專利名稱：一種移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法
技術領域：
本發明涉及分布式蜂窩無線通訊系統，特別是涉及終端在基站之間切換的 時，核心網與基站之間的數據包路徑轉換方法。
背景技術：
分布式蜂窩無線通訊系統參見圖1，主要由終端、基站和核心網組成。基 站之間根據需要可以有邏輯或物理連接，由基站組成的網絡稱為無線接入網(Radio Access Network, RAN)，負責接入層事務，比如無線資源的管理； 上下行的無線資源按照共享信道的方式由基站負責調度。每個基站可以與一個 或一個以上的核心網節點(Cell Network, CN)連接。核心網負責非接入層事 務，比如移動性管理等。終端是指可以與網絡通訊的設備，比如手機或者筆記 本電腦等。每個終端在上行方向上只能連接到網絡中的其中 一個基站。如圖2所示，是現有的切換流程以及切換流程中數據包路徑轉換的方法示 意圖，對現有的數據包轉換機制描述如下步驟200，下行數據包從核心網40通過源基站20發送給終端10;步驟201 ，終端10發送測量報告給源基站20。源基站20根據測量報告和 切換控制策略判斷需要切換，并且選定切換的目標基站30;步驟203，源基站20發送切換請求給目標基站30，該消息中包含必要的 通訊上下文。目標基站30在判斷允許切換以后，準備專用資源，并且給終端 10分配一個身份號碼；該步驟中，該身份號碼和專用資源之間有對應關系。步驟205，目標基站30發送切換請求確認給源基站20，該消息中包括專 用資源和終端10的身份號碼；步驟206，源基站20發送切換命令給終端10，消息中包括專用資源和終 端10的身份號碼；步驟207，源基站20停止下行數據包的發送，并且把緩存的數據包和從
核心網40來的數據包都轉發給目標基站30;步驟208，終端10在專用資源上接入目標基站30;目標基站30根據終端 10使用的專用資源，確認終端10的身份；步驟211，目標基站30給終端IO發送切換接入確認消息；步驟212，終端10發送切換完成消息給目標基站30;步驟213，目標基站30在收到切換完成消息以后，給核心網40發送數據 包路徑轉換消息，核心網40把數據包路徑從源基站20轉換到目標基站30; 及步驟215，下行數據包從目標基站30發送給終端10。在切換過程中，因為目標基站預留了專用資源，比如專用的特征碼，并且 建立了專用資源和表示終端身份的身份號碼之間建立的對應關系，所以當終端 在接入目標基站的時候，目標基站可以根據終端接入的專用資源的對應關系來 唯一確定接入終端的身份，也就是可以找到對應的終端身份號碼，這樣，目標 基站實際上就可以確認終端已經成功接入。終端在向目標基站發送切換接入消息的時候，己經接收切換命令消息，并 且完成了消息中包含的配置轉換以及硬件上的轉換工作，比如與目標基站的頻 率同步、幀同步等。在用戶面上，終端也己經離開了與源基站之間的聯系，即 停止了在源基站的發送和接收，并且可以在下行方向上接收數據包。在終端和 目標基站之間建立上行同步后，終端還可以開始發送上行數據包。 一般來說， 在切換接入響應消息中包含上行同步信息，比如時間提前量(Timing Advance, TA)。從上述原理來看終端接收TA，發送切換完成消息等過程與目標基站要求 核心網轉換數據包之間沒有必然的先后關系。目前系統中存在的問題是目標 基站要求核心網轉換數據包路徑的消息是在收到終端的切換完成消息以后才 發送的。這種做法延遲了核心網數據包路徑的轉換。如果此時目標基站上緩存 了很少的數據包，或者甚至沒有，那么切換以后下行方向上數據包的發送時間 就會被延遲，這樣就增加了下行方向上數據包中斷的時間，將會降低那些對時 延敏感的業務的服務質量。 發明內容本發明所要解決的技術問題在于提供一種移動通信系統切換時數據包路 徑轉換方法，用于在切換過程中縮短下行用戶面被中斷的時間，以提高業務的 服務質量。為了實現上述目的，本發明提供了一種移動通信系統切換時數據包路徑轉 換方法，用于包含終端、源基站、目標基站及核心網的分布式蜂窩無線通訊系 統，其特征在于，包括步驟一 ，所述目標基站在所述終端接入后根據所述終端使用的專用資源確 認所述終端的身份信息及與所述終端對應的通訊上下文；步驟二，所述目標基站向所述終端發送一切換接入確認消息，并根據所述 通訊上下文向所述核心網發送一數據包路徑轉換消息；步驟三，所述核心網接收所述數據包路徑轉換消息，將數據包路徑從所述 源基站轉換至所述目標基站；及步驟四，所述終端返回一切換完成消息給所述目標基站，所述目標基站將 下行數據包發送給所述終端。所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述步驟一中， 所述身份信息包括身份號碼，且該身份號碼與所述專用資源之間有對應關系。所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述專用資源為 所述目標基站上隨機接入信道的特征碼或專用無線資源。所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述步驟一、二 中，所述通訊上下文指所述終端在所述源基站上的通訊上下文，其中包括所述 核心網的地址信息。所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述步驟一中， 還包括所述終端根據所述專用資源接入所述目標基站的步驟，具體為 步驟51 ，所述終端發送一測量報告給所述源基站；步驟52，所述源基站根據所述測量報告和切換控制策略判斷需對所述終 端進行基站切換，并向選定切換的目標基站發送一切換請求消息；及步驟53，所述源基站在接收所述目標基站返回的一切換請求確認消息后， 向所述終端發送一切換命令，并把緩存的數據包和來自所述核心網的數據包轉 發給所述目標基站。 所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述步驟52、 53之間，還包括所述目標基站在判斷允許所述終端進行基站切換后為所述 終端分配所述專用資源、身份號碼的步驟；其中，所述身份號碼與所述專用資 源之間有對應關系。所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述切換請求消 息中包括所述終端在所述源基站上的通訊上下文，其中包括所述核心網的地址 信息；所述切換請求確認消息、所述切換命令中各包括所述專用資源的描述信 息、所述身份號碼。所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述步驟二中， 所述目標基站向所述終端發送所述切換接入確認消息的步驟，與所述目標基站 根據所述通訊上下文向所述核心網發送所述數據包路徑轉換消息的步驟在時 間上無嚴格的先后次序。所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其中，所述分布式蜂窩 無線通訊系統為長期演進系統。本發明的有益技術效果在切換過程中縮短下行用戶面被中斷的時間，提高了業務的服務質量 (Quality of Service ， QoS )。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的 限定。
圖1是分布式蜂窩無線通訊系統結構圖；圖2是現有的切換流程以及切換流程中數據包路徑轉換的方法示意圖； 圖3是本發明中優化以后的切換流程以及數據包路徑轉換方法示意圖； 圖4是本發明應用于LTE系統的切換流程以及數據包路徑轉換方法示意圖；圖5是LTE系統的結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明所述技術方案的實施作進一步的詳細描述
請參閱圖3所示，是本發明中優化以后的切換流程以及數據包路徑轉換方 法示意圖。在終端10接入了目標基站30以后，目標基站30—旦確定了終端 10的身份就可以發送消息給核心網40，要求把數據包路徑從源基站20切換到 目標基站30。具體步驟如下步驟300，下行數據包從核心網40通過源基站20發送給終端10;步驟301 ，終端10發送測量報告給源基站20;源基站20根據測量報告和 切換控制策略判斷需要將終端10從源基站20切換到目標基站30，并且選定 切換的目標基站30;步驟303，源基站20發送切換請求給目標基站30，該消息中包含必要的 通訊上下文；目標基站30在判斷允許將終端10從源基站20切換到目標基站 30以后，準備專用資源，并且給終端10分配一個身份號碼；該步驟中，身份號碼與專用資源之間有對應關系；該步驟中，通訊上下文，是指終端10在源基站20上的通訊上下文，其中 包括核心網40的地址信息。步驟305，目標基站30發送切換請求確認給源基站20，該消息中包括專 用資源的描述信息和終端10的身份號碼；步驟306，源基站20發送切換命令給終端10，該消息中包括專用資源的 描述信息和終端10的身份號碼；步驟307，源基站20停止下行數據包的發送，并且把緩存的數據包和從 核心網40來的數據包都轉發給目標基站30;步驟308，終端10根據專用資源接入目標基站30;目標基站30根據終端 10使用的專用資源，確認終端10的身份和對應的通訊上下文；該步驟中，通訊上下文，是指終端10在源基站20上的通訊上下文，其中 包括核心網40的地址信息。步驟309，目標基站30隨后根據通訊上下文向核心網40發送路徑轉換消 息，核心網40把數據包路徑從源基站20轉換到目標基站30;步驟311，目標基站30給終端10發送切換接入確認消息；步驟312，終端10發送切換完成消息給目標基站30;及步驟315，下行數據包從目標基站30發送給終端10。上述實施例中，步驟309和步驟311在時間上沒有嚴格的先后次序。
請參閱圖4所示，是本發明應用于LTE系統的切換流程以及數據包路徑 轉換方法示意圖，結合圖5進行如下描述目前3GPP (Third Generation Partnership Project,第三代移動通訊伙伴計 劃)正在討論的LTE (Long Term Evolution,長期演進)系統是個典型的分布 式蜂窩移動通訊系統。該系統中的基站在控制面上可以處理包括RRC (Radio Resource Control,無線資源控制)在內的協議堆棧，包括測量控制和切換等在 內的RRM (Radio Resource Management,無線資源管理)功能。在用戶面上 包括無線鏈路層及以下的功能實體。MME (Mobility Management Entity,移動 性管理實體)和UPE (User Plane Entity,用戶面實體)分別是核心網控制面 和用戶面的實體。該實施例中，終端A開始與基站S (源基站)進行通訊。終端A發送測 量報告給基站S，觸發了切換流程，在切換到基站T (目標基站)后，終端A 重新恢復與基站T之間的數據包通訊。切換的過程如下步驟400，下行數據包從核心網通過基站S發送給終端A;步驟401，終端A發送測量報告給基站S;基站S根據測量報告和切換控 制策略判斷需要將終端A從基站S切換到目標基站(基站T)，并且選定切 換的基站T;步驟403,基站S發送切換請求給基站T，該消息中包含必要的通訊上下 文；基站T在判斷允許將終端A從源基站S切換到目標基站T以后，分配專 用資源，并且給終端A分配一個身份號碼(C一RNTI);該步驟中，身份號碼與專用資源之間有對應關系；其中，專用資源可以是 基站T上隨機接入信道上的特征碼，或是專用的無線資源；該步驟中，通訊上下文，是指終端A在基站S上的通訊上下文，其中包 括核心網的地址信息。步驟405，基站T發送切換請求確認給基站S，該消息中包括專用資源的 描述信息和終端A的身份號碼；步驟406，基站S發送切換命令給終端A，該消息中包括專用資源的描述 信息和終端A的身份號碼；步驟407，基站S停止下行數據包的發送，并且把緩存的數據包和從核心 網來的數據包都轉發給基站T;
步驟408，終端A根據專用資源接入基站T;基站T根據終端A使用的 專用資源，確認終端A的身份和對應的通訊上下文；該步驟中，通訊上下文，是指終端A在基站S上的通訊上下文，其中包 括核心網的地址信息。步驟409，基站T隨后根據通訊上下文向核心網發送路徑轉換消息，核心 網把數據包路徑從基站S轉換到基站T;步驟411，基站T給終端A發送切換接入確認消息；步驟412，終端A發送切換完成消息給基站T;及步驟415，下行數據包從基站T發送給終端A。上述實施例中，步驟409和步驟411在時間上沒有嚴格的先后次序。采用本發明方法在切換過程中縮短下行用戶面被中斷的時間，提高了業務 的服務質量QoS。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情 況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但 這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1. 一種移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，用于包含終端、源基站、目標基站及核心網的分布式蜂窩無線通訊系統，其特征在于，包括步驟一，所述目標基站在所述終端接入后根據所述終端使用的專用資源確認所述終端的身份信息及與所述終端對應的通訊上下文；步驟二，所述目標基站向所述終端發送一切換接入確認消息，并根據所述通訊上下文向所述核心網發送一數據包路徑轉換消息；步驟三，所述核心網接收所述數據包路徑轉換消息，將數據包路徑從所述源基站轉換至所述目標基站；及步驟四，所述終端返回一切換完成消息給所述目標基站，所述目標基站將下行數據包發送給所述終端。
2、 根據權利要求1所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其 特征在于，所述步驟一中，所述身份信息包括身份號碼，且該身份號碼與所述 專用資源之間有對應關系。
3、 根據權利要求2所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其 特征在于，所述專用資源為所述目標基站上隨機接入信道的特征碼或專用無線 資源。
4、 根據權利要求1、 2或3所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方 法，其特征在于，所述步驟一、二中，所述通訊上下文指所述終端在所述源基 站上的通訊上下文，其中包括所述核心網的地址信息。
5、 根據權利要求1所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其 特征在于，所述步驟一中，還包括所述終端根據所述專用資源接入所述目標基 站的步驟，具體為步驟51，所述終端發送一測量報告給所述源基站；步驟52,所述源基站根據所述測量報告和切換控制策略判斷需對所述終 端進行基站切換，并向選定切換的目標基站發送一切換請求消息；及步驟53，所述源基站在接收所述目標基站返回的一切換請求確認消息后，向所述終端發送一切換命令，并把緩存的數據包和來自所述核心網的數據包轉 發給所述目標基站。
6、 根據權利要求5所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，其 特征在于，所述步驟52、 53之間，還包括所述目標基站在判斷允許所述終 端進行基站切換后為所述終端分配所述專用資源、身份號碼的步驟；其中，所 述身份號碼與所述專用資源之間有對應關系。
7、 根據權利要求5或6所述的移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法， 其特征在于，所述切換請求消息中包括所述終端在所述源基站上的通訊上下 文，其中包括所述核心網的地址信息；所述切換請求確認消息、所述切換命令 中各包括所述專用資源的描述信息、所述身份號碼。
8、 根據權利要求l、 2、 3、 5或6所述的移動通信系統切換時數據包路徑 轉換方法，其特征在于，所述步驟二中，所述目標基站向所述終端發送所述切 換接入確認消息的步驟，與所述目標基站根據所述通訊上下文向所述核心網發 送所述數據包路徑轉換消息的步驟在時間上無嚴格的先后次序。
9、 根據權利要求l、 2、 3、 5或6所述的移動通信系統切換時數據包路徑 轉換方法，其特征在于，所述分布式蜂窩無線通訊系統為長期演進系統。
全文摘要
本發明公開了一種移動通信系統切換時數據包路徑轉換方法，用于包含終端、源基站、目標基站及核心網的分布式蜂窩無線通訊系統，包括步驟一，目標基站在終端接入后根據終端使用的專用資源確認所述終端的身份信息及與所述終端對應的通訊上下文；步驟二，所述目標基站向所述終端發送一切換接入確認消息，并根據所述通訊上下文向所述核心網發送一數據包路徑轉換消息；步驟三，所述核心網接收所述數據包路徑轉換消息，將數據包路徑從所述源基站轉換至所述目標基站；及步驟四，所述終端返回一切換完成消息給所述目標基站，所述目標基站將下行數據包發送給所述終端。采用本發明方法在切換過程中縮短下行用戶面被中斷的時間，提高了業務的服務質量。
文檔編號H04Q7/38GK101212790SQ200610169618
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月25日 優先權日2006年12月25日
發明者杜忠達, 王繼承 申請人:中興通訊股份有限公司