CN1859789A - 无线演进网络中终端批切换的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线演进网络中终端批切换的方法及其装置，该方法包括：无线支持服务器获取小区间的无线资源管理信息并进行无线资源管理的批切换决策，需进行批切换时向源基站发送切换要求信令；源基站接收到切换要求信令后，选择待切换的终端并最终决定是否进行批切换；当需要进行批切换时，源基站向目标基站发送批切换请求信令；目标基站分析该信令并对终端进行处理，向源基站发送批切换确认请求信令；源基站接收到批切换确认请求信令，向相应的终端发送批切换命令；针对每一个终端进行后续正常的切换流程。本发明通过引入无线支持服务器触发批切换流程，解决了无线演进网络中小区间无线资源管理的问题，实现了小区间的负载均衡。

Description

无线演进网络中终端批切换的方法及其装置

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，尤其涉及一种无线演进网络中终端批切换的方法及其装置。

背景技术

通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)是采用宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)空中接口技术的第三代移动通信系统(3G)，通常也把UMTS称为WCDMA通信系统。

图1所示为UMTS的系统结构图。UMTS采用了与第二代移动通信系统(2G)类似的结构，其包括无线接入网络(Radio Access Network，RAN)20(即UMTS陆地无线接入网(UMTS Territorial Radio Access Network，UTRAN))和核心网(Core Network，CN)30。其中无线接入网络20用于处理所有与无线有关的功能，而核心网30处理UMTS内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络40的交换和路由功能。核心网30从逻辑上分为3G电路交换(Circuit Switched，CS)32和3G分组交换(Packet Switched，PS)34。无线接入网络20、核心网30、与用户设备(User Equipment，UE)10一起构成了整个UMTS。

图2所示为UTRAN的网络结构图。UTRAN包含一个或多个无线网络子系统(Radio Network Subsystem，RNS)22。一个RNS 22由一个无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)24和一个或多个NodeB(基站)26组成。RNC 24与核心网30之间的接口是Iu接口，NodeB 26与RNC 24通过Iub接口连接。在UTRAN内部，RNC 24之间通过Iur接口互联，Iur接口可以通过RNC 24之间的直接物理连接或传输网来连接。RNC 24用来分配和控制与之相连或相关的NodeB 26的无线资源(Radio Resource)。NodeB 26则完成Iub接口与Uu接口之间的数据流的转换，同时也参与一部分无线资源管理。NodeB 26是WCDMA系统的基站，包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口与RNC 24互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码以及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。RNC 24用于控制UTRAN的无线资源，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。

以上的网络架构是基于3GPP Re16以前版本的架构，目前第三代移动通信标准化伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，3GPP)正在研究一种全新的演进网络架构，以满足未来十年甚至更长时间内移动网络的应用需求。由于是一种全新的网络架构，因此现有架构的所有节点、功能、和流程都将发生实质性的变化。目前有很多种演进方案在3GPP展开了讨论，网络演进的目的是希望提供一种低时延、高数据速率、高系统容量和覆盖、低成本、完全基于IP的网络。

3GPP提供了一种无线演进网络，长期演进(Long Term Evolution，LTE)是3GPP的网络长期演进项目的专用简写。在该演进网络中，接入网络部分的架构由3G网络的NodeB和RNC的两节点结构演进为只有一个节点eNodeB(evolved NodeB)的单节点架构。在演进网络的研究中，无线接入网络的无线资源管理功能的设计是一个重要的课题，尤其是考虑到eNodeB之间的无线资源管理(Radio Resource Management，RRM)功能，如干扰管理、负载均衡等。目前针对这一课题所达成的LTE的RRM功能架构如图3所示。

图3所示为现有技术的RRM的功能架构分布图。在该架构中，E1为UE 10与网络侧的空中接口；E2为逻辑接口，实际由E1与E3组成；E3为eNodeB 50与中心节点eCRNC(evolved Controlling RNC，演进控制RNC)60之间的接口，该eCRNC 60具有eNodeB 50之间的RRM功能；E4是eNodeB与核心网节点的用户面接口；E5类似现有的Iu接口，是接入网络和核心网之间的接口；E6是MME/ASGW(Mobility Management Entity/AccessGateway，移动管理实体/接入网关)80与移动锚点(未示出)之间的控制面和用户面接口；E7提供eNodeB和网关模块70(O&M Node，Operations &Maintenance Node，运行与维护节点)之间的接口。

在这种架构下，RRM功能主要在eNodeB 50完成，而其他如eNodeB 50间的RRM功能则主要由中心节点eCRNC 60完成。

在进行eNodeB 50间的RRM功能时，需要获取相邻eNodeB 50的RRM信息，该架构中的RRM信息的获取是通过E3接口完成，即由各个eNodeB50向中心节点eCRNC提供本地的RRM信息，eCRNC负责收集这些RRM信息，并基于这些信息完成相应的eNodeB 50间的RRM功能。

大多数无线通信系统都是基于所谓的多路接入技术，诸如语音和数据的信息在其中传输。这是一种许多同时激活的用户以有组织的方式共享同一系统资源的技术。

在使用CDMA技术的3G网络中，由于采用的伪正交码，所以一个小区内的多个用户之间存在着相互干扰。传统意义上，该干扰被认为是破坏传输的不可避免的噪声的一部分。

在使用OFDMA技术的演进网络中，同一小区的不同用户之间由于子载波的互相正交，理论上不存在用户间干扰，而在小区间采用相同频段时，小区间的干扰则成为影响系统性能的重要因素。因此人们需要在无线演进网络中实现小区间的干扰管理和负载均衡，即需要在无线演进网络中管理无线资源。

然而，一个问题是，在相关技术中仅仅定义了RRM系统的架构，并没有给出该架构下如何实现干扰管理和负载均衡的具体方案。

下面将参照图4来描述现有技术中的无线资源软复用的解决方案，该方案解决了小区边缘的干扰问题，同时也能提供较好的频谱利用率。

小区间的资源采用无线资源软复用的方法，即每个小区被分为中心区和边缘区两个部分，边缘区是和其他小区有信号相交的区域，每个小区的边缘区被静态或者半静态的分配了部分无线资源，相邻小区的边缘区所分到的无线资源是不相交的。基站在进行业务传输调度的过程中，首先调度处于边缘区的UE，其调度的无线资源只能在其所分到的无线资源中；当边缘区的UE调度完成后，再调度处于中心区的UE，其可调度的无线资源是剩下的所有无线资源。小区边缘的部分资源分配可以以较长的周期变化，在长时间内保证资源的最优化。上述方案解决了小区边缘的干扰问题，同时也能提供较好的频谱利用率(把小区分为边缘和中心的无线资源分配方案称为无线资源软复用)。该方案的资源分配如图4所示。

然而，该方案仅限于解决小区边缘的干扰问题，其针对的是物理层的解决方案，而对于图3所示的LTE架构下如何实现基于负载均衡的无线资源管理，仍然没有给出具体的解决方案。

因此，人们需要一种解决方案，能够解决上述相关技术中的问题，用于在无线演进网络中管理无线资源。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是在于提供一种无线演进网络中终端批切换的方法及其装置，以实现演进网络中的小区间的负载均衡。

为解决上述技术问题，本发明是通过采用如下技术方案来实现：

本发明一种无线演进网络中终端批切换的方法，其包括以下步骤：

步骤a、无线支持服务器获取源基站小区与目标基站小区的最新无线资源管理相关信息；

步骤b、无线支持服务器根据当前收集到的最新小区间的无线资源管理相关信息，进行无线资源管理的批切换动作决策，判断是否需要进行批切换，当需要进行批切换过程时，则进行到步骤c，当不需进行批切换过程时，则返回步骤a；

步骤c、源基站、目标基站及其终端配合执行后续的终端批切换。

在该方法中，步骤a可以包括两种情况，

在第一种情况下，步骤a具体包括以下步骤：

步骤a1、源基站及其目标基站分别监控并收集本小区当前的无线资源管理相关信息；

步骤a2、源基站及其目标基站通过事件触发或周期性触发的方式分别向无线支持服务器上报小区间无线资源管理相关信息。

在第二种情况下，步骤a具体包括以下步骤：

步骤a1′、源基站及其目标基站分别监控并收集本小区当前的无线资源管理相关信息；

步骤a2′、无线支持服务器通过事件触发或周期性触发的方式向源基站及其目标基站请求小区间无线资源管理相关信息；

步骤a3′、源基站及其目标基站接收到该请求后分别向无线支持服务器上报小区间无线资源管理相关信息。

在该方法中，步骤c具体包括以下步骤：

步骤c1、无线支持服务器向源基站发送切换要求信令；

步骤c2、源基站接收到切换要求信令后，选择处于该信令中所指示的目标小区边界的部分终端，并最终决定是否进行批切换，当需要进行批切换时，则进行到步骤c3，当不需进行批切换时，则返回步骤a；

步骤c3、源基站向目标基站发送批切换请求信令；

步骤c4、目标基站分析该请求信令，并对终端进行接入控制、上下文和资源预留，然后向源基站发送批切换确认请求信令；

步骤c5、源基站接收到批切换确认请求信令，向相应的终端发送批切换命令；

步骤c6、所述相应的终端收到所述切换命令后，针对每一个单独的终端进行后续正常的切换流程。

另外，本发明还提供一种无线演进网络中终端批切换的装置，其包括无线支持服务器、源基站、目标基站及终端，由无线支持服务器触发批切换流程，由源基站做最终的批切换动作决策，并由源基站、目标基站以及终端共同完成整个批切换过程。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过引入无线支持服务器触发批切换流程，解决了无线演进网络中小区间无线资源管理的问题，实现了小区间的负载均衡。

附图说明

图1为UMTS的系统结构图。

图2为UTRAN的网络结构图。

图3为现有技术的RRM的功能架构分布图。

图4为无线资源软频率复用示意图。

图5为一种两层节点的具有无线支持服务器的无线演进网络架构。

图6为本发明无线演进网络中终端批切换的信令流程图。

具体实施方式

为使本发明所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步的详细说明。

图5所示为一种两层节点的具有无线支持服务器的无线演进网络架构。

本发明一种无线演进网络中终端批切换的方法，其发明基本思路是：在演进网络中引入无线支持服务器，无线支持服务器通过周期性或者事件触发的方式对各个基站的无线资源管理信息进行收集。该信息中包括各个小区的负载信息等。无线支持服务器根据这些上报的信息进行判别，当某一小区的负载较重，而相邻小区的负载较轻时，可以触发批切换流程，将小区中的一些终端切换到相邻小区去，以实现负载均衡的目的。

下面对本发明无线演进网络中终端批切换的方法进行详细描述。如图6所示，该无线演进网络包括无线支持服务器、源基站、目标基站及终端，该方法包括如下步骤：

步骤S1、源基站与目标基站分别监控本小区当前的负载情况，当基站边缘区域的负载超过某一阈值或者低于某一阈值时，源基站与目标基站分别向无线支持服务器上报无线资源管理相关信息。

其中无线资源管理相关信息包括小区的总负载、小区边缘区的负载、小区边缘负载的分布情况或者小区边缘的无线信道条件在频域上的分布。小区的边缘可分配无线资源集是由无线支持服务器配置的，因此不需要上报。

步骤S1属于无线支持服务器获取源基站与目标基站小区间的无线资源管理相关信息的过程。其中图6所示批切换流程图及其以上所描述的过程是无线支持服务器被动获取源基站小区与目标基站小区的无线资源管理相关信息的过程。需注意的是，以上所述仅为本发明的其中一个具体实施例，惟，本发明并不仅仅局限于此。本发明步骤S1还可以为无线支持服务器主动获取源基站小区与目标基站小区的无线资源管理相关信息的过程。

以下为无线支持服务器主动获取源基站小区与目标基站小区的无线资源管理相关信息的过程，其具体包括：

步骤S1′、源基站与目标基站分别监控本小区当前的负载情况，当边缘区域的负载超过某一阈值或者低于某一阈值时，向无线支持服务器上报所述信息；无线支持服务器收到上报的所述信息后，无线支持服务器向源基站相邻的所有目标基站发送小区间无线资源管理请求，要求目标基站提供必要的小区间无线资源管理相关信息；目标基站收到小区间无线资源管理请求后，根据信令中的要求，向无线支持服务器上报相应的无线资源管理相关信息。

以上所述是源基站与目标基站分别监控本小区当前的负载情况，并在小区边缘区域的负载超过某一阈值或者低于某一阈值时，触发小区间无线资源管理信息的同步过程。本发明同样适用于无线资源信道的情况，即源基站与目标基站监控本小区当前的无线资源信道情况，收集无线资源管理相关信息，当原来分配给源基站小区边缘的可调度无线资源信道条件变差到低于另一预设阈值的情况时，亦可触发小区间无线资源管理信息的同步过程。这两种情况都属于事件触发的方式，本发明不仅仅局限于此，同样地，本发明亦可周期性地去触发小区间无线资源管理信息的同步过程。

步骤S2、无线支持服务器根据当前收集到的无线资源管理相关信息，进行无线资源管理的批切换动作决策，判断是否需要进行批切换，当需要进行批切换过程时，则进行到步骤S3，当不需进行批切换过程时，则返回步骤S1。

在该步骤中，具体判断过程由无线支持服务器根据内部算法进行，例如，当源基站小区的负载过重，而目标基站小区的负载较轻时，则可以触发批切换流程，将目标基站小区中的一些终端切换到源基站小区去；当源基站小区的负载过重，而目标基站小区的负载也较重时，则不进行批切换过程。

步骤S3、无线支持服务器向源基站发送切换要求信令，该信令中包含切换目标小区的信息，同时也包含无线支持服务器所建议的切换到目标小区的业务量大小。

步骤S4、源基站接收到切换要求信令后，选择处于该信令中所指示的目标基站小区的边界的部分终端，该选择过程需要考虑无线支持服务器所建议的切换到目标基站小区的业务量大小，但最终决策由源基站做出，即这个切换的具体参数可以不受无线支持服务器的控制。

在该步骤中，在选择待切换的终端时，一方面需要考虑终端的业务量信息，另一方面还需要根据其测量报告选择其目标基站的信号较好的终端，该选择还需要和正常切换流程的触发阈值相关，通过一定的机制避免终端在切过去之后又切回来。

步骤S5、源基站向目标小区基站小区发送批切换请求信令，该信令中包含待切换过去的终端的列表。

步骤S6、目标基站小区分析该请求信令，并对终端进行接入控制、上下文和资源预留，然后向源基站发送批切换请求确认信令。

步骤S7、源基站接收到批切换请求确认信令后，向相应的终端组播切换命令。

步骤S8、所述相应的终端收到所述切换命令后，进行针对每一个单独的终端进行后续正常的切换流程。

步骤S3至步骤S8属于无线支持服务器、源基站及其目标基站配合执行后续的终端批切换的具体执行过程。

另外，本发明还提供一种无线演进网络中终端批切换的装置，其包括无线支持服务器、源基站、目标基站及终端，由无线支持服务器触发批切换流程，由源基站做最终的批切换动作决策，并由源基站、目标基站以及终端共同完成整个批切换过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种无线演进网络中终端批切换的方法，无线演进网络包括无线支持服务器、源基站、目标基站及终端，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤a、无线支持服务器获取源基站小区与目标基站小区的最新无线资源管理相关信息；

步骤b、无线支持服务器根据当前收集到的小区间的最新无线资源管理相关信息，进行无线资源管理的批切换动作决策，判断是否需要进行批切换，当需要进行批切换过程时，则进行到步骤c，当不需进行批切换过程时，则返回步骤a；

步骤c、源基站、目标基站及其终端配合执行后续的终端批切换。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a具体包括以下步骤：

步骤a1、源基站与目标基站分别监控并收集本小区当前的无线资源管理相关信息；

步骤a2、源基站与目标基站通过事件触发或周期性触发的方式分别向无线支持服务器上报小区间无线资源管理相关信息。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a具体包括以下步骤：

步骤a1′、源基站与目标基站分别监控并收集本小区当前的无线资源管理相关信息；

步骤a2′、无线支持服务器通过事件触发或周期性触发的方式向源基站与目标基站请求小区间无线资源管理相关信息；

步骤a3′、源基站与目标基站接收到该请求后分别向无线支持服务器上报小区间无线资源管理相关信息。

4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述事件触发是指当收集到的无线资源管理相关信息符合终端批切换条件时的触发。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述事件触发的条件包括：

当源基站小区的边缘区域的负载超过或低于一预定阈值的情况；或

当原来分配给所述源基站小区边缘的可调度无线资源信道条件变差到低于另一预设阈值的情况。

6、如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述无线资源管理相关信息包括小区的总负载、小区边缘区的负载、小区边缘负载的分布情况或者小区边缘的无线信道条件在频域上的分布。

7、如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤c具体包括以下步骤：

步骤c1、无线支持服务器向源基站发送切换要求信令；

步骤c2、源基站接收到切换要求信令后，选择处于该信令中所指示的目标小区边界的部分终端，并最终决定是否进行批切换，当需要进行批切换时，则进行到步骤c3，当不需进行批切换时，则返回步骤a；

步骤c3、源基站向目标基站发送批切换请求信令；

步骤c4、目标基站分析该请求信令，并对终端进行接入控制、上下文和资源预留，然后向源基站发送批切换确认请求信令；

步骤c5、源基站接收到批切换确认请求信令，向相应的终端发送批切换命令；

步骤c6、所述相应的终端收到所述切换命令后，针对每一个单独的终端进行后续正常的切换流程。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤c1中所述切换要求信令中包含切换目标小区的信息及无线支持服务器所建议的切换到目标小区的业务量大小。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤c2中所述选择待切换的终端需考虑终端的业务量信息，目标基站的信号较好的终端以及正常切换流程的触发阈值。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c3中所述批切换请求信令中包含待切换过去的终端的列表。

11、一种无线演进网络中终端批切换的装置，其包括无线支持服务器、源基站、目标基站及终端，其特征在于：由无线支持服务器触发批切换流程，由源基站做最终的批切换动作决策，并由源基站、目标基站以及终端共同完成整个批切换过程。

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