CN102076033B - 一种结合使用内环和外环切换基站的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结合使用内环和外环切换基站的方法及系统，其中，所述方法包括：目标基站分别判断终端是否支持接收及发送业务数据单元序列号(SDU SN)、下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能，以及终端接入该目标基站后该目标基站是否收到该终端上报的SDU SN；根据所述判断的结果，选用内环方式或外环方式切换到所述目标基站。本发明充分利用外环方式准确性高，内环方式可靠性高的优点，克服各自的缺点，在各种不同情况下最大限度的保证切换的数据完整性，提高基站的切换性能，从而为终端提供更好的服务。

Description

一种结合使用内环和外环切换基站的方法及系统

技术领域

本发明涉及第四代移动通信系统的无线通讯网络领域，涉及一种结合使用内环和外环切换基站的方法及系统。

背景技术

现代的无线通讯领域逐步由小容量带宽的无线网络逐渐向大容量带宽的无线网络演进，由固定式网络向支持移动性的网络演进。移动性在保持终端的通信畅通不掉话以及数据的可延续性和完整性起着至关重要的作用。

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波互联接入)是一项基于IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers美国电气和电子工程师协会)802.16标准的宽带无线接入技术，为了提高频谱资源利用率以适应各类宽带多媒体应用，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access正交频分多址接入)、AAS(Adaptive Antenna System自适应天线系统)、MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put多输入多输出)等先进技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS(Quality of Service服务质量)保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化。

在WiMAX无线网络中，参考图1，整个系统的架构主要由3部分组成：移动终端MS(Mobile Station)、接入网ASN(Access Service Network)和核心网CSN(Connectivity Service Network)，而CSN  又由AAA(Authentication\Authorization\Accounting验证\授权\记账)服务器和DHCP(Dynamic Host Configure Protocol动态主机配置协议)服务器组成，ASN又由基站BS(Base Station)和接入网关ASN-GW(Access Service NetworkGateway)组成，MS与BS间通信的接口为R1口，BS与ASN-GW通信的接口为R6接口。切换(Handover)发生在两个基站的覆盖交叠的区域，主要由以下两种场景：

1)当终端进行移动时，终端发现当前服务的基站的信号质量越来越弱，而其它邻区的信号较好时，终端希望切换到新的基站以获得更好的服务时。

2)当基站发现自己的负荷或者资源占用过大时基站可以指导终端切换到其它的基站以便终端能够获得更好的服务。

不管是在何种场景之下，让终端切换到其他的基站上提供服务，都是为了更好地保证数据的传输的连续性和完整性，保证基站能更好地给终端提供服务。

在切换的过程中保证数据完整性是指在切换的过程中，终端收到的包是连续的，它是影响用户体验的重要指标之一，因此也是衡量基站切换性能的重要指标之一。保证切换时的数据完整性现在有两种方式：一是基于SN报告头(SN Report Header或者Sequential Numbering Report Header序号报文头)，终端通过SN报告头通知目标基站终端接收到的下行数据报文的序号，目标基站则发送该序号之后的数据报文，由此来保证切换的数据完整性，我们把这种方式称为外环方式；第二种方式是源基站收到终端的切换指示消息(MOB_HOInd)后，获取源基站已发送的数据报文的序号，并通过R6口携带到目标基站，当终端在目标基站完成接入后目标基站发送该序号之后的数据报文，由此来保证切换的数据完整性，我们把这种方式称为内环方式。这两种方式的区别就在于获取数据报文序号的来源和传输的方式不同。外环的方式是从终端获取，通过空口传输，而内环的方式是从源基站获取，通过R6/R8/R4口传输。

这两个方式各有优缺点。内环方式的准确性不如外环方式，因为目标基站发送数据报文序号的依据是源基站记录的发送数据报文的序号，这只是表明基站发送出去，并不能获知终端是否收到，由于空口存在丢包的可能性，因此准确性不高；外环方式的依据就是终端反馈上的实际接收到数据报文的序号，因而准确性高，但外环方式依赖的条件很多，首先依赖于能力的支持，在登记协商(REG)的过程中终端和基站协商的结果需要支持SN报告头，在建立业务流的时候对每条业务流使能SDU SN(Service Data UniteSequential Numbering业务数据单元序列号)反馈功能，再次还依赖于空口的信号质量，在信号质量不好时，有可能终端发送的SN报告头出现丢失的情况，而内环方式数据报文的序号是通过R6/R8/R4口发给目标基站，R6/R8/R4口传输的可靠性高于空口，因此外环方式的可靠性不如内环方式。

如果单独的使用某种方式，都不能最大限度的保证切换时的数据完整性，影响用户的体验。例如单独使用外环方式，由于空口丢包，目标基站SN报告头无法收到，那么目标基站无法准确知道该从哪个序号开始发送数据报文。或单独使用内环方式，由于源基站存在空口丢失数据报文的可能，因此依据内环反馈的数据报文序号可能不连续。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结合使用内环和外环切换基站的方法及系统，在终端接入WiMAX无线基站之后，随着终端的不断移动，在不同的基站间来回切换的过程中以最大限度的保证切换时数据的完整性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结合使用内环和外环切换基站的方法，包括：目标基站分别判断终端是否支持接收及发送业务数据单元序列号(SDU SN)、下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能，以及终端接入该目标基站后该目标基站是否收到该终端上报的SDU SN；根据所述判断的结果，选用内环方式或外环方式切换到所述目标基站。

进一步的，如果所述终端不支持接收及发送SDU SN或所述SDU SN的反馈功能不使能或所述目标基站未收到该终端上报的SDU SN，则通知源基站使用内环方式切换到所述目标基站；如果所述终端支持SDU SN、所述SDU SN的反馈功能使能且所述目标基站收到了该终端上报的SDU SN，则通知所述终端使用外环方式切换到所述目标基站。

进一步的，所述终端在所述目标基站进行接入，发送测距请求消息与目标基站进行登记协商；所述目标基站根据所述登记协商的结果中的介质访问控制头和扩展子头支持，判定所述终端是否支持接收及发送SDU SN。

进一步的，根据每条下行业务流的业务流参数，判断每条下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能。

进一步的，在所述终端接入该目标基站后，判定该目标基站是否收到该终端上报的SDU SN时，启动定时器，在所述定时器未超时前，所述目标基站收到终端发来的下行业务流的SDU SN，则使用内环方式切换到所述目标基站继续发送所述下行业务流；在所述定时器超时后，所述目标基站仍未收到终端发来的下行业务流的SDU SN，则使用内环方式切换到目标基站继续发送所述未收到的下行业务流；

在所述定时器未超时前，如果所述目标基站收到了所有等待SN报告头的下行业务流的SDU SN时，则停止所述定时器。

进一步的，使用所述内环方式切换到所述目标基站，包括：所述目标基站通知源基站向其发送SDU SN；终端接入完成后，所述目标基站根据源基站发来的SDU SN开始发送数据；使用所述外环方式切换到所述目标基站，包括：所述目标基站通知终端向其上报SDU SN；所述目标基站根据该终端上报的SDU SN开始发送数据。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种结合使用内环和外环切换基站的系统，包括：源基站、目标基站和终端，其中，所述目标基站，用于判断所述终端是否支持接收及发送业务数据单元序列号(SDU SN)、下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能，以及终端接入后该其是否收到该终端上报的SDU SN；根据所述判断的结果，通知所述源基站或所述终端进行切换；所述源基站，接收所述目标基站的通知使用内环方式切换到所述目标基站；所述终端，接收所述目标基站的通知使用外环方式切换到所述目标基站。

进一步的，所述目标基站，如果所述终端不支持接收及发送SDU SN或所述SDU SN的反馈功能不使能或所述目标基站未收到该终端上报的SDUSN，则通知所述源基站；如果所述终端支持接收及发送SDU SN、所述SDUSN的反馈功能使能且所述目标基站收到了该终端上报的SDU SN，则通知所述终端。

进一步的，所述终端，用于在所述目标基站进行接入，发送测距请求消息与目标基站进行登记协商；所述目标基站，还用于根据所述登记协商的结果中的介质访问控制头和扩展子头支持，判定所述终端是否支持SDU SN。

进一步的，所述源基站，接收所述目标基站的通知，向所述目标基站发送SDU SN；所述终端，接收所述目标基站的通知，向所述目标基站上报SDUSN，所述目标基站，还用于在所述终端接入完成后根据所述源基站发来的SDU SN开始发送数据，或者根据所述终端上报的SDU SN开始发送数据。

进一步的，所述目标基站，用于根据每条下行业务流的业务流参数，判断每条下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能。

进一步的，所述目标基站，还用于启动定时器，在所述定时器未超时前收到所述终端发来的下行业务流的SDU SN时，通知所述源基站；在所述定时器超时后仍未收到终端发来的下行业务流的SDU SN时，通知所述终端；还用于在所述定时器未超时前收到所有等待SN报告头的下行业务流的SDUSN时，停止所述定时器。

本发明的有益技术效果：

本发明充分利用外环方式准确性高，内环方式可靠性高的优点，克服各自的缺点，在各种不同情况下最大限度的保证切换的数据完整性，提高基站的切换性能，从而为终端提供更好的服务。

附图说明

图1是本发明实施例中架构图。

图2是本发明实施例中方法的流程图。

图3是本发明实施例中系统的结构图。

具体实施方式

本发明的核心在于：同时使用内环、外环两种方式，由于外环的准确性高，优选外环方式，即目标基站使用终端上报的数据报文序号进行数据发送；当外环方式无法使用时，则使用内环方式，即目标基站使用源基站发来的数据报文序号进行数据发送。

判定外环方式无法使用的判定依据，包括：终端不支持接收及发送SDUSN的功能；或下行业务流的SDU SN(Service Data Unite SequentialNumbering业务数据单元序列号)反馈功能不使能；或终端接入目标基站后，目标基站未收到终端上报的SDU SN。

以上三个条件只要一个满足则认为外环方式无法使用，需要采用内环方式。

其中，对于终端是否支持接收及发送SDU SN功能的判定，可以根据终端和目标基站的登记协商的结果直接得到；

终端接收及发送SDU SN的功能，是指终端接收基站发送的SDU SN扩展子头以及向基站发送SN报告头的功能；

SDU SN扩展子头是基站发送给终端的，SN报告头是终端向基站发送的，SDU SN扩展子头与SN报告头携带的都是SDU SN；SN的报告头是基于连接(业务流)的；

关于对下行业务流的SDU SN反馈功能是否使能的判定，可以根据业务流参数直接得到；

SDU SN反馈使能，其实际上是业务流的一个参数，在终端支持接收及发送SDU SN的功能的基础上，对于每条业务流也可以配置是否使用这个功能；如果对于某业务流使用该功能，则SDU SN反馈使能，如果对于某业务流不使用该功能，则不使能；

判断SDU SN反馈是否使能，即通过判断DSA-Req(Dynamic ServiceAddition request动态增加服务请求)消息中SN Feedback Enabled field(反馈使能)获知，该值为1表明使能，该值为0表明不使能，如果不携带该参数，则默认为不使能。

对于终端接入目标基站后，目标基站是否收到终端上报的SN报告头的判定，需要在目标基站向终端发送测距响应消息(RNG-RSP RangingResponse)后，启动定时器等待终端向目标基站上报SN报告头，如果该定时器超时后目标基站还未收到SN报告头，则目标基站不再等待，使用内环方式进行切换。

注意，如果终端不支持接收及发送SDU SN功能或支持下行业务流的SDU SN反馈功能不使能，则无需启动该定时器，而直接使用内环方式。

下面以一个实施例对本发明进行进一步说明，参见图2，包括以下步骤：

步骤100，终端在目标基站进行接入，发送测距请求消息(RNG-REQRanging Request)要求重新接入；

终端根据切换预准备过程获取的信息，与目标基站进行基本能力协商(SS Basic Capability SBC)；

目标基站登记协商(REG)，恢复业务流，之后给终端发送RNG-RSP消息；

步骤200，目标基站根据登记协商结果中的MAC头和扩展子头支持(MAC Header and extended subheader support)，判断终端是否支持接收及发送SDU SN功能；

当MAC Header and extended subheader support中的bit5和bit7为1时，表示终端支持接收及发送SDU SN功能；

如果终端支持，则执行步骤300；如果终端不支持，则说明无法使用外环方式切换到目标基站，执行步骤800，通知源基站对所有下行业务流都使用内环方式切换到目标基站，即终端接入完成后，目标基站根据源基站发来的SDU SN开始发送数据，切换流程结束；

步骤300，终端支持时，则对每条下行业务流都进行判断，是否该业务流的SDU SN反馈功能使能；

如果使能，说明终端可以反馈当前这条下行业务流的SN报告头给目标基站，则执行步骤400；如果不使能，说明终端不能反馈当前这条下行业务流的SN报告头给目标基站，不能使用外环方式切换到目标基站继续发送当前这条下行业务流，则执行步骤800，通知源基站使用内环方式切换，由目标基站继续发送这条下行业务流，即终端接入完成后，目标基站根据源基站发来的该业务流的SDU SN开始发送数据，切换流程结束；

步骤400，当前这条下行业务流的SDU SN反馈功能使能时，启动定时器TwaitSNReport；

注意，在多条下行业务流使能时，也只启动一个定时器；

步骤500，如果在定时器未超时前，目标基站收到终端发来的某下行业务流的SDU SN，执行步骤600；

如果目标基站收到了所有需要等待SN报告头的下行业务流的SDU SN时，则停止定时器TwaitSNReport；

步骤600，对于收到了SN报告头的下行业务流使用外环方式，所述目标基站通知终端向其上报这些下行业务流的SDU SN，即根据该终端上报的SN报告头中的SDU SN，目标基站开始发送数据，切换流程结束；

步骤700，如果定时器超时后，目标基站仍未收到终端发来的某些下行业务流的SDU SN，则执行步骤800，通知源基站使用内环方式切换，由目标基站继续发送未被收到SN报告头的下行业务流，即终端接入完成后目标基站根据源基站发来的SDU SN开始发送数据，切换流程结束。

参见图3，本发明的结合使用内环和外环切换基站的系统，包括：终端1、源基站2和目标基站3，其中，

所述目标基站3，用于判断所述终端1是否支持发送及接收业务数据单元序列号(SDU SN)、下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能，以及终端1接入后该目标基站3收到该终端上报的SDU SN；如果所述终端1不支持发送及接收SDU SN或所述SDU SN的反馈功能不使能或所述目标基站3未收到该终端1上报的SDU SN，则通知所述源基站2；如果所述终端1支持发送及接收SDU SN、所述SDU SN的反馈功能使能且所述目标基站3收到了该终端1上报的SDU SN，则通知所述终端1；

所述源基站2，向所述目标基站3发送数据报文序号，使用内环方式切换到所述目标基站3；

所述终端1，向所述目标基站3上报数据报文序号，使用外环方式切换到所述目标基站3。

所述目标基站3，使用内环方式时，在所述终端1接入完成后根据源基站2发来的数据报文序号开始发送数据；使用外环方式时，根据所述终端1上报的数据报文序号开始发送数据；

所述终端1，用于在所述目标基站3进行接入，发送测距请求消息与目标基站3进行登记协商；

所述目标基站3，用于根据所述登记协商的结果中的介质访问控制头和扩展子头支持，判定所述终端1是否支持SDU SN；还用于根据每条下行业务流的业务流参数，判断每条下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能；还用于启动定时器，在所述定时器未超时前收到所述终端发来的下行业务流的SDU SN时，通知所述源基站2；在所述定时器超时后仍未收到终端发来的下行业务流的SDU SN时，通知所述终端1；还用于在所述定时器未超时前收到所有等待SN报告头的下行业务流的SDU SN时，停止所述定时器。

在进行上述切换操作之前，数据是由源基站2发向所述终端1。

其与前述的方法的操作流程对应，不足之处参考上述方法部分的叙述，在此不一一赘述。

上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权力要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种结合使用内环和外环切换基站的方法，其特征在于，包括：

目标基站分别判断终端是否支持接收及发送业务数据单元序列号(SDUSN)、下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能，以及终端接入该目标基站后该目标基站是否收到该终端上报的SDU SN，根据所述判断的结果，选用内环方式或外环方式切换到所述目标基站，包括：

如果所述终端不支持接收及发送SDU SN或所述SDU SN的反馈功能不使能或所述目标基站未收到该终端上报的SDU SN，则通知源基站使用内环方式切换到所述目标基站；如果所述终端支持SDU SN、所述SDU SN的反馈功能使能且所述目标基站收到了该终端上报的SDU SN，则通知所述终端使用外环方式切换到所述目标基站；

其中，使用所述内环方式切换到所述目标基站，包括：所述目标基站通知源基站向其发送SDU SN；终端接入完成后，所述目标基站根据源基站发来的SDU SN开始发送数据；

使用所述外环方式切换到所述目标基站，包括：所述目标基站根据该终端上报的SDU SN开始发送数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述终端在所述目标基站进行接入，发送测距请求消息与目标基站进行登记协商；

所述目标基站根据所述登记协商的结果中的介质访问控制头和扩展子头支持，判定所述终端是否支持接收及发送SDU SN。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据每条下行业务流的业务流参数，判断每条下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述终端接入该目标基站后，判定该目标基站是否收到该终端上报的SDU SN时，进一步包括：

启动定时器，在所述定时器未超时前，所述目标基站收到终端发来的下行业务流的SDU SN，则使用外环方式切换到所述目标基站继续发送所述下行业务流；在所述定时器超时后，所述目标基站仍未收到终端发来的下行业务流的SDU SN，则使用内环方式切换到目标基站继续发送所述未收到的下行业务流；

在所述定时器未超时前，如果所述目标基站收到了所有等待SN报告头的下行业务流的SDU SN时，则停止所述定时器。

5.一种结合使用内环和外环切换基站的系统，其特征在于，包括：源基站、目标基站和终端，其中，

所述目标基站，用于判断所述终端是否支持接收及发送业务数据单元序列号(SDU SN)、下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能，以及终端接入该目标基站后该目标基站是否收到该终端上报的SDU SN，根据所述判断的结果，通知所述源基站或所述终端进行切换，包括：

如果所述终端不支持接收及发送SDU SN或所述SDU SN的反馈功能不使能或所述目标基站未收到该终端上报的SDU SN，则通知所述源基站；如果所述终端支持接收及发送SDU SN、所述SDU SN的反馈功能使能且所述目标基站收到了该终端上报的SDU SN，则通知所述终端；

所述源基站，接收所述目标基站的通知使用内环方式切换到所述目标基站；

所述终端，接收所述目标基站的通知使用外环方式切换到所述目标基站；

其中，使用所述内环方式切换到所述目标基站，包括：所述目标基站通知源基站向其发送SDU SN；终端接入完成后，所述目标基站根据源基站发来的SDU SN开始发送数据；

使用所述外环方式切换到所述目标基站，包括：所述目标基站根据该终端上报的SDU SN开始发送数据。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述目标基站，如果所述终端不支持接收及发送SDU SN或所述SDUSN的反馈功能不使能或所述目标基站未收到该终端上报的SDU SN，则通知所述源基站；如果所述终端支持接收及发送SDU SN、所述SDU SN的反馈功能使能且所述目标基站收到了该终端上报的SDU SN，则通知所述终端。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述终端，用于在所述目标基站进行接入，发送测距请求消息与目标基站进行登记协商；

所述目标基站，还用于根据所述登记协商的结果中的介质访问控制头和扩展子头支持，判定所述终端是否支持SDU SN。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述源基站，接收所述目标基站的通知，向所述目标基站发送SDU SN；

所述终端，接收所述目标基站的通知，向所述目标基站上报SDU SN，

所述目标基站，还用于在所述终端接入完成后根据所述源基站发来的SDU SN开始发送数据，或者根据所述终端上报的SDU SN开始发送数据。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述目标基站，用于根据每条下行业务流的业务流参数，判断每条下行业务流的SDU SN的反馈功能是否使能。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述目标基站，还用于启动定时器，在所述定时器未超时前收到所述终端发来的下行业务流的SDU SN时，通知所述终端；在所述定时器超时后仍未收到终端发来的下行业务流的SDU SN时，通知所述源基站；还用于在所述定时器未超时前收到所有等待SN报告头的下行业务流的SDU SN时，停止所述定时器。