CN101472306B - 一种ap间切换的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AP网络中切换的方法、装置和系统，具体包括：源AP发送切换请求；目标AP根据相关资源以及所述切换请求中包含的用户设备上下文，判断满足切换条件，则预留资源并建立传输和无线链路，在UE重配置时与所述UE进行同步；AG将与所述源AP之间的上下行隧道调整为与所述目标AP之间的上下行隧道。通过本发明的方法，装置和系统，克服了现有技术中使用相同的RNC-ID的两个AP之间无法切换的问题，进而达到了在RNC-ID相同的情况进行AP之间的切换的目的，同时也减轻了核心网的负担。

Description

一种AP间切换的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种AP间切换的方法、装置和系统。
背景技术
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通讯系统)一种3G(Third generation，第三代)移动电话技术。UMTS使用W-CDMA(Wireless-Code Division Multiple Access，码分多址接入)作为底层标准，由3GPP(Third generation partner plan，第三代伙伴计划)定型，代表欧洲对ITU IMT-2000关于3G蜂窝无线系统需求的回应。
UMTS AP是最新发展起来的一种UMTS基站型态，适用于家庭和办公场所等小范围地区，主要解决覆盖和容量问题。UMTS AP可以通过宽带接入连接到运营商网络，提供各种3G业务。
如图1所示为目前AP(Access Point，接入点)网络的主流架构图，多个AP经过一个AG(Access Gateway，接入网关)，连接到运营商的核心网络。一个运营商网络中一般有多个AG设备。
AP一般实现WCDMA网络的NodeB和RNC的功能，其中AP实现的RNC功能是3GPP协议标准规定的。由于AP网络中AP的数目非常大，如果为每个AP分配一个RNC-ID，会导致RNC-ID不够。因此在AP网络中，存在多个AP共用一个RNC-ID的情况。AG实现RNC代理功能，包括Iu接口标志转换，RAB连接标志和IP地址转换，用户面转发，AG实现的RNC代理功能不是3GPP协议规定的。在核心网侧认为AG就是一个RNC，一般为每个AG分配一个RNC-ID，同一个AG下的所有AP共用该AG的RNC-ID。多个AP可以组网，覆盖较大的区域。UE在AP网络内移动时，会发生AP间的切换，如图2所示，可知，既可能存在AG内的AP切换，当然也可能存在跨AG的AP间的切换。
发明人在实现本发明的过程中发现，目前WCDMA网络中定义了多种切换方案，如软切换、硬切换、硬切换伴随迁移等，这些切换方案适用于宏网络架构，其中适用于AP网络的主要是硬切换伴随迁移流程，如图3所示，为硬切换伴随迁移流程图，硬切换伴随迁移的方案是目前适用于AP网络切换的主要方法之一，但是该流程只适用于不同AG且AP采用不同RNC-ID的情况，在采用同一RNC-ID的AP间切换时，就不能使用标准中定义的切换流程了，从而导致切换失败。
发明内容
本发明实施例要解决的问题是提供了一种AP间切换的方法、装置和系统，在源AP与目标AP使用相同RNC-ID，并且核心网不可见的情况下，实现了源AP与目标AP之间的切换。
为达到上述目的，本发明实施例一方面提出一种具有相同RNC-ID的AP间切换的方法，包括以下步骤：
源AP发送切换请求；
目标AP根据相关资源以及所述切换请求中包含的用户设备上下文，判断满足切换条件，则预留资源并建立传输和无线链路，在UE重配置时与所述UE进行同步；
AG将与所述源AP之间的上下行隧道调整为与所述目标AP之间的上下行隧道。
另外，本发明实施例还提供了一种AP，用于相同RNC-ID的AP间的切换；所述AP包含判决模块，同步模块，隧道建立模块；
所述判决模块用于接收切换请求，根据相关资源和所述切换请求中包含的用户设备上下文，判决是否满足切换条件，若满足切换条件，则预留资源并建立传输和无线链路，并向相关网元发出切换指令；
所述同步模块，用于在所述判决模块判决满足切换条件，发出切换指令，UE收到源AP的重配置指令并开始进行重配置后，与UE进行同步；
所述隧道建立模块，用于在所述同步模块完成同步后，根据AG的指示，与所述AG建立上下行隧道。
本发明还提供了一种AG，用于相同RNC-ID的AP间的切换；所述AG包含信令处理模块，切换指令模块，隧道调整模块，
所述信令处理模块，用于接收源AP发送的包含用户信息上下文的切换请求，并将所述切换请求处理后发送给目标AP；
所述切换指令模块，用于在所述目标AP根据所述用户设备上下文以及相关资源判决满足切换条件，预留资源并建立链路后，向所述源AP发送切换命令；
所述隧道调整模块，用于在UE进行重配置并与目标AP完成同步之后，将与所述源AP之间的上下行隧道调整为与目标AP之间的上下行隧道。
最后，本发明还提供了包含上述AP和AG的AP间切换的系统。
本发明实施例的技术方案具有以下优点，因为采用了在核心网不可见的情况下进行源AP和目标AP之间的切换，克服了现有技术中使用相同的RNC-ID的两个AP之间无法切换的问题，进而达到了在RNC-ID相同的情况进行AP之间的切换的目的，同时也减轻了核心网的负担。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中AP网络的主流架构图；
图2为现有技术中UE在AP间切换示意图；
图3为现有技术中硬切换伴随迁移流程图；
图4为本发明实施例一当AP1与AP2的RNC-ID相同时进行切换的流程图；
图5为本发明实施例二当AP1与AP2的RNC-ID相同时进行切换的流程图；
图6为本发明实施例三当AP1与AP2的RNC-ID相同时进行切换的流程图；
图7为本发明实施例四的AP结构图；
图8为本发明实施例五的AG结构图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。值得说明的是，以下主要以UMTS为例进行说明，但并不限制本发明实施例提供的技术方案在其他系统中的应用。
本发明实施例用AP1表示源AP，AP2表示切换目标AP，UE在AP1和AP2之间切换，可以理解，具体的AP标识不构成对本发明的限制。
本发明实施例提供的技术方案，在AP1和AP2共用一个RNC-ID的情况下，实现UE从AP1切换到AP2上；通过本发明实施例切换流程，将AP1上的UE上下文搬移到AP2上，并在AG上调整隧道路径，此过程核心网不可见。由于切换不需要核心网参与，减轻了核心网的负担，并且兼容现有核心网，同时该方案适用于类似架构的所有AP网络，如UMTS、GSM等。
需要说明的是，在发起切换前，AP1可以判断需要进行的切换是相同RNC-ID还是不同RNC-ID的AP之间的切换，由于AP1上分别配置有AP邻区列表和宏网络邻区列表，邻区列表中包含RNC-ID和Cell ID，AP1发起切换时，可以检查AP2是否是AP邻区并且具有相同的RNC-ID，如果是AP邻区则说明需要进行跨AP切换，如果AP2与AP1具有相同的RNC-ID，则发起本发明实施例的相同RNC-ID的AP间切换流程。
以下以具体实施例的方式，对本发明提供的技术方案进行详细描述。
实施例一：
如图4所示，为本发明实施例一UE在采用相同RNC-ID的AP1与AP2之间切换的信令流程图，当UE需要从AP1切换到AP2上时，通过本发明实施例一的切换流程，将AP1上的UE参数(包括PS、CS上下文)发送到AP2上后，AG调整相关的隧道路径，由于本发明实施例一的整个切换流程核心网不可见，所以当AP1和AP2使用相同的RNC-ID并进行切换时避免了现有核心网MSC不支持使用相同RNC-ID的AP之间进行切换的问题，具体步骤如下：
步骤S401：AP1向AG发送切换请求HandOver Required；
切换请求中携带有UE的PS、CS上下文，通过该切换请求，AP1将UE的PS、CS上下文发送给AG。
另外，还可以在AP1发送切换请求消息后，启动超时保护定时器，等待切换命令消息，若定时器超时仍然没有收到切换命令，则发起切换取消流程。
步骤S402：AG返回给AP2切换请求HandOver Required；
由于该切换请求中携带有UE的PS、CS上下文，通过该切换请求将UE的PS、CS上下文发送给AP2。
该步骤中，如果AG无法寻址到AP2，则返回切换准备失败消息Handover Preparation Failure给AP1，结束流程。
步骤S403：AP2收到UE的PS、CS上下文消息后，进行切换判决，在确定相关资源情况满足切换条件时，预留资源并建立传输和无线链路，等待UE接入；
所述的相关资源情况，包括当时的无线，传输资源和AP2自身的资源情况，如自身的处理能力、内存、规格等。
AP2根据接收到的UE的PS、CS上下文、当时的无线，传输资源以及AP2自身的资源情况，判断如果此时的无线，传输资源以及AP2自身的可用资源能够满足所述UE的PS、CS上下文所要求的资源，那么AP2判断满足切换条件，AP2根据UE的PS、CS上下文设置无线链路、传输隧道；
在该步骤中，如果当时无线传输资源不足或者AP2的自身资源不足，如空口码资源不足、AP用户数规格受限等，或者某些能力不支持，如指定的完整性保护/加密算法等，则返回切换失败消息Handover Failure给AG，携带对应的失败原因。AG再返回切换准备失败消息HandoverPreparation Failure给AP1，携带对应的失败原因，结束流程。
步骤S404：AP2向AG发送切换请求确认HandOver Request Ack；
如果支持无损切换，则可以通过该切换请求确认消息将UE的回传隧道(用于将AP1上缓存的下行数据转发到AP2)参数发送给AG。
步骤S405：AG给AP1发送切换命令HandOver Command；
如果支持无损切换，则可以通过该切换命令消息将UE的回传隧道参数发送给AP1。
步骤S406：AP1收到AG的切换命令后，给UE发送重配置消息RB Reconfiguration；
步骤S407：UE在收到重配置消息后，发起同步流程，与AP2开始进行同步；
步骤S408：AP2向AG发送切换发现Handover Detect指令；
AG可以在收到该切换发现消息后，调整隧道路径。调整的过程主要是将AG与AP1之间的上下行隧道切换为AG与AP2之间的上下行隧道。
步骤S409：UE向AP2发送重配置完成消息RB ReconfigurationComplete；
此时UE与AP2的同步流程完毕，向AP2发送重配置完成消息。
步骤S410：AP2收到重配置完成的指令后向AG发送切换完成消息handover complete；
如果AG在前述步骤408中没有调整隧道路径，则也可以在收到该切换完成消息后，调整隧道路径。调整的过程主要是将AG与AP1之间的上下行隧道切换为AG与AP2之间的上下行隧道。
步骤S411：AG向AP1发送释放资源命令eIu Release Command；
步骤S412：AP1收到释放资源命令后，执行释放AP1资源流程。
步骤S413：在AP1释放资源完毕后，AP1通过释放完成消息eIuRelease Complete通知AG释放资源完毕。
需要说明的是，当AP1发起切换准备，但是没有发送RBReconfiguration消息给UE，或者发送了但UE又返回到AP1上，则AP1可以发送切换取消消息Handover Cancel到AG，取消切换。AG收到Handover Cancel消息后，返回Handover Cancel Acknowledge消息给AP1，释放与AP2的eIu口连接以及相关资源。
如果AP1收到Handover Cancel Acknowledge消息前收到了Handover Failure消息(即前面步骤S403中提到的切换失败消息)，则停止切换取消流程。
另外，当AP1发现CS域或者PS域之一发生切换失败，而此时另一个域的切换流程成功或者正在进行，则可以对另一个域发起切换取消。
在本实施例中，UE的PS、CS上下报文并不经过核心网的MSC，所以对核心网不可见，从而有效地避免了由于AP之间的RNC-ID相同而无法相互切换的问题。
实施例二：
如图5所示，为本发明实施例二将PS、CS上下文打包成一条信令消息实现在AP1与AP2之间切换的流程图。本发明实施例二将用户的PS、CS上下报文合为一条UE参数来进行AP1与AP2间的切换，在一定的程度上减少了AG的负荷，使切换流程变得更加高效、稳定，具体步骤与实施例一大体相同，在此不再赘述。
在实施例二中，主要通过将用户的PS、CS上下文合为一条信令进行传输，传输的原理与实施例一相比基本一致，通过实施例二的切换流程，将AP1上PS、CS上下文发送到AP2上，同时在AG上调整相关参数和隧道方向，实施例二的过程核心网依然不可见，同样也可在AP1与AP2的RNC-ID相同时进行切换，实施例二的优点在于将PS，CS上下报文合为一条传输，可以进一步降低AG的负荷，提高消息传输的效率。
实施例三：
如图6所示，为本发明实施例三揭示的，在AP1与AP2之间可以互通的情况下，UE在AP1与AP2之间切换的流程图，在本实施例中，由于AP1与AP2之间信令可以互通，AP1可以直接将UE参数(包含PS、CS上下文)发送给AP2，较前述实施例相比，本实施例使AG可以更少的接收信令消息，从而使AG的负荷进一步的减小，也使切换过程更加简便，进一步的提高了效率。
AP1和AP2之间的互通可以通过AP之间的IP网络进行互通，或者通过AP之间的Iur接口进行交互。
具体步骤如下：
步骤S601，AP1直接向AP2发送切换请求Handover Request；
步骤S602，AP2进行切换判决，具体判决方法与前述实施例一大体相同，在此不再赘述；
步骤S603，当AP2判决可以进行切换时，向AP1发出切换请求确认Handover Request Ack信息；
步骤S604，在AP1接收到切换请求确认的信息后，AP1向UE发起RB重配置RB Reconfiguration指令；
步骤S605，发起同步流程，UE与AP2开始进行同步；
步骤S606，UE重配置完成后，向AP2发送重配置完成指令RBReconfiguration Complete；
步骤S607，AP2向AG发送切换完成Handover Complete信息，告知AG，UE切换与重配置完成；
UE切换与重配置完成后，AG调整隧道路径。调整的过程主要是将AG与AP1之间的上下行隧道切换为AG与AP2之间的上下行隧道。
步骤S608，AG在得知UE切换完成后，给AP2发出切换完成确认Hand Complete Ack指令；
步骤S609，接到切换完成认证指令后，AP2向AP1发出释放资源Release Resource指令；
步骤S610，AP1执行释放资源流程。
上述以PS，CS报文合一为例对本发明实施例三的具体步骤进行了说明，本领域技术人员可以理解，PS，CS报文分别发送也可以类似的采用本发明实施例三的方案。
本发明实施例三在核心网不可见的情况下进行AP1与AP2之间的切换，克服了现有技术中使用相同的RNC-ID的两个AP之间无法切换的问题，由于利用了AP之间可以进行互通的特点，进一步减少了发送给AG的信令，更加减轻了核心网的负担。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，所述的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
实施例四：
本发明还提供了一种AP，如图7所示，用于相同RNC-ID的AP间的切换，所述AP包含判决模块701，同步模块702，隧道建立模块703；
所述判决模块701用于接收切换请求，根据相关资源和所述切换请求中包含的用户设备上下文，判决是否满足切换条件；若满足切换条件，则预留资源，建立传输和无线链路，并向相关网元发出切换指令。
判决模块701接收的切换请求，在AP间不能互通时，一般是源AP经过AG处理并转发的切换请求；在AP之间可以互通时，则由源AP直接发送给目标AP。而上述向相关网元发出切换指令，在AP间不能互通时，一般是向AG发送切换请求确认信息，AG收到该确认信息后，知道可以进行切换，并向源AP发送切换命令；在AP之间可以互通时，则可以直接给源AP发送切换请求响应，向源AP确认可以进行切换。
所述同步模块702，用于在所述判决模块701判决满足切换条件，UE收到源AP的重配置指令并开始进行重配置后，与所述UE进行同步；
所述隧道建立模块703，用于在所述同步模块702完成同步后，根据AG的指示，与所述AG建立上下行隧道。
另外，该AP还可以包括其他的单元模块，以实现相应方法实施例中，由该AP所完成的方法步骤。
实施例五：
本发明还提供了一种AG，如图8所示，用于相同RNC-ID的AP间的切换，所述AG包含信令处理模块801，切换指令模块802，隧道调整模块803，
所述信令处理模块801，用于接收源AP发送的包含用户信息上下文的切换请求，并将所述切换请求处理后发送给目标AP；
所述切换指令模块802，用于在所述目标AP根据所述用户设备上下文以及相关资源判决满足切换条件，预留资源并建立链路后，向所述源AP发送切换命令；
所述隧道调整模块803，用于在UE进行重配置并与目标AP完成同步之后，将与所述源AP之间的上下行隧道调整为与目标AP之间的上下行隧道。
另外，该AG还可以包括其他的单元模块，以实现相应方法实施例中，由该AG所完成的方法步骤。
另外，本发明实施例还提供了一种AP间切换的系统，包括UE以及上述实施例中提到的AP和AG。由于AP和AG已经在之前进行了比较详细的描述，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，本发明不只是用于UMTS AP，也适用于GSM AP网络等类似AP网络；GSM与UMTS切换流程基本相同，主要是空口信令名称和具体参数不同，一般空口信令对应关系如下：
  编号  UMTS   GSM
  1  RB Reconfiguration(RB重配置)   Handover Command(切换命令)
 2   RB Reconfiguration Complete(RB重配置完成)  Handover Complete(切换完成)
具体步骤与本发明实施例类似，在此不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种接入点AP间切换的方法，所述切换在具有相同的无线网络控制器标识RNC-ID的源AP与目标AP之间进行，所述源AP与目标AP与接入网关AG相连，所述AG与核心网CN相连，其特征在于，包括步骤：
所述源AP直接向所述目标AP发送切换请求，所述切换请求中包含用户设备上下文；
所述目标AP根据相关资源以及所述切换请求中包含的用户设备上下文，判断满足切换条件，则预留资源并建立传输和无线链路，在用户设备UE重配置时与所述UE进行同步；
所述AG在收到所述目标AP发送的切换发现消息或者在收到所述目标AP发送的切换完成消息后，所述AG将与所述源AP之间的上下行隧道调整为与所述目标AP之间的上下行隧道。
2.如权利要求1所述的AP间切换的方法，其特征在于，所述源AP向目标AP发起切换请求具体包括：
所述源AP直接向目标AP发送所述包含用户设备上下文的切换请求，所述切换请求中携带有UE的分组交换PS上下文和电路交换CS上下文。
3.如权利要求1或2所述的AP间切换的方法，其特征在于，所述目标AP判断满足切换条件，则预留资源并建立传输和无线链路后，进一步包括，所述目标AP直接指示所述源AP进行切换。
4.一种接入点AP间切换的方法，所述切换在具有相同的无线网络控制器标识RNC-ID的源AP与目标AP之间进行，所述源AP与目标AP与接入网关AG相连，所述AG与核心网CN相连，其特征在于，包括步骤：
所述AG接收所述源AP的切换请求，并将所述切换请求发送给所述目标AP，所述切换请求中包含用户设备上下文；
在所述目标AP根据所述用户设备上下文以及相关资源判决满足切换条件，预留资源并建立传输和无线链路后，向所述源AP发送切换命令；
在UE进行重配置并与目标AP完成同步之后，所述AG在收到所述目标AP发送的切换发现消息或者在收到所述目标AP发送的切换完成消息后，所述AG将与所述源AP之间的上下行隧道调整为与所述目标AP之间的上下行隧道。
5.一种接入点AP，用于相同无线网络控制器标识RNC-ID的AP间的切换，所述具有相同RNC-ID的AP与接入网关AG相连，所述AG与核心网CN相连，其特征在于，所述AP包含判决模块，同步模块，隧道建立模块；
所述判决模块用于接收具有相同RNC-ID的源AP经过所述AG处理并转发的切换请求，根据相关资源和所述切换请求中包含的用户设备上下文，判决是否满足切换条件，若满足切换条件，则预留资源并建立传输和无线链路，并向所述AG发送切换请求确认消息；
所述同步模块，用于在所述判决模块判决满足切换条件，发出切换指令，用户设备UE收到源AP的重配置指令开始进行重配置后，与UE进行同步；
所述隧道建立模块，用于在所述同步模块完成同步后，根据所述AG的指示，与所述AG建立上下行隧道。
6.如权利要求5所述的AP，其特征在于，所述判决模块接收的切换请求包括分组交换PS上下文和电路交换CS上下文。
7.一种接入网关AG，用于相同无线网络控制器标识RNC-ID的源接入点AP与目标AP间的切换，所述源AP和目标AP与所述AG相连，所述AG与核心网CN相连，其特征在于，所述AG包含信令处理模块，切换指令模块，隧道调整模块；
所述信令处理模块，用于接收所述源AP发送的包含用户信息上下文的切换请求，并将所述切换请求处理后发送给所述目标AP；
所述切换指令模块，用于在所述目标AP根据所述用户设备上下文以及相关资源判决满足切换条件，预留资源并建立链路后，向所述源AP发送切换命令；
所述隧道调整模块，用于在用户设备UE进行重配置并与所述目标AP完成同步之后，将与所述源AP之间的上下行隧道调整为与所述目标AP之间的上下行隧道。
8.一种接入点AP间切换的系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求5中的AP，以及如权利要求7中的接入网关AG。 
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