CN102421158B - 一种基于优先级和多参数的信道抢占切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于优先级和多参数的信道抢占切换方法，属于无线通信技术领域，该方法包括：在蜂窝小区内已无空闲信道可用的情况下，经向上切换到单蜂窝覆盖区内的切换呼叫和该蜂窝小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道进行抢占，被抢占信道的在线呼叫被迫执行向下切换，进入家庭基站小区内；在家庭基站小区内已无空闲信道可用的情况下，经向下切换到该家庭基站小区内的切换呼叫和该家庭基站小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道进行抢占，被抢占信道的在线呼叫被迫执行向上切换，进入蜂窝小区内。本发明具有显著改善互通系统的切换性能和提高提供给移动用户业务的服务质量的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种应用于宏基站和家庭基站混合网中的基于优先级和多参数的信道抢占切换方法。
背景技术
近年来，随着移动通信技术的不断发展和移动电话的不断普及，越来越多的人将移动电话作为最主要的通信工具。但据相关统计显示，全球移动通信中有60％-70％的业务量发生在室内。由于移动用户数量的爆炸式增长，已部署宏基站数量的不足以及用户生活环境的复杂性，导致现有2G/3G蜂窝网在室内覆盖的质量无法满足用户日益增长的业务需求。业界急需一种新的室内覆盖解决方案来分流现有2G/3G蜂窝网的压力。Femtocell技术应运而生。
Femtocell即毫微微蜂窝式基站，又称为家庭基站，主要用来解决楼宇及家庭内的网络覆盖问题。它基于IP宽带技术，通过用户已有的ADSL、LAN等宽带电路连接，远端由专用网关实现从IP网到2G/3G核心网的连通，具有超小型化、即插即用等创新特性。Femtocell覆盖范围小，带宽高，能够为移动用户提供高质量的语音和数据服务。2G/3G蜂窝网是目前最主要的无线通信网络，其覆盖范围大，带宽相对较低，能够为移动用户提供较高质量的语音和数据服务。因此，实现2G/3G蜂窝网与Femtocell的融合互通，则能使二者的优势互补，提高所提供业务的服务质量(Qos)，带给用户全新的体验。
网络间交换连接的过程称为切换。对于2G/3G蜂窝网与Femtocell互通系统而言，在宏基站和家庭基站混合网中，如图1所示，图中：1为单蜂窝覆盖区；2为家庭基站小区；3为双重覆盖区域；4为向上切换；5为向下切换；由家庭基站小区向蜂窝小区的切换过程称为向上切换(UH)，由蜂窝小区向家庭基站小区的切换过程称为向下切换(DH)。UH具有“强制性”，其理由是：移动用户从蜂窝小区进入家庭基站小区时如果不执行DH过程，其仍能通过保持与蜂窝网的连接而使通信不中断，但对于从家庭基站小区到蜂窝小区的UH过程，情况则完全不同。此时，移动用户离开了家庭基站小区，进入单蜂窝覆盖区内，如果UH不能及时进行，用户的通信过程将被迫中断。
T.L.Sheu等人2010年在“Wireless Networks”期刊上发表的论文“A Channel PreemptionModel for Vertical Handoff in a WLAN-embedded Cellular Network”中提出一种适用于蜂窝网与无线局域网(WLAN)互通系统的信道抢占垂直切换方案，其核心思想是：在蜂窝网与WLAN互通系统中，如果蜂窝小区内的所有有效信道已经被全部占用，单蜂窝覆盖区内的新增呼叫或经向上垂直切换过程到该单蜂窝覆盖区内的切换呼叫发现蜂窝网与WLAN双重覆盖区域内有蜂窝信道存在，则可对该类信道进行抢占。被抢占信道的在线蜂窝呼叫被迫执行向下垂直切换，进入WLAN覆盖区。
由于Femtocell相关标准化工作进展迟缓，现有标准中只是针对由家庭基站小区向蜂窝小区的切换过程进行了定义。近年来，随着Femtocell技术的广泛普及应用，针对蜂窝小区和家庭基站小区之间切换的研究逐渐增多，但是都没有涉及到信道抢占的切换。
目前，2G/3G蜂窝网中单个蜂窝小区和已获得推广应用的单个家庭基站小区所能容纳的用户数量都是非常有限的。在蜂窝小区或家庭基站小区内所有有效信道全部被占用的情况下，此时若有新增呼叫出现，根本无法获得有效信道来进行通信，从而导致新增呼叫阻塞率升高。在宏基站和家庭基站混合网中，如果双重覆盖区域内的在线呼叫经UH到达的单蜂窝覆盖区或经DH到达的家庭基站小区内没有空闲信道存在，切换呼叫就不能得到及时响应，引起分组延时增大甚至通信中断，导致切换呼叫丢失率升高，从而严重影响互通系统的切换性能和用户通信服务质量。
总之，Femtocell作为2G/3G蜂窝网在室内覆盖的有效补充，实现二者之间的双向切换是保障互通系统无缝移动性的关键。对切换呼叫的处理方式将直接影响到互通系统的切换性能和提供给移动用户业务的服务质量。
发明内容
本发明的目的是针对2G/3G蜂窝网与Femtocell互通系统中现有机制的不足，提出一种基于优先级和多参数的信道抢占切换方法，该方法充分考虑了互通系统中双向无缝切换的重要性和语音业务的实时性要求，可以解决互通系统中因小区容量受限而导致各种切换呼叫和新增呼叫无法得到响应的问题。该方法具有在保持蜂窝小区和家庭基站小区内高信道利用率的同时，降低双向切换呼叫丢失率，降低蜂窝小区和家庭基站小区内新增呼叫阻塞率，显著改善互通系统的切换性能和提供给移动用户业务的服务质量的有益效果。
本发明提出的一种基于优先级和多参数的信道抢占切换方法，其特征在于：在蜂窝小区内已无空闲信道可用的情况下，经UH到单蜂窝覆盖区内的切换呼叫和该蜂窝小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道进行抢占，从而能够接入到该蜂窝小区中进行通信，被抢占信道的在线呼叫被迫执行DH，进入家庭基站小区内；在家庭基站小区内已无空闲信道可用的情况下，经DH到该家庭基站小区内的切换呼叫和该家庭基站小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道进行抢占，从而能够接入到该家庭基站小区中进行通信，被抢占信道的在线呼叫被迫执行UH，进入蜂窝小区内；
该方法按照应用场景不同分为向上切换信道抢占和向下切换信道抢占两种情形：
1)向上切换信道抢占：包括以下步骤：
11)对蜂窝小区内所有等待响应的各类呼叫的优先级排序：
11-1)在蜂窝小区内，针对不同时刻到达的呼叫，且假设每个时刻只有一个呼叫，按照呼叫到达时刻的先后顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道；
11-2)在蜂窝小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，定义UH语音呼叫、UH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫的优先级从高到低依次排列；
11-3)在蜂窝小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫：
11-31)若在同一时刻到达的多个呼叫各不同类，则按照该多个呼叫的优先级顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道；
11-32)若在同一时刻到达的多个呼叫中包括两个或两个以上优先级相同的同类呼叫，则再按照其各自的呼叫产生地点与该蜂窝小区宏基站之间的距离从小到大的顺序来确定这多个同类呼叫的优先级顺序；
12)对双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后排序：
12-1)定义双重覆盖区域内在线语音呼叫的优先级高于在线数据呼叫的优先级；先抢占优先级较低的在线数据呼叫所占用的蜂窝小区信道，再抢占优先级较高的在线语音呼叫所占用的蜂窝小区信道；
12-2)在双重覆盖区域内，若仅存在一个在线呼叫(无论是语音还是数据呼叫)，则不存在所占信道被抢占的先后顺序问题，该在线呼叫所占用的蜂窝小区信道将被优先级最高的等待响应的呼叫抢占；
12-3)在双重覆盖区域内，若仅存在两个异类在线呼叫(一个语音呼叫和一个数据呼叫)，则优先级较低的在线数据呼叫所占信道先被抢占，优先级较高的在线语音呼叫所占信道后被抢占；
12-4)在双重覆盖区域内，若存在三个或三个以上在线呼叫，则其中必定包括两个或两个以上同类在线呼叫，对于这多个同类在线呼叫，则依次比较其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D和在线时长T三个参数大小来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
13)信道抢占与切换：
13-1)在蜂窝小区内，不同时刻到达的呼叫，且每个时刻只有一个呼叫，按照到达时刻的先后顺序，网络端根据对应时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，总是切掉对应时刻时上述排序中最靠前的在线呼叫，该等待响应的呼叫获得该被切在线呼叫所占用的蜂窝小区信道，得到响应；
13-2)在蜂窝小区内，同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，网络端根据该到达时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，依次切掉上述排序中最靠前的在线呼叫，该蜂窝小区内等待响应的呼叫根据从高到低的优先级顺序依次获得被切在线呼叫所占用的蜂窝小区信道(即优先级最高的等待响应的呼叫最先获得终端接收信号强度R最小的在线呼叫所占用的蜂窝小区信道，依此类推)，得到响应；若双重覆盖区域内被切在线呼叫总数等于蜂窝小区内等待响应的呼叫总数，该过程一直持续到所有等待响应的呼叫全部都得到响应为止；
13-3)若蜂窝小区内等待响应的呼叫总数大于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未抢占到信道的等待响应的呼叫则继续等待响应；若等待响应的呼叫总数小于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未被抢占信道的在线呼叫则继续占用原来蜂窝小区信道；
13-4)在双重覆盖区域内被抢占信道的在线呼叫被迫执行DH，进入家庭基站小区内；
2)向下切换信道抢占：包括以下步骤：
21)对家庭基站小区内所有等待响应的各类呼叫的优先级排序：
21-1)在家庭基站小区内，针对不同时刻到达的呼叫，且假设每个时刻只有一个呼叫，按照呼叫到达时刻的先后顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道；
21-2)在家庭基站小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，定义DH语音呼叫、DH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫的优先级从高到低依次排列；
21-3)在家庭基站小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫：
21-31)若在同一时刻到达的多个呼叫各不同类，则按照该多个呼叫的优先级顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道；
21-32)若在同一时刻到达的多个呼叫中包括两个或两个以上优先级相同的同类呼叫，则再按照其各自的呼叫产生地点与该家庭基站之间的距离从小到大的顺序来确定这多个同类呼叫的优先级顺序；
22)对双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后排序：
22-1)定义双重覆盖区域内在线语音呼叫的优先级高于在线数据呼叫的优先级；先抢占优先级较低的在线数据呼叫所占用的家庭基站小区信道，再抢占优先级较高的在线语音呼叫所占用的家庭基站小区信道；
22-2)在双重覆盖区域内，若仅存在一个在线呼叫(无论是语音还是数据呼叫)，则不存在所占信道被抢占的先后顺序问题，该在线呼叫所占用的家庭基站小区信道将被优先级最高的等待响应的呼叫抢占；
22-3)在双重覆盖区域内，若仅存在两个异类在线呼叫(一个语音呼叫和一个数据呼叫)，则优先级较低的在线数据呼叫所占信道先被抢占，优先级较高的在线语音呼叫所占信道后被抢占；
22-4)在双重覆盖区域内，若存在三个或三个以上在线呼叫，则其中必定包括两个或两个以上同类在线呼叫，对于这多个同类在线呼叫，则依次比较其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D和在线时长T三个参数大小来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
23)信道抢占与切换：
23-1)在家庭基站小区内，不同时刻到达的呼叫，且每个时刻只有一个呼叫，按照到达时刻的先后顺序，网络端根据对应时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，总是切掉对应时刻时上述排序中最靠前的在线呼叫，该等待响应的呼叫获得该被切在线呼叫所占用的家庭基站小区信道，得到响应；
23-2)在家庭基站小区内，同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，网络端根据该到达时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，依次切掉上述排序中最靠前的在线呼叫，该家庭基站小区内等待响应的呼叫根据从高到低的优先级顺序依次获得被切在线呼叫所占用的家庭基站小区信道(即优先级最高的等待响应的呼叫最先获得终端接收信号强度R最小的在线呼叫所占用的家庭基站小区信道，依此类推)，得到响应；若双重覆盖区域内被切在线呼叫总数等于家庭基站小区内等待响应的呼叫总数，该过程一直持续到所有等待响应的呼叫全部都得到响应为止；
23-3)若家庭基站小区内等待响应的呼叫总数大于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未抢占到信道的等待响应的呼叫则继续等待响应；若等待响应的呼叫总数小于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未被抢占信道的在线呼叫则继续占用原来家庭基站小区信道；
23-4)在双重覆盖区域内被抢占信道的在线呼叫被迫执行UH，进入蜂窝小区内。
本发明的特点及效果：
本发明只考虑家庭基站为热点覆盖的情形，即家庭基站小区非蜂窝网盲区；该方法赋予不同类型的呼叫不同等级的信道抢占权利，切实保障切换呼叫和语音呼叫的优先性，可改善互通系统的切换性能，提高语音通信服务质量；除此之外，针对双重覆盖区域内存在多个同类在线呼叫情况下的信道抢占规则顺序进行定义，完全避免了信道抢占的错乱，保证信道抢占有条不紊地进行，有效改善移动用户的通信质量。
附图说明
图1为2G/3G蜂窝网与Femtocell互通系统结构图；
图2为本发明的向上切换信道抢占流程图；
图3为本发明的向下切换信道抢占流程图；
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步详细阐述本发明。
本发明提出的一种基于优先级和多参数的信道抢占切换方法，其特征在于：在蜂窝小区内已无空闲信道可用的情况下，经UH到单蜂窝覆盖区内的切换呼叫和该蜂窝小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道进行抢占，从而能够接入到该蜂窝小区中进行通信，被抢占信道的在线呼叫被迫执行DH，进入家庭基站小区内；在家庭基站小区内已无空闲信道可用的情况下，经DH到该家庭基站小区内的切换呼叫和该家庭基站小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道进行抢占，从而能够接入到该家庭基站小区中进行通信，被抢占信道的在线呼叫被迫执行UH，进入蜂窝小区内；
该方法按照应用场景不同分为向上切换信道抢占和向下切换信道抢占两种情形，分别说明如下：
1)向上切换信道抢占：具体流程如图2所示，包括以下步骤：
11)对蜂窝小区内所有等待响应的各类呼叫的优先级排序：
11-1)在蜂窝小区内，针对不同时刻到达的呼叫，且假设每个时刻只有一个呼叫，按照呼叫到达时刻的先后顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道；
11-2)在蜂窝小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，定义UH语音呼叫、UH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫的优先级从高到低依次排列(这种优先级定义是考虑到切换性能对互通系统的重要性以及向上切换的强制性，同时考虑到语音业务的实时性要求和延时敏感性)；
11-3)在蜂窝小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫：
11-31)若在同一时刻到达的多个呼叫各不同类，则按照该多个呼叫的优先级顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道；
11-32)若在同一时刻到达的多个呼叫中包括两个或两个以上优先级相同的同类呼叫，则再按照其各自的呼叫产生地点与该蜂窝小区宏基站之间的距离从小到大的顺序来确定这多个同类呼叫的优先级顺序；
(这样，同一时刻到达的多个呼叫从高到低的优先级顺序得以确定；到此，蜂窝小区内所有等待响应的呼叫从高到低的优先级顺序得以确定)
12)对双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后排序：
12-1)定义双重覆盖区域内在线语音呼叫的优先级高于在线数据呼叫的优先级；先抢占优先级较低的在线数据呼叫所占用的蜂窝小区信道，再抢占优先级较高的在线语音呼叫所占用的蜂窝小区信道；
12-2)在双重覆盖区域内，若仅存在一个在线呼叫(无论是语音还是数据呼叫)，则不存在所占信道被抢占的先后顺序问题，该在线呼叫所占用的蜂窝小区信道将被优先级最高的等待响应的呼叫抢占；
12-3)在双重覆盖区域内，若仅存在两个异类在线呼叫(一个语音呼叫和一个数据呼叫)，则优先级较低的在线数据呼叫所占信道先被抢占，优先级较高的在线语音呼叫所占信道后被抢占；
12-4)在双重覆盖区域内，若存在三个或三个以上在线呼叫，则其中必定包括两个或两个以上同类在线呼叫，对于这多个同类在线呼叫，则依次比较其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D和在线时长T三个参数大小来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，具体方法为：
12-41)首先比较这多个同类在线呼叫各自的终端接收信号强度R，按照R从小到大的顺序来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
12-42)若此时在上述多个同类在线呼叫中存在两个或两个以上终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫，则继续比较这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫各自的信道瞬时数据传输速率D，按照D从低到高的顺序来确定这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
12-43)若此时在上述多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫中依然存在两个或两个以上信道瞬时数据传输速率D也相同的同类在线呼叫，则最后比较这多个R和D均相同的同类在线呼叫各自的在线时长T，按照T从长到短的顺序来确定这多个终端接收信号强度R和信道瞬时数据传输速率D均相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
(这样，多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序得以确定；到此，双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序得以确定)
13)信道抢占与切换：
13-1)在蜂窝小区内，不同时刻到达的呼叫，且每个时刻只有一个呼叫，按照到达时刻的先后顺序，网络端根据对应时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，总是切掉对应时刻时上述排序中最靠前的在线呼叫，该等待响应的呼叫获得该被切在线呼叫所占用的蜂窝小区信道，得到响应；
13-2)在蜂窝小区内，同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，网络端根据该到达时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，依次切掉上述排序中最靠前的在线呼叫，蜂窝小区内等待响应的呼叫根据从高到低的优先级顺序依次获得被切在线呼叫所占用的蜂窝小区信道(即优先级最高的等待响应的呼叫最先获得终端接收信号强度R最小的在线呼叫所占用的蜂窝小区信道，依此类推)，得到响应；若双重覆盖区域内被切在线呼叫总数等于蜂窝小区内等待响应的呼叫总数，该过程一直持续到所有等待响应的呼叫全部都得到响应为止；
13-3)若蜂窝小区内等待响应的呼叫总数大于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未抢占到信道的等待响应的呼叫则继续等待响应；若等待响应的呼叫总数小于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未被抢占信道的在线呼叫则继续占用原来蜂窝小区信道；
13-4)在双重覆盖区域内被抢占信道的在线呼叫被迫执行DH，进入家庭基站小区内；
2)向下切换信道抢占：具体流程如图3所示，包括以下步骤：
21)对家庭基站小区内所有等待响应的各类呼叫的优先级排序：
21-1)在家庭基站小区内，针对不同时刻到达的呼叫，且假设每个时刻只有一个呼叫，按照呼叫到达时刻的先后顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道；
21-2)在家庭基站小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，定义DH语音呼叫、DH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫的优先级从高到低依次排列(这种优先级定义是考虑到切换性能对互通系统的重要性，同时考虑到语音业务的实时性要求和延时敏感性)；
21-3)在家庭基站小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫：
21-31)若在同一时刻到达的多个呼叫各不同类，则按照该多个呼叫的优先级顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道；
21-32)若在同一时刻到达的多个呼叫中包括两个或两个以上优先级相同的同类呼叫，则再按照其各自的呼叫产生地点与该家庭基站之间的距离从小到大的顺序来确定这多个同类呼叫的优先级顺序；
(这样，同一时刻到达的多个呼叫从高到低的优先级顺序得以确定；到此，家庭基站小区内所有等待响应的呼叫从高到低的优先级顺序得以确定)
22)对双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后排序：
22-1)定义双重覆盖区域内在线语音呼叫的优先级高于在线数据呼叫的优先级；先抢占优先级较低的在线数据呼叫所占用的家庭基站小区信道，再抢占优先级较高的在线语音呼叫所占用的家庭基站小区信道；
22-2)在双重覆盖区域内，若仅存在一个在线呼叫(无论是语音还是数据呼叫)，则不存在所占信道被抢占的先后顺序问题，该在线呼叫所占用的家庭基站小区信道将被优先级最高的等待响应的呼叫抢占；
22-3)在双重覆盖区域内，若仅存在两个异类在线呼叫(一个语音呼叫和一个数据呼叫)，则优先级较低的在线数据呼叫所占信道先被抢占，优先级较高的在线语音呼叫所占信道后被抢占；
22-4)在双重覆盖区域内，若存在三个或三个以上在线呼叫，则其中必定包括两个或两个以上同类在线呼叫，对于这多个同类在线呼叫，则依次比较其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D和在线时长T三个参数大小来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，具体方法为：
22-41)首先比较这多个同类在线呼叫各自的终端接收信号强度R，按照R从小到大的顺序来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
22-42)若此时在上述多个同类在线呼叫中存在两个或两个以上终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫，则继续比较这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫各自的信道瞬时数据传输速率D，按照D从低到高的顺序来确定这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
22-43)若此时在上述多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫中依然存在两个或两个以上信道瞬时数据传输速率D也相同的同类在线呼叫，则最后比较这多个R和D均相同的同类在线呼叫各自的在线时长T，按照T从长到短的顺序来确定这多个终端接收信号强度R和信道瞬时数据传输速率D均相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
(这样，多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序得以确定；到此，双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序得以确定)
23)信道抢占与切换：
23-1)在家庭基站小区内，不同时刻到达的呼叫，且每个时刻只有一个呼叫，按照到达时刻的先后顺序，网络端根据对应时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，总是切掉对应时刻时上述排序中最靠前的在线呼叫，该等待响应的呼叫获得该被切在线呼叫所占用的家庭基站小区信道，得到响应；
23-2)在家庭基站小区内，同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，网络端根据该到达时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，依次切掉上述排序中最靠前的在线呼叫，家庭基站小区内等待响应的呼叫根据从高到低的优先级顺序依次获得被切在线呼叫所占用的家庭基站小区信道(即优先级最高的等待响应的呼叫最先获得终端接收信号强度R最小的在线呼叫所占用的家庭基站小区信道，依此类推)，得到响应；若双重覆盖区域内被切在线呼叫总数等于家庭基站小区内等待响应的呼叫总数，该过程一直持续到所有等待响应的呼叫全部都得到响应为止；
23-3)若家庭基站小区内等待响应的呼叫总数大于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未抢占到信道的等待响应的呼叫则继续等待响应；若等待响应的呼叫总数小于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未被抢占信道的在线呼叫则继续占用原来家庭基站小区信道；
23-4)在双重覆盖区域内被抢占信道的在线呼叫被迫执行UH，进入蜂窝小区内。
以下实施例并不是对本发明的限制。在不背离发明构思的前提下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中。
2G/3G蜂窝网和Femtocell均能为其各自覆盖区域内的移动用户提供语音和数据服务。在本实施例中，以WCDMA与Femtocell互通系统为应用场景。
1)考虑向上切换信道抢占的情形
在某蜂窝小区内，假设所有有效信道已经被全部占用，若在某时刻同时出现5个等待响应的呼叫，其中包括2个UH语音呼叫(分别命名为UH语音呼叫a和UH语音呼叫b)、1个UH数据呼叫、1个新增语音呼叫和1个新增数据呼叫，且各呼叫产生地点与该蜂窝小区宏基站之间的距离分别为12km、15km、10km、8km、18km。此时，在蜂窝小区和家庭基站小区双重覆盖区域内有6个在线呼叫，其中包括2个在线语音呼叫和4个在线数据呼叫，其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D、在线时长T值如下表所示，相关数据仅供参考。
| R(dB) | D(kbps) | T(s) | |
| 在线语音呼叫1 | -15 | 380 | 220 |
| 在线语音呼叫2 | -18 | 370 | 160 |
| 在线数据呼叫1 | -25 | 350 | 180 |
| 在线数据呼叫2 | -20 | 340 | 200 |
| 在线数据呼叫3 | -20 | 340 | 240 |
| 在线数据呼叫4 | -20 | 320 | 250 |
本发明的上述实施例中向上切换信道抢占过程的步骤为：
11)对蜂窝小区内等待响应的5个呼叫进行优先级排序：
按照上述定义的优先级，此处2个UH语音呼叫的优先级最高，1个UH数据呼叫的优先级次之，1个新增语音呼叫的优先级再次之，1个新增数据呼叫的优先级最低；由于具有最高优先级的UH语音呼叫有两个，则比较各自的呼叫产生地点与该蜂窝小区宏基站之间的距离大小，UH语音呼叫a的呼叫产生地点与该蜂窝小区宏基站之间的距离较小，故UH语音呼叫a的优先级高于UH语音呼叫b的优先级；该蜂窝小区内所有等待响应的呼叫从高到低的优先级顺序依次为UH语音呼叫a、UH语音呼叫b、UH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫；
12)对双重覆盖区域内6个在线呼叫所占信道被抢占的先后进行排序：
按照上述定义的优先级，此处先抢占4个在线数据呼叫所占用的蜂窝小区信道，再抢占1个在线语音呼叫所占用的蜂窝小区信道；在上述4个在线数据呼叫中，在线数据呼叫1的终端接收信号强度R最小，故其所占信道最先被抢占；另外3个在线数据呼叫的R相同，则继续比较其各自的信道瞬时数据传输速率D，在线数据呼叫4的D最小，故其所占信道先被抢占；在线数据呼叫2和3的R和D均相同，则最后比较其各自的在线时长T，在线数据呼叫3的T较大，故其所占信道先被抢占；在线数据呼叫2所占信道最后被抢占；在上述2个在线语音呼叫中，在线语音呼叫2的R较小，故其所占信道被抢占；双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序依次为在线数据呼叫1、在线数据呼叫4、在线数据呼叫3、在线数据呼叫2、在线语音呼叫2、在线语音呼叫1；
13)信道抢占与切换：
网络端按照上述蜂窝小区内同一时刻出现的5个等待响应的呼叫从高到低的优先级顺序依次给予响应；网络端按照双重覆盖区域内6个在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序依次切掉排序最靠前的在线呼叫，该被切在线呼叫所占用的蜂窝小区信道被对应时刻时剩余还未得到响应的优先级最高的等待响应的呼叫获得；该向上切换信道抢占过程的最终结果为：UH语音呼叫a获得在线数据呼叫1所占用的蜂窝小区信道，UH语音呼叫b获得在线数据呼叫4所占用的蜂窝小区信道，UH数据呼叫获得在线数据呼叫3所占用的蜂窝小区信道，新增语音呼叫获得在线数据呼叫2所占用的蜂窝小区信道，新增数据呼叫获得在线语音呼叫2所占用的蜂窝小区信道；由于蜂窝小区内等待响应的呼叫有5个，而双重覆盖区域内在线呼叫有6个，故未被抢占信道的在线语音呼叫1则继续占用原来蜂窝小区信道；在双重覆盖区域内被抢占信道的在线数据呼叫1、在线数据呼叫4、在线数据呼叫3、在线数据呼叫2、在线语音呼叫2均被迫执行DH，进入家庭基站小区内；
2)考虑向下切换信道抢占的情形
在某家庭基站小区内，假设所有有效信道已经被全部占用，若在某时刻同时出现5个等待响应的呼叫，其中包括2个DH语音呼叫(分别命名为DH语音呼叫a和DH语音呼叫b)、1个DH数据呼叫、1个新增语音呼叫和1个新增数据呼叫，且各呼叫产生地点与该家庭基站之间的距离分别为50m、30m、80m、60m、40m。此时，在蜂窝小区和家庭基站小区双重覆盖区域内有4个在线呼叫，其中包括1个在线语音呼叫和3个在线数据呼叫，其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D、在线时长T值如下表所示，相关数据仅供参考。
| R(dB) | D(kbps) | T(s) | |
| 在线语音呼叫 | -12 | 560 | 200 |
| 在线数据呼叫1 | -16 | 600 | 320 |
| 在线数据呼叫2 | -18 | 580 | 340 |
| 在线数据呼叫3 | -16 | 550 | 380 |
本发明的上述实施例中向下切换信道抢占过程的步骤为：
21)对家庭基站小区内等待响应的5个呼叫进行优先级排序：
按照上述定义的优先级，此处2个DH语音呼叫的优先级最高，1个DH数据呼叫的优先级次之，1个新增语音呼叫的优先级再次之，1个新增数据呼叫的优先级最低；由于具有最高优先级的DH语音呼叫有两个，则比较各自的呼叫产生地点与该家庭基站之间的距离大小，DH语音呼叫b的呼叫产生地点与该家庭基站之间的距离较小，故DH语音呼叫b的优先级高于DH语音呼叫a的优先级；该家庭基站小区内所有等待响应的呼叫从高到低的优先级顺序依次为DH语音呼叫b、DH语音呼叫a、DH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫；
22)对双重覆盖区域内4个在线呼叫所占信道被抢占的先后进行排序：
按照上述定义的优先级，此处先抢占3个在线数据呼叫所占用的家庭基站小区信道，再抢占1个在线语音呼叫所占用的家庭基站小区信道；在上述3个在线数据呼叫中，在线数据呼叫2的终端接收信号强度R最小，故其所占信道最先被抢占；另外2个在线数据呼叫的R相同，则继续比较其各自的信道瞬时数据传输速率D，在线数据呼叫3的D较小，故其所占信道先被抢占，在线数据呼叫1所占信道后被抢占；在线语音呼叫所占信道最后被抢占；双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序依次为在线数据呼叫2、在线数据呼叫3、在线数据呼叫1、在线语音呼叫；
23)信道抢占与切换：
网络端按照上述家庭基站小区内同一时刻出现的5个等待响应的呼叫从高到低的优先级顺序依次给予响应；网络端按照双重覆盖区域内4个在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序依次切掉排序最靠前的在线呼叫，该被切在线呼叫所占用的家庭基站小区信道被对应时刻时剩余还未得到响应的优先级最高的等待响应的呼叫获得；该向下切换信道抢占过程的最终结果为：DH语音呼叫b获得在线数据呼叫2所占用的家庭基站小区信道，DH语音呼叫a获得在线数据呼叫3所占用的家庭基站小区信道，DH数据呼叫获得在线数据呼叫1所占用的家庭基站小区信道，新增语音呼叫获得在线语音呼叫所占用的家庭基站小区信道；由于家庭基站小区内等待响应的呼叫有5个，而双重覆盖区域内在线呼叫只有4个，故未抢占到信道的等待响应的新增数据呼叫则继续等待响应；在双重覆盖区域内被抢占信道的在线数据呼叫2、在线数据呼叫3、在线数据呼叫1、在线语音呼叫均被迫执行UH，进入蜂窝小区内。
Claims (3)
1.一种基于优先级和多参数的信道抢占切换方法，其特征在于：在蜂窝小区内已无空闲信道可用的情况下，经向上切换到单蜂窝覆盖区内的切换呼叫和该蜂窝小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道进行抢占，从而能够接入到该蜂窝小区中进行通信，被抢占信道的在线呼叫被迫执行向下切换，进入家庭基站小区内；在家庭基站小区内已无空闲信道可用的情况下，经向下切换到该家庭基站小区内的切换呼叫和该家庭基站小区内新增呼叫对双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道进行抢占，从而能够接入到该家庭基站小区中进行通信，被抢占信道的在线呼叫被迫执行向上切换，进入蜂窝小区内；
该方法按照应用场景不同分为向上切换信道抢占和向下切换信道抢占两种情形：
1）向上切换信道抢占：包括以下步骤：
11）对蜂窝小区内所有等待响应的各类呼叫的优先级排序：
11-1）在蜂窝小区内，针对不同时刻到达的呼叫，且假设每个时刻只有一个呼叫，按照呼叫到达时刻的先后顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道；
11-2）在蜂窝小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，定义UH语音呼叫、UH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫的优先级从高到低依次排列；
11-3）在蜂窝小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫：
11-31）若在同一时刻到达的多个呼叫各不同类，则按照该多个呼叫的优先级顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的蜂窝小区信道；
11-32）若在同一时刻到达的多个呼叫中包括两个或两个以上优先级相同的同类呼叫，则再按照其各自的呼叫产生地点与该蜂窝小区宏基站之间的距离从小到大的顺序来确定这多个同类呼叫的优先级顺序；
12）对双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后排序：
12-1）定义双重覆盖区域内在线语音呼叫的优先级高于在线数据呼叫的优先级；先抢占优先级较低的在线数据呼叫所占用的蜂窝小区信道，再抢占优先级较高的在线语音呼叫所占用的蜂窝小区信道；
12-2）在双重覆盖区域内，若仅存在一个在线呼叫，则不存在所占信道被抢占的先后顺序问题，该在线呼叫所占用的蜂窝小区信道将被优先级最高的等待响应的呼叫抢占；
12-3）在双重覆盖区域内，若仅存在两个异类在线呼叫，则优先级较低的在线数据呼叫所占信道先被抢占，优先级较高的在线语音呼叫所占信道后被抢占；
12-4）在双重覆盖区域内，若存在三个或三个以上在线呼叫，则其中必定包括两个或两个以上同类在线呼叫，对于这多个同类在线呼叫，则依次比较其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D和在线时长T三个参数大小来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
13）信道抢占与切换：
13-1）在蜂窝小区内，不同时刻到达的呼叫，且每个时刻只有一个呼叫，按照到达时刻的先后顺序，网络端根据对应时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，总是切掉对应时刻时上述排序中最靠前的在线呼叫，该等待响应的呼叫获得该被切在线呼叫所占用的蜂窝小区信道，得到响应；
13-2）在蜂窝小区内，同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，网络端根据该到达时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，依次切掉上述排序中最靠前的在线呼叫，蜂窝小区内等待响应的呼叫根据从高到低的优先级顺序依次获得被切在线呼叫所占用的蜂窝小区信道，得到响应；若双重覆盖区域内被切在线呼叫总数等于蜂窝小区内等待响应的呼叫总数，该过程一直持续到所有等待响应的呼叫全部都得到响应为止；
13-3）若蜂窝小区内等待响应的呼叫总数大于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未抢占到信道的等待响应的呼叫则继续等待响应；若等待响应的呼叫总数小于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未被抢占信道的在线呼叫则继续占用原来蜂窝小区信道；
13-4）在双重覆盖区域内被抢占信道的在线呼叫被迫执行向下切换，进入家庭基站小区内；
2）向下切换信道抢占：包括以下步骤：
21）对家庭基站小区内所有等待响应的各类呼叫的优先级排序：
21-1）在家庭基站小区内，针对不同时刻到达的呼叫，且假设每个时刻只有一个呼叫，按照呼叫到达时刻的先后顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道；
21-2）在家庭基站小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，定义DH语音呼叫、DH数据呼叫、新增语音呼叫、新增数据呼叫的优先级从高到低依次排列；
21-3）在家庭基站小区内，针对同一时刻到达的两个或两个以上呼叫：
21-31）若在同一时刻到达的多个呼叫各不同类，则按照该多个呼叫的优先级顺序依次抢占对应时刻时双重覆盖区域内在线呼叫所占用的家庭基站小区信道；
21-32）若在同一时刻到达的多个呼叫中包括两个或两个以上优先级相同的同类呼叫，则再按照其各自的呼叫产生地点与该家庭基站之间的距离从小到大的顺序来确定这多个同类呼叫的优先级顺序；
22）对双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后排序：
22-1）定义双重覆盖区域内在线语音呼叫的优先级高于在线数据呼叫的优先级；先抢占优先级较低的在线数据呼叫所占用的家庭基站小区信道，再抢占优先级较高的在线语音呼叫所占用的家庭基站小区信道；
22-2）在双重覆盖区域内，若仅存在一个在线呼叫，则不存在所占信道被抢占的先后顺序问题，该在线呼叫所占用的家庭基站小区信道将被优先级最高的等待响应的呼叫抢占；
22-3）在双重覆盖区域内，若仅存在两个异类在线呼叫，则优先级较低的在线数据呼叫所占信道先被抢占，优先级较高的在线语音呼叫所占信道后被抢占；
22-4）在双重覆盖区域内，若存在三个或三个以上在线呼叫，则其中必定包括两个或两个以上同类在线呼叫，对于这多个同类在线呼叫，则依次比较其各自的终端接收信号强度R、信道瞬时数据传输速率D和在线时长T三个参数大小来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
23）信道抢占与切换：
23-1）在家庭基站小区内，不同时刻到达的呼叫，且每个时刻只有一个呼叫，按照到达时刻的先后顺序，网络端根据对应时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，总是切掉对应时刻时上述排序中最靠前的在线呼叫，该等待响应的呼叫获得该被切在线呼叫所占用的家庭基站小区信道，得到响应；
23-2）在家庭基站小区内，同一时刻到达的两个或两个以上呼叫，网络端根据该到达时刻时双重覆盖区域内所有在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序，依次切掉上述排序中最靠前的在线呼叫，家庭基站小区内等待响应的呼叫根据从高到低的优先级顺序依次获得被切在线呼叫所占用的家庭基站小区信道，得到响应；若双重覆盖区域内被切在线呼叫总数等于家庭基站小区内等待响应的呼叫总数，该过程一直持续到所有等待响应的呼叫全部都得到响应为止；
23-3）若家庭基站小区内等待响应的呼叫总数大于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未抢占到信道的等待响应的呼叫则继续等待响应；若等待响应的呼叫总数小于双重覆盖区域内在线呼叫总数，未被抢占信道的在线呼叫则继续占用原来家庭基站小区信道；
23-4）在双重覆盖区域内被抢占信道的在线呼叫被迫执行向上切换，进入蜂窝小区内。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤12-4）具体方法为：
12-41）首先比较这多个同类在线呼叫各自的终端接收信号强度R，按照R从小到大的顺序来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
12-42）若此时在上述多个同类在线呼叫中存在两个或两个以上终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫，则继续比较这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫各自的信道瞬时数据传输速率D，按照D从低到高的顺序来确定这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
12-43）若此时在上述多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫中依然存在两个或两个以上信道瞬时数据传输速率D也相同的同类在线呼叫，则最后比较这多个R和D均相同的同类在线呼叫各自的在线时长T，按照T从长到短的顺序来确定这多个终端接收信号强度R和信道瞬时数据传输速率D均相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤22-4）具体方法为：
22-41）首先比较这多个同类在线呼叫各自的终端接收信号强度R，按照R从小到大的顺序来确定这多个同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
22-42）若此时在上述多个同类在线呼叫中存在两个或两个以上终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫，则继续比较这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫各自的信道瞬时数据传输速率D，按照D从低到高的顺序来确定这多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序；
22-43）若此时在上述多个终端接收信号强度R相同的同类在线呼叫中依然存在两个或两个以上信道瞬时数据传输速率D也相同的同类在线呼叫，则最后比较这多个R和D均相同的同类在线呼叫各自的在线时长T，按照T从长到短的顺序来确定这多个终端接收信号强度R和信道瞬时数据传输速率D均相同的同类在线呼叫所占信道被抢占的先后顺序。
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