專利名稱:長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及長期演進網(wǎng)絡，特別涉及長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法。
背景技術：
移動通信技術從20世紀末進入第二代移動通信(The Second Generation，簡稱“2G”)以來，得到了迅速發(fā)展。但是，隨著用戶數(shù)量的增加，以及對業(yè)務種類和性能等要求的不斷提高，2G逐漸顯示出在數(shù)據(jù)傳輸能力等方面的限制。因此，數(shù)據(jù)傳輸能力更強的第三代移動通信(The Third Generation，簡稱“3G”)進入了高速發(fā)展階段，移動通信領域呈現(xiàn)出由2G逐步向3G過渡的態(tài)勢。
在3G系統(tǒng)逐步進入商用的同時，業(yè)界已經(jīng)開始了新技術的研究工作。有的公司將這些新技術稱為超3G(Super 3G)技術，也有公司稱其為3.9G技術。3.9G技術的數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸速率將達到100Mbps左右，并引入大量的先進技術，如正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，簡稱“OFDM”)和多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，簡稱“MIMO”)等，在我國統(tǒng)一將這些先進技術稱為3G演進型技術，也即E3G技術。
為了實現(xiàn)E3G技術的標準化，從2004年年底開始，第三代合作伙伴項目(3rd Generation Partnership Project，簡稱“3GPP”)和3GPP2先后開始了相應的研究工作。
隨著高速下行分組接入(High Speed Downlink Packet Access，簡稱“HSDPA”)、增強型上行鏈路(Enhanced Uplink)等增強技術的引入，3GPP無線接入技術在今后幾年內(nèi)是有很高競爭力的。然而為了保證更長時間(如10年或更長)的競爭力，3GPP從2004年下半年開始啟動了長期演進(LongTerm Evolution，簡稱“LTE”)項目。
為了支持2G向3G的演進過程中的混合組網(wǎng)，針對移動通信系統(tǒng)的電路交換域，3G標準通用移動通信系統(tǒng)(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，簡稱“UMTS”)規(guī)定了支持電路交換域和分組交換域業(yè)務和接口的公眾陸地移動網(wǎng)(Public Land Mobile Networks，簡稱“PLMN”)的基本配置。
總起來講，UMTS系統(tǒng)由用戶設備(User Equipment，簡稱“UE”)、通用移動通信系統(tǒng)地面無線接入網(wǎng)(UMTS Terrestrial Radio Access Network，簡稱“UTRAN”)和核心網(wǎng)(Core Network，簡稱“CN”)組成。
UTRAN中又包括許多連接到CN的無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)(Radio NetworkSubsystem，簡稱“RNS”)。一個RNS包括一個無線網(wǎng)絡控制器(Radio NetworkController，簡稱“RNC”)和一個或多個基站(NodeB)，每個NodeB覆蓋一個或多個小區(qū)。
在LTE網(wǎng)絡中，將3G網(wǎng)絡的NodeB、RNC和CN三層節(jié)點的網(wǎng)絡結構簡化成兩層節(jié)點的結構，如圖1所示，RNC功能被分割到NodeB，稱為演進節(jié)點B(evolutional Node B，簡稱“eNodeB”)和高層節(jié)點中，這種高層節(jié)點稱為網(wǎng)關(Gateway，簡稱“GW”)節(jié)點、中央節(jié)點或Anchor。
同時，協(xié)議處理的狀態(tài)也被簡化，分三種狀態(tài)，分別為離線(LTE-Detached)、空閑(LTE-Idle)和激活(LTE-RRC-Active)狀態(tài)。具體地說，LTE-Detached狀態(tài)下，網(wǎng)絡側不接收UE任何信息；LTE-Idle狀態(tài)時無RRC連接；LTE-RRC-Active狀態(tài)下有RRC連接。
在未來的LTE網(wǎng)絡中，將會提供更多不同需求的業(yè)務，對于其中某些特殊的實時業(yè)務而言，比如視頻電話(Video Phone)等，需要滿足低丟包率的要求。同時在LTE網(wǎng)絡的討論中，由于共享信道的運用，使得軟切換被取消。因此，針對硬切換(Hard Hand Over，簡稱“HHO”)帶來的數(shù)據(jù)中斷或中斷的時間等問題，一些公司已經(jīng)提出了一些解決的方案，比如數(shù)據(jù)轉發(fā)(DataForwarding)、雙播(Bi-casting)等。但由于實時業(yè)務和非實時業(yè)務的特性不同，其要求也不相同。例如，對于非實時業(yè)務而言，數(shù)據(jù)轉發(fā)的無損切換方案可以很好的完成其需求；但對于實時業(yè)務而言，就比較適合使用雙播方案。
在UMTS R6系統(tǒng)中，硬切換方案沒有數(shù)據(jù)轉發(fā)或雙播方案的輔助，會造成一定的數(shù)據(jù)丟失或中斷時延，跨RNC的切換時，接收端的無線鏈路控制(Radio Link Control，簡稱“RLC”)實體會被重置，參數(shù)將被刷新。
現(xiàn)有的LTE方案討論中，利用RLC功能在GW的基礎上提出的雙播方案如圖2所示。
在eNodeB2和eNodeB4與UE之間建立RRC管理關系，并由源eNodeB2維護RRC管理職能，也即由位于eNodeB2中RRC管理實體來維護UE的RRC上下文(Context)；由GW維護無RRC連接下的UE管理，也即維護UE上下丈。處理實體的位置如圖3所示。
eNodeB切換發(fā)生之前，RRC上下文由可能的切換候選目標eNodeB4保存，但是GW不保存RRC上下文的鏡像副本。RRC上下文在候選目標eNodeB4中的行為由源eNodeB2來維護。
在實際應用中，上述方案存在以下問題LTE網(wǎng)絡中eNodeB間切換時延較大。
造成這種情況的主要原因在于，由于GW中無UE的RRC上下文，GW無法控制對源eNodeB和目標eNodeB的雙播，然而，源eNodeB承載的控制信令比較少，使得需要承載一定的算法來維護選取候選目標eNodeB的過程，所以，該選取過程復雜，切換時延大。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，使得LTE網(wǎng)絡中eNodeB間切換時延得到優(yōu)化。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，包含以下步驟A當用戶設備進入服務演進節(jié)點B與其它演進節(jié)點B相鄰接的鄰接小區(qū)時，該服務演進節(jié)點B通過網(wǎng)關節(jié)點將該用戶設備的無線資源控制上下文副本傳遞到該鄰接小區(qū)的鄰接演進節(jié)點B；B如果所述用戶設備切換到所述鄰接演進節(jié)點B，則使用該鄰接演進節(jié)點B中的無線資源控制上下文副本完成切換。
其中，所述步驟A進一步包含以下子步驟當用戶設備進入服務演進節(jié)點B與其它演進節(jié)點B相鄰接的鄰接小區(qū)時，該服務演進節(jié)點B在所述網(wǎng)關節(jié)點建立該用戶設備的無線資源控制上下文的鏡像；所述網(wǎng)關節(jié)點將所述無線資源控制上下文鏡像的副本傳遞到該鄰接小區(qū)的鄰接演進節(jié)點B。
此外在所述方法中，還包含以下步驟當所述用戶設備的無線資源控制上下文發(fā)生變化時，所述服務演進節(jié)點B同步更新該無線資源控制上下文在所述網(wǎng)關節(jié)點中的鏡像。
此外在所述方法中，還包含以下步驟當所述網(wǎng)關節(jié)點中的鏡像被所述服務演進節(jié)點B同步更新后，該網(wǎng)關節(jié)點根據(jù)預置策略更新所述鄰接演進節(jié)點B中的無線資源控制上下文副本。
此外在所述方法中，還包含以下步驟當所述用戶設備離開所述鄰接小區(qū)時，刪除與該鄰接小區(qū)相鄰接的所述演進節(jié)點B中的無線資源控制上下文副本。
此外在所述方法中，還包含以下步驟當所述用戶設備從所述鄰接小區(qū)進入不與其它演進節(jié)點B相鄰接的非鄰接小區(qū)時，刪除該用戶設備在所述網(wǎng)關節(jié)點中的無線資源控制上下文鏡像。
此外在所述方法中，所述步驟B還包含以下子步驟在所述用戶設備向所述鄰接演進節(jié)點B切換的過程中，所述網(wǎng)關節(jié)點使用本地保存的該用戶設備的無線資源控制上下文鏡像進行雙播。
此外在所述方法中，所述步驟B中的切換過程還包含以下子步驟所述服務演進節(jié)點B作為源演進節(jié)點B作出演進節(jié)點B間切換的判決，并通知目標演進節(jié)點B；所述目標演進節(jié)點B使用所述用戶設備的無線資源控制上下文副本進行無線資分配并將無線資源準備結果通知源演進節(jié)點B；如果所述無線資源準備結果為失敗，則所述源演進節(jié)點B放棄切換判決；如果所述無線資源準備結果為成功，則所述源演進節(jié)點B向所述用戶設備發(fā)送切換命令；所述用戶設備根據(jù)切換命令將業(yè)務切換到目標演進節(jié)點B，并向目標演進節(jié)點B發(fā)送切換證實消息；目標演進節(jié)點B收到切換證實消息后，通知源演進節(jié)點B釋放相關資源。
此外在所述方法中，所述演進節(jié)點B之間的信息交互均由所述網(wǎng)關節(jié)點中轉。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術方案與現(xiàn)有技術的主要區(qū)別在于，根據(jù)是否與其它eNodeB鄰接，將eNodeB下屬的小區(qū)分為鄰接小區(qū)和非鄰接小區(qū)，UE進入鄰接小區(qū)時，在GW建立該UE的RRC上下文鏡像，并通過GW在鄰接eNodeB建立RRC上下文副本，如果切換判決結果為將UE切換到該鄰接eNodeB，則直接使用該eNodeB中的RRC上下文副本分配無線資源完成切換。
當服務eNodeB中的RRC上下文變化時，GW中的鏡像被同步更新，而鄰接eNodeB中的副本則由GW根據(jù)預置策略更新(不一定實時同步更新)。如果UE進入非鄰接小區(qū)，則刪除GW中的鏡像和鄰接eNodeB中的副本。
這種技術方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即因為預先在可能成為切換目標的各eNodeB中均建立了RRC上下文副本，所以在發(fā)起實際切換時可以直接使用該RRC上下文副本，省掉了現(xiàn)有技術在切換判決后臨時從源eNodeB向目標eNodeB發(fā)送RRC上下文副本所需要的時間，使得切換更為迅速，特別可以滿足實時業(yè)務的要求。
因為在GW中建立了與源eNodeB中RRC上下文實時同步更新的鏡像，所以可以直接使用GW中的鏡像實現(xiàn)雙播技術。
因為通過預置策略對鄰接eNodeB中的RRC上下文副本進行更新，而有少許偏差的RRC上下文副本仍然可以勝任切換工作，所以該策略可以不要求采用實時同步更新的方式，這樣可以減少GW的通信壓力。
通過及時釋放GW和鄰接eNodeB中RRC上下文鏡像或副本，可以減少對GW和鄰接eNodeB的資源占用。
圖1是現(xiàn)有技術中LTE網(wǎng)絡的分層結構示意 圖2是現(xiàn)有技術中LTE網(wǎng)絡的UE切換方法示意圖；圖3是現(xiàn)有技術中LTE網(wǎng)絡處理實體位置示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LTE網(wǎng)絡中UE的切換方法流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LTE網(wǎng)絡中UE的位置示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的LTE網(wǎng)絡中UE的切換方法流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的LTE網(wǎng)絡中UE的位置示意圖。
具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
針對LTE網(wǎng)絡的eNodeB和GW兩層節(jié)點結構，在eNodeB之間發(fā)生切換之前，將UE的RRC上下文的鏡像傳遞到GW，并根據(jù)UE所處的小區(qū)給鄰接eNodeB下發(fā)該鏡像的副本，實現(xiàn)了切換之前對空中資源的預處理。
本發(fā)明第一實施方式的LTE網(wǎng)絡中UE切換方法如圖4所示，其中，UE從源eNodeB1的鄰接小區(qū)C09經(jīng)過鄰接小區(qū)C01，移動到目標eNodeB3的鄰接小區(qū)C08，如圖5所示。
在步驟401中，UE與源eNodeB1有業(yè)務數(shù)據(jù)的傳輸，并從非鄰接小區(qū)C09進入到鄰接小區(qū)C01(C01與eNodeB3鄰接)。
在步驟402中，一旦UE進入鄰接小區(qū)C01，源eNodeB1即向GW發(fā)送該UE的RRC上下文，由GW建立該RRC上下文的鏡像，并且該鏡像與源eNodeB1中的該UE的RRC上下文保持同步更新。
在步驟403中，通過GW建立的鏡像向目標eNodeB3發(fā)送該RRC上下文的副本，并通過預置策略對鄰接eNodeB中的RRC上下文副本進行更新。因為有少許偏差的RRC上下文副本仍然可以勝任切換工作，所以該策略可以不要求采用實時同步更新的方式，這樣可以減少GW的通信壓力。需要說明的是，本發(fā)明中，“鏡像”表示與原件完全相同且實時更新，“副本”表示由原件復制得到但設備只能保證盡量實時更新。
如果UE進入鄰接小區(qū)C03，由于C03分別與eNodeB3和eNodeB4相鄰，GW會同時向這兩個鄰接的eNodeB發(fā)送該UE的RRC上下文的副本。
在步驟404中，隨著UE的移動進入目標eNodeB 3的鄰接小區(qū)C08，需要切換時，源eNodeB1發(fā)送切換判決給GW，通知進行切換。
在步驟405中，GW將進行切換的切換判決轉發(fā)給目標eNodeB3。
在步驟406中，目標eNodeB3收到該判決后，根據(jù)該UE的RRC上下文副本進行無線資源的分配，并通知GW分配成功(或失敗)的結果。預先在可能成為切換目標的eNodeB中建立了RRC上下文副本，使得在發(fā)起實際切換時可以直接使用該RRC上下文副本，省掉了現(xiàn)有技術在切換判決后臨時從源eNodeB向目標eNodeB發(fā)送RRC上下丈副本所需要的時間，使得切換更為迅速，特別可以滿足實時業(yè)務的要求。
在步驟407中，GW將分配成功(或失敗)的結果通知給源eNodeB1，同時實行雙播機制，即同時向源eNodeB1和目標eNodeB3發(fā)送該UE的業(yè)務數(shù)據(jù)。因為在GW中建立了與源eNodeB1中RRC上下文實時同步更新的鏡像，所以可以直接使用GW中的鏡像實現(xiàn)雙播技術。
在步驟408中，源eNodeB1根據(jù)該通知為分配成功，向UE發(fā)送切換命令。另外，如果該通知為分配失敗，則源eNodeB1放棄這次切換。
在步驟409中，UE收到切換命令后，將業(yè)務切換到目標eNodeB3。
在步驟410中，切換業(yè)務的同時，UE發(fā)送切換證實消息給目標eNodeB3。
在步驟411中，當目標eNodeB3收到UE的消息后，便發(fā)送釋放資源通知給GW。
在步驟412中，該釋放資源通知由GW中轉給源eNodeB1，并且源eNodeB1根據(jù)該通知，釋放其與該UE間的無線資源，完成切換。
本發(fā)明第二實施方式的LTE網(wǎng)絡中UE切換方法如圖6所示，其中，UE從源eNodeB1的鄰接小區(qū)C01，經(jīng)由鄰接小區(qū)C02移動到非鄰接小區(qū)C04，如圖7所示。
當UE在鄰接小區(qū)C01時，根據(jù)上述實施方式，在UE進入鄰接小區(qū)C01時，已經(jīng)在GW中建立了該UE的RRC上下文鏡像，并在eNodeB3中建立了該鏡像的副本。
步驟601類似步驟401。
在步驟602中，UE離開了鄰接小區(qū)C01，由eNodeB1向GW發(fā)送UE離開鄰接小區(qū)C01的通知。
在步驟603中，GW根據(jù)該通知，向eNodeB 3發(fā)送刪除副本的指示。使得eNodeB3及時地釋放鄰接eNodeB中的副本，這樣可以減少對鄰接eNodeB資源的占用。
在步驟604中，UE進入鄰接小區(qū)C02(C02與eNodeB 4鄰接)，eNodeB1即向GW發(fā)送UE進入鄰接小區(qū)C02的通知。
在步驟605中，GW收到該通知后，根據(jù)該UE的RRC上下文的鏡像，向eNodeB4發(fā)送該鏡像的副本，eNodeB4建立該副本。
在步驟606中，GW實行雙播機制，向eNodeB1發(fā)送業(yè)務數(shù)據(jù)。
在步驟607中，GW向eNodeB4發(fā)送業(yè)務數(shù)據(jù)。
步驟608和步驟609分別類似與步驟602和步驟603，都是離開鄰接小區(qū)下的情況。
在步驟610中，UE進入非鄰接小區(qū)C04(C04不與其它eNodeB鄰接)，eNodeB1即向GW發(fā)送UE進入非鄰接小區(qū)C04的通知。根據(jù)該通知，GW即刪除該UE的RRC上下文的鏡像。通過及時釋放GW中RRC上下文鏡像，可以減少對GW資源的占用。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，包含以下步驟A當用戶設備進入服務演進節(jié)點B與其它演進節(jié)點B相鄰接的鄰接小區(qū)時，該服務演進節(jié)點B通過網(wǎng)關節(jié)點將該用戶設備的無線資源控制上下文副本傳遞到該鄰接小區(qū)的鄰接演進節(jié)點B；B如果所述用戶設備切換到所述鄰接演進節(jié)點B，則使用該鄰接演進節(jié)點B中的無線資源控制上下文副本完成切換。
2.根據(jù)權利要求
1所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，所述步驟A進一步包含以下子步驟當用戶設備進入服務演進節(jié)點B與其它演進節(jié)點B相鄰接的鄰接小區(qū)時，該服務演進節(jié)點B在所述網(wǎng)關節(jié)點建立該用戶設備的無線資源控制上下文的鏡像；所述網(wǎng)關節(jié)點將所述無線資源控制上下文鏡像的副本傳遞到該鄰接小區(qū)的鄰接演進節(jié)點B。
3.根據(jù)權利要求
2所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，還包含以下步驟當所述用戶設備的無線資源控制上下文發(fā)生變化時，所述服務演進節(jié)點B同步更新該無線資源控制上下文在所述網(wǎng)關節(jié)點中的鏡像。
4.根據(jù)權利要求
3所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，還包含以下步驟當所述網(wǎng)關節(jié)點中的鏡像被所述服務演進節(jié)點B同步更新后，該網(wǎng)關節(jié)點根據(jù)預置策略更新所述鄰接演進節(jié)點B中的無線資源控制上下文副本。
5.根據(jù)權利要求
2所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，還包含以下步驟當所述用戶設備離開所述鄰接小區(qū)時，刪除與該鄰接小區(qū)相鄰接的所述演進節(jié)點B中的無線資源控制上下文副本。
6.根據(jù)權利要求
5所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，還包含以下步驟當所述用戶設備從所述鄰接小區(qū)進入不與其它演進節(jié)點B相鄰接的非鄰接小區(qū)時，刪除該用戶設備在所述網(wǎng)關節(jié)點中的無線資源控制上下文鏡像。
7.根據(jù)權利要求
3所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，所述步驟B還包含以下子步驟在所述用戶設備向所述鄰接演進節(jié)點B切換的過程中，所述網(wǎng)關節(jié)點使用本地保存的該用戶設備的無線資源控制上下文鏡像進行雙播。
8.根據(jù)權利要求
1至7中任一項所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，所述步驟B中的切換過程還包含以下子步驟所述服務演進節(jié)點B作為源演進節(jié)點B作出演進節(jié)點B間切換的判決，并通知目標演進節(jié)點B；所述目標演進節(jié)點B使用所述用戶設備的無線資源控制上下文副本進行無線資分配并將無線資源準備結果通知源演進節(jié)點B；如果所述無線資源準備結果為失敗，則所述源演進節(jié)點B放棄切換判決；如果所述無線資源準備結果為成功，則所述源演進節(jié)點B向所述用戶設備發(fā)送切換命令；所述用戶設備根據(jù)切換命令將業(yè)務切換到目標演進節(jié)點B，并向目標演進節(jié)點B發(fā)送切換證實消息；目標演進節(jié)點B收到切換證實消息后，通知源演進節(jié)點B釋放相關資源。
9.根據(jù)權利要求
8所述的長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，其特征在于，所述演進節(jié)點B之間的信息交互均由所述網(wǎng)關節(jié)點中轉。
專利摘要
本發(fā)明涉及長期演進網(wǎng)絡，公開了一種長期演進網(wǎng)絡中的用戶設備切換方法，使得eNodeB間切換時延得到優(yōu)化。本發(fā)明中，根據(jù)是否與其它eNodeB鄰接，將eNodeB下屬的小區(qū)分為鄰接小區(qū)和非鄰接小區(qū)，UE進入鄰接小區(qū)時，在GW建立該UE的RRC上下文鏡像，并通過GW在鄰接eNodeB建立RRC上下文副本，如果切換判決結果為將UE切換到該鄰接eNodeB，則直接使用該eNodeB中的RRC上下文副本分配無線資源完成切換。當服務eNodeB中的RRC上下文變化時，GW中的鏡像被同步更新，而鄰接eNodeB中的副本則由GW根據(jù)預置策略更新。如果UE進入非鄰接小區(qū)，則刪除GW中的鏡像和鄰接eNodeB中的副本。
文檔編號H04W36/08GK1997216SQ200610005625
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月3日
發(fā)明者胡灝 申請人:華為技術有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan