CN113423127A - 一种地面与非地面混合网络的切换方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种地面与非地面混合网络的切换方法及系统，方法包括：获取用户设备所在小区作为当前小区；获取当前小区的邻区列表；邻区列表包括用户设备能够切换的所有小区；根据用户设备不同时刻的位置，计算用户设备的移动速度；在用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件；在当前小区满足切换条件时，确定邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。本发明能够在用户设备高速移动的情况下，减小网络切换的频率，进而减小用户设备的功耗。

Description

一种地面与非地面混合网络的切换方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种地面与非地面混合网络的切换方法及系统。
背景技术
在3GPP(第三代合作伙伴计划，3rd Generation Partnership Project)的技术演进过程中，4G全网通制定了NR(5G New Radio，5G新无线接入技术)的第一版标准；8G全网通对NR标准做了进一步的增强；8G全网通是一种包括TN(Terrestrial Network，地面网络)与NTN(Non-Terrestrial Network，非地面网络)的联合组网，其中，一个非地面网络下可能包括多个地面网络。因此，UE(User Equipment，用户设备)的发展趋势是能够同时支持TN和NTN网络。
当用户设备进行高速运动时会触发邻区切换，以切换用户设备连接的服务器(即小区)。目前，邻区切换问题只考虑到单一非地面网络或单一地面网络的场景，不能应用到地面网络与非地面网络混合网络，导致用户设备频繁进行邻区切换，增加了用户设备的功耗，降低了用户体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种地面与非地面混合网络的切换方法及系统，能够在用户设备高速移动的情况下，减小网络切换的频率，进而减小用户设备的功耗。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种地面与非地面混合网络的切换方法，包括：
获取用户设备所在小区作为当前小区；
获取所述当前小区的邻区列表；所述邻区列表包括所述用户设备能够切换的所有小区；所述小区被地面网络或非地面网络覆盖；其中，非地面网络包括单非地面网络和复非地面网络；所述复非地面网络下覆盖有多个地面网络；
根据所述用户设备不同时刻的位置，计算所述用户设备的移动速度；
在所述用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。
可选的，所述切换条件为所述当前小区的信号强度小于信号强度阈值，或者当前时刻所述用户设备的位置到所述当前小区的临界线的距离小于距离阈值。
可选的，在所述用户设备的移动速度大于速度阈值时，在所述根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件之前，还包括：
判断覆盖所述当前小区的网络是否为地面网络，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果为是，则将覆盖所述当前小区的网络作为当前网络，并判断所述邻区列表中是否包括覆盖所述当前网络的复非地面网络，得到第二判断结果；
若第二判断结果为是，则将所述当前小区更新为覆盖所述当前网络的复非地面网络所覆盖的小区，并执行步骤″根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件″。
可选的，在所述根据所述用户设备不同时刻的位置，计算所述用户设备的移动速度之后，还包括：
在所述用户设备的移动速度小于或者等于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区；所述网络为地面网络或非地面网络。
一种地面与非地面混合网络的切换系统，包括：
当前小区获取模块，用于获取用户设备所在小区作为当前小区；
邻区列表获取模块，用于获取所述当前小区的邻区列表；所述邻区列表包括所述用户设备能够切换的所有小区；所述小区被地面网络或非地面网络覆盖；其中，非地面网络包括单非地面网络和复非地面网络；所述复非地面网络下覆盖有多个地面网络；
移动速度计算模块，用于根据所述用户设备不同时刻的位置，计算所述用户设备的移动速度；
第一切换条件判断模块，用于在所述用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
第一小区更新模块，用于在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。
可选的，所述切换条件为所述当前小区的信号强度小于信号强度阈值，或者当前时刻所述用户设备的位置到所述当前小区的临界线的距离小于距离阈值。
可选的，所述系统，还包括：
第一判断模块，用于判断覆盖所述当前小区的网络是否为地面网络，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调用第二判断模块；
第二判断模块，用于将覆盖所述当前小区的网络作为当前网络，并判断所述邻区列表中是否包括覆盖所述当前网络的复非地面网络，得到第二判断结果；若第二判断结果为是，则调用第二小区更新模块；
第二小区更新模块，用于将所述当前小区更新为覆盖所述当前网络的复非地面网络所覆盖的小区，并执行″根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件″。
可选的，所述系统，还包括：
第一切换条件判断模块，用于在所述用户设备的移动速度小于或者等于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
第三小区更新模块，用于在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区；所述网络为地面网络或非地面网络。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种地面与非地面混合网络的切换方法及系统，方法包括：获取用户设备所在小区作为当前小区；获取当前小区的邻区列表；邻区列表包括用户设备能够切换的所有小区；小区被地面网络或非地面网络覆盖；其中，非地面网络包括单非地面网络和复非地面网络；复非地面网络下覆盖有多个地面网络；根据用户设备不同时刻的位置，计算用户设备的移动速度；在用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件；在当前小区满足切换条件时，确定邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。本发明能够在用户设备高速移动的情况下，降低网络切换的频率，进而减小用户设备的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的地面与非地面混合网络的切换方法流程图；
图2为本发明实施例所提供的混合网络的切换方法流程图；
图3为本发明实施例所提供的切换条件示意图；
图4为本发明实施例所提供的地面与非地面混合网络的切换系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种地面与非地面混合网络的切换方法及系统，能够在用户设备高速移动的情况下，减小网络切换的频率，进而减小用户设备的功耗。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例所提供的地面与非地面混合网络的切换方法流程图，如图1所示，本发明提供了一种地面与非地面混合网络的切换方法，包括：
步骤101：获取用户设备所在小区作为当前小区；
步骤102：获取当前小区的邻区列表；邻区列表包括用户设备能够切换的所有小区；小区被地面网络或非地面网络覆盖；其中，非地面网络包括单非地面网络和复非地面网络；复非地面网络下覆盖有多个地面网络；
步骤103：根据用户设备不同时刻的位置，计算用户设备的移动速度；
步骤104：在用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件；具体的切换条件为当前小区的信号强度小于信号强度阈值，或者当前时刻用户设备的位置到当前小区的临界线的距离小于距离阈值。
步骤105：在当前小区满足切换条件时，确定邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。
具体的，本发明提供的地面与非地面混合网络的切换方法，在用户设备的移动速度大于速度阈值时，在根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件之前，还包括：
判断覆盖当前小区的网络是否为地面网络，得到第一判断结果；
若第一判断结果为是，则将覆盖当前小区的网络作为当前网络，并判断邻区列表中是否包括覆盖当前网络的复非地面网络，得到第二判断结果；
若第二判断结果为是，则将当前小区更新为覆盖当前网络的复非地面网络所覆盖的小区，并执行步骤″根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件″。
此外，本发明提供的的地面与非地面混合网络的切换方法，在根据用户设备不同时刻的位置，计算用户设备的移动速度之后，还包括：
在用户设备的移动速度小于或者等于速度阈值时，根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件；
在当前小区满足切换条件时，确定邻区列表中信号强度最大的网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区；网络为地面网络或非地面网络。
具体的，本发明提供的地面与非地面混合网络的切换方法，步骤如下：
1、UE(用户设备)开机时，会驻留在优选网络的小区，该优选网络可以是地面网络TN(例如LTE(Long Term Evolution，长期技术演进)或NR网络)，也可以是非地面网络NTN。
2、UE读取5G网络中系统用于获取同频邻区列表的消息SIB3，用于获取异频邻区列表的消息SIB4，用于获取异系统邻区列表的消息SIB5，本地存储并维护这些邻区列表。邻区关系包括相邻、同覆盖、包含和被包含几种关系。
3、UE根据全球定位系统或北斗系统计算UE的移动速度v，单位为km/h。
4、若UE的移动速度v大于预设高速门限值(速度阈值)VThreshold，则判定UE正在高速运动，此时若网络配置了事件测量，并且UE驻留在覆盖范围广的NTN小区，邻区列表中有若干个包含关系TN邻区，极其容易发生频繁切换。
5、当服务小区信号强度RSRP小于或者等于信号质量门限(信号强度阈值)RSRPThreshold，或者终端移动到NTN小区边缘时，触发邻区测量。
6、当邻区测量结果满足上报标准后，UE向基站发送相应的测量报告MeasurementReport。
7、基站通过UE上报的测量报告判决是否执行切换。如果执行同频/异频切换，则发送消息RRC Reconfiguration(无限资源控制重构，其中RRC(无限资源控制，RadioResource Control))给UE；如果执行异系统切换，发送消息Mobility From NR Command(NR网络切换控制)给UE。
8、UE收到基站发送到消息后，执行同频/异频或者异系统切换，切换方法具体流程如图2所示。
同频切换具体步骤如下：
A3事件用于触发同频切换。当邻区质量高于服务小区质量一定偏置量时触发UE上报向基站A3事件。A3事件是相对门限测量事件，当触发这个事件的时候，并不一定表示服务小区的信号不能满足UE的通信需求，所以UE需要对服务小区进行测量，当小区信号低于某一门限时候，UE开启邻区测量，更加合理。其中，VThreshold＝200km/h，RSRPThreshold＝-95dB。
S1、UE开机驻留NTN网络；
S2、基于全球定位系统或北斗系统计算UE移动速度v；
S3、若v＞VThreshold，网络配置UE测量A3事件，UE驻留在覆盖范围广的NTN小区，邻区列表中有若干个包含关系NR邻区。
S4、服务小区信号RSRP＜RSRPThreshold时，触发邻区测量，上报包含A3事件的测量报告。
S5、基站根据测量报告判决执行同频切换，发送消息(RRC Reconfiguration)给UE。
S6、UE收到基站消息后，执行同频切换。
系统间切换步骤如下：
B1事件用于触发系统间切换。当异系统邻区质量高于一定门限时触发UE上报B1事件。当触发这个事件的时候，并不一定表示服务小区的信号不能满足UE的通信需求，所以UE需要对服务小区进行测量，当小区信号低于某一门限时候，UE开启系统间邻区测量，更加合理。VThreshold＝200km/h；RSRPThreshold＝-95dB
S11、UE开机驻留NTN网络。
S12、基于全球定位系统或北斗系统斗计算移动速度v。
S13、若v＞VThreshold，网络配置UE测量B1事件，使UE驻留在覆盖范围广的NTN小区，邻区列表中有若干个包含关系LTE邻区。
S14、服务小区信号RSRP＜RSRPThreshold时，触发邻区测量，上报包含B1事件的测量报告。
S15、基站根据测量报告判决执行异系统切换，发送消息(Mobility From NRCommand)给UE。
S16、UE收到基站消息后，执行异系统切换。
特殊情况切换步骤如下：
UE高速运动时，随着UE和卫星中心点之间的距离变大，UE测量到的RSRP值下降很慢，可能到达UE小区边缘RSRP值也没有低于信号强度阈值，如图3所示(NTN gNB为生成一个小区网络的卫星，Near-UE和Far-UE分别表示UE位于小区中心和边缘的情况，Receivedsignal strength为接收信号强度，Distance为距离)。此时则根据UE的位置信息和卫星星历，确定UE是否已经处于NTN小区边缘。
S21、UE开机驻留NTN网络.
S22、基于全球定位系统或北斗系统计算UE的移动速度v。
S23、若v＞VThreshold，网络配置UE测量A3事件，并使UE驻留在覆盖范围广的NTN小区，邻区列表中包括若干个包含关系NR邻区。
S24、UE根据自身位置信息和卫星星历，确定UE在NTN小区边缘时，触发邻区测量，上报包含A3事件的测量报告。
S25、基站判决执行同频切换，发送同频切换消息给UE。
S26、UE收到基站发送的消息后，执行同频切换。
图4为本发明实施例所提供的地面与非地面混合网络的切换系统结构示意图，如图4所示本发明还提供了一种地面与非地面混合网络的切换系统，包括：
当前小区获取模块401，用于获取用户设备所在小区作为当前小区；
邻区列表获取模块402，用于获取当前小区的邻区列表；邻区列表包括用户设备能够切换的所有小区；小区被地面网络或非地面网络覆盖；其中，非地面网络包括单非地面网络和复非地面网络；复非地面网络下覆盖有多个地面网络；
移动速度计算模块403，用于根据用户设备不同时刻的位置，计算用户设备的移动速度；
第一切换条件判断模块404，用于在用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件；具体的，切换条件为当前小区的信号强度小于信号强度阈值，或者当前时刻用户设备的位置到当前小区的临界线的距离小于距离阈值。
第一小区更新模块405，用于在当前小区满足切换条件时，确定邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。
具体的，本发明提供的地面与非地面混合网络的切换系统，还包括：
第一判断模块，用于判断覆盖当前小区的网络是否为地面网络，得到第一判断结果；若第一判断结果为是，则调用第二判断模块；
第二判断模块，用于将覆盖当前小区的网络作为当前网络，并判断邻区列表中是否包括覆盖当前网络的复非地面网络，得到第二判断结果；若第二判断结果为是，则调用第二小区更新模块；
第二小区更新模块，用于将当前小区更新为覆盖当前网络的复非地面网络所覆盖的小区，并执行″根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件″。
此外，本发明提供的地面与非地面混合网络的切换系统，还包括：
第一切换条件判断模块，用于在用户设备的移动速度小于或者等于速度阈值时，根据当前小区的信号强度和当前时刻用户设备的位置，确定当前小区是否满足切换条件；
第三小区更新模块，用于在当前小区满足切换条件时，确定邻区列表中信号强度最大的网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区；网络为地面网络或非地面网络。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种地面与非地面混合网络的切换方法，其特征在于，所述方法，包括：
获取用户设备所在小区作为当前小区；
获取所述当前小区的邻区列表；所述邻区列表包括所述用户设备能够切换的所有小区；所述小区被地面网络或非地面网络覆盖；其中，非地面网络包括单非地面网络和复非地面网络；所述复非地面网络下覆盖有多个地面网络；
根据所述用户设备不同时刻的位置，计算所述用户设备的移动速度；
在所述用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。
2.根据权利要求1所述的地面与非地面混合网络的切换方法，其特征在于，所述切换条件为所述当前小区的信号强度小于信号强度阈值，或者当前时刻所述用户设备的位置到所述当前小区的临界线的距离小于距离阈值。
3.根据权利要求1所述的地面与非地面混合网络的切换方法，其特征在于，在所述用户设备的移动速度大于速度阈值时，在所述根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件之前，还包括：
判断覆盖所述当前小区的网络是否为地面网络，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果为是，则将覆盖所述当前小区的网络作为当前网络，并判断所述邻区列表中是否包括覆盖所述当前网络的复非地面网络，得到第二判断结果；
若第二判断结果为是，则将所述当前小区更新为覆盖所述当前网络的复非地面网络所覆盖的小区，并执行步骤″根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件″。
4.根据权利要求1所述的地面与非地面混合网络的切换方法，其特征在于，在所述根据所述用户设备不同时刻的位置，计算所述用户设备的移动速度之后，还包括：
在所述用户设备的移动速度小于或者等于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区；所述网络为地面网络或非地面网络。
5.一种地面与非地面混合网络的切换系统，其特征在于，所述系统，包括：
当前小区获取模块，用于获取用户设备所在小区作为当前小区；
邻区列表获取模块，用于获取所述当前小区的邻区列表；所述邻区列表包括所述用户设备能够切换的所有小区；所述小区被地面网络或非地面网络覆盖；其中，非地面网络包括单非地面网络和复非地面网络；所述复非地面网络下覆盖有多个地面网络；
移动速度计算模块，用于根据所述用户设备不同时刻的位置，计算所述用户设备的移动速度；
第一切换条件判断模块，用于在所述用户设备的移动速度大于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
第一小区更新模块，用于在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的复非地面网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区。
6.根据权利要求5所述的地面与非地面混合网络的切换系统，其特征在于，所述切换条件为所述当前小区的信号强度小于信号强度阈值，或者当前时刻所述用户设备的位置到所述当前小区的临界线的距离小于距离阈值。
7.根据权利要求5所述的地面与非地面混合网络的切换系统，其特征在于，所述系统，还包括：
第一判断模块，用于判断覆盖所述当前小区的网络是否为地面网络，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调用第二判断模块；
第二判断模块，用于将覆盖所述当前小区的网络作为当前网络，并判断所述邻区列表中是否包括覆盖所述当前网络的复非地面网络，得到第二判断结果；若第二判断结果为是，则调用第二小区更新模块；
第二小区更新模块，用于将所述当前小区更新为覆盖所述当前网络的复非地面网络所覆盖的小区，并执行″根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件″。
8.根据权利要求5所述的地面与非地面混合网络的切换系统，其特征在于，所述系统，还包括：
第一切换条件判断模块，用于在所述用户设备的移动速度小于或者等于速度阈值时，根据所述当前小区的信号强度和当前时刻所述用户设备的位置，确定所述当前小区是否满足切换条件；
第三小区更新模块，用于在所述当前小区满足所述切换条件时，确定所述邻区列表中信号强度最大的网络覆盖的小区为更新后的用户设备所在小区；所述网络为地面网络或非地面网络。
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