CN102612100B - 一种终端向家庭基站切换的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种终端向家庭基站切换的方法，根据家庭基站的地理位置划分地理小区，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，以及为家庭基站配置家庭基站网关，终端根据RNC的测量控制命令返回测量报告；RNC判定目标基站为家庭基站，则将所述测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关；所述家庭基站网关确定目标家庭基站，并执行切换。本发明还相应地公开了一种终端向家庭基站切换的系统。本发明通过家庭基站网关可以在众多家庭基站中唯一确定终端要切入的目标家庭基站小区，不但可以解决宏基站邻区列表有限的难题，而且不会造成无线资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的终端切换技术，尤其涉及一种终端向家庭基站切换的方法及系统。
背景技术
家庭基站(femtocell)是一种毫微微蜂窝基站，面向住宅或企业环境。家庭基站的兴起，主要是手机运营商为了应对新兴无线运营商和移动虚拟网络运营商(MVNO)的竞争，以及解决3G技术在室内覆盖不太可靠的问题。
Femtocell与传统基站存在很大的不同，其体积小、覆盖面积小、功率小、数量众多，而且具有即插即用的特点。在使用家庭基站的场景下同样需要考虑终端UE的移动性管理问题。涉及到Femtocell的切换主要包括三个方面：Femtocell和Femtocell之间的切换、Femtocell向宏基站的切换、宏基站向Femtocell的切换。在家庭基站网络环境中，一个主要的挑战是家庭基站设备数量庞大，而且又不允许运营商直接采用传统宏蜂窝的网络规划来部署，因此家庭基站网络和宏蜂窝网络之间的切换无法完全按照宏蜂窝之间的切换流程实现，特别是宏蜂窝至家庭基站的切换，需要考虑由于主扰码(PSC)的复用导致的PSC和小区标识之间的一一对应关系遭到破坏的问题，另外，在一个宏蜂窝小区的覆盖范围之内，其家庭基站的数量往往超过其邻小区列表可存储邻小区的数量。
由于家庭基站的数目比较多，在宏小区配置家庭基站作为邻区时不可能为每一个家庭基站配置唯一的扰码，目前的规范3GPP TS 25.367(2010.03)中提出解决扰码混淆(PSC Confusion)的方法是：UE上报目标HNB/HeNB的小区ID(PSC confusion is solved bythe UE reporting the cell identity of the target HNB/HeNB)，图1为现有技术中终端从宏基站切换到家庭基站的流程示意图，如图1所示，该切换流程具体包括：
步骤101：RNC向终端发送测量控制命令，通知终端需要进行测量的目标小区的参数，包括临近的CSG探测、CSG频率间的小区信息等；
步骤102：终端执行测量，即对目标家庭基站小区进行测量，读取目标家庭基站信息；
步骤103：终端将测量结果报告给RNC，其中包含着目标家庭基站标识、扰码、封闭用户组CSG成员标识等；
步骤104：RNC执行后续切换处理过程。
但是，上述方法面临以下问题：在一个宏蜂窝小区的覆盖范围之内，其家庭基站的数量往往超过其邻小区列表可存储邻小区的数量，如果对邻小区列表进行扩展，虽然能够实现切换，但切换过程较为繁琐；如果不对邻小区列表进行扩展，则无法针对所有家庭基站进行切换，影响系统性能。因此，即使UE在测量报告中向RNC上报家庭基站的唯一标识，还是会有邻区列表有限的问题。
有些厂商就此又提出了“逻辑小区的概念”，例如，发明名称为《移动通信系统中的用户终端切换控制方法》的专利文件中提到：同一个逻辑小区内的家庭基站具有相同的载频和下行扰码；UE向RNC上报测量到的逻辑小区的载频和下行扰码；网络收到测量报告后从中选择出该逻辑小区，向该逻辑小区内的所有家庭基站发送内容相同的无线链路建立命令；各个家庭基站收到消息后建立无线链路并向RNC返回建立完成的响应；UE根据RNC返回的链路信息挑选信号最好的家庭基站进行切换，网络通知其他基站释放资源。该方法由于网络会让同一逻辑小区内的所有微蜂窝都准备无线链路资源，因此这在一定程度上会带来资源浪费。再例如，发明名称为《GSM微微基站接收呼叫及切入的方法》的专利文件中提到：UE测量到需要切入的一个家庭基站1，在发送给网络的测量报告中携带家庭基站1所在逻辑小区的标识；网络收到测量报告后从中选择出该逻辑小区，向该逻辑小区内的所有家庭基站发送内容相同的“切换接入信道”激活命令；各个家庭基站收到该消息后激活该信道并向RNC返回响应。MS在切换接入信道上发起切换接入消息，由于MS处于家庭基站1的覆盖区域，因此仅有家庭基站1能够在规定的切换信道上接收到MS的切换接入消息。接入后，网络迅速发起一个内部切换流程将MS切换到其他业务信道，并通知逻辑小区的所有基站释放该切换接入信道作为其他MS的切换接入使用。但该方法由于网络会让同一逻辑小区内的所有家庭基站都准备专用的切换接入信道，因此这同样会带来无线资源开销较大的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种终端向家庭基站切换的方法及系统，能够节省无线资源，提高系统资源利用率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种终端向家庭基站切换的方法，根据家庭基站的地理位置划分地理小区，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，以及为家庭基站配置家庭基站网关，该方法包括：
终端根据无线网络控制器RNC的测量控制命令返回测量报告；
RNC判定目标基站为家庭基站，则将所述测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关；
所述家庭基站网关确定目标家庭基站，并执行切换。
所述测量报告包括：目标家庭基站唯一标识、目标家庭基站所属地理小区标识、目标家庭基站扰码、CSG成员标识。
RNC存储家庭基站和宏基站的扰码范围，所述RNC判断目标基站是否为家庭基站为：RNC根据测量报告中目标家庭基站扰码所属的范围确认目标基站是家庭基站或宏基站。
RNC存储地理小区标识和基站网关的对应关系，所述RNC将测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关为：RNC根据所述测量报告中目标家庭基站所属地理小区标识从所述地理小区标识和基站网关的对应关系中查找目标家庭基站的家庭基站网关，并将测量报告转发给所述查找到的目标家庭基站的家庭基站网关。
家庭基站网关存储家庭基站标识符、扰码与地理小区标识的对应表，所述家庭基站网关确定目标家庭基站为：家庭基站网关根据测量报告中的目标家庭基站扰码、目标家庭基站所属地理小区标识，查找所述家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，从而唯一确定目标家庭基站。
所述家庭基站网关执行切换为：
所述家庭基站网关向目标家庭基站发送无线链路建立请求；
目标家庭基站预留资源，建立无线链路，并向所述家庭基站网关返回切换命令，其中包含新的无线链路配置参数；
所述家庭基站网关向RNC发送切换请求；
RNC向终端发送切换命令，终端与目标家庭基站之间建立起无线连接，并通知目标家庭基站小区切换完成。
所述为家庭基站配置家庭基站网关为：为一个地理小区的家庭基站配置一个家庭基站网关，或者，为多个地理小区中的家庭基站配置一个家庭基站网关。
同一个地理小区中位置相邻的家庭基站的扰码不同，相隔设定距离的家庭基站的扰码相同或不同。
家庭基站发送的广播消息中至少包含所述家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识，终端根据所述广播消息获取家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识。
一种终端向家庭基站切换的系统，根据家庭基站的地理位置划分地理小区，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，以及为家庭基站配置家庭基站网关，该系统包括：终端、家庭基站、家庭基站网关和RNC，其中，
所述终端，用于根据RNC的测量控制命令返回测量报告；
所述RNC，用于在判定目标基站为家庭基站后，将所述测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关；
所述家庭基站网关，用于确定目标家庭基站，并执行切换。
所述终端返回的测量报告包括：目标家庭基站唯一标识、目标家庭基站所属地理小区标识、目标家庭基站扰码、CSG成员标识。
所述RNC判断目标基站是否为家庭基站为：根据测量报告中目标家庭基站扰码所属的范围确认目标基站是家庭基站或宏基站。
所述RNC将测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关为：RNC根据所述测量报告中目标家庭基站所属地理小区标识从所述地理小区标识和基站网关的对应关系中查找目标家庭基站的家庭基站网关，并将测量报告转发给所述查找到的目标家庭基站的家庭基站网关。
所述家庭基站网关确定目标家庭基站为：家庭基站网关根据测量报告中的目标家庭基站扰码、目标家庭基站所属地理小区标识，查找所述家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，从而唯一确定目标家庭基站。
所述家庭基站，还用于发送至少包含所述家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识的广播消息。
本发明终端向家庭基站切换的方法及系统，根据家庭基站的地理位置划分地理小区，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，以及为家庭基站配置家庭基站网关，终端根据RNC的测量控制命令返回测量报告；RNC判定目标基站为家庭基站，则将所述测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关；所述家庭基站网关确定目标家庭基站，并执行切换。从上述技术方案中可以看出，本发明通过家庭基站网关可以在众多家庭基站中唯一确定终端要切入的目标家庭基站小区，这种切换方法不但可以解决宏基站邻区列表有限的难题，而且不会造成无线资源的浪费。
附图说明
图1为现有技术中终端从宏基站切换到家庭基站的流程示意图；
图2为本发明终端向家庭基站切换的方法流程示意图；
图3为本发明实施例终端向家庭基站切换的方法流程示意图；
图4为本发明实施例中系统结构示意图。
具体实施方式
针对上述现有技术中所存在的一些问题与不足，本发明提出了一种在移动通信系统中用户切换到家庭基站的方法，这种切换方法不但可以解决宏基站邻区列表有限的难题，而且实现了唯一确定家庭基站后再通知该家庭基站进行无线资源配置并准许终端的切换行为，这样资源不至于浪费。
为了实现本发明，将地理位置比较相近的多个(如15～20个，也许少些，或者更多)家庭基站归为一个地理小区，每个地理小区对应一个小区ID，称为GID(Geography ID)，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，另外，为家庭基站配置家庭基站网关，具体的，可以为一个地理小区的家庭基站配置一个家庭基站网关，也可以为多个地理小区中的家庭基站配置一个家庭基站网关。
本发明中，同一个地理小区中位置相邻的家庭基站的扰码不同，但相隔一定距离(只要这个距离足够大，家庭基站之间的干扰就可以忽略)的家庭基站可以使用同样的扰码，即相隔设定距离的家庭基站的扰码相同或不同。
相应的，家庭基站发送的广播消息中包含所述家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识等；
图2为本发明终端向家庭基站切换的方法流程示意图，如图2所示，该方法包括：
步骤201：RNC向终端发送测量控制命令。
步骤202：终端向RNC返回测量报告，所述测量报告包括：目标家庭基站唯一标识、目标家庭基站所属地理小区标识、目标家庭基站扰码、CSG成员标识等。
这里，目标家庭基站指目标小区所属的家庭基站。终端根据测量控制命令测量到信号较强的家庭基站所使用的扰码，并将从家庭基站广播消息中获得的目标家庭基站唯一标识和目标家庭基站所属地理小区标识连同扰码、CSG成员标识等一起发送给RNC。
步骤203：RNC判定目标基站为家庭基站后，将所述测量报告(包含家庭基站扰码及其所属地理小区的标识)转发给目标家庭基站的家庭基站网关。
需要说明的是，RNC存储有家庭基站和宏基站的扰码范围，这里，RNC可以根据测量报告中目标家庭基站扰码所属的范围确认目标基站是家庭基站或是宏基站。
需要说明的是，RNC存储有地理小区标识和基站网关的对应关系，这里，RNC可以根据测量报告中目标家庭基站所属地理小区标识查找到目标家庭基站的家庭基站网关。
步骤204：目标家庭基站的家庭基站网关确定目标家庭基站，并向所述确定的目标家庭基站发送无线链路建立请求。
需要说明的是，家庭基站网关存储有家庭基站标识符、扰码与地理小区标识的对应表，所以，目标家庭基站的家庭基站网关可以根据测量报告中的目标家庭基站扰码、目标家庭基站所属地理小区标识，通过查找在家庭基站网关中配置的家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，来唯一确定目标家庭基站是哪一个，并向其发送无线链路建立请求。
步骤205：目标家庭基站预留资源，建立无线链路，并向所述家庭基站网关返回切换命令，其中包含新的无线链路配置参数。
步骤206：所述家庭基站网关向RNC发送切换请求。
步骤207：RNC向终端发送切换命令，终端与目标家庭基站之间建立起无线连接，并通知目标家庭基站小区切换完成。
本发明还相应地提出一种终端向家庭基站切换的系统，根据家庭基站的地理位置划分地理小区，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，以及为家庭基站配置家庭基站网关，该系统包括：终端、家庭基站、家庭基站网关和RNC；其中，
所述终端，用于根据RNC的测量控制命令返回测量报告；
所述RNC，用于在判定目标基站为家庭基站后，将所述测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关；
所述家庭基站网关，用于确定目标家庭基站，并执行切换。
所述终端返回的测量报告包括：目标家庭基站唯一标识、目标家庭基站所属地理小区标识、目标家庭基站扰码、CSG成员标识。
所述RNC判断目标基站是否为家庭基站为：根据测量报告中目标家庭基站扰码所属的范围确认目标基站是家庭基站或宏基站。
所述RNC将测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关为：RNC根据所述测量报告中目标家庭基站所属地理小区标识从所述地理小区标识和基站网关的对应关系中查找目标家庭基站的家庭基站网关，并将测量报告转发给所述查找到的目标家庭基站的家庭基站网关。
所述家庭基站网关确定目标家庭基站为：家庭基站网关根据测量报告中的目标家庭基站扰码、目标家庭基站所属地理小区标识，查找所述家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，从而唯一确定目标家庭基站。
所述家庭基站，还用于发送至少包含所述家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识的广播消息。
下面结合具体实施例对本发明技术方案的实施作进一步的详细描述。
实施例
本实施例描述本发明在WCDMA系统中的应用，本实施例中，将地理位置比较相近的15～20个(也许少些，或者更多)家庭基站归为一个地理小区。每个地理小区都会有一个小区ID即GID，并配备一个家庭基站网关，或者是几个地理小区中的家庭基站由一个家庭基站网关控制，这样配备起来比较方便；同一个地理小区中位置相邻的家庭基站的扰码不同但隔一定距离(只要这个距离足够大，家庭基站之间的干扰就可以忽略)的家庭基站可能会使用同样的扰码；在每个家庭基站上配置所属地理小区的标识。
图3为本发明实施例终端向家庭基站切换的方法流程示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤301：RNC向终端发送测量控制命令通知终端需要进行测量目标小区的参数信息。
步骤302：终端通过家庭基站的广播消息获得某个家庭基站的唯一标识和地理小区标识，并执行测量，测量到信号较强的家庭基站使用的扰码。
步骤303：终端将上一步获得的家庭基站唯一标识和所属地理小区标识，连同扰码、CSG成员标识等通过测量报告发送给RNC。
步骤304：RNC读取测量报告信息，查找对应的家庭基站网关。
对宏小区RNC的邻区列表可做如表1中的配置，RNC的邻区只关心整个地理小区，而无需了解Femtocell的真实小区，其中邻区宏小区与地理小区的数目之和不超过宏小区的邻区列表大小：
| 扰码SC | 小区ID | 基站网关 |
| 宏小区1扰码SC1 | Cell_ID1 | |
| 宏小区2扰码SC2 | Cell_ID2 | |
| ...... | ||
| 宏小区m扰码SCm | Cell_IDm | |
| H1 | GID1 | 家庭基站网关1 |
| H2 | GID2 | 家庭基站网关2 |
| ...... | ...... | ...... |
| Hn | GIDn | 家庭基站网关n |
表1
需要强调的是，分配给家庭基站的扰码为HI、H2、......Hn，在这里的主要作用是表明分配给家庭基站的扰码都有哪些，使得RNC收到终端发送来的扰码时可以判断出目标基站是家庭基站而不是宏基站，因此这些扰码和地理小区之间没有固定的对应关系。表1中的扰码组合方式只是众多方式中的一种。
RNC读取测量报告信息后，便可以根据测量报告中扰码所属的范围确认目标基站为家庭基站，并根据小区ID查找表1中的对应关系，找到对应的家庭基站网关。
步骤305：RNC向所述家庭基站网关发送切换请求消息，将收到的测量报告转发给相应的家庭基站网关，包含家庭基站扰码及其所属地理小区的标识，还有家庭基站的唯一标识。
步骤306：所述家庭基站网关找到目标家庭基站。
在每个家庭基站网关中可以维护如表2所示的一张映射关系表：
表2
通过查找在家庭基站网关中配置的家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，可以唯一确定目标家庭基站是哪一个。
步骤307：家庭基站网关向所述唯一确定的目标家庭基站发送无线链路建立请求。
步骤308：所述目标家庭基站预留资源，建立无线链路。
步骤309：所述目标家庭基站向所述家庭基站网关返回切换命令，其中包含新的无线链路配置参数。
步骤310：家庭基站网关向RNC发送切换命令。
步骤311：RNC向终端发送切换命令。
步骤312：终端与目标家庭基站之间建立起无线连接。
步骤313：终端通知目标家庭基站小区切换完成。
图4为本发明实施例中系统结构示意图，该系统包括家庭基站网关、家庭基站，
所述家庭基站网关401，其中接收模块4011用于接收RNC发送来的切换请求和终端的测量报告参数，并查找自身配置的映射表4012来唯一确定目标家庭基站；发送模块4013用于家庭基站网关向这个唯一的目标家庭基站发送无线链路建立请求；接收模块4014用于接收从目标家庭基站返回的切换命令；发送模块4015用于将切换命令发送到RNC。
所述家庭基站402，作为目标家庭基站组，其中有一个家庭基站会作为最终的唯一目标家庭基站，它会根据所述家庭基站网关401的指示激活预留的切换资源，通过预留的切换资源与终端建立连接，并向所述家庭基站网关401发送切换命令。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和核心思想，并不局限于本文中提到的实施例；同时本领域的一般技术人员会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行何种修改、替换和变换。
Claims (10)
1.一种终端向家庭基站切换的方法，其特征在于，根据家庭基站的地理位置划分地理小区，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，以及为家庭基站配置家庭基站网关，该方法包括：
终端根据无线网络控制器RNC的测量控制命令返回测量报告，所述测量报告包括：目标家庭基站唯一标识、目标家庭基站所属地理小区标识、目标家庭基站扰码、CSG成员标识；
RNC判定目标基站为家庭基站，则将所述测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关；
所述家庭基站网关确定目标家庭基站，并执行切换；
其中，所述为家庭基站配置家庭基站网关为：为一个地理小区的家庭基站配置一个家庭基站网关，或者，为多个地理小区中的家庭基站配置一个家庭基站网关；
其中，RNC存储地理小区标识和基站网关的对应关系，所述RNC将测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关为：RNC根据所述测量报告中目标家庭基站所属地理小区标识从所述地理小区标识和基站网关的对应关系中查找目标家庭基站的家庭基站网关，并将测量报告转发给所述查找到的目标家庭基站的家庭基站网关；
所述家庭基站网关确定目标家庭基站为：家庭基站网关通过查找在家庭基站网关中配置的家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，确定出目标家庭基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，RNC存储家庭基站和宏基站的扰码范围，所述RNC判断目标基站是否为家庭基站为：RNC根据测量报告中目标家庭基站扰码所属的范围确认目标基站是家庭基站或宏基站。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，家庭基站网关存储家庭基站标识符、扰码与地理小区标识的对应表，所述家庭基站网关确定目标家庭基站为：家庭基站网关根据测量报告中的目标家庭基站扰码、目标家庭基站所属地理小区标识，查找所述家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，从而唯一确定目标家庭基站。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述家庭基站网关执行切换为：
所述家庭基站网关向目标家庭基站发送无线链路建立请求；
目标家庭基站预留资源，建立无线链路，并向所述家庭基站网关返回切换命令，其中包含新的无线链路配置参数；
所述家庭基站网关向RNC发送切换请求；
RNC向终端发送切换命令，终端与目标家庭基站之间建立起无线连接，并通知目标家庭基站小区切换完成。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，同一个地理小区中位置相邻的家庭基站的扰码不同，相隔设定距离的家庭基站的扰码相同或不同。
6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，家庭基站发送的广播消息中至少包含所述家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识，终端根据所述广播消息获取家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识。
7.一种终端向家庭基站切换的系统，其特征在于，根据家庭基站的地理位置划分地理小区，在每个家庭基站上配置其所属地理小区的标识，以及为家庭基站配置家庭基站网关，该系统包括：终端、家庭基站、家庭基站网关和RNC，其中，
所述终端，用于根据RNC的测量控制命令返回测量报告，所述终端返回的测量报告包括：目标家庭基站唯一标识、目标家庭基站所属地理小区标识、目标家庭基站扰码、CSG成员标识；
所述RNC，用于在判定目标基站为家庭基站后，将所述测量报告转发给目标家庭基站的家庭基站网关；
所述家庭基站网关，用于确定目标家庭基站，并执行切换；
其中，所述RNC存储地理小区标识和基站网关的对应关系，所述RNC，具体用于RNC根据所述测量报告中目标家庭基站所属地理小区标识从所述地理小区标识和基站网关的对应关系中查找目标家庭基站的家庭基站网关，并将测量报告转发给所述查找到的目标家庭基站的家庭基站网关；
所述家庭基站网关，具体用于通过查找在家庭基站网关中配置的家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，确定出目标家庭基站。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述RNC判断目标基站是否为家庭基站为：根据测量报告中目标家庭基站扰码所属的范围确认目标基站是家庭基站或宏基站。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，家庭基站网关存储家庭基站标识符、扰码与地理小区标识的对应表，所述家庭基站网关确定目标家庭基站为：家庭基站网关根据测量报告中的目标家庭基站扰码、目标家庭基站所属地理小区标识，查找所述家庭基站标识符、扰码与地理小区的对应表，从而唯一确定目标家庭基站。
10.根据权利要求7至9任一项所述的系统，其特征在于，所述家庭基站，还用于发送至少包含所述家庭基站唯一标识和所述家庭基站所属地理小区的标识的广播消息。
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