CN103731896B - 点波束选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及点波束选择方法及装置。该方法，包括：读取候选点波束的广播控制信道BCCH频点上的并行消息concurrent BCCH information，其中concurrent BCCH information中设置有位置区标识LAI和点波束标识；利用读取的候选点波束的BCCH频点上的concurrent BCCH information构造主BCCH列表Primary BCCH list；从Primary BCCH list中读取点波束的所述LAI和点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点。本发明的点波束选择方法及装置能够提高点波束选择和重选的效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及点波束选择方法。
背景技术
卫星移动通信中，移动地球站(MES)在开机时或在空闲状态移动时会进行点波束选择或重选过程，选择最合适的点波束上最合适的广播控制信道BCCH频点进行驻留，以获得最好服务。
典型的卫星移动通信的无线环境如图1所示，下面对点波束Spot Beam中包括的BCCH进行说明：
Spot Beam 1包含BCCH1…BCCHn；
Spot Beam 2包含BCCHn+1…BCCHp；
Spot Beam 3包含BCCHp+1…BCCHq。
Spot Beam 1和Spot Beam 2在卫星1上，Spot Beam 3在卫星2上。
Spot Beam 1与Spot Beam 2的重叠部分为重叠区1，Spot Beam 2与Spot Beam 3的重叠部分为重叠区2，Spot Beam 1与Spot Beam 3的重叠部分为重叠区3。
MES所在的位置为Spot Beam 1，Spot Beam 2和Spot Beam 3的重叠部分。
对于图1中的MES来说，Spot Beam 1、Spot Beam 2、Spot Beam 3都可能成为其点波束选择或重选过程中合适的点波束。
当前，点波束选择重选过程，分为两个阶段执行：
阶段一：选择合适的点波束，通过功率测量或位置测量选择符合要求的点波束(具体算法参见标准GMR-1 3G 45.008[4])，选择结果可能会存在多个合适的点波束，在每个合适点波束的一个BCCH频点上分别读取concurrent BCCH information(并行BCCH消息)列表，把所有concurrent BCCH information列表中BCCH频点存储到Primary BCCH list(主BCCH列表)列表中；
阶段二：选择最合适的BCCH频点，在阶段一构造的Primary BCCH list列表中选择最合适的BCCH频点进行驻留(具体算法参见标准GMR-1 3G 43.022[1])。
阶段二中，最合适的BCCH频点选择策略如下(按照优先级从高到低需要满足的条件)：
1、选择的BCCHs所在的位置区标识LAI与SIM卡中保存的一致，即优先选择上次注册过的LAI；
2、选择的BCCHs不需要改变卫星；
3、选择最强点波束中的BCCHs，对于相同点波束中的BCCH频点具有相同的信号强度；
4、从选择出来的最强点波束中BCCHs中选择最低负载的BCCHs，该步骤是否执行取决于系统消息是否指示需要进行负载因子比较；
5、在满足以上条件的BCCHs中，随机选择一个BCCH进行驻留。
按照阶段二中BCCH驻留频点的选择策略，在条件1和条件3中，需要获得每个BCCH频点对应的LAI和点波束标识。
为获得每个BCCH频点对应的LAI和点波束标识，需要在每个BCCH频点上进行系统消息接收过程，这两个参数位于系统消息的Segment 3A中(属于Class 3类型)，Class 3类型的系统消息最大调度周期为5.12s(Class 3最坏情况下每隔16个BCCH突发被完整调度一次，两个相邻的BCCH突发间隔8个无线帧，每个无线帧为40ms)。
MES在每个BCCH频点上系统消息接收流程，如图2所示，假设在阶段一点波束选择过程中选择到3个合适的点波束，并且每个点波束的concurrent BCCH information list列表包含15个BCCH频点(协议最大支持15个)，那么构造的Primary BCCH list列表包含45个BCCH频点。阶段二的BCCH选择过程将从Primary BCCH list列表的45个BCCH频点中选择最合适的一个BCCH频点进行驻留，为了完成BCCH选择过程，需要把这45个BCCH频点的Class3系统消息接收完，按照以上分析，每个BCCH频点Class 3系统消息读取最大周期为5.12s，那么全部读取完需要230.4s。
现有技术中为完成在45个候选的BCCH频点中选择最合适的BCCH频点进行驻留，最坏的情况下需要230.4s才能完成，并且BCCH频点越多，耗时成线性增加。由此看出现有技术的点波束选择方法频点选择效率较低，不能满足用户的实际需求。
发明内容
本发明的目的在于提供点波束选择方法及装置，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了点波束选择方法，包括：
读取候选点波束的广播控制信道BCCH频点上的并行消息concurrent BCCHinformation，其中所述concurrent BCCH information中设置有位置区标识LAI和点波束标识；
利用读取的所述候选点波束的BCCH频点上的concurrent BCCH information构造主BCCH列表Primary BCCH list；
从所述Primary BCCH list中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点。
优选地，所述concurrent BCCH information中设置有位置区标识LAI和点波束标识，包括：
在所述concurrent BCCH information中设置服务网络标识SNW Id字段及点波束标识Spot Beam Id(点波束标识)字段；
通过所述concurrent BCCH information中的SNW Id字段及Spot Beam Id字段构造LAI和点波束标识。
优选地，通过所述concurrent BCCH information中的SNW Id字段及Spot BeamId字段构造LAI，包括：
LAI＝移动国家号MCC+移动网络号MNC+SNW Id+Spot Beam Id；
其中，所述MCC及所述MNC均从所述concurrent BCCH information中读取。
优选地，从所述Primary BCCH list中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点，包括：
判断出选择的BCCH的LAI与用户身份识别模块SIM卡中的LAI一致；
根据点波束标识判断出选择的BCCH对应的卫星ID与现有的卫星ID相同；
选择信号强度最大的点波束。
优选地，启动点波束选择的时机为：在MES开机注册时启动点波束选择过程或在空闲模式下检测到优于服务点波束的邻点波束时启动点波束重选过程。
优选地，所述SNW Id字段的取值范围为0～63，占6比特。
优选地，所述Spot Beam Id字段的取值范围为0～1023，占10比特。
本发明实施例还提供了点波束选择装置，包括：
读取模块，用于读取候选点波束的广播控制信道BCCH频点上的并行消息concurrent BCCH information，其中所述concurrent BCCH information中设置有位置区标识LAI和点波束标识；
构造模块，用于利用读取的所述候选点波束的BCCH频点上的concurrent BCCHinformation构造主BCCH列表Primary BCCH list；
选择模块，用于从所述Primary BCCH list中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点。
本发明实施例提供的点波束选择方法及装置，在concurrent BCCH information中增加LAI和点波束标识，如此能够保证BCCH选择阶段供选择的Primary BCCH list列表(Primary BCCH list列表由多个concurrent BCCH information列表构成)中每个BCCH频点所属的LAI和点波束标识为已知，这样在BCCH选择阶段不用再去读每个BCCH频点的Class3类型的系统消息。例如当Primary BCCH list列表中有45个BCCH频点的情况下，本发明相比现有技术能节省230.4s，因此本发明的点波束选择方法及装置能够提高点波束选择和重选的效率。
附图说明
图1示出了现有技术中卫星移动通信系统的结构示意图；
图2示出了现有技术中MES在每个BCCH频点上系统消息接收流程图；
图3示出了本发明实施例中点波束选择方法的一种流程图；
图4示出了本发明实施例中点波束选择方法的另一种流程图；
图5示出了本发明实施例中MES从Primary BCCH list中选择最合适的BCCH频点进行驻留的方法流程图；
图6示出了本发明实施例中点波束选择装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
本发明实施例中提供了一种点波束选择方法，如图3所示，主要处理流程包括：
步骤S31：读取候选点波束的广播控制信道BCCH频点上的并行消息concurrentBCCH information，其中concurrent BCCH information中设置有位置区标识LAI和点波束标识；
步骤S32：利用读取的候选点波束的BCCH频点上的concurrent BCCH information构造主BCCH列表Primary BCCH list；
步骤S33：从所述Primary BCCH list中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点。
优选地，concurrent BCCH information中设置有位置区标识LAI和点波束标识，包括：在concurrent BCCH information中设置服务网络标识SNW Id字段及点波束标识Spot Beam Id字段；通过concurrent BCCH information中的SNW Id字段及Spot Beam Id字段构造LAI和点波束标识。
具体地，通过concurrent BCCH information中的SNW Id字段及Spot Beam Id字段构造LAI，包括：LAI＝移动国家号MCC+移动网络号MNC+SNW Id+Spot Beam Id；其中，MCC及MNC均从concurrent BCCH information中读取。
从所述Primary BCCH list中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点，包括：
判断出选择的BCCH的LAI与用户身份识别模块SIM卡中的LAI一致；根据点波束标识判断出选择的BCCH对应的卫星ID与现有的卫星ID相同；选择信号强度最大的点波束。
本发明实施例中，启动点波束选择的时机为：在MES开机注册时启动点波束选择过程或在空闲模式下检测到优于服务点波束的邻点波束时启动点波束重选过程。
具体地，所述SNW Id字段的取值范围为0～63，占6比特。所述Spot Beam Id字段的取值范围为0～1023，占10比特。
本发明实施例中进一步提供了一种点波束选择方法的流程图，如图4所示，该方法包括如下步骤：
1、MES启动点波束选择或重选流程；
2、假设MES搜索到3个合适的点波束：SB1(BCCH1)、SB2(BCCH2)、SB3(BCCH3)；
3.接收服务网络发送的BCCH1：concurrent BCCH information list 1；
4.接收服务网络发送的BCCH2：concurrent BCCH information list 2
5.接收服务网络发送的BCCH3：concurrent BCCH information list 3
6.利用BCCH1、BCCH2及BCCH3构造Primary BCCH list；
7.从Primary BCCH lis中选择最合适的BCCH进行驻留。
其中，MES开机注册时启动点波束选择过程或在空闲模式下检测到优于服务点波束的邻点波束时启动点波束重选过程；
MES使用"hill-climbing"算法(具体算法参见标准GMR-1 3G45.008[4])搜索合适的点波束，假设搜索到点波束SB1、SB2和SB3，并且SB1对应BCCH1频点(SB1中的某个BCCH频点)，SB2对应BCCH2频点(SB2中的某个BCCH频点),SB3对应BCCH3频点(SB3中的某个BCCH频点)；
MES分别在SB1、SB2和SB3上读取concurrent BCCH information list 1、concurrent BCCH information list 2和concurrent BCCH information list 3，并构造Primary BCCH list；
MES从Primary BCCH list中选择最合适的BCCH频点进行驻留。
本发明中MES从Primary BCCH list中选择最合适的BCCH频点进行驻留的方法流程如图5所示：
该方法包括如下步骤S401至步骤S421。
步骤S401，构造Primary BCCH list列表。
步骤S402，比较Primary BCCH list列表中所有BCCH的LAI与SIM卡中的LAI，如果判定为LAI一致的BCCHs，执行步骤S403，否则，判定为LAI为不一致的BCCHs，执行步骤S404。
步骤S403，输出BCCH列表1，执行步骤S405。
步骤S404，输出BCCH列表2，执行步骤S405。
步骤S405，判断BCCH1列表存在，如果该列表存在，执行步骤S406，否则执行步骤S407。
步骤S406，比较BCCH列表1中的BCCH的卫星ID，如果判定为卫星ID与当前的BCCH一致，执行步骤S408，如果判定为卫星ID与当前的BCCH不一致，执行步骤S409。
步骤S407，比较BCCH列表2中的BCCH的卫星ID，如果判定为卫星ID与当前的BCCH一致，执行步骤S410，如果判定为卫星ID与当前的BCCH不一致，执行步骤S411。
步骤S408，输出BCCH列表3。
步骤S409，输出BCCH列表4。
步骤S410，输出BCCH列表5。
步骤S411，输出BCCH列表6。
步骤S412，判断BCCH列表3是否存在，如果存在，执行步骤S414，否则执行步骤S415。
步骤S413，判断BCCH列表5是否存在，如果存在，执行步骤S416，否则执行步骤S417。
步骤S414，BCCH列表3按照点波束信号强弱进行排序。
步骤S415，BCCH列表4按照点波束信号强弱进行排序。
步骤S416，BCCH列表5按照点波束信号强弱进行排序。
步骤S417，BCCH列表6按照点波束信号强弱进行排序。
步骤S418，从BCCH列表3中选择最强的BCCH进行驻留。
步骤S419，从BCCH列表4中选择最强的BCCH进行驻留。
步骤S420，从BCCH列表5中选择最强的BCCH进行驻留。
步骤S421，从BCCH列表6中选择最强的BCCH进行驻留。
采用本发明前步骤S403、S404中每个BCCH对应的LAI，步骤S414、S415、S416、S417中每个BCCH对应的Spot Beam Id都需要通过读取对应BCCH的系统消息获取，采用本发明后直接可以从Primary BCCH list中获取。
是否采用本发明可以通过检测空口广播的Class 3类型的系统消息中的concurrent BCCH information list列表是否包含SNW Id和Spot Beam Id，如果包含，说明采用了本发明。
本发明实施例中还提供了一种点波束选择装置，如图6所示，主要包括：
读取模块51，用于读取候选点波束的广播控制信道BCCH频点上的并行消息concurrent BCCH information，其中concurrent BCCH information中设置有位置区标识LAI和点波束标识；
构造模块52，用于利用读取的候选点波束的BCCH频点上的concurrent BCCHinformation构造主BCCH列表Primary BCCH list；
选择模块53，用于从所述Primary BCCH list中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点。
本发明的技术方案是在Class 3类型系统消息中的concurrent BCCHinformation中增加LAI和点波束标识参数，这样就能保证BCCH选择阶段供选择的PrimaryBCCH list列表(Primary BCCH list列表由多个concurrent BCCH information列表构成)中每个BCCH频点所属的LAI和点波束标识为已知，这样在BCCH选择阶段不用再去读每个BCCH频点的Class 3类型的系统消息。对于Primary BCCH list列表中有45个BCCH频点的情况下，本发明相比现有技术能节省230.4s，大大提高了点波束选择和重选的效率。
另外，本发明实施例中进一步提供了现有技术中concurrent BCCH informationlist列表的数组表达形式，具体为：
<concurrent BCCH information list>::＝<concurrent BCCH information>Number of BCCH
concurrent BCCH information list列表中单个数组元素表达形式如下：
<concurrent BCCH information>::＝
<header:bitstring(3)>-占3比特，比特顺序b3 b2 b1
<ARFCN:bitstring(11)>-BCCH频点，占11比特
<Satellite Id:bitstring(2)>-卫星标识，占2比特，是否存在取决于header字段中比特位b1的指示
<MCC:bitstring(10)>-移动国家号，占10比特，是否存在取决于header字段中比特位b2的指示
<MNC:bitstring(10)>-移动网络号，占10比特，是否存在取决于header字段中比特位b3的指示；
concurrent BCCH information中各参数含义说明如下：
<header:bitstring(3)>-比特顺序b3 b2 b1
-b1＝0:BCCH频点所属的Satellite Id与上一个数组元素中的相同
-b1＝1:BCCH频点所属的Satellite Id与上一个数组元素中的不同
-b2＝0:BCCH频点所属PLMN的MCC与上一个数组元素中的相同
-b2＝1:BCCH频点所属PLMN的MCC与上一个数组元素中的不同
-b3＝0:BCCH频点所属PLMN的MNC与上一个数组元素中的相同
-b3＝1:BCCH频点所属PLMN的MNC与上一个数组元素中的不同
<Satellite Id:bitstring(2)>-如果b1＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且该BCCH频点所属的Satellite Id与上一个数组元素中的相同，否则存在
<ARFCN:bitstring(11)>-BCCH频点，必须存在
<MCC:bitstring(10)>-取值范围[0,999]，如果b2＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且该BCCH频点所属的MCC与上一个数组元素中的相同，否则存在
<MNC:bitstring(10)>-取值范围[0,999]，如果b3＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且该BCCH频点所属的MNC与上一个数组元素中的相同，否则存在。
进一步地，本发明对concurrent BCCH information list列表修改后，concurrent BCCH information list列表的数组表达形式为：
<concurrent BCCH information list>::＝<concurrent BCCH information>Number of BCCH
concurrent BCCH information list列表中单个数组元素表达形式如下：
<concurrent BCCH information>::＝
<header:bitstring(5)>-占5比特，比特顺序b5 b4 b3 b2 b1
<ARFCN:bitstring(11)>-BCCH频点，占11比特
<Satellite Id:bitstring(2)>-卫星标识，占2比特，是否存在取决于header字段中比特位b1的指示
<MCC:bitstring(10)>-移动国家号，占10比特，是否存在取决于header字段中比特位b2的指示
<MNC:bitstring(10)>-移动网络号，占10比特，是否存在取决于header字段中比特位b3的指示
<SNW Id:bitstring(6)>-服务网络标识，占6比特，是否存在取决于header字段中比特位b4的指示
<Spot Beam Id:bitstring(10)>-点波束标识，占10比特，是否存在取决于header字段中比特位b5的指示
concurrent BCCH information中各参数含义说明如下：
<header:bitstring(5)>-比特顺序b5 b4 b3 b2 b1
-b1＝0:BCCH频点所属的Satellite Id与上一个数组元素中的相同
-b1＝1:BCCH频点所属的Satellite Id与上一个数组元素中的不同
-b2＝0:BCCH频点所属PLMN的MCC与上一个数组元素中的相同
-b2＝1:BCCH频点所属PLMN的MCC与上一个数组元素中的不同
-b3＝0:BCCH频点所属PLMN的MNC与上一个数组元素中的相同
-b3＝1:BCCH频点所属PLMN的MNC与上一个数组元素中的不同
-b4＝0:BCCH频点所属的SNW Id与上一个数组元素中的相同
-b4＝1:BCCH频点所属的SNW Id与上一个数组元素中的不同
-b5＝0:BCCH频点所属的Spot Beam Id与上一个数组元素中的相同
-b5＝1:BCCH频点所属的Spot Beam Id与上一个数组元素中的不同
<Satellite Id:bitstring(2)>-如果b1＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且该BCCH频点所属的Satellite Id与上一个数组元素中的相同，否则存在
<ARFCN:bitstring(11)>-BCCH频点，必须存在
<MCC:bitstring(10)>-取值范围[0,999]，如果b2＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且该BCCH频点所属的MCC与上一个数组元素中的相同，否则存在
<MNC:bitstring(10)>-取值范围[0,999]，如果b3＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且该BCCH频点所属的MNC与上一个数组元素中的相同，否则存在
<SNW Id:bitstring(6)>-取值范围[0,63]，如果b4＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且与上一个数组元素中的相同，否则存在
<Spot Beam Id:bitstring(10)>-取值范围[0,1023]，如果b5＝0，那么空口消息的比特流中该字段不存在，并且该BCCH频点所属的Spot Beam Id与上一个数组元素中的相同，否则存在
以上修改在concurrent BCCH information中增加两个字段SNW Id和Spot BeamId，修改后可以从该列表中获得每个BCCH频点所属点波束标识(即Spot Beam Id)和LAI(LAI需要间接构造)。
LAI由PLMN和LAC组成，PLMN由MCC和MNC组成，LAC由SNW Id和Spot Beam Id组成，LAI组成表达形式：LAI＝MCC+MNC+SNW Id+Spot Beam Id，因此LAI组成所需的各个参数都可以从本发明修改后的concurrent BCCH information中获得。
综上，通过在系统消息的concurrent BCCH information list列表中为每个BCCH频点增加所属的LAI和点波束标识就能提高点波束选择和重选的效率，并且BCCH频点越多，效果越明显。
本发明通过在Class 3类型系统消息中的concurrent BCCH information中提供LAI和点波束标识参数，保证BCCH选择阶段供选择的Primary BCCH list列表中每个BCCH频点所属的LAI和点波束标识为已知，这样在BCCH选择阶段不用再去读每个BCCH频点的Class3类型的系统消息，提高点波束选择和重选的速度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.点波束选择方法，其特征在于，包括：
读取候选点波束的广播控制信道BCCH频点上的并行消息并行BCCH消息，其中所述并行BCCH消息中设置有位置区标识LAI和点波束标识；
利用读取的所述候选点波束的BCCH频点上的并行BCCH消息构造主BCCH列表；
从所述主BCCH列表中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点；
所述并行BCCH消息中设置有位置区标识LAI和点波束标识，包括：
在所述并行BCCH消息中设置服务网络标识SNW Id及点波束标识点波束标识；
通过所述并行BCCH消息中的SNW Id及点波束标识构造LAI和点波束标识；
从所述主BCCH列表中读取点波束的所述LAI和所述点波束标识并选择出最合适的点波束驻留频点，包括：
判断出选择的BCCH的LAI与用户身份识别模块SIM卡中的LAI一致；
根据点波束标识判断出选择的BCCH对应的卫星ID与现有的卫星ID相同；
选择信号强度最大的点波束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述并行BCCH消息中的SNW Id及点波束标识构造LAI，包括：
LAI＝移动国家号MCC+移动网络号MNC+SNW Id+点波束标识；
其中，所述MCC及所述MNC均从所述并行BCCH消息中读取。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，启动点波束选择的时机为：在移动地球站MES开机注册时启动点波束选择过程或在空闲模式下检测到优于服务点波束的邻点波束时启动点波束重选过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SNW Id的取值范围为0～63，占6比特。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述点波束标识的取值范围为0～1023，占10比特。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200717 Address after: 610000 Sichuan city of Chengdu province Tianfu Zheng Xing Shun Shing Street No. 172 Patentee after: Huali Zhixin (Chengdu) integrated circuit Co., Ltd Address before: 100000, No. 18, building No. 8, hospital B, West Wang Xi Road, Haidian District, Beijing Patentee before: HWA CREATE Corp.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |