专利名称:长期演进移动通信网络中的跨演进节点b的小区切换方法
技术领域：
本发明涉及一种长期演进(LTE)移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法。
背景技术：
目前，长期演进(LTE)移动通信网络由传统的基站(NodeB)、无线网络控制器(RNC)和核心网(CN)的三层节点的网络结构，简化为了演进的NodeB(eNodeB)和eNodeB以上节点这种简单的两层节点结构，该网络结构参见图1，图1为简化的LTE移动通信网结构示意图。
其中，eNodeB以上节点100也可以被称为网关节点(GW)或中央节点。各个eNodeB节点110之间无直接物理连接以便减少节点间的互连成本。用户设备(UE)与网络的eNodeB节点110建立无线资源控制(Radio ResourceControl，RRC)管理关系。eNodeB节点110包含RRC管理实体，负责处理维护RRC管理职能，并维护UE RRC上下文。eNodeB以上节点100维护无RRC连接下的UE管理，维护UE上下文(UE Context)。
UE通过eNodeB节点110和eNodeB以上节点100建立连接，实现语音通话或数据传输等移动通信业务。
与在传统移动通信网络一样，UE在跨eNodeB小区移动过程中，会执行跨eNodeB小区切换过程。目前在LTE网中采用数据转发进行跨eNodeB小区切换的方法有实时性不能很好保证的缺陷。参见图2，图2为现有技术跨演进节点B的小区切换的处理流程图。该流程包括以下步骤步骤201～202，小区切换前，GW将业务数据通过源eNodeB发送给UE。
步骤203，UE向源eNodeB发送针对源小区和目的小区的测量报告。
步骤204，源eNodeB根据UE的测量报告执行小区切换判决，当确定该UE的源小区和目的小区处于不同eNodeB，需要进行跨eNodeB小区切换时，执行步骤205，开始小区切换信令交互。
步骤205～206，源eNodeB通过GW向目标eNodeB发送需要进行小区切换的UE的RRC上下文和小区切换准备信令。
步骤207，目标eNodeB根据该UE的RRC上下文，进行空口资源准备，为该UE分配无线资源。
步骤208～209，目标eNodeB通过GW向源eNodeB发送切换准备完成信令。
步骤210，源eNodeB向UE发送小区切换信令(HO command)。如果此时源eNodeB接收到GW发送给该要进行小区切换的UE的业务数据，则在发送小区切换信令的同时或发送小区切换信令后，执行步骤211。
步骤211，源eNodeB将GW要发送给该要进行小区切换的UE的业务数据转发给GW，GW存储该业务数据。
本步骤中，GW也可以将该业务数据转发给目标eNodeB，由目标eNodeB存储该业务数据。
步骤212，UE接收到小区切换信令，通过目标小区同步到该目的eNodeB，向目标eNodeB发送小区切换完成信令。
步骤213～216，目标eNodeB通过GW向源eNodeB发送小区切换完成信令，源eNodeB释放为该UE分配的无线资源。
其中，步骤214和215是在GW存储了从源eNodeB接收的该UE的业务数据的情况下执行。如果是目标eNodeB存储该业务数据，则只需要执行步骤215。如果没有存储该数据，则无需执行步骤214和215。
步骤217～218，小区切换信令交互完成，GW通过目标eNodeB向UE发送业务数据。
由上述的过程可见，目前在LTE网中进行跨eNodeB小区切换的方法，在UE由源eNodeB的小区切换到目标eNodeB的小区的过程中，为了减少数据损失，源eNodeB将切换过程中部分数据转发给GW，在GW收到切换完成信令后，将这部分数据通过目标eNodeB发给UE。这个过程虽然能够保证较低的丢包率，但却造成了处理时延过长、实时性差的问题，导致实时业务无法施展。
发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种长期演进移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，提高跨演进节点B的小区切换的实时性。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的一种长期演进LTE移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，网关节点GW在用户设备UE进行跨演进节点BeNodeB的小区切换前，获得该UE的无线资源控制RRC上下文；在GW与源eNodeB和目标eNodeB进行小区切换信令交互过程中，执行以下步骤A、GW先将该UE的RRC上下文发送给目标eNodeB；B、目标eNodeB根据该UE的RRC上下文，为该UE分配无线资源；C、GW通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据，直到小区切换信令交互完成，GW再通过目标eNodeB向UE发送业务数据。
其中，所述步骤A可以为GW接收到UE的RRC上下文副本后，根据网络拓扑结构，将该UE的RRC上下文副本发送给所有可能的目标eNodeB；或GW在接收到源eNodeB发送的小区切换准备信令后，将该UE的RRC上下文随小区切换准备信令发送给目标eNodeB；所述步骤B中，目标eNodeB为该UE分配完无线资源后，通过GW向源eNodeB转发小区切换准备完成信令。
源eNodeB是在根据UE发送的针对源小区和目的小区的测量报告，判决出该UE的源小区和目的小区处于不同eNodeB，需要进行跨eNodeB小区切换时，通过GW向目标eNodeB转发小区切换准备信令。
所述步骤B可以进一步包括源eNodeB接收到该小区切换准备完成信令后，向GW发送双播启动信令；则GW接收到双播启动信令后，执行所述步骤C。
所述步骤B中，目标eNodeB可以向GW发送切换准备完成信令并延长预定时间后，进一步向GW发送双播启动信令；则GW接收到双播启动信令后，执行所述步骤C。
该方法可以进一步包括GW对所有从目标eNodeB接收的，要转发给源eNodeB的信令进行解析；当解析出小区切换准备完成信令后，将该小区切换准备完成信令转发给源eNodeB时，执行所述步骤C。
所述小区切换准备完成信令中可以包含准备成功或准备失败指示；所述步骤B进一步包括源eNodeB接收到该小区切换准备完成信令后，判断其中包含准备成功指示还是准备失败指示，如果是准备成功指示，则执行步骤C；如果是准备失败指示，则结束切换流程。
所述步骤B中，源eNodeB接收到该小区切换准备完成信令后，向UE发送小区切换信令；步骤C所述小区切换信令交互完成的过程为UE接收到小区切换信令后，通过目标小区同步到目的eNodeB，并向该目的eNodeB发送小区切换完成信令；目的eNodeB将该小区切换完成信令通过GW发送给源eNodeB，小区切换信令交互完成。
该方法可以进一步包括GW记录通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据的开始时间，如果GW在预定时间到时，没有接收到目的eNodeB向源eNodeB转发的小区切换完成信令，则停止通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据。
GW在UE进行小区切换前，获得该UE的RRC上下文的方法可以为源eNodeB检测到UE移动到该eNodeB的边缘小区时，向GW发送该UE的RRC上下文副本；该方法进一步包括当源eNodeB或目标eNodeB检测到UE从边缘小区移动到该eNodeB的非边缘小区时，通知GW删除该UE的RRC上下文副本。
由上述的技术方案可见，本发明的这种长期演进移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，GW在切换前获得UE的RRC上下文，且GW与源eNodeB和目标eNodeB进行小区切换信令交互过程中，先将该UE的RRC上下文发送给目标eNodeB，目标eNodeB根据该RRC上下文为该UE分配无线资源，然后GW通过源eNodeB和目标eNodeB向UE发送业务数据，直到小区切换信令交互完成，GW再通过目标eNodeB向UE发送业务数据。
这样，在小区切换过程中传输的业务数据可以通过源eNodeB和目标eNodeB发送给UE，不需要GW转发源eNodeB在切换过程中发送给UE的业务数据，因此，不会出现因业务数据转发带来的时延。可见，本发明的这种长期演进移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，具有很强的时序性，能够提高跨演进节点B的小区切换的实时性，满足实时业务对实时性的要求。
图1为简化的LTE移动通信网结构示意图；图2为现有技术跨演进节点B的小区切换的处理流程图；图3为本发明第一较佳实施例的跨演进节点B的小区切换的处理流程图；图4为本发明第二较佳实施例的跨演进节点B的小区切换的处理流程图；图5为本发明第三较佳实施例的跨演进节点B的小区切换的处理流程图。
具体实施方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明的这种长期演进LTE移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，GW在切换前获得UE的RRC上下文，且GW与源eNodeB和目标eNodeB进行小区切换信令交互过程中，先将该UE的RRC上下文发送给目标eNodeB，目标eNodeB根据该RRC上下文为该UE分配无线资源，然后GW通过源eNodeB和目标eNodeB向UE发送业务数据，直到小区切换信令交互完成，GW再通过目标eNodeB向UE发送业务数据。
以下举三个较佳实施例对本发明进行详细说明。
第一较佳实施例本实施例中GW在切换前获得了需要切换的UE的RRC上下文，并使用专用的双播启动信令，在与源eNodeB和目标eNodeB进行小区切换信令交互过程中，GW通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据，直到小区切换信令交互完成。参见图3，图3为本发明第一较佳实施例的跨基站跨演进节点B的小区切换的处理流程图。该流程包括以下步骤步骤301～302，小区切换前，GW将业务数据通过源eNodeB发送给UE。
步骤303，UE向源eNodeB发送针对源小区和目的小区的测量报告。
步骤304，源eNodeB根据UE的测量报告执行小区切换判决，当确定该UE的源小区和目的小区处于不同eNodeB，需要进行跨eNodeB小区切换时，执行步骤305，开始小区切换信令交互。
步骤305，源eNodeB向GW发送包含UE信息的小区切换准备信令。
步骤306，GW根据该UE信息从已获得的需要切换的UE的RRC上下文中，找出该UE的RRC上下文，将该UE的RRC上下文和小区切换准备信令发送给目标eNodeB。
实际上，由于GW知道网络的拓扑结构，当GW接收到一个UE的RRC上下文副本后，可以根据网络拓扑结构，获知与该UE当前所在小区相邻小区所处的eNodeB，这些eNodeB(可能是一个也可能是多个)就是该UE可能的目标eNodeB。因此，GW可以将该UE的RRC上下文副本在切换前预先发送给所有可能的目标eNodeB。这种情况下，本步骤只需将该UE的小区切换准备信令发送给目标eNodeB即可。
步骤307，目标eNodeB根据该UE的RRC上下文，进行空口资源准备，为该UE分配无线资源。
步骤308～309，目标eNodeB通过GW向源eNodeB发送切换准备完成信令。本实施例中的切换准备完成信令中还可以包含准备成功指示还是准备失败指示。
步骤310，源eNodeB向GW发送双播启动信令，同时或在发送双播启动信令后，执行步骤311。
本步骤中，如果切换准备完成信令还包含了准备成功指示还是准备失败指示，则源eNodeB在接收到该小区切换准备完成信令后，先判断其中包含准备成功指示还是准备失败指示，如果是准备成功指示，则向GW发送双上广播启动信令；如果是准备失败指示，则结束切换流程。
步骤311，源eNodeB向UE发送小区切换信令。
步骤312～313，GW接收到双播启动信令后，启动双播过程，同时向源eNodeB和目标eNodeB两个eNodeB发送数据，这种双向发送的数据流可以称为Bi-Casting数据流，上述的双播启动信令可以称为Bi-Casting启动信令。
由于空口传输/处理比网络接口传输/处理慢，所以UE在接受小区切换信令，发起切换同步到目标eNodeB时，目标eNodeB已经获得GW的Bi-Casting数据流。
源eNodeB和目标eNodeB接收到数据后，分别向UE发送业务数据，这种情况下，如果UE自身还没有完成切换，仍处于源eNodeB下，则只接收源eNodeB发送的业务数据，如果UE自身已完成切换，已处于目的eNodeB下，则只接收目的eNodeB发送的业务数据。
此外。本步骤中，还可以记录同时发送的开始时间。
步骤314，UE接收到源eNodeB发送的小区切换信令后，通过目标小区同步到该目的eNodeB，向目标eNodeB发送小区切换完成信令。
步骤315～318，目标eNodeB向GW发送小区切换完成信令，GW收到该小区切换完成信令，就开始通过目标eNodeB向UE发送业务数据，向源eNodeB转发小区切换完成信令，小区切换信令交互完成，源eNodeB释放为该UE分配的无线资源。
本实施例中，GW可以采用以下的方法在切换前获得需要切换的UE的RRC上下文源eNodeB检测到UE移动到该eNodeB的边缘小区时，向GW发送该UE的RRC上下文副本；当源eNodeB或目标eNodeB检测到UE从边缘小区移动到该eNodeB的非边缘小区时，通知GW删除该UE的RRC上下文副本。
另外，本实施例中，GW还可以记录同时向源eNodeB和目的eNodeB发送数据的开始时间，如果GW在预定时间到时，还没有接收到目的eNodeB向源eNodeB转发的小区切换完成信令，则停止通过同时向UE发送业务数据。
本实施例由于启动双播进行数据传输的实际并非提前很多，所以占用网络传输资源量并不太多，且由于有容错机制GW可以在流程异常时结束双播数据传输处理，因此不会造成很大系统资源浪费。
第二较佳实施例本实施例与第一较佳实施例相同，GW在切换前获得了需要切换的UE的RRC上下文，并使用专用的双播启动信令，只是不由源eNodeB发送双播启动信令而是由目标eNodeB发送。具体过程参见图4，图4为本发明第二较佳实施例的跨基站跨演进节点B的小区切换的处理流程图。该流程包括以下步骤步骤401～步骤408，与图3所示步骤301～步骤308完全相同，这里不再重复说明。
步骤409，目标eNodeB启动一个定时器，当预定延长时间到时，执行步骤410。
步骤410，目标eNodeB向GW发送双播启动信令。
步骤411，GW接收到小区切换准备完成信令后，将其转发给源eNodeB。
步骤412，源eNodeB接收到小区切换准备完成信令后，向UE发送小区切换信令。
步骤413～步骤414，GW接收到双播启动信令后，启动双播过程，同时向两个eNodeB发送业务数据。
步骤415，UE接收到源eNodeB发送的小区切换信令后，通过目标小区同步到该目的eNodeB，向目标eNodeB发送小区切换完成信令。
步骤416～419，目标eNodeB向GW发送小区切换完成信令，GW收到该小区切换完成信令，就开始通过目标eNodeB向UE发送业务数据，并向源eNodeB转发小区切换完成信令，小区切换信令交互完成，源eNodeB释放为该UE分配的无线资源。
另外，本实施例中，GW还可以记录同时向源eNodeB和目的eNodeB发送数据的开始时间，如果GW在预定时间到时，还没有接收到目的eNodeB向源eNodeB转发的小区切换完成信令，则停止对源eNodeB和目标eNodeB的双播过程。
本实施例在准备成功后，经过延时再启动双播过程进行数据传输，延时的时间必须预先设定好，图4是一种理想状态，GW在UE接收到小区切换信令后，启动双播过程进行数据传输。但是由于网络等原因，UE接收到小区切换信令的时间不十分确定，这种情况下，用于延时的定时器的定时时间很难非常准确地保证UE接收到小区切换信令。
如果本实施例在准备成功后，不经过延时立即开始启动双播过程进行数据传输，则相对UE开始切换到目标eNodeB来说开始的时机较早，浪费网络传输资源和空中资源较多。因此，本实施例的效果不如第一较佳实施例。
第三较佳实施例本实施例中GW在切换前获得了需要切换的UE的RRC上下文，不使用专用的双播启动信令，GW解析出目标eNodeB发送的小区切换准备完成信令后，将该小区切换准备完成信令转发给源eNodeB时，启动双播过程进行数据传输。具体过程参见图5，图5为本发明第三较佳实施例的跨演进节点B的小区切换的处理流程图。该流程包括以下步骤步骤501～步骤507，与图3所示步骤301～步骤307完全相同，这里不再重复说明。
步骤508，GW对所有从目标eNodeB接收的，要转发给源eNodeB的信令进行解析。
步骤509，GW解析出小区切换准备完成信令后，将其转发给源eNodeB，同时执行步骤510。
步骤510～511，GW接收到双播启动信令后，启动双播过程，同时向两个eNodeB发送业务数据。
步骤512，源eNodeB接收到小区切换准备完成信令后，向UE发送小区切换信令。
步骤513，UE接收到源eNodeB发送的小区切换信令后，通过目标小区同步到该目的eNodeB，向目标eNodeB发送小区切换完成信令。
步骤514～517，目标eNodeB向GW发送小区切换完成信令。GW收到该小区切换完成信令，就开始通过目标eNodeB向UE发送业务数据，并向源eNodeB转发小区切换完成信令，小区切换信令交互完成，源eNodeB释放为该UE分配的无线资源。
本实施例中，相对UE开始切换到目标eNodeB来说，启动双播进行数据传输的时机较早，造成浪费网络传输资源和空中资源较多。另外，由于需要解析不同的信令，使得处理开销增大，造成了不必要的系统资源浪费。因此，本实施例的效果不如第一较佳实施例。
上述三个实施例中，GW还可以记录通过源eNodeB和目的eNodeB同时向UE发送数据的开始时间，并启动定时器开始定时，如果GW在预定时间到时，还没有接收到目的eNodeB向源eNodeB转发的小区切换完成信令，则停止通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据。
由图3、图4、图5的流程可见，上述三个较佳实施例中，图3所示的第一较佳实施例是最佳的实施例，实际应用中，推荐使用该方法。
由上述的实施例可见，本发明的这种长期演进移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，具有很强的时序性，能够提高跨演进节点B的小区切换的实时性，满足实时业务对实时性的要求。
权利要求
1.一种长期演进LTE移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于网关节点GW在用户设备UE进行跨演进节点B eNodeB的小区切换前，获得该UE的无线资源控制RRC上下文；在GW与源eNodeB和目标eNodeB进行小区切换信令交互过程中，执行以下步骤A、GW先将该UE的RRC上下文发送给目标eNodeB；B、目标eNodeB根据该UE的RRC上下文，为该UE分配无线资源；C、GW通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据，直到小区切换信令交互完成，GW再通过目标eNodeB向UE发送业务数据。
2.如权利要求
1所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于，所述步骤A为GW接收到UE的RRC上下文副本后，根据网络拓扑结构，将该UE的RRC上下文副本发送给所有可能的目标eNodeB；或GW在接收到源eNodeB发送的小区切换准备信令后，将该UE的RRC上下文随小区切换准备信令发送给目标eNodeB；所述步骤B中，目标eNodeB为该UE分配完无线资源后，通过GW向源eNodeB转发小区切换准备完成信令。
3.如权利要求
2所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于源eNodeB是在根据UE发送的针对源小区和目的小区的测量报告，判决出该UE的源小区和目的小区处于不同eNodeB，需要进行跨eNodeB小区切换时，通过GW向目标eNodeB转发小区切换准备信令。
4.如权利要求
2所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括源eNodeB接收到该小区切换准备完成信令后，向GW发送双播启动信令；则GW接收到双播启动信令后，执行所述步骤C。
5.如权利要求
2所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于所述步骤B中，目标eNodeB向GW发送切换准备完成信令并延长预定时间后，进一步向GW发送双播启动信令；则GW接收到双播启动信令后，执行所述步骤C。
6.如权利要求
2所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于，该方法进一步包括GW对所有从目标eNodeB接收的，要转发给源eNodeB的信令进行解析；当解析出小区切换准备完成信令后，将该小区切换准备完成信令转发给源eNodeB时，执行所述步骤C。
7.如权利要求
2、4、5或6所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于，所述小区切换准备完成信令中包含准备成功或准备失败指示所述步骤B进一步包括源eNodeB接收到该小区切换准备完成信令后，判断其中包含准备成功指示还是准备失败指示，如果是准备成功指示，则执行步骤C；如果是准备失败指示，则结束切换流程。
8.如权利要求
2、4、5或6所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于所述步骤B中，源eNodeB接收到该小区切换准备完成信令后，向UE发送小区切换信令；步骤C所述小区切换信令交互完成的过程为UE接收到小区切换信令后，通过目标小区同步到目的eNodeB，并向该目的eNodeB发送小区切换完成信令；目的eNodeB将该小区切换完成信令通过GW发送给源eNodeB，小区切换信令交互完成。
9.如权利要求
8所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于，该方法进一步包括GW记录通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据的开始时间，如果GW在预定时间到时，没有接收到目的eNodeB向源eNodeB转发的小区切换完成信令，则停止通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据。
10.如权利要求
1、2、4、5或6所述的跨演进节点B的小区切换方法，其特征在于，GW在UE进行小区切换前，获得该UE的RRC上下文的方法为源eNodeB检测到UE移动到该eNodeB的边缘小区时，向GW发送该UE的RRC上下文副本；该方法进一步包括当源eNodeB或目标eNodeB检测到UE从边缘小区移动到该eNodeB的非边缘小区时，通知GW删除该UE的RRC上下文副本。
专利摘要
本发明公开了一种长期演进LTE移动通信网络中的跨演进节点B的小区切换方法，网关节点(GW)在用户设备(UE)进行跨演进节点B(eNodeB)的小区切换前，获得该UE的无线资源控制(RRC)上下文；在GW与源eNodeB和目标eNodeB进行小区切换信令交互过程中，执行以下步骤A.GW先将该UE的RRC上下文发送给目标eNodeB；B.目标eNodeB根据该UE的RRC上下文，为该UE分配无线资源；C.GW通过源eNodeB和目标eNodeB同时向UE发送业务数据，直到小区切换信令交互完成，GW再通过目标eNodeB向UE发送业务数据。本发明的这种小区切换方法，具有很强的时序性，能够提高跨演进节点B的小区切换的实时性，满足实时业务对实时性的要求。
文档编号H04W36/08GK1997200SQ200510048285
公开日2007年7月11日 申请日期2005年12月31日
发明者胡灏 申请人:华为技术有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan