CN102638860A - 一种中继节点切换方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中继节点切换方法，DeNB收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，选择支持RN接入的目标MME，并携带所述目标MME地址向RN接入的源MME发起切换请求，由所述源MME将其下的RN切换到所述DeNB选择的目标MME，或者，DeNB收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，向所述源MME发起切换请求，由所述源MME选择支持RN接入的目标MME，并将其下的RN切换到所述选择的目标MME。本发明还相应的公开了一种中继节点切换系统。本发明能够在RN接入的MME发生过载的情况下，将RN切换到其他支持RN接入的MME，从而避免通过RN连接到网络上的终端业务中断，从而提高用户体验。

Description

一种中继节点切换方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种中继节点(Relay Node，RN)切换方法及系统。
背景技术
为了保持第三代移动通信系统在通信领域的竞争力，3GPP(3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)标准工作组正致力于EPS(EvolvedPacket System，演进分组域系统)的研究。图1为相关技术中EPS的系统结构示意图，如图1所示，EPS系统主要包括E-UTRAN(Evolved Universal TerrestrialRadio Access Network，演进的通用陆地无线接入网络)和EPC(Evolved PacketCore，演进的分组核心网)两部分。该系统的EPC能够支持用户从GERAN(GSMEDGE radio access network，GSM EDGE无线接入网)和UTRAN(UniversalTerrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网)的接入。
在EPC分组核心网中，包含了HSS(Home Subscriber Server，归属用户数据服务器)、MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)、S-GW(Serving Gateway，服务网关)、P-GW(PDN Gateway，分组数据网络网关)、SGSN(Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点)和PCRF(Policy andCharging Enforcement Function，策略与计费规则功能实体)，其中：
HSS，是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网；
MME，是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的NAS层(Non-Access Stratum，非接入层)信令管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理；
S-GW，是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法窃听和分组数据路由和转发功能；
P-GW，是演进的分组域系统(EPS)和该系统外部网络的网关，负责终端的IP地址分配、计费功能、分组包过滤、策略应用等功能；
SGSN，是GERAN和UTRAN用户接入EPC网络的业务支持点，功能上与MME类似，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能；
PCRF，负责向PCEF提供策略控制与计费规则。
在某些场景下，为了扩大无线覆盖范围，或者临时性增加无线提供接入用户的能力，引入了中继(Relay)节点的概念。图2为相关技术中引入Relay后的网络架构示意图，如图2所示，该网络架构中，
RN，包含两部分功能，UE和中继节点。RN一方面作为UE接入网络，建立承载等相关操作，另一方面作为eNB为UE提供接入；
DeNB(Donor eNodeB，供者基站)为RN提供了无线接入，终结了RN-UE的RRC信令，终结了RN-eNB的S1AP信令以及X2信令。同时内置RN-UE的SGW和PGW；
RN OAM(Relay Node Operator and Management，中继节点的网关系统)，RN会从其中获得必要的连接信息。
当RN作为UE接入时，对为RN-UE提供服务的MME和eNB都需要有相应的增强功能，因此需要保证RN能够选择到增强的eNB和MME。
终端可以通过RN接入网络，DeNB为终端选择MME，UE-MME可以是增强过的MME，或者是普通的MME。由于RN功能的引入，对MME功能有增强。因此为RN建立连接的时候，DeNB需要为RN选择支持RN功能的MME。
网络中的MME由于接入的终端数量，以及终端建立业务的数量，可能在一段时间内发生负荷过重，MME可能会选择将某些终端卸载下去。另一方面，由于运营原因需要网络中移除某些MME，这些MME上的UE也需要被卸载下来。现有技术中，MME卸载UE的流程如图3所示，该流程包括：
步骤301：MME选择部分或者全部UE进行卸载。对于需要卸载的UE，MME向eNB发送UE上下文释放命令，其中携带原因，指示释放的原因为卸载。
步骤302：eNB发起无线空口资源(RRC)的释放，其中携带原因，指示释放的原因为卸载。
步骤303：eNB向MME返回UE上下文释放完成消息。
步骤304：UE发起RRC连接请求和TAU请求，其中RRC连接请求中不包含注册过的MME标识信息。
步骤305：eNB根据UE的请求为UE选择未过负荷的MME。
步骤306：完成TAU的剩余流程。
另外，现有技术中，当MME发生过载时，MME将向与其相连的所有eNB发送过载开始命令(Overload Start)消息，eNB则根据过载的信息拒绝其对应接入的UE接入，当MME过载解除后，MME则向发送eNB过载结束命令(Overload Stop)消息，eNB则根据所述消息结束过载操作。所述过载开始命令和过载结束命令是设备间的独立消息。
但是，当RN的MME发生过负荷的时候，RN的资源可能被释放，而RN资源被释放可能导致通过RN连接到网络上的终端业务中断，影响用户体验。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种中继节点切换方法及系统，能够避免通过RN连接到网络上的终端业务中断，提高用户体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种中继节点RN切换方法，包括：
供者基站DeNB收到RN接入的源移动性管理实体MME发送的切换指示消息后，选择支持RN接入的目标MME，并携带所述目标MME地址向RN接入的源MME发起切换请求，由所述源MME将其下的RN切换到所述DeNB选择的目标MME，
或者，DeNB收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，向所述源MME发起切换请求，由所述源MME选择支持RN接入的目标MME，并将其下的RN切换到所述选择的目标MME。
所述切换指示消息为携带源MME信息的过载开始命令，
所述源MME将其下的RN切换到目标MME为：源MME将其下的部分RN或全部RN切换到目标MME。
所述切换指示消息为释放RN的上下文消息，
所述源MME将其下的RN切换到目标MME为：源MME将释放RN的上下文消息中指示的RN切换到目标MME。
所述源MME选择支持RN接入的目标MME为：源MME根据本地配置和/或向域名解析系统DNS查询的结果，选择支持RN接入的目标MME。
源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息和RN能力指示信息，或者根据位置区跟踪区和RN能力指示信息查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息。
源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息或者位置区跟踪区查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根据切换RN的能力标识选择支持RN接入的MME。
该方法还包括：源MME发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
该方法还包括：所述RN根据来自DeNB的指示或者切换命令，通过DeNB向目标MME发起附着或者跟踪区更新流程。
一种中继节点切换系统，包括：DeNB、目标MME和源MME；其中，
所述DeNB，用于在收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，选择支持RN接入的目标MME，并携带所述目标MME地址向RN接入的源MME发起切换请求；
所述源MME，用于根据DeNB发送的切换请求，将其下的RN切换到所述DeNB选择的目标MME。
所述源MME，还用于在发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
一种中继节点切换系统，包括：DeNB、目标MME和源MME；其中，
所述DeNB，用于在收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，向所述源MME发起切换请求；
所述源MME，用于根据DeNB发送的切换请求，选择支持RN接入的目标MME，并将其下的RN切换到所述选择的目标MME。
所述源MME选择支持RN接入的目标MME为：源MME根据本地配置和/或向域名解析系统DNS查询的结果，选择支持RN接入的目标MME。
所述源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息和RN能力指示信息，或者根据位置区跟踪区和RN能力指示信息查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息。
所述源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息或者位置区跟踪区查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根据切换RN的能力标识选择支持RN接入的MME。
所述源MME，还用于在发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
本发明中继节点切换方法及系统，RN接入的MME发生过载的情况下，选择一未过载且支持RN接入的MME，将所述过载的MME下的RN切换到所述选择的MME。本发明能够在RN接入的MME发生过载的情况下，将RN切换到其他支持RN接入的MME，从而避免通过RN连接到网络上的终端业务中断，从而提高用户体验。
附图说明
图1为相关技术中EPS的系统结构示意图；
图2为相关技术中引入Relay后的网络架构示意图；
图3为现有技术中，MME卸载UE的流程图；
图4为本发明实施例1所述中继节点切换流程图；
图5为本发明实施例2所述中继节点切换流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：RN接入的MME发生过载的情况下，选择一未过载且支持RN接入的MME，将所述过载的MME下的RN切换到所述选择的MME。
具体的，DeNB收到源MME发送的切换指示消息(如过载开始命令或者释放RN的上下文消息)后，选择一支持RN接入的目标MME，并携带所述不表MME地址向源MME发起切换请求，由所述源MME将其下的RN切换到所述DeNB选择的目标MME，或者，DeNB收到源MME发送的切换指示消息(如过载开始命令或者释放RN的上下文消息)后，向源MME发起切换请求，由所述源MME选择支持RN接入的目标MME，并将其下的RN切换到所述选择的MME。
换言之，本发明提出的方法主要包括：
方法一：当DeNB收到过载开始命令或者释放RN的上下文消息后，DeNB选择一个支持RN接入的MME，并携带所述MME地址向RN接入的MME发起切换请求，RN接入MME将RN切换到DeNB选择的MME上。
方法二：当DeNB收到过载开始命令或者释放RN的上下文消息后，DeNB向RN接入的MME发起切换请求，RN接入MME根据本地配置和/或DNS(域名解析系统，Domain Name System)发现选择支持RN接入的MME，将RN切换到所述选择的MME上。
这里，所述DNS发现根据DeNB地址进行选择，或者，所述RN接入MME配置支持其他RN接入的MME。
需要说明的是，所述切换指示消息为携带源MME信息的过载开始命令时，源MME将其下的RN切换到目标MME为：源MME将其下的部分RN或全部RN切换到目标MME；所述切换指示消息为释放RN的上下文消息时，源MME将其下的RN切换到目标MME为：源MME将释放RN的上下文消息中指示的RN切换到目标MME。
需要说明的是，源MME向DNS查询可以为：源MME根据DeNB信息和RN能力指示信息，或者根据位置区跟踪区和RN能力指示信息查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息；源MME向DNS查询也可以为：源MME根据DeNB信息或者位置区跟踪区查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根据切换RN的能力标识选择支持RN接入的MME。
本发明还相应地提出一种中继节点切换系统，该系统包括：DeNB、目标MME和源MME；其中，
所述DeNB，用于在收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，选择支持RN接入的目标MME，并携带所述目标MME地址向RN接入的源MME发起切换请求；
所述源MME，用于根据DeNB发送的切换请求，将其下的RN切换到所述DeNB选择的目标MME。
所述源MME，还用于在发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
本发明还相应地提出一种中继节点切换系统，该系统包括：DeNB、目标MME和源MME；其中，
所述DeNB，用于在收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，向所述源MME发起切换请求；
所述源MME，用于根据DeNB发送的切换请求，选择支持RN接入的目标MME，并将其下的RN切换到所述选择的目标MME。
所述源MME选择支持RN接入的目标MME为：源MME根据本地配置和/或向域名解析系统DNS查询的结果，选择支持RN接入的目标MME。
所述源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息和RN能力指示信息，或者根据位置区跟踪区和RN能力指示信息查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息。
所述源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息或者位置区跟踪区查询，DNS返回的查询结果中携带MME列表信息。所述源MME根据RN的能力指示选择支持RN接入的MME。所述MME列表包含支持RN接入的MME和不支持RN接入的MME。
所述源MME，还用于在发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
图4为本发明实施例1所述中继节点切换流程图，如图4所示，该流程包括：
步骤401：MME1发生过载，向DeNB发送过载开始命令；或者，MME1决定卸载RN，向DeNB发送UE上下文释放命令，其中携带原因，指示释放的原因为卸载，且MME1设置对应的释放UE上下文定时器T1。
步骤402：DeNB向RN发送测量请求，RN则向DeNB回送测量报告。
需要说明的是，所述DeNB可以根据实际情况取消该过程。
步骤403：DeNB根据在S1建立消息保存的信息选择一个支持RN接入的MME2，所述MME2是正常工作的MME，且未发生过载，DeNB携带所述MME2地址，向MME1发送切换请求消息，所述消息还携带切换目标eNB的DeNB标识。
步骤404：MME1收到所述切换请求消息后，重设或者停止释放UE上下文定时器T1，且根据所述消息携带的MME2地址向MME2发送转发切换请求消息，所述消息携带切换目标eNB的DeNB标识。
步骤405：MME2根据所述消息携带切换目标eNB的DeNB标识向DeNB发送切换要求消息，DeNB向MME2回送切换要求响应消息。
步骤406：MME2向MME1回送切换转发请求响应消息。
步骤407：MME1向DeNB发送切换命令消息。
步骤408：DeNB向RN发送切换命令消息。
在该切换命令中，DeNB还可以指示RN发起附着或者跟踪区更新流程。
步骤409：RN向DeNB发送切换证实消息。
需要说明的是，409为可选步骤，DeNB可以不发送步骤409消息。
步骤410：DeNB收到所述步骤510中的切换证实消息后，或者直接向MME2发送切换通知消息。
步骤411：MME2向MME1发送转发切换完成通知消息，MME1向MME2回送对应的响应消息。
步骤412：MME2向DeNB发送修改承载请求消息，DeNB向MME2回送修改承载请求响应消息。
步骤413：DeNB向MME1发送UE上下文释放完成消息，如果T1定时器为超时，或者MME1中的RN对应的UE上下文还未被上述切换流程清除，则MME1清除RN对应的UE上下文。
步骤414：RN根据步骤408中描述的指示或者RN收到切换命令后就通过DeNB向MME2发起附着或者跟踪区更新流程，MME2保存RN的用户数据。
实施例2
图5为本发明实施例2所述中继节点切换流程图，如图5所示，该流程包括：
步骤501：MME1发生过载，向DeNB发送过载开始命令；或者是决定卸载RN，向DeNB发送UE上下文释放命令，其中携带原因，指示释放的原因为卸载，且MME1设置对应的释放UE上下文定时器T1。
步骤502：DeNB向RN发送测量请求，RN则向DeNB回送测量报告。
所述DeNB可以根据实际情况取消该过程。
步骤503：DeNB向MME1发送切换请求消息，所述消息还携带切换目标eNB的DeNB标识。
步骤504：所述MME1收到切换请求后，重设或者停止释放UE上下文定时器T1，且根据其目标eNB标识和源目标DeNB标识相同，或者RN本身的标识，发现是一个RN的切换，MME1选择一个支持RN接入MME2。
所述MME1选择MME2可以根据MME1本地的配置，即MME1上配置对应的支持RN接入MME地址，或者MME1携带DeNB标识向DNS服务器发送DNS发现请求，DNS服务器根据DeNB标识和RN能力指示标识，或者根据跟踪区信息和RN能力指示标识选择一个支持RN接入的MME，并携带对应的标识，向MME1返回DNS发现请求响应消息。或者DNS服务器根据DeNB标识或者跟踪区信息，DNS服务器选择DeNB下对应的MME列表返回给MME1，MME1根据RN的能力指示选择在MME列表中选择支持RN接入的MME。所述MME列表中包含支持RN接入的MME，也包含不支持RN接入的MME。
步骤505：MME1向所述选择的MME2发送转发切换请求消息，所述消息携带切换目标eNB的DeNB标识。
步骤506：MME2根据所述消息携带切换目标eNB的DeNB标识向DeNB发送切换要求消息，DeNB向MME2回送切换要求响应消息。
步骤507：MME2向MME1回送切换转发请求响应消息。
步骤508：MME1向DeNB发送切换命令消息。
步骤509：DeNB向RN发送切换命令消息。
在该切换命令中，DeNB还可以指示RN发起附着或者跟踪区更新流程。
步骤510：RN向DeNB发送切换证实消息。
需要说明的是，510可选，DeNB可以不发送步骤510消息。
步骤511：DeNB收到所述步骤510中的切换证实消息后，或者直接向MME2发送切换通知消息。
步骤512：MME2向MME1发送转发切换完成通知消息，MME1向MME2回送对应的响应消息。
步骤513：MME2向DeNB发送修改承载请求消息，DeNB向MME2回送修改承载请求响应消息。
步骤514：DeNB向MME1发送UE上下文释放完成消息，如果T1定时器为超时，或者MME1中的RN对应的UE上下文还未被上述切换流程清除，则MME1清除RN对应的UE上下文。
步骤515：RN根据步骤509中描述的指示或者RN收到切换命令后就通过DeNB向MME2发起附着或者跟踪区更新流程，MME2保存RN的用户数据。
上述两个实施例只是将RN接入过载的MME1切换到未过载的支持RN接入的MME2上，不但保证了RN的正常运行，而且还保证了接入RN的用户的业务连续性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种中继节点RN切换方法，其特征在于，该方法包括：
供者基站DeNB收到RN接入的源移动性管理实体MME发送的切换指示消息后，选择支持RN接入的目标MME，并携带所述目标MME地址向RN接入的源MME发起切换请求，由所述源MME将其下的RN切换到所述DeNB选择的目标MME，
或者，DeNB收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，向所述源MME发起切换请求，由所述源MME选择支持RN接入的目标MME，并将其下的RN切换到所述选择的目标MME。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换指示消息为携带源MME信息的过载开始命令，
所述源MME将其下的RN切换到目标MME为：源MME将其下的部分RN或全部RN切换到目标MME。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换指示消息为释放RN的上下文消息，
所述源MME将其下的RN切换到目标MME为：源MME将释放RN的上下文消息中指示的RN切换到目标MME。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述源MME选择支持RN接入的目标MME为：源MME根据本地配置和/或向域名解析系统DNS查询的结果，选择支持RN接入的目标MME。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息和RN能力指示信息，或者根据位置区跟踪区和RN能力指示信息查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息或者位置区跟踪区查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根据切换RN的能力标识选择支持RN接入的MME。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：源MME发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述RN根据来自DeNB的指示或者切换命令，通过DeNB向目标MME发起附着或者跟踪区更新流程。
9.一种中继节点切换系统，其特征在于，该系统包括：DeNB、目标MME和源MME；其中，
所述DeNB，用于在收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，选择支持RN接入的目标MME，并携带所述目标MME地址向RN接入的源MME发起切换请求；
所述源MME，用于根据DeNB发送的切换请求，将其下的RN切换到所述DeNB选择的目标MME。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述源MME，还用于在发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
11.一种中继节点切换系统，其特征在于，该系统包括：DeNB、目标MME和源MME；其中，
所述DeNB，用于在收到RN接入的源MME发送的切换指示消息后，向所述源MME发起切换请求；
所述源MME，用于根据DeNB发送的切换请求，选择支持RN接入的目标MME，并将其下的RN切换到所述选择的目标MME。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述源MME选择支持RN接入的目标MME为：源MME根据本地配置和/或向域名解析系统DNS查询的结果，选择支持RN接入的目标MME。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息和RN能力指示信息，或者根据位置区跟踪区和RN能力指示信息查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述源MME向DNS查询为：源MME根据DeNB信息或者位置区跟踪区查询，DNS返回的查询结果中携带支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根据切换RN的能力标识选择支持RN接入的MME。
15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述源MME，还用于在发送释放RN的上下文消息后启动定时器，该定时器超时时需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文还未被清除，则直接清除需要切换的RN在所述源MME对应的UE上下文。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101262269A (zh) * 2007-03-05 2008-09-10 华为技术有限公司 一种群节点切换方法、通信系统及移动中继站
CN101291536A (zh) * 2008-05-30 2008-10-22 中兴通讯股份有限公司 一种移动性管理实体负载重平衡的切换方法
CN101541040A (zh) * 2008-03-21 2009-09-23 华为技术有限公司 一种过载处理的方法及装置

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