專利名稱：一種移動通信系統中的切換方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術，特別涉及一種移動通信系統中的切換方法。
背景技術：
長期演進(LTE)技術是第三代移動通信系統(3G)的一種演進技術，具有能夠提高小區容量和降低系統時延等諸多優點。圖1為現有LTE系統的組成結構示意圖。如圖1所示，在LTE系統的演進通用陸地無線接入網絡(E-UTRAN)中，主要包括宏基站(eNB)和家用基站(HeNB)等無線資源管理實體，進一步地，還可包括家用基站網關(HeNB Gff)；當不包括HeNB GW時，HeNB可以與核心網中的移動管理實體(MME)直接相連，當包括HeNB GW時，HeNB通過HeNB GW與MME相連， MME是核心網中的一個重要網絡實體，負責完成無線接入承載建立以及移動管理等功能。在移動通信系統中，為了向特定的用戶提供更好的服務，經常需要針對一個特定的用戶群，將多個無線資源管理實體組成一個閉合用戶組(CSG)。比如，一個公司或學校內部的所有用戶是一個特定的用戶群，針對該用戶群，將多個無線資源管理實體組成一個閉合用戶組，提供專門的接入服務。為了提供更加豐富的接入服務，圖1所示LTE系統中的無線資源管理實體通常包括多種類型，以HeNB為例，包括開放型、混合型和閉合用戶組型。其中，開放型HeNB是指不針對特定用戶群，任何用戶終端(UE)均可接入的HeNB;閉合用戶組型HeNB就是指位于閉合用戶組中的HeNB，只允許其服務的特定用戶群中的UE接入，混合型HeNB則是指支持閉合用戶組的功能，允許其服務的特定用戶群中的UE接入，又允許非特定用戶群中的UE接入的 HeNB0UE可以在不同的HeNB之間進行移動，通過Sl切換來實現。圖2為現有Sl切換過程示意圖。假設HeNB通過HeNB GW與MME相連，如圖2所示，包括以下步驟步驟201 源HeNB發送切換需求消息給HeNB GW。UE如何向源HeNB發送測量報告以及源HeNB如何發起切換不作介紹。步驟202 =HeNB Gff發送切換需求消息給MME。步驟203 =MME發送切換請求消息給HeNB Gff ；HeNB Gff發送切換請求消息給目的 HeNB0源HeNB即指UE原來所在的HeNB，目的HeNB即指UE要切換到的HeNB。步驟204 目的HeNB為UE分配資源，并發送切換請求確認消息給HeNBGW ；HeNB Gff 發送切換請求確認消息給MME。步驟205 :MME發送切換命令消息給HeNB Gff ；HeNB GW發送切換命令消息給源 HeNB0步驟206 源HeNB發送RRC連接重新配置消息給UE。步驟207 =UE同步到目的小區，并發送RRC連接重新配置完成消息給目的HeNB。步驟208 目的HeNB發送切換通知消息給HeNB Gff ；HeNB Gff發送切換通知消息給
步驟209 :MME發送更新承載請求消息給服務網關/分組數據網網關(S-GW/PDN Gff)。S-GW主要用于提供用戶平面功能；PDN GW主要用于完成計費以及合法監聽等功能。S-GW和PDN GW在物理上可以是一個實體，也可以是兩個實體。本步驟中，省略了 S-GW 和PDN GW之間的信令交互。步驟210 =S-Gff/PDN Gff發送更新承載響應消息給MME。步驟211 =UE發起跟蹤區域更新(TAU)過程。步驟212 =MME發送UE上下文釋放命令消息給HeNB Gff ；HeNB GW發送UE上下文釋放命令消息給源HeNB。步驟213 源HeNB發送UE上下文釋放完成消息給HeNB Gff ；HeNB Gff發送UE上下文釋放完成消息給MME。上述過程雖然能夠實現切換，但是，考慮到HeNB的數量眾多，而且UE會經常發生切換，因此，如果每一次切換都通過Sl切換來進行的話，會給核心網側帶來很大的處理負擔，而且也會降低切換效率。同樣，UE在HeNB與eNB之間移動以及在eNB和eNB之間移動時，也會存在上述問題。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種移動通信系統中的切換方法，能夠降低核心網側的處理負擔，并能夠提高切換效率。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的—種移動通信系統中的切換方法，包括源基站發送切換請求消息給目的基站以切換用戶終端UE ；目的基站發送切換請求確認消息給源基站；源基站發送無線資源控制RRC連接重新配置消息給UE ；UE發送RRC連接重新配置完成消息給目的基站；目的基站發送路徑切換請求消息給移動管理實體MME ；如果目的小區是混合型的或者閉合用戶組型的，則路徑切換請求消息中攜帶有目的小區的閉合用戶組CSG信息；MME發送修改承載請求消息給用戶平面實體；用戶平面實體發送修改承載響應消息給MME ；MME發送路徑切換請求確認消息給目的基站；目的基站發送資源釋放消息給源基站。采用本發明的技術方案，當滿足預定條件，比如UE在同一個CSG內部移動，或者UE 移動到開放型小區，或者，UE移動到混合型小區，采用X2切換，相比于Sl切換，X2切換過程中需要與MME進行信令交互的步驟比較少，因此可降低核心網側的處理負擔，并提高切換效率。
圖1為現有LTE系統的組成結構示意圖。圖2為現有Sl切換過程示意圖。
圖3為本發明所述方案基于的網絡架構示意圖。圖4(a)為本發明切換方法第一實施例的流程圖。圖4(b)為本發明X2建立過程的示意圖。圖5為本發明切換方法第二實施例的流程圖。
具體實施例方式針對現有技術中存在的問題，本發明中提出一種移動通信系統中的切換方案，當滿足預定條件，比如UE在同一個CSG內部移動，或者UE移動到開放型小區(可能是HeNB 下的小區，也可能是eNB下的小區)，再或者，UE移動到混合型小區時，采用X2切換，由于 X2切換過程中需要與MME進行信令交互的步驟比較少，因此可降低核心網側的處理負擔， 并提高切換效率。只有少數情況，比如UE從一個CSG移動到另外一個CSG等，仍采用Sl切換。為使本發明的技術方案更加清楚、明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明所述方案作進一步地詳細說明。本發明所述方案可基于圖3所示網絡架構實現。如圖3所示，HeNB Gff和eNB均通過Sl接口與核心網中的MME相連，采用Sl協議棧，HeNB和HeNBGW之間也通過Sl接口相連，采用Sl協議棧，HeNB和HeNB之間以及HeNB和eNB之間可通過X2接口相連，采用X2 協議棧；HeNB GW依賴于運營商的部署，可以存在，也可以不存在，如果不存在，HeNB通過Sl 接口直接與MME相連。另外，本發明所述方案可適用于以下各種不同情況，即UE在HeNB和HeNB之間的移動、UE在HeNB與eNB之間的移動以及UE在eNB與eNB之間的移動等，而且，還可適用于 UE在3G網絡中的不同基站之間的移動。圖4(a)為本發明切換方法第一實施例的流程圖。如圖4(a)所示，包括以下步驟步驟401 源基站作出切換決定。步驟402 源基站決定采用X2切換。比如，源基站判斷自身與目的基站之間是否存在X2接口，如果不存在，則執行現有Sl切換流程，如果存在，則進一步判斷目的小區是否為開放型小區，或者源小區和目的小區是否位于同一 CSG中，如果是，則執行X2切換，即執行步驟403。現有Sl切換流程的具體實現不再贅述。另外，源小區和目的小區位于同一 CSG中是指源小區和目的小區均為閉合用戶組型小區，且CSG標識相同。所述源基站可以是HeNB或eNB，所述目的基站也可以是HeNB或eNB。根據網絡配置的不同，源基站和目的基站之間可能存在X2接口，也可能不存在X2接口。另外，本步驟中，源基站可以從UE和/或通過X2建立過程，和/或根據運營商配置等，得到目的小區的CSG標識(CSG ID)和接入模式，所謂接入模式，即指目的小區的類型，如混合型或閉合用戶組型；若CSG標識不存在，則可認為目的小區是開放型的，或者，也可以明確指示目的小區是開放型的。根據目的小區的CSG標識可以判斷出源小區和目的小區是否位于同一 CSG中。其中，從UE得到目的小區的CSG標識和接入模式的方式包括從自動鄰區關系 (ANR)中得到，或者，從為了切換而發送的測量報告中得到，具體實現均為現有技術。另外，基站初始接入網絡時，會與部分其它基站執行X2建立過程，具體與哪些基站執行X2建立過程可根據運營商配置等而定，源基站可通過這種方式獲取目的小區的CSG標識和接入模式。圖4(b)為本發明X2建立過程的示意圖。如圖4(b)所示，包括以下步驟步驟4011 基站1向基站2發送X2建立請求消息。所述X2建立請求消息中攜帶有基站1下屬小區的信息，包括小區的CSG標識以及物理小區標識(PCI)等，還可以包括小區的接入模式等，以指示小區為混合型小區還是閉合用戶組型小區；或者，也可以當小區為混合型小區時，在X2建立請求消息中攜帶接入模式，以指示小區是混合型的，而當小區為閉合用戶組型小區時，不在X2建立請求消息中攜帶接入模式，利用這種方式來隱含指示接入模式為閉合用戶組型；再或者，也可以在X2建立請求消息中不攜帶接入模式，而是根據小區的PCI的范圍來確定小區的接入模式。步驟4012 基站2向基站1發送X2建立響應消息。所述X2建立請求消息中攜帶有基站2下屬小區的信息，包括小區的CSG標識以及 PCI等，還可以包括小區的接入模式等，以指示小區為混合型小區還是閉合用戶組型小區； 或者，也可以當小區為混合型小區時，在X2建立請求消息中攜帶接入模式，以指示小區是混合型的，而當小區為閉合用戶組型小區時，不在X2建立請求消息中攜帶接入模式，利用這種方式來隱含指示接入模式為閉合用戶組型；再或者，也可以在X2建立請求消息中不攜帶接入模式，而是根據小區的PCI的范圍來確定小區的接入模式。圖5所示的基站1可能是eNB，也可能是HeNB ；同樣，基站2可能是eNB，也可能是 HeNB0步驟403 源基站發送切換請求消息給目的基站。如果目的小區是閉合用戶組型小區，那么可在切換請求消息中攜帶目的小區的 CSG標識；另外，如果目的小區的CSG標識是通過X2建立過程得到的，那么也可不攜帶目的小區的CSG標識，因為可認為按照這種方式得到的目的小區的CSG標識是正確的，無需再按照步驟404所示方式進行驗證。步驟404 目的基站對接收到的目的小區的CSG標識進行驗證。本步驟中，目的基站驗證切換請求消息中攜帶的目的小區的CSG標識是否正確， 即目的基站將切換請求消息中攜帶的目的小區的CSG標識與目的小區廣播的CSG標識進行比較，判斷兩者是否一致，如果不一致，則拒絕本次切換，并將目的小區廣播的CSG標識，即正確的目的小區的CSG標識攜帶在切換準備失敗消息中發送給源基站，如果一致，則執行步驟405。可以看出，如果步驟403中源基站發送給目的基站的切換請求消息中未攜帶目的小區的CSG標識，那么就無需執行步驟404，所以，步驟404是可選的。步驟405 目的基站發送切換請求確認消息給源基站。步驟406 源基站發送RRC連接重新配置消息給UE。步驟407 =UE發送RRC連接重新配置完成消息給目的基站。步驟408 目的基站發送路徑切換請求消息給網關。如果目的小區是閉合用戶組型小區，那么可在所述路徑切換請求消息中攜帶目的小區的CSG標識；或者，如果目的小區是閉合用戶組型小區，根據步驟403 408，目的小區可確定出本次切換采用X2切換，且目的小區知道采用X2切換的原則，即什么情況下采用X2 切換，因此目的小區可以確定出源小區和自身均為閉合用戶組型小區，且CSG標識相同，因此，可在所述路徑切換請求消息中攜帶相同CSG標識指示，指示源小區和目的小區的CSG標識相同，這種情況下，可不攜帶目的小區的CSG標識。另外，如果源小區和目的小區為HeNB，則所述網關為HeNB GW。步驟409 網關發送路徑切換請求消息給MME。本步驟中的路徑切換請求消息中攜帶的內容與步驟408中的路徑切換請求消息中攜帶的內容相同。如果沒有部署網關，則步驟408和409可以合并為一個步驟，即目的基站發送路徑切換請求消息給MME。步驟410 =MME發送修改承載請求消息給用戶平面實體，即S-GW/PDNGW。這里省略了 S-GW和PDN Gff之間的信令交互。根據接收到的路徑切換請求消息，MME可以確定出UE移動到的目的小區是閉合用戶組型小區還是開放型小區，比如，如果路徑切換請求消息中攜帶有目的小區的CSG標識， 則確定UE是目的小區為閉合用戶組型小區，如果未攜帶目的小區的CSG標識，則確定目的小區為開放型小區，或者，如果接收到的路徑切換請求消息中攜帶有相同CSG標識指示，則確定目的小區和源小區位于同一 CSG中，另外源小區的CSG標識和接入模式MME是知道的， 所以也就等于知道了目的小區的CSG標識和接入模式。如果PDN Gff請求了 UE的用戶CSG 信息(根據UE上下文知道)，則在目的小區為閉合用戶組型小區的情況下，MME在發送給 S-GW/PDN Gff的修改承載請求消息中攜帶用戶CSG信息，所述用戶CSG信息包括目的小區的CSG標識、目的小區的接入模式以及UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員(MME自身可以確定出來)等，以便后續PDN GW按相應方式對UE進行計費。另外，如果PDN GW請求了 UE的位置信息，MME在發送給S-GW/PDN Gff的修改承載請求消息中還將攜帶用戶的位置信息，如全球小區標識(ECGI)和/或路由區域跟蹤標識(TAI)等。PDN GW如何請求MME 匯報UE的位置信息和/或用戶CSG信息為現有技術，不再贅述。步驟411 S-GW/PDN Gff發送修改承載響應消息給MME。步驟412 =MME發送路徑切換請求確認消息給網關。步驟413 網關發送路徑切換請求確認消息給目的基站。如果沒有部署網關，則步驟412和413可以合并為一個步驟，即MME發送路徑切換請求確認消息給目的基站。步驟414 目的基站發送資源釋放消息給源基站。圖5為本發明切換方法第二實施例的流程圖。如圖5所示，包括以下步驟步驟501 源基站作出切換決定。步驟502 源基站決定采用X2切換。比如，源基站判斷自身與目的基站之間是否存在X2接口，如果不存在，則執行現有Sl切換流程，如果存在，則進一步判斷目的小區是否為混合型小區，如果是，則執行X2切換，即執行步驟503 ；或者，作為本實施例的另外一種實現方式，也可以當源小區和目的小區均為混合型小區，且CSG標識相同時才采用X2切換，CSG標識不同時采用Sl切換。所述源基站可以是HeNB或eNB，所述目的基站也可以是HeNB或eNB。
另外，本步驟中，源基站可以從UE和/或通過X2建立過程，和/或根據運營商配置等得到目的小區的CSG標識和接入模式，具體得到方式與步驟402中相同，不再贅述。步驟503 源基站發送切換請求消息給目的基站。所述切換請求消息中可攜帶有目的小區的CSG標識，還可攜帶成員指示，指示UE 是目的小區的簽約成員還是非簽約成員。如果是通過X2建立過程得到的目的小區的CSG標識，那么可以不在切換請求消息中攜帶目的小區的CSG標識。另外，可只在某些情況下，比如源小區和目的小區均為混合型小區，且CSG標識相同時，才在切換請求消息中攜帶成員指示，指示UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成
員O步驟504 目的基站對接收到的目的小區的CSG標識進行驗證。本步驟中，目的基站驗證切換請求消息中攜帶的目的小區的CSG標識是否正確， 即目的基站將切換請求消息中攜帶的目的小區的CSG標識與目的小區廣播的CSG標識進行比較，判斷兩者是否一致，如果不一致，但目的小區是混合型小區，則接受本次切換，即執行步驟505，這種情況下，作為一種實現方式，可以將UE先當成非簽約成員來處理；如果一致， 則執行步驟505。當然，如果切換請求消息中未攜帶目的小區的CSG標識，則無需進行驗證，所以步驟504是可選的。另外，如果源小區和目的小區不是相同混合型的，即均為混合型小區但CSG標識不同，則目的基站在接收到源基站發送的切換請求消息后，可將UE先當成非簽約成員來處理。對于簽約成員和非簽約成員，目的基站可能會提供不同的業務質量保證(Qos)服務。步驟505 目的基站發送切換請求確認消息給源基站。如果步驟504驗證失敗，則可在所述切換請求確認消息中攜帶有目的小區廣播的 CSG標識，即正確的目的小區CSG標識。依據步驟504中的介紹可知，即使目的基站從源基站接收到的目的小區的CSG標識與目的小區廣播的CSG標識不一致，也有可能接受本次切換，因此，本步驟中，目的基站需要將正確的目的小區的CSG標識發送給源基站。步驟506 源基站發送RRC連接重新配置消息給UE。步驟507 =UE發送RRC連接重新配置完成消息給目的基站。步驟508 目的基站發送路徑切換請求消息給網關。所述路徑切換請求消息中攜帶有目的小區的CSG標識和目的小區的接入模式，以指示目的小區為混合型小區還是閉合用戶組型小區，或者，也可以當接入模式為閉合用戶組型時，不在路徑切換請求消息中攜帶接入模式而只攜帶CSG標識，利用這種方式來隱含指示目的小區為閉合用戶組型小區。當然，假設本實施例中，目的小區為混合型的。另外，如果目的基站接收到了源基站發送來的成員指示，則目的基站可以確定目的小區和源小區的CSG標識相同，相應地，目的基站可以在路徑切換請求消息中攜帶相同 CSG標識指示或成員指示；這種情況下，可以不在路徑切換請求消息中攜帶CSG標識和接入模式，當然，也可以攜帶。
步驟509 網關發送路徑切換請求消息給MME。本步驟所述路徑切換請求消息與步驟508中所述的路徑切換請求消息中攜帶的內容相同。如果沒有部署網關，則步驟508和509可以合并為一個步驟，即目的基站發送路徑切換請求消息給MME。步驟510 :MME確定UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員。可以只在目的小區為混合型小區時，MME才確定UE是簽約成員還是非簽約成員， 如何確定為現有技術，不再贅述。步驟511 =MME發送修改承載請求消息給S-GW/PDN Gl這里省略了 S-GW和PDN Gff之間的信令交互。MME根據接收到的路徑切換請求消息中攜帶的目的小區的CSG標識和目的小區的接入模式信息，知道了目的小區的CSG標識和目的小區的接入模式，另外，如果路徑切換請求消息中未攜帶CSG標識和接入模式，而是攜帶了相同CSG標識指示，由于源小區的CSG標識和接入模式MME是可以知道的，所以也就知道了目的小區的CSG標識和接入模式，再有， 如果路徑切換請求消息中未攜帶CSG標識，而是攜帶成員指示，那么MME可默認為這種情況下源小區和目的小區的CSG標識是相同的，所以也可知道目的小區的CSG標識和接入模式， 另夕卜，MME在步驟510中確定出了 UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員，因此，本步驟中，如果PDN Gff請求了 UE的用戶CSG信息(根據UE上下文知道)，MME可在發送給S-GW/ PDN Gff的修改承載請求消息中攜帶用戶CSG信息，所述用戶CSG信息包括目的小區的CSG 標識、接入模式(即混合型小區)以及UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員，以便后續PDN Gff按相應方式對UE進行計費。另外，如果PDN Gff請求了 UE的位置信息，MME在發送給S-GW/PDN Gff的修改承載請求消息中還將攜帶用戶的位置信息，如ECGI和/或TAI等。 PDN Gff如何請求MME匯報UE的位置信息和/或用戶CSG信息為現有技術，不再贅述。步驟512 S-GW/PDN Gff發送修改承載響應消息給MME。步驟513 =MME發送路徑切換請求確認消息給網關。所述路徑切換請求確認消息中可攜帶有成員指示，即指示UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員。另外，如果步驟509中MME接收到的路徑切換請求消息中攜帶有成員指示，且MME 在510步驟中確定出的UE是否為簽約成員的結果和接收到的成員指示相同，則可不在本步驟所述路徑切換請求確認消息中攜帶成員指示，如果不同，則在路徑切換請求確認消息中攜帶成員指示。再有，MME也可以通過Sl消息如UE上下文修改請求消息，將成員指示通知給目的基站，這樣，本步驟所述路徑切換請求確認消息中即可不攜帶成員指示。步驟514 網關發送路徑切換請求確認消息給目的基站。所述路徑切換請求確認消息中可攜帶有成員指示。如果沒有部署網關，則步驟513和514可以合并為一個步驟，即MME發送路徑切換請求確認消息給目的基站。步驟515 目的基站發送資源釋放消息給源基站。至此，即完成了關于本發明所述方案的介紹。
總之，采用本發明的技術方案，能夠降低核心網側的處理負擔，并能夠提高切換效率。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。
權利要求
1.一種移動通信系統中的切換方法，其特征在于，該方法包括源基站發送切換請求消息給目的基站以切換用戶終端UE ；目的基站發送切換請求確認消息給源基站；源基站發送無線資源控制RRC連接重新配置消息給UE ；UE發送RRC連接重新配置完成消息給目的基站；目的基站發送路徑切換請求消息給移動管理實體MME ；如果目的小區是混合型的或者閉合用戶組型的，則路徑切換請求消息中攜帶有目的小區的閉合用戶組CSG信息；MME發送修改承載請求消息給用戶平面實體；用戶平面實體發送修改承載響應消息給 MME ；MME發送路徑切換請求確認消息給目的基站；目的基站發送資源釋放消息給源基站。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述CSG信息為目的小區的CSG標識或相同CSG標識指示。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述切換請求消息中攜帶有成員指示，指示UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述切換請求消息中攜帶有CSG信息。
5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述CSG信息為目的小區的CSG標識和/或接入模式，接入模式指示目的小區是混合型小區或閉合用戶組型小區。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述CSG信息為相同CSG標識指示或成員指示。
7.根據權利要求1、3、4或6所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括:MME接收到路徑切換請求消息后，確定UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括:MME將UE是目的小區的簽約成員還是非簽約成員的確定結果攜帶在路徑切換請求確認消息中通知給目的基站。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述修改承載請求消息中攜帶有用戶CSG fn息ο
全文摘要
本發明提供了一種移動通信系統中的切換方法源基站發送切換請求消息給目的基站以切換用戶終端(UE)；目的基站發送切換請求確認消息給源基站；源基站發送無線資源控制(RRC)連接重新配置消息給UE；UE發送RRC連接重新配置完成消息給目的基站；目的基站發送路徑切換請求消息給移動管理實體(MME)；如果目的小區是混合型的或者閉合用戶組型的，則路徑切換請求消息中攜帶有目的小區的閉合用戶組(CSG)信息；MME發送修改承載請求消息給用戶平面實體；用戶平面實體發送修改承載響應消息給MME；MME發送路徑切換請求確認消息給目的基站；目的基站發送資源釋放消息給源基站。應用本發明所述方法，能夠降低核心網側的處理負擔，并能夠提高切換效率。
文檔編號H04W36/26GK102238656SQ20101015995
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者梁華瑞, 王弘, 許麗香 申請人:三星電子株式會社, 北京三星通信技術研究有限公司