一种用于时分同步系统的gps辅助的移动终端切换方法
【专利摘要】本发明提出一种用于时分同步系统的移动终端切换方法，包括：a，基站发射N个时间长度为T的相同序列单元串联组成的观测序列，N大于等于3；b，终端在位于本地观测序列正中间的时间长度为T的观测窗口观测邻接基站的观测序列，获得测量时间偏移D1；c，终端通过GPS获取自身位置坐标，计算自身与本地基站和邻接基站之间的距离差，并计算参考时间偏移D2；d，在正负（N-1）×T/2的范围内，将与D1相差T的整数倍的时间值组成一个时间偏移集合，从中选择一个与D2的偏移差值不超过预定门限值的时间值作为实际时间偏移D3；e，终端根据D3向目标基站发起切换。
【专利说明】一种用于时分同步系统的GPS辅助的移动终端切换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种用于时分同步系统的GPS辅助的移动终端切换方法。
【背景技术】
[0002]移动终端切换时，需要对邻小区信号进行测量，除了获得邻小区信号的强度，还将获得其与本小区信号间的时延关系(即邻小区信号相对于本小区信号的时间偏移)，便于终端完成切换。对于时分同步系统，现有的切换方法在测量时往往在观测窗口对邻小区基站发射序列进行一段时间的观测(即基于本地序列的时序前、向后观测若干时间)，利用观测序列与本地序列的相关性获得其能量大小与时间偏移。然而在一些宽带无线通信网络中，终端高速移动(大于1000km/h)并且基站间距离往往较大(200km以上)，此时需要非常大的观测窗口，才能获得对信号功率及时间偏移的有效估计。这会导致终端复杂度较高，并且由于不能在观测窗口占用范围内为终端分配资源，会极大的影响终端与本小区基站之间的通?目。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术在终端高速移动并且基站间距离大时切换需要较大观测窗口的问题，本发明提供了一种GPS辅助的移动终端切换方法，该方法通过观测序列的特别设计，可以大幅度减小终端观测窗口的长度，从而降低终端复杂度，提交频谱资源利用率。该方法包括以下步骤:
[0004]a，基站发射由N个时间长度为T的相同序列单元串联组成的观测序列，N大于等于3 ；
[0005]b，终端在时间长度为T的观测窗口观测邻接基站发射的观测序列，利用观测到的观测序列与本地观测序列的相关性获得测量时间偏移D1，所述观测窗口位于本地观测序列的正中间；
[0006]C，终端通过GPS获取自身位置坐标，并通过本地基站获取本地基站和邻接基站的位置坐标，计算自身与本地基站和邻接基站之间的距离差，根据所述距离差计算参考时间偏移D2 ；
[0007]d，在正负(N-1) XT/2的时间范围内，将与Dl相差T的整数倍的时间值组成一个时间偏移集合，从该集合中选择一个与D2的偏移差值不超过预定门限值的时间值作为实际时间偏移D3 ；
[0008]e,终端根据D3向目标基站发起切换。
[0009]优选的，本发明的方法用于基站同频组网的时分同步系统，例如McWiLL系统等。
[0010]优选的，上述方法的N为偶数，最好取值为4。
[0011]优选的，观测窗口的时间长度T取值为64us。
[0012]优选的，步骤d中的预定门限值是一个根据实际链路环境估计的经验值，进一步的，当N等于4, T等于64us时,所述预定门限值为16us。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:1，终端只需要基于本地观测序列的时序观测一个最小周期的窗口，大幅度减小了系统复杂度；2，终端不需要向前向后加大观测窗口的长度，因此不会额外占用与本地基站的通信时间，减小了切换对通信速率的影响，提升了频谱资源利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是实施例一的时间偏移为24us时可能实际偏移的时序示意图；
[0015]图2是实施例二的时间偏移为24us时可能实际偏移的时序示意图；
[0016]图3是实施例二的时间偏移为24us时可能实际偏移的时序不意图；
[0017]图4是实施例二的时间偏移为_24us时可能实际偏移的时序不意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细的说明。
[0019]实施例一:观测序列包括4个相同序列单元
[0020]本实施例基于McWiLL系统，该系统中基站同频组网，移动终端的切换实现步骤如下:
[0021 ] (I)基站在每帧开始位置发送长度为256us的观测序列，该序列由4个相同的64us序列单元串联组成；
[0022](2)终端侧通过本地基站下行同步信号获得同步，在接入本地基站时即获得邻接表信息，其中包含与本地基站相邻的各基站的位置坐标、对应观测序列号，终端还同时获取本地基站的位置坐标；
[0023](3)终端各个对邻接基站发射的观测序列进行观察，观测窗口宽度为上述序列的最小周期64us，该窗口位于整个观测序列的中间部分，即从本地256us观测序列的97us处开始，连续观测64us,至本站256us观测序列的160us处结束；
[0024](4)终端物理层利用观测到的各个邻接基站的64us序列与本地64us观测序列的相关性估计各个邻接基站的信号强度、测量时间偏移，并上报至终端层三，由于只观察了64us，因此上报的测量时间偏移范围在-32us至32us之间；
[0025](5)终端层三从上报结果中选择其中满足切换功率约束条件的观测序列(这些观测序列对应的邻接基站即为待选的切换目标基站);
[0026](6)由于层一上报的时间偏移有可能存在歧义,例如上报的时间偏移为24us,如图1所不，有可能实际偏移是88us (相差64us)或者_40us (相差-64us),因此终端层二需要构造一个所有可能时间偏移的集合，从中进行选择确认。针对满足切换功率约束条件的观测序列，逐个计算其时间偏移集合，本实施例的各观测序列的时间偏移集合中包含3个元素:层一上报测量时间偏移，层一上报测量时间偏移+64us,层一上报测量时间偏移-64us ；例如，序号为2、6的观测序列同时满足功率约束条件，则对序列2、6分别给出对应的时间偏移集合，序列2对应的时间偏移集合包含层一上报的序列2测量时间偏移,层一上报的序列2测量时间偏移+64us，层2上报的序列2测量时间偏移-64us ;序列6对应的时间偏移集包含层一上报的序列6测量时间偏移,层一上报的序列6测量时间偏移+64us,层6上报的测量序列2时间偏移_64us ；
[0027](7)终端层三根据GPS模块上报的信息计算自身与本地基站的距离，并计算自身与满足功率约束的观测序列对应的基站间的距离，然后计算这两个距离的差值，仍以上述2、6序列为例，从邻接表中找到对应序列2、6的两个基站位置坐标，分别计算终端到本地基站距离与到两个目标基站距离的差值，进而分别计算得到2、6序列对应的两个参考时间偏移；
[0028](8)参考时间偏移是一个理论值，与实际时间偏移之间有少量的误差，该误差范围可以根据实际链路环境估计得出，本实施例估计为正负16us。因此终端层三判断时间偏移集合内是否有和参考时间偏移的偏移差值在16us之内的时间值，假如存在，则认为该测量有效，同时记该值为对应观测序列的实际时间偏移；假如不存在，则认为测量无效；
[0029](9)从有效测量中选择信号强度最大的观测序列，根据其实际偏移向其对应的邻接基站发起切换。
[0030]实施例二:观测序列包括6个相同序列单元
[0031]本实施例的具体实现步骤与实施例一基本相同，区别仅在于本实施例的各观测序列的时间偏移集合中包含5个元素。仍然假设上报的时间偏移为24us，如图2所示，本实施例中有可能实际偏移是88us (相差64us)、152us (相差128us)、_40us (相差_64us)或者-104US (相差-128US)，因此本实施例的各观测序列的时间偏移集合中包含5个元素:层一上报测量时间偏移，层一上报测量时间偏移+64us,层一上报测量时间偏移+128us,层一上报测量时间偏移_64us,层一上报测量时间偏移_128us ;这些可能的时间偏移与24us相差64us的整数倍，不超过正负(6-l)/2X64us (即正负160us)的范围。
[0032]实施例二:观测序列包括5个相同序列单元
[0033]观测序列设计为包括偶数个相同序列单元时，其时间偏移集合对称，实际实现起来更为方便，但本发明并不局限于包含偶数个相同序列单元，也可以包含奇数个相同序列单元。
[0034]本实施例以包括5个相同序列单元为例，其具体实现步骤与实施例一基本相同，区别仅在于本实施例的各观测序列的时间偏移集合中包含4个元素。假设上报的时间偏移为24us，如图3所示，有可能实际偏移是88us (相差64us)、_40us (相差_64us)或者_104us(相差-128us)，再假设上报的时间偏移为-24us，如图4所示，有可能实际偏移是40us(相差64us)、-88us (相差-64us)或者104us (相差128us)。虽然这些可能的时间偏移不对称，但只要与24us相差64us的整数倍，并且不超过正负(5-1)/2 X 64us (即正负128us)的范围即可。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于时分同步系统的GPS辅助的移动终端切换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: a，基站发射由N个时间长度为T的相同序列单元串联组成的观测序列，N大于等于3 ； b，终端在时间长度为T的观测窗口观测邻接基站发射的观测序列，利用观测到的观测序列与本地观测序列的相关性获得测量时间偏移D1，所述观测窗口位于本地观测序列的正中间； c，终端通过GPS获取自身位置坐标，并通过本地基站获取本地基站和邻接基站的位置坐标，计算自身与本地基站和邻接基站之间的距离差，根据所述距离差计算参考时间偏移D2 ； d，在正负(N-1) XT/2的时间范围内，将与Dl相差T的整数倍的时间值组成一个时间偏移集合，从该集合中选择一个与D2的偏移差值不超过预定门限值的时间值作为实际时间偏移D3 ； e，终端根据D3向目标基站发起切换。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，基站同频组网。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，N为偶数。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，N等于4。
5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，T等于64us。
6.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述预定门限值是一个根据实际链路环境估计的经验值。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，N等于4，T等于64us，所述预定门限值为16us。
【文档编号】H04W36/32GK104427571SQ201310403686
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】孙鹏, 黄其华, 韩霜, 赵春平 申请人:北京信威通信技术股份有限公司