CN104519539B - 一种在异构网络中实现垂直切换的方法和基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在异构网络中实现垂直切换的方法和基站，获取终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度的第一规律，测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度的第二规律；判断：当前的测量报告时间点对应的第一信号强度满足第一切换门限，且对应的第二信号强度满足第二切换门限时，执行垂直切换与目标网络建立新链路；前的测量报告时间点对应的第一信号强度不满足第一切换门限，根据第一规律、第二规律计算出第一近似表达式和第二近似表达式；根据第一近似表达式、第二近似表达式计算出第一信号强度、第二信号强度满足第一切换门限、第二切换门限的最小时间点；调整第一切换门限和第二切换门限的取值，返回判断。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，特别是指一种在异构网络中实现垂直切换的方法和基站。
背景技术
随着通信技术的不断发展，异构无线网络已受到广泛的关注。当用户的多模终端具备访问多个通信网络(GSM、TD-SCDMA、LTE等)的功能时，异构无线网络的切换问题变得尤为重要。在切换过程中，不仅需要考虑同种网络小区间的水平切换，还要考虑不同网络间的垂直切换。垂直切换作为移动终端在不同类型接入网络间的一种移动性切换模式，是多种网络融合的基础，也成为异构无线网络发展的关键特征和核心技术。
异构无线网络间的垂直切换需要使用预切换机制，当多模终端在当前网络链路未断开之前，就开始接入目标网络的操作。在异构无线网络下，多模终端实时检测当前网络的链路质量或信号强度，当链路质量或信号强度下降超过预切换门限值时，多模终端立即向上层服务实体发送相应的事件消息。切换管理模块在接收到该事件消息后，激活对应的异构目标网络接口，开始连接目标网络。在断开当前网络链路之前预先完成目标网络的接入，很大程度上降低切换过程中的数据丢包率。
如果要达到从当前网络到异构目标网络的无缝切换，就需要在适当的时候触发多模终端在异构目标网络中建立新链路。
现有技术存在如下问题：实现从当前网络到异构目标网络的无缝切换需要在适当的时候触发多模终端在目标网络中建立新链路。新链路建立过早会不必要地占用目标网络中的资源；新链路建立过晚会引起多模终端的掉话而影响服务质量。现有的触发机制并没有充分地衡量这两个方面，也不能够充分利用多模终端的具体移动特征适应性的、合理的触发建立新链路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在异构网络中实现垂直切换的方法和基站，解决现有技术中，过早建立新链路会不必要地占用目标网络的资源，过晚建立会引起掉话的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种在异构网络中实现垂直切换的方法，应用于基站，方法包括：获取规律步骤：获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律；判断步骤：在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度满足第一切换门限Rs，且对应的第二信号强度满足第二切换门限Rn时，执行垂直切换以与目标网络建立新链路；在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度不满足第一切换门限Rs或者第二信号强度不满足第二切换门限Rn时，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，以及，根据所述第二规律计算出对应的第二近似表达式；调整步骤：根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf；根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值，返回所述判断步骤。
所述的方法中，获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律具体包括：在异构网络的覆盖区域中，多模终端向基站上传测量报告的测量报告时间点记为集合A，第一信号强度记为集合B，第二信号强度记为集合C，集合A、集合B和集合C是非空集合；将集合A到集合B的映射作为所述第一规律，将集合A到集合C的映射作为所述第二规律。
所述的方法中，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，具体包括：函数z=g(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值z0，z1，……，zn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，z0，z1，……，zn是第一信号强度；根据牛顿插值原理构造函数z=g(x)的第一近似表达式M(x)，M(xi)=zi，i=0，1，……，n；以及，函数y=f(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值y0，y1，……，yn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，y0，y1，……，yn是第二信号强度；根据牛顿插值原理构造函数y=f(x)的第二近似表达式N(x)，N(xi)=yi，i=0，1，……，n。
所述的方法中，根据牛顿插值原理构造函数z=g(x)的第一近似表达式M(x)，包括：当存在测量报告时间点x0,x1,......,xn时，
g(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
+g[x,x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)
＝Mn(x)+Rn(x)
；
其中，Mn(x)为次数不超过n的多项式：
Mn(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
Rn(x)为余项或误差：Rn(x)＝(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)f[x,x0,x1,...,xn]。
所述的方法中，根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf，具体包括：对于第一信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：g(xn+1+T)，g(xn+2+T)，…，g(xn+m+T)，对于第二信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：f(xn+1+T)，f(xn+2+T)，…，f(xn+m+T)；在测量报告时间点xn+1，xn+2，…，xn+m中寻找满足g(xg+T)≤RS，且f(xf+T)≥RN的最小时间点xg和xf。
所述的方法中，根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值包括：根据最小时间点Xg和Xf设置RS＝g(xg)，RN＝f(xf)。
一种在异构网络中实现垂直切换的基站，包括：获取规律单元，用于获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律；判断单元，用于在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度满足第一切换门限Rs，且对应的第二信号强度满足第二切换门限Rn时，执行垂直切换以与目标网络建立新链路；在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度不满足第一切换门限Rs或者第二信号强度不满足第二切换门限Rn时，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，以及，根据所述第二规律计算出对应的第二近似表达式；调整单元，用于根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf；根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值，返回所述判断步骤。
所述的基站，判断单元包括：第一牛顿插值模块，用于基于函数z=g(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值z0，z1，……，zn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，z0，z1，……，zn是第一信号强度；根据牛顿插值原理构造函数z=g(x)的第一近似表达式M(x)，M(xi)=zi，i=0，1，……，n；第一牛顿插值模块，用于基于函数y=f(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值y0，y1，……，yn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，y0，y1，……，yn是第二信号强度；根据牛顿插值原理构造函数y=f(x)的第二近似表达式N(x)，N(xi)=yi，i=0，1，……，n。
所述的基站，判断单元包括：第一近似表达式构建模块，用于当存在测量报告时间点x0,x1,......,xn时，
g(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
+g[x,x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)
＝Mn(x)+Rn(x)
；
其中，Mn(x)为次数不超过n的多项式：
Mn(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
Rn(x)为余项或误差：Rn(x)＝(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)f[x,x0,x1,...,xn]。
所述的基站，调整单元包括：切换门限模块，用于对于第一信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：g(xn+1+T)，g(xn+2+T)，…，g(xn+m+T)，对于第二信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：f(xn+1+T)，f(xn+2+T)，…，f(xn+m+T)；在测量报告时间点xn+1，xn+2，…，xn+m中寻找满足g(xg+T)≤RS，且f(xf+T)≥RN的最小时间点xg和xf。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：采集第一信号强度以及第二信号强度，当信号强度达到切换触发门限时，则在目标网络中触发建立新链路，否则根据之前接收的信号强度计算出信号随时间变化的近似多项式，结合近似多项式计算多模终端离开当前网络覆盖区域所剩余的时间Xg，并根据目标网络接入门限Rn和时延T计算出合适的触发门限，动态调整切换触发门限Rs和Rn，返回对信号强度进行判断的步骤直至在合适的时刻建立新链路。
附图说明
图1表示一种在异构网络中实现垂直切换的方法的流程示意图；
图2表示多模终端实现从当前网络切换到目标网络的流程示意图；
图3表示一种在异构网络中实现垂直切换的基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
多模终端承载业务时，在多模终端所处区域存在当前移动通信网络和其它异构移动通信网络同时覆盖的情况。当多模终端离开当前网络覆盖范围时，需要将无线链接切换到目标网络。多模终端要保证在离开当前网络小区覆盖范围之前建立好目标网络邻小区的新链路，又要尽量减少同时保持两条通信链路的时间，以节省资源。利用多模终端的运动特征，并充分考虑这两个方面，在当前网络向目标网络切换时，自适应地触发新链路的建立。
本发明实施例中，以时间为切入点，提供一种在异构网络中实现垂直切换的方法，如图1所示，包括：
获取规律步骤：获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律；
判断步骤：在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度满足第一切换门限Rs，且对应的第二信号强度满足第二切换门限Rn时，执行垂直切换与目标网络建立新链路；
在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度不满足第一切换门限Rs或者第二信号强度不满足第二切换门限Rn时，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，以及，根据所述第二规律计算出对应的第二近似表达式；
调整步骤：根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf；根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值，返回所述判断步骤。
应用所提供的技术，采集第一信号强度以及第二信号强度(通常以电平标识信号强度)，当信号强度达到切换触发门限时，则在目标网络中触发建立新链路，否则根据之前接收的信号强度计算出信号随时间变化的近似多项式，结合近似多项式计算多模终端离开当前网络覆盖区域所剩余的时间Xg，并根据目标网络接入门限Rn和时延T计算出合适的触发门限，动态调整切换触发门限Rs和Rn，返回对信号强度进行判断的步骤直至在合适的时刻建立新链路。
本发明实施例中，多模终端在异构网络之间切换时，基站需要采集多模终端的测量报告。目前启动切换主要是根据目标网络邻小区与当前网络小区的信号强度(电平)是否达到切换门限进行判决。
在一个优选实施例中，以电平标识信号强度，测量报告中包含的当前网络小区的电平、目标网络邻小区的电平是切换判决的主要数据来源。
基站发射的电磁波经过一系列的直射、反射、绕射之后才到达多模终端，这一过程受无线传播环境的影响，无线传播环境包括了自然地形、人工建筑、区域植被和天气状况等在内的地形环境和人为环境。
无线传播环境直接决定着传播模型的选取。测量报告中当前网络小区的电平以及目标网络邻小区的电平是电磁波经基站发射后通过一定的传播损耗后由多模终端测量到的数值，其在某个时间段、某个区域范围符合特定的传播模型。因此，测量报告中目标网络邻小区的信号强度与当前网络小区的信号强度也相应符合特定的传播模型。
在一个优选实施例中，获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律具体包括：
在异构网络的覆盖区域中，多模终端向基站上传测量报告的测量报告时间点记为集合A，第一信号强度记为集合B，第二信号强度记为集合C，集合A、集合B和集合C是非空集合；
将集合A到集合B的映射作为所述第一规律，将集合A到集合C的映射作为所述第二规律。
在一个应用场景中，以多模终端上传测量报告的各个测量报告时间点为集合A，以当前网络小区的电平为集合B，以目标网络邻小区的电平为集合C，集合A、集合B和集合C是非空集合。
在特定时间段和特定区域内，存在法则F1，使得对集合A中的每个元素a，按照法则F1，在集合B中存在确定的元素b与之对应，则称F1为从A到B的映射，记作：F1：A→B；
在特定时间段和特定区域内，存在法则F2，使得对集合A中的每个元素a，按照法则F2，在集合C中存在确定的元素c与之对应，则称F2为从A到C的映射，记作：F2：A→C；
特定时间段和特定区域内是指，在异构网络覆盖的一个区域中多模终端接收某个网络小区的信号的时间段。
根据以上的描述可以认为在特定时间段和特定区域内，存在x(测量报告时间点)到y(接收信号强度)的函数g(x)或者f(x)。那么在多模终端所处的特定时间段和特定区域内，根据测量报告中信号强度数据归属的函数在已知若干离散点(已采集的测量报告时间点)的函数值，计算出适当的特定函数，使得特定函数通过全部给定的有效离散数据点，即在已采集的测量报告时间点上取已知值，则在特定时间段的后续测量报告时间点上用特定函数进行数值逼近，将所述特定函数的值作为信号强度归属的函数的近似值。即通过Newton插值估算目标网络邻小区与当前网络小区的电平均达到无缝切换条件的时间点，根据当前时间点以及切换所需时延，调整切换门限，以保证多模终端有足够时间完成切换。
在一个优选实施例中，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，具体包括：
函数z=g(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值z0，z1，……，zn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，z0，z1，……，zn是第一信号强度；
根据牛顿插值原理构造函数z=g(x)的第一近似表达式M(x)，M(xi)=zi，i=0，1，……，n；
以及，
函数y=f(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值y0，y1，……，yn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，y0，y1，……，yn是第二信号强度；
根据牛顿插值原理构造函数y=f(x)的第二近似表达式N(x)，N(xi)=yi，i=0，1，……，n。
在一个应用场景中，以关于目标网络的函数y=f(x)为例，x表示测量报告时间点，y表示信号强度，特定时间段具体是时间区间[a，b]，时间区间[a，b]上的实值函数f(x)在该时间区间上n+1个互不相同测量报告时间点x0，x1，……，xn处的值是f(x0)，f(x1)，……，f(xn)，估算f(x)在时间区间[a，b]中某点x*的值找到一个近似表达式N(x)，在测量报告时间点x0，x1，……，xn上与f(x)函数值相同，甚至N(x)的一阶导数值与f(x)的一阶导数值也相同，则用N(x*)的值作为函数f(x*)的近似值。
基站根据测量报告中记录的数据，已知在某些离散的测量报告时间点上的信号强度，即已知函数y=f(x)在一些离散点上的函数值如下：
其中，x0，x1，……，xn为测量报告时间点的取值。以某个测量报告时间点x0为参考时间点，则下一个测量报告时间点的坐标为x1，在参考时间点后x0的第n个测量报告时间点的坐标为xn。x轴坐标可以是相对时间坐标，如以测量报告时间周期为单位，可令xi=i，i=0，1，……，n；也可以是绝对时间坐标，y0，y1，……，yn表示在相应测量报告时间点上根据测量报告所得出的信号强度。
根据测量报告中记录的已知数据构造函数y=f(x)的一种简单的近似表达式N(x)，使得N(xi)=yi，i=0，1，……，n，以便于计算在时间点x'≠xi，i=0，1，……，n的函数值f(x')，则可以根据f(x')(接收信号强度)的近似值判断多模终端在时间点x'是否满足无缝切换条件，进而可以计算多模终端从当前位置到达满足无缝切换条件的时间点所需的时间间隔。
即构造从测量报告时间点到接收信号强度的映射函数f(x)的近似表达式N(x)，采用近似表达式N(x)对后续的目标网络邻小区的电平进行预测，估算出函数f(x)在其他测量报告时间点x*处的近似值N(x*)，通过Newton插值估算目标网络邻小区的接收信号强度达到无缝切换条件的时间点。
同理，可以根据函数z=g(x)的第一近似表达式M(x)，通过Newton插值估算当前网络小区的接收信号强度达到无缝切换条件的时间点。
需要说明的是，若确定了一个时间参考点x0，且知道了测量报告时间周期，那么之后的向基站上报测量报告的具体时刻是可以计算得出的，称为测量报告时间点。
为构造从测量报告时间点到目标网络邻小区与当前网络小区的信号强度的映射函数的近似表达式N(x)，必须先构造出差商。
在一个优选实施例中，根据牛顿插值原理构造函数z=g(x)的第一近似表达式M(x)包括：当存在测量报告时间点x0,x1,......,xn时，
g(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
+g[x,x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)
＝Mn(x)+Rn(x)
；
其中，Mn(x)为次数不超过n的多项式：
Mn(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
Rn(x)为余项或误差：
Rn(x)＝(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)f[x,x0,x1,...,xn]。
以下证明Mn(x)是函数y=g(x)在x0,x1,......,xn上的牛顿插值多项式：
Mn(x)为次数不超过n的多项式，Mn(x0)＝g(x0)，
Mn(x1)＝g(x0)+g[x0,x1](x1-x0)
＝g(x0)+g(x1)-g(x0)＝g(x1)，
利用归纳法证明了：Mn(xi)＝g(xi) i＝0,1,2...n，
因此将Mn(x)称为在测量报告时间点x0,x1,......,xn处的牛顿插值多项式，将Rn(x)称为余项或误差。
在一个应用场景中，以构造关于目标网络的函数y=f(x)的第二近似表达式为例，描述构造y=f(x)的牛顿插值多项式的过程。
设有函数f(x)以及自变量x的一系列互不相等的测量报告时间点x0,x1,…,xn，以及当i≠j时，xi≠xj的值f(xi)，称
,i≠j,xi≠xj是f(x)在点xi,xj处的一阶差商，记作f[xi,xj]。
又称,i≠k是f(x)在点xi,xj,xk处的二阶差
商，
同理，称是f(x)在点x0,x1,…,xn处
的n阶差商。
由差商定义可知：高阶差商是两个低一阶差商的差商，于是得到差商表：
根据差商表使用Newton插值多项式：
得到公式1：f(x)＝f(x0)+(x-x0)f[x,x0]
增加一个测量报告时间点x1后：
得到公式2：f[x,x0]＝(x-x1)f[x,x0,x1]+f[x0,x1]
将公式2代入公式1得到公式3：
f(x)＝f(x0)+(x-x0)f[x0,x1]+(x-x0)(x-x1)f[x,x0,x1]
增加一个测量报告时间点x2后：
得到公式4：f[x,x0,x1]＝(x-x2)f[x,x0,x1,x2]+f[x0,x1,x2]
将公式4代入公式3得到：
f(x)＝f(x0)+f[x0,x1](x-x0)
+f[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+f[x,x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)(x-x2)
依次类推，当测量报告时间点增加到xn时，有：
f(x)＝f(x0)+f[x0,x1](x-x0)+f[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+f[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+f[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
+f[x,x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)
＝Nn(x)+Rn(x)
其中：
Nn(x)＝f(x0)+f[x0,x1](x-x0)+f[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+f[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+f[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
Rn(x)＝(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)f[x,x0,x1,...,xn]
在以上式子中，Nn(x)为次数不超过n的多项式，其中：
Nn(x1)＝f(x0)+f[x0,x1](x1-x0)
＝f(x0)+f(x1)-f(x0)＝f(x1)
Nn(x0)＝f(x0)，
利用归纳法可以证明：
Nn(xi)＝f(xi) i＝0,1,2,…,n
将Nn(xi)称为在测量报告时间点x0,x1,...,xn处的Newton插值多项式，将Rn(x)称为余项或误差。
根据以上描述，完成构造从测量报告时间点到目标网络邻小区的信号强度的映射函数f(x)的近似表达式N(x)，使得对于所有的测量报告时间点xi，i=0，1，……，n，能够以误差Rn(x)满足条件：N(xi)＝yi，i＝0,1,2,...,n。
按照上述方法分别完成构造出从测量报告时间点到目标网络邻小区与当前网络小区的接收信号强度的映射函数g(x)、f(x)的近似表达式后，可以对后续的目标网络邻小区与当前网络小区的接收信号强度进行预测，估算出函数g(x)、f(x)在其他时间点处的近似值。
根据当前网络小区到目标网络邻小区的切换时延T，计算目标网络邻小区与当前网络小区的接收信号强度达到无缝切换条件的时间点，其中，Rs为当前网络小区切换门限(第一切换门限)，Rn为目标网络邻小区切换门限(第二切换门限)，具体过程如图2所示：
在一个优选实施例中，根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf，具体包括：
对于第一信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：g(xn+1+T)，g(xn+2+T)，…，g(xn+m+T)，
对于第二信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：f(xn+1+T)，f(xn+2+T)，…，f(xn+m+T)；
在测量报告时间点xn+1，xn+2，…，xn+m中寻找满足g(xg+T)≤RS，且f(xf+T)≥RN的最小时间点Xg和Xf。
在一个优选实施例中，根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值包括：根据最小时间点Xg和Xf设置RS＝g(xg)，RN＝f(xf)。
修改触发门限后在后续的测量报告时间点进行判决，循环此过程，直至启动切换命令为止。
在一个应用场景中，如图2所示，流程包括：
步骤201，开始之后，获取多模终端在当前测量报告时间点Xn的接收信号强度f(xn)和g(xn)。
步骤202，判断当前时间点Xn的接收信号强度f(xn)和g(xn)，是否满足切换门限条件g(xn)≤RS，以及f(xn)≥RN，是转步骤208，否则转步骤203。
步骤203，不满足切换门限条件，根据由n个测量报告时间点构造的第一近似表达式和第二近似表达式，计算以当前测量报告时间点Xn为起点的后续m个时间点延后切换时延T的当前网络小区电平以及目标网络邻小区电平的取值，分别记为g(xn+1+T)，g(xn+2+T)，…，g(xn+m+T)，以及f(xn+1+T)，f(xn+2+T)…f(xn+m+T)。
步骤204，在测量报告时间点xn+1，xn+2，…，xn+m中寻找满足g(xg+T)≤RS，且f(xf+T)≥RN的最小时间点xg和xf。
步骤205，调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值包括：根据最小时间点xg和xf设置RS＝g(xg)，RN＝f(xf)，返回步骤201。
步骤206，若满足切换门限条件，启动多模终端从当前网络小区向目标网络邻小区的切换命令。
根据测量报告中信号强度数据归属的函数在已知若干离散点(已采集的测量报告时间点)的函数值，作出适当的特定函数，使得测量报告中信号强度数据归属的函数通过全部给定的有效离散数据点，即在已采集的测量报告时间点上取已知值，则在区间的其他测量报告时间点(后续测量报告时间点)上用所述特定函数进行数值逼近，将所述特定函数的值作为信号强度数据归属的函数的近似值，以此得到函数在其他测量报告时间点处的近似值。然后利用预设的当前网络小区切换门限Rs和目标网络邻小区切换门限Rn，并根据当前网络小区到目标网络邻小区的切换时延T计算目标网络邻小区与当前网络小区的接收信号强度达到无缝切换条件的时间点。
本发明实施例提供一种在异构网络中实现垂直切换的基站，如图3所示，包括：
获取规律单元301，用于获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律；
判断单元302，用于在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度满足第一切换门限Rs，且对应的第二信号强度满足第二切换门限Rn时，执行垂直切换与目标网络建立新链路；
在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度不满足第一切换门限Rs或者第二信号强度不满足第二切换门限Rn时，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，以及，根据所述第二规律计算出对应的第二近似表达式；
调整单元303，用于根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf；根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值，返回所述判断步骤。
保障多模终端在合理的时间点进行切换，能够满足异构网络中多模终端在高低速情况下的切换需求。使得多模终端能够快速并正确地启动切换，快速、高效、可靠地当前网络小区切换到目标网络邻小区，保持通话连续性，有利于提高多模终端在异构网络中的切换成功率。
在一个优选实施例中，判断单元302包括：
第一牛顿插值模块，用于基于函数z=g(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值z0，z1，……，zn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，z0，z1，……，zn是第一信号强度；
根据牛顿插值原理构造函数z=g(x)的第一近似表达式M(x)，M(xi)=zi，i=0，1，……，n；
第一牛顿插值模块，用于基于函数y=f(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值y0，y1，……，yn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，y0，y1，……，yn是第二信号强度；
根据牛顿插值原理构造函数y=f(x)的第二近似表达式N(x)，N(xi)=yi，i=0，1，……，n。
在一个优选实施例中，判断单元302包括：
第一近似表达式构建模块，用于当存在测量报告时间点x0,x1,......,xn时，
g(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
+g[x,x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)
＝Mn(x)+Rn(x)
；
其中，Mn(x)为次数不超过n的多项式：
Mn(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
Rn(x)为余项或误差：
Rn(x)＝(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)f[x,x0,x1,...,xn]。
在一个优选实施例中，调整单元303包括：
切换门限模块，用于对于第一信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：g(xn+1+T)，g(xn+2+T)，…，g(xn+m+T)，
对于第二信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：f(xn+1+T)，f(xn+2+T)，…，f(xn+m+T)；
在测量报告时间点xn+1，xn+2，…，xn+m中寻找满足g(xg+T)≤RS，且f(xf+T)≥RN的最小时间点xg和xf。
充分考虑了多模终端移动测量报告时间点的移动速度，模型化了切换过程，旨在为即将发生的切换预留足够长的时间的同时，尽量减少无线资源的不必要占用，不仅能够达到使多模终端在异构网络之间实现无缝切换，而且能有效利用网络资源，减少多模终端的能量消耗。
采用本方案之后的优势是：直接根据以前的测量报告对后续测量报告中的当前网络小区电平与目标网络邻小区电平进行预测，利用预设的切换条件门限Rn和Rs，根据当前网络小区到目标网络邻小区的切换时延T计算目标网络邻小区与当前网络小区的接收信号强度达到无缝切换条件的时间点，动态调节切换门限。充分考虑移动测量报告时间点的移动速度，模型化了切换过程，旨在为即将发生的切换预留足够长的时间的同时，预先承载切换时延，动态调节切换，尽量减少无线资源的不必要占用，不仅能够达到使多模终端在异构网络之间无缝切换的目的，而且能有效利用网络资源，减少多模终端的能量消耗。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种在异构网络中实现垂直切换的方法，应用于基站，其特征在于，方法包括：
获取规律步骤：获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律；
判断步骤：在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度满足第一切换门限Rs，且对应的第二信号强度满足第二切换门限Rn时，执行垂直切换以与目标网络建立新链路；
在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度不满足第一切换门限Rs或者第二信号强度不满足第二切换门限Rn时，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，包括：函数z＝g(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值z0，z1，……，zn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，z0，z1，……，zn是第一信号强度；根据牛顿插值原理构造函数z＝g(x)的第一近似表达式M(x)，M(xi)＝zi，i＝0，1，……，n；以及，
根据所述第二规律计算出对应的第二近似表达式，包括：函数y＝f(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值y0，y1，……，yn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，y0，y1，……，yn是第二信号强度；根据牛顿插值原理构造函数y＝f(x)的第二近似表达式N(x)，N(xi)＝yi，i＝0，1，……，n；
调整步骤：根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf；根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值，返回所述判断步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律具体包括：
在异构网络的覆盖区域中，将多模终端向基站上传测量报告的测量报告时间点记为集合A，第一信号强度记为集合B，第二信号强度记为集合C，集合A、集合B和集合C是非空集合；
将集合A到集合B的映射作为所述第一规律，将集合A到集合C的映射作为所述第二规律。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据牛顿插值原理构造函数z＝g(x)的第一近似表达式M(x)，包括：
当存在测量报告时间点x0,x1,......,xn时，
g(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
+g[x,x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)
＝Mn(x)+Rn(x)；
其中，Mn(x)为次数不超过n的多项式：
Mn(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)，
Rn(x)为余项或误差：
Rn(x)＝(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)f[x,x0,x1,...,xn]。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf，具体包括：
对于第一信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：g(xn+1+T)，g(xn+2+T)，…，g(xn+m+T)，
对于第二信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：f(xn+1+T)，f(xn+2+T)，…，f(xn+m+T)；
在测量报告时间点xn+1，xn+2，…，xn+m中寻找满足g(xg+T)≤RS，且f(xf+T)≥RN的最小时间点xg和xf。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值包括：
根据最小时间点Xg和Xf设置RS＝g(xg)，RN＝f(xf)。
6.一种在异构网络中实现垂直切换的基站，其特征在于，包括：
获取规律单元，用于获取多模终端的测量报告时间点与接收当前网络小区信号的第一信号强度之间的第一规律，以及测量报告时间点与接收目标网络邻小区信号的第二信号强度之间的第二规律；
判断单元，用于在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度满足第一切换门限Rs，且对应的第二信号强度满足第二切换门限Rn时，执行垂直切换以与目标网络建立新链路；
在当前的测量报告时间点Xn对应的第一信号强度不满足第一切换门限Rs或者第二信号强度不满足第二切换门限Rn时，根据所述第一规律计算出对应的第一近似表达式，以及，根据所述第二规律计算出对应的第二近似表达式；
调整单元，用于根据所述第一近似表达式计算出第一信号强度满足第一切换门限Rs的最小时间点Xg，并且根据所述第二近似表达式计算出第二信号强度满足第二切换门限Rn的最小时间点Xf；根据最小时间点Xg和Xf调整第一切换门限Rs和第二切换门限Rn的取值，再次执行判断单元的功能；
判断单元包括：
第一牛顿插值模块，用于基于函数z＝g(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值z0，z1，……，zn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，z0，z1，……，zn是第一信号强度；
根据牛顿插值原理构造函数z＝g(x)的第一近似表达式M(x)，M(xi)＝zi，i＝0，1，……，n；
第一牛顿插值模块，用于基于函数y＝f(x)在离散的x0，x1，……，xn上具有对应的函数值y0，y1，……，yn，其中，x0，x1，……，xn是测量报告时间点，y0，y1，……，yn是第二信号强度；
根据牛顿插值原理构造函数y＝f(x)的第二近似表达式N(x)，N(xi)＝yi，i＝0，1，……，n。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，判断单元包括：
第一近似表达式构建模块，用于当存在测量报告时间点x0,x1,......,xn时，
g(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)
+g[x,x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)
＝Mn(x)+Rn(x)；
其中，Mn(x)为次数不超过n的多项式：
Mn(x)＝g(x0)+g[x0,x1](x-x0)+g[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1)
+g[x0,x1,x2,x3](x-x0)(x-x1)(x-x2)
+...+g[x0,x1,...xn](x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)，
Rn(x)为余项或误差：
Rn(x)＝(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1)(x-xn)f[x,x0,x1,...,xn]。
8.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，调整单元包括：
切换门限模块，用于对于第一信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：g(xn+1+T)，g(xn+2+T)，…，g(xn+m+T)，
对于第二信号强度，计算位于当前测量报告时间点Xn之后的m个测量报告时间点叠加了切换时延T之后的取值：f(xn+1+T)，f(xn+2+T)，…，f(xn+m+T)；
在测量报告时间点xn+1，xn+2，…，xn+m中寻找满足g(xg+T)≤RS，且f(xf+T)≥RN的最小时间点xg和xf。
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