端切换的压力;另一方面直放站与终端之间的通信相对静止,没有产生多普勒频移,从而能够保证通信质量。
步骤202,中继和终端对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测。
中继和终端首先可以通过全球定位系统(GPS,Global Positioning System)确定自身的方位信息和运动方向,并根据来自相邻小区的信号中的方位信息确定运动方向上的相邻小区,然后对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测。
如系统所在的网络为高铁沿线的专网覆盖,则小区在铁路沿线单个顺势分布,对于中继和终端来说,运动方向上的相邻小区只有一个;
如系统所在网络为高铁沿线的公网,则运动方向上的相邻小区不一定只有一个,可以为一个或者更多。中继和终端将在这个运动方向上的小区族中对各个小区的信号强弱进行检测。
判断是否为运动方向,可检测中继或者终端某一时间段的前后两个方位信息的变化趋势,再比较某一起点和得到的相邻小区信号中的方位信息,如变化趋势相同,则可判断为运动方向上的小区。
步骤203,根据检测结果,在确定满足切换条件时,中继中断与源基站的信号转发,并对来自目标基站的信号进行中继处理后转发给终端,且终端执行向目标基站的切换。
中继在高速场景中的应用扩展了基站的覆盖范围,但是这种中继的切换破坏了现有的网络规则,引起邻区重叠混淆,增加了多径干扰。中继的覆盖区可能会与其他小区重叠覆盖,从而产生同频、邻频干扰。本发明针对同频、邻频干扰的问题,其解决方法为:
中继根据已知扰码信息选择相应的基站,在小区交界处中继中断与源基站的信号转发,并对来自目标基站的信号进行中继处理后转发给终端;
中继对基站的下行标志码(也称扰码、小区标志码、同步码)进行相关检测,并根据检测出的标志码实现与基站的同步。标志小区的下行标志码在下行导频时隙发射,基站将其在小区全方向发射。例如对于时分(TD,Time Division)系统来说,此码称为SYNC-DL码,整个TD系统有32组长度为64的基本SYNC-DL,每个SYNC-DL标志一个基站和对应一个码组。中继收到基站下发的信号后,首先从基站耦合的信号进行下变频,然后通过高速AD采样后进行数字解调,通过相关算法找到下行同步码,从而达到与基站对应。在两小区信号重叠区如两小区的交界处时,中继剥离出两组下行同步码,当新的一组下行同步码的能量高于原来的下行同步码的能量时,中继将原来的下行同步码从码本中剔除,对应新的下行同步码,也就是与下一基站保持对应关系。
在高速场景下需保证切换的速度快,否则假如时间迟滞比较长,小区的测量信息将会重新更新,还没有来得及切换到新的小区,就接收新的切换命令,会引起系统混乱。另外,在高速场景下小区的选择必须有选择性,由于高速运动是有方向性的,因此要求测量的小区为运动方向上的小区。
中继和终端将相邻小区的信号强弱与当前服务小区的信号强弱进行比较,如果两者相等,且相邻小区的信号呈增大趋势,当前服务小区的信号呈减小趋势,那么确定满足切换条件;从而,终端执行向满足切换条件的目标基站的切换,同时中继中断与源基站的信号转发,并对来自所述目标基站的信号进行接收,中继处理后转发给终端。例如:如图3所示,列车沿着基站BS1到基站BS2的方向高速运动,由于列车的运动方向固定,将逐渐远离BS1,靠近BS2;设检测到的BS1发出的信号为P1,BS2发出的信号为P2,当P2渐渐接近P1时即为进入切换的标志,具体的,当中继和终端检测到P1=P2,且P1呈减小趋势,P2呈增大趋势时,触发切换,中继中断与BS1的信号转发,开始接收BS2发送的信号,终端与BS2进行切换的信令交互,以达到顺利切换的目的。当列车行驶到下一小区边界时,重复执行上述同样的切换操作。
为实现上述小区同步切换的方法,本发明还提供了一种小区同步切换的系统,如图4所示,该系统包括:中继10和终端20。中继10,用于对来自当前服务小区的源基站的信号进行中继处理后转发给终端20;还用于对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测,根据检测结果,在确定满足切换条件时,中断与源基站的信号转发,并对来自目标基站的信号进行中继处理后转发给终端20。终端20,用于接收来自中继10的信号,并对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测,根据检测结果,在确定满足切换条件时,执行向目标基站的切换。
较佳的,中继10进一步用于,从基站发出的信号中识别出标志码,根据该标志码实现与基站的同步;当检测出新的标志码时,根据接收的信号的强弱中断与原标志码对应基站的同步,保持与下一基站的对应关系。
中继10还用于,将相邻小区的信号强弱与当前服务小区的信号强弱进行比较,如果两者相等,且相邻小区的信号呈增大趋势,当前服务小区的信号呈减小趋势,那么确定满足切换条件。
中继10还用于,确定自身的方位信息和运动方向,并根据来自相邻小区的信号中的方位信息确定运动方向上的相邻小区,对运动方向上的相邻小区的信号强弱进行检测。
需要指出的是,本发明的小区切换方法可应用于各种类型的中继,例如:直放站、无线回传BS等等。以直放站为例,如图5所示,为实现上述小区切换的方法,直放站需在原有双工器11、低噪放大器12、滤波器13和功率放大器14的基础上增设一控制器15,由该控制器15控制执行图4中所示中继10的信号强弱检测、基站选择等功能。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。