专利名称：将移动终端切换到目标小区的方法、无线通信系统和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，更具体地，涉及在无线通信系统中移动终端到目标小区的切换。
背景技术：
随着智能电话的广泛使用，数据业务随着时间和空间的变化呈现出潮汐效应。而网络技术从第三代数字通信(简称3G)技术已经发展到第四代数字通信(简称4G)技术，来满足人们对更快、更多地传输数据量以及多种业务的需求。CDMA EVDO技术是第三代移动通信(简称3G)技术之一，其具有较高的数据吞吐量，能够提供高速的数据服务，是用于数据服务的良好的技术。在3GPP2标准中，EVDO也称为HRPD。而LTE技术是4G移动通信主流技术，在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率，改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。·在城市商业区、机场、火车站或公交车站等热点地区的移动设备的高密度使用，使得通过热点覆盖来提高通信质量成为必要。随着人们对容量需求的进一步增加，在目前的蜂窝式移动通信系统中，主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微微蜂窝(在本发明的实施例中，会将二者综合起来泛指为微小区，英文即Pico cell，与宏小区相对应)以提供更多的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决网络内的“盲点”和“热点”，来提高网络容量。微小区半径较宏小区小得多，可提供非常高的业务容量。微小区一般覆盖半径大约为
O.Ikm 1km。微微蜂窝典型的小区半径在O. 01 O. Ikm之间，通常小于50m。微小区解决方案能够成本有效地扩展无线网络覆盖和容量，而同时从移动运营商的宏网络卸载语音和数据业务量。通过灵活地部署在家庭、企业和城市热点区域中，并向居民、企业和城市热点提供专用服务，微小区可以提高数据业务吞吐量和语音容量。随着LTE技术的发展，可以采用LTE技术来作为热点覆盖。既然在大多数情况下，LTE (其工作频率通常为2. 4G或5. 8G)比EVDO (工作频率通常为800M等)工作的频率更高，以及其覆盖区域更小，因此LTE小区也可以看作一种类型的微小区。同时，使用EVDO技术的微小区对于由于政策和技术风险不想要很快部署LTE载波的热点覆盖也是有吸引力的。一些研究集中于在小区边缘和中心部署小的小区。研究显示，与小区中心微小区排列相比，小区边缘部署能够提供更好的性能。例如，图I示出了典型的宏小区中的多微小区部署，其中具有19个小区/57个扇区，在该部署中每个扇区4个微小区(覆盖半径在100米内，以三角示出)在小区边缘来部署，宏到宏站点距离1732米，微微到宏站点距离700米。对于本领域技术人员而言,宏小区可使用EVDO技术,而微小区也可使用EVDO或LTE技术。图2示出典型的微小区和宏小区混杂部署情境，其中宏小区和微小区均由运营商来管理。如图2所示，微小区通常部署在宏小区边缘。如果移动终端(MS)进入微小区覆盖区域，则其同时可检测到来自相邻宏小区的导频。
图3例示了在图2中所示的情境中切换的示意图。为了清楚说明存在的问题，假定微小区的半径是50米。如果移动终端以50公里/小时从A经B向C(A、B和C在图中从右到左排列)移动，移动终端将在该微小区最多停留7(即2 * 50/(50/3. 6) = 7)秒。在多数情况下，实际上它仅在微小区停留5秒之内。如果微小区和宏小区均是基于EVDO的，则切换时间将是300ms。如果微小区是基于LTE而宏小区是基于EVDO的，情况将更糟。EVDO与LTE之间的非优化的切换时间将花费大约6-8秒。而微小区的覆盖非常受局限，这意味着该移动终端在完成切换到微小区之前将离开该LTE的微小区覆盖。因此，如果移动终端移动到B点进入到微小区，就开始将移动终端向微小区切换，则很可能在切换完成之前移动终端已经移动到C点，此时已经离开该微小区，则移动终端又要开始切换到另外的微小区，从而造成频繁切换问题。太多的切换信令将浪费空中接口以及回程资源。而频繁的切换也会导致信令过载以 及呼叫掉话率显著的问题，使得用户的通话体验较差。这种问题在移动终端高速运动时尤为显著，例如具有许多乘客的火车或快速公交沿着通过宏和微小区覆盖的街区的街道驶过时。但是此种场景下不加选择地暂缓执行切换也会带来一些问题，例如可能带来吞吐量下降和掉话率升高等问题。因此，本领域迫切需要一种能够有效利用小的小区的高速传输而不造成频繁的切换的切换方法。
发明内容
为此，本发明提出基于位置信息的辅助移动性管理机制，其尝试使用诸如位置、速度(对于本领域技术人员而言，速度是位置的函数，因此速度可看作是位置信息的一种)、位置因子和/或位置影响因子等与位置相关的参数的位置信息来帮助切换。这在微-宏小区混杂的部署情境中特别有用。根据本发明的一个方面，提供一种用于将移动终端切换到目标小区的方法，所述目标小区包括微小区，该方法可包括在基站处针对激活集中的各个目标候选小区确定移动终端的位置信息；以及基于所述移动终端的位置信息参考所述激活集中的目标候选小区的导频强度决策到所述目标候选小区的切换。优选地，所述决策步骤可以进一步包括预测所述移动终端是否处于所述激活集中的目标候选小区的中间区域；如果预测所述移动终端处于所述目标候选小区的中间区域，则比较预测处于其中间区域的所述目标候选小区的导频强度；以及基于所述目标候选小区的导频强度，决策从所述原服务小区到具有最强导频强度的目标候选小区的切换。优选地，所述预测所述移动终端是否处于目标候选小区的中间区域的步骤可进一步包括预测在预定的驻留时间之后所述移动终端的位置；确定在所述驻留时间之后所述移动终端与目标候选小区的相对位置；以及基于该相对位置确定所述移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域。优选地，所述确定所述移动终端与目标候选小区的相对位置的步骤可进一步包括基于如下等式来确定所述移动终端与目标候选小区的相对位置Lf = L/R，其中，Lf为位置因子，L为移动终端与目标基站之间的距离，而R为目标候选小区的半径。
优选地，确定所述移动终端与目标候选小区的相对位置的步骤可进一步包括确定所述移动终端的第一位置和第二位置；计算所述移动终端的速度；预测在预定的驻留时间之后所述移动终端的第三位置；以及针对所述第三位置基于上述公式确定所述移动终端与目标候选小区的相对位置。优选地，预测所述移动终端是否处于目标候选小区的中间区域的步骤可进一步包括确定所述移动终端的位置；计算所述移动终端的速度；比较所述速度以及所述目标候选小区的直径与该小区的最小驻留时间之比；以及基于所述比较结果确定所述移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域。优选地，所述确定所述移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域的步骤可进一步包括如果所述位置因子大于预定阈值或所述速度大于上述比值，则确定所述移动终端处于目标候选小区的边缘或小区覆盖区域以外；否则，确定所述移动终端处于目标候选小区的中间区域。优选地，所述决策到所述目标候选小区的切换步骤可进一步包括针对激活集中的所述目标候选小区基于所述移动终端的位置信息确定位置影响因子，所述位置影响因子表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度；比较各个目标候选小区的导频强度与位置影响因子之差；以及决策切换到具有最大的导频强度与位置影响因子之差的目标候选小区。优选地，所述方法还可包括在基站处向所述移动终端发送包含针对激活集中的目标候选小区的所述移动终端的基于位置的导频强度调整信息的消息，其中所述导频强度调整信息基于所述移动终端的位置信息生成。根据本发明的另外的方面，提供了一种用于将移动终端切换到目标小区的方法，可包括在所述移动终端处接收来自基站的、指示针对激活集中的目标候选小区的基于位置的导频强度调整信息的消息，其中所述导频强度调整信息基于所述移动终端的位置信息生成，表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度；以及基于所述导频强度调整信息所述移动终端决策从所述原服务小区到目标候选小区的切换。优选地，所述决策所述原服务小区到目标候选小区的切换的步骤可以进一步包括基于综合导频强度最大准则从原服务小区切换到具有最大综合导频强度的目标候选切换小区。根据本发明的另外的方面，还提供一种基站，其可包括确定单元，用于确定移动终端的位置；计算单元，用于计算所述移动终端的包括位置因子或速度的位置信息；以及决策单元，用于基于所述移动终端的位置信息参考所述激活集中的目标候选小区的导频强度决策基于位置辅助的到所述目标候选小区的切换。优选地，所述计算单元还可被配置来计算所述移动终端的原位置因子以确定所述移动终端是否处于源服务小区的边缘或小区覆盖区域以外。优选地，所述计算单元还被配置比较所述速度与小区直径和预定的服务时间之比的大小以预测在预定的服务时间之后所述移动终端是否处于目标候选小区的中间区域。根据本发明的另外的方面，还提供一种移动终端，包括接收单元，用于接收来自基站的指示针对激活集中的目标候选小区的基于位置的导频强度调整信息的消息，其中所述导频强度调整信息基于所述移动终端的位置信息生成，表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度；解析单元，用于从所述消息中提取针对激活集中的目标候选小区的基于位置的导频强度调整信息；决策单元，用于基于所述导频强度调整信息决策基于位置辅助的到所述目标候选小区的切换。根据本发明的另外的方面，还包括一种计算机程序产品，其具有计算机可读的指令，当其在计算设备上运行时，被配置来执行如上所述的方法。在本发明的实施例中，通过引入基于位置信息的辅助切换机制，可以抑制可能出现的频繁切换问题，并且充分利用微小区的高速数据传输，还可以减少由于过多切换造成的掉话以改善用户体验，甚至还可以基于诸如速度的位置信息来进行负载平衡，例如高速移动终端将具有更多机会由宏小区来服务，而低速移动终端将更可能由微小区来服务。
根据结合附图进行的以下具体描述，将更加清楚地理解示例性实施例。图1-10表示非限制性、示例性实施例，其中·图I例示了现有技术中的典型的在宏小区中的多微小区部署；图2例示了现有技术中的典型的微小区和宏小区混杂部署情境；图3例示了在图2中所示的情境中进行切换的示意图；图4例示了根据本发明的实施例的位置因子的物理模型；图5例示了根据本发明的实施例的在通信网络中进行位置辅助切换决策的流程图。图6例示了根据本发明的实施例的在基站侧在位置判断的基础上进行位置辅助切换的决策的流程图；图7例示了根据本发明的实施例的基于位置因子的进行位置辅助切换策略的流程图；图8例示了根据本发明的实施例的基于速度的进行位置辅助切换策略的流程图；图9例示了根据本发明的实施例的在基站侧基于位置影响因子进行位置辅助切换的决策的流程图；图10例示了根据本发明的实施例的EVDO环境下根据本发明的实施例的在通信系统中执行移动终端辅助的位置辅助切换决策的流程图；图11例示了根据本发明的实施例的基站的框图；以及图12例示了根据本发明的实施例的移动终端的框图。
具体实施例方式现在参照附图更加完整地描述本发明的实施例，其中示出一些但并非所有本发明实施例。当然，本发明可通过许多不同形式实现，并且不应该理解为对这里阐述的实施例的限制；相反，提供这些实施例，从而本发明将满足适用的法律需求。其中类似标号指的是类似元素。还应注意，在一些备选实施例中，提出的功能/行为可能以与附图中所示的不同的顺序发生。例如，连续所示的两个图可实际上基本同时执行，或可有时候以相反顺序执行，这依据涉及的功能/行为。
除非相反定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的技术人员理解的相同含义。还应理解，术语(例如通用字典中定义的)应解释为具有与相关领域的环境中他们的含义一致的含义，并且不从理想化或过分形式化方面解释，除非这里明确定义。根据计算机存储器中的数据比特的操作的符号表示和软件或算法提供本发明的部分和相应细节描述。这些描述和表示是本领域技术人员借此向本领域其他技术人员有效传达他们工作内容的手段。作为这里使用的术语，以及正如其通常使用的，算法可认为是导致期望结果的步骤的自洽序列。步骤是需要物理操作物理量的那些步骤。通常，尽管不必要，这些量采用能存储、传送、组合、比较和操纵的光、电、或磁信号的形式。时常证明是方便 地，原理上为了通用，将这些信号称为比特、值、元素、符号、字、项、数字等。在以下描述中，将参照可作为程序模块或功能性处理(包括例程、程序、对象、组件、数据结果等，其执行特定任务或实现特定抽象数据类型，并且可在现有网络单元或控制节点处使用现有硬件实现)实现的操作的行为和符号表示(例如以流程图的形式)来描述示例性实施例。这样的现有硬件可包括一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、场可编程门阵列(FPGA)计算机等。然而，应记住，所有这些和类似术语与适当物理量相关，并且仅是应用于这些量的方便标签。除非特别阐述，或从讨论清楚的，例如“处理”或“计算”或“确定”或“决策”等的术语指的是计算机系统、或类似电子计算设备的行为和处理，其操作计算机系统的寄存器和存储器中的表示为物理、电子量的数据并将其变换为类似表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这样的信息存储装置、传输或显示设备中的物理量的其他数据。还应注意，本发明的软件实现的方面典型地在某种程序存储介质上编码，或在一些类型的传输介质上实现。程序存储介质可以是磁的(例如软盘或硬盘驱动器)或光的(例如压缩盘只读存储器或“CD R0M”)，并且可以是只读或随机存取。类似地，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤、或本领域已知的一些其他适当传输介质。本发明不受到任何给定方案的这些方面的限制。现有的切换方法基于从移动终端检测到的导频强度，该值由移动终端合并计算搜索窗内所有可用多径分量的E。/〗。而得到。例如，在基于EVDO技术的环境下，如果移动终端测量到前向链路上小区B的E。/〗。大于小区A的E。/〗。，该终端会尝试请求来自小区B的数据，则移动终端通过路由更新消息(例如EVDO中的Route Uupdate Message,简称RUM消息)来报告导频强度。还可以通过由EVDO rev. C标准(3GPP2C. S0024_Cvl. O)引入的负载均衡特征，参考信号质量和业务负载状态来进行切换决策。如上所述，在宏小区和微小区混杂部署情境下，移动终端快速移动会产生频繁切换等问题。为了解决在宏小区和微小区混杂部署情境下的频繁切换等问题，在本发明的实施例中，提出了位置辅助切换机制，其基本构思是通过引入位置因子(表征移动终端与目标候选小区的相对位置)等与位置相关的位置信息，来关联位置与导频强度，从而可以结合导频强度基于位置信息确定是否应该切换到目标候选微小区。在本发明的实施例中，为了简单起见，以基站(BS)和移动终端(MS)为例来说明在无线通信网络中的决策位置辅助切换的操作。但是本领域技术人员应该理解，在不同的通信网络中，基站对应不同的名称，例如在第三代合作伙伴计划2 (3GPP2)定义的EVDO通信网络中，基站对应的实体称为AN(接入网)，而在第三代合作伙伴计划(3GPP)定义的WCDMA和LTE通信网络中，基站对应的实体分别称为NodeB和eNode B，在此统称为基站。图4例示了根据本发明的实施例的位置因子的物理模型。在本发明的实施例中，如图4A所示，为了解决上述问题，引入位置因子(Lf)，其包含在基站覆盖下的移动终端的位置信息，可表征移动终端与小区的相对位置，定义如下Lf = L/R (I)其中L为移动终端和小区的基站的相对距离，R是小区半径。如图4B所示，在本发明的实施例中，可以设置位置阈值α。如果Lf < = α，则确定移动台处于小区/扇区的中间区域(空白所示区域)，并且有更多趋势由当前小区/扇区来服务。 如果Lf> α，可以确定移动台处于小区的边缘区域(阴影所示区域)或小区之外，并且由当前小区/扇区服务质量并非最佳。特别地，如果Lf > 1，则意味着移动台已经离开小区的覆盖范围。在本发明的实施例中，α是可配置的值，例如其范围可以在70%到90%之间。如图4C所示,移动终端从位置为LI (坐标为XI, Yl)的A点移动到位置为L2 (坐标为Χ2, Υ2)的B点，并以此方向在m秒后移动到C点，m可为小区的预定驻留时间，例如最小驻留时间，该最小驻留时间指在该小区必须停留的最小时间。该参数可以在基站中配置，将在下面进行详细描述。为了清楚简要说明起见，可以匀速直线运动来表征移动终端在该小区的移动。假定基站获得时间间隔为T的两个位置A和B的坐标LI和L2，可通过如下公式来估计移动终端的移动速度矢量V = d(L1，L2)/T(2)在此D (A，B)是A到B的位移矢量。则C点的位置坐标L3可以按如下来预测L3 =mV + L2(3)通过采用上述的位置因子可以预测在预定驻留时间例如最小驻留时间之后该移动终端是否处于该小区处。例如，根据公式(3)得到预测的新的位置L3，通过L3坐标与目标候选切换小区基站中心位置坐标的距离，得到其之间的相对距离L，通过公式(I)计算目标候选切换小区的Lf，并与阈值α相比较，如果大于α，则表明该时间之后移动终端将处于该小区的边缘或离开该小区。在另外的实施例中，还可以引入诸如速度的位置信息。为了清楚简要说明起见，可以匀速直线运动来表征移动终端在该小区的移动。通过确定移动终端在一定时间间隔的至少两次位置，即可确定该移动终端的速度。然而，本领域技术人员可以理解，移动终端在蜂窝小区中的任何运动方式均是可能的，可以使用位置信息，根据现有的物理和几何知识确定移动终端的速度。那么对于本领域技术人员，如果该速度V大于该小区的覆盖直径(在此取覆盖范围的最大跨度)2R与在该小区的预定驻留时间例如最小驻留时间m的比值，则可以理解为在该驻留时间之后该移动终端将移出该小区。因此速度在一定程度上也可以表征移动终端与小区的相对位置。对于本领域技术人员而言，小区的预定驻留时间例如最小驻留时间m是由系统设定的，如果移动终端想要切换到微小区，其必须至少停留m秒。该值的确定与相同系统的越区切换时间(例如EVDO系统不同小区之间的切换)以及不同系统的越区切换时间(例如EVDO小区到LTE小区的切换)相关，还可以与系统的掉话率、信令负载设计等指标要求相关。假定切换期间是t，则使m = nt，其中η是可配置的值。例如，在仅假设最小驻留时间与越区切换时间相关的前提下，如果切换时间预算是300毫秒，并且η设定为10，则m=3秒。在本发明的实施例中，还引入了一种称为位置影响因子的位置信息。类似于在负载均衡情况下的相对于负载参数的调整值(LoadingAdjust)(参见3GPP2C. S0024-Cvl. O)，·本发明实施例中的位置影响因子表征了移动终端的位置参数对导频强度的影响程度。由于导频强度的表征Ee/I。与SNIR(信号与干扰加噪声的比，本发明中简称信噪比)相对应，在本发明的实施例中，该导频强度可以用信噪比，即SINR来表示。在本发明的实施例中，该位置影响因子可以是导频强度相对于位置参数的调整值(即，综合导频强度可以为SINR-PositionAdjust),单位为 dB。位置因子Lf映射为以dB为单位的PositionAdjust的方法可以为PositionAdjust = b * Ig(Lf) (4)其中b为正整数，建议取值在I到30之间。例如所在位置距目标基站距离为100米，目标基站的半径为50米，若取b = 20，则位置因子为:201g(100/50) = 6dB。在本发明的实施例中，还可以通过如下来设置位置影响因子在微小区中，假设位置影响因子最大门限为5dB。则设置方法可以为如果Lf > α，则PositionAdjust = 5dB ；否则，PositionAdjust = OdB。这种简单的映射方法可以通过限制位置影响因子最大门限而避免位置因子对于切换的决策影响过大。在本发明的实施例中，优选地，该参数可以是信噪比的相对于负载参数和位置参数的调整值(即，综合导频强度为SlNR-LoadingAdjust-PositionAdjust)。本领域技术人员可以理解，任何可以计算位置影响因子的方法均可以应用到本发明的实施例中，以上仅为例示，本发明的实施例并不限于上述实例。在本发明的实施例中，提供一种用于将移动终端切换到目标小区的方法，可包括在基站处针对激活集中的各个目标候选小区确定移动终端的位置信息；以及基于所述移动终端的位置信息参考所述激活集中的目标候选小区的导频强度决策到所述目标候选小区的切换。在本发明的实施例中，优选地，所述决策到所述目标候选小区的切换步骤可进一步包括预测所述移动终端是否处于所述激活集中的目标候选小区的中间区域；如果预测所述移动终端处于所述目标候选小区的中间区域，则比较预测处于其中间区域的所述目标候选小区的导频强度；以及基于所述目标候选小区的导频强度，决策从所述原服务小区到具有最强导频强度的目标候选小区的切换。
在本发明的实施例中，优选地，所述决策到所述目标候选小区的切换步骤进一步包括针对激活集中的所述目标候选小区基于所述移动终端的位置信息确定位置影响因子，所述位置影响因子表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度；比较各个目标候选小区的导频强度与位置影响因子之差；决策切换到具有最大的导频强度与位置影响因子之差的目标候选小区。图5例示了根据本发明的实施例的在通信网络中基于位置信息的切换决策的流程图。假定移动台想要从小区/扇区A(源服务小区/扇区，例如宏小区)切换到小区/扇区B(目标小区/扇区，例如微小区)。如图5所示，在步骤S501，发生事件触发移动终端进行测量，这些事件例如导频测量时间定时器到期或激活导频集变化等。接下来，在步骤S503，在移动终端检测到导频变化从而要发生激活集中导频的增减、或基站内某些定时器到期并触发路由更新测量请求(例如route update request)等的情况下，移动终端向基站报告终端测量到的各个基站导频强度参数。在不同的网络中，可使用不同类型的消息来报告。例如，在EVDO环境下，移动台使用路由更新RUM消息来向基站报告其测量结果。该消息的格式将在下面详述。在步骤S505，基站确定移动终端的位置信息，在此位置信息可以包括位置、位置因子、速度或位置影响因子等与位置关联的任何信息或参数。在本发明的实施例中，确定移动终端的位置可采用各种已知的和未来适用的方法，已知的方法例如常用的全球定位系统GPS技术、信号强度、基于时间的方法(到达时间和到达时间差)以及到达时间差与往返延迟方法等。简要说明如下I.全球定位系统GPS技术GPS是基于卫星的导航系统。GPS接收器必须锁定到至少三个卫星的信号以计算2D位置(经度和纬度)。通过可见的4个或更多卫星，接收器可以确定用户的3D位置(经度、纬度和高度)。2.信号强度使用信号强度的无线电定位是使用已知的描述随距离的变化而强度衰减的数学模型已知的定位方法。因为信号强度的测量提供终端和BS之间的距离估算，所以终端必须位于多个BS为圆心、以多个所测终端到各BS的估算距离为半径的多个圆周的交点。例如EVDO中的RUM消息包含多个基站BS的导频强度。因此，通过信号强度来获得移动终端的位置是可能的。但由于多径衰落的随机性的影响，使用该位置估算方法在市区环境下准确度较低。3.基于时间的方法到达时间(ToA)和到达时间差(TDoA)该方法基于估计由终端发送的和在多个BS接收的信号的ToA或者在多个BS对接收的参考信号的TDoA。在ToA方法中，终端和BS之间的距离通过发现终端和BS之间的一条路径的传播时间来测量。几何上移动终端必处于中心在BS、半径为终端和BS之间距离的圆周上。如果有至少三个BS收到该终端信号，MS的位置通过三个圆形的交集来给出。在TDoA方法中，使用到达时间的差来通过两个以上相邻BS与参考BS接收信号的到达时间差来估算终端位置。由于双曲线是与平面上两个定点的距离之差的绝对值为定值的点的轨迹，此时如果已知到达时间差，终端轨迹必处于两个BS的到达的常数时间差的双曲线上，其焦距在两个BS处。如果有三个BS收到该终端的信号，则基站会测量到两个时间差。因此移动终端的位置在两组双曲线的交集处。因此需要至少3个路径来使用TOA/TDOA方法。例如EVDO中的RUM消息中包含了从移动终端测量到的多个导频相位偏移信息，基站解调芯片也可以得到更精确的信号到达相位偏移，因此TDoA位置方法也是可能的。特别地，对于EVDO系统，RUM消息中包含多个与定位相关的信息，例如参考导频偏置、参考导频强度，以及各个非参考导频相位偏置即非参考导频强度等。基站通过解码 RUM可获得与参考基站的TDoA。可如下来操作首先各BS根据收到的RUM消息，计算各自的导频偏置。由于在CDMA2000和EVDO系统中，码速率是每秒I. 2288兆，导频偏置的最小间隔为64个切片(chip)，每个切片的长度为244米，时间长度为813. 8纳秒。可选的导频偏置在O和511之间(共512个)，为减少小区间干扰,通过配置导频增量(PilotIncrement)来隔离。例如如果导频增量为3，而PilotPNPhase为237，则其PN偏置可以为PilotPN = floor[mod(PilotPNPhase+32 * Pilotlncrement,512 * 64)/(64 *PilotIncement)] * PilotIncement (5)其中floor为下取整函数，mod为取余函数。代入后,可以得到PilotPN = 3。已知参考导频(BSl)和非参考导频(BS2)相位偏置，终端与BS2的距离与终端与BSl的单向传播时间之差Diff (单位为chip)可以计算如下Diff = (Pi IotPNPhase-ReferencePi IotPN 女 64) - 6 4 女(Pi IotPN-ReferencePiIotPN)(6)其中，ReferencePilotPN是参考导频BSl的PN偏置(单位为64chip)，可在RUM消息中携带。PilotPNPhase则为非参考导频BS2的导频偏移(单位chip)。而PilotPN是由PilotPNPhase根据公式(5)计算而得。该值乘以244既可以得到距离差(单位米)，该值乘以每个chip的时间(813. 8纳秒)则得到到达时间差，即TDoA(单位秒)。同理可以计算得到终端与BSl的距离与终端与BS3的TDoA。因此，求解两条双曲线的交集可以计算终端的位置。4.到达时间差(TDoA)和往返延迟(RTD)方法因为移动终端报告其测得的导频强度，如果两个基站可以各自测量得到最早到达时间并得到到达时间差，终端的轨迹处于以两个BS的到达的常数时间差的双曲线上，其焦距在两个BS处。而其中的一个基站又可以算得终端到该基站的延时(例如可以通过手机测量到的PilotPNPhase减去该基站配置的ReferencePN * 64得到，对于某些基带芯片，例如高通公司的CSM5500、CSM6800、CSM6850等也可以直接从基带芯片处读取到传输延时)。终端的位置位于以BS为圆心、以终端到BS的距离为半径的圆上。通过求解双曲线与圆的交集，可以计算终端的位置。下面例示了 EVDO网络中的某个路由更新消息RUM的实例。该消息中，终端测量到了三个导频，参考导频的PN偏置为424，而其他两个导频的参考PN相位为22247和228。通过以上可知，这三个基站各自收到该消息后，即可以按照TDOA或RTD/TD0A的方法计算出基站的位置。messagesequence = 51 (0x33)
reference pilot pn = 424 (0xla8)reference pilot strength = 2 (0x2) (-1.0 dB)reference keep = I (Oxl)num pilots = 2 (0x2)pilots
pilot pn phase = 22247 (0x56e7)channel included = 0 (0x0)pilot strength = 30 (Oxle) (-15.0 dB)keep = I (0x1)·pilots [I]
pilot pn phase = 228 (0xe4) channel included = 0 (0x0) pilot strength = 33 (0x21) (-16.5 dB) keep = I (0x1)通常，对于EVDO网络，一旦获得RUM，多个基站可通过使用至少上述4个方法中的一个来获得移动终端的位置。本领域技术人员可以理解，任何确定移动终端位置的方式均可应用在本发明的实施例中，以上列举仅是示例而非穷举本发明的实施例的具体实现方式。在本发明的实施例中，在该步骤中，基站还可以基于上述方法来计算对于移动终端激活集中的导频的位置因子、速度或位置影响因子等位置信息。接下来，在步骤507，进行到目标候选小区的位置辅助切换的决策。在本发明的实施例中，可在基站侧实施基于位置信息的位置辅助切换的决策。图6例示了根据本发明的实施例的在基站侧在位置判断的基础上进行位置辅助切换的决策的流程图。如图6所示，在步骤S610，预测所述移动终端是否处于所述激活集中的目标候选小区的中间区域。图7例示了根据本发明的实施例的基于位置因子的进行位置辅助切换策略的流程图。如图7所示，在本发明的实施例中，可以基于位置因子通过如下操作来预测移动终端是否处于激活集中的目标候选小区的中间区域在步骤S710，可以预测预定的驻留时间之后移动终端的位置。例如，可假定移动终端是匀速直线运动，则可以确定一定时间间隔T的移动终端的第一位置LI和第二位置L2，则可根据如上公式(2)来计算该移动终端的速度。然后，可以根据公式(3)来预测在预定的驻留时间之后移动终端的第三位置L3。在步骤S720，在获知位置的基础上可以确定在该驻留时间之后移动终端与目标候选小区的相对距离。这可以根据欧几里得距离公式获得。之后，在步骤S730，基于该相对距离确定所述移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域。例如可以根据公式(I)确定针对该目标候选小区的移动终端的位置因子Lf。如果该位置因子大于预定阈值，则确定该移动终端处于该目标候选小区的边缘区域或小区覆盖区域以外；否则，确定该移动终端处于该目标候选小区的中间区域。从而可以基于上述操作来确定更合适切换的目标候选小区。
图8例示了根据本发明的实施例的基于速度的进行位置辅助切换策略的流程图。如图8所示，在本发明的实施例中，还可以基于速度通过如下操作来预测移动终端是否处于激活集中的目标候选小区的中间区域在步骤S810，确定移动终端的位置。在本发明的实施例中，可以如上所述来确定移动终端的位置。之后，在步骤S820，可以如上来计算移动终端的速度V。接下来，在步骤S830，比较该速度V以及该目标候选小区的直径与该小区的预定驻留时间(可以为最小驻留时间)之比。最后，在步骤S840，基于比较结果确定移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域。在本发明的实施例中，例如，如果V > 2R/m，则在预定驻留时间之后，该移动终端将离开该目标候选小区，或者处于该小区的边缘。这样可避免切换到该目标候选小区(例如微小区)。否则，可确定该移动终端将处于该目标候选小区的中间区域。从而可以确定更合适切换的目标候选小区。现在返回到图6，在步骤S620，针对激活集中的下一目标候选小区重复步骤S610的操作直至对激活集中的全部目标候选小区都进行了上述操作，以确定预测处于其中间区域的目标候选小区的子集。在本发明的实施例中，可以通过导频偏置(例如PN_offset)来标识目标候选小区。从而可以通过预测移动终端是否处于该目标候选小区的中间区域来过滤掉不太适合切换的激活集中的某些目标候选小区。之后，在步骤S630，确定该目标候选小区的子集是否为空。如果不为空，则进行到步骤S640。在步骤S640，针对该子集中的目标候选小区，比较其导频强度。在本发明的实施例中，可以比较信噪比SINR。最后，在步骤S650，决策从所述原服务小区到目标切换小区的切换。在本发明的实施例中，可以信噪比最大为准则选定切换的目标小区，即切换到具有最强导频强度的目标候选小区。在本发明的实施例中，如果该目标候选小区的子集为空，即移动终端在预定驻留时间之后没有处于激活集中的任何目标候选小区中，则进行到步骤S660，在该步骤中，可以确定其是否处于原服务小区的中间区域。在本发明的实施例中，类似地，可以根据公式(I)来确定该移动终端的位置因子，并比较位置因子与预定阈值的大小来确定移动终端是否处于原服务小区的中间区域。如果为否，即位置因子大于预定阈值，则在步骤S670，决策移动终端要进行到目标候选小区的切换。这也可以以信噪比最大为准则选定切换目标小区。在本发明的实施例中，可以根据激活集中的所有目标候选小区的导频强度来确定具有最强导频强度的目标候选小区。从而决策切换到该具有最强导频强度的目标候选小区。
如果为是，则不进行切换，在步骤S680切换决策过程结束。在本发明的实施例中，还可以基于位置影响因子来进行位置辅助切换的决策。在本发明的实施例中，可以针对激活集中的所述目标候选小区基于所述移动终端的位置信息确定位置影响因子，所述位置影响因子表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度；t匕较各个目标候选小区的导频强度与位置影响因子之差；决策切换到具有最大的导频强度与位置影响因子之差的目标候选小区。图9例示了根据本发明的实施例的在基站侧基于位置影响因子进行位置辅助切换的决策的流程图。如图9所示，在步骤S910，针对激活集中的各个目标候选小区确定其位置影响因子。如上所述，通过对位置因子进行量化，确定位置影响因子。在步骤S920，组合原导频强度和位置影响因子，得到各个候选目标小区的综合导频强度。在本发明的实施例中，该参数可以为SINR-PositionAdjust。在本发明的实施例中，还可以考虑负载的情况，如果同时考虑到网络的终端的位置情况和负载情况，则可得到 综合导频强度为SINR-LoadingAdjust-PositionAdjust。基于负载均衡的EVDO网络优化已经标准化，通常LoadingAdjust可以采用前向非空队列数来表征(例如取对数后，单位为dB)，具体请参见3GPP2C. S0024-Cvl. 0，其全部内容通过引用合并于此。最后，在步骤S930，进行位置辅助切换的决策。在本发明的实施例中，可以以综合导频强度最大为准则选定切换目标小区。通过从激活集中的各个目标候选小区的综合信噪比中选择具有最大的综合信噪比的目标候选小区作为目标小区而进行切换。最后，返回到图5，在步骤S509，结束该过程。在本发明的实施例中，基站可以通过设置切换指示参数来指示是否对移动终端进行切换。例如在EVDO系统中，基站可以通过设置DRCLock的值来决定是否对移动终端进行切换。如果将目标基站的DRCLock设为I，则表不允许切换到该目标基站。如果将目标基站的DRCLock设为O,则表示不允许切换到该目标基站。在本发明的实施例中，还可以进行移动终端辅助切换决策。如上所述，可以在基站侧针对激活集中的各个目标候选小区确定其位置影响因子，该位置影响因子基于位置因子而生成。该位置影响因子表征基于位置的对导频强度的调整的程度，因此在本发明的实施例中也可称为导频强度调整信息。在本发明的实施例中可从基站向移动终端发送包含针对激活集中的各个目标候选小区的导频强度调整信息的消息，以通知移动终端。在本发明的实施例中，还提供了一种用于将移动终端切换到目标小区的方法，该目标小区可以为微小区。该方法可以包括在所述移动终端处接收来自基站的、指示针对激活集中的目标候选小区的基于位置的导频强度调整信息的消息，其中所述导频强度调整信息基于所述移动终端的位置信息生成，表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度；以及基于所述导频强度调整信息所述移动终端决策从所述原服务小区到目标候选小区的切换。在本发明的实施例中，该切换的决策类似地可以以综合导频强度最大为准则来确定切换目标小区，从而从原服务小区切换到具有最大综合导频强度的目标候选切换小区。在仅考虑位置影响的情况下，在本发明的实施例中，综合导频强度(也称为综合导频强度参数)可以为SINR-PositionAdjust。在本发明的实施例中，还可以考虑负载的情况，在同时考虑到网络的终端的位置情况和负载情况，综合导频强度参数可以为SINR-LoadingAdjust-PositionAdjusto这与基站侧的处理类似,在此不再赘述。在本发明的实施例中，可以利用EVDO系统中的LoadInformation消息来携带导频强度调整信息，以向移动终端传递位置信息，来进行切换决策。如表一所示,基站通过Loadinformation消息来广播负载信息。该消息的结构如下表一所示,参见 3GPP2C. S0024-Cvl. O
权利要求
1.一种用于将移动终端切换到目标小区的方法，包括 在基站处针对激活集中的各个目标候选小区确定移动终端的位置信息；以及基于所述移动终端的位置信息参考所述激活集中的目标候选小区的导频强度决策到所述目标候选小区的切换。
2.如权利要求I所述的方法，其中所述决策到所述目标候选小区的切换步骤进一步包括 预测所述移动终端是否处于所述激活集中的目标候选小区的中间区域； 如果预测所述移动终端处于所述目标候选小区的中间区域，则比较预测处于其中间区域的所述目标候选小区的导频强度；以及 基于所述目标候选小区的导频强度，决策从所述原服务小区到具有最强导频强度的目标候选小区的切换。
3.如权利要求2所述的方法，其中预测所述移动终端是否处于目标候选小区的中间区域的步骤进一步包括 预测在预定的驻留时间之后所述移动终端的位置； 确定在所述驻留时间之后所述移动终端与目标候选小区的相对位置；以及基于该相对位置确定所述移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域。
4.如权利要求3所述的方法，其中确定所述移动终端与目标候选小区的相对位置的步骤进一步包括 基于如下等式来确定所述移动终端与目标候选小区的相对位置Lf = L/R 其中，Lf为位置因子，L为所述移动终端与基站的相对距离，而R为目标候选小区的半径。
5.如权利要求2所述的方法，其中预测所述移动终端是否处于目标候选小区的中间区域的步骤进一步包括 确定所述移动终端的位置； 计算所述移动终端的速度； 比较所述速度以及所述目标候选小区的直径与该小区的预定驻留时间之比；以及基于所述比较结果确定所述移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域。
6.如权利要求3-5中任一项所述的方法，其中所述确定所述移动终端是否在预定驻留时间之后处于目标候选小区的中间区域的步骤进一步包括 如果所述位置因子大于预定阈值或所述速度大于上述比值，则确定所述移动终端处于所述目标候选小区的边缘区域或小区覆盖范围以外； 否则，确定所述移动终端处于所述目标候选小区的中间区域。
7.如权利要求I所述的方法，其中所述决策到所述目标候选小区的切换步骤进一步包括 针对激活集中的所述目标候选小区基于所述移动终端的位置信息确定位置影响因子，所述位置影响因子表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度；比较各个目标候选小区的导频强度与位置影响因子之差； 决策切换到具有最大的导频强度与位置影响因子之差的目标候选小区。
8.如权利要求I所述的方法，其中还包括 在基站处向所述移动终端发送包含针对激活集中的目标候选小区的所述移动终端的基于位置的导频强度调整信息的消息，其中所述导频强度调整信息基于所述移动终端的位置信息生成。
9.一种用于将移动终端切换到目标小区的方法，包括 在所述移动终端处接收来自基站的、指示针对激活集中的目标候选小区的基于位置的导频强度调整信息的消息，其中所述导频强度调整信息基于所述移动终端的位置信息生成，表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度； 基于所述导频强度调整信息所述移动终端决策从所述原服务小区到目标候选小区的切换
10.一种基站，包括 确定单元，用于确定移动终端的位置； 计算单元，用于计算所述移动终端的包括位置因子或速度的位置信息；以及决策单元，用于基于所述移动终端的位置信息参考所述激活集中的目标候选小区的导频强度决策到所述目标候选小区的切换。
11.一种移动终端，包括 接收单元，用于接收来自基站的指示针对激活集中的目标候选小区的基于位置的导频强度调整信息的消息，其中所述导频强度调整信息基于所述移动终端的位置信息生成，表征了移动终端的位置对导频强度的影响程度； 解析单元，用于从所述消息中提取针对激活集中的目标候选小区的基于位置的导频强度调整信息； 决策单元，用于基于所述导频强度调整信息决策到所述目标候选小区的切换。
12.—种计算机程序产品，其具有计算机可读的指令，当其在计算设备上运行时，被配置来执行如权利要求1-9所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于将移动终端切换到目标小区的方法和设备。该方法包括在基站处针对激活集中的各个目标候选小区确定移动终端的位置信息；以及基于所述移动终端的位置信息参考所述激活集中的目标候选小区的导频强度决策到所述目标候选小区的切换。通过实施本发明的实施例，可以抑制可能出现的频繁切换问题，并且充分利用小的小区的高速数据传输，还可以减少过多切换造成的掉话以改善用户体验，甚至还可以基于诸如速度的位置信息来进行负载平衡，例如高速移动终端将具有更多机会由宏小区来服务，而低速移动终端将更可能由微小区来服务。
文档编号H04W36/32GK102958123SQ20111025282
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者焦文华 申请人:阿尔卡特朗讯公司