CN101043712B - 在无线通信系统中实现切换的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在无线通信系统中实现切换的方法及系统。本发明主要包括：首先，用户设备的服务基站在确定用户设备需要进行切换操作后，向中间实体获取目标基站信息，由中间实体统一将分别从各基站获取的目标基站信息通过一条消息发送给服务基站；其次，所述约服务基站根据从中间实体获取的所述目标基站信息进行切换操作。因此，本发明的实现一方面可以有效降低整个无线通信系统的负荷，另一方面还可以减少源基站需要的处理的消息数量，降低源基站的处理复杂度。

Description

在无线通信系统中实现切换的方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信系统中的切换技术。

背景技术

在无线通信系统中，为满足移动终端的移动通信要求，需要在系统中实现切换功能，以保证终端可以切换到不同的实体下接入网络。通常，切换过程包括切换判决、切换准备和切换执行三个阶段。

在WCDMA R6(简称R6)标准中规定，在切换判决阶段，源RNC(无线网络控制器)是通过lur接口获得目标RNC的信息，包括目标RNC标志，目标小区的干扰和负荷情况等信息，其中，目标RNC是通过位于RNC内的RRM(无线资源管理)功能实体完成小区干扰和负荷信息的提供。由于RRC(无线资源控制)实体的终止点在RNC，所以切换的判决和执行的主体应该是RNC，因此，R6中的切换可以完全独立的在RNC来完成。

随着WCDMA技术的发展，在LTE(长周期演进)中，R6的3个节点，即NB(基站)、RNC和GGSN(网关GPRS服务节点)变成了两个节点，即为eNB(演进的通用无线接入基站)和aGW(演进的通用无线接入网关)；而且，R6中的RRM功能在LTE中也分成两部分为：小区内的RRM和小区间的RRM。小区内的RRM和调度是相关，位于eNB节点。而小区间的RRM实体的位置可能在eNB或者above eNB节点(上层节点)。

目前，对于激活状态下的切换涉及到切换判决前信息的获取，切换判决和切换命令的下发，切换过程中上下文的处理等。其中，切换指令的下发和切换中上下文的传递都和RRC实体的终止点有关，切换消息的获取和小区间RRM实体的结构是紧密相关的。

在LTE中提供的系统结构可知eNB之间有直接或间接的接口。小区间RRM功能实体的结构有分布式和集中式两种可能，分布式的RRM功能实体位于eNB，而集中式的RRM功能实体则位于eNB节点之上，如可能在aGW。

当eNB之间有直接接口，小区间的RRM为分布式时，则相应的激活状态下的切换流程如图1所示，在图1中，MME(移动管理实体)和UPE(用户面实体)和aGW概念等同，而且，MME和UPE可以分开设置，也可以采用两者是合一的结构，当采用合一的结构，则两者之间的信令交互可以省略。

如图1所示，相应的切换流程具体包括以下步骤：

步骤11：UE(用户设备)向源基站发送测量报告；

步骤12：源基站根据分别从目标基站获取的信息，进行切换决策；并在决定目标基站后，向目标基站发送请求上下文数据，即发送请求目标基站预备资源。

步骤13：目标基站准备好相同的UE的切换资源，向源基站发送确认消息，允许源基站进行切换。

由于小区间RRM为分布式结构，所以小区之间的干扰和负荷信息是从目标基站直接发送到源基站，源基站则对收到的各目标基站信息一一进行处理；

步骤14至步骤111：源基站将向UE发送切换命令，命令中携带着各目标基站信息，且UE与各目标基站进行后续的处理以实现切换过程.

在上述处理过程中，源基站需要处理多个目标基站发来的消息，因此，使得源基站的处理过程较为繁琐；

而且，这种RRM分布式和eNB的直接接口的结构，使得当一个NB的RRM信息的更新时，需要给各个相关的NB发送该更新消息，因此，UE的移动性可能引发的LTE中的eNB之间的频繁的将导致LTE中eNB之间的接口的信令负荷较重。

另外，在切换过程中，包含资源配置信息的上下文信息存在于源基站和目标基站中，但由于在源基站与目标基站之间未提供可靠的上下文信息同步实现方案，因此，无法保证UE的业务的一致性。

当eNB之间有直接接口，小区间的RRM为集中式时，相应的切换流程图仍参照图1所示，与上述eNB之间有直接接口，小区间的RRM为分布式情况的处理方式类似，区别在于只有小区间RRM信息的获取是不同的。各NB将自己的干扰和负荷信息发送到RRM服务器，由RRM服务器统一维护NB的小区间的RRM信息。这样，使得小区间RRM信息的更新和维护比较简单，但仍未解决上述方案中存在的其他问题。

当eNB之间无直接接口，小区间的RRM为集中式时，相应的切换流程图仍参照图1所示，与前面两种情况不同的是该情况在eNB之间没有一个直接的接口，即源基站与目标基站之间的消息交互需要通过中间实体实现，这样，虽然解决了由于单个NB信息的变更导致相关NB信息更新信息的信令负荷问题。但对于切换过程中存在的其他问题却仍未提供解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无线通信系统中实现切换的方法及系统，从而可以解决源基站处理的复杂度，提高切换处理效率，并可以有效降低整个无线通信系统的负荷。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种在无线通信系统中实现切换的方法，包括：

A、用户设备的服务基站在确定用户设备需要进行切换操作后，向中间实体获取目标基站信息；包括：用户设备的服务基站确定用户设备需要进行切换操作后，则向中间实体发送为请求获取目标基站信息的请求消息；所述中间实体接收所述的请求消息后向该服务基站统一返回中间实体分别获取的各目标基站信息；

B、所述的服务基站根据从中间实体获取的所述目标基站信息进行切换操作；

所述的方法还包括：

目标基站完成切换后，确定获取的服务基站中的最新的上下文信息，上下文信息中包含资源配置信息；

确定所述的最新的上下文信息与之前获得的上下文信息的比较结果，之后，根据预定的判断准则确定是否需要重新发起资源配置操作，并在需要时，重新发起资源配置处理过程。

所述的中间实体包括：

演进的通用陆地无线接入网接入网关或基站之上的上层节点，所述的网关包括移动性管理实体和用户面实体。

所述的步骤A还包括：

若服务基站在预定的时间内未收到中间实体发来的目标基站信息，则重新向中间实体获取目标基站信息。

所述的步骤A还包括：

若所述的服务基站在满足预定的条件后仍未收到中间实体发来的目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息。

所述的预定的条件包括：

预定的时间条件信息和/或预定的向中间实体获取目标基站信息的次数条件信息。

所述的方法还包括：

服务基站获取目标基站发来的切换完成消息后，将最新的上下文信息发送给中间实体；

中间实体将获取的服务基站的最新的上下文信息主动发送给目标基站。

所述的中间实体还通过信令握手或重发机制向目标基站发送服务基站的最新的上下文信息。

所述的判断准则包括：确定采用最新的上下文信息是否会引起用户设备物理层的重新同步的条件确定。

所述的方法应用于长期演进LTE系统中。

本发明提供了一种在无线通信系统中实现切换的系统，包括用户设备的服务基站和切换后的目标基站，其特征在于，还包括：

中间实体，用于接收所述服务基站请求获取目标基站信息的请求消息，并向所述服务基站统一提供分别获取的各目标基站信息；

目标基站信息获取单元，设置于服务基站中，用于当所述的服务基站确定需要进行切换操作后，向中间实体获取目标基站信息；

上下文信息更新单元，设置于服务基站中，用于在切换过程完成后将当前的上下文信息发送给目标基站，所述的上下文信息包括资源配置信息；

资源更新控制单元，设置于目标基站中，用于在切换过程完成后根据收到的当前的上下文信息及之前获得的上下文信息，及预定的判断准则确定是否进行资源重配置，并在需要时触发资源重配置单元；

资源重配置单元，设置于目标基站中，在资源更新控制单元的触发下进行资源重配置操作。

所述的中间实体包括：

演进的通用陆地无线接入网接入网关或者基站之上的上层节点。

所述的演进的通用陆地无线接入网接入网关包括移动管理实体和用户面实体。

所述的系统还包括：

在所述的服务基站中还设置有定时器，当目标基站信息获取单元向中间实体获取目标基站信息时，开始计时，若当定时器超时时仍未收到目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息；

或者，

在所述的服务基站中还设置有计数器，当目标基站信息获取单元每次向中间实体获取目标基站信息时计数，当计数器值达到预定值时仍未收到目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中，由于采用了中间实体统一将目标基站信息发送给作为源基站的服务基站，因此，一方面可以有效降低整个无线通信系统的负荷，另一方面还可以减少源基站需要的处理的消息数量，降低源基站的处理复杂度。同时，还由于在切换完成后，本发明提供了源基站与服务基站之间的上下文信息的同步处理过程，使得切换过程中可以有效保证UE业务的一致性，即保证UE在切换后仍可以获得与切换完成前一致的资源服务。

附图说明

图1为现有技术中的切换处理流程示意图；

图2为本发明所述方法的具体实现流程示意图一；

图3为本发明所述方法的具体实现流程示意图二；

图4为本发明所述系统的具体实现结构示意图。

具体实施方式

本发明中，当eNB之间无直接接口时，采用aGW等中间实体作为一个信息转发者存在于源基站与目标基站之间。aGW等中间实体用于辅助源基站获取目标基站信息，这样，对切换的时延不会引入明显的影响，而且会优化切换性能。

同时，在各种LTE系统内的切换情况下，在切换过程中引入aGW等中间实体的同时还解决了切换过程中上下文不同步的问题，从而可以保持UE服务的一致性。

另外，本发明中还通过采取适当的策略，使得通过aGW等中间实体的目标基站信息的获取过程对eNB之间的切换不会产生负面的影响。

本发明中，所述的中间实体可以为：aGW，所述的aGW具体可以包含MME或UPE两个实体，也就是说，所述的MME或UPE均可以作为所述的中间实体实现相应的功能。为便于对本发明的理解，下面将结合附图对本发明提供的方法的具体实现方式进行详细地说明。

如图2所示，在切换过程中，本发明所述的方法包括以下步骤：

步骤21：源基站根据UE发来的测量报告确定需要进行切换；

步骤22：源基站向中间实体发送信息请求消息，要求获取相应的目标基站信息，以便于进行后续的切换处理；

例如，可以采用aGW作为中间实体辅助源基站获取目标基站信息，从而优化切换判决过程；

步骤23：中间实体接收所述的请求消息后，向源基站返回目标基站信息；

也就是说，本发明中，aGW等中间实体不是在每次收到目标基站的信息都直接转给源基站，而是搜集到完全的目标基站(一组目标基站)的信息后，再根据源基站的请求统一发送给源基站；

步骤24：源基站接收中间实体返回的目标基站信息，从而获取目标基站信息；

为确保获取目标基站信息过程的可靠性，在源基站可以设置一个在预定条件下未收到中间实体返回的目标基站信息的处理机制，例如可以设置定时器或者最大重复次数限制等机制，当源基站在定时器超时或超过重发请求消息的次数时仍不能从aGW等中间实体获取目标基站信息，则源基站将在定时器超时之后或者超过最大发送次数后，停止获取目标基站信息的过程.

步骤25：在源基站获得到相应的目标基站信息后，便可以进行后续的切换处理操作，并在切换操作结束后，执行步骤26；

步骤26：目标基站根据获取的源基站最新的上下文信息进行是否需要重新发起资源配置操作的判断，所述的上下文信息中包含资源配置信息，如果需要，则执行步骤27，否则，执行步骤28；

该步骤的具体实现为：目标基站比较最新的二下文与之前获得的上下文，如果采用新的上下文不会引起UE物理层的重新同步，则选择采用该最新的上下文，即执行步骤27，否则，不更新上下文，即执行步骤28。

为确定目标基站能够准确获得源基站最新的上下文信息，需要在切换过程中由中间实体备份和转发相应的上下文信息；例如可以由aGW备份和转发最新的源基站的上下文信息给目标基站，以供目标基站做重新配置无线资源的判决，由aGW进行备份和转发使得可以通过信令握手或者重发机制保证源基站最新的上下文信息能够可靠地被传送到目标基站，并可以尽早释放源基站的无线资源；

UE成功切换到目标基站之后，且目标基站获得源基站最新的上下文信息后，则对上下文进行比较，同时根据预先设定的准则决定是否重新发起一次资源的重配置，实现切换前后上下文的同步；

具体为：UE切换到目标基站后，源基站在收到目标基站的切换完成消息后，把上下文发送到aGW，aGW主动把上下文发送给目标基站。

实现该步骤的原因为：由于在切换过程中，上下文分别设置于源基站和目标基站中；在源基站将上下文信息传给目标基站到目标基站和UE建立连接的期间，源基站上的上下文信息可能会发生变化，因此，需要设置相应的处理机制以确保源基站和目标基站的上下文信息的同步，以使得目标基站建立和新的上下文要求一致的业务，保证业务的服务性能；

步骤27：根据源基站的最新的上下文信息发起重新配置资源的处理过程。

步骤28：无需发起重新配置资源的处理。

下面将结合附图以两个具体的应用实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一

本发明中，当eNB之间无直接接口时，则相应的切换处理流程如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤31：UE向源基站上报测量报告，通知源基站需要进行切换；

步骤32：源基站收到所述的测量报告并确认需要进行切换时，则向作为中间实体的MME发送信息请求消息；

步骤33：MME接收到所述的信息请求消息后，确定需要提供给源基站的各目标基站的信息以及其他切换信息；

步骤34：MME将确定的各目标基站的信息以及其他切换信息通过信息请求响应消息发送给源基站；

步骤35：源基站根据接收到的信息请求响应获取所述的各目标基站的信息以及其他切换信息，并依据该信息进行切换决策；

之后，继续进行后续的切换处理过程，即步骤36至步骤315，以及步骤319，具体的处理方式可以采用现有技术提供的处理实现过程，也可以采用其他处理实现过程。

实施例二

本发明提供的相应切换处理流程仍如图3所示，具体包括以下步骤：

在该实施例中，步骤31至步骤315，以及步骤319均与实施例一的操作处理过程相同，不同的是，实施例二中增加了步骤316至步骤318的处理过程，具体如下：

步骤316：当源基站确认切换完成后，则向MME发送UE对应的最新的上下文信息；

步骤317：MME收到所述的最新的上下文信息后，继续向目标基站转发所述的上下文信息；

步骤318：目标基站获取所述的上下文信息后，则将该最新的上下文信息与之前获得的上下文信息进行比较，并根据预先设定的准则确定是否重新进行相应的资源配置操作。

通过在实施例一的基础上增加了上述三步骤的处理，可以有效保证切换后的UE的业务一致性问题。

本发明还提供了一种在无线通信系统中实现切换的系统，该系统的具体实现如图4所示，具体包括：用户设备的服务基站和切换后的目标基站，以及中间实体和设置于服务基站中的目标基站信息获取单元；所述的中间实体用于向所述的服务基站统一提供目标基站信息，即将分别从各基站获取的目标基站信息通过一条消息一次发给服务基站，其中目标基站信息是通过与相应的基站进行信息交互获得；所述的目标基站信息获取单元用于当所述的服务基站确定需要进行切换操作后，向中间实体获取相应的目标基站信息。

本发明所述的系统中，所述的中间实体可以为演进的通用陆地无线接入网接入网关，该网关包括移动管理实体和用户面实体；所述的中间实体还可以为其他基站之上的上层节点，如RRM等。

为合理化系统的实现，保证当出现异常时，服务基站不会一直向中间实体请求获取相应的目标基站信息，因此，本发明所述的系统还在所述的服务基站中设置了相应的处理器，以实现这一目的，具体可以设置：

定时器，当目标基站信息获取单元向中间实体获取目标基站信息时，开始计时，若当定时器超时时仍未收到目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息；

或者，

计数器，当目标基站信息获取单元每次向中间实体获取目标基站信息时计数，当计数器值达到预定值时仍未收到目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息。

另外，为保证切换完成后，目标基站与源基站的上下文信息的一致性，本发明所述的系统中还包括以下处理单元：

上下文信息更新单元，设置于服务基站中，用于在切换过程完成后将当前的上下文信息发送给目标基站，所述的上下文信息包括资源配置信息；

资源更新控制单元，设置于目标基站中，用于在切换过程完成后根据收到的当前的上下文信息及之前获得的上下文信息，及预定的判断准则确定是否进行资源重配置，并在需要时触发资源重配置单元；

资源重配置单元，在资源更新控制单元的触发下进行资源重配置操作。

综上所述，本发明的实现使得aGW等中间实体在切换过程中，能够辅助源基站获取目标基站信息等，减少了源基站直接获取目标基站信息带来的信令负荷问题；同时，通过在源基站设置定时器等停止目标基站信息的条件，还可以减少aGW等中间实体在辅助切换过程中可能对信令流程造成的负面影响。另外，在切换完成后，aGW等中间实体还能够向目标基站转发源基站上的最新上下文，以同步目标基站与源基站的上下文信息，实现业务服务的一致性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种在无线通信系统中实现切换的方法，其特征在于，包括：

A、用户设备的服务基站在确定用户设备需要进行切换操作后，向中间实体获取目标基站信息；包括：用户设备的服务基站确定用户设备需要进行切换操作后，则向中间实体发送为请求获取目标基站信息的请求消息；所述中间实体接收所述的请求消息后向该服务基站统一返回中间实体分别获取的各目标基站信息；

B、所述的服务基站根据从中间实体获取的所述目标基站信息进行切换操作；

所述的方法还包括：

目标基站完成切换后，确定获取的服务基站中的最新的上下文信息，上下文信息中包含资源配置信息；

确定所述的最新的上下文信息与之前获得的上下文信息的比较结果，之后，根据预定的判断准则确定是否需要重新发起资源配置操作，并在需要时，重新发起资源配置处理过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的中间实体包括：

演进的通用陆地无线接入网接入网关或基站之上的上层节点，所述的网关包括移动性管理实体和用户面实体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

若服务基站在预定的时间内未收到中间实体发来的目标基站信息，则重新向中间实体获取目标基站信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：

若所述的服务基站在满足预定的条件后仍未收到中间实体发来的目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的预定的条件包括：

预定的时间条件信息和/或预定的向中间实体获取目标基站信息的次数条件信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

服务基站获取目标基站发来的切换完成消息后，将最新的上下文信息发送给中间实体；

中间实体将获取的服务基站的最新的上下文信息主动发送给目标基站。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的中间实体还通过信令握手或重发机制向目标基站发送服务基站的最新的上下文信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的判断准则包括：确定采用最新的上下文信息是否会引起用户设备物理层的重新同步。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述的方法应用于长期演进LTE系统中。

10.一种在无线通信系统中实现切换的系统，包括用户设备的服务基站和切换后的目标基站，其特征在于，还包括：

中间实体，用于接收所述服务基站请求获取目标基站信息的请求消息，并向所述服务基站统一提供分别获取的各目标基站信息；

目标基站信息获取单元，设置于服务基站中，用于当所述的服务基站确定需要进行切换操作后，向中间实体获取目标基站信息；

上下文信息更新单元，设置于服务基站中，用于在切换过程完成后将当前的上下文信息发送给目标基站，所述的上下文信息包括资源配置信息；

资源更新控制单元，设置于目标基站中，用于在切换过程完成后根据收到的当前的上下文信息及之前获得的上下文信息，及预定的判断准则确定是否进行资源重配置，并在需要时触发资源重配置单元；

资源重配置单元，设置于目标基站中，在资源更新控制单元的触发下进行资源重配置操作。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述的中间实体包括：

演进的通用陆地无线接入网接入网关或基站之上的上层节点。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的演进的通用陆地无线接入网接入网关包括移动管理实体和用户面实体。

13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：

在所述的服务基站中还设置有定时器，当目标基站信息获取单元向中间实体获取目标基站信息时，开始计时，若当定时器超时时仍未收到目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息；

或者，

在所述的服务基站中还设置有计数器，当目标基站信息获取单元每次向中间实体获取目标基站信息时计数，当计数器值达到预定值时仍未收到目标基站信息，则停止向中间实体获取目标基站信息。

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