CN106376055B

CN106376055B - 一种gmr系统中的小区搜索方法

Info

Publication number: CN106376055B
Application number: CN201610804833.2A
Authority: CN
Inventors: 段红光; 罗一静; 郑建宏; 张仁迟
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2036-09-06
Also published as: CN106376055A

Abstract

本发明涉及一种GMR系统中的小区搜索方法，属于移动终端设备实现技术领域。该方法在终端开机的BCCH频点搜索过程中，将BCCH频点搜索分成几个步骤，根据优先级从高到低的次序进行搜索，所述优先级从高到低排列如下：A：RPLMN对应的小区频点；B：RPLMN对应小区的邻近小区频点列表；C：系统消息广播Concurrent BCCH List列表；D：NV保存BCCH频点列表；E：以及终端支持的所有频点列表；在该方法中，只要终端不能正常解读到BCCH信道上的系统消息，则启动下一个步骤的BCCH频点搜索过程；在每个步骤搜索过程中，终端不再搜索已经搜索过的频点。该方法能够很好的解决GMR终端进行盲搜频点消耗时间较长的问题。

Description

一种GMR系统中的小区搜索方法

技术领域

本发明属于移动终端设备实现技术领域，涉及一种GMR系统中的小区搜索方法。

背景技术

地球静止轨道卫星移动通信(简称：GMR)的标准规定，系统上行和下行的工作频率分别是1626.5MHz到1660.5MHz和1525.0MHz到1559.0MHz，带宽均为34HMz。根据GMR无线信道特点，将34MHz带宽分成了1087个频点，每个频段的带宽是31.25KHz。

根据实际需求，系统将34MHz带宽的无线资源分成了不同的信道类型，通常分成控制信道和业务信道两大类。控制信道主要用于承载信令或用于系统同步的数据，属于所有用户共享的信道，例如广播控制信道(简称：BCCH)，寻呼控制信道(简称：PCH)等等。业务信道，则主要用于传输用户业务数据的信道，例如专用信道(简称：DCH)和共享信道(简称：PDCH)。

如果终端(简称：MES)需要进行业务，那么MES开机上电之后，首先找到可以使用的小区或是波束(小区和波束属于等同概念)，并且对该小区进行测量、解读其系统消息，判定该小区中是否可以正常驻留。具体如图1所示。

步骤1：终端关机的时候，不能保持上行同步，并且由于终端移动，终端可能离开原来驻留小区的位置，并且在终端关机期间，网络小区参数也可能发生改变。所以终端上电之后首先搜索可提供服务的小区。

步骤2：终端搜索可提供服务小区，关键是搜索小区的BCCH频点，并且能够正常解读其承载的系统消息内容。在终端开始搜索可提供服务小区之前，终端将搜索所有可能是BCCH频点的信道，首先检查该频点是否有信号，其承载的FCCH信道是否可以正常解读。

步骤3：终端确定频点有信号之后，解读FCCH信道，并且获得时间和频率同步参数，再进行具体系统消息段的解读。终端将根据小区BCCH频点信号强度测量结果，以及解读到的系统消息内容，选择合适小区驻留。

步骤4：如果该小区信号质量服务驻留条件，小区没有被禁止，则驻留该小区，否则继续搜索其他驻留频点，但是在整个过程，网络不知道终端任何行为，终端和网络没有进行任何交互过程。

步骤5：完成步骤4，仅仅表明该小区无线质量满足小区驻留条件，终端还需要进行登记注册，只有终端完成登记注册过程，才能获得网络正常服务。

步骤6：终端完成注册之后，进入正常空闲状态。在该状态下，终端能够进行业务，也可以正常响应寻呼。

在移动通信系统中，如果终端丢失覆盖或是初始开机，终端会根据自己支持的射频能力搜索整个频段。这一过程我们称之为盲搜，正如上面描述，在GMR系统中，系统上行和下行的工作频率分别是1626.5MHz到1660.5MHz和1525.0MHz to 1559.0MHz,并分别将这34MHz带宽分成了1087个频点。实际上，不是所有信号的1087个频点都承载BCCH信道，大多数都是业务信道，但是终端不知道哪些频点是BCCH频点，所以终端在丢失覆盖或是初始开机的时候，终端只能从1087个频点中逐一搜索BCCH频点。

这样终端每次开机或是丢失覆盖进行盲搜过程的时间非常长，大大影响了用户体验，甚至影响了终端的正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种GMR系统中的小区搜索方法，该方法主要涉及如何提高GMR移动终端进行小区搜索的效率，解决GMR终端进行盲搜频点消耗时间较长的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种GMR系统中的小区搜索方法，该方法在终端开机的BCCH频点搜索过程中，将BCCH频点搜索分成几个步骤，根据优先级从高到低的次序进行搜索，所述优先级从高到低排列如下：

步骤A：RPLMN对应的小区频点；

步骤B：RPLMN对应小区的邻近小区频点列表；

步骤C：系统消息广播Concurrent BCCH List列表；

步骤D：NV保存BCCH频点列表；

步骤E：以及终端支持的所有频点列表；

在该方法中，只要终端不能正常解读到BCCH信道上的系统消息，则启动下一个步骤的BCCH频点搜索过程；在每个步骤搜索过程中，终端不再搜索已经搜索过的频点。

进一步，该方法的具体步骤如下：

S1：移动终端开机，进行终端初始化过程，包括了硬件初始化，移动终端外设初始化以及将部分NV存储数据和SIM卡的数据解读到移动终端的动态存储中；

S2：移动终端首先采用保存在SIM卡中RPLMN网络对应的频点进行搜索，直接对该频点进行测量，如果该频点存在无线信号，则搜索该频点上的频率控制信道(简称：FCCH信道)，解读该频点上的BCCH信道内容；无论该小区是否可以正常驻留，解读完整的Concurrent BCCHList频点列表；

S3：如果RPLMN对应的小区的频点上没有无线信号、或是解读其FCCH信道失败，或是解读BCCH信道失败，则移动终端将搜索RPLMN小区对应的邻近小区频点；移动终端依次进行频点测量、根据信号强度依次搜索FCCH同步信道，解读BCCH系统消息信道；同样道理，终端尽可能解读完整的Concurrent BCCH List频点列表；

S4：如果RPLMN对应小区以及邻近小区频点都搜索失败，则移动终端将产生一个新的BCCH搜索频段列表；该频点列表为NV保存的BCCH频点列表以及Concurrent BCCH List频点列表的交集；移动终端依次搜索该BCCH列表中的所有频；同样进行频点无线信号测量、搜索FCCH同步信道，解读BCCH系统消息信道；

S5：如果在步骤S4中终端依然无法找到一个合适的小区驻留，则终端将搜索ConcurrentBCCH List频点中所有未搜索过的频点；同样首先进行无线信号质量测量、搜索频点上的FCCH信道，解读其BCCH信道内容；

S6：如果在步骤S5中终端没有找到合适小区驻留，则终端开始搜索所有未搜索过的NV保存频点；

S7：如果在步骤S6中终端没有找到合适小区驻留，则终端开始搜索整个频带内没有搜索过的频点；如果步骤S7依然没有搜索到可以驻留的频点，则终端直接进入丢失覆盖。

进一步，在步骤S1、S2、S3中，如果都解读到BCCH上的Concurrent BCCH List频点，那么移动终端将保存他们的并集作为最新的Concurrent BCCH List频点列表。

进一步，在步骤S7中，终端在丢失覆盖状态下将启动定时器，等待定时器超时之后再次启动BCCH频点搜索过程，搜索频点列表将是NV保存的所有BCCH频点列表。

本发明的有益效果在于：本发明提供的方法在终端开机的BCCH频点搜索过程中，将BCCH频点搜索分成几个步骤，根据优先级从高到低的次序：RPLMN对应的小区频点、RPLMN对应小区的邻近小区频点列表、系统消息广播Concurrent BCCH List列表、NV保存BCCH频点列表、以及终端支持的所有频点列表；在每个步骤中，只要终端不能正常解读到BCCH信道上的系统消息，则启动下一个步骤的BCCH频点搜索过程；该方法能够很好的解决GMR终端进行盲搜频点消耗时间较长的问题，提高GMR移动终端进行小区搜索的效率。

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为常规终端开机搜索驻留小区过程示意图；

图2为本发明的终端开机进行频点搜索的改进过程示意图；

图3为GMR协议软件基本结构；

图4为GMR系统中的BCCH频点搜索过程。

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。

本发明针对GMR终端进行盲搜频点消耗时间较长的问题，通过充分利用GMR小区中广播的系统消息内容，终端用户身份模块(简称：SIM卡)以及终端非易丢失信息存储单元(简称NV)来完成。

GMR小区广播系统消息中的BCCH频点包括：第一：邻近小区BCCH的频点(简称：BCCH_NEIGHBOUR_LIST)，该内容在系统消息Segment 2Abis、Segment 2B、Segment 2Bbis中广播，该频点列表指明该小区附近邻近小区的BCCH频点。第二：主要共存BCCH列表(简称：Concurrent BCCH List)，该内容在系统消息的Segment 3B、Segment 3Bbis、Segment 3E、Segment 3Ebis、Segment 3Kbis中广播。该频点列表指明其他承载BCCH信道的频点列表。

用户身份识别卡(简称：SIM卡)中保存的BCCH频点内容有两种情况，一种情况是SIM卡中保存了关机时刻驻留小区的BCCH频点，称为驻留小区频点(简称：RPLMN频点)。另外一种情况是SIM卡中保存了SIM提供商支持的BCCH频点列表。对于第二种情况，运营商提供SIM卡时候已经写好，用户不能修改。

NV中保存的BCCH频点，保存在终端支持频段范围内的BCCH频点列表中。NV中保存的BCCH频点是由终端生产厂家写入的。

图2为本发明的终端开机进行频点搜索的改进过程示意图，如图所示，本发明进行BCCH频点盲搜具体流程如下：

步骤1：移动终端开机，进行终端初始化过程，包括了硬件初始化，移动终端外设初始化以及将部分NV存储数据和SIM卡的数据解读到移动终端的动态存储中。

步骤2：移动终端首先采用保存在SIM卡中RPLMN网络对应的频点进行搜索，直接对该频点进行测量，如果该频点存在无线信号，则搜索该频点上的频率控制信道(简称：FCCH信道)，解读该频点上的BCCH信道内容。无论该小区是否可以正常驻留，解读完整的ConcurrentBCCH List频点列表。

步骤3：如果RPLMN对应的小区的频点上没有无线信号、或是解读其FCCH信道失败，或是解读BCCH信道失败，则移动终端将搜索RPLMN小区对应的邻近小区频点。移动终端依次进行频点测量、根据信号强度依次搜索FCCH同步信道，解读BCCH系统消息信道。同样道理，终端尽可能解读完整的Concurrent BCCH List频点列表。

步骤4：如果RPLMN对应小区以及邻近小区频点都搜索失败，则移动终端将产生一个新的BCCH搜索频段列表。该频点列表为NV保存的BCCH频点列表以及Concurrent BCCHList频点列表的交集。移动终端依次搜索该BCCH列表中的所有频点。同样进行频点无线信号测量、搜索FCCH同步信道，解读BCCH系统消息信道。

其中，在步骤1、2、3中，如果都解读到BCCH上的Concurrent BCCH List频点，那么移动终端将保存他们的并集作为最新的Concurrent BCCH List频点列表。

步骤5：如果步骤4，终端依然无法找到一个合适的小区驻留，则终端将搜索ConcurrentBCCH List频点中所有未搜索过的频点。同样首先进行无线信号质量测量、搜索频点上的FCCH信道，解读其BCCH信道内容。

步骤6：如果步骤5，终端没有找到合适小区驻留，则终端开始搜索所有未搜索过的NV保存频点。

步骤7：如果步骤6，终端没有找到合适小区驻留，则终端开始搜索整个频带内没有搜索过的频点，如果步骤7依然没有搜索到可以驻留的频点，则终端直接进入丢失覆盖。终端在丢失覆盖状态下将启动定时器，等待定时器超时之后再次启动BCCH频点搜索过程。搜索频点列表将是NV保存的所有BCCH频点列表。

进一步，一个步骤解读BCCH系统消息失败，存在几种情况，第一，该BCCH频点没有无线信号，第二：该频点解读FCCH失败，终端不能正确解读FCCH信道上的内容，第三：解读BCCH系统消息失败，终端不能正常解读BCCH信道上的数据块。第四：小区不满足驻留条件，首先是无线质量不满足，或是小区是一个被禁止的小区，其次是小区的PLMN网络和终端选定的PLMN不同。在整个BCCH搜索过程中，如果都没有搜索到合适的BCCH频点，但是终端搜索过程中存在无线信号质量满足驻留条件的小区，那么终端将选择该小区进行受限驻留。其特征是：其一，该小区无线信号质量满足驻留条件；其二，小区没有被禁止；其三，小区的PLMN符合终端选网要求。

图3给出了GMR移动终端的高层协议基本框架图。非接入层(简称：NAS层)主要处理来自网络侧的消息，以及PLMN的选择过程；无线资源控制层(简称：RRC)主要处理无线资源的分配和使用、系统消息的解读等；无线链路控制层(简称：RLC)主要用于保证业务数据或是信令数据能够正确可靠的在终端和网络之间传输；媒体接入控制层(简称：MAC)主要负责逻辑信道和物理信道映射，以及无线优先级的处理。GMR移动终端的BCCH频点搜索过程主要由RRC、MAC以及物理层完成。RRC完成搜索频点的管理，MAC完成RRC和物理层之间的消息中转，物理层(简称：PHY)则在RRC指定的频点列表中完成频点搜索过程。

在GMR终端的具体实现过程如图4所示，具体如下：

步骤1：终端开机，首先终端将SIM卡中的RPLMN网络对应的频点，以及关机前服务小区的BCCH频点，和该小区的邻近小区的频点列表从SIM卡中读到移动终端的动态内存中。该小区的BCCH频点保存在v_sim_rplmnArfch变量中，邻近小区的频点列表保存在a_sim_ncellArfcnList[MAX_NCELL_NUM]中。其中MAX_NCELL_NUM表示最大的邻近小区个数。

其次将从NV内存中读出终端设置的BCCH频点列表保存在a_nv_BcchArfcnList[MAX_NV_BCCH_NUM]中，MAX_NV_BCCH_NUM标识NV中保存最大的BCCH频点个数。

进一步描述，在实际的设计中，如果NV保存的BCCH频点列表也保存在SIM卡中，那么在该实施例中，a_nv_BcchArfcnList[MAX_NV_BCCH_NUM]可以是NV中的BCCH频点列表和SIM卡中的BCCH频点列表的并集。

步骤2、3：NAS层使用RR_ACT_REQ原语将选网请求发送到RRC，启动RRC进行BCCH频点搜索，以及BCCH系统消息解读过程。在RR_ACT_REQ原因中包括了RPLMN网络标识、关机前驻留小区的BCCH频点、关机前驻留小区的邻近小区的BCCH频点列表，并且将关机前终端所驻留的小区的BCCH频点写入到a_rrc_searchingArfcList[MAX_SEARCHING_BCCH_NUM]中。

RRC使用CMAC_FIND_BCH_REQ原语将a_rrc_searchingArfcList发送到MAC层，在该步骤中，该原语仅仅包括了关机前驻留小区的BCCH频点。MAC收到之后，采用MAC_PHY_CELL_SEARCH_REQ转发到PHY。

物理层将直接对该频点进行测量、搜索该频点上的频率控制信道(简称：FCCH),如果PHY能够正常搜索FCCH信道，则表明该BCCH频点可以解读，否则该频点是不能解读的BCCH频点。

物理层使用MAC_PHY_CELL_SEARCH_CNF原语将搜索结果通知MAC层，在该原语中指明搜索结果，如果正确，则给出具体搜索的BCCH频点的频点号。

MAC层采用CMAC_FIND_BCH_CNF转发来自物理层的MAC_PHY_CELL_SEARCH_CNF内容到RRC。

RRC收到来自MAC层的CMAC_FIND_BCH_CNF搜索结果之后，首先判定搜索结果，如果物理层上报已经正常搜索到BCCH频点，将关机前驻留小区的BCCH频点加入到a_rrc_readBcchList[MAX_READ_ARFCN_NUM]列表中，那么RRC则发起系统消息的解读过程，具体就是RRC请求MAC层和物理层解读BCCH频点上的BCCH物理信道内容。如果没有搜索到可以使用的频点，则将关机前驻留小区的BCCH频点加入到a_rrc_searchedArfcnlist[MAX_ARFCN_NUM]列表中，并且启动RRC继续搜索其他BCCH频点，具体步骤4、5。

在步骤3中，如果RRC解读到系统消息类4的内容，则将类4的Concurrent BCCHList列表保存到a_rrc_conBcchInfoList[MAX_CON_BCCH_NUM]中。

步骤4、5：RRC使用a_sim_ncellArfcnList生成a_rrc_searchingArfcList的BCCH搜索列表，请求MAC层和物理层进行搜索。物理层在提供的BCCH频点列表中搜索的时候，则根据a_rrc_searchingArfcList频点依次进行搜索。RRC收到CMAC_FIND_BCH_CNF之后，如果没有收到可以使用的频点，则将a_sim_ncellArfcnList所有频点加入到a_rrc_searchedArfcnlist中，并且继续搜索其他BCCH频点，具体如步骤6、7。如果搜到了可以使用的BCCH频点，那么再将搜索到BCCH频点加入到a_rrc_readBcchList列表中，将搜索到BCCH频点之前的所有频点加入到a_rrc_searchedArfcnlist列表中，并且发起对搜索到BCCH频点的系统消息解读过程。

在步骤5中，如果RRC解读到系统消息类4的内容，则将类4的Concurrent BCCHList列表加入到a_rrc_conBcchInfoList[MAX_CON_BCCH_NUM]中。

步骤6、7：如果在邻近小区以及RPLMN对应的服务小区都没有找到合适的小区，那么RRC将采用a_nv_BcchArfcnList和a_rrc_conBcchInfoList的交集，并且剔除那些已经搜索过的频点，形成新的a_rrc_searchingArfcList频点列表。RRC将采用a_rrc_searchingArfcList频点列表请求MAC层和物理层进行BCCH频点的搜索过程，具体过程可以参考步骤4的描述。

步骤8、9：如果没有搜到合适的小区，那么RRC将使用a_rrc_conBcchInfoList频点，并且剔除所有搜索过的频点，形成新的a_rrc_searchingArfcList频点列表。RRC将采用a_rrc_searchingArfcList频点列表请求MAC层和物理层进行BCCH频点的搜索过程，具体过程可以参考步骤4的描述。

步骤10，11：如果没有搜到合适的小区，那么RRC将使用a_nv_BcchArfcnList频点，并且剔除所有搜索过的频点，形成新的a_rrc_searchingArfcList频点列表。RRC将采用a_rrc_searchingArfcList频点列表请求MAC层和物理层进行BCCH频点的搜索过程，具体过程可以参考步骤4的描述。

步骤12，13：如果没有搜到合适的小区，那么RRC将使用终端支持的所有频点，并且剔除所有搜索过的频点，形成新的a_rrc_searchingArfcList频点列表。RRC将采用a_rrc_searchingArfcList频点列表请求MAC层和物理层进行BCCH频点的搜索过程，具体过程可以参考步骤4的描述。在该过程中，如果终端依然没有找到合适的小区，则终端进入受限业务状态或是丢失覆盖状态。

整个搜索过程中，如果RRC搜索到有信号的频点，并且满足驻留条件，但是该小区不是可以提供正常业务的小区，那么RRC将进入到受限业务状态，否则RRC进入到丢失覆盖状态。

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做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种GMR系统中的小区搜索方法，其特征在于：该方法在终端开机的BCCH频点搜索过程中，将BCCH频点搜索分成几个步骤，根据优先级从高到低的次序进行搜索，所述优先级从高到低排列如下：

步骤A：RPLMN对应的小区频点；

步骤B：RPLMN对应小区的邻近小区频点列表；

步骤C：系统消息广播Concurrent BCCH List列表；

步骤D：NV保存BCCH频点列表；

步骤E：以及终端支持的所有频点列表；

在该方法中，只要终端不能正常解读到BCCH信道上的系统消息，则启动下一个步骤的BCCH频点搜索过程；在每个步骤搜索过程中，终端不再搜索已经搜索过的频点；

该方法的具体步骤如下：

S2：移动终端首先采用保存在SIM卡中RPLMN网络对应的频点进行搜索，直接对该频点进行测量，如果该频点存在无线信号，则搜索该频点上的频率控制信道，解读该频点上的BCCH信道内容；无论该小区是否可以正常驻留，解读完整的Concurrent BCCH List频点列表；

S5：如果在步骤S4中终端依然无法找到一个合适的小区驻留，则终端将搜索Concurrent BCCH List频点中所有未搜索过的频点；同样首先进行无线信号质量测量、搜索频点上的FCCH信道，解读其BCCH信道内容；

2.根据权利要求1所述的一种GMR系统中的小区搜索方法，其特征在于：在步骤S1、S2、S3中，如果都解读到BCCH上的Concurrent BCCH List频点，那么移动终端将保存他们的并集作为最新的Concurrent BCCH List频点列表。

3.根据权利要求1所述的一种GMR系统中的小区搜索方法，其特征在于：在步骤S7中，终端在丢失覆盖状态下将启动定时器，等待定时器超时之后再次启动BCCH频点搜索过程，搜索频点列表将是NV保存的所有BCCH频点列表。