CN1133349C - 确定移动终端越区切换的方法 - Google Patents
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Abstract
一种确定移动终端越区切换的方法：在网络中设一计时器并设定一参数Q；移动终端监测邻近小区信号的强度并向网络报告；当信号强度值大于或等于信号强度阈值时，将该小区列入待选的切换目标小区表中；启动步骤计时器进行计时并计算参数Q；当P-H＞Q时，就执行切换。本发明的方法能避免高速移动终端切换进入微蜂窝，减少掉话现象，又能让低速移动终端切换到微蜂窝以分担话务负荷。
Description
本发明属于移动通讯领域，是确定处于既有宏蜂窝小区又有微蜂窝小区的通讯地域的移动终端如何越区切换的方法。
随着移动通讯的发展，迅速增长的用户与有限的频率形成日益突出的矛盾。建设微蜂窝是解决这一矛盾的一种有效手段，但这也带来新的问题。其中之一就是移动终端特别是高速移动终端(如汽车或火车中的通讯终端)在宏蜂窝小区和微蜂窝小区之间如何切换的问题。微蜂窝基站的覆盖半径通常只有100米左右，一个时速为60公里/小时的高速移动终端在此微小区的最大停留时间只有12秒，所以高速移动终端在一系列微蜂窝中频繁切换时很容易因来不及切换而引起掉话。图1中的例子代表了这种情况，在宏蜂窝101的覆盖范围下，有一系列微蜂窝102、103、104和105，一个移动终端A沿图中虚线路径前进。由于在A所处的路径上，微蜂窝102-105的信号质量通常要好于宏蜂窝基站101的信号，在一般情况下，移动终端会按标准的切换算法(ETSI 05.08规范)进行频繁的切换，并依次驻留在102-105中。如果移动终端A的速度较高，可能来不及完成切换而引起掉话，如图1中A在103向104切换时就发生了掉话。所以要获得好的通讯质量，必须采取措施限制高速移动终端切换进入微蜂窝小区，使高速移动终端保持在宏蜂窝小区内，如图1中的101。
在ETSI公布的GSM规范(05.08)中，规定了按功率预算(PBGT)、时间提前量(TA)、接收质量(RXQUAL)和接收电平(RXLEV)等指标决定何时切换的几种方法，这几种方法中都没有考虑移动终端的速度因素。为避免出现因高速移动引起掉话，已经提出一些解决方案。一种是利用多普勒频移效应检测移动终端速度，再根据移动终端的速度决定切换的目标小区。由于多普勒频移效应不明显，对900MHz的GSM而言，50公里/小时的移动速度仅能产生41.7Hz的频率漂移，再加上还有其它因素造成的干扰频移，所以这种方法的效果不大。另一种方法是在网络侧记录移动终端在小区的停留时间，停留时间短的移动终端被认为是高速移动终端而被切换至宏蜂窝。这种方法需要移动终端进入至少一个微蜂窝小区才能得知其停留时间从而判断移动终端的速度，对速度较高的移动终端时，再切换到宏蜂窝。它的缺点，一是在移动终端从宏蜂窝切换到微蜂窝再切换到宏蜂窝的过程中，仍有掉话的可能；二是没有解决当移动终端速度变慢时，如何重新切换回微小区的问题。
中国专利申请CN1189959A《多蜂窝通信系统中确定越区切换的方法》公开了另一种方案。该方案需要至少一个控制小区，在移动终端测量一个来自控制小区的接收信号，将此接收信号与一个参数值进行比较，根据比较结果确定是否切换。其中参数值是来自目标小区的接收信号。该方案存在下列缺点：1、在该方案中，需要指定一个控制小区，通常是在移动终端前进路线上指定一个比其下一个邻小区更远的小区作为控制小区，然后依靠比较下一个邻小区和控制小区的信号强度来间接估计速度。而符合条件的控制小区并不总是存在。控制小区的指定与移动终端前进的路线和方向有关，要确定移动终端前进的路线和方向，以便指定哪个小区作为控制小区时会遇到困难。2、该专利中比较相邻小区和控制小区的任务是由移动终端完成的(见说明书第4页第6行)，这样就需对移动终端进行改动。
本发明的目的是为了克服上述几种方案存在的缺点，提供一种新的确定移动终端越区切换的方法，此方法不需改动移动终端，能避免将高速移动终端切换进入微蜂窝小区，当移动终端速度变慢时，又能切换到微蜂窝小区。
本发明包括下列步骤：
1)在网络中设一计时器；
2)在网络中设定一参数Q：
Q＝TempOffset(n)×M[PenaltyTime(n)-T(n)]式中，TempOffset(n)是一偏置值，单位为dB，其数值可根据需要设定，但应大于在一般情况下按ETSI规定的标准切换方法计算的P-H值，
M(x)是一个对x的非严格单调减函数，其值为非负，
PenaltyTime(n)为惩罚时间，其数值根据需要设定，
T(n)为步骤1)所述计时器的计时结果；
3)移动终端监测邻近小区BCCH载频信号的强度，所述信号强度指信号电平的大小；
4)移动终端每隔一定时间将步骤3)中监测到的信号强度向网络报告；
5)网络将收到移动终端报告的信号强度值与预先设定的信号强度阈值进行比较，大于或等于信号强度阈值时，将该小区列入待选的切换目标小区表中；
6)启动步骤1)所述的计时器进行计时并计算参数Q；
7)当某个邻小区的功率预算值P(即PBGT(n))与预设的阈值H(即HO_MARGIN(n))之差大于参数Q时，就执行切换。
在本发明的方案中，移动终端可以每隔500mS向网络报告一次，M(x)可按下面的情况取值：
M(x)＝1当x≥0时，
M(x)＝0当x＜0时。
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
图1是移动终端通过宏蜂窝和微蜂窝小区示意图。
图2是描述本发明方法的流程图。
图3是移动终端在一个宏蜂窝中穿过一个微蜂窝的示意图。
图4是移动终端在穿过一个微蜂窝过程中的一些参数图。
图5是高速移动终端在另一种实施方式中的一些参数图。
图6是低速移动终端在另一种实施方式中的一些参数图。
本说明书在对现有技术的描述中已对图1进行了说明。
本发明方法的工作流程如图2，首先在网络中设一计时器，这里所说的在网络中设一计时器，是指在网络中的各基站控制器中设一计时器；再在网络(基站控制器)中设一参数Q：
Q＝TempOffset(n)×M[PenaltyTime(n)-T(n)]式中，TempOffset(n)是一偏置值，单位为dB，其数值可根据需要设定，M(x)是一个对x的非严格单调减函数，其值为非负，其取值可以为
M(x)＝1当x≥0时； M(x)＝0当x＜0时。PenaltyTime(n)为惩罚时间，其数值根据微蜂窝小区的覆盖范围的大小及应限制在微蜂窝小区中停留时间小于多少的移动终端切换进入宏蜂窝等因素设定，T(n)为前述计时器的计时结果。移动终端监测邻近小区BCCH载频信号的的强度(信号电平的大小)并每隔一定的时间(如每隔500mS)向网络报告一次。网络收到移动终端的报告的信号强度值与信号强度阈值进行比较，小于阈值时，不予理会；大于阈值时，将该邻近小区列入待选的切换目标小区中，同时启动计时器计时，计算参数Q，并不断比较P-H与Q的大小，当某小区的P-H＞Q时，将移动终端切换到该小区，否则不切换。P与H见ETSI规定的标准。
图3描述了应用本发明的一个实施例。在这个例子中有一个宏蜂窝301和一个微蜂窝302，移动终端A沿图中虚线方向前进。图中a、b分别移动终端A进入和穿出微蜂窝302的位置。
图4给出了移动终端A穿过微蜂窝302过程中几个参数的变化情况。图中粗线表示参数Q的值；两根曲线分别表示移动终端以不同的速度通过微蜂窝时按ETSI规范计算的P-H值；Ta表示移动终端经过a点时的时间；Tb、Tb’分别表示移动终端以不同的速度通过微蜂窝时经过b点的时间，即计时器的计时值。PenaltyTime为预设的惩罚时间。
当移动终端A沿图3中的虚线方向移动时，移动终端A不停地监测邻近小区BCCH载频信号的强度，并每隔一定时间向网络报告一次，网络将收到移动终端报告值与预设的阈值进行比较，当微蜂窝302的信号强度大于阈值时，网络将302列入移动终端A的待选切换目标小区表中，启动计时器计时，并计算参数Q和P-H。因在Q中，M(x)的取值为：当x≥0时，M(x)＝1；当x＜0时，M(x)＝0；当微蜂窝302进入切换目标小区列表的时间小于预设的PenaltyTime时，Q等于预设的偏置值TempOffset的数值，当微蜂窝302进入切换目标小区列表的时间大于预设的PenaltyTime时，Q等于0。对速度高的移动终端来说，通过微蜂窝的时间小于预设的PenaltyTime，因而P-H值小于Q，网络不将移动终端切换到微蜂窝中。对速度较小的移动终端，通过微蜂窝的时间会较长，当时间大于预设的PenaltyTime时，Q变为0，此时P-H大于Q，网络将移动终端切换到微蜂窝中。
本发明也可以用另外一种方式实施。用含有速度因素的功率预算值PBGT’(n)代替ETSI标准切换方法中的功率预算值PBGT(n)，定义新的含有速度因素的功率预算值为：
PBGT’(n)＝PBGT(n)-TempOffset(n)×M(PenaltyTime(n)-T(n))式中，M(x)，TempOffset(n)，PenaltyTime(n)，T(n)与前述相同。当某个邻小区的含有速度因素的功率预算值PBGT’(n)超过预设的阈值(HO_MARGIN(n))时，即：PBGT’(n)＞HO_MARGIN(n)时，就执行切换，否则不进行切换。图5和图6分别示意了高速移动终端和低速移动终端在经过a、b两点的过程中，PBGT’(n)的变化情况。在图5和图6中，粗虚线代表标准的PBGT(n)，粗实线代表含有速度因素的PBGT’(n)。从图5中可以看出，按ETSI规定的切换方法，当高速移动终端经过微小区302时，其PBGT(n)将高于切换阈值HO_MARGIN(n)，从而会切换进入微小区。而引入了含有速度因素的功率预算值PBGT’(n)后，尽管微小区的标准功率预算值要好于宏小区，但在惩罚时间内，其功率预算值被人为地降低了TempOffset(n)，PBGT’(n)低于切换阈值，而不会切换进入微小区。对于低速移动终端，在经过了惩罚时间以后，往往还没有走出微小区，这时由于TempOffset变为0，PBGT’(n)＝PBGT(n)将高于切换阈值，所以低速移动终端仍能切换至微小区，其参数的变化情况如图6所示。
本发明还有一种实施方式是，在ETSI标准切换方法的基础上，引入含有速度因素的功率阈值H’：
H’＝HO_MARGIN(n)+TempOffset(n)×M(PenaltyTime(n)-T(n))式中，M(x)，TempOffset(n)，PenaltyTime(n)，T(n)与前述相同。当某个邻小区的标准功率预算值PBGT(n)超过含有速度因素的功率阈值H’时，即：PBGT(n)＞H’时，就执行切换，否则不进行切换。
本发明能避免高速移动终端频繁切换进入微蜂窝小区，从而减少掉话现象，它又能让低速移动终端尽量停留在微蜂窝以充分分担话务负荷。应用本发明，不需要对移动终端进行任何改进，只在网络中设一计时器，改变一些参数的定义，不会增加额外的信令负荷，实施也相当简单。
Claims (2)
1、一种确定移动终端越区切换的方法，其特征在于，包括下列步骤：
1)在网络中设一计时器；
2)在网络中设定一参数Q：
Q＝TempOffset(n)×M[PenaltyTime(n)-T(n)]
式中，TempOffset(n)是一偏置值，单位为dB，其数值可根据需要设定，
M(x)是一个对×的非严格单调减函数，其值为非负，
PenaltyTime(n)为惩罚时间，其数值根据需要设定，
T(n)为步骤1)所述计时器的计时结果；
3)移动终端监测邻近小区BCCH载频信号的强度，所述信号强度指信号电平的大小；
4)移动终端每隔一定时间将步骤3)中监测到的信号强度向网络报告；
5)网络将收到移动终端报告的信号强度值与预先设定的信号强度阈值进行比较，大于或等于信号强度阈值时，将该小区列入待选的切换目标小区表中；
6)启动步骤1)所述的计时器进行计时并计算参数Q；
7)当某个邻小区的功率预算值P(即PBGT(n))与预设的功率阈值H(即HO_MARGIN(n))之差大于参数Q时，就执行切换。
2、权利要求1所述的确定移动终端越区切换的方法，其特征在于：
所述M的取值为
M(x)＝1当x≥0时，
M(x)＝0当x＜0时。
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