CN110784901A - 一种lte系统软切换机制 - Google Patents

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钱骅
许哲
吴龙波
丁俊涛
刘俊龙
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Abstract

一种LTE系统软切换机制，在使用部分频率复用规划小区频率的情况下，用户设备UE在小区之间通过软切换机制实现基站切换。本发明用户设备UE在切换过程中始终只与一个基站BS连接，既不会有硬切换机制那样的中断期，也没有现有软切换机制的连接重叠期，因此一方面降低了UE在切换过程中的数据传输时延，另一方面不会给终端处理能力及设备器件带来压力，不会重复占用资源。

Description

一种LTE系统软切换机制
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及通信终端在蜂窝网中切换的方法，为一种LTE系统软切换机制。
背景技术
LTE(Long Term Evolution，长期演进)的现有切换方式是硬切换，即UE(UserEquipment，用户设备)先断开与源BS(Base Station，基站)的连接，再建立与目标BS的连接，因此在切换过程中存在一个时间段，在此期间UE既未连接到源BS也未连接到目标BS，无法收发数据，从而增加了数据传输时延。
软切换是指UE先建立与目标BS的连接，再断开与源BS的连接，在切换过程中始终保持有UE到BS的连接，从而减小切换过程中的数据传输时延。
部分频率复用FFR(Fraction Frequency Reuse)是作为解决小区边缘用户之间的干扰而提出的技术，即在小区的不同区域使用不同的频率，如图1所示的7个小区，各个小区的中心部分使用相同的频率F0，小区的边缘部分分别使用F1、F2、F3等频率，如小区1使用了频率F1,小区2、4、6使用了频率F2,小区3、5、7使用了频率F3，F0、F1、F2、F3频率分配的一个例子如图2所示。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：LTE网络现有使用的硬切换方式会产生数据传输延时，需要提出一种适用于LTE的软切换方案。
本发明的技术方案为：一种LTE系统软切换机制，在使用部分频率复用规划小区频率的情况下，用户设备UE在小区之间通过软切换机制实现基站切换。
用户设备UE与源基站建立连接，并进行上下行数据传输，当用户设备UE位于源基站小区边缘，通过以下步骤实现小区间的基站切换：
1)源基站向UE发送切换请求命令；
2)UE收到切换请求命令后，保持与源基站的连接，同时向目标基站执行随机接入；
3)目标基站向UE发送随机接入成功通知；
4)UE向目标基站发送切换完成命令，并断开与源基站的连接；
5)目标基站收到切换完成命令，与UE之间建立连接，进行上下行数据传输；
6)目标基站与UE建立连接的同时，向源基站转发切换完成命令，源基站断开与UE的连接，切换结束。
LTE属于“纯数据”网络，采用同频组网等技术，若采用常规的软切换技术，源BS和目标BS使用频段相同，难以实现对切换中UE使用的时频资源的协调调度，因此现有LTE中并没有使用软切换机制。本发明利用部分频率复用技术设计软切换机制，当UE需要切换基站时，通过切换完成命令在UE、目标BS和源BS之间进行切换通知，使UE在切换过程中分别使用不同频段同时连接到源BS和目标BS，在不改变BS调度机制的前提下，保证切换过程中数据链路始终不中断，使切换过程中的数据传输时延相比硬切换时降低；现有的软切换机制难以在LTE网络中实现，而本发明利用部分频率复用技术设计的切换机制相当于无缝对接性质的切换，本发明一方面降低了UE在切换过程中的数据传输时延，另一方面不会给终端和基站处理能力及设备器件带来压力，不会引入源BS与目标BS协调调度资源的问题，是一种低复杂度的软切换机制。
附图说明
图1为部分频率复用的原理示意图。
图2为部分频率复用的频率划分示例图。
图3为在部分频率复用规划小区频率的情况下，用户设备切换的示意图。
图4为本发明方案下用户设备UE的切换流程示意图。
图5为本发明方案下源BS的切换流程示意图。
图6为本发明方案下目标BS的切换流程示意图。
图7为本发明切换机制示意图。
具体实施方式
现有的LTE切换均为硬切换，在切换过程中存在一个时间周期，在此期间UE既未连接到源BS也未连接到目标BS，无法收发数据，从而增加了数据传输时延。本发明通过利用部分频率复用技术设计软切换机制，使UE在切换过程中的数据传输时延降低。
在使用部分频率复用规划小区频率的情况下，UE如果在小区边缘发生切换时，相邻小区的频段并不重叠，如图3所示。本发明在此基础之上分析发现可以通过设计新方法实现UE在小区之间的软切换，进而降低硬切换带来的数据传输延时问题。
本发明一种LTE系统软切换机制，在使用部分频率复用规划小区频率的情况下，用户设备UE在小区之间通过软切换机制实现基站切换。如图7所示，用户设备UE与源基站建立连接，并进行上下行数据传输，当用户设备UE位于源基站小区边缘，通过以下步骤实现小区间的基站切换：
1)用户设备UE与源基站连接情况下(图中线程0)，源基站向UE发送切换请求命令(图中线程1)；
2)UE收到切换请求命令后，保持与源基站的连接，同时向目标基站执行随机接入(图中线程2)；
3)目标基站向UE发送随机接入成功通知(图中线程3)；
4)UE向目标基站发送切换完成命令(图中线程4)，并断开与源基站的连接；
5)目标基站收到切换完成命令，与UE之间建立连接，进行上下行数据传输(图中线程5)；
6)目标基站与UE建立连接的同时，向源基站转发切换完成命令(图中线程6)，源基站断开与UE的连接，切换结束。
对用户设备UE来说，其切换流程如图4所示：
a)UE在从源BS收到切换请求命令后，保持与源BS的连接，继续执行与源BS之间的上下行数据收发。
b)UE向目标BS执行随机接入。
c)随机接入成功后，UE向目标基站发送切换完成命令。
d)停止与源BS之间的数据收发，断开与源BS的连接，切换结束。
对于源基站来说，其切换流程如图5所示：
a)向UE发送切换请求命令。
b)继续与UE之间的上下行数据收发，与此同时在基站间接口上等待目标基站发来的切换完成命令。
c)收到切换完成命令后，停止与UE之间的上下行数据收发，切换结束。
对于目标基站来说，其切换流程如图6所示：
a)接受UE随机接入。
b)等待UE发来的切换完成命令。
c)收到切换完成命令后，调度UE执行与自己进行上下行数据收发，并通过基站间接口将切换完成命令转发给源BS。
本发明实现UE在切换过程中始终保持有到BS的连接，使切换过程中的数据传输时延相比硬切换时降低，同时整个机制复杂度低，易于实现。

Claims (2)

1.一种LTE系统软切换机制，其特征是在使用部分频率复用规划小区频率的情况下，用户设备UE在小区之间通过软切换机制实现基站切换。
2.根据权利要求1所述的一种LTE系统软切换机制，其特征是用户设备UE与源基站建立连接，并进行上下行数据传输，当用户设备UE位于源基站小区边缘，通过以下步骤实现小区间的基站切换：
1)源基站向UE发送切换请求命令；
2)UE收到切换请求命令后，保持与源基站的连接，同时向目标基站执行随机接入；
3)目标基站向UE发送随机接入成功通知；
4)UE向目标基站发送切换完成命令，并断开与源基站的连接；
5)目标基站收到切换完成命令后，与UE之间建立连接，进行上下行数据传输；
6)目标基站与UE建立连接的同时，目标基站向源基站转发切换完成命令，源基站断开与UE的连接，切换结束。
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