CN1285239C - 移动通信系统中小区切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信系统中为移动终端服务的小区的切换方法，公开了一种移动通信系统中小区切换方法，使得移动终端在小区之间切换时，尽量减少用户测量过程，以降低系统信令负载，提高切换时的通信质量。这种小区切换方法包含以下步骤：网络侧获取移动终端的小区切换需求；网络侧根据预先配置的小区覆盖范围信息，判断目标小区是否能够覆盖移动终端的当前位置，如果是则将移动终端盲切换至该目标小区。

Description

移动通信系统中小区切换方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中为移动终端服务的小区的切换方法，特别涉及移动通信系统中具有分层结构的小区的切换方法。

背景技术

微小区技术是在宏小区的基础上发展起来的，是目前解决高话务量地区容量问题的行之有效的方法之一。

微小区的覆盖半径大约为30m-300m；发射功率较小，一般在1W以下；基站天线置于相对低的地方，一般高于地面5m-10m，传播主要沿着视线进行，信号在楼顶的泄露小。因此，可以被用来加大无线电覆盖，消除宏小区中的“盲点”。同时由于低发射功率的微小区基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，且干扰很低，将它安置在宏小区的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。

在实际设计中，微小区作为无线覆盖的补充，一般用于宏小区覆盖不到又有较大话务量的地点如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区，如购物中心、娱乐中心、会议中心、商务楼、停车场等地。

近年来随着微小区和微微小区的发展，分层小区技术迅速提出来。它提供更多的“内含”小区(Cell)，形成分层小区结构(Hierarchical Cell Structure，简称“HCS”)，主要解决网络内的“盲点”和“热点”问题，提高网络容量。在一个分层小区结构中，不同大小的小区相互重叠，不同发射功率的基站紧密相邻并同时存在，整个通信网络呈现出多层次的结构。每一层分配不同的频率段，以保证各层之间独立运作，不会相互干扰。当有移动终端(MobileTerminal，简称“MT”)接入时，系统根据所测得的信号强度和各小区的容量为某一呼叫选择恰当的小区，层间切换(HandOver，简称“HO”)与普通的小区切换一样，切换点由系统决定，由移动终端自动辅助切换测量来完成，切换过程还取决于当时各级的容量，如果微小区和微微小区已饱和，业务将切换至更高一级的小区。

一个分层小区网络，往往是由一个上层宏小区网络和数个下层微小区网络组成的多元小区系统。它包括宏小区、微小区和微微小区。每种小区执行早已定义好的不同功能。一般来说，宏小区用于处理快速移动车辆的业务，微小区处理慢速移动，集中于步行或交通阻塞车辆的业务，微微小区用于覆盖商场和办公区等室内区域。将负载按上述方式分层的原因与切换功能有关，因为车载移动终端在微小区间快速移动会产生频繁切换，加重网络的负担，从网络管理出发，将诸如快速移动车辆之类会产生频繁切换的对象转移到切换较少的宏小区，将提高网络效率；而对于慢速移动的车辆，由于它穿过小区边界需花较长的时间，产生切换的可能性较小，因此由微小区来处理这类业务。

由于分层小区结构上的复杂性，为了避免移动终端移动时在小区之间频繁切换，同时使各小区负载均衡，需要使用用户调度策略实现用户在分层小区中的合理分布。这里的用户调度策略是指系统根据移动终端的移动速度等因素决定移动终端进行切换的目标小区，同时还要兼顾各小区容量和处理能力等因素。在决定好目标小区之后，系统就要对移动终端进行小区切换，小区切换包括移动终端在同层小区之间的切换和移动终端在不同层小区之间的切换。

以下是现有的一种小区切换方法：当移动终端向系统发出切换请求时，系统先要求移动终端对其周围的几个临近小区进行信号测量，检测出其中信号质量最好的一个小区将其做为移动终端目标小区，然后再对移动终端进行小区切换。在一次正常的切换中，在用户和网络之间要进行测量控制、测量报告、切换命令、切换确认等多条信令交互。若移动终端临近小区使用的频率和当前小区的频率不同时，用户需要在通信过程中得到一定的空闲时间，把接收机切换到目标小区的频率进行测量，在进行测量的空闲时刻，接收机停止接受本小区信号。通常使用压缩模式(Compressed Mode，简称“CM”)来获得空闲时刻，在压缩模式下，系统对要传送的数据进行时间上的压缩，把原先正常传输的数据在更短的时间内发送出去。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：在移动终端进行小区切换时，系统信令繁忙，切换速度较慢，通信质量降低，系统性能降低。

造成这种情况的主要原因在于，当移动终端速度发生变化，由于终端在各小区之间切换时，要引入测量控制和测量报告等流程，这样就延迟了切换速度，额外的增加了系统中的信令负载，导致系统信令繁忙；移动终端在小区之间切换时，要启动压缩模式测量以确定目标小区，影响了通信质量；在压缩模式下，为了在接收方达到同正常模式下一样的通信效果，需增加系统发射功率，会对其他用户的信号产生严重的干扰，若发射功率受限时，就会影响通信质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信系统中小区切换方法，使得移动终端在小区之间切换时，尽量减少用户测量过程，以降低系统信令负载，提高切换时的通信质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动通信系统中小区切换方法，包含以下步骤：

所述移动通信系统的网络侧获取移动终端的小区切换需求；

所述网络侧根据预先配置的小区覆盖范围信息，判断与移动终端所在小区有覆盖关系的小区是否能够覆盖所述移动终端的当前位置，如果是则将所述移动终端盲切换至覆盖其当前位置的小区。

其中，还包含以下步骤：

当所述网络侧根据预先配置的小区覆盖范围信息无法判断与移动终端所在小区有覆盖关系的小区是否能够覆盖所述移动终端的当前位置时，对所述移动终端进行正常切换。

当所述与移动终端所在小区有覆盖关系的小区能够完全覆盖所述移动终端当前所在小区时，则将所述移动终端盲切换至该小区。

所述移动终端的当前位置由全球定位系统测得，并上报给所述网络侧。

所述小区是有相互覆盖关系的分层小区。

还包含以下步骤：

在所述网络侧配置所有小区的相互覆盖关系、定时关系和频率信息。

所述小区切换需求是以下情况中的一种：

正在通话的所述移动终端的位置从一个小区的覆盖范围移向另一个小区的覆盖范围；

所述移动终端在两个小区的覆盖重叠区进行通话，所述移动终端当前所在小区的业务过于繁忙；

所述移动终端的移动速度发生变化。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，引入了盲切换判决和盲切换方法，系统在切换为移动终端服务的小区时，先根据网络侧的小区配置信息判断目标小区是否能够覆盖移动终端的当前位置，如果是则将移动终端直接盲切换至该目标小区，不用启用测量等一系列流程，因此网络和移动终端之间不需要多条的信令交户，同时移动终端不用启动压缩模式来测量目标小区的情况。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即系统在对移动终端进行盲切换时，信令负载减轻，切换速度和切换后进行通话的速度加快，提高了系统的总体性能；同时减少了压缩模式对信号带来的影响和干扰，提高了用户的通话质量。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的一种移动通信系统中小区切换方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，首先在步骤100，系统管理人员可以根据网络规划和建设的内容，获得分层小区信息，对系统进行信息配置。

具体的说，这里的分层小区信息主要指为了进行盲切换所必需的分层小区结构中各小区之间的关系信息，包括覆盖关系、定时关系和频率信息等。其中，覆盖关系表明一个小区和其它小区的位置关系，包括此小区是否被其它一个或多个小区完全覆盖，或者是否覆盖了一个或多个其它小区等。需要定时关系是因为不同的小区有不同的时钟，它们发信息的时间起点有可能是不同的，当移动终端从一个小区切换到另一个小区后，为了正常通信，就必须和切换到的小区时钟同步，根据当前小区和目标小区之间的定时关系就可以获得目标小区的时钟。频率信息用于指示移动终端的接收机目标小区的频率，使得移动终端切换到目标小区之后，就立即能够将接收机频率调整到目标小区频率，进行正常通信。在本发明中，定时关系和频率信息的直接取得可以提高用户切换到目标小区后完成上下行同步和开始通信的速度。

在对系统盲切换所需要的信息配置好之后即可启动盲切换机制。此时进入步骤110，系统获得移动终端切换需求。一般情况下，将一个正处于呼叫建立状态或忙状态的移动终端转换到新的业务信道上的过程称为切换。切换是由系统决定的，一般在下述几种情况下要进行切换：一种是正在通话的移动终端从一个小区移向另一个小区，切换的产生首先是基站收发信机(BaseTransceiver Station，简称“BTS”)通知移动终端将其周围小区BTS的有关信息及广播控制信道(Broadcasting Control Channel，简称“BCCH”)载频、信号强度进行测量，同时还要测量它所占用的业务信道(Traffic Channel，简称“TCH”)的信号强度和传输质量，再将测量结果发送给基站控制系统BSC，BSC根据这些信息对周围小区进行比较排队，这就是“定位”，最后由BSC做出是否需要切换的决定。BSC还需判别在什么时候进行切换，切换到哪个BTS。另一种是移动终端在两个小区覆盖重叠区进行通话，移动终端所处的这个小区业务特别忙，这时基站控制器(Base Station Controller，简称“BSC”)通知移动终端测试它邻近小区的信号强度、信道质量，决定是否将它切换到另一个小区，这是业务平衡所需要的切换；还有一种是分层小区中，当移动终端的移动速度发生变化时，将速度变化情况报告给BSC，BSC根据小区现有情况判定是否需要进行小区切换。

接着进入步骤120，在系统获得移动终端的切换需求之后，根据移动终端的当前信息，系统判断移动终端是否满足盲切换条件。若满足盲切换条件，则进入步骤130，否则进入步骤140。需要说明的是，在本实施例中，进行盲切换的判决条件是：如果当系统需要把移动终端从当前小区切换到另外一层，系统可以根据分层结构关系确认目标层的某个小区完全覆盖了移动终端的当前小区，即系统根据小区覆盖范围信息确认与移动终端当前所在小区有覆盖关系的某个小区完全覆盖了移动终端所在的当前小区，则移动终端满足盲切换条件，此小区就是目标小区。之所以用这种小区完全包含的条件，是因为通常情况下，系统只能将移动终端定位到某一扇区或某一小区，并不能精确定位移动终端。在这种条件下，只有当移动终端从某一小区切换到高层小区时，即从小的小区切换到相对大一点的小区才能进行盲切换。因此若系统能更精确的定位移动终端，则有一种可以替换的盲切换判决条件，即系统若可以得知要进行切换的移动终端位于其要切换的目标层的某个小区之内，即系统若可以得知要进行切换的移动终端位于其要切换的与移动终端当前所在小区有覆盖关系的某个小区之内，则此移动终端也满足盲切换条件，此小区就是目标小区。若移动终端同时位于目标层中的多个小区之内，则系统可以随机选择或用某种方法选择一个小区做为移动终端要切换到的目标小区。在这种替换情况下，目标小区可以比当前小区大，即移动终端可以切换到高层小区，也可以比当前小区小，即移动终端可以切换到低层小区。盲切换条件判决的关键点是系统能够根据已知信息，准确的判断移动终端和目标层小区的位置关系。

此外，如果能够直接判定移动终端的当前位置位于目标小区的范围之内，则也能够判定满足盲切换条件。目前已经有多种移动终端定位方法，例如通过全球定位系统(Global Position System，简称“GPS”)定位，并将定位信息上传到网络侧；还有，可以通过测量移动终端到几个相邻基站的距离，让后通过这些距离和已知的基站的距离，计算出移动终端的当前位置。这些技术已经比较成熟，通过这些技术网络侧可以得到移动终端的当前位置，如果移动终端支持这些定位技术的话，则网络侧结合预先配置的小区的覆盖范围信息，可以直接判断该移动终端是否满足盲切换条件。

在步骤130中，由于在步骤120中判定移动终端满足盲切换条件，因此在本步骤中系统对移动终端进行盲切换。即系统不需要移动终端测量其临近小区的情况，而直接根据已有的小区之间的关系对移动终端进行切换。因此网络和移动终端之间不用进行测量控制、测量报告、切换命令、切换确认等常规切换所需要的多条信令，从而降低了信令负载。同时也提高了移动终端切换速度以及切换到目标小区后完成上下行同步和开始通信的速度。由于满足盲切换条件时，系统可以直接根据已有信息得知目标小区的频率信息和定时信息，移动终端不用启动压缩模式来获取这些信息，从而避免了由于启动压缩模式对移动终端通信质量的负面影响，同时也不会造成对其它信号的干扰，有效的提高了系统性能。

在步骤140中，由于在步骤120中判定移动终端不满足盲切换条件，因此在本步骤中系统对移动终端进行常规切换。移动终端不满足盲切换的条件是指在系统对移动终端不能精确定位的情况下，所处于的当前小区不能被目标小区完全包含。或在系统可以精确定位移动终端位置的情况下，移动终端不处于目标层的任何小区之内。这时，系统都要进行常规处理。即仍然要启动测量控制、测量报告、切换命令、切换确认等信令流程。

总的来说，引入了盲切换判决和盲切换之后，系统在对移动终端进行切换时，可能使用两种切换方法，盲切换方法和常规切换方法。但从总体上来看，移动终端在进行切换时的系统性能和通信质量都提高了。

另外，根据上述说明，熟悉本领域的技术人员可以理解，本发明可以应用于任何有分层小区结构的移动通信系统中。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种移动通信系统中小区切换方法，其特征在于，包含以下步骤：

所述移动通信系统的网络侧获取移动终端的小区切换需求；

所述网络侧根据预先配置的小区覆盖范围信息，判断与移动终端所在小区有覆盖关系的小区是否能够覆盖所述移动终端的当前位置，如果是则将所述移动终端盲切换至覆盖其当前位置的小区。

2.根据权利要求1所述的移动通信系统中小区切换方法，其特征在于，还包含以下步骤：

当所述网络侧根据预先配置的小区覆盖范围信息无法判断与移动终端所在小区有覆盖关系的小区是否能够覆盖所述移动终端的当前位置时，对所述移动终端进行正常切换。

3.根据权利要求1所述的移动通信系统中小区切换方法，其特征在于，所述判断与移动终端所在小区有覆盖关系的小区是否能够覆盖移动终端的当前位置，如果是则将所述移动终端盲切换至覆盖其当前位置的小区，进一步包括：

判断与移动终端所在小区有覆盖关系的小区是否能够完全覆盖所述移动终端当前所在小区，如果是，则将所述移动终端盲切换至该小区。

4.根据权利要求1所述的移动通信系统中小区切换方法，其特征在于，所述移动终端的当前位置由全球定位系统测得，并上报给所述网络侧。

5.根据权利要求1所述的移动通信系统中小区切换方法，其特征在于，所述小区是有相互覆盖关系的分层小区。

6.根据权利要求5所述的移动通信系统中小区切换方法，其特征在于，还包含以下步骤：

在所述网络侧配置所有小区的相互覆盖关系、定时关系和频率信息。

7.根据权利要求1至6中任意一条所述的移动通信系统中小区切换方法，其特征在于，所述小区切换需求是以下情况中的一种：

正在通话的所述移动终端的位置从一个小区的覆盖范围移向另一个小区的覆盖范围；

所述移动终端在两个小区的覆盖重叠区进行通话，所述移动终端当前所在小区的业务过于繁忙；

所述移动终端的移动速度发生变化。