CN100372435C - 一种在分离状态下的基站控制器迁移方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在分离状态下的基站控制器(RNC)迁移方法，应用于蜂窝移动通信系统的切换技术领域，用户终端(UE)切换到的小区归属于目标基站控制器(TRNC)，服务基站控制器(SRNC)判断出处于分离状态时，该方法包括以下步骤：A)判断该UE当前所使用的业务是否包含实时业务，若是，则获取所述实时业务对应的QoS时延限制值，执行下一步；否则拒绝迁移，结束本流程；B)获取从SRNC到UE的实际传输时延；C)判断实际传输时延是否大于所述实时业务QoS时延限制值，若是，则启动迁移，否则拒绝迁移，结束本流程。使用本发明，实现在保证业务的QoS时延要求下，尽量减小RNC迁移的启动。

Description

一种在分离状态下的基站控制器迁移方法

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信系统的切换技术领域，特别是指一种在分离状态下的基站控制器(RNC)迁移方法。

背景技术

CDMA是一种扩频通信技术。如图1示出的当前CDMA系统典型的组网方式，包括：核心网(CN，Core Network)，基站控制器(RNC)，基站(NodeB)，用户终端(UE，User Equipment)。CN与RNC之间通过Iu接口相连，RNC之间通过Iur接口相连，RNC与NodeB之间通过Iub接口相连，NodeB与UE之间通过Uu接口相连，以上所述的接口均为CDMA协议中规定的开放的标准接口。

现有的蜂窝移动通信系统中，为了提高频谱资源的利用率和整个系统的容量，使系统中基站的射频功率局限于一定的范围，该范围即为小区。当移动台(在CDMA网络中即为UE)离开一个小区进入另外一个小区，此移动台所接收到的原来小区的信号必然越来越弱，而它所接收到的正在进入小区的信号也就将越来越强。为了保持移动台的通信质量，必须将对该移动台的接续由原来的小区切换到新进入的信号较强的小区，这就是蜂窝移动通信系统中切换的概念。

如图1所示，由于存在切换，当用户逐渐远离归属于服务基站控制器(SRNC，Serving RNC)的NodeB下的小区，向归属于迁移基站控制器(DRNC，Drifting RNC)的NodeB下的小区移动时，可能出现的情况是：与用户通信的所有基站都属于DRNC，但此时数据和信令信号并没有通过DRNC传送到核心网，而仍然通过DRNC与SRNC之间的Iur接口传输到SRNC，然后由SRNC传输到核心网，这里将出现的这种情况称为分离状态。出现分离状态时，由于UE的信息需要通过SRNC迂回传送到核心网，会导致RNC之间Iur接口传输资源的浪费，以及较长的传输时延。其中DRNC也可以称为目标基站控制器(TRNC，Target RNC)。

SRNC判断出现所述的分离状态时，通常就会启动RNC的迁移，即通过一系列的信令流程，最终达到使TRNC同样履行原SRNC的职责，并且建立TRNC与核心网的通过Iu接口的通信，而原SRNC与TRNC的Iur接口的传输资源、原SRNC与核心网的Iu接口传输资源将被释放。这样，信息传输路径不需要跨多个RNC，而直接通过TRNC传输到核心网，节约了多个RNC产生的处理时延和之间的传输时延，降低了用户的业务时延。

但是，由于现有技术中，当SRNC判断出现所述分离状态时，要么即刻启动RNC的迁移，要么不作迁移。如果立即迁移，在某些情况下，会对用户当前正在使用的业务造成损伤，例如会产生用户通话的瞬断等。另一方面，由于迁移本身带来了信令的负荷，当用户在图1示出的两个NodeB之间往返移动时，会出现频繁的迁移，不仅对用户当前业务造成损伤，还势必加重RNC的信令负荷。

另一方面，若不能进行及时的迁移，则又会带来业务时延的缺点，对于某些具有特定QoS传输时延限制的实时业务，对于传输时延有不同的限制范围，超过该QoS时延限制要求，同样会降低业务QoS。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在分离状态下RNC的迁移方法，使在保证业务的QoS时延要求下，尽量减小RNC迁移的启动。

实现本发明提供的一种在分离状态下的基站控制器RNC迁移方法，在用户终端UE切换到的小区归属于目标基站控制器TRNC，且服务基站控制器SRNC判断出处于分离状态时，包括以下步骤：

A、判断该UE当前所使用的业务是否包含实时业务，若是，则获取所述实时业务对应的QoS时延限制值，执行下一步；否则拒绝迁移，结束本流程；

B、获取从SRNC到UE的实际传输时延；

C、判断实际传输时延是否大于所述实时业务QoS时延限制值，若是，则启动迁移，否则拒绝迁移，结束本流程。

其中，该方法进一步包括：步骤A判断出UE当前使用的业务包含多个实时业务时，获取数值最小的QoS时延限制值。

其中，步骤A所述判断UE当前使用的业务是否包含实时业务的步骤包括：读取UE当前使用的业务在业务初始建立时、保存在SRNC的该业务的参数/属性，根据是否含有标识为实时业务的属性/参数，来判断是否包含实时业务。所述的实时业务的属性/参数为：语音业务Conversational或流业务Streaming。

其中，步骤B所述获取从SRNC到UE的实际传输时延包括：获取SRNC内部媒体接入控制MACD的处理时延、UE的接入层处理时延、与SRNC下发帧协议FP到归属于TRNC的基站NodeB通过空中接口下发FP的传输时延之和。

其中，所述获取SRNC下发FP到归属于TRNC的基站NodeB通过空中接口下发FP的传输时延的步骤包括：

a6、SRNC记录其下发FP时在SRNC时序坐标上的时刻RFN1；

b6、所述NodeB记录其通过空中接口下发FP时在空中接口时序坐标上的时刻CFN；

c6、将RFN1、CFN变换到同一个时序坐标上，分别记为SFN1、SFN2；

d6、计算SRNC下发FP到所述NodeB通过空中接口下发FP的传输时延＝SFN2-SFN1。所述的SFN2-SFN1＝

CFN+Frame_offset+chip_offset-RFN1-DiffBetweenRfnBfn+Tcell；其中，DiffBetweenRfnBfn为SRNC和所述NodeB时序坐标的时刻偏移量，Tcell为所述NodeB和UE切换到的小区时序坐标的时刻偏移量，Frame_offset、chip_offset为所述空中接口和所述小区的时序坐标的帧时刻偏移量和码时刻偏移量。

其中，所述DiffBetweenRfnBfn的获取步骤包括：SRNC记录在SRNC时序坐标上的、SRNC下发下行节点同步消息时刻T1；所述NodeB记录在NodeB时序坐标上的、NodeB接受到所述消息的时刻T2和NodeB上报上行节点同步消息的时刻T3；并将T2、T3置于所述上行节点同步消息中发送给SRNC；SRNC记录在SRNC时序坐标上的、SRNC收到所述NodeB的上行节点同步消息的时刻T4；SRNC使用DiffBetweenRfnBfn＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算出所述DiffBetweenRfnBfn。

其中，步骤C所述的启动迁移后，进一步包括：SRNC在发送给TRNC的迁移命令中设置一个迁移原因；TRNC收到包含该迁移原因的迁移命令时，接受迁移启动命令。

由上述方法可以看出，本发明所提出的分离状态下RNC的迁移方法，通过监测分离状态下的传输时延状况，根据当前用户所使用的业务的QoS时延要求，仅在实际传输时延不满足当前实时业务QoS时延要求时，启动RNC的迁移，实现在保证用户实时业务的QoS时延要求下，尽量减少RNC迁移的启动。从而从最大程度上避免了无谓的迁移造成的对业务的损伤，以及减小RNC的信令负荷。

本发明尤其适用于UE在不同RNC控制的NodeB之间往返运动的情况，即保证了实时业务的QoS时延要求，又避免了频繁启动RNC迁移。

附图说明

图1为CDMA系统组网图。

图2为SRNC迁出判决示意图。

图3为SRNC、NodeB、小区、空中接口的时刻关系示意图。

图4为SRNC到NodeB的同步过程。

图5为DRNC迁入判决示意图。

具体实施方式

在移动通信系统中，根据对传输延时要求的不同，目前将移动通信系统所提供的业务分为四种属性，包括：语音业务(Conversational)、流业务(Streaming)、交互业务(Interactive)、背景业务(Background)。总体而言，这四种属性业务对传输时延的要求依次降低。其中，Conversational和Streaming业务有特定的QoS传输时延限制，称为实时业务。当实际传输延时大于实时业务的QoS传输时延限制时，UE侧接收的信息会出现停顿、不连续情况，人的感官很容易觉察，甚至难以忍受，实时业务包括语音、视频流业务等。Interactive和Background业务没有特定的传输时延限制，称为非实时业务。非实时业务有较大的延时或抖动被认为是合理的，更多要求的是数据传输的准确性和可靠性，如数据下载、短信传输、E-mail等。

根据以上所述四种属性业务的特点，本发明在出现分离状态时，去检测当前用户所使用的业务是否存在实时业务，当检测到存在实时业务时，进一步计算信号从SRNC到UE的实际传输时延，与实时业务的QoS传输时延限制进行比较，来决定是否发起迁移。仅当实际传输时延超过实时业务QoS传输时延限制，才发起RNC的迁移，以保证实时业务的QoS质量要求下，避免不必要的迁移带来的信令负荷以及对业务的损伤。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例和参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图2示出的SRNC迁出判决示意图，包括以下步骤：

步骤201～202：SRNC实时监测UE的移动性，检测到UE从一个小区切换到另一个小区时，SRNC判断当前是否处于分离状态，若是，则执行下一步，否则拒绝迁移，结束本流程。

SRNC判断是否处于分离状态，即判断UE切换到另一个小区后，该UE是否与SRNC还存在着无线链路，当不存在无线链路时，表示该UE切换到的NodeB归属与另一个RNC，即出现了分离状态。

步骤203：SRNC读取该UE用户当前所使用的所有业务的属性/参数，判断是否包含实时业务，若是，则读取并记录实时业务对应的QoS传输延时限制值，并执行下一步，否则拒绝迁移，结束本流程。不难理解，若当前包含多个实时业务时，SRNC仅需记录最小的QoS传输延时限制值。

在介绍SRNC判断是否包含实时业务之前，首先简介某业务初始建立的过程，包括：由CN发起某业务的建立，将该业务的属性/参数下发给RNC，RNC接收并存储所述业务属性/参数，然后根据业务属性/参数，为该业务配置链路资源等。其中，所述业务属性/参数包括：上面提到的业务属性Conversational/Streaming/Interactive/Background；业务的QoS传输时延限制值等。

由上述简介的某业务建立的过程可以看出，SRNC侧保存有已建立的当前UE所使用的各种业务的属性/参数，因此，在SRNC判断UE当前是否存在实时业务时，SRNC读取当前UE正在使用的各业务的属性/参数，当判断某属性/参数为Conversational或Streaming，则存在实时业务。

步骤204～205：SRNC测量计算当前连接的实际传输延时，并判断该延时是否超过步骤203中SRNC记录的实时业务的QoS传输时延限制，若是，则启动迁移，否则拒绝迁移，结束本流程。

其中，实际传输时延包括：SRNC内部媒体接入控制(MACD，MediumAccess Control)的处理时延，约5ms；SRNC下发帧协议(FP，Frame Protocol)到NodeB通过空中接口下发FP的传输时延；空中接口到UE的传输时延，可以忽略；UE的接入层处理时延，约30-40ms。其中，SRNC内部、UE的接入层处理时延为固定时延。SRNC下发FP到NodeB通过空中接口下发FP的传输时延获取/计算方法如下：

SRNC下发FP(FP，Frame Protocol)时刻至NodeB通过空中接口下发该FP时刻的时间差即为所述传输时延。如图3示出的SRNC、NodeB、小区、空中接口的时刻关系示意图。由于SRNC、NodeB、小区、空中接口各自使用各自时序坐标标注的时刻，因此需要将SRNC下发FP的时刻和NodeB通过空中接口下发FP的时刻换算到同一个时序坐标上进行计算，思路如下：

步骤a，SRNC记录其下发FP在SRNC时序坐标上的时刻RFN1；

步骤b，NodeB上报其通过空中接口向UE下发FP时在空中接口时序坐标上的时刻CFN；

步骤c，将RFN1、CFN变换到小区的时序坐标上，分别记为SFN1、SFN2；

步骤d，计算实际传输时延＝SFN2-SFN1。

其中，步骤c提到的将RFN1变换到小区的时序坐标上使用了以下的公式：

RFN1+DiffBetweenRfnBfn＝BFN1--------公式1

BFN1＝SFN1+Tcell --------公式2

其中，步骤c提到的将CFN变换到小区时序坐标上使用了以下的公式：

CFN+Frame_offset+chip_offset＝SFN2---------公式3

通过公式1～3，可以推导出步骤d所述实际传输时延SFN2-SFN1为：

CFN+Frame_offset+chip_offset-RFN1-DiffBetweenRfnBfn+Tcell

上述公式1是SRNC和NodeB时序坐标的时刻换算关系，DiffBetweenRfnBfn为SRNC和NodeB的时刻偏移量，BFN1表示RFN1变换到NodeB的时序坐标上的值。后面对获取DiffBetweenRfnBfn的过程进行了详细说明。

公式2是NodeB和小区时序坐标的时刻换算关系，为CDMA协议提供的换算关系，其中SFN1表示BFN1变换到小区的时序坐标上的值，Tcell为NodeB和小区的时刻偏移量。Tcell可以在NodeB、小区同步过程自动配置生成得到，具体可参见CDMA协议标准，此处不再骜述。

公式3是空中接口和小区的时刻换算关系，为CDMA协议提供的换算关系，其中Frame_offset、chip_offset为帧、码时刻偏移量，可以看作是小区和空中接口的时刻偏移量。Frame_offset、chip_offset可以在建立第一条无线链路(RL，Radio Link)过程的配置缺省DPCH偏移量(DOFF，Default DPCHOffset value)时，或者通过小区、空中接口同步过程自动配置生成得到，具体可参见CDMA协议标准，此处不再骜述。

参见图4示出的SRNC到NodeB的同步过程，来说明SRNC获取DiffBetweenRfnBfn的过程。

在SRNC和NodeB同步过程中，通过SRNC下发给NodeB下行节点同步消息，NodeB返回给SRNC上行节点同步消息，可以得到图中示出的T1、T2、T3、T4四个值。其中，T1表示在SRNC时序坐标上的、SRNC下发下行节点同步消息时刻；T2表示在NodeB时序坐标上的、NodeB接受到该消息的时刻；T3表示在NodeB时序坐标上的、NodeB上报上行节点同步消息的时刻；T4表示在SRNC时序坐标上的、SRNC收到NodeB的上行节点同步消息的时刻。其中，T1、T4由SRNC记录，T2、T3置于NodeB的上行节点同步消息中携带给SRNC。SRNC利用这四个时刻，便可以计算出SRNC和NodeB的时刻偏移量DiffBetweenRfnBfn，以实现同步。下面对DiffBetweenRfnBfn的计算方法进行介绍：

假设在任一时间点，BFN和RFN的时刻对应关系为：Tbfn＝Trfn+X，BFN/Tbfn表示NodeB时序坐标的时刻值，RFN/Trfn表示SRNC时序坐标的时刻值，X表示RNC与NODEB的同步的时刻偏移量DiffBetweenRfnBfn。

因此，如图可以得到：T2＝T2’+X，T3＝T3’+X，然后做公式变换，分别得到：

T2’＝T2-X  公式(1)

T3’＝T3-X  公式(2)

其中，从SRNC到NodeB的传输时延、从NodeB到SRNC的传输时延可以认为相等，因此得到：T2’-T1＝T4-T3’公式(3)

将公式(1)(2)代入(3)可得：T2-X-T1＝T4-T3+X。做公式变换，得到：X＝((T2-T1)-(T4-T3))/2，即DiffBetweenRfnBfn值。

由上可以看出，在SRNC到NodeB的同步过程中，SRNC可以根据同步过程中的T1、T2、T3、T4得到确定的DiffBetweenRfnBfn值。

当SRNC启动迁移时，在传送给TRNC的相应信令中，可以设置一个迁移原因为：Time Critical relocation。

而对于TRNC侧，可按照目前的迁移方法实现迁入，包括：首先判决迁移消息有无语法或逻辑错误，如果正确，则TRNC接受该迁移，否则返回迁移失败。当TRNC接受迁移后，TRNC分配迁入资源，如果TRNC侧资源分配失败或别的原因不能迁移，则返回迁移失败消息，并指出失败原因；否则返回迁入成功消息。

通过以上策略，可以看出本发明通过对分离用户进行监测，仅在业务实际时延不满足QoS要求时延时发起迁移，在保证用户的业务时延基础上，从最大程度上避免了无谓的迁移造成的对业务的损伤。

不难理解，虽然实施例是以CDMA网络为例进行说明，由于蜂窝网具有相同的原理，因此本发明亦可应用于普通的蜂窝网中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在分离状态下的基站控制器RNC迁移方法，其特征在于，在用户终端UE切换到的小区归属于目标基站控制器TRNC，且服务基站控制器SRNC判断出处于分离状态时，该方法包括以下步骤：

A、判断该UE当前所使用的业务是否包含实时业务，若是，则获取所述实时业务对应的QoS时延限制值，执行下一步；否则拒绝迁移，结束本流程；

B、获取从SRNC到UE的实际传输时延；

C、判断实际传输时延是否大于所述实时业务QoS时延限制值，若是，则启动迁移，否则拒绝迁移，结束本流程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：步骤A判断出UE当前使用的业务包含多个实时业务时，获取数值最小的QoS时延限制值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述判断UE当前使用的业务是否包含实时业务的步骤包括：

读取UE当前使用的业务在业务初始建立时、保存在SRNC的该业务的参数/属性，根据是否含有标识为实时业务的属性/参数，来判断是否包含实时业务。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的实时业务的属性/参数为：语音业务Conversational或流业务Streaming。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述获取从SRNC到UE的实际传输时延包括：

获取SRNC内部媒体接入控制MACD的处理时延、UE的接入层处理时延、与

SRNC下发帧协议FP到归属于TRNC的基站NodeB通过空中接口下发FP的传输时延之和。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取SRNC下发FP到归属于TRNC的基站NodeB通过空中接口下发FP的传输时延的步骤包括：

a6、SRNC记录其下发FP时在SRNC时序坐标上的时刻RFN1；

b6、所述NodeB记录其通过空中接口下发FP时在空中接口时序坐标上的时刻CFN；

c6、将RFN1、CFN变换到同一个时序坐标上，分别记为SFN1、SFN2；

d6、计算SRNC下发FP到所述NodeB通过空中接口下发FP的传输时延＝SFN2-SFN1。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的SFN2-SFN1＝CFN+Frame_offset+chip_offset-RFN1-DiffBetweenRfnBfn+Tcell；

其中，DiffBetweenRfnBfn为SRNC和所述NodeB时序坐标的时刻偏移量，Tcell为所述NodeB和UE切换到的小区时序坐标的时刻偏移量，Frame_offset、chip_offset为所述空中接口和所述小区的时序坐标的帧时刻偏移量和码时刻偏移量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述DiffBetweenRfnBfn的获取步骤包括：

SRNC记录在SRNC时序坐标上的、SRNC下发下行节点同步消息时刻T1；

所述NodeB记录在NodeB时序坐标上的、NodeB接受到所述消息的时刻T2和NodeB上报上行节点同步消息的时刻T3；并将T2、T3置于所述上行节点同步消息中发送给SRNC；

SRNC记录在SRNC时序坐标上的、SRNC收到所述NodeB的上行节点同步消息的时刻T4；

SRNC使用DiffBetweenRfnBfn＝((T2-T1)-(T4-T3))/2计算出所述DiffBetweenRfnBfn。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述的启动迁移后，进一步包括：SRNC在发送给TRNC的迁移命令中设置一个迁移原因；TRNC收到包含该迁移原因的迁移命令时，接受迁移启动命令。

Images