CN1852568A - 一种小区间切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小区间切换方法，该方法包含以下步骤：a.网络侧给移动台设置位置阈值，并将所设置的位置阈值通知给移动台；b.移动台实时监控并确定自身的位置是否到达步骤a中所述的位置阈值，在到达步骤a中所述的位置阈值时，移动台向网络侧上报；c.网络侧收到步骤b中移动台的上报后，将移动台在相邻小区之间进行切换。利用本发明的方法，使移动台根据其准确位置在相邻小区之间进行切换。

Description

一种小区间切换方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的切换技术，特别设计一种小区间切换方法。

背景技术

移动通信网中当移动台(MS，Mobile Station)移动时，通常为了让MS处于最佳的覆盖区域，以便获得较佳的通话质量、更高的带宽，以及为了减少MS的掉话率等，网络侧会让MS在相邻小区之间进行切换，即：将MS由原来所属的小区切换到其邻小区。MS原来所属的小区与其邻小区互为邻小区，也称为相邻小区，互为邻小区的两个小区可以为位于同层的小区，也可以为位于不同层的小区。不同层小区存在于多层网覆盖的移动通信网中，所谓多层网覆盖是指一层小区的覆盖区域叠加在另一层小区的覆盖区域上，多层网覆盖的区域根据其中小区覆盖范围的大小，可以分为几个不同层的小区，覆盖范围最大的是最高层的小区，覆盖范围最小的是最低层的小区，相对高层的小区往往覆盖多个相对低层的小区。比如在一个多层的全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile communications)网中，从最高层到最低层可以存在伞状(Umbrella)小区、宏(Macro)小区、微(Micro)小区、微微(Pico)小区，最高层的伞状小区可以覆盖多个宏小区、宏小区可以覆盖多个微小区、微小区可以覆盖多个最低层微微小区。处于同一层的小区叫同层小区，比如微小区和微小区就是同层小区，宏小区和宏小区也是同层小区；高层小区和低层小区叫不同层小区，比如宏小区和微小区就是不同层小区。低层小区叠加在高层小区的覆盖区域上作为高层小区的补充，用以提高网络容量，比如：微小区在宏小区中主要用于覆盖宏小区中的两种地区，一种是高话务量的热点地区，如繁华的商业区，另一种是宏小区的覆盖盲点，如地下商场等；微微小区在微小区中主要用于覆盖用户密集的室内区域，如大会堂等，以进一步提高网络容量。在比较成熟的城市，根据需要通常会有三层或更多层的小区，而在其他地方或刚开始覆盖移动通信网的地方，通常只有一层或两层的小区。

现有技术中，不管切换是在同层小区之间进行还是在不同层小区之间进行，如果MS在两个相邻小区间进行切换时不能出现掉话，则两个相邻小区之间不仅要有重叠覆盖区域，且重叠覆盖区域必须满足网络侧对MS进行切换判断并完成切换过程中的覆盖需求，即网络侧完成对MS的切换判断以及切换的过程均需在重叠覆盖区域内进行。比如：在铁路GSM系统(GSMR)中，如果移动控制台即用于控制列车业务的MS出现掉话，会使相关业务出现中断，进而影响列车的行车安全，因此在GSMR中，为了避免高速移动的移动控制台出现掉话，不仅沿着铁路延线需要线性覆盖的同层小区，且线性覆盖的同层小区中，各个小区之间重叠覆盖区在铁路延线上的长度要大于网络侧对移动控制台完成切换判断并完成切换过程所需要的时间内列车所移动的距离。

网络侧进行切换判断，即判断该不该对MS进行切换，主要是根据网络侧判断的MS的位置，即MS是否处在小区边缘，至于MS位于小区的什么位置时，需要对MS进行切换，位于什么位置时不需要对MS进行切换，网络侧是事先知道的，当网络侧判断MS到达了该被切换的位置时，就会对MS发起切换流程，将MS切换到目标邻小区中。一般情况下，在进行切换判断的过程中，网络侧主要会根据时间提前量(TA，Time Advance)或MS上报的测量报告判断MS的位置，即判断MS是否处在小区边缘，然后作出是否对MS进行切换的切换判决。在现有技术中，网络侧完成对MS的切换判断通常需要秒(s)级的时间，完成切换过程通常需要毫秒(ms)级的时间。

现有技术的缺点是：

1)利用TA可以估计MS和小区中心点之间的距离，但不能知道MS的精确位置，MS上报的测量报告里包含MS的信号质量、信号电平等信息，但由于无线信道的复杂性，网络侧根据MS上报的测量报告也不能准确判断MS的位置，即不能准确判断MS是否处在小区边缘。现有技术中，由于根据MS的模糊位置进行切换判决，因此有些时候MS还没有到达小区边缘，网络侧就发起切换，或者MS已经出了小区的覆盖范围，网络侧还没有发起切换，导致MS信号质量差、出现掉话等问题。

2)对于快速移动的MS，从触发切换判决到下发切换命令过程的时间内，MS的位置变化会较大，由此造成MS无法正确接收切换命令，而出现掉话。

3)在GSMR网络中，由于列车的移动速度相对来说非常快，为了避免出现掉话，小区重叠覆盖的区域需要很大，网络覆盖成本相应也较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种小区间切换方法，使MS可以根据其准确的位置在相邻小区之间进行切换。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种小区间切换方法，该方法包含以下步骤：

a、网络侧给移动台设置位置阈值，并将所设置的位置阈值通知给移动台；

b、移动台实时监控并确定自身的位置是否到达步骤a中所述的位置阈值，在到达步骤a中所述的位置阈值时，移动台向网络侧上报；

c、网络侧收到步骤b中移动台的上报后，将移动台在相邻小区之间进行切换。

在步骤a之前，或者在步骤a和b之间，该方法进一步包括：移动台启动定位流程，并对自身的位置进行监测。

在步骤a之前，或者在步骤a和b之间，该方法进一步包括：移动台启动定位流程，并对自身的位置和移动方向进行监测。

在步骤a之前，或者在步骤a和b之间，该方法进一步包括：移动台启动定位流程，并对自身的位置、移动方向和移动速率进行监测。

步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通知网络侧自身的位置到达阈值，或移动台向网络侧发送切换请求，请求对自身进行切换。

步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通知网络侧自身的移动方向，或自身的移动方向和位置。

步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通知网络侧自身的移动方向、移动速率，或自身的移动方向、移动速率和位置。

其特征在于，步骤a中所述网络侧通知移动台为：网络侧通过任务登记REGISTER消息将所设置的位置阈值通知给移动台；

且步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通过REGISTER消息向网络侧上报。

步骤c中所述在相邻小区之间进行切换为：在同层小区之间进行切换。

步骤c中所述在相邻小区之间进行切换为：在不同层小区之间进行切换。

在不同层小区之间进行切换为：从高层小区切换到低层小区，或从低层小区切换到高层小区，其中，移动台是由高层小区切换到低层小区还是由低层小区切换到高层小区，取决于移动台的移动速率。

本发明提供了基于MS的准确位置进行切换的方法，对于小区中的某个MS，当其到达指定位置的时候，进行上报，网络侧根据获知的MS的准确位置，进行切换判决。本发明有以下的有益效果：

1)基于MS的位置进行切换的方法是，给MS设置位置阈值，当MS到达指定位置时触发上报，使MSC能够准确知道MS是否处在小区边缘，并以此作为是否对MS发起切换的判决依据，由此可以提高切换灵敏度和成功率，并可以降低掉话率，提高无线信号的质量。

2)基于MS的准确位置进行切换的方法，解决了现有技术中根据MS的模糊位置进行切换判决，而需要足够大的小区重叠覆盖区域的问题，可以减小小区重叠覆盖区域，降低网络覆盖成本。

3)对于高速移动的MS，由于省掉了现有技术中MSC对MS完成切换判断时需要的秒级时间，并只需完成切换所需的毫秒级时间，可以大幅减小小区重叠覆盖的区域，大幅降低网络覆盖的成本。

4)基于MS的位置触发切换判决的基础上，结合MS的移动方向进行切换的方法，可以准确判断切换时机以及同层的目标小区。

5)在GSMR中，MS位于高速移动的列车中，而列车通常以一定范围内的速度移动，当MS到达两个相邻小区的重叠覆盖区，系统触发切换，即基于位置进行切换，使得MSC能够准确知道MS是否处在小区重叠覆盖区的基础上触发切换；结合MS的运动方向，能够使MSC准确判断切换时机、准确判断切换的目标小区，由此减轻系统工作量，且重叠覆盖区只要能覆盖完成切换的时间内列车移动的范围即可，可以做的很小，通过降低重叠覆盖区范围，降低系统重叠覆盖成本，进而减少整个系统的布网成本，并且提高系统的整体性能。

6)基于MS的位置进行切换判决的基础上，结合MS的移动速度即移动方向和移动速率，可以给小区设置多种位置阈值，即可以给小区指定离小区边缘多种距离的多种范围，比如，对移动速度较低的MS，当MS离小区边缘相对近的时候触发切换判决，而对向小区外快速移动的MS，可以在MS离小区边缘相对远的时候就触发切换判决，保证MS出小区的时候完成切换命令的下发，这样的好处是使MS准确接收切换命令，避免出现掉话。

7)基于MS的位置进行切换判决的基础上，结合获知的MS的移动速度即移动方向和移动速率进行切换的方法，能够使MSC准确判断切换时机、准确判断切换的同层或不同层的目标小区，其中，当MS的移动速率相对高时可以将其切换到比原来所属小区高一层的目标邻小区，减少切换次数、减少系统的控制负担、降低掉话率、提高服务质量；当MS的移动速率相对低时，可以将其切换到同层的目标邻小区；而当MS的移动速率非常低或静止时，可以将其切换到比原来所属小区低一层的目标邻小区，由此使MS获得更高的带宽、提高通话质量。

8)本发明在现有切换判决机制的基础上，增加了基于MS的位置、基于MS的位置和移动方向、基于MS的位置和移动方向以及移动速率进行切换的方法，提供了多种切换判决的选择，提高了切换判决的灵活性。

附图说明

图1为本发明实施例1的GSMR网络中基于位置的切换过程示意图；

图2为本发明实施例1的GSMR网络中设置的位置阈值示意图；

图3为本发明实施例2的GSM网络中基于位置和移动方向的切换过程示意图；

图4为本发明实施例2的GSMR网络中设置的位置阈值示意图1；

图5为本发明实施例2的GSMR网络中设置的位置阈值示意图2；

图6为本发明实施例2的GSMR网络中设置的位置阈值示意图3；

图7为本发明实施例3的GSM网络中基于位置和移动速度的切换过程示意图；

图8为本发明实施例3的GSM网络中设置的位置阈值示意图。

具体实施方式

随着定位技术的发展，实时获得MS的位置和移动速度已经可以实现，其中移动速度包含移动方向和移动速率。现有技术中，MS可以通过自己启动、由网络侧启动、自己和网络侧共同启动等方法启动定位流程，并可以随时监控自身位置和移动速度，以及随时获得自身经纬度、移动方向和移动速率等信息。基于此，本发明提出了基于MS位置的切换方法，即为每个小区确定触发切换判决的位置阈值，当MS到达确定的位置阈值时，MS触发上报即触发位置事件，网络侧根据此位置事件进行切换判决和切换操作。

以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1：GSM网络中基于位置的切换。

本实施例适用于线性覆盖的网络中，比如GSMR网络中。

请参见图1，图1为GSMR网络中基于位置的切换过程示意图。如图1所示，在GSMR网络中基于位置进行切换的实现过程如下：

步骤101：移动交换中心(MSC，Mobile Switch Center)通过任务登记(REGISTER)消息向MS发送消息，消息中携带位置阈值，通知MS在到达指定位置阈值时上报，这个位置阈值是MSC事先设置的，位置阈值包含一个位置点或两个位置点，一个位置点用一个经纬度表示。实际应用时，如果一个小区只有一个邻小区，则可以给该小区中的MS设置只包含一个位置点的位置阈值，如果一个小区有两个邻小区，则可以给该小区中的MS设置包含两个位置点的位置阈值。

至于REGISTER消息，在现有技术中REGISTER是消息承载，承载上层业务，REGISTER消息的用途是：MSC需要MS执行某种任务时，给MS发送REGISTER消息，通知MS在指定的性能达到某个阈值时上报，MS收到REGISTER消息后根据消息中的内容对自身指定性能进行监测，当性能达到消息中所指的阈值时，MS触发上报，即MS给MSC发送REGISTER消息，消息中包含可以让MSC知道MS的性能已达到指定阈值的信息。步骤101中MSC向MS发送的REGISTER消息是在现有技术的REGISTER消息里增加了位置阈值。REGISTER消息属于信令消息，信令消息是通信系统中为了进行某种控制所交换的信息，信令消息的格式遵守一定的协议和规范。

步骤102：MS启动定位流程，监控自身的位置。

步骤103：当MS的位置到达阈值时，MS通过REGISTER消息向MSC上报，当在步骤101中MSC发送给MS的位置阈值是一个位置点时，此处的上报可以是MS向MSC表明自身位置已到达阈值，也可以是MS直接向MSC发送切换请求，请求MSC对自身进行切换；当在步骤101中MSC发送给MS的位置阈值是两个位置点时，此处的上报可以是MS向MSC表明自身位置已到达阈值，也可以是MS直接向MSC发送切换请求，请求MSC对自身进行切换，且MS向MSC上报的信息中均包含自身的位置信息。

步骤104：MSC收到MS的上报后发起切换流程，将MS切换到同层的邻小区中，此处，当MS原来所属的小区有两个同层的邻小区时，MSC根据从MS收到的上报信息中MS的位置信息选择其中的一个邻小区为目标小区，将MS切换到目标小区中。

图1所示的方法中，MSC给MS设定的位置阈值的取值只要满足在MS完成切换的时间内MS的信号没有中断即可，因此，不仅是MSC给MS设置的位置阈值位于两个相邻小区的重叠覆盖区域里，且MS完成切换之后的位置也需要在两个相邻小区的重叠覆盖区域里，就是说，从MS到达位置阈值开始，到MSC完成对MS的切换所需要的时间内MS需要一直在两个相邻小区的重叠覆盖区域内移动。对于GSMR网络来说，MSC完成对MS的切换所需要的时间内MS移动的距离即距离d1大概就是：MS的移动速度即列车的移动速度s1与完成切换所需要的时间t1相乘的结果值，此时，需要满足以下条件：两个相邻小区的重叠覆盖区域在铁路沿线上的长度要不小于距离d1，且位置阈值在两个相邻小区的重叠覆盖区域里，且从位置阈值开始MS移动距离d1之后依然位于两个相邻小区的重叠覆盖区域里。MSC可以基于上述条件给MS设置位置阈值。实际应用中，列车在某一段区域的移动速度通常是在一定范围内的，比如，高速列车的80m/h左右、慢速列车的20m/h左右等等。

在GSMR网络中使用图1所示的方法时，MSC可以给高速移动中的MS设置如图2所示的位置阈值。图2为本发明实施例1的GSMR网络中设置的位置阈值示意图。图2中，沿着MS的移动轨迹21覆盖着同层的小区a、小区b、小区c，实际应用中，MS或者是从小区a移动至小区c，或者是从小区c移动至小区a，且MS在高速移动，比如：移动速度超过15m/s等。当MS处于其中的一个小区中时，MSC会将这个小区的两个位置点作为位置阈值发送给MS，这两个位置点均位于MS的移动轨迹21上，且均在MS当前所属小区与其某个邻小区的重叠覆盖区域内。比如对处于小区a中的MS，MSC会将小区a的两个位置点，即位置点Pa1和位置点Pa2作为位置阈值发送给MS，其中位置点Pa1在小区a和小区b的重叠覆盖区域内，而位置点Pa2在小区a和其除了小区b之外另一个邻小区的重叠覆盖区域内，同理，对处于小区b中的MS，MSC会将小区b的两个位置点，即位置点Pb1和位置点Pb2作为位置阈值发送给MS，其中，位置点Pb1在小区b和小区c的重叠覆盖区域内，位置点Pb2在小区b和小区a的重叠覆盖区域内，对处于小区c中的MS，MSC会将小区c的两个位置点，即位置点Pc1和位置点Pc2作为位置阈值发送给MS，其中位置点Pc2在小区c和小区b的重叠覆盖区域内，位置点Pc1在小区c和其除了小区b之外另一个邻小区的重叠覆盖区域内。图2中表示出，小区a的位置点Pa1和小区b的位置点Pb2均位于小区a和小区b的重叠覆盖区域内，且小区b的位置点Pb2相较于位置点Pa1更靠近小区a侧，小区a的位置点Pa1相较于位置点Pb2更靠近小区b侧。图2中位置点P0和位置点P1是MS在移动过程中经过的任意位置点示例。

在图2中，当MS从属于小区b的位置点P1移动到位置点Pb1时，即MSC通知给它的两个位置阈值中的一个时，根据图1中的步骤103，MS将会触发上报，MS向MSC上报的信息中包含有关位置点Pb1的信息，即MS通知MSC自身位置已到达位置点Pb1。根据步骤104，MSC收到MS的上报后发起切换流程，将MS切换到邻小区中，此处，MS原来所属的小区b有两个邻小区，即小区a和小区c，MSC根据MS到达的位置选择其中的一个邻小区，即根据MS到达的位置点Pb1，选择其中的小区c，将MS切换到小区c中。如果在图2中，MS从属于小区b的位置点P1移动之后到达的是位置点Pb2时，MSC就会将MS切换到小区a中。

如果考虑图2中MS从位置点P0向位置点P1移动，且当MS处于位置点P0时由小区b提供服务的情况，则当MS处于小区b中位置点P0时，根据步骤101，MS从MSC收到的是小区b的位置阈值，即包含位置点Pb1和位置点Pb2的位置阈值。当MS从小区b中的位置点P0移动到位置点Pb2时，根据步骤103，MS将会触发上报，通知MSC自身位置已到达位置点Pb2，根据步骤104，MSC收到MS的上报后，根据MS的位置点Pb2，将MS切换到小区a中。被切换到小区a中的MS重新根据步骤101，从MSC收到小区a的位置阈值，即包含位置点Pa1和位置点Pa2的位置阈值。当MS从小区a中的位置点Pb2移动到位置点Pa1时，根据步骤103，MS将会触发上报，通知MSC自身位置已到达位置点Pa1，根据步骤104，MSC收到MS的上报后，根据MS的位置点Pa1，将MS切换到小区b中。重新被切换到小区b中的MS再根据步骤101，从MSC收到两个位置阈值，即位置点Pb1和位置点Pb2。在MS从小区b中的位置点Pa1移动到位置点P1期间，由于MS未到达其位置阈值，即位置点Pb1或位置点Pb2，因此不会触发上报。

如果考虑图2中MS从位置点P1向位置点P0移动的情况，则当MS处于小区b中位置点P1时，根据步骤101，MS从MSC收到的是小区b的位置阈值，即包含位置点Pb1和位置点Pb2的位置阈值。当MS从小区b中的位置点P1移动到位置点Pb2时，根据步骤103，MS将会触发上报，通知MSC自身位置已到达位置点Pb2，根据步骤104，MSC收到MS的上报后，根据MS的位置点Pb2，将MS切换到小区a中。被切换到小区a中的MS根据步骤101，从MSC收到小区a的位置阈值，即包含位置点Pa1和位置点Pa2的位置阈值。当MS从小区a中的位置点Pb2移动到位置点P0时，由于MS未到达其位置阈值，即位置点Pa1或位置点Pa2，因此不会触发上报。需要说明的是当MS从位置点P1移动到位置点Pb2时，图2中会经过位置点Pa1，这个位置点Pa1是小区a的位置阈值，与小区b没有关系，因此MS在小区b中经过位置点Pa1时，不会触发上报。

在实际应用中，图1中步骤102所述的MS启动定位流程及监控自身的位置，可以在步骤101之后进行，也可以在步骤101之前进行。在步骤101之前进行的情况是：MSC将位置阈值通知给MS之前，MS已经启动了定位流程，并随时监控自身所处的位置，但不上报，只有在收到MSC发送的REGISTER消息后，MS才在自身位置到达消息中指定的位置阈值时向MSC上报。

在图1的步骤101中，MSC通过REGISTER消息向MS发送消息，并在步骤103中当MS的位置到达阈值时，MS通过REGISTER消息上报给MSC。除了使用REGISTER消息的方法，也可以由其他信令消息替代REGISTER消息，只要在步骤101中MSC通过包含位置阈值在内的信令消息，通知MS在位置到达一定阈值时上报，相应的，在步骤103中当MS的位置到达阈值时，MS通过对应的信令消息上报给MSC即可。

实施例2：GSM网络中基于位置和移动方向的切换。

当在一个小区周围有多个邻小区时，有时只凭借MS的位置很难判断切换的目标小区，此时如果结合MS的移动方向，切换的目标小区就比较容易判断，且在基于MS的位置进行切换判决时，结合MS的移动方向的方法，有时还可以避免频繁切换，比如当MS到达位置阈值，但根据其移动方向判断是往小区内移动时，就可以不对MS进行切换，而仍由MS原来所属的小区来提供服务。

实施例2适用于线性覆盖的网络中，或者非线性覆盖、且只有一层小区的网络中。

请参见图3，图3为GSM网络中基于位置和移动方向的切换过程示意图。如图3所示，在GSM网络中基于位置和移动方向进行切换的实现过程如下：

步骤301：MSC通过REGISTER消息向MS发送消息，消息中携带位置阈值，通知MS在位置到达一定阈值时上报、且要求上报信息中包含MS的移动方向，这个位置阈值是MSC事先设置的。位置阈值可以包含一个位置点或多个位置点，也可以用一个圆或多边形表示，如：用一个或多个经纬度表示一个或多个位置阈值点；或用一个经纬度和半径表示一个以此经纬度为圆心且半径为指定半径的圆，此时位置阈值是位于圆周上的所有的点等等。MSC给MS设置的位置阈值主要与MS当前所属小区的半径、相邻小区的半径、MS的使用特征等有关。比如：MS的使用特征为在线性覆盖的网络中移动，比如在GSMR网络中移动的MS，则MSC可以给MS设置只包含经纬度的位置阈值；如果MS为普通用户，本实施例中普通用户是指非线性覆盖网络中的MS，则可以给MS设置包含一个或多个位置点的位置阈值，也可以使用由一个圆或多边形表示的位置阈值，比如，MS当前所属小区的多个相邻小区的半径不同时，MSC可以给MS设置一个多边形的位置阈值，如果MS当前所属小区的中心点与多个相邻小区中心点之间的距离相同，且多个相邻小区的半径也相同时，MSC可以给MS设置一个圆形的位置阈值。具体的位置阈值与MS当前所属小区的半径与多个相邻小区的半径有关。比如MS当前所属小区的半径大，位置阈值可以远离MS当前所属小区的中心点，如果MS当前所属小区与多个相邻小区的半径都很大时，当两个相邻小区的重叠覆盖区域大，则MSC可以在大范围的重叠覆盖区域里给MS选择位置阈值，当两个相邻小区的重叠覆盖区域小，则MSC可以给MS选择的位置阈值的范围也小。

至于REGISTER消息，其定义和应用与实施例1中相同。

步骤302：MS启动定位流程，监控自身的位置

步骤303：当MS的位置到达阈值时，MS通过REGISTER消息向MSC上报，当在步骤301中MSC发送给MS的是包含一个位置点的位置阈值时，此处的上报可以是MS向MSC表明自身位置已到达阈值，也可以是MS直接向MSC发送切换请求，请求MSC对自身进行切换，且MS向MSC上报的信息中均包含自身的的移动方向；当在步骤301中MSC发送给MS的位置阈值包含多个位置点，或者位置阈值是用圆或多边形表示的情况时，此处的上报可以是MS向MSC表明自身位置已到达阈值，也可以是MS直接向MSC发送切换请求，请求MSC对自身进行切换，且MS向MSC上报的信息中均包含自身的移动方向和位置信息。

步骤304：MSC收到MS的上报后，根据MS的位置和移动方向判断是否对MS进行切换。比如，虽然MS到达位置阈值，但根据其移动方向判断，MS是往小区内移动时，MSC就可以判断不需要对MS进行切换，此时，MS继续由原所属小区提供服务，而如果MS是往小区外移动时，MSC就可以判断需要对MS进行切换，并发起切换流程，将MS切换到同层的邻小区中，此处，当MS原来所属的小区有多个同层的邻小区时，MSC根据MS的位置和移动方向选择其中的一个邻小区为目标小区，比如可以先根据MS的位置选择覆盖此位置的邻小区，若有多个覆盖此位置的邻小区，可再根据MS的移动方向选择一个MS的移动方向所指向的小区为目标小区，将MS切换到目标小区中。

在GSMR网络中使用图3所示的方法时，MSC可以给高速移动中的MS设置如图4、图5或图6所示的位置阈值。

图4、图5、图6分别为本发明实施例2的GSMR网络中MSC给高速移动中的MS设置的位置阈值示意图。图4、图5、图6中，沿着MS的移动轨迹41覆盖着同层的小区a、小区b，实际应用中，MS或者是从小区a移动至小区b，或者是从小区b移动至小区a，且MS在高速移动，比如：移动速度超过15m/s等。当MS处于其中的一个小区中时，MSC会将这个小区的两个位置点作为位置阈值发送给MS，这两个位置点均位于MS的移动轨迹上，且均在MS当前所属小区与其某个邻小区的重叠覆盖区域内，比如对处于小区a中的MS，MSC会将小区a的两个位置点，即位置点Pa1和位置点Pa2作为位置阈值发送给MS，其中位置点Pa1在小区a和小区b的重叠覆盖区域内，而位置点Pa2在小区a和其除了小区b之外另一个邻小区的重叠覆盖区域内，同理，对处于小区b中的MS，MSC会将小区b的两个位置点，即位置点Pb1和位置点Pb2作为位置阈值发送给MS，其中，位置点Pb2在小区b和小区a的重叠覆盖区域内，位置点Pb1在小区b和其除了小区a之外另一个邻小区的的重叠覆盖区域内。图4、图5、图6中，位置点P0和位置点P1是MS在移动过程中经过的任意位置点示例。

图4、图5、图6中位置阈值的区别，可以用小区a的位置阈值中位置点Pa1和小区b的位置阈值中位置点Pb2进行说明。具体地说：图4中，位置点Pa1和位置点Pb2均位于小区a和小区b的重叠覆盖区域内，且位置点Pa1和位置点Pb2的经纬度相同，图4中重叠覆盖区域只要覆盖住在MS完成切换时间的两倍时间内列车所移动的范围即可；图5中，位置点Pa1和位置点Pb2均位于小区a和小区b的重叠覆盖区域内，且小区a的位置点Pa1相较于位置点Pb2更靠近小区a侧，小区b的位置点Pb2相较于位置点Pa1更靠近小区b侧，图5中重叠覆盖区域至少需要覆盖住在MS完成切换的时间内列车所移动的范围；图6中，小区a的位置点Pa1是小区b和MS的移动轨迹41的交接点中靠近小区a的位置点，位置点Pb2是小区a和MS的移动轨迹41的交接点中靠近小区b的位置点，图6中重叠覆盖区域只要覆盖住在MS完成切换的时间内列车所移动的范围即可。

图4、图5、图6中，MSC都是先根据MS上报的位置和移动方向判断是否需要对MS进行切换，如果不需要对MS进行切换，则继续由MS原来所属的小区提供服务，如果需要对MS进行切换，MSC将发起切换流程，将MS切换到同层的邻小区中。比如在图4中，MS从属于小区b的位置点P1移动到位置点Pb2时，即MSC通知给它的两个位置阈值中的一个时，根据图3中的步骤303，MS将会触发上报，MS向MSC上报的信息中包含MS的移动方向和有关位置点Pb2的信息。根据步骤304，MSC收到MS的上报后，根据位置点Pb2和MS的移动方向判断MS是在位置点Pb2上往小区外移动，需要对MS进行切换，并根据位置点Pb2和在位置点Pb2上MS所指向的小区即小区a，选择切换的目标小区为小区a，发起切换流程，将MS切换到同层的邻小区a中。

如果考虑图4中MS从位置点P0向位置点P1移动，且当MS处于位置点P0时由小区b提供服务的情况，则当MS处于小区b中位置点P0时，根据步骤301，MS从MSC收到的是小区b的位置阈值，即包含位置点Pb1和位置点Pb2的位置阈值。当MS从小区b中的位置点P0移动到位置点Pb2时，根据步骤303，MS将会触发上报，MS向MSC上报的信息中包含MS的移动方向和有关位置点Pb2的信息。根据步骤304，MSC收到MS的上报后，根据位置点Pb2和MS的移动方向判断MS是在位置点Pb2上往小区内移动，不需要对MS进行切换，并继续由小区b对MS提供服务。在MS从小区b中的位置点Pb2移动到位置点P1期间，由于MS未到达其位置阈值，即位置点Pb1或位置点Pb2，因此不会触发上报。图5、图6中进行切换的方法与图4类似，在此不再详述。

在实际应用中，图3中步骤302所述的MS启动定位流程及监控自身的位置，可以在步骤301之后进行，也可以在步骤301之前进行。在步骤301之前进行的情况是：MSC将位置阈值通知给MS之前，MS已经启动了定位流程，并随时监控自身的位置，但不上报，只有在收到MSC发送的REGISTER消息后，MS才在自身位置到达消息中指定的位置阈值时向MSC上报。

在图3的步骤301中，MSC通过REGISTER消息向MS发送消息，并在步骤303中当MS的位置到达阈值时，MS通过REGISTER消息上报给MSC。除了使用REGISTER消息的方法，也可以由其他信令消息替代REGISTER消息，只要在步骤301中MSC通过包含位置阈值在内的信令消息，通知MS在位置到达一定阈值时上报，相应的，在步骤303中当MS的位置到达阈值时，MS通过对应的信令消息上报给MSC即可。

图3所示的方法中，MSC给MS设定的位置阈值的取值只要满足在MS完成切换的时间内MS的信号没有中断即可，因此，不仅是MSC给MS设置的位置阈值位于两个相邻小区的重叠覆盖区域里，且MS完成切换之后的位置也需要在两个相邻小区的重叠覆盖区域里，就是说，从MS到达位置阈值开始，到MSC完成对MS的切换所需要的时间内MS需要一直在两个相邻小区的重叠覆盖区域内移动。比如对于GSMR网络来说，MSC完成对MS的切换所需要的时间内MS移动的距离即距离d2大概就是：MS的移动速度即列车的移动速度s2与完成切换所需要的时间t2相乘的结果值，此时，需要满足以下条件：两个相邻小区的重叠覆盖区域在铁路沿线上的长度要不小于距离d2，且位置阈值在两个相邻小区的重叠覆盖区域里，且从位置阈值开始MS移动距离d2之后依然位于两个相邻小区的重叠覆盖区域里。MSC可以基于上述条件给MS设置位置阈值。实际应用中，列车在某一段区域的移动速度通常是在一定范围内的，比如，高速列车的80m/h左右、慢速列车的20m/h左右等等。

实施例3：GSM网络中基于位置和移动速度的切换。

除了基于MS的位置或者基于MS的位置和移动方向进行切换的方法之外，还可以结合MS的移动速率进行切换判决，此时，MSC可以根据MS的移动速率判断切换的目标小区，比如在多层网覆盖的网络中，可以根据MS的移动速度判断，是将其切换到不同层的邻小区中，还是将其切换到同层的邻小区中，而且结合MS的移动速率进行判决时，可以根据MS的移动速率的快慢给MS设置离小区边缘远或近的位置阈值。

请参见图7，图7为GSM网络中基于位置和移动速度即移动方向和移动速率的切换过程示意图。如图7所示，在GSM网络中基于位置和移动速度进行切换的实现过程如下：

步骤701：MSC通过REGISTER消息向MS发送消息，消息中携带位置阈值，通知MS在位置到达一定阈值时上报、且要求上报信息中包含MS的移动速度即移动方向和移动速率，这个位置阈值是MSC事先设置的。位置阈值可以包含一个位置点或多个位置点，也可以用一个圆或多边形表示，如：用一个或多个经纬度表示一个或多个位置阈值点；或用一个经纬度和半径表示一个以此经纬度为圆心且半径为指定半径的圆，此时位置阈值是位于圆周上的所有的点等等。MSC给MS设置的位置阈值主要与MS当前所属小区的半径、相邻小区的半径、MS的使用特征等有关。比如：MS的使用特征为在线性覆盖的网络中移动，比如在GSMR网络中移动的MS，则MSC可以给MS设置只包含经纬度的位置阈值，且根据MS当前所属小区的半径与相邻小区的半径确定其阈值的位置点；如果MS为普通用户，本实施例中普通用户是指非线性覆盖网络中的MS，则可以给MS设置包含一个或多个位置点的位置阈值，也可以使用由一个圆或多边形表示的位置阈值，比如，MS当前所属小区的多个相邻小区的半径不同时，MSC可以给MS设置一个多边形的位置阈值，如果MS当前所属小区的中心点与多个相邻小区中心点之间的距离相同，且多个相邻小区的半径也相同时，MSC可以给MS设置一个圆形的位置阈值。具体的位置阈值与MS当前所属小区的半径与多个相邻小区的半径有关。比如MS当前所属小区的半径大，位置阈值可以远离MS当前所属小区的中心点，如果MS当前所属小区与多个相邻小区的半径都很大时，当两个相邻小区的重叠覆盖区域大，则MSC可以在大范围的重叠覆盖区域里给MS选择位置阈值，当两个相邻小区的重叠覆盖区域小，则MSC可以给MS选择的位置阈值的范围也小。位置阈值还可以与MS的移动速度有关，即MSC根据MS移动速率的高低，判断MS在完成切换所需的时间内移动距离的长短，给MS设置离小区边缘相对远或近的位置阈值。

至于REGISTER消息，其定义和应用与实施例1中相同。

步骤702：MS启动定位流程，监控自身的位置。

步骤703：当MS的位置到达阈值时，MS通过REGISTER消息向MSC上报，当在步骤701中MSC发送给MS的是包含一个位置点的位置阈值时，此处的上报可以是MS向MSC表明自身位置已到达阈值，也可以是MS直接向MSC发送切换请求，请求MSC对自身进行切换，MS向MSC上报的信息中均包含自身的移动方向和移动速率；当在步骤701中MSC发送给MS的位置阈值包含多个位置点，或者位置阈值是用圆或多边形表示的情况时，此处的上报可以是MS向MSC表明自身位置已到达阈值，也可以是MS直接向MSC发送切换请求，请求MSC对自身进行切换，且MS向MSC上报的信息中均包含自身的移动方向和移动速率以及位置信息。MS如何向MSC表示自身的移动方向和移动速率信息的方法属于现有技术。

步骤704：MSC收到MS的上报后，根据MS的位置和移动方向、移动速率判断是否对MS进行切换。比如，虽然MS到达位置阈值，但根据其移动方向判断，MS是往小区内移动时，MSC就可以判断不需要对MS进行切换，此时，MS继续由原所属小区提供服务，而如果MS是往小区外移动时，MSC再根据MS的移动速率判断该不该切换，比如，根据MS的移动速率判断在完成切换所需要的时间内MS移动之后的位置还未到达小区边缘时，就可以判断不需要对MS进行切换，如果根据MS的移动速率判断在完成切换所需要的时间内MS移动之后的位置就在小区边缘时，就可以判断需要对MS进行切换，具体地，在完成切换所需要的时间内MS移动的距离就是MS的移动速度与完成切换所需要的时间相乘的结果值。如果MSC判断的结果是需要对MS进行切换，则发起切换流程，将MS切换到同层或不同层的邻小区中，此处，当MS原来所属的小区有多个邻小区时，MSC根据MS的位置、移动方向和移动速率选择其中的一个邻小区为目标小区，比如可以先根据MS的位置选择覆盖此位置的邻小区，若有多个覆盖此位置的邻小区，可再根据MS的移动方向选择一个MS的移动方向所指向的小区为目标小区，将MS切换到目标小区中。

步骤704中，MSC将MS切换到同层或不同层的邻小区中，至于是切换到同层的邻小区中还是切换到不同层的邻小区中，MSC可以根据MS当前所属小区的半径、相邻小区的半径、MS的移动速率来定。如果MS的移动速率相对于其所属小区的半径来说快，此时可以将MS切换到高层的邻小区中，比如MS的移动速率为20m/s、其所属微小区半径为50m、其高层的相邻小区为宏小区而宏小区半径为3.5Km，此时可以将MS从原来所属的微小区切换到宏小区中，即切换到高层的邻小区中；如果MS的移动速率相对于其所属小区的半径来说慢，可以将其切换到同层的邻小区中，比如MS的移动速率为3m/s、其所属微小区半径为50m、其同层的相邻微小区半径为50m，此时可以将MS从原来所属的微小区切换到相邻微小区中，即切换到同层的邻小区中；如果MS的移动速率特别慢或静止，可以将其切换到低层的邻小区中，比如MS的移动速率低于0.1m/s、其所属微小区半径为50m、其低层的相邻小区为微微微小区而微微小区的半径为10m，此时可以将MS从原来所属的微小区切换到微微小区中，即切换到低层的邻小区中。

图7所示的方法中，MSC给MS设定的位置阈值的取值只要满足在MS完成切换的时间内MS的信号没有中断即可，因此，不仅是MSC给MS设置的位置阈值位于两个相邻小区的重叠覆盖区域里，且MS完成切换之后的位置也需要在两个相邻小区的重叠覆盖区域里，就是说，从MS到达位置阈值开始，到MSC完成对MS的切换所需要的时间内MS需要一直在两个相邻小区的重叠覆盖区域内移动。MSC完成对MS的切换所需要的时间内MS移动的距离即距离d3大概就是：MS的移动速度s3与完成切换所需要的时间t3相乘的结果值，此时，需要满足以下条件：位置阈值在两个相邻小区的重叠覆盖区域里，且从位置阈值开始MS移动距离d3之后依然位于两个相邻小区的重叠覆盖区域里。MSC可以基于上述条件给MS设置位置阈值。

具体使用图7所示的方法时，由于MSC可以根据MS的移动速度进行切换判决，因此，对于不知MS的移动速度的MSC，可以设置如图8所示的位置阈值，图8为本发明实施例3的GSM网络中设置的位置阈值示意图，如图8所示，MSC首先给MS设置一个离小区边缘相对远的位置阈值1，当MS到达位置阈值1时，MS触发上报，上报的信息中包含MS的移动速度，若MS离开小区的速率快到在位置阈值1上就需要对其进行切换，则MSC可以直接对其进行切换，若MS的移动速率慢，不需要在位置阈值1上就对其进行切换，则MSC先不对其进行切换，并结合MS的移动速度再给MS设置一个离小区边缘相对近的位置阈值2，当MS到达位置阈值2时，再对其进行切换。

在实际应用中，图7中步骤702所述的MS启动定位流程及监控自身的位置，可以在步骤701之后进行，也可以在步骤701之前进行。在步骤701之前进行的情况是：MSC将位置阈值通知给MS之前，MS已经启动了定位流程，并随时监控自身的位置，但不上报，只有在收到MSC发送的REGISTER消息后，MS才在自身位置到达消息中指定的位置阈值时向MSC上报。

在图7的步骤701中，MSC通过REGISTER消息向MS发送消息，并在步骤703中当MS的位置到达阈值时，MS通过REGISTER消息上报给MSC。除了使用REGISTER消息的方法，也可以由其他信令消息替代REGISTER消息，只要在步骤701中MSC通过包含位置阈值在内的信令消息，通知MS在位置到达一定阈值时上报，相应的，在步骤703中当MS的位置到达阈值时，MS通过对应的信令消息上报给MSC即可。

以上实施例1～实施例3所述为在GSM网络中基于位置或基于位置和移动方向或基于位值和移动速度进行切换的实现方法，本发明技术方案也可以推广到所有移动通信系统中使用，比如在码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、CDMA2000、小灵通、大灵通等等系统中，其实现方法都是网络侧先把一个阈值通知给MS，MS收到通知后当自身的性能到达指定阈值时通知网络侧，网络侧收到MS的通知后触发切换。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1、一种小区间切换方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

a、网络侧给移动台设置位置阈值，并将所设置的位置阈值通知给移动台；

b、移动台实时监控并确定自身的位置是否到达步骤a中所述的位置阈值，在到达步骤a中所述的位置阈值时，移动台向网络侧上报；

c、网络侧收到步骤b中移动台的上报后，将移动台在相邻小区之间进行切换。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a之前，或者在步骤a和b之间，该方法进一步包括：移动台启动定位流程，并对自身的位置进行监测。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a之前，或者在步骤a和b之间，该方法进一步包括：移动台启动定位流程，并对自身的位置和移动方向进行监测。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a之前，或者在步骤a和b之间，该方法进一步包括：移动台启动定位流程，并对自身的位置、移动方向和移动速率进行监测。

5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通知网络侧自身的位置到达阈值，或移动台向网络侧发送切换请求，请求对自身进行切换。

6、根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通知网络侧自身的移动方向，或自身的移动方向和位置。

7、根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通知网络侧自身的移动方向、移动速率，或自身的移动方向、移动速率和位置。

8、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，步骤a中所述网络侧通知移动台为：网络侧通过任务登记REGISTER消息将所设置的位置阈值通知给移动台；

且步骤b中所述移动台向网络侧上报为：移动台通过REGISTER消息向网络侧上报。

9、根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤c中所述在相邻小区之间进行切换为：在同层小区之间进行切换。

10、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤c中所述在相邻小区之间进行切换为：在不同层小区之间进行切换。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在不同层小区之间进行切换为：从高层小区切换到低层小区，或从低层小区切换到高层小区，其中，移动台是由高层小区切换到低层小区还是由低层小区切换到高层小区，取决于移动台的移动速率。

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