CN101370239A - 越区切换方法和用户设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在通信网络的多媒体广播组播单频网(MBSFN)和非MBSFN区域之间的执行越区切换的方法和相应的用户设备。该通信网络包括形成MBSFN区域的第一小区、未形成MBSFN区域的第二小区和界于第一小区和第二小区之间的保留小区，保留小区隶属于MBSFN区域，其中在该保留小区中广播保留小区指示信息，该方法包括步骤：接收保留小区指示信息，以获知该用户设备处于保留小区中；测量保留小区中针对预定业务的基于MBSFN传输的第一信号强度和基于单小区传输的第二信号强度；以及在所述第一信号强度与所述第二信号强度的差别小于预定阈值期间，选择第一小区或者第二小区作为目标小区。在用户设备在不同的通信区域之间移动的情况下，本发明的方法能够为用户提供连续的MBMS服务。

Description

越区切换方法和用户设备
技术领域
本发明涉及用户设备在不同通信区域之间的越区切换，具体涉及一种在MBSFN和非MBSFN区域之间的执行越区切换的方法和相应的用户设备，在用户设备在不同的通信区域之间移动的情况下，能够为用户提供连续的MBMS服务。
背景技术
3GPP在2005年启动了3G长期演进研究项目(Long TermEvolution)，以演进的接入技术，例如E-UTRA，和演进的接入网络，例如E-UTRAN，为运营商和用户不断增长的需求提供更好的支持。在LTE中明确提出，应该支持演进的MBMS服务(E-MBMS)。MBMS是3GPP Re1.6版本引入的一项业务，是指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点无线通信服务，从而实现包括核心网和接入网的网络资源的演进，以尽可能少的资源实现对尽可能多的、相同需求的多媒体用户的服务。MBMS的引入对标准增加了3条逻辑信道，即MBMS控制信道MCCH，MBMS业务信道MTCH和MBMS调度信道MSCH，其中MCCH信道因为需要及时向用户设备通知关于MBMS服务的相关控制信息，因此在小区中一直存在。
EMBMS作为MBMS的演进技术，一个最重要的特征是其业务数据在空中结构上采用MBSFN(MBMS Single Frequency Network)合并。即，对于同一个业务，不同基站发送的数据被设计成在同一时刻发送相同的内容。这样，用户设备在空中接口上将可能收到来自多个基站的具有相同内容的物理信号的自然叠加，接收信噪比得到成倍的增加。这样可以实现MBSFN传输的小区的集合称为MBSFN区域。为了实现业务数据的MBSFN传输，相应的业务数据在接入网络中使用多种形式。不参与MBSFN传输的业务在接入网络中使用单小区传输模式。
另外RAN2#58已经提出在E-UTRAN中MBMS业务的传输既可以是单小区传输，也可以是多小区(MBSFN)传输。如上所述，多小区传输的特征是在MBSFN区域中，多个小区同时发送MBMS业务，并且支持来自多小区的MBMS传输的合并。相反，单小区传输的特征是MBMS业务仅仅在特定小区的覆盖范围内传输，并且不支持来自多小区的MBMS传输的合并。因此，当用户设备移动时，尤其在MBSFN区域和非MBSFN区域之间移动的情况下，用户设备需要执行越区切换和传输模式切换操作，以便提供连续的MBMS服务。
发明内容
鉴于上述问题，完成了本发明。本发明的目的是提供一种在MBSFN和非MBSFN区域之间的执行越区切换的方法和相应的用户设备，在用户设备在不同的通信区域之间移动的情况下，能够为用户提供连续的MBMS服务。
在本发明的第一方面，提出了一种应用于通信网络中的越区切换方法，该通信网络包括形成MBSFN区域的第一小区、未形成MBSFN区域的第二小区和界于第一小区和第二小区之间的保留小区，保留小区隶属于MBSFN区域，其中在该保留小区中广播保留小区指示信息，该方法包括步骤：接收保留小区指示信息，以获知该用户设备处于保留小区中；测量保留小区中针对预定业务的基于MBSFN传输的第一信号强度和基于单小区传输的第二信号强度；以及在所述第一信号强度与所述第二信号强度的差别小于预定阈值期间，选择第一小区或者第二小区作为目标小区。
根据本发明的实施例，所述MBSFN传输和单小区传输被复用在同一载波上。
根据本发明的实施例，所述MBSFN传输和单小区传输分别在各自的载波上，所述测量步骤包括：测量当前载波上的信号强度，以及在预定的时间段中，测量另一载波上的信号强度。
根据本发明的实施例，所述信号强度可以是业务信道的信号强度，也可以是业务信道上参考信号的信号强度。
根据本发明的实施例，该越区切换方法还包括步骤：在所述第一信号强度与所述第二信号强度平衡期间，基于针对该预定业务的PDCP的PDCP SN来选择MBSFN传输和单小区传输的数据。
根据本发明的实施例，选择第一小区和第二小区中信号强度高的那个小区作为目标小区。
根据本发明的实施例，所述保留小区指示信息是在MCCH上广播的。
在本发明的第二方面，提出了一种用于通信网络中的移动设备，该通信网络包括形成MBSFN区域的第一小区、未形成MBSFN区域的第二小区和界于第一小区和第二小区之间的保留小区，保留小区隶属于MBSFN区域，其中在该保留小区中广播保留小区指示信息，该移动设备包括：收发装置，接收保留小区指示信息，以获知该用户设备处于保留小区中；测量装置，测量保留小区中针对预定业务的基于MBSFN传输的第一信号强度和基于单小区传输的第二信号强度；其中，在所述第一信号强度与所述第二信号强度的差别小于预定阈值期间，选择第一小区或者第二小区作为目标小区。
利用本发明的方法和设备，在用户设备在MBSFN区域和非MBSFN区域之间移动时，可以向用户提供连续的MBMS服务。另外，由于在用户设备已经深入到目标基站的覆盖区域之内才进行小区选择，实现了无缝越区切换。另外，在越区切换的时间段中，通过PDCPSN来合并MBSFN传输的数据和单小区传输的数据，实现了MBMS业务数据的无损传输。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：
图1是说明根据本发明第一实施方式的方法和设备所应用的网络环境的示意图；
图2示出了根据本发明第一实施方式的用户设备的结构框图；
图3示出了如图2所示的MBMS数据提取单元的工作过程的示意图；
图4示出了根据本发明第一实施方式的越区切换方法的执行过程的示意图；
图5是说明根据本发明第二实施方式的方法和设备所应用的网络环境的示意图；以及
图6示出了根据本发明第二实施方式的用户设备的结构框图。
具体实施方式
下面，参考附图详细说明本发明的优选实施方式。在附图中，虽然示于不同的附图中，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知的功能和结构的详细描述将被省略，否则它们将使本发明的主题不清楚。
【第一实施方式】
图1是说明根据本发明第一实施方式的方法和设备所应用的网络环境的示意图。
如图1所示，根据本发明第一实施方式，MBMS业务和单播业务复用在同一载波上。换言之，在载波上既传输MBMS业务，也传输单播业务。
通常，传播相同MBMS业务的小区形成了MBSFN，其中针对用户的某项服务在MBSFN中的各个小区中同时传输。因此，在MBSFN中，相同业务的信号的物理叠加使得用户设备10可以在MBSFN区域中不进行任何切换地接收信号。
如图1所示，在MBSFN区域的外层，为了防止来自其他非MBSFN区域中小区的发射信号的干扰，存在一圈保留小区。在保留小区中，基站在其MCCH信道上广播保留小区指示信息，以向进入该小区的用户设备通知其所在的小区是保留小区，也就是处于MBSFN区域和非MBSFN区域之间的边界附近。
另外，在保留小区中，基站在载波上既传输MBMS业务数据，也传输单播业务数据。这样，如果某项业务，例如移动电视节目，在用户设备从MBSFN区域移动到非MBSFN区域的过程中，可以在保留区域中实现越区切换，而不会造成该移动电视节目的中断。
图2示出了根据本发明第一实施方式的用户设备的结构框图。如图2所示，根据本发明第一实施方式的用户设备包括：收发单元11，用于从承载了MBMS业务和单播业务的载波上接收用户想要接收的业务信号；控制单元12；信号强度测量单元13，用于在控制单元12的控制下，测量收发单元11所接收的针对同一业务的两种信号的强度，其中由控制单元12将接收的两种信号的强度与预定的阈值进行比较，并且根据比较结果进行小区选择，也就是越区切换；MBMS数据提取单元14，用于在进行越区切换的一段时间内选择来自不同小区的业务数据，并且根据PDCP SN对这些数据进行合并；和呈现单元15，对MBMS数据合并单元14所得到的MBMS业务数据进行处理并呈现给用户。
如上所述，当用户设备10从MBMS传输小区进入保留小区时，在通过收发单元11从保留小区的MCCH信道上接收到保留小区指示信息后，控制单元12指示收发单元11立即针对MBSFN区域和单小区传输区域读取整个MCCH上的信息。
如果该保留小区同时也在单小区传输模式下传输该业务，例如移动电视节目，控制单元12可以根据载波上针对同一业务的两种信号的强度在适当的时机进行越区切换。这里的信号强度可以是业务信道上的信号强度或者业务信道上的参考信号的强度。
例如，控制单元12命令信号强度测量单元13测量载波上针对同一业务的不同信号强度，并且判断二者之差的绝对值是否小于预定的阈值。在满足上述阈值的情况下的一段时间内，收发单元11既接收来自多小区传输的业务信号，也接收来自单小区传输的业务信号。在两种信号的强度达到平衡的时候，控制单元12命令收发单元11进行小区选择，也就是选择信号强度高的那个小区。
由于在单小区传输的信号强度高于多小区传输的信号强度预定的时间内，进行切换，所以能够保证越区切换是无缝的。但是，如果该小区并未发送该项服务，控制单元12通过收发单元11在该载波中建立起与基站的RRC连接，以便触发针对该项业务的单小区MBMS传输，但是并不立即执行越区切换，其后的过程与上述越区切换过程一致。
但是，也有可能用户设备10再次返回到MSFN传输小区，而不触发RRC连接来终止MBMS单小区传输。在这种情况下，基站或者网络可以执行周期的轮询来判断在保留小区中是否存在用户设备，进而停止MBMS单小区传输。
由于用户设备可以同时接收MBMS信号和单小区信号，这种最优化的越区切换机制可以获得UE无损移动性的优点。如图3所示，PDCP(分组数据汇聚协议)层是EMBMS GW(EMBMS网关)中共有的层，并且MBSFN小区和单小区传输相同的PDCP SDU(业务数据单元)。因此，当该移动电视节目基于PDCP SN(序列号)以PDCP的形式发送出去的时候，用户设备10中的MBMS数据提取单元14可以执行选择性的合并来在不同的状况下提供MBMS服务，而不会产生分组传输损失。如图3所示，从EMBMS GW传输针对某项业务的PDCP SDU。由于对于用户设备来说，MBSFN区域(多小区传输)和保留小区(单小区传输)是透明的，因此在用户设备10的PDCP层，MBMS数据提取单元14根据针对该项业务的PDCP SN来选择性地合并PDCP数据，形成针对该移动电视节目的数据流。进而，呈现单元15，对获得的数据流进行处理，并呈现给用户。
下面描述保留区域到MBSFN区域越区切换过程。如上所述，混合小区，也就是MBMS保留小区，不仅在MCCH上广播其自身的控制信息，而且广播MBSFN中多小区传输的配置信息。一旦用户设备10从单播小区进入保留小区，用户设备10就可以接收到单小区传输的控制信息和多小区传输的控制信息。然后，用户设备10继续进行来自两个无线电信源的服务接收，并且基于PDCP来合并所接收到的分组。这一过程与上述的类似，区别在于从单小区传输切换到多小区传输，也就是MBSFN区域的传输。
图4示出了根据本发明第一实施方式的越区切换方法的执行过程的示意图。如图4所示，在靠近MBSFN区域中传输小区的边界处，用户设备10可以接收从MBSFN区域泄漏的信号，并不需要立即执行越区切换，尽管单小区传输正在进行中。因此，当用户设备10已经进入到保留小区中比较远的一段距离时，例如达到如图3所示的小区半径的3/4时，执行越区切换。或者，在用户设备10的信号测量单元13所测量的两种信号强度的差值小于预定阈值的一段时间内，控制单元12命令收发单元11选择信号强度高的一个小区，完成越区切换。但是在该段时间内，如上所述，MBMS数据提取单元14选择来自两个无线电信源的信号，提取针对该移动电视节目的PDCP数据，并进行合并。
选择在该时间段中进行切换的原因在于，服务信号的功率在越区切换之前和之后区别不大，或者小于预定的阈值。这样可以保证提供给用户的MBMS服务的连续性。
【第二实施方式】
上面描述的第一实施方式针对的是MBMS业务与单播业务复用在同一载波上的情况。但是，MBMS业务可以拥有专用的载波，也就是MBMS业务在专用载波上进行传输，而单播业务或者其他业务(如MBMS单小区传输)复用在另一载波上。
图5是说明根据本发明第二实施方式的方法和设备所应用的网络环境的示意图。如图5所示，由于MBSFN区域中MBMS业务采用专用载波来传输，而其他的业务利用另一载波来传输，这构成了分层的网络结构。如图5所示，MBSFN区域中的小区利用专用载波来传输某项MBMS业务，例如移动电视节目。同时，在另一载波上也可以传输该移动电视节目，采用的是单小区方式但是覆盖不同。因此对于用户设备20来说，蜂窝网络是分层的，它既可以在MBSFN区域中接收该移动电视节目，也可以在单小区传输区域中接收该移动电视节目。由于存在两种不同的载波，需要用户设备20基于异频测量(Inter-frequencymeasurement)来进行越区切换。
在专用载波和混合载波之间进行越区切换需要用户设备20在不连续接收期间(DRX)或者在相应的时隙中进行异频测量。另外，在保留小区的MCCH上广播保留保留小区指示信息，用于向用户设备20指示其所在的小区是保留小区。当用户设备20进入到保留小区中时，它读取该MCCH上的信息。这有助于触发对目标小区的异频测量，并且触发其自身和网络准备进行MBMS服务切换。因此，这减少了用户设备的服务连续中断时间。
图6示出了根据本发明第二实施方式的用户设备的结构框图。如图6所示，根据本发明第二实施方式的用户设备包括：收发单元21，包括在专用载波上收发信号的第一收发单元11A和在另一载波上收发信号的第二收发单元11B；控制单元22；信号强度测量单元23，用于在控制单元22的控制下，测量当前载波上的信号强度，并且在DRX期间测量另一载波上的信号强度，其中由控制单元12将接收的两种信号的强度与预定的阈值进行比较，并且根据比较结果进行小区选择，也就是越区切换；MBMS数据提取单元24，用于在进行越区切换的之前和之后选择来自不同小区的业务数据，并且根据PDCP SN对这些数据进行合并；和呈现单元25，对MBMS数据提取单元24所得到的MBMS业务数据进行处理并呈现给用户。
当用户设备20从MBMS传输小区进入到保留小区中时，在从MCCH信道接收到保留小区指示信息之后，控制单元22触发异频测量动作，由信号强度测量单元23测量当前载波上的信号强度和另一载波上的信号强度。然后，控制单元22比较服务小区和相邻小区的异频测量结果，以便确定接收条件较好的小区。用户设备20可以在异频测量期间中自动地接收相邻小区的MCCH。如果相邻小区正在传输该服务，UE在适当的时机进行小区选择。例如，单小区信号强度高于多小区信号强度预定时间之后，执行越区切换。但是，如果该小区并未传输该服务，控制单元22通过第二收发单元11B在混合载波中建立起RRC连接，以便触发MBMS传输，这是因为在专用载波中不存在上行链路。
下面描述与上述相反的切换过程。当用户设备20进入到与MBSFN区域中的小区具有重叠区域的混合小区中时，该混合小区MCCH中，基站不但要广播自身的控制信息，而且广播MBSFN中目标小区的载波频率和MCCH配置信息。用户设备20中的第一收发单元11A检测目标小区中的MCCH，并且由信号强度测量单元23测量该专用信道上的信号强度，由控制单元22与阈值进行比较以进行小区选择，也就是越区切换。
上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求来限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种应用于通信网络中的越区切换方法，该通信网络包括形成MBSFN区域的第一小区、未形成MBSFN区域的第二小区和界于第一小区和第二小区之间的保留小区，保留小区隶属于MBSFN区域，其中在该保留小区中广播保留小区指示信息，该方法包括步骤：
接收保留小区指示信息，以获知该用户设备处于保留小区中；
测量保留小区中针对预定业务的基于MBSFN传输的第一信号强度和基于单小区传输的第二信号强度；以及
在所述第一信号强度与所述第二信号强度的差别小于预定阈值期间，选择第一小区或者第二小区作为目标小区。
2.如权利要求1所述的越区切换方法，其中，所述MBSFN传输和单小区传输被复用在同一载波上。
3.如权利要求1所述的越区切换方法，其中所述MBSFN传输和单小区传输分别在各自的载波上，所述测量步骤包括：
测量当前载波上的信号强度，以及
在预定的时间段中，测量另一载波上的信号强度。
4.如权利要求1所述的越区切换方法，其中，所述信号强度是业务信道的信号强度。
5.如权利要求1所述的越区切换方法，其中，所述信号强度是是业务信道上参考信号的信号强度。
6.如权利要求2所述的越区切换方法，还包括步骤：
在所述第一信号强度与所述第二信号强度平衡期间，基于针对该预定业务的PDCP的PDCP SN来选择MBSFN传输和单小区传输的数据。
7.如权利要求1所述的越区切换方法，其中选择第一小区和第二小区中信号强度高的那个小区作为目标小区。
8.如权利要求1所述的越区切换方法，其中，所述保留小区指示信息是在MCCH上广播的。
9.如权利要求2所述的越区切换方法，还包括：若所述保留小区并未发送该项业务，则在该保留小区中发起与基站的RRC连接，建立起所述预定业务的单小区传输。
10.一种用于通信网络中的用户设备，该通信网络包括形成MBSFN区域的第一小区、未形成MBSFN区域的第二小区和界于第一小区和第二小区之间的保留小区，保留小区隶属于MBSFN区域，其中在该保留小区中广播保留小区指示信息，该用户设备包括：
收发装置，接收保留小区指示信息，以获知该用户设备处于保留小区中；
测量装置，测量保留小区中针对预定业务的基于MBSFN传输的第一信号强度和基于单小区传输的第二信号强度；
其中，在所述第一信号强度与所述第二信号强度的差别小于预定阈值期间，选择第一小区或者第二小区作为目标小区。
11.如权利要求10所述的用户设备，其中，所述MBSFN传输和单小区传输被复用在同一载波上。
12.如权利要求10所述的用户设备，其中所述MBSFN传输和单小区传输分别在各自的载波上，所述测量装置测量当前载波上的信号强度，并且在预定的时间段中，测量另一载波上的信号强度。
13.如权利要求10所述的用户设备，其中，所述信号强度是业务信道的信号强度。
14.如权利要求10所述的用户设备，其中，所述信号强度是是业务信道上参考信号的信号强度。
15.如权利要求11所述的用户设备，还包括：
提取装置，在所述第一信号强度与所述第二信号强度平衡期间，基于针对该预定业务的PDCP的PDCP SN来选择MBSFN传输和单小区传输的数据。
16.如权利要求11所述的用户设备，其中，若所述保留小区并未发送该项业务，则在该保留小区中发起与基站的RRC连接，建立起所述预定业务的单小区传输。
17.如权利要求10所述的用户设备，其中选择第一小区和第二小区中信号强度高的那个小区作为目标小区。
18.如权利要求10所述的用户设备，其中，所述保留小区指示信息是在MCCH上广播的。
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