CN105636127A - 小区切换方法和网络侧设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小区切换方法和网络侧设备，该方法包括：源小区与目标小区完成用于使终端切换的信令交互之后，接收所述终端发送的包括测量报告的消息，所述目标小区为所述终端待接入的小区；所述源小区收到终端发送的包括测量报告的消息后，根据所述测量报告的消息，向所述终端发送切换指令，以使所述终端根据所述切换指令，从源小区切换到所述目标小区。该方法通过在高速铁路场景下，根据终端的运动趋势是可预测的特点，将源小区与目标小区之间的切换流程提前到终端发送触发切换的测量上报的消息之前完成，该方法既降低了源小区与目标小区之间的信令交互带来的时延，同时又避免了目标小区预留资源保持时间过长导致资源浪费。

Description

小区切换方法和网络侧设备

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种小区切换方法和网络侧设备。

背景技术

高速铁路场景下，列车高速移动将在短时间内穿越多个小区的覆盖范围，引起频繁的小区间切换。为了避免频繁切换对系统性能的影响，通常采用小区合并技术来降低切换频率。所谓小区合并是指将一定区域内的多个逻辑小区的射频拉远模块(RadioRemoteUnit，简称RRU)设备级联至同一个基带处理单元(BuildingBasebandUnit，简称BBU)，形成一个超级小区对该区域进行覆盖。以列车运行速度350km/h，每个RRU覆盖1.5km场景为例，如果不采用小区合并，则平均15秒左右切换一次，而采用4个RRU小区合并后，可以将切换频率降到平均60左右一次。

现有技术中，在连接模式下演进的通用陆基无线接入网(EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork，简称E-UTRAN)内切换是终端辅助网络控制的切换。切换主要分成切换准备、切换执行和切换完成三个部分：

切换准备：源小区根据漫游限制配置终端(UserExperience，简称UE)的测量报告，UE根据预定的测量规则发送报告；源小区根据报告及无线资源管理(RadioResourceManagement，简称RRM)信息决定UE是否需要切换。当需要切换时，源小区向目标小区发送切换请求；目标小区根据收到的服务质量(QualityofService，简称QoS)信息执行接纳控制，并返回至确认(Acknowledgement，简称ACK)。

切换执行：源小区向UE发送切换指令，UE接到后进行切换并同步到目标小区；网络对同步进行响应，当UE成功接入目标小区后，向目标小区发送切换确认消息。

切换完成：移动管理实体(MobilityManagementEntity，简称MME)向服务网关(ServingGateWay，简称S-GW)发送用户面更新请求，用户面切换下行路径到目标侧；目标小区通知源小区释放原先占用的资源。切换过程完成。

按照上述方法，终端在发送测量上报后，源小区才进行切换判决，源小区和目标小区之间的信令交互带来一定时延。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种小区切换方法和网络侧设备，通过将源小区与目标小区之间的切换流程提前到终端发送触发切换的测量上报的消息之前完成，降低了源小区与目标小区之间的信令交互带来的时延。

第一方面，本发明提供了一种小区切换方法，包括：

源小区与目标小区完成用于使终端切换的信令交互之后，接收所述终端发送的包括测量报告的消息，所述目标小区为所述终端待接入的小区；

所述源小区收到终端发送的包括测量报告的消息后，根据所述测量报告的消息，向所述终端发送切换指令，以使所述终端根据所述切换指令，从源小区切换到所述目标小区。

可选的，所述源小区与目标小区完成用于使终端切换的信令交互，包括：

所述源小区根据所述终端的平均速度和位置向所述目标小区发送切换请求；

所述目标小区接收所述源小区发送的切换请求，并将确认切换的消息发送至所述源小区。

可选的，所述源小区根据所述终端的平均速度和位置向所述目标小区发送切换请求，包括：

根据所述终端当前时刻的平均速度和位置，确定所述当前时刻到接收所述终端发送的测量上报的消息时的时间间隔；

当所述时间间隔小于预设时间间隔时，向所述目标小区发起切换请求。

可选的，获取所述终端的平均速度和位置，包括：

获取所述源小区中每个RRU的覆盖距离以及所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻；

根据所述源小区中每个RRU的覆盖距离以及所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻，获取所述终端在除与所述目标小区相邻的且为所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余每个RRU下的平均速度；

根据所述终端在除与所述目标小区相邻的且为所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余每个RRU下的平均速度，利用插值法获取所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度。

可选的，获取所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻，包括：

所述源小区接收所述终端发送的SRS信号；

所述源小区根据所述SRS信号对所述每个RRU进行信道估计，将所述SRS信号最强的RRU作为主服务RRU，并获取所述每个RRU作为主服务RRU的时刻。

可选的，若所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度小于所述终端在除所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余RRU下的平均速度，则将所述终端在除所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余RRU下的平均速度作为所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度。

可选的，根据所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度、所述源小区中最后一个RRU的覆盖距离和所述源小区中最后一个RRU作为主服务RRU的时刻，获取所述源小区向所述目标小区发起切换请求的时刻。

第二方面，本发明还提供了一种网络侧设备，包括：

接收单元，用于在网络侧设备与另一网络侧设备完成用于使终端切换的信令交互之后，接收所述终端发送的包括测量报告的消息，所述另一网络侧设备为所述终端待接入的网络侧设备；

发送单元，用于使所述网络侧设备根据所述包括测量报告的消息，向所述终端发送切换指令，以使所述终端根据所述切换指令，从网络侧设备切换到所述另一网络侧设备。

可选的，所述接收单元，用于：

根据所述终端的平均速度和位置向所述另一网络侧设备发送切换请求；

所述另一网络侧设备接收所述网络侧设备发送的切换请求，并将确认切换的消息发送至所述网络侧设备。

可选的，所述接收单元，用于：

根据所述终端当前时刻的平均速度和位置，确定所述当前时刻到接收所述终端发送的测量上报的消息时的时间间隔；

当所述时间间隔小于预设时间间隔时，向所述另一网络侧设备发起切换请求。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种小区切换方法和网络侧设备，根据在高速铁路场景下，根据终端的运动趋势是可预测的特点，通过将源小区与目标小区之间的切换流程提前到终端发送触发切换的测量上报的消息之前完成，使得该方法既降低了源小区与目标小区之间的信令交互带来的时延，同时又避免了目标小区预留资源保持时间过长导致资源浪费。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的小区切换方法的流程图；

图2为现有技术下小区切换的切换过程示意图；

图3为本发明一实施例提供的小区切换的切换过程示意图；

图4为本发明一实施例提供的网络侧设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明利用高速铁路小区合并场景的特点，通过对终端移动速度的估计，在终端发送触发切换的测量报告的消息之前，预先完成源小区和目标小区的信令交互。待UE上报测量上报的消息之后，源小区立即向终端发送切换指令，后续采用切换执行和切换完成操作。由于源小区和目标小区的信令交互是根据移动速度的估计提前进行的，因此从UE发起测量上报到切换完成的时延得到了有效降低。

图1示出了本发明实施例提供的小区切换方法的流程图，如图1所示，该小区切换方法包括如下步骤：

101、源小区与目标小区完成用于使终端切换的信令交互之后，接收所述终端发送的包括测量报告的消息，所述目标小区为所述终端待接入的小区。

具体的，上述步骤可以理解为源小区和目的小区之间的切换请求和切换响应信令交互流程在源小区收到终端发送的测量报告之前完成。

举例来说，所述源小区与目标小区完成用于使终端切换的信令交互，包括：

所述源小区根据所述终端的平均速度和位置向所述目标小区发送切换请求；所述目标小区接收所述源小区发送的切换请求，并将确认切换的消息发送至所述源小区。

102、所述源小区收到终端发送的包括测量报告的消息后，根据所述测量报告的消息，向所述终端发送切换指令，以使所述终端根据所述切换指令，从源小区切换到所述目标小区。

上述方法根据在高速铁路场景下，终端的运动速度及位置是可预测的特点，通过将源小区与目标小区之间的切换流程提前到终端发送触发切换的测量上报的消息之前完成，使得该方法既降低了源小区与目标小区之间的信令交互带来的时延，同时又避免了目标小区预留资源保持时间过长导致资源浪费。

为了详细说明上述方法的具体实施细节，下面通过具体实施例来进行说明。

假设源小区是由4个小区合并而成，图2示出的为现有技术下小区切换的切换过程中的切换位置示意图，如图2所示，包括：终端发送测量上报的位置21、源小区向目标小区发送切换请求的位置22和源小区向终端发送切换命令的位置23。现有技术中终端在源小区的RRU4下向目标小区移动的过程中，会由于目标小区RRU1的信号强度逐渐变强而发送测量上报的消息，源小区收到终端发送的测量上报的消息后，向目标小区发送切换请求，收到目标小区的切换响应后，再向终端发送切换命令。

图3示出的为本发明实施例提供的小区切换的切换过程示意图，如图3所示，包括：源小区向目标小区发送切换请求的位置31、终端发送测量上报的消息的位置32和源小区向终端发送切换命令的位置33。

举例来说，所述源小区在接收终端发送的测量上报的消息之前，向目标小区发起切换请求，包括图1中未示出的步骤：

1011、根据所述终端当前时刻的平均速度和位置，确定所述当前时刻到接收所述终端发送的测量上报的消息时的时间间隔；

1012、当所述时间间隔小于预设时间间隔时，向所述目标小区发起切换请求。

上述步骤1011具体包括：源小区接收所述终端发送的SRS信号，所述源小区根据所述SRS信号对所述源小区中每个RRU进行信道估计，并将所述SRS信号最强的RRU作为主服务RRU。

为了避免由于信道衰落导致主服务RRU在相邻两个RRU之间乒乓切换，采用一阶指数平滑的方法对信道估计的结果进行平滑。例如，假设RRUi在tn时刻的信号强度为Xn,

则平滑后的信号强度：

Sn＝a*Xn+(1-a)Sn-1，其中，a为平滑系数，Sn-1为平滑前的信号强度。

为了能够提前完成源小区和目标小区的信令交互，使得既能有效降低切换时延，同时又避免目标小区预留资源保持时间过长导致资源浪费，需要对终端的移动速度、位置和切换时刻进行估计。

基于上述步骤1011中如何确定主服务RRU，并根据主服务RRU对获取所述终端当前时刻的移动速度和位置进行详细说明，其中获取终端当前时刻的移动速度和位置主要包括以下步骤：

A、获取所述源小区中每个RRU的覆盖距离以及所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻。

B、根据所述源小区中每个RRU的覆盖距离以及所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻，获取所述终端在除与所述目标小区相邻的且为所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余每个RRU下的平均速度。

举例来说，如图3所示，源小区4个RRU的覆盖距离L1、L2、L3和L4可以由路测确定。

C、根据所述终端在除与所述目标小区相邻的且为所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余每个RRU下的平均速度，利用插值法获取所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度。

举例来说，根据每个RRU的覆盖距离和该RRU作为主服务RRU的持续时间的比值即可估计出终端的移动速度。将除最后一个RRU之外每个RRU覆盖距离之和和这些RRU作为主服务RRU的持续时间之和的比值作为终端的小区平均移动速度。根据终端在各个RRU下的移动速度、各个RRU作为该终端主服务RRU的起始时刻，可以估计出终端在除最后一个RRU外的各个RRU下的平均移动速度，然后采用插值的方法可以估计出终端在最后一个RRU下的平均移动速度。为了避免估计误差造成对终端移动速度估计的偏慢，造成不能及时触发源小区和目标小区的信令交互，采取以下处理方式：如果采用插值法估计出的终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度小于所述终端在除所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余RRU下的平均速度，则将所述终端在除所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余RRU下的平均速度作为所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度。否则保持最后一个RRU下的平均速度。

上述步骤结合图3所示，当终端进入源小区覆盖范围后，源小区首先会记录终端进入RRU1覆盖范围的时刻t1。随着终端向前移动，主服务RRU依次t2、t3、t4时刻变为RRU2、RRU3和RRU4。假设源小区中各RRU的覆盖距离分别为L1、L2、L3和L4(L4为源小区的RRU4开始作为主服务RRU的位置和终端发起测量上报位置之间的距离),则终端在前三个RRU下的平均速度为V＝(L1+L2+L3)/(t4-t1)，在RRU3下的平均速度可估计为V3＝L3/(t4-t3)，在RRU1和RRU2下的平均速度为V1＝L1/(t2-t1),V2＝L2/(t3-t2)。根据V1、V2和V3插值计算得到的移动在第4个RRU下的平均移动速度为V4。如果V4<V，则令V4＝V，否则保持V4不变。

通过上述步骤，所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度、所述源小区中最后一个RRU的覆盖距离和所述源小区中最后一个RRU作为主服务RRU的时刻，获取所述源小区向所述目标小区发起切换请求的时刻。也就是说，根据终端在最后一个RRU下的平均移动速度、最后一个RRU的覆盖距离和作为主服务RRU的时刻，可以计算出源小区需要向目标小区发起切换请求的时刻。

在另一个可实现的方式中，假设源小区在比终端发起测量上报时刻提前deltaT时间发起和目标小区的信令交互，则源小区向目标小区发起信令交互的时刻t应按照下式计算：

t＝(L4-V4*deltaT)/V4+t4

源小区在时刻t向目标小区发送切换请求信令并收到目标小区发送的切换响应信令后，等待终端发起测量上报。源小区在收到终端的测量上报后，立即向终端发送切换命令。

本发明在使用以上方法获得终端移动速度和位置基础上，上述步骤102中完成源小区和目标小区信令交互的方法，具体包括如下内容。

终端在源小区最后一个RRU下会发送测量上报的消息，触发向邻小区(目标小区)的切换。由于终端发起测量上报的位置是可以通过路测确定的，因此根据终端当前时刻的移动速度和位置，可以估计出当前时刻到终端发起测量上报的时间间隔。当该时间间隔小于预定义的门限时，源小区立刻向终端前进方向上的目标小区发起切换请求，在收到目标小区的响应消息后，源小区开始等待终端发起测量上报。当终端发起测量上报且源小区收到该测量上报后，立即向终端发送切换指令，该指令中包含目标小区的响应消息中为该终端预留的资源信息，该终端预留的资源信息包括目标小区发送随机接入码的信息，目标小区的资源信息等。

在另一种实施方式中，如果列车在某个RRU覆盖范围内停车，为了避免列车中途停车造成的终端移动速度估计不准确问题，则源小区会监测到每一个RRU作为主服务RRU的持续时间，若某个RRU作为主服务RRU的持续时间超过了设定的门限值，则源小区不对该终端执行提前完成切换信令交互的流程，而是采用上述如图2所述的方法，即只有终端发起测量上报后，才向目标小区发送切换请求命令，收到目标小区响应后才向终端发送切换命令的操作。

图4示出了网络侧设备的结构示意图，如图4所示，上述网络侧设备包括：接收单元41和发送单元42。

接收单元，用于在网络侧设备与另一网络侧设备完成用于使终端切换的信令交互之后，接收所述终端发送的包括测量报告的消息，所述另一网络侧设备为所述终端待接入的网络侧设备；

发送单元，用于使所述网络侧设备根据所述包括测量报告的消息，向所述终端发送切换指令，以使所述终端根据所述切换指令，从网络侧设备切换到所述另一网络侧设备。

所述接收单元，用于：

根据所述终端的平均速度和位置向所述另一网络侧设备发送切换请求；

所述另一网络侧设备接收所述网络侧设备发送的切换请求，并将确认切换的消息发送至所述网络侧设备。

所述接收单元，还用于：

根据所述终端当前时刻的平均速度和位置，确定所述当前时刻到接收所述终端发送的测量上报的消息时的时间间隔；

当所述时间间隔小于预设时间间隔时，向所述另一网络侧设备发起切换请求。

以上所述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种小区切换方法，其特征在于，包括：

源小区与目标小区完成用于使终端切换的信令交互之后，接收所述终端发送的包括测量报告的消息，所述目标小区为所述终端待接入的小区；

所述源小区收到终端发送的包括测量报告的消息后，根据所述测量报告的消息，向所述终端发送切换指令，以使所述终端根据所述切换指令，从源小区切换到所述目标小区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源小区与目标小区完成用于使终端切换的信令交互，包括：

所述源小区根据所述终端的平均速度和位置向所述目标小区发送切换请求；

所述目标小区接收所述源小区发送的切换请求，并将确认切换的消息发送至所述源小区。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述源小区根据所述终端的平均速度和位置向所述目标小区发送切换请求，包括：

根据所述终端当前时刻的平均速度和位置，确定所述当前时刻到接收所述终端发送的测量上报的消息时的时间间隔；

当所述时间间隔小于预设时间间隔时，向所述目标小区发起切换请求。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述终端的平均速度和位置，包括：

获取所述源小区中每个RRU的覆盖距离以及所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻；

根据所述源小区中每个RRU的覆盖距离以及所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻，获取所述终端在除与所述目标小区相邻的且为所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余每个RRU下的平均速度；

根据所述终端在除与所述目标小区相邻的且为所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余每个RRU下的平均速度，利用插值法获取所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述源小区中每个RRU作为主服务RRU的时刻，包括：

所述源小区接收所述终端发送的SRS信号；

所述源小区根据所述SRS信号对所述每个RRU进行信道估计，将所述SRS信号最强的RRU作为主服务RRU，并获取所述每个RRU作为主服务RRU的时刻。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度小于所述终端在除所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余RRU下的平均速度，则将所述终端在除所述源小区中最后一个RRU之外的所述源小区中其余RRU下的平均速度作为所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述终端在所述源小区中最后一个RRU下的平均速度、所述源小区中最后一个RRU的覆盖距离和所述源小区中最后一个RRU作为主服务RRU的时刻，获取所述源小区向所述目标小区发起切换请求的时刻。

8.一种网络侧设备，其特征在于，包括：

接收单元，用于在网络侧设备与另一网络侧设备完成用于使终端切换的信令交互之后，接收所述终端发送的包括测量报告的消息，所述另一网络侧设备为所述终端待接入的网络侧设备；

发送单元，用于使所述网络侧设备根据所述包括测量报告的消息，向所述终端发送切换指令，以使所述终端根据所述切换指令，从网络侧设备切换到所述另一网络侧设备。

9.根据权利要求8所述的网络侧设备，其特征在于，所述接收单元，用于：

根据所述终端的平均速度和位置向所述另一网络侧设备发送切换请求；

所述另一网络侧设备接收所述网络侧设备发送的切换请求，并将确认切换的消息发送至所述网络侧设备。

10.根据权利要求9所述的网络侧设备，其特征在于，所述接收单元，用于：

根据所述终端当前时刻的平均速度和位置，确定所述当前时刻到接收所述终端发送的测量上报的消息时的时间间隔；

当所述时间间隔小于预设时间间隔时，向所述另一网络侧设备发起切换请求。