CN101543130A - 在移动通信系统中进行切换之时选择接入方法 - Google Patents
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Abstract
一种在通信系统中管理移动设备在第一接入节点与第二接入节点之间的连接切换的方法，该方法包括：将信息从通信系统发送到移动设备；基于所述信息来选择用于接入第二接入节点的多个接入方法中的一个接入方法；并且使用所选接入方法来接入第二接入节点。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信系统，并且具体地，涉及移动设备在至少两个接入节点之间的切换。
背景技术
通信设备可以理解为一种具有用于实现将设备用于与其它方通信的适当通信和控制能力的设备。通信可以例如包括语音、电子邮件(email)、文字消息、数据多媒体通信等。通信设备通常使设备的用户能够经由通信系统接收和发送通信，并且因此可以用于接入各种应用。
通信系统是一种有助于两个或者多个实体如通信设备、网络实体和其它节点之间进行通信的设施。可以通过一个或者多个互连网络来提供通信系统。可以提供用于将系统的各种网络互连的一个或者多个网关节点。例如，通常在接入网络与其它通信网络如核心网络和/或数据网络之间提供网关节点。
适当的接入系统允许通信设备接入更宽广通信系统。可以借助固定线路或者无线通信接口或者这些的组合来提供向更宽广通信系统的接入。提供无线接入的通信系统通常为其用户实现至少一些移动性。这些通信系统的例子包括其中借助蜂窝接入网络的布置来提供接入的无线通信系统。无线接入技术的其它例子包括不同无线局域网(WLAN)和基于卫星的通信系统。
无线接入系统通常根据无线标准和/或对允许系统的各种单元做什么以及这又应当如何实现进行阐述的一组规范来操作。例如，标准或者规范可以限定用户(或者更具体而言为用户设备(UE))是否具有电路交换承载或者分组交换承载或者兼而有之。也通常限定应当用于连接的通信协议和/或参数。例如，通常由预定义的通信协议限定应当在用户设备和网络单元之间实施通信的方式及其功能和职责。
在蜂窝系统中，形式为基站的网络实体提供用于与一个或者多个小区或者扇区中的移动设备进行通信的节点。注意在某些系统中，基站称为‘节点B’。当移动设备从基站移动到另一基站时，切换(HO)技术用来保证通信没有因为移动而丢失。有许多不同技术用于处理在基站与用户设备之间传输的信号，而所用具体切换技术视接入系统而定。
通常，通信所需基站装置和接入系统其它装置的操作由特定控制实体控制。控制实体通常与特定通信网络的其它控制实体互连。切换管理通常由蜂窝通信系统的适当切换控制实体提供。切换控制器通常提供无线电接入网络中的集中切换控制以便适当地控制接入网络不同小区中的切换。例如，无线电网络控制器(RNC)集中地管理通用陆地无线电接入网络(UTRAN)中的切换，而基站控制器(BSC)管理GSM(全球移动系统)EDGE(GSM增强型数据演进)无线电接入网络(GERAN)中的切换。
基于上文，已经提出也可以用分布方式处理通常已经由集中控制器处理的各种控制功能。这种分布式结构有时称为“平面架构(flatarchitecture)”。就切换管理而言，这意味着无线电接入网络中没有中央节点，但是切换控制被分布成由基站及其关联本地控制功能负责。
这样的架构的一个非限制例子是一种称为演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)、也称为长期演进(LTE)的概念。演进通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)由配置成提供无线电接入网络的基站和控制功能的E-UTRAN节点B(eNB)构成。eNB可以提供E-UTRA特征，比如朝向移动设备的用户平面无线电链路控制/介质访问控制/物理层协议(RLC/MAC/PHY)和控制平面无线电资源控制(RRC)协议端接。eNB接口经由所谓的S1接口对接到E-UTRAN接入网关(aGW)并且经由所谓的X2接口来互连。
一直需要提高通信系统的性能，并且本发明的目的在于提供一种实现这一点的新方式。
发明内容
在当前的LTE规范工作中，已经并且仍然进行与在执行切换过程中用以在目标小区中使用的接入过程有关的讨论。目前在讨论两个选择：
1)一个选择是，让目标小区中的接入过程基于标准的以竞争为基础的RACH(随机接入信道)。
2)另一选择是基于在GSM中使用的方式，其使用分配给切换的基于非竞争的UL-SCH(上行链路共享信道)来传送接入突发。
两个接入过程的目标之一是允许网络估计将在上行链路传输中用于用户设备的定时提前(TA)。
在GSM中，目标小区为UE分配将由UE用于在小区中传输接入突发的资源。在GSM中，在切换的情况下仅有一个用于接入新小区的选择——为UE保留专用上行链路资源以在新小区中发送上行链路接入突发。
发明人已经认识到，除了选择上文针对实施而讨论的两个接入过程之一作为LTE架构中的标准之外，允许网络表明将在切换执行过程中使用两个接入过程中的哪一个将是有利的。这一可能性可以通过允许网络向UE表明UE应当在目标小区中应用哪个接入过程来实现。将要在目标小区中使用的接入方法可以在切换命令中以信号发送给UE，并且其最简单的形式可以包括1比特。
发明人还已经认识到上文讨论的思想的根本发明概念不限于前述接入方法和网络架构，并且可以使用不同接入方法和架构来更广义地应用。
鉴于上文，根据一个实施例，提供一种在通信系统中管理移动设备在第一接入节点与第二接入节点之间的连接切换的方法，该方法包括：将信息从通信系统发送到移动设备；基于所述信息来选择用于接入第二接入节点的多个接入方法中的一个接入方法；并且使用所选接入方法来接入第二接入节点。
实施例允许通信系统内的功能的更大灵活性和对资源的更高效使用。在不同境况中不同接入方法将更适合。例如，对于一些应用而言，使用使延迟最小并且具有高成功率的切换方法可能至关重要。对于其它应用，比如延迟这样的因素可能并不如此重要，并且代之以简易性可能是关键特征以便进行对通信系统资源的最高效使用。实施例允许基于从移动设备所附接到的接入节点发送的信息在切换中使用不同接入方法，并且可以根据哪个接入方法最适合于给定应用来进行选择。这一布置提供一种更灵活并且对它的资源进行更好使用的通信系统。
根据一个配置，从第一接入节点发送到移动设备的信息包括指定移动设备应当将哪个接入方法用于接入第二接入节点的指示符。指示符可以在切换命令消息中从第一接入节点发送到移动设备。指示符可以例如是单个比特，该比特根据比特的状态来表明两个不同接入方法。例如，用信号发送的比特可以解释如下：
0-＞在正常的基于竞争的RACH上使用随机接入突发
1-＞在保留的UL-SCH资源上使用接入突发。
用以向UE表明将结合切换在目标接入节点中应用哪个接入过程的另一方式将是在系统信息(SI)中用信号发送所需信息。
在一个实施例中，无需将关于应用哪个接入方法的直接信息用信号发送到UE。可以用如下方式限定应用哪个接入方法：该方式使得，如果从第一接入节点发送到移动设备的信息包括目标接入节点中用于特定信令类型的资源分配，则移动设备选择一种用于接入使用所述信令类型的目标接入节点的方法。例如，如果切换命令包括用于目标小区中的UL-SCH的资源分配，则UE可以将这一分配用于接入突发传输。否则，UE可以将基于竞争的RACH用于接入突发传输。
关于各接入过程的实际使用以及何时应用哪个接入过程，这也可以依赖于进展中的实际数据传输和用于连接的总体服务质量(QoS)要求/参数。诸如低抖动、短延迟等要求可以表明应当使用以快速和基于非竞争的接入为重点的接入方法。另一方面，如果在延迟、小区切换时间等方面对数据传输无严格要求，则应当使用竞争接入方法。
可以用于确定将结合切换来使用什么接入过程的另一参数是在活跃状态下应用的DRX(不连续接收)间隔。将在活跃状态下应用的DRX间隔由网络支配并且将严重地依赖于当前进行的数据传输的要求(例如QoS)。因此，可以使用DRX间隔作为用于在切换出现时在新小区中使用哪个接入方法的指示符。与哪些DRX间隔触发哪个接入方法有关的限制或者具体信息可以是在规范中声明的或者在网络中作为系统参数来广播(例如系统信息广播)的系统参数。
可以基于例如包括指示符、信令分配类型、服务质量和/或DRX间隔的因素的组合来选择用于在切换过程中接入目标接入节点的方法。
至于将基本RACH过程用于在切换过程中接入目标小区，这可能看似一个容易和直接的选择。然而，该方式的弊端在于RACH是基于竞争的信道。这意味着有与延迟和成功率的可预测性有关的更高不确定性。然而例如在LTE中，延迟可能并不一直是每个给定切换情形中(例如正常网络浏览的例子中)的最重要因素。在这些情形中简易性可能是优选的。
使用专用UL-SCH资源上的接入突发发送这一可能性具有与如何实际地分配UL-SCH资源有关的若干选择。可以用至少三种方式完成专用UL-SCH资源在目标小区中的分配。
1)在HO命令(直接去往UL-SCH)中给定资源块分配。
2)在HO命令中没有给定资源块，但是给定用于UL-SCH的资源分配消息(在目标小区中)的位置。
3)在HO命令中没有给定关于UL-SCH资源的信息。UE UL-SCH通过AT(分配表)在目标小区中分配，其中UE将通过其自身在目标小区中进行接收(UE可以处于非DRX)。
应当注意上述选择优选地支持定时HO过程，但是这不是限制因素。它们也可以作为非定时HO来工作，虽然这样并不非常高效
可以认为在目标小区中使用专用UL-SCH资源上的接入突发发送比仅使用常规RACH过程这一替代方式略微更复杂。但是UL-SCH过程与RACH相比具有数个优点。
1)在基于非竞争的UL-SCH(UE专用UL-SCH资源)上使用接入突发。这消除竞争接入方法中存在的冲突风险。
2)延迟更具可预测性。
3)在源与目标小区之间应用切换时间同步可以潜在地将小区切换减小到变得很短(与非定时切换和基于竞争的接入方式相比)。
4)由于消除了来自基于竞争的接入的冲突风险，成功率更高(使用基于非竞争的接入)。
5)减少了基于竞争的接入信道(RACH)上的负载。
实施例的一个优点在于允许网络强制进行不同类型的切换(频率内/间)的UE使用获取定时提前的不同方法。例如，频率间小区进行切换的UE可以使用基于竞争的接入方式如RACH，而进行频率内的层切换的UE可以使用基于非竞争的接入方式如UL-SCH。
根据另一实施例，提供一种用于在通信系统中使用的接入节点，该接入节点适合于向移动设备发送表明多个接入方法中的哪个接入方法将用于在移动设备从接入节点到目标接入节点的切换过程中接入目标接入节点的信息。
根据另一实施例，提供一种移动用户设备，该移动用户设备适合于从接入节点接收信息、基于所述信息来选择用于在切换过程中接入目标接入节点的多个接入方法中的一个接入方法，并且使用所选接入方法来接入目标接入节点。
根据另一实施例，提供一种通信网络，该通信网络包括第一接入节点、第二接入节点和移动设备，通信网络适合于将信息发送到移动设备，移动设备适合于接收所述信息、基于所述信息来选择用于在移动设备从第一接入节点到第二接入节点的切换过程中接入第二接入节点的多个接入方法中的一个接入方法，并且使用所选接入方法来接入第二接入节点。
根据另一实施例，提供一种计算机程序，该计算机程序包括适合于在程序运行于计算机上或者处理器上时实现这里描述的方法的程序代码装置。
根据另一实施例，提供一种计算机程序产品，该计算机程序包括存储于计算机可读介质中的程序代码装置，该程序代码装置适合于在程序运行于计算机上或者处理器上时实现这里描述的方法。
附图说明
为了更好地理解实施例以及如何可以实现它们，现在将仅通过例子参照以下附图，其中：
图1示出了移动设备可以用于接入数据网络的两个无线接入系统的示意图；
图2示出了移动设备的部分截面图；并且
图3示出了根据本发明一个具体实施例的信令流程图。
具体实施方式
在具体说明某些示例实施例之前，参照图1和图2简要地说明无线地接入通信系统的某些主要原理。
通信设备可以用于接入经由通信系统提供的各种服务和/或应用。在无线或者移动系统中，经由移动设备1与适当无线接入系统10和20之间的接入接口提供接入。
移动设备1通常可以经由至少一个基站12和22或者类似的无线发送器和/或接收器节点来无线地接入通信系统。适当接入节点的非限制例子是蜂窝系统的基站和无线局域网(WLAN)的基站。各移动设备可以让一个或者多个无线电信道同时开放并且可以连接到不止一个基站。
基站通常由至少一个适当控制器实体13、23控制以便实现其操作和对与基站通信的移动设备的管理。控制器实体通常具有存储器容量和至少一个数据处理器。
移动设备可以用于接入各种应用。例如，移动设备可以接入数据网络30中提供的应用。例如，可以在基于互联网协议(IP)或者任何其它适当协议的数据网络中提供各种应用。
在图1中，基站节点12和22分别经由适当网关15和25连接到数据网络30。可以借助任何适当网关节点如分组数据网关和/或接入网关来提供基站节点与另一网络之间的网关功能。
图2示出了可以用于经由无线接口来接入通信系统的移动设备1的示意部分截面图。图1的移动设备1可以用于各种任务如进行电话呼叫和接收电话呼叫、用于从数据网络接收数据和向数据网络发送数据，以及用于体验例如多媒体或者其它内容。
可以通过至少能够发送或者接收无线电信号的任何设备来提供适当设备。非限制例子包括移动台(MS)、具有无线接口卡或者其它无线接口设施的便携计算机、具有无线通信能力的个人数据助理(PDA)或者这些的任何组合等。移动设备1可以经由移动设备的适当无线电接口布置来通信。在图1中，块7示意地表示无线电接口布置。例如可以借助无线电部分和关联的天线布置来提供接口布置。天线布置可以布置于移动设备内部或者外部
移动设备通常具有用于在它被设计成执行的任务中使用的至少一个数据处理实体3和至少一个存储器4。可以在适当电路板上和/或在芯片组中提供数据处理和存储实体。这一特征由标号6表示。
用户可以借助适当用户接口如键区2、语音命令、触敏屏幕或者触摸板、其组合等来控制移动设备的操作。通常还提供显示器5、扬声器和麦克风。另外，移动设备可以包括通向其它设备和/或用于将外部附件如免提设备连接到移动设备的适当连接器(有线或者无线)。
可以使移动设备1能够例如在它位于图1的两个基站12和22的覆盖区域中时与多个接入节点通信。这一能力在图2中通过两个无线接口11和21来图示。
移动设备1可以从一个接入节点如基站切换到另一接入节点。根据本发明的一个实施例，从源基站发送到移动设备的信息包括指定移动设备应当将哪个接入方法用于接入目标基站的指示符。指示符可以在切换命令消息中从源基站发送到移动设备。指示符可以例如单个比特，该比特根据比特的状态来表明两个不同接入方法。例如，用信号发送的比特可以解释如下：
0-＞在常规的基于竞争的RACH上使用随机接入突发
1-＞在保留的UL-SCH资源上使用接入突发。
在图示了用于LTE的一种可能切换场景的图3中图示了这一方式。这里，在信令图的步骤4中图示了包括提出的位(消息排序表-MSC)。
上述方法可以实施于借助无线收发器节点来提供无线接入并且可能出于一些原因而需要移动性历史信息的任何接入系统中。例如，接入系统架构可以基于从E-UTRA已知的架构并且基于对E-UTRAN节点B(eNB)的使用。因此，现在参照E-UTRA和图3的信令流程图，来更具体地描述用于实现传递与移动设备在接入节点之间的切换或者其它与移动性有关的事件有关的信息的可能信令机制的具体例子。
为了帮助理解下述实施例，首先给出对根据E-UTRA与切换关联的一些消息的简述。具体而言，图3的示例切换信令序列是基于如第三代合作伙伴计划(3GPP)TR 25.813，V 7.0.0(2006-06)‘Evolved UTRA and UTRAN-Radio interface protocol aspects’的图9.1.5中所示切换过程。注意，并非所有所示消息都可能是为了携带与实施例直接关联的任何信息而需要的。
如图所示，移动设备(UE)可以将测量报告1发送到图3中称为源eNB(E-UTRAN节点B)的服务基站。服务基站然后可以基于测量报告和其它信息如无线电资源管理信息来进行判决以将移动设备切换到另一基站、即目标基站(图3中的目标eNB)。基站通过发送切换请求(见消息2)来预备目标基站进行切换。该消息可以包含与提出的切换相关的信息。此数据可以至少临时存储于目标基站中。可替换地，立即使用数据。
目标基站现在可以开始预备进行切换并且在消息3中提供任何所需参数来回应源基站。在从目标基站收到对切换的接受之后，源基站可以开始将数据分组转发到目标基站。
可以分配下行链路(DL)并且也可以向移动设备发送切换命令消息4。根据本发明的实施例，切换命令消息包括可以由UE用来选择对目标基站的适当接入方法的信息。移动设备然后可以通过发送消息5来启动对目标基站的适当接入过程。目标基站可以用包括参数(如上行链路分配和定时提前)的消息来回应。这些消息然后由移动设备用来将切换确认消息6发送到目标基站。这一消息通常完成用于移动设备的切换过程。
目标基站然后可以向源基站通知成功切换。移动设备的位置信息可以通过从目标基站到移动性管理实体(MME/UPE)的消息来更新，以便实现将数据分组直接地转发到新基站、即目标基站。
所需数据处理功能可以借助一个或者多个数据处理器来提供。可以在接入系统的中央处理单元中提供所有数据处理，或者这些数据处理可以分布于若干数据处理模块。例如，接入节点可以适合于发送可以由移动设备用来选择哪个接入方法用于在切换中接入目标接入节点的信息。移动设备可以适合于处理所述信息并且基于接收的信息来选择适当接入方法。移动设备的数据处理功能可以由单独处理器(例如参见图2的实体3和9)或者由集成处理器提供。一个或者多个适当修改的计算机程序代码产品可以用于当在适当处理器上、例如在移动设备和/或接入系统控制器的处理器中加载时实施实施例。程序码代装置可以例如确定接入过程的适当性、消息和/或信元的选择、生成、信息的解释等。用于提供操作的程序代码产品可以存储于载体介质如载体盘、卡或者带上并且借助该载体介质来提供。一种可能是经由数据网络将程序代码产品下载到基站和/或移动设备。
注意尽管已经关于移动设备如移动终端描述了实施例，但是本发明的实施例适用于适合于经由多个接入点来通信的任何其它适当类型的装置，其中通信设备可以从一个通信接口切换到另一通信接口。无线接口甚至可以基于不同接入技术。移动设备可以被配置成实现例如基于适当多无线电实施的不同接入技术的使用。
也注意虽然上文参照某些蜂窝网络和无线局域网的示例架构通过例子描述了某些实施例，但是实施例可以适用于除了这里图示和描述的通信系统之外的任何其它适当形式的通信系统。也注意术语接入接口被理解成指代可以由配置用于无线通信的装置用来接入应用的任何接口。
这里也注意尽管上文描述了本发明的示例实施例，但是有在不脱离如所附权利要求书中限定的本发明范围情况下可以对公开的解决方案进行的若干变化和修改。
Claims (17)
1.一种在通信系统中管理移动设备在第一接入节点与第二接入节点之间的连接切换的方法，所述方法包括：将信息从所述通信系统发送到所述移动设备；基于所述信息来选择用于接入所述第二接入节点的多个接入方法中的一个接入方法；以及，使用所选择的接入方法来接入所述第二接入节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述信息在切换命令消息中从所述第一接入节点发送到所述移动设备。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中所述信息在系统信息(SI)中发送到所述移动设备。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述信息包括指定所述移动设备应当将哪个接入方法用于在切换过程中接入所述第二接入节点的指示符。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述指示符是单个比特，所述比特根据该比特的状态来表明两个不同接入方法。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中向所述移动设备发送的所述信息包括所述第二接入节点中用于特定信令类型的资源分配，并且所述移动设备基于所述信令类型来选择用于接入所述第二接入节点的方法。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述用于接入所述第二接入节点的方法基于用于连接的服务质量参数来选择。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述多个接入方法包括使用基于竞争的信道的至少一个方法和使用基于非竞争的信道的至少一个方法。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述基于竞争的信道是随机接入信道。
10.根据权利要求8或者9所述的方法，其中所述基于非竞争的信道是专用上行链路共享信道。
11.根据权利要求8至10中的任一权利要求所述的方法，其中向频率间小区的切换将基于竞争的信道用于接入所述第二接入节点，而向频率内小区的切换将基于非竞争的信道用于接入所述第二接入节点。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述用于接入所述第二接入节点的方法基于所述连接的不连续接收间隔来选择。
13.一种用于在通信系统中使用的接入节点，所述接入节点适合于向移动设备发送信息，该信息表明多个接入方法中的哪个接入方法将用于在所述移动设备从所述接入节点到目标接入节点的切换过程中接入所述目标接入节点。
14.一种移动用户设备，适合于从通信系统接收信息，基于所述信息来选择用于在切换过程中接入目标接入节点的多个接入方法中的一个接入方法，以及，使用所选择的接入方法来接入所述目标接入节点。
15.一种通信网络，包括第一接入节点、第二接入节点和移动设备，所述通信网络适合于将信息发送到所述移动设备，所述移动设备适合于接收所述信息、基于所述信息来选择用于在所述移动设备从所述第一接入节点到所述第二接入节点的切换过程中接入所述第二接入节点的多个接入方法中的一个接入方法、以及使用所选择的接入方法来接入所述第二接入节点。
16.一种计算机程序，包括适合于在所述程序运行于计算机上或者处理器上时实现根据权利要求1至12中的任一权利要求所述的方法的程序代码装置。
17.一种计算机程序产品，包括存储于计算机可读介质中的程序代码装置，所述程序代码装置适合于在所述程序运行于计算机上或者处理器上时实现根据权利要求1至12中的任一权利要求所述的方法。
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