一种高铁环境下的复合切换方法技术

本发明专利技术公开了一种高铁环境下的复合切换方法，包括切换测量、切换判决和执行切换，在切换判决过程中对触发延迟时间取值门限进行优化判决，并增加位置因素判决，同时满足上述两种判决时基站向终端下达切换命令。本发明专利技术对高铁环境下基于A3事件的切换算法进行改进，采用改进的门限计算方法，在不降低切换链路失败概率的情况下，降低了乒乓切换概率，减小了切换占用的系统资源，缓解了高速状态下LTE系统的信令压力，提升了切换性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信中切换方法，特别是一种高铁环境下的复合切换方法。
技术介绍
LTE(LongTermEvolution)是由3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject)组织制定的通用移动通信系统技术标准的长期演进。切换是LTE网络系统中的一个重要环节，当终端在基站之间移动时，根据一定的规则和标准，为实现最佳通信质量与最佳数据传输而进行的自主接入调整。随着技术的发展，人们对系统的切换性能要求越来越高，特别是高速环境下的切换性能。一个完整的切换过程是建立在LTE网络下各分支接口协议的基础上的，LTE底层协议定义了切换的判决方法和切换流程，实际中当用户设备状态满足切换要求时，系统就会发出切换指令。切换分为三个阶段：切换测量、切换判决和切换执行。第一步是切换测量。在执行切换之前，系统需要对可用信道的一系列物理指标进行精确的测量，LTE切换测量过程主要包括：测量配置、测量执行和测量报告。第二步进行切换判决。当终端测量完基站下达的测量任务，并将测量结果报告给基站之后，基站会对所有上报事件进行集合汇总，并对有效切换小区进行筛选排序，再进行过滤选择，按优先级从高到低排列，确定最终的目标小区进行切换。第三步执行切换。在基站的控制下，终端与基站一起进行业务数据转发，将业务从源小区切换到目标小区；终端成功进入目标小区网络后会通知基站切换成功；切换完成之后，目标小区所在基站会向源基站发送消息，告知切换已完成。这一过程主要基于X2接口和S1接口，信令交互完成后释放源小区资源，删除相应的链路信息，如果切换失败，则重新进行小区选择，直至切换成功。切换可按不同标准分为不同的类型，如站内切换和站间切换，硬切换和软切换等等。LTE底层协议设定了一系列的判决门限和判决标准用于切换算法的执行，不同类型的切换调用算法的不同部分，算法的质量以及效率直接影响了LTE的切换性能。研究性能优越的切换算法来解决特定环境下的切换难题，是移动通信业的一项重要任务。传统的切换机制关注于参考信号接收功率的比较，并且定义了一个恒定的切换门限值作为切换的边界条件，当终端与源基站和目标基站之间参考信号接收功率的差值满足切换门限时，则触发切换。在LTE网络覆盖不断扩大的同时，切换面临的挑战也越来越多，尤其是在高铁技术飞速发展的同时，高速移动场景下切换性能亟需改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高铁环境下的复合切换方法。实现本专利技术目的的技术方案为：一种高铁环境下的复合切换方法，包括以下步骤：切换测量：基站向终端发送测量配置信息，终端根据基站的要求开始对各项指标进行测量，各项指标包括参考信号接收功率、参考信号接收质量和路径损耗；切换判决：当终端测量完基站下达的测量任务，并将测量结果报告给基站之后，基站对所有上报事件进行集合汇总，对触发延迟时间取值门限进行优化判决，在测量指标满足触发标准时终端进入触发延迟时间，当测量指标在触发延迟时间内均满足触发标准，终端上报测量结果请求切换；对终端进行位置因素判决，并对满足切换判决的切换小区进行排序，按优先级从高到低排列，确定优先级最高的目标小区进行切换；执行切换：在基站的控制下，终端与基站共同进行业务数据转发，将业务从源小区切换到目标小区；终端成功进入目标小区网络后通知基站切换成功；切换完成之后，目标小区所在基站会向源基站发送消息，告知切换已完成。与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：本专利技术对高铁环境下基于A3事件的切换算法进行改进，采用改进的门限计算方法，在不降低切换链路失败概率的情况下，降低了乒乓切换概率，减小了切换占用的系统资源，缓解了高速状态下LTE系统的信令压力，提升了切换性能。附图说明图1是本专利技术高铁环境下的复合切换方法的设计框图。图2是基于A3事件的切换算法示意图。图3是本专利技术终端位置信息示意图。图4是TTT门限优化前后的RLF性能对比图。图5是TTT门限优化前后的PPHO性能对意图。图6是TTT门限优化算法改进后的复合切换算法PPHO概率对比图。具体实施方式结合图1，本专利技术的一种高铁环境下的复合切换方法，包括以下步骤：切换测量：基站向终端发送测量配置信息，终端根据基站的要求开始对各项指标进行测量，各项指标包括参考信号接收功率RSRP(ReferenceSignalReceivedPower)、参考信号接收质量RSRQ(ReferenceSingnalReceivedQuanity)和路径损耗；切换判决：当终端测量完基站下达的测量任务，并将测量结果报告给基站之后，基站对所有上报事件进行集合汇总，将触发延迟时间取值门限进行优化判决，在测量指标满足触发标准时终端进入触发延迟时间，当测量指标在触发延迟时间内均满足触发标准，终端上报测量结果请求切换；对终端进行位置因素判决，并对满足切换判决的切换小区进行排序，按优先级从高到低排列，确定优先级最高的目标小区进行切换；执行切换：在基站的控制下，终端与基站共同进行业务数据转发，将业务从源小区切换到目标小区；终端成功进入目标小区网络后通知基站切换成功；切换完成之后，目标小区所在基站会向源基站发送消息，告知切换已完成。进一步的，将触发延迟时间取值门限进行优化判决的具体过程为：(1)第一判决门限定义为M，M的取值为：M=TTT/TTTT=nT,n=1,2,3...---(1)]]>TTT为触发延迟时间，T为切换判决周期，切换测量周期Tm，T和Tm的比值r＝Tm/T＝1/6保持不变，即一个判决周期内上报6次测量结果；(2)定义第二判决门限m，m取值如下：m＝2M-1(2)用第二判决门限m代替第一判决门限M，对一个TTT时间内满足功率差值门限的测量次数进行统计，当统计值达到第二判决门限m时，判定为满足切换条件，允许切换，反之拒绝切换。进一步的，切换判决中对终端进行位置因素判决的具体过程为：利用终端距基站的位置来判断是否应该进入切换，在优化判决的基础上再建立一个位置判决门限，当位置判决门限与优化判决的门限同时被满足时，触发切换请求；借助终端距源基站和目标基站之间的距离，以及列车当前时刻的速度，给出终端在基站覆盖区域的相对位置；当终端的位置处于两基站覆盖重叠区域，并且参考信号接收功率测量满足优化判决门限时，基站向终端下达切换命令。进一步的，以其中一个基站覆盖区域中心为原点，列车中终端位置为X，小区半径为R，基站间距为D，则小区重叠区域长度a为a＝2R-D(3)当终端位置X满足R-a≤X≤R(4)同时参考信号接收功率测量满足优化判决门限时，执行切换。下面结合附图和实例，对本专利技术的具体步骤和方法作进一步具体说明。实施例A3事件是LTE标准中定义的邻小区测量值优于服务小区测量值一定门限值时触发事件。A3事件是同频小区间切换时采用的最主要的事件。基于A3事件的传统切换算法。如图2，当终端接收到的源基站和邻基站的信号功率的差值达到一定的门限之后，便进入A3事件。图中，offset包含的内容很多，包括A3事件的偏移参数、邻区特定偏置、源小区特定偏置，在无偏置的情况下默认为0；两条实曲线分别代表源小区和相邻小区RSRP波动曲线，虚线L2代表考虑所有偏置情况下源小区RSRP的相对波动曲线，虚线L1和L3分别代表加入切换迟滞参数Hys后源小区RSRP的上下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铁环境下的复合切换方法，其特征在于，包括以下步骤：切换测量：基站向终端发送测量配置信息，终端根据基站的要求开始对各项指标进行测量，各项指标包括参考信号接收功率、参考信号接收质量和路径损耗；切换判决：当终端测量完基站下达的测量任务，并将测量结果报告给基站之后，基站对所有上报事件进行集合汇总，对触发延迟时间取值门限进行优化判决，在测量指标满足触发标准时终端进入触发延迟时间，当测量指标在触发延迟时间内均满足触发标准，终端上报测量结果请求切换；对终端进行位置因素判决，并对满足切换判决的切换小区进行排序，按优先级从高到低排列，确定优先级最高的目标小区进行切换；执行切换：在基站的控制下，终端与基站共同进行业务数据转发，将业务从源小区切换到目标小区；终端成功进入目标小区网络后通知基站切换成功；切换完成之后，目标小区所在基站会向源基站发送消息，告知切换已完成。

【技术特征摘要】
1.一种高铁环境下的复合切换方法，其特征在于，包括以下步骤：切换测量：基站向终端发送测量配置信息，终端根据基站的要求开始对各项指标进行测量，各项指标包括参考信号接收功率、参考信号接收质量和路径损耗；切换判决：当终端测量完基站下达的测量任务，并将测量结果报告给基站之后，基站对所有上报事件进行集合汇总，对触发延迟时间取值门限进行优化判决，在测量指标满足触发标准时终端进入触发延迟时间，当测量指标在触发延迟时间内均满足触发标准，终端上报测量结果请求切换；对终端进行位置因素判决，并对满足切换判决的切换小区进行排序，按优先级从高到低排列，确定优先级最高的目标小区进行切换；执行切换：在基站的控制下，终端与基站共同进行业务数据转发，将业务从源小区切换到目标小区；终端成功进入目标小区网络后通知基站切换成功；切换完成之后，目标小区所在基站会向源基站发送消息，告知切换已完成。2.根据权利要求1所述的高铁环境下的复合切换方法，其特征在于，对触发延迟时间取值门限进行优化判决的具体过程为：(1)定义第一判决门限M，M的取值为：M=TTT/TTTT=nT,n=1,2,3...---(1)]]>TTT为触发延迟时间，T为切换判决周期，切换测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈康宇，郑楷鹏，郭山红，徐伟为，陈奇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32