专利名称：Td－scdma系统中切换判决方法
技术领域：
本发明涉及TD-SCDMA(Time Divsion-Synchronous Code DivisionMultiple Access时分一同步码分多址接入)系统中一种切换的判决方法，尤其涉及到在TD-SCDMA系统中利用UE(User Equipment，用户设备)事件触发的上报结果，从而决定是否有必要进行切换。
背景技术：
在蜂窝无线通信系统中，一个无线通信的覆盖区域由许多重叠的小区组成。当一个移动用户在这个区域中移动时，经常发生与小区处于连接状态的移动用户从一个小区切换到另一个小区的情况。
在第三代移动通信系统中，TD-SCDMA标准中没有软切换，而硬切换分为频内硬切换与频间硬切换。根据TD-SCDMA的特点，由于其频谱占用带宽窄，因此相邻小区更容易配备成不同频率，这将有利于消除小区间的干扰，有利于进行无线资源分配与管理。因此使用频间硬切换可充分利用TD-SCDMA频率资源。
在实施硬切换之前，需要对各个不同载频的信号质量进行综合评估，在条件合适的时候，及时将UE切换至质量最好的载频，即实施频间硬切换。由于硬切换有可能导致掉话，因此在切换方案中，减小掉话的风险是需要重点考虑的内容。
通过何种方式实现频间硬切换才能获得最好的切换性能，即在增强UE通信质量的同时又能减小掉话风险，这对于保证整个系统的性能是极其重要的。本发明采用事件触发方式，可以较好地解决此问题。
于2004年2月11日公开的公开号为CN1474527的中国专利公开了一种在宽带码分多址系统中利用用户设备事件触发上报方式控制频间硬切换的方法，该专利主要针对WCDMA系统中的频间硬切换提出了用事件触发的方法，用协议3GPP TS 25.331提供的事件2A，2D，2F进行配置和组合，为WCDMA频间硬切换提供了判决依据。该专利能够实现频间硬切换，但仅用2A这个绝对门限事件，以及2A，2D和2F的组合很难保证目标小区的绝对质量，容易引起频繁切换，增加掉话的可能，这是其一；其二，该专利不支持频内切换，这样当系统只存在少量频点时会造成切换困难。
于2001年3月27日公开的公开号为US6208631B1的美国专利针对CDMA移动通信系统的切换，提出了采用估算距离与基站导频强度相结合的方法，通过设置UE接收的导频信号强度和UE与基站距离的门限值，利用UE周期性上报的导频测量结果与门限值比较结果，估计的UE与基站的距离，得到切换判决。该专利采用UE周期上报测量结果，会导致UE与RNC(Raido Network Controller，无线网络控制器)之间过多的消息交互，增加RNC的处理量，不利于提高整个系统的容量。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种TD-SCDMA系统中切换判决方法，可提高切换的成功率和系统容量的利用率。
为实现本发明要解决的技术问题，本发明的一种TD-SCDMA系统中切换判决方法包括步骤(1)初始化进入切换测量状态为频间切换测量状态，RNC向UE发送测量控制命令，该命令包含要求UE上报的事件及其参数；步骤(2)若RNC判定上报事件为未使用载频的信号质量评估低于某个门限值，且所有测量小区均满足该事件，转换到频内切换测量状态，转到步骤(4)，否则，转到步骤(3)；步骤(3)若RNC判定上报的事件为当前未使用载频的信号质量高于当前载频的信号质量，或当前频率的估计质量低于某个值且当前未使用频率的估计质量高于某个门限值时，做出频间切换判决，转到步骤(5)，否则，转到步骤(4)；步骤(4)若RNC判定上报的事件为最佳频内小区改变，做出频内切换判决，转到步骤(5)，若RNC判定上报的事件为未使用载频质量高于某个门限值或当前载频的信号质量低于某个门限值，转到步骤(1)；步骤(5)在相应的目标小区作接纳控制并分配相应资源，若用户设备接纳成功，由RNC向UE发送切换命令，更新测量参数，对新的小区转到步骤(1)继续执行，若接纳失败，则对当前服务小区继续转到步骤(1)执行。
本发明所述的方法逻辑合理、效率高，能够很好地保证TD-SCDMA系统以最优的方式改善用户通信的信号质量，减小UE的发射功率，以及对其他小区的干扰；本发明所述方法还可以减少掉话现象发生的概率，提高切换的成功率和系统容量的利用率。主要体现在三个方面一方面是通过合理的迟滞系数，门限值和触发时间的引入，有效避免频繁的切换。因为每一次的硬切换都有掉话的风险，可以通过减少切换发生的次数减少掉话现象。其二，事件2B和2A既可以单独使用，又可配合使用，根据需要来确定“值得切换”的目标小区，假如在任何情况下只要事件2A发生都发生切换，那么确实有可能使UE获得更好的通信质量，但也可能会因为参数选择等原因而增加反复切换和掉话的可能，一旦发生掉话现象，将极大地影响服务质量。引入2B后，则可以避免出现上述情况的可能。而2E的优先判决实现了本发明采用的频间切换优先的思想，即只有当未使用载频都较差时，才考虑频内切换。事实上，这样对于频率资源相对较丰富的TD-SCDMA系统更适合。第三，一旦UE确实需要发生切换，此时RRM(Radio Resource Manager，无线资源管理)可以支持UE在频间硬切换的时候，获得多个候选小区，即使有目标小区由于接纳等原因无法切换，照样可获得其他目标小区，从而减少可能发生的切换掉话现象。另外，由于采用事件触发，减少了RNC与UE之间的消息流量，提高了RNC的处理能力，从而也提高了整个系统的容量。
图1为切换的状态转移图；图2为本发明的切换控制流程图。
具体实施例方式
本发明充分利用TD-SCDMA系统中UE事件触发上报的测量结果，在RNC中，对UE所上报的事件及测量结果进行充分的控制和判决，从而决定是否有必要进行切换。
在3GPP TS 25.331规范中，规定了在TD-SCDMA系统中UE的测量报告上报可以选择两种方式周期上报和事件触发上报。本发明所述方法使用的前提条件是在测量控制命令中，使用事件触发上报方案。此外本发明支持UE所在地理小区有多载频覆盖。
在3GPP TS 25.331中，对本发明中所提及的事件说明如下(1)事件2A最佳载频发生改变，即当前未使用载频的信号质量高于当前载频的信号质量。
(2)事件2B当前载频的估计质量低于某个门限值和当前未使用频率的估计质量高于某个门限值。
(3)事件2C未使用载频质量高于某个门限值。
(4)事件2D当前载频的信号质量低于某个门限值。
(5)事件2E未使用载频的信号质量评估低于某个门限值。
(6)事件1G最佳频内小区改变。
本发明所提出的事件触发上报硬切换判决方法，包括以下步骤步骤(1)初始化进入切换测量状态为频间切换测量状态，RNC向UE发送测量控制命令，该命令包含要求UE上报的事件及其参数；步骤(2)若RNC判定上报事件为2E，且所有测量小区均满足该事件，转换到频内切换测量状态，转到步骤(4)，否则，转到步骤(3)；步骤(3)若RNC判定上报事件为2A/2B，做出频间切换判决，转到步骤(5)，否则，转到步骤(4)；步骤(4)若RNC判定上报事件为1G，做出频内切换判决，转到步骤(5)，若RNC判定上报事件为2C或2D，转到步骤(1)；步骤(5)在相应的目标小区作接纳控制并分配相应资源，若UE接纳成功，由RNC向UE发送切换命令，更新测量参数，对新的小区转到步骤(1)继续执行，若接纳失败，则对当前服务小区继续转到步骤(1)执行。
其中UE接收RNC所发出的控制命令，并根据具体的测量要求进行测量；在所要求事件的触发条件满足时上报测量结果。在UE端评估某一载频的综合质量采用如下公式Qi，frequency j＝10·LogMi，frequency j+Oi，j式中Qifrequencyj是小区i在频率j上的质量估计；Mi.frequencyj是小区i在频率j上主要公共控制物理信道(P-CCPCH)的接收信号码功率(RSCP)的测量结果；Qi，j是小区i在频率j上的小区个性偏移量。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述为了说明和处理的方便在切换模块中引入标志位标识切换模块不同的状态，不同的状态所进行的测量和可能进行的切换是不相同的，其状态转换图如附图1。该状态转移图中存在两个状态频内切换测量状态和频间切换测量状态。频间切换测量状态的特征是开启频间事件测量(2A/2B和2E)；频内切换测量状态的特征是开启频内事件测量(1G)，同时监视本载频和未使用载频的质量(2C和2D)。当所有测量小区满足2E时，状态由频间切换测量转向频内切换测量；当UE上报2C或2D时，状态由频内切换测量转向频间切换测量。
在TD-SCDMA系统中应用本发明所述方法，首先要满足UE所在地理区域存在异频邻区，否则将不可能有频间硬切换的发生；其次在测量控制命令中，需要使用事件触发上报方案。而且UE在处于CELL_DCH状态下才可以使用本方法，(CELL_DCH是RRC状态之一，处于该状态时，UE被分配专用物理信道，且SRNC能够知道UE所在小区。同时UE进行测量，并根据从RNC接收到的测量控制信息发送测量报告)，当在UE处于其他RRC状态如CELL_PCH、URA_PCH、CELL_FACH状态时，由于UE不存在专用物理信道，UE将不会发生因链路质量引起的小区切换，一般不会用到。但是本方法仍然不排除在其他状态下的适用。
本发明所述方法核心思想的流程如附图2所示，从附图2可以看出(1)当进入CELL_PCH状态后，RRM的切换测量状态转换计数器(下简称计数器)清零，RNC向UE发送测量控制命令，指定UE需测量的物理量、上报的物理量、测量的过滤系数(用于在UE中进行测量值的过滤)、测量的小区信息，测量报告方式设定为事件触发上报方式、上报的测量报告的数量、测量报告的上报间隔等与切换有关的参数。其目的是让UE按照RNC给出的具体需要进行测量，其中有些信息的提供可以方便UE进行快速的测量。
(2)UE在收到测量控制(MEASUREMENT CONTROL)信息后，根据命令中的具体要求，开始进行测量，并利用测量控制命令中给的过滤系数对测量结果进行过滤，对正在测量的各载频信号进行综合评估，在所要求上报事件的条件满足时，用测量报告(MEASUREMENT REPORT)消息将测量结果上传至RNC。其目的是，UE上报测量结果，使得RNC进行下一步的测量控制时和进行切换与否的判决时，有充分的参考依据。
(3)根据UE上报的具体事件，分别进行判决和控制。当UE上报2A/2B时，表明存在质量较好，且好于当前载频的异频小区，将触发频间切换。在某些情况下如果仅利用相对门限事件判断(2A)，有可能不能很好地保证切换目标小区是合适的，而仅用绝对门限来判决，又不能保证服务小区始终为最优小区的原则。这时候可以采用2A和2B相结合进行考虑的方式，这样会更利于保证切换的成果。如果符合事件的小区中没有符合切换条件的目标小区(如被惩罚定时器标记)，且计数器大于2，则依然作出切换判决，否则将转到频内切换测量状态(发起1G和2C，2D事件测量)，寻找频内目标小区。同时计数器加1。
(4)当UE测量报告中，所有异频小区都满足2E，这意味着所有异频邻区的质量都较差，不适合作频间切换，此时需打开频内1G事件的测量，并打开2C和2D事件的测量。发起1G事件测量的目的是为了在频内小区中寻找目标小区，如果找到，将触发频内切换判决。
(5)一旦UE上报2D，(可设置适当门限值，使2D和1G互斥)那么意味着当前使用载频较差，将回到频间切换测量状态，开启频间测量2A/2B和2E。同理，如果UE上报2C，表明出现较好的频间邻区，也将返回频间切换测量状态并开启频间测量2A/2B和2E。
(6)这样，当1G被上报，将触发频内切换，作出频内切换判决。如果上报的1G小区中没有符合切换条件的目标小区(如被惩罚定时器标记或允许切换开关未打开)，将回到频间切换测量状态，寻找频间目标小区。(发起2A/2B和2E测量)，同时计数器加1。
(7)当已经判定有事件2A/2B或1G发生，需要作能否进行切换所需要的进一步行动，即在相应载频的小区中作接纳控制及码资源分配，如果在符合切换条件的小区(可能有多个)能够被接纳并分配码资源，则将这些小区定为目标小区，准备执行硬切换，并在新的载频中进行事件2A/2B和事件2E的测量上报。切换可能通过如下几种命令消息执行(a)RB建立过程(RADIO BEARERSETUP)(b)RB重配置过程(RADIO BEARER RECONFIGURATION(c)RB释放过程(RADIO BEARER RELEASE)(d)传输信道重配置(TRANSPORTCHANNEL RECONFIGURATION)(e)物理信道重配置(PHYSICALCHANNEL RECONFIGURATION)。执行成功后计数器清零。如果在异频小区没有被接纳(当然也不会被分配码资源)，或由于异常情况切换执行失败，则此次不进行频间的切换动作，计数器清零命令UE开始对原小区进行事件2E和事件2A/2B的判决和上报。
本发明方法，从理论和实现两方面为TD-SCDMA系统的优先频间切换的判决方法作了明确的说明。具有如下优点(1)该方法逻辑合理、效率高，能够很好地保证TD-SCDMA系统所要求的频间和频内切换的实现，能够尽最大可能改善用户通信的信号质量，减小UE的发射功率，可以减小对其他小区的干扰。(2)合理的迟滞系数引入和2E、2B事件的优先判决，可以充分利用TD-SCDMA频率资源相对丰富，实现频间切换优先的策略，进而减轻同频干扰，同时避免频繁的切换，降低发生掉话的风险。(3)该方法采用事件触发上报的方式，可以避免UE与RNC之间过多的消息交互，大大减少了RNC的处理量，从而有助于提高整个系统的容量。
权利要求
1.一种TD-SCDMA系统中的切换判决方法，其特征在于，包括以下步骤步骤(1)初始化进入切换测量状态为频间切换测量状态，无线网络控制器向用户设备发送测量控制命令，该命令包含要求用户设备上报的事件及其参数；步骤(2)若无线网络控制器判定上报的事件为当前未使用载频的信号质量评估低于某个门限值，且所有测量小区均满足该事件，转换到频内切换测量状态，转到步骤(4)，否则，转到步骤(3)；步骤(3)若无线网络控制器判定上报的事件为当前未使用载频的信号质量高于当前载频的信号质量，或当前频率的估计质量低于某个值且当前未使用频率的估计质量高于某个门限值时，做出频间切换判决，转到步骤(5)，否则，转到步骤(4)；步骤(4)若无线网络控制器判定上报的事件为最佳频内小区改变，做出频内切换判决，转到步骤(5)，若无线网络控制器判定上报的事件为当前未使用载频质量高于某个门限值或当前载频的信号质量低于某个门限值，转到步骤(1)；步骤(5)在相应的目标小区作接纳控制并分配相应资源，若用户设备接纳成功，由无线网络控制器向用户设备发送切换命令，更新测量参数，对新的小区转到步骤(1)继续执行，若接纳失败，则对当前服务小区继续转到步骤(1)执行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述的频间切换测量状态是通过无线网络控制器向用户设备发送测量控制命令以开启频间事件测量，频间事件包括有当前未使用载频的信号质量高于当前载频的信号质量，或目前使用频率的估计质量低于某个值且目前未使用频率的估计质量高于某个门限值、未使用载频的信号质量评估低于某个门限值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述的频内切换测量状态是通过无线网络控制器向用户设备发送测量控制命令以开启频内事件测量，频内事件包括最佳频内小区改变、未使用载频质量高于某个门限值、当前载频的信号质量低于某个门限值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述参数包括上报的物理量、测量的过滤系数、测量的小区信息、上报的测量报告的数量、测量报告的上报间隔。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于所述初始化包括切换测量状态转换计数器清零、设定门限值、设定测量报告方式为事件触发上报方式。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于当触发频间切换时，如果符合事件的小区中没有符合切换条件的目标小区，且计数器大于2，则依然作出切换判决，否则将转到频内切换测量状态，寻找频内目标小区，同时计数器加1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于当触发频内切换时，如果符合事件的小区中没有符合切换条件的目标小区时，将回到频间切换测量状态，寻找频间目标小区，同时计数器加1。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于执行切换的命令消息包括无线电承载建立过程、无线电承载重配置过程、无线电承载释放过程、传输信道重配置、物理信道重配置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于在UE端评估某一载频的综合质量采用公式Qi,frequency j＝10·LogMi,frequency j+Oi,j式中Qi，frequency j是小区i在频率j上的质量估计；Mi,frequency j是小区i在频率j上主要公共控制物理信道的接收信号码功率的测量结果；Oi,j是小区i在频率j上的小区个性偏移量。
全文摘要
TD－SCDMA系统中一种切换的判决方法，利用UE事件触发的上报结果，决定是否进行切换，包括1初始化进入切换测量状态为频间切换测量状态，RNC向UE发送测量控制命令；2若RNC判定上报事件为所有频间相邻小区满足2E，转换到频内切换测量状态，转到4，否则转到3；3若RNC判定上报事件为2A/2B，做出频间切换判决，转到5，否则转到4；4若RNC判定上报事件为1G，做出频内切换判决，转到5，若RNC判定上报事件为2C或2D，转到1；5在相应的目标小区作接纳控制并分配相应资源，若UE接纳成功，由RNC向UE发送切换命令，对新的小区转到1继续执行，若失败，则对当前服务小区继续转到1执行。
文档编号H04W36/30GK1731883SQ200410041649
公开日2006年2月8日 申请日期2004年8月4日 优先权日2004年8月4日
发明者向云帆, 吴本寿, 张军 申请人:中兴通讯股份有限公司