CN110611942A - 卫星终端低功耗模式下的小区重选方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星终端低功耗模式下的小区重选方法、装置和存储介质,所述卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,包括如下步骤:MAC层下发睡眠请求至物理层,协议栈停止工作,进入睡眠模式,以降低功耗;物理层按照预定周期获取原小区和若干相邻小区的信号强度,并根据原小区和相邻小区的信号强度信息判断是否需要重选小区;当某一邻小区的信号强度大于原小区的信号强度时,进行重选。在测量邻小区接收信号强度期间提出了帧及时隙偏移值同步方法,能够让卫星终端在完成小区重选流程时功耗更低、时间更短。
Description
技术领域
本发明属于通信技术,尤其是卫星通信技术。
背景技术
现有的关于卫星终端的小区重选的研究主要是集中在小区重选算法的研究,对于终端切换频点后接收的卫星信号的同步的方式主要采取FCCH同步。
FCCH属于下行发送链路信道,主要用于接收信号的同步,在接收邻小区信道数据之前先利用FCCH信道数据进行时频同步,能够让终端在邻小区上接收到广播数据。dual-chirp信号是指频率随时间增加或减少的大时宽带宽积信号,能够完成对信号的时延和频偏的估计,它由up-chirp信号和down-chirp信号组成,up-chirp信号的频率随时间线性递增,down-chirp信号的频率随时间线性递减。FCCH同步的原理是通过dual-chirp信号完成对信道数据的时延和频偏的估计,进而根据估计值来实现接收信道数据的时频同步。
现有技术主要集中于小区重选算法,对于小区重选流程并没有太多的研究方案。FCCH同步方式虽然能够使终端在切换频点后接收到的信号完成同步,但是在完成终端小区重选的测量过程时,因为存在信号同步的过程,在实际工程中比较耗时。
发明内容
发明目的:提供一种卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,以解决现有技术存在的上述问题。进一步提供一种实现上述方法的装置和存储介质。
技术方案:卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,包括如下步骤:
步骤1、MAC层下发睡眠请求至物理层,协议栈停止工作,进入睡眠模式,以降低功耗;
步骤2、物理层按照预定周期获取原小区和若干相邻小区的信号强度,并根据原小区和相邻小区的信号强度信息判断是否需要重选小区;
当某一邻小区的信号强度大于原小区的信号强度时,进行重选。
在进一步的实施例中,所述重选步骤具体包括:
获取原小区BCCH和PCH的信道数据,以获取原小区的系统消息及计算信号强度的参数,并在测量期间能够检测到对终端的寻呼;获取各邻小区的BCCH信道数据,以测量各邻小区的信号强度;
从原小区的BCCH信道数据中获取邻小区的相对时隙偏移及帧偏移;
根据相对时隙偏移和帧偏移的数值,进行帧及时隙同步,完成切换,从而保证在正确的帧和时隙上接收邻小区的信道数据。
在进一步的实施例中,所述相对时隙偏移Tab满足如下条件:
相对时隙偏移Tab表示点波束b相对于点波束a的时隙偏移值;
在进一步的实施例中,相对帧偏移Fmn为:
相对帧偏移Fmn表示点波束n相对于点波束m的帧偏移值。
当原小区在第i帧的第1个时隙上接收BCCH信道数据时,在确定相对时隙偏移Tab和相对帧偏移Fmn后,则邻小区接收BCCH信道数据的位置位于第i+Fmn帧的第Tab+1时隙上。
在进一步的实施例中,当Fmn为2时,通过如下方式接收原小区的PCH信道数据:若终端的寻呼信道分配为PCH0,在原小区PCH1的帧号,即第i+12帧处接收邻小区的BCCH;若终端的寻呼信道分配为PCH1,在PCH0的帧号,即第i+4帧处接收邻小区的BCCH;
当Fmn不为2时,若原小区在第i+2个TDMA帧接收BCCH信道数据,则邻小区的BCCH信道数据应在第i+2+Fmn帧接收。
在进一步的实施例中,在重选过程中,处于连续无用帧时,控制射频模块和物理层CPU进入睡眠模式,并在有用帧来临之前唤醒,恢复接收状态;无用帧指没有接收及发送任务的TDMA帧。
一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
有益效果:本发明设计了低功耗模式下的小区重选方案,并在测量邻小区接收信号强度期间提出了帧及时隙偏移值同步方法,能够让卫星终端在完成小区重选流程时功耗更低、时间更短。
附图说明
图1是公共控制信道时隙分配图。
图2是正常模式下信道数据接收图。
图3是低功耗模式下原小区及邻小区信道数据接收图。
图4是基于时隙偏移接收信道数据示意图。
图5是Fmn=3时信道数据接收示意图。
图6是寻呼组为PCH0时信道数据接收图。
图7是寻呼组为PCH1时信道数据接收图。
图8是FCCH同步方式完成小区重选耗时示意图。
图9是帧及时隙同步方式完成小区重选耗时示意图。
图10是低功耗下小区重选协议一致性仿真图。
具体实施方式
为了解决现有技术存在的上述问题,发明人进行了深入地的研究,对现有方案进行了深入地分析。在实际小区重选开发过程中,发明人发现通过FCCH同步方式会使整个测量过程变得很长,有时甚至不能满足协议一致性测试仪的某些测量项。
由于卫星通信系统是一种时分多址(TDMA)系统,TDMA帧是TDMA系统的基本组成单元,在接收信道数据时,可以从帧号角度考虑,即在对应帧接收对应类型的信道数据,切换频点后,该频点的信道数据也可以知道在哪一个TDMA帧上进行接收,因此采用帧及时隙偏移值同步方式来实现信道数据的同步,即根据切换后的频点与原频点的帧偏移值和时隙偏移值来实现信道数据的正确接收。最终发现通过该方式能够使测量过程的效率显著提升,并能够通过协议一致性。
如图1所示,卫星终端会按照图1循环接收FCCH、BACH、BCCH、PCH等信道数据,FCCH、BACH、BCCH的接收周期都为8帧,PCH分为PCH0和PCH1,PCH0和PCH1的接收周期都为16帧。卫星终端实现低功主要有模块断电、DDR自刷新(sleep模式下DDR自刷新)、降频降压等方式。模块断电主要是对射频、译码器、DSP等模块进行操作。DDR即双倍速率同步动态随机存储器,是内存的一种。
自刷新(Self Refresh)是DDR的一种工作状态,主要用于休眠模式低功耗状态下的数据保存。降频降压主要是降低内部模块的工作频率,同时控制电源管理集成电路PMIC降低工作电压。
在实现小区重选的低功耗之前,先引入“无用帧”概念,无用帧是发明人结合卫星终端的TDMA帧及信道数据提出的一个概念,无用帧是指没有接收及发送任务的TDMA帧。当TDMA帧是无用帧时,可以采取关闭射频模块来实现降低功耗。
低功耗模式下的小区重选流程设计如下:
(1)、MAC层下发睡眠请求至物理层。
(2)、协议栈停止工作,进入睡眠模式以降低功耗。
(3)、物理层定期测量原小区和6个邻小区的信号强度。
(4)、物理层根据测量信息判断是否需要重选小区。邻小区的信号强度要比原小区大一定阈值,才启动小区切换,避免频繁切换。
(5)、邻小区信号强度最大,唤醒协议栈,重选(原小区信号强度最大,驻留原小区)。
(6)、重选期间,处于连续无用帧时,控制射频模块和物理层CPU进入睡眠模式,并在有用帧来临之前唤醒,恢复接收状态。
如图2所示,在切换至邻小区频点接收邻小区的信道数据时,通过帧及时隙偏移值同步方式对接收信道数据进行处理。根据帧及时隙偏移能够确认接收邻小区信道数据的位置,从而使终端能够正确接收到邻小区的信道数据。正常模式下,每8个TDMA帧会按照图2所示的顺序接收信道数据。
对于低功耗模式,通过帧及时隙同步方式将不再需要接收FCCH信道数据。在原小区时,只需要接收BCCH及PCH信道数据,接收BCCH主要是为了获取系统消息及计算信号强度的参数等信息,接收PCH主要是为了在测量期间能够检测到对终端的寻呼;在邻小区时,主要任务是测量其信号强度,因此只需要接收BCCH信道数据即可。
原小区及邻小区的信道数据接收如图3所示。
终端从原小区的BCCH中获取邻小区的相对时隙偏移及帧偏移。
Tab表示相对时隙偏移,其含义是点波束b相对于点波束a的时隙偏移值,其取值满足如下条件:
一个TDMA帧分为24个时隙,根据时隙偏移值可以确定邻小区接收广播数据的时隙。例如,如图4所示,令原小区在第i帧的第1个时隙上接收BCCH,当时隙偏移Tab=2时,就可以确认出邻小区接收BCCH的位置位于第i帧的第3个时隙上。
Fmn表示相对帧偏移值,其含义是点波束n相对于点波束m的帧偏移值,其取值满足如下条件:
从原小区的BCCH中获取邻小区的相对帧偏移Fmn,此时分两种情况来进行帧及时隙同步:
(1)、Fmn≠2;
如图5所示,对原小区和邻小区的信道数据接收进行优化。当帧偏移不为2时,可令其值为3,令原小区在第i+2个TDMA帧接收BCCH,则邻小区的BCCH应在第i+2+Fmn帧接收。
(2)、Fmn=2;
当邻小区相对于原小区的帧偏移Fmn=2时,如果仍然采取在第i+2+Fmn帧接收邻小区的BCCH的话,邻小区的BCCH将会和原小区的PCH重合,从而导致错过原小区的寻呼。这种情况下需优先考虑接收原小区的PCH。
如图6所示,当终端的寻呼信道分配为PCH0时,可以在原小区PCH1的帧号(第i+12帧)处接收邻小区的BCCH。
如图7所示,当终端的寻呼信道分配为PCH1时,在PCH0的帧号(第i+4帧)处接收邻小区的BCCH。
至此,接收邻小区信道数据的时隙及帧号都已确认,就能够保证接收到邻小区的信道数据了。
如图8-10所示,通过图8和图9的比较,可知本申请的技术方案明显优于现有技术。
总之,本申请提出一套低功耗模式下的小区重选设计方案。解决了如何在小区重选的测量邻小区接收信号强度阶段更快地同步信道数据。通过低功耗模式下的小区重选设计方案,终端在完成小区重选过程功耗更低。在测量期间,该帧及时隙偏移值同步方法较之FCCH同步方法耗时更短,能够使小区重选更快地完成。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、MAC层下发睡眠请求至物理层,协议栈停止工作,进入睡眠模式,以降低功耗;
步骤2、物理层按照预定周期获取原小区和若干相邻小区的信号强度,并根据原小区和相邻小区的信号强度信息判断是否需要重选小区;
当某一邻小区的信号强度大于原小区的信号强度时,进行重选。
2.根据权利要求1所述的卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,其特征在于,所述重选步骤具体包括:
获取原小区BCCH和PCH的信道数据,以获取原小区的系统消息及计算信号强度的参数,并在测量期间能够检测到对终端的寻呼;获取各邻小区的BCCH信道数据,以测量各邻小区的信号强度;
从原小区的BCCH信道数据中获取其与邻小区的相对时隙偏移及帧偏移;
根据相对时隙偏移和帧偏移的数值,进行帧及时隙同步,完成切换,从而保证在正确的帧和时隙上接收邻小区的信道数据。
3.根据权利要求2所述的卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,其特征在于,所述相对时隙偏移Tab满足如下条件:
相对时隙偏移Tab表示点波束b相对于点波束a的时隙偏移值。
4.根据权利要求2所述的卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,其特征在于,相对帧偏移Fmn为:
相对帧偏移Fmn点波束n相对于点波束m的帧偏移值。
当原小区在第i帧的第1个时隙上接收BCCH信道数据时,在确定相对时隙偏移Tab和相对帧偏移Fmn后,则邻小区接收BCCH信道数据的位置位于第i+Fmn帧的第Tab+1时隙上。
5.根据权利要求4所述的卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,其特征在于,
当Fmn为2时,通过如下方式接收原小区的PCH信道数据:若终端的寻呼信道分配为PCH0,在原小区PCH1的帧号,即第i+12帧处接收邻小区的BCCH;若终端的寻呼信道分配为PCH1,在PCH0的帧号,即第i+4帧处接收邻小区的BCCH;
当Fmn不为2时,若原小区在第i+2个TDMA帧接收BCCH信道数据,则邻小区的BCCH信道数据应在第i+2+Fmn帧接收。
6.根据权利要求1至5任一项所述的卫星终端低功耗模式下的小区重选方法,其特征在于,在重选过程中,处于连续无用帧时,控制射频模块和物理层CPU进入睡眠模式,并在有用帧来临之前唤醒,恢复接收状态;无用帧指没有接收及发送任务的TDMA帧。
7.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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