CN105611583B - 一种缩短多模用户终端搜网选网时延的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种缩短多模用户终端搜网选网时延的方法，属于移动通信系统协议栈中缩短多模用户终端搜网选网时延技术领域。该方法根据小区信号质量大小，排除掉信号质量较弱、不满足驻留条件的小区，减少搜网小区的个数，优化了搜网流程，一方面，缩短搜网时延；相应地，对后续的选网流程也同样起到了优化效果，在某些场景下优化效果明显：在AS层面直接排除信号较差的网络，不上报给NAS，减少对信号差但优先级高的网络的选网流程，直接选择信号质量较好的网络驻留，缩短选网时延，自动选网情况下让UE尽快驻留到适合的网络。达到了提高用户体验的效果；同时，优化的搜网选网都有效地降低了功耗。

Description

一种缩短多模用户终端搜网选网时延的方法
技术领域
本发明属于移动通信系统协议栈中缩短多模用户终端(简称UE)搜网选网时延的技术领域，涉及一种缩短多模用户终端搜网选网时延的方法。
背景技术
当前，移动通信系统中各项技术快速发展，随着移动网络技术的不断演进，支持多种接入技术模式的用户终端，给用户提供了更好更稳定的服务，同时，多模式长期共存的事实也让UE的实现越来越复杂。在多网络覆盖场景下，UE需快速准确地选择并驻留到合适的小区。在移动通信系统中，高层协议栈包括接入层(AS)和非接入层(NAS)，其中，接入层的无线资源控制(RRC)模块主要完成小区选择、重选、无线接入、无线资源管理等功能，非接入层完成移动性管理、搜网、选网等功能。根据UE和网络间是否有RRC连接存在，将UE分为空闲模式和连接模式。通常，开机后，UE通过选网过程选择并驻留到信号较好的小区，进入空闲待机模式。空闲模式下，基于测量结果，UE主要执行搜网、选网、重选等任务。随着无线接入模式的增加，当UE执行搜网任务时，在每个接入模式下都要搜索，搜完后根据搜网模式、搜网结果、网络优先级等信息确定后续选网流程。因此，搜网时间会随着接入技术模式的增多而加长。
通常，触发搜网的场景有如下几类：1)用户触发搜网(手动搜网)：搜索当前可用网络，显示给用户。2)丢失覆盖后搜网(UE触发的自动搜网)：搜索所有可用网络并尽快选择合适网络驻留，让UE尽快在可用网络下得到正常服务。3)周期性的高优先级搜网(自动搜网)：尝试搜索并驻留在高优先级的网络中。这3种搜网方式，在协议栈的非接入层(NAS)判断，之后向AS发起搜网请求，AS收到搜网请求后根据当前任务发起搜网任务。
现有的协议栈搜网流程描述如下：
1、触发搜网时NAS根据支持的模式及其优先级，依次向各模式的AS(AS1，AS2等)发起搜网请求；
2、AS收到搜网请求后，利用没有其他任务的空闲时间执行搜网任务：21)对支持的频段内的小区进行信号强度测量，根据测量值从强到弱对所有小区排序，构成搜网小区列表cellList；22)根据排序结果，依次尝试接收每个小区中包含PLMN信息的系统消息；23)如果接收系统消息失败(如解码失败)则尝试接收下一个小区的系统消息(返回步骤22)，直至所有小区都尝试接收完；如果成功收到系统消息(解码成功)，则解析系统消息内容，并执行下一步24的流程；24)判断是否保存该小区PLMN信息：如果该小区没有被禁止(barred)且不属于禁止的位置区(即forbidden location area identity,FLAI，适用于2G/3G小区)或禁止的跟踪区(forbidden tracking area identity,FTAI，适用于4G小区)，同时已搜索到的PLMN列表中未包含该小区的PLMN的话，把该小区及其PLMN信息保存到搜索到的PLMN列表中，否则不保存；仍有小区未接收的话接着尝试接收下一个小区的系统消息(返回步骤22)，直至所有小区都尝试接收完；25)AS1把搜索到的PLMN信息上报给NAS。
3、NAS收到AS1上报的搜网结果后，按照模式优先级对下一个模式的AS(AS2)发起搜网，AS2搜网过程与步骤2.相同(重复步骤2)。直至所有模式都完成搜网。
4、完成所有模式的搜网后，NAS获取所有可用PLMN网络及其支持的无线接入技术/模式，根据PLMN网络优先级从高到低对其进行排序。
5、如果是手动搜网，则向用户显示搜索的网络；如果是自动搜网，则执行后续选网流程。
在上述搜网流程中，随着无线接入技术(模式)及支持频段的增加，要测量和解析的小区个数也随之增多，解析系统消息的过程耗时也越长，从而导致搜网过程耗时过长。在手动搜网时，如果搜网延时过长，用户通常会直接中止搜网过程，从而影响用户体验。如果是丢失覆盖后自动搜网，搜网后UE会根据搜网结果发起选网过程，即根据网络优先级排序，从优先级最高的PLMN开始选网，尝试尽快驻留到一个PLMN中。NAS选择一个PLMN后，再结合该PLMN支持的接入技术(模式)，先在支持的优先模式上发起选网，对应接入模式的AS收到选网请求后，立即在该PLMN中尝试找满足驻留条件的小区尽快驻留。
对于手动搜网，搜网后的手动选网流程简单描述如下：
1a.手动搜网结束，用户界面显示搜到的网络(比如优先级从高到低依次是PLMN1，PLMN2，PLMN3)；如果用户选择PLMN1要求驻留到该网络；
2a.根据用户选择的PLMN网络，NAS/AS立即执行PLMN的选网过程(根据模式优先级依次向AS发起选网过程)。
3a.如果PLMN1中各无线模式的小区信号都比较弱，所有支持的模式中都没有满足驻留条件的小区(参照3GPP相关协议规定，即2G小区的C1≤0或3G/4G小区的S≤0)，向用户提示选择PLMN1失败；
4a.根据之前的搜网列表，如果用户选择PLMN2/PLMN3驻留的话，流程同步骤2a；
5a.如果PLMN2/PLMN3中有满足驻留条件的小区，UE就驻留到该网络中，并显示当前驻留网络信息，该过程结束。如果选网失败则向用户显示失败。
对于丢失覆盖后的自动搜网，搜网后的自动选网流程简单描述如下：
1b.NAS根据搜网结果中PLMN的排序情况(比如优先级从高到低依次是PLMN1，PLMN2，PLMN3)，从最高优先级的PLMN开始尝试进行驻留；
2b.根据PLMN支持的无线模式，NAS依次向各无线接入模式的AS发起选网；
3b.如果在该模式下选网成功则驻留到该网络中，并显示网络信息；如果该模式下选网失(所有小区都不满足驻留条件，如C1或S≤0)NAS向下一个模式发起选网流程；如果该PLMN支持的所有模式中的小区都不满足驻留条件(信号较弱)，则尝试选择下一个PLMN(返回步骤2b.)，直至找到满足驻留的小区或者所有PLMN都选网失败。
在搜网过程搜索出的所有小区中，有些信号较弱的小区，很可能是因交叉覆盖布网出现的干扰信号，有些信号较弱小区也无法满足小区驻留基本条件中的信号强度要求(如2G小区须满足C1>0，3G/4G小区满足S>0)，根据上述流程描述，对这些小区都进行了系统消息解析，导致搜网时间较长，功耗过大。另外，当搜索出的信号较弱小区(不能满足驻留条件)的网络优先级比较高时，根据选网流程，先尝试驻留这些高优先级PLMN，信号质量差不满足驻留条件，失败后再依次选择次优先级的PLMN，导致选网时延较长，影响选网速度，且功耗大，特别是丢失覆盖后恢复网络的情况下，希望尽快驻留到可用网络中给用户提供正常服务。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种缩短多模用户终端搜网选网时延的方法，该方法在搜网时排除掉信号较弱的小区，缩短搜网选网时延，提高效率，适当降低功耗，同时也起到了优化和加快后续选网流程的效果。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种缩短多模用户终端搜网选网时延的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：触发搜网时NAS根据支持的模式及其优先级，依次向各模式的AS(AS1，AS2等)发起搜网请求；
S2：AS收到搜网请求后，利用没有其他任务的空闲时间执行搜网任务；
S3：NAS收到AS1的搜网结果后，按照模式优先级对下一个模式的AS(AS2)发起搜网，AS2搜网过程与步骤S2相同，直至所有模式都完成搜网；
S4：完成所有模式的搜网后，NAS获取所有可用PLMN网络及其支持的无线接入技术/模式，根据PLMN网络优先级从高到低对其进行排序；
S5：如果是手动搜网，则向用户显示搜索的网络；如果是自动搜网，则执行后续选网流程。
进一步，在步骤S2中，具体包括：
S21：对支持的频段内的小区进行信号强度测量，根据测量值从强到弱对所有小区排序，排序后去掉信号值小于RXLEVEL(根据不同接入技术，该值可以设置为不同值)的小区，形成新的搜网小区列表；
S22：根据上述新的搜网小区列表，依次尝试接收每个小区中包含PLMN信息的系统消息；
S23：如果接收系统消息失败(如解码失败)则尝试接收下一个小区的系统消息(返回步骤S22)，直至列表中所有小区都尝试接收完；如果成功接收系统消息，则解析系统消息内容，继续执行下一步S24的流程；
S24：根据系统消息中的参数，计算该小区的小区选择准则值(驻留的基本条件之一，即2G小区的C1，3G/4G小区的S)；
S25：判断是否保存该小区PLMN信息：如果该小区没有被禁止(barred)且不属于禁止的位置区(即forbidden location area identity，FLAI，适用于2G/3G小区)或禁止的跟踪区(forbidden tracking area identity，FTAI，适用于4G小区)，同时该小区的信号强度满足小区选择驻留条件(即2G小区的C1>0，3G/4G小区的S>0)且已搜索到的PLMN列表中未包含该小区的PLMN的话，把该小区及其PLMN信息保存到已搜索到的PLMN列表中；否则不保存；仍有小区未接收的话接着尝试接收并解析下一个小区的系统消息(返回步骤S22)，直至搜索列表中所有小区都尝试接收完；
S26：AS1把搜索到的所有PLMN信息上报给NAS。
本发明的有益效果在于：本发明提供的方法根据小区信号质量大小，排除掉信号质量较弱、不满足驻留条件的小区，减少搜网小区的个数，优化了搜网流程，一方面，缩短搜网时延；相应地，对后续的选网流程也同样起到了优化效果，在某些场景下优化效果明显：在AS层面直接排除信号较差的网络，不上报给NAS，减少对信号差但优先级高的网络的选网流程，直接选择信号质量较好的网络驻留，缩短选网时延，自动选网情况下让UE尽快驻留到适合的网络。达到了提高用户体验的效果。同时，优化的搜网选网都有效地降低了功耗。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为现有方法的流程示意图；
图2为本发明所述方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
为了缩短搜网选网时延，提高效率，适当降低功耗，本发明提出一种优化搜网(缩短搜网时间)的处理流程(即：在搜网时排除掉信号较弱的小区)，同时也起到了优化和加快后续选网流程的效果，该方法的流程示意图如图2所示，本方法具体包括以下步骤：
S1：触发搜网时NAS根据支持的模式及其优先级，依次向各模式的AS(AS1，AS2等)发起搜网请求；
S2：AS收到搜网请求后，利用没有其他任务的空闲时间执行搜网任务；
在步骤S2中，具体包括：
S21：对支持的频段内的小区进行信号强度测量，根据测量值从强到弱对所有小区排序，排序后去掉信号值小于RXLEVEL(根据不同接入技术，该值可以设置为不同值)的小区，形成新的搜网小区列表；
S22：根据上述新的搜网小区列表，依次尝试接收每个小区中包含PLMN信息的系统消息；
S23：如果接收系统消息失败(如解码失败)则尝试接收下一个小区的系统消息(返回步骤S22)，直至列表中所有小区都尝试接收完；如果成功接收系统消息，则解析系统消息内容，继续执行下一步S24的流程；
S24：根据系统消息中的参数，计算该小区的小区选择准则值(驻留的基本条件之一，即2G小区的C1，3G/4G小区的S)；
S25：判断是否保存该小区PLMN信息：如果该小区没有被禁止(barred)且不属于禁止的位置区(即forbidden location area identity，FLAI，适用于2G/3G小区)或禁止的跟踪区(forbidden tracking area identity，FTAI，适用于4G小区)，同时该小区的信号强度满足小区选择驻留条件(即2G小区的C1>0，3G/4G小区的S>0)且已搜索到的PLMN列表中未包含该小区的PLMN的话，把该小区及其PLMN信息保存到已搜索到的PLMN列表中；否则不保存；仍有小区未接收的话接着尝试接收并解析下一个小区的系统消息(返回步骤S22)，直至搜索列表中所有小区都尝试接收完；
S26：AS1把搜索到的所有PLMN信息上报给NAS。
S3：NAS收到AS1的搜网结果后，按照模式优先级对下一个模式的AS(AS2)发起搜网，AS2搜网过程与步骤S2相同，直至所有模式都完成搜网；
S4：完成所有模式的搜网后，NAS获取所有可用PLMN网络及其支持的无线接入技术/模式，根据PLMN网络优先级从高到低对其进行排序；
S5：如果是手动搜网，则向用户显示搜索的网络；如果是自动搜网，则执行后续选网流程。
图1为现有方法的流程示意图，将现有技术的流程和本发明所述方法的流程进行比较，在图1中每个模式下对测量到的所有小区都尝试接收并解析系统消息，同时无论小区是否满足C1/S>0的驻留条件都上报搜网结果，搜网时间较长；图2中只对测量结果高于一定门限的小区尝试接收系统消息，正确接收系统消息后，计算小区选择准则参数(C1或S)，不满足小区选择驻留准则时不上报该小区信息。对比图1、图2，图2优化流程中，取消对信号质量较弱小区的解析，减少搜索小区个数，缩短搜网时延，降低搜网功耗。同时，图2中对搜网结果上报条件的优化，不上报信号质量弱的网络，让UE快速驻留到信号较好的网络中，降低选网时延及功耗。可见，本发明方法确实很好地缩短了搜网选网延时，且有效降低了功耗。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (1)

1.一种缩短多模用户终端搜网选网时延的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：触发搜网时NAS根据支持的模式及其优先级，依次向各模式的AS发起搜网请求，所述AS包括AS1和AS2；
S2：AS收到搜网请求后，利用没有其他任务的空闲时间执行搜网任务；
S3：NAS收到AS1的搜网结果后，按照模式优先级对下一个模式的AS2发起搜网，AS2搜网过程与步骤S2相同，直至所有模式都完成搜网；
S4：完成所有模式的搜网后，NAS获取所有可用PLMN网络及其支持的无线接入技术/模式，根据PLMN网络优先级从高到低对其进行排序；
S5：如果是手动搜网，则向用户显示搜索的网络；如果是自动搜网，则执行后续选网流程；
在步骤S2中，具体包括：
S21：对支持的频段内的小区进行信号强度测量，根据测量值从强到弱对所有小区排序，排序后去掉信号值小于RXLEVEL的小区，形成新的搜网小区列表，所述RXLEVEL根据不同接入技术设置为不同的值；
S22：根据上述新的搜网小区列表，依次尝试接收每个小区中包含PLMN信息的系统消息；
S23：如果接收系统消息失败则返回步骤S22尝试接收下一个小区的系统消息，直至列表中所有小区都尝试接收完；如果成功接收系统消息，则解析系统消息内容，继续执行下一步S24的流程；
S24：根据系统消息中的参数，计算该小区的小区选择准则值，所述小区选择准则值为驻留的基本条件之一，即2G小区的C1，3G/4G小区的S；
S25：判断是否保存该小区PLMN信息：如果该小区没有被禁止barred且不属于禁止的位置区，即适用于2G/3G小区的forbidden location area identity，FLAI，或禁止的跟踪区，即适用于4G小区的forbidden tracking area identity，FTAI，同时该小区的信号强度满足小区选择驻留条件，即2G小区的C1>0，3G/4G小区的S>0，且已搜索到的PLMN列表中未包含该小区的PLMN的话，把该小区及其PLMN信息保存到已搜索到的PLMN列表中；否则不保存；仍有小区未接收的话接着返回步骤S22尝试接收并解析下一个小区的系统消息，直至搜索列表中所有小区都尝试接收完；
S26：AS1把搜索到的所有PLMN信息上报给NAS。
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