專利名稱：演進的無線系統與傳統的無線系統間的切換方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統中從演進的無線系統LTE到傳統的無線系統Pre-LTE的一種切換方法。
背景技術：
SAE(System Architecture Evolution，系統演進架構)系統的架構請參見圖1，核心網包括SAE EPC(Evolved Packet Core)和GPRS核心網里的SGSN；SAE EPC連接到的接入系統為Evolved RAN(Radio Access Network)，又稱為LTE，SGSN連接到的接入系統為UTRAN/GERAN，通稱為Pre-LTE。LET廣義上代表一種長期演進的技術，在本文中是作為一種“演進的無線系統”，Pre-LTE是作為一種“傳統的無線系統”。
圖中各網元的定義如下SGSN(Serving GPRS supporting node，GPRS服務節點)2G/3G網絡分組域功能實體，負責移動性管理、會話管理、轉發用戶數據包、存儲UE上下文信息、產生臨時標識并將其分配給UE，并且負責對用戶進行鑒權等；MME(Mobility Management Entity，移動性管理節點)控制面功能實體，負責管理和存儲UE上下文(比如UE/用戶標識，移動性管理狀態，用戶安全參數等)，產生臨時標識并將其分配給UE，當UE駐扎在該跟蹤區域或者該網絡是負責對該用戶進行鑒權；AGW(Access GateWay，接入網關)，由功能實體UPE，3GPP Anchor，和SAE Anchor組成，各功能實體描述如下UPE(User Plane Entity，用戶面節點)用戶面功能實體，用戶面數據路由處理，終結處于閑置狀態的UE的下行數據， 當發往UE的下行數據到達時， 發起尋呼，管理和存儲UE的上下文，該上下文包括比如IP承載業務或者網絡內部路由信息的參數等。其中2G/3G UPE指為2G/3G網絡服務的UPE，2G/3G UPE也是SGSN+GGSN；SAE UPE是SAE網絡中的UPE。
3GPP Anchor用戶面錨點，是邊界域B的數據入口點。負責邊界域B內部的移動性管理，并且是邊界域B的邊界網關，負責將用戶數據轉發到邊界域B內的不同的UPE。
SAE Anchor，多種接入系統間的移動性管理錨點，該錨點是支持3GPP內部以及3GPP和非3GPP定義的多種接入系統間的移動性管理的用戶面功能實體。SAE Anchor具有移動IP歸屬代理的功能。
目前3GPP組織只確定了LTE/SAE系統的架構圖，對于LTE與Pre-LTE的切換正是目前的研究熱點。在設計切換方法時需要考慮以下原則1)對現有系統(這里指SGSN)的改動越小越好；2)能滿足數據無丟失；3)切換時延越小越好；LTE/SAE系統是支持后向切換的，也就是支持先在目標網絡中準備好無線資源，再做無線切換。這樣做的好處是可以盡可能地降低切換時延，減少丟包。這樣的切換稱為后向切換。
現有的GPRS系統中的SRNS重定位流程是一個后向切換過程。圖2是現有UMTS系統(TS23.090 V7.1.0)中的一個SRNS重定位的流程。圖2中定義的SRNS重定位步驟描述如下201、Source-RNC決定需要執行SRNS重定位。此時，上下行用戶數據經過如下隧道傳輸MS(移動臺)與Source-SRNC間的隧道；Source-SRNC與old-SGSN間的GTP-U隧道；old-SGSN與GGSN間的GTP-U隧道；202、Source-SRNC發送“重定位請求”消息給old-SGSN。該消息包括了安全信息、RRC上下文有關信息(包括MS能力)以及其他切換所需信息；203、old-SGSN根據目的RNC確定該重定位是否是在SGSN內部還是跨SGSN。若是跨SGSN，old-SGSN向new-SGSN發送“轉發重定位請求”。該消息中包括IMSI、隧道端點信息、移動性管理狀態(MM)上下文、PDP上下文以及從Source-SRNC發來的其他相關信息，如RAB信息；204、New-SGSN發送“轉發重定位請求”消息給target-RNC(目標RNC)。New-SGSN與Target-RNC間建立Iu連接，并為UE預留無線資源；205、當Target-RNC與New-SGSN間的資源預留成功后，并且SGSN準備好SRNS重定位時，New-SGSN向Old-SGSN發送“轉發重定位響應”消息。該消息中帶有Target-RNC準備接受轉發數據用的隧道ID信息。該消息表示Targe-RNC已經準備好從Source-SRNC接受轉發的下行數據單元；206、Old-SGSN向Source-RNC發送“重定位命令”消息，該消息中將步驟205中轉發用的隧道信息發送給Source-RNC；207、Source-SRNC根據QoS開始向Target-RNC轉發下行數據；208、Source-SRNC在發送RRC消息給UE之前，對那些需要按序傳送的數據流，經過Source-SRNC的上下行數據傳送應掛起。RRC消息通知UE在目的系統中重新配置無線通道。該RRC消息中將Target-RNC發來的物理通道配置信息發送給UE，以加速切換流程。物理通道重配置信息包括了Target-RNC的ID和UE在Target-RNC中的S-RNTI。當UE完成重配置，它發送RRC消息給Target-RNC，通知其物理通道重配置完成；209、Source-SRNC通過old-SGSN和new-SGSN向target-RNC發送“轉發SRNS上下文”消息。Target-RNC收到該消息后發送“轉發SRNS上下文響應”消息給Source-SRNC。Source-RNC上下文中含有下一上行PDCP序列號、下一下行PDCP序列號、下一上行和下行GTP序列號；210、當Target-RNC收到重定位執行觸發后應發送“重定位發現”消息給New-SGSN。重定位執行觸發來自RNC的下層協議的指示；211、Target-RNC收到適當的RRC消息，比如，物理通道重配置完成，Target-RNC發送“重定位完成“消息給New-SGSN；212、當收到“重定位完成”消息后，若SRNS重定位是跨SGSN的，New-SGSN向Old-SGSN發送“轉發SRNS重定位完成”消息；
213、當收到“重定位完成”消息后，New-SGSN與GGSN間更新PDP上下文，將從GGSN到Old-SGSN的隧道切換到從GGSN到New-SGSN；214、當收到“轉發SRNS重定位完成”后，Old-SGSN向Source-RNC發送Iu釋放命令消息。當Source-RNC中的數據轉發定時器超時后，Source-RNC發送Iu釋放完成消息給Old-SGSN；215、若路由區發生了改變，UE發起路由區更新流程。
圖2中的C1-C3是智能網相關的CAMEL流程，與本發明無關，在這里不再贅述。
本發明切換方法要求Pre-LTE系統支持后向切換。A/Gb模式的GERAN不支持后向切換，本發明不予考慮。UTRAN和Iu模式的GERAN(GSM/EDGE無線接入網)均支持后向切換，因此，UTRAN或Iu模式的GERAN與LTE間的切換可采用本發明所述方法，但目前還沒有一個可行的實現方案。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提出一種移動通信系統中的LTE與Pre-LTE間的切換方法，無需升級現有系統，切換時延小，數據丟失可降到最小。
為了盡可能地減少對現有SGSN的影響，本發明在LTE與Pre-LTE切換時，是將LTE系統裝成一個Pre-LTE系統，在切換的過程中使得SGSN以為正在進行的切換是一個SRNS重定位過程。因此，當從LTE切換到Pre-LTE時，SGSN在切換中的作用類似SGSN在SRNS重定位流程中的new-SGSN的功能，MME則充當了old-SGSN的功能；當從Pre-LTE切換到LTE時，SGSN在切換中類似于SRNS重定位流程中的old-SGSN，MME則充當了new-SGSN的功能。MME進行新舊系統信令和上下文信息的轉換，具有類似信令網關的功能。
基于以上構思，本發明提供了一種移動通信系統中從演進的無線系統LTE切換到傳統的無線系統Pre-LTE的方法，包括以下步驟
(a)LTE決定切換后，向移動性管理節點MME發送“切換請求”，MME再向目標網絡的GPRS服務節點SGSN發送“轉發重定位請求”；(b)SGSN通知支持后向切換的傳統的無線系統PRE-LTE為移動終端UE分配無線資源，并根據RAB信息與PRE-LTE建立Iu連接，然后向MME發送“轉發重定位響應”消息；(c)MME向接入網關AGW發送“重定位命令”，如有需按序傳輸的下行數據流，AGW停止向LTE發送該數據流，開始向SGSN發送該數據流，同時向MME發送該數據流的斷點信息，SGSN緩存下行數據；(d)MME向LTE發送切換命令，并將所述斷點信息發送到SGSN，SGSN再發送給PRE-LTE，完成SRNS上下文轉發流程；(e)PRE-LTE和UE協商建立無線承載RB，PRE-LTE向SGSN發送“重定位完成”消息；(f)SGSN與AGW之間進行PDP上下文更新，建立用戶面路徑，同時通知MME釋放到AGW的用戶面路徑和PRE-LTE的無線資源。
以上步驟中，MME還用于完成不同協議之間的信令格式和上下文信息的轉換。
基于以上構思，本發明還提供了一種移動通信系統中從傳統的無線系統Pre-LTE切換到演進的無線系統LTE的方法，包括以下步驟(A)Pre-LTE決定切換后，向GPRS服務節點SGSN發送“重定位請求”，SGSN向移動性管理節點MME發送“轉發重定位請求”消息；(B)MME通過AGW通知LTE或直接通知LTE為UE分配無線信道，AGW通知，在LTE與AGW間建立用戶面路徑，AGW開始向LTE轉發需按序傳輸的下行數據包，同時向SGSN發送下行數據；(C)AGW向MME發送“切換請求響應”，攜帶無線信息的配置信息，由MME經SGSN、Pre-LTE轉發給移動終端UE，Pre-LTE通知UE切換到新網絡，并告之為其分配的信道信息；(D)Pre-LTE通過SGSN將SRNS上下文轉發給MME，MME再將其發送給AGW；(E)UE與LTE之間的無線信道配置完成后，LTE通知AGW將AGW和SGSN間的數據通道切換到AGW和LTE間，AGW停止向SGSN發送下行數據；(F)LTE通知MME切換完成，MME再通知SGSN釋放與Pre-LTE間的lu接口資源，切換完成。
以上步驟中，MME還用于完成不同協議之間的信令格式和上下文信息的轉換。
可以看出，本發明給出了一種解決LTE與Pre-LTE間切換的方法，該方法能做到無需升級現有的SGSN，并且將切換點放在目的網絡資源準備好之后，從而將數據丟失降到最小，并降低了切換時延。
圖1是SAE系統框圖。
圖2是TS23.060中的SRNS重定位流程圖。
圖3是LTE與Pre-LTE切換的邏輯結構圖。
圖4是第一實施例從LTE切換到Pre-LTE的關鍵步驟的示意圖。
圖5是第二實施例從Pre-LTE切換到LTE的關鍵步驟的示意圖。
圖6A和圖6B分別是第一實施例切換前和切換后的數據路徑圖。
圖7是第一實施例的切換流程圖從LTE切換到Pre-LTE。
圖8A和圖8B分別是第二實施例切換前和切換后的數據路徑圖。
圖9是第二實施例的切換流程圖從Pre-LTE切換到LTE。
具體實施例方式
本發明為了實現LTE到Pre-LTE的切換。在切換過程中MME模擬SRNS重定位過程中的SGSN。當從LTE切換到Pre-LTE時，MME模擬圖2中的old-SGSN；當從Pre-LET切換到LTE時，MME模擬圖2中的new-SGSN。MME與SGSN的接口兼容TS23.060中定義的Gn接口。AGW則充當了GGSN的角色。MME承擔LTE和Pre-LTE間數據格式的轉換、消息轉換等任務。
LTE與Pre-LTE間切換的邏輯結構如圖3所示，其中，除TR23.882v1.2.3中已定義功能外，MME還具有如下功能模塊與SGSN消息接口，該接口依照TS23.060中定義的Gn接口；與eNB的S1接口；與AGW的接口；數據翻譯和信息映射模塊，負責各接口間消息格式的轉換、消息數據單元的映射，特別是QoS的映射。eNB是“演進的節點B”，是演進的無線系統LTE的網元。本文中LTE的功能就是由該網元完成的，但不排除其它可能。
為了能支持無丟包和數據的按序傳輸，AGW可同時將下行數據發送到LTE和Pre-LTE兩條路徑。LTE和Pre-LTE的RAN(無線接入網)網元不轉發數據，也不通過SGSN、MME轉發數據。AGW同時應能記錄斷點信息，并與MME做斷點信息交互。
MME和AGW在滿足上述功能要求的前提下遵從TS23.060中定義的硬切換SRNS重定位流程。
第一實施例本實施例是當UE從LTE切換到Pre-LTE的情況。切換的關鍵步驟如圖4所示。切換前和切換后的數據路徑分別如圖6A和圖6B所示。實施方式流程圖如圖7所示，為了簡化，圖7中將用戶面結點集成為一個節點AGW，但該實施例對用戶面單元按邏輯功能分成不同實體時依然適用。其中從LTE到Pre-LTE的切換有如下關鍵步驟，如圖4所示步驟一、LTE向MME發送“切換請求”；步驟二、MME向SGSN發送“轉發重定位請求”消息；步驟三、SGSN通知支持后面切換的RAN側(即Pre-LTE)為UE分配無線資源，并且，SGSN按TS23.090中的SRNS重定位流程與RAN側建立Iu連接；步驟四、SGSN向MME發送“轉發重定位響應”消息，MME通知AGW停止向LTE發送需按序傳輸的下行數據包，開始向SGSN發送該下行數據包，SGSN緩存下行數據；步驟五、MME向AGW詢問斷點信息；步驟六、MME向SGSN發送“轉發SRNS上下文”消息，將AGW的斷點信息發送給SGSN；步驟七、MME向LTE發送切換命令，UE切換到Pre-LTE；步驟八、SGSN按TS23.090中的步驟進行PDP上下文更新。
需注意的是，以上步驟并不是嚴格按照發生的先后順序描述的，具體的操作順序應以詳細流程中的描述為準。
本實施例切換的詳細步驟見圖7，以從LTE切換到UTRAN為例，切換到Iu模式的GERAN是相似的，不再重復。如圖所示包括以下步驟701、eNB根據UE檢測到的信號強度決定需要進行切換；702、eNB向MME發送切換請求，該請求中包含用戶信息(如PTMSI)、目標網絡信息(如目標網絡路由區)、RAB信息等；703、MME根據702中的目標網絡信息找到對應的SGSN，MME向SGSN發送“轉發重定位請求”消息，該消息帶有UE的MM上下文和所述RAB信息等，MME需將SAE的MM上下文轉換為SGSN的MM上下文(包括安全上下文的轉換)，并將eNB發來的RAB信息轉換為SGSN能識別的RAB信息；704、SGSN向UTRAN發送“重定位請求”消息，消息中帶有安全上下文、UE用戶信息、RAB信息等，安全上下文從“轉發重定位請求”消息中的MM上下文中獲取；705、UTRAN根據RAB信息與SGSN間建立所需的Iu連接；706、Iu口切換準備完成，UTRAN成功為UE分配無線通道資源后，UTRAN向SGSN發送“重定位請求應答”消息，并攜帶UE的無線資源配置信息；
707、SGSN向MME發送“轉發重定位請求應答”消息，SGSN在該消息中將“數據轉發隧道ID”和UE的無線資源配置信息帶給MME；708、MME向AGW發送“重定位命令”消息，將所述“數據轉發隧道ID”發送給AGW；709、AGW收到“重定位命令”消息后，對那些需要按序傳輸的數據流，AGW停止向eNB發送下行數據，AGW向MME發送“重定位命令響應”消息，對那些需要按序傳輸的數據流，AGW在該消息中將“下一待確認上行PDCP序列號”和“下一上行GTP序列號”發送給MME；對于不需要按序傳輸的數據流，AGW可以一直在原有路徑，即向eNB發送，直到步驟720中AGW和SGSN之間完成PDP上下文更新后再切換到新的路徑上來。
710、MME向eNB發送“切換命令”消息，攜帶UE的無線資源配置信息，通知eNB切換準備工作已完成，可以開始無線口切換了，eNB再將UE的無線資源配置信息發送給UE；711、AGW收到“重定位命令”消息后，停止向eNB發送下行數據包，并且開始將下行數據轉發給SGSN，SGSN緩存下行數據；712、MME將AGW發送來的序列號轉換成SRNS上下文格式，并給SGSN發送“轉發SRNS上下文”消息，該消息中帶有“SRNS上下文”；713、SGSN收到“轉發SRNS上下文”消息后，給UTRAN發送“轉發SRNS上下文”消息，將SRNS上下文發送給UTRAN；714、UTRAN收到“轉發SRNS上下文”消息后，保存SRNS上下文信息，并且給SGSN發送“轉發SRNS上下文響應”消息；715、SGSN給MME發送“轉發SRNS上下文響應”消息，SRNS上下文轉發流程結束；716、UTRAN根據“轉發SRNS上下文”消息中的SRNS上下文及步驟704中“重定位請求”消息中的RAB信息與UE協商建立無線承載RB，UE與UTRAN交換上下行PDCP序列號，雙方均可從斷點處繼續發送上下行數據包；
717、UTRAN向SGSN發送“重定位完成”消息，數據鏈路已成功切換到從UTRAN經過SGSN的新路徑；718、SGSN向MME發送“轉發重定位完成”消息，通知MME切換已完成，LTE/SAE資源可釋放；719、SGSN向AGW發送“PDP上下文更新”消息，建立從SGSN到AGW的用戶面路徑；720、AGW向SGSN發送“PDP上下文更新響應”，從SGSN到AGW的用戶面路徑建立完成；721、MME向eNB發送“S1接口釋放”消息，通知eNB釋放無線資源，并釋放到AGW的用戶面路徑；722、eNB釋放無線口資源，釋放S1接口資源，向MME發送“S1接口釋放響應”消息；723、MME向SGSN發送“轉發重定位完成響應”；724、UE與MME間執行位置區更新。
以上步驟的先后順序并不完全等同于步驟中事件發生的先后順序，在切換過程中存在一些并行的事件，這可以從步驟間的邏輯關系和圖示中清楚地知道。下面的實施例也是一樣的。
需注意的是，如果UE當前沒有需按序傳輸的業務，則在切換過程中可以省略上述流程中與“SRNS上下文”相關的步驟，在步驟709中AGW向MME發送的“重定位命令”消息也可以不包括“下一待確認上行PDCP序列號”和“下一上行GTP序列號”。
第二實施例本實施例是當UE從Pre-LTE切換到LTE的情況。切換的關鍵步驟如圖5所示。切換前和切換后的數據路徑分別如圖8A和圖8B所示。實施方式流程圖如圖9所示，為了簡化，圖9中將用戶面結點集成為一個節點AGW，但該實施例對用戶面單元按邏輯功能分成不同實體時依然適用。其中
從Pre-LTE到LTE的切換有如下關鍵步驟，如圖5所示步驟一、Pre-LTE向SGSN發送“重定位請求”；步驟二、SGSN向MME發送“轉發重定位請求”消息；步驟三、MME向AGW發切換請求，AGW與LTE之間建立S1用戶面承載并為UE分配無線通道，AGW同時向SGSN和eNB發送下行數據；步驟四、MME通過SGSN發送“轉發重定位響應”消息給Pre-LTE；Pre-LTE通知UE切換到新網絡；步驟五、Pre-LTE通過SGSN將SRNS上下文轉發給MME，MME將之發送給AGW；步驟六、UE與LTE間建立RB后，LTE通知MME切換完成，MME通知SGSN切換完成，釋放原有資源。
本實施例切換的詳細步驟見圖9，以從UTRAN切換到LTE為例，從Iu模式的GERAN切換到LTE也是相似的。如圖所示包括以下步驟901、UTRAN根據UE檢測到的信號強度決定需要進行切換；902、UTRAN向SGSN發送“重定位請求”消息，該請求中包含RRC上下文有關信息(包括MS能力)、以及其他切換所需信息。這些信息將協助UE快速切換到目標網絡；903、SGSN向UTRAN發送“轉發重定位請求”消息。消息中帶有步驟902中的UTRAN發送給SGSN的信息、SGSN中的MM上下文、SGSN中的PDP上下文，其中PDP上下文中帶有GGSN的IP地址和上行GTP-U隧道ID；904、MME將SGSN發來的MM上下文轉換成SAE的MM上下文格式，并且將從UTRAN發來的UMTS承載信息映射成SAE承載信息、從UE的安全上下文中推導出所需的密鑰，向AGW發送“切換請求”消息，該消息中帶有需建立承載的RB信息、安全相關信息等；905、AGW向eNB發送“承載建立請求”消息，以建立S1用戶面承載，并為UE分配無線通道。AGW將用戶面加密用密鑰和算法帶給eNB；906、eNB向AGW發送“承載建立響應”消息，eNB將無線通道配置信息也放在響應消息單元中帶給AGW；907、對需要按順序發送的數據流，AGW開始向eNB轉發下行數據包，此時，AGW同時向SGSN和eNB發送下行數據；908、AGW向MME發送“切換請求響應”，在該消息將“承載建立響應”消息中的無線信道配置信息發送給MME；909、MME向SGSN發送“轉發重定位請求響應”。該消息表明目的網絡已經準備好了UE的接入，該消息中帶有所述無線信道配置信息；910、SGSN向UTRAN發送“轉發重定位命令”，該消息中帶有UE的所述無線信道配置信息；911、收到“轉發重定位命令”消息后，UTRAN將無線信道配置信息發送給UE，以加速無線接口切換的時延，然后停止和UE之間的數據傳輸，并釋放空口資源(或在步驟922時再釋放)，UTRAN向SGSN發送“轉發SRNS上下文”消息，該消息中帶有每個承載的切換斷點信息，即下一應接收的上行PDCP消息的序列號和下一應發送的GTP-U的序列號；912、SGSN向MME發送“轉發SRNS上下文消息”，轉發911消息中的SRNS上下文；913、MME向AGW發送SRNS上下文；914、AGW向MME發送“轉發SRNS上下文響應”消息。
915、MME向SGSN發送“轉發SRNS上下文響應”消息；916、UTRAN向UE發送RRC消息，通知UE進行無線信道重配置，該消息中帶有eNB為其分配的信道信息；917、UE與eNB間建立RB；918、UE向eNB發送RRC消息，通知它無線信道配置完畢；919、eNB向AGW發送“路徑更新”消息，將SGSN與AGW間的數據通路切換到eNB與AGW間；
920、AGW向eNB發送“路徑更新響應”消息，停止向SGSN轉發下行數據流；921、eNB發送“切換完成”給MME，MME給SGSN發送“轉發重定位完成”消息；922、SGSN發送“Iu釋放”給UTRAN；923、UTRAN釋放Iu接口資源，并發送“Iu釋放響應”給SGSN；924、SGSN發送“轉發重定位完成響應”給MME，MME發送“切換完成響應給eNB，切換完成；925、UE與MME間執行跟蹤區更新。
上述流程中的步驟905至908是LTE是通知AGW，由AGW通知eNB為UE分配無線資源并建立與eNB之間的承載的，但在另一實施例中，也可以是MME直接通知LTE為UE分配無線資源。
可以看出，本發明給出了一種解決LTE與Pre-LTE間切換的方法，該方法能做到無需升級現有的SGSN，并且將切換點放在目的網絡資源準備好之后，從而將數據丟失降到最小，且降低了切換時延。
權利要求
1.一種移動通信系統中從演進的無線系統LTE切換到傳統的無線系統Pre-LTE的方法，包括以下步驟(a)LTE決定切換后，向移動性管理節點MME發送“切換請求”，MME再向目標網絡的GPRS服務節點SGSN發送“轉發重定位請求”；(b)SGSN通知支持后向切換的傳統的無線系統PRE-LTE為移動終端UE分配無線資源，并根據RAB信息與PRE-LTE建立Iu連接，然后向MME發送“轉發重定位響應”消息；(c)MME向接入網關AGW發送“重定位命令”，如有需按序傳輸的下行數據流，AGW停止向LTE發送該數據流，開始向SGSN發送該數據流，同時向MME發送該數據流的斷點信息，SGSN緩存下行數據；(d)MME向LTE發送切換命令，并將所述斷點信息發送到SGSN，SGSN再發送給PRE-LTE，完成SRNS上下文轉發流程；(e)PRE-LTE和UE協商建立無線承載RB，PRE-LTE向SGSN發送“重定位完成”消息；(f)SGSN與AGW之間進行PDP上下文更新，建立用戶面路徑，同時通知MME釋放到AGW的用戶面路徑和PRE-LTE的無線資源。以上步驟中，MME還用于完成不同協議之間的信令格式和上下文信息的轉換。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)進一步分為(a1)LTE決定需要進行切換后，向MME發送切換請求，該請求中包含用戶信息、目標網絡信息和RAB信息；(a2)MME根據所述目標網絡信息找到對應的SGSN，將系統演進架構SAE的MM上下文轉換為SGSN的MM上下文，包含安全上下文，并將LTE發來的RAB信息轉換為SGSN能識別的RAB信息，向SGSN發送“轉發重定位請求”消息，攜帶UE的MM上下文和所述RAB信息。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)進一步分為(b1)SGSN向UTRAN發送“重定位請求”消息，攜帶安全上下文、UE用戶信息、RAB信息。(b2)UTRAN根據RAB信息與SGSN間建立所需的Iu連接；(b3)Iu口切換準備完成，UTRAN成功為UE分配無線通道資源后，向SGSN發送“重定位請求應答”消息，攜帶UE的無線資源配置信息；(b4)SGSN向MME發送“轉發重定位請求應答”消息，攜帶“數據轉發隧道ID”和UE的無線資源配置信息。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)進一步分為(c1)MME向AGW發送“重定位命令”消息，將所述“數據轉發隧道ID”發送給AGW；(c2)AGW收到“重定位命令”消息后，如有需要按序傳輸的數據流，AGW停止向LTE發送下行數據，向MME發送“重定位命令響應”消息，在該消息中攜帶需按序傳輸的數據流的斷點信息“下一待確認上行PDCP序列號”和“下一上行GTP序列號”；同時AGW開始向SGSN發送需按序傳輸的下行數據流；對于不需要按序傳輸的數據流，AGW可以一直在原有路徑，即向LTE發送，直到AGW和SGSN之間完成PDP上下文更新后，再切換到新的路徑上來。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)進一步分為(d1)MME向LTE發送“切換命令”消息，攜帶UE的無線資源配置信息，LTE再將UE的無線資源配置信息發送給UE；(d2)MME將AGW發送來的序列號轉換成SRNS上下文格式，并給SGSN發送“轉發SRNS上下文”消息，該消息中帶有“SRNS上下文”；(d3)SGSN收到“轉發SRNS上下文”消息后，給UTRAN發送“轉發SRNS上下文”消息，將SRNS上下文發送給UTRAN；(d4)UTRAN收到“轉發SRNS上下文”消息后，保存SRNS上下文信息，并且給SGSN發送“轉發SRNS上下文響應”消息；(d5)SGSN給MME發送“轉發SRNS上下文響應”消息，SRNS上下文轉發流程結束。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(e)進一步分為(e1)UTRAN根據“轉發SRNS上下文”消息中的SRNS上下文及步驟704中“重定位請求”消息中的RAB信息與UE協商建立無線承載RB，如有需按序傳輸的數據流，UE與UTRAN交換上下行PDCP序列號，雙方均可從斷點處繼續發送上下行數據包；(e2)UTRAN向SGSN發送“重定位完成”消息，數據鏈路已成功切換到從UTRAN經過SGSN的新路徑。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(f)進一步分為(f1)SGSN向MME發送“轉發重定位完成”消息，通知MME切換已完成，LTE/SAE資源可釋放；(f2)SGSN向AGW發送“PDP上下文更新”消息，建立從SGSN到AGW的用戶面路徑；(f3)AGW向SGSN發送“PDP上下文更新響應”，從SGSN到AGW的用戶面路徑建立完成；(f3)MME向LTE發送“S1接口釋放”消息，通知LTE釋放無線資源，并釋放到AGW的用戶面路徑；(f4)LTE釋放無線口資源，釋放S1接口資源，向MME發送“S1接口釋放響應”消息；(f5)MME向SGSN發送“轉發重定位完成響應”。
8.一種移動通信系統中從傳統的無線系統Pre-LTE切換到演進的無線系統LTE的方法，包括以下步驟(A)Pre-LTE決定切換后，向GPRS服務節點SGSN發送“重定位請求”，SGSN向移動性管理節點MME發送“轉發重定位請求”消息；(B)MME通過AGW通知LTE或直接通知LTE為UE分配無線信道，AGW通知，在LTE與AGW間建立用戶面路徑，AGW開始向LTE轉發需按序傳輸的下行數據包，同時向SGSN發送下行數據；(C)AGW向MME發送“切換請求響應”，攜帶無線信息的配置信息，由MME經SGSN、Pre-LTE轉發給移動終端UE，Pre-LTE通知UE切換到新網絡，并告之為其分配的信道信息；(D)Pre-LTE通過SGSN將SRNS上下文轉發給MME，MME再將其發送給AGW；(E)UE與LTE之間的無線信道配置完成后，LTE通知AGW將AGW和SGSN間的數據通道切換到AGW和LTE間，AGW停止向SGSN發送下行數據；(F)LTE通知MME切換完成，MME再通知SGSN釋放與Pre-LTE間的lu接口資源，切換完成。以上步驟中，MME還用于完成不同協議之間的信令格式和上下文信息的轉換。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(A)進一步分為(A1)Pre-LTE決定需要進行切換后，向SGSN發送“重定位請求”消息，該請求中包含RRC上下文有關信息以及其他協助UE快速切換到目標網絡的信息；(A2)SGSN向PRE-LTE發送“轉發重定位請求”消息，攜帶步驟(a1)中發送給SGSN的信息、SGSN中的MM上下文、SGSN中的PDP上下文，其中PDP上下文中帶有GGSN的IP地址和上行GTP-U隧道ID。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(B)進一步分為(B1)MME將SGSN發來的MM上下文轉換成SAE的MM上下文格式，并且將從PRE-LTE發來的UMTS承載信息映射成SAE承載信息、從UE的安全上下文中推導出所需的密鑰，向AGW發送“切換請求”消息，攜帶需建立承載的RB信息和安全相關信息；(B2)AGW向LTE發送“承載建立請求”消息，以建立S1用戶面承載，并為UE分配無線通道，AGW將用戶面加密用密鑰和算法帶給LTE；(B3)LTE向AGW發送“承載建立響應”消息，攜帶UE的無線通道配置信息；(B4)對需要按順序發送的數據流，AGW開始向LTE轉發下行數據流，同時向SGSN發送下行數據流。
11.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(C)進一步分為(C1)AGW向MME發送“切換請求響應”，在該消息將“承載建立響應”消息中的無線信道配置信息發送給MME；(C2)MME向SGSN發送“轉發重定位請求響應”。該消息表明目的網絡已經準備好了UE的接入，該消息中帶有所述無線信道配置信息；(C3)SGSN向PRE-LTE發送“轉發重定位命令”，該消息中帶有UE的所述無線信道配置信息；(C4)收到“轉發重定位命令”消息后，PRE-LTE將無線信道配置信息發送給UE，然后停止和UE之間的數據傳輸。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(D)進一步分為(D1)PRE-LTE向SGSN發送“轉發SRNS上下文”消息，該消息中帶有每個承載的切換斷點信息，即下一應接收的上行PDCP消息的序列號和下一應發送的GTP-U的序列號；(D2)SGSN向MME發送“轉發SRNS上下文消息”，轉發911消息中的SRNS上下文；(D3)MME向AGW發送SRNS上下文；(D4)AGW向MME發送“轉發SRNS上下文響應”消息。(D5)MME向SGSN發送“轉發SRNS上下文響應”消息。
13.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(E)進一步分為(E1)PRE-LTE向UE發送RRC消息，通知UE進行無線信道重配置，該消息中帶有LTE為其分配的信道信息；(E2)UE與LTE間建立RB；(E3)UE向LTE發送RRC消息，通知它無線信道配置完畢；(E4)LTE向AGW發送“路徑更新”消息，將SGSN與AGW間的數據通路切換到LTE與AGW間；(E5)AGW向LTE發送“路徑更新響應”消息，停止向SGSN轉發數據流。
14.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(F)進一步分為(F1)LTE發送“切換完成”給MME，MME給SGSN發送“轉發重定位完成”消息；(F2)SGSN發送“Iu釋放”給PRE-LTE；(F3)PRE-LTE釋放Iu接口資源，并發送“Iu釋放響應”給SGSN；(F4)SGSN發送“轉發重定位完成響應”給MME，MME發送“切換完成響應給LTE，切換完成。
全文摘要
一種移動通信系統中的LTE與Pre－LTE間的切換方法，在LTE與Pre－LTE切換時，是將LTE系統裝成一個Pre－LTE系統，在切換的過程中使得SGSN以為正在進行的切換是一個SRNS重定位過程。當從LTE切換到Pre－LTE時，SGSN在切換中的作用類似SGSN在SRNS重定位流程中的new－SGSN的功能，MME則充當了old－SGSN的功能；當從Pre－LTE切換到LTE時，SGSN在切換中類似于SRNS重定位流程中的old－SGSN，MME則充當了new－SGSN的功能。MME進行新舊系統信令和上下文信息的轉換，具有類似信令網關的功能。本發明LTE與Pre－LTE間的切換方法無需升級現有系統，切換時延小，數據丟失可降到最小。
文檔編號H04W36/14GK101087475SQ200610108900
公開日2007年12月12日 申請日期2006年8月21日 優先權日2006年8月21日
發明者宗在峰, 朱進國, 吳瑟 申請人:中興通訊股份有限公司