CN1324828C - Cdma通信系统中异系统间切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种CDMA通信系统中实现系统间切换的方法，其中，控制压缩模式的方法可以大大减少异系统测量中压缩模式的使用频率，减少压缩模式对系统性能的影响；在进行异系统测量时采用同时激活多条压缩模式样式的方法，大大减少了传输信令的使用，达到优化系统性能的目的。采用本发明的CDMA移动通信系统，在进行异系统测量时配置多条压缩模式样式不重叠，可以保证压缩模式配置的合理性和准确性，避免压缩模式样式重叠而引起的失败。本发明提出的系统间切换判决算法，减少了误判的可能性，防止信号的波动造成的乒乓切换。

Description

CDMA通信系统中异系统间切换的方法

                              技术领域

本专利涉及通信系统的系统间切换，尤其涉及CDMA蜂窝移动通信系统中异系统间切换的方法，以及进行系统间切换所需要的下行压缩模式的控制和使用方法。

                              背景技术

在传统的时分多址(TDMA)移动通信系统中，移动台一般每N个时隙占用一个时隙进行通信，而在其它时隙处于“空闲”状态，因此移动台可利用这些空闲时隙对目标频率进行测量，以便移动台向网络报告目标频率的信道状况。但是，区别于TDMA系统，码分多址(CDMA)蜂窝移动通信系统采用码字来区分不同用户，用户可以在时间上一直连续的接收某频率的信号，它们不具有象TDMA中那样的“空闲时隙”来测量不同频率。因此，对于只有一个接收机的移动台，如果基站在下行信道上连续不断的发送信号，移动台就要连续不断的接收下行信号，无法同时测量不同频率的信号。要实现对不同频率信号的测量，就必须使用下行压缩模式。

如图1所示，在压缩模式中，通过码打孔等技术在无线帧中形成一段时间的传输“空隙”，在这段空隙中，基站不向移动台传输任何数据，移动台可以将射频接收机转换到需要监视的目标频率，对目标频率进行测量。图3表示了压缩模式样式(Pattern)的参数。可以看出，传输空隙(gap)的大小和相对位置以及样式的长度决定了一条压缩模式样式。

压缩模式若使用频繁，必定会对系统的性能造成不良的影响：

1)码打孔等技术降低了数据的冗余度，按照信息论原理，为了弥补这种损失，打孔后的数据必须以功率P/t发射(如附图1所示，其中P为未压缩帧的发射功率，t为压缩率)，该功率的增加将影响系统的性能。

2)在压缩模式中，会造成发射功率跳变，引起的波动会降低系统的性能。

3)压缩模式不仅用于对目标频率的测量，还将用于移动台与目标频率建立同步。因此，压缩模式的“空隙”时间将较长。

鉴于以上几点不良影响，在CDMA系统中，减少压缩模式的使用频度，从而减少压缩模式对系统性能的影响将至关重要。

在CDMA系统中经常需要使用压缩模式的情况为移动终端的系统间切换，系统间切换指的是将处于通话状态的移动台从一个系统切换到另一个系统中，尽量保持移动台通信不中断，如本专利提到的从CDMA系统切换到GSM系统中。进行系统间切换前，网络会决定移动终端进行异系统测量，为系统间切换提供必要的信息。由于GSM系统的频率不相同，便需要启动压缩模式测量邻近GSM小区的频率信号。

GSM测量的正常过程为：首先，移动台发起对邻近GSM小区广播信道RSSI(ReceivedSignal Strength Indicator，接收信号强度指示)的测量；然后移动台选择其中8个RSSI最强的基站，捕获同步突发(SB，Synchronization Burst)，解码出基站识别码(BSIC，BaseStationIdentify Code)和GSM小区观察时间差信息；成功获得BSIC后还要不断的重新确认BSIC的值，以免BSIC发生变化，并更新GSM小区观察时间差信息。以上三个过程分别称为GSMRSSI(Received Signal Strength Indicator)测量、初始BSIC(Base Station Identify Code)确认测量、BSIC重确认测量。这三种测量分别使用三条不同的压缩模式样式。如果反复的进行压缩模式重配置，将严重增加传输信令的负担和控制的复杂度，增大对系统性能的影响。

现有相关技术所采用的方法为，移动台从CDMA系统切换到GSM系统前要使用压缩模式进行GSM测量，且GSM测量的三个过程分别使用三种不同的压缩模式样式，而没有采用控制及减少压缩模式使用频率的方法。本专利提出了一种系统间切换时控制压缩模式、减少压缩模式使用频率的方法，并在此基础上提出了系统间切换算法。

                              发明内容

为了减少CDMA通信系统在异系统切换时进行异系统测量中压缩模式的使用频率，减少在CDMA通信系统异系统切换中压缩模式对系统性能的影响，本发明提出了一种CDMA通信系统中实现系统间切换的方法，其中，控制压缩模式的方法可以大大减少异系统测量中压缩模式的使用频率，减少压缩模式对系统性能的影响；而系统间切换判决算法，则是为了减少误判的可能性，防止信号的波动造成的乒乓切换。

本发明的方法包括如下步骤：

步骤a、系统进行算法初始化，包括压缩模式初始化和系统间切换判决算法初始化；

步骤b、网络检测到移动台活动集质量变差，那么进入控制压缩模式启动算法；

步骤c、如果满足压缩模式的启动条件，即移动台活动集质量低于一个门限值，并且经过一段时延后移动台活动集的质量仍然低于这个门限值，则启动压缩模式并进入步骤d，如不满足，则进入步骤i；

步骤d、移动台进行异系统测量；

步骤e、在异系统测量的过程之中，当移动台活动集的质量变好，高于一个门限值，并且经过一段时延后移动台活动集的质量仍然高于这个门限值，那么关闭压缩模式，进入控制压缩模式关闭算法，并进入步骤f；否则进入步骤g；

步骤f、如果满足压缩模式关闭条件，则网络关闭压缩模式，停止移动台对异系统小区的测量，然后进入步骤i；如果不满足压缩模式关闭条件，则移动台继续进行异系统测量，即进入步骤d；

步骤g、网络接收到移动台上报的异系统测量结果，根据系统间切换判决算法进行判决，如果判决结果为进行系统间切换，进入步骤h，否则移动台继续进行异系统测量，即进入步骤d；

步骤h、执行系统间切换过程，将移动台切换到异系统中；

步骤i、结束。

在步骤a中所述的初始化，包含：压缩模式初始化，包括设定控制压缩模式启动的移动台活动集质量门限值和延迟时间，设定控制压缩模式关闭的移动台活动集质量门限值和延迟时间，设定异系统测量时的压缩模式样式序列；系统间切换判决算法初始化，包括设定系统间切换判决算法中移动台活动集质量门限值、异系统质量门限值和延迟时间。

在步骤g中所述的系统间切换判决算法为，当满足以下面三个条件时，网络便作出系统间切换的判决，决定将移动台切换到异系统中。条件一：移动台的活动集质量很差，低于某个门限值；条件二：异系统的信号质量比较好，高于某个门限值；条件三：经过一段时间的延迟后，仍然满足条件1和条件2；

在步骤c、步骤e以及步骤g系统切换算法的条件一中，如果活动集以公共导频信道上码片能量与噪声功率谱密度的比值CPICH Ec/No(The ratio of transmit energy per chip ofCommon Pilot Channel to the noise)作为质量测量量，那么活动集质量的门限值范围是-24dB到0dB；如果活动集以公共导频信道上接收到的信号码功率CPICH RSCP(Received SignalCode Power of Common Pilot Channel)作为质量测量量，那么活动集质量的门限值范围是-115dBm到0dBm。

在步骤g系统切换算法的条件二中的异系统信号质量的门限值的范围是-115dBm到0dBm。

在步骤c启动压缩模式过程中，同时配置多条压缩模式样式序列，而且在一个样式长度内配置多条压缩模式样式的传输空隙不重叠。

在进行GSM测量时，同时激活所述RSSI测量、初始BSIC确认测量、BSIC重确认测量的三条压缩模式样式。同时多条压缩模式样式序列按照RSSI测量、初始BSIC确认测量、BSIC重确认测量的顺序，其传输空隙先后分布在压缩模式样式长度TGPL帧内。

本发明的有益效果在于：

(1)采用本发明的CDMA移动通信系统，通过控制下行压缩模式的使用，可以大大减少其使用频率，减少压缩模式对系统性能的影响。

(2)采用本发明的CDMA移动通信系统，在进行异系统测量时采用同时激活多条压缩模式样式的方法，大大减少了传输信令的使用，达到优化系统性能的目的。

(3)采用本发明的CDMA移动通信系统，在进行异系统测量时配置多条压缩模式样式不重叠，可以保证压缩模式配置的合理性和准确性，避免压缩模式样式重叠而引起的失败。

(4)采用本发明中的切换判决算法，可以提高系统间切换成功的概率，并可以减少乒乓切换的概率。

                              附图说明

图1是压缩模式帧结构及发射功率示意图。

图2是本发明实施过程中移动终端和基站的位置示意图。

图3是压缩模式样式参数结构示意图。

图4是采用本发明方法的异系统间切换方法流程图。

                            具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步说明本发明。

图2为本发明实施过程中移动终端和基站的位置示意图。

现在结合图2来对本发明进行说明，假设小区1为CDMA小区，频率为f1，小区2为GSM小区，频率为f2。移动台最初位于小区1中。当移动台向小区2移动时，接收到小区1的导频信号的强度开始减弱，随着移动台继续向小区2移动，接收到小区1的导频信号的强度降到了某一个门限值并且经过一段时延后仍然低于这个门限值，网络便决定启动压缩模式让移动台测量GSM小区。压缩模式启动过程中同时激活了三种压缩模式样式分别用于GSM RSSI测量、初始BSIC确认测量和BSIC重确认测量，且网络已经配置好了这三条压缩模式样式不重叠。在测量的过程中，如果移动台接收到小区1的信号变好，其导频强度高于了某一个门限值并且经过一段时延后仍然高于于这个门限值，则将测量的结果上报给网络，网络便决定关闭压缩模式，移动台停止测量GSM小区。完成GSM测量后，移动台将测量的结果上报给网络，网络作出判决，如果接收到小区1的导频信号的强度很弱、降到了某个门限值以下，而测量到小区2的信号强度比较好、超过了某个门限值，经过一段时延后小区1的信号强度仍然低于某个门限值而小区2的信号强度仍然高于某个门限值，那么网络决定进行系统间切换，将移动台切换到GSM小区中。

如果压缩模式启动一段时间后，移动台活动集的质量变好了，活动集的质量高于某个门限并且经过一段时延后仍然高于这个门限值，那么控制压缩模式停止。同样这里经过一段时延的目的是为了观察信号质量是否稳定或是否呈上升趋势。如图2所示，移动台移动到B点时控制压缩模式启动了，然后B点向C点移动了一段距离，在移动过程中移动台接收到小区1的信号质量越来越差，但是还没有达到切换的条件，而后移动台返回到了B点并继续向A点和小区中心移动，移动台接收到小区1的信号质量越来越好，测量到小区2的信号质量越来越差，这样就没有必要将移动台准备切换到小区2中，因此可以控制压缩模式关闭，停止对GSM小区2的测量。显然，这种控制压缩模式启动和关闭的方法可以大大减少压缩模式的使用时间。

在现有技术的CDMA系统中，当移动台处于小区1时，很可能接收到小区1的信号强度比较好时，就启动了压缩模式测量GSM小区，这样显然延长了压缩模式的使用时间。或者移动台移动到小区边缘后又返回到了小区的中心，信号质量很好，那么一直使用压缩模式就不可避免的造成资源的浪费，并对系统性能造成不必要的干扰。采用本发明中的方法，可以控制压缩模式的启动和关闭，减少压缩模式的使用时间，减少压缩模式对系统性能的影响。

本发明的方法同时激活三种压缩模式样式序列，这就可能发生多个传输空隙在同一帧中重叠的情况。3GPP协议要求，同时有多个压缩模式样式序列激活时，必须满足下列条件：

(1)保证连续三帧中至少有一帧不被压缩。

(2)保证连续两个压缩帧中第一个传输空隙(gap)的结束时刻与第二个gap的起始时刻至少相差8个时隙。

参照图3，从3GPP协议中推荐的GSM测量压缩模式样式来看，压缩模式样式的长度(TGPL)有三种选择：8帧、12帧、或24帧。当TGPL等于8帧的时候，三种压缩模式样式序列重叠的可能性相当大，故选取TGPL为12或24帧。

在一个样式长度TGPL帧内，按以上要求配置GSM测量三条压缩模式样式的传输空隙，可以保证三条压缩模式样式的传输空隙在同一帧中不重叠。

三条压缩模式样式按照RSSI测量、初始BSIC确认测量、BSIC重确认测量的顺序先后分布在样式长度TGPL帧内，使经过RSSI测量的GSM小区很快进入BSIC确认测量和BSIC重确认测量。

本发明的具体流程如图4所示：

步骤a、进行算法初始化，包括压缩模式初始化和系统间切换判决算法初始化；所述的初始化，包含：压缩模式初始化，包括设定控制压缩模式启动的移动台活动集质量门限值和延迟时间，设定控制压缩模式关闭的移动台活动集质量门限值和延迟时间，设定异系统测量时的压缩模式样式序列；系统间切换判决算法初始化，包括设定系统间切换判决算法中移动台活动集质量门限值、异系统质量门限值和延迟时间；

步骤b、网络检测到移动台活动集质量变差，进入控制压缩模式启动算法；

步骤c、如果满足压缩模式的启动条件，即移动台活动集的质量变差，低于某个门限值，并且经过一段时延后移动台活动集的质量仍然低于这个门限值，则启动压缩模式；启动压缩模式过程中，同时配置多条压缩模式样式序列，而且在一个样式长度内配置多条压缩模式样式的传输空隙不重叠。

步骤d、移动台进行异系统测量；

步骤e、在异系统测量的过程之中，如果网络检测到移动台活动集质量变好，则进入控制压缩模式关闭算法，并进入步骤f；否则进入步骤g；控制压缩模式关闭算法为，当移动台活动集的质量变好，高于某个门限值，并且经过一段时延后移动台活动集的质量仍然高于这个门限值，那么关闭压缩模式；

步骤f、如果满足压缩模式关闭条件，则网络关闭压缩模式，停止移动台对异系统小区的测量，然后进入步骤i；如果不满足压缩模式关闭条件，则移动台继续进行异系统测量，即进入步骤d；

步骤g、网络接收到移动台上报的异系统测量结果，根据系统间切换判决算法，如果判决结果为进行系统间切换，进入步骤h，否则网络继续等待移动台上报测量结果，即进入步骤d；所述的系统间切换判决算法为，当满足以下面三个条件时，网络便作出系统间切换的判决，决定将移动台切换到异系统中。条件一：移动台的活动集质量很差，低于某个门限值；条件二：异系统的信号质量比较好，高于某个门限值；条件三：经过一段时间的延迟后，仍然满足条件1和条件2；

步骤h、执行系统间切换过程，将移动台切换到异系统中；

步骤i、结束。

Claims (9)

1、一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a、系统进行算法初始化，包括压缩模式初始化和系统间切换判决算法初始化；

b、网络检测到移动台活动集质量变差，那么进入控制压缩模式启动算法；

c、如果满足压缩模式的启动条件，即低于一个门限值，并且经过一段时延后移动台活动集的质量仍然低于这个门限值，则启动压缩模式并进入步骤d，如不满足，则进入步骤i；

d、移动台进行异系统测量；

e、在异系统测量的过程之中，当移动台活动集的质量变好，高于一个门限值，并且经过一段时延后移动台活动集的质量仍然高于这个门限值，那么关闭压缩模式，进入控制压缩模式关闭算法，并进入步骤f；否则进入步骤g；

f、如果满足压缩模式关闭条件，则网络关闭压缩模式，停止移动台对异系统小区的测量，然后进入步骤i；如果不满足压缩模式关闭条件，则移动台继续进行异系统测量，即进入步骤d；

g、网络接收到移动台上报的异系统测量结果，根据系统间切换判决算法进行判决，如果判决结果为进行系统间切换，进入步骤h，否则移动台继续进行异系统测量，即进入步骤d；

h、执行系统间切换过程，将移动台切换到异系统中；

i、结束。

2、如权利要求1所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，在步骤a中所述的压缩模式初始化，包括设定控制压缩模式启动的移动台活动集质量门限值和延迟时间，设定控制压缩模式关闭的移动台活动集质量门限值和延迟时间，设定异系统测量时的压缩模式样式序列；在步骤a中所述的系统间切换判决算法初始化，包括设定系统间切换判决算法中移动台活动集质量门限值、异系统质量门限值和延迟时间。

3、如权利要求1所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，在所述步骤c和步骤e中，如果活动集以公共导频信道上码片能量与噪声功率谱密度的比值CPICH Ec/No作为质量测量量，那么所述门限值的范围是-24dB到0dB；如果活动集以公共导频信道上接收到的信号码功率CPICH RSCP作为质量测量量，那么所述门限值的范围是-115dBm到0dBm。

4、如权利要求1所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，在步骤g中所述的系统间切换判决算法为，当同时满足以下三个条件时，

条件一：移动台的活动集质量低于预定门限值；

条件二：异系统的信号质量高于预定门限值；

条件三：经过一段时间的延迟后，仍然满足条件1和条件2；

网络便作出系统间切换的判决，决定将移动台切换到异系统中。

5、如权利要求4所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，所述条件一中的门限值为，如果活动集以公共导频信道上码片能量与噪声功率谱密度的比值CPICH Ec/No作为质量测量量，那么所述门限值的范围是-24dB到0dB，如果活动集以公共导频信道上接收到的信号码功率CPICH RSCP作为质量测量量，那么所述门限值的范围是-115dBm到0dBm。

6、如权利要求4所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，所述条件二中异系统信号质量的门限值范围是-115dBm到0dBm。

7、如权利要求1所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，在步骤c启动压缩模式过程中，同时配置多条压缩模式样式序列，而且在一个样式长度内配置多条压缩模式样式的传输空隙不重叠。

8、如权利要求7所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，在进行GSM测量时，同时激活接收信号强度指示RSSI测量、初始基站识别码BSIC确认测量、基站识别码BSIC重确认测量的三条压缩模式样式。

9、如权利要求8所述的一种CDMA通信系统中异系统间切换的方法，其特征在于，在进行GSM测量时，所述多条压缩模式样式序列按照接收信号强度指示RSSI测量、初始基站识别码BSIC确认测量、基站识别码BSIC重确认测量的顺序，其传输空隙先后分布在压缩模式样式长度TGPL帧内。

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