增加切换距离的方法及装置与流程

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及增加切换距离的方法及装置。

背景技术：

移动通信中的切换是指移动台在与基站间进行信息传输时，由于各种原因，需要从原来所用信道上转移到一个更合适的信道上进行信息传输的过程。目前多载波无线信息本地环路(Multi-Carrier Wireless Information Local Loop，McWill)系统采用两种切换方式，一种隔帧切换，终端在切换过程中，交替与当前基站和目标基站通信，这种切换方式保证终端在切换过程中，业务不中断；另外一种切换方式为强制切换，当通信链路质量不好时，由基站控制器通知终端强制切换到目标基站。

McWill系统是同步通信系统，在传送报文的最前面附加两个相同的64μs同步数据，终端使用同步数据周期性监测相邻基站的信号强度以及终端与相邻基站的时间偏差。基站控制器依据相邻基站的信号强度决定切换方向，终端与相邻基站的时间偏差监测对切换成功与否将起到关键性的作用。

实际实现过程中，终端需要对同频不同序列号的所有基站进行监测，受处理能力限制，目前程序实现使用64μs同步数据进行相邻基站监测，由于快速傅里叶变换/快速傅里叶逆变换算法的模糊性，只能正确监测[-32，32)μs的时间偏差，即要求终端与相邻基站的距离差不超过10Km。在实际应用中，无法满足用户需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种增加切换距离的方法及装置，以解决现有技术中存在的目标基站与当前基站距离较小，无法满足用户需求的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种增加切换距离的方法，包括：

终端周期性接收目标基站的同步数据，并根据所述同步数据得到所述终端与所述目标基站的第一时间偏差；

所述终端与所述目标基站切换初始时，所述终端使用所述第一时间偏差保 持与所述目标基站初始同步；

所述终端与所述目标基站首帧通信时，所述终端根据所述目标基站的同步数据，以及本地同步数据，获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值；

根据所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；

所述终端使用所述第二时间偏差与所述目标基站重新保持同步，所述终端向所述目标基站进行切换。

进一步的，所述根据所述同步数据得到所述终端与所述目标基站的第一时间偏差，包括：

接收所述目标基站的Nμs同步数据，其中N为正整数；

提取所述Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据；

合并所述Nμs同步时域数据，得到N/2μs同步时域数据；

将所述N/2μs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到N/2μs同步频域数据；

将所述N/2μs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，计算得到所述终端与所述目标基站的第一时间偏差。

进一步的，所述终端根据所述目标基站的同步数据，以及本地同步数据，获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值包括：

接收所述目标基站的Nμs同步数据；

提取所述Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据；

将所述Nμs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到Nμs同步频域数据；

将所述Nμs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，得到第一相关峰值和第二相关峰值。

进一步的，所述互相关操作具体为：

将所述同步频域数据与所述本地同步频域数据进行共轭乘运算，并将共轭乘运算的结果进行快速傅里叶逆变换，得到互相关序列。

进一步的，所述根据所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差包括：

如果所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差大于第一补偿门限，按照所述第一补偿门限设定的第一补偿时间对所述第一时间偏差进行时间补偿，得 到第二时间偏差；

如果所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差小于第二补偿门限，按照所述第二补偿门限设定的第二补偿时间对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差。

进一步的，N的取值为64，或128，或256。

进一步的，当N为128时，所述第一补偿时间为-64μs，所述第二补偿时间为+64μs。

第二方面，本发明实施例还提供了一种增加切换距离的装置，包括：

第一时间偏差获取模块，用于周期性接收目标基站的同步数据，并根据所述同步数据得到终端与所述目标基站的第一时间偏差；

相关峰值获取模块，用于与所述目标基站首帧通信时，根据所述目标基站的同步数据，以及本地同步数据，获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值；

第二时间偏差获取模块，用于根据所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；

切换模块，用于与所述目标基站切换初始时，使用所述第一时间偏差保持与所述目标基站初始同步，与所述目标基站首帧通信时，使用所述第二时间偏差与所述目标基站重新保持同步，向所述目标基站进行切换。

进一步的，所述第一时间偏差模块具体用于接收所述目标基站的Nμs同步数据，其中N为正整数，提取所述Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据，合并所述Nμs同步时域数据，得到N/2μs同步时域数据，将所述N/2μs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到N/2μs同步频域数据，以及，将所述N/2μs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，计算得到所述终端与所述目标基站的第一时间偏差。

进一步的，所述相关峰值获取模块具体用于接收所述目标基站的Nμs同步数据，提取所述Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据，将所述Nμs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到Nμs同步频域数据，以及，将所述Nμs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，得到第一相关峰值和第二相关峰值。

进一步的，所述互相关操作具体为将所述同步频域数据与所述本地同步频 域数据进行共轭乘运算，并将共轭乘运算的结果进行快速傅里叶逆变换，得到互相关序列。

进一步的，所述第二时间偏差模块具体用于如果所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差大于第一补偿门限，按照所述第一补偿门限设定的第一补偿时间对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；如果所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差小于第二补偿门限，按照所述第二补偿门限设定的第二补偿时间对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差。

进一步的，N的取值为64，或128，或256。

进一步的，当N为128时，所述第一补偿时间为-64μs，所述第二补偿时间为+64μs。

本发明实施例提供的增加切换距离的方法及装置，通过终端周期性接收目标基站的同步数据，并根据同步数据得到终端与目标基站的第一时间偏差，当终端与目标基站切换初始时，终端使用第一时间偏差保持与目标基站初始同步，当终端与目标基站首帧通信时，终端根据目标基站的同步数据，以及本地同步数据，获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值，然后根据第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差，然后终端使用第二时间偏差与目标基站重新保持同步，终端向目标基站进行切换，实现基站间的远距离切换。采用本方法，通过相关峰的功率差，对第一时间偏差进行补偿，以达到扩大检测范围的目的，增加终端与目标基站间的切换距离，解决现有技术中存在的目标基站与当前基站距离较小，无法满足用户需求的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例一提供的一种增加切换距离的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种增加切换距离的方法的流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种增加切换距离的方法中同步数据的时隙结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种增加切换距离的方法中使用当前算法得 到的时间偏差与真实时间偏差的对比图；

图5是本发明实施例三提供的一种增加切换距离的方法的流程示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种增加切换距离的方法中补偿算法的理论依据示意图；

图7为本发明实施例四提供的一种增加切换距离的装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本发明实施例一提供一种增加切换距离的方法的流程示意图，该方法可以由增加切换距离的装置执行，其中该装置可以由软件和/或硬件实现。如图1所示，该方法包括：

S110、终端周期性接收目标基站的同步数据，并根据所述同步数据得到所述终端与所述目标基站的第一时间偏差；

示例性的，终端周期性接收目标基站发送的同步数据，所述周期可以是10ms，也可以是其他时间周期，这里不做限定。终端按照预设的时间周期接收目标基站的同步数据，将接收到的同步数据进行时域向频域转换运算，并将频域运算数据以及本地同步频域数据进行互相关运算，得到终端与目标基站的第一时间偏差。使用第一时间偏差对目标基站进行监测。

S120、所述终端与所述目标基站切换初始时，所述终端使用所述第一时间偏差保持与所述目标基站初始同步；

示例性的，当终端由当前基站向目标基站进行切换时，切换初始，终端使用第一时间偏差保持与目标基站初始同步。

S130、所述终端与所述目标基站首帧通信时，所述终端根据所述目标基站的同步数据，以及本地同步数据，获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值；

示例性的，当终端与目标基站首帧通信时，终端接收目标基站发送的同步数据，将接收到的同步数据进行时域向频域转换运算，并将频域运算数据以及本地同步频域数据进行互相关运算，得到各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值。

S140、根据所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；

示例性的，如果第一相关峰值和第二相关峰值的功率差大于第一补偿门限，按照第一补偿门限设定的第一补偿时间对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；如果第一相关峰值和第二相关峰值的功率差小于第二补偿门限，按照第二补偿门限设定的第二补偿时间对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差。

S150、所述终端使用所述第二时间偏差与所述目标基站重新保持同步，所述终端向所述目标基站进行切换。

示例性的，终端使用新得到的第二时间偏差与目标基站重新保持同步，之后可以与目标基站进行正常的切换流程，终端可以向目标基站正常进行切换。终端通过使用第二时间偏差与目标基站重新保持同步，增加了终端与目标基站之间的切换距离。

本发明实施例一提供的增加切换距离的方法，通过终端周期性接收目标基站的同步数据，并根据同步数据得到终端与目标基站的第一时间偏差，当终端与目标基站切换初始时，终端使用第一时间偏差保持与目标基站初始同步，当终端与目标基站首帧通信时，终端根据目标基站的同步数据，以及本地同步数据，获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值，然后根据第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差，然后终端使用第二时间偏差与目标基站重新保持同步，终端向目标基站进行切换，实现基站间的远距离切换。通过判断第一相关峰值与第二相关峰值的功率 差满足的不同的补偿门限，确定不同的补偿时间，进而对第一时间偏差进行补偿得到第二时间偏差，以达到扩大检测范围的目的，增加切换距离。

实施例二

本实施例以上述实施例一为基础，在实施例一的基础上进行优化，具体为对第一时间偏差的获取过程进行优化。图2是本发明实施例二提供的一种增加切换距离的方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括：

S210、接收所述目标基站的Nμs同步数据，其中N为正整数；

示例性的，N的取值可以为64，或128，或256。本实施例中的同步数据可以为128μs同步数据，即N为128，图3是本发明实施例二提供的一种增加切换距离的方法中同步数据的时隙结构示意图，如图3所示，该同步数据时隙结构包括四部分：310-340，其中，310为24μs前缀、320为64μs同步数据0、330为64μs同步数据1、340为8μs后缀。其中，64μs同步数据0、64μs同步数据1是完全相同的。使用128μs的同步数据，此数据来源于同步数据0和同步数据1的合并。

S220、提取所述Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据；

示例性的，终端接收24μs前缀之后128μs同步数据，然后提取该128μs同步数据中有效128μs同步时域数据Tsync_128。

S230、合并所述Nμs同步时域数据，得到N/2μs同步时域数据；

示例性的，合并128μs同步时域数据Tsync_128，得到64μs同步时域数据Tsync_64。

S240、将所述N/2μs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到N/2μs同步频域数据；

示例性的，将Tsync_64与采样率Fs进行卷积运算，然后将运算结果进行快速傅里叶变换，得到64μs同步频域数据Fsync_64。

S250、将所述N/2μs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，计算得到所述终端与所述目标基站的第一时间偏差。

示例性的，将64μs同步频域数据Fsync_64与本地同步频域数据进行互相关操作，该互相关操作具体为将Fsync_64与本地同步频域数据进行共轭乘运算，并将共轭乘运算的结果进行快速傅里叶逆变换，得到互相关序列。具体实现公式为:XCorr＝ifft(Fsync_64.*freqBtsSeqLocal)，其中，freqBtsSeqLocal为本 地目标基站同步频域序列，ifft表示快速傅里叶逆变换。通过互相关操作，得到互相关序列，进而得到终端与目标基站的第一时间偏差。所述第一时间偏差的取值范围为[-32，32)μs，通过该第一时间偏差与光速相乘，便可以计算得到终端与目标基站基站的距离，该距离不超过10Km。

图4是本发明实施例二提供的一种增加切换距离的方法中使用当前算法得到的时间偏差与真实时间偏差的对比图，如图4所示，410表示终端与目标基站的真实时间偏差，420表示当前算法检测到的终端与目标基站的时间偏差。当终端与目标基站的时间偏差大于32μs时，终端会对目标基站误监测，监测结果为真实时间偏差-64μs；当终端与目标基站的时间偏差小于-32μs时，终端同样也会对目标基站误监测，监测结果为真实时间偏差+64μs。

本发明实施例二提供的增加切换距离的方法，具体为对第一时间偏差的获取过程进行优化，通过接收目标基站的128μs的同步数据，然后提取该128μs的同步数据中有效同步时域数据并进行合并，得到64μs的同步时域数据，然后将该64μs的同步时域数据进行快速傅里叶变换得到64μs的同步频域数据，再将该64μs的同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，得到第一时间偏差，通过该第一时间偏差对目标基站进行监测。通过监测得到真实时间与当前计算的得到的时间偏差之间的误差，为时间补偿提供依据。

实施例三

本实施例以上述实施例为基础，在上述实施例的基础上进行优化，具体为对第二时间偏差的获取过程，即时间补偿过程，进行优化。图5是本发明实施例三提供的一种增加切换距离的方法的流程示意图，如图5所示，该方法包括：

S510、接收所述目标基站的Nμs同步数据；

示例性的，N的取值可以为64，或128，或256。本实施例中的同步数据可以为128μs同步数据，即N为128。接收目标基站128μs同步数据。

S520、提取所述Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据；

示例性的，提取所述128μs同步数据中有效128μs同步时域数据Tsync_128。

S530、将所述Nμs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到Nμs同步频域数据；

示例性的，将Tsync_128与采样率Fs进行卷积运算，然后将运算结果进 行快速傅里叶变换，得到128μs同步频域数据Fsync_128。

S540、将所述Nμs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，得到第一相关峰值和第二相关峰值。

示例性的，将128μs同步频域数据Fsync_128与本地同步频域数据进行互相关操作，该互相关操作具体为将Fsync_128与本地同步频域数据进行共轭乘运算，并将共轭乘运算的结果进行快速傅里叶逆变换，得到互相关序列。具体实现公式为:XCorr＝ifft(Fsync_128.*freqBtsSeqLocal)，其中，freqBtsSeqLocal为本地目标基站同步频域序列，ifft表示快速傅里叶逆变换。通过互相关操作，得到互相关序列，进而得到第一相关峰值与第二相关峰值。

S550、根据所述第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对所述第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差。

示例性的，图6为本发明实施例三提供的一种增加切换距离的方法中补偿算法的理论依据示意图，如图6所示，610表示终端与目标基站的真实时间偏差，620表示当前算法检测到的终端与目标基站的时间偏差，630表示第一相关峰值与第二相关峰值的功率差，640表示第一补偿区，650表示模糊区，660表示第二补偿区。从图6中可以看到，当终端与目标基站的真实时间偏差大于32μs或者小于-32μs时，在第一补偿区与第二补偿区内，第一相关峰值与第二相关峰值的功率差比较明显，进而通过第一相关峰值与第二相关峰值的功率差来对检测到的第一时间偏差进行时间偏差补偿。由于图中标注的模糊区的存在，只能在图中标注的第一补偿区和第二补偿区内对时间偏差进行补偿。

进一步的，如果第一相关峰值和第二相关峰值的功率差大于第一补偿门限，按照第一补偿门限设定的第一补偿时间对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；如果第一相关峰值和第二相关峰值的功率差小于第二补偿门限，按照第二补偿门限设定的第二补偿时间对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差。

进一步的，当N为128时，所述第一补偿时间为-64μs，所述第二补偿时间为+64μs。

示例性的，可以进行如下参数设置：

终端距离目标基站12Km，即终端与目标基站的时间偏差为40μs；

与第一补偿时间-64μs对应的第一补偿门限为8db；

与第二补偿时间+64μs对应的第二补偿门限为-4db；

接收到的理想同步信号均方根(Root-Mean-Square,RMS)为23。

具体补偿流程如下：

当前算法监测到终端与目标基站的第一时间偏差为-24μs；

终端在切换过程中，与目标基站首帧通信时，使用-24μs时间偏差来与目标基站保持同步；

在首帧通信时，终端接收目标基站发送的128μs同步数据，提取128μs同步数据中有效128μs同步时域数据，并进行快速傅里叶变化得到128μs同步频域数据，将128μs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，得到第一相关峰值和第二相关峰值，第一相关峰值和第二相关峰值的功率差为-4db，满足+64μs时间补偿条件，进而得到第二时间偏差＝第一时间偏差+64μs，即第二时间偏差为40μs；

终端使用第二时间偏差与目标基站重新建立同步，然后进行正常切换流程。

本发明实施例三提供的增加切换距离的方法，具体为对时间补偿过程进行优化，通过终端接收目标基站发送的128μs同步数据，提取128μs同步数据中有效128μs同步时域数据，并进行快速傅里叶变化得到128μs同步频域数据，将128μs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，得到第一相关峰值和第二相关峰值，并根据第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差。通过对时间偏差进行补偿，增加了切换距离，在目前的实现中由原来的10Km切换距离提高到了14Km，满足现场环境需求。

实施例四

图7为本发明实施例四提供的一种增加切换距离的装置的结构框图，该装置可由软件和/或硬件实现，可通过增加切换距离的方法来增加当前基站与目标基站之间的距离。如图7所示，该装置包括：第一时间偏差获取模块710、相关峰值获取模块720、第二时间偏差获取模块730以及切换模块740。

其中，第一时间偏差获取模块710，用于周期性接收目标基站的同步数据，并根据同步数据得到终端与目标基站的第一时间偏差；相关峰值获取模块720，用于与目标基站首帧通信时，根据目标基站的同步数据，以及本地同步数据， 获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值；第二时间偏差获取模块730，用于根据第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；切换模块740，用于与目标基站切换初始时，使用第一时间偏差保持与目标基站初始同步，与目标基站首帧通信时，使用第二时间偏差与目标基站重新保持同步，向目标基站进行切换。

进一步的，第一时间偏差模块具体用于接收目标基站的Nμs同步数据，其中N为正整数，提取Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据，合并Nμs同步时域数据，得到N/2μs同步时域数据，将该N/2μs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到N/2μs同步频域数据，以及，将N/2μs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，计算得到终端与目标基站的第一时间偏差。

进一步的，相关峰值获取模块具体用于接收目标基站的Nμs同步数据，提取Nμs同步数据中有效Nμs同步时域数据，将Nμs同步时域数据进行快速傅里叶变换，得到Nμs同步频域数据，以及，将Nμs同步频域数据与本地同步频域数据进行互相关操作，得到第一相关峰值和第二相关峰值。

进一步的，互相关操作具体为将同步频域数据与本地同步频域数据进行共轭乘运算，并将共轭乘运算的结果进行快速傅里叶逆变换，得到互相关序列。

进一步的，第二时间偏差模块具体用于如果第一相关峰值和第二相关峰值的功率差大于第一补偿门限，按照第一补偿门限设定的第一补偿时间对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差；如果第一相关峰值和第二相关峰值的功率差小于第二补偿门限，按照第二补偿门限设定的第二补偿时间对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差。

进一步的，N的取值为64，或128，或256。

进一步的，当N为128时，所述第一补偿时间为-64μs，所述第二补偿时间为+64μs。

本发明实施例四提供的增加切换距离的装置，通过终端周期性接收目标基站的同步数据，并根据同步数据得到终端与目标基站的第一时间偏差，当终端与目标基站切换初始时，终端使用第一时间偏差保持与目标基站初始同步，当终端与目标基站首帧通信时，终端根据目标基站的同步数据，以及本地同步数据，获取各补偿区的第一相关峰值和第二相关峰值，然后根据第一相关峰值和第二相关峰值的功率差对第一时间偏差进行时间补偿，得到第二时间偏差，然 后终端使用第二时间偏差与目标基站重新保持同步，终端向目标基站进行切换，实现基站间的远距离切换。通过判断第一相关峰值与第二相关峰值的功率差满足的不同的补偿门限，确定不同的补偿时间，进而对第一时间偏差进行补偿得到第二时间偏差，以达到扩大检测范围的目的，增加切换距离。

本发明实施例所提供的网络切换置可用于执行本发明任意实施例所提供的网络切换方法，具备相应的功能模块。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。