CN102598790B - 无线中继网络中服务切换的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线中继网络中的服务切换的方法及装置。根据本发明的一个实施例，提供了一种在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的方法，包括以下步骤：A.接收来自所述用户设备的用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；B.从所述可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点。通过使用本发明提供的方法及装置，可以在选择目标节点的过程中确保良好的端到端通信性能，并且系统信令开销也可以控制在一个合理的范围，从而节约了系统资源。

Description

无线中继网络中服务切换的方法及其装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及无线中继网络中的服务切换的方法及装置。

背景技术

在长期演进项目进展中(Long Term Evolution Advanced，LTE-A)，类型I中继被采纳作为改善系统性能的最重要的技术。在同一个宏小区(macro cell)中，可能存在几十个类型I中继节点。则一个用户设备可能面临这样的情形，即存在多个节点均满足长期演进项目(LTE)协议标准第八版(release8)所定义的关于服务节点(serving node)选择处理的规则。根据LTE协议标准第八版的规定，服务节点负责选择目标节点(target node)，其基于用户设备所报告的每一个潜在候选者的参考信号接收功率(Reference SignalReceived Power，RSRP)并从中选择参考信号接收功率最大的一个作为目标节点。而在中继操作场景下，在用户设备与其施主演进节点B(donor eNB)之间存在两个连接，亦即：施主演进节点B与服务中继节点之间的回程连接(backhaul ling)以及服务中继节点与用户设备之间的接入连接。因此，端到端通信性能是由接入连接和回程连接的整体质量所决定的。根据当前的LTE协议标准第八版的规定，目标节点仅仅基于用户设备的报告来选择，而用户设备的报告只能指示接入连接的信道条件。但接入连接质量好并不意味着回程连接质量也好，尤其是在载波聚合的情况下，不同的中继节点可能工作在不同的载波成分上，从而导致不同的回程连接质量。而且，回程连接的质量受制于衰落、干扰的变化、负载情况等因素。因此，仅基于现有技术来选择目标节点无法确保端到端通信性能。

已经有人提出了这样的技术方案：施主演进节点B将与其所有回程连接的质量有关的信息广播给其控制的所有中继节点，从而使得每个中继节点可以在综合考虑回程连接质量和接入连接质量的基础上选择目标节点。但是这样的方案将导致大量的信令开销，从而浪费系统资源。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了无线中继网络中的服务切换的技术方案。

本发明中的无线中继网络包括三种网元：基站、中继节点、用户设备。本发明中所采用的若干术语定义如下并在后文中统一使用：

接入节点：经过一跳(hop)连接与一个用户设备通信的节点。在本发明的无线中继网络中，接入节点可能是基站，也可能是中继节点。

接入连接：一个用户设备与为其服务的接入节点之间的连接。

回程连接：接入节点与其所属基站，亦即其施主基站，之间的连接。

目标节点：一个用户设备越区切换时将为其服务的新的接入节点。

根据本发明的第一方面，提供了一种在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的方法，包括以下步骤：A.接收来自所述用户设备的用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；B.从所述可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点。

根据本发明的第二方面，提供了一种在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的方法，包括以下步骤：i.接收来自一个所辖中继节点的有关于所述用户设备的用于标识候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；ii.根据涉及所述用户设备、所述候选目标节点的端到端通信链路质量来做出关于目标节点的决定；iii.将所述关于目标节点的决定通知给所述中继节点。

根据本发明的第三方面，提供了一种在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的第一切换装置，包括：第一接收装置，用于接收来自所述用户设备的用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；第一确定装置，用于从所述可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点。

根据本发明的第四方面，提供了一种在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的第二切换装置，包括：第二接收装置，用于接收来自一个所辖中继节点的有关于所述用户设备的用于标识候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；第二确定装置，用于根据涉及所述用户设备、所述候选目标节点的端到端通信链路质量来做出关于目标节点的决定；通知装置，用于将所述关于目标节点的决定通知给所述中继节点。

通过使用本发明提供的方法及装置，可以在选择目标节点的过程中确保良好的端到端通信性能，并且系统信令开销也可以控制在一个合理的范围，从而节约了系统资源。

附图说明

参考下面的图和说明，将更好地理解该系统。图中的元件不一定按比例绘制，而是重点用于说明典型模型的原理。在图中，贯穿不同的示图，类似的参考标号表示对应的特征。

图1示出了根据本发明的一个实施例的无线通信系统的系统框图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的方法流程图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的方法流程图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的第一切换装置的结构框图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的第二切换装置的结构框图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的无线通信系统的系统框图。图中示出了基站10、20、30，还有中继节点11、12、21，以及用户设备90。其中，中继节点11、12受基站10管辖，为来自基站10的下行业务以及来自用户设备的上行业务提供中继服务；中继节点21受基站20管辖，为来自基站20的下行业务以及来自用户设备的上行业务提供中继服务。

根据本发明的一个实施例，无线通信网络符合LTE-A协议标准，网络中的基站，例如基站10、20、30，均为演进节点B，网络中的中继节点，例如中继节点11、12，包括类型I中继节点。演进节点B以及类型I中继节点均具有其各自的小区特定参考信号。

在上述实施例中的一个场景下，基站10是用户设备90的施主基站，用户设备90通过基站10连接到交换中心；在基站10与用户设备90之间的端到端通信链路中至少包括两跳连接，其中，中继节点11作为用户设备90的接入节点提供服务。当用户设备90启动越区切换时，通常需要其接入节点以及其施主基站，亦即中继节点11和基站10，的配合以完成越区切换。

图2示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的方法流程图。如图所示，该方法包括两个步骤S11和S12。不失一般性地，以下将以包括基站10、中继节点11、用户设备90的通信链路为例进行说明。

当用户设备90启动越区切换后，随即启动目标节点的选择过程。用户设备90将接收来自邻近节点的信号，并将可选接入节点的有关信息报告给其接入节点，亦即中继节点11。用户设备90所报告的可选接入节点的有关信息一般包括用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息。

在步骤S11中，中继节点11将接收来自用户设备90的用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息。

在步骤S12中，中继节点11将从所述可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点。

具体地，例如但不限于，用户设备90所报告的可选接入节点包括中继节点12、中继节点21以及基站30。在步骤S12中，中继节点11将从这些可选接入节点中选择候选目标节点。

根据本发明的一个实施例，步骤S11中的反映可选接入节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息包括由用户设备90接收到的发自可选接入节点的参考信号的参考信号接收功率。

本领域技术人员应能理解，反映可选接入节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息也可以包括接收信号强度指示符(Received Signal Strength Indicator，RSSI)和/或参考信号接收质量(Reference Signal Received Quality，RSRQ)。根据不同的系统设置，质量信息可以包括参考信号接收功率、接收信号强度指示符、参考信号接收质量之中的任一种或任多种。基站和中继节点的参考信号发射功率可能存在不同的限制，因此，当可选接入节点既包括基站也包括中继节点时，在步骤S12中确定候选目标节点时还可以计入参考信号发射功率差异这一因素。当然，也可以由用户设备在上报可选接入节点的有关信息时即已经计入参考信号发射功率差异这一因素。

根据本发明的一个实施例，步骤S12中的预定条件包括：该可选接入节点在用户设备90的参考信号接收功率超过一个预定阈值。换言之，所有在用户设备90的参考信号接收功率超过预定阈值的可选接入节点均被中继节点11确定为候选目标节点。则候选目标节点可能有多个。例如，当中继节点12、中继节点21、基站30在用户设备90的参考信号接收功率均超过预定阈值，则这三个节点均被中继节点11确定为用户设备90越区切换的候选目标节点。

根据本发明的另一个实施例，步骤S12中的预定条件包括：该可选接入节点在用户设备90的参考信号接收功率高于任意其他可选接入节点在用户设备90的参考信号接收功率。换言之，候选目标节点只有一个，中继节点11将把在用户设备90的参考信号接收功率最高的可选接入节点确定为候选目标节点。

根据本发明的一个实施例，在步骤S12之后，中继节点11还需根据候选目标节点的具体情形执行相应的后续操作。

根据本发明的一个实施例，在步骤S12中确定的候选目标节点仅有一个且该节点为基站，例如基站30。则接下来，中继节点11直接将这个唯一的候选目标节点，亦即基站30，确定为目标节点，并将用于标识基站30的标识信息发送给中继节点11所属基站，亦即其施主基站10，以便于将用户设备90的服务切换到基站30。因为当仅存在唯一的候选目标节点且该节点为基站时，显而易见可以确定该节点与用户设备90之间将具有最优的端到端通信性能，所以中继节点11可以直接确定目标节点，并因此可以减少中继节点11与其施主基站10之间传递信息的开销。

当候选目标节点均为基站时，中继节点11已经可以根据步骤S11中接收到的质量信息获知所有候选目标节点与用户设备90之间的端到端通信性能，所以中继节点11无需基站10的辅助即可决定目标节点的归属，同时还可以减少中继节点11与其施主基站10之间传递信息的开销。根据本发明的另一个实施例，在步骤S12中确定的候选目标节点有多个且均为基站。则接下来，中继节点11将根据步骤S11中接收到的质量信息来选择目标节点。例如但不限于，质量信息包括参考信号接收功率，中继节点11将把参考信号接收功率最高的那一个候选目标节点确定为目标节点。接下来，中继节点11还可以将用于标识目标节点的标识信息发送给基站10，以便于将用户设备90的服务切换到目标节点。

当候选目标节点中包括中继节点时，中继节点11并不知道所有候选目标节点与用户设备90之间的端到端通信性能，所以无法决定目标节点的归属。根据本发明的一个实施例，在步骤S12中确定的所述候选目标节点包括至少另一个中继节点，例如中继节点12和/或中继节点21。则接下来，中继节点11将所有候选目标节点的标识信息以及反映候选目标节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息发送给中继节点11所属基站，亦即其施主基站10。接下来，将由用户设备90的施主基站10来确定目标节点的归属。

图3示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的方法流程图。如图所示，该方法包括三个步骤S21、S22和S23。不失一般性地，以下将以包括基站10、中继节点11、用户设备90的通信链路为例进行说明。

在步骤S21中，基站10将接收来自中继节点11的有关于用户设备90的用于标识候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息。

在步骤S22中，基站10将根据涉及用户设备90以及所述候选目标节点的端到端通信链路质量来做出关于目标节点的决定。

在步骤S23中，基站10将所述关于目标节点的决定通知给中继节点11。

根据本发明的一个实施例，在步骤S21中，基站10接收到多个候选目标节点的标识信息以及质量信息，例如中继节点12、中继节点21以及基站30的标识信息以及质量信息。

则在步骤S22中，基站10将根据分别涉及这三个候选目标节点的端到端通信链路质量来确定目标节点。这里涉及到三条端到端通信链路：第一条是用户设备90至中继节点12至基站10的端到端通信链路，第二条是用户设备90至中继节点21至基站20的端到端通信链路，第三条是用户节点90至基站30的端到端通信链路。其中，中继节点12与基站10之间可能不止一跳连接，中继节点21与基站20之间也可能不止一跳连接。首先，基站10需要确定这三条端到端通信链路的质量。第一条端到端通信链路的施主基站是基站10，因此，基站10很容易在其所辖小区内获得足够的信息以确定该端到端通信链路的质量。第二条端到端通信链路的施主基站是基站20，而基站10从中继节点11接收到的质量信息仅涉及用户设备90至中继节点21的接入连接，因此，基站10还需与基站20交换信息以确定第二条端到端通信链路的质量。第三条端到端通信链路的施主基站虽然是基站30，但其仅包含一跳连接，基站10从中继节点11接收到的质量信息已经可以体现第三条端到端通信链路的下行链路质量。在时分双工(TDD)系统中，上行信道和下行信道通常被认为是具有互易性的。因此，在时分双工系统中，基站10可以仅根据从中继节点11接收到的质量信息来确定第三条端到端通信链路的质量。本领域技术人员应能理解，判断端到端通信链路质量优劣的因素通常可以包括以下各项之中的一项或多项：端到端传输时延、端到端平均重传次数。可选地，基站10将端到端通信链路质量最优的那一个候选目标节点确定为目标节点。则关于目标节点的决定包括目标节点的标识信息。

则在步骤S23中，基站10至少将目标节点的标识信息通知给中继节点11。接下来，中继节点11可以将目标节点的标识信息通知给用户设备90，以执行相应的切换。

根据本发明的又一个实施例，在步骤S21中，基站10仅接收到一个候选目标节点的标识信息以及质量信息，例如中继节点21的标识信息以及质量信息。

则在步骤S22中，基站10将根据用户设备90至中继节点21至基站20的端到端通信链路质量来判断中继节点21是否适合作为目标节点以服务于用户设备90。相应地，关于目标节点的决定包括用于指示中继节点21是否目标节点的信息。

接下来，在步骤S23中，基站10将用于指示中继节点21是否目标节点的信息发送给中继节点11。

接下来，中继节点11可以将用于指示中继节点21是否目标节点的信息发送给用户设备90。如果中继节点21被确认为目标节点，则执行切换，用户设备90的服务改由用户设备90至中继节点21至基站20的端到端通信链路来承载。如果中继节点21不是目标节点，则维持现有通信链路，或者再次启动目标节点的选择过程。

根据本发明的一个实施例，步骤S21中的反映候选目标节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息包括由用户设备90接收到的发自候选目标节点的参考信号的参考信号接收功率。

本领域技术人员应能理解，反映候选目标节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息也可以包括接收信号强度指示符和/或参考信号接收质量。根据不同的系统设置，质量信息可以包括参考信号接收功率、接收信号强度指示符、参考信号接收质量之中的任一种或任多种。基站和中继节点的参考信号发射功率可能存在不同的限制，因此，当候选目标节点既包括基站也包括中继节点时，在步骤S22中确定目标节点时还可以计入参考信号发射功率差异这一因素。当然，也可以由用户设备在上报可选接入节点的有关信息时即已经计入参考信号发射功率差异这一因素。

图4示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的第一切换装置的结构框图。如图所示，第一切换设备100包括第一接收装置101和第一确定装置102。第一切换装置100典型地设置于中继节点11、12、21中。

第一接收装置101用于执行前述方法中的步骤S11。以包括基站10、中继节点11、用户设备90的通信链路为例，中继节点11中的第一接收装置101将接收来自用户设备90的用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息。

第一确定装置102用于执行前述方法中的步骤S12。以包括基站10、中继节点11、用户设备90的通信链路为例，中继节点11中的第一确定装置102将从所述可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点。

图5示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的第二切换装置的结构框图。如图所示，第二切换装置200包括第二接收装置201、第二确定装置202以及通知装置203。第二切换装置200典型地设置于基站10、20、30中。

第二接收装置201用于执行前述方法中的步骤S21。以包括基站10、中继节点11、用户设备90的通信链路为例，基站10中的第二接收装置201将接收来自中继节点11的有关于用户设备90的用于标识候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与用户设备90之间的接入连接的信道质量的质量信息。

第二确定装置202用于执行前述方法中的步骤S22。以包括基站10、中继节点11、用户设备90的通信链路为例，基站10中的第二确定装置202将根据涉及用户设备90以及所述候选目标节点的端到端通信链路质量来做出关于目标节点的决定。

通知装置203用于执行前述方法中的步骤S23。以包括基站10、中继节点11、用户设备90的通信链路为例，基站10中的通知装置203将所述关于目标节点的决定通知给中继节点11。

本发明所称的装置，可以由软件功能模块实现，也可以由硬件模块实现，还可以由软硬件的结合来实现。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims (10)

1.一种在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的方法，包括以下步骤：

A.接收来自所述用户设备的用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；

B.从所述可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点；以及

C1.如果仅有一个候选目标节点且该节点为基站，则将该节点确定为目标节点，并将用于标识所述目标节点的标识信息发送给所述中继节点所属基站，以便于将所述用户设备的服务切换到所述目标节点；

C2.如果所述候选目标节点包括至少另一个中继节点，则将所述候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息发送给所述中继节点所属基站，所述基站根据涉及用户设备以及候选目标节点的端到端通信链路质量来确定目标节点；

C3.如果所述候选目标节点有多个且均为基站，则根据步骤A中接收到的所述质量信息从所述多个候选目标节点中选择一个并将其确定为目标节点，并将用于标识所述目标节点的标识信息发送给所述中继节点所属基站，以便于将所述用户设备的服务切换到所述目标节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述质量信息包括参考信号接收功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定条件包括：该可选接入节点在所述用户设备的参考信号接收功率超过一个预定阈值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定条件包括：该可选接入节点在所述用户设备的参考信号接收功率高于任意其他可选接入节点在所述用户设备的参考信号接收功率。

5.一种在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的方法，包括以下步骤：

i.由一个所辖中继节点从可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点且当所述候选目标节点包括至少另一个中继节点时，所述基站接收来自所述所辖中继节点的有关于所述用户设备的用于标识候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；

ii.根据涉及所述用户设备、所述候选目标节点的端到端通信链路质量来做出关于目标节点的决定；

iii.将所述关于目标节点的决定通知给所述中继节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述质量信息包括所述候选目标节点在所述用户设备上的参考信号接收功率。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述步骤i中，接收到多个候选目标节点的标识信息以及质量信息；

所述关于目标节点的决定包括目标节点的标识信息。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述步骤i中，仅接收到一个候选目标节点的标识信息以及质量信息；

所述关于目标节点的决定包括用于指示该候选目标节点是否为目标节点的信息。

9.一种在无线通信网络的中继节点中对于一个用户设备的服务进行切换的第一切换装置，包括：

第一接收装置，用于接收来自所述用户设备的用于标识可选接入节点的标识信息以及反映所述可选接入节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；

第一确定装置，用于从所述可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点；以及

所述第一确定装置被配置为：

如果仅有一个候选目标节点且该节点为基站，则将该节点确定为目标节点，并将用于标识所述目标节点的标识信息发送给所述中继节点所属基站，以便于将所述用户设备的服务切换到所述目标节点；

如果所述候选目标节点包括至少另一个中继节点，则将所述候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息发送给所述中继节点所属基站，所述基站根据涉及用户设备以及候选目标节点的端到端通信链路质量来确定目标节点；

如果所述候选目标节点有多个且均为基站，则根据所述第一接收装置中接收到的所述质量信息从所述多个候选目标节点中选择一个并将其确定为目标节点，并将用于标识所述目标节点的标识信息发送给所述中继节点所属基站，以便于将所述用户设备的服务切换到所述目标节点。

10.一种在无线通信网络的基站中对于一个用户设备的服务进行切换的第二切换装置，包括：

第二接收装置，其被配置为由一个所辖中继节点从可选接入节点中选择满足预定条件的一个或多个节点作为候选目标节点且当所述候选目标节点包括至少另一个中继节点时用于接收来自一个所辖中继节点的有关于所述用户设备的用于标识候选目标节点的标识信息以及反映所述候选目标节点与所述用户设备之间的接入连接的信道质量的质量信息；

第二确定装置，用于根据涉及所述用户设备、所述候选目标节点的端到端通信链路质量来做出关于目标节点的决定；

通知装置，用于将所述关于目标节点的决定通知给所述中继节点。