專利名稱：一種高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高速鐵路無線通信領域，特別涉及未來的LTE-R通信系統(tǒng)中的切換技術。
背景技術：
目前，我國的鐵路專用無線通信系統(tǒng)是基于GSM技術的GSM-R通信系統(tǒng)，還沒有采用3G技術是因為3G目前還不是一個成熟的商用通信系統(tǒng)，且其技術規(guī)范中還沒有考慮鐵路方面的應用，因此達不到鐵路要求的安全標準。而且在語音業(yè)務上3G技術與2G技術并沒有本質區(qū)別，因此目前，國際鐵路聯(lián)盟(UIC)表示，未來GSM-R將直接過渡到“準4G”的LTE-R (Long Term Evolution for Railway)。與 GSM-R 相比，LTE-R 具有支持更高的列車運行速度，更高的安全性、更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更豐富的多媒體服務。 LTE-R是基于長期演進技術(LTE)的一種高速鐵路移動通信系統(tǒng)，LTE-R的接入網絡結構是E-UTRAN，eNodeB (evolved-NodeB)是接入網中唯一的網絡設備，除了有與信號收發(fā)有關的功能外，同時還有無線資源控制，無線移動管理和無線接口 L2協(xié)議。LTE-R的核心網絡是演進型分組核心(EPC)，EPC是一個全IP的移動核心網。由于LTE-R的很多關鍵技術都是參考LTE/SAE，所以在下文中我們將LTE-R與LTE看作一致。高速鐵路移動通信系統(tǒng)中無線信號的切換尤其重要，切換的目的是讓用戶在蜂窩網絡中能夠享受無縫語音和多媒體接入服務。3GPP已對LTE的切換方案有了詳細的說明，切換中的整個測量和處理過程如圖I所示，其過程包括三部分物理層測量、濾波和切換觸發(fā)標準。首先UE每隔一段時間測量服務小區(qū)和相鄰小區(qū)的RSRP和RSRQ值；然后對測量值進行濾波，UE每次進行的測量都是瞬時值，很容易受到外界環(huán)境(比如小尺度衰落)的影響，因此UE的測量值要進行LI和L3濾波；最后進行判斷和切換，LTE協(xié)議中定義了切換測量報告觸發(fā)機制，如果測量結果滿足某切換測量報告觸發(fā)判決式時，則觸發(fā)該事件。比如，RSRPterget_cell-RSRPSource_cell > h為某事件的觸發(fā)判決式，當測量參數(shù)滿足該式達到一個觸發(fā)時間TTT時，則觸發(fā)該事件。其中h是切換滯后容限，RSRPsource cell是源基站的接收信號電平，RSRPtwget eell是目標基站的接收信號電平。h和TTT的引入是為了減少不必要的切換，此處不必要的切換主要是指乒乓切換。在LTE中，eNodeB之間不存在宏分集，因此，LTE不支持軟切換，LTE中的切換方式為硬切換，即移動臺先中止與當前服務基站的通信后再與目標基站進行通信。為了實現(xiàn)切換的最優(yōu)化，現(xiàn)在不同的硬切換算法的研究已經開展。絕大多數(shù)的研究考慮到是測量間隔、測量平均，遲滯和切換門限水平中的個別或者結合的方式，然而這種固定系統(tǒng)參數(shù)的切換算法不能很好地適應外界環(huán)境的變化，有可能在信道環(huán)境發(fā)生改變時引起頻繁切換或切換失敗等通信故障。例如，當無線信道傳輸環(huán)境較差時，即環(huán)境中的噪聲和干擾較大，可能因為切換判決條件設置過高導致終端無法及時切換，引起通信失敗事故；而當無線信道傳輸環(huán)境較好時，則又可能因為切換判決條件設置過低引起不必要的切換，導致切換次數(shù)增加。另外，雖然移動性預測和跨曾最優(yōu)化的切換方法可以很好地提高切換性能，但由于性價比的原因并沒有被LTE系統(tǒng)所接納。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，以適應鐵路環(huán)境下無線信道質量復雜多變的特性，解決固定參數(shù)的切換算法不能適應外界無線信號傳輸環(huán)境(主要是環(huán)境中的噪聲和干擾)變化而導致的頻繁切換或通信失敗事故的問題，通過低代價易于實現(xiàn)的自適應切換方法在切換次數(shù)和通信服務質量之間尋找到更好的折衷?！N高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，所述高速鐵路移動通信系統(tǒng)包括終端，基站，所述切換方法包括步驟步驟I、測量當前服務小區(qū)和相鄰小區(qū)的接收信號強度RSRP和信道質量RSRQ值；步驟2、計算相鄰小區(qū)RSRP值與當前服務小區(qū)的RSRP的差值A RSRP,找出差值中的最大值；步驟3、根據(jù)當前服務小區(qū)的RSRQ值以及A RSRP最大值，確定對應的切換遲滯門限值，進行切換觸發(fā)判決，若滿足切換觸發(fā)條件，則進入下一步驟，否則轉入步驟I ;步驟4、為終端確定目標基站，并將終端的上下文信息隨切換請求一起發(fā)送到目標基站，執(zhí)行切換操作。本發(fā)明的一種方式，所述確定對應的切換遲滯門限值，進行切換觸發(fā)判決在終端中進行，則所述步驟3與步驟4之間還包括步驟若滿足切換觸發(fā)條件，終端向基站上報測量報告，所述測量報告包括與所述A RSRP最大值對應的相鄰小區(qū)基站編號CID。
本方式中，終端不需要頻繁的將計算得到的當前服務小區(qū)與鄰小區(qū)的RSRP最大差值以及當前服務小區(qū)的RSRQ值上報給基站，降低了對信令的負擔。本發(fā)明的另一種方式，所述確定對應的切換遲滯門限值，進行切換觸發(fā)判決在基站中進行，則所述步驟2與步驟3之間包括步驟終端將當前服務小區(qū)的RSRQ值以及計算所得的A RSRP值中的最大值上報給基站。本方式中h值與RSRQ值的關系是預置在基站中的，可以根據(jù)每個基站所處小區(qū)的不同環(huán)境和實際情況對每個基站進行不同的配置，這樣h值與RSRQ值的關系就不再是一成不變的，可以根據(jù)每個基站所處環(huán)境的不用和基站本身的硬件設施更加靈活地配置h值與RSRQ值的關系，提高了對不同環(huán)境的適應能力。進一步地，所述切換觸發(fā)條件為相鄰小區(qū)RSRP值與當前服務小區(qū)的RSRP的差值A RSRP中的最大值大于切換遲滯門限值。進一步地，在觸發(fā)時間內，相鄰小區(qū)RSRP值與當前服務小區(qū)的RSRP的差值A RSRP中的最大值均大于切換遲滯門限值。這樣做可以防止因為環(huán)境的突變和擾動引起的不必要切換，有效抑制乒乓切換效應。所述切換遲滯門限值按照下述公式計算
/RSRQ(i) -p h(i) = max {a mm |--h lfi I ,b}
\ cJ,其中h(i)為i時刻切換遲滯門限值，RSRQ⑴指i時刻來自當前服務小區(qū)的RSRQ值，a和b為h值的上限和下限，P為h達到上限a時RSRQ的值，當RSRQ小于P值時h開始減小，c和n為調整h值隨RSRQ減小而減小的速度和軌跡參數(shù)。所述切換遲滯門限值還可以按照下述公式計算
權利要求
1.一種高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，所述高速鐵路移動通信系統(tǒng)包括終端，基站，其特征在于，所述切換方法包括步驟 步驟I、測量當前服務小區(qū)和相鄰小區(qū)的接收信號強度RSRP和信道質量RSRQ值； 步驟2、計算相鄰小區(qū)RSRP值與當前服務小區(qū)的RSRP的差值A RSRP，找出差值中的最大值； 步驟3、根據(jù)當前服務小區(qū)的RSRQ值以及A RSRP最大值，確定對應的切換遲滯門限值，進行切換觸發(fā)判決，若滿足切換觸發(fā)條件，則進入下一步驟，否則轉入步驟I ; 步驟4、為終端確定目標基站，并將終端的上下文信息隨切換請求一起發(fā)送到目標基站，執(zhí)行切換操作。
2.如權利要求I所述的高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述確定對應的切換遲滯門限值，進行切換觸發(fā)判決在終端中進行，則所述步驟3與步驟4之間還包括步驟 若滿足切換觸發(fā)條件，終端向基站上報測量報告，所述測量報告包括與所述A RSRP最大值對應的相鄰小區(qū)基站編號CID。
3.如權利要求I所述的高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述確定對應的切換遲滯門限值，進行切換觸發(fā)判決在基站中進行，則所述步驟2與步驟3之間包括步驟 終端將當前服務小區(qū)的RSRQ值以及計算所得的A RSRP值中的最大值上報給基站。
4.如權利要求I所述的高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換觸發(fā)條件為相鄰小區(qū)RSRP值與當前服務小區(qū)的RSRP的差值A RSRP中的最大值大于切換遲滯門限值。
5.如權利要求4所述的高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換觸發(fā)條件還包括在觸發(fā)時間內，相鄰小區(qū)RSRP值與當前服務小區(qū)的RSRP的差值A RSRP中的最大值均大于切換遲滯門限值。
6.如權利要求1-5任一權利要求所述的高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換遲滯門限值按照下述公式計算
7.如權利要求1-5任一權利要求所述的高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換遲滯門限值按照下述公式計算
8.如權利要求1-5任一權利要求所述的高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，其特征在于，所述切換遲滯門限值通過查表法獲得，事先制作RSRQ落入不同區(qū)間時對應的h值的表格存儲在系統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速鐵路移動通信系統(tǒng)中的切換方法，包括如下步驟測量當前服務小區(qū)和相鄰小區(qū)的接收信號強度RSRP和信道質量RSRQ值；計算相鄰小區(qū)RSRP值與當前服務小區(qū)的RSRP的差值ΔRSRP，找出差值中的最大值；根據(jù)當前服務小區(qū)的RSRQ值以及ΔRSRP最大值，確定對應的切換遲滯門限值，進行切換觸發(fā)判決，若滿足切換觸發(fā)條件，則為終端確定目標基站，并將終端的上下文信息隨切換請求一起發(fā)送到目標基站，執(zhí)行切換操作。本發(fā)明方法可以在較差的無線信號傳輸環(huán)境下提前切換以獲得較好的服務質量，又可以在較好的無線信號傳輸環(huán)境下抑制不必要的切換，減少切換次數(shù)，提高了對信道質量的適應能力，在切換次數(shù)和通信服務質量之間尋找到更好的折衷。
文檔編號H04W36/24GK102724719SQ201210211739
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權日2012年6月21日
發(fā)明者孫斌, 胡陽, 金心宇, 黃進 申請人:浙江大學