[发明专利]一种测量切换中断时间的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种测量切换中断时间的方法和设备。

背景技术

现有的通信系统绝大多数采用多基站的小区制方案。基站的发射功率是受限的，其覆盖范围较小，相隔超过一定距离的两个基站是互不干扰的，可实现频率的复用，增大系统容量。在多个基站的无线信号覆盖区域内，移动台可与地面设备进行数据通信。移动台由一个基站覆盖区域进入另一基站覆盖区域时，需要进行小区重选即切换。

目前主要存在两种形式的切换：

一种是软切换，即移动台先与目标基站建立通信链路，同时保持与原小区基站的通信链路，当移动台在目标基站的小区建立稳定通信后，才断开与原基站的链接。软切换保证了切换过程中信息传输的连续性、提高了切换的可靠性。软切换是CDMA(Code Division MultipleAccess，码分多址)通信系统独有的切换方式。

另一种是硬切换，移动台从一个基站覆盖区域进入另一个基站覆盖区域时，移动台先断开与原基站的通信链路，再与目标基站建立通信链路，即通常所说的“先断后接”。硬切换会造成数据通信的瞬时中断，中断时间通常在几十毫秒到几百毫秒。某些通信系统在切换的过程中需要重新认证和交换密钥，上述过程传输失败将导致切换失败，引入的切换中断时间可达到秒级。基于FDMA(Frequency DivisionMultiple Access，频分多址)和TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)的系统都采用硬切换。

一些对数据传输实时性要求很高的系统，切换引入的通信中断时间将产生数据传输的延迟，并可能最终导致系统失效。需要对切换引入的通信中断时间进行定量的测量，分析切换中断时间对数据传输、对系统性能的影响。

目前切换中断时间的测试方法主要有实验室测量和现场测量两种。其中实验室测量的方法如图1所示。

利用软件在指定时刻打开或关闭基站1、基站2的无线端口，控制系统的状态在状态1至状态4之间循环转换，实现移动台在基站1和基站2之间来回切换。

状态1时，基站1的无线端口处于打开状态、基站2的无线端口处于关闭状态，移动台与基站1建立通信链接。

此时，打开基站2的无线端口，进入状态2，即基站1、2的无线端口都处于打开状态，移动台保持与基站1的通信链接。

确认基站2的无线端口已处于打开状态，关闭基站1的无线端口，移动台先断开与基站1的通信链接，然后与基站2建立通信链接，进入状态3。

确认移动台已经和基站2建立稳定链接后，打开基站1的无线端口，进入状态4，即基站1、2的无线端口都处于打开状态，移动台与基站2保持通信链接。

确认基站1的无线端口已处于打开状态，关闭基站2的无线端口，移动台先断开与基站2的通信链接，然后与基站1建立通信链接，进入状态1。

从状态1至状态2至状态3的转换过程中，移动台从基站1切换至基站2，从状态3至状态4至状态1的转换过程中，移动台从基站2切换至基站1。状态1至状态4循环转换，则移动台在基站1和基站2之间来回切换。

如图2所示，在状态转换过程中始终将一个发送设备通过交换机与两个基站相连接，将一个接收设备与移动台相连接，利用无线链路发送数据包，在报文头部增加传输序号的信息，接收端每隔一定时间对接收的数据进行排序，根据排序的结果判断丢包的数量，通过发包的间隔和丢包的数量测量切换中断的时间。

实验室测量的方法实际是采用通断的方法控制移动台在两个AP间来回切换，关闭源基站的无线端口，使得移动台和源基站的链接中断，移动台开始搜寻新的基站信号，搜索成功后与新基站建立链接。这个信号变化的过程与实际切换过程中移动台接收信号的变化不同，因此移动台的切换策略不一定能适应上述信号变化的情况，测得的切换性能可能与实际切换的性能有较大差异。

现场测试的方法如图3所示。

在现场按一定间距安装基站设备，利用车辆搭载移动台以一定的速度在基站覆盖区域内往返运动，使得移动台在基站间切换。在测试过程中，始终将一个发送设备通过骨干网与各个基站相连接，将一个接收设备与移动台相连接，利用无线链路发送数据包，在报文头部增加传输序号的信息，接收端每隔一定时间对接收数据进行排序，根据排序结果判断丢包的数量，通过发包的间隔和丢包的数量测量切换中断的时间。