CN102215537A - 一种切换方法、基站和家庭网关 - Google Patents

一种切换方法、基站和家庭网关 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种切换方法、基站和家庭网关，属于通信技术领域，所述方法包括：基站确定用户设备从该基站下属第一中继站切换至所述基站或该基站下属第二中继站；所述基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context ReleaseCommand。通过采用上述技术方案，在UE切换过程中，可使中继网络的终端切换流程得到简化。

Description

一种切换方法、基站和家庭网关
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种切换方法、基站和家庭网关。
背景技术
随着通信技术的发展，通信业界对IMT-Advanced(高级国际移动通信)系统提出了很高的系统容量要求，但足以支撑高容量的大带宽频谱可能只在较高频段找到，而这样高的频段的路径损耗和穿透损耗都比较大，很难实现好的覆盖。LTE-A(LTE-Advance，LTE的演进)为了满足IMT-Advanced的容量需求，Relay(中继)技术将可能被用于改善系统容量和覆盖范围。
在现有的LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，eNodeB(演进基站)与MME/S-GW之间以S1接口相交互，MME与eNodeB之间的S1接口又可以表示为S1-MME接口，S-GW与eNodeB之间的S1接口又可以表示为S1-U接口，各eNodeB之间以X2接口相交互，eNodeB与UE之间以无线链路的空口相交互。
LTE-A网络在LTE网络架构的基础上增加了RN(Relay Node，中继节点，又叫中继站)，设置在eNB(eNodeB，演进基站，简称基站)与UE(UserEquipment，用户设备)之间。UE与RN之间的无线链路称之为Uu空口，RN与eNodeB之间的无线链路称之为Un空口。中继站与其服务基站之间的空口有一个S1接口和一个X2接口，中继站作为一个站点(基站)为其终端服务时，通过S1和X2接口与其服务基站连接。
对于UE而言，RN相当于是一个eNodeB。基站在其两侧接口之间传递终端专用(UE-dedicated)的S1和X2信令消息以便于为中继站下终端提供服务。基站两侧的接口，一侧是基站与中继站之间的空口(S1和/或X2接口)，另一侧是基站与其他网络节点之间接口(S1或者X2接口)。基站能够意识到该终端是接入到中继站下的终端。
图1为一种LTE-A无线接入网的示意图，该网络中包括DeNB(Donor eNB，施主基站)、RN、及该RN下属的3个UE，分别标记为UE1、UE2和UE3。UE与RN之间的接口为Uu口；RN与DeNB间的接口则为Un口；DeNB彼此之间的接口被称为X2接口；DeNB与移动管理实体(MME，MobilityManagement Entity)或网关(GW，Gateway)间的接口为S1接口。利用X2接口传输的消息称为X2消息，利用S1接口传输的消息称为S1消息。
按照在现有LTE的切换流程，考虑中继网络下终端的切换，那么终端的服务站点即中继站将执行如同LTE的基站一样的行为，为其终端进行切换。由于中继站和基站之间是一个空口，同时中继站与核心网之间的消息交互都需要通过基站。由于基站能够解析中继站传来的消息，那么实际上基站对中继站下终端信息是可以获得的，由此在终端切换过程当中，有关该终端信息，中继站没有必要再在空口中发送一次给基站，由此可以减少Un接口的信息内容传输，减少开销。特别地，如果UE从一个基站下的一个中继站切换到该基站或者切换到该基站的另一个中继站，或者是终端从一个基站切换到该基站下的一个中继站的情况下，由于该切换是在一个基站下的切换，由此沿用现有LTE切换流程中关于基站与核心网侧(如MME，GW等)的信令交互，很多步骤是可以省略的，即基站其与核心网间(MME，或者GW等网络节点)的部分流程存在简化的可能，如何对切换流程进行简化就成为一个问题。
发明内容
本发明实施例提供一种切换方法、基站和家庭网关，以简化终端切换流程。
根据本发明的一实施例，提供一种切换方法，包括：
施主基站确定用户设备从该施主基站下属第一中继站切换至所述施主基站或该施主基站下属第二中继站；
所述施主基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context Release Command。
根据本发明的又一实施例，提供一种切换方法，包括：
施主基站确定用户设备从所述施主基站切换至该施主基站下属中继站；
所述施主基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，释放所述用户设备的上下文。
根据本发明的又一实施例，提供一种基站，包括：
确定单元，用于确定用户设备从该基站下属第一中继站切换至所述基站或该基站下属第二中继站；
释放单元，用于当所述确定单元确定用户设备从所述第一中继站切换至所述基站或所述第二中继站时，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context Release Command。
根据本发明的又一实施例，提供一种切换方法，包括：
家庭网关接收该家庭网关下属第一家庭基站的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；
家庭网关确定所述用户设备从所述第一家庭基站切换至该家庭网关下属第二家庭基站；
所述家庭网关在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向所述第一家庭基站发送切换命令，以指示所述第一家庭基站进行切换。
根据本发明的又一实施例，提供一种家庭网关，包括：
接收单元，用于接收该家庭网关下属第一家庭基站的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；
确定单元，用于确定所述用户设备从所述第一家庭基站切换至该家庭网关下属第二家庭基站；
释放单元，用于在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一家庭基站发送用户设备上下文释放命令。
根据对上述技术方案的描述，本发明实施例有如下优点：使得基站或家庭网关不必与核心网设备进行大量信令交互，即可实现对UE执行切换，可简化终端切换流程，节省信令开销。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种LTE-A无线接入网的示意图；
图2为现有技术LTE系统下通过S1信令进行对终端切换的流程示意图；
图3a为本发明的实施例提供的一种切换方法的示意图；
图3b为本发明的实施例提供的另一种切换方法的示意图；
图4为本发明的实施例提供的一种切换方法的简要流程示意图；
图5为本发明的实施例提供的另一种切换方法的简要流程示意图；
图6为本发明的实施例提供的另一种切换方法的简要流程示意图；
图7a为本发明实施例提供的一种基站从MME处更新NCC的过程的示意图；
图7a为本发明实施例提供的一种基站更新NCC的过程的示意图；
图8为本发明的实施例提供的一种基站的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有系统中引入中继站后，UE-eNB的接入链路由原来的单跳转变为两跳或多跳，RN-eNB的接口为新定义的Un接口。目前，LTE-A技术中不涉及中继切换相关的具体技术细节，包括切换判决实体、切换判决依据、切换流程等。如果沿用现有LTE的切换机制，即把中继站看作为eNB，整个切换流程可采用类似于Inter-eNB(基站间)的切换流程，在Un接口上承载原S1或者X2接口上的切换相关信息。
现有技术LTE系统下通过S1信令对终端进行切换流程，如图2所示。
切换前，终端下行数据传输路径是先从网关到达源基站(终端的当前服务基站)，再由源基站到达终端。
S21：接收来自用户设备的测量报告(Measurement Report)。
S22：基站站执行切换判决(Handover decision)。
S23：所述源基站向移动管理实体发送切换申请(S1AP：HandoverRequired)。
S24：所述目标基站接收所述移动管理实体发送的切换请求消息(S1AP：Handover Request)。
S25：所述目标基站向所述移动管理实体发送切换请求响应消息(S1AP：Handover Request ACK)。
S26：所述移动管理实体向所述源基站发送切换命令(S1AP：HandoverCommand)。
S27：所述所述源基站向用户设备发送切换命令，让用户设备切换到目标小区去，并向用户设备发送无线资源控制连接重配置(RRC ConnectionReconfiguration)消息，或者是发送切换命令Handover Command(该消息为RRC消息)。
S28：源基站向用户设备的MME发送基站状态转移消息(S1AP：eNB statustransfer)。
S29：MME接收到基站状态转移消息(S1AP：eNB status transfer)后，向目标基站发送MME状态转移消息(S1AP：MME status transfer)。
S210：源基站处理缓存中的数据，将所述终端数据传输给目标站点，这里所述的目标站点为所述目标基站。数据转发路径是从源基站到网关，再由网关发送到目标基站。此时如果源基站和目标基站之间有直接路径，那么转发路径可以是源基站直接转发数据给目标基站。
S211：用户设备在收到源基站的切换命令后，在向目标小区进行同步以接入到目标小区，当切换到目标小区后，向目标基站发送无线资源控制连接重配置完成(RRC Connection Reconfiguration Complete)消息(或者是HandoverCommand conplete消息)。
S212：目标基站向移动管理实体发送切换通知(Handover Notify)。
S213：移动管理实体向网关发送用户面更新请求(User Plane UpdateRequest)。所述网关可包括但不限于SGW(Serving Gateway，服务网关)和PGW(Packet Data Network Gateway，分组数据网络网关)。
S214：所述网关执行路径更新。
此时终端的下行数据传输路径开始变为由网关到目标基站，然后由目标基站到终端。
S215：所述网关在完成路径更新后，向移动管理实体返回用户面更新响应(User Plane Update Response)。
S216：所述移动管理实体向源基站发送用户设备上下文释放命令(UEContext Release Command)。
S217：源基站进行资源释放。
S218：源基站在进行资源释放后，向移动管理实体发送用户设备上下文释放完成消息。
在中继网络中，中继与基站之间的空口叫做Un接口，该接口可以是S1接口或者X2接口。该基站在中继站和其他网络节点(如其他基站，MME，S-GWs等)之间为中继站提供S1和X2 proxy(代理)功能(proxy functionality)。这种proxy功能包括在基站的两侧接口之间传递终端专用(UE-dedicated)的S1和X2信令消息以便于为中继站下终端提供服务。基站两侧的接口，一侧是基站与中继站之间的空口(S1和/或X2接口)，另一侧是基站与其他网络节点之间接口(S1或者X2接口)。
从中继的角度来看，它认为由MME发出通过基站转发给它的信息，就是直接由MME发来得，而MME也认为由中继发出通过基站转发给它的信息，就是直接由直接发来的。这里基站有一种proxy(代理)的功能。基站可以解析由MME发出给RN的消息或者由RN发出给MME的的消息，由此可以知道中继下的终端信息。例如对于终端相应的S1消息(如切换请求消息)，该S1消息从中继站经由基站到达MME。由于S1 proxy功能，那么基站能够意识到该终端是在中继站下的。同时基站可以修改两侧接口消息的ID信息，如基站可以更改MME发来的S1消息的S1接口ID(eNB UE S1AP ID，或者MME UE S1AP ID)，再转发给RN。反之亦然。对于X2消息，特别对以X2切换流程，X2消息从中继站经由基站到达目标基站。基站同样可以解析该X2消息，可以对X2接口ID进行修改。
由此如果切换发生在一个基站下，如终端从一个基站切换到它下属中继站，或者从该基站的下属中继切换到该基站，或者从该基站的一个中继切换到该基站下的另一个中继的情况下，核心网侧的相关的流程可以得到简化，例如由于没有必要进行路径更新流程，因为终端的数据传输路径还是原来的网关到达基站，至于到达基站后的数据路径可以由基站控制。由此很多消息信令也就没有必要通过MME。另外由于目标站点可能是基站或者是基站下的中继站，因此从源到目标的消息交互没有必要通过MME中转。为了简化切换过程中DeNB与核心网侧的信息交互，本发明实施例提出一种切换方法。
图3a为本发明的实施例提供的一种切换方法的示意图，该方法包括：
S31a：施主基站确定用户设备从该施主基站下属第一中继站切换至所述施主基站或该施主基站下属第二中继站。
S32a：所述施主基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context Release Command。
本实施例的DeNB在收到其下属RN的切换请求后，省略与核心网的信息交互流程，即可直接实现对用户设备上下文的释放。
本实施例方法还可进一步包括：所述施主基站接收来自所述第一中继站的切换申请，所述切换申请用于请求对所述用户设备执行切换；所述施主基站在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向所述第一中继站发送切换命令，以指示所述第一中继站进行切换。该方法可实现将UE切换至DeNB自身或其下属其它RN，由于是基站内的切换过程，即终端从基站下属的中继站切换到基站或者是切换到基站下属的另外一个中继站，对于这种切换过程相应的变化，核心网侧不受到影响。因此现有技术中与核心网侧(MME[移动管理实体]，SGW/PGW[服务/分组数据网络网关])相关的切换流程都可以简化，节省信令开销。另外中继站下的终端在入网时，施主基站(Doner eNB)就可以获得并存储该UE相关的一些上下文信息，如：UE所支持业务对应的QoS信息，UE所支持的加密或完整性保护算法等，因此，中继站在切换过程中不再需要将所有的信息，即沿用现有技术切换相关消息中的内容都告诉eNB，这可能将造成Un接口资源的浪费；因此在中继站和基站之间空中接口上传输的消息内容和一些信令流程也可以简化，以节省信令开销。
本实施例还可包括：当施主基站确定用户设备从该施主基站下属第一中继站切换至该施主基站时，所述施主基站接收来自所述用户设备的无线资源控制连接重建立完成消息RRC Connection Reconfiguration Complete，在不向核心网设备发送切换通知Handover Notify的情况下，确定向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令；当施主基站确定用户设备从该施主基站下属第一中继站切换至该施主基站下属第二中继站时，所述施主基站接收来自所述第二中继站的切换通知Handover Notify，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，确定向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令。当施主基站确定用户设备从该施主基站下属第一中继站切换至该施主基站时，所述施主基站还可接收来自所述第一中继站的基站状态转移消息eNB Status Transfer，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，确定向所述第一中继站发送移动管理实体状态转移消息MME Status Transfer；当施主基站确定用户设备从该施主基站下属第一中继站切换至该施主基站下属第二中继站时，所述施主基站可接收来自所述第一中继站的基站状态转移消息eNB Status Transfer，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，确定向所述第二中继站发送移动管理实体状态转移消息MME Status Transfer。通过上述流程，施主基站可进一步简化与核心网设备的信令交互流程，节省信令开销。
在另一种情况下，如果施主基站进行切换判决，确定需要对用户设备进行切换，可首选地尝试将用户设备从该施主基站自身切换至其下属中继站，将该施主基站下属的中继站确定为用户设备的切换目标，并在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向用户设备发送切换命令。同样地，在本实现方案中，在将用户设备从一个基站切换至基站下属中继站时，也可节省与和信网侧的信令交互流程。
路径更新流程简化：当终端位于中继站下，终端的数据传输路径为终端网关-施主基站-终端的服务中继站。当终端位于施主基站下终端的数据传输路径为终端网关至施主基站。对于上述切换情况(如终端从一个中继站切换到该中继站的施主基站，或者切换到同一个施主基站下的另一个中继站，或者终端从施主基站切换到该基站下的中继站)，切换后，终端的数据传输路径从核心网的角度，可以保持不变即依然还是网关至基站，由此现有技术中的与网关相关的路径更新流程可以省略。由于基站具有proxy的功能，因此从网关侧看来，终端的路径依然不变，因此终端网关侧所存储有关于终端服务站点的信息没有改变，但是基站在收到终端网关信息后，能够确认该数据属于哪个终端，其服务站点是哪个。
图3b为本发明的实施例提供的另一种切换方法的示意图，该方法包括：
S31b：施主基站确定用户设备从所述施主基站切换至该施主基站下属中继站；
S32b：所述施主基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，释放所述用户设备的上下文。
该实施例可不与核心网设备交互大量信令，完成对UE切换，UE上下文释放，简化切换流程。本实施例的施主基站与核心网其它信令流程以及相应切换申请消息的简化可参考图3a所示的步骤，这里不再做重复描述。例如，该施主基站可在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向用户设备发送切换命令，以指示所述用户设备进行切换。所述简化流程不仅限于基站与中继站件的切换，当终端在家庭网关下的2个家庭基站间切换时，也可采用类似的简化流程，本实施例不作为限定。
图4为本发明的实施例提供的一种切换方法的简要流程示意图，该方法包括：
S41：源中继站接收用户设备的测量报告(Measurement Report)。
S42：源中继站进行切换判决，确定需要对所述用户设备进行切换。
S43：源中继节点向其施主基站发送切换申请(S1AP：Handover Required)，请求对所述用户设备执行切换。
S44：所述施主基站在未向核心网设备发送切换申请的情况下，向目标中继站发送切换请求消息(S1AP：Handover Request)。
S45：所述施主基站接收来自所述目标中继站的切换请求响应消息(S1AP：Handover Request ACK)。
S46a：所述施主基站不必接收来自核心网设备的切换命令，向所述源中继站发送切换命令(S1AP：Handover Command)，指示进行切换操作。
S46b：可选步骤，源中继站可处理缓存中的数据，将其传输给目标站点，即目标中继站。
S47a：所述源中继站向所述用户设备发送切换命令，让用户设备切换到目标小区去，由此源中继站向用户设备发送无线资源控制连接重配置(RRCConnection Reconfiguration)消息，或者是发送切换命令Handover Command消息(该消息为RRC消息)。
S47b：用户设备接受到切换命令后，脱离旧小区向目标小区进行同步。
S48：所述所述源中继站向所述施主基站发送基站状态转移消息(S1AP：eNB Status Transfer)。该步骤为可选步骤。
S49：所述施主基站不向核心网设备发送基站状态转移消息，向所述目标中继站发送移动管理实体状态转移消息(S1AP：MME Status Transfer)。该步骤为可选。
S410a：源中继站通过基站将用户设备数据转发到目标中继站中。该步骤为可选。
S410b：所述目标中继站缓存来自源中继站的数据包(Packet)。该步骤为可选。
S411：用户设备向所述目标中继站发送无线资源控制连接重建立完成消息(RRC Connection Reconfiguration Complete)。可以理解，如果此前用户设备接收到的是切换命令Handover Command消息(该消息为RRC消息)，那么回复的是切换命令完成Handover Command compelete消息(该消息为RRC消息)。
S412：所述目标中继站向所述施主基站发送切换通知(Handover Notify)。
S413：所述施主基站在未向核心网设备发送切换通知的情况下，向源中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context Release Command。
S414a：源中继站在释放与用户设备相关的资源。
S414b：源中继站在释放与用户设备相关的资源后，向所述施主基站返回用户设备上下文释放完成消息UE Context Release Complete。
本实施例通过省略DeNB与核心网设备(具体可以为MME)的信息交互过程，可简化切换流程和节省切换中的信令开销。需要说明的是，上述流程只是对UE完整切换过程的简要描述，具体实现中还包括本实施例已经省略的其它过程，但省略的过程均为现有技术，不影响本实施例的实施，而且该方法针对的是UE从DeNB下属一个RN切换至该DeNB下属另一RN的场景，对于UE从RN1切换至其所属DeNB、或者从DeNB切换至其下属RN或者其它相类似的应用场景，UE的切换过程可参照本实施例执行，本实施例对这些应用场景不做赘述。
对于可选步骤，特别地针对基站能够缓存终端数据，有可能做到终端切换时，基站依然保留终端的数据，而没有必要进行数据转发过程。由此与数据转发过程相关的流程可以省略。上述可选步骤，可以选择性执行部分或者全部。
上述流程中，从中继站的角度，以为基站发来的S1消息是MME发来的消息，即中继站以为其直接与MME通信。实际上基站作为一个proxy(代理)。可选地，上述流程中，从中继站角度，它认为从MME发来的消息实际上是基站产生和发送的，由于该消息的内容基本上都是基站能够获知的，因此基站能够产生这样的消息。如果该消息中的某项基站侧没有保留，基站可以通过向核心网(如MME，GW等)获取。例如安全信息基站侧没有保留，那么基站可以从MME侧为该终端获得一个新的安全信息(如新NCC和NH)。或者由于终端的切换，MME侧可能需要知道终端的某些信息变换，或者需要知道终端切换后目标小区的变化，那么基站可以另行通知MME，例如安全信息，终端切换后目标小区中终端对应的安全密钥需要发生变化，由此这个要通知MME。
对于本发明实施例中中继站RN需要将用户设备UE从中继站RN切换至该中继站的施主基站DeNB或该施主基站下属其它中继站，或者对于DeNB使用X2信令向其它基站发送切换请求消息Handover Request的场景，所述中继站发送的切换申请Handover Required可进行简化，具体所述切换申请中包括：消息类型Message Type、S1链接标识、用户设备标识、切换类型HandoverType、切换原因Cause和切换目标标识Target ID，且所述切换申请不包括：可用直接转发路径信息Direct Forwarding Path Availability和单一无线语音呼叫连续性切换指示信息SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)HO Indication。
进一步地，所述切换申请中还可包括或不包括以下内容：移动台分类标记MS Classmark、闭合用户群小区标识CSG Id、小区接入模式Cell Access Mode和增强无线接入承载的最大号码max no of E-RABs。所述切换申请中还可包括：源至目标透明容器Source to Target Transparent Container，所述Source toTarget Transparent Container内包括：无线资源控制容器RRC Container、增强无线接入承载信息表E-RABs Information List、增强无线接入承载信息条目E-RABs Information Item、增强无线接入承载标识E-RAB ID和用户设备历史信息UE History Information，且所述Source to Target Transparent Container不包括下行转发消息DL Forwarding。进一步地，所述RRC Container可包括或不包括以下内容：无线资源管理配置信息rrm-Config、as配置信息as Config、用户设备无线接入能力信息UE-Radio Access Capability Info和as上下文asContext。
以上实施例针对的是S1消息的切换流程，类似流程同理适用于X2切换的过程简化。只是中继站与基站之间的消息使用X2消息。此时X2切换过程与核心网相关的流程，如路径更新(path switch)过程可以省略。S43和S44中的消息为X2AP：HO request消息，S45和S46为X2AP：HO request ACK消息，S48和S49为X2AP：SN status transfer消息，S413为X2AP：UE contextrelease消息。在X2流程中可只有S413没有S414b步骤。对于S412，是所述目标中继站向所述施主基站发送UE context release消息；
现有技术中为了安全隔离，终端切换过程中，目标站点在路径更新(如S1切换中的步骤S212-S216)的过程中，通过MME获得一个新的NCC(NextHop Chaining Count下一跳链接计算)，同时MME利用该NCC计算出一个新NH(Next Hop)参数，由此目标站点在路径更新过程中获得了新NCC和新NH，通过这两个新参数计算出新密钥KeNB*。NH参数在MME与UE中计算得出，eNB没有计算NH参数的能力。
如果省略路径更新过程，那么基站可向MME发起一个更新NCC的过程，由此获得新的NCC和NH给目标站点，或者自己本身(当切换目标是基站本身时)获得新的NCC和NH。基站向MME发起更新NCC的过程时，当基站从MME获得新NCC和新NH后，基站将这个信息发送给目标站点或者给自身(当目标站点是基站本身)进行密钥更新使用。发送过程可以在UE确认终端成功切换到目标小区中时(如收到目标站点的切换确认信息，特别地如在本发明实施例中S413基站收到目标站点的X2AP：UE context release消息)进行，也可以在其他时刻进行。当然基站也可以自身具备MME的产生或更新NCC的功能，给目标站点提供新的NCC和NH。
上述，可以通过S412 UE context release消息实现；或者S412步骤前还可包含中继站发送的路径更新消息Path Swich消息，基站收到该消息后，可从MME中获取新NCC和NH给该中继站，还可以是自己配置了新NCC和NH给中继站。如果是基站自己配置，那么基站可能还需要将新的NCC和NH提供给MME。总之基站获得新NCC和NH后，将这个信息提供给目标站点。或者是S412后，基站确认了终端已经成功切换到目标站点，由此基站可从MME中获得或者自己配置新的NCC和NH给中继站。如果是基站配置，那么基站可能还需要将新的NCC和NH提供给MME。总之基站获得新NCC和NH后，将这个信息提供给目标站点。
上述安全密钥更新过程适用于所有省略路径更新过程的场景，也可适用于其他网络和系统。例如上述基站还可以是home(e)NB或者是home(e)NB Gateway，或者是pico cell的基站或者网关等。
可以理解，S1切换和X2切换的具体过程存在一定差异，但这种不同只是简单的变形，本领域技术人员能够从图4中得到X2切换的流程图，本实施例对此不进行限定
图5为本发明的实施例提供的另一种切换方法的简要流程示意图，该方法于图4所示方法类似，只是实现从中继站切换至该中继站的施主基站，如图5所示，可包括：
S51：用户设备向中继站发送测量报告。
S52：中继站进行切换判决。
S53：中继站向其施主基站发送切换申请(S1AP：Handover Required)
S54：所述施主基站向所述中继站发送切换命令(SlAP：HO command消息)。
S55：所述中继站可处理缓存中的数据，将其传输给所述施主基站。该步骤为可选。
S56：所述中继站向所述用户设备发送切换命令，让用户设备切换到目标小区去，由此源中继站向用户设备发送无线资源控制连接重配置(RRCConnection Reconfiguration)消息，或者是发送切换命令Handover Command消息(该消息为RRC消息)。
S57：用户设备与目标小区执行同步接入。
S58：所述中继站向所述施主基站发送基站状态转移消息S1AP：eNBstatustransfer。
S59：所述中继站向所述施主基站转发存储在中继站中的终端的数据。该步骤可选。例如如果施主基站一直保存该终端的数据，直到确认终端接收到后才丢弃，那么切换过程中基站可以不需要中继转发的数据。
S510：所述施主基站缓存来自中继站的数据包。
S511：用户设备同步到目标小区后，发送无线资源控制连接重配置完成消息给施主基站，确认成功接入到施主基站。
S512：所述施主基站向中继站发送用户设备上下文释放命令S1AP：UEcontext Release Command。
S513：所述中继站释放与该终端相关的资源和上下文信息(Context)。
S514：所述中继站向所述施主基站发送用户设备上下文释放完成消息S1AP：UE context Release Complete。
上述流程主要针对S1切换流程，但类似方法同理适用于X2切换的过程简化，即X2切换过程中的路径更新(path switch)过程可以省略，只是中继站与基站之间的消息使用X2消息。S53的消息可为X2AP：HO request消息，S54可为X2AP：HO request ACK消息，S58为X2AP：SN status transfer消息，S512为X2AP：UE context release消息。在X2流程中可只有S512没有S514步骤。可以理解，S1切换和X2切换的具体过程存在一定差异，但这种不同只是简单的变形，本领域技术人员能够从图5中得到X2切换的流程图，本实施例对此不进行限定
由于与前一实施例类似，本实施例中对每一步骤进行简略描述，具体实现可参见前一实施例。由于本实施例中基站简化了与核心网的信令交互流程，使得切换复杂度降低。
图6为本发明的实施例提供的另一种切换方法的简要流程示意图，该方法于图4所示方法类似，只是实现从施主基站切换至该施主基站下属中继站，如图6所示，可包括：
S61：用户设备向其服务基站发送测量报告。
S62：施主基站进行切换判决。
S63：施主基站向其下属中继站发送切换请求消息(S1AP：HandoverRequest)。
S64：所述中继站向所述施主基站发送切换请求响应消息(S1AP：HandoverRequest ACK)。
S65：所述施主基站缓存数据并发送给中继站。
S66：所述施主基站向所述用户设备发送切换命令，让用户设备切换到目标小区去，由此施主基站向用户设备发送无线资源控制连接重配置(RRCConnection Reconfiguration)消息，或者是发送切换命令Handover Command消息(该消息为RRC消息)。
S67：用户设备向目标小区同步接入。
S68：所述施主基站向所述中继站发送移动管理实体状态转移消息MME状态转移消息(S1AP：MME status transfer)。。
S69：：所述施主基站向所述中继站转发数据。
S610：所述中继站缓存来自施主基站的数据。
S611：用户设备同步到目标小区后，发送无线资源控制连接重配置完成消息给中继站，确认成功接入到该中继站。
S612：所述中继站向施主基站发送用户设备上下文释放命令(S1AP：UEContext Release Command)。
S613：所述施主基站释放资源。
S614：所述施主基站向所述中继站发送用户设备上下文释放完成消息(S1AP：UE Context Release Complete)。
由于于前一实施例类似，本实施例中对每一步骤进行简略描述，具体实现可参见前一实施例，以实现切换流程的简化。
上述几个实施例都是采用S1消息进行切换，在实际应用中也可采用X2消息实现切换流程。以图6对应的实施例为例，切换申请可以不是S1AP：Handover Required，而由X2：Handover Request代替。其它的切换请求消息、切换响应消息和切换命令等消息都可以通过X2消息来实现，虽然采用的消息类型有所改变，并可能由此引起实施例流程的微调，但这些调整并未改变本发明的实质，本实施例对此不进行具体展开。X2：Handover Request消息由RN发送给基站时，由于基站对中继站下属终端信息是可获得的，因此现有技术中X2：Handover Request消息需要携带的内容可以省略，其中该消息中可包含的信息为：切换原因Cause，目标小区ID(Target Cell ID)，RRC上下文(RRCContext)，终端历史信息(UE History Information)。
上述流程主要针对S1切换流程，但类似方法同理适用于X2切换的过程简化。只是中继站与基站之间的消息使用X2消息。此时X2切换过程中的路径更新(path switch)过程可以省略。S63中的消息为X2AP：HO request消息，S64为X2AP：HO request ACK消息，S68为X2AP：SN status transfer消息，S612为X2AP：UE context release消息。在X2流程中可以只有S612而没有S614步骤。可以理解，S1切换和X2切换的具体过程存在一定差异，但这种不同只是简单的变形，本领域技术人员能够从图6中得到X2切换的流程图，本实施例对此不进行限定。
现有技术中为了安全隔离，终端X2切换过程中，在终端成功接入到目标站点后，目标节点进行路径更新的过程中，通过MME获得一个新的NCC(NextHop Chaining Count下一跳链接计算)，同时MME利用该NCC计算出一个新NH(Next Hop)参数，由此目标站点在路径更新过程中获得了新NCC和新NH，通过这两个新参数计算出新密钥KeNB*。NH参数在MME与UE中计算得出，eNB没有计算NH参数的能力。在S1切换过程中通过MME发送的切换请求消息给目标站点，该切换请求消息携带了MME通过本地计算新的NCC(Next Hop Chaining Count下一跳链接计算)，以及由NCC计算的NH。
由于切换优化，与核心网相关的流程都简化(例如省略路径切换过程)，那么基站可向MME发起一个更新NCC的过程，由此获得新的NCC和NH给目标站点，或者获得新的NCC和NH自己本身(当切换目标是基站本身时)获得新的NCC和NH。基站向MME发起更新NCC的过程时，当基站从MME获得新NCC和新NH后，基站将这个信息发送给目标站点或者给自身(当目标站点是基站本身)进行密钥更新使用。
上述过程可以在UE确认终端成功切换到目标小区中时(如收到目标站点的切换确认信息，特别地如在本发明实施例中S612基站收到目标站点的X2AP：UE context release消息)进行，也可以在其他时刻进行。上述对于基站从MME中获得新NCC和NH过程，另外一种实施例请见图7详细的描述。
当然基站也可以自身具备MME的产生或更新NCC的功能，给目标站点(例如RN2，或者目标站点是基站本身)提供新的NCC和NH。上述，可以通过S612 UE context release消息实现；或者S612步骤前还可包含中继站发送的路径更新消息Path Swich消息，基站收到该消息后，可从MME中获取新NCC和NH给该中继站，还可以是自己配置了新NCC和NH给中继站。如果是基站自己配置，那么基站可能还需要将新的NCC和NH提供给MME。总之基站获得新NCC和NH后，将这个信息提供给目标站点。或者是S612后，基站确认了终端已经成功切换到目标站点，由此基站可从MME中获得或者自己配置新的NCC和NH给中继站。如果是基站配置，那么基站可能还需要将新的NCC和NH提供给MME。总之基站获得新NCC和NH后，将这个信息提供给目标站点。上述对于基站自己产生或者更新NCC，获得新NCC和NH过程，另外一种实施例请见图8详细的描述。
上述安全密钥更新过程适用于切换优化流程特别是所有省略路径更新过程的场景，也可适用于其他网络和系统。例如上述基站还可以是home(e)NB或者是home(e)NB Gateway，或者是pico cell的基站或者网关等。当上述基站是home(e)NB Gateway时，对应地上述中继站还可以是Home(e)NB，上述的目标站点可以是home(e)NB。
如果基站或者home(e)NB GW具有所述MME产生或者计算NCC或NH的功能，那么基站可以直接发送新NCC和NH给目标站点(如中继站，home(e)NB等)。
上述有关于安全隔离步骤是可选步骤。
可以理解，S1切换和X2切换的具体过程存在一定差异，但这种不同只是简单的变形，本领域技术人员能够从图6中得到X2切换的流程图，本实施例对此不进行限定
如图7a所示，为本发明实施例提供的一种基站从MME处更新NCC的过程的示意图，包括：
S71a：基站向移动管理实发送密钥更新请求；特别地，基站在收到源中继站RN1发来的切换申请消息后，向移动管理实发送密钥更新请求；具体地，中继站1发送切换申请消息给基站；对于S1接口消息，切换申请消息是Handover Required消息；对于X2接口消息，切换申请消息是Handover Request消息。
S72a：所述移动管理实体在本地将NCC加1，并计算出新的NH值，
S73a：所述移动管理实体将新计算出的{NH，NCC}发送给基站；
S74a：基站将所述下一跳链接计算和下一跳参数提供给目标站点；特别地对于S1切换，所述下一跳链接计算和下一跳参数信息包含在S1消息：HOrequest消息中。对于X2切换，所述下一跳链接计算和下一跳参数信息包含在X2消息：HO request消息中。
S75a：目标站点(如中继站RN2)，根据收到的NCC，NH计算KeNB或者KeNB*，并与NCC关联保存。
进一步地，所述方法还包括：目标站点(如中继站RN2)发送切换请求确认命令给基站，该切换请求确认命令中包含新NCC信息。对于S1接口消息，切换请求确认命令是Handover Request ACK消息；对于X2接口消息，切换申请消息是Handover Request ACK消息。基站发送切换请求确认命令给源中继站RN1，该切换请求确认命令中包含新NCC信息。RN1发送无线资源控制连接重建立消息给终端，让终端切换到目标站点RN2，该消息中包含了新NCC信息。终端根据收到的NCC，同步NH，计算KeNB或者KeNB*，并与NCC关联保存。
如图7b所示，为本发明实施例提供的一种基站更新NCC的过程的示意图，包括：
S71b：中继站1发送切换申请消息给基站；对于S1接口消息，切换申请消息是Handover Required消息；对于X2接口消息，切换申请消息是HandoverRequest消息。
特别地，在基站收到源中继站的切换请求，如S1消息：HO Required，或者X2消息：HO request中里包含UE安全能力、源中继站侧使用的加密算法和完整性算法，以及KeNB*，NCC。
S72b：在基站收到源中继站RN1的切换申请消息(如S1消息：HORequired，或者X2消息：HO request)后，基站在本地将NCC加1，并计算出新的NH值。
S73b：基站在切换请求消息里将新计算出的{NH，NCC}发送给目标站点如中继站RN2。对于S1接口消息，切换请求消息是S1AP：Handover Request消息；对于X2接口消息，切换申请消息是X2AP：Handover Request消息.
S74b：目标站点(如中继站RN2)，根据收到的NCC、NH计算KeNB，并与NCC关联保存。
S75b：目标站点(如中继站RN2)发送切换请求确认命令给基站，该切换请求确认命令中包含新NCC信息。对于S1接口消息，切换请求确认命令是Handover Request ACK消息；对于X2接口消息，切换申请消息是HandoverRequest ACK消息。
S76b：基站发送切换请求确认命令给源中继站RN1，该切换请求确认命令中包含新NCC信息。
S77b：RN1无线资源控制连接重建立消息给终端，让终端切换到目标站点RN2，该消息中包含了新NCC信息。
S78b：终端根据收到的NCC，同步NH，计算KeNB或者KeNB*，并与NCC关联保存。
另外，可选地，基站将新计算出的{NH，NCC}发送MME。该步骤可以发生在S72b之后。
上述实施例可以适用于Home(e)NB的场景，上述实施例中的基站相当于Home(e)NB GW，上述实施例中的中继站1相当于Home(e)NB1，上述实施例中的中继站2相当于Home(e)NB2。
本发明的所有实施例可以适用于Home(e)NB的场景，上述实施例中的基站相当于Home(e)NB GW，上述实施例中的中继站1相当于Home(e)NB1，上述实施例中的中继站2相当于Home(e)NB2。
图8为本发明的实施例提供的一种基站的示意图，所述基站80包括：
确定单元801，用于确定用户设备从该基站80下属第一中继站81切换至所述基站80或该基站80下属第二中继站82。
释放单元802，用于当所述确定单元801确定用户设备从所述第一中继站81切换至所述基站80或所述第二中继站82，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站81发送用户设备上下文释放命令UE ContextRelease Command。
本实施例的基站80在切换过程中可以简化与核心网设备(具体可以为MME)的切换流程并节省切换中的信令开销。
进一步地，所述基站80还可包括：请求接收单元，用于接收来自所述第一中继站81的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；命令发送单元，用于在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向所述第一中继站81发送切换命令，以指示所述第一中继站81进行切换。
所述基站80还可包括：状态转移单元，用于：
当确定单元801确定用户设备所述第一中继站81切换至所述基站80时，接收来自所述第一中继站81的基站状态转移消息eNB Status Transfer，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，向所述第一中继站81发送移动管理实体状态转移消息MME Status Transfer；
当确定单元801确定用户设备从所述第一中继站81切换至所述第二中继站82时，接收来自所述第一中继站81的基站状态转移消息，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，向所述第二中继站81发送移动管理实体状态转移消息。
进一步地，所述确定单元801，还用于确定用户设备从所述基站80切换至该基站80下属第三中继站；所述释放单元，还用于当所述确定单元801确定用户设备从所述基站80切换至所述第三中继站时，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，释放所述用户设备的上下文。
所述基站80还可包括：参数获取单元，被配置为：
当确定单元801确定用户设备从所述第一中继站81切换至所述第二中继站82时，向核心网侧设备获取下一跳参数或者利用下一跳链接计算NCC生成所述下一跳参数，并将所述下一跳参数提供给所述第二中继站82；或者
当确定单元801确定用户设备从所述第一中继站81切换至所述基站80时，向核心网侧设备获取该下一跳参数或者利用下一跳链接计算NCC生成所述下一跳参数，并根据下一跳参数产生新密钥KeNB*。
通过在基站中实现所述功能，可简化终端切换时基站与核心网的信令交互过程。
可以理解，本发明实施例中的基站和中继站不仅包括LTE、Wimax、CDMA等各类基站、中继站。所述基站还可以是家庭网关home eNB Gateway；所述中继站可以为家庭基站Home eNB。当利用家庭网关代替所述基站，或利用家庭基站代替所述中继站时，所述方法流程仅是执行主体变化，技术方案实质未变。
本发明实施例提供的另一种切换方法，可包括：
家庭网关接收该家庭网关下属第一家庭基站的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；
家庭网关确定所述用户设备从所述第一家庭基站切换至该家庭网关下属第二家庭基站；
所述家庭网关在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向所述第一家庭基站发送切换命令，以指示所述第一家庭基站进行切换。
所述方法可进一步包括：
所述家庭网关向核心网侧设备获取向核心网侧设备获取下一跳链接计算NCC或者下一跳参数，并将所述下一跳链接计算或者下一跳参数提供给所述第二家庭基站；或者
所述家庭网关向核心网侧设备获取下一跳链接计算或者下一跳参数，并根据根据收到的一跳链接计算或者下一跳参数，计算密钥KeNB或者KeNB*，并将计算得到的密钥与下一跳链接计算关联保存。
本发明实施例提供的一种家庭网关，可包括：
接收单元，用于接收该家庭网关下属第一家庭基站的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；
确定单元，用于确定所述用户设备从所述第一家庭基站切换至该家庭网关下属第二家庭基站；
释放单元，用于在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一家庭基站发送用户设备上下文释放命令。
本领域普通技术人员可以理解上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件完成的，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。本领域普通技术人员可以理解所述实施例间或不同实施例的特征间在不发生冲突的情况下可以互相结合形成新的实施例。

Claims (17)

1.一种切换方法，其特征在于，包括：
基站确定用户设备从该基站下属第一中继站切换至所述基站或该基站下属第二中继站；
所述基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context Release Command。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述基站接收来自所述第一中继站的切换申请，所述切换申请用于请求对所述用户设备执行切换；
所述基站在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向所述第一中继站发送切换命令，以指示所述第一中继站进行切换。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述切换申请包括：消息类型Message Type、S1链接标识、用户设备标识、切换类型Handover Type、切换原因Cause和切换目标标识Target ID；且所述切换申请中不包括：可用直接转发路径信息Direct Forwarding Path Availability和单一无线语音呼叫连续性切换指示信息SRVCC HO Indication。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
当基站确定用户设备从所述第一中继站切换至所述基站时，所述基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令包括：
所述基站接收来自所述用户设备的无线资源控制连接重建立完成消息RRC Connection Reconfiguration Complete，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context ReleaseCommand；
当基站确定用户设备从所述第一中继站切换至所述第二中继站时，所述基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令包括：
所述基站接收来自所述第二中继站的切换通知，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
当基站确定用户设备从所述第一中继站切换至所述基站时，所述方法还包括：所述基站接收来自所述第一中继站的基站状态转移消息eNB StatusTransfer，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，向所述第一中继站发送移动管理实体状态转移消息MME Status Transfer；
当基站确定用户设备从所述第一中继站切换至所述第二中继站时，所述方法还包括：所述基站接收来自所述第一中继站的基站状态转移消息，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，向所述第二中继站发送移动管理实体状态转移消息。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，
当基站确定用户设备从所述第一中继站切换至所述第二中继站时，所述方法还包括：所述基站向核心网侧设备获取下一跳链接计算NCC或者下一跳参数NH，并将所述下一跳链接计算或者下一跳参数提供给所述第二中继站；或者
当基站确定用户设备从所述第一中继站切换至所述基站时，所述方法还包括：所述基站向核心网侧设备获取下一跳链接计算或者下一跳参数，根据收到的下一跳链接计算或下一跳参数，计算密钥KeNB或者KeNB*，并将计算得到的密钥与下一跳链接计算关联保存。
7.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
基站在收到第一中继站的切换申请消息后，将NCC加1，并计算出新的NH值；
基站在切换请求消息里将新计算出的NH和NCC发送给第二中继站。
8.一种切换方法，其特征在于，包括：
基站确定用户设备从所述基站切换至该基站下属中继站；
所述基站在不向核心网设备发送切换通知的情况下，释放所述用户设备的上下文。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
该基站在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向用户设备发送切换命令，以指示所述用户设备进行切换。
10.一种基站，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定用户设备从该基站下属第一中继站切换至所述基站或该基站下属第二中继站；
释放单元，用于当所述确定单元确定用户设备从所述第一中继站切换至所述基站或所述第二中继站时，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一中继站发送用户设备上下文释放命令UE Context Release Command。
11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，还包括：
请求接收单元，用于接收来自所述第一中继站的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；
命令发送单元，用于在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向所述第一中继站发送切换命令，以指示所述第一中继站进行切换。
12.如权利要求10所述的基站，其特征在于，还包括：
状态转移单元，用于：
当确定单元确定用户设备从所述第一中继站切换至所述基站时，接收来自所述第一中继站的基站状态转移消息eNB Status Transfer，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，向所述第一中继站发送移动管理实体状态转移消息MME Status Transfer；
当确定单元确定用户设备从所述第一中继站切换至所述第二中继站时，接收来自所述第一中继站的基站状态转移消息，在不向核心网设备发送基站状态转移消息的情况下，向所述第二中继站发送移动管理实体状态转移消息。
13.如权利要求10至12任一项所述的基站，其特征在于，
所述确定单元，还用于确定用户设备从所述基站切换至该基站下属第三中继站；
所述释放单元，还用于当所述确定单元确定用户设备从所述基站切换至所述第三中继站时，在不向核心网设备发送切换通知的情况下，释放所述用户设备的上下文。
14.一种切换方法，其特征在于，包括：
家庭网关接收该家庭网关下属第一家庭基站的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；
家庭网关确定所述用户设备从所述第一家庭基站切换至该家庭网关下属第二家庭基站；
所述家庭网关在不向核心网设备发送切换申请的情况下，向所述第一家庭基站发送切换命令，以指示所述第一家庭基站进行切换。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
所述家庭网关向核心网侧设备获取向核心网侧设备获取下一跳链接计算NCC或者下一跳参数，并将所述下一跳链接计算或者下一跳参数提供给所述第二家庭基站；或者
所述家庭网关向核心网侧设备获取下一跳链接计算或者下一跳参数，并根据根据收到的一跳链接计算或者下一跳参数，计算密钥KeNB或者KeNB*，并将计算得到的密钥与下一跳链接计算关联保存。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
所述家庭网关在收到第一家庭基站的切换申请消息后，将NCC加1，并计算出新的NH值；
所述家庭网关在切换请求消息里将新计算出的NH和NCC发送给第二家庭基站。
17.一种家庭网关，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收该家庭网关下属第一家庭基站的切换申请，所述切换申请用于请求对用户设备执行切换；
确定单元，用于确定所述用户设备从所述第一家庭基站切换至该家庭网关下属第二家庭基站；
释放单元，用于在不向核心网设备发送切换通知的情况下，向所述第一家庭基站发送用户设备上下文释放命令。
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