專利名稱：一種高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速鐵路無(wú)線通信領(lǐng)域，特別涉及未來(lái)的LTE-R通信系統(tǒng)中的切換技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)的鐵路專用無(wú)線通信系統(tǒng)是基于GSM技術(shù)的GSM-R通信系統(tǒng)，還沒(méi)有采用3G技術(shù)是因?yàn)?G目前還不是一個(gè)成熟的商用通信系統(tǒng)，且其技術(shù)規(guī)范中還沒(méi)有考慮鐵路方面的應(yīng)用，因此達(dá)不到鐵路要求的安全標(biāo)準(zhǔn)。而且在語(yǔ)音業(yè)務(wù)上3G技術(shù)與2G技術(shù)并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，因此目前，國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)表示，未來(lái)GSM-R將直接過(guò)渡到“準(zhǔn)4G”的LTE-R (Long Term Evolution for Railway)。與 GSM-R 相比，LTE-R 具有支持更高的列車運(yùn)行速度，更高的安全性、更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更豐富的多媒體服務(wù)。 LTE-R是基于長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE)的一種高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)，LTE-R的接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是E-UTRAN，eNodeB (evolved-NodeB)是接入網(wǎng)中唯一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，除了有與信號(hào)收發(fā)有關(guān)的功能外，同時(shí)還有無(wú)線資源控制，無(wú)線移動(dòng)管理和無(wú)線接口 L2協(xié)議。LTE-R的核心網(wǎng)絡(luò)是演進(jìn)型分組核心(EPC)，EPC是一個(gè)全I(xiàn)P的移動(dòng)核心網(wǎng)。由于LTE-R的很多關(guān)鍵技術(shù)都是參考LTE/SAE，所以在下文中我們將LTE-R與LTE看作一致。高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中無(wú)線信號(hào)的切換尤其重要，切換的目的是讓用戶在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能夠享受無(wú)縫語(yǔ)音和多媒體接入服務(wù)。3GPP已對(duì)LTE的切換方案有了詳細(xì)的說(shuō)明，切換中的整個(gè)測(cè)量和處理過(guò)程如圖I所示，其過(guò)程包括三部分物理層測(cè)量、濾波和切換觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。首先UE每隔一段時(shí)間測(cè)量服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的RSRP和RSRQ值；然后對(duì)測(cè)量值進(jìn)行濾波，UE每次進(jìn)行的測(cè)量都是瞬時(shí)值，很容易受到外界環(huán)境(比如小尺度衰落)的影響，因此UE的測(cè)量值要進(jìn)行LI和L3濾波；最后進(jìn)行判斷和切換，LTE協(xié)議中定義了切換測(cè)量報(bào)告觸發(fā)機(jī)制，如果測(cè)量結(jié)果滿足某切換測(cè)量報(bào)告觸發(fā)判決式時(shí)，則觸發(fā)該事件。比如，RSRPterget_cell-RSRPSource_cell > h為某事件的觸發(fā)判決式，當(dāng)測(cè)量參數(shù)滿足該式達(dá)到一個(gè)觸發(fā)時(shí)間TTT時(shí)，則觸發(fā)該事件。其中h是切換滯后容限，RSRPsource cell是源基站的接收信號(hào)電平，RSRPtwget eell是目標(biāo)基站的接收信號(hào)電平。h和TTT的引入是為了減少不必要的切換，此處不必要的切換主要是指乒乓切換。在LTE中，eNodeB之間不存在宏分集，因此，LTE不支持軟切換，LTE中的切換方式為硬切換，即移動(dòng)臺(tái)先中止與當(dāng)前服務(wù)基站的通信后再與目標(biāo)基站進(jìn)行通信。為了實(shí)現(xiàn)切換的最優(yōu)化，現(xiàn)在不同的硬切換算法的研究已經(jīng)開展。絕大多數(shù)的研究考慮到是測(cè)量間隔、測(cè)量平均，遲滯和切換門限水平中的個(gè)別或者結(jié)合的方式，然而這種固定系統(tǒng)參數(shù)的切換算法不能很好地適應(yīng)外界環(huán)境的變化，有可能在信道環(huán)境發(fā)生改變時(shí)引起頻繁切換或切換失敗等通信故障。例如，當(dāng)無(wú)線信道傳輸環(huán)境較差時(shí)，即環(huán)境中的噪聲和干擾較大，可能因?yàn)榍袚Q判決條件設(shè)置過(guò)高導(dǎo)致終端無(wú)法及時(shí)切換，引起通信失敗事故；而當(dāng)無(wú)線信道傳輸環(huán)境較好時(shí)，則又可能因?yàn)榍袚Q判決條件設(shè)置過(guò)低引起不必要的切換，導(dǎo)致切換次數(shù)增加。另外，雖然移動(dòng)性預(yù)測(cè)和跨曾最優(yōu)化的切換方法可以很好地提高切換性能，但由于性價(jià)比的原因并沒(méi)有被LTE系統(tǒng)所接納。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，以適應(yīng)鐵路環(huán)境下無(wú)線信道質(zhì)量復(fù)雜多變的特性，解決固定參數(shù)的切換算法不能適應(yīng)外界無(wú)線信號(hào)傳輸環(huán)境(主要是環(huán)境中的噪聲和干擾)變化而導(dǎo)致的頻繁切換或通信失敗事故的問(wèn)題，通過(guò)低代價(jià)易于實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)切換方法在切換次數(shù)和通信服務(wù)質(zhì)量之間尋找到更好的折衷?！N高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，所述高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)包括終端，基站，所述切換方法包括步驟步驟I、測(cè)量當(dāng)前服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的接收信號(hào)強(qiáng)度RSRP和信道質(zhì)量RSRQ值；步驟2、計(jì)算相鄰小區(qū)RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRP的差值A(chǔ) RSRP,找出差值中的最大值；步驟3、根據(jù)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRQ值以及A RSRP最大值，確定對(duì)應(yīng)的切換遲滯門限值，進(jìn)行切換觸發(fā)判決，若滿足切換觸發(fā)條件，則進(jìn)入下一步驟，否則轉(zhuǎn)入步驟I ;步驟4、為終端確定目標(biāo)基站，并將終端的上下文信息隨切換請(qǐng)求一起發(fā)送到目標(biāo)基站，執(zhí)行切換操作。本發(fā)明的一種方式，所述確定對(duì)應(yīng)的切換遲滯門限值，進(jìn)行切換觸發(fā)判決在終端中進(jìn)行，則所述步驟3與步驟4之間還包括步驟若滿足切換觸發(fā)條件，終端向基站上報(bào)測(cè)量報(bào)告，所述測(cè)量報(bào)告包括與所述A RSRP最大值對(duì)應(yīng)的相鄰小區(qū)基站編號(hào)CID。
本方式中，終端不需要頻繁的將計(jì)算得到的當(dāng)前服務(wù)小區(qū)與鄰小區(qū)的RSRP最大差值以及當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRQ值上報(bào)給基站，降低了對(duì)信令的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明的另一種方式，所述確定對(duì)應(yīng)的切換遲滯門限值，進(jìn)行切換觸發(fā)判決在基站中進(jìn)行，則所述步驟2與步驟3之間包括步驟終端將當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRQ值以及計(jì)算所得的A RSRP值中的最大值上報(bào)給基站。本方式中h值與RSRQ值的關(guān)系是預(yù)置在基站中的，可以根據(jù)每個(gè)基站所處小區(qū)的不同環(huán)境和實(shí)際情況對(duì)每個(gè)基站進(jìn)行不同的配置，這樣h值與RSRQ值的關(guān)系就不再是一成不變的，可以根據(jù)每個(gè)基站所處環(huán)境的不用和基站本身的硬件設(shè)施更加靈活地配置h值與RSRQ值的關(guān)系，提高了對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)能力。進(jìn)一步地，所述切換觸發(fā)條件為相鄰小區(qū)RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRP的差值A(chǔ) RSRP中的最大值大于切換遲滯門限值。進(jìn)一步地，在觸發(fā)時(shí)間內(nèi)，相鄰小區(qū)RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRP的差值A(chǔ) RSRP中的最大值均大于切換遲滯門限值。這樣做可以防止因?yàn)榄h(huán)境的突變和擾動(dòng)引起的不必要切換，有效抑制乒乓切換效應(yīng)。所述切換遲滯門限值按照下述公式計(jì)算
/RSRQ(i) -p h(i) = max {a mm |--h lfi I ,b}
\ cJ,其中h(i)為i時(shí)刻切換遲滯門限值，RSRQ⑴指i時(shí)刻來(lái)自當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRQ值，a和b為h值的上限和下限，P為h達(dá)到上限a時(shí)RSRQ的值，當(dāng)RSRQ小于P值時(shí)h開始減小，c和n為調(diào)整h值隨RSRQ減小而減小的速度和軌跡參數(shù)。所述切換遲滯門限值還可以按照下述公式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，所述高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)包括終端，基站，其特征在于，所述切換方法包括步驟 步驟I、測(cè)量當(dāng)前服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的接收信號(hào)強(qiáng)度RSRP和信道質(zhì)量RSRQ值； 步驟2、計(jì)算相鄰小區(qū)RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRP的差值A(chǔ) RSRP，找出差值中的最大值； 步驟3、根據(jù)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRQ值以及A RSRP最大值，確定對(duì)應(yīng)的切換遲滯門限值，進(jìn)行切換觸發(fā)判決，若滿足切換觸發(fā)條件，則進(jìn)入下一步驟，否則轉(zhuǎn)入步驟I ; 步驟4、為終端確定目標(biāo)基站，并將終端的上下文信息隨切換請(qǐng)求一起發(fā)送到目標(biāo)基站，執(zhí)行切換操作。
2.如權(quán)利要求I所述的高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述確定對(duì)應(yīng)的切換遲滯門限值，進(jìn)行切換觸發(fā)判決在終端中進(jìn)行，則所述步驟3與步驟4之間還包括步驟 若滿足切換觸發(fā)條件，終端向基站上報(bào)測(cè)量報(bào)告，所述測(cè)量報(bào)告包括與所述A RSRP最大值對(duì)應(yīng)的相鄰小區(qū)基站編號(hào)CID。
3.如權(quán)利要求I所述的高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述確定對(duì)應(yīng)的切換遲滯門限值，進(jìn)行切換觸發(fā)判決在基站中進(jìn)行，則所述步驟2與步驟3之間包括步驟 終端將當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRQ值以及計(jì)算所得的A RSRP值中的最大值上報(bào)給基站。
4.如權(quán)利要求I所述的高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換觸發(fā)條件為相鄰小區(qū)RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRP的差值A(chǔ) RSRP中的最大值大于切換遲滯門限值。
5.如權(quán)利要求4所述的高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換觸發(fā)條件還包括在觸發(fā)時(shí)間內(nèi)，相鄰小區(qū)RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRP的差值A(chǔ) RSRP中的最大值均大于切換遲滯門限值。
6.如權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換遲滯門限值按照下述公式計(jì)算
7.如權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換遲滯門限值按照下述公式計(jì)算
8.如權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換遲滯門限值通過(guò)查表法獲得，事先制作RSRQ落入不同區(qū)間時(shí)對(duì)應(yīng)的h值的表格存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換方法，包括如下步驟測(cè)量當(dāng)前服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的接收信號(hào)強(qiáng)度RSRP和信道質(zhì)量RSRQ值；計(jì)算相鄰小區(qū)RSRP值與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRP的差值ΔRSRP，找出差值中的最大值；根據(jù)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的RSRQ值以及ΔRSRP最大值，確定對(duì)應(yīng)的切換遲滯門限值，進(jìn)行切換觸發(fā)判決，若滿足切換觸發(fā)條件，則為終端確定目標(biāo)基站，并將終端的上下文信息隨切換請(qǐng)求一起發(fā)送到目標(biāo)基站，執(zhí)行切換操作。本發(fā)明方法可以在較差的無(wú)線信號(hào)傳輸環(huán)境下提前切換以獲得較好的服務(wù)質(zhì)量，又可以在較好的無(wú)線信號(hào)傳輸環(huán)境下抑制不必要的切換，減少切換次數(shù)，提高了對(duì)信道質(zhì)量的適應(yīng)能力，在切換次數(shù)和通信服務(wù)質(zhì)量之間尋找到更好的折衷。
文檔編號(hào)H04W36/24GK102724719SQ201210211739
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者孫斌, 胡陽(yáng), 金心宇, 黃進(jìn) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)