CN1241347C - 一种基于双门限判决的快速切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CDMA系统中基于双判决门限的快速切换方法。所述方法采用将建立网络连接和无线连接的分开，以达到快速切换的目的。该方法适用于通过各种测量物理量来作出切换判决，并适用于各种CDMA通信系统。该方法中的切换判决方法只是众多切换判决方法中的一种，选用其他的判决公式，该方法仍然适用。使用该方法可显著减少切换的时间，显著减少切换执行失败的概率。
Description
技术领域
本发明涉及CDMA系统，具体的说涉及CDMA系统中的一种利用双门限判决的快速切换的方法。
背景技术
在将来的蜂窝移动通信系统中，为了增加系统容量，小区的覆盖范围将变得更小，成为微小区甚至微微小区，这时，频繁的切换使切换管理显得更为重要。在第二代和第三代移动通信系统中，广泛采用了移动台辅助的切换算法即移动台HO算法。一般的切换方法是通过移动台对基站信号的测量，决定切换及切换的目标小区。在决定切换和切换的目标小区后，开始建立网络连接和无线连接来完成切换，这样切换时间包括网络连接和无线连接建立的时间。对于一般速度的移动用户，这样的方法是可接受的。但是，对于快速移动的移动用户在微小区或微微小区移动时，传统的方法可能由于切换的时间过长导致切换的失败。我们以硬切换过程为例：
在CDMA系统中，一般硬切换方法的步骤如下：
(1)移动台测量；
(2)根据测量报告和切换判决门限Th，判决目标小区，发出切换命令；采用的判决公式：Mnew-Mold≥Th
Mnew是新小区的测量值，Mold是原连接小区的测量值；
(3)建立切换链路的网络连接；
(4)建立切换链路的无线连接；
(5)释放原有连接资源。
如图1所示CDMA系统一般切换方法的示意图。在移动蜂窝系统中，无线覆盖区域由许多有重迭的小区构成，移动台(UE)从小区1(CELL1)向小区2(CELL2)移动，移动台(UE)会不停的测量基站1、2(NodeB1、NodeB2)的信号质量(在WCDMA系统中测量CPICH的EC/IO)。移动台向漂移无线网络控制器(DRNC)发送测量报告。当测量到的基站2(NodeB2)的信号质量满足无线链路切换判决条件时，漂移无线网络控制器(DRNC)作出切换决定，建立与新小区网络连接。确认切换到的基站。然后释放原有连接的网络连接。此时，切换的总的时间是网络连接建立时间加上无线连接的时间。图中(1)～(5)代表上述CDMA系统一般切换方法的各个步骤。
传统的切换方法由于作出切换决定后，需要先建立网络连接再建立无线连接，所以一方面增加了切换的时间，另一方面也增加了快速移动用户切换执行失败的概率。
发明内容
本发明的目的就是为了弥补以上不足，针对快速移动用户的快速切换的要求，提供一种基于双门限判决的快速切换方法来避免快速移动用户切换的失败。
为了达到上述目的，所述的新的快速切换方法将网络连接和无线连接分成两部分执行，减少切换的时间，基本步骤如下：
(1)移动台测量；
移动台根据测量控制消息测量相邻小区的信号(CPICH的Ec/Io)；
(2)根据测量报告和预决定门限Tpre，判断出预切换的目标小区；
当测量的小区信号值大于预决定门限Tpre，移动台向无线网络控制器(RNC)发送测量报告。无线网络控制器(RNC)确认预切换的目标小区。
(3)建立同预切换的目标小区的网络连接；
无线网络控制器(RNC)建立同预切换的目标小区的网络连接。如果是不同无线网络控制器(RNC)间的小区切换，建立两个无线网络控制器(Iur)之间的传输承载和预切换的目标小区的无线网络控制器与基站(Iub)之间的承载。此时，移动台仍然在测量。
(4)根据测量报告和切换判决门限Th，判断出切换目标小区。
无线网络控制器(RNC)根据测量报告的测量结果，如果新小区的信号(CPICH的Ec/Io)大于切换判决门限Th，判断切换的目标小区和预切换的目标小区是否一致，如果一致则发出切换命令，建立无线连接；如果不一致，则重新建立同根据切换判决门限Th判定切换的目标小区的网络连接，然后再建立无线连接。
(5)建立切换路径的无线连接；
无线网络控制器(RNC)通过原来的无线链路发送切换到目标小区的命令，建立同目标小区的无线连接。同时断掉原来的无线链路。
(6)释放原有链路网络资源。
当新链路的连接建立好后，释放同原来小区的网络连接。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
图1是CDMA系统一般切换方法的示意图；
图2是本发明所述切换方法的示意图；
图3是本发明所述切换方法的流程图；
图4是改进的切换方法的流程图；
图5是本发明所述切换方法和一般切换方法在时间上的比较示意图；
图6是两种切换方法的仿真结果图。
具体实施方式
如图2所示为本发明所述切换方法的示意图。首先，移动台(UE)会不停的测量基站1、2(NodeB1、NodeB2)的信号质量。当测量到的基站2(NodeB2)的信号质量满足无线链路切换预决定门限Tpre时，移动台(UE)向漂移无线网络控制器(DRNC)发送测量报告。漂移无线网络控制器(DRNC)开始配置网络资源，建立网络连接，同时移动台(UE)还在测量。当基站2(NodeB2)的信号质量满足无线链路切换门限Th时，发送测量报告。收到的测量报告后，服务无线网络控制器(SRNC)向移动台发出切换命令，开始执行切换，建立上下行链路的无线连接。这样，将网络连接建立时间和测量时间并行，减少了切换时间，从而减小了切换特别是快速切换的失败概率。图中(1)～(6)代表本发明所述切换方法的各个步骤。
WCDMA中的网络连接包括Iub，Iur，Iu接口间承载的建立以及消息的交互。无线连接包括Uu接口无线链路的建立。
如图3所示是本发明所述切换方法的流程图。
首先是移动台(UE)根据测量控制消息的要求进行测量。
一旦测量值满足测量控制信息中的预决定门限Tpre就上报测量报告，否则，继续测量。
无线网络控制器(RNC)根据接收到测量报告，决定预切换的目标小区。更改测量控制信息的门限为切换判决门限Th。
然后，开始建立上下行链路的网络连接。同时启动定时器Tho，目的是保证一些特殊情况下，仍然能够释放网络资源。此时，移动台(UE)在继续测量。
一旦测量值满足切换判决门限Th，则无线网络控制器(RNC)决定切换。否则，继续测量。
RNC判断切换的目标小区和预切换的目标小区是否一致。
如果一致，开始建立无线连接；否则重新开始建立网络连接和建立无线连接。
本发明方法相比一般的切换方法在切换速度上得到了保证，因为切换执行时间只是无线连接建立的时间。但是，如果根据预决定门限Tpre判断的预切换的目标小区和根据切换判决门限Th判断的切换的目标小区不一致的话，则预先建立的网络连接就失去作用，这样就要求测量的准确性来确保根据预决定门限Tpre及根据切换判决门限Th判定的目标小区一致。同时，由于切换门限通过网络侧的信令来通知移动台，所以此法增加了消息处理负荷，同时占用了网络侧的资源。
如图5所示，预决定门限Tpre的判定方式和切换判决门限Th的判定方式都是将新小区测量值和原小区测量值的差值与门限值比较。Tpre门限值设置为小于Th门限值。
对于测量和目标小区的确定，通过使用各种技术可以达到较准确的程度。比如测量窗口的选型，根据方向预测目标小区技术等。但是此方法在消息处理负荷的增加却很难减少。所以，此方法最适用于快速移动的用户。结合一般切换方法和本切换方法，我们得到一种改进的切换方法。
如图4所示是改进的切换方法的流程图。如果是紧急业务等高优先级业务的紧急切换呼叫，为了保证不掉话采用快速的切换方法；当移动用户的速度达到或超过一定的速度Vf时，采用本发明的快速切换方法，即：先建立网络连接，再发起切换命令，执行切换；如果是慢速的移动用户，则采用一般的切换方法，即：决定切换后再建立网络连接和无线连接来完成切换。
如图5所示是本发明所述方法和一般切换方法在时间上的比较示意图。本发明方法的切换执行时间就是无线连接建立的时间，而传统的切换方法，切换执行时间是网络连接建立时间和无线连接建立时间。可见，同一般切换方法相比，本方法有效地减小了切换的时间，从而减少了快速切换的失败率。
如图6所示是两种切换方法的仿真结果图。
基本仿真条件是：
3个基站，200个移动台。其中，30％的移动用户速度是120km/h，70％的移动用户速度是3km/h；20％业务是144K数据业务，80％的业务是8K话音。每个小区的覆盖范围是3km。
假定使用两个门限(Tpre、Th)判定的目标小区完全一致，网络资源和无线连接建立时间分别为400毫秒，则采用一般切换方法的切换时间为800毫秒。
从仿真结果可以看到，当采用本发明方法切换时，切换时间为无线连接建立时间400毫秒，切换失败概率为1.28％；当采用一般切换方法切换时，切换时间为网络资源和无线连接建立时间，共800毫秒，切换失败概率为2.94％。
Claims (4)
1、一种利用双门限判决的快速切换的方法，应用于CDMA系统，其特征是，该方法包括以下步骤：
(1)移动台测量：移动台根据测量控制消息测量相邻小区的信号；
(2)根据测量报告和信号强度的预决定门限Tpre，判断出预切换的目标小区：当测量的小区信号值大于预决定门限Tpre，移动台向无线网络控制器发送测量报告，无线网络控制器确认预切换的目标小区；
(3)建立同预切换的目标小区之间的网络连接：无线网络控制器建立同预切换的目标小区的网络连接，此时，移动台仍然在测量；
(4)根据测量报告和信号强度的切换判决门限Th，判断出切换的目标小区：预决定门限Tpre的判定方式和切换判决门限Th的判定方式都是将新小区测量值和原小区测量值的差值与门限值比较；Tpre门限值设置为小于Th门限值；
(5)建立切换路径的无线连接：无线网络控制器通过原来的无线链路发送切换到目标小区的命令，建立同目标小区的无线连接，同时断掉原来的无线链路；
(6)释放原有链路网络资源：当新链路的连接建立好后，释放同原来小区的网络连接。
2、如权利要求1所述的一种利用双门限判决的快速切换的方法，在所述的步骤(3)中，如果是不同无线网络控制器间的小区切换，建立两个无线网络控制器之间的传输承载和预切换的目标小区的无线网络控制器与基站之间的承载。
3、如权利要求1所述的一种利用双门限判决的快速切换的方法，在所述的步骤(4)中，无线网络控制器根据测量报告的测量结果，如果新小区的信号大于切换判决门限Th，判断切换的目标小区和预切换的目标小区是否一致，如果一致则发出切换命令，建立无线连接；如果不一致，重新建立同根据切换判决门限Th判定切换的目标小区的网络连接，然后再建立无线连接。
4、如权利要求1所述的一种利用双门限判决的快速切换的方法，在所述的步骤(1)和所述的步骤(2)之间，还包含以下步骤：
根据测量报告，如果是紧急业务等高优先级业务的紧急切换呼叫，或当移动用户的移动速度达到或超过一定速度Vf时，则继续后续步骤；否则执行一般的切换方法，即：决定切换后再建立网络连接和无线连接来完成切换。
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