CN102149126A - 一种连接模式下异频/异系统测量时段控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连接模式下异频/异系统测量时段控制方法，属于移动通信多模接入控制技术领域，本发明利用终端的测量上报消息来告知网络终端需要的测量时段长度或是异频操作需求，从而使得网络精确下达测量控制命令，网络可以根据终端实际的测量时段需求进行精确的控制，一方面达到了满足终端测量时段的需求，避免了网络配置测量时段长度的盲目性，另一方面，最大程度减少由于测量时段带来数据传输中断传输、影响平均数据传输速率的问题。
Description
发明领域
本发明属于移动通信多模接入控制技术领域，特别涉及一种连接模式下异频/异系统测量时段控制方法。
背景技术
在移动通信的发展初期，各个移动通信系统都是独立运作，也就是GSM系统，有自己的BTS接入系统和GSM终端，TD-SCDMA系统有自己的RAN接入系统和TD-SCDMA终端。不同接入技术之间使用的终端都是针对不同的接入系统而设计的。为了增加终端的使用范围，以及方便用户使用同一终端可以接入不同的网络，自然出现了多模终端的需求；终端支持多模接入技术不仅来自用户自身的需求，同时也是不同运营商的需求，运营商希望客户可以自然的从一种接入技术升级到另外一种接入技术上。加之，随着移动通信技术的发展，终端芯片处理能力的提高，使得一个终端可以同时支持多模接入技术成为可能。但是目前不同接入技术的终端的互操作上解决方案不是很理想。在实际的终端实现中，为了终端成本和省电角度考虑，基本采用单射频方案，也就是不同的接入技术共用一套射频系统，终端通过控制射频的工作方式来完成对不同接入技术信号的接收和发送。这种方法已经广泛应用到TD-SCDMA和GSM双模终端，在空闲模式下，无论是哪种无线接入系统，由于处于省电的考虑，采用了非连续接收(简称：DRX)技术，所以终端容易找到足够的时间对其他系统进行操作。但是在连接模式下，终端在进行连续的业务数据的收发，终端的射频系统处于空闲时间非常少，那么终端如何确定有足够的时间，以及计算出特定的时段对异系统进行处理，是一个比较大的问题，也是目前多模设计中一个大的难点。对于GSM、TD-SCDMA系统，在话音业务上，不同的接入技术之间互操作得到很好的解决，在TD-SCDMA和GSM系统，每个频点在时间上都分成了8个时隙，在话音业务的时候，仅仅占用了一个上行和一个下行，总计2个时隙的时间，这样最多可以有6个时隙时间进行不同接入技术之间的操作，这段时间终端已经有足够的时间进行异系统测量或是其他操作。但是在TD-SCDMA或是GSM(EDGE技术)的数据业务传输中，所有时隙都可能进行业务数据承载传输，终端几乎没有时间进行异系统的操作，特别对于高速分组接入系统(简称HSPA)，此问题显得特别明显。
为了解决这个问题，在增强的高速分组接入(简称HSPA+)设计中，引入了测量时段的概念。在TD-SCDMA系统中，由于在HSPA+中，引入了副载波时隙0(简称：TS0)在CELL-FACH和CELL-DCH状态可以作为控制信道和业务信道使用。在TS25.331 V9.0.0版本8.5.11章节的描述，其原理是在增强的CELL-FACH状态下，并且是副载波的TS0用于业务信道或是控制信道，那么网络将配置测量时段，如图1所示，当TS0配置了控制信道或是业务信道的时候，在整个M_REP帧上，终端有一个无线帧可以用于测量，也就是在这个无线帧上，网络不对终端进行无线资源调度传输，M_REP是测量时段周期长度，其值等于2K，其中K来自网络广播的系统消息中。
而在LTE系统中，也同样采用了这种机制，具体参考TS36.331 V9.1.0版本，测量时段的计算方法如下：
SFN mod T＝FLOOR(gapoffset/10)……………………………(1)
subframe＝gapoffset mod 10
其中，T＝MGRP/10(见TS 36.133)，SFN是小区的系统帧号，在公式(1)中表示用于测量时间的开始帧号；MGRP(Measurement Gap Repetition Period)是测量间隔重复周期，可以取值40ms和80ms；gapoffset表示LTE终端可以用于测量开始帧号；subframe表示LTE子帧，一个LTE的SFN长度包括了10个subFrame子帧；FLOOR()函数表示向下取整运算。
因此，目前，无论是LTE系统还是TD-SCDMA系统，都已经提供相对固定的测量时段来解决异频或是异系统的处理，但是对于一个周围存在多个GSM小区的LTE小区或是TD-SCDMA小区，对邻近GSM小区进行测量的时段控制却存在极大问题。
根据TS45.008中的描述，以及中国通信标准化协会无线通信第九工作组(简称：CCSATC5WG9)大唐提交的331Q号文稿，GSM系统测量包括GSM载波上的宽带功率(简称：GSM carrier RSSI)测量和基站识别码(简称：BSIC)确认。终端按照BCCH carrier的RSSI测量值进行由高到低的排序，并依次对前8个或6个BCCH carrier进行BSIC初始确认。BSIC确认需要解码相应BCCHcarrier的同步信道(简称：SCH)。在CELL_DCH状态，网络配置UE是否进行BSIC确认，在CELL_FACH状态下，UE必须进行BSIC确认，BSIC确认分为初始确认和重确认。对于一个BCCH carrier的BSIC初始确认要求在5s内完成。一旦完成BSIC初始确认，为了维护已经识别出的8个或6个具有最强的GSM小区之间的定时关系需要周期性的进行BSIC重确认。如果最强的8个GSM小区发生变化，那么就需要对新的BCCH carrier做BSIC初始确认。由此可见，BSIC的初始确认和重确认是需要不停进行的。
BSIC初始确认是在不知道TD-SCDMA和GSM小区之间定时关系的情况下搜索和解码BSIC。根据GSM系统的帧结构可以大概得出进行BSIC初始确认所需要的时间，终端一般需要经过连续10个GSM时隙0(简称：TS0)时隙才能够读取到SCH信道，在最坏的情况下UE需要连续11个GSM TS0时隙，即需要8*11*15/26＝50.8ms(约11个TD-SCDMA子帧)完成对该GSM载波的定时同步，所以BSIC初始确认的时间就需要连续的(8*11+1)*15/26＝51.3ms。
可见，尽管LTE系统或者TD-SCDMA系统在进行异频测量或是异系统操作上都预留了时间，但是网络并不知道配置多长测量时段才合理，也即网络在什么时候需要配置比较长的测量时段，什么时候配置比较短的测量时段，如果网络配置的测量时段比较短，将导致终端没有足够的时间进行异频测量或是异系统的处理，如果网络配置的测量时段比较长，那么终端将放弃较长的时间进行数据传输，直接将导致了终端和网络之间的平均速率下降，影响用户的使用体验。特别地，在GSM作为邻近小区的时候，工作于LTE和TD-SCDMA系统的终端的移动可能导致GSM邻近小区随时发生改变，此时终端对每个新增加的GSM小区都需要50ms左右的时间进行BSIC初始确认，但是网络并不知道终端中最强6个最强GSM邻近小区实际变化情况，导致了网络无法精确进行测量时段的配置。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种使网络清楚地知道什么时候配置多长测量时段的方法，即连接模式下异频/异系统测量时段控制方法。
为解决以上问题，本发明提供一种连接模式下异频/异系统测量时段控制方法，包括以下步骤：
步骤1：终端正常进入到连接模式，在该状态下，终端和网络之间进行连续的数据传输；
步骤2：在连接模式下，终端收到来自网络的测量控制命令，在测量控制命令中，要求终端评估异频小区或是异系统小区的信号质量；
优选地，所述异频小区或是异系统小区是GSM小区时，包括要求进行初始BSIC确认。
步骤3：终端根据测量控制命令的要求，计算出总计需要额外的测量时段需求量；
所述测量时段是需要BSIC初始确认的GSM小区数或者是统计的时间值；
步骤4：终端将计算出的测量时段需求量，在测量报告中告知网络；
优选地，终端进一步要求网络停止在特定的时间进行调度。
步骤5：网络根据终端的测量时段长度的需求，以及目前网络的负荷量、终端上报的服务小区的信号质量以及终端的数据待传数据的缓存量，重新配置终端可以使用的测量时段，发送测量控制到终端；
优选地，所述重新配置测量控制及时进行或是延迟进行；
作为一种改进方式，步骤5还可以为：网络在收到测量报告之后，在已经授权的无线资源使用完毕后的下一帧开始停止对终端进行新的调度，终端在使用完网络已经授权的无线资源后，立即开始使用申请的测量时段。
步骤6：终端在测量时段完成异频测量或是异系统操作；
步骤7：终端将测量结果或操作结果上报给网络；
优选地，终端在上报测量结果或操作结果时，还包括测量时段需求判断，当终端上报新测量时段需求量时，重复步骤4到7；当终端未上报新测量时段需求量时，终端要求网络端配置回系统初始测量时段，网络重新配置回系统初始测量时段并使用测量控制命令要求终端回到系统初始测量时段。
与现有技术相比，本发明利用终端的测量上报消息来告知网络终端需要的测量时段长度或是异频操作需求，从而使得网络精确下达测量控制命令，网络可以根据终端实际的测量时段需求进行精确的控制，一方面达到了满足终端测量时段的需求，避免了网络配置测量时段长度的盲目性，另一方面，最大程度减少由于测量时段带来数据传输中断传输、影响平均数据传输速率的问题；进一步地，本发明能够在目前系统上的修改最小，与现有的终端和网络完全兼容。
附图说明
图1为现有技术TD-SCMDA系统测量时段示意图
图2为现有技术LTE系统测量时段示意图
图3为本发明异频/异系统测量时段控制流程图
图4为本发明实施例TD-SCDMA和GSM共网络场景
图5为本发明实施例一TD-SCMDA和GSM双模终端BSIC初始确认过程
图6为本发明实施例二TD-SCMDA和GSM双模终端BSIC初始确认过程
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种连接模式下异频/异系统测量时段控制方法作进一步详细说明，公知实现方式不再详述，以避免与本发明的内容存在不必要的混淆。
本发明可以广泛的应用到各种移动通信系统中，特别是需要网络配置测量时段的移动通信系统中。为了说明本发明实际的运用效果，下面给出了该发明在TD-SCDMAHSPA+系统中的应用实例。
目前，GSM是全球最大的移动通信网络，在很长一段时间GSM和TD-SCDMA HSPA+网络共存状态，目前的3GPP和CCSA标准都给出GSM和TD-SCDMA双网共存的技术要求，所以在TD-SCDMA模式下，必须解决如何对GSM进行测量，使用本发明，一直困扰多模测量的问题就会得到很好的解决。
以下实施例均选择一种典型的GSM和TD-SCDMA混合组网方式进行说明，具体如图4所示。该地区总计有6个基站，其中两个是TD-SCDMA基站，剩余是4个GSM的基站。在进行网络建设期间已经将TD-SCDMA Cell2、GSM Cell3、GSM Cell4、GSM Cell5、GSM Cell6都已经设置成TD-SCMDA Cell1小区的邻近小区。其中TD-SCMDA Cell1是服务小区，终端处于连接模式，正在进行连续的数据传输状态，终端在网络中移动，终端将根据检测到的Cell2～Cell6小区的信号质量状况，根据终端测量上报原则(具体参考TS25.331，相关的测量事件处理)不停的上报给网络，等待网络下发系统内或是系统间的切换命令。
一种优选实施例如图5所示，具体过程如下：
步骤A1：终端驻留在TD-SCDMA Cell1中，并且处于HSPA连输的数据调度传输，同时网络下发测量控制命令(简称：MeasurementControl)，在MeasurementControl中信息单元(简称：IE)NewInterRATCell中，根据目前的3GPP标准，网络最多可以下发32个GSM小区，在该实施例中，下发GSM Cell3、GSM Cell4、GSM Cell5、GSM Cell6，4个GSM邻近小区的信息，网络要求终端对这4个GSM小区进行监视。
步骤B1：终端利用网络配置了测量时段、如果没有测量时段，则终端必须在网络调度终端的空闲时间间隔，完成对GSM小区的RSSI测量和BSIC确认；
根据3GPP标准的要求，终端在连接模式下，同时可以监视32个GSM小区，并且信号最强的6个GSM小区进行BSIC确认，由于终端的移动，6个GSM小区有可能随时都发生变化，并且如果第一次BSIC确认不成功，终端还需要进行下一次BSIC初始确认过程，直到成功。在该实施例中，终端完全有可能同时对4个GSM小区进行初始的BSIC确认过程。根据该发明中的背景知识介绍，一个小区的初始BSIC的确认需要51.8ms。如果有多个GSM小区需要进行BSIC初始确认，且终端无法找到很长一段空闲调度时间间隔，那么终端计算出需要BSIC初始确认的总计时间；
所述时间单位可以是需要BSIC初始确认的GSM小区数，也可以是统计的时间值；
步骤C1：终端将计算得出的需要的测量时段时间长度，通过测量报告(简称MeasurementReport)通知网络。
优选地，为了该发明和标准兼容性。可以在measuremReport消息的IE的GSM_MeasuredResults中dummy进行上报。目前的3GPP TS25.331V9.0.0的标准的定义。Dummy定义为从46～173的整型数据，总计7比特长度，使用原有这7比特数据，终端可以上报5ms，10ms，15ms，…一直到(27-1)x5ms的测量时段需求，完全可以满足终端上报测量时段需要。
步骤D1：网络收到来自终端的measuremenReport消息，则网络根据MeasurementReport中的测量时段长度的需求，以及目前网络的负荷量、终端上报的服务小区的信号质量以及终端的数据待传数据的缓存量，重新配置终端可以使用的测量时段，发送测量控制(简称MeasurementControl)到终端；
如果measurementReport中给出终端需要的K(K为非零整数，5的整数倍)ms时间测量，那么在5秒内网络授权终端测量时段比正常测量时段上增加Kms时间。
在实际应用中，网络通过MeasurementControl消息可以使用两种方式授权终端测量时段，一种是根据终端的请求、网络停止相应的时间长度的调度，让终端进行GSM初始BSIC确认，另外一种是网络配置增加终端可以使用的测量时段时间长度完成初始的BSIC确认，在该发明中不做强制要求。
步骤E1：终端根据网络的MeasurementControl配置的测量时段，完成测量或操作，并且在下一次MeasurementReport中上报测量已完成；
进一步地，作为一定改进方式，在步骤E中终端在上报测量结果或操作结果时，还包括测量时段需求判断，当终端上报新测量时段需求量时，重复步骤D和E，当终端未上报新测量时段需求量时，进入步骤F，网络重新配置回系统初始测量时段并通过MeasurementControl消息发送测量控制到终端。
另一种优选实施例如图6所示，终端将需要的测量时段通知网络，要求网络在需要的测量时段内停止对终端的调度，网络在收到测量报告之后，在已经授权的无线资源使用完毕后的下一帧开始停止对终端进行新的调度，终端在使用完网络已经授权的无线资源后，立即开始使用申请的测量时段，若在测量时段内完成测量，则上报网络；否则再次申请新的测量时段，本实施具体过程如下：
步骤A2：终端驻留在TD-SCDMA小区上，并且进入连接模式，进行连续的上下行数据传输。在这个期间，终端收到来自网络的测量控制命令，要求终端对Cell3、Cell4、Cell5、Cell6四个小区进行BSIC确认过程(简称：BSICVerification)。由于终端位置的移动，终端不能确定需要进行初始BSIC确认的小区数，那么不能确定具体需要进行测量时间长度；
步骤B2：终端首先对四个GSM小区的RSSI进行测量，确定需要进行BSIC初始确认的小区数后，由于终端进行初始BSIC确认需要很长的时间(估计连续11个GSM无线帧，最长约50ms左右)，所以终端根据每个需要初始BSIC确认的时间需求量50ms，来计算出总计需要BSIC初始确认的时间，表示为50xKms(K是需要进行初始确认的GSM小区数)；
步骤C2：终端使用最近的测量报告通知网络终端需要测量时间量，网络在收到测量报告的下一帧开始停止对终端进行新的调度；
步骤D2：网络收到测量报告之后，继续执行完网络已经授权给终端的调度资源，在之后的50xKms时间内，网络不再调度终端进行数据传输。
步骤E2：终端处理完毕当前传输的信息交互，例如如果终端收到HS-SCCH(高速共享信号的控制信道)，则终端完成接收数据和回复网络确认之后，立即使用50xKms的时间进行需要进行初始BSIC确认操作；
步骤F2：如果在50xKms的时间内，终端完成了需要进行BSIC小区初始确认的操作，则终端进行正常的测量或者操作即可，在测量报告中不需要再提出额外的测量需求，进入步骤G2；如果在50xKms时间内，终端依然没有完成需要进行初始BSIC确认的操作，则终端回到步骤B2，直到所有需要进行初始BSIC确认的GSM小区操作完毕；
步骤G2：通过MeasurementReport上报测量结果。
Claims (7)
1.一种连接模式下异频/异系统测量时段控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：终端正常进入到连接模式，在该状态下，终端和网络之间进行连续的数据传输；
步骤2：在连接模式下，终端收到来自网络的测量控制命令，在测量控制命令中，要求终端评估异频小区或是异系统小区的信号质量；
步骤3：终端根据测量控制命令的要求，计算出总计需要额外的测量时段需求量；
步骤4：终端将计算出的测量时段需求量，在测量报告中告知网络；
步骤5：网络根据终端的测量时段长度的需求，以及目前网络的负荷量、终端上报的服务小区的信号质量以及终端的数据待传数据的缓存量，重新配置终端可以使用的测量时段，发送测量控制到终端；
步骤6：终端在测量时段完成异频测量或是异系统操作；
步骤7：终端将测量结果或操作结果上报给网络。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤2所述异频小区或是异系统小区是GSM小区时，包括要求进行初始BSIC的确认。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤3所述测量时段是需要BSIC初始确认的GSM小区数或者是统计的时间值。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤4所述终端进一步要求网络停止在特定的时间进行调度。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤5所述重新配置测量控制及时进行或是延迟进行。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤7所述终端在上报测量结果或操作结果时，还包括测量时段需求判断，当终端上报新测量时段需求量时，重复步骤4到7；当终端未上报新测量时段需求量时，终端要求网络端配置回系统初始测量时段，网络重新配置回系统初始测量时段并使用测量控制命令要求终端回到系统初始测量时段。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤5为网络在收到测量报告之后，在已经授权的无线资源使用完毕后的下一帧开始停止对终端进行新的调度，终端在使用完网络已经授权的无线资源后，立即开始使用申请的测量时段。
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