CN101374348A - 无线电信网络中的切换方法及装置 - Google Patents

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CN101374348A CNA2008101611327A CN200810161132A CN101374348A CN 101374348 A CN101374348 A CN 101374348A CN A2008101611327 A CNA2008101611327 A CN A2008101611327A CN 200810161132 A CN200810161132 A CN 200810161132A CN 101374348 A CN101374348 A CN 101374348A
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A·卡萨蒂
P·戈丁
S·K·帕拉特
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Alcatel Lucent SAS
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Abstract

本发明涉及无线电信网络中的切换方法及装置。在无线电信网络中切换时，当没有更多数据被发送给源节点(eNB 2)时，自网关节点(MME/SAE GW4)传输虚分组或具有指示位的数据分组给源节点(eNB 2)。源节点(eNB 2)将它们转发给目标节点(eNB 3)。当目标节点(eNB 3)检测到指示符时，它知道没有更多等待从源节点(eNB 2)接收的数据并且它能够替代地以从网关节点(SAEGW)发送给它的数据继续。

Description

无线电信网络中的切换方法及装置
技术领域
本发明涉及用于在无线电信网络中切换的方法及装置，并且更具体地但不排他地涉及根据第三代合作伙伴计划(3GPP)演进通用陆地无线接入网(E-UTRAN)及演进通用陆地无线接入(E-UTRA)规范实现的方法及装置。
背景技术
目前，3GPP正在考虑发展在于此被并入作为参考的技术规范3GPP TS36.300v8.1.0(2007-06)及相关文献中提出的E-UTRA及E-UTRAN。3GPP长期演进(LTE)旨在例如通过改善效率及业务来提高通用移动电信系统(UMTS)标准。
在E-UTRAN中，用户设备(UE)与网络节点NodeB(eNB)通信，其中数据通过它们之间的无线电链路在无线电承载(RB)上被发送。经由指定为S1的接口，eNB与移动管理实体/系统架构演进网关(MME/SAE GW)连接。E-UTRAN网络包含多个eNB及MME/SAE GW。
在LTE中，所有的无线接入网(RAN)功能均被集成在每一节点eNB中。下行链路用户数据、即互联网协议(IP)分组自SAE GW被传输至eNB。当UE自第一(源)eNB切换至另一(目标)eNB时，用UE的当前位置eNB更新SAE GW且SAE GW开始向目标eNB发送数据。
然而，为避免数据丢失，已在源eNB中缓存的任何数据必须被转发至目标eNB。同样，在切换(HO)过程期间已被发送至源eNB的数据在用UE的当前位置更新SAE GW之前也由源eNB转发至目标eNB。
为保持发送给UE的分组的顺序，目标eNB必须首先以与SAE GW发送的顺序相同的顺序通过无线电发送数据。也就是说，首先由eNB缓存的数据被发送给目标eNB，随后是在HO过程期间从SAE GW传送的数据，且只有当这些数据均已被发送时，目标eNB才能将其从SAE GW直接接收的新数据发送给UE。
在图1中显示了应用于UE 1的HO过程的消息流，图1示出包含源eNB 2、目标eNB 3 及MME/SAE GW 4的网络。当源eNB 2根据来自UE 1的测量报告作出切换决定时，它发送切换请求消息给目标eNB 3。在准入控制步骤5处，目标eNB 3配置所需资源并发送切换请求确认消息给源eNB 2。在自源eNB 2至UE 1的切换命令之后，UE1脱离原小区并与同目标eNB 3相关的新小区同步。同样，在源eNB 2处缓存的及任何传送中的数据分组均被转发给目标eNB 3。在步骤10处自UE 1至目标eNB 3的切换证实消息之后，目标eNB 3发送切换完成消息给MME/SAE GW 4。来自源eNB 2的数据分组继续被输送至目标eNB3。一旦从源eNB 2转发的所有数据均已被目标eNB接收，目标eNB于是就能够发送从MME/SAE GW通过S1到达的新数据。然而，源eNB 2不知道哪个是最后的分组。当在步骤11与12之间接收到路径转换消息时，SAE GW4也已经向源eNB 2发送最后的分组。
3GPP所考虑的处理该问题的一种建议是使用计时器。源eNB及目标eNB为传送中的任何数据等待确定的时间段。在所述时间段的末尾，源eNB停止向目标eNB发送数据。目标eNB停止接收来自源eNB的数据并开始向UE发送从SAE GW接收的数据。预期计时器的起点为HO完成消息(步骤11)向SAE网关的发送。为使用此机制，计时器必须适应HO完成消息到达MME、MME更新SAE网关、SAE网关至源eNB数据延迟、及最后自源eNB至目标eNB的延迟的最坏情况延迟。因为这涉及到若干跳跃，有些跳跃可能越过长距离，所以总延迟的变化潜在地相当大。计时器必须适应最坏可能延迟变化。若以积极的方式设置计时器，则在计时器终止后未被目标eNB接收的任何转发数据将被所述eNB丢弃。
发明内容
根据本发明的第一方面，用于在无线电信网络中移动终端自源节点切换至目标节点的方法包括如下步骤：
在切换过程期间，连接网关元件以便把预定给移动终端的数据分组发送给目标节点及源节点，且源节点把任何数据分组转发给目标节点，目标节点把它们发送给移动终端；
然后连接网关元件以将数据分组仅发送给目标节点；
自网关元件向源节点发送指示符以指示何时连接网关元件以将数据分组仅发送给目标节点；
源节点将指示符转发给目标节点；及
当目标节点接收到指示符时，目标节点将由网关元件发送给目标节点的数据分组发送给移动终端。
通过使用根据本发明的方法，不必依靠计时器来估计何时数据传输可能已完成，因为所转发的数据的结束可直接被指示。这降低在切换期间数据分组将丢失或被复制的风险。指示符可被包含于自网关元件发送给源节点的至少一个数据分组内，或替代地，或附加地，指示符是至少一个没有有效载荷数据的虚分组。网关元件可发送多个数据分组或虚分组以确保目标节点检测到所转发的数据的结束。
因此，在LTE中使用的方法中，在接收到HO完成消息时，SAE GW发送一个或多个具有特殊指示符IE的分组给源eNB。这些分组基本上是虚分组。源eNB将它们转发给目标eNB。因为这些分组将是向源eNB发送的最后一个或数个分组，所以当目标eNB自源eNB接收到此指示符时，目标eNB开始发送来自SAE的新数据。这避免等待计时器终止及相关延迟的需要。这具有节省定时的潜力，因为所建议的计时器将需要针对最坏情况延迟容限被设置。所节省的时间反映在切换中断时间及通过S1到达的分组的等待时间上。
根据本发明的另一方法，指示符IE可在接收到HO完成消息后背负(piggyback)在发送给源eNB的数据分组中。此数据分组于是将是由SAE GW发送给源eNB的最后分组。
可以使用这些方法的组合，即具有指示符的数据分组后面有多个虚分组，以提高目标节点将检测到它们的可能性。
即使在HO过程期间没有输入的数据并且即使在源eNB中也没有缓存的数据，所述方法也可以被应用。当目标节点接收到虚分组时，检测网关元件至源节点及目标节点的连接并且然后接着检测仅至目标节点的连接。
在根据本发明的一种方法中，计时器与其结合使用，允许网络节点中的可选实施方案。若目标节点未检测到指示符，则计时器将充当可依靠的元件。若目标节点在计时器终止前的确接收到虚分组，它可停止计时器并提前发送数据给移动终端。这可导致切换中断时间减少大约10ms或更多。假定典型地HO中断为大约10ms及通过无线电的分组等待时间为大约6ms，在终端用户感觉方面这种10ms的节省是相当明显的。
所述方法源自考虑根据长期演进(LTE)规范的电信网络，但也可被应用于根据其它标准或规范的网络。
根据本发明的第二方面，无线电信网络根据本发明方法运行。
根据本发明的第三方面，网关元件被包含于网络中且包括用于产生具有最后分组指示位以提供指示符的数据分组的发生器。网关元件可替代地或附加地包括用于产生虚分组的发生器，该虚分组具有将其标识为虚分组的消息类型。
附图说明
现仅作为例子并且参照附图描述根据本发明的某些实施例及方法，其中：
图1示意性地图示现有技术网络及切换期间的消息传送；
图2示意性地图示根据本发明的网络及切换期间的消息传送；
图3示意性地图示先前已知的数据分组的实例；
图4示意性地图示根据本发明的具有指示符的数据分组；及
图5示意性地图示根据本发明的虚(dummy)分组。
具体实施方式
参照图2，在LTE电信网络中，切换过程类似于图1中所示的切换过程，直到切换完成消息自目标节点3被发送至SAE GW 4，如步骤11所示。
当MME/SAE网关4接收到HO完成消息时，它发送在GW 4处由指示符发生器产生的几个虚分组给源eNB 2。然后由源eNB 2将虚分组转发给目标eNB3。当目标eNB 3接收到虚分组时，它知道没有进一步的分组通过源eNB 2到达且可以开始向UE 1发送通过S1接收的数据。
在步骤11处示出计时器的起点，其中其最大周期是箭头的长度。由于接收到虚分组以指示数据流的结束，所以存在可能明显的时间节省。
在图3中给出了典型GTP数据分组的表示，该典型GTP数据分组显示GTP报头和有效载荷。具有指示符的GTP数据分组在图4中被显示，最后分组指示位被包含作为报头的一部分，其中图4示出显示GTP报头和有效载荷的GTP分组实例，其中GTP报头中的一附加位指示该分组为最后分组。图4中所示的数据分组类型可被用于指示被转发的数据的结束。图3及图4的分组的消息类型均被显示为普通GTP-U分组类型。
图5图示虚分组，其具有将其标识为这样的分组的报头类型且不承载数据有效载荷。
在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其它特定形式来具体化并且以其它方法来实现。所描述的实施例及方法在各个方面都应仅被视为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附的权利要求而非上述说明来指示。在权利要求的等价含义及范围内的所有改变都应被包含在其范围内。

Claims (10)

1.一种用于在无线电信网络中移动终端自源节点切换至目标节点的方法，包括如下步骤：
在切换过程期间，连接网关元件以发送预定给所述移动终端的数据分组给所述目标节点及所述源节点，且所述源节点转发任何数据分组给所述目标节点，所述目标节点将所述任何数据分组发送给所述移动终端；
然后连接所述网关元件以将数据分组仅发送给所述目标节点；
自所述网关元件向所述源节点发送指示符以指示何时连接所述网关元件以将数据分组仅发送给所述目标节点；
所述源节点转发所述指示符给所述目标节点；以及
当所述目标节点接收到所述指示符时，所述目标节点将由所述网关元件发送给所述目标节点的数据分组发送给所述移动终端。
2.如权利要求1所述的方法，并且包括添加所述指示符至自所述网关元件发送给所述源节点的至少一个数据分组。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述指示符是至少一个没有有效载荷数据的虚分组。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述电信网络符合长期演进(LTE)规范。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中在所述网关从所述目标节点接收到所述切换完成的消息后，从所述网关发送所述指示符给所述源节点。
6.如权利要求5所述的方法，并且其中所述网关元件在自所述目标节点接收所述切换完成的消息与发送确认切换完成的消息给所述目标节点之间发送所述指示符。
7.如权利要求1或2所述的方法，并且包括在自所述目标节点发送切换完成的消息给所述网关元件起的预定的时间段后，所述目标节点发送其从所述网关元件接收的数据分组给所述移动终端。
8.一种无线电信网络，包括：多个节点；和网关元件，该无线电信网络运行以便，在移动终端自源节点切换至目标节点的过程期间，所述网关元件发送预定给所述移动终端的数据分组给所述目标节点及所述源节点，且所述源节点转发所述数据分组给所述目标节点，所述目标节点将所述数据分组发送给所述移动终端，所述网关元件被布置用于发送指示符给所述源节点以指示随后所述网关元件何时被连接以将数据分组仅发送给所述目标节点，所述源节点运行用于转发所述指示符给所述目标节点；且当所述目标节点接收到所述指示符时，所述目标节点运行用于向所述移动终端发送由所述网关元件发送给所述目标节点的数据分组。
9.一种包含于无线电信网络中的网关元件，其中所述无线电信网络包括：多个节点；及网关元件，所述无线电信网络运行以便，在移动终端自源节点切换至目标节点的过程期间，所述网关元件发送预定给所述移动终端的数据分组给所述目标节点及所述源节点，且所述源节点转发所述数据分组给所述目标节点，所述目标节点将所述数据分组发送给所述移动终端，所述网关元件被布置用于发送指示符给所述源节点以指示随后所述网关元件何时被连接以将数据分组仅发送给所述目标节点，所述源节点运行用于转发所述指示符给所述目标节点；且当所述目标节点接收到所述指示符时，所述目标节点运行用于向所述移动终端发送由所述网关元件发送给所述目标节点的数据分组，且所述网关元件包含用于产生具有最后分组指示位以提供所述指示符的数据分组的发生器。
10.如权利要求9所述的网关元件，并且包括用于产生虚分组的发生器，该虚分组具有将其标识为虚分组的消息类型。
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