CN102026326B - 一种高速移动场景下的通信方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速移动场景下的通信方法，包括：移动终端接入当前逻辑宏小区；确认移动终端的移动状态属性值；确认当前逻辑宏小区的区域状态属性值；依据当前移动终端的移动状态属性值和当前逻辑宏小区的区域状态属性值，执行相应的通信策略；本发明还公开了一种高速移动场景下的通信方系统，基于该方法和系统，能够解决由于逻辑宏小区内的非高速移动用户较多而导致的高速移动用户可以使用的无线资源较少、用户体验度下降的问题。

Description

一种高速移动场景下的通信方法和系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是指一种高速移动场景下的通信方法和系统。

背景技术

传统无线蜂窝系统如第三代移动通信(3G，the 3rd Generation)、码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)和宽带码分多址(WCDMA，WidebandCDMA)系统都适用于移动终端的移动速度小于等于120Km/h左右的移动环境。

目前，高速铁路的运输方式越来越普及，铁路线需要经常穿越多且距离长的山岭、隧道，在这样的应用场景下，一个传统的蜂窝小区覆盖范围很小，会被高速运行的列车迅速穿越，如此高速列车上的移动终端将会频繁地进行小区切换，很容易导致移动终端掉话，导致移动通信系统资源的浪费。目前，对于这种高速移动场景的应用，运营商都采取在铁路沿线提供专网进行覆盖的方式，具体的解决方案都是将多个物理宏小区进行合并，形成一个逻辑宏小区。一个逻辑宏小区的覆盖范围比普通物理宏小区的覆盖范围明显扩大，如此在逻辑宏小区的移动通信结构中，移动终端进行小区切换的次数就明显减少，保证了用户的通话质量，提高了用户的体验度。

其中，多个相邻的物理宏小区的射频和基带采用相同的频率及无线参数设置，在逻辑上设置为同一个宏小区。在该逻辑宏小区的下行方向，相邻的多个物理宏小区发送相同前向信号，相当于同频发射分集。通过对光纤拉远不同距离造成的时延进行补偿消除，以使逻辑宏小区内多个相邻的物理宏小区严格同步，如此多个相邻的物理宏小区就可以组成覆盖范围较大的一个逻辑宏小区。一个逻辑宏小区的无线资源容量和其中多个相邻物理宏小区的容量相同，覆盖范围虽然增大很多倍，但无线资源容量没有增加。也可以通过物理宏小区射频级联的方式、多级级联射频自放站或者电缆泄漏的方式，把一个普通物理小区的覆盖范围扩大很多倍后，该普通物理小区就称为一个逻辑宏小区。该逻辑宏小区和该普通物理小区相比，范围扩大了很多倍，但是无线资源容量没有增加。

专网覆盖方式很难控制非高速移动用户不接入到专网中，当专网的某个逻辑宏小区内存在非高速移动用户时，该移动用户会分享该逻辑宏小区的无线资源。因为逻辑宏小区覆盖范围比物理宏小区明显增大好几倍，所以很可能导致逻辑宏小区覆盖范围内的非高速移动用户非常多，当高速列车通过逻辑宏小区的覆盖区域时，该高速列车上的高速移动用户可用的无线资源就比较少，如此会导致高速移动用户的通话质量下降，使用户的体验度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高速移动场景下的通信方法和系统，能够解决由于逻辑宏小区内的非高速移动用户较多而导致的高速移动用户可以使用的无线资源较少、用户体验度下降的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种高速移动场景下的通信方法，移动终端接入当前逻辑宏小区，该方法还包括：

确认所述移动终端的移动状态属性值；

确认当前逻辑宏小区的区域状态属性值；

依据当前移动终端的移动状态属性值和当前逻辑宏小区的区域状态属性值，执行相应的通信策略。

其中，所述移动状态属性值、区域状态属性值维护在网络侧数据库中；

所述移动状态属性值至少包括：高速移动、非高速移动、和待确认三个状态；

所述区域状态属性值至少包括：高速列车即将到达或者正在通过、和高速列车已经离开两个状态。

所述移动终端的无线连接被释放时，确认所述移动终端的移动状态属性值，具体为：

当所述移动终端被无线连接释放时，启动预设的定时器；

当定时器超时，所述移动终端没有发起无线连接时，将所述移动状态属性值设置为待确认；否则，在所述定时器内判断网络侧数据库中是否含有所述移动终端的服务记录和接入记录；如果是，将所述移动状态属性值设置为最近一次服务记录或接入记录对应的移动状态；如果否，将所述移动状态属性值设置为待确认。

所述移动终端在使用无线连接时，确认所述移动终端的移动状态属性值，具体为：

当所述移动终端在当前逻辑宏小区的服务时长大于等于预设的时长门限值时，将所述移动状态属性值设置为非高速移动；否则，将所述移动状态属性值设置为高速移动；

或者，当所述移动终端反向链路的环路延时RTD斜率变化值大于等于预设的斜率门限值时，将所述移动状态属性值设置为高速移动；否则，将所述移动状态属性值设置为非高速移动。

所述确认当前逻辑宏小区的区域状态属性值，具体为：

当前逻辑宏小区中含有处于高速移动状态的移动终端时，将所述区域状态属性值设置为高速列车即将到达或者正在通过；当前逻辑宏小区中没有含有处于高速移动状态的移动终端时，将所述区域状态属性值设置为高速列车已经离开。

该方法进一步包括：依据当前逻辑宏小区的区域状态属性值，确认当前逻辑宏小区的相邻逻辑宏小区的区域状态属性值。

该方法进一步包括：在所述网络侧数据库中建立所述移动状态属性值、区域状态属性值和所述通信策略的映射关系。

依据所述移动状态属性值和区域状态属性值，以及所述映射关系，执行通信策略，具体为：

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为高速移动、或待确认时，为所述移动终端分配无线连接，并为其提供优先级高的服务质量QOS业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为非高速移动时，拒绝为所述移动终端分配无线连接和提供QOS业务保障、或者为所述移动终端分配无线连接，并提供优先级低的QOS业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车已经离开时，为所述移动终端分配无线连接，并提供先级高的QOS业务保障。

本发明还提供了一种高速移动场景下的通信系统，该系统包括：

属性设置模块，用于确认接入当前逻辑宏小区的移动终端的移动状态属性值；还用于确认当前逻辑宏小区区域状态属性值；

策略执行模块，用于依据移动状态的属性值和区域状态的属性值，执行相应的通信策略。

该系统进一步包括数据库，用于存储所述移动状态属性值和所述区域状态属性值；还用于存储所述动状态属性值、区域状态的属性值和所述通信策略的映射关系；

相应的，所述属性设置模块，进一步用于对所述数据库中的移动状态属性值和区域状态属性值进行确认；

所述策略执行模块，进一步用于依据所述数据库中所述映射关系，和所述移动状态属性值和区域状态属性值，执行相应的通信策略。

本发明高速移动场景下的通信方案，通过对逻辑宏小区的区域状态，及其内部移动终端的移动状态的确认，并依据区域状态、移动状态对移动终端执行相应的通信策略：在逻辑宏小区内部有高速列车通过时，为高速移动用户提供优先级别高的QOS业务保障，对于非高速移动用户提供低级别的业务保障，或者将非高速移动用户的QOS业务保障级别降低，以使无线资源优先服务于高速移动用户；在逻辑宏小区内部没有高速列车通过时，对非高速移动用户提供正常的无线连接和业务保障；如此，即使逻辑宏小区内部的非高速移动用户非常多，也可以保障高速移动用户的通信质量，提高了用户的体验度。

附图说明

图1为本发明高速移动场景下的通信方法的流程示意图；

图2为本发明高速铁路网络结构示意图；

图3为本发明高速移动场景下的通信系统结构示意图。

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。

本发明中，将移动用户分为高速移动用户和非高速移动用户，其中，将移动速度小于120km/h的移动用户称为非高速移动用户，位于非高速列车中；将移动速度大于等于120km/h的移动用户称为高速移动用户，位于高速列车中。

本发明高速移动场景下的通信方法的主要思想为：在逻辑宏小区的覆盖范围下，如果没有高速移动用户接入时，非高速移动用户可以正常使用当前逻辑宏小区的无线资源；当有高速移动用户接入时，当前逻辑宏小区的无线资源优先服务于高速移动用户。

图1所示为本发明高速移动场景下的通信方法的流程示意图，该流程包括：

步骤101，移动终端接入当前逻辑宏小区，确认移动终端的移动状态属性值。

当有移动终端接入一个逻辑宏小区时，需要确认该移动终端的移动状态，该移动状态作为移动终端的一个属性被维护在网络侧的数据库中。较佳地，在网络侧数据库中，所述的移动状态属性可以用High Speed Train State来表示。High Speed Train State属性至少包含三种状态：高速移动、非高速移动、和待确认。可以为上述三种状态设置对应的属性值，如：In High Speed Train State(高速移动)、No In High Speed Train State(非高速移动)、Pending State(待确认)。

本发明中，在确认移动终端的移动状态时，还需要在网络数据库中确认该移动终端的移动状态属性值，具体的，可以采用下述两种方式：

第一种：当所述移动终端被无线连接释放时，启动预设的定时器；当定时器超时，移动终端没有发起无线连接时，将移动状态属性值设置为待确认；否则，在定时器内判断网络侧数据库中是否含有该移动终端的服务记录和接入记录；如果是，将移动状态属性值设置为最近一次服务记录或接入记录对应的移动状态；如果否，将移动状态属性值设置为待确认。

当移动终端接入一个逻辑宏小区时，可能会发生移动终端被无线连接释放(如移动终端主动或被动关机等原因造成的无线连接释放)、或者移动终端发起无线连接的操作。上述利用定时器来确认移动终端的移动状态属性值的方式，适用于移动终端被无线连接释放的情形。

移动终端在无线连接的使用过程中，可以采用下面第二种方式来确认移动状态属性值。

第二种：当移动终端在当前逻辑宏小区的服务时长大于等于预设的时长门限值时，将移动状态属性值设置为非高速移动；否则，将移动状态属性值设置为高速移动；

或者，当移动终端的环路延时(RTD，Round Trip Delay)斜率变化值大于等于预设的斜率门限值时，将移动状态属性值设置为高速移动；否则，将移动状态属性值设置为非高速移动。

在确认移动状态属性值时，如果网络侧数据库中存储的移动状态属性值和移动终端当前的移动状态相符，则无需重新设置数据库中存储的该移动状态属性值；如果网络侧数据库中存储的移动状态属性值为空，则需要依据移动终端当前的移动状态对该移动状态属性值进行设置；如果网络侧数据库中存储的移动状态属性值和移动终端当前的移动状态不相符，则需要依据动终端当前的移动状态对该移动状态属性值进行更新、即重新设置。

下面通过具体的实施例来说明上述两种确认移动终端的移动状态属性值的方式。

对于第一种方式，当接入当前逻辑宏小区的某个移动终端被无线连接释放时，立即启动一个预设的定时器，假设该定时器时长为10秒；如果在10秒钟内移动终端没有再次发起无线连接，则在无线网络数据库中将移动终端当前的移动状态属性值设置为待确认；如果在10秒钟内移动终端再次发起了无线连接，则需要确认在网络侧数据库中是否保存有移动终端对应的服务记录和接入记录；如果在上述10秒钟内，确认含有，则将移动终端当前的移动状态属性值设置为最近一次服务记录或接入记录对应的移动状态属性值；否则，设置为待确认。

网络侧数据库中会保存最近一段时间该移动终端的服务记录和接入记录(包含一次或多次记录)，以及每次服务记录或接入记录对应的移动状态属性值。所述最近一段时间的时长可以根据需要设定，如设定网络侧数据库只保存3个小时之内该移动终端的服务记录和接入记录，在这段时间内，可能产生多次服务记录和接入记录，针对每次服务记录或接入记录网络侧数据库都会保存该移动终端的移动状态属性值。如果在定时器内，确认网络侧数据库中含有服务记录或接入记录，确认距离当前最近的服务记录或接入记录，并将其对应的移动状态属性值赋给当前的移动状态属性。

对于第二种方式，其中，时长门限值是根据逻辑宏小区的覆盖范围、列车的速度等因素确定的经验值，当移动终端在当前逻辑宏小区的服务时长大于等于该时长门限值时，说明移动终端在当前逻辑宏小区内移动的速度比较慢，则将其移动状态属性设置为非高速移动、即该用户为非高速移动用户；当服务时长小于时长门限值时，说明移动终端在当前逻辑宏小区内移动的速度比较快，满足高速列车的移动速度，则将其移动状态属性设置为高速移动，即该用户为高速移动用户。

RTD反映移动终端和其服务基站之间的距离，RTD斜率反映移动终端和服务基站的双向延迟变化速度。一般情况下，高速移动终端其反向链路的RTD斜率大于非高速移动终端、即高速移动终端其反向链路的延迟变化速度比非高速移动终端快。上述斜率门限值是基于列车速度、铁路所处地理环境、逻辑宏小区的覆盖范围等因素确定的经验值。

在确定移动终端反向链路的RTD斜率变化值时，可以采用下述的方式：一是，确定单个周期RTD斜率变化值，如一个RTD斜率的采集周期为10秒，则针对一个周期，分别采集第0秒钟和第10秒钟的RTD斜率，取两者的差值，得到该周期RTD斜率变化值，将RTD斜率变化值除以周期时长、如10秒，得到RTD变化斜率；一是，确认多个周期RTD斜率变化的平均值，针对多个(一个以上)连续周期，分别确定各个周期RTD斜率变化值，取平均值，得到RTD斜率变化的平均值。当然移动终端反向链路的RTD斜率变化值的确定还可以有其他的方式，并限于上述的两种方式。

将上述单个周期RTD斜率变化值、或者RTD斜率变化的平均值与斜率门限值进行比较，如果大于等于斜率门限值，说明该移动终端为高速移动终端，将其移动状态设置为高速移动；否则设置为非高速移动。

其中，RTD斜率的采集为现有技术，此处不再赘述。

步骤102，确认当前逻辑宏小区的区域状态属性值。

网络侧数据库中还维护了逻辑宏小区的区域状态属性，可以用Sector State来表示。Sector State属性至少包含两种状态：高速列车即将到达或者正在通过、和高速列车已经离开。可以为上述两种状态设置对应的属性值，如：High SpeedTrain Pas sing State(高速列车即将到达或者正在通过)、No High Speed TrainPassing State(高速列车已经离开)。

关于该区域状态属性值的确认可以采用下面的方式：

当前逻辑宏小区中含有处于高速移动状态的移动终端时，将区域状态属性值设置为高速列车即将到达或者正在通过；当前逻辑宏小区中没有含有处于高速移动状态的移动终端时，将区域状态属性值设置为高速列车已经离开。

在确认区域状态属性值时，如果网络侧数据库中存储的区域状态属性值和逻辑宏小区当前的区域状态相符，则无需重新设置数据库中存储的该区域状态属性值；如果网络侧数据库中存储的区域状态属性值为空，则需要依据逻辑宏小区当前的区域状态对该区域状态属性值进行设置；如果网络侧数据库中存储的区域状态属性值和逻辑宏小区当前的区域状态不相符，则需要依据逻辑宏小区当前的区域状态对该区域状态属性值进行更新、即重新设置。

一个逻辑宏小区中可能同时有高速列车和非高速列车通过、即同时含有高速移动用户和非高速移动用户，此时当前逻辑宏小区的区域状态属性值应该设置为高速列车即将到达或者正在通过；如果一个逻辑宏小区内的用户全部为非高速移动用户，则当前逻辑宏小区的区域状态属性值应该设置为高速列车已经离开。

另外，根据当前逻辑宏小区的区域状态属性值，还可以对其相邻逻辑宏小区的区域状态属性值进行确认，如当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过时，其相邻逻辑宏小区的区域状态属性值也确认为高速列车即将到达或者正在通过；当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车已经离开时，其相邻逻辑宏小区的区域状态属性值也确认为高速列车已经离开。

所述当前逻辑宏小区和其相邻的逻辑宏小区都为覆盖铁路沿线的小区，如图2所示，逻辑宏小区B的相邻逻辑宏小区为A和C，A和B、B和C能形成相互切换关系、即列车上的移动终端可能需要在A和B、或者B和C之间切换。

步骤103，依据当前移动终端的移动状态属性值和当前宏小区的区域状态属性值，执行相应的通信策略。

具体的，可以在网络侧数据库中维护一个移动状态属性值、区域状态属性值和通信策略的映射关系表：

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为高速移动、或待确认时，相应的通信策略为：为移动终端分配无线连接，并为其提供优先级高的服务质量(QOS，Quality ofService)业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为非高速移动时，相应的通信策略为：拒绝为所述移动终端分配无线连接和提供QOS业务保障、或者为所述移动终端分配无线连接，并提供优先级低的QOS业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车已经离开时，相应的通信策略为：为移动终端分配无线连接，并提供优先级高的QOS业务保障。

其中，对于通信策略的QOS业务保障，可以根据需要预先对其进行等级划分，较佳地，可以划分为两个等级、即优先级高和优先级低；进一步地，还可以将优先级高的QOS业务保障、或者优先级低的QOS业务保障再进行等级的划分、如第一优先级、第二优先级等，在实际应用中，根据网络环境或用户需求等因素、或者依据预先定制的策略为用户提供相应级别的QOS业务保障。

通过上述通信策略可以看出，当逻辑宏小区内同时含有高速移动用户和非高速移动用户时，网络侧优先服务高速移动用户，为其提供较高级别的QOS业务保障，如此高速移动用户就有较多的无线资源可以使用；当逻辑宏小区内只含有非高速移动用户时，网络侧才为非高速移动用户提供正常的QOS业务保障、即较高级别的QOS业务保障。如果此时当前逻辑宏小区内接入了高速移动用户，则网络侧释放掉非高速移动用户的无线连接，或者降低其QOS业务保障等级，优先服务于高速移动用户。

为了实现上述通信方法，本发明提供了一种通信系统，如图3所示，包括：属性设置模块10和策略执行模块20，其中，

属性设置模块10，用于确认接入当前逻辑宏小区的移动终端的移动状态属性值；还用于确认当前逻辑宏小区区域状态属性值；

策略执行模块20，用于依据移动状态的属性值和区域状态的属性值，执行相应的通信策略。

该系统还可以包括数据库30，用于存储移动状态属性值和区域状态属性值；还用于存储动状态属性值、区域状态的属性值和通信策略的映射关系；

相应的，属性设置模块10，进一步用于对数据库30中的移动状态属性值和区域状态属性值进行确认；

策略执行模块20，进一步用于依据数据库30中映射关系，和移动状态属性值和区域状态属性值，执行相应的通信策略。

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。

Claims (9)

1.一种高速移动场景下的通信方法，其特征在于，移动终端接入当前逻辑宏小区，该方法还包括：

确认所述移动终端的移动状态属性值，所述移动状态属性值至少包括：高速移动、非高速移动和待确认三个状态；

确认当前逻辑宏小区的区域状态属性值，所述区域状态属性值至少包括：高速列车即将到达或者正在通过和高速列车已经离开两个状态；

依据当前移动终端的移动状态属性值和当前逻辑宏小区的区域状态属性值，执行相应的通信策略；其中，

所述通信策略包括：当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为高速移动或待确认时，为所述移动终端分配无线连接，并为其提供优先级高的服务质量QOS业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为非高速移动时，拒绝为所述移动终端分配无线连接和提供QOS业务保障、或者为所述移动终端分配无线连接，并提供优先级低的QOS业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车已经离开时，为所述移动终端分配无线连接，并提供先级高的QOS业务保障。

2.根据权利要求1所述高速移动场景下的通信方法，其特征在于，

所述移动状态属性值、区域状态属性值维护在网络侧数据库中。

3.根据权利要求2所述高速移动场景下的通信方法，其特征在于，所述移动终端的无线连接被释放时，确认所述移动终端的移动状态属性值，具体为：

当所述移动终端被无线连接释放时，启动预设的定时器；

当定时器超时，所述移动终端没有发起无线连接时，将所述移动状态属性值设置为待确认；否则，在所述定时器内判断网络侧数据库中是否含有所述移动终端的服务记录和接入记录；如果是，将所述移动状态属性值设置为最近一次服务记录或接入记录对应的移动状态；如果否，将所述移动状态属性值设置为待确认。

4.根据权利要求2所述高速移动场景下的通信方法，其特征在于，所述移动终端在使用无线连接时，确认所述移动终端的移动状态属性值，具体为：

当所述移动终端在当前逻辑宏小区的服务时长大于等于预设的时长门限值时，将所述移动状态属性值设置为非高速移动；否则，将所述移动状态属性值设置为高速移动；

或者，当所述移动终端反向链路的环路延时RTD斜率变化值大于等于预设的斜率门限值时，将所述移动状态属性值设置为高速移动；否则，将所述移动状态属性值设置为非高速移动。

5.根据权利要求3或4所述高速移动场景下的通信方法，其特征在于，所述确认当前逻辑宏小区的区域状态属性值，具体为：

当前逻辑宏小区中含有处于高速移动状态的移动终端时，将所述区域状态属性值设置为高速列车即将到达或者正在通过；当前逻辑宏小区中没有含有处于高速移动状态的移动终端时，将所述区域状态属性值设置为高速列车已经离开。

6.根据权利要求5所述高速移动场景下的通信方法，其特征在于，该方法进一步包括：依据当前逻辑宏小区的区域状态属性值，确认当前逻辑宏小区的相邻逻辑宏小区的区域状态属性值。

7.根据权利要求5所述高速移动场景下的通信方法，其特征在于，该方法进一步包括：在所述网络侧数据库中建立所述移动状态属性值、区域状态属性值和所述通信策略的映射关系。

8.一种高速移动场景下的通信系统，其特征在于，该系统包括：

属性设置模块，用于确认接入当前逻辑宏小区的移动终端的移动状态属性值，所述移动状态属性值至少包括：高速移动、非高速移动和待确认三个状态；还用于确认当前逻辑宏小区区域状态属性值，所述区域状态属性值至少包括：高速列车即将到达或者正在通过和高速列车已经离开两个状态；

策略执行模块，用于依据移动状态属性值和区域状态属性值，执行相应的通信策略；其中，

所述通信策略包括：当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为高速移动、或待确认时，为所述移动终端分配无线连接，并为其提供优先级高的服务质量QOS业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车即将到达或者正在通过，且移动终端的移动状态属性值为非高速移动时，拒绝为所述移动终端分配无线连接和提供QOS业务保障、或者为所述移动终端分配无线连接，并提供优先级低的QOS业务保障；

当前逻辑宏小区的区域状态属性值为高速列车已经离开时，为所述移动终端分配无线连接，并提供先级高的QOS业务保障。

9.根据权利要求8所述高速移动场景下的通信系统，其特征在于，该系统进一步包括数据库，用于存储所述移动状态属性值和所述区域状态属性值；还用于存储所述移动状态属性值、区域状态属性值和所述通信策略的映射关系；

相应的，所述属性设置模块，进一步用于对所述数据库中的移动状态属性值和区域状态属性值进行确认；

所述策略执行模块，进一步用于依据所述数据库中所述映射关系，和所述移动状态属性值和区域状态属性值，执行相应的通信策略。

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