CN1305349C - 一种hcs系统终端分类法则和切换管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护一种HCS系统终端分类法则和切换管理方法，涉及移动通信技术，目前分层小区系统中的终端在分类及切换时仅考虑了其速度的大小和系统的层数，本发明根据移动终端的运动状态将通话中的移动终端分为快速移动终端、慢速移动终端和变速移动终端，根据移动终端的上述类型选择相应的服务小区，分层小区系统包括不少于两层的小区，变速移动终端固定分配在最高层的服务小区中。采用本发明，可以减少系统由于移动终端速度变化引起的频繁切换次数，从而提高系统的通信质量和系统的稳定性。

Description

一种HCS系统终端分类法则和切换管理方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其是在HCS(分层小区结构)系统中移动终端的切换管理方法。

背景技术

切换是从移动通信的大区制转向蜂窝体制最为重要的无线链路控制手段，能够保持移动台MS在穿越不同的蜂窝小区时通话的连续性，减小掉话率，并能提供更好的通信质量。

切换过程的实现，需要大量的信令在终端和网络间交互，信令负荷的大小会直接影响系统的通信质量，尤其是在分层小区系统中，如图2所示，小区分层带来了终端在各层之间的分配与切换问题。目前分层小区系统中的终端在分类时仅考虑了其速度的大小和系统的层数，即根据终端速度的大小和分层小区系统的层数将终端分为不同的类型(以三层分层小区系统为例，可分为快速移动终端、中速移动终端和慢速移动终端)。通过定时测量移动终端的实际速度大小，系统判决其是否与所在小区层匹配的切换管理算法来控制切换。

显而易见，如果采用传统的终端分类方法和切换管理方法，对于那些在整个通话过程中速度大小无明显变化，或者速度大小有明显变化且其变化趋势单一的移动终端有较好的管理和协调作用。但是实际系统中还存在着一类特殊的移动终端，这类移动终端在通话过程中的移动速度不断地在改变，且改变幅值较大，每次改变后也能维持一定时间(超过系统规定的延迟时间门限)，即所谓变速移动终端，这类终端在系统中的数量并不是很多，但是在采用传统的切换管理方法时会频繁触发层间切换造成系统资源的极大浪费，以至影响整个系统的通信质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对系统中存在的“变速终端”用户，提出一个切实可行的解决方案，以解决由于监测到此类用户终端速度频繁变化从而系统发出频繁的层间切换命令，造成系统资源的浪费，影响通信质量。

解决上述技术问题所采用的技术方案是，根据移动终端的运动状态将通话中的移动终端分为快速移动终端、慢速移动终端和变速移动终端三种类型，根据移动终端的上述类型选择相应的服务小区，其特征在于，分层小区系统包括不少于两层的小区，变速移动终端固定分配在最高层的服务小区中。

并具体包括如下步骤：

a、网络对系统中正在通信的终端的移动速度进行测量；

b、在预先确定的时间周期内，判断终端当前的速度状态是否与所在小区层匹配，如果终端当前的速度状态与所在小区层匹配，则不发起由速度引起的层间切换，如果终端当前的速度状态与所在小区层不匹配，则进入步骤c；

c、启动速度改变计数器，判断计数器的累积计数是否达到变速门限次数，如果累积计数达到变速门限次数，则判定该终端为变速终端，进入步骤d，如果累积计数未达到门限次数，则进入步骤e；

d、判断终端所在小区层是否为最高小区层，如果是，固定由该小区层为该终端用户服务，如果不是，则将该移动终端切换到系统当前最高层服务小区中；

e、分析终端类型与所在小区层差异，如果与终端类型匹配的小区层低于终端当前所在小区层，则进入步骤f，如果与终端类型匹配的小区层高于终端当前所在小区层，则进入步骤g；

f、判断系统中是否有更低层小区覆盖当前移动终端，如果有，则进入步骤h；如果没有，则进入步骤j；

g、判断是否有更高层的小区覆盖当前通信的移动终端，如果有，则进入步骤i；如果没有，则进入步骤j；

h、将所述终端切换到目标更低层小区中；

i、将所述终端切换到更高层小区中；

j、将移动终端保留在当前通信小区中。

采用本发明，可以减少系统由于移动终端速度变化引起的频繁切换次数，在原有终端分类法则的基础上，结合终端速度的变化状态，在分层小区系统的不同层之间合理的分配终端，从而提高系统的通信质量和系统的稳定性。

附图说明：

图1是移动终端在通信过程中的切换示意图

图2是分层小区结构示意图

图3是本发明分层小区系统的切换管理方法流程图

具体实施方式：

下面结合附图来介绍本发明的具体实施方式：

由图2可以看出HCS分层小区系统由通信卫星所覆盖的地域和宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝等四层构成。其中通信卫星所覆盖的地域设为最高层服务小区，主要用于为快速移动终端(例如高速行驶的汽车、轮船用户)和变速移动终端服务，宏蜂窝为第二层服务小区，主要为较快速移动终端(例如常速或慢速行驶的机动交通工具)服务，微蜂窝主要为较慢速移动终端(例如非机动交通工具)服务，微微蜂窝主要为慢速移动终端(步行用户等)服务。

如图1所示，通话终端沿着虚线从A点运动到C点，在小区BS1覆盖的范围内的位置A处，由于基站Ba能够为用户提供良好的通信质量，移动终端仅由基站Ba提供服务即可，当终端移动到切换区域附近，如位置B时，由于终端接收基站Ba的通信质量下降，小区BS2反而能提供较好的通信质量，这时需要将终端从小区BS1切换到小区BS2，由基站Bb为移动终端提供服务。系统中用于越区切换的信道分为控制信道和业务信道，其中控制信道用来传递切换过程中相关的信令信息，业务信道用于传递用户的话务信息。硬切换机制采用“控制信道和业务信道均先断后连”的方式，即切换时移动终端同一时刻仅能与一个小区相连；软切换机制采用“控制信道和业务信道均先连后断”的方式，即切换时移动终端在一段时间内与原小区和目标小区均保持有控制信道和业务信道的联系；接力切换机制采用“控制信道先连后断，业务信道先断后连”的方式，即切换时终端在保持其控制信道和业务信道与原小区先连的同时，尝试先与目标小区连接控制信道交换切换信息，如果确认目标小区能够接受该移动终端，则切断与原小区的控制信道连接和业务信道连接，再与目标小区新建业务信道连接。

在分层小区系统中，传统的分层原则是将较高速的移动终端分配到较高的(即小区半径较大的)小区层内，而将较低速的移动终端分配到较低的(即小区半径较小的)小区层内。我们可以根据系统总层数预先设定分层用的门限参数，然后根据测量得到的终端速度大小将其分配到相应的小区层中。以一个三层的分层小区系统为例，假设层1、层2和层3分别为系统中的微小区层、中等小区层和宏小区层，我们可以设定速度门限参数V₁、V₂，其中0＜V₁＜V₂。如果终端速度v满足0≤v≤V₁，则网络将该终端分配到层1；如果终端速度v满足V₁＜v≤V₂，则网络将该终端分配到层2；如果终端速度v满足v＞V₂，则网络将该终端分配到层3。如果终端原来速度为0≤v≤V₁，但是经过一段时间后其速度状态变化为V_q＜v≤V₂或者v＞V₂，则网络将该终端由层1切换至层2或层3；同理，层2和层3中的移动终端也可以由其速度状态的变化而被切换至其它层小区中。

加入变速终端的新终端类别后，具体的分层措施应为：以一个三层的分层小区系统为例，假设层1、层2和层3分别为系统中的微小区层、中等小区层和宏小区层，我们可以设定速度门限参数V₁、V₂和变速门限参数N₀，其中0＜V_q＜V₂，N₀＞0。如果终端速度v满足0≤v≤V₁，则网络将该终端分配到层1；如果终端速度v满足V₁＜v≤V₂，则网络将该终端分配到层2；如果终端速度v满足v＞V₂，则网络将该终端分配到层3。如果终端原来速度为0≤v≤V₁，但是经过一段时间后其速度状态变化为V₁＜v≤V₂或者v＞V₂，则网络将该终端由层1切换至层2或层3，同时变速记数器次数加1；同理，层2和层3中的移动终端也可以由其速度状态的变化而被切换至其它层小区中，每触发一次层间切换变速记数器次数加1。当计数器的累积计数n满足n≥N₀时，终端将被网络判定为变速终端，在该次通话中网络将指定系统中最高的(小区半径最大的)小区层为其服务。

在分层小区系统中网络首先对通信终端的速度进行测量和估计，判断终端的移动性状态(主要是终端移动速度的大小和速度变化的频率)，判断的方法有很多种，可以根据终端的移动速度，也可以根据终端切换的历史，然后根据终端目前所处的状态，判定是否需要进行切换等管理性操作。在系统数据库中建立一个列表和匹配关系对应表，在列表中存入终端速度大小、速度变化频率和所在小区等级等移动性参数的历史记录，匹配关系对应表中存入根据移动终端的移动速度及状态应对应的服务小区的层数。

网络定期检查移动终端所处的移动状态，与匹配关系对应表中的对应关系进行比较，如果该终端状态与所在小区层不匹配，则网络启用变速记数器，首先将检查该终端在本次通话过程中速度状态变化的累积次数是否超过规定门限(计数器的累积计数n与变速门限次数N1的关系是否满足n≥N1)，如果超过则确定该终端为变速终端类，网络端监测该终端处于哪一级服务小区中，如果该终端已经在网络的最高层小区中，则本次通话中该终端固定由最高层小区基站提供服务，将不能再被切换至其它任何小区层中；如果该终端不在网络的最高小区层中，则网络将该终端先切换至最高小区层中，再保持本次通话中该终端不再被切换至至其它任何小区层中；

如果终端在本次通话过程中速度状态变化的累积次数没有超过规定门限，则判断该终端状态为快速终端或慢速终端，网络将根据该终端当前的速度状态将其切换至与其速度状态相匹配的小区。

如图3所示，为本发明分层小区系统的切换管理方法流程图，

a、对进行通信的终端的速度进行测量；

b、在预先确定的时间周期内，判断终端当前的速度状态是否与所在小区层匹配，如果终端当前速度与所在小区层匹配，则不发起由速度引起的层间切换，如果终端当前速度与所在小区层不匹配，则进入步骤c；

c、起动速度改变的计数器，判断计数器的累积计数是否达到变速门限次数，如果累积计数达到变速门限次数，则判定该终端为变速终端，进入步骤d；如果累积计数未达到变速门限次数，则进入步骤e；

d、判断终端所在小区层是否为最高小区层，如果是，则固定由该小区层为该终端用户服务；如果不是，将该移动终端切换到系统最高服务小区层中；

e、分析终端类型与所在小区层差异，如果与终端类型匹配的小区层低于所在小区层，则进入步骤f；如果与终端类型匹配的小区层高于所在小区层，则进入步骤g；

f、判断当前通信的小区中是否覆盖有适合所述终端通信的更低层小区，如果有，则进入步骤h；如果没有，则进入步骤j；

g、判断是否有更高层的小区覆盖当前通信的小区，如果有，则进入步骤i；如果没有，则进入步骤j；

h、将所述终端切换到目标更低层小区中；

i、将所述终端切换到目标更高层小区中；

j、将移动终端保留在当前通信小区中。

所述步骤h还包括以下步骤：

h1、当切换失败时，延迟一定时长再重复执行步骤h；

h2、如果达到最大切换次数时切换仍然不成功，则进入步骤j，

所述步骤d或i还包括以下步骤：

i1、当切换失败时，判断其是否达到预先设定的时延(时延的大小可以根据系统容量和服务质量等性能因素来确定，也可以由历史经验得出)，达到一定延迟时长再重复执行步骤d或i；

i2、如果达到最大切换次数时切换仍然不成功，则进入步骤j。

经过一定次数(N2或N3)的切换后，如果仍不能将它切换到适合的目标小区中，此时，网络可以选择直接中断终端与当前小区的通信来降低信令负载，也可以选择继续保持终端与当前小区的通信来降低掉话率。

采用本发明的系统终端分类法则和切换管理方法，将变速终端始终固定在最高层的服务小区中，能减少因终端速度不断变化，致使系统发出频繁的层间切换命令，达到进一步节约系统资源的目的。

以上所述，仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范畴并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可以轻易想到的变换和替换，都应包含在本发明的保护范畴内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1、一种分层小区系统中移动终端的分类和切换管理方法，根据移动终端的运动速度将通话中的移动终端分为快速移动终端、慢速移动终端和变速移动终端三种类型，分层小区系统包括不少于两层的服务小区，其特征在于，根据移动终端的上述类型选择相应的服务小区，变速移动终端固定分配在最高层的服务小区中。

2、根据权利要求1所述的分类和切换管理方法，其特征在于，所述方法进一步包括如下步骤：

a、网络对系统中正在通信的终端的移动速度进行测量；

b、在预先确定的时间周期内，判断终端当前的速度状态是否与所在小区层匹配，如果终端当前的速度状态与所在小区层匹配，则不发起由速度引起的层间切换，如果终端当前的速度状态与所在小区层不匹配，则进入步骤c；

c、启动速度改变次数计数器，判断计数器的累积计数是否达到变速门限次数，如果达到变速门限次数，则判定该终端为变速终端，进入步骤d，如果累积计数未达到门限次数，则进入步骤e；

d、判断终端所在小区层是否为最高小区层，如果是，则固定由该小区层为该终端用户服务，如果不是，则将该移动终端切换到系统当前最高层服务小区中；

e、分析终端类型与所在小区层差异，如果与终端类型匹配的小区层低于终端当前所在小区层，则进入步骤f，如果与终端类型匹配的小区层高于终端当前所在小区层，则进入步骤g；

f、判断当前通信的小区中是否覆盖有适合所述终端通信的更低层小区，如果有，则进入步骤h；如果没有，则进入步骤j；

g、判断是否有更高层的小区覆盖当前通信的小区，如果有，则进入步骤i；如果没有，则进入步骤j；

h、将所述终端切换到目标更低层小区中；

i、将所述终端切换到目标更高层小区中；

j、将移动终端保留在当前通信小区中。

3、根据权利要求2所述的分类和切换管理方法，其特征在于，所述步骤d还包括：当移动终端切换到系统当前最高层服务小区的切换失败后，延迟一定时长再重复执行该切换，如果达到最大切换次数时切换仍然不成功，则将该移动终端保留在当前通信小区中；所述步骤h还包括：当终端切换到目标更低层小区中的切换失败后，延迟一定时长再重复执行该切换，如果达到最大切换次数时切换仍然不成功，则将该移动终端保留在当前通信小区中；所述步骤i还包括：当终端切换到目标更高层小区中的切换失败后，延迟一定时长再重复执行该切换，如果达到最大切换次数时切换仍然不成功，则将该移动终端保留在当前通信小区中。

4、根据权利要求3所述的分类和切换管理方法，其特征在于，所述变速门限次数、时间周期、延迟时长、最大切换次数根据系统性能要求预先确定。

5、根据权利要求4所述的分类和切换管理方法，其特征在于，所述系统性能是指：系统容量、呼叫阻塞概率、平均切换次数。

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