CN101998366A - 指示家用基站关系的方法 - Google Patents

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Abstract

一种指示家用基站关系的方法，包括步骤：第一实体发送消息给第二实体，所述消息包含第一实体的标识；第二实体发送消息给第一实体，所述消息包含如何判断邻近家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下的信息。通过本发明给出的方法，可以使UE在家用基站间移动时，保持数据的连续接收，减少了跟核心网的信令交互，使核心网的负载降低。并可以支持旧版本的核心网。

Description

指示家用基站关系的方法
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及指示家用基站关系的方法。
背景技术
随着通信技术的发展，移动通信系统发展到系统架构演进(SAE)系统，在SAE系统中包括演进通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)及核心网络，SAE系统架构示意图如图1所示，eNB属于无线接入网络，负责给手机提供接入SAE系统的无线接口，eNB与移动管理实体MME和用户平面实体S-GW通过S1接口连接。MME负责管理用户设备的移动上下文、会话上下文，保存用户与安全有关的信息。S-GW主要提供用户平面的功能。MME与S-GW有可能处于同一个物理实体。通常，用户数据流是S-GW，通过GPRS隧道协议(以下简称GTP)通道把数据发送给UE所在的ENB，ENB把数据发送给相应的用户设备。
EPC是演进的核心网络，包括MME和S-GW。其中每一个eNB都与MME池(Pool)中的多个MME相连。每一个eNB都与S-GW Pool中的多个S-GW相连。eNB和eNB之间的接口叫做X2接口。
家用基站是用在家庭的基站，可以应用于大学，公司等场所。家用基站是即插即用的。家用基站”包括HeNB和HNB。HeNB是应用于长期演进系统的家用基站，通过S1接口连接家用基站网关，家用基站网关通过S1接口和MME/S-GW连接。在下文中，家用基站网关简称网关。HNB是应用于UMTS的家用基站，通过Iuh接口和网关相连，网关通过Iu接口和SGSN相连。
家用基站与普通的宏基站的区别在于：通常不是所有的用户设备都可以接入HeNB。比如只有用户家庭的用户设备可以接入家里的家用基站，或者此家人同意的其它可以接入的用户设备。在一个公司只有公司的员工和其公司允许的合作伙伴可以接入。有相同接入用户群的一组家用基站(如用在同一公司的家用基站)称为闭合用户组(以下简称CSG，ClosedSubscriber Group)。每个闭合用户组有一个CSG标识，这个标识可以唯一标识一个CSG用户组。CSG Id在HeNB的广播信息中广播；在终端保存着“用户允许接入的CSG Id的列表”。
UE在公司的一个家用基站移动到另一个家用基站，这种情况会经常发生的。如果UE是在连接状态，正在进行某种业务，用户会期望移动到了另一个家用基站，业务能够不中断的传输。这样，就需要研究家用基站到家用基站的切换过程。
如果家用基站到家用基站之间的切换是在同一个基站网关的下面，为了减少对核心网的影响，希望切换的过程不需要核心网的介入。但是，有些信息目标基站需要得到，而网关没有能力产生。比如，UMTS系统中，目标基站需要从核心网的加密信息，目前的规范中，网关是没有能力产生加密信息的。而源家用基站已经从核心网得到了用户的加密信息。为了避免核心网参与切换过程，一种实现方法是源家用基站把加密的信息通过网关发送给目标基站。这个实现方式跟目前定义的CN参与的切换过程是不一样的，源家用基站需要判断什么时候需要把加密信息通过网关发送给目标家用基站，什么时候使用目前定义的过程。如果源家用基站和目标家用基站不在一个网关下面，切换过程需要核心网参与，必须使用目前定义的切换过程。因此，源家用基站需要首先判断目标基站是否跟它在同一个网关下面，然后基站在采取跟普通的切换过程不同的行为，根据目前的定义，源家用基站不能够判断目标家用基站是否和它在同一个网关的控制下，因此，源家用基站不能作出正确的后续行为，即把加密信息通过网关发送给目标家用基站。
发明内容
本发明的目的是提供一种指示家用基站关系的方法。
为实现上述目的，一种指示家用基站关系的方法，包括步骤：
第一实体发送消息给第二实体，所述消息包含第一实体的标识；
第二实体发送消息给第一实体，所述消息包含如何判断邻近家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下的信息。
通过本发明给出的方法，可以使UE在家用基站间移动时，保持数据的连续接收，减少了跟核心网的信令交互，使核心网的负载降低。并可以支持旧版本的核心网。
附图说明
图1是长期演进系统下面的家用基站的结构；
图2是UMTS系统下面的家用基站的结构；
图3是UNTS系统下家用基站和家用基站之间切换流程的实施例；
图4是长期演进系统中家用基站和家用基站之间切换流程的实施例。
具体实施方式
如果目标基站和源家用基站不在同一个网关下面，所用的切换流程跟目前的切换流程一样，是利用现有的机制。具体的实施机制参见3GPP协议TS23.401，第5.5.1章节(长期演进系统LTE的S1切换流程)和3GPP协议TS23.060，第6.9.2.2章节(UMTS系统中的重置流程)
在本发明中，第一实体可以是UMTS系统中的家用基站HNB，或者LTE系统中的家用基站HeNB，第二实体可以是家用基站的管理实体HMS，或者是家用基站的网关。第一实体发送消息给第二实体，消息中至少包含了第一实体的标识。第二实体发送响应消息，响应消息里面，指示了如何判断邻近的家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下面的信息。所述指示信息可以通过该消息中一个信息单元得到，所述信息单元即指明某个邻近家用基站或者某个邻近家用基站的小区和第一实体是否处于同一个网关。所述信息单元可以是家用基站网关支持/控制的路由区域的范围，所述信息单元可以是家用基站网关支持/控制的RNCId的范围。第一实体通过UE汇报，可能结合第一实体保存的邻近小区的配置信息，判断邻近家用基站小区的路由区域标识或者RNC Id是否落在网关的控制范围内，从而可以判断该邻近家用基站是否和第一实体在同一个网关下。
下面的实施例介绍目标基站和源家用基站在同一个网关下面的切换机制。第一实施例描述了在UMTS系统中，HNB到HNB切换的过程，HNB从HMS得到判断邻近家用基站小区是否在同一个网关下的指示信息。第二实施例描述了在LTE系统中，HeNB到HeNB切换的过程，HNB从基站网关得到判断邻近家用基站小区是否在同一个网关下的指示信息。
第一实施例
实施例一描述了UMTS系统下的家用基站和家用基站之间的切换流程。
家用基站管理实体(HMS)为基站网关(简称网关)配置必要的参数，所述参数包括基站网关的RNC标识，网关支持的路由区域列表(LAI/RAIlist)。家用基站管理实体可以称为第二实体。
如图3所示，301步骤，某个家用基站(称为第一实体)上电开机，首先家用基站搜索周围的小区，接收周围小区的广播信息，比如小区标识Cell ID，小区路由区域的标识LAI/RAI。
302步骤，HMS为家用基站配置必要的参数，所述家用基站配置参数包括家用基站的RNC标识RNC ID，家用基站小区的小区标识。目前假设一个家用基站只支持一个小区，如果支持多个小区，那就包含多个小区标识。所述参数还包含可以接入的组标识(CSG Id)，可以接入的用户IMSI列表。
所述家用基站配置参数还可以包括邻近宏小区的配置，配置信息包含RNC ID，LAI/RAI，小区的下行频率和扰码信息。为了支持家用基站间的切换过程，还可以包含邻近家用基站小区的配置，配置信息包括邻近家用基站的RNC ID，LAI/RAI，邻近家用基站小区的标识Cell ID，邻近家用基站小区的下行频率和扰码信息。
所述家用基站配置参数还可以指示了如何判断邻近的家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下面的信息。
所述如何判断邻近的家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下面的信息，可以是邻近家用基站小区的配置里的一个明确的信息单元，如果这个信息单元设置成“是”，表示此邻近小区跟第一实体在同一个网关下面，如果这个信息单元设置成“否”，表示此邻近小区跟第一实体不在同一个网关下面。处于连接模式的UE要从源家用基站(即第一实体)切换到目标家用基站的时候，源家用基站首先收到UE的测量报告，测量报告包含测量到的邻近家用基站小区的扰码信息，因为源家用基站已经保存了邻近家用基站小区的配置信息，包括扰码，Cell Id，和指示邻近小区是否和第一实体在一个网关下的信息。根据UE汇报的邻近小区的扰码，源家用基站找到对应的邻近小区的配置，在配置信息里面，指示了这个邻近家用基站和源家用基站是否在同一个网关下面。
所述如何判断邻近的家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下面的信息，也可以是隐式的指示信息。比如，邻近家用基站小区的配置可以只包含同一个网关下的邻近家用基站小区的信息，第一实体源家用基站收到UE的测量报告，查找保存的邻近小区的配置，如果没有保存该小区的配置，那就表明目标小区和第一实体不在同一个网关下面。
所述如何判断邻近的家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下面的信息，可以是网关支持的路由区域列表(LAI/RAI list或者LAC/RAClist)，如果第一实体的邻近家用基站小区使用的LAC/RAC落在这个范围内，就表示临近家用基站和第一实体在同一个网关下面。当第一实体源家用基站收到UE的测量报告，测量报告里面包含邻近小区的扰码信息，因为源家用基站已经保存了邻近小区的配置信息，包括扰码，Cell Id，RAI等信息，源家用基站可以知道邻近小区使用的RAI，并且，源家用基站知道网关支持/控制的路由区域列表，根据上述信息，源家用基站可以判断出目标家用基站是否跟它在同一个网关下面。
所述如何判断邻近的家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下面的信息，可以网关支持的RNC ID list，或者网关支持的RNC ID范围。在一个网关的下面，有很多个家用基站，每个家用基站要被分配一个RNCID。在一个家用基站网关下面，可以被分配的RNC ID有一个范围，不同的网关下面，使用不同的范围，这个范围是网关支持的RNC ID范围。比如第一实体被分配的RNC ID＝2，网关支持的RNC ID的范围从1到5，意味着如果第一实体的邻近家用基站被分配的RNC ID如果在这个范围内，就表示邻近家用基站和第一实体在同一个网关下面。如果一个网关只支持一个RNCID，那这个网关下面的所有家用基站都被分配了同样的RNC ID。连接模式的UE从第一实体源基站切换到目标基站的时候，源家用基站首先收到UE的测量报告，测量报告里面包含邻近家用小区的扰码信息，因为源家用基站已经保存了邻近家用小区的配置信息，包括扰码，Cell Id，RNC Id等信息，源家用基站可以知道邻近家用小区使用的RNC ID，并且，源家用基站知道网关支持的RNC Id范围或者RNC ID list，根据上述信息，源家用基站可以判断出目标家用基站是否跟它在同一个网关下面。
以后的过程还包含家用基站向网关进行注册，网关接受注册。如果有UE接入到家用基站，UE还需要和家用基站建立RRC连接，家用基站向网关进行用户的注册等过程。这个过程跟现有技术一样，在此省略，具体可以参考3GPP协议TS25.467第五章节。下面的过程假设用户接入到了源家用基站，用户在连接态。用户对周围小区进行测量，并且报告测量结果给源家用基站。
下面描述了UMTS系统下家用基站和家用基站之间切换流程。
303步骤：源家用基站收到UE发送的‘测量报告’，消息中包含对邻近家用基站小区的测量信息和邻近家用小区的扰码。
源家用基站得到测量报告后，决定是否把用户切换到邻近的家用基站。源家用基站保存了邻近家用基站小区的信息，比如：邻近家用基站小区的扰码、标识，邻近家用基站小区的RNC Id，邻近家用基站小区所在的路由区域标识RAI。根据302步骤得到的指示邻近小区是否第一实体在一个网关下的信息，源家用基站可以判断目标家用基站是否跟它在同一个网关下面。比如：家用基站还保存了网关支持的RAI的范围。根据这个范围，源家用基站可以判断出来目标基站和它是否在同一个基站网关下面。
304步骤：如果目标基站和源家用基站在同一个网关下面，源家用基站发起“重置需要”消息，所述消息中源和目标小区的标识，包含“源RNC到目标RNC的透明包”等信息。所述消息中还包含加密信息，比如支持的完整性保护的算法和对应的密匙，支持的加密算法和对应的密匙。
源家用基站也可以发起“增强的切换请求”消息给网关，消息包包含“源RNC到目标RNC的透明包”，旧的信令连接标识，要建立的“无线接入承载信息”，支持的完整性保护的算法和对应的密匙，支持的加密算法和对应的密匙。在“源RNC到目标RNC的透明包”中，包含源小区选择的完整性保护算法和密匙，源小区选择的加密算法和密匙，目标小区的标识等信息。
305步骤：如果网关收到“重置需要”消息，网关解析“源RNC到目标RNC的透明包”里面的目标小区的标识，得到目标小区的地址，然后发送“重置请求”给目标小区。消息中包含加密信息，要建立的“无线接入承载信息”等。
如果网关收到“增强的切换请求”，网关需要得到目标小区的地址，然后转发“增强的重置请求”消息发送给目标小区。
306步骤：目标家用基站小区发送响应消息给网关。
根据305步骤收到的消息不同，响应消息可以是“重置请求应答”消息给网关，消息中包含目标小区选择的加密算法，完整性保护算法，建立成功的无线接入承载，建立失败的无线接入承载信息。
或者响应消息是“增强的重置响应”消息。消息包含目标小区选择的加密算法，完整性保护算法，建立成功的无线接入承载信息，建立失败的无线接入承载信息。
307步骤：网关发送消息给源家用基站小区，通知源家用基站小区，目标小区已经准备好资源，可以把用户切换到目标小区了。
根据网关在306步骤收到的消息的不同，307步骤的消息可以是，“重置命令”或者“增强的重置响应”给源家用基站小区。
308步骤：源家用基站小区发送“切换命令”给UE，把用户切换到目标小区。
309步骤，目标家用基站小区检测到UE，发送“重置完成”给网关。
310步骤，网关发送“UE去注册请求”给源家用基站，删除上面UE的上下文信息。
311步骤，源家用基站发送“UE去注册响应”消息给网关。
这里需要说明的是，上述实施例中的技术方案也适用于HeNB，当应用于HeNB的时候，所对应的参数的名字需要进行相应的修改。
第二实施例
实施例二描述了在长期演进系统中，家用基站和家用基站之间切换流程。
如图4所示，在家用基站开机的时候，首先，家用基站(即第一实体)需要跟基站管理实体交互消息，从第二实体家用基站管理实体得到配置参数，第一实体家用基站可以用实施例一中的方法，从家用基站管理实体中得到信息，利用这个信息判断邻近家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下面。在长期演进系统中，家用基站网关使用一组唯一的区域标识TAI，家用基站管理实体可以把网关的标识，和网关支持的TAI List发送给家用基站。当第一实体家用基站收到用户的测量报告，所述测量报告包含邻近家用基站小区的标识，TAI，测量结果。第一实体通过UE汇报的TAI和管理实体配置的网关的TAI List，第一实体可以判断出是否邻近小区和第一实体在同一个网关下面。这个方法跟实施例一中的方法类似。在下面，描述了第二实体不是基站管理实体。
401步骤，家用基站(称为第一实体)开机后，向家用基站网关(称为第二实体)发送消息，建立和网关之间的接口。消息名称是“S1建立请求”，消息中包含家用基站的标识，家用基站支持的运行商标识PLMN，家用基站支持的路由区域码TAC。
402步骤，家用基站网关(第二实体)发送“S1建立响应”消息，所述消息中包含核心网支持的运行商标识PLMN，MME码MMEC。所述消息中还包含网关支持的TAC列表，或者TAI列表(TAI是PLMN加上TAC)。在长期演进系统中的家用基站网关，在一个运行商系统中，由一组唯一的TAC列表来标识。不同的网关使用不同的TAC列表。
下面的过程，假设UE已经在源家用基站的覆盖下面，处于连接态。UE发送测量报告给源家用基站，家用基站发起到第一个家用基站的切换过程。
403步骤，第一实体源家用基站收到UE发送的‘测量报告’，消息中包含对邻近家用基站小区的测量信息。所述测量报告中包含邻近家用基站小区的标识Cell ID，还包含邻近家用基站小区的TAI。
404步骤，源家用基站得到测量报告后，决定是否把用户切换到临近的家用基站小区。根据网关支持的TAI列表，和UE汇报的邻近小区TAI，源家用基站可以判断出来目标基站和它是否在同一个基站网关下面。
如果目标家用基站和源家用基站在同一个网关下面，源家用基站发起“切换请求”消息，所述消息中包含目标小区的标识，包含UE的上下文信息，包含UE在源家用基站的标识。所述消息中还包含源家用基站小区支持的组标识CSG ID。
405步骤，网关收到“切换请求”消息，如果源家用基站小区和目标家用基站小区已经建立的X2接口，网关可以直接把消息转发给目标家用基站。如果没有建立好X2接口，那网关解析“切换请求”消息里面的目标小区的标识，找到目标基站的地址，把消息发送给目标小区。
406步骤，目标小区发送“切换响应”消息给网关。
407步骤，网关转发消息给源家用基站小区。
408步骤，源家用基站小区发送“切换命令”消息给UE。
409步骤，UE切换到目标小区，目标小区检测到UE，发送“路径切换请求”给网关，通知网关把用户平面切换到目标家用基站小区。所述消息中包含目标小区的标识，TAI，UE的加密能力，要切换到目标小区的下行无线承载信息(RAB信息)，RAB信息包含RAB的标识，传输层地址信息。
410步骤，网关没有能力产生新的加密信息，网关发送“加密信息请求”给MME，所述消息中包含UE的标识，目标小区的标识，目标小区的TAI。
411步骤，MME发送“加密信息响应”给网关，所述消息中包含加密上下文。
412步骤，网关把“路径切换响应”给目标家用基站小区。所述消息中包含UE的标识，加密上下文，切换到新小区的上行无线承载信息(RAB信息)，RAB信息包含RAB的标识，传输层地址信息。
413步骤，网关发送“UE上下文释放请求”给源家用基站，释放源家用基站上面的UE的信息。
414步骤，源家用基站发送相应消息。
这里需要说明的是，上述实施例中的技术方案也适用于HNB，当应用于HNB的时候，在402步骤，网关把网关支持的RNC Id的范围，或者支持的RAI的范围，发送给HNB，其他步骤的消息或者信息元素的名字也作相应的修改。
尽管本发明按照所述的实施例进行了描述，需要指出的是，这些实施例都是用来解释，而不是用来对本发明进行限定。本领域的普通技术人员能够很容易对这些实施例进行更改、增加、删除任何步骤而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种指示家用基站关系的方法，包括步骤：
第一实体发送消息给第二实体，所述消息包含第一实体的标识；
第二实体发送消息给第一实体，所述消息包含如何判断邻近家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一实体包括长期演进系统中的家用基站或UMTS系统下的家用基站。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二实体包括家用基站管理实体或网关。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述邻近家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下的信息是一个指示。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述邻近家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下的信息是家用基站网关支持的TAC。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述邻近家用基站小区是否跟第一实体在同一个网关下的信息是家用基站网关支持的RNC ID的范围。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤：
第一实体收到UE的测量报告，一个目标家用基站满足切换的条件；
第一实体判断目标基站是否跟它在同一个基站网关下，如果在同一个基站网关下，第一实体向网关发送“切换请求”消息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述“切换请求”消息包含加密的信息。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包括步骤：
第一实体判断目标基站不在同一个基站网关下，第一实体发送“切换需要”消息给网关。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于家用基站网关向核心网请求得到UE的加密信息。
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