一种高速铁路移动通信系统中的切换方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速铁路移动通信系统中的切换方法，包括如下步骤：测量当前服务小区和相邻小区的接收信号强度RSRP和信道质量RSRQ值；计算相邻小区RSRP值与当前服务小区的RSRP的差值ΔRSRP，找出差值中的最大值；根据当前服务小区的RSRQ值以及ΔRSRP最大值，确定对应的切换迟滞门限值，进行切换触发判决，若满足切换触发条件，则为终端确定目标基站，并将终端的上下文信息随切换请求一起发送到目标基站，执行切换操作。本发明专利技术方法可以在较差的无线信号传输环境下提前切换以获得较好的服务质量，又可以在较好的无线信号传输环境下抑制不必要的切换，减少切换次数，提高了对信道质量的适应能力，在切换次数和通信服务质量之间寻找到更好的折衷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速铁路无线通信领域，特别涉及未来的LTE-R通信系统中的切换技术。
技术介绍
目前，我国的铁路专用无线通信系统是基于GSM技术的GSM-R通信系统，还没有采用3G技术是因为3G目前还不是一个成熟的商用通信系统，且其技术规范中还没有考虑铁路方面的应用，因此达不到铁路要求的安全标准。而且在语音业务上3G技术与2G技术并没有本质区别，因此目前，国际铁路联盟(UIC)表示，未来GSM-R将直接过渡到“准4G”的LTE-R (Long Term Evolution for Railway)。与 GSM-R 相比，LTE-R 具有支持更高的列车运行速度，更高的安全性、更高的数据传输速率和更丰富的多媒体服务。 LTE-R是基于长期演进技术(LTE)的一种高速铁路移动通信系统，LTE-R的接入网络结构是E-UTRAN，eNodeB (evolved-NodeB)是接入网中唯一的网络设备，除了有与信号收发有关的功能外，同时还有无线资源控制，无线移动管理和无线接口 L2协议。LTE-R的核心网络是演进型分组核心(EPC)，EPC是一个全IP的移动核心网。由于LTE-R的很多关键技术都是参考LTE/SAE，所以在下文中我们将LTE-R与LTE看作一致。高速铁路移动通信系统中无线信号的切换尤其重要，切换的目的是让用户在蜂窝网络中能够享受无缝语音和多媒体接入服务。3GPP已对LTE的切换方案有了详细的说明，切换中的整个测量和处理过程如图I所示，其过程包括三部分物理层测量、滤波和切换触发标准。首先UE每隔一段时间测量服务小区和相邻小区的RSRP和RSRQ值；然后对测量值进行滤波，UE每次进行的测量都是瞬时值，很容易受到外界环境(比如小尺度衰落)的影响，因此UE的测量值要进行LI和L3滤波；最后进行判断和切换，LTE协议中定义了切换测量报告触发机制，如果测量结果满足某切换测量报告触发判决式时，则触发该事件。比如，RSRPterget_cell-RSRPSource_cell > h为某事件的触发判决式，当测量参数满足该式达到一个触发时间TTT时，则触发该事件。其中h是切换滞后容限，RSRPsource cell是源基站的接收信号电平，RSRPtwget eell是目标基站的接收信号电平。h和TTT的引入是为了减少不必要的切换，此处不必要的切换主要是指乒乓切换。在LTE中，eNodeB之间不存在宏分集，因此，LTE不支持软切换，LTE中的切换方式为硬切换，即移动台先中止与当前服务基站的通信后再与目标基站进行通信。为了实现切换的最优化，现在不同的硬切换算法的研究已经开展。绝大多数的研究考虑到是测量间隔、测量平均，迟滞和切换门限水平中的个别或者结合的方式，然而这种固定系统参数的切换算法不能很好地适应外界环境的变化，有可能在信道环境发生改变时引起频繁切换或切换失败等通信故障。例如，当无线信道传输环境较差时，即环境中的噪声和干扰较大，可能因为切换判决条件设置过高导致终端无法及时切换，引起通信失败事故；而当无线信道传输环境较好时，则又可能因为切换判决条件设置过低引起不必要的切换，导致切换次数增加。另外，虽然移动性预测和跨曾最优化的切换方法可以很好地提高切换性能，但由于性价比的原因并没有被LTE系统所接纳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，以适应铁路环境下无线信道质量复杂多变的特性，解决固定参数的切换算法不能适应外界无线信号传输环境(主要是环境中的噪声和干扰)变化而导致的频繁切换或通信失败事故的问题，通过低代价易于实现的自适应切换方法在切换次数和通信服务质量之间寻找到更好的折衷。—种高速铁路移动通信系统中的切换方法，所述高速铁路移动通信系统包括终端，基站，所述切换方法包括步骤步骤I、测量当前服务小区和相邻小区的接收信号强度RSRP和信道质量RSRQ值；步骤2、计算相邻小区RSRP值与当前服务小区的RSRP的差值A RSRP,找出差值中的最大值；步骤3、根据当前服务小区的RSRQ值以及A RSRP最大值，确定对应的切换迟滞门限值，进行切换触发判决，若满足切换触发条件，则进入下一步骤，否则转入步骤I ;步骤4、为终端确定目标基站，并将终端的上下文信息随切换请求一起发送到目标基站，执行切换操作。本专利技术的一种方式，所述确定对应的切换迟滞门限值，进行切换触发判决在终端中进行，则所述步骤3与步骤4之间还包括步骤若满足切换触发条件，终端向基站上报测量报告，所述测量报告包括与所述A RSRP最大值对应的相邻小区基站编号CID。本方式中，终端不需要频繁的将计算得到的当前服务小区与邻小区的RSRP最大差值以及当前服务小区的RSRQ值上报给基站，降低了对信令的负担。本专利技术的另一种方式，所述确定对应的切换迟滞门限值，进行切换触发判决在基站中进行，则所述步骤2与步骤3之间包括步骤终端将当前服务小区的RSRQ值以及计算所得的A RSRP值中的最大值上报给基站。本方式中h值与RSRQ值的关系是预置在基站中的，可以根据每个基站所处小区的不同环境和实际情况对每个基站进行不同的配置，这样h值与RSRQ值的关系就不再是一成不变的，可以根据每个基站所处环境的不用和基站本身的硬件设施更加灵活地配置h值与RSRQ值的关系，提高了对不同环境的适应能力。进一步地，所述切换触发条件为相邻小区RSRP值与当前服务小区的RSRP的差值A RSRP中的最大值大于切换迟滞门限值。进一步地，在触发时间内，相邻小区RSRP值与当前服务小区的RSRP的差值A RSRP中的最大值均大于切换迟滞门限值。这样做可以防止因为环境的突变和扰动引起的不必要切换，有效抑制乒乓切换效应。所述切换迟滞门限值按照下述公式计算/RSRQ(i) -p h(i) = max {a mm |--h lfi I ,b}\ cJ,其中h(i)为i时刻切换迟滞门限值，RSRQ⑴指i时刻来自当前服务小区的RSRQ值，a和b为h值的上限和下限，P为h达到上限a时RSRQ的值，当RSRQ小于P值时h开始减小，c和n为调整h值随RSRQ减小而减小的速度和轨迹参数。所述切换迟滞门限值还可以按照下述公式计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路移动通信系统中的切换方法，所述高速铁路移动通信系统包括终端，基站，其特征在于，所述切换方法包括步骤 步骤I、测量当前服务小区和相邻小区的接收信号强度RSRP和信道质量RSRQ值； 步骤2、计算相邻小区RSRP值与当前服务小区的RSRP的差值A RSRP，找出差值中的最大值； 步骤3、根据当前服务小区的RSRQ值以及A RSRP最大值，确定对应的切换迟滞门限值，进行切换触发判决，若满足切换触发条件，则进入下一步骤，否则转入步骤I ; 步骤4、为终端确定目标基站，并将终端的上下文信息随切换请求一起发送到目标基站，执行切换操作。2.如权利要求I所述的高速铁路移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述确定对应的切换迟滞门限值，进行切换触发判决在终端中进行，则所述步骤3与步骤4之间还包括步骤 若满足切换触发条件，终端向基站上报测量报告，所述测量报告包括与所述A RSRP最大值对应的相邻小区基站编号CID。3.如权利要求I所述的高速铁路移动通信系统中的切换方法，其特征在于，所述确定对应的切换迟滞门限值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙斌，黄进，金心宇，胡阳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：