CN101562835A - 一种终端在分层异构分布式基站间的切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种终端在分层异构分布式基站间的切换方法，包括步骤：终端向网络上报宏小区信号的测量量和微小区信号的测量量；网络根据终端上报的测量量和提前设置的判决门限判断是否需要对终端进行分布式基站间的切换；如果需要对终端进行分布式基站间的切换，网络根据目标基站的可用频谱资源，确定终端切换后的双工方式；网络向终端下发切换控制命令，携带所述切换后的双工方式；终端根据网络下发的切换控制命令进行切换。采用本发明可使终端根据网络资源的使用情况和终端的状态，灵活的在分层异构分布式基站间切换。

Description

一种终端在分层异构分布式基站间的切换方法

技术领域

本发明涉及通信网络中的无线接入网技术，尤其涉及一种终端在分层异构分布式基站间切换的实现方法。

背景技术

以往的分层无线接入网的切换技术可以分为层内平行切换和层间垂直切换两个基本类别，由于分层无线接入网的层内平行切换可以用传统的切换方法实现，因此，现有分层接入网的切换技术主要是解决层间垂直切换问题。

中国专利申请第CN1503580号于2004.06.09公开了一种分层小区***中移动终端调度方法，首先对终端的速度进行测量；如果终端处于高速移动状态，判断是否有更高层的小区覆盖着当前小区，如果有，将终端切换到更高层目标小区；如果终端处于低速移动状态，判断是否有更低层的小区被当前小区所覆盖，如果有，将终端切换到更低层目标小区；如果终端处于中速移动状态，将终端保留在当前小区内。采用该发明，可以减少***中切换次数，从而提高***的通信质量和***的稳定性，同时也降低***成本。

中国专利申请第CN1859726号于2006.11.08公开了一种用户终端在分层小区中切换的实现方法，包括：获取用户终端移动速度并根据获取的移动速度确定用户终端适合的分层小区是微小区还是宏小区；如果用户终端当前所在分层小区与适合的分层小区同层，则不切换；否则，进一步获取目标小区的负载并根据获取的负载判断目标小区是否可接纳用户终端，如果可接纳，则控制用户终端向目标小区切换；否则，不切换。该发明可明显改善分层小区的负载平衡状况，进而可以提高用户终端的通信质量，并提高用户满意度。

近年来，为了降低微小区在支持移动终端时产生的移动管理的复杂度，出现了一种控制与业务相分离的分层架构。中国专利申请第CN1528098号于2004.09.08公开了一种分层蜂窝无线电通信***的解决方案，该***包括一个伞状宏小区和被该宏小区覆盖的多个微小区，每个宏小区和微小区包括一个控制主站。一个次站(终端)具有一条与此***通信的通信信道，它被划分成用于传输控制信息的控制子信道和用于传输用户数据的数据子信道。控制子信道将次站(终端)连接到服务宏小区的主站，而数据子信道将次站(终端)连接到服务微小区的主站。所述信道的控制部分主要由伞状宏小区来服务，从而降低频繁的移动性管理开销，而数据部分主要由能够支持高数据速率和大数据密度的微小区来服务。

此外，伴随多网协同的发展出现了频谱的积聚，比如，在由FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)远端无线电单元RRU(Remote RadioUnit)、TDD(Time Division Duplex，时分双工)远端无线电单元、FDD/TDD综合基带单元组成的分层异构分布式基站组成的分层无线接入网中，既有成对频谱，又有非成对频谱，不但可以实现业务信道与控制信道的分离，还可以进一步地实现更加灵活的控制与业务相分离的混合双工方式。在这样一种技术背景下，分层无线接入网中终端的切换方式将更加灵活多样。

以上所述的中国专利申请第CN1503580号和第CN1859726号都是讨论的层间垂直切换，没有考虑终端的控制信道与业务信道分别连接到宏小区和微小区的情况下如何实现终端在宏小区间的切换问题。

以上所述的中国专利申请第CN1528098号给出了一种将终端的控制信道与业务信道分别连接到宏小区和微小区的方法，但是，该技术没有给出在这样的链接关系下，如何实现终端在宏小区间的切换。特别是在由FDD远端无线电单元RRU_FDD、TDD远端无线电单元RRU_TDD、FDD/TDD综合基带单元组成的分层异构分布式基站组成的分层无线接入网中，既有成对频谱，又有非成对频谱，不但可以实现业务信道与控制信道的分离，还可以进一步地实现更加灵活的控制与业务相分离的混合双工方式，这导致未来的移动终端在分布式基站间的切换更加灵活，将导致新的切换技术的出现，也需要在实施切换时综合考虑更多的***需求，但是，目前缺少这方面的技术方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种终端在分层异构分布式基站间的切换方法，根据网络资源的使用情况和终端的状态，以灵活的切换方式实现对频谱的灵活高效使用。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种终端在分层异构分布式基站间的切换方法，所述分层异构分布式基站包含宏小区无线节点和微小区无线节点，其中宏小区的无线节点以FDD方式工作，微小区的无线节点以TDD方式工作，并且在一个宏小区内存在若干个微小区，其特征在于，包括以下步骤：

a、终端向网络上报宏小区信号的测量量和微小区信号的测量量；

b、网络根据终端上报的测量量和提前设置的判决门限判断是否需要对终端进行分布式基站间的切换；

c、如果需要对终端进行分布式基站间的切换，网络根据目标基站的可用频谱资源，确定终端切换后的双工方式；

d、网络向终端下发切换控制命令，携带所述切换后的双工方式；

e、终端根据网络下发的切换控制命令进行切换。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

步骤a中获取所述宏小区信号的测量量的方法是：终端根据网络下发的服务宏小区的邻小区列表对服务宏小区及其邻小区进行信号功率测量获得相关宏小区的信号功率；

步骤a中获取所述微小区信号的测量量的方法是：终端根据网络下发的服务微小区的邻小区列表对服务微小区及其邻小区进行信号功率测量获得相关微小区的信号功率。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

所述宏小区的信号功率是将覆盖宏小区的无线节点发射的参考符号接收功率RSRP作为终端对宏小区的测量量；

所述微小区的信号功率是将覆盖微小区的无线节点发射的参考符号接收功率RSRP作为终端对微小区的测量量。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

所述RSRP是终端在若干个无线子帧内测量到的参考符号功率的平均值。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

终端还对所述RSRP进行滤波处理后上报给网络。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

所述步骤b中具体包含：当终端切换前为FDD双工方式，使用FDD判决原则判定是否需要对终端进行分布式基站间的切换，所述FDD判决原则为FDD***小区间切换判决原则；

当终端切换前为TDD双工方式，使用TDD判决原则判定是否需要对终端进行分布式基站间的切换，所述TDD判决原则为TDD***小区间切换判决原则；或

当终端切换前双工状态是业务与控制相分离的混合双工状态SCS-HDD，采用SCS-HDD判决原则，即将控制信道的切换判决按照FDD判决原则进行，业务信道的切换判决按照TDD判决原则进行。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

所述SCS-HDD判决原则还根据实际应用，当终端的控制信道和业务信道都需要切换时进行分布式基站间的切换，或终端的控制信道和业务信道任何一个需要切换时就进行分布式基站间的切换。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

所述步骤c还包括步骤：

C1、网络通知终端获取目标基站的基站标识ID；

C2、服务基站利用目标基站的基站ID判断目标基站可用频谱资源信息，根据其可用频谱资源信息确定目标基站当前可以为终端提供的双工方式；

C3、网络从目标基站当前可以为终端提供的双工方式中选择一种作为终端切换后的双工方式。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

步骤c中所述获取的可用频谱资源为成对频谱，网络为终端指定FDD双工方式作为终端切换后的双工方式；或步骤c中所述获取的可用频谱资源为非成对频谱，网络为终端指定TDD双工方式作为终端切换后的双工方式。

进一步地，上述切换方法还可具有以下特点：

步骤e之后还包括：终端在切换到目标基站后按照切换控制命令中指明的切换后双工方式工作；

目标基站的资源或者终端的状态发生变化后，目标基站则根据具体情况来改变终端的双工方式。

本发明所述终端在分层异构分布式基站间的切换方法，可以根据网络资源的使用情况和终端的状态，以灵活的切换方式实现对频谱的灵活高效使用，从而提高切换成功率和业务的稳定性。

附图说明

图1为一种终端在2个分层异构分布式基站间切换的通信***。

图2为一种终端在分层异构分布式基站间切换的流程图。

图3为一种把终端的控制信道和业务信道分别切换到目标基站的FDD节点和TDD节点的切换过程示意图。

图4为一种把终端的控制信道和业务信道都切换到目标基站的FDD节点的切换过程示意图。

图5为一种把终端的控制信道和业务信道都切换到目标基站的TDD节点的切换过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明详细说明。

如图1所示为一终端在两个分层异构分布式基站(也可为更多分层异构分布式基站)间切换的通信***，其中每个分层异构分布式基站包含一个宏小区层和一个微小区层，宏小区层内的无线节点以FDD方式工作，微小区层内的无线节点以TDD方式工作。分层异构分布式基站A的宏小区层包含1个对宏小区102a进行覆盖的无线节点101a；及包含若干个对微小区104a进行覆盖的无线节点103a。所述分层异构分布式基站A还包括基带处理及控制单元105a，用于对宏小区102a的无线节点101a和微小区104a的无线节点103a进行基带处理和控制。基带处理及控制单元105a与无线节点101a以及与无线节点103a之间的通信按照现有技术中的公共开放无线接口技术或标准实现，比如，使用CPRI(Common Public Radio Interface)SpecificationV3.0(2006-10-20)标准接口实现。分层异构分布式基站B和A构造相同。在分层异构分布式基站A组成的分层异构无线接入网覆盖的区域内，还存在至少一个无线终端107，该无线终端具有与宏小区及微小区内的无线节点(101a、101b、103a、103b)进行通信的能力，包括：以3GPP LTE(Long TermEvolution，长期演进)FDD方式与宏小区无线节点101a或101b进行通信；以3GPP LTE TDD方式与微小区无线节点103a或103b进行通信；以业务与控制相分离的混合双工方式与无线节点101a和103a，或者与无线节点101b和103b进行通信。无线终端107使用业务与控制相分离的混合双工方式与无线节点101a和103a进行通信的过程中，微小区104a/104b以时分双工方式承载无线终端的上/下行业务数据，宏小区102a/102b用于承载传送所述上/下行业务数据所需要的控制数据。

下面以图1所示的通信***为例说明终端在分层异构分布式基站间的切换方法：

如图2为实现本发明所述分层异构分布式基站间的切换方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S200：终端向网络上报宏小区信号的测量量和微小区信号的测量量；

无线终端107根据网络下发的服务宏小区的邻小区列表对服务宏小区及其邻小区进行信号功率测量，获得相关小区的信号功率，比如获得图1中的无线节点101a和无线节点101b的信号功率Power_101a和Power_101b，并将测量结果Power_101a和Power_101b上报给网络。

为了获得服务宏小区及邻小区的信号功率，一种方法是终端把宏小区无线节点101a和宏小区无线节点101b发射的参考符号接收功率RSRP(Reference Symbol Received Power)作为测量量(Power_101a和Power_101b)。为了使得到的测量量比较准确，终端还可以对RSRP进行滤波处理后再上报给网络；

终端根据网络下发的服务微小区的邻小区列表对服务微小区及其相邻的微小区进行信号功率测量，获得相关小区的信号功率，比如获得图1中的无线节点103a和无线节点103b的信号功率Power_103a和Power_103b，并将测量结果Power_103a和Power_103b上报给网络；

为了获得服务微小区及其相邻的微小区的信号功率，一种方法是终端把微小区无线节点103a和微小区无线节点103b发射的参考符号接收功率RSRP作为测量量(Power_103a和Power_103b)。为了使得到的测量量比较准确，终端还可以对RSRP进行滤波处理后再上报给网络。

终端进行一次RSRP测量是对若干个无线子帧(一个无线子帧即1ms)内测量到的参考符号的接收功率取平均值而得到。

在另一实施例中，终端向网络上报的所述测量量还可以是：对第一实施例中所述RSRP进一步计算传播路径损耗，通过对比终端至不同小区基站的传播路径损耗来确定是否切换；或

通过对邻小区和本小区同步信道或广播信道的信号功率的测量来确定是否切换。

步骤S210：网络根据终端上报的测量量和提前设置的判决门限判断是否需要对终端进行分布式基站间的切换；

首先，分别为宏小区测量量和微小区测量量设定判决门限；

为宏小区测量量设定两个判决门限：宏小区可用信号功率门限Tr_mac；宏小区服务小区信号功率与其邻小区信号功率的差值ΔTr_mac；

为微小区测量量设定两个判决门限：微小区可用信号功率门限Tr_mic；微小区服务小区信号功率与其邻小区信号功率的差值ΔTr_mic。

然后根据终端当前的双工状态，分别采用如下判决原则判断是否需要对终端进行分布式基站间的切换：

如果终端的切换前双工状态是FDD，则采用FDD判决原则。该原则与传统的FDD***小区间切换的判决原则相同，比如，把宏小区服务小区信号功率的测量量与其邻小区信号功率的的测量量的差值与门限ΔTr_mac进行比较，如果所述差值大于ΔTr_mac，就触发切换，否则，终止此次切换处理过程；

如果终端的切换前双工状态是TDD，则采用TDD判决原则。该原则与传统的TDD***小区间切换的判决原则相同，比如，把微小区服务小区信号功率的测量量与该微小区所在宏小区内的与该服务微小区相邻的微小区信号功率的的测量量的差值与门限ΔTr_mic进行比较，如果所述差值大于ΔTr_mic，就触发切换，否则，终止此次切换处理过程；

如果终端的切换前双工状态是业务与控制相分离的混合双工SCS-HDD(Service-and-Control-Separation based Hybrid Division Duplex)，则采用SCS-HDD判决原则。SCS-HDD通过对Tr_mac、ΔTr_mac和Tr_mic、ΔTr_mic的综合分析来决定是否需要切换。SCS-HDD的切换判决在如下两个判决原则的基础上进行综合：控制信道的切换判决按照FDD判决原则进行；SCS-HDD的业务信道的切换判决按照TDD判决原则进行。在实际应该用中，根据小区负载情况等因素，SCS-HDD的切换判决可以灵活地选取只有终端的控制信道和业务信道都需要切换时才进行切换；或者当终端的控制信道和业务信道任何一个需要切换时就进行切换。

无论使用哪一种SCS-HDD切换判决原则，一旦满足切换原则，就触发切换，否则，终止此次切换处理过程。

步骤S220：网络确定目标基站当前可以为终端提供的双工方式；

所述目标基站是：服务基站将终端向网络上报的RSRP值最大的一相邻基站作为目标基站。

首先，网络通知终端获取目标基站的基站标识(ID，Identity)。

终端获取的目标基站的基站标志是通过网络下发的，其下发的方式可以有多种方式，例如：终端进行小区搜索的过程中，网络通过同步信道上特定的编码序列的组合来表示一个特定的小区或基站的ID并将其下发给终端；或者通过服务小区基站向终端下发其相邻小区的ID号，该ID号与其相邻小区的同步信道的码序列之间的一个映射关系，会有一组小区的码序列下发给终端，经过终端搜索后确定最终被选为目标小区的ID。

然后，终端的服务基站通过基站间的通信接口，利用目标基站ID从目标基站获取其可用频谱资源信息，服务基站获得的目标基站的可用频谱有如下几种可能：

目标基站的第一种资源状态：目标基站的成对频谱和非成对频谱均可用。这种情况下，目标基站可以为终端提供FDD、TDD、SCS-HDD这三种双工方式中的任何一种。终端使用哪种双工方式在步骤S230决定。

目标基站的第二种资源状态：目标基站只有成对频谱可用。这种情况下，目标基站只能为终端提供FDD双工方式。

目标基站的第三种资源状态：目标基站只有非成对频谱可用。这种情况下，目标基站可以为终端提供TDD双工方式。

若目标基站无可用的频谱资源，则终止终端的切换。

步骤S230：网络从目标基站当前可以为终端提供的双工方式中选出一种适当的切换后双工方式；

如果步骤S220获取的目标基站是第一种资源状态，则网络可以为终端指定FDD、TDD、SCS-HDD这三种双工方式中的任何一种作为其切换后的双工方式。最直接的方法是仍然为其指定终端切换前的双工方式作为该终端切换后的双工方式。进一步地，为了达到较好的资源利用效果，网络可以根据终端的业务种类和移动速度做进一步的选择，比如，对于高速移动且接收非对称业务的终端，为其指定SCS-HDD作为其切换后的双工方式；

如果步骤S220获取的目标基站是第二种资源状态，则网络只能为终端指定FDD双工方式作为终端切换后的双工方式；

如果步骤S220获取的目标基站是第三种资源状态，则网络只能为终端指定TDD双工方式作为终端切换后的双工方式。

步骤S240：网络向终端下发切换控制命令；

网络在切换控制命令中指明终端切换到目标基站后的初始双工方式。

终端在切换到目标基站后按照切换控制命令中指明的初始双工方式工作。但是，当目标基站的资源或者终端的状态发生变化后，目标基站可以根据具体情况来改变终端的双工方式，例如：按照FDD双工方式工作的终端当FDD频谱短缺后，则需要切换到TDD双工方式上去使用TDD频谱；或者按照FDD双工方式工作的终端从高速移动状态转换为准静止状态时，为了节约FDD频谱，则需要切换到TDD双工方式上去使用TDD频谱。

步骤S250：终端根据网络下发的控制命令进行切换。

具体切换方式有3种：

如图3所示为把终端的控制信道和业务信道分别切换到目标基站的FDD节点和TDD节点的切换；

如图4所示为把终端的控制信道和业务信道都切换到目标基站的FDD节点的切换；

如图5所示为把终端的控制信道和业务信道都切换到目标基站的TDD节点的切换。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种终端在分层异构分布式基站间的切换方法，所述分层异构分布式基站包含宏小区无线节点和微小区无线节点，其中宏小区的无线节点以频分双工FDD方式工作，微小区的无线节点以时分双工TDD方式工作，并且在一个宏小区内存在若干个微小区，其特征在于，包括以下步骤：

a、终端向网络上报宏小区信号的测量量和微小区信号的测量量；

b、网络根据终端上报的测量量和提前设置的判决门限判断是否需要对终端进行分布式基站间的切换；

c、如果需要对终端进行分布式基站间的切换，网络根据目标基站的可用频谱资源，确定终端切换后的双工方式；

d、网络向终端下发切换控制命令，携带所述切换后的双工方式；

e、终端根据网络下发的切换控制命令进行切换。

2、如权利要求1所述的切换方法，其特征在于：

步骤a中获取所述宏小区信号的测量量的方法是：终端根据网络下发的服务宏小区的邻小区列表对服务宏小区及其邻小区进行信号功率测量获得相关宏小区的信号功率；

步骤a中获取所述微小区信号的测量量的方法是：终端根据网络下发的服务微小区的邻小区列表对服务微小区及其邻小区进行信号功率测量获得相关微小区的信号功率。

3、如权利要求2所述的切换方法，其特征在于：

所述宏小区的信号功率是将覆盖宏小区的无线节点发射的参考符号接收功率RSRP作为终端对宏小区的测量量；

所述微小区的信号功率是将覆盖微小区的无线节点发射的参考符号接收功率RSRP作为终端对微小区的测量量。

4、如权利要求3所述的切换方法，其特征在于：

所述RSRP是终端在若干个无线子帧内测量到的参考符号功率的平均值。

5、如权利要求3或4所述的切换方法，其特征在于：

终端还对所述RSRP进行滤波处理后上报给网络。

6、如权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述步骤b中具体包含：

当终端切换前为FDD双工方式，使用FDD判决原则判定是否需要对终端进行分布式基站间的切换，所述FDD判决原则为FDD***小区间切换判决原则；

当终端切换前为TDD双工方式，使用TDD判决原则判定是否需要对终端进行分布式基站间的切换，所述TDD判决原则为TDD***小区间切换判决原则；

当终端切换前双工状态是业务与控制相分离的混合双工状态SCS-HDD，采用SCS-HDD判决原则，即将控制信道的切换判决按照FDD判决原则进行，业务信道的切换判决按照TDD判决原则进行。

7、如权利要求6所述的切换方法，其特征在于：

所述SCS-HDD判决原则还根据实际应用，当终端的控制信道和业务信道都需要切换时进行分布式基站间的切换，或终端的控制信道和业务信道任何一个需要切换时就进行分布式基站间的切换。

8、如权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述步骤c还包括以下步骤：

C1、网络通知终端获取目标基站的基站标识ID；

C2、服务基站利用目标基站的基站ID判断目标基站可用频谱资源信息，根据其可用频谱资源信息确定目标基站当前可以为终端提供的双工方式；

C3、网络从目标基站当前可以为终端提供的双工方式中选择一种作为终端切换后的双工方式。

9、如权利要求1或8所述的切换方法，其特征在于：

步骤c中所述获取的可用频谱资源为成对频谱，网络为终端指定FDD双工方式作为终端切换后的双工方式；或步骤c中所述获取的可用频谱资源为非成对频谱，网络为终端指定TDD双工方式作为终端切换后的双工方式。

10、如权利要求1所述的切换方法，其特征在于，步骤e之后还包括：

终端在切换到目标基站后按照切换控制命令中指明的切换后双工方式工作；

目标基站的资源或者终端的状态发生变化后，目标基站则根据具体情况来改变终端的双工方式。

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