CN102438282A - 一种信息传输的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种信息传输的方法及系统，该方法包括：在终端初始接入和/或所述终端切换过程中，属于层次结构接入网的上级接入节点将终端接入的MME的信息通知同属于层次结构接入网的终极接入节点。通过本发明可使终极接入节点获知终端接入的MME的信息。

Description

一种信息传输的方法及系统
技术领域
本发明涉及无线蜂窝通信系统，更具体地说，涉及一种信息传输的方法及系统。
背景技术
无线通讯系统主要由无线接入网和核心网共同组成，无线接入网负责提供无线连接，使终端一级一级汇接到核心网中。而核心网(也叫骨干网)将业务提供者与接入网，及接入网与其他接入网连接在一起，对终端的业务接续、计费、移动性等方面进行统一管理。例如，LTE系统由接入网E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用陆基无线接入网)与核心网EPC(Evolved Packet Core，演进的分组核心网)共同组成，参见图1。在传统的LTE系统中，接入网中的节点(i.e.eNodeB，演进型节点B，简称eNB)由运营商统一的规划和部署。eNB根据网络部署直接与核心网网元如移动性管理实体(Mobility Management Entity，简称MME)相连并建立S1接口。eNB可以连接至多个MME，并在为终端进行接入或切换的流程中为该终端选择适合的MME。
然而，随着无线技术的不断演进，越来越多的技术场景要求接入网节点是动态部署的，在部分场景下节点甚至是由用户自己进行部署。为了对动态部署的接入节点加以控制，往往会将动态接入节点通过上级静态接入节点连入核心网，形成一种接入网的层次结构(hierarchical architecture)。层次结构的接入网系统，例如，家庭基站系统和中继系统技术。
家庭基站是一种小型、低功率的基站，部署在家庭及办公室等室内场所，主要作用是为了给用户提供更高的业务速率，并降低使用高速率服务所需要的费用，同时弥补已有分布式蜂窝无线通信系统覆盖的不足。家庭基站的优点是实惠、便捷、低功率输出、即插即用等。
家庭基站用户是通过家庭基站接入网(Home eNodeB Access Network，简称HeNB AN)(如图2所示)连接到核心网网络的，其中HeNB AN由家庭基站(Home eNodeB，简称HeNB)和家庭基站网关(Home eNodeB Gateway，简称HeNB GW)共同组成。HeNB GW主要执行的功能为：处理家庭基站的注册和接入控制，对家庭基站进行验证，负责交换核心网和家庭基站的数据。另外，HeMS系统为家庭基站管理系统，对家庭基站进行运行维护管理，根据运营商要求配置和控制家庭基站，最主要为HeNB实现配置管理功能，其中包括位置信息的核实、为HeNB进行参数配置，主要设计到CN(核心网)级别的参数配置、RAN(Radio Access Network，无线接入网)侧的参数配置以及RF(Radio Frequency，射频)的参数配置。另外，HeNB还可以采用不通过HeNB GW而和MME直接连接的架构。
中继节点(RELAY)是一种解决蜂窝无线通讯系统的覆盖和容量问题的无线网络节点。在蜂窝无线通讯系统中，固定基站网络的无线覆盖由于各种各样的原因受到限制，比如各种建筑结构对无线信号的阻挡等原因造成在无线网络的覆盖中无可避免的存在覆盖漏洞。另外一方面在小区的边缘地区，由于无线信号强度的减弱，以及相邻小区的干扰，导致UE在小区边缘时，通讯质量较差，无线传输的错误率抬高。RELAY的部署可以提高数据率的覆盖率，群组移动性，临时网络部署，小区边缘地区的吞吐量以及新区域的覆盖。RELAY通过与其他网络节点之间的无线链路中继数据，其工作原理如图3所示。其中基站直接服务的UE叫宏(Macro)UE，RELAY服务的UE叫RELAY UE。RELAY UE通过接入链路(access link)接入RELAY，后者通过回程链路(backhaul link)将RELAY UE的数据在上下行上进行中继。目前3GPP标准组织讨论的RELAY具备宏基站(Macro eNB)的所有功能，并能独立建立小区。为RELAY提供backhaul link的Macro eNB称为该RN的宿主基站(Donor eNB，简称DeNB)，RELAY与DeNB之间的接口称为Un接口。从信令连接上RELAY与DeNB之间建立S1连接，DeNB作为RELAY的S1代理(S 1proxy)，并通过自己与核心网之间的S 1连接为RELAY提供与核心网之间的控制面及用户面信令连接(S1-C，S1-U)。RELAY在初始过程中以UE的身份附着(Attach)并获得包数据网络连接(Packet DataNetwork Connection，简称PDN连接)，并在此连接之上与自身的操作管理维护(OAM)系统建立业务层连接，并下载配置参数。
由上述对家庭基站及中继节点技术描写可见，HeNB可通过HeNB GW接入核心网，RELAY通过DeNB接入核心网。在这种层次结构下，终极接入节点(HeNB或RELAY)与上级接入节点(HeNB GW或DeNB)之间存在着通常存在于接入网与核心网之间的信令连接(i.e.S1连接)。其中，终极接入节点只与上级接入节点之间存在一个S1连接，而上级接入节点会通过多个S1连接至不同的MME相连。当终极接入节点接入用户终端时，由上级接入节点为该终端选择合适的MME。而终极接入节点无法获知终端连入的MME的信息。
发明内容
正是基于以上的问题，本发明提出了一种信息传输的方法及系统，使终极接入节点获知终端接入的MME的信息。
为了解决上述问题，本发明提供一种信息传输的方法，包括：
在终端初始接入和/或所述终端切换过程中，属于层次结构接入网的上级接入节点将终端接入的MME的信息通知同属于层次结构接入网的终极接入节点。
进一步地，上述方法还具有下面特点：在终端初始接入过程中，所述上级接入节点将终端接入的MME的信息通知终极接入节点的步骤包括：
在终端初始接入过程中，当所述上极接入节点接收到所述终端所接入的MME发送的初始上下文建立请求消息后，所述上极接入节点在向所述终极接入节点发送的初始接入信令中携带所述MME的信息。
进一步地，上述方法还具有下面特点：
所述初始接入信令包括：初始上下文建立请求消息、演进的无线接入承载建立请求消息、UE上下文修改请求消息或预设的下行专用消息。
进一步地，上述方法还具有下面特点：在终端切换过程中，所述上级接入节点将终端接入的MME的信息通知终极接入节点的步骤包括：
在终端切换过程中，所述上极接入节点接收到所述终端所接入的MME发送的第一切换请求消息后，所述上极接入节点在向所述终极接入节点发送的第二切换请求消息中携带所述MME的信息。
进一步地，上述方法还具有下面特点：
所述终极接入节点接收到所述上级接入节点发送的所述MME的信息后，记录所述终端接入的MME的信息。
进一步地，上述方法还具有下面特点：
当所述终极接入节点判断需要对所述终端进行X2切换，并且根据所述终端接入的MME的信息判断可发起X2切换时，向所述目标接入节点发送第三切换请求消息，在所述第三切换请求消息中携带所述MME的信息。
进一步地，上述方法还具有下面特点：
所述终极接入节点根据所述终端接入的MME的信息判断可发起X2切换的步骤具体为：若所述终极接入节点检查所述MME的信息存在于预先获得的所述目标接入节点所连接的MME资源池信息中，则判断可发起X2切换。
进一步地，上述方法还具有下面特点：
若所述目标接入节点属于层次结构接入网的终极接入节点，则所述目标接入节点接收到所述第三切换请求消息后，所述目标接入节点向为本目标接入节点服务的上级接入节点发送路径转换消息，消息中携带所述MME的信息。
进一步地，上述方法还具有下面特点：
所述MME的信息包括以下信息中的一种或多种：MME的标识、MME的负荷指示、MME为所述终端分配的S1的信令标识。
进一步地，上述方法还具有下面特点：
所述终级接入节点为家庭基站，所述上级接入节点为家庭基站网关；或
所述终级接入节点为中继节点，所述上级接入节点为所述中继节点提供回程链路的宏基站。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种信息传输的系统，包括：上级接入节点和终极接入节点，所述终极接入节点通过所述上级接入节点接入核心网，其中，
所述上级接入节点，用于在终端初始接入和/或所述终端切换过程中，将终端接入的MME的信息通知所述终极接入节点。
进一步地，上述系统还具有下面特点：
所述上极接入节点，具体用于在终端初始接入过程中，当接收到所述终端所接入的MME发来的初始上下文建立请求消息后，向所述终极接入节点发送的初始接入信令中携带所述MME的信息，
所述初始接入信令包括：初始上下文建立请求消息、演进的无线接入承载建立请求消息、UE上下文修改请求消息或预设的下行专用消息。
进一步地，上述系统还具有下面特点：
所述上极接入节点，具体用于在终端切换过程中，接收到所述终端所接入的MME发送的第一切换请求消息后，在向所述终极接入节点发送的第二切换请求消息中携带所述MME的信息。
进一步地，上述系统还具有下面特点：
所述终极接入节点，用于接收到所述终端接入的MME信息后，记录所述终端接入的MME的信息，当判断需要对所述终端进行X2切换，并且根据所述终端接入的MME的信息判断可发起X2切换时，向所述目标接入节点发送第三切换请求消息，携带所述MME的信息。
进一步地，上述系统还具有下面特点：
所述终极接入节点，用于判断可发起X2切换具体为：若检查所述MME的信息存在于预先获得的所述目标接入节点所连接的MME资源池信息中，则判断可发起X2切换。
进一步地，上述系统还具有下面特点：若所述目标接入节点属于层次结构接入网的终极接入节点，
所述目标接入节点，用于接收到所述第三切换请求消息之后，向为本目标接入节点服务的上级接入节点发送路径转换消息，携带所述MME的信息。
进一步地，上述系统还具有下面特点：所述MME的信息包括以下信息中的一种或多种：MME的标识、MME的负荷指示、MME为所述终端分配的S1的信令标识。
进一步地，上述系统还具有下面特点：
所述终级接入节点为家庭基站，所述上级接入节点为家庭基站网关；或
所述终级接入节点为中继节点，所述上级接入节点为所述中继节点提供回程链路的宏基站。
综上，本发明提出的一种信息传输的方法及系统，可使终极接入节点获知终端接入的MME的信息，使终极接入节点可以通过所获取的MME的信息进行X2切换。
附图说明
图1是LTE接入网E-UTRAN网络架构图；
图2是HeNB网络的结构图；
图3是无线中继节点网络的架构图；
图4是本发明实施例一的获取MME信息的流程图；
图5是本发明实施例二的获取MME信息的流程图；
图6是本发明实施例三的获取MME信息及进行X2切换的流程图。
具体实施方式
本发明提出的一种获取终端所接入MME信息的方法，主要是涉及在层次结构的接入网中，终极接入节点获取其所辖终端连接的MME信息的方法，其核心思想是：由上级接入节点将终端接入的MME节点信息通知终极接入节点。
为了使本发明的描述更加明确，下面将使用实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例中的“MME信息”包括下列各项至少之一：MME的标识(包括MME码、MME所在的分组标识，以及MME所在的PLMN(公众陆地移动电话网)标识)；该MME的负荷指示；MME为该终端分配的S1的信令标识。实施例一和实施例二提供了两种终极接入节点获取其所辖终端接入的“MME信息”的方法，实施例三描述了终极接入节点如何使用获取的“MME信息”。
实施例一
本实施例描述的是终端初始接入到网络后，在终端首次上下文建立的时候，上级接入节点将终端接入的“MME信息”通知到终极接入节点的处理流程，如图4所示，其具体流程描述如下：
步骤101：终端与终极接入节点建立RRC(无线资源控制协议)连接。
如果该终端此前曾注册到某个MME，则终端在RRC信令消息(RRCConnection Setup Complete，RRC连接建立完成)中将该MME标识(registeredMME，注册MME)通知终极接入节点；
步骤102：终极接入节点向上级接入节点发送初始UE消息(INITIAL UEMESSAGE)，如果终极接入节点在101中获得了终端此前注册的MME标识，则在该消息中将该MME标识通知上级接入节点。
步骤103：上级接入节点为该终端选择合适的MME进行接入。
选择原则与现有技术相同：如果上级接入节点与终端此前注册的MME有连接，则优先选择此MME；如果上级节点与终端此前注册的MME没有连接，或终端没有提供此前注册的MME的标识，则上级接入节点根据负荷分担的原则选择MME。
步骤104：上级接入节点将初始UE消息(INITIAL UE MESSAGE)发送到选择后的MME。
步骤105：MME在收到初始UE消息(INITIAL UE MESSAGE)后，如果允许UE接入，则向上级接入节点发送初始上下文建立请求消息(INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST)。
步骤106：上级接入节点向所述终极接入节点发送初始接入信令，在该初始接入信令中携带所述MME的信息；
所述初始接入信令可以包括：初始上下文建立请求消息(INITIALCONTEXT SETUP REQUEST)或下行专用消息(e.g.E-RAB(Evolved-RadioAccess Bearer，演进的无线接入承载)建立请求消息(E-RAB SETUPREQUEST)或UE上下文修改请求消息(UE CONTEXT MODIFICATIONREQUEST))或预设的下行专用消息，将其在步骤103中为终端选择的“MME信息”通知终极接入节点。
步骤107：终极接入节点在收到106中发送的消息后，记录该终端的“MME信息”，并通过上级接入节点向MME返回适当的响应消息(INITIALCONTEXT SETUP RESPONSE(初始上下文建立响应消息)，E-RAB SETUPRESPONSE  (E-RAB建立响应消息)或UE CONTEXT MODIFICATIONRESPONSE(用户上下文修改响应消息))，完成信令流程。
通过上述流程，完成了终极接入节点通过初始接入获取终端真实接入的MME的信息，为后续的X2切换提供了相应的节点选择所需的信息。
实施例二：本实施例描述的是终端通过源接入节点接入到网络后，通过切换进入一个目标终极接入节点。在终端发生切换的时候，由上级接入节点将终端接入的“MME信息”通知到目标终极接入节点的处理流程，如图5所示，发明点侧重于步骤203，204，其具体流程描述如下：
步骤201：终端与源接入节点建立RRC连接。源接入节点为该终端选择合适的MME进行接入，此处步骤与实施例1的步骤101到103相同。终端通过源接入节点发起业务并进入连接态，由于终端移动或终端所处小区的无线信号变化等原因，源接入节点通过终端的测量报告，判断需要将终端切换到目标终极接入节点所建小区。终端的源接入节点向MME发送切换要求消息(Handover Required)；
步骤202：源MME通过消息中携带的目标终极接入节点的标识(TargetID)中的信息判断需要将信令转发给服务于目标终极节点的目标上级接入节点，根据MME的负荷和地理部署，源MME可能会选择新的与目标上级接入节点相连的MME，并向其转发切换要求消息，以及终端的上下文。目标MME收到切换要求消息后，通过消息中携带的目标终极接入节点的标识(Target ID)中的信息判断需要将信令转发目标上级接入节点，并向上级接入节点发送切换请求消息(Handover Request)；
步骤203：上级接入节点在收到来自目标MME的切换请求消息后，构造切换请求消息，在该消息中增加终端接入的目标“MME信息”，然后发送给目标终极接入节点。
步骤204：目标终极接入节点在收到切换请求消息后，记录该终端接入的“MME信息”，并通过上级接入节点向目标MME反馈切换请求响应消息(Handover Request Acknowledge)；
步骤205：MME在接收到切换请求响应消息后，向源接入节点发送切换命令消息(Handover Command)。
本实施例中的源接入节点可以是背景中提到的“层次结构”中的通过上级接入节点连接到MME的终极接入节点，也可以是“扁平结构”中的直接连接到MME的接入节点。
通过上述流程，完成了终极接入节点通过切换流程获取终端接入的“MME信息”，为后续的X2切换提供了相应的节点选择所需的信息。
在X2切换过程中，需要保持服务的以进行切换终端的MME不发生变化。那么，目标基站收到切换请求后需要知道终端在源基站所接入的MME，并继续通过该MME执行该终端的专用S1流程。现有技术是源基站将终端的GUMMEI(Globally Unique MME Identifier，全球唯一MME标识)通知到目标基站，目标基站根据GUMMEI来完成对MME的确定的。但是在层次结构的接入网系统中，终极接入节点不知道终端接入的MME，也无法通知目标基站该信息，从而导致X2切换无法进行。因此，根据本发明，终极接入节点可以获取终端所接入MME的信息，并且可以通过所获取的MME的信息进行X2切换。
实施例三：本实施例描述的是终极接入节点获取终端所接入MME的信息后，如何在X2切换过程中传递并使用该信息。为了描述的方便，我们约定源终极接入节点和目标接入节点之间建立了X2直接接口，且源终极接入节点通过上级接入节点和MME相连。如图6所示，其具体流程描述如下：
步骤301：源终极接入节点通过上级接入节点接入核心网，在源终极接入节点与上级接入节点注册的过程中(S1 Setup)，上级接入节点将其所连接的MME资源池信息通知终极接入节点。源终极接入节点根据配置与目标接入节点建立了X2接口。在X2接口建立(X2 Setup)及更新(eNBConfiguration Update，eNB构造更新)的过程中，源终极接入节点和目标接入节点交换了彼此所连接的MME资源池信息。
通过实施例1或者实施例2所描述的方法，终端接入源终极接入节点，并且该源终极接入节点保持该终端所接入的“MME信息”。
步骤302：由于终端移动或终端所处小区的无线信号变化等原因，源终极接入节点通过终端的测量报告，判断需要将终端切换到目标接入节点所建小区，此时源终极接入节点根据步骤301中获得的目标接入节点所连接MME资源池，与步骤301中获得的终端所接入的“MME信息”进行比较，如果终端所接入的MME存在于目标接入节点的MME资源池中，则判断可发起X2切换。则源终极接入节点向目标接入节点发送切换请求(Handover Request)消息，该消息中携带终端接入的“MME信息”。
步骤303：目标接入节点收到切换请求消息后，向源终极接入节点发送切换请求响应消息，完成切换准备过程；
步骤304：终端切换到目标接入节点后，目标接入节点向步骤302的切换请求中所指终端接入的MME发送路径转换消息(Path Switch Request)用以用户面连接的更新。
如果目标接入节点也是通过上级接入节点接入核心网的，则目标接入节点向为本接入节点服务的上级接入节点发送路径转换消息，该消息中携带终端所接入的“MME信息”；上级接入节点收到路径转换请求消息后，根据其中的“MME信息”对MME进行选择，并向选择的MME发送路径转换请求消息；
步骤305：MME在收到路径转换请求消息后，向目标接入节点或者通过上级接入节点向目标接入节点发送路径转换请求响应消息(Path SwitchAcknowledge)。
通过上面的描述，完成了直接接口X2接口的切换。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元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。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上仅为本发明的优选实施例，当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种信息传输的方法，包括：
在终端初始接入和/或所述终端切换过程中，属于层次结构接入网的上级接入节点将终端接入的MME的信息通知同属于层次结构接入网的终极接入节点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在终端初始接入过程中，所述上级接入节点将终端接入的MME的信息通知终极接入节点的步骤包括：
在终端初始接入过程中，当所述上极接入节点接收到所述终端所接入的MME发送的初始上下文建立请求消息后，所述上极接入节点在向所述终极接入节点发送的初始接入信令中携带所述MME的信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述初始接入信令包括：初始上下文建立请求消息、演进的无线接入承载建立请求消息、UE上下文修改请求消息或预设的下行专用消息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在终端切换过程中，所述上级接入节点将终端接入的MME的信息通知终极接入节点的步骤包括：
在终端切换过程中，所述上极接入节点接收到所述终端所接入的MME发送的第一切换请求消息后，所述上极接入节点在向所述终极接入节点发送的第二切换请求消息中携带所述MME的信息。
5.如权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于：
所述终极接入节点接收到所述上级接入节点发送的所述MME的信息后，记录所述终端接入的MME的信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
当所述终极接入节点判断需要对所述终端进行X2切换，并且根据所述终端接入的MME的信息判断可发起X2切换时，向所述目标接入节点发送第三切换请求消息，在所述第三切换请求消息中携带所述MME的信息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述终极接入节点根据所述终端接入的MME的信息判断可发起X2切换的步骤具体为：若所述终极接入节点检查所述MME的信息存在于预先获得的所述目标接入节点所连接的MME资源池信息中，则判断可发起X2切换。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
若所述目标接入节点属于层次结构接入网的终极接入节点，则所述目标接入节点接收到所述第三切换请求消息后，所述目标接入节点向为本目标接入节点服务的上级接入节点发送路径转换消息，消息中携带所述MME的信息。
9.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：所述MME的信息包括以下信息中的一种或多种：MME的标识、MME的负荷指示、MME为所述终端分配的S1的信令标识。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述终级接入节点为家庭基站，所述上级接入节点为家庭基站网关；或
所述终级接入节点为中继节点，所述上级接入节点为所述中继节点提供回程链路的宏基站。
11.一种信息传输的系统，包括：上级接入节点和终极接入节点，所述终极接入节点通过所述上级接入节点接入核心网，其中，
所述上级接入节点，用于在终端初始接入和/或所述终端切换过程中，将终端接入的MME的信息通知所述终极接入节点。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述上极接入节点，具体用于在终端初始接入过程中，当接收到所述终端所接入的MME发来的初始上下文建立请求消息后，向所述终极接入节点发送的初始接入信令中携带所述MME的信息，
所述初始接入信令包括：初始上下文建立请求消息、演进的无线接入承载建立请求消息、UE上下文修改请求消息或预设的下行专用消息。
13.如权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述上极接入节点，具体用于在终端切换过程中，接收到所述终端所接入的MME发送的第一切换请求消息后，在向所述终极接入节点发送的第二切换请求消息中携带所述MME的信息。
14.如权利要求11-13任一项所述的系统，其特征在于：
所述终极接入节点，用于接收到所述终端接入的MME信息后，记录所述终端接入的MME的信息，当判断需要对所述终端进行X2切换，并且根据所述终端接入的MME的信息判断可发起X2切换时，向所述目标接入节点发送第三切换请求消息，携带所述MME的信息。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于：
所述终极接入节点，用于判断可发起X2切换具体为：若检查所述MME的信息存在于预先获得的所述目标接入节点所连接的MME资源池信息中，则判断可发起X2切换。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于：若所述目标接入节点属于层次结构接入网的终极接入节点，
所述目标接入节点，用于接收到所述第三切换请求消息之后，向为本目标接入节点服务的上级接入节点发送路径转换消息，携带所述MME的信息。
17.如权利要求11-13任一项所述的系统，其特征在于：
所述MME的信息包括以下信息中的一种或多种：MME的标识、MME的负荷指示、MME为所述终端分配的S1的信令标识。
18.如权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述终级接入节点为家庭基站，所述上级接入节点为家庭基站网关；或
所述终级接入节点为中继节点，所述上级接入节点为所述中继节点提供回程链路的宏基站。
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