CN101577911B - 切换方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切换方法和系统，其中，该方法基于与EPS网络和WIMAX网络相关的网络环境，其中，EPS网络包括移动管理实体即MME和服务网关即S-GW，WIMAX网络包括基站即BS和接入服务网关即AGW，用于使处于EPS网络的终端从EPS网络切换到WIMAX网络，该方法包括：终端通过预先设置的EPS网络的移动管理实体与WIMAX网络的基站之间的第一接口，在WIMAX网络进行预注册，并通过第一接口在WIMAX网络进入空闲状态；终端发起切换，EPS网络通过预先设置的EPS网络的服务网关与WIMAX网络的接入服务网关之间的第二接口，将发送给终端的数据从EPS网络转发到WIMAX网络；终端退出空闲状态。通过本发明，使得终端可以通过EPS网络与WIMAX网络进行消息的交互，从而能够保证业务的连续性，并且，占用WIMAX网络资源少。

Description

切换方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种切换方法和系统。

背景技术

微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，简称为WiMAX)是基于IEEE802.16标准的宽带无线接入技术，能够有效地利用有限的无线频谱资源而提供较大的空口带宽(最高70Mbps的数据传输能力)。WiMAX网络只对用户提供了IP层的连接，没有定义业务控制功能，无法提供可控的电信业务，因此，WiMAX网络需与其他系统互通以便融合共存，为运营商提供更有效的运营。

3GPP.EPS网络是当前比较成熟的业务网络，也是未来网络发展的基础架构。为了保持第三代移动通信系统在移动通信领域的强有力的竞争力，必须提高第三代移动通信系统的网络性能和降低网络建设和运营成本。3GPP.EPS的标准化工作组目前正致力研究核心网系统下一代演进——演进的分组核心网(Evolved Packet Core，简称为EPC)，该网络的目的是能为用户提供更高的传输速率，更短的传输延时。

WiMAX与3GPP.EPS两种网络的互通将有助于两个网络的优势互补、扩大覆盖范围，让移动用户在不同的无线接入网络环境中，以及在更广泛的地理范围内能够利用两个网络各自不同的特性，并且，获得一致的业务访问。

图1是用户设备(User Equipment，简称为UE)(或者终端)处于非漫游情况下通过WiMAX无线接入网以及通过演进的通用陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)接入归属公共陆地移动网络(Home PLMN，简称为HPLMN)的网络架构框图，该网络架构包含下列网元：

分组数据网网关(Packet Data Network Gateway，简称为P-GW)，位于3GPP.EPS网络，用于负责终端(User Equipment，简称为UE)接入分组数据网(Packet Data Network，简称为PDN)；

归属用户设备服务器(Home Subscriber Server，简称为HSS)，位于3GPP.EPS接入网，用于永久保存用户设备的签约数据和安全数据；

为了支持非3GPP.EPS接入系统的接入，EPC系统还包括认证授权计费服务器(3GPP.EPS Authentication、Authorization andAccounting，简称为3GPP.EPS AAA Server)和认证授权计费代理(AAA Proxy)；

策略和计费控制功能(Policy and Charging Rules Function，简称PCRF)，位于3GPP.EPS网络，负责终端业务的策略控制和计费功能，在漫游场景中分为归属PCRF(h PCRF)和拜访PCRF(vPCRF)；

图1所示的网络中还包含移动管理单元(Mobility ManagementEntity，MME)、服务网关(Serving Gateway，S-GW)；

对于信任的WiMAX接入网，3GPP.EPS网络和该WiMAX接入系统之间存在信任关系，WiMAX接入系统可以直接通过S2a接口接入P-GW。

WiMAX接入网有两种架构：模型C(Profile C)中基站(BaseStation，简称为BS)和接入服务网关(ASN GW，简称为AGW)是两个独立的网元；模型B(Profile B)中基站和AGW合一。根据实现的功能不同，AGW又可以分解为多个功能实体，这些功能实体包括：锚定数据通道功能(Anchor Data Passage，简称为AnchorDP)、服务数据通道功能(DPF)、锚定寻呼控制器(Anchor PC)、中继寻呼控制器(Relay PC)、鉴权器(Authenticator)。

为了在上述混合组网的网络中为用户提供一致、连续的业务访问，网络需要支持终端用户在多种接入网络之间进行无缝切换。在目前的相关技术中，WiMAX接入网与3GPP.EPS接入网之间的切换，是通过双频(Dual Radio)终端在切换过程中同时建立两个接入网的连接，并且，保持这两个连接到切换结束来达到业务连续性的目的。但是，双频终端的成本高，技术复杂，耗电量大，当两个接入网络的频率相近时会出现频率干扰现象，而且，当两个接入网络的频率相同时，无法使用双频技术。

采用单频(Single Radio)终端可以解决上述使用双频终端所带来的问题。然而，单频终端由于同一时间只能连接一个接入网，在切换过程中无法同时建立两个接入网的连接，只能在断掉与原接入网的连接后再建立与新接入网的连接，此时会导致业务中断，无法为用户提供连续的业务访问。

可以看出，目前还没有解决单频终端在WiMAX接入网与3GPP.EPS接入网切换过程中导致业务中断的方法，需要一种技术方案来解决单频终端在WiMAX与3GPP.EPS切换过程中导致业务中断的问题。

发明内容

考虑到需要一种技术来解决单频终端在WiMAX接入网与3GPP.EPS接入网的切换过程中导致业务中断的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种切换方法及系统，以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种切换系统，应用于与EPS网络和WIMAX网络相关的网络环境，其中，EPS网络包括移动管理实体即MME和服务网关即S-GW，WIMAX网络包括基站即BS和接入服务网关即AGW。

根据本发明的切换系统还包括：第一接口，位于MME和BS之间，用于在MME和BS之间进行信息传输；第二接口，位于S-GW和AGW之间，用于在S-GW和AGW之间进行数据转发。

根据本发明的另一个方面，提供了一种切换方法，基于与EPS网络和WIMAX网络相关的网络环境，其中，EPS网络包括移动管理实体即MME和服务网关即S-GW，WIMAX网络包括基站即BS和接入服务网关即AGW，用于使处于EPS网络的终端从EPS网络切换到WIMAX网络。

根据本发明的切换方法包括：终端通过预先设置的EPS网络的移动管理实体与WIMAX网络的基站之间的第一接口，在WIMAX网络进行预注册，并通过第一接口在WIMAX网络进入空闲状态；终端发起切换，EPS网络通过预先设置的EPS网络的服务网关与WIMAX网络的接入服务网关之间的第二接口，将发送给终端的数据从EPS网络转发到WIMAX网络；终端退出空闲状态。

通过本发明的上述至少一个技术方案，通过在移动管理实体(MME)和基站(BS)之间设置第一接口，在服务网关(S-GW)和接入服务网关(AGW)之间设置第二接口，使得终端可以通过EPS网络与WIMAX网络进行消息的交互，从而能够保证业务的连续性，并且，占用的WiMax网络资源少。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据相关技术的WIMAX网络与EPS网络互通的网络架构示意图；

图2是根据本发明实施例的切换方法流程图；

图3是根据图2所示方法的终端通过EPS网络在WIMAX网络预注册流程图；

图4是根据图2所示方法的终端通过EPS网络发起WiMAX进入空闲状态流程图；

图5是根据图2所示方法的终端通过EPS网络发起WiMAX位置更新流程图；

图6-1和图6-2是根据图2所示方法的终端通过EPS网络发起WiMAX退出空闲状态流程图；

图7是根据本发明的WIMAX网络与EPS网络的切换系统的结构框图。

具体实施方式

功能概述

如上所述，目前，在WiMAX接入网与3GPP.EPS接入网的切换过程中，由于单频终端同一时间只能连接一个接入网，在切换过程中无法同时建立两个接入网的连接，只能在断掉与原接入网的连接后再建立与新接入网的连接，此时会导致业务中断的问题。本发明针对目前上述问题，提出了一种切换方案，该方案通过在移动管理实体(MME)和基站(BS)之间设置第一接口，在服务网关(S-GW)和接入服务网关(AGW)之间设置第二接口，使得终端可以通过EPS网络与WIMAX网络进行消息的交互。

下面将结合附图详细描述本发明。

方法实施例

根据本发明实施例，提供了一种切换方法，用于使处于EPS网络的终端从EPS网络切换到WIMAX网络。

图2是根据本发明方法实施例的切换方法的流程图，如图2所示，该方法包括步骤S202至步骤S206。

步骤S202，终端通过预先设置的EPS网络的移动管理实体与WIMAX网络的基站之间的第一接口，在WIMAX网络进行预注册，并通过第一接口在WIMAX网络进入空闲状态；

步骤S204，终端发起切换，EPS网络通过预先设置的EPS网络的服务网关与WIMAX网络的接入服务网关之间的第二接口，将发送给终端的数据从EPS网络转发到WIMAX网络；

步骤S206，终端退出空闲状态。

通过上述步骤，终端通过EPS网络与WIMAX网络进行信息的传输，解决了单频终端在WiMAX网络与EPS网络切换过程中导致业务中断终端的问题，保证业务的连续性。在切换过程中可以通过EPS网络来转发数据，而且终端在切换前进入WiMAX空闲模式，使得终端在WiMAX网络的信息简单，占用资源少。

下面对上述步骤进行详细说明。

在步骤S204中，终端通过第一接口在WIMAX网络进行预注册具体包括：终端执行终端能力交互流程、WIMAX网络的鉴权、密钥传递、终端注册流程和业务创建流程。下面对各流程进行详细说明。

终端能力交互流程：终端向演进的陆地无线接入网即EUTRAN发送第一上行信息传输消息，其中，第一上行信息传输消息携带有终端基本能力请求消息和第一目标基站标识；EUTRAN接收第一上行信息传输消息，从中获取终端基本能力请求消息和第一目标基站标识，EUTRAN向MME发送上行WIMAX隧道消息，并在上行WIMAX隧道消息中携带终端基本能力请求消息和第一目标基站标识；MME接收上行WIMAX隧道消息，从中获取第一目标基站标识，并将终端基本能力请求消息通过第一接口发送给第一目标基站标识对应的第一目标基站；第一目标基站选择为终端服务的AGW，向AGW发送预注册请求消息，并在预注册请求消息中携带终端基本能力请求消息；第一目标基站根据AGW返回的预注册响应消息，构造终端基本能力响应消息，并通过第一接口将终端基本能力响应消息经由MME和EUTRAN发送给终端。

鉴权过程：终端通过EUTRAN将第一WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第一WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的鉴权信息；移动管理实体通过第一接口将第一WIMAX空口消息发送给第一目标基站；第一目标基站通过第一接口将第一下行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第一下行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的鉴权响应信息；移动管理实体将通过EUTRAN将第一下行WIMAX空口消息发送给终端。

密钥传递过程：终端通过EUTRAN将第二上行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第二上行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的密钥传递信息；移动管理实体通过第一接口将第二上行WIMAX空口消息发送给第一目标基站；第一目标基站通过第一接口将第二下行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第二下行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的密钥传递响应信息；移动管理实体将通过EUTRAN将第二下行WIMAX空口消息发送给终端。

终端注册流程：终端通过EUTRAN将第三上行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第三上行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的注册信息；移动管理实体通过第一接口将第三上行WIMAX空口消息发送给第一目标基站；第一目标基站通过第一接口将第三下行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第三下行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的注册响应信息；移动管理实体将通过EUTRAN将第三下行WIMAX空口消息发送给终端。

业务创建流程：终端通过EUTRAN将第四上行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第四上行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的业务创建信息；移动管理实体通过第一接口将第四上行WIMAX空口消息发送给第一目标基站；第一目标基站通过第一接口将第四下行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第四下行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的业务创建响应信息；移动管理实体将通过EUTRAN将第四下行WIMAX空口消息发送给终端。

在步骤S204中，终端发起切换，通过第二接口将终端的数据从EPS网络转发到WIMAX网络的操作具体为：第二目标基站接收锚定DP发送的数据通道创建响应消息，构造终端测距响应消息，并将终端测距响应消息、切换命令、锚定DP地址通过第一接口发送移动管理实体；移动管理实体接收到述终端测距响应消息、切换命令、锚定DP地址，并根据切换命令，向S-GW发送前转隧道创建请求，前转隧道创建请求中携带锚定DP地址；移动管理实体接收S-GW发送的前转隧道创建响应后，通过第一接口向EUTRAN发送下行WIMAX隧道消息，下行WIMAX隧道消息中携带切换命令和WIMAX空口消息测距响应信息；EUTRAN接收下行WIMAX隧道消息，获取切换命令和WIMAX空口消息测距响应信息，将终端的下行数据通过前转隧道发送到WIMAX网络，并向终端发送下行信息传输消息，下行信息传输消息中携带切换命令和WIMAX空口消息测距响应信息。

需要说明的是，在步骤S204中，终端通过第二接口将下行数据从EPS网络转发到WIMAX网络。

在步骤S206中，终端发起切换，通过第一接口退出空闲状态的操作具体为：终端向演进的陆地无线网络即EUTRAN发送第二上行信息传输消息，其中，切换指示、WIMAX空口消息测距请求信息、第二目标基站标识；EUTRAN接收第二上行信息传输消息，从中获取切换指示、WIMAX空口消息测距请求信息、第二目标基站标识，EUTRAN向MME发送第二上行WIMAX隧道消息，并在第二上行WIMAX隧道消息中携带切换指示、WIMAX空口消息测距请求信息、第二目标基站标识；MME接收第二上行WIMAX隧道消息，从中获取第二目标基站标识，并将切换指示和WIMAX空口消息测距请求消息通过第一接口发送给第二目标基站标识对应的第二目标基站；第二目标基站接收切换指示和WIMAX空口消息测距请求消息，根据WIMAX空口消息测距请求消息向锚定PC确定终端的状态，并向锚定DP发起数据通道创建流程；终端接收到下行信息传输消息后，与EPS网络断开连接，与WIMAX网络建立连接；第二目标基站想移动管理实体发送切换完成指示；MME释放终端在EPS网络中的资源。

需要说明的是，上述第二目标基站与第一目标基站可以是相同的基站，也可以是不同的基站。

可选地，在终端通过第一接口在WIMAX网络进入空闲状态之后，上述方法还可以包括：终端根据其位置的改变，通过位置更新流程来维护终端在WIMAX网络中的信息。具体地，终端通过EUTRAN将第五上行WIMAX空口消息发送给MME，第五上行WIMAX空口消息中携带终端更新后的位置信息；移动管理实体通过第一接口将第五上行WIMAX空口消息发送给第一目标基站；第一目标基站通过第一接口将第五下行WIMAX空口消息发送给移动管理实体，第五下行WIMAX空口消息中携带WIMAX网络的位置更新响应信息；移动管理实体将通过EUTRAN将第五下行WIMAX空口消息发送给终端。

图3示出了根据图2所示方法的终端通过EPS网络在WIMAX网络预注册的处理流程，当UE已经在EPS网络注册或正在进行业务时，UE检测到WIMAX网络的信号，为了加快后续可能发生的到WIMAX网络的切换，UE可以在WIMAX网络通过第一接口先进行预注册，如图3所示，该处理流程包括步骤301至步骤316。

步骤301，UE已经在EPS网络注册或正在进行业务；

步骤302，UE检测到WIMAX网络的信号，为了加快后续可能发生的到WIMAX网络的切换，UE决定在WIMAX网络先进行预注册；

步骤303，UE构造WiMAX空口消息UE基本能力请求消息，将该消息包含在EPS网络上行信息传输消息中，并在该EPS网络上行信息传输消息中携带第一目标BS标识(BS ID)，UE将该EPS网络上行信息传输消息发送给E-UTRAN；

步骤304，E-UTRAN接收到该EPS网络上行信息传输消息后，解析出该消息中的WiMAX空口消息UE基本能力请求消息和BSID，并将WiMAX空口消息UE基本能力请求消息和BS ID放入EPS网络上行WiMAX隧道消息中，发给MME；

步骤305，MME接收到该EPS网络上行WiMAX隧道消息后，取出该消息中的WiMAX空口消息UE基本能力请求消息和BS ID。MME根据BS ID为UE选择BS，然后将UE基本能力请求消息放入EPS网络直传请求消息中，通过S101接口(即上文所述的第一接口)发给选中的BS；

步骤306，BS接收到该EPS网络直传请求消息后，取出其中的WiMAX空口消息UE基本能力请求消息，并根据WiMAX空口消息UE基本能力请求消息构造UE预注册请求消息，然后选择为UE服务的AGW，将上述UE预注册请求发送给选定的AGW；

步骤307，AGW给BS回应UE预注册响应消息；

步骤308，BS接收到该回应UE预注册响应消息后，构造UE基本能力响应消息，并将UE基本能力响应消息包含在EPS网络直传请求消息中，通过S101接口将EPS网络直传请求消息发送给步骤305中的MME；

步骤309，BS给AGW回应UE预注册证实消息；

步骤310，MME接收到BS发送的EPS网络直传请求消息后，取出该消息中的WiMAX空口消息UE基本能力响应消息，并将WiMAX空口消息UE基本能力响应消息放入EPS网络下行WiMAX隧道消息中，发给E-UTRAN；

步骤311，E-UTRAN接收到该EPS网络下行WiMAX隧道消息后，取出该消息中的WiMAX空口消息UE基本能力响应消息，并将WiMAX空口消息UE基本能力响应消息放入EPS网络下行信息传输消息中，发给UE；

步骤312，UE与AAA服务器通过EPS网络进行WiMAX接入鉴权流程，该步骤可以分成三种情况，如步骤312a至步骤312c所示；

步骤312a，在WiMAX接入鉴权流程中，WiMAX空口消息在UE与E-UTRAN之间传递，上行WiMAX空口消息包含在EPS网络上行信息传输消息中传输，下行WiMAX空口消息包含在EPS网络下行信息传输消息中传输；

步骤312b，在WiMAX接入鉴权流程中，WiMAX空口消息在E-UTRAN与MME之间传递，上行WiMAX空口消息包含在EPS网络上行WiMAX隧道消息中传输，下行WiMAX空口消息包含在EPS网络下行WiMAX隧道消息中传输；

步骤312c，在WiMAX接入鉴权流程中，WiMAX空口消息在MME与BS之间传递，WiMAX空口消息包含在EPS网络上行直传请求消息中传输；

步骤313，通过EPS网络在UE和第一目标BS进行的WiMAX密钥传递流程，该步骤可以分成三种情况，如步骤313a至步骤313c所示；

步骤313a、313b、313c，在上述WiMAX密钥传递流程中，WiMAX空口消息在UE与E-UTRAN之间、在E-UTRAN与MME之间和在MME与BS之间的传递同步骤312a、312b和312c；

步骤314，UE通过EPS网络进行的WiMAXUE注册流程，该步骤可以分成三种情况，如步骤314a至步骤314c所示；

步骤314a、314b、314c，在UE和AGW之间的WiMAX注册流程中，WiMAX空口消息在UE与E-UTRAN之间、在E-UTRAN与MME之间和在MME与BS之间的传递同步骤312a、312b和312c；

步骤315，在UE和AGW之间通过EPS网络进行的WiMAX业务流创建流程，该步骤可以分成三种情况，如步骤315a至步骤315c所示；

步骤315a、315b、315c，在WiMAX业务流创建流程中，WiMAX空口消息在UE与E-UTRAN之间、在E-UTRAN与MME之间和在MME与BS之间的传递同步骤312a、312b和312c；

步骤316，AGW向PCRF发起网关控制会话建立流程。

如上所述，通过本实施例，在3GPP覆盖范围下的单频UE，在WIMAX网络成功完成了预注册过程。

图4示出了根据图2所示方法的终端通过EPS网络发起WiMAX进入空闲状态的处理流程。当UE在WIMAX网络成功预注册后，不需要立刻要切换到WIMAX网络，而是在一段时间后再进行切换，这段时间可能会持续很久，在这段时间内，用户仍然在3GPP网络的覆盖范围下正常活动，在此活动过程中，UE可能移动出WiMAX信号范围而不再进行切换，也可能移动出预注册时为用户服务的BS需要进行WiMAX信息的维护。因此，为尽可能少地占用WiMAX资源、简化用户WiMAX信息维护过程，UE在WIMAX网络成功预注册后，启动WiMAX进入空闲状态流程。

步骤401，UE已经在EPS网络的MME注册或正在进行业务；

步骤402，应用上述步骤302-316，UE通过EPS网络在WIMAX网络成功完成预注册流程；

步骤403，UE向AGW发起WiMAX进入空闲状态流程，该步骤可以分成三种情况，如步骤403a至步骤403c所示；

步骤403a，在WiMAX进入空闲状态流程中，WiMAX空口消息在UE与E-UTRAN之间传递，上行WiMAX空口消息包含在3GPP上行信息传输消息中传输，下行WiMAX空口消息包含在3GPP下行信息传输消息中传输；

步骤403b，在WiMAX进入空闲状态流程中，WiMAX空口消息在E-UTRAN与MME之间传递，上行WiMAX空口消息包含在3GPP上行WiMAX隧道消息中传输，下行WiMAX空口消息包含在3GPP下行WiMAX隧道消息中传输；

步骤404c，在WiMAX进入空闲状态流程中，WiMAX空口消息在MME与BS之间传递，WiMAX空口消息包含在3GPP上行直传请求消息中传输。

如上所述，通过本实施例，已经在WIMAX网络成功完成预注册过程的UE进入了WiMAX空闲状态。

图5示出了根据图2所示方法的终端通过EPS网络发起WiMAX位置更新的处理流程。当UE在WIMAX网络成功预注册并进入WiMAX空闲状态后，在从3GPP切换到WIMAX网络之前的这段时间内，用户仍然在3GPP网络的覆盖范围下正常活动，在此活动过程中当UE发现寻呼区改变时，UE通过WiMAX位置更新流程维护UE在WIMAX网络的信息。

步骤501，UE已经在EPS网络注册或正在进行业务；

步骤502，应用上述步骤302-316，UE通过EPS网络在WIMAX网络成功完成预注册流程；

步骤503，应用上述步骤403，UE通过EPS网络进入WiMAX空闲状态；

步骤504，UE处于移动状态，UE在移动过程中监测BS信号，发现WiMAX寻呼区改变；

步骤505，UE发起WiMAX位置更新流程，用来维护UE在WIMAX网络的信息，该步骤可以分成三种情况，如步骤505a至步骤505c所示；

步骤505a，在WiMAX位置更新流程中，WiMAX空口消息在UE与E-UTRAN之间传递，上行WiMAX空口消息包含在3GPP上行信息传输消息中传输，下行WiMAX空口消息包含在3GPP下行信息传输消息中传输；

步骤505b，在WiMAX位置更新流程中，WiMAX空口消息在E-UTRAN与MME之间传递，上行WiMAX空口消息包含在3GPP上行WiMAX隧道消息中传输，下行WiMAX空口消息包含在3GPP下行WiMAX隧道消息中传输；

步骤506c，在WiMAX位置更新流程中，WiMAX空口消息在MME与BS之间传递，WiMAX空口消息包含在3GPP上行直传请求消息中传输。

如上所述，通过本实施例，对于发生寻呼区改变的UE，可以简单有效地维护UE在WIMAX网络的信息。

图6-1和图6-2示出了根据图2所示方法的终端通过EPS网络发起WiMAX退出空闲状态的处理流程。对于已经在WIMAX网络预注册的UE，当UE检测到WiMAX信号增强，3GPP信号减弱，根据本地策略决定发起从EPS网络到WIMAX网络的切换时，应用UE通过EPS网络发起WiMAX退出空闲状态流程来完成切换。

步骤601，UE已经在EPS网络注册或正在进行业务；

步骤602，应用上述步骤302-316，UE通过EPS网络在WIMAX网络成功完成预注册流程；

步骤603，UE检测到WiMAX信号增强，3GPP信号减弱，根据本地策略决定发起从EPS网络到WIMAX网络的切换；

步骤604，UE构造WiMAX空口消息测距请求消息，将该WiMAX空口消息测距请求消息包含在3GPP上行信息传输消息中，并在3GPP上行信息传输消息中携带第二目标BS标识(BS ID)和切换指示，UE将该3GPP上行信息传输消息发送给E-UTRAN；

步骤605，E-UTRAN接收到该3GPP上行信息传输消息消息后，取出该消息中的WiMAX空口消息测距请求消息、BS ID和切换指示，并将WiMAX空口消息测距请求消息、BS ID和切换指示放入3GPP上行WiMAX隧道消息中，发给MME；

步骤606，MME接收到该3GPP上行WiMAX隧道消息后，取出消息中的WiMAX空口消息测距请求消息、BS ID和切换指示，MME根据BS ID选择为UE服务的BS，然后将测距消息和切换指示放入3GPP直传请求消息中，通过S101接口将3GPP直传请求消息发给选中的BS；

步骤607，BS接收到该3GPP直传请求消息后，取出其中的WiMAX空口消息测距请求消息，向锚定PC发起UE状态修改流程，在此过程中消息可能需要经过中继PC的中继；

步骤608，状态修改流程结束后，BS向锚定DP发起数据通道创建流程，在此步骤中，BS与锚定DP通过数据通道创建请求和数据通道创建响应消息来进行此项功能，在此过程中，上述消息可能需要经过服务DP的中继；

步骤609，BS接收到锚定DP发送的数据通道创建响应消息后，构造UE测距响应消息，将UE测距响应消息包含在3GPP直传请求消息中，并在该3GPP直传请求消息中携带切换命令和锚定DP的地址，通过S101接口发送给步骤605中的MME；

步骤610，MME接收到BS发送的3GPP直传请求消息后，取出该消息中的WiMAX空口消息测距响应消息、携带切换命令和锚定DP的地址，根据切换命令，MME向S-GW发送前转隧道创建请求，在该前转隧道创建消息中将锚定DP的地址通知S-GW；

步骤611，S-GW接收到上述前转隧道创建消息后，给MME回应前转隧道创建响应；

步骤612，MME将BS包含在上述3GPP直传请求消息中的WiMAX空口消息测距响应消息和切换命令包含在3GPP下行WiMAX隧道消息中，发给E-UTRAN；

步骤613，E-UTRAN接收到该下行WiMAX隧道消息后，取出消息中的WiMAX空口消息测距响应消息和切换命令，并将WiMAX空口消息测距响应消息和切换命令放入3GPP下行信息传输消息中，发给UE；

步骤614a-c，根据上述切换命令，E-UTRAN开始将UE的下行数据通过上述步骤610和611创建的前转隧道转发送到WIMAX网络，从此后，所有的下行数据都需要通过前转隧道转发送到WiMAX；

步骤615，UE接收到该消息后，断开与3GPP E-UTRAN的连接，连接WIMAX网络，启动WiMAX层2接入流程；

步骤616-617，在BS、和AGW之间进行基于加密的消息鉴权码(CMAC)更新流程；

步骤618-619，BS向AGW发送通道注册证实消息，经过服务DP的中继发送给锚定DP，完成通道创建流程；

步骤620，上述通道创建成功后，锚定DP向锚定PC发起空闲模式信息删除流程；

步骤621，UE向AGW发起IP会话的创建流程，如通过DHCP流程触发PMIP流程，或者，UE直接发起移动IP会话创建流程；

步骤622，AGW与为用户服务的P-GW之间通过移动IP会话建立流程创建移动IP隧道；

步骤623，AGW向PCRF发起网关控制会话修改流程；

步骤624，AGW发起业务流修改流程；

步骤625，业务流修改完成后，BS向MME发送直传请求消息，其中携带切换完成指示，指示MME切换完成；

步骤626，UE从EPS网络切换到WIMAX网络的操作完成后，启动3GPP资源释放流程。

如上所述，通过本实施例，在保证业务的连续性前提下，单频UE可以从EPS网络无缝切换到WIMAX网络。

本发明的所有实施例均假设WIMAX网络采用Profile C模型，当WIMAX网络采用Profile B模型时，本发明同样适用，此时，AGW和BS合一。

系统实施例

根据本发明实施例，提供一种切换系统。

根据本发明实施例的切换系统，该切换系统可以应用于与EPS网络和WIMAX网络相关的网络环境，其中，EPS网络包括移动管理实体即MME和服务网关即S-GW，WIMAX网络包括基站即BS和接入服务网关即AGW，该切换系统还包括：第一接口，位于MME和BS之间，用于在MME和BS之间进行信息传输；第二接口，位于S-GW和AGW之间，用于在S-GW和AGW之间进行信息传输。

通过上述切换系统，终端通过EPS网络与WIMAX网络进行信息的传输，解决了单频终端在WiMAX与EPS网络切换过程中导致业务中断终端的问题，保证业务的连续性。

图7是根据本发明的WIMAX网络与EPS网络的切换系统的网络架构图，应用该系统，可以实现单频终端在WIMAX网络与3GPP网络之间切换时业务不中断，如图7所示，该切换系统包括单频UE、E-UTRAN、EPS网络系统和WIMAX网络系统。

其中，E-UTRAN为终端提供3GPP无线接入服务中，在本发明实施例中，当已经在3GPP注册的终端需要在WiMAX接入进行网预注册、进入空闲模式、位置更新、退出空闲模式操作时，WiMAX空口消息需要携带在3GPP消息中，并且，通过E-UTRAN和MME在终端和基站之间进行传递。

EPS网络系统包括P-GW、MME、S-GW和PCRF，P-GW用于负责终端接入分组数据网；MME提供移动性管理服务，并需要根据终端指示的基站标识选择为终端服务的基站，而且当已经在3GPP注册的终端需要在WIMAX网络预注册、进入空闲模式、位置更新、退出空闲模式时，WiMAX空口消息需要携带在3GPP消息中通过E-UTRAN和MME在终端和基站之间进行传递；S-GW用于提供数据面服务当终端在EPS网络与WIMAX网络的切换过程中时，用户的数据通过S-GW在EPS网络与WIMAX网络之间转发；PCRF负责终端业务的策略控制和计费功能。

WIMAX网络系统包括BS和AGW，BS用于提供与终端之间的无线IP链路，当已经在3GPP注册的终端需要在WIMAX网络预注册、进入空闲模式、位置更新、退出空闲模式时，基站需要和MME交互来完成WiMAX空口消息在终端和基站之间的传递；AGW用于为用户提供接入服务和控制，当WIMAX网络应用ProfileC模型时，BS和ASN GW合一。

另外，WIMAX网络系统中，还包括S101接口和S103接口，其中，BS与MME之间的接口S101，用来传递预注册、进入空闲模式、位置更新、退出空闲模式(切换)过程中在3GPP覆盖下的终端与WIMAX网络之间的消息，ASN GW与Serving GW之间的接口S103，用来转发退出空闲模式(切换)过程中用户的数据。

如上所述，借助于本发明提供的切换方法和/或系统，通过在WiMAX基站与MME之间增加接口S101，使用该接口来传递在EPS网络覆盖下的终U与WIMAX网络之间的消息，并且，在AGW和服S-GW之间增加接口S103，使用该接口来转发单频UE在WiMAX与EPS网络切换过程中的数据。并且，借助于该方法，UE通过EPS网络在WIMAX网络中进行预注册后，UE通过EPS网络发起WiMAX进入空闲模式状态，在WiMAX网络中进入空闲模式，当终端需要从EPS网络切换到WiMAX网络时，通过WiMAX退出空闲状态，重入网流程来进入WiMAX网络。当终端在EPS网络覆盖下移动，且发生寻呼区改变时，通过WiMAX位置更新流程来维护终端在WiMAX网络的信息。终端通过EPS网络与WIMAX网络进行信息的传输，解决了单频终端在WiMAX与EPS网络切换过程中导致业务中断终端的问题，保证业务的连续性，而且在切换过程中可以通过EPS网络来转发数据，终端在切换前进入WiMAX空闲模式，使得终端在WiMAX网络的信息简单，占用资源少。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种切换系统，应用于与EPS网络和WIMAX网络相关的网络环境，其中，所述EPS网络包括移动管理实体即MME和服务网关即S-GW，所述WIMAX网络包括基站即BS和接入服务网关即AGW，其特征在于，所述切换系统还包括：

第一接口，位于所述MME和所述BS之间，用于在所述MME和所述BS之间进行信息传输；

第二接口，位于所述S-GW和所述AGW之间，用于在所述S-GW和所述AGW之间进行数据转发。

2.一种切换方法，基于与EPS网络和WIMAX网络相关的网络环境，其中，所述EPS网络包括移动管理实体即MME和服务网关即S-GW，所述WIMAX网络包括基站即BS和接入服务网关即AGW，所述切换方法用于使处于EPS网络的终端从所述EPS网络切换到WIMAX网络，其特征在于，所述方法包括：

所述终端通过预先设置的所述EPS网络的移动管理实体与所述WIMAX网络的基站之间的第一接口，在所述WIMAX网络进行预注册，并通过所述第一接口在所述WIMAX网络进入空闲状态；

所述终端发起切换，所述EPS网络通过预先设置的所述EPS网络的服务网关与所述WIMAX网络的接入服务网关之间的第二接口，将发送给所述终端的数据从所述EPS网络转发到所述WIMAX网络；

所述终端退出所述空闲状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端在所述WIMAX网络进行预注册的操作具体为：所述终端执行终端能力交互流程、所述WIMAX网络的鉴权、密钥传递、终端注册流程、业务创建流程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终端执行终端能力交互流程的操作具体为：

所述终端向演进的陆地无线接入网即EUTRAN发送第一上行信息传输消息，其中，所述第一上行信息传输消息携带有终端基本能力请求消息和第一目标基站标识；

所述EUTRAN接收所述第一上行信息传输消息，从中获取所述终端基本能力请求消息和所述第一目标基站标识，所述EUTRAN向MME发送上行WIMAX隧道消息，并在所述上行WIMAX隧道消息中携带所述终端基本能力请求消息和所述第一目标基站标识；

所述MME接收所述上行WIMAX隧道消息，从中获取所述第一目标基站标识，并将所述终端基本能力请求消息通过所述第一接口发送给所述第一目标基站标识对应的第一目标基站；

所述第一目标基站选择为所述终端服务的AGW，向所述AGW发送预注册请求消息，并在所述预注册请求消息中携带所述终端基本能力请求消息；

所述第一目标基站根据所述AGW返回的预注册响应消息，构造终端基本能力响应消息，并通过所述第一接口将所述终端基本能力响应消息经由所述MME和所述EUTRAN发送给所述终端。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终端执行所述WIMAX网络的鉴权、密钥传递、终端注册流程、业务创建流程具体包括：

所述终端通过所述EUTRAN将第一上行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第一上行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的鉴权信息；

所述移动管理实体通过所述第一接口将所述第一上行WIMAX空口消息发送给第一目标基站；

所述第一目标基站通过所述第一接口将第一下行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第一下行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的鉴权响应信息；

所述移动管理实体将通过所述EUTRAN将所述第一下行WIMAX空口消息发送给所述终端；

所述终端通过所述EUTRAN将第二上行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第二上行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的密钥传递信息；

所述移动管理实体通过所述第一接口将所述第二上行WIMAX空口消息发送给所述第一目标基站；

所述第一目标基站通过所述第一接口将第二下行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第二下行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的密钥传递响应信息；

所述移动管理实体将通过所述EUTRAN将所述第二下行WIMAX空口消息发送给所述终端；

所述终端通过所述EUTRAN将第三上行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第三上行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的注册信息；

所述移动管理实体通过所述第一接口将所述第三上行WIMAX空口消息发送给所述第一目标基站；

所述第一目标基站通过所述第一接口将第三下行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第三下行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的注册响应信息；

所述移动管理实体将通过所述EUTRAN将所述第三下行WIMAX空口消息发送给所述终端；

所述终端通过所述EUTRAN将第四上行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第四上行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的业务流创建信息；

所述移动管理实体通过所述第一接口将所述第四上行WIMAX空口消息发送给所述第一目标基站；

所述第一目标基站通过所述第一接口将第四下行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第四下行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的业务流创建响应信息；

所述移动管理实体将通过所述EUTRAN将所述第四下行WIMAX空口消息发送给所述终端。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端退出所述空闲状态的操作具体为：

所述终端向演进的陆地无线网络即EUTRAN发送第二上行信息传输消息，其中，所述第二上行信息传输消息包括切换指示、WIMAX空口消息测距请求信息、第二目标基站标识；

所述EUTRAN接收所述第二上行信息传输消息，从中获取所述切换指示、所述WIMAX空口消息测距请求信息、所述第二目标基站标识，所述EUTRAN向MME发送第二上行WIMAX隧道消息，并在所述第二上行WIMAX隧道消息中携带所述切换指示、所述WIMAX空口消息测距请求信息、所述第二目标基站标识；

所述MME接收所述第二上行WIMAX隧道消息，从中获取所述第二目标基站标识，并将所述切换指示和所述WIMAX空口消息测距请求消息通过所述第一接口发送给所述第二目标基站标识对应的第二目标基站；

所述第二目标基站接收所述切换指示和所述WIMAX空口消息测距请求消息，根据所述WIMAX空口消息测距请求消息向锚定PC确定所述终端的状态，并向锚定DP发起数据通道创建流程；

所述终端接收到所述下行信息传输消息后，与所述EPS网络断开连接，与所述WIMAX网络建立连接；

所述第二目标基站向所述移动管理实体发送切换完成指示；

所述MME释放所述终端在所述EPS网络中的资源。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述EPS网络通过所述第二接口，将发送给所述终端的数据从所述EPS网络转发到所述WIMAX网络的操作具体为：

所述第二目标基站接收所述锚定DP发送的数据通道创建响应消息，构造终端测距响应消息，并将所述终端测距响应消息、切换命令、锚定DP地址通过所述第一接口发送所述移动管理实体；

所述移动管理实体接收到所述终端测距响应消息、所述切换命令、所述锚定DP地址，并根据所述切换命令，向S-GW发送前转隧道创建请求，所述前转隧道创建请求中携带所述锚定DP地址；

所述移动管理实体接收所述S-GW发送的前转隧道创建响应后，通过所述第一接口向所述EUTRAN发送下行WIMAX隧道消息，所述下行WIMAX隧道消息中携带所述切换命令和所述WIMAX空口消息测距响应信息；

所述EUTRAN接收所述下行WIMAX隧道消息，获取所述切换命令和所述WIMAX空口消息测距响应信息，将所述终端的下行数据通过所述前转隧道发送到所述WIMAX网络，并向所述终端发送下行信息传输消息，所述下行信息传输消息中携带所述切换命令和所述WIMAX空口消息测距响应信息。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述终端通过所述第一接口在所述WIMAX网络进入空闲状态之后，所述方法还包括：

所述终端根据其位置的改变，通过位置更新流程来维护所述终端在所述WIMAX网络中的信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述终端通过位置更新流程来维护所述终端在所述WIMAX网络中的信息的操作具体为：

所述终端通过EUTRAN将第五上行WIMAX空口消息发送给所述MME，所述第五上行WIMAX空口消息中携带所述终端更新后的位置信息；

所述移动管理实体通过所述第一接口将所述第五上行WIMAX空口消息发送给第一目标基站；

所述第一目标基站通过所述第一接口将第五下行WIMAX空口消息发送给所述移动管理实体，所述第五下行WIMAX空口消息中携带所述WIMAX网络的位置更新响应信息；

所述移动管理实体将通过所述EUTRAN将所述第五下行WIMAX空口消息发送给所述终端。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其特征在于，将所述终端的数据从所述EPS网络转发到所述WIMAX网络的操作具体为：

将所述终端的下行数据从所述EPS网络转发到所述WIMAX网络。

11.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其特征在于，

所述接入服务网关和所述基站单独设置。

12.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其特征在于，

所述接入服务网关和所述基站合一设置。

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