CN101032181A - 通信路径切换系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供通信路径切换系统和方法。所述通信路径切换系统构成为包括：无线基站(21)，其具有与移动站(11)进行无线通信的功能，并具有在无线通信路径上对来自移动站的数据进行中继的功能；以及多个传送装置(41、841)，所述多个传送装置(41、841)具有与该无线基站(21)进行有线通信的功能，能够分别设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径，该通信路径切换系统不需要重新设定移动站/无线基站之间的无线通信路径，而能够将从无线基站(21)到一个传送装置(841)的一条有线通信路径切换为从无线基站(21)到其它传送装置(41)的其它有线通信路径。

Description

通信路径切换系统和方法

技术领域

本发明涉及在移动通信系统中进行有线通信路径切换的系统和方法，特别涉及不需要对移动站/无线基站之间的无线通信路径进行再设定而进行有线通信路径切换的系统和方法。

背景技术

近年来，通过3GPP(3rd Generation Partnership Projects)，提出了基于码分多址接入(Code Division Multiple Access：CDMA)技术的称为W-CDMA(Wideband Division Multiple Access)系统，或者UMTS系统(Universal MobiIe Telecommunications System)的移动无线通信系统，在“非专利文献1”中被标准化。

图1表示W-CDMA系统的典型构成例子。本系统包括：具有无线通信功能的移动站(User Equipment：UE)11、12；具有与移动站无线通信的功能的无线基站(Node B)21、22；分别与各个无线基站连接而进行无线控制动作的无线控制装置(Radio Network Controller：RNC)31、32；以及与无线控制装置连接来进行交换动作的交换站60。通过这些装置来实现移动站11和移动站12之间的通信。

其中，包含无线基站21、22和无线控制装置31、32的网络称为无线接入网络(Radio Access Network：RAN)，而包含交换站的网络称为核心网络(Core Network：CN)。另外，在核心网络80中分级存在多个交换站，并且通常含有用于存储加入者信息的主存储器等装置。但是为了简化说明而在图1中仅示出单一的交换站60，省略了其它装置的图示。

在图1所示系统中，能够从移动站11向移动站12发送用户数据。此时，用户数据的传输路径顺序为：移动站11、无线基站21、无线控制装置31、交换站60、无线控制装置32、无线基站22、移动站12(以下将该路径的通信简单地称为“外线通信”)。

图2表示不通过交换站而经由传送装置的短路的通信路径。图2所示的无线接入网络71、72内分别设置了传送装置41、42。用户数据的传输路径顺序为：移动站11、无线基站21、传送装置41、传送装置42、无线基站22、移动站12(以下将该路径的通信简单地称为“内线通信”)。该传输路径功能作为用于使交换站60等核心网络装置和各种线路负荷减轻的通信功能，特别是在“非专利文献2”所报告的基于IP(InternetProtocol)的无线接入网络中实现性高。这是由于，IP作为无连接的协议，不需要知道内线通信用的途中路径，而能够仅根据起点和终点的地址来进行数据传输。

图3说明W-CDMA系统中的协议栈的一个例子。图中，无线物理层311、321以移动站11和无线基站21为终端，而具有无线通信功能。另外，无线数据链路层313、336以移动站11和无线控制装置31为终端，而具有重新发送控制以及数据隐藏、安全性保护等无线通信路径上的数据链路控制功能。

其中，在无线数据链路层336和无线物理层321之间进行收发的数据，在无线接入网络内按照定义于UDP/IP协议等传输协议的传输路径上的称为Iub UP的协议进行传输。该传输路径称为“传输载体(bearer)”351。另外，在无线控制装置31与核心网络之间进行收发的数据，通过根据Iu传输协议而设定的称为“Iu载体”380的传输路径进行传输。其中，关于Iu传输协议，与本发明的内容没有直接关系，而省略详细说明。另外，用户层390定义为无线数据链路层313、336和Iu传输协议331、361的上位层，用户数据在移动站11和通信对方之间通过由上述说明的协议组构成的“无线接入载体”371，而于无线接入系统中透过地传输。

图4表示W-CDMA系统中的内线通信的协议栈的一个例子。在内线通信中，无线数据链路层346和传输载体352的终端为传送装置41，而非无线控制装置。另外，在传送装置41、42之间收发内线通信的数据。其它与图3的说明相同。

在图4所示的系统中支持外线通信和内线通信这两方，还设想了对应于每个通信来选择外线通信或者内线通信中任一方的功能，以及可以在通信中切换外线通信和内线通信的功能。而关注后一功能，该功能在发送时通过外线通信发送回铃音(Ring Back Tone)，在发送侧用户摘机后能够切换为内线通信，或者能够对内线(外线)通信中发生的外线(内线)来电进行应答。

下面对以往考虑的在通信中切换外线通信和内线通信的方法进行概要说明。在图3和图4所示的协议栈的通信中，在以往考虑的用于从外线通信向内线通信切换的方法中，进行无线接入载体的重新设定。即，新设定用于内线通信的无线接入载体372，另一方面释放用于外线通信的无线接入载体371。这意味着进行无线物理层311、321和无线数据链路层313、336的重新设置，传输载体351的变更，以及Iu载体380的删除全部的操作。

图5表示以往考虑的从外线通信向内线通信切换的步骤的顺序例子。当在外线通信中检测到向内线通信切换的契机时，无线控制装置31对无线基站21指示用于内线通信的新的无线物理层的设定。接收到指示的无线基站21根据所指示的内容而设定无线物理层，开始发送电波。接着，无线控制装置31对传送装置41指示用于内线通信的新的无线数据链路层和传输载体的设定，当该指示完成后，对移动站11指示无线物理层和无线数据链路层的重新设定。此时，对移动站11分别通知在无线基站21、传送装置41中设定的无线物理层、无线数据链路层的设定信息。

接收到指示的移动站11，进行从用于外线通信的旧的无线物理层、以及无线数据链路层，向用于内线通信的新的无线物理层、以及无线数据链路层的重新设定，即进行无线接入载体的转移。其中，无线物理层的重新设定是指在W-CDMA系统中重新设定通过扩展码来识别的物理的无线连接。另外，无线数据链路层的重新设定是指在W-CDMA系统中，关于重新发送的参数和顺序控制用序列号的初始化等。接着，无线控制装置31释放不必要的用于外线通信的无线物理层、无线控制装置～交换站的Iu载体380、无线数据链路层313、传输载体351，结束动作序列。另外，关于从外线通信向内线通信的切换如上所述，而从内线通信向外线通信的切换也可以用相同的方法来说明。另外，以上对无线控制装置31和传送装置41之间的切换进行了说明，但是通常对于两个传送装置之间的切换也能够以相同步骤实现。

非专利文献1：3GPP技术规格书TS21.101

非专利文献2：3GPP技术报告书TR25.933

发明内容

若使用上述现有方法进行外线通信和内线通信的切换，则在切换时，在移动站中发生无线物理层和无线数据链路层的重新设定，因而导致由于伴随该重新设定的处理延迟所引起的服务性能降低和移动站上的处理负荷的问题。本发明针对上述问题而提出，提供通信路径切换系统和方法等，所述通信路径切换系统和方法能够缩短与外线通信和内线通信的切换相伴的处理延迟，并且降低移动站上的处理负荷。

为了实现上述目的，基于本发明的特征之一的通信路径切换系统构成为包括：无线基站，其具有与移动站进行无线通信的功能，具有在无线通信路径上对来自移动站的数据进行中继的功能；以及多个传送装置，该多个传送装置具有与该无线基站进行有线通信的功能，能够分别设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径，该通信路径切换系统不需要重新设定移动站/无线基站之间的无线通信路径，而能够将从无线基站到一个传送装置的一条有线通信路径切换为从无线基站到其它传送装置的其它有线通信路径。

在所述的通信路径切换系统中，传送装置可以具有：无线数据收发控制单元，其在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制；以及通知单元，其提取出关于与移动站之间的无线通信路径的无线数据收发控制信息，通知给其它传送装置。

另外，传送装置可以具有：不重新设置无线数据收发控制，而是根据从其它传送装置通知的无线数据收发控制信息来开始无线数据控制接收控制的单元。

基于本发明的另一特征的通信路径切换方法在如下系统中被执行，该系统构成为包括：无线基站，其具有与移动站进行无线通信的功能，并具有在无线通信路径上对来自移动站的数据进行中继的功能；以及多个传送装置，该多个传送装置具有与该无线基站进行有线通信的功能，能够分别设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径，并且在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制，该方法包括以下步骤：在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制的一个传送装置提取出该无线数据收发控制信息，通知给其它传送装置；其它传送装置不重新设置无线数据收发控制，而是基于所通知的无线数据收发控制信息来开始无线数据收发控制，该方法不需要重新设定移动站/无线基站之间的无线通信路径，而能够将通信路径从一个传送装置切换到其它传送装置。

基于本发明的另一特征的无线基站是包含多个传送装置的可切换通信路径的移动通信系统中的无线基站，其特征在于，所述无线基站构成为包括：与移动站进行无线通信，并在无线通信路径上中继来自移动站的数据的单元；与传送装置进行有线通信，并在有线通信路径上将从移动站发送的数据向传送装置传送中继的单元；对无线通信路径同时关联多个有线通信路径的单元；以及不需要重新设定无线通信路径，即可使从无线通信路径与一条有线通信路径之间的数据中继状态向无线通信路径与其它有线通信路径之间的数据中继状态迁移的单元。

基于本发明的另一特征的传送装置是包含无线基站的可切换通信路径的移动通信系统中的传送装置，所述传送装置构成为包括：与无线基站进行有线通信，并设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径的单元；在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制的无线数据收发控制单元；以及提取出关于与移动站之间的无线通信路径的无线数据收发控制信息，而通知给其它传送装置的通知单元。

基于本发明的另一特征的传送装置是包含无线基站的可切换通信路径的移动通信系统中的传送装置，所述传送装置构成为包括：与无线基站进行有线通信，并设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径的单元；在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制的无线数据收发控制单元；以及不需要重新设置无线数据收发控制，而是根据从其它传送装置通知的设定信息来开始无线数据控制接收控制的单元。

根据本发明的实施例，在例如进行外线通信和内线通信之间的切换时，使无线接入网络侧的无线数据链路层终端点在无线控制装置和传送装置间移动，并且通过切换传输载体，从而能够进行外线通信和内线通信的切换，而不需要重新设定无线物理层和移动站侧的无线数据链路层。由此，例如能够使伴随外线通信和内线通信之间的切换的处理延迟缩短，并减小移动站上的处理负荷。另外，能够没有障碍地进行传送装置的通信路径变更。

附图说明

图1是W-CDMA系统的代表性构成例子的概要图。

图2是说明W-CDMA系统的内线通信的通信路径的概要图。

图3是说明W-CDMA系统的协议栈的一个例子的框图。

图4是说明W-CDMA系统的内线通信的协议栈的一例的框图。

图5是表示从外线通信向内线通信的一般切换步骤的顺序例子。

图6为表示基于本发明的实施例的从外线通信向内线通信切换的顺序图。

图7为基于本发明的实施例的无线基站的构成例。

图8为基于本发明的实施例的传送装置的构成例。

图9为基于本发明的实施例的无线控制装置内的传送装置的构成例。

标号说明

41传送装置；31无线控制装置；21无线基站；11移动站；218、219传输功能；216传输载体切换控制部；415无线数据链路信息提取/设定部。

具体实施方式

参照附图对基于本发明的实施例的通信路径切换系统、切换方法、无线基站和传送装置的实施例进行说明。另外，在用于说明实施例的全部附图中，对于具有相同或者类似功能的部分使用相同或者类似的标号而省略重复说明。

实施例

再次参照图2和图4对基于本发明的实施例的通信路径切换系统进行说明。无线接入网络71、72通常包括多个无线基站和无线控制装置。但是在此为了简化说明，而在各个无线接入网络中仅示出了单一的无线基站和单一的无线控制装置。另外，核心网络80通常存在分级的多个交换站，另外包括存储加入者信息的主存储器等装置。但是这些与本发明并无直接关系，所以仅示出单一的交换站60，省略了其它装置的图示。

图2中，传送装置41和传送装置42可以是单一的传送装置，而这里对作为分别独立的传送装置的情况进行了说明。传送装置功能和无线基站功能可以收纳于同一装置内，而这里对作为独立装置的情况进行说明。

在本实施例的通信中的从外线通信向内线通信的切换方法中，不进行图3所示的无线物理层311、321的重新设定，以及移动站侧的无线数据链路层313的重新设定。从外线通信向内线通信的切换，通过使无线接入网络侧的无线数据链路层336的终端点从无线控制装置31向传送装置41转移，并且使无线基站21和无线控制装置31之间的传输载体351转移为无线基站31和传送装置41之间的传输载体352来实现。

着眼于无线数据链路层313，在移动站11侧不进行重新设定。在无线接入网络侧，无线数据链路层的终端点从无线控制装置31向传送装置41转移。此时，为了使无线数据链路层的动作正常地继续，从无线控制装置31向传送装置41交接该层的设定信息，在传送装置41中以相同的设定信息而开始动作。例如在W-CDMA系统中，无线数据链路层具有隐藏和安全性保护的功能，但是在该情况下也以相同的设定信息开始隐藏和安全性保护的动作。这些转移动作如以下说明的顺序所示，通过从无线控制装置31向传送装置41发送用于交接必要信息的消息来实现。

图6是表示本发明的实施例的通信中从外线通信向内线通信切换的顺序图。当在外线通信中检测出向内线通信的切换契机时，无线控制装置31对传送装置41指示用于内线通信的新的无线数据链路层346和传输载体352的设定(602)。此时，无线控制装置31取得在无线控制装置31内设定的无线数据链路层336的设定信息并通知给传送装置41。设定信息例如为隐藏或者安全性保护的设定信息等。这里，通过传送装置41新设定(604)的无线数据链路层346，根据所通知的设定信息而把旧无线数据链路层336的动作交接过来，从而不需要在移动站11中重新设定无线数据链路层313就能够继续通信。

接着，无线控制装置31对无线基站21指示新的传输载体的设定(605)。此时，无线控制装置31如果是例如基于UDP/IP的传输载体，则通知新旧的IP地址和UDP端口号，能够指示这些的替换。在来自传送装置41的响应(608)后，无线控制装置31对无线基站21指示有效的传输载体的转移(替换)351→352(610)。接收到指示的无线基站21从用于外线通信的旧的传输载体351转移到用于内线通信的新的传输载体352(612)。当例如为基于UDP/IP的传输载体时，则只要替换新旧的IP地址和UDP端口号即可。在转移后，无线基站21报告向无线控制装置31的转移结束(614)。

然后，无线控制装置31使无效的用于外线通信的无线控制装置～交换站的Iu载体开放(614)，释放旧的传输载体(616)，开放旧的无线数据链路层(618)，完成动作序列。这里，在本动作序列中，无线物理层311、321和移动站侧的无线数据链路层313不进行重新设定而能够继续。在以上例子中，对从外线通信向内线通信的切换进行了说明，但是本发明也能够适用于从内线通信向外线通信的切换、外线通信间的切换以及内线通信间的切换。

图7是能够依照本实施例进行通信路径切换的无线基站21的构成例。图7所示的无线基站21具备具有无线控制装置31和传送装置41之间的接口功能的对无线控制装置/传送装置接口部212。对无线控制装置/传送装置接口部212与传送装置41进行有线通信，在有线通信路径上将从移动站所发送的数据向传送装置传送中继。无线基站21还具备具有IubFP/UDP/IP等传输协议功能的两个传输功能部218、219。传输功能部218、219对无线通信路径同时关联多个有线通信路径。无线基站21还具备具有无线物理层的处理功能的对无线接口部214以及传输载体切换控制部216。对无线接口部214与移动站11进行无线通信，在无线通信路径上中继来自移动站的数据。传输载体切换控制部216无需重新设定无线通信路径，即可使从无线通信路径和一个有线通信路径之间的数据中继状态，向无线通信路径和其它有线通信路径之间的数据中继状态转移。

本实施例中的无线基站21的一个特征在于，传输功能部218、219逻辑上能够同时存在两个，以及具有传输载体切换控制部216，而该传输载体切换控制部216具有对传输功能部218、219中哪一个有效进行切换的控制功能。这意味着，如果为例如基于UDP/IP的传输载体，则能够同时存在两个利用UDP/IP的收发地址/端口号来识别的实体，另外，能够使用传输载体切换控制部216来控制有效的实体的切换。通过采用这种结构，使多个传输载体同时与单一的无线物理层连接关联后，无需重新设定无线物理层连接，能够进行使其中任一传输载体有效的处理。

图8是能够进行依据本实施例的通信路径切换的传送装置41的构成例。图8所示的传送装置41具备具有与无线控制装置31和其它传送装置的接口功能的对无线控制装置/传送装置接口部412。对无线控制装置/传送装置接口部412设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径。电送装置41还具备：以无线数据链路层为终端而具有无线通信路径上的数据收发控制功能的作为无线数据收发控制单元的无线数据链路功能部417；具有Iub FP/UDP/IP等传输协议功能的传输功能部419；具有与无线基站的接口功能的对无线基站接口部414；以及无线数据链路信息提取/设定部415。

本实施例中的传送装置41的一个特征在于，具有作为通知单元和开始单元的无线数据链路信息提取/设定部415。由此，提取出无线数据链路信息而通知给交接目的地的传送装置。另外，能够设定所通知的无线数据链路信息而动作。即，不需要重新设置无线数据收发控制，而能够根据从其它传送装置通知的无线数据收发控制信息，开始无线数据控制接收控制。

无线控制装置31在内部具备具有无线控制功能的无线控制部和具有传送功能的传送部。该传送部具有依据本实施例而能够进行通信路径切换的功能的情况下的构成例如图9所示。

图9所示的传送部841具备具有与其它的无线控制装置以及传送装置的接口功能的对无线控制装置/传送装置接口部812。对无线控制装置/传送装置接口部812设定用于将从移动站发送的数据向其它的移动站传送中继的有线通信路径。传送部841还具备：以无线数据链路层为终端而具有在无线通信路径上的数据收发控制功能的作为无线数据收发控制单元的无线数据链路功能部817；具有Iub FP/UDP/IP等传输协议功能的传输功能部819；具有与无线基站的接口功能的无线基站接口部814；以及无线数据链路信息提取/设定部815。

本实施例中的传送部841的一个特征在于，具有作为通知单元和开始单元的无线数据链路信息提取/设定部815。由此能够提取出无线数据链路信息而通知给交接目的地的传送装置。另外，能够设定所通知的无线数据链路信息而动作。即，不需要重新设置无线数据收发控制，而能够根据从其它传送装置通知的无线数据收发控制信息，开始无线数据控制接收控制。

如上所述，传送装置41和无线控制装置31内的传送部841具有相同的结构。在本说明书和权利要求中，“传送装置”的表述包含传送装置、无线控制装置内的传送部、以及其它具有传送功能的装置。

本发明的通信路径切换系统和方法能够在移动通信系统中，用于缩短伴随通信路径切换的处理延迟，并且降低移动站上的处理负荷。

本国际申请主张基于2004年10月1日提出申请的日本国特许出愿2004-290311号的优先权，并且在此将2004-290311号的全部内容援用于本国际申请。

Claims (7)

1、一种通信路径切换系统，所述通信路径切换系统构成为包括：

无线基站(21)，其具有与移动站(11)进行无线通信的功能，并具有在无线通信路径上对来自移动站的数据进行中继的功能；以及

多个传送装置(41、841)，所述多个传送装置(41、841)具有与该无线基站进行有线通信的功能，能够分别设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径，

该通信路径切换系统不需要重新设定移动站/无线基站之间的无线通信路径，而能够将从无线基站(21)到一个传送装置(841)的一条有线通信路径切换为从无线基站(21)到其它传送装置(41)的其它有线通信路径。

2、如权利要求1所述的通信路径切换系统，其特征在于，

所述传送装置(41、841)具有：

无线数据收发控制单元(417、817)，其在与移动站(11)之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制；以及

通知单元(415、815)，其提取出关于与移动站之间的无线通信路径的无线数据收发控制信息，通知给其它传送装置。

3、如权利要求2所述的通信路径切换系统，其特征在于，

所述传送装置进一步具有：

不重新设置无线数据收发控制，而是根据从其它传送装置通知的无线数据收发控制信息来开始无线数据控制接收控制的单元(415、815)。

4、一种通信路径切换方法，所述通信路径切换方法是如下系统中的通信路径切换方法，该系统构成为包括：无线基站(21)，其具有与移动站(11)进行无线通信的功能，具有在无线通信路径上对来自移动站的数据进行中继的功能；以及多个传送装置(41、841)，其具有与该无线基站进行有线通信的功能，能够分别设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径，并且在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制，

该通信路径切换方法构成为包括以下步骤：

步骤(602)，该步骤中在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制的一个传送装置(841)提取出该无线数据收发控制信息，通知给其它传送装置(41)；

步骤(604)，该步骤中所述其它传送装置(41)不重新设置无线数据收发控制，而是基于所通知的无线数据收发控制信息来开始无线数据收发控制，

该通信路径切换方法不需要重新设定移动站/无线基站之间的无线通信路径，而能够将通信路径从一个传送装置切换到其它传送装置。

5、一种无线基站(21)，是包含多个传送装置(41、841)的可切换通信路径的移动通信系统中的无线基站，其特征在于，所述无线基站(21)构成为包括：

与移动站(11)进行无线通信，并在无线通信路径上对来自移动站的数据进行中继的单元(214)；

与传送装置(41)进行有线通信，并在有线通信路径上将从移动站发送的数据向传送装置传送中继的单元(212)；

对无线通信路径同时关联多个有线通信路径的单元(218、219)；以及

不需要重新设定无线通信路径，即可使从无线通信路径与一条有线通信路径之间的数据中继状态向无线通信路径与其它有线通信路径之间的数据中继状态转移的单元(216)。

6、一种传送装置(41、841)，是包含无线基站的可切换通信路径的移动通信系统中的传送装置，其特征在于，所述传送装置(41、841)构成为包括：

与无线基站进行有线通信，并设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径的单元(412、812)；

在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制的无线数据收发控制单元(417、817)；以及

提取出关于与移动站之间的无线通信路径的无线数据收发控制信息，通知给其它传送装置的通知单元(415、815)。

7、一种传送装置(41、841)，是包含无线基站的可切换通信路径的移动通信系统中的传送装置，其特征在于，所述传送装置(41、841)构成为包括：

与无线基站进行有线通信，并设定用于将从移动站发送的数据向其它移动站传送中继的有线通信路径的单元(412、812)；

在与移动站之间的无线通信路径上进行无线数据收发控制的无线数据收发控制单元(417、817)；以及

不需要重新设置无线数据收发控制，而是根据从其它传送装置通知的设定信息来开始无线数据控制接收控制的单元(415、815)。

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