CN102143538B - 一种无线接入网的切换方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线接入网的切换方法，包括以下步骤：基站接收用户设备UE发送的信息；基站根据UE发送的信息，判断UE是否能够通过X2接口切换到目标基站；当基站判断UE能够通过X2接口切换时，基站对UE发起X2接口切换。与此对应地，本发明还公开了一种基站，包括接收模块、判断模块以及切换模块。本发明利用X2接口进行HeNB之间以及宏eNB和HeNB之间的切换，避免了在基站切换过程中对核心网的频繁访问，极大地减轻了核心网的压力，从而提高了无线网络的传输效率和工作性能。

Description

一种无线接入网的切换方法及基站

技术领域

本发明涉及数字通信领域，具体而言，本发明涉及一种无线接入网的切换方法及基站。

背景技术

现代移动通信越来越趋向于提供高速率传输的多媒体业务，3G技术已经成为现代移动通信的主要研究领域。3GPP(3rd Generation PartnershipProject，第三代合作伙伴计划)致力于将LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统作为3G系统的演进。

对于高速的多媒体业务，宽带业务更多的应用场合为室内和热点地区，而在传统的LTE系统中采用的蜂窝式移动通信方式对此类需求的支持显得不足，因此诞生了一种HeNB(Home enhanced Node Base Station，家庭式基站)，有效地改善了LTE系统在热点地区的覆盖、吞吐量和室内用户的传输体验。与传统蜂窝式移动通信方式的eNB(enhanced Node Base Station，扩展式基站)不同，HeNB是一种可以安装在室内的配置灵活的小型基站，其与eNB结合配置可以形成一个无缝覆盖的无线通信网络，能够同时满足不同应用场合对通信速率和容量的实际需求。

图1显示的是现有技术中E-UTRAN(Enhanced-Universal TerrestrialRadio Access，扩展式全球陆上无线接入网)的网络架构，在R9中E-UTRAN包含HeNB。如图1所示的网络架构中，eNB之间是X2接口，eNB和S-GW(Signal Gateway，信令网关)的MME(Mobility Management Entity，移动管理模块)之间是S1接口，HeNB可以和MME直接连接，也可以通过一个集中节点HeNB GW(Gateway，网关)接入到MME，HeNB之间没有接口，一个HeNB同时只能和一个HeNB GW相连。

由于在上述网络架构中，HeNB之间没有X2接口，因此HeNB之间切换都是通过S1接口由HeNB GW来实现的。按照图2所示的HeNB之间的S1切换流程，包括以下步骤：

S201：如果源侧HeNB认为UE(User Equipment，用户设备)能够切换到目标小区，向MME发送handover required(交换需求)消息，消息中携带目标小区的CSG ID(Close Subscriber Group Identification，闭合用户组身份信息)。如果目标小区为混合模式，还需要携带接入模式。步骤S201需要经过HeNB GW才能实现。

S202：MME根据源侧HeNB上报的目标小区的CSG ID以及保存的UE的allowed CSG list(允许的CSG列表)对UE进行接入控制。

S203：如果UE允许，MME发送handover request(交换请求)消息给目标侧HeNB，消息中携带目标小区的CSG ID。若目标小区是混合模式小区，需要携带UE membership(成员资格)的IE(Information Element，信息单元)。步骤S203需要经过HeNB GW才能实现。

S204：目标侧HeNB确认在handover request(交换请求)消息中收到的CSG ID和自己的CSG ID是否匹配。如果确认匹配成功，将会在源侧HeNB分配合适的资源。如果若目标小区是混合模式小区，需要根据UEmembership进行不同的接纳控制和速率控制。

S205：目标HeNB发送handover request ack(交换请求确认)信息给MME。步骤S205需要经过HeNB GW才能实现。

S206：MME向源HeNB发送handover command(交换控制)消息。步骤S206也需要经过HeNB GW才能实现。

目前，HeNB之间没有X2接口，HeNB之间进行inter-CSG的切换以及宏eNB到HeNB之间进行的切换只能经过HeNB GW由S1接口实现，由于HeNB具有覆盖范围小、数目多的特点，通过S1接口进行频繁的切换会给核心网造成很大的压力，从而导致了网络传输效率的降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种无线接入网的切换方法及基站，能够减少对核心网的访问压力。

为了达到上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种无线接入网的切换方法，包括以下步骤：基站接收用户设备UE发送的信息；基站根据UE发送的信息，判断UE是否能够通过X2接口切换到目标基站；当基站判断UE能够通过X2接口切换时，基站对UE发起X2接口切换。

与此对应地，本发明的实施例另一方面还提出了一种基站，包括接收模块、判断模块以及切换模块，接收模块用于接收用户设备UE发送的信息；判断模块用于根据UE发送的信息，判断UE是否能够通过X2接口切换到目标基站；切换模块用于当判断模块判断UE能够通过X2接口切换时，切换模块对UE发起X2接口切换。

本发明的有益效果是，利用X2接口进行HeNB之间以及宏eNB和HeNB之间的切换，避免了现有技术中通过S1接口进行切换而造成在基站切换过程中对核心网的访问过于频繁，极大地减轻了核心网的压力，从而提高了无线网络的传输效率和工作性能。

本发明提出的上述方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术中E-UTRAN的结构示意图；

图2为现有技术中HeNB之间进行S1接口切换的流程图；

图3为本发明的无线接入网的切换方法流程图；

图4为本发明的切换方法中判断步骤的流程图；

图5为本发明的基站的结构示意图；

图6为本发明实施例一的E-UTRAN的结构示意图；

图7为本发明实施例一的进行X2接口切换的流程图；

图8为本发明实施例一的源E-UTRAN与MME之间建立S1 AP的流程图；

图9为本发明实施例二的E-UTRAN的结构示意图；以及

图10为本发明实施例二的进行X2接口切换的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

为了实现本发明之目的，本发明公开了一种无线接入网的切换方法，即在R10中，通过在HeNB之间以及在宏eNB和HeNB之间引入X2接口进行切换，极大地减少了对核心网的影响，提高了切换的效率。该切换方法的流程如图3所示，包括以下步骤：

S301：基站接收UE发送的信息。基站包括宏eNB或HeNB，UE发送的信息中包括了该UE的当前位置信息和状态信息等。

S302：基站根据UE发送的信息，判断UE是否能够通过X2接口切换到目标基站。

图4示出的是根据本发明的切换方法中步骤S302的主要流程。在步骤S302中，需要进行以下步骤：

S3021：基站根据目标基站的CSG ID判断将进行的切换是inter-CSG切换、intra-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换，如果是intra-CSG切换，基站直接判断UE能够通过X2接口切换，即直接进行步骤S3025，否则，基站通过MME对UE进行接入控制。

S3022：在此次切换是inter-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换的情况下，基站判断目标小区是闭合模式还是混合模式。

S3023：如果目标小区是闭合模式，基站向MME查询是否允许UE接入目标小区，如果允许，则进行步骤S3025，即基站判断UE能够通过X2接口切换。

S3024：如果目标小区是混合模式，基站向MME查询UE的membership信息，传输UE的membership信息给目标基站并进行步骤S3025，即基站判断UE能够通过X2接口切换。传输UE的membership信息是为了使得目标基站能够根据membership信息对UE进行不同的QoS(Quality ofService，服务质量)控制。

S3025：基站判断UE能够通过X2接口进行切换。判断过程完成之后，如果基站判断UE能够通过X2接口进行切换，将发起X2接口切换。

S303：当基站判断UE能够通过X2接口切换时，基站对UE发起X2接口切换。X2接口切换可以为基站通过X2接口直接切换到目标基站，也可以为基站通过X2接口切换到HeNB GW，再由HeNB GW通过X2接口切换到目标基站，虽然经过了HeNB GW的中转，但是并没有通过HeNB GW进一步访问核心网，因此不会增加核心网的负担。

当目标小区是混合模式时，目标基站根据接收的UE的membership信息对UE进行QOS控制，QOS控制可以包括但是不限于对member UE和non member UE进行不同的接纳控制和速率控制。

在进行X2接口切换过程中，目标HeNB通过HeNB GW向MME发起patch switch(路径转换)过程，在发送path switch request(路径转换请求)消息时，HeNB GW将path switch request消息中的eNB UE S1 AP ID替换为HeNB GW中保存的eNB UE S1 AP ID。如果HeNB和目标HeNB连接到同一HeNB GW下，HeNB GW将path switch request消息中的Source MMEUE S1 AP ID替换为MME为HeNB分配的Source MME UE S1 AP ID。MME通过HeNB GW向目标HeNB发送path switch request ack(路径转换请求确认)消息，HeNB GW将path switch request ack消息中的eNB UE S1 AP ID和MME UE S1 AP ID替换为HeNB GW中保存的eNB UE S1 AP ID和MMEUE S1 AP ID。

图5显示的是本发明的基站的结构图。基站100包括接收模块110、判断模块120以及切换模块130，其中，接收模块110用于接收用户设备UE发送的信息；判断模块120用于根据UE发送的信息，判断UE是否能够通过X2接口切换到目标基站；切换模块130用于当判断模块120判断UE能够通过X2接口切换时，切换模块130对UE发起X2接口切换。基站100可以为宏eNB或HeNB。

在基站100进行X2接口切换过程中，判断模块120根据UE发送的信息，判断所述UE是否能够通过X2接口切换到目标基站包括判断将进行的切换是inter-CSG切换、intra-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换，如果是intra-CSG切换，判断模块120判断UE能够通过X2接口切换，否则，判断模块120通过MME对UE进行接入控制。

判断模块120通过MME对UE进行接入控制时，如果此次切换是inter-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换，判断模块120判断目标小区是闭合模式还是混合模式；如果目标小区是闭合模式，判断模块120向MME查询是否允许UE接入目标小区，如果允许，判断模块120判断所述UE能够通过X2接口切换；如果目标小区是混合模式，判断模块120向MME查询UE的membership信息，传输UE的membership信息给目标基站并判断UE能够通过X2接口切换。如果目标小区是混合模式，目标基站根据接收的UE的membership信息对UE进行服务质量控制，例如对memberUE和non member UE进行不同的接纳控制和速率控制。

X2接口切换可以为基站通过X2接口直接切换到目标基站，也可以为基站通过X2接口切换到HeNB GW，再由HeNB GW通过X2接口切换到目标基站，虽然经过了HeNB GW的中转，但是并没有通过HeNB GW进一步访问核心网，因此不会增加核心网的负担。

切换模块130发起X2接口切换时，目标HeNB通过HeNB GW向MME发起patch switch过程，在发送path switch request消息时，HeNB GW将path switch request消息中的eNB UE S1 AP ID替换为HeNB GW中保存的eNB UE S1 AP ID。如果HeNB和目标HeNB连接到同一HeNB GW下，HeNBGW将path switch request消息中的Source MME UE S1 AP ID替换为MME为HeNB分配的Source MME UE S1 AP ID。MME通过HeNB GW向目标HeNB发送path switch request ack消息，HeNB GW将path switch request ack消息中的eNB UE S1 AP ID和MME UE S1 AP ID替换为HeNB GW中保存的eNB UE S1 AP ID和MME UE S1 AP ID。

为了能够更清楚的理解本发明的思想，以下通过进一步的实施例对本发明进行阐述：

实施例一

图6为HeNB之间以及宏eNB和HeNB之间建立直接的X2接口的系统架构示意图。如图6所示，HeNB之间建立有能够进行切换的X2接口，在宏eNB和HeNB之间也建立有X2接口。

在X2接口切换建立过程中，宏eNB或HeNB可以获知目标HeNB的CSG ID和接入模式。在X2接口切换过程中，如果基站判断此次切换是inter-CSG切换或者是宏eNB切换到HeNB时，可以发起如图7所示的X2接口切换流程，具体而言：

S701：基站判断该切换是inter-CSG切换或者是宏eNB切换到HeNB，需要采用MME进行接入控制。因此，源E-UTRAN中的基站利用新的S1 AP过程请求MME判断是否允许UE接入目标小区或者判断UE的membership。

在步骤S701中，新的S1 AP过程如图8所示。这个新的S1 AP过程应该一个class 1的过程，即含有确认机制的过程，是UE相关的信令。在源E-UTRAN发给MME的请求消息中，至少应该携带目标基站的CSG ID list、接入模式(仅对于混合模式)以及UE的MME UE S1 AP ID和eNB UE S1AP ID。由于可以同时发起多个X2接口切换准备，在给MME的请求消息中，可以携带多个目标小区的CSG ID list。在MME的响应消息中，应该携带UE的MME UE S1 AP ID和eNB UE S1 AP ID以及对于不同的目标小区，在闭合模式中是否允许UE接入的指示或者在混合模式中UE在不同的目标小区的membership信息。

S702：源E-UTRAN中的HeNB或宏eNB发送handover request消息给目标HeNB，如果该CSG小区是混合模式，消息中应该携带UE的membership。

S703：如果该CSG小区是闭合模式，目标HeNB应该根据目前的资源状态判断UE是否能够接入，如果该CSG小区是混合模式，应该根据UEmembership对member UE和non member UE进行不同的接纳控制和速率控制，并发送handover request ack消息给源侧基站。

S704：目标HeNB发送path switch request消息给MME。如果HeNB是通过HeNB GW和MME连接，HeNB GW将该消息转发给MME，转发过程中，HeNB GW需要将消息中的eNB UE S1 AP ID替换为HeNB GW中的eNB UE S1 AP ID。如果基站是同一HeNB GW下的HeNB，HeNB GW需要更换消息中的Source MME UE S1 AP ID为MME为其分配的SourceMME UE S1 AP ID。

S705：MME将path switch request ack消息发给HeNB。如果该消息通过HeNB GW转发给HeNB，HeNB GW需要将消息中的eNB UE S1 AP ID和MME UE S1 AP ID替换为HeNB GW中保存的eNB UE S1 AP ID和MMEUE S1 AP ID。

实施例二

图9为HeNB之间以及宏eNB和HeNB之间通过HeNB GW建立间接的X2接口的系统架构示意图。如图9所示，一个HeNB通过HeNB GW与另一个HeNB建立用于切换的X2接口，源HeNB能够将UE通过HeNB GW切换到目标HeNB，但是切换过程中不会访问核心网。同样，在宏eNB和HeNB之间也能够通过HeNB GW建立X2接口。

宏eNB和HeNB以及HeNB之间利用HeNB GW的中转建立间接的X2接口。在X2接口切换过程中，宏eNB或HeNB能够获知目标HeNB的CSG ID和接入模式。在X2接口切换过程中，如果基站判断该切换是inter-CSG切换或者是宏eNB切换到HeNB时，能够发起如图10所示的X2接口切换流程，具体而言：

S1001：基站判断该切换是inter-CSG切换或者是宏eNB切换到HeNB，需要采用MME进行接入控制。因此，源E-UTRAN中的基站利用新的S1 AP过程请求MME判断是否允许UE接入目标小区或者判断UE的membership。

S1002：如果目标小区是闭合模式，源E-UTRAN发送handover request消息给目标HeNB GW，消息中应该携带目标侧的CSG ID，如果目标小区是混合模式，还应该携带UE的membership。目标HeNB GW将该消息传输给目标HeNB。

S1003：目标HeNB判断如果允许UE接入，发送handover request ack消息给HeNB GW，HeNB GW将该X2 AP中转给源E-UTRAN。

S1004：目标HeNB发送path switch request消息给MME。如果HeNB是通过HeNB GW和MME连接，HeNB GW将该消息转发给MME，转发过程中，HeNB GW需要将消息中的eNB UE S1 AP ID替换为HeNB GW中的eNB UE S1 AP ID。如果基站是同一HeNB GW下的HeNB，HeNB GW需要更换消息中的Source MME UE S1 AP ID为MME为其分配的SourceMME UE S1 AP ID。

S1005：MME将path switch request ack消息发给HeNB。如果该消息通过HeNB GW转发给HeNB，HeNB GW需要将消息中的eNB UE S1 AP ID和MME UE S1 AP ID替换为HeNB GW中保存的eNB UE S1 AP ID和MMEUE S1 AP ID。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种无线接入网的切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

基站接收用户设备UE发送的信息；

所述基站根据所述UE发送的信息，判断所述UE是否能够通过X2接口切换到目标基站；

当所述基站判断所述UE能够通过X2接口切换时，所述基站对所述UE发起X2接口切换；

其中，所述基站根据所述UE发送的信息，判断所述UE是否能够通过X2接口切换到目标基站包括：

判断将进行的切换是inter-CSG切换、intra-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换，如果是intra-CSG切换，所述基站判断所述UE能够通过X2接口切换，否则，所述基站通过移动管理模块MME对所述UE进行接入控制。

2.根据权利要求1所述的无线接入网的切换方法，其特征在于，所述基站通过MME对所述UE进行接入控制包括：

如果切换是inter-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换，所述基站判断所述目标小区是闭合模式还是混合模式；

如果所述目标小区是闭合模式，所述基站向所述MME查询是否允许所述UE接入所述目标小区，如果允许，所述基站判断所述UE能够通过X2接口切换；

如果所述目标小区是混合模式，所述基站向所述MME查询所述UE的成员资格信息，传输所述UE的成员资格信息给所述目标基站并判断所述UE能够通过X2接口切换。

3.根据权利要求2所述的无线接入网的切换方法，其特征在于，所述发起X2接口切换包括当所述目标小区是混合模式时，所述目标基站根据接收的所述UE的成员资格信息对所述UE进行服务质量控制，所述服务质量控制包括接纳控制和速率控制。

4.根据权利要求1所述的无线接入网的切换方法，其特征在于，在所述发起X2接口切换过程中，

所述目标基站通过基站网关向MME发送路径转换请求消息，所述基站网关将所述路径转换请求消息中的eNB UE S1AP ID替换为所述基站网关中保存的eNB UE S1AP ID；

所述MME通过所述基站网关向所述目标基站发送路径转换请求确认消息，所述基站网关将所述路径转换请求确认消息中的eNB UE S1AP ID和MME UE S1AP ID替换为所述基站网关中保存的eNB UE S1AP ID和MME UE S1AP ID。

5.根据权利要求4所述的无线接入网的切换方法，其特征在于，在所述发起X2接口切换过程中，

如果所述基站和所述目标基站连接到同一基站网关下，所述基站网关将所述路径转换请求消息中的Source MME UE S1AP ID替换为所述MME为所述基站分配的Source MME UE S1AP ID。

6.根据权利要求1所述的无线接入网的切换方法，其特征在于，所述发起X2接口切换包括所述基站对所述UE发起经过基站网关中转的X2接口切换。

7.一种基站，其特征在于，包括接收模块、判断模块以及切换模块，

所述接收模块，用于接收用户设备UE发送的信息；

所述判断模块，用于根据所述UE发送的信息，判断所述UE是否能够通过X2接口切换到目标基站；

所述切换模块，用于当所述判断模块判断所述UE能够通过X2接口切换时，所述切换模块对所述UE发起X2接口切换；

其中，所述基站包括宏eNB或HeNB。

8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述判断模块根据所述UE发送的信息，判断所述UE是否能够通过X2接口切换到目标基站包括：

判断将进行的切换是inter-CSG切换、intra-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换，如果是intra-CSG切换，所述判断模块判断所述UE能够通过X2接口切换，否则，所述判断模块通过移动管理模块MME对所述UE进行接入控制。

9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述判断模块通过MME对所述UE进行接入控制包括：

如果此次切换是inter-CSG切换或者宏eNB和HeNB之间的切换，所述判断模块判断所述目标小区是闭合模式还是混合模式；

如果所述目标小区是闭合模式，所述判断模块向所述MME查询是否允许所述UE接入所述目标小区，如果允许，所述判断模块判断所述UE能够通过X2接口切换；

如果所述目标小区是混合模式，所述判断模块向所述MME查询所述UE的成员资格信息，传输所述UE的成员资格信息给所述目标基站并判断所述UE能够通过X2接口切换。

10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述切换模块发起X2接口切换包括当所述目标小区是混合模式时，所述目标基站根据接收的所述UE的成员资格信息对所述UE进行服务质量控制，所述服务质量控制包括接纳控制和速率控制。

11.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述切换模块发起X2接口切换过程中，

所述目标基站通过基站网关向MME发送路径转换请求消息，所述基站网关将所述路径转换请求消息中的eNB UE S1AP ID替换为所述基站网关中保存的eNB UE S1AP ID；

所述MME通过所述基站网关向所述目标基站发送路径转换请求确认消息，所述基站网关将所述路径转换请求确认消息中的eNB UE S1AP ID和MME UE S1AP ID替换为所述基站网关中保存的eNB UE S1AP ID和MME UE S1AP ID。

12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述切换模块发起X2接口切换过程中，

如果所述基站和所述目标基站连接到同一基站网关下，所述基站网关将所述路径转换请求消息中的Source MME UE S1AP ID替换为所述MME为所述基站分配的Source MME UE S1AP ID。

13.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述切换模块发起X2接口切换包括所述切换模块对所述UE发起经过基站网关中转的X2接口切换。

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