CN1997217B - 无线移动通信系统的资源管理方法及切换方法 - Google Patents

Abstract

一种无线移动通信系统的资源管理方法，包括：(1)E-NodeB为本小区中靠近E-NodeB的用户配置无线资源，并实时向CPS上报E-NodeB无线资源的配置结果；(2)CPS依据预先保存的各小区之间的邻接关系、各小区资源制约关系及E-NodeB上报的无线资源配置结果为下辖的各个小区中靠近小区边缘用户配置无线资源；(3)当用户发生切换时，目标E-NodeB根据步骤(2)配置的无线资源完成所述切换用户的资源配置。这种基于OFDM技术基础上的小区边缘UE的动态干扰协调策略的实施结果就是相邻小区边缘各个用户的无线资源之间正交，不需要小区在无线资源配置过程中预先为切换用户预留切换资源，同时，目标基站实施资源预配置的过程可以得到优化，可以加快目标E-Node B的资源预备过程，提高整个切换过程的速度。

Description

无线移动通信系统的资源管理方法及切换方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及无线移动通信系统的资源管理方法及切换方法，特别是有关于演进移动通信系统的资源管理方法及切换方法。

背景技术

近年，移动通信技术发展得很快。在这个过程中，第二代移动通信标准起到了至关重要的作用，但现在的无线移动通信只能够为用户提供电话服务和低速率的数据服务。随着Internet在全球的空前普及，Internet多媒体技术和通信技术的融合已经成为未来移动通信技术的发展趋势。为了满足移动用户不断增长的业务需求，移动电信业开始积极研究和部署第三代移动通信系统，未来将能够为用户提供多媒体、分组交换和宽带移动访问等新的服务，这就是所谓的第三代全球移动通信系统。随着第三代移动通信技术的发展，网络规划和优化工作越来越重要。网络优化的目的是改善对用户的服务质量，提高网络资源的利用率。因此，需要寻找有效的无线资源管理方案来管理系统的可用资源，以满足用户容量的不断增加。无线资源管理一般包括切换控制、功率控制、接纳控制、负载控制等。

在现有的第三代无线移动通信系统的无线资源管理策略中，为了使掉话率限制在某一阈值范围内，通常在每个小区的基站上为预接纳的切换用户预留一定的资源。该资源的使用准则是----只有切换用户有权使用这部分资源，而新接入的用户不能使用。这种预留资源的资源管理方式虽然可提升切换用户的切换成功率，但降低了资源的使用效率，同时也加大了新接入用户被拒的可能性。

另外，在现有的第三代无线移动通信系统的切换控制时，当用户切换至目标小区时，目标小区需要依据预接纳的用户的QoS(服务质量)、该小区的剩余可用资源的情况以及小区当前服务用户的QoS等进行整体调度分配预接纳切换用户的资源。在切换过程中需要完成上述分配资源，增加了切换过程所占用的时间，同时也增加了用户掉线的概率。

以TD-SCDMA系统为例，其网络构架如图1所示：该系统由CN(核心网)、UTRAN(无线接入网)和UE(用户终端)三部分组成。CN与UTRAN的接口为Iu接口，UTRAN与UE的接口为Uu接口。

如图2所示，UTRAN包括许多通过Iu接口连接到CN的RNS(无线网络系统)。一个RNS包括一个RNC(无线网络控制器)和一个或多个Node B(基站)。Node B通过Iub接口连接到RNC上。

在TD-SCDMA系统的每个RNC中，通常通过RRM(无线资源管理器)进行资源的管理。所述资源管理包括资源的分配、重配、资源释放等。RRM为每个小区预接纳的切换用户预留一部分资源，并且这部分资源只有预接纳的切换用户才有权使用，新接入的用户无使用。当用户发起接入请求时，是以子带为基本资源给该用户分配资源，所述资源包括其频率资源和时隙资源。由于每个RNC下辖多个NodeB，每个NodeB存在多个用户，因此RRM的负担较重。并且，每一小区需要给切换用户预留资源，这一部分资源的利用率低且加大新接入用户被拒的可能性。

当用户与NodeB通话过程中，由于用户的移动等其它原因用户可能会离开这个小区的服务范围，此时就需要通过切换过程将用户的连接切换至其它小区，致使通信服务不中断。切换过程简述如下：首先，RNC定时接收UE上报的测量结果，根据该测量结果可以进行是否实施切换准则的判定，若是满足切换条件，则确定目标小区；然后，RNC可以将服务小区上报的UE位置信息及其它相关信息传送至目标小区；随后，目标小区需要依据预接纳的用户的QoS(服务质量)、该小区的剩余可用资源的情况以及小区当前服务用户的QoS等进行整体调度分配预接纳切换用户的资源；最后，用户与目标小区同步后，执行切换。上述切换过程需要为预接纳切换用户分配资源，此过程增加切换时延。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线移动通信系统的资源管理方法，以解决现有技术中在每个小区的基站上为预接纳的切换用户预留一定的资源，进而降低了资源的使用效率，同时也加大了新接入用户被拒的可能性的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种无线移动通信系统的切换方法，以解决现有技术中在切换过程中需要为预接纳切换用户分配资源，此过程增加切换时延，增大用户掉线的可能性的技术问题。

为解决上述问题，本发明公开了一种无线移动通信系统的资源管理方法，所述系统包括：演进核心网Evolved CN、一个或多个控制面服务器CPS、以及每个CPS下辖的多个演进基站E-NodeB，所述方法包括以下步骤：

(1)E-NodeB为本小区中靠近E-NodeB的用户配置无线资源，并实时向CPS上报E-NodeB无线资源的配置结果；

(2)CPS依据预先保存的各小区之间的邻接关系、各小区资源制约关系及E-NodeB上报的无线资源配置结果为下辖的各个小区中靠近小区边缘用户配置无线资源；

(3)当用户发生切换时，目标E-NodeB根据步骤(2)配置的无线资源完成所述切换用户的资源配置。

步骤(1)之前还包括：E-NodeB设定小区的边缘区域，小区中落在边缘区域的用户为靠近小区边缘的用户，否则用户处于小区中靠近E-NodeB区域。

步骤(1)之前还包括：当用户发起接入请求时，E-NodeB先判断用户处于小区的位置，若位于小区的边缘区域，则进行步骤(2)，否则进行步骤(1)。

用户在通话过程中，E-NodeB检测到所述用户进入小区的边缘区域，进行步骤(2)。

步骤(2)具体为：(21)CPS确定需要配置无线资源的用户的源小区；(22)CPS根据源小区的邻接关系找到所述用户靠近的邻小区信息；(23)CPS基于相邻小区边缘用户的无线资源之间正交的原则，给所述用户分配无线资源。

步骤(3)具体为：(31)目标小区为预接入用户配置资源时，若步骤(2)配置给用户的源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用源配置资源；(32)若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并重新配置切换用户资源。

本发明还包括：(4)切换过程完毕后，将切换用户的源配置资源融合到目标小区资源池中，以便进行资源的共享统一调度。

步骤(1)之前还包括：E-NodeB为本小区可用的带宽资源分割为边缘带宽资源和中心带宽资源；步骤(1)中E-NodeB采用全频/时域空间从中心带宽资源中为靠近E-NodeB的用户配置带宽资源；步骤(2)中CPS利用各小区的频谱资源制约关系从边缘带宽资源中为下辖的各个小区中靠近小区边缘用户配置带宽无线资源。

本发明公开了一种无线移动通信系统的切换方法，所述系统包括：演进核心网Evolved CN、Evolved CN下辖的一个或多个控制面服务器CPS、以及每个CPS下辖的多个演进基站E-NodeB，所述方法包括以下步骤：(1)CPS根据源E-NodeB提供的用户的测量报告，选择目标小区及伴随的目标E-NodeB；(2)CPS/源E-NodeB向目标E-NodeB发送切换预备请求消息，所述切换预备请求消息至少携带用户源配置无线资源信息；(3)目标E-NodeB接收到切换预备请求消息后，依据用户源配置无线资源信息配置切换资源，并向CPS/源E-NodeB返回切换预备确认；(4)CPS/源E-NodeB向Evolved CN请求数据链路的转接，并向用户指示切换过程的发起，指示消息中携带切换资源信息；(5)用户依据指示的切换资源信息向目标E-NodeB发起同步；(6)同步完成后，用户从目标E-NodeB接收数据，并释放源E-NodeB的无线资源。

步骤(1)之前还包括：用户发起接入请求或用户通话过程，若检测到用户处于小区的边缘区域，CPS基于相邻小区边缘用户的无线资源之间正交的原则依据预先保存的各小区之间的邻接关系、各小区资源制约关系及E-NodeB上报的无线资源处理结果为所述用户动态配置无线资源。

用户处于小区的边缘区域是通过以下步骤检测获得：从用户上报的测量报告中获得用户导频信息，当用户导频强度小于边缘区域门限值时，所述用户处于小区的边缘区域。

步骤(3)具体为：(31)目标E-NodeB为预接入用户配置资源时，若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用用户源配置无线资源；(32)若用户自带资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并配置用户资源；(33)目标E-NodeB向CPS/源E-NodeB返回切换预备确认消息。

步骤(4)和步骤(5)之间还包括：源E-NodeB向目标E-NodeB前转支持无损切换所需的用户分组，所述用户分组包括：源E-NodeB已向UE发送但未收到UE确认的用户分组、源E-NodeB缓存中尚未向UE发送的分组数据。

步骤(4)进一步包括：Evolved CN用户面对UE进行数据链路转换完成后，Evolved CN用户面下发的数据由目标E-Node B进行缓存。

本发明还包括：切换过程完毕后，将切换用户的源配置资源融合到目标小区资源池中，以便进行资源的共享统一调度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过E-NodeB和CPS共同完成用户的资源分配：当用户靠近本小区的E-NodeB时，由E-NodeB直接配置无线资源，当用户靠近本小区边缘区域时，由CPS动态为其分配资源。这种基于OFDM技术基础上的小区边缘UE的动态干扰协调策略的实施结果就是相邻小区边缘各个用户的无线资源之间正交，发生切换的用户可以自带资源进行切换，不需要小区在无线资源配置过程中预先为切换用户预留切换资源或是较少地预留切换资源，提高了小区无线资源的使用效率。并且，由于切换UE自带资源，故此目标基站实施资源预配置的过程可以得到优化，即不必根据切换UE的QoS现场计算UE所需的资源而是使用UE原有的资源相关配置参数。这样，可以加快目标E-Node B的资源预备过程，提高整个切换过程的速度。

附图说明

图1是TD-SCDMA系统的网络构架示意图；

图2是UTRAN结构示意图；

图3A是一种演进无线通信系统的网络架构示意图；

图3B是另一种演进无线通信系统的网络架构示意图；

图4是本发明演进移动通信系统的资源管理方法的流程图；

图5是UE(用户)无线资源复用场景的一实施示意图；

图6是小区边缘区域定义的实例图；

图7是本发明无线通信系统的切换方法的流程图；

图8是本发明无线通信系统的CPS主控的小区切换的流程图；

图9是本发明无线通信系统的E-NodeB主控CPS协助的小区切换的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图3A，图3A是本发明一种无线通信系统的网络架构示意图：

本发明无线通信系统架构中有三种功能实体：(1)演进核心网EvolvedCN；(2)控制面服务器CPS；(3)演进基站E-Node B。其中，一个Evolved CN可以下辖至少一个CPS和多个E-Node B，而一个CPS可以下辖多个E-Node B。

本技术领域人员知道，3G无线通信系统演进需要系统尽量扁平化，以便减少功能节点和相关的接口数目，进而减小多级中转引入的时延。故此，本发明在用户面选定Evolved CN和E-Node B直接连接的两层架构方式，用以满足用户面时延的严格要求；同时在控制面兼顾时延要求和多小区管理的特性，由E-Node B实现单小区下与E-Node B资源和特性密切相关的无线资源管理功能，而以CPS完成与多小区和整个网络密切相关联的无线资源管理功能(譬如：E-Node B间的切换过程的管理)。这种分布处理与集中处理相结合的无线资源管理方式可以有效地提升RAN(无线接入网)系统的整体性能。

三个实体各自的功能如下：

Evolved CN：其完成与现有3G核心网CN相似的功能，即负责与其他网络的连接和对UE(用户设备)的通信和管理。

CPS：其实现多小区管理功能的同时，还可实现MBMS(多媒体广播/多播业务)的控制、网络共享功能的控制、系统广播功能的控制以及KPI(关键性能参数)的提取功能。

E-Node B：在完成3G系统中Node B基本功能(譬如，无线接口物理层协议的处理)之外，还独立承担E-Node B自身无线资源管理的相关功能，譬如：资源分配与整合、接纳管理、拥塞管理、通信链路监控、数据包调度以及功率控制、E-Node B下不同小区间切换的控制等功能，即与多小区管理和网络密切相关的无线资源管理功能由CPS为主完成，而E-Node B独立完成与自身资源和特性密切相关的无线资源管理功能。其次，为了提升RAN(无线接入网络)系统对于无线信道时变特性的适应能力，E-Node B和UE之间通过HARQ(混合自动重传)技术编码和调制技术的自适应性选择。为了消除HARQ遗留的传输数据错误，E-Node B的高层协议中含有外层重传机制。为了进行高效率的无线资源管理，E-Node B还完成对UE测量的控制。

E-Node B通过IP网络与Evolved CN直接建立连接，也就是说，系统中的用户面只有Evolved CN和E-Node B两个节点。在控制面中，E-Node B独立承担的自身无线资源管理功能的信令部分与Evolved CN直接连接，完成业务的建立、保持和释放功能。

CPS和Evolved CN之间通过Iu′接口连接，CPS发起的数据链路转接请求以及MBMS、网络共享以及KPI参数提取等与Evolved CN之间的交互均经由此接口发送。

CPS和E-Node B之间通过Icn接口连接，E-Node B向CPS提供UE测量中与多小区管理相应的测量报告，以及实时向CPS上报自身的资源状况和处理负荷状况。CPS在UE测量报告和E-Node B资源状况和处理负荷信息的基础上，依据RRM(无线资源管理)策略进行UE的切换判决与控制。同时，CPS中MBMS、网络共享KPI参数等控制信息也经由此接口下达给E-Node B。切换过程所需的UE Context(UE上下文)也经由此接口下传至目标E-Node B。E-Node B进行无线资源管理过程中使用的算法以及相关参数也由CPS来设定和变更。

CPS之间的Icc接口，用于辅助CPS完成跨CPS的UE切换控制。

E-Node B之间的Inn接口，用于为支持无损切换所需的前传数据提供数据通道。

根据实际应用需要，系统广播功能的控制可以在Evolved CN或者CPS实体上完成，也可以直接由E-Node B来控制。

Evolved CN也可以不和CPS连接，直接和E-NodeB连接。请参照图3B，其为另一种演进无线通信系统的网络架构示意图。E-Node B通过IP网络与Evolved CN直接建立连接，也就是说，系统中的用户面只有Evolved CN和E-Node B两个节点。在控制面中，E-Node B独立承担的自身无线资源管理功能的信令部分与Evolved CN直接连接，完成业务的建立、保持和释放功能以及切换决策和执行。同时，E-Node B有关的MBMS、网络共享、系统广播控制以及KPI参数提取等功能相关信息也经由此接口与Evolved CN进行交互。

CPS主要为其下辖的E-Node B提供各个小区无线资源管理信息和多小区管理策略，在E-Node B需要切换时为其选出合适的目标小区及伴随的目标E-Node B。

正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字通信技术，它由多载波调制(MCM)技术发展而来，其显著特点是其利用的各子载波均为相互正交的。该技术的基本原理是将高速串行数据变换为多路相对低速的并行数据并对不同的载波进行调制。上述公开的演进移动通信系统使用OFDM技术进行数据传输，为了获得较高的频谱使用效率，期望使用尽量小的频率复用系数。虽然最为理想的频率复用系数为1，但若固定使用频率复用系数1，则不可避免地在相邻小区之间引入较大的干扰，而干扰必然限制了小区的吞吐量和用户性能的提升。为此，本发明提供了一种资源管理方法。请参阅图4，其为本发明演进移动通信系统的资源管理方法的流程图。它包括：

S110：E-NodeB为本小区中靠近E-NodeB的用户配置无线资源，并实时向CPS上报E-NodeB无线资源的配置结果。

S120：CPS依据预先保存的各小区之间的邻接关系、各小区资源制约关系及E-NodeB上报的无线资源配置结果为下辖的各个小区中靠近小区边缘用户配置无线资源。

本发明充分考虑基于OFDM蜂窝小区的干扰特征，为小区中靠近E-NodeB的用户在全频/时域空间(频率复用系数1)中分配无线资源，而靠近小区边缘的用户使用频率动态复用技术基于相邻边缘用户的无线资源之间正交的原则分配无线资源。

首先，E-NodeB设定小区的边缘区域，位于小区边缘区域的用户即为步骤S120中靠近小区边缘的用户。E-NodeB可以设定边缘区域阈值，用户对应的值与边缘区域阈值进行比较，从而确定用户位于小区的边缘区域还是位于靠近E-NodeB区域。比如，E-NodeB可以基于信号导频强度来设定边缘区域导频阈值，从用户上报的测量报告获得用户的信号导频强度，当用户的信号导频强度大于预设的边缘区域导频阈值，则用户位于靠近E-NodeB区域，否则用户位于小区的边缘区域；

然后，当用户发起接入请求时，E-NodeB判断用户处于小区的位置，当处于靠近E-NodeB区域，则由E-NodeB分配无线资源，并向CPS实时上报E-NodeB无线资源的配置结果。当处于小区的边缘区域，则由CPS配置无线资源。

当用户处于通话过程中，E-NodeB实时检测用户所处的位置，若用户进入小区的边缘区域，则由CPS动态为该用户分配无线资源。

CPS配置无线资源具体为：(21)CPS确定需要配置无线资源的用户的源小区；(22)CPS根据源小区的邻接关系找到所述用户靠近的邻小区信息；(23)CPS基于相邻小区边缘用户的无线资源之间正交的原则，给所述用户分配无线资源。

也就是说，位于小区边缘区域的用户的无线资源分配是需要考虑相邻小区已配置资源的影响和制约——故其频谱的分配是条件受限的。即，频率复用系数大于1，而且是随相邻小区已用资源动态变化的。

请参阅图5，其为UE(用户)无线资源复用场景的一实施示意图。参照图5，具体说明资源配置。

处于小区1中的三个UE(在图中分别以圆点、正方形和三角形来标识，并依次命名为UE_a、UE_b和UE_c)由于所处的干扰环境不同，应当采用不同的动态复用参数：

①对于UE_a，由于其处于小区1内较为靠近E-NodeB的区域，故其受到的邻小区干扰较弱，不会影响业务的正常运作，可以在全频/时域空间中为其分配无线资源；

②对于给UE_b，其处于小区1和小区3的交接处——即处于小区1的边缘，此时分配无线资源时，不但要遵循小区1内的配置准则同时应当兼顾小区3施加干扰的可能性，必须在给UE_b配置无线资源时规避小区3中已配置的资源；

③对于UE_c，由于其所处的位置更为特殊，配置无线资源时，既要遵循小区1内的配置准则又要规避小区3和小区2中已配置的资源。

请参照图6，其为小区边缘区域定义的实例图。假定某个小区中可用的带宽为Ω，将其分割为两部分带宽资源：带宽资源A和带宽资源B。小区中落入边缘区域的用户使用带宽资源B，而位于本小区内且位于边缘区域外的用户使用带宽资源A。其中，使用带宽资源A的用户，基于OFDM技术的特点可设置其带宽资源复用系数为1，在资源配置过程中可由E-Node B直接配置，不必考虑邻小区的干扰，上述带宽资源复用可称之为静态复用机制。而使用带宽资源B的用户，由于处于边缘区域内，必须考虑邻小区的干扰问题，用户资源配置过程中基于CPS所掌握的小区资源信息由E-Node B和CPS协作实施动态配置，上述带宽资源复用可称之为动态复用机制。总体而言，本发明的资源配置过程有机结合了资源的动态和静态复用机制。

在具体的应用中可以依据UE上报的测量结果来确定具体的判定门限。小区中边缘区域应为近似的环行区域。当UE落入边缘区域时设置其状态标记EDGERING为1；而UE未落入边缘区域时设置其状态标记EDGERING为0。CPS和E-NodeB根据状态标记EDGERING来获得UE所处小区的位置，以便完成后续UE的资源配置。

S130：当用户发生切换时，目标E-NodeB根据步骤S120配置的无线资源完成所述切换用户的资源配置。

通过上述的资源配置过程，得到了相邻小区边缘各个用户的无线资源之间正交这一技术结果。当用户发生切换时，目标E-NodeB可以直接采用源E-NodeB分配至该用户的资源作为目标小区给该用户的资源配置，这种用户自带资源进行切换的过程，可以在小区无线配置时省略为切换用户预留切换资源，提高了整个小区无线资源的使用效率。

上述步骤S130在目标小区为切换用户配置资源时，目标E-NodeB可以直接采用用户的自带资源，也可以优先参考该用户的自带资源，比如当用户自带资源在目标小区的通信质量好时，直接采用用户的自带资源作为本目标小区为该用户配置的资源，若用户自带资源在目标小区的通信质量不佳时，可以采用其它方式配置用户资源，比如根据UE的QoS计算并配置用户资源。其具体实现过程如下：

(31)目标小区为预接入用户配置资源时，若步骤S120配置给用户的源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用源配置资源；

(32)若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并重新配置切换用户资源。

并且，切换过程完毕后，将切换用户的源配置资源融合到目标小区资源池中，以便进行资源的共享统一调度。

通过上述的配置过程，UE自带资源切换与原有的资源预备过程相结合，可以有效防止目标资源异常的特殊场景，提升切换的成功率；同时也降低了在切换过程中引入抢占机制的可能性。

基于资源的动态和静态复用机制，本发明在此基础上提供了一种演进无线通信系统的切换方法。请参阅图7，其为该切换方法的流程图。它包括以下步骤：

S210：CPS根据源E-NodeB提供的用户的测量报告，选择目标小区及伴随的目标E-NodeB。

在步骤S210之前，整个无线通信系统需要预先进行用户的资源分配：用户发起接入请求或用户通话过程，若检测到用户处于小区的边缘区域，CPS基于相邻小区边缘用户的无线资源之间正交的原则依据预先保存的各小区之间的邻接关系、各小区资源制约关系及E-NodeB上报的无线资源处理结果为所述用户动态配置无线资源。用户处于小区的边缘区域是通过以下步骤检测获得：从用户上报的测量报告中获得用户导频信息，当用户导频强度小于边缘区域门限值时，所述用户处于小区的边缘区域。

UE向源E-NodeB发送测量报告，所述测量报告至少包括候选小区导频质量信息；源E-NodeB将收到的测量报告通过其与CPS之间的接口上报给CPS；CPS根据源E-NodeB提供的UE的测量报告及其记录各个小区的无线资源可用状态及处理负荷量选择目标小区及伴随的目标E-NodeB。

S220：CPS/源E-NodeB向目标E-NodeB发送切换预备请求消息，所述切换预备请求消息至少携带用户源配置无线资源信息。

切换的实现过程包括CPS主控的切换过程及E-NodeB主控/CPS协控的切换过程两种实现方式，后续会具体介绍这两种实现方式。这两种切换实施过程在切换决策实施、资源预备请求及数据链路的转接请求等消息的发起节点会有不同-----CPS或相关的E-NodeB。

CPS/源E-NodeB向目标E-NodeB发送切换预备请求消息，要求目标E-NodeB进行切换资源的准备。在切换预备请求消息中需要携带用户源配置无线资源信息及UE相关的QoS。

S230：目标E-NodeB接收到切换预备请求消息后，依据用户源配置无线资源信息配置切换资源，并向CPS/源E-NodeB返回切换预备确认。

目标E-NodeB可以直接采用用户源配置无线资源信息作为目标小区对用户进行的资源配置。目标E-NodeB也可以采用以下配置方式配置切换用户的资源：目标E-NodeB为预接入用户配置资源时，若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用用户源配置无线资源；若用户自带资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并配置用户资源。

当资源配置后，目标E-NodeB向CPS/源E-NodeB返回切换预备确认消息，所述消息除了携带切换时间外，还可以根据需要确定是否携带为切换用户配置的资源。比如，当目标E-NodeB直接采用用户源配置无线资源信息作为目标小区对用户进行的资源配置时，目标E-NodeB在切换预备确认消息可以携带配置的资源(用户源配置无线资源)，也可以采用缺省的方法，即不携带配置的资源或采用某种方法予以指示；当目标E-NodeB不采用用户源配置无线资源信息作为目标小区对用户进行的资源配置，而是依据所述用户的服务质量QoS计算并配置用户资源时，目标E-NodeB在切换预备确认消息中应携带为切换用户重新配置的资源信息。

S240：CPS/源E-NodeB向Evolved CN请求数据链路的转接，并向用户指示切换过程的发起，所述指示消息中携带切换资源信息。所述切换资源信息包括为所述切换用户配置资源及切换时间。

Evolved CN用户面对UE进行数据链路转换完成后，Evolved CN用户面下发的数据由目标E-Node B进行缓存。

S250：用户依据指示的切换资源信息向目标E-NodeB发起同步。

S260：同步完成后，用户从目标E-NodeB接收数据，并释放源E-NodeB的无线资源。

为了支持无损切换，在步骤S240和步骤S250之间，源E-NodeB向目标E-NodeB前转支持无损切换所需的用户分组，所述用户分组包括：源E-NodeB已向UE发送但未收到UE确认的用户分组、源E-NodeB缓存中尚未向UE发送的分组数据。

切换过程完毕后，将切换用户的源配置资源融合到目标小区资源池中，以便进行资源的共享统一调度。

具体实施切换的过程之中，由于实时类业务可以承受的切换中断时延是相对较小的，而其所需的资源也是相对稳定的，故此非常适合于应用UE自带的资源来实施切换。

本发明基于OFDM技术的优势和小区边缘用户动态干扰协调的技术特点，提出了移动用户切换场景下，目标小区切换资源配置的新方法。该方法在提高无线资源使用效率的同时，加速了移动用户向目标小区的同步过程，有助于缩短切换过程引发的中断时间。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，图8示出了本发明无线通信系统的CPS主控的小区切换的流程：

1.UE接入系统后，定时进行小区测量过程，并将测量结果通过源E-NodeB上报给CPS。

2.CPS依据UE上报的各候选小区导频质量和各小区资源可用度以及处理负荷量度，根据预先设定的无线资源管理策略及切换决策，优选出合理的目标小区和伴随的目标E-Node B。

3.CPS向目标E-Node B发出切换预备请求(Handover preparation request)消息，在该消息中携带UE上下文信息，在UE上下文信息中包含UE源配置无线资源信息和用于计算资源预配置所需的相应参数，比如QoS(服务质量)参数。

4.目标E-Node B为待接纳UE成功配置相应资源后，向CPS发送切换预备确认(Handover preparation Confirm)消息，报告CPS其已完成了资源的分配过程。

目标E-NodeB可以直接采用用户源配置无线资源信息作为目标小区对用户进行的资源配置。目标E-NodeB也可以采用以下配置方式配置切换用户的资源：目标E-NodeB为预接入用户配置资源时，若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用用户源配置无线资源；若用户自带资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并配置用户资源。

5.CPS收到目标E-Node B回应的切换预备确认(Handover preparationConfirm)消息后，通过源E-Node B向UE发出切换命令(Handover commit)，指示UE执行切换过程。

6.同时，向Evolved CN发起数据路径转接请求(Path Switch Request)消息，该消息与切换命令同步发起，以使L1(物理层)同步过程和数据路径转接过程并行执行，有效地减少切换的中断时间。

7.Evolved CN收到数据路径转接请求(Path Switch Request)消息后，进行相应的数据链路转接过程；数据链路转换完成后，Evolved CN下发的数据由目标Node B缓存。

8.当源E-Node B收到CPS下发的Handover commit命令后，向目标E-Node B前转必要的用户分组。必要的用户分组包括：

(a)源E-Node B已向UE发送但未收到UE的ACK确认的用户分组；

(b)源E-Node B缓存中尚未向UE发送的用户分组。

为了支持无损切换，并避免分组丢失引发IP应用层吞吐量的下降(例如TCP(传输控制协议)为了缓解网络拥塞过程启动的Slow start(慢启动)策略)，在切换过程中，源E-Node B需要向目标E-Node B前转必要的用户分组。

9.UE收到切换命令(Handover commit)后，向目标小区实施同步及切换：进行物理层切换，接收目标小区的共享信道。

10.UE与目标小区取得同步之后，通过目标E-Node B向CPS回应切换证实(Handover confirm)消息，报告其向目标小区的切换已经完成。

11.CPS收到UE回应的切换证实(Handover confirm)消息后，向服务E-Node B发出用户面释放请求(UP release Request)消息，指示源E-Node B拆除原有的用户面链路；源E-Node B实施拆链过程并作出相应的回应，向CPS发送用户面释放回应(UP release Response)消息。

至此，整个CPS控制下的小区切换过程完成。

图9示出了本发明无线通信系统的E-NodeB主控CPS协助的小区切换的流程：

21.UE接入系统后，定时进行小区测量过程，并将测量结果上报至源E-Node B。

22、源E-Node B向CPS发送多小区信息请求消息，通过CPS返回的多小区信息回应消息确定目标小区及伴随的目标E-Node B。

多小区信息请求消息用于源E-Node B向CPS请求确认此次切换的目标小区及伴随的目标E-Node B。CPS依据UE上报的各候选小区导频质量和各小区资源可用度以及处理负荷量度，根据预先设定的无线资源管理策略及切换决策，优选出合理的目标小区和伴随的目标E-Node B，并通过多小区信息回应消息返回目标小区及伴随的目标E-Node B。

23.源E-NodeB向目标E-Node B发出切换预备请求(Handover preparationrequest)消息，在该消息中携带UE上下文信息，在UE上下文信息中包含UE源配置无线资源信息和用于计算资源预配置所需的相应参数，比如QoS(服务质量)参数。

24.目标E-Node B为待接纳UE成功配置相应资源后，向源E-NodeB发送切换预备确认(Handover preparation Confirm)消息，报告源E-NodeB其已完成了资源的分配过程。

目标E-NodeB可以直接采用用户源配置无线资源信息作为目标小区对用户进行的资源配置。目标E-NodeB也可以采用以下配置方式配置切换用户的资源：目标E-NodeB为预接入用户配置资源时，若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用用户源配置无线资源；若用户自带资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并配置用户资源。

25.源E-Node B收到目标E-Node B回应的切换预备确认(Handoverpreparation Confirm)消息后，向UE发出切换命令(Handover commit)，指示UE执行切换过程。

26.同时，向Evolved CN发起数据路径转接请求(Path Switch Request)消息，该消息与切换命令同步发起，以使L1(物理层)同步过程和数据路径转接过程并行执行，有效地减少切换的中断时间。

27.Evolved CN收到数据路径转接请求(Path Switch Request)消息后，进行相应的数据链路转接过程；数据链路转换完成后，Evolved CN下发的数据由目标Node B缓存。

28.源E-Node B向目标E-Node B前转必要的用户分组和UE上下文信息。必要的用户分组包括：

(a)源E-Node B已向UE发送但未收到UE的ACK确认的用户分组；

(b)源E-Node B缓存中尚未向UE发送的用户分组。

为了支持无损切换，并避免分组丢失引发IP应用层吞吐量的下降(例如TCP(传输控制协议)为了缓解网络拥塞过程启动的Slow start(慢启动)策略)，在切换过程中，源E-Node B需要向目标E-Node B前转必要的用户分组。

29.UE收到切换命令(Handover commit)后，向目标小区实施同步及切换：进行物理层切换，接收目标小区的共享信道。

30.UE与目标小区取得同步之后，通过源E-NodeB向目标E-Node B回应切换证实(Handover confirm)消息，报告其向目标小区的切换已经完成。

31.拆除原有用户面链路，释放原有用户面。

至此，整个小区切换过程完成。

对于跨CPS的小区切换，在预先进行的用户资源分配时，可以由两个CPS协商完成用户的资源分配，以保证位于不同CPS的相邻小区边缘的用户的无线资源之间是正交的。

在小区切换时，CPS依据下辖小区的拓扑结构的边界信息以及邻接CPS信息，通过分析UE经E-Node B上报的测量消息中的候选小区标识就可知道是否有其他CPS域下辖的候选小区以及候选小区所属的E-Node B和CPS(目标E-Node B和目标CPS)。如果有其他CPS域下的候选小区，则源CPS可以通过与该小区所属CPS通过两者之间的Icc接口来获知此小区的资源信息，进而作出优选目标小区的判决。此场景下，若优选目标小区属于另一CPS，则需要实施跨CPS域切换过程。实施过程中，目标E-Node B为切换用户配置资源时，同样可以优先参考该用户的自带资源，优化目标E-Node B实施资源预配置过程，提高整个切换过程。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (16)

1.一种无线移动通信系统的资源管理方法，所述系统包括：演进核心网Evolved CN、一个或多个控制面服务器CPS、以及每个CPS下辖的多个演进基站E-NodeB，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)E-NodeB为本小区中靠近E-NodeB的用户配置无线资源，并实时向CPS上报E-NodeB无线资源的配置结果；

(2)CPS依据预先保存的各小区之间的邻接关系、各小区资源制约关系及E-NodeB上报的无线资源配置结果为下辖的各个小区中靠近小区边缘用户配置无线资源；

(3)当用户发生切换时，目标E-NodeB根据步骤(2)配置的无线资源完成所述切换用户的资源配置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)之前还包括：

E-NodeB设定小区的边缘区域，小区中落在边缘区域的用户为靠近小区边缘的用户，否则用户处于小区中靠近E-NodeB区域。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)之前还包括：

当用户发起接入请求时，E-NodeB先判断用户处于小区的位置，若位于小区的边缘区域，则进行步骤(2)，否则进行步骤(1)。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

用户在通话过程中，E-NodeB检测到所述用户进入小区的边缘区域，进行步骤(2)。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)具体为：

(21)CPS确定需要配置无线资源的用户的源小区；

(22)CPS根据源小区的邻接关系找到所述用户靠近的邻小区信息；

(23)CPS基于相邻小区边缘用户的无线资源之间正交的原则，给所述用户分配无线资源。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)具体为：

(31)目标小区为预接入用户配置资源时，若步骤(2)配置给用户的源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用源配置资源；

(32)若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并重新配置切换用户资源。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

(4)切换过程完毕后，将切换用户的源配置资源融合到目标小区资源池中，以便进行资源的共享统一调度。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

(4)切换过程完毕后，将切换用户的源配置资源融合到目标小区资源池中，以便进行资源的共享统一调度。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

步骤(1)之前还包括：E-NodeB为本小区可用的带宽资源分割为边缘带宽资源和中心带宽资源；

步骤(1)中E-NodeB采用全频/时域空间从中心带宽资源中为靠近E-NodeB的用户配置带宽资源；

步骤(2)中CPS利用各小区的频谱资源制约关系从边缘带宽资源中为下辖的各个小区中靠近小区边缘用户配置带宽无线资源。

10.一种无线移动通信系统的切换方法，所述系统包括：演进核心网Evolved CN、Evolved CN下辖的一个或多个控制面服务器CPS、以及每个CPS下辖的多个演进基站E-NodeB，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)CPS根据源E-NodeB提供的用户的测量报告，选择目标小区及伴随的目标E-NodeB；

(2)CPS/源E-NodeB向目标E-NodeB发送切换预备请求消息，所述切换预备请求消息至少携带用户源配置无线资源信息；

(3)目标E-NodeB接收到切换预备请求消息后，依据用户源配置无线资源信息配置切换资源，并向CPS/源E-NodeB返回切换预备确认；

(4)CPS/源E-NodeB向Evolved CN请求数据链路的转接，并向用户指示切换过程的发起，指示消息中携带切换资源信息；

(5)用户依据指示的切换资源信息向目标E-NodeB发起同步；

(6)同步完成后，用户从目标E-NodeB接收数据，并释放源E-NodeB的无线资源。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(1)之前还包括：

用户发起接入请求或用户通话过程，若检测到用户处于小区的边缘区域，CPS基于相邻小区边缘用户的无线资源之间正交的原则依据预先保存的各小区之间的邻接关系、各小区资源制约关系及E-NodeB上报的无线资源处理结果为所述用户动态配置无线资源。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，用户处于小区的边缘区域是通过以下步骤检测获得：

从用户上报的测量报告中获得用户导频信息，当用户导频强度小于边缘区域门限值时，所述用户处于小区的边缘区域。

13.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，步骤(3)具体为：

(31)目标E-NodeB为预接入用户配置资源时，若用户源配置资源在目标小区的通信质量落在预设的阈值范围内，则采用用户源配置无线资源；

(32)若用户自带资源在目标小区的通信质量落在预设阈值范围之外，则依据所述用户的服务质量QoS计算并配置用户资源；

(33)目标E-NodeB向CPS/源E-NodeB返回切换预备确认消息。

14.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，步骤(4)和步骤(5)之间还包括：

源E-NodeB向目标E-NodeB前转支持无损切换所需的用户分组，所述用户分组包括：源E-NodeB已向UE发送但未收到UE确认的用户分组、源E-NodeB缓存中尚未向UE发送的分组数据。

15.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，步骤(4)进一步包括：

Evolved CN用户面对UE进行数据链路转换完成后，Evolved CN用户面下发的数据由目标E-Node B进行缓存。

16.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括：

切换过程完毕后，将切换用户的源配置资源融合到目标小区资源池中，以便进行资源的共享统一调度。

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