CN102892167A

CN102892167A - 一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法和系统

Info

Publication number: CN102892167A
Application number: CN2012103509809A
Authority: CN
Inventors: 隋岩春
Original assignee: BOOMSENSE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BOOMSENSE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-01-23

Abstract

本发明公开了一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法和系统，通过在家庭基站网关中增加切换代理模块，在家庭基站中增加协议处理模块，将用户设备在原家庭基站中的通信上下文转发到目标家庭基站中，不需要建立家庭基站间的Iurh连接便可以支持用户设备的前向切换，在目标家庭基站中重建用户设备原来的业务，使得业务不掉话，实现以家庭基站网关作为支点，各个家庭基站都只需连接到家庭基站关，由家庭基站网关统一处理前向切换，对切换信令进行转发，不受家庭基站网络结构的限制，整个信令流程不与核心网交互，不会增加核心网负担，不依赖于家庭基站间的连接，可靠性高，没有大量的家庭基站网关间的Iurh接口，网络结构简单，便于管理。

Description

一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法和系统。

背景技术

目前，国内3G手机用户的日益增加，3G（3rd-generation）即第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G宏蜂窝的网络结构主要由3G核心网CN、3G接入网-RNC、3G接入网-NodeB和用户设备UE组成。其中RNC与核心网CN间的接口为Iu接口，RNC与NodeB间的接口为Iub接口，RNC与RNC间的接口为Iur接口，NodeB与UE间的接口为Uu接口，Iu接口、Iub接口、Iur接口、Uu接口均为第三代合作伙伴计划（3GPP）定义的标准接口。

现有技术中的3G宏蜂窝的网络结构如图1所示。

假设用户设备UE原来驻留在NodeB2的小区cell3中，RRC状态处于CELL-DCH或CELL-FACH或CELL-PCH状态。然后用户设备UE移动改变位置，导致无线环境发生变化，用户设备UE需要通过Cell Update(无线资源控制协议信令)的方式来主动发起前向切换。

其中，用户设备UE在3G宏蜂窝中移动到的新小区分为两种情况：

情况一、目标小区和源小区在同一个RNC内部，对应图1中的新位置1;

情况二、目标小区和源小区分别位于两个不同的RNC内部，对应于图1中的新位置2。

对于情况一，因为用户设备UE前向切换的源小区和目标小区在同一个RNC内部，而RNC中已经保存了用户设备UE原先的通信上下文，RNC在处理用户设备UE上报的Cell Update信令时，根据保存的通信上下文在目标小区中为用户设备UE重新分配资源便可。此场景比较简单，不再详述。

但是对于情况二，因为目标小区和源小区分处两个不同的RNC，目标RNC收到Cell Update信令后，需要通过Iur接口将信令转发到源RNC，由源RNC发起一个Serving RNC Relocation的过程，然后目标RNC可获得UE在源RNC的通信上下文，进而给UE分配资源，流程图如图2所示。

可见，在3G宏网络的结构中对于UE切换的支持非常全面，网络能很好的支持用户终端UE进行各种切换场景。而对于3G家庭基站网络而言，由于受家庭基站网络结构自身的限制，对于前向切换的支持存在先天不足。

现有的3G家庭基站系统的网络结构如图3所示，其中3G家庭基站系统的网络结构主要包括：

核心网，结构和功能同宏蜂窝网络中的核心网；

家庭基站，从功能上可认为一个家庭基站集成了宏蜂窝中RNC和NodeB两个网元的功能，并且一个家庭基站只支持一个小区；

家庭基站网关，一个家庭基站网关大致可支持上万个数量级的家庭基站连接到核心网；

用户设备。

其中家庭基站网关与核心网间的接口为Iu接口，与宏蜂窝网络相同；家庭基站网关与家庭基站间接口为Iuh接口；家庭基站与用户设备间的接口为Uu接口，Iu接口、Iuh接口、Uu接口均为3GPP定义的标准接口。

例如图3中，过去在家庭基站和家庭基站间没有定义一个标准的接口，在宏蜂窝小区中能支持的前向切换在家庭基站系统中得到无法支持。用户设备原先驻留在源家庭基站中，处于CELL-DCH或CELL-FACH或CELL-PCH状态。当用户设备UE在室内移动，无线环境迅速变化，用户设备UE驻留在目标家庭基站中并发起前向切换时。由于在源家庭基站和目标家庭基站间没有接口，目标家庭基站无法像3G宏蜂窝的RNC一样发送“Uplink signaling transfer indication”信令到源家庭基站，也就无法支持前向切换，此情况最终会导致业务掉话。

需特别补充说明的是，3GPP组织在今年刚刚发布的Release10版本的25.467协议中，对于3G 家庭基站系统中的家庭基站和家庭基站之间增加了一个新的标准接口：Iurh接口，通过此接口上的RNSAP协议，家庭基站和家庭基站间也可以进行通信。用户设备通过此新的接口进行前向切换的大致过程和图2中描述的基本一致。

Iurh接口连接建立过程如图4所示，但即使是通过Iurh接口来支持UE前向切换，也存在着一些弊端：

（1）Iurh接口会导致家庭基站间的网络结构比较复杂，不便于管理。例如在分布了比较密集的家庭基站小区的环境下（比如写字楼、商场），如果每个家庭基站要和其他家庭基站间单独建立一个Iurh接口，相当于一个网状网的结构。配置这些家庭基站间的Iurh接口将是非常繁琐的工作。

（2）每个家庭基站都要获得和它有Iurh接口的家庭基站的配置情况，所以初始化建立的过程也比较繁琐。在某些网络环境下，家庭基站之间甚至无法建立Iurh连接。

因此，在上述现有技术中，实现不同家庭基站小区间的用户设备前向切换的过程中，需要建立每个家庭基站和其他家庭基站间的网状结构的Iurh接口，造成网络结构复杂，更加不便于管理。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法和系统，通过在家庭基站网关中增加切换代理模块，在源家庭基站中增加第一协议处理模块，在目标家庭基站中增加第二协议处理模块，将用户设备在原家庭基站中的通信上下文转发到目标家庭基站中，不需要建立家庭基站间的Iurh连接便可以支持用户设备的前向切换，在目标家庭基站中重建用户设备原来的业务，使得业务不掉话，实现以家庭基站网关作为支点，各个家庭基站都只需连接到家庭基站关，由家庭基站网关统一处理前向切换，对切换信令进行转发，不受家庭基站网络结构的限制，整个信令流程不与核心网交互，不会增加核心网负担。也不依赖于家庭基站间的连接，可靠性高，由于没有大量的家庭基站网关间的Iurh接口，网络结构简单，更便于管理。

为达到上述目的，本发明实施例一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法，具体包括以下步骤：

用户设备向目标家庭基站发送小区更新消息，发起前向切换，其中所述前向切换为所述用户设备从源家庭基站的源小区切换到所述目标家庭基站的目标小区之前由所述目标家庭基站建立网络侧新路径；

所述目标家庭基站向家庭基站网关发送第一协议消息，其中所述第一协议消息包括：第一消息头和第一消息体，所述第一消息头包括所述第一协议消息的接收方的第一识别号，所述第一协议消息的接收方为所述源小区，所述第一消息体为所述小区更新消息；

所述家庭基站网关向所述源家庭基站发送所述第一协议消息；

所述源家庭基站根据接收到的所述第一协议消息，向所述家庭基站网关反馈第二协议消息，其中所述第二协议消息包括：第二消息头和第二消息体，所述第二消息头包括所述第二协议消息的接收方的第二识别号，所述第二协议消息的接收方为所述目标小区，所述第二消息体为重定位请求；

所述家庭基站网关向所述目标家庭基站发送所述第二协议消息；

所述目标家庭基站根据接收到的所述第二协议消息，在所述目标小区中进行无线资源分配；

所述目标家庭基站向所述用户设备发送小区更新确认消息，配置所述用户设备建立无线链路；

所述用户设备建立无线链路完成后，向所述目标家庭基站发送通用移动通信系统陆地无线接入网移动确认消息；

所述目标家庭基站向所述家庭基站网关发送用户注册信令，注册后所述用户设备位置变化时，所述目标家庭基站向所述家庭基站网关发送位置更新请求；

在所述家庭基站网关和核心网之间为所述用户设备建立承载信令及业务的传输承载。

另一方面，本发明实施例还提供一种实现家庭基站网关支持前向切换的系统，包括：

核心网、源家庭基站、目标家庭基站、家庭基站网关和用户设备，其中，

所述核心网提供所述用户设备连接和对所述用户设备的管理以及对业务完成传输承载，作为承载网络提供到外部网络的接口；

所述源家庭基站是所述用户设备进行前向切换前所处于的家庭基站，接收和处理所述家庭基站网关发送的第一协议消息，并且向所述目标家庭基站发送所述第二协议消息；

所述目标家庭基站是所述用户设备进行前向切换后所处于的家庭基站，接收所述用户设备发送的小区更新消息并向家庭基站网关发送第一协议消息，接收所述目标家庭基站发送的第二协议消息并在目标小区中进行无线资源分配；

所述家庭基站网关接收所述目标家庭基站发送的第一协议消息并转发给所述源家庭基站，接收所述源家庭基站发送的第二协议消息并转发给所述目标家庭基站，接收所述目标家庭基站发送的用户注册信令并与所述核心网之间为所述用户设备建立承载信令及业务的传输承载。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

通过在家庭基站网关中增加切换代理模块，在源家庭基站中增加第一协议处理模块，在目标家庭基站中增加第二协议处理模块，将用户设备在原家庭基站中的通信上下文转发到目标家庭基站中，不需要建立家庭基站间的Iurh连接便可以支持用户设备的前向切换，在目标家庭基站中重建用户设备原来的业务，使得业务不掉话，实现以家庭基站网关作为支点，各个家庭基站都只需连接到家庭基站关，由家庭基站网关统一处理前向切换，对切换信令进行转发，不受家庭基站网络结构的限制，整个信令流程不与核心网交互，不会增加核心网负担。也不依赖于家庭基站间的连接，可靠性高，由于没有大量的家庭基站网关间的Iurh接口，网络结构简单，更便于管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有3G宏蜂窝的网络结构程图；

图2是现有3G宏蜂窝网络中用户设备在处于不同RNC的小区之间进行前向切换的信令流程图；

图3是现有3G家庭基站系统的网络结构程图；

图4是现有技术中各个家庭基站间的Iurh接口连接建立的信令流程示意图；

图5是本发明实施例中一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法流程示意图；

图6是本发明实施例中一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法信令流程示意图；

图7是本发明实施例中一种实现家庭基站网关支持前向切换的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供了一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法，如图5所示，具体包括以下步骤：

一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤s501、用户设备向目标家庭基站发送小区更新消息，发起前向切换。

具体的，前向切换为用户设备从源家庭基站的源小区切换到目标家庭基站的目标小区之前由目标家庭基站建立网络侧新路径。

步骤s502、目标家庭基站向家庭基站网关发送第一协议消息。

具体的，第一协议消息包括：第一消息头和第一消息体，，第一消息头包括第一协议消息的接收方的第一识别号，第一协议消息的接收方为源小区，第一消息体为小区更新消息。

步骤s503、家庭基站网关向源家庭基站发送第一协议消息。

其中，家庭基站网关向源家庭基站发送第一协议消息具体包括：

家庭基站网关根据第一协议消息中携带的第一识别号查找到源家庭基站的源IP地址，家庭基站网关根据源IP地址将第一协议消息转发给源家庭基站。

步骤s504、源家庭基站根据接收到的第一协议消息，向家庭基站网关反馈第二协议消息。

其中，第二协议消息包括：第二消息头和第二消息体，第二消息头包括第二协议消息的接收方的第二识别号，第二协议消息的接收方为目标小区，第二消息体为重定位请求；。

具体的，源家庭基站根据接收到的第一协议消息具体包括：

源家庭基站中从接收到的第一协议消息中得到用户设备将要离开源小区的小区更新消息，将用户设备在源小区时的通信上下文封装并添加上消息接收方得到第二协议消息。其中，第二协议消息中的重定位请求包含用户设备在源小区时的通信上下文。

步骤s505、家庭基站网关向目标家庭基站发送第二协议消息。

具体的，家庭基站网关向目标家庭基站发送所第二协议消息具体包括：

家庭基站网关根据第二协议消息中携带的第二识别号查找到目标家庭基站的目的IP地址，家庭基站网关根据目的IP地址将第二协议消息转发给目标家庭基站。

步骤s506、目标家庭基站根据接收到的第二协议消息，在目标小区中进行无线资源分配。

具体的，目标家庭基站根据接收到的第二协议消息具体包括：

目标家庭基站根据接收到的第二协议消息中携带的重定位请求解析出用户设备在源家庭基站的源小区时的通信上下文，根据得到的通信上下文在目标家庭基站的目标小区中进行无线资源的分配。

无线资源分配具体包括：进行层一、层二及层三的无线资源分配，无线资源分配成功后，将分配的资源参数依次配置到所述目标家庭基站的各个协议层；

其中层一为物理层，层二包括无线链路控制层、介质访问控制层和分组数据汇聚协议层，层三为无线资源控制协议层。

步骤s507、目标家庭基站向用户设备发送小区更新确认消息，配置用户设备建立无线链路。

具体的，配置用户设备建立无线链路具体包括：

目标家庭基站通过发送无线资源控制协议信令为用户设备配置资源，用户设备收到无线资源控制协议信令后，分配和目标家庭基站侧相对应的无线资源，以便与目标家庭基站进行通信。

步骤s508、用户设备建立无线链路完成后，向目标家庭基站发送通用移动通信系统陆地无线接入网移动确认消息。

步骤s509、目标家庭基站向所述家庭基站网关发送用户注册信令，注册后用户设备位置变化时，目标家庭基站向家庭基站网关发送位置更新请求。

步骤s5010、在家庭基站网关和核心网之间为用户设备建立承载信令及业务的传输承载。

实现家庭基站网关支持前向切换的方法信令流程示意图如图6所示。

本发明的实施例还提供了一种实现家庭基站网关支持前向切换的系统，如图7所示，具体包括：

核心网701、源家庭基站702、目标家庭基站703、家庭基站网关704和用户设备705。

核心网701提供用户设备705连接和对用户设备705的管理以及对业务完成传输承载，作为承载网络提供到外部网络的接口。

源家庭基站702是用户设备705进行前向切换前所处于的家庭基站，接收和处理家庭基站网关704发送的第一协议消息，并且向目标家庭基站703发送第二协议消息。

源家庭基站702中包括第一协议处理模块7021，其中，第一协议处理模块7021用于处理和前向切换相关的第一协议消息，第一协议处理模块7021从接收到的第一协议消息中得到用户设备705将要离开源小区的小区更新消息，并将用户设备在源小区时的通信上下文封装并添加上消息接收方得到第二协议消息。

目标家庭基站703是用户设备705进行前向切换后所处于的家庭基站，接收用户设备705发送的小区更新消息并向家庭基站网关704发送第一协议消息，接收目标家庭基站703发送的第二协议消息并在目标小区中进行无线资源分配。

目标家庭基站703中包括第二协议处理模块7031，其中第二协议处理模块7031从接收到的第二协议消息中携带的重定位请求中解析出用户设备705在源家庭基站的源小区时的通信上下文，以便完成目标家庭基站的目标小区中进行无线资源的分配。

家庭基站网关704用于接收目标家庭基站703发送的第一协议消息并转发给源家庭基站702，接收源家庭基站702发送的第二协议消息并转发给目标家庭基站703，接收目标家庭基站703发送的用户注册信令UERegister并与核心网701之间为用户设备705建立承载信令及业务的传输承载。

其中，切换代理模块7041用于根据来自所述第一协议消息中的第一识别号查找到源家庭基站的源IP地址，进而根据所述源IP地址查找到源家庭基站的IP地址；所述切换代理模块还根据来自所述第二协议消息中的第二识别号查找到目标家庭基站的目标IP地址，进而根据所述目标IP地址查找到目标家庭基站的IP地址。

本发明实现了以下有益效果：通过在家庭基站网关中增加切换代理模块，在源家庭基站中增加第一协议处理模块，在目标家庭基站中增加第二协议处理模块，将用户设备在原家庭基站中的通信上下文转发到目标家庭基站中，不需要建立家庭基站间的Iurh连接便可以支持用户设备的前向切换，在目标家庭基站中重建用户设备原来的业务，使得业务不掉话，实现以家庭基站网关作为支点，各个家庭基站都只需连接到家庭基站关，由家庭基站网关统一处理前向切换，对切换信令进行转发，不受家庭基站网络结构的限制，整个信令流程不与核心网交互，不会增加核心网负担。也不依赖于家庭基站间的连接，可靠性高，由于没有大量的家庭基站网关间的Iurh接口，网络结构简单，更便于管理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种实现家庭基站网关支持前向切换的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述家庭基站网关向所述源家庭基站发送所述第一协议消息具体包括：

所述家庭基站网关根据所述第一协议消息中携带的第一识别号查找所述源家庭基站的源IP地址，所述家庭基站网关根据所述源IP地址将所述第一协议消息转发给所述源家庭基站。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述源家庭基站根据接收到的所述第一协议消息，向所述家庭基站网关反馈第二协议消息具体包括：

所述源家庭基站从接收到的第一协议消息中获取所述小区更新消息，将所述用户设备在所述源小区时的通信上下文封装并添加上消息接收方得到所述第二协议消息，其中，所述第二协议消息中的重定位请求包含所述用户设备在所述源小区时的通信上下文。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述家庭基站网关向所述目标家庭基站发送所述第二协议消息具体包括：

所述家庭基站网关根据所述第二协议消息中携带的第二识别号查找目标家庭基站的目的IP地址，所述家庭基站网关根据所述目的IP地址将所述第二协议消息转发给所述目标家庭基站。

5.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述目标家庭基站根据接收到的所述第二协议消息，在所述目标小区中进行无线资源分配具体包括：

所述目标家庭基站根据接收到的所述第二协议消息中携带的重定位请求解析所述用户设备在所述源家庭基站的源小区时的通信上下文，根据得到的通信上下文在所述目标家庭基站的目标小区中进行无线资源的分配。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述无线资源分配具体包括：

进行层一、层二及层三的无线资源分配，无线资源分配成功后，将分配的资源参数依次配置到所述目标家庭基站的各个协议层；

7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述配置所述用户设备建立无线链路具体包括：

所述目标家庭基站通过发送无线资源控制协议信令为所述用户设备配置资源，所述用户设备收到所述无线资源控制协议信令后，分配和所述目标家庭基站侧相对应的无线资源，用于与所述目标家庭基站进行通信。

8.一种实现家庭基站网关支持前向切换的系统，其特征在于，具体包括：

所述目标家庭基站是所述用户设备进行前向切换后所处于的家庭基站，接收所述用户设备发送的小区更新消息并向家庭基站网关发送第一协议消息，接收所述目标家庭基站发送的第二协议消息并在目标小区中进行无线资源分配。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述源家庭基站中包括第一协议处理模块，其中所述第一协议处理模块用于处理和前向切换相关的所述第一协议消息，所述第一协议处理模块从接收到的第一协议消息中得到所述用户设备将要离开所述源小区的小区更新消息，并将所述用户设备在所述源小区时的通信上下文封装并添加上消息接收方得到所述第二协议消息。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述目标家庭基站中包括第二协议处理模块，其中所述第二协议处理模块从接收到的所述第二协议消息中携带的重定位请求中解析出用户设备在所述源家庭基站的源小区时的通信上下文，以便完成所述目标家庭基站的目标小区中进行无线资源的分配。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述家庭基站网关中包括切换代理模块，其中所述切换代理模块根据来自所述第一协议消息中的第一识别号查找到源家庭基站的源IP地址，进而根据所述源IP地址查找到源家庭基站的IP地址；所述切换代理模块还根据来自所述第二协议消息中的第二识别号查找到目标家庭基站的目标IP地址，进而根据所述目标IP地址查找到目标家庭基站的IP地址。