CN100413378C - 一种移动通信分组切换过程中减少终端业务中断的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信分组切换过程中减少终端业务中断的方法，应用于分组切换执行过程中，该方法包括：当终端收到源基站子系统发送的分组切换命令后，监测目标基站子系统的无线信道；如果终端在预先设置的时间内收到目标基站子系统所分配的无线资源信息，终端执行切换命令；如果终端在该预先设置的时间内未收到目标基站子系统所分配的无线资源信息，终端执行切换失败流程。本发明提出的方法，在终端收到分组切换命令后，对系统分配的无线资源进行监测，在终端未能正常接收到系统分配的无线资源的状态下，增加了切换失败操作，最大限度的避免了终端业务的中断。

Description

一种移动通信分组切换过程中减少终端业务中断的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种在移动通信的分组切换过程中，终端对无线资源进行监控，以减少终端业务中断的方法。

背景技术

全球移动通信(GSM，Global System for Mobile Communication)系统的分组交换域(PS，Packet Switched Domain)中，会话类和流类等实时分组业务对抖动率和丢包率的服务质量(QoS，Quality of Service)有着严格的要求，因此，通过引进分组切换来降低实时分组业务的抖动率和丢包率。

根据考虑因素的不同，分组切换可被划分成不同的类型。根据移动终端(MS，Mobile Station)的模式可将分组切换划分为A/Gb模式到A/Gb模式的分组切换、A/Gb模式到Iu模式的分组切换和Iu模式到Iu模式的分组切换；根据涉及的网元可将分组切换划分为源基站子系统(BSS，Base Station System)内切换(Intra BSS)、通用分组无线业务(GPRS，General Package Radio Service)支持节点(SGSN，Service GPRS Supporting Node)内切换(Intra SGSN)和SGSN间切换(Inter SGSN)；根据是否同步可将分组切换划分为同步分组切换和异步分组切换。同步分组切换是指MS分组切换前所在的源小区和分组切换后所在的目标小区同步，由于MS已知时间提前量(TA，Timing Advance)，因此，MS在目标小区发送接入突发(Access Burst)的步骤是可选的，MS可直接发送普通突发(Normal Burst)。异步分组切换是指MS分组切换前所在的源小区和分组切换后所在的目标小区不同步，MS在目标小区发送普通突发之前，必须先通过发送接入突发来获取TA。

图1示出了现有分组切换流程图，如图1所示，分组切换包括准备和执行两个阶段，具体实现过程包括以下步骤：

分组切换的准备阶段

步骤101：源BSS确定发起分组切换(Decision to Perform A/Gb PSHandover)。分组切换的原因有很多，例如，源BSS可根据来自MS的测量报告触发分组切换；源BSS也可根据MS主动上报的要求进行小区重选的消息触发分组切换，该要求进行小区重选的消息可为分组小区更新通知(Packet CellChange Notification)；或者源BSS的服务小区资源受限，该BSS可发起分组切换；再或者源BSS根据来自SGSN的通用移动通信系统(UMTS，UniversalMobile Telecommunication System)陆地无线接入网络(UTRAN，UMTSTerritorial Radio Access Network)小区更新命令(CCO，Cell Change Order)发起分组切换，以使MS在新的小区中能够获得更好的服务。

步骤102：源BSS向SGSN发送分组切换请求(PS Handover Required)，该分组切换请求中携带有切换原因值、源小区标识和目标小区标识。如果源BSS根据来自MS的测量报告触发分组切换，或源BSS由于服务小区资源受限而发起分组切换，则目标小区可由源BSS根据测量结果或负荷来选定；如果源BSS根据MS主动上报的要求进行小区重选的消息触发分组切换，或源BSS根据来自SGSN的UTRAN CCO发起分组切换，则目标小区可由MS或其他BSS选定并通知源BSS。

步骤103：SGSN收到分组切换请求后，根据源小区标识和目标小区标识确定当前分组切换类型为BSS内切换或SGSN内切换、还是为SGSN间切换，并根据确定的分组切换类型进行后续操作。SGSN可根据源小区和目标小区所处的位置来决定切换类型，如果源小区与目标小区受同一BSS管辖，则当前分组切换类型为BSS内切换；如果源小区与目标小区受同一SGSN管辖，则当前分组切换类型为SGSN内切换，如果源小区与目标小区受不同SGSN管辖，则当前分组切换类型为SGSN间切换。

如果当前分组切换类型为BSS内切换或SGSN内切换，则SGSN根据目标小区标识确定目标BSS并确定路由区(RA，Routing Area)是否改变，如果RA改变，SGSN为MS分配分组临时移动用户标识(P-TMSI，Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)，并根据该P-TMSI得到临时逻辑链路标识(TLLI，Temporary Logical Link Identifier)，然后向目标BSS发送分组切换请求(PS Handover Request)，该分组切换请求中携带有P-TMSI和TTLI；如果RA没有改变，SGSN直接向目标BSS发送分组切换请求。

如果当前分组切换类型为SGSN间切换，源SGSN根据目标小区标识确定目标SGSN，然后与目标SGSN进行交互，向目标SGSN提供目标小区标识及MS的相关信息，目标SGSN根据目标小区标识确定目标BSS，并向目标BSS发送分组切换请求。源SGSN为控制MS分组切换前所在的源BSS的SGSN，目标SGSN为控制MS分组切换后所在的目标BSS的SGSN。

步骤104：目标BSS收到分组切换请求后，根据分配策略和当前可分配的无线资源，为MS分配并预留无线资源，并创建目标BSS到源BSS的信息容器(Container)，该信息容器的内容是目标BSS到源BSS的无线资源分配信息，即对分配给MS的无线资源进行描述的信息，如临时流标识(TFI，TemporaryFlow Identity)。目标BSS为MS分配并预留的无线资源至少包括上行临时块流(TBF，Temporary Block Flow)，该上行TBF可通过上行链路状态标识(USF，Uplink State Flag)来进行标识。

步骤105：如果当前分组切换类型为BSS内切换或SGSN内切换，则目标BSS向SGSN发送分组切换响应(PS Handover Request Acknowledge)，该分组切换响应中携带有信息容器信息；如果分组切换类型为SGSN间切换，则目标BSS向目标SGSN发送分组切换响应，该分组切换响应中携带有信息容器信息。

分组切换的执行阶段

步骤106：如果当前分组切换类型为SGSN间切换，则目标SGSN收到分组切换响应后，向源SGSN发送切换信息，如网络业务接入点标识(NSAPI，Network Service Access Point Identifier)、GPRS隧道协议用户面标识(GTP-UNumber，User plane of GPRS Tunneling Protocol Number)；如果当前分组切换类型为BSS内切换或SGSN内切换，则本步骤省略。

步骤107：SGSN向源BSS发送分组切换响应(PS Handover RequiredAcknowledge)，通知源BSS准备切换，该分组切换响应中携带有信息容器内容。如果当前分组切换类型为SGSN间切换，则本步骤中所述的SGSN为源SGSN。

步骤108：源BSS收到分组切换响应后，根据QoS要求停止MS的上行业务，然后源BSS中断MS的下行TBF的逻辑链路控制(LLC，Logic Link Control)协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)，并向MS发送分组切换命令(PSHandover Command)，通知MS进行分组切换，该切换命令中携带有目标BSS标识。

步骤109：MS收到分组切换命令后，暂停上行用户数据，根据当前业务的QoS要求缓存或丢弃上行用户数据，然后MS开始执行切换命令，根据目标BSS标识转到目标小区的时隙和无线信道上，并根据分组切换命令向目标BSS发送携带有切换参考的分组切换接入消息(PS Handover Access)。所述切换参考用于目标小区识别MS，并根据切换参考确定MS是否接入，目标小区为MS分配了无线资源后，等待MS的接入。

步骤110：目标BSS收到分组切换接入消息后，向MS返回分组物理信息消息(Packet Physical Information)，该分组物理信息消息中携带有TA，以通知MS正确的TA。

步骤111：MS向目标BSS发送普通突发格式(Normal Burst Format)的无线链路控制(RLC，Radio Link Control)/媒体接入控制(MAC，Media Access Control)数据块。MS开始在目标BSS为其分配的无线信道上使用普通突发格式恢复上行LLC PDU的发送，如位置更新请求等。当目标BSS收到来自MS的第一个正确的、普通突发格式的RLC/MAC数据块后，通过Gb接口向SGSN发送分组切换完成消息(PS Handover Complete)，通知SGSN分组切换已经完成。

步骤109和步骤110在同步切换时是可选项，在异步切换时必须执行。MS可以直接向目标BSS发送普通突发格式的RLC/MAC数据块，而不是发送PSHandover Access来接入目标BSS，目标BSS也省略向MS发送相应分组物理信息消息的步骤。

以上信息容器内容可携带分组切换命令，该消息的内容可包括：寻呼模式(PAGE_MODE)、TBF标识(Global TFI)、容器标识(CONTAINER_ID)和基于A/Gb模式的分组切换的有效载荷(PS Handover to A/Gb Mode Payload)或基于Iu模式的分组切换的有效载荷(PS Handover to UTRAN/GERAN Iu ModePayload)。其中，有效载荷又由无线接入和核心网络两部分组成，无线接入部分包括同步切换指示、动态分配或扩展动态分配的上行和下行TBF参数、分组切换参考值(PS Handover reference)、接入目标小区的通用参数，核心网络部分包括帧同步和加密。

根据以上描述可见，在分组切换准备阶段的步骤104中，目标BSS在收到SGSN发送的分组切换请求后，需要为MS预留无线资源，该无线资源至少包括上行TBF；在分组切换执行阶段的步骤109、步骤111中，MS向目标BSS发送的分组切换接入消息或上行数据块受上行TBF的调度，这样，MS必须在分配的信道上监听到所分配的上行TBF后，才能向目标BSS发送分组切换接入消息或上行数据块，并且分组切换接入消息必须在上行TBF所分配的块上发送。

综上所述，目标BSS为MS分配上行TBF，目标BSS在完成无线资源的分配和预留后，并未对预留的无线资源进行监控，如果分组切换过程中，MS由于某种原因未能正常接收到目标BSS所分配的上行TBF，则终端就一直在目标小区等待上行TBF的调度，导致终端业务不必要的中断。

另外，在现有技术中，目标BSS收到分组切换接入消息后，向MS返回PacketPhysical Information(步骤110)，当终端未收到期望的Packet Physical Information时，进行切换失败流程，参见图2所示，具体过程如下：

步骤201：当终端收到PS Handover Command后，向目标BSS发送PSHandover Access，并启动T3216定时器，如果定时器溢出，终端还未收到期望的Packet Physical Information，则终端重新回到源小区；

如果源BSS的T3180(uplink TBFs)或者T3190(downlink TBFs)还未超时，则终端回到源小区处于packet transfer mode，终端在分组随路控制信道(PACCH，Packet Associated Control Channel)上发送分组小区切换失败消息(Packet Cell Change Failure)，通知源BSS切换失败；

如果定时器T3180(uplink TBFs)或者T3190(downlink TBFs)超时，则终端回到源小区处于idle mode。此时，如果终端没有数据发送，则发起类型为“single block without TBF establishment”(PCCCH)/“single block packet access”(CCCH)随机接入，在随后分配的单上行信道上发送分组小区切换失败消息(Packet Cell Change Failure)，通知源BSS切换失败；如果终端还有上行数据需要发送，则终端触发上行TBF建立，并在此TBF上发送Packet Cell ChangeFailure消息，通知系统切换失败。

步骤202：源BSS收到Packet Cell Change Failure后，发送PS HandoverCancel消息到源SGSN。

步骤203：源SGSN发送取消再布局请求(Relocation Cancel Request)至目标SGSN交互通知其中止切换。

步骤204：目标SGSN收到Relocation Cancel Request消息后，向源SGSN发送取消再布局响应(Relocation Cancel Response)。

步骤205：目标SGSN和目标BSS清除为该MS分配的资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种终端对无线资源进行监控，减少终端业务中断的方法。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种移动通信分组切换过程中减少终端业务中断的方法，应用于分组切换执行过程中，该方法包括以下步骤：

当终端收到源基站子系统发送的分组切换命令后，监测目标基站子系统的无线信道；如果终端在预先设置的时间内收到目标基站子系统所分配的无线资源信息，终端执行切换命令；如果终端在该预先设置的时间内未收到目标基站子系统所分配的无线资源信息，终端执行切换失败流程。

本发明实施例提出的移动通信分组切换过程中减少终端业务中断的方法，当终端收到源基站子系统发送的分组切换命令后，监测目标基站子系统的无线信道，在终端未能在一定时间内接收到目标BSS分配的无线资源信息状态下，增加了切换失败操作，最大限度的避免了终端业务的中断。

附图说明

图1是现有技术的分组切换流程图；

图2是现有技术中切换失败的流程图；

图3是本发明的执行分组切换流程的第一实施例的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种移动通信分组切换过程中减少终端业务中断的方法，该方法是在分组切换执行过程中，当终端收到源BSS的切换命令后，终端转到目标BSS，监测目标BSS的无线信道，并判断在一定时间内是否收到目标BSS所分配的无线资源信息，如果终端在一定时间内收到系统分配的无线资源，开始执行切换命令，完成切换；如果终端在一定时间内未能收到系统分配的无线资源，则回到源BSS的小区，进入切换失败流程，执行切换失败操作。

上述方法中的一定时间可以预先设置在终端中，终端也可以从系统下发的携带定时器的系统消息或随路消息中得到的。

在实际应用过程中，可以通过启动定时器或计数器来计时，以判断收到分组切换命令后，是否超过一定时间。

本发明的第一实施例是以定时器计时的方式来实现本发明的技术方案。本实施例中，当终端MS收到源BSS发送的分组切换命令后，转到目标BSS，并启动一个定时器，监测目标BSS的无线信道。如果在该定时器超时前，MS收到目标BSS所分配的以USF为标识的无线资源，则MS停止此定时器，继续切换流程；如果定时器超时，MS还没有收到BSS分配的以USF为标识的无线资源，则MS回到源BSS的小区，进入切换失败流程。如图3所示，本实施例实现的分组切换过程具体包括以下步骤：

步骤301～308与步骤101～108相同。

步骤309：MS收到分组切换命令后，暂停上行用户数据，根据当前业务的QoS要求缓存或丢弃上行用户数据，然后MS根据目标BSS标识转到目标小区的时隙和无线信道上，同时启动定时器。

步骤310：MS判断在定时器超时前是否收到目标小区的无线信道上的以USF为标识的无线资源，如果收到，终端停止所述定时器，执行步骤311，继续正常切换流程；否则，定时器超时，执行步骤314，MS进入切换失败流程，。

步骤311：MS根据分组切换命令向目标BSS发送分组切换接入消息(PSHandover Access)。

步骤312～313是正常切换流程与现有技术中步骤110～111相同。

步骤314：MS重新回到源BSS小区，并向源BSS发送分组小区切换失败消息(Packet Cell Change Failure)。

如果终端回到源小区，源基站子系统的资源未释放，则终端处于分组传送模式(packet transfer mode)，终端在PACCH上发送Packet Cell Change Failure通知系统切换失败。

如果终端回到源小区，源基站子系统的资源已释放，则终端处于空闲模式(idle mode)。此时，如果终端没有数据发送，则发起类型为“single block withoutTBF establishment”(PCCCH)/“single block packet access”(CCCH)随机接入，在随后分配的单上行信道上发送Packet Cell Change Failure通知系统切换失败；如果终端还有上行数据需要发送，则终端触发上行TBF建立，并在此TBF上发送Packet Cell Change Failure消息，通知系统切换失败。

步骤315：源BSS收到Packet Cell Change Failure后，发送PS HandoverCancel消息到源SGSN。

步骤316：源SGSN发送取消再布局请求(Relocation Cancel Request)至目标SGSN交互通知其中止切换。

步骤317：目标SGSN收到Relocation Cancel Request消息后，向源SGSN发送取消再布局响应(Relocation Cancel Response)。

步骤318：目标SGSN和目标BSS清除为该MS分配的资源。

本发明的第二实施例，是当源基站子系统与目标基站子系统是同一个系统时，上述方法中的目标基站子系统所分配的无线资源为该基站子系统在目标小区分配的资源，上述方法中的源基站子系统的资源为该基站子系统在源小区分配的资源。此时，上述方法中的切换失败流程在该系统内进行，其包括的步骤简化为：

终端在与该基站子系统在源小区分配的无线信道上发送分组小区切换失败消息，该基站子系统收到上述分组小区切换失败消息后，释放在目标小区分配的资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，本发明的保护范围应以权利要求涵盖的专利保护范围为准。

Claims (16)

1. 一种移动通信分组切换过程中减少终端业务中断的方法，应用于分组切换执行过程中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

当终端收到源基站子系统发送的分组切换命令后，监测目标基站子系统的无线信道；

如果终端在预先设置的时间内收到目标基站子系统所分配的无线资源信息，终端执行切换命令；

如果终端在所述预先设置的时间内未收到目标基站子系统所分配的无线资源信息，终端执行切换失败流程。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设置的时间是预先设置在终端中的。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设置的时间是终端从系统下发的携带定时器信息的系统消息或随路消息中得到的。

4. 根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在终端预先设置定时器或计数器，所述预先设置的时间的计时是通过启动该定时器或计数器来实现的。

5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述用于计时的定时器或计数器是在终端收到源基站子系统的分组切换命令时开启，在终端收到目标基站子系统所分配的无线资源信息后停止。

6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标基站子系统所分配的无线资源信息为以上行链路状态标识为标识的无线资源。

7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在终端监测目标基站子系统的无线信道之前，进一步包括：终端暂停与源基站子系统间的上行用户数据，根据当前业务的业务质量要求缓存或丢弃上行用户数据。

8. 根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述切换失败流程包括以下步骤：

终端向源基站子系统发送分组小区切换失败消息；

源基站子系统收到所述分组小区切换失败消息后，发送分组切换取消的消息到源服务通用分组无线业务支持节点SGSN；

源SGSN发送取消再布局请求至目标SGSN交互通知所述目标SGSN中止切换；

目标SGSN收到所述取消再布局请求后，向源SGSN发送取消再布局响应；

目标SGSN和目标基站子系统删除为所述终端分配的资源。

9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，在终端向源基站子系统发送分组小区切换失败消息之前，终端回到源基站子系统。

10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，终端向源基站子系统发送分组小区切换失败消息进一步包括：

当源基站子系统的资源未释放时，终端处于分组传送模式，终端在分组随路控制信道发送分组小区切换失败消息；

当源基站子系统的资源已释放，终端进入空闲状态。

11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，当终端进入所述空闲状态时，进一步包括：

如果终端没有数据发送，则发起随机接入，并在随后分配的单上行信道上发送分组小区切换失败消息；

如果终端还有上行数据需要发送，则终端触发上行临时块流建立，在临时块流上发送分组小区切换失败消息。

12. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当源基站子系统与目标基站子系统是同一个系统时，所述目标基站子系统所分配的无线资源为该基站子系统在目标小区分配的资源。

13. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当源基站子系统与目标基站子系统是同一个系统时，所述源基站子系统的资源为该基站子系统在源小区分配的资源。

14. 根据权利要求1、或7所述的方法，其特征在于，当源基站子系统与目标基站子系统是同一个系统时，所述切换失败流程包括以下步骤：

终端向该基站子系统发送分组小区切换失败消息；

该基站子系统收到所述分组小区切换失败消息后，释放在目标小区分配的资源。

15. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当源基站子系统与目标基站子系统是同一个系统时，所述的切换失败流程包括以下步骤：

终端向该系统发送分组小区切换失败消息；

该基站子系统收到所述分组小区切换失败消息后，释放在目标小区分配的资源。

16. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当源基站子系统与目标基站子系统是同一个系统时，所述的切换失败流程包括以下步骤：

终端向该系统发送分组小区切换失败消息；

该基站子系统收到所述分组小区切换失败消息后，释放在目标小区分配的资源。

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