专利名称：一种无线移动通信系统中的切换的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种无线移动通信系统中的切换方法和系统。
背景技术：
无线移动通信系统一般包含BS(基站)和MS(移动终端)两个基本组成部分。BS和MS间的相互通信不是通过有线通道实现的，而是以无线方式通过无线收发信机发射和接收电磁波实现通信。每个无线收发信机都有一定的覆盖范围，如果超出了这个覆盖范围，BS和MS间的通信就会中断。
一个BS在其覆盖范围内可以和多个MS进行通信，BS发送给MS的信号称为下行信号，MS发送给BS的信号称为上行信号。每个BS的覆盖范围有限，但是多个BS以一定的规则联系在一起就可以构成一个覆盖较大范围的无线通信网。
在无线通信网内，由于MS是可移动的，而BS是固定不动的，所以，当MS移动穿过不同BS的覆盖区域时，MS会不断的更换与其通信的BS，以保证通信的连续性，这一过程称为切换。
当MS或者BS检测到信号满足一定的切换条件时，即可发起切换。切换又可分为硬切换和软切换等不同形式。硬切换过程为在检测到相邻小区中有合适的目标小区时，断开与原有小区的连接，然后建立与目标小区的连接。硬切换对同频小区、异频小区、系统间等切换情况均适用。由于硬切换在与目标小区连接前先断开与原小区的连接，所以，硬切换有可能引起掉话。软切换过程需要同时建立与多个小区的连接。软切换不会引起掉话，以占用更多资源为代价享有分集增益。
硬切换由于其适用范围广，实现简单，在各通信系统中广为应用。如何减少切换过程中的掉话率，加快硬切换进程已成为硬切换的关键技术之一。
硬切换中的切换判决算法和目标小区选择方法各异，切换性能也各不相同。切换判决算法中，可以设置不同的判决依据，判决依据主要是上行和下行信号的传输质量。信号传输质量的衡量参数可以是信躁比，误码率等等。另外，也可以用无线路径上的传输损耗以及边缘地域的传播时延等作为判决依据。
硬切换的实现过程主要包括如下3个步骤步骤1、测量和上报过程。在进行切换之前，MS先进行各小区的测量，测量时MS先搜索相邻小区的同步信道或前导码，并根据BS下发的命令进行下行同步，测量信道质量。
步骤2、切换判决过程。即根据测量结果和网络情况综合判断是否应该进行切换和如何进行切换的过程。目前的判决算法是在MS的邻小区的信号传输质量满足预定门限值时，该邻小区成为候选目标小区。将原服务小区的信号传输质量以及候选目标小区的信号传输质量跟一定门限进行比较，满足一定的条件就可以由原小区切换到目标小区。门限可以为绝对门限，也可以为相对门限，由小区系统广播消息下发。上述目标小区步骤3、执行切换过程。终端切断其与原小区的链路，并与目标小区建立同步，建立新的无线链路连接。
目前，在确定MS的候选目标小区时，只要MS邻小区的切换判决参数达到固定门限，该邻小区即可以作为候选目标小区。
但是，在实际环境中，由于MS的运动速度和运动方向不同，MS不但会远离原服务小区，同时还会远离某个或某些邻小区，并逐渐靠近某个或某些邻小区，如果MS正在远离的邻小区的切换判决参数暂时达到了预定门限，该邻小区会成为候选目标小区，从而在切换时，可能会成为MS的新的服务小区，而由于MS的运动方向正在远离这个新的服务小区，使MS仍然需要继续进行切换，从而造成乒乓切换现象，浪费了系统资源。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种无线移动通信系统中的切换方法和系统，通过从移动终端正在靠近的邻小区中选取移动终端的目标小区，有效避免了频繁切换的现象，保证了切换完成后移动终端的本小区信号传输质量。
为达到上述目的，本发明提供的一种无线移动通信系统中的切换方法，包括a、获取移动终端各相邻小区的信号传输参数值；b、根据各相邻小区的信号传输参数值的变化确定各相邻小区中移动终端正在靠近的相邻小区；c、根据所述移动终端正在靠近的相邻小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。
所述信号传输参数为信号传输质量和/或下行信号接收时延。
所述步骤a具体包括定时获取移动终端的各相邻小区的信号传输参数值。
所述信号传输参数为下行信号接收时延，且所述步骤a具体包括根据闭环同步过程获取移动终端的各相邻小区的信号传输参数值；或根据移动终端接收的各相邻小区基站的前导信号的时间开环确定各相邻小区基站的下行信号接收时延。
所述步骤b具体包括根据移动终端接收到的各相邻小区的信号传输参数值分别在不同时刻的变化趋势确定移动终端正在靠近的相邻小区。
所述步骤a还包括
a1、定时获取移动终端的本小区的信号传输参数值。
所述信号传输参数为下行信号接收时延，且所述步骤a1具体包括根据闭环同步过程获取移动终端的本小区的下行信号接收时延；或根据移动终端接收的本小区基站的前导信号的时间开环确定本小区基站的下行信号接收时延。
所述步骤b具体包括根据各时刻中移动终端接收到的各相邻小区的信号传输参数值分别与本小区的信号传输参数值之差的变化趋势确定移动终端正在靠近的相邻小区。
所述步骤c具体包括根据预定门限从所述移动终端正在靠近的相邻小区中确定移动终端的候选目标小区；根据所述候选目标小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。
所述方法还包括移动终端根据其接收的本小区基站与各相邻小区基站的前导信号的时间差开环确定各相邻小区基站与本小区基站的下行信号接收时延差；根据所述下行信号接收时延差与各相邻小区同步。
本发明还提供一种无线移动通信系统中的切换系统，包括获取信号传输参数模块获取移动终端各相邻小区的信号传输参数值，并传输至确定靠近的相邻小区模块；确定靠近的相邻小区模块根据其接收的各相邻小区的信号传输参数值的变化确定移动终端正在靠近的相邻小区；判决及切换模块根据所述移动终端正在靠近的相邻小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。
通过上述技术方案的描述可知，本发明能够根据移动终端的本小区、邻小区的下行信号传输质量、下行信号传输时延等信号传输参数变化趋势的预估计方法来确定移动终端的运动方向和运动速度，进而确定移动终端正在远离本小区、且移动终端正在靠近的邻小区，通过从移动终端正在靠近的邻小区中选取移动终端的候选目标小区，能够使切换判决参数达到预定门限、且信号传输质量稳定上升的邻小区成为移动终端的目标小区，避免了移动终端正在远离的但是其切换判决参数暂时达到预定门限的邻小区成为移动终端目标小区的现象，从而保证了切换完成后移动终端的本小区信号传输质量，有效避免了频繁切换的现象；本发明的移动终端能够以开环同步方式根据其记录的本小区与相邻小区的下行信号传输时延差自主确定其与目标小区的同步参数，简化了同步的过程；本发明能够广泛适用于Wimax、CDMA、TD-SCDMA等各种无线移动通信系统；从而通过本发明提供的技术方案实现了提高系统资源利用率的目的。
图1是本发明的无线移动通信系统中的切换系统示意图。
具体实施例方式
如果能够预先估计出移动终端的运动方向，确定移动终端正在靠近的相邻小区，并且从移动终端正在靠近的相邻小区中选取移动终端的目标小区，则能够避免将一些移动终端正在远离的但是其切换判决参数暂时达到预定门限的相邻小区切换为移动终端目标小区的现象，从而能够有效避免频繁切换的现象，保证了切换完成后移动终端的服务小区信号传输质量。
因此，本发明的核心是获取移动终端各相邻小区的信号传输参数值，根据各相邻小区的信号传输参数值的变化确定各相邻小区中移动终端正在靠近的相邻小区，根据所述移动终端正在靠近的相邻小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。
下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
本发明可广泛适用于各种无线通信系统中，如在Wimax、CDMA、TD-SCDMA等无线通信系统中都可以适用。本发明的信号传输参数可以为信号传输质量，也可以为下行信号接收时延。
当移动终端远离本小区，向某个相邻小区或某些相邻小区靠近时，移动终端的本小区的下行信号接收时延RTD必然在上升，移动终端的某相邻小区的下行信号接收时延RTD会有下降趋势。根据移动终端的各相邻小区的下行信号接收时延的变化趋势，可以估计出移动终端运动的方向和速度，如下行信号接收时延呈下降趋势、且下降速度迅速的相邻小区必然是移动终端正在靠近的小区，应该将移动终端正在靠近、且小区信号传输质量等切换判决参数达到切换判决门限的相邻小区作为移动终端的候选目标小区，移动终端正在远离的相邻小区，即使该相邻小区的信号传输质量等切换判决参数暂时达到切换判决门限，也不应将其作为移动终端的候选目标小区。从而排除了将移动终端正在远离的相邻小区切换为移动终端的目标小区的可能性，避免了乒乓切换的现象。
上述描述中可通过预定门限等方法来确定相邻小区的下行信号接收时延的下降速度是否为迅速下降。
同理，当移动终端远离本小区，向某个相邻小区或某些相邻小区靠近时，移动终端的本小区的信号传输质量必然在下降，移动终端的某相邻小区的信号传输质量会有上升趋势。根据各相邻小区的信号传输质量的变化趋势，可以估计出移动终端运动的方向和速度。信号传输质量呈上升趋势、且上述速度迅速的相邻小区必然是移动终端正在靠近的小区，应该将移动终端正在靠近、且小区信号传输质量等切换判决参数达到切换判决门限的相邻小区作为移动终端的候选目标小区，移动终端正在远离的相邻小区，即使该相邻小区的信号传输质量等切换判决参数暂时达到切换判决门限，也不应将其作为移动终端的候选目标小区。从而排除了将移动终端正在远离的相邻小区切换为移动终端的目标小区的可能性，避免了乒乓切换的现象。
上述描述中同样可以通过预定门限等方法来确定相邻小区的信号传输质量的上升速度是否为迅速上升。
上述各相邻小区的信号传输参数的变化趋势可以为信号传输参数值逐渐变大或逐渐变小，信号传输参数值变化速度的快慢等。信号传输参数值变化速度的快慢可通过预定门限等方法来确定。信号传输参数的变化趋势可以主要通过如下两种方式来确定。
方式一定时确定各相邻小区的信号传输参数分别在不同时刻的变化量，如相邻小区i在时刻1的信号传输参数为数值1，在时刻2的信号传输参数为数值2，在时刻3的信号传输参数为数值3，则相邻小区i的信号传输参数变化量为数值1与数值2的差、数值1与数值3的差。根据各相邻小区的信号传输参数分别在不同时刻的变化量来确定信号传输参数的变化趋势，方式二定时确定各相邻小区的信号传输参数在同一时刻与本小区的信号传输参数的变化量，如在时刻1，本小区的信号传输参数为数值11、相邻小区i的信号传输参数为数值1，在时刻2，本小区的信号传输参数为数值22、相邻小区i的信号传输参数为数值2，在时刻3，本小区的信号传输参数为数值33、相邻小区i的信号传输参数为数值3，则相邻小区i的信号传输参数变化量为数值11与数值1的差、数值22与数值2的差、数值33与数值3的差。根据各相邻小区的信号传输参数在同一时刻与本小区的信号传输参数的变化量来确定信号传输参数的变化趋势。
当各相邻小区的信号传输参数为下行信号接收时延RTD时，获取移动终端的相邻小区的下行信号接收时延RTD的方法有两种方法一根据闭环同步过程中相邻小区基站下发的命令来确定相邻小区的下行信号接收时延RTD。
方法二根据开环同步过程中移动终端定时接收的相邻小区的前导信号的时间来确定相邻小区下行信号接收时延RTD。
在同步系统中，各基站下行信号发送是同步的，并且上下行帧转换也同步。但由于终端与各基站的距离不同，收到下行信号的时间也不同，发送上行信号，不同基站收到的时间也不同，因此，在实现切换的过程中，需要移动终端与相邻各基站的小区同步。
本发明可以在移动终端与各相邻小区同步的过程中使用开环同步的方法首先，移动终端接收本小区基站的前导信号和各相邻小区基站的前导信号，通过记录相邻小区i与来自本小区基站的下行信号的时延差ti，开环实现下行信号同步，如移动终端接收到邻小区i比本小区下行信号晚ti，则移动终端发送到该邻小区i的上行信号需要比发送到本小区上行信号提前2×ti。这样，移动终端不需要基站反馈同步调整命令，即能够以开环方式取得与目标小区的同步参数。简化了移动终端在切换过程中的同步方法。
移动终端需要不断地测量本小区和各相邻小区的下行信号接收时延差，以保持与各相邻小区的开环同步，同时可根据测量的本小区和各相邻小区的下行信号接收时延差来进行确定移动终端正在靠近的小区的过程。
本发明提供的无线移动通信系统中的切换系统如附图1所示。
在图1中，本发明的切换系统包括获取信号传输参数模块、确定靠近的相邻小区模块、判决及切换模块。
获取信号传输参数模块主要用于获取移动终端的各相邻小区的信号传输参数值，并传输至确定靠近的相邻小区模块。获取信号传输参数模块也可以同时获取移动终端的本小区及各相邻小区的信号传输参数值，并传输至确定靠近的相邻小区模块。
获取信号传输参数模块还可以实现移动终端与各相邻小区同步的过程，获取信号传输参数模块可采用闭环同步或开环同步的方法实现移动终端与各相邻小区的同步过程。获取信号传输参数模块在采用开环同步的方法实现移动终端与各相邻小区的同步过程如上述实施例切换方法中的描述，在此不再详细描述。
确定靠近的相邻小区模块在接收到获取信号传输参数模块传输来的移动终端的各相邻小区的信号传输参数值时，可根据各相邻小区的信号传输参数分别在不同时刻的变化量，确定移动终端正在靠近的小区；确定靠近的相邻小区模块在接收到获取信号传输参数模块传输来移动终端的本小区和各相邻小区的信号传输参数值时，可根据在同一时刻各相邻小区与本小区的信号传输参数之差的变化量，确定移动终端正在靠近的相邻小区，并将移动终端正在靠近的相邻小区的信息传输至判决及切换模块。
确定靠近的相邻小区模块确定移动终端正在靠近的相邻小区的过程与上述方法中的描述过程相同，在此不再详细描述。
判决及切换模块根据其接收的移动终端正在靠近的相邻小区信息、切换判决门限确定移动终端的候选目标小区，如将移动终端正在靠近、且小区信号传输质量达到切换判决门限的相邻小区作为移动终端的候选目标小区，这样，对于移动终端正在远离的相邻小区，即使该相邻小区的信号传输质量暂时达到切换判决门限，本发明的判决及切换模块也不会将其作为移动终端的候选目标小区。在确定移动终端的候选目标小区后，判决及切换模块根据切换算法实现移动终端的判决及切换过程。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。
权利要求
1.一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，包括a、获取移动终端各相邻小区的信号传输参数值；b、根据各相邻小区的信号传输参数值的变化确定各相邻小区中移动终端正在靠近的相邻小区；c、根据所述移动终端正在靠近的相邻小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。
2.如权利要求1所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述信号传输参数为信号传输质量和/或下行信号接收时延。
3.如权利要求1或2所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述步骤a具体包括定时获取移动终端的各相邻小区的信号传输参数值。
4.如权利要求3所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述信号传输参数为下行信号接收时延，且所述步骤a具体包括根据闭环同步过程获取移动终端的各相邻小区的信号传输参数值；或根据移动终端接收的各相邻小区基站的前导信号的时间开环确定各相邻小区基站的下行信号接收时延。
5.如权利要求3所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述步骤b具体包括根据移动终端接收到的各相邻小区的信号传输参数值分别在不同时刻的变化趋势确定移动终端正在靠近的相邻小区。
6.如权利要求3所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述步骤a还包括a1、定时获取移动终端的本小区的信号传输参数值。
7.如权利要求6所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述信号传输参数为下行信号接收时延，且所述步骤a1具体包括根据闭环同步过程获取移动终端的本小区的下行信号接收时延；或根据移动终端接收的本小区基站的前导信号的时间开环确定本小区基站的下行信号接收时延。
8.如权利要求6所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述步骤b具体包括根据各时刻中移动终端接收到的各相邻小区的信号传输参数值分别与本小区的信号传输参数值之差的变化趋势确定移动终端正在靠近的相邻小区。
9.如权利要求1或2所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述步骤c具体包括根据预定门限从所述移动终端正在靠近的相邻小区中确定移动终端的候选目标小区；根据所述候选目标小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。
10.如权利要求7所述的一种无线移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述方法还包括移动终端根据其接收的本小区基站与各相邻小区基站的前导信号的时间差开环确定各相邻小区基站与本小区基站的下行信号接收时延差；根据所述下行信号接收时延差与各相邻小区同步。
11.一种无线移动通信系统中的切换系统，其特征在于，包括获取信号传输参数模块获取移动终端各相邻小区的信号传输参数值，并传输至确定靠近的相邻小区模块；确定靠近的相邻小区模块根据其接收的各相邻小区的信号传输参数值的变化确定移动终端正在靠近的相邻小区；判决及切换模块根据所述移动终端正在靠近的相邻小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。
全文摘要
本发明提供一种无线移动通信系统中的切换方法和系统，其方法的核心为获取移动终端各相邻小区的信号传输参数值，根据各相邻小区的信号传输参数值的变化确定各相邻小区中移动终端正在靠近的相邻小区，根据所述移动终端正在靠近的相邻小区确定移动终端的目标小区，并进行移动终端的切换判决及切换过程。本发明能够确定移动终端的运动方向和运动速度，通过从移动终端正在靠近的邻小区中选取移动终端的目标小区，保证了切换完成后移动终端的本小区信号传输质量，有效避免了频繁切换的现象；本发明适用范围广泛，实现方法简单；从而实现了提高系统资源利用率的目的。
文档编号H04W36/00GK1889770SQ200510081628
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月29日 优先权日2005年6月29日
发明者朱静宁 申请人:华为技术有限公司