CN101841824A - 一种实现小区切换的方法、系统和中继设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种实现小区切换的方法、系统和中继设备。该方法包括：源中继设备RN接收用户设备UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果进行切换，则由源RN通过源基站eNB与目标节点交互切换消息。该系统包括：源RN、源eNB和目标节点。该中继设备包括切换判决模块和切换模块。应用本发明能够实现设置有RN的移动通信系统内的小区切换，并保证小区切换的速度较快。

Description

一种实现小区切换的方法、系统和中继设备

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种实现小区切换的方法、系统和中继设备。

背景技术

在未来的移动通信系统中，例如后三代(Beyond three Generation，B3G)系统或长期演进(LTE)系统或高级长期演进(LTE-A)系统中，将提供更高的峰值数据速率和小区吞吐量，同时也需要更大的带宽。目前2GHz以下的未分配带宽已经很少，B3G系统需要的部分或全部带宽只能在更高的频段上寻找，例如在3GHz以上寻找。频段越高，电波传播衰减的越快，传输距离越短，因此同样覆盖区域下，要保证连续覆盖，需要更多的基站。由于基站通常具有较高的造价，这无疑会增加布网成本。为了解决布网成本问题，各厂商和标准化组织开始研究将中继节点(Relay Node，RN)引入到未来的移动通信系统中，扩大覆盖范围。

图1是设置有RN的通信系统结构示意图。

如图1所示，各个网关(Gateway)与其下属的eNB通过S1接口进行通信，各个eNB之间通过X2接口进行通信，各个eNB下设置有RN，eNB与其下设的RN通过Y3接口进行通信。

目前，在LTE系统和LTE-A系统等未来移动通信系统中，RN与核心网之间没有无线接口，而是通过多纳小区(donor cell)接入到核心网。每个RN可以控制一个或多个小区，每个小区都有独立的PCI、同步信道和参考信号。

随着UE从一个小区移动到另一个小区，要求UE能够在各个小区之间切换。而对于设置了RN的移动通信系统，如何在各个小区之间切换，目前还没有提出相应的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种实现小区切换的方法、系统和中继设备，使得在设置了RN的移动通信系统中实现小区切换，并保证较快的切换速度。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的：

一种实现小区切换的方法，该方法包括：

源中继设备RN接收用户设备UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果进行切换，则由源RN通过源基站eNB与目标节点交互切换消息。

一种实现小区切换的系统，该系统包括：

源RN，接收UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果进行切换，则通过源eNB与目标节点交互切换消息；

源eNB，在源RN和目标节点之间转发切换消息；

目标节点，判断是否接纳所述UE，并通过源eNB与源RN交互切换消息。

一种实现小区切换的中继设备，该设备包括切换判决模块和切换模块；

所述切换判决模块，用于接收UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果是，则向切换模块发送切换指示；

所述切换模块，收到切换指示后，通过源eNB与目标节点交互切换消息。

由上述技术方案可见，由于本发明提供的技术方案由源RN根据测量报告进行小区切换判决，在判决出需要进行切换后，通过源eNB与目标节点交互切换消息即可，不需要将测量报告发给eNB，减小了数据传输量，从而提高了切换速度，并且，通过RN与eNB通信的无线接口即可通过源eNB实现与目标节点交互切换消息，无需为RN另外设置其他无线接口，使得RN的结构简单。

附图说明

图1是设置有RN的通信系统组成示意图。

图2是设置了RN的移动通信系统连接示意图。

图3是本发明提供的第七种情况下的小区切换方法流程图。

图4是本发明提供的实现小区切换的系统组成示意图。

图5是本发明提供的实现小区切换的中继设备结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

随着移动通信系统的迅猛发展，未来的发展趋势是小区半径越来越小，用户终端的移动速度增加，这就要求切换过程尽量的快。本发明提出，源RN接收UE上报的测量报告后，不将该测量报告发给源eNB，而是由该源RN根据所述测量报告来进行切换判决，如果判决出需要进行切换，则由源RN通过源eNB与目标节点交互切换消息，从而实现小区切换。其中的切换消息包括用于实现切换的各种消息，例如，切换请求消息、切换请求确认消息等，本发明的RN保存有UE的上下文信息和该RN管辖的各个小区的邻小区关系，具备无线资源管理(RRM)的功能，能够根据UE上报的测量报告以及所述邻小区关系实现切换判决。

本发明应用在设置有RN的移动通信系统中，通过将现有没有设置RN的移动通信系统中由eNB完成的切换判决功能改由RN来实现，能够适应设置有RN的移动通信系统这种新型移动通信系统的结构，提高小区切换的速度。具体地，由于RN能够根据UE上报的测量报告进行切换判决，如果允许切换则只需向eNB发送切换请求消息即可，无需向eNB传输测量报告，因此减小了数据传输量，提高了数据传输速度，从而提高了小区切换速度，同时也节省了带宽等资源。

eNB中保存有和其相连接的所有RN的信息，例如每个RN管辖的各个小区的标识等，eNB内部保存有特定标识，通过该特定标识能够区分那些小区是属于RN管理下的，哪些是该eNB直接管理的，例如，该特定标识可以是各个小区的接入方式，如果是无线接入方式，则该小区是RN管理下的，如果是有线接入方式，则该小区是eNB直接管理的。各个eNB也需要交互其管理的RN信息，如小区标识等，如果各个eNB间存在X2接口，则可以通过X2接口交互RN信息，如果不存在X2接口，则可以通过S1接口利用MME等核心网设备交互RN信息。其中，RN管理下的每个小区都有该小区的通用网关接口(Common Gateway Interface，CGI)标识，该CGI标识共28bits，其中20bits为服务eNB的标识，另8bits为小区标识(Cell ID)。eNB中存储有各个小区的CGI标识，可以通过CGI正确寻址。

图2是设置了RN的移动通信系统连接示意图。

参照图2，在实际应用中，UE在移动过程中，存在七种不同的切换情况，分别为：

第一种情况，UE从第一基站eNB1切换至第二基站eNB2，在这种情况下，源节点和目标节点均为基站。

第一种情况下，可以采用现有的切换方法，由源eNB根据UE上报的测量报告进行切换判决，UE通过源eNB与目标eNB交互切换消息以实现切换。

第二种情况，UE从eNB1切换至该eNB1管辖的RN，在这种情况下，源节点是eNB，目标节点是RN。

第二种情况下，由源eNB根据UE上报的测量报告进行切换判决，UE通过源eNB与目标RN交互切换消息以实现切换，即UE将切换请求消息发给eNB1，eNB1将该切换请求消息转发给该eNB1管辖的RN，eNB1接收所述RN发来的切换请求确认消息或切换请求失败消息并将其转发给所述UE。

第三种情况，UE从eNB1管辖的RN切换至该eNB1，在这种情况下，源节点是RN，目标节点是eNB。

第四种情况，UE从隶属于eNB1的第一中继eNB1RN1切换至同样隶属于该eNB1的第二中继eNB1RN2，在这种情况下，源节点和目标节点都是RN。

第五种情况，UE从eNB1切换至另一基站eNB2所管辖的第一中继eNB2RN1或第二中继eNB2RN2，在这种情况下，源节点是eNB，目标节点是RN。

第五种情况下，由源eNB根据UE上报的测量报告进行切换判决，UE通过源eNB与目标RN交互切换消息以实现切换，即源eNB在UE和目标eNB之间转发切换消息，目标eNB在目标RN和源eNB之间转发切换消息。

第六种情况，UE从eNB1RN1或eNB1RN2切换至eNB2，在这种情况下，源节点是RN，目标节点是eNB。

第七种情况，UE从eNB1RN1或eNB1RN2切换至eNB2RN1或eNB2RN2，这种情况下，源节点和目标节点均为RN。

对于第三、四、六、七这四种情况，其源节点都是RN，均由源RN根据UE上报的测量报告进行切换判决，如果需要切换，则通过源eNB与目标节点交互切换消息，从而实现切换。

实际应用中，源RN将切换请求消息发给源eNB，源eNB根据该切换请求消息识别出目标节点，即，识别出目标小区是由源eNB直接管理、由源eNB下属的RN管理、由除源eNB以外的eNB直接管理还是由除源eNB以外的目标eNB下属的RN管理。

由于第七种情况涉及的节点较多，其进行切换的过程最为复杂，下面以第七种情况为例，说明实现切换的方法。

如果eNB1和eNB2设置有彼此通信的接口X2，则基于X2接口实现切换，即，eNB1和eNB2直接通过X2接口交互切换消息；如果eNB1和eNB2没有设置X2接口，则基于S1接口实现切换，即，eNB1和eNB2通过S1接口将切换消息发给高层，再由高层通过S1接口将该切换消息转发给eNB1和eNB2中的另一方，其中，所述高层通常为MME。

图3是本发明提供的第七种情况下的小区切换方法流程图，其基于X2接口实现切换，如图7所示，该方法包括：

步骤301，UE向源RN发送测量报告。

本步骤中，UE根据预先配置的参数进行信道质量测量，将测量结果形成测量报告上报给源RN。

步骤302，源RN根据UE的测量报告以及该源RN自身存储的RRM算法判断是否发起切换，如果是，执行步骤303，否则，源RN接收UE下一次上报的测量报告并返回步骤302。

步骤303，源RN向源eNB发送切换请求消息。

所述切换请求消息中携带有目标RN的ID、UE的承载消息、RRC上下文消息、切换区域限制消息、安全信息和UE历史信息等内容

步骤304，源eNB向目标eNB转发切换请求消息。

步骤305，目标eNB向目标RN转发切换请求消息。

步骤306，目标RN进行接纳判决，并将携带判决结果的切换消息发给目标eNB。

本步骤中，如果目标RN接纳该UE，则向目标eNB返回切换请求确认消息并预留相应的资源，如果不接纳该UE，则向目标eNB返回切换请求失败消息，并在其中携带失败原因值。

切换请求确认消息中携带有允许切换的承载信息，以及需要传递给所述UE的信息。

步骤307，目标eNB将携带判决结果的切换消息发给源eNB。

步骤308，源eNB将携带判决结果的切换消息发给源RN。

在骤303～步骤308中，源RN通过源eNB与目标节点(即目标RN)交互切换消息，这里的切换消息包括切换请求消息或者切换请求确认消息和切换请求失败消息。

步骤309，如果携带判决结果的切换消息为切换请求失败消息，则源RN结束本次切换，如果携带判决结果的切换消息为切换请求确认消息，则源RN向UE发送切换命令消息。

本步骤中的切换命令消息中携带有目标RN需要传递给所述UE的信息。

步骤310，UE根据所述切换命令消息接入到目标RN。

步骤311，UE向目标RN发送切换完成消息。

步骤312，目标RN向目标eNB转发该切换完成消息。

步骤313～314，目标eNB向MME发起路径倒换过程。

本步骤中，MME收到目标eNB发起路径倒换过程的消息后，切换用户面路径，并在切换完毕后，向目标eNB发送路径倒换确认消息。

步骤315，目标eNB向源eNB发起资源释放过程，源eNB向源RN发起资源释放过程，源eNB和源RN释放该UE占用的资源。

当基于S1接口实现切换时，源eNB和目标eNB通过S1接口与MME核心网进行通信，由MME来转发切换消息，例如，源eNB接收来自源MME的UE上下文释放消息，向源RN发起资源释放过程，源RN释放此UE占用的所有资源。

第三、四、六种情况下的切换过程与第七种情况下的切换过程相同的部分不再叙述，下面仅介绍其存在差异的部分：

在第三种情况下的切换流程包括：

步骤401～402：同步骤401～402。

步骤403，源eNB与目标eNB是同一个eNB，因此，源RN将切换请求消息发给源eNB，由源eNB做接纳判决，并将携带判决结果的切换消息发给源RN。

步骤404，同步骤409。

步骤405，UE根据切换命令消息接入到源eNB(即目标eNB)，接入成功后向源eNB发送切换完成消息，源eNB向MME发起路径倒换过程，源eNB向源RN发起资源释放过程，源eNB和源RN释放相应的资源。

第四种情况下的切换流程包括：

步骤501～502：同步骤301～302。

步骤503，源RN将切换请求消息发给源eNB，源eNB将该切换请求消息转发给目标RN，由目标RN做接纳判决，并将携带判决结果的切换消息发给源eNB，源eNB再将携带判决结果的切换消息发给源RN。

步骤504，同步骤309。

步骤505，UE根据切换命令消息接入到目标RN，接入成功后向目标RN发送切换完成消息，目标RN将该切换完成消息转发给源eNB，源eNB向MME发起路径倒换过程，源eNB向源RN发起资源释放过程，源eNB和源RN释放相应的资源。

第六种情况下的切换流程包括：

步骤601～602：同步骤301～302。

步骤603，源RN将切换请求消息发给源eNB，源eNB将该切换请求消息转发给目标eNB，由目标eNB做接纳判决，并将携带判决结果的切换消息发给源eNB，源eNB再将携带判决结果的切换消息发给源RN。

步骤604，同步骤309。

步骤605，UE根据切换命令消息接入到目标eNB，接入成功后向目标eNB发送切换完成消息，目标eNB将该切换完成消息转发给源eNB，源eNB向MME发起路径倒换过程，源eNB向源RN发起资源释放过程，源eNB和源RN释放该UE占用的资源。

图4是本发明提供的实现小区切换的系统组成示意图，如图3所示，该系统包括源RN401、源eNB402和目标节点403。

源RN401，接收UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果进行切换，则通过源eNB402与目标节点403交互切换消息。

源eNB402，在源RN401和目标节点403之间转发切换消息。

目标节点403，判断是否接纳所述UE，并通过源eNB402与源RN401交互切换消息。

其中的目标节点403可以与源eNB402为同一实体，也可以为除所述源eNB以外的eNB，或者为除源RN以外的RN。

图5是本发明提供的实现小区切换的中继设备结构图，该设备包括切换判决模块501和切换模块502。

切换判决模块501，用于接收UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果是，则向切换模块502发送切换指示。

切换模块502，收到切换指示后，通过源eNB与目标节点交互切换消息。

由上述技术方案可见，由于本发明提供的技术方案由源RN根据测量报告进行小区切换判决，在判决出需要进行切换后，通过源eNB与目标节点交互切换消息即可，不需要将测量报告发给eNB，减小了数据传输量，从而提高了切换速度，并且，由于只需要设置RN与eNB通信的无线接口，无需为RN另外设置其他无线接口，即可通过源eNB实现与目标节点交互切换消息。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种实现小区切换的方法，其特征在于，该方法包括：

源中继设备RN接收用户设备UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果进行切换，则由源RN通过源基站eNB与目标节点交互切换消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由源RN通过源eNB与目标节点交互切换消息包括：

源RN将切换请求消息发给源eNB，源eNB根据该切换请求消息识别出目标节点，将该切换请求消息转发给目标节点，

目标节点根据该切换请求消息进行接纳判决，如果接纳该UE，通过源eNB向源RN发送切换请求确认消息，

源RN向UE发送切换命令消息，UE根据该切换命令消息接入到目标节点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述识别出目标节点为：eNB识别出目标小区由源eNB直接管理，则所述目标节点为该源eNB，

源RN通过源eNB将切换请求消息转发给目标节点为：源RN直接向该源eNB发送切换请求消息，

通过源eNB向源RN发送切换请求确认消息为：源eNB直接将切换请求确认消息发给源RN；

或者，

所述识别出目标节点为：eNB识别出目标小区由除源eNB以外的eNB直接管理，则所述目标节点为直接管理该目标小区的eNB，

源RN通过源eNB将切换请求消息转发给目标节点为：源RN向源eNB发送切换请求消息，源eNB将该切换请求消息转发给直接管理该目标小区的eNB，

通过源eNB向源RN发送切换请求确认消息为：直接管理该目标小区的eNB将切换请求确认消息发给源eNB，源eNB将该切换请求确认消息发给源RN；

或者，

所述识别出目标节点为：eNB识别出目标小区由源eNB下属的RN管理，则所述目标节点为管理该目标小区的RN，

源RN通过源eNB将切换请求消息转发给目标节点为：源RN向源eNB发送切换请求消息，源eNB将该切换请求消息转发给管理该目标小区的RN，

通过源eNB向源RN发送切换请求确认消息为：管理该目标小区的RN将切换请求确认消息发给源eNB，源eNB将该切换请求确认消息发给源RN；

或者，

所述识别出目标节点为：eNB识别出目标小区由除源eNB以外的目标eNB下属的RN管理，则所述目标节点为管理该目标小区的RN，

源RN通过源eNB将切换请求消息转发给目标节点为：源RN向源eNB发送切换请求消息，源eNB将该切换请求消息转发给所述目标eNB，所述目标eNB将该切换请求消息转发给管理该目标小区的RN，

通过源eNB向源RN发送切换请求确认消息为：管理该目标小区的RN将切换请求确认消息发给目标eNB，目标eNB将切换请求确认消息发给源eNB，源eNB将该切换请求确认消息发给源RN。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述UE根据该切换命令消息接入到目标节点之后，该方法进一步包括：

目标节点通过源eNB向源RN发起资源释放过程，源eNB和源RN释放该UE占用的资源。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

源eNB和目标eNB通过彼此通信的X2接口交互切换消息。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

源eNB和目标eNB通过S1接口将切换消息发给核心网，由核心网转发切换消息。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

如果识别出目标小区是由除源eNB以外的eNB管辖的，则该方法进一步包括：

UE在接入到管辖目标小区的eNB后，向该eNB发送切换完成消息，该eNB向核心网发起路径倒换过程；

如果识别出目标小区是由除源eNB以外的eNB下属的RN管辖的，则该方法进一步包括：

则UE在接入到管辖目标小区的RN后，向该RN发送切换完成消息，该RN将该切换完成消息转发给该RN所属的eNB，该RN所属的eNB向核心网发起路径倒换过程。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过S1接口向核心网发起路径倒换过程。

9.如权利要求1至8任一权项所述的方法，其特征在于，RN中保存有UE的上下文信息和该RN管辖的各个小区的相邻关系。

10.如权利要求9任一权项所述的方法，其特征在于，eNB中保存有和该eNB相连接的所有RN的信息。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述RN的信息包括用于区分小区是直接由eNB管理还是由RN管理的标识。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述标识为小区的接入方式，如果该小区是无线接入方式，则该小区由RN管理，如果该小区是有线接入方式，则该小区直接由eNB管理。

13.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述切换请求消息中携带有目标RN的标识ID、源RN中UE的承载信息、RRC上下文、切换区域限制信息和UE历史信息。

14.一种实现小区切换的系统，其特征在于，该系统包括：

源RN，接收UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果进行切换，则通过源eNB与目标节点交互切换消息；

源eNB，在源RN和目标节点之间转发切换消息；

目标节点，判断是否接纳所述UE，并通过源eNB与源RN交互切换消息。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，

所述目标节点为所述源eNB，或者为除所述源eNB以外的eNB，或者为除源RN以外的目标RN。

16.一种实现小区切换的中继设备，其特征在于，该设备包括切换判决模块和切换模块；

所述切换判决模块，用于接收UE上报的测量报告，根据该测量报告判断是否进行小区切换，如果是，则向切换模块发送切换指示；

所述切换模块，收到切换指示后，通过源eNB与目标节点交互切换消息。

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