CN101651971A - 一种下行切换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行切换方法和系统。该方法包括：在设定时刻，向UE的SGW发送停止数据传输信令；其中，所述设定时刻在向UE的SGW发送用户面更新请求之前；UE的SGW接收到停止数据传输信令后，停止向UE的源接入方发送该UE的数据；UE的SGW接收到用户面更新请求后，根据该请求中的目标接入方信息执行下行路径转换，向UE的目标接入方恢复该UE的数据发送。本发明能够最大程度地减少数据在空口上的重复发送。

Description

一种下行切换方法及系统

技术领域

本发明涉及LTE(长期演进)技术，特别是涉及一种LTE系统中的下行切换方法及系统。

背景技术

为了对LTE系统进行增强，目前提出了在LTE无线接入网的架构中增加RN(中继节点)的方案。RN节点设置在UE(用户设备)与eNodeB(基站)之间，可以看作是eNodeB的延伸，为系统提供更经济的覆盖，并可以在eNodeB覆盖的边缘增强覆盖质量，也可以在eNodeB覆盖区域之外部署来扩展覆盖的范围，从而提高系统的频谱效率和用户数据率。

图1是LTE系统中增加RN节点后的基本架构示意图。参见图1，在LTE中，为RN提供无线接入的eNodeB被称为DeNB(施主基站)，RN与DeNB之间通过无线的Un接口连接，RN与UE之间通过Uu接口连接，无线接入网与核心网中的的MME(移动性管理实体)/S-GW(服务网关)节点则仍然通过S1接口连接。

在LTE中，无线接入网与核心网之间的接口是S1接口。当在接入网的架构中增加了RN之后，由于RN是DeNB的延伸，因此，无线接入网与核心网之间的S1接口具体可终止在RN。

在LTE系统中，UE经常需要进行切换，从源接入方切换到目标接入方。这样，当在LTE系统中增加RN节点后，就会存在多种切换场景，比如：(1)UE由RN切换到DeNB；(2)UE由RN切换到其他eNB(非DeNB)；(3)UE由RN1切换到RN2(RN1和RN2由同一个DeNB为其提供无线接入)；(4)UE由RN1(由DeNB1为其提供无线接入)切换到RN2(由DeNB2为其提供无线接入)；(5)UE由DeNB切换到该DeNB为其提供服务的RN；(6)UE由eNB切换到另一个DeNB为其提供服务的RN。

在LTE系统中，当UE切换时，下行的切换处理包括：UE的源接入方向目标接入方发起切换请求，之后，UE的源接入方、目标接入方以及UE三者之间进行信令交互，完成切换准备；在该交互完成之后，UE的目标接入方向UE的SGW(服务网关)发送用户面更新请求；UE的S GW在接收到用户面更新请求(User Plane updaterequest)之前，仍然将该UE的数据发往UE的源接入方，在接收到该用户面更新请求之后，才会将该UE的数据发往UE的目标接入方。

由以上描述可以看出，UE的SGW在接收到用户面更新请求之前，仍然将该UE的数据发往UE的源接入方，而此时，UE早已完成了切换准备，源接入方已不再向UE发送数据。这样，对于无损切换的AM(确认)模式，源接入方如果不能将其缓存的来自于SGW的数据发送给UE或者发送给UE后没有收到UE发来的ACK消息，那么，则必须由源接入方将UE没有确收的数据(包括没有发送给UE的数据以及发送给UE后没有收到UE返回的ACK消息的数据)转发给UE的目标接入方。

然而，现有技术中的这种由源接入方将UE没有确收的数据全部转发给UE的目标接入方的做法，往往会导致数据在空口上的重复发送。参见图1，举例来说，UE的源接入方是RN，目标接入方是该RN连接的DeNB，也就是说，UE初始时通过RN接入网络，切换后直接通过DeNB接入网络，而不再连接RN。在现有技术中，UE的SGW需要将该UE建立的承载的数据全部发往UE的源接入方RN侧(因为DeNB无法区分在P-GW复用过的数据中哪些是属于该切换UE的，RN才能够区分)，完成该接收过程后，RN将属于切换UE的承载的数据进行前转。具体是首先将数据发送到了DeNB，由该DeNB在空口上将该数据直接转发给RN，在AM模式下，RN则必须再一次通过空口将已发给UE但还没有确收以及还没有发给UE的数据回传给DeNB。再如，UE的源接入方是RN，目标接入方是另一eNB时，在DeNB通过空口将数据发送给RN后，对于UE没有确收以及还没有发给UE的数据，RN需要再次通过空口将该数据转发给eNB。可见，同样的数据在空口上被发送了两次，从而导致了空口上数据的重复发送，浪费了空口的资源，并进一步增加了用户间干扰。

进一步的，由于UE的SGW在接收到用户面更新请求之前，仍然将该UE的所有数据发往UE的源接入方，那么，源接入方中则很可能会缓存大量UE无法确收的数据，之后，源接入方则必须将大量数据转发给目标接入方，从而大大增加了源接入方的业务负荷量。

发明内容

本发明提出了一种下行切换方法及系统，以便于尽量减少数据在空口上的重复发送。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种下行切换方法，该方法包括：

在设定时刻，向UE的SGW发送停止数据传输信令；其中，所述设定时刻在向UE的SGW发送用户面更新请求之前；

UE的SGW接收到停止数据传输信令后，停止向UE的源接入方发送该UE的数据；

UE的SGW接收到用户面更新请求后，根据该请求中的目标接入方信息执行下行路径转换，向UE的目标接入方恢复该UE的数据发送。

由UE的源接入方在所述设定时刻执行所述向UE的SGW发送停止数据传输信令的步骤；则，所述设定时刻为：源接入方接收到切换请求确认消息的时刻；

和/或，

由UE的目标接入方在所述设定时刻执行所述向UE的S GW发送停止数据传输信令的步骤；则，所述设定时刻为：目标接入方接收到切换请求消息的时刻。

所述UE的源接入方为第一RN，所述UE的目标接入方为：DeNB、eNB、第二RN和第三RN中的任意一个；

其中，第二RN和第一RN接入同一个DeNB，第三RN和第一RN接入不同的DeNB。

所述UE的源接入方为DeNB或者eNB，所述UE的目标接入方为RN。

该方法进一步包括：所述UE的源接入方将自身中缓存的UE的所有数据发送给UE。

所述停止数据传输信令为：新定义的S1接口信令，或者是对已有S1接口信令进行重配置后得到的信令。

一种下行切换系统，该系统包括：

数据停发触发装置，用于保存设定时刻的信息，在设定时刻，向UE的SGW发送停止数据传输信令；其中，所述设定时刻在向UE的SGW发送用户面更新请求之前；

UE的SGW，用于在接收到停止数据传输信令后，停止发送该UE的数据，以及在接收到用户面更新请求后，根据该请求中的目标接入方信息，向UE的目标接入方发送数据。

所述数据停发触发装置位于UE的源接入方中，该数据停发触发装置保存的设定时刻为源接入方接收到切换请求确认消息的时刻；

或者，

所述数据停发触发装置位于UE的目标接入方中，该数据停发触发装置保存的设定时刻为目标接入方接收到切换请求消息的时刻。

所述UE的源接入方为第一RN，所述UE的目标接入方为：DeNB、eNB、第二RN和第三RN中的任意一个；其中，第二RN和第一RN接入同一个DeNB，第三RN和第一RN接入不同的DeNB；

或者，

所述UE的源接入方为DeNB或eNB，所述UE的目标接入方为RN。

所述停止数据传输信令为：新定义的S1接口信令，或者是对已有S1接口信令进行重配置后得到的信令。

可见，本发明具有如下的有益效果：

1、在本发明中，考虑到UE的SGW是向UE发送数据的源头，能够控制数据发往哪一个接入方，因此，在UE的SGW接收到用户面更新请求之前就触发UE的SGW停止向UE的源接入方发送该UE的数据，而不是现有技术中UE的SGW在接收到用户面更新请求之后才停止向UE的源接入方发送数据，这样，则尽量避免了源接入方在空口上接收或发送数据，也就是说，减少了数据在空口上的一次发送过程，从而最大程度地避免数据在空口上的重复发送。

2、在本发明中，当源接入方在接收到切换请求确认消息时，或者目标接入方在接收到切换请求消息时，就可以立即向UE的SGW发送停止传输数据信令，触发SGW及时停止向UE的源接入方发送该UE的数据，从而在最大程度上避免了源接入方在空口上接收或发送数据，最大程度的避免了数据在空口上的重复发送。

3、在本发明中，只需增加向UE的SGW发送停止传输数据信令的处理，以及SGW在完成下行路径切换后的恢复数据发送的处理，就可以最大程度实现避免数据在空口上的重复发送，因此，业务实现非常简单，增加了本发明的实用性。

附图说明

图1是LTE系统中增加RN节点后的基本架构示意图。

图2是在本发明一个具体实施例中的切换流程图。

图3是本发明提出的下行切换系统的基本结构图。

图4是本发明一个实施例中下行切换系统的一种可选结构图。

图5是本发明一个实施例中下行切换系统的另一种可选结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

目前，存在一种希望将PDCP(分组数据汇聚协议)序列号在Un接口和Uu接口进行关联，从而避免数据在空口上重复发送的建议。其核心的思路是：参见图1，仍以源接入方和目标接入方分别是RN和该RN的DeNB为例，将RN通过Un接口接收到的DeNB发来的数据包的序列号与RN通过Uu接口发送的数据包的序列号进行映射，即在Un和Uu接口使用关联的PDCP序列号，RN只有在收到Uu口上UE发来的数据的ACK反馈后，才根据上述关联，在Un口上向DeNB发送相应数据的ACK消息，DeNB在收到该ACK消息后，再删除已正确接收的数据包，避免了DeNB在UE未反馈数据的ACK消息的情况下删除相应数据，导致后续RN需要重复转发该部分数据的处理。

然而，上述将PDCP序列号在Un接口和Uu接口进行关联的建议是不可行的，这是因为：一个RN可能携带若干个UEs，数据在RNPGW已复用，即当某个数据包到达DeNB，已无法区分其最终的目的地址为哪一个UE。只有当RN接收到Un口PDCP序列号的数据后，将其发往NAS才能确认该数据包目的UE，NAS会为数据包重新分配一个Uu接口的序列号并发送给RN，而此时RN已经不能区分具有该Uu接口序列号的数据包对应哪一个Un接口上PDCP序列号的数据包，从而无法完成上述的映射和关联操作，后续RN也就无法知道从DeNB接收到的哪些数据包被UE正确接收。可见，将PDCP序列号在Un接口和Uu接口进行关联的建议在实际的业务实现中是不可实现的。

对上述将PDCP序列号在Un接口和Uu接口进行关联的建议以及下行切换流程进行分析可知，要避免数据在空口上被重复发送，就必须考虑改变切换流程本身，从源头避免将数据发送到源接入侧。因此，本发明提出了一种能够针对源头进行处理，从而尽量避免数据在空口重发的方法。

本发明提出的LTE系统中的下行切换方法包括：在设定时刻，向UE的S GW发送停止数据传输信令；其中，所述设定时刻在向UE的SGW发送用户面更新请求之前；UE的SGW接收到停止数据传输信令后，停止向UE的源接入方发送该UE的数据；UE的SGW接收到用户面更新请求后，根据该请求中的目标接入方信息，向UE的目标接入方恢复该UE的数据发送。

可见，在本发明中，考虑到UE的SGW是向UE发送数据的源头，能够控制数据发往哪一个接入方，因此，在UE的SGW接收到用户面更新请求之前就触发UE的SGW停止向UE的源接入方发送该UE的数据，而不是现有技术中UE的SGW在接收到用户面更新请求之后才停止向UE的源接入方发送数据，这样，则尽量避免了源接入方在空口上接收或发送数据，也就是说，减少了数据在空口上的一次发送过程，从而避免数据在空口上的重复发送。

在本发明中，较佳的，可以由UE的源接入方在接收到切换请求确认消息的时刻向UE的SGW发送停止数据传输信令，从而触发UE的SGW停止向UE的源接入方发送该UE的数据；

或者，

也可以由UE的目标接入方在接收到切换请求消息的时刻向UE的SGW发送停止数据传输信令，从而触发UE的SGW停止向UE的源接入方发送该UE的数据；

当然，在实际的业务实现中，也可以由其他设备来执行在设定时刻向UE的SGW发送停止数据传输信令，比如，可以增设与UE的源接入方或目标接入方直接相连的一个控制设备，与UE源接入方相连的控制设备检测到源接入方接收到切换请求确认消息，则向UE的SGW发送停止数据传输信令；与UE目标接入方相连的控制设备检测到目标接入方接收到切换请求消息，则向UE的SGW发送停止数据传输信令，等等。

本发明的切换方法可以适用于任何一种UE的切换场景，比如，可以举例为：

切换前，UE的源接入方为一个RN(记为RN1)，切换后，UE的目标接入方可以为：DeNB、eNB、RN2和RN3中的任意一个；其中，RN2和RN1接入同一个DeNB，RN3和RN1接入不同的DeNB；

或者，

切换前，UE的源接入方为DeNB或者eNB，切换后，UE的目标接入方为RN，等等。

下面结合一个具体的例子来说明本发明的详细实现过程。在下述例子中，UE的源接入方为RN，UE的目标接入方为一个普通基站eNB。

图2是在本发明一个具体实施例中的切换流程图。参见图2，UE的源接入方为RN，UE的目标接入方为一个普通基站eNB，UE的切换过程具体包括以下步骤：

步骤1～步骤3：UE初始接入的源接入方RN向UE发送测量控制消息，UE将其测量报告上报给RN，由RN进行切换判决。

步骤4：源接入方RN确定需要切换后，将切换请求消息发送至UE的目标接入方eNB。

步骤5～步骤6：目标接入方eNB进行接纳控制处理，然后将切换请求确认消息发送给源接入方RN。

上述步骤1～步骤6的过程是现有技术。

步骤a：源接入方RN接收到切换请求确认消息后，针对为UE服务的SGW发送停止数据传输信令，为UE服务的MME接收到该停止数据传输信令。

步骤b：MME接收到该停止数据传输信令后，将停止数据传输信令发送给为UE服务的SGW。

步骤c：UE服务的SGW接收到停止数据传输信令后，停止向源接入方RN发送UE的数据。

上述步骤a至步骤c的过程是本发明在下行切换过程中新增的处理。

步骤7：源接入方RN将切换命令发送至UE。

之后，UE接收到切换命令后，进行离开源小区向新小区同步的处理。

在上述过程中，RN连接的DeNB将SGW未停止发送前发来的UE的所有数据(即缓存和待传数据包)发送给RN，RN将自身中缓存的UE的所有数据发送给UE；RN将UE未确收的数据(包括缓存和待传数据包)转发给目标接入方eNB。

步骤8：源接入方RN将序列号状态传输信令发送给目标接入方eNB，该eNB缓存来自RN的数据包。

步骤9～步骤11：UE与目标接入方eNB进行上行同步处理，UE切换到目标接入方eNB。

步骤12～步骤13：目标接入方eNB将路径转换请求发送给UE的MME，该MME将用户面更新请求发送给为UE服务的SGW。

步骤14：SGW接收到用户面更新请求之后，根据该用户面更新请求中携带的目标接入方eNB的信息，进行下行路径转换，然后执行新增步骤d的恢复向目标接入方eNB的数据发送。

步骤15～步骤18：SGW向MME返回用户面更新响应，MME向目标接入方eNB发送路径转换响应，目标接入方eNB向源接入方RN发送UE上下文释放消息，源接入方RN进行资源释放处理。

至此，则完成了UE切换的所有处理。

从图2所示流程中可以看出，如果按照现有技术的处理方式，SGW在步骤6至步骤14之间，则会继续通过DeNB向UE的源接入方RN发送大量的数据，也就是说，DeNB会在空口上向UE的源接入方RN发送该大量的数据，由于该部分数据属于UE无法确收的数据，因此，后续RN必须将该部分数据在空口上再次发送给目标接入方eNB，从而造成大量数据的重复发送。而在本发明中，由于增加了步骤a、b、c、d，所以能够尽早地在步骤6就触发UE的SGW停止向源接入方发送数据，从而最大程度地避免了现有技术中步骤6与步骤14之间数据的重复发送。

另外，本发明还提出了一种下行切换系统，参见图3，该系统包括：

数据停发触发装置，用于保存设定时刻的信息，在设定时刻，向UE的SGW发送停止数据传输信令；其中，所述设定时刻在向UE的SGW发送用户面更新请求之前；

UE的SGW，用于在接收到停止数据传输信令后，停止发送该UE的数据，以及在接收到用户面更新请求后，根据该请求中的目标接入方信息，向UE的目标接入方发送数据。

在本发明的下行切换系统中，可以由UE的源接入方或者目标接入方来执行触发SGW停止UE数据发送的处理，这样，

参见图4，所述数据停发触发装置可以位于UE的源接入方中，该数据停发触发装置保存的设定时刻为源接入方接收到切换请求确认消息的时刻；

或者，

参见图5，所述数据停发触发装置可以位于UE的目标接入方中，该数据停发触发装置保存的设定时刻为目标接入方接收到切换请求消息的时刻。

本发明的下行切换系统可以适用于任何一种UE切换，也就是说，

UE的源接入方可以为第一RN，UE的目标接入方可以为：DeNB、eNB、第二RN和第三RN中的任意一个；其中，第二RN和第一RN接入同一个DeNB，第三RN和第一RN接入不同的DeNB；

或者，

UE的源接入方可以为DeNB或eNB，UE的目标接入方可以为RN。

在本发明的下行切换系统，停止数据传输信令为：新定义的S1接口信令，或者是对已有S1接口信令进行重配置后得到的信令。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种下行切换方法，其特征在于，该方法包括：

在设定时刻，向UE的SGW发送停止数据传输信令；其中，所述设定时刻在向UE的SGW发送用户面更新请求之前；

UE的SGW接收到停止数据传输信令后，停止向UE的源接入方发送该UE的数据；

UE的SGW接收到用户面更新请求后，根据该请求中的目标接入方信息执行下行路径转换，向UE的目标接入方恢复该UE的数据发送。

2.根据权利要求1所述的下行切换方法，其特征在于，

由UE的源接入方在所述设定时刻执行所述向UE的SGW发送停止数据传输信令的步骤；则，所述设定时刻为：源接入方接收到切换请求确认消息的时刻；

和/或，

由UE的目标接入方在所述设定时刻执行所述向UE的SGW发送停止数据传输信令的步骤；则，所述设定时刻为：目标接入方接收到切换请求消息的时刻。

3.根据权利要求1所述的下行切换方法，其特征在于，

所述UE的源接入方为第一RN，所述UE的目标接入方为：DeNB、eNB、第二RN和第三RN中的任意一个；

其中，第二RN和第一RN接入同一个DeNB，第三RN和第一RN接入不同的DeNB。

4.根据权利要求1所述的下行切换方法，其特征在于，

所述UE的源接入方为DeNB或者eNB，所述UE的目标接入方为RN。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的下行切换方法，其特征在于，

该方法进一步包括：所述UE的源接入方将自身中缓存的UE的所有数据发送给UE。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的下行切换方法，其特征在于，

所述停止数据传输信令为：新定义的S1接口信令，或者是对已有S1接口信令进行重配置后得到的信令。

7.一种下行切换系统，其特征在于，该系统包括：

数据停发触发装置，用于保存设定时刻的信息，在设定时刻，向UE的SGW发送停止数据传输信令；其中，所述设定时刻在向UE的SGW发送用户面更新请求之前；

UE的SGW，用于在接收到停止数据传输信令后，停止发送该UE的数据，以及在接收到用户面更新请求后，根据该请求中的目标接入方信息，向UE的目标接入方发送数据。

8.根据权利要求7所述的下行切换系统，其特征在于，

所述数据停发触发装置位于UE的源接入方中，该数据停发触发装置保存的设定时刻为源接入方接收到切换请求确认消息的时刻；

或者，

所述数据停发触发装置位于UE的目标接入方中，该数据停发触发装置保存的设定时刻为目标接入方接收到切换请求消息的时刻。

9.根据权利要求8所述的下行切换系统，其特征在于，

所述UE的源接入方为第一RN，所述UE的目标接入方为：DeNB、eNB、第二RN和第三RN中的任意一个；其中，第二RN和第一RN接入同一个DeNB，第三RN和第一RN接入不同的DeNB；

或者，

所述UE的源接入方为DeNB或eNB，所述UE的目标接入方为RN。

10.根据权利要求7、8或9所述的下行切换系统，其特征在于，

所述停止数据传输信令为：新定义的S1接口信令，或者是对已有S1接口信令进行重配置后得到的信令。

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