一种移动终端最佳邻区预测实现方法及系统与流程

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及的是一种移动终端最佳邻区预测实现方法及系统。

背景技术：

高速铁路的普及，大大方便了人们的出行。但是随着高速列车的速度不断提高，人们发现高速列车内手机通话质量也在不断下降，特别是当速度超过200公里/小时，经常出现掉网、掉话、无法通话、通话断续、通话杂音、上网速度慢等问题。其中一个主要原因是手机高速移动引起的服务小区频繁切换、乒乓切换和无效切换。这些问题可以通过优化网络覆盖来改善，如建设高铁专网，同时需要对移动终端进行优化，特别是网络覆盖还没有完全优化时，对移动终端进行优化显得更为重要。

现有的移动终端一般只对服务小区和邻区的信号进行测量并上报给基站，由基站决定是否进行切换及如何切换。现有的移动终端一般不能根据自身的运动状态预测下一个最佳服务小区。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种移动终端最佳邻区预测实现方法及系统，旨在解决现有技术中移动终端不能根据自身的运动状态预测下一个最佳服务小区的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种移动终端最佳邻区预测实现方法，其中，所述方法包括以下步骤：

A、获取移动终端的当前移动速度，并判断当前移动速度是否大于预先设置的第一速度阈值；

B、若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则获取与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；

C、获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

所述移动终端最佳邻区预测实现方法，其中，所述步骤B具体包括：

B1、若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则判断移动终端的GPS信号是否可用；

B2、当移动终端的GPS信号可用时，则获与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并根据θ=arccos（fd*c）/（f*v）获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；其中，θ为移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角，fd为移动终端与基站之间的多普勒频移，c为电磁波传播速度，f为基站的当前下行工作频率，v为移动终端的当前移动速度。

所述移动终端最佳邻区预测实现方法，其中，所述步骤B2之后还包括：

B3、当移动终端的GPS信号不可用时，则获取每一基站相对于移动终端的基站信号变化斜率，并获取基站信号变化斜率为大于或等于0的基站。

所述移动终端最佳邻区预测实现方法，其中，所述步骤C具体包括：

C1、当移动终端的GPS信号可用时，则判断是否有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站；

C2、若有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；

C3、若有基站的信号强度小于所述第一信号强度阈值且大于预设的第二信号强度阈值、移动终端的当前移动速度大于预先设置的第二速度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；其中，所述第二信号强度阈值小于所述第一信号强度阈值，所述第二速度阈值大于第一速度阈值。

所述移动终端最佳邻区预测实现方法，其中，所述步骤C中还包括：

C4、当移动终端的GPS信号不可用时，则获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角小于90°、且基站的信号强度为最大值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

一种移动终端最佳邻区预测实现系统，其中，所述系统包括：

速度获取判断模块，用于获取移动终端的当前移动速度，并判断当前移动速度是否大于预先设置的第一速度阈值；

夹角及信号强度获取模块，用于若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则获取与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；

上报互联模块，用于获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

所述移动终端最佳邻区预测实现系统，其中，所述夹角及信号强度获取模块具体包括：

第一判断单元，用于若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则判断移动终端的GPS信号是否可用；

夹角获取单元，用于当移动终端的GPS信号可用时，则获与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并根据θ=arccos（fd*c）/（f*v）获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；其中，θ为移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角，fd为移动终端与基站之间的多普勒频移，c为电磁波传播速度，f为基站的当前下行工作频率，v为移动终端的当前移动速度。

所述移动终端最佳邻区预测实现系统，其中，所述夹角及信号强度获取模块还包括：

基站信息获取单元，用于当移动终端的GPS信号不可用时，则获取每一基站相对于移动终端的基站信号变化斜率，并获取基站信号变化斜率为大于或等于0的基站。

所述移动终端最佳邻区预测实现系统，其中，所述上报互联模块具体包括：

第二判断单元，用于当移动终端的GPS信号可用时，则判断是否有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站；

第一互联单元，用于若有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；

第二互联单元，用于若有基站的信号强度小于所述第一信号强度阈值且大于预设的第二信号强度阈值、移动终端的当前移动速度大于预先设置的第二速度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；其中，所述第二信号强度阈值小于所述第一信号强度阈值，所述第二速度阈值大于第一速度阈值。

所述移动终端最佳邻区预测实现系统，其中，所述上报互联模块还包括：

第三互联单元，用于当移动终端的GPS信号不可用时，则获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角小于90°、且基站的信号强度为最大值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

本发明所提供的移动终端最佳邻区预测实现方法及系统，方法包括：获取移动终端的当前移动速度，并判断当前移动速度是否大于预先设置的第一速度阈值；若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则获取与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。本发明实现了移动终端在高速运动的过程中，智能预测下一个最佳邻区，仅将最佳邻区的测量结果上报给对应基站，保证切换后基站能提供较长的服务时间，以减少前后小区乒乓切换、及侧向小区无序无效切换。

附图说明

图1为本发明所述移动终端最佳邻区预测实现方法较佳实施例的流程图。

图2为典型的铁路沿线的基站小区及其信号分布示意图。

图3为本发明所述移动终端最佳邻区预测实现系统较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种移动终端最佳邻区预测实现方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明所述移动终端最佳邻区预测实现方法较佳实施例的流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、获取移动终端的当前移动速度，并判断当前移动速度是否大于预先设置的第一速度阈值；

步骤S200、若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则获取与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；

步骤S300、获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

当高速列车内的移动终端随着列车高速移动时，移动终端的服务小区在不断地切换。图2是典型的铁路沿线的基站小区及其信号分布示意图，其中Ø是终端运行方向与基站小区的夹角（Ø1为移动终端与基站1的连线和移动终端运动所在方向线的夹角，Ø2为移动终端与基站2的连线和移动终端运动所在方向线的夹角，Ø3为移动终端与基站3的连线和移动终端运动所在方向线的夹角，Ø4为移动终端与基站4的连线和移动终端运动所在方向线的夹角）。Ø大于90度表示该移动终端正在远离该基站，该基站能够提供的服务时间已经所剩不多；Ø小于90度表示该移动终端正在靠近该基站，该基站能够提供的服务时间相对还比较多，且Ø越小表示终端的运行路径越靠近该基站小区，也就表示该基站小区能够提供的服务时间越长、服务范围越广。

当基站的服务小区发起切换时，现有的移动终端一般会切换到信号强度最强的邻区，而没有考虑该基站能否提供较长的服务时间。本发明的实施例中综合考虑邻区的信号强度和能提供的服务时间筛选出最佳邻区，仅将该最佳邻区的测量结果上报给对应的基站，当基站的服务小区发起切换时，移动终端只能切换到最佳邻区，保证切换后目标小区能够提供较长的服务时间，减少切换次数。

优选的，所述步骤S200具体包括：

步骤S201、若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则判断移动终端的GPS信号是否可用；

步骤S202、当移动终端的GPS信号可用时，则获取与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并根据θ=arccos（fd*c）/（f*v）获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；其中，θ为移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角，fd为移动终端与基站之间的多普勒频移，c为电磁波传播速度，f为基站的当前下行工作频率，v为移动终端的当前移动速度。

多普勒频移公式为fd=(f *v*cosθ)/c，其中fd为移动终端与基站之间的多普勒频移，c为电磁波传播速度，f为基站的当前下行工作频率，v为移动终端的当前移动速度，θ为移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角。故可根据多普勒频移公式推导得到θ=arccos（fd*c）/（f*v），并根据θ=arccos（fd*c）/（f*v）获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角。在已知基站的当前下行工作频率f和电磁波传播速度c，只要测出多普勒频移fd和移动终端的当前移动速度v，就可以计算出移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角θ。

进一步的，所述步骤S202之后还包括：

步骤S203、当移动终端的GPS信号不可用时，则获取每一基站相对于移动终端的基站信号变化斜率，并获取基站信号变化斜率为大于或等于0的基站。

当GPS信号不可用时，则通过测量基站信号的变化趋势来估计移动终端运行方向与基站的夹角Ø(Ø与θ表示相同的参数)是大于90度还是小于90度。基站信号变化斜率为正值，表示移动终端运行方向与该基站的夹角Ø小于90度；基站信号变化斜率为负值，表示移动终端运行方向与该基站小区的夹角Ø大于90度。

优选的，所述步骤S300具体包括：

步骤S301、当移动终端的GPS信号可用时，则判断是否有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站；

步骤S302、若有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；

步骤S303、若有基站的信号强度小于所述第一信号强度阈值且大于预设的第二信号强度阈值、移动终端的当前移动速度大于预先设置的第二速度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；其中，所述第二信号强度阈值小于所述第一信号强度阈值，所述第二速度阈值大于第一速度阈值。

具体实施时，所述第一速度阈值可设置为200公里/小时，所述第二速度阈值可设置为300公里/小时。

步骤S303采用的是一种高速弱信号驻留机制，移动终端选择信号强度大于第二信号强度阈值而小于第一信号强度阈值的、且夹角Ø最小的邻区作为潜在的最佳邻区，并仅将该潜在的最佳邻区的测量结果上报给当前的基站；其他情况下不进行最佳邻区预测，按照现有的规则上报测量结果。上述高速弱信号驻留机制的目的是为了进一步减少切换次数。当移动终端高速移动时，接收到的基站的信号变化很快，可能有潜在的最佳邻区：其夹角Ø更小，不过由于其信号强度略小于第一信号强度阈值而不能成为最佳邻区，但有可能在极短的时间内达到第一信号强度阈值而成为最佳邻区。同时当前基站虽然信号比较弱但还可以维持一段时间，因此在极短的时间后潜在的最佳邻区就有可能成为最佳邻区，因为其夹角Ø更小，能提供的服务时间更长，从而减少切换次数。

优选的，所述步骤S300中还包括：

步骤S304、当移动终端的GPS信号不可用时，则获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角小于90°、且基站的信号强度为最大值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

可见，本发明实现了移动终端在高速运动的过程中，智能预测下一个最佳邻区，仅将最佳邻区的测量结果上报给对应基站，保证切换后基站能提供较长的服务时间，以减少前后小区乒乓切换、及侧向小区无序无效切换。

基于上述方法实施例，本发明还提供一种移动终端最佳邻区预测实现系统。如图3所示，所述移动终端最佳邻区预测实现系统包括：

速度获取判断模块100，用于获取移动终端的当前移动速度，并判断当前移动速度是否大于预先设置的第一速度阈值；

夹角及信号强度获取模块200，用于若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则获取与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；

上报互联模块300，用于获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

优选的，在所述移动终端最佳邻区预测实现系统中，所述夹角及信号强度获取模块200具体包括：

第一判断单元，用于若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则判断移动终端的GPS信号是否可用；

夹角获取单元，用于当移动终端的GPS信号可用时，则获与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并根据θ=arccos（fd*c）/（f*v）获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；其中，θ为移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角，fd为移动终端与基站之间的多普勒频移，c为电磁波传播速度，f为基站的当前下行工作频率，v为移动终端的当前移动速度。

优选的，在所述移动终端最佳邻区预测实现系统中，所述夹角及信号强度获取模块200还包括：

基站信息获取单元，用于当移动终端的GPS信号不可用时，则获取每一基站相对于移动终端的基站信号变化斜率，并获取基站信号变化斜率为大于或等于0的基站。

优选的，在所述移动终端最佳邻区预测实现系统中，所述上报互联模块300具体包括：

第二判断单元，用于当移动终端的GPS信号可用时，则判断是否有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站；

第一互联单元，用于若有基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；

第二互联单元，用于若有基站的信号强度小于所述第一信号强度阈值且大于预设的第二信号强度阈值、移动终端的当前移动速度大于预先设置的第二速度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，则将移动终端的连接请求上报至该基站；其中，所述第二信号强度阈值小于所述第一信号强度阈值，所述第二速度阈值大于第一速度阈值。

优选的，在所述移动终端最佳邻区预测实现系统中，所述上报互联模块300还包括：

第三互联单元，用于当移动终端的GPS信号不可用时，则获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角小于90°、且基站的信号强度为最大值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。

综上所述，本发明所提供的移动终端最佳邻区预测实现方法及系统，方法包括：获取移动终端的当前移动速度，并判断当前移动速度是否大于预先设置的第一速度阈值；若当前移动速度大于所述第一速度阈值时，则获取与移动终端的距离小于预设的间距阈值的基站，并获取移动终端与每一基站的连线分别和移动终端运动所在方向线的夹角，以及每一基站的信号强度；获取基站的信号强度大于所述第一信号强度阈值、且移动终端与基站的连线和移动终端运动所在方向线的夹角为多个夹角中的最小值的基站，并将移动终端的连接请求上报至该基站。本发明实现了移动终端在高速运动的过程中，智能预测下一个最佳邻区，仅将最佳邻区的测量结果上报给对应基站，保证切换后基站能提供较长的服务时间，以减少前后小区乒乓切换、及侧向小区无序无效切换。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，程序在执行时，可包括上述各方法的实施例的流程。其中的存储介质可以为磁碟、光盘、只读存储记忆体（ROM）或随机存储记忆体（RAM）等。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。