CN102917421B - 通信网络中实现快速切换的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种实现快速切换的方法，包括以下步骤：a.移动终端周期性测量服务基站及相邻基站的信号强度，当某一相邻基站的信号强度符合切换条件时，终端将此基站设为将要切换的目标基站；b.移动终端通过服务基站向目标基站申请切换专用资源，并获取目标基站的GPS信息，以及公共信道资源；c.移动终端根据目标基站的GPS信息计算其与目标基站之间的上行定时提前量；d.移动终端根据所述上行定时提前量，在切换专用资源上直接接入目标基站，完成切换操作。本发明还提出了一种实现快速切换的***。本发明能在保证切换可靠性的基础上，有效降低切换过程花费的时间，满足通信***中对切换延迟的要求。

Description

通信网络中实现快速切换的方法及***

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种通信网络中实现快速切换的方法及***。

背景技术

在无线通信过程中，移动终端在移动过程中，为获得较好的通信质量，会在不同的基站之间进行切换。

在现有的通信技术中(如LTE或UMTS)，移动终端在基站之间切换的过程如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤11，终端周期进行测量上报；

步骤12，服务基站根据终端上报的测量信息，选择移动终端要切换的目标基站；

步骤13，服务基站向目标基站发送切换申请消息，同时发送终端上下文信息用于申请分配移动终端切换专用资源；

步骤14，目标基站根据终端上下文信息，为终端分配切换专用资源；

步骤15，目标基站向服务基站发送切换申请响应消息，通知分配的切换专用资源；

步骤16，服务基站接收到目标基站的切换申请响应消息后，向移动终端发送切换指示消息，通知终端切换；

步骤17，移动终端收到服务基站的切换指示消息后，利用获得的切换专用资源在目标基站下执行测距过程，获取终端与目标基站的上行定时提前量(Uplink Timing Advanced)；

步骤18，移动终端根据与目标基站的上行定时提前量，利用专用切换资源接入目标基站，完成切换。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在步骤11中，服务基站根据终端上报的测量信息来选择切换的目标基站，而终端测量上报过程可能会因为终端与服务基站间的链路质量下降影响其可靠性，进而影响服务基站选择目标基站的准确性，导致切换过程的失败，或者，终端测量上报过程可能会因为与服务基站之间的链路质量下降出现延迟，进而使服务基站选择目标基站需要花费较长的处理时间。

而在步骤17中，移动终端在接入目标基站之前，需要先进行测距过程获取与目标基站的上行定时提前量，根据与目标基站的上行定时提前量实现与目标基站上行同步。要实现测距过程，移动终端需先向目标基站发送测距请求，并且在执行测距操作后，目标基站需要向移动终端发送测距结果，终端再根据测距结果计算与目标基站的上行定时提前量，测距过程需要花费较多时间，进而增加移动终端的切换时延，并且，测距过程中移动终端与目标基站会进行消息交互，若空口链路质量下降就会导致消息丢失，使得测距因超时失败，进而导致切换失败，增加了切换过程不可靠性。

综上所述，现有技术提供的切换处理过程，使得切换过程可能需要花费的时间较长，无法满足通信***对切换延迟的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信网络中实现快速切换的方法及***，能在保证切换可靠性的基础上，有效降低切换过程花费的时间，满足通信***中对切换延迟的要求。

本发明提出的实现快速切换的方法包括以下步骤：

a.移动终端周期性测量服务基站及相邻基站的信号强度，当某一相邻基站的信号强度符合切换条件时，终端将此基站设为将要切换的目标基站；

b.移动终端通过服务基站向目标基站申请切换专用资源，并获取目标基站的GPS信息，以及公共信道资源；

c.移动终端根据目标基站的GPS信息计算其与目标基站之间的上行定时提前量；

d.移动终端根据所述上行定时提前量，在切换专用资源上直接接入目标基站，完成切换操作。

优选的，移动终端还周期性测量服务基站及相邻基站的同步信号，根据所述同步信号的测量结果计算确定切换的链路预算信息，根据所述链路预算信息完成与目标基站的下行同步。移动终端还可以通过目标基站的公共信道资源，获取切换的链路预算信息，根据所述链路预算信息完成与目标基站的下行同步。进一步的，所述链路预算信息可以是与目标基站的下行定时偏差、频率偏差和路径损耗中的一项或多项组合。

本发明还提出了一种实现快速切换的通信***，包括：一个或多个支持上述方法的移动终端；以及一个或多个支持上述方法的基站。

所述通信***中的移动终端可以包括：周期测量单元，用于在预定周期内测量服务基站及相邻基站的信号强度、同步信号，为切换判决做准备；切换判决单元，用于根据周期测量单元测量到的信号强度，判决是否发起切换；切换触发单元，用于根据切换判决单元的判决结果，触发切换；切换操作单元，用于切换触发单元触发切换后，完成切换相关操作。

优选的，所述切换判决单元，具体包括：目标基站选择模块，用于根据周期测量单元测量得到的服务基站及相邻基站的信号强度，通过预定的选择条件，选择切换的目标基站；链路预算模块，用于在目标基站选择模块选择目标基站后，根据周期测量单元测量得到的服务基站及相邻基站的同步信号，计算确定与目标基站的下行定时偏差、频率偏差及路径损耗。

优选的，所述切换触发单元，具体包括：切换专用资源申请模块，用于在切换触发时，通知服务基站代为向目标基站申请切换专用资源；GPS信息获取模块，用于在切换触发时，通知服务基站代为获取目标基站的GPS信息。

优选的，所述切换操作单元，具体包括：切换专用资源接收模块，用于在切换触发单元触发切换后，获取该移动终端通过服务基站向目标基站申请所得到的切换专用资源；GPS信息接收模块，用于在切换触发单元触发切换后，接收该移动终端通过服务基站向目标基站获取所得到的目标基站的GPS信息；上行定时提前量计算单元，用于根据GPS信息接收模块接收到的目标基站的GPS信息，计算与目标基站的上行定时提前量；切换接入单元，用于根据上行定时提前量计算单元计算的该移动终端与目标基站上行定时提前量，在切换专用资源上完成向目标基站接入过程。

所述通信***中的基站可以包括：GPS模块，用于获取该基站的GPS信息，并通知GPS信息管理单元；GPS信息管理单元，用于管理从GPS模块获取的该基站GPS信息；切换资源管理单元，用于为该基站管理用于切换的无线资源。

优选的，所述的GPS信息管理单元，具体包括：基站GPS信息获取模块，用于在作为服务基站时，代移动终端获取目标基站的GPS信息；基站GPS信息接收模块，用于在作为服务基站时，代移动终端接收目标基站的GPS信息；GPS信息存储更新模块，用于存储GPS模块获取的GPS信息，并且在GPS信息发生变化时及时进行更新；GPS信息通知模块，用于在作为目标基站时，将所述GPS信息存储更新模块记录的本基站最新GPS信息通知给服务基站。

优选的，所述的切换资源管理单元，具体包括：基站切换专用资源申请模块，用于在作为服务基站时，代移动终端申请切换专用资源；基站切换专用资源接收模块，用于在作为服务基站时，代移动终端接收目标基站分配的切换专用资源；切换专用资源分配模块，用于在作为目标基站时，为移动终端分配切换专用资源；切换专用资源通知模块，用于在作为目标基站时，将所述切换专用资源分配模块分配的切换专用资源信息通知给服务基站。

本发明提供的技术方案的有益效果在于：1、无需服务基站或网络侧移动管理节点根据终端测量上报信息进行目标基站的选择，而是由终端选择目标基站进行切换，从而无需终端测量上报过程，有效减少切换准备过程所花费时间，同时有效地避免了在测量上报过程中，当空口链路质量下降造成测量上报信息的丢失。2、移动终端根据目标基站的GPS信息计算与目标基站之间的上行定时提前量，根据与目标基站间的上行定时提前量，实现与目标基站上行同步，直接接入目标基站，无需终端在目标基站下进行测距过程来获取上行定时提前量，从而缩减切换花费时间，同时能避免测距失败导致的切换失败。

附图说明

图1是现有技术的切换过程示意图；

图2是本发明实施例一的切换实现过程示意图；

图3是本发明实施例二的切换实现过程示意图；

图4是本发明实施例三的终端装置的结构示意图；

图5是本发明实施例四的基站装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：1、由移动终端根据周期性测量参数信息选择目标基站，无需服务基站根据终端测量上报信息选择目标基站，能有效减少目标基站选择过程的操作时间，并增加目标基站选择结果的可靠性，提高切换成功率；2、移动终端通过服务基站向目标基站申请切换专用资源的同时，还通过服务基站去获取目标基站的GPS信息，以及公共信道信息(如广播信道，随机接入信道，寻呼信道等)，以便移动终端根据目标基站的GPS信息计算与目标基站的上行定时提前量，无需测距就能直接接入目标基站完成上行同步，避免移动终端在切换过程中因为在目标基站测距失败而导致的切换失败，并且避免了执行测距过程带来的耗时，在进一步提高切换过程可靠性的同时，也进一步降低切换延迟。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明。

实施例一

如图2所示，在该实施例中，切换处理过程具体包括以下步骤：

步骤21，移动终端根据周期测量参数信息，选择将要切换的目标基站；

移动终端可以根据周期测量得到的服务基站及相邻基站的信号强度，做出切换决定，当某一相邻基站信号强度符合切换条件时，终端将此基站设为切换的目标基站；

为了尽量减少切换过程中花费时间，移动终端还可以根据周期测量得到的服务基站及相邻基站的同步信号强度，计算确定与目标基站的下行定时偏差、频率偏差及路径损耗等链路预算信息。移动终端根据链路预算信息实现与目标基站的下行同步；

步骤22，移动终端向服务基站发送切换触发消息，指示服务基站代其向目标基站申请切换专用资源，以及获取目标基站的GPS信息和公共信道信息；

移动终端通过服务基站向目标基站获取的公共信道信息，可包括当前目标基站广播信道、随机接入信道、寻呼信道等相关信息；

步骤23，服务基站接收到移动终端发送的切换触发消息，向目标基站发送切换申请消息，代该终端向目标基站申请切换专用资源并获取目标基站的GPS信息和公共信道信息；

步骤24，目标基站接收到服务基站的切换申请消息，为该终端分配切换专用资源；

目标基站为移动终端分配的切换专用资源，可以为移动终端接入目标基站时的专用接入信道信息，可使得终端不需要通过公共接入信道接入目标基站，而在专用接入信道上接入目标基站，避免与其他移动终端发生碰撞，提高接入成功率，进而提高切换成功率；

步骤25，目标基站向服务基站发送切换申请响应消息，其中包含目标基站分配给该移动终端的切换专用资源信息，以及目标基站的GPS信息和公共信道信息；

步骤26，服务基站接收到目标基站的切换申请响应消息后，将其透传给移动终端；

步骤27，移动终端接收到切换申请响应消息后，根据目标基站的GPS信息计算其与目标基站的上行定时提前量，根据与目标终端的上行定时提前量，移动终端可无需测距实现与目标基站的上行同步，直接接入目标基站；

移动终端根据切换申请响应消息中携带的目标基站公共信道信息，更新其维护的目标基站公共信道信息；

步骤28，移动终端接收到切换申请响应消息后，根据其与目标基站的上行定时提前量，以及链路预算信息，利用目标基站为其分配的切换专用资源信息(如专用接入信道信息)，无需测距，直接在专用接入信道上接入目标基站，完成切换；

移动终端执行切换操作的时间，可在接收到切换申请响应消息后立即执行切换操作，也可在接收到切换申请响应消息后自行确定。

实施例二

在本实施例中，移动终端在接入目标基站时通过公共信道获取与目标基站的下行定时偏差、频率偏差及路径损耗等链路预算信息中的一项或多项组合，根据链路预算信息实现与目标基站的下行同步。

如图3所示，在该实施例中，切换处理过程具体包括以下步骤：

步骤31，移动终端根据周期测量参数信息，选择将要切换的目标基站；

移动终端可以根据周期测量得到的服务基站及相邻基站的信号强度，做出切换决定，当某一相邻基站信号强度符合切换条件时，终端将此基站设为切换的目标基站；

步骤32，移动终端向服务基站发送切换触发消息，指示服务基站代其向目标基站申请切换专用资源，以及获取目标基站的GPS信息和公共信道信息；

移动终端通过服务基站向目标基站获取的公共信道信息，可包括当前目标基站广播信道、随机接入信道、寻呼信道等相关信息，在移动终端接入目标基站时，可利用公共信道信息进行接收广播消息等过程；

步骤33，服务基站接收到移动终端发送的切换触发消息，向目标基站发送切换申请消息，代该终端向目标基站申请切换专用资源，并获取目标基站GPS信息和公共信道信息；

步骤34，目标基站接收到服务基站的切换申请消息，为该终端分配切换专用资源；

目标基站为移动终端分配的切换专用资源，可以为移动终端接入目标基站时的专用接入信道信息，可使得终端不需要通过公共接入信道接入目标基站，而在专用接入信道上接入目标基站，避免与其他移动终端发生碰撞，提高接入成功率，进而提高切换成功率；

步骤35，目标基站向服务基站发送切换申请响应消息，其中包含目标基站分配给该移动终端的切换专用资源信息，以及目标基站的GPS信息和公共信道信息；

步骤36，服务基站接收到目标基站的切换申请响应消息后，将其透传给移动终端；

步骤37，移动终端根据切换申请响应消息中携带的目标基站公共信道信息，更新其维护的目标基站公共信道信息，并利用目标基站公共信道信息，获取与目标基站的下行定时偏差、频率偏差及路径损耗等链路预算信息，根据链路预算信息可实现与目标基站的下行同步；

步骤38，移动终端根据切换申请响应消息中携带的目标基站GPS信息，计算其与目标终端的上行定时提前量，根据与目标终端的上行定时提前量，移动终端可无需测距实现与目标基站的上行同步，直接接入目标基站；

步骤39，移动终端接收到切换申请响应消息后，根据其与目标基站的上行定时提前量以及链路预算信息，利用目标基站为其分配的切换专用资源信息(如专用接入信道信息)，无需测距，在专用接入信道上直接接入目标基站，完成切换；

移动终端执行切换操作的时间，可在接收到切换申请响应消息后立即执行切换操作，也可在接收到切换申请响应消息后自行确定。

实施例三

本实施例提供了一种支持本发明方法的终端，其具体实现结果如图4所示，主要可以包括以下处理单元：

(1)周期测量单元，用于在预定周期内测量服务基站及相邻基站的信号强度，同步信号等参数信息，为切换判断做准备；

(2)切换判决单元，用于根据周期测量单元测量到的参数信息，判决是否发起切换；

所述终端切换判断单元具体包括：

目标基站选择模块，用于根据周期性测量得到的服务基站及相邻基站信号强度，通过预定的选择条件，选择切换的目标基站；

链路预算模块，用于在目标基站选择模块选择目标基站后，根据周期性测量得到的目标基站同步信号，计算确定与目标基站的下行定时偏差，频率偏差及路径损耗；

(3)切换触发单元，若切换判决单元判决终端该发起切换，用于触发切换；

所述终端切换触发单元具体包括：

切换专用资源申请模块，用于在触发切换时，通知服务基站代为向目标基站申请切换专用的无线资源；

GPS信息获取模块，用于在切换触发时，通知服务基站代为获取目标基站的GPS信息；

(4)切换操作单元，用于切换触发单元触发切换后，完成切换相关操作；

所述终端切换操作单元具体包括：

切换专用资源接收模块，用于在切换触发单元触发切换后，获取该移动终端通过服务基站向目标基站申请所得到的切换专用资源；

GPS信息接收模块，用于在切换触发单元触发切换后，接收该移动终端通过服务基站向目标基站获取所得到的目标基站GPS信息；

上行定时提前量计算模块，用于根据GPS信息接收模块接收到的目标基站GPS信息，计算与目标基站的上行定时提前量；

切换接入模块，用于根据定时计算模块计算的该移动终端与目标基站上行定时提前量，完成向目标基站接入过程。

实施例四

本实施例提供了一种支持本发明方法的基站，可以作为服务基站，也可作为目标基站，其具体实现结果如图5所示，主要可以包括以下处理单元：

(1)GPS模块，用于获取该基站的GPS信息，并通知GPS信息管理单元；

(2)GPS信息管理单元，用于管理GPS模块获取的该基站GPS信息；

所述基站GPS信息管理单元具体包括：

基站GPS信息获取模块，用于在作为服务基站时，代移动终端获取目标基站的GPS信息；

基站GPS信息接收模块，用于在作为服务基站时，代移动终端接收目标基站的GPS信息；

GPS信息存储更新模块，用于存储GPS模块获取的GPS信息，并且在GPS信息发生变化时及时进行更新；

GPS信息通知模块，用于将所述GPS信息存储更新模块记录的目标基站最新GPS信息通知给服务基站；

(3)切换资源管理单元，用于为该移动终端管理用于切换的无线资源；

所述基站切换资源管理单元具体包括：

基站切换专用资源申请模块，用于在作为服务基站时，代该移动终端申请切换专用资源；

基站切换专用资源接收模块，用于在作为服务基站时，代该移动终端接收目标基站分配的切换专用资源；

切换专用资源分配模块，用于在作为目标基站时，为该移动终端分配切换专用资源；

切换专用资源通知模块，用于将所述切换专用资源分配模块分配的切换专用资源对应的切换专用资源信息通知给服务基站。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种通信网络中实现快速切换的方法，其特征在于，包括：

a.移动终端周期性测量服务基站及相邻基站的信号强度，当某一相邻基站的信号强度符合切换条件时，终端将此基站设为将要切换的目标基站；

b.移动终端通过服务基站向目标基站申请切换专用资源，并获取目标基站的GPS信息，以及公共信道资源；

c.移动终端根据目标基站的GPS信息计算其与目标基站之间的上行定时提前量；

d.移动终端根据所述上行定时提前量，在切换专用资源上直接接入目标基站，完成切换操作。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，移动终端还周期性测量服务基站及相邻基站的同步信号，根据所述同步信号的测量结果计算确定切换的链路预算信息，根据所述链路预算信息完成与目标基站的下行同步。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，移动终端通过目标基站的公共信道资源，获取切换的链路预算信息，根据所述链路预算信息完成与目标基站的下行同步。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述链路预算信息是与目标基站的下行定时偏差、频率偏差和路径损耗中的一项或多项组合。

5.一种通信网络中实现快速切换的***，其特征在于，包括：

一个或多个支持权利要求1所述方法的移动终端；以及一个或多个支持权利要求1所述方法的基站。

6.根据权利要求5所述***，其特征在于，所述移动终端包括：

周期测量单元，用于在预定周期内测量服务基站及相邻基站的信号强度、同步信号，为切换判决做准备；

切换判决单元，用于根据周期测量单元测量到的信号强度，判决是否发起切换；

切换触发单元，用于根据切换判决单元的判决结果，触发切换；

切换操作单元，用于切换触发单元触发切换后，完成切换相关操作。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述切换判决单元，具体包括：

目标基站选择模块，用于根据周期测量单元测量得到的服务基站及相邻基站的信号强度，通过预定的选择条件，选择切换的目标基站；

链路预算模块，用于在目标基站选择模块选择目标基站后，根据周期测量单元测量得到的服务基站及相邻基站的同步信号，计算确定与目标基站的下行定时偏差、频率偏差及路径损耗。

8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述切换触发单元，具体包括：

切换专用资源申请模块，用于在切换触发时，通知服务基站代为向目标基站申请切换专用资源；

GPS信息获取模块，用于在切换触发时，通知服务基站代为获取目标基站的GPS信息。

9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述切换操作单元，具体包括：

切换专用资源接收模块，用于在切换触发单元触发切换后，获取该移动终端通过服务基站向目标基站申请所得到的切换专用资源；

GPS信息接收模块，用于在切换触发单元触发切换后，接收该移动终端通过服务基站向目标基站获取所得到的目标基站的GPS信息；

上行定时提前量计算单元，用于根据GPS信息接收模块接收到的目标基站的GPS信息，计算与目标基站的上行定时提前量；

切换接入单元，用于根据上行定时提前量计算单元计算的该移动终端与目标基站上行定时提前量，在切换专用资源上完成向目标基站接入过程。

10.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述基站包括：

GPS模块，用于获取该基站的GPS信息，并通知GPS信息管理单元；

GPS信息管理单元，用于管理从GPS模块获取的该基站GPS信息；

切换资源管理单元，用于为该基站管理用于切换的资源。

11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述的GPS信息管理单元，具体包括：

基站GPS信息获取模块，用于在作为服务基站时，代移动终端获取目标基站的GPS信息；

基站GPS信息接收模块，用于在作为服务基站时，代移动终端接收目标基站的GPS信息；

GPS信息存储更新模块，用于存储GPS模块获取的GPS信息，并且在GPS信息发生变化时及时进行更新；

GPS信息通知模块，用于在作为目标基站时，将所述GPS信息存储更新模块记录的本基站最新GPS信息通知给服务基站。

12.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述的切换资源管理单元，具体包括：

基站切换专用资源申请模块，用于在作为服务基站时，代移动终端申请切换专用资源；

基站切换专用资源接收模块，用于在作为服务基站时，代移动终端接收目标基站分配的切换专用资源；

切换专用资源分配模块，用于在作为目标基站时，为移动终端分配切换专用资源；

切换专用资源通知模块，用于在作为目标基站时，将所述切换专用资源分配模块分配的切换专用资源信息通知给服务基站。