CN1863385A - 一种实现蜂窝通信系统切换的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域中一种实现蜂窝通信系统切换的方法及系统，引入移动速度估计装置，估计用户移动速度，上报给RNC，RNC根据所述估计的移动速度，设置切换参数，调整切换策略，发送切换指示给用户设备。本发明有效提高了蜂窝通信系统的切换操作的快速可靠性。

Description

一种实现蜂窝通信系统切换的方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种实现蜂窝通信系统切换的方法及系统。

背景技术

移动通信以其特有的灵活、便捷的优点符合了现代社会人们对通信技术的要求，成为20世纪80年代中期以来发展最为迅速的通信方式。但是用户在移动的过程中，需要不断地在不同的小区、不同的频率和不同的系统间进行切换，第三代移动通信系统都具有功能完善的切换系统。

切换是蜂窝无线通信系统的基本功能之一，主要包括硬切换，软切换和更软切换。在发生硬切换时，移动台先中断与原无线网络控制器的联系，再与新无线网络控制器取得联系。

为了提高切换时通信的可靠性，CDMA(码分多址接入)系统中引入了软切换和更软切换的概念。在发生软切换时，当移动台开始与一个新的无线网络控制器联系时，并不立即中断与原无线网络控制器之间的通信，而是同时保持与多个无线网络控制器的通信。更软切换发生在同一无线网络控制器的不同扇区之间，属于软切换的一种特殊情况。

软切换在两个无线网络控制器覆盖区的交界处起到了业务信道的分集作用，可以带来更稳定的话音质量，减少了由于切换造成的掉话，保证了通信的可靠性。一个典型的软切换系统框图如图1所示。

现有系统在切换时并没有考虑不同移动速度的UE对切换速度的要求，根据移动速度的不同，RRM(无线资源管理)中的切换策略可以做一定的优化。比如对于高速移动的用户，尽量降低切换时延，避免切换不及时而导致掉线、中断；而对于低速用户则可以多测量一段时间，使得切换更加可靠。

现以WCDMA的软切换为例说明现有的切换技术。

WCDMA软切换中采用了一系列的机制来保证切换的可靠性。当导频强度的差值大(小)于切换门限减去(加上)迟滞门限，并且稳定地保持一段时间(上报时间迟滞)后才上报，由RNC(无线网络控制器)来控制切换过程。下面来详细介绍这一过程。

在切换过程中，UE通过测量各个小区参考导频，比如UMTS(通用移动通信系统)中PCPICH_Ec_Io的大小来衡量各个小区功率的强弱，通过将测量的导频值与切换的门限值的比较来判断是否上报，RNC依据UE的测量报告和软切换判决准则决定是否进行切换。图2为WCDMA系统典型的软切换的算法流程，其中使用的参数含义如下：

AS_Th：软切换的门限；

AS_Th_Hyst：软切换的滞后门限；

AS_Rep_Hyst：替换滞后门限；

ΔT：上报时间；

AS_Max_Size：激活集的最大值；

Best_Ss：激活集中测量的导频最强的小区；

Worst_Old_Ss：激活集中测量的导频最弱的小区；

Best_Cand_Set：检测集中测量的导频最强的小区；

Meas_Sign：观测小区测量和滤波后的导频值。

图2描述的软切换事件1A、1B、1C的含义如下：

1A：如果在ΔT期间，Meas_Sign ＞＝(Best_Ss-As_Th+As_Th_Hyst)，且激活集未满，则将该观测小区加入UE的激活集；

1B：如果激活集已满，并且在ΔT期间，Best_Cand_Ss＞＝(Worst_Old_Ss+As_Rep_Hyst)，则将UE的激活集中最弱的小区用观测集中的最强小区替换；

1C：如果在ΔT期间，Meas_Sign＜＝(Best_Ss-As_Th-As-Th_Hyst)，则从UE的激活集中删除该观测小区；

以上是切换的算法原理，典型的切换包括如下过程：测量控制-＞测量报告-＞切换判决-＞切换执行-＞新的测量控制，具体步骤如下：

1)UE在本载频上连续监测激活集和监测集的导频强度(激活集和监测集由RNC告知UE)；

2)UE将测量结果和RNC提供的门限值做比较，如果满足测量报告的准则，UE将测量报告发送给RNC；

3)依据UE的测量报告和RNC的切换判决算法，RNC将新的激活集列表发给UE，命令UE从激活集中添加、删除、替换小区；

4)UE收到切换指示消息将此导频加入有效导频集并发送一个切换完成消息开始新的测量控制。

总体而言，影响切换过程的因素主要包括：UE测量滤波时间、切换门限、迟滞门限、上报时间迟滞。

由上述切换过程可以看出，现有技术在切换时UE对观测小区的导频强度进行测量、滤波，当结果满足测量报告的准则时，UE将测量报告发送给RNC进行切换判决；当UE的移动速度较高时，固定的切换机制，比如固定的门限迟滞和上报时间迟滞等，无法及时跟踪UE的变化，不能做到及时切换，因而可能产生切换掉线、中断。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种实现蜂窝通信系统切换的方法及系统，利用移动速度估计装置估计移动用户的移动速度，根据所述估计的移动速度调整切换策略，实现了切换过程的快速、可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种实现蜂窝通信系统切换的系统，包括基站、无线网络控制器RNC、用户设备及切换处理单元，所述切换处理单元用于根据RNC发送的切换指示进行切换处理操作，还包括：

移动速度估计装置，用于估计用户移动速度，上报给RNC，RNC根据所述估计的移动速度，设置切换参数，调整切换策略，发送切换指示给用户设备。

所述移动速度估计装置安装于基站端或用户设备端。

一种实现蜂窝通信系统切换的方法，包括：

A、估计用户移动速度，传送给RNC；

B、RNC根据所述估计的移动速度设置切换参数，调整切换策略；

C、RNC根据确定的切换策略发送切换指示给用户设备，进行切换操作。

所述步骤A中移动速度的估计由基站端或用户设备端完成。

所述步骤A包括：

基站或用户设备通过显式或隐式的方法将移动速度估计结果传送给RNC。

所述步骤A包括：

利用电平交叉率或多普勒频谱来估计移动用户的速度。

所述步骤B中RNC设置的切换参数包括以下一项或其任意组合：

导频测量结果的滤波时间、切换门限、门限迟滞，上报时间迟滞。

所述步骤B进一步包括：

预先设定不少于一个的移动速度分类，确定估计的用户移动速度所属的分类，根据所述移动速度分类，设置切换参数，调整切换策略。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过引入移动速度估计装置对移动用户的速度进行估计，RNC根据速度估计结果采用调整切换策略，有效提高了蜂窝通信系统的切换操作的快速可靠性。

附图说明

图1为现有技术切换系统示意图；

图2为现有技术软切换算法示意图；

图3为本发明切换系统示意图一；

图4为本发明切换系统示意图二；

图5为本发明所述方法操作流程图；

图6为电平交叉率示意图；

图7为多普勒频谱和移动速度的关系示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是提供一种实现蜂窝通信系统切换的方法及系统，利用移动速度估计装置估计移动用户的移动速度，根据所述估计的移动速度调整切换策略，实现了切换过程的快速、可靠性。

本发明提供一种实现蜂窝通信系统切换的系统，该系统包括移动速度估计装置、RNC(无线网络控制器)、NB(基站)、UE(用户设备)及切换处理单元；所述移动速度估计装置用于对移动用户的移动速度进行估计，可以安装于UE端，如图3所示，也可以安装于UE端，如图4所示；所述RNC用于根据各用户的移动速度设定切换门限，进行切换控制；所述切换处理单元用于根据RNC发送的切换指示进行切换处理操作；所述NB用于UE和RNC之间切换请求和指令等的交换；所述UE用于进行各小区导频能量的测量并上报。

利用本发明所述的系统本发明还提供一种实现蜂窝通信系统切换的方法，该方法操作流程如图5所示，参照图5可知，该方法包括如下步骤：

步骤10：移动速度估计装置估计移动速度，发送给无线网络控制器；

移动速度估计装置对移动速度的估计可通过如下两种方法实现：

1)根据电平交叉率来判断：移动速度的高低，决定了信号包络变化的快慢，也就是在一定时间内，包络电平经过某一值的次数的多少。图6给出了两个用户信号包络曲线在时间上的一个片断，其中实线和参考水平的交点有1个，虚线和参考水平的交点有6个，因此虚线的变化速度快，意味着移动速度高；

2)根据多普勒频谱来判断：通过估计多普勒频谱，同样可以得到移动速度的估计值。如图7所示的两个用户的多普勒频谱中，虚线所表示的多普勒频谱的最大频偏要比实线所表示的多普勒频谱的最大频偏要大，因此虚线所表示的用户的移动速度高；

移动速度的估计可以由NB或UE任一方来完成，本实施例以移动速度估计装置安装在UE端为例进行说明，如果移动速度由UE负责估计，那么需要将估计的结果通过显式或者隐式的方法通知给RNC，首先传送给NB，再由NB传送给RNC；

所述的显式是指设置专门的速度测量指示信令；

所述的隐式是指通过其它信息隐含了速度信息，比如有几种时间密度不同的导频图案，分别对应于不同的移动速度，在指示导频图案的时候也就同时指示了移动速度；

步骤11：RNC根据上述移动速度估计结果，设置切换参数，调整切换策略；

RNC接收到移动速度估计装置的移动速度估计结果后，根据所述移动速度估计结果设置切换参数，包括设置：导频测量结果的滤波时间、切换门限、门限迟滞、上报时间迟滞等；

对于高速移动用户，门限迟滞和上报时间迟滞需要调得小一些，如中低速的切换门限迟滞设置为3dB；而高速时可以降低到2dB；上报时间迟滞从100毫秒减小到80毫秒，这样就可以使高速运动用户的上报准则尽快得到满足，加快切换速度；对低速运动的用户则反之，做到尽量可靠的切换，避免切换时的来回波动。通过降低切换门限和导频测量结果的滤波时间，也能在一定程度上起到加快切换速度的作用；

由于切换策略的调整并不需要精确的速度估计值，为简化处理的复杂度，可以把速度估计值设置成高速、中速、低速三种范围，比如我们可以按下表的参数设置不同的速度范围：

速度值km/hour	速度类别
		＜30	低速
30～120	中速
		＞120	高速

以上的各个数值可以根据具体情况调整；

步骤12：RNC发送切换指示给UE，进行切换操作；

在RNC设定完切换参数后，将所确定的切换参数承载于切换指示中传送给UE，进行切换操作。

综上所述，本发明通过引入移动速度估计装置对移动用户的速度进行估计，RNC根据速度估计结果采用调整切换策略，有效提高了蜂窝通信系统的切换操作的快速可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1、一种实现蜂窝通信系统切换的系统，包括基站、无线网络控制器RNC、用户设备及切换处理单元，所述切换处理单元用于根据RNC发送的切换指示进行切换处理操作，其特征在于，还包括：

移动速度估计装置，用于估计用户移动速度，上报给RNC，RNC根据所述估计的移动速度，设置切换参数，调整切换策略，发送切换指示给用户设备。

2、如权利要求1所述的一种实现蜂窝通信系统切换的系统，其特征在于，所述移动速度估计装置安装于基站端或用户设备端。

3、一种实现蜂窝通信系统切换的方法，其特征在于，包括：

A、估计用户移动速度，传送给RNC；

B、RNC根据所述估计的移动速度设置切换参数，调整切换策略；

C、RNC根据确定的切换策略发送切换指示给用户设备，进行切换操作。

4、如权利要求3所述的一种实现蜂窝通信系统切换的方法，其特征在于，所述步骤A中移动速度的估计由基站端或用户设备端完成。

5、如权利要求3或4所述的一种实现蜂窝通信系统切换的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

基站或用户设备通过显式或隐式的方法将移动速度估计结果传送给RNC。

6、如权利要求3所述的一种实现蜂窝通信系统切换的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

利用电平交叉率或多普勒频谱来估计移动用户的速度。

7、如权利要求3所述的一种实现蜂窝通信系统切换的方法，其特征在于，所述步骤B中RNC设置的切换参数包括以下一项或其任意组合：

导频测量结果的滤波时间、切换门限、门限迟滞，上报时间迟滞。

8、如权利要求3所述的一种实现蜂窝通信系统切换的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

预先设定不少于一个的移动速度分类，确定估计的用户移动速度所属的分类，根据所述移动速度分类，设置切换参数，调整切换策略。

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