CN102843716B - 一种移动中继网络中的切换方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动中继网络中的切换方法、系统和设备。该方法包括：中继节点进行回传链路测量，并根据回传链路测量结果做出切换判决；中继节点根据自身所作出的切换判决结果，向本次切换的目标节点进行切换。应用本发明能够提高切换成功率。

Description

一种移动中继网络中的切换方法、系统和设备

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种移动中继网络中的切换方法、系统和设备。

背景技术

在3GPP的长期演进系统(LTE)中，针对普通终端(UE)的移动特性，规定了重选以及切换等移动性管理功能，其主要的切换流程参见图1。

图1是目前LTE系统中主要的切换流程。

如图1所示，该流程包括：

步骤101，网络侧配置终端进行无线链路测量。

步骤102，终端根据网络侧的配置，进行无线链路质量测量，并且根据网络配置事件上报测量结果。

步骤103，源基站(SourceeNB)根据终端上报的测量结果，决策是否进行切换，并向目标基站(TargeteNB)发送切换请求，其中包含终端的上下文信息。

步骤104，目标基站接收所述切换请求，并通过所述源基站向所述终端反馈目标基站信息以及该目标基站分配给该终端的相应的前导码Preamble等信息。

步骤105，终端向目标基站进行同步，并进行无线资源重配，在完成重配后，发送重配完成消息，表示重配置完成。

图2是目前LTE系统的切换方法详细流程。

如图2所示，该流程包括：

步骤1：源基站向UE发送测量控制(MeasurementControl)消息，为该UE分配上行资源。

步骤2：UE根据所述测量控制消息进行无线链路测量，将测量报告(MeasurementReports)发给源基站。

步骤3：源基站根据所述测量结果做出切换判决(HOdecision)。

步骤4～步骤7为切换准备(HandoverPreparation)阶段。

步骤4：当源基站确定所述UE需要进行切换时，向所述目标基站发送切换请求(HandoverRequest)消息。

步骤5：目标基站根据所述切换请求消息进行接纳控制(AdmissionControl)。

步骤6：目标基站确定出接纳所述UE后，向所述源基站发送切换请求响应(HandoverRequestAck)消息。

步骤7：源基站向所述UE发送下行资源配置(DLallocation)信息、无线链路连接重配置信息(RRCConn.Reconf.incl.)以及移动性管理信息(mobilityControlinformation)等。

步骤8～步骤11为切换执行(HandoverExecution)阶段：UE离开源小区，并同步到新小区；源基站将缓存的数据前转给目标基站。

具体地，步骤8～步骤11分别为：

步骤8：源基站向目标基站转发数据(SNStatusTransfer)。

步骤9：UE向目标基站发送同步请求(Synchronisation)。

步骤10：目标基站向UE发送上行资源分配信息以及上行时间调整提前量(TA)。

步骤11：UE和目标基站完成无线资源重配置。

步骤12～步骤18为切换完成(HandoverCompletion)阶段。

具体地，步骤12～步骤18分别为：

步骤12：目标基站向移动性管理实体(MME)发送路径转换请求(PathSwitchRequest)消息。

步骤13：MME向服务网关(ServingGateway)发送用户面更新请求(UserPlaneupdaterequest)消息。

步骤14：服务网关进行下行路径倒换。

步骤15：服务网关向MME发送用户面更新响应(UserPlaneupdateresponse)消息。

步骤16：MME向目标基站发送路径转换请求应答(PathSwitchRequestAck)消息。

步骤17：目标基站向源基站发送UE上下文释放(UEContextRelease)消息。

步骤18：源基站释放所述UE占用的资源。

可见，现有UE的切换流程中，UE先要根据网络侧的配置进行无线链路测量，然后上报测量报告，在网络侧做出切换判决后，UE还需要等待网络侧下发的切换准备信息，例如下行资源配置信息、无线链路连接重配置信息等，然后再根据所述切换准备信息切换至目标基站，因此，整个切换流程较长。

在中继网络中，中继节点对于UE而言充当基站的角色，对于基站而言又充当UE的角色。当中继节点具有一定的运动速度时，其所在的中继网络称为移动中继网络。

在移动中继网络中，例如在高铁环境中架设的移动中继网络，由于中继节点的移动速度非常快，其无线网络环境变化也很快，如果仍然采用现有UE的切换流程进行切换，则由于从源基站做出切换判决到中继节点切换完成的时间过长，将导致中继节点实际执行切换时的无线网络环境相比源基站做出切换判决时的无线网络环境发生了较大的变化，容易造成中继节点切换失败，最终导致中继节点切换成功率下降。

中继节点与基站之间的链路称为回传链路，如果中继节点切换失败，将导致无法通过回传链路与基站进行通信，由于中继网络中，有部分UE是通过中继节点与基站进行通信的，因此，一旦中继节点切换失败，将导致这部分UE都无法与网络侧通信，后果较为严重。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种移动中继网络中的切换方法、系统和设备，以便提高切换成功率。

本发明采用的技术方案具体是这样实现的：

一种移动中继网络中的切换方法，该方法包括：

中继节点进行回传链路测量，并根据回传链路测量结果做出切换判决；

中继节点根据自身所作出的切换判决结果，向本次切换的目标节点进行切换。

一种移动中继网络中的切换系统，该切换系统包括中继节点、该中继节点当前驻留的源节点、以及本次切换的目标节点；

所述中继节点，用于进行所述中继节点与所述源节点之间的回传链路测量，并根据回传链路测量结果做出切换判决，在判决出需要进行切换时，向该中继节点当前驻留的源节点发送切换请求消息，向本次切换的目标节点进行切换，其中，所述切换请求消息中携带有本次切换的目标节点信息；

该中继节点当前驻留的源节点，根据所述切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或该中继节点覆盖的UE的上下文信息和该源节点需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点；

所述目标节点，用于接收并存储所述上下文信息和所述下行数据。

一种中继设备，该中继设备包括测量模块、判决模块和切换模块；

所述测量模块，用于进行回传链路测量；

所述判决模块，用于根据回传链路测量结果做出切换判决；

所述切换模块，用于根据所述判决模块的切换判决结果，向本次切换的目标节点进行切换。

一种基站设备，该基站设备包括接收模块和发送模块；

所述接收模块，用于接收中继节点发来的切换请求消息，该切换请求中携带有中继节点本次进行切换的目标节点信息；

所述发送模块，用于根据该切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或中继节点覆盖的UE的上下文信息和需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点。

该基站设备还可以包括切换预准备模块；

所述切换预准备模块，用于向各备选的目标节点发送切换预准备消息，将各备选的目标节点返回的各备选的目标节点自身的信息，转发给所述中继节点。

一种处理切换信息的方法，该方法包括：

中继节点所属的源节点接收该中继节点发来的切换请求消息，该切换请求中携带有中继节点本次进行切换的目标节点信息；

所述源节点根据该切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或中继节点覆盖的UE的上下文信息和该源节点需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点。

该处理切换信息的方法还可以包括：

所述源节点向各备选的目标节点发送切换预准备消息，将各备选的目标节点返回的各备选的目标节点自身的信息，转发给所述中继节点。

由上述技术方案可见，本发明中，中继节点进行回传链路测量以后，不需要向网络侧上报测量结果，由该中继节点自身做出切换判决，由于节省了向网络侧上报测量结果的流程，因此能够大大缩短切换所需时间，使得在移动场景下，中继节点实际执行切换时的无线网络环境与做出切换判决时的无线网络环境的变化较小，从而提高中继节点的切换成功率。

通过本发明提供的基站设备和处理切换信息的方法，使得在由中继节点做出切换判决时，网络侧能够进行相应的切换信息处理，以便于中继节点顺利完成切换。

附图说明

图1是目前LTE系统中主要的切换流程。

图2是目前LTE系统的详细切换流程。

图3是本发明提供的移动中继网络中的切换方法流程图。

图4是本发明提供的移动中继网络中的切换方法详细流程图。

图5是本发明提供的移动中继网络中的切换系统组成示意图。

图6是本发明提供的中继设备结构图。

具体实施方式

本发明对图1和图2所示切换流程进行优化，通过缩短切换流程，完成了移动中继网络中中继节点的快速切换，保证了中继节点在短时间内完成切换，提高了切换成功率，一定程度上增强了回传链路的安全性，从而避免了由于中继切换失败而导致该中继节点覆盖的UE无法与网络侧通信的情形。

图3是本发明提供的移动中继网络中的切换方法流程图。

如图3所示，该方法包括：

步骤301，中继节点进行回传链路测量。

本步骤中，中继节点根据该中继节点以外的其他网络节点的要求和/或该中继节点的自身配置进行回传链路测量。

步骤302，中继节点根据回传链路测量结果做出切换判决。

中继节点做出切换判决后，可以向该中继节点当前驻留的源节点发送切换请求消息。该切换请求消息中可以携带本次切换的目标节点信息。

步骤303，中继节点根据自身所作出的切换判决结果，向本次切换的目标节点进行切换。

在中继节点向本次切换的目标节点切换的过程中，该中继节点当前驻留的源节点根据所述切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或该中继节点覆盖的UE的上下文信息和该源节点需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点。

其中，中继节点向本次切换的目标节点进行切换，至少可以采用如下两种实施例来实现：

第一实施例，中继节点在作出切换判决前，预先获得各备选的目标节点的信息，所述各备选的目标节点的信息包括各备选的目标节点的接入信息，中继节点在向本次切换的目标节点进行切换时，该中继节点根据预先获得的接入信息确定本次切换的目标节点的接入信息，根据本次切换的目标节点的接入信息，接入所述本次切换的目标节点。

其中，中继节点预先获得各备选的目标节点的信息具体可以包括：中继节点当前驻留的源节点向各备选的目标节点发送切换预准备消息，各备选的目标节点接收到所述切换预准备消息后，通过所述源节点向所述中继节点发送备选的目标节点自身的信息。

为了减少所述中继节点进行无线资源重配置的次数，加快传输链路的建立速度，各备选的目标节点接收到所述切换预准备消息后，还可以将无线资源配置信息通过该中继节点当前驻留的源节点发给所述中继节点，那么，中继节点可以根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线链路重配置。

第二实施例：中继节点可以通过随机接入过程接入到本次切换的目标节点。

其中，所述的中继节点可以是移动中继节点，例如设置在高铁列车上的移动中继节点，所述的源节点一般为源基站，所述的目标节点一般为目标基站。所述源节点可以根据其他节点的物理位置关系等确定备选的目标节点，例如，在高铁环境中，源基站可以将高铁列车沿线布置的其他相邻基站确定为备选的目标基站。

下面以中继节点采用所述第一实施例向本次切换的目标节点进行切换为例，对本发明提供的切换方法进行详细介绍，具体请参见图4。

图4是本发明提供的移动中继网络中的切换方法详细流程图。

如图4所示，该流程包括：

步骤401，中继节点接收源基站发送的切换测量配置信息，根据该切换测量配置信息进行回传链路测量。

本步骤中，中继节点也可以根据自身配置进行回传链路测量。如果中继节点根据自身配置进行回传链路测量，那么，源基站不需要向中继节点发送切换测量配置信息。

步骤402，源基站向各个备选的目标基站发送切换预准备消息，各个备选的目标基站将自身的接入信息和无线资源配置信息通过源基站发给所述中继节点。

其中，源基站可以根据各个基站之间的物理位置关系等确定出备选目标基站。

步骤403，中继节点根据回传链路测量结果进行切换判决。

步骤404～步骤405为切换准备阶段。

步骤404，中继节点向源基站发送切换请求消息，其中携带有本次切换的目标基站信息。

步骤405，源基站根据中继节点发来的切换请求消息，向本次切换的目标基站发送切换请求。

步骤406为切换执行阶段。

步骤406，中继节点根据本次切换的目标基站的接入信息和无线资源配置信息，与目标基站建立同步；源基站存储需要发给该中继节点的下行数据，将该下行数据以及该中继节点覆盖的UE的上下文信息发给本次切换的目标基站，本次切换的目标基站存储所述源节点发来的下行数据和所述上下文信息。

本步骤中，中继节点与目标基站建立同步，目标基站在与所述中继节点建立同步后，向该中继节点分配下行资源。

目标基站在向中继节点发送下行资源分配信息后，还可以向中继节点的源基站发送切换请求确认消息，其中，所述切换请求确认消息为可选消息。

中继节点的源基站向本次切换的目标基站发送切换请求消息后，将需要发给该中继节点的下行数据和该中继节点覆盖的UE的上下文信息转发给本次切换的目标基站，本次切换的目标基站存储所述源基站发来的下行数据和所述上下文信息。

中继节点在与本次切换的目标基站建立同步、且接收到本次切换的目标基站发来的下行资源分配信息后，向本次切换的目标基站发送标识切换完成的消息。其中，所述标识切换完成的消息也是可选消息。

图4中的步骤12～步骤18为切换完成阶段，与图2中的步骤12～步骤18相同。

由图4所示流程可见，本发明中，由中继节点进行切换判决，中继节点不需要向网络侧上报测量报告，也不需要等待网络侧的切换判决结果，因此能够缩短切换流程；另外，基站提前下发备选目标基站必要的接入信息，例如随机接入(RACH)码字等，因此当中继节点做出切换判决后，可以直接根据所述接入信息接入到本次切换的目标基站。其中的备选目标基站为中继节点可能切换到的目标小区所属于的基站，源基站可以将可能切换到的目标小区的列表，以及每个可能切换到的目标小区的接入信息发给中继节点。

根据本发明提供的切换方法，本发明还提供了切换系统和中继设备，具体请参见图5～图6。

图5是本发明提供的移动中继网络中的切换系统组成示意图。

如图5所示，该切换系统包括中继节点501、该中继节点当前驻留的源节点502和本次切换的目标节点503。

中继节点501，用于进行中继节点501与源节点502之间的回传链路测量，并根据回传链路测量结果做出切换判决，在判决出需要进行切换时，向该中继节点当前驻留的源节点502发送切换请求消息，向本次切换的目标节点503进行切换，其中，所述切换请求消息中携带有本次切换的目标节点503的信息。

该中继节点当前驻留的源节点502，根据所述切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点501覆盖的UE的上下文信息和该源节点需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点503。

目标节点503，用于接收并存储所述上下文信息和所述下行数据。

中继节点501，可以进一步用于在作出切换判决前，预先获得各备选的目标节点的信息，所述各备选的目标节点的信息包括各备选的目标节点的接入信息，根据预先获得的接入信息确定本次切换的目标节点503的接入信息，根据本次切换的目标节点503的接入信息，接入本次切换的目标节点503。

中继节点501当前驻留的源节点502，可以用于向各备选的目标节点发送切换预准备消息。

各备选的目标节点，可以在接收到所述切换预准备消息后，通过源节点502向中继节点501发送备选的目标节点自身的信息。

所述各备选的目标节点的信息还可以包括：各备选的目标节点的无线资源配置信息。中继节点501，可以进一步用于根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线资源重配置。

中继节点501，也可以用于通过随机接入，接入到本次切换的目标节点。

图6是本发明提供的中继设备结构图。

如图6所示，该中继设备包括测量模块601、判决模块602和切换模块603。

测量模块601，用于进行回传链路测量。

判决模块602，用于根据回传链路测量结果做出切换判决。

切换模块603，用于根据判决模块602的切换判决结果，向本次切换的目标节点进行切换。

其中的测量模块601，用于根据其他网络节点的要求和/或该中继设备自身的配置进行回传链路测量。

其中的切换模块603，可以用于向该中继设备当前驻留的源节点发送切换请求消息。

该中继设备还包括信息获得模块。

所述信息获得模块，用于在判决模块602做出切换判决前，预先获得各备选的目标节点的信息，所述各备选的目标节点的信息包括各备选的目标节点的接入信息。

其中的切换模块603，用于根据预先获得的接入信息确定本次切换的目标节点的接入信息，根据本次切换的目标节点的接入信息，接入所述本次切换的目标节点。

该中继设备还包括无线链路重配置模块。

所述各备选的目标节点的信息还包括各备选的目标节点的无线资源配置信息。

所述无线链路重配置模块，用于根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线链路重配置。

切换模块603，可以用于通过随机接入，接入到本次切换的目标节点。

本发明还提供了一种基站设备，该基站设备包括接收模块和发送模块。

所述接收模块，用于接收中继节点发来的切换请求消息，该切换请求中携带有中继节点本次进行切换的目标节点信息。

所述发送模块，用于根据该切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或中继节点覆盖的UE的上下文信息和需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点。

该基站设备还可以包括切换预准备模块。

所述切换预准备模块，用于向各备选的目标节点发送切换预准备消息，将各备选的目标节点返回的各备选的目标节点自身的信息，转发给所述中继节点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种移动中继网络中的切换方法，其特征在于，该方法包括：

中继节点进行回传链路测量，并根据回传链路测量结果做出切换判决；

中继节点根据自身所作出的切换判决结果，向本次切换的目标节点进行切换；

其中，中继节点在作出切换判决前，预先获得各备选的目标节点的信息，所述各备选的目标节点的信息包括各备选的目标节点的接入信息和无线资源配置信息；

所述预先获得各备选的目标节点的信息包括：

中继节点当前驻留的源节点向各备选的目标节点发送切换预准备消息，

各备选的目标节点接收到所述切换预准备消息后，通过所述源节点向所述中继节点发送备选的目标节点自身的接入信息和无线资源配置信息；

所述向本次切换的目标节点进行切换包括：

中继节点根据预先获得的接入信息确定本次切换的目标节点的接入信息，根据本次切换的目标节点的接入信息，接入所述本次切换的目标节点；

所述向本次切换的目标节点进行切换之后，该方法还包括：

该中继节点根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线链路重配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继节点进行回传链路测量包括：

中继节点根据该中继节点以外的其他网络节点的要求和/或该中继节点自身的配置进行回传链路测量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向本次切换的目标节点进行切换包括：

中继节点向该中继节点当前驻留的源节点发送切换请求消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述切换请求消息中携带有本次切换的目标节点信息，所述向本次切换的目标节点进行切换还包括：

该中继节点当前驻留的源节点根据所述切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或中继节点覆盖的UE的上下文信息和该源节点需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向本次切换的目标节点进行切换包括：

中继节点在与本次切换的目标节点建立同步、且接收到本次切换的目标节点发来的下行资源分配信息后，向所述本次切换的目标节点发送标识切换完成的消息。

6.一种移动中继网络中的切换系统，其特征在于，该切换系统包括中继节点、该中继节点当前驻留的源节点、以及本次切换的目标节点；

所述中继节点，用于进行所述中继节点与所述源节点之间的回传链路测量，并根据回传链路测量结果做出切换判决，在判决出需要进行切换时，向该中继节点当前驻留的源节点发送切换请求消息，向本次切换的目标节点进行切换，其中，所述切换请求消息中携带有本次切换的目标节点信息；

该中继节点当前驻留的源节点，根据所述切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或中继节点覆盖的UE的上下文信息和该源节点需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点；

所述目标节点，用于接收并存储所述上下文信息和所述下行数据；

该系统还包括一个以上备选的目标节点；

所述中继节点，进一步用于在作出切换判决前，预先获得各备选的目标节点的信息，所述各备选的目标节点的信息包括各备选的目标节点的接入信息和无线资源配置信息，根据预先获得的接入信息确定本次切换的目标节点的接入信息，根据本次切换的目标节点的接入信息，接入所述本次切换的目标节点；

所述中继节点当前驻留的源节点，用于向各备选的目标节点发送切换预准备消息；

各备选的目标节点，接收到所述切换预准备消息后，通过所述源节点向所述中继节点发送备选的目标节点自身的接入信息和无线资源配置信息；

所述中继节点，进一步用于根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线资源重配置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述源节点为源基站，所述目标节点为目标基站。

8.一种中继设备，其特征在于，该中继设备包括测量模块、判决模块和切换模块；

所述测量模块，用于进行回传链路测量；

所述判决模块，用于根据回传链路测量结果做出切换判决；

所述切换模块，用于根据所述判决模块的切换判决结果，向本次切换的目标节点进行切换；

该中继设备还包括信息获得模块；

所述信息获得模块，用于在所述判决模块做出切换判决前，预先获得各备选的目标节点的信息，所述各备选的目标节点的信息包括各备选的目标节点的接入信息和无线资源配置信息；

其中，所述预先获得各备选的目标节点的信息包括：

中继节点当前驻留的源节点向各备选的目标节点发送切换预准备消息，

各备选的目标节点接收到所述切换预准备消息后，通过所述源节点向所述中继节点发送备选的目标节点自身的接入信息和无线资源配置信息；

所述切换模块，用于根据预先获得的接入信息确定本次切换的目标节点的接入信息，根据本次切换的目标节点的接入信息，接入所述本次切换的目标节点；

该中继设备还包括无线链路重配置模块；

所述无线链路重配置模块，用于根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线链路重配置。

9.根据权利要求8所述的中继设备，其特征在于，

所述测量模块，用于根据其他网络节点的要求和/或该中继设备自身的配置进行回传链路测量。

10.根据权利要求8所述的中继设备，其特征在于，

所述切换模块，用于向该中继设备当前驻留的源节点发送切换请求消息。

11.一种基站设备，其特征在于，该基站设备包括接收模块和发送模块；

所述接收模块，用于接收中继节点发来的切换请求消息，该切换请求中携带有中继节点本次进行切换的目标节点信息；

所述发送模块，用于根据该切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或中继节点覆盖的UE的上下文信息和需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点；

该基站设备还包括切换预准备模块；

所述切换预准备模块，用于向各备选的目标节点发送切换预准备消息，将各备选的目标节点返回的各备选的目标节点自身的接入信息和无线资源配置信息，转发给所述中继节点；

其中，该中继节点根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线链路重配置。

12.一种处理切换信息的方法，其特征在于，该方法包括：

中继节点所属的源节点接收该中继节点发来的切换请求消息，该切换请求中携带有中继节点本次进行切换的目标节点信息；

所述源节点根据该切换请求消息中携带的目标节点信息，将该中继节点和/或中继节点覆盖的UE的上下文信息和该源节点需要发给所述中继节点的下行数据，发给所述目标节点；

该方法还包括：

所述源节点向各备选的目标节点发送切换预准备消息，将各备选的目标节点返回的各备选的目标节点自身的接入信息和无线资源配置信息，转发给所述中继节点；

其中，该中继节点根据本次切换的目标节点的无线资源配置信息，进行无线链路重配置。