一种适于td-lte公网集群系统的小区切换方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于无线网络群组切换的方法。由多个移动站组成的群组进行越区切换时时，首先利用预先设置的门限把需要切换的移动站组成一个临时的小网络，并且在这个小网络中选出一个桥梁群组用户，其中桥梁用户配备了两套收发器，允许同时在两个不同频率的网络进行通信，由桥梁群组用户为临时小网络中的其他群组用户转发源基站发送的信息。通过桥梁群组用户实现源接入站到目标接入站之间的切换，当桥梁群组用户进入目标网络之后，其他的群组用户在通过桥梁群组用户和目标接入站之间的协商，有序进入目标接入站。通过该方案，本发明可以显著地减少了群组切换过程中的碰撞，从而减少了移动站业务中断的时间，并能够与现有的无线网络兼容。
【专利说明】—种适于TD-LTE公网集群系统的小区切换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种TD-LTE公网集群系统的小区切换方法。
【背景技术】
[0002]随着第四代移动通信网络的发展，集群通信系统也将向第四代集群通信系统演进，传统的集群通信系统以专网为主，为满足不同行业部门的业务性质、使用环境等方面的要求，形成了各种不同的集群通信系统。但是，对于一般企业、物流、交通运输等部门来说，这些行业部门对集群网络的要求相对较低，以体现经济效益为主。因此这些部门一般采用共用频率资源和网络基础设施的共用集群通信系统，或者采用在公众移动通信系统上提供集群业务的方式实现指挥调度功能。公网集群系统需要和运营商的公网系统集成在一起，充分利用公网接入网资源、核心网资源和运营管理资源，不影响公网业务和公网业务能够有机共存、高效兼容、共享资源的数字集群网络。
[0003]在集群网络中，经常会出现一个群组的用户同时越区切换，由于是公众系统和集群系统共存的网络，所以切换的时延将可能由于碰撞变得更高，降低切换的成功率。在铁路系统也存在这种情况，当列车快速移动时，列车上大量用户需要同时越区切换。通过在列车上安装车载台，可以有效降低切换时延，提高切换成功率。但是在集群用户中安装车载台是很困难的，如何在不安装车载台的情况下有效提高群组用户的切换成功率，降低用户在切换过程中的中断时间，目前相关技术中尚未提出有效的解决方案。
[0004]本发明公开了一种第四代公众集群系统的小区切换方法，可用于对群组用户切换进行优化。
[0005]在申请号为CN201210074697.8的专利中公开了一种基于TA的LTE切换判决方法及装置根据对UE终端上报的TA值与协议基准值相比较，对得到的不同的状态进行增量操作，从而统计得出UE终端的移动趋势，根据该移动趋势进行判决处理，能提高切换判决的准确性，提高了 eNB切换处理性能。在申请号为CN201210324808.6的专利中公开了一种LTE网络中的小区切换方法和装置，通过基站接收UE上传的基于功率的测量报告对各个邻区的参考信号接收功率和负荷信息进行排序，根据综合排名选择目标小区，从而提高网络利用率，提高切换成功率。在申请号为CN200810207636.8的专利中公开了一种基于需求预测和优先级的群组业务自适应优化切换方法，根据业务质量、终端、业务类型、终端模式、切换需求等因素，设置两种预切换需求门限，调用层次分析法权重矩阵数据库中的相关权重矩阵，得到待预切换业务优先级队列。本发明提高了切换效率，增加了网络增益。在申请号为CN200880130195.4的专利中公开了一种用于无线网络中组切换的方法和设备，将含有多个用户的群组，通过源基站把该群组用户的所有信息发送给目标基站。本发明显著地减少了组切换过程中信令的开销以及组切换的持续时间，从而减少了移动站业务中断的时间，并能够与现有的无线网络兼容。
[0006]在目前的专利中没有针对公网集群系统中大量群组用户同时切换的切换方法，而是将群组用户的所有信息一起从源基站发送给目标基站，但是实际的情况中并不是所有的群组用户都会进行切换，而且群组用户合适切换和当时用户的参数信息也无法确定。
【发明内容】
[0007]针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种减少了群组切换过程中的碰撞，从而减少了移动站业务中断的时间，并能够与现有的无线网络兼容的适于TD-LTE公网集群系统的小区切换方法。本发明的技术方案如下:一种适于TD-LTE公网集群系统的小区切换方法，其中小区内包括普通群组用户MS、桥梁群组用户BNS及源基站BS1，小区外设置有目标基站BS2，所述小区切换方法包括以下步骤:
[0008]101、当普通群组用户MS接收到源基站BSl的信号强度值小于门限值Ml时，则普通群组用户MS发送集群切换请求给源基站BS1，该源基站BSl根据接收到的集群切换请求，发送切换命令给桥梁群组用户BNS，并同时发送切换应答请求给普通群组用户MS，该切换应答请求包括普通群组用户MS连接到桥梁群组用户BNS的目标信道信息；
[0009]102、普通群组用户MS根据步骤101中接收到的切换应答请求发送测量连接请求给桥梁群组用户BNS，该桥梁群组用户BNS发送测量连接应答请求并提供测量信道给给普通群组用户MS，则桥梁群组用户BNS与普通群组用户MS构成一个临时网络；
[0010]103、当步骤102中的桥梁群组用户BNS接收到源基站BSl的信号强度值小于门限值M2时，桥梁群组用户BNS断开和源基站BSl的连接，并向目标基站BS2发送接入控制请求，该目标基站BS2发送切换响应给桥梁群组用户BNS，桥梁群组用户BNS请求执行接入，该目标基站BS2则分配资源给桥梁群组用户BNS ；
[0011]104、步骤103中接入目标基站BS2的桥梁群组用户BNS请求目标基站BS2分配测量信道给普通群组用户MS，普通群组用户MS应答并请求目标基站BS2执行测量和连接，该目标基站BS2分配资源给普通群组用户MS实现数据帧的传送，完成普通用户的切换过程。
[0012]进一步的，步骤102与步骤103中的桥梁群组用户与普通群组用户MS的连接网络是移动自组织网络，Wimax，或者WLAN。
[0013]进一步的，所述桥梁群组用户安装有至少两套收发器，允许同时在两个不同频率的网络进行通信。
[0014]本发明的优点及有益效果如下:
[0015]本发明通过桥梁群组用户带领着其他群组用户进行跨小区移动，用以防止大量用户同时进行切换时所带来的碰撞和信令风暴，其中桥梁群组用户是属于该群组中的一个成员。通过这种切换方法能够改善大量群组用户同时跨小区移动的切换成功率，降低切换中断时延。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明优选实施例中的群组用户移动示意图；
[0017]图2是本发明切换方法示意图；
[0018]图3是本发明切换方法示意框图；
[0019]图4是本发明切换方法流程图；
[0020]图5是使用本发明中切换方法的群组内单个用户切换时延仿真图。【具体实施方式】
[0021]下面结合附图给出一个非限定性的实施例对本发明作进一步的阐述。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0022]图1所示为本方法的群组用户移动场景示意图，可以看到有一个群组的用户需要同时越区切换。
[0023]图2所示为本发明的切换方法示意图。
[0024]图3示出了本发明的切换方法流程图。在步骤301中，同一个群组中的大量群组用户需要同时进行越区切换。在步骤302中，普通群组用户低于切换准备出发门限，加入到由群组桥梁用户组成的临时网络，通过桥梁群组用户转发信息，其中切换准备门限Ml可以为用户接收源小区和目标小区的导频信号强度比来确定，这里所提到的Ml为导频信号强度比为Ml=L 2。步骤303指出了桥梁群组用户带领着与其连接的普通群组用户进行跨小区移动。步骤304中，桥梁群组用户满足单个用户的切换触发门限，执行单用户切换过程，其中切换准备门限M2可以为用户接收源小区和目标小区的导频信号强度比来确定，这里所提到的M2为导频信号强度比为M2=0.9。在步骤305中普通群组用户已经在目标基站区域中，可以通过预先设定的时间窗函数有序的加入目标基站。
[0025]图4为本发明切换方法流程图，一种适合于TD-LTE公网集群系统的小区切换方法，包括以下步骤:
[0026]源基站收到普通群组用户的测量报告，决定是否发起群组切换，若发起群组切换则通知桥梁群组用户准备接受普通群组用户，并向普通群组用户发送应答消息，桥梁群组用户也向源基站发送应答响应消息。
[0027]普通用户连接到桥梁群组用户组成的临时网络中，开始接受由桥梁群组用户转发的数据。从而完成切换准备阶段。
[0028]桥梁群组用户进行单用户的越区切换，源基站收到桥梁群组用户的测量报告，通过X2 口或者SI 口给目标基站发送切换请求(Handover Request)消息,该切换包括但不限于移动性触发的切换。Handover Request小心中包含但不限于UE的RRC上下文、UE能力以及包含切换源基站信息的重建立准备信息。桥梁群组用户通过测量、鉴权、注册重新连接到目标基站，至此切换执行阶段完成。
[0029]普通群组用户分配重新进入目标基站的测量机会和资源，普通群组用户有序连接到目标基站，至此，整个切换算法完成。
[0030]图5所示为使用本发明中切换方法的群组内单个用户切换时延仿真图。从图中我们可以看到，很多群组用户由于使用传统的切换方法，在大量用户切换时产生了大量的碰撞，导致了更高的切换时延，而使用本发明中的切换方法能够避免大量用户产生切换碰撞，降低切换时延。
[0031]以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明小区切换方法权利要求所限定的范围。
【权利要求】
1.一种适于TD-LTE公网集群系统的小区切换方法，其中小区内包括普通群组用户MS、桥梁群组用户BNS及源基站BS1，小区外设置有目标基站BS2，其特征在于，所述小区切换方法包括以下步骤: 101、当普通群组用户MS接收到源基站BSl的信号强度值小于门限值Ml时，则普通群组用户MS发送集群切换请求给源基站BSl，该源基站BSl根据接收到的集群切换请求，发送切换命令给桥梁群组用户BNS，并同时发送切换应答请求给普通群组用户MS，该切换应答请求包括普通群组用户MS连接到桥梁群组用户BNS的目标信道信息； 102、普通群组用户MS根据步骤101中接收到的切换应答请求发送测量连接请求给桥梁群组用户BNS，该桥梁群组用户BNS发送测量连接应答请求并提供测量信道给给普通群组用户MS，则桥梁群组用户BNS与普通群组用户MS构成一个临时网络； 103、当步骤102中的桥梁群组用户BNS接收到源基站BSl的信号强度值小于门限值M2时，桥梁群组用户BNS断开和源基站BSl的连接，并向目标基站BS2发送接入控制请求，该目标基站BS2发送切换响应给桥梁群组用户BNS，桥梁群组用户BNS请求执行接入，该目标基站BS2则分配资源给桥梁群组用户BNS ； 104、步骤103中接入目标基站BS2的桥梁群组用户BNS请求目标基站BS2分配测量信道给普通群组用户MS，普通群组用户MS应答并请求目标基站BS2执行测量和连接，该目标基站BS2分配资源给普通群组用户MS实现数据帧的传送，完成普通用户的切换过程。
2.根据权利要求1所述的适于TD-LTE公网集群系统的小区切换方法，其特征在于:步骤102与步骤103中的桥梁群组用户与普通群组用户MS的连接网络是移动自组织网络，Wimax，或者 WLAN。
3.根据权利要求1所述的适于TD-LTE公网集群系统的小区切换方法，其特征在于:所述桥梁群组用户安装有至少两套收发器，允许同时在两个不同频率的网络进行通信。
【文档编号】H04W36/08GK103546930SQ201310522464
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】蒋青, 蒋毅, 贾娜, 张 浩, 谢飞, 何丹霞, 师彦静, 郑茂生 申请人:重庆邮电大学