CN102244907B - 一种无线通信中快速切换的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种无线通信中快速切换的方法，该方法包括终端根据周期测量参数信息选择目标基站，终端通过服务基站向目标基站申请切换专用无线资源；还可以包括终端选择目标基站后，预先发送注册信息，目标基站存储该注册信息，在终端接入后完成快速注册；终端选择目标基站的同时，还可以根据周期测量参数信息，计算与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。本发明还提出了一种支持上述方法的终端和基站装置。终端包括周期测量单元、切换判决单元、切换触发单元、资源接收单元和切换接入单元。基站包括切换资源管理单元。本发明提出的方法和装置，可以减少切换过程所花费的时间，提高切换过程的可靠性，并且易于实现；能够满足无线通信系统对切换过程延迟的要求。

Description

一种无线通信中快速切换的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信中快速切换的方法、终端和基站。

背景技术

在无线通信过程中，终端在移动过程中，为获得较好的通信质量，会在不同的基站之间进行切换。

在现有的通信技术中(如LTE或UMTS)，终端在基站之间切换过程如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤1，服务基站根据终端上报的测量信息，选择终端要切换的目标基站；

步骤2，服务基站向目标基站发送切换申请消息，同时发送终端上下文信息用于申请分配终端切换专用资源；

步骤3，目标基站根据终端上下文信息，为终端分配切换专用资源；

步骤4，目标基站向服务基站发送切换响应消息，通知分配的切换专用资源；

步骤5，服务基站接收到目标基站的切换响应消息后，向终端发送切换指示消息，通知终端切换；

步骤6，终端收到服务基站的切换指示消息后，利用获得的切换专用资源接入目标基站；

步骤7，终端在接入目标基站后，向目标基站发送注册消息，申请注册；

步骤8，目标基站为终端进行注册；

步骤9，终端在目标基站下注册后，目标基站发送切换完成消息，通知服务基站终端已经切换成功；

上述现有技术中至少存在如下问题：

在步骤1中，目标基站继续根据终端上报的测量信息来选择切换的目标基站，而终端测量上报过程可能会因为终端与服务基站间的链路质量下降影响其可靠性，进而影响服务基站选择目标基站的准确性，导致切换过程的失败，或者，终端测量上报过程可能会因为与服务基站之间的链路质量下降出现延迟，进而使服务基站选择目标基站需要花费较长的处理时间。

在步骤7中，终端在接入目标基站后，再发送注册消息向目标基站申请注册，由于注册消息携带较多终端相关信息，消息长度较长，会导致消息发送所需时间较长，因此终端注册可能需要花费较多时间，并且，由于注册消息发送时间较长，过程中空中链路质量下降导致注册消息发送失败的可能性也会增加，也就增加了注册过程失败率，导致切换过程不可靠性增加。

综上所述，现有技术提供的切换处理过程，使得切换过程可能需要花费的时间较长，无法满足通信系统对切换延迟的要求，特别是高速移动环境中的终端(例如高速铁路上的终端等)的切换要求。

发明内容

本发明的实施例提供了一种无线通信中快速切换的方法和装置，能有效降低切换过程花费的时间，满足通信系统中对切换延迟的要求。

本发明提出一种无线通信中快速切换的方法，包括终端根据周期测量参数信息选择目标基站；终端通过服务基站向目标基站申请切换专用无线资源。

进一步的，本方法还包括：终端选择目标基站后，通过服务基站向目标基站预先发送终端注册信息，目标基站存储终端预先发送的终端注册信息，在终端成功接入后，目标基站根据该注册信息向核心网发送终端注册信息，完成快速注册。

优选的，终端根据周期测量参数信息选择目标基站具体为：终端与服务基站通信过程中，周期性测量服务基站及相邻基站信号强度，当某一相邻基站信号强度符合切换条件时，终端选择此基站为目标基站。

进一步的，在所述终端根据周期测量参数信息选择目标基站的同时，终端还周期性测量服务基站及相邻基站的同步信号，根据周期测量结果，计算确定与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。

进一步的，终端在通过服务基站向目标基站申请切换专用无线资源的同时，还可以通过服务基站获取目标基站的公共信道资源，在获取目标基站的公共信道资源后，通过所述公共信道资源，获取与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。

本发明还提出了一种支持上述快速切换方法的终端，该终端包括：

周期测量单元，用于在预定周期内测量服务基站及相邻基站的信号参数信息，为切换判断做准备，并将测量结果发送至所述切换判断单元；

切换判决单元包括基本判断模块和目标基站选择模块，基本判断模块用于根据所述周期测量单元发送的测量结果，判决是否发起切换，并将判决结果发送至所述切换触发单元，目标基站选择模块用于根据周期测量单元发送的测量结果和预定条件，选择目标基站；进一步的，切换判决单元还可以包括链路预算模块：链路预算模块，用于根据目标基站选择模块的选择结果和所述周期测量单元的测量结果，计算确定与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。

切换触发单元包括切换专用资源申请模块和公共信道资源获取模块，切换专用资源申请模块用于当所述切换判决单元判决为发起切换时，通知服务基站代为向目标基站申请切换专用的无线资源，公共信道资源获取模块用于当所述切换判决单元判决为发起切换时，通知服务基站代为获取目标基站的公共信道资源；进一步的，切换触发单元还可以包括快速注册申请模块，用于当所述切换判决单元判决为发起切换时，通知服务基站代为向目标基站申请切换中进行快速注册；

资源接收单元，用于在切换触发单元触发切换后，接收所述服务基站代为向目标基站申请所得到的切换专用无线资源和获取到的目标基站公共信道资源；

切换接入单元，用于在资源接收单元接收切换专用无线资源后，在切换专用无线资源上完成向目标基站的接入过程。

本发明还提出了一种支持上述快速切换方法的基站，该基站包括切换资源管理单元，用于根据终端指示，代终端申请切换专用无线资源和目标基站公共信道资源，代终端接收目标基站分配的切换专用无线资源和获取目标基站公共信道资源；根据终端申请，为终端分配切换专用无线资源，并将所述切换专用无线资源和公共信道资源通知服务基站。

优选的，切换资源管理单元可以进一步包括：切换专用资源申请模块，用于在作为服务基站时，根据终端指示，代终端向目标基站申请切换专用无线资源；切换专用资源接收模块，用于在作为服务基站时，根据终端指示，代终端接收目标基站分配的切换专用无线资源；切换专用资源分配模块，用于在作为目标基站时，根据终端申请，为终端分配切换专用无线资源；切换专用资源通知模块，用于将所述切换专用无线资源模块分配的切换专用资源对应的切换专用资源信息通知给服务基站。

进一步的，本基站还可以包括快速注册单元，用于根据终端指示，代终端申请在切换中快速注册；存储终端预先发送的注册信息，为终端进行快速注册；更进一步的，快速注册单元可以包括：注册申请模块，用于在作为服务基站时，根据终端指示，代终端申请在切换中快速注册；注册信息存储模块，用于在作为目标基站时，存储终端在触发切换后预先发送的注册信息；注册操作模块，用于在作为目标基站时，在终端接入时，根据所述注册信息存储模块中存储的注册信息，为终端进行快速注册。

本发明提出的方法和装置，能够有效减少切换过程中所花费的时间，提高切换过程的可靠性，并且易于实现；完全能够满足无线通信系统对切换过程延迟的不同要求。

附图说明

图1是现有技术中的切换过程示意图；

图2是实施例一的快速切换处理过程示意图；

图3是实施例二的快速切换处理过程示意图；

图4是实施例三的快速切换处理过程示意图；

图5是本发明实施例提供的终端装置的实现结构示意图；

图6为本发明实施例提供的基站装置的实现结构示意图。

具体实施方式

在本发明提供的方法中，终端根据周期测量参数信息选择目标基站，终端通过服务基站向目标基站申请切换专用无线资源(如用于接入目标基站的专用信道资源)，终端利用该资源接入目标基站；同时，终端还可以通过服务基站去获取目标基站的公共信道信息(如广播信道，随机接入信道，测距信道等)，以便终端更新目标基站公共信道信息。

在上述方法中，终端周期测量参数信息可以包括但不限于服务基站及相邻基站的信号强度、信噪比和同步信号等参数信息。终端与服务基站通信过程中，可以周期性测量服务基站及相邻基站信号强度，当某一相邻基站信号强度符合切换条件时，终端可以选择此基站为目标基站。当然，本领域的技术人员完全可以根据不同系统特点而使用其他参数作为度量来选择目标基站。

在上述过程中，终端还可以根据进一步的根据周期性测量参数信息，如服务基站及其相邻基站的同步信号来计算确定与目标基站的定时偏差，频率偏差及路径损耗等链路预算信息或其任意组合，从而可省略接入目标基站时的测距等过程，进一步减少切换过程持续的时间。当然，终端也可以在接入目标基站时通过在公共信道上执行测距等过程，获取与目标基站的定时偏差、频率偏差及路径损耗等链路预算信息中的一项或多项组合。

在上述过程中，终端还可以在通过服务基站向目标基站申请切换专用无线资源的同时，将注册信息通过服务基站发送给目标基站，让目标基站预先存储，以便在终端利用切换专用无线资源接入目标基站时，目标基站能够利用预先存储的终端注册信息，为该终端快速注册，有效减少终端在切换过程中在目标基站注册的操作时间，并提高注册过程的成功率，进一步提高切换过程可靠性的同时，也进一步降低切换延迟。

为便于对本发明实施例的理解，下面将以几个具体的应用实施为例对本发明实施例的具体实现做进一步的说明。

实施例一：

如图2所示，在本实施例中，切换处理过程具体包括以下步骤：

步骤2-1，终端根据周期测量参数信息，选择将要切换的目标基站；优选的，终端可以根据周期测量得到的服务基站及相邻基站的信号强度，做出切换决定，当某一相邻基站信号强度符合切换条件时，终端将此基站设为切换的目标基站；

步骤2-2，终端向服务基站发送切换触发消息，指示服务基站代其向目标基站申请切换专用资源及获取目标基站的公共信道信息；其中公共信道信息，可以包括当前目标基站的测距信道、广播信道、随机接入信道等相关信息；

步骤2-3，服务基站接收到终端发送的切换触发消息，向目标基站发送切换申请消息，代终端向目标基站申请切换专用资源并获取目标基站公共信道信息；

步骤2-4，目标基站接收到服务基站的切换申请消息，为该终端分配切换专用的无线资源；目标基站为终端分配的切换专用无线资源，可以是终端接入目标基站时的专用接入信道信息，使终端可以不必通过公共接入信道而是在专用接入信道上接入目标基站，从而避免与其他终端发生碰撞，提高接入成功率，进而提高切换成功率；

步骤2-5，目标基站向服务基站发送切换申请响应消息，其中包含目标基站分配给该终端的切换专用无线资源信息，以及目标基站的公共信道信息；

步骤2-6，服务基站接收到目标基站的切换申请响应消息后，将其透传给终端；

步骤2-7，终端接收到切换申请响应消息后，利用目标基站为其分配的切换专用无线资源信息(如专用接入信道信息)，在专用接入信道上接入目标基站；终端根据切换申请响应消息中携带的目标基站公共信道信息，更新其维护的目标基站公共信道信息；终端执行切换操作的时间，可在接收到切换申请响应消息后立即执行切换操作，也可在接收到切换申请响应消息后自行确定；

步骤2-8，终端在接入目标基站后，向目标基站发送注册信息，申请注册；

步骤2-9，目标基站为终端进行注册；

步骤2-10，终端在目标基站下注册后，目标基站发送切换完成消息给服务基站，通知终端切换完成；目标基站也可以通过网络侧直接通知服务基站移动切换完成。

由上述过程的步骤2-1～步骤2-4可见，终端根据周期测量参数信息选择目标基站，而无需服务基站根据终端上报测量信息选择目标基站，能有效减少目标基站选择过程的操作时间，同时增加目标基站选择结果的可高性，提高切换成功率；通过服务基站申请切换专用无线资源，终端可以使用获得的专用接入信道接入目标基站，从而避免终端碰撞，提高接入和切换的成功率。

因此，上述无线通信中快速切换的实施过程能够有效降低切换过程花费的时间，满足通信系统中对切换延迟的要求。

实施例二：

在本发明的另一个实施例中，切换的过程与实施例一类似，如图3所示。不同之处在于：终端向服务基站发送切换触发消息，不仅指示服务基站代其向目标基站申请切换专用资以及获取目标基站的公共信道信息，终端还指示服务基站代其向目标基站申请快速注册；服务基站向目标基站发送的切换申请消息中，还携带了终端的注册信息；目标基站接收并存储该终端的注册信息；目标基站在终端接入后，根据预先存储的终端注册信息，为该终端进行快速注册。这一改进中，终端通过服务基站向目标基站预先发送终端注册信息，目标基站存储该信息，在终端接入后，目标基站根据该注册信息向核心网发送所述终端注册信息，完成快速注册。

由此可知，本实施给出的快速切换过程在实施例一的基础上，通过预先发送终端的注册消息而进行快速注册，节约了注册过程花费的时间，进一步有效降低了切换过程花费的时间，同时提高了注册成功率。

在本发明的上述两个实施例中，终端还可以获得目标基站的公共信道资源后，利用目标基站的公共信道执行测距等过程，获取与目标基站的定时偏差、频率偏差及路径损耗等链路预算信息中的一项或多项组合。本发明的另一个实施例对上述的获取链路预算信息的过程做出了改进。

实施例三

如图4所示，在本实施例中，终端在根据周期测量参数信息选择目标基站的同时，终端还根据周期测量参数信息(如服务基站及相邻基站的同步信号强度)，计算确定与目标基站的定时偏差、频率偏差及路径损耗等链路预算信息。这样做，可以优化掉终端在接入目标基站时测距等过程。从而进一步节省终端切换过程的时间。

本发明还提出了支持上述切换过程的终端装置，如图5所示。该终端主要包括周期测量单元、切换判决单元、切换触发单元、资源接收单元和切换接入单元：

周期测量单元在预定周期内测量服务基站及相邻基站的信号参数信息，并将测量结果发送至所述切换判断单元。

切换判决单元包括基本判断模块和目标基站选择模块；其中基本判断模块根据周期测量单元发送的测量结果，判决是否发起切换，并将判决结果发送给切换触发单元，其中目标基站选择模块用于根据周期测量单元发送的测量结果和预定条件，选择目标基站。进一步的，切换判决单元还可以包括链路预算模块，该模块可以根据目标基站选择模块的选择结果和所述周期测量单元的测量结果，计算确定与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。

切换触发单元包括切换专用资源申请模块和公共信道资源获取模块；当切换判决单元判决为发起切换时，切换专用资源申请模块通知服务基站代为向目标基站申请切换专用的无线资源，公共信道资源获取模块通知服务基站代为获取目标基站的公共信道资源。进一步的，切换触发单元还可以包括快速注册申请模块，当所述切换判决单元判决为发起切换时，该模块通知服务基站代为向目标基站申请切换中进行快速注册。

资源接收单元在切换触发单元触发切换后，接收服务基站代为向目标基站申请所得到的切换专用无线资源和获取到的目标基站公共信道资源；

切换接入单元在资源接收单元接收切换专用无线资源后，在该无线资源上完成向目标基站的接入过程。

本发明本还提出了一种支持快速切换的基站，如图6所示。本基站主要包括切换资源管理单元，用于根据终端指示，代终端申请切换专用无线资源和目标基站公共信道资源，接收目标基站分配的切换专用无线资源和获取目标基站公共信道资源；根据终端申请，为终端分配切换专用无线资源，并将分配的切换专用无线资源和公共信道资源通知服务基站。

进一步的，上述基站中的切换资源管理单元还可以包括切换专用资源申请模块、切换专用资源接收模块、切换专用资源分配模块和切换专用资源通知模块。当基站作为服务基站时，切换专用资源申请模块根据终端指示，代终端向目标基站申请切换专用无线资源，切换专用资源接收模块根据终端指示，代终端接收目标基站分配的切换专用无线资源；当基站作为目标基站时，切换专用资源分配模块根据终端申请，为终端分配切换专用无线资源，切换专用资源通知模块将切换专用资源信息通知给服务基站。

该基站还可以包括快速注册单元，用于根据终端指示，代终端申请在切换中快速注册；存储终端预先发送的注册信息；为终端进行快速注册。快速注册单元中可以包含注册申请模块、注册信息存储模块和注册操作模块。当该基站为服务基站时，注册申请模块根据终端指示，代终端申请在切换中快速注册；当基站为目标基站时，注册信息存储模块存储终端在触发切换后预先发送的注册信息，注册操作模块在终端接入时，根据存储的注册信息，为终端进行快速注册。

由上述可知，在本发明实施例中提供的切换处理过程中，由终端根据周期测量参数信息选取切换的目标基站，触发切换，并在切换过程中实现终端接入目标基站的快速注册，能提高切换过程的可靠性，有效减少切换过程中所花费的时间，从而满足无线通信系统对切换过程低延迟的要求，总之，本发明实施例提供的切换实现过程具有延迟较低、可靠性较高，易于实现等优点。

由本发明的上述若干实施例的技术方案可知，由终端根据周期测量参数信息选择切换的目标基站，而不是由服务基站根据终端上报测量信息选择切换的目标基站，省去了终端测量上报过程，能有效减少切换过程中选择目标基站所花费的处理时间，提高目标基站选择的准确性；而且，通过服务基站向目标基站预先发送终端的注册消息，使得目标基站能提前存储终端注册消息，在终端接入目标基站时为其进行快速注册，从而有效节约了注册过程花费的时间，同时提高注册成功率；更进一步的，终端可以根据周期测量参数信息，计算与目标基站的定时偏差、频率偏差和路径损耗等信息，省掉接入时通过目标基站公共信道资源的测距等过程，进一步降低了切换过程花费的时间。

综上所述，本发明提出的方法和装置，能确保切换过程的可靠性，有效减少切换过程中所花费的时间，具有延迟较低、可靠性较高和易于实现等优点；满足无线通信系统对切换过程低延迟的要求。

应当指出，本文以上部分对本发明的具体实施进行了详细的描述，但其仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。对于所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变化、替换、改进和润饰，均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线通信中快速切换的方法，其特征在于，该方法包括终端根据周期测量参数信息选择目标基站；终端通过服务基站向目标基站申请切换专用无线资源，所述终端选择目标基站后，通过服务基站向目标基站预先发送终端注册信息，目标基站存储终端预先发送的终端注册信息，在所述终端成功接入后，所述目标基站根据该注册信息向核心网发送所述终端注册信息，完成快速注册。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端根据周期测量参数信息选择目标基站具体是：终端与服务基站通信过程中，周期性测量服务基站及相邻基站信号强度，当某一相邻基站信号强度符合切换条件时，终端选择此基站为目标基站。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述终端根据周期测量参数信息选择目标基站的同时，终端还周期性测量服务基站及相邻基站的同步信号，根据周期测量结果，计算确定与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：在所述终端通过服务基站向目标基站申请切换专用无线资源的同时，所述终端还通过服务基站获取目标基站的公共信道资源，在获取目标基站的公共信道资源后，通过所述公共信道资源，获取与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。

5.一种支持权利要求1所述方法的终端，其特征在于，包括周期测量单元、切换判决单元、切换触发单元、资源接收单元和切换接入单元：

所述周期测量单元，用于在预定周期内测量服务基站及相邻基站的信号参数信息，为切换判断做准备，并将测量结果发送至所述切换判断单元；

所述切换判决单元包括基本判断模块和目标基站选择模块，所述基本判断模块用于根据所述周期测量单元发送的测量结果，判决是否发起切换，并将判决结果发送至所述切换触发单元，所述目标基站选择模块用于根据周期测量单元发送的测量结果和预定条件，选择目标基站；

所述切换触发单元包括切换专用资源申请模块和公共信道资源获取模块，所述切换专用资源申请模块用于当所述切换判决单元判决为发起切换时，通知服务基站代为向目标基站申请切换专用的无线资源，所述公共信道资源获取模块用于当所述切换判决单元判决为发起切换时，通知服务基站代为获取目标基站的公共信道资源；

所述资源接收单元，用于在所述切换触发单元触发切换后，接收所述服务基站代为向目标基站申请所得到的切换专用无线资源和获取到的目标基站公共信道资源；

所述切换接入单元，用于在所述资源接收单元接收切换专用无线资源后，在所述切换专用无线资源上完成向目标基站的接入过程；

所述切换触发单元还包括快速注册申请模块，用于当所述切换判决单元判决为发起切换时，通知服务基站代为向目标基站申请切换中进行快速注册。

6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述切换判决单元还包括链路预算模块：所述链路预算模块，用于根据目标基站选择模块的选择结果和所述周期测量单元的测量结果，计算确定与目标基站的定时偏差、频率偏差、路径损耗或其任意组合。

7.一种支持权利要求1所述方法的基站，其特征在于，所述基站包括切换资源管理单元，用于根据终端指示，代终端申请切换专用无线资源和目标基站公共信道资源，代终端接收目标基站分配的切换专用无线资源和获取目标基站公共信道资源；根据终端申请，为终端分配切换专用无线资源，并将所述切换专用无线资源和公共信道资源通知服务基站；

所述切换资源管理单元包括切换专用资源申请模块、切换专用资源接收模块、切换专用资源分配模块和切换专用资源通知模块：

所述切换专用资源申请模块，用于在作为服务基站时，根据终端指示，代终端向目标基站申请切换专用无线资源；

所述切换专用资源接收模块，用于在作为服务基站时，根据终端指示，代终端接收目标基站分配的切换专用无线资源；

所述切换专用资源分配模块，用于在作为目标基站时，根据终端申请，为终端分配切换专用无线资源；

所述切换专用资源通知模块，用于将所述切换专用无线资源模块分配的切换专用资源对应的切换专用资源信息通知给服务基站。

8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述基站还包括快速注册单元，用于根据终端指示，代终端申请在切换中快速注册；存储终端预先发送的注册信息，为终端进行快速注册。

9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述快速注册单元包括注册申请模块、注册信息存储模块和注册操作模块：

所述注册申请模块，用于在作为服务基站时，根据终端指示，代终端申请在切换中快速注册；

所述注册信息存储模块，用于在作为目标基站时，存储终端在触发切换后预先发送的注册信息；

所述注册操作模块，用于在作为目标基站时，在终端接入时，根据所述注册信息存储模块中存储的注册信息，为终端进行快速注册。