CN110913458A - 一种优化的选网选小区的方法及用户终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化的选网选小区的方法及用户终端，所述方法包括用户终端在开机时，检查实时小区信息库，立即启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库，根据不同运行状态和过程，以小区信息为索引对实时小区信息库进行维护，利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网，根据选网结果进行小区选择；本发明基于实时小区信息库，可使终端在各种复杂的选网环境下，迅速锁定符合条件的目标网络及小区，针对性启动相关的选网和小区驻留过程，避免盲搜。

Description

一种优化的选网选小区的方法及用户终端

技术领域

本发明属于移动通信领域，特别是4G/5G的移动通信领域，具体涉及一种优化的选网选小区的方法及用户终端。

背景技术

根据3GPP(第三代合作伙伴计划)协议，终端开机或者其他流程所触发的小区驻留过程都是基于NAS(非接入层)的选网和AS(接入网)的选小区进行。

NAS按照RPLMN(注册公共陆地移动网络)，EHPLMN(等价归属公共陆地移动网络)，OPLMN(运营商控制公共陆地移动网络)以及UPLMN(用户控制公共陆地移动网络)等优先级递减的顺序进行网络选择。

通常只有RPLMN有对应的已知小区列表，称为BA(广播控制信道BCCH分配)表。当NAS选择了RPLMN，则AS首先在BA的范围内寻找小区驻留；而一旦NAS选择的网络不是RPLMN或者RPLMN下BA不可用，则AS只能进入盲搜，去搜索小区进行驻留。

BA(BCCH分配)表是移动终端驻留小区后，从系统消息中获取的邻近小区列表。终端在驻留小区注册成功后，会将邻区列表保存到SIM卡(用户识别卡)或者FLASH(闪存)中，成为BA表。

现有的选网选小区技术存在以下问题：

1、现有技术中，仅仅最近一次注册成功的RPLMN才有对应的BA表，一旦NAS选择非RPLMN进行选网，就将无对应的BA可用，只能进入盲搜；

2、组成BA的信息来源于系统消息获取的邻近小区列表。该列表只有小区信息没有对应的PLMN信息，所以并不能保证BA小区与RPLMN的隶属关系。基于此，当NAS选择RPLMN，AS使用的BA存在因为其隶属PLMN与RPLMN不一致，而无法驻留的风险；

3、组成BA的信息来源于系统消息获取的邻近小区列表。该列表只有小区信息没有其是否支持物联网特性的信息。因此，对于物联网终端，当NAS选择RPLMN，则AS存在无法在BA中找到合适的支持物联网特性的小区的风险。

发明内容

本发明为解决上述问题，提出了一种优化的选网选小区的方法和系统。终端开机后即通过各种无线环境探测手段，建立起一个信息完整且具备实时性的实时小区信息库。该信息库包括当前无线环境下所有可能使用的小区，以及与该小区配套的所有必要的相关信息，包括但不限制为：其隶属的公共陆地移动网络PLMN信息，其隶属的跟踪区标志TAC信息以及其是否支持物联网特性的信息等。基于实时小区信息库，可使终端在各种复杂的选网环境下，迅速锁定符合条件的目标网络及小区，针对性启动相关的选网和小区驻留过程，避免盲搜。

根据本发明的一个方面，提供一种优化的选网选小区的方法，所述方法包括：

步骤1，用户终端在开机时，利用应用程序初始化以及读卡的时间段，获取用户设置的国家信息，检查SIM卡(用户识别卡)或非易失性存储器中设置的实时小区信息库，如果没有实时小区信息库，或实时小区信息库中无小区信息，或实时小区信息库中的小区信息不对应用户设置的国家，则立即启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库；

步骤2，用户终端根据不同运行状态和过程，以小区信息为索引对实时小区信息库进行维护，其中所述不同运行状态和过程至少包括空闲状态下的小区重选过程，空闲状态下的搜网过程，连接状态下的切换过程；

步骤3，用户终端利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网，根据选网结果进行小区选择。

根据本发明的另一方面，提供一种优化的选网选小区的用户终端，所述用户终端包括：

开机检测模块，用于利用应用程序初始化以及读卡的时间段，获取用户设置的国家信息，检查SIM卡(用户识别卡)或非易失性存储器中设置的实时小区信息库，如果没有实时小区信息库，或实时小区信息库中无小区信息，或实时小区信息库中的小区信息不对应用户设置的国家，则立即启动底层的无线环境探测模块；

无线环境探测模块，用于用户终端在开机时，利用软件初始化以及读卡过程的时间段，进行无线环境探测来获取实时小区信息库所需的信息；以及用于根据用户终端的不同运行状态和过程，以小区信息为索引获取及更新实时小区信息库所需的信息，其中所述不同运行状态和过程包括空闲状态下的小区重选过程，空闲状态下的搜网过程，切换状态下的切换过程；

实时小区信息库模块，用于根据无线环境探测模块获取的小区信息建立初始的实时小区信息库，以及用于根据用户终端的不同运行状态和过程对实时小区信息库进行维护；

选网选小区模块，用于利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网，根据选网结果进行小区选择。

本发明的有益效果在于，提出了一种优化的选网选小区的方法及用户终端，为所有的可能被选择的PLMN都建立BA表信息，而不仅仅限制于RPLMN；充实BA表信息，不限制于小区信息，而配套搜集小区隶属的PLMN信息，小区隶属的TAC信息，小区对于物联网特性的支持信息等。充实后的BA表信息可称为实时小区信息库。终端开机后即通过各种无线环境探测手段，建立起一个信息完整且具备实时性的小区信息库，从而使终端(无论是通用终端还是物联网终端)在各种复杂的选网环境下，可以基于该信息库，迅速锁定符合条件的目标网络及小区，针对性启动相关的选网和小区驻留过程，避免盲搜。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种优化的选网选小区的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种按照优化的选网策略进行选网的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种优化的选网选小区的用户设备结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明具体的实施方式进行阐述，来进一步说明本发明的出发点以及相应的技术方案。

图1是本发明实施例提供的一种优化的选网选小区的方法流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤101，用户终端在开机时，利用应用程序初始化以及读卡的时间段，获取用户设置的国家信息，检查SIM卡(用户识别卡)或非易失性存储器中设置的实时小区信息库，如果没有实时小区信息库，或实时小区信息库中无小区信息，或实时小区信息库中的小区信息不对应用户设置的国家，则立即启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库。

终端开机，将进行一系列的应用软件初始化和读卡等准备工作。该过程并不需要使用空口资源。因此一旦终端启动，则在应用软件初始化以及读卡过程中，则利用本时间段启动底层的无线环境探测，使两个过程并行进行，可有效提高初始小区接入的速度。

优选的，步骤101所述的启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库包括：

用户终端利用应用程序初始化以及读卡的时间段，对所有支持频段上有效频点进行搜索，对搜索到的有效频点上的有效小区进行检测，通过系统消息获取对应小区的基础信息，建立实时小区信息库；

所述实时小区信息库中的信息至少包括：小区信息(包括频点+小区ID信息的组合)，隶属的公共陆地移动网络PLMN信息(包括移动国家号MCC和移动网络号MNC)，小区隶属的跟踪区标识TAC信息，是否支持物联网特性的信息；所述频点指小区工作的频率，所述小区ID为小区的标识符。

所述实时小区信息库以下表的格式保存实时小区信息库中的信息，

在所述表中，n表示第n个频点，m表示第m个小区ID。

优选的，步骤101所述的用户终端启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库，包括：

在用户终端的SIM卡或非易失性存储器中，设置一个大小合适的循环缓存器buffer(通常可以存储30条小区信息)，用于存储实时小区信息库；

当终端搜集到一条新小区的相关信息时，则将新小区的相关信息作为最新的信息放入循环buffer的尾端；即若buffer未满，则新获取的信息作为已存储表的补充完善；若buffer已满，则将新小区的相关信息覆盖最老的小区的信息；当终端新搜集一条已经存在的小区的相关信息时，在对应位置更新相关的信息。

通过这种方式，在终端持续的信息搜集过程中，在有限存储空间内保证了保存的列表永远是最新的信息列表。

步骤102，用户终端根据不同运行状态和过程，以小区信息为索引对实时小区信息库进行维护，其中所述不同运行状态和过程至少包括空闲状态下的小区重选过程、空闲状态下的搜网过程和连接状态下的切换过程。

运行过程中的维护，是复用终端运行过程中本身就可能启动的流程来提取相关信息进行的信息库更新，不需要额外的流程启动，因此不涉及任何开销。

具体包括：

空闲下，小区重选过程中，针对目标小区重选过程中所获取的信息，以小区信息为索引补充或者更新实时小区数据库；

空闲下，各种搜网过程中，提取每个被搜小区获取的信息，以小区信息为索引补充或者更新实时小区数据库；

连接下，切换过程中，针对目标小区切换过程中所获取的信息，以小区信息为索引补充或者更新实时小区数据库。

步骤103，用户终端利用实时小区信息库中的信息，按照优化的选网策略进行选网，根据选网结果进行小区选择。

图2是本发明实施例提供的一种按照优化的选网策略进行选网的流程图。优选的，步骤103所述的用户终端利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网具体包括：

步骤103a，基于3GPP(第三代合作伙伴计划)协议以及用户设置的国家信息，选择实时小区信息库中与用户设置的国家码MCC一致的高优先级的PLMN，同时确保该PLMN不在禁止PLMN列表中；

步骤103b，检查选择的PLMN的小区信息，利用NAS以被选PLMN为索引查看实时小区信息库，确定当前无线环境下是否存在隶属于该PLMN的一个或者多个小区；若不存在，则返回步骤103a，选择次优先级的PLMN；若存在，则进入步骤103c；

步骤103c，检查当前所选择的PLMN及小区对应的TAC信息是否都在禁止的TAC列表范围内，若不是，则选出非禁止TAC范围内的小区进入步骤103d；否则，返回步骤103a，选择次优先级的PLMN；

步骤103d，若终端是物联网终端，则进一步检查经过上述步骤的一个或多个小区支持物联网的特性，若存在支持的小区，则对应小区通过检查，否则返回步骤103a，选择次优先级PLMN；若非物联网终端，则通过检查；所述通过检查的PLMN为当前选网的PLMN，对应的满足条件的小区列表作为其对应的小区选择的对象。

用户终端利用所述当前选网的PLMN，对应的满足条件的小区选择的对象，完成小区选择过程，实现快速小区选择的目的。

图3是本发明实施例提供的一种优化的选网选小区的用户终端的结构示意图，所述用户终端包括以下模块：

开机检测模块301，用于利用应用程序初始化以及读卡的时间段，获取用户设置的国家信息，检查SIM卡或非易失性存储器中设置的实时小区信息库，如果没有实时小区信息库，或实时小区信息库中无小区信息，或实时小区信息库中的小区信息不对应用户设置的国家，则立即启动底层的无线环境探测模块；

无线环境探测模块302，用于用户终端在开机时，利用软件初始化以及读卡过程的时间段，进行无线环境探测来获取实时小区信息库所需的信息；以及用于根据用户终端的不同运行状态和过程，以小区信息为索引获取实时小区信息库所需的信息，其中所述不同运行状态和过程包括空闲状态下的小区重选过程、空闲状态下的搜网过程和连接状态下的切换过程；

实时小区信息库模块303，用于根据无线环境探测模块获取的小区信息建立初始的实时小区信息库，以及用于根据用户终端的不同运行状态和过程对实时小区信息库进行维护；

选网选小区模块304，用于利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网，根据选网结果进行小区选择。

优选的，所述无线环境探测模块302，进行无线环境探测来获取实时小区信息库所需的信息包括：

用户终端利用应用程序初始化以及读卡的时间段，对所有支持频段上有效频点进行搜索，对搜索到的有效频点上的有效小区进行检测，通过系统消息获取对应小区的基础信息，建立实时小区信息库；

所述实时小区信息库中的信息至少包括：小区信息(包括频点和小区ID信息)，隶属的公共陆地移动网络PLMN信息(包括移动国家号MCC和移动网络号MNC)，小区隶属的跟踪区标识TAC信息，是否支持物联网特性的信息；

所述实时小区信息库以下表的格式保存实时小区信息库中的信息，

小区信息	PLMN信息	TAC信息	物联网的支持指示
				频点1+小区ID1
频点1+小区ID 2
				频点n+小区ID m

在所述表中，n表示第n个频点，m表示第m个小区ID。

优选的，无线环境探测模块302，用于根据用户终端的不同运行状态和过程，以小区信息为索引获取及更新实时小区信息库所需的信息，包括：

在空闲状态的小区重选过程，搜集重选目标小区的信息，更新实时小区信息库；

在空闲状态的搜网过程，搜集所搜索的目标小区的信息，更新实时小区信息库；

在连接状态的切换过程，搜集切换的目标小区的信息，更新实时小区信息库。

优选的，实时小区信息库模块303，用于根据无线环境探测模块获取的小区信息建立初始的实时小区信息库，包括：

在用户终端的SIM卡或非易失性存储器中，设置一个循环缓存器buffer，用于存储实时小区信息库；

当终端搜集到一条新小区的相关信息时，则将新小区的相关信息作为最新的信息放入循环buffer的尾端；若buffer已满，则将新小区的相关信息覆盖最老的小区的信息；当终端新搜集一条已经存在的小区的相关信息时，在对应位置更新相关的信息。

优选的，选网选小区模块304，用于利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网包括：

步骤a，基于3GPP协议以及用户设置的国家信息，选择实时小区信息库中，与用户设置的国家码MCC一致的高优先级的PLMN，同时确保该PLMN不在禁止PLMN列表中；

步骤b，检查选择的PLMN的小区信息，利用NAS以被选PLMN为索引查看实时小区信息库，确定当前无线环境下是否存在隶属于该PLMN的一个或者多个小区；若不存在，则返回步骤a，选择次优先级的PLMN；若存在，则进入步骤c；

步骤c，检查当前所选择的PLMN及小区对应的TAC信息是否都在禁止的TAC列表范围内，若不是，则选出非禁止TAC范围内的小区进入步骤d；否则，返回步骤a，选择次优先级的PLMN；

步骤d，若终端是物联网终端，则进一步检查经过上述步骤的一个或多个小区支持物联网的特性，若存在支持的小区，则对应小区通过检查，否则返回步骤a，选择次优先级PLMN；若非物联网终端，则通过检查；所述通过检查的PLMN为当前选网的PLMN，对应的满足条件的小区列表作为其对应的小区选择的对象。

用户终端利用所述当前选网的PLMN，对应的满足条件的小区选择的对象，完成小区选择过程，实现快速小区选择的目的。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种优化的选网选小区的方法，其特征在于，包括：

步骤1，用户终端在开机时，利用应用程序初始化以及读卡的时间段，获取用户设置的国家信息，检查SIM卡(用户识别卡)或非易失性存储器中设置的实时小区信息库，如果没有实时小区信息库，或实时小区信息库中无小区信息，或实时小区信息库中的小区信息不对应用户设置的国家，则立即启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库；

步骤2，用户终端根据不同运行状态和过程，以小区信息为索引对实时小区信息库进行维护，其中所述不同运行状态和过程至少包括空闲状态下的小区重选过程、空闲状态下的搜网过程和连接状态下的切换过程；

步骤3，用户终端利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网，根据选网结果进行小区选择。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述的启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库，包括：

用户终端利用应用程序初始化以及读卡的时间段，对所有支持频段上有效频点进行搜索，对搜索到的有效频点上的有效小区进行检测，通过系统消息获取对应小区的基础信息，建立实时小区信息库；

所述实时小区信息库中的信息至少包括：小区信息(包括频点和小区ID信息)，隶属的公共陆地移动网络PLMN信息(包括移动国家号MCC和移动网络号MNC)，小区隶属的跟踪区标识TAC信息，是否支持物联网特性的信息；

所述实时小区信息库以下表的格式保存实时小区信息库中的信息，

小区信息 PLMN信息 TAC信息 物联网的支持指示 频点1+小区ID1 频点1+小区ID2 频点n+小区IDm

在所述表中，n表示第n个频点，m表示第m个小区ID。

3.根据要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述的启动底层的无线环境探测来建立初始的实时小区信息库，包括：

在用户终端的SIM卡或非易失性存储器中，设置一个循环缓存器buffer，用于存储实时小区信息库；

当终端搜集到一条新小区的相关信息时，则将新小区的相关信息作为最新的信息放入循环buffer的尾端；若buffer已满，则将新小区的相关信息覆盖最老的小区的信息；

当终端新搜集一条已经存在的小区的相关信息时，在对应位置更新相关的信息。

4.根据要求1所述的方法，其特征在于，步骤2所述的用户终端根据不同运行状态和过程，以小区信息为索引对实时小区信息库进行维护，包括：

在空闲状态的小区重选过程，搜集重选目标小区的信息，更新实时小区信息库；

在空闲状态的搜网过程，搜集所搜索的目标小区的信息，更新实时小区信息库；

在连接状态的切换过程，搜集切换的目标小区的信息，更新实时小区信息库。

5.根据要求1所述的方法，其特征在于，步骤3所述的用户终端利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网，包括：

步骤301，基于3GPP(第三代合作伙伴计划)协议以及用户设置的国家信息，选择实时小区信息库中与用户设置的国家码MCC一致的高优先级的PLMN，同时确保该PLMN不在禁止PLMN列表中；

步骤302，检查选择的PLMN的小区信息，利用NAS(协议栈的非接入层)以被选PLMN为索引查看实时小区信息库，确定当前无线环境下是否存在隶属于该PLMN的一个或者多个小区；若不存在，则返回步骤301，选择次优先级的PLMN；若存在，则进入步骤303；

步骤303，检查当前所选择的PLMN及小区对应的TAC信息是否都在禁止的TAC列表范围内，若不是，选出非禁止TAC范围内的小区，进入步骤304；否则，返回步骤301，选择次优先级的PLMN；

步骤304，若终端是物联网终端，则进一步检查经过上述步骤的一个或多个小区支持物联网的特性，若存在支持的小区，则对应小区通过检查，否则返回步骤301，选择次优先级PLMN；若非物联网终端，则通过检查；所述通过检查的PLMN为当前选网的PLMN，对应的满足条件的小区列表作为其对应的小区选择的对象。

6.一种优化的选网选小区的用户终端，其特征在于，包括：

开机检测模块，用于利用应用程序初始化以及读卡的时间段，获取用户设置的国家信息，检查SIM卡(用户识别卡)或非易失性存储器中设置的实时小区信息库，如果没有实时小区信息库，或实时小区信息库中无小区信息，或实时小区信息库中的小区信息不对应用户设置的国家，则立即启动底层的无线环境探测模块；

无线环境探测模块，用于用户终端在开机时，利用软件初始化以及读卡过程的时间段，进行无线环境探测来获取实时小区信息库所需的信息；以及用于根据用户终端的不同运行状态和过程，以小区信息为索引获取及更新实时小区信息库所需的信息，其中所述不同运行状态和过程包括空闲状态下的小区重选过程、空闲状态下的搜网过程和连接状态下的切换过程；

实时小区信息库模块，用于根据无线环境探测模块获取的小区信息建立初始的实时小区信息库，以及用于根据用户终端的不同运行状态和过程对实时小区信息库进行维护；

选网选小区模块，用于利用实时小区信息库，按照优化的选网策略进行选网，根据选网结果进行小区选择。

7.根据权利要求6所述的用户终端，其特征在于，无线环境探测模块，进行无线环境探测来获取实时小区信息库所需的信息，包括：

开机时，利用应用程序初始化以及读卡的时间段，对所有支持频段上有效频点进行搜索，对搜索到的有效频点上的有效小区进行检测，通过系统消息获取对应小区的基础信息，建立实时小区信息库；

所述实时小区信息库中的信息至少包括：小区信息(包括频点和小区ID信息)，隶属的公共陆地移动网络PLMN信息(包括移动国家号MCC和移动网络号MNC)，小区隶属的跟踪区标识TAC信息，是否支持物联网特性的信息；

所述实时小区信息库以下表的格式保存实时小区信息库中的信息，

在所述表中，n表示第n个频点，m表示第m个小区ID。

8.根据要求6所述的用户终端，其特征在于，实时小区信息库根据无线环境探测模块获取的小区信息建立初始的实时小区信息库，包括：

在用户终端的SIM卡或非易失性存储器中，设置一个循环缓存器buffer，用于存储实时小区信息库；

当终端搜集到一条新小区的相关信息时，则将新小区的相关信息作为最新的信息放入循环buffer的尾端；若buffer已满，则将新小区的相关信息覆盖最老的小区的信息；

当终端新搜集一条已经存在的小区的相关信息时，在对应位置更新相关的信息。

9.根据要求6所述的用户终端，其特征在于，无线环境探测模块，用于根据用户终端的不同运行状态和过程，以小区信息为索引获取及更新实时小区信息库所需的信息，包括：

在空闲状态的小区重选过程，搜集重选目标小区的信息，更新实时小区信息库；

在空闲状态的搜网过程，搜集所搜索的目标小区的信息，更新实时小区信息库；

在连接状态的切换过程，搜集切换的目标小区的信息，更新实时小区信息库。

以上状态及过程所搜集的目标小区的信息，至少包括：小区信息(包括频点和小区ID信息)，隶属的公共陆地移动网络PLMN信息(包括移动国家号MCC和移动网络号MNC)，小区隶属的跟踪区标识TAC信息，是否支持物联网特性的信息。

10.根据要求6所述的用户终端，其特征在于，选网选小区模块用于按照优化的选网策略进行选网，包括：

步骤a，基于3GPP(第三代合作伙伴计划)协议以及用户设置的国家信息，选择实时小区信息库中，与用户设置的国家码MCC一致的高优先级的PLMN，同时确保该PLMN不在禁止PLMN列表中；

步骤b，检查选择的PLMN的小区信息，利用NAS(协议栈的非接入层)以被选PLMN为索引查看实时小区信息库，确定当前无线环境下是否存在隶属于该PLMN的一个或者多个小区；若不存在，则返回步骤a，选择次优先级的PLMN；若存在，则进入步骤c；

步骤c，检查当前所选择的PLMN及小区对应的TAC信息是否都在禁止的TAC列表范围内，若不是，则选出非禁止TAC范围内的小区进入步骤d；否则，返回步骤a，选择次优先级的PLMN；

步骤d，若终端是物联网终端，则进一步检查经过上述步骤的一个或多个小区支持物联网的特性，若存在支持的小区，则对应小区通过检查，否则返回步骤a，选择次优先级PLMN；若非物联网终端，则通过检查；所述通过检查的PLMN为当前选网的PLMN，对应的满足条件的小区列表作为其对应的小区选择的对象。

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