CN103081533A - 用于在x2切换过程的进程中向核心网通知目标小区的订户接入组的基站设备、移动性管理实体、系统、方法和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

描述了一种通信系统，其中移动设备能够从操作在混合或闭合CSG接入模式的家庭基站转移到操作在混合或CSG接入模式的目标家庭基站。描述了一种新的切换过程，其中在切换过程中使用路径切换请求向核心网通知目标家庭基站的接入模式。

Description

用于在X2切换过程的进程中向核心网通知目标小区的订户接入组的基站设备、移动性管理实体、系统、方法和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及移动通信网络，特别(但非排他性地)涉及根据第三代合作伙伴计划(3GPP)标准及其等价或派生标准进行操作的网络。本发明与对移动设备从一个基站到另一个基站的切换的管理特别(但非排他性地)相关。
背景技术
在3GPP标准下，NodeB(或者LTE中的eNB)是移动设备经由其连接到核心网的基站。最近，3GPP标准组织已经针对家庭基站(HNB)采纳了官方架构并且开始研究新标准。在家庭基站根据(长期演进)LTE标准操作的情况下，HNB有时被称为HeNB。类似的架构也将被应用在WiMAX网络中。在该情形下，家庭基站一般被称为微微小区(femto cell)。为了简单起见，本申请将使用术语HNB来指代任何这种家庭基站，并且将使用术语NodeB一般性地指代其他基站(诸如针对HNB操作于其中的宏小区的基站)。HNB将提供在家庭、小型和中型企业、购物中心等等内的无线电覆盖(例如，3G/4G/WiMAX)，并且将经由合适的公共网络(例如，经由到互联网的ADSL链路)或运营商网络连接到核心网，以及在3GPP标准的情形下，经由可选的HNB网关(HNB-GW)连接到核心网，HNB-GW通常将聚集来自若干HNB的业务。
HNB可以配置为使用多种接入模式之一进行操作，所述多种接入模式即：‘闭合’，其中HNB操作为闭合订户组(CSG)小区；‘混合’，其中HNB操作为其中同时允许接入非成员的CSG小区；以及‘开放’，其中HNB操作为正常的(非CSG)小区。
当HNB处于混合接入模式，并且由于HNB资源的短缺不能够向CSG成员提供服务时，经由CSG小区建立的非成员的通信被转移到另一小区。此外，为了最小化非成员建立的通信对CSG成员的影响，网络可以允许降低所建立的非成员的通信的数据率。
当在移动设备(也称为用户设备，UE)与HNB之间建立连接的时候，HNB向核心网中的移动性管理实体MME发送初始UE消息。在HNB被配置为操作在闭合或混合模式下的情况中，初始UE消息包括UE的闭合订户组标识符CSG-ID。MME基于在初始UE消息中接收的CSG-ID执行接入控制，并且在数据库中存储UE的特定信息，诸如MM或EPS承载上下文。取决于UE是连接到闭合小区还是混合小区，针对UE特定的过程(诸如账户收费、CSG成员改变或寻呼优化)的MME动作是不同的。在下述标准中描述了这些UE特定的过程的详情：3GPP标准TS23.401第10.1.0版(2010-09-29)：“General Packet Radio Service(GPRS)enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork(E-UTRAN)access”以及3GPP标准TS23.060：“General PacketRadio Service(GPRS)；Service description；Stage2”。
已经做出最新提案：如果UE从一个HNB移动到属于同一闭合订户组的另一HNB，则MME不需要针对新HNB执行接入控制。然而，发明人已经确认该提案在一个HNB正操作在闭合订户组接入模式下而另一HNB正操作在混合模式下时存在问题。因此，需要修改最新提案来克服该问题。
尽管为了便于本领域技术人员理解，将在3G系统(UMTS、LTE)的上下文中详细描述本发明，但是本发明的原理可以应用到其他系统(诸如WiMAX)，其中移动设备或者用户设备(UE)与若干基站之一进行通信且系统中的对应单元根据需要发生改变。
发明内容
因此，本发明的优选实施例的目的在于提供克服上述问题或者至少减轻上述问题的方法和设备。
在一个方面，提供了一种基站，其用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站根据关联的订户组接入模式进行操作，并且包括：闭合订户组管理模块，配置为存储所述基站的订户组标识符；连接管理模块，配置为执行切换过程，所述切换过程包括在所述基站与另一基站之间转移与移动设备相关联的通信链路，所述另一基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，所述切换过程还包括向核心网发送指示所述通信链路被转向的基站的订户组接入模式的数据。优选地，所述切换过程是基于X2的切换，例如所述切换过程使用X2信令接口进行基站之间的信令传输。
在一种可能方案中，转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从所述基站转移到另一基站。在另一种可能方案中，转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从另一基站转移到所述基站。
在一种可能方案中，向核心网发送指示基站的接入模式的数据包括：发送路径切换请求。在另一种可能方案中，指示基站的接入模式的数据可以在专用消息中发送。
在一种可能方案中，路径切换请求包括与所述通信链路要被转移到的基站相关联的接入模式数据以及用于使能与所述移动设备的通信的下行链路地址。优选地，所述路径切换请求包括：隧道端点标识符，例如GPRS隧道协议隧道端点标识符。
在一种可能方案中，所述基站根据开放、闭合或混合订户组接入模式中的一种进行操作，以及所述另一基站根据开放、闭合和混合订户组接入模式中的相应的另一种进行操作。例如，一个基站(例如，源或目标)的订户组接入模式是闭合，而另一基站(例如所述源和目标中的相应的另一个)的订户组接入模式是混合。
在一个方面，提供了一种用于通信网络的移动性管理实体，所述通信网络包括核心网和多个基站，所述移动性管理实体包括：通信装置，适于存储在移动设备与多个基站中的至少一个基站之间的关联以控制核心网与所述移动设备之间的通信，其中所述移动设备经由所述至少一个基站连接到核心网；控制器，配置为在所述移动设备从所述至少一个基站切换到另一基站的情况下更新所存储的关联，其中所述另一基站属于与所述至少一个基站所属的相同的闭合订户组，但是根据与所述至少一个基站的订户组接入模式不同的订户组接入模式进行操作，其中所更新的关联包括指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
在一种可能方案中，所述控制器配置为：从所述至少一个基站接收指示所述另一基站的订户组接入模式的所述数据。在一种可能方案中，所述控制器配置为：从所述另一基站接收指示所述另一基站的订户组接入模式的所述数据。
在一种可能方案中，所述控制器配置为：从用于将所述移动设备从所述至少一个基站切换到另一基站的请求中检索指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。例如，所述请求可以包括指示下行链路地址的值，以使得能够从核心网向所述移动设备发送数据。在一种可能方案中，所述控制器配置为：基于所述下行链路地址建立经由所述基站的与所述移动设备的通信链路。在一个示例中，所述通信链路包括GPRS隧道，并且所述请求包括隧道端点标识符，例如GPRS隧道协议隧道端点标识符。
在一些可能方案中，所述控制器配置为：响应于从所述至少一个基站接收的发起(initiation)消息，创建存储的在所述移动设备与基站之间的所述关联，其中所述移动设备经由所述基站连接到核心网。
在一些可能方案中，所述控制器配置为：检索指示所述另一基站的订户组接入模式的存储的数据。在一个示例中，检索存储的数据包括：从数据库检测所述数据。在一种可能方案中，移动性管理实体包括所述数据库。在一种可能方案中，所述控制器配置为从与所述移动性管理实体相关联的核心网中的数据库检索存储的数据。
在一种可能方案中，所述控制器配置为：从将移动性管理实体耦合到所述至少一个基站和所述另一基站中的至少一个的网关检索所述数据。在一种可能方案中，所述控制器配置为从所述另一基站检索数据。
在一种可能方案中，所述控制器配置为从所述移动设备经由其连接到核心网的所述至少一个基站检索指示第二基站的接入模式的值。
在一些可能方案中，所述移动性管理实体配置为：在所述移动设备从所述至少一个基站切换到所述另一基站的情况下向核心网发送数据，其中向核心网发送的数据包括指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
在一种可能方案中，所述消息包括：基站的标识符和指示与所述基站相关联的接入模式的小区接入模式值。
本发明的方面包括一种通信系统，包括：如在上述方面和可能方案中的移动设备和多个基站；以及根据上述方面和可能方案中的任一种的移动性管理实体。
在一个方面，提供了一种基站，用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站具有关联的订户组接入模式，并且包括：闭合订户组管理模块，配置为存储所述基站的订户组标识符；切换模块，配置为执行切换过程，所述切换过程包括将与移动设备相关联的通信链路从所述基站转移到目标基站，所述目标基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，所述切换过程还包括向核心网发送指示所述通信链路被转移到的目标基站的订户组接入模式的数据。
在一个方面，提供了一种基站，用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站具有关联的订户组接入模式，并且包括：闭合订户组管理模块，配置为存储所述基站的订户组标识符；切换模块，配置为执行切换过程，所述切换过程包括将与移动设备相关联的通信链路从源基站转移到所述基站，所述源基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，所述切换过程还包括向核心网发送指示所述通信链路被转移到的所述基站的订户组接入模式的数据。
在一个方面，提供了一种操作基站的方法，所述基站用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站具有关联的订户组接入模式，所述方法包括：在所述基站与另一基站之间转移与移动设备相关联的通信链路，所述另一基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作；以及，向核心网发送指示所述通信链路被转向的基站的订户组接入模式的数据。在一种可能方案中，转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从所述基站转移到另一基站。在一种可能方案中，转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从另一基站转移到所述基站。
在一个方面，提供了一种操作用于通信网络的移动性管理实体的方法，所述方法包括：存储移动设备与多个基站中的至少一个基站之间的关联以控制核心网与所述移动设备之间的通信，其中所述移动设备经由所述至少一个基站连接到核心网；在所述移动设备从所述至少一个基站切换到另一基站的情况下更新所存储的关联，所述另一基站属于与所述至少一个基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，其中更新包括：更新指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
本发明的方面可以扩展到计算机程序产品，诸如在其上存储指令的计算机可读存储介质，所述指令可操作用于：对可编程处理器进行编程，以执行在上面阐述的方面和可能方案中描述的或者在权利要求中记载的方法；和/或对适当修改的计算机进行编程，以提供任何一项权利要求中记载的设备。
附图说明
现在将通过示例参考附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1示意性地示出了移动通信系统；
图2是形成图1示出的系统的一部分的移动电话的框图；
图3是形成图1示出的系统的一部分的家庭基站的框图；
图4是形成图1示出的系统的一部分的家庭基站网关的框图；
图5是形成图1示出的系统的一部分的移动性管理实体的框图；
图6是指示与移动设备的通信在源家庭基站与目标家庭基站之间转移的切换过程的定时图；
图7是指示与移动设备的通信在由核心网中的不同服务网关提供服务的源家庭基站与目标家庭基站之间转移的切换过程的定时图；以及
图8是指示与UE的通信在由核心网中的不同服务网关提供服务的源家庭基站与目标家庭基站之间转移的切换过程的定时图。
具体实施方式
概述
图1示意性地示出了移动(蜂窝)通信系统1，其中当移动电话3的用户远离他被允许接入的基于‘家庭’基站(HNB)11-1的小区9-1时，该用户能够经由3G无线电接入网(RAN)基站5的宏小区、无线电网络控制器(RNC)7以及核心电话网(核心网)8与其他用户(未示出)通信。HNB11-1经由公共数据网络(在该示例中是互联网13)和家庭基站网关(HNB-GW)15耦合到核心电话网8。在通信系统1中，用户还可以经由HNB11-2的小区9-2与其他用户(未示出)通信，在该示例中HNB11-2也经由同一家庭基站网关(HNB-GW)15通过互联网13耦合到核心电话网8。
在图1的示例中，HNB11-1和11-2经由诸如ADSL或线缆连接16(16-1和16-2)之类的合适的互联网连接来连接到公共HNB-GW15，并且被编程有HNB-GW15的IP地址，使得所有上行链路通信经由HNB-GW15进行发送。HNB11-3提供另一小区9-3，在该另一小区9-3中用户可以经由HNB11-3和诸如ADSL或线缆连接16(16-3)之类的合适的互联网连接来连接到核心电话网8，而不连接到HNB-GW15。
在该示例中，HNB11-1和11-2属于同一闭合订户组(例如，配置为向作为该闭合订户组的成员的移动设备提供通信)，但是配置为使用不同的接入模式进行操作。HNB11-1根据‘闭合’模式进行操作，其中仅允许接入与HNB11-1相关联的闭合订户组(CSG)的成员。HNB11-2根据‘混合’模式进行操作，在‘混合’模式中，与HNB11-2相关联的闭合订户组(CSG)的成员和非成员都被允许接入。
众所周知的是，可以将移动电话3从与第一HNB11-1相关联的小区9-1转移到与第二HNB11-2相关联的第二小区9-2。执行切换HO的过程被示意性地示出在图1中，并且将在下文参考图6更详细地进行描述。核心网8包括移动性管理实体(MME)6(其与HNB11-1、11-2通信)、RAN基站5和其他NodeB(在图1中未示出)。当移动设备在网络中移动穿行时，MME6在MM的数据库和EPS承载上下文中保持跟踪移动设备及其到基站的连接。
移动电话
图2示意性地示出了图1中示出的移动电话3的主要组件。如图所示，移动电话3包括收发器电路23，其可操作用于经由一根或多根天线25向RAN基站5或HNB11发送信号和从RAN基站5或HNB11接收信号。如图所示，移动电话3还包括控制器27，其控制移动电话3的操作，并且其连接到收发器电路23以及扬声器29、麦克风31、显示器33和键区35。控制器27根据存储器37中存储的软件指令进行操作。如图所示，这些软件指令包括操作系统39、移动电话登记模块41、以及CSG管理模块43等等。
在该实施例中，当移动电话3在HNB11-1、11-2的范围内时，移动电话登记模块41允许选择家庭基站11-1、11-2；以及CSG管理模块43维护包含关于移动电话3作为其成员的CSG的详情在内的至少一个列表45(例如，运营商控制的‘允许的CSG列表’和/或用户控制的‘用户CSG列表’)。
应该认识到：对家庭基站11-1、11-2的选择可以是自动的，或者可以由用户手动控制；以及，CSG列表45可以存储在移动电话3的存储器37中和/或存储在通用订户标识模块(USIM)(未示出)中。
被选择用于连接的HNB11-1、11-2可以操作在闭合、混合或者开放接入模式下。如果HNB操作在闭合或混合模式下，其具有关联的CSG，移动电话3是该CSG的成员，移动电话3的移动电话登记模块41可操作用于生成用于发起到HNB11-1、11-2的连接的连接请求(例如，RNC连接请求)，该请求包括识别移动电话3是否是所讨论的HNB11-1、11-2的闭合订户组的成员的信息。
家庭基站
图3是示出图1中示出的家庭基站(HNB)11之一的主要组件的框图。如图所示，HNB11包括收发器电路51，收发器电路51可操作用于经由一根或多根天线53向移动电话3发送信号和从移动电话3接收信号，并且可操作用于经由HNB-GW接口55向HNB-GW15发送信号和从HNB-GW15接收信号。收发器电路51的操作由控制器57根据存储器59中存储的软件进行控制。软件包括操作系统61、基站登记模块63、移动电话登记模块65、连接管理模块67和CSG管理模块69等等。
基站登记模块63可操作用于向HNB-GW15登记HNB，以及移动电话登记模块65可操作用于向HNB11和HNB-GW15登记移动电话3。连接管理模块67可操作用于管理驻扎在HNB11的小区9上的移动电话的连接，以及向邻域中的移动电话3广播与该小区9有关的系统信息。连接管理模块67配置为：在初始UE附着中以及当移动电话(UE)3在HNB11-1、11-2之间切换期间，发送消息以向核心网8中的MME6通知HNB11的CSG接入模式。
CSG管理模块69可操作用于将HNB11配置为在CSG接入模式(‘闭合’、‘混合’或‘开放’)之-下操作，并且设置与HNB11相关联的CSG。
HNB网关
图4是示出图1示出的HNB网关(HNB-GW)15的主要组件的框图。如图所示，HNB-GW15包括收发器电路101，收发器电路101可操作用于经由HNB接口103向HNB11-1、11-2发送信号和从HNB11-1、11-2接收信号，并且可操作用于经由核心网接口105从核心网8发送信号和从核心网8接收信号。收发器电路101的操作由控制器107根据存储器109中存储的软件进行控制。该软件包括操作系统111、HNB登记模块113、移动电话登记模块115以及移动性管理模块117等等。HNB登记模块113可操作用于向该网关登记HNB11-1、11-2，以及移动电话登记模块115可操作用于根据需要控制移动电话3的登记以及执行接入控制。移动性管理模块117可操作用于管理从一个小区到另一小区的重定位，特别地：移动电话3从经由HNB-GW15连接的HNB11-1的小区11-1到HNB11-2的小区9-2或者HNB11-3的小区9-3的HNB GW内的重定位以及反之亦然；以及移动电话3从经由HNB-GW15连接的HNB11-1、11-2的小区9到宏小区的重定位以及反之亦然。
MME
图5示出了具有收发器电路201的MME6，该收发器电路201耦合到eNB接口202、HNB-GW接口203、RNC接口204和服务网关接口205。
控制207被耦合以控制收发器电路201，并且控制器207耦合到包括软件的存储器，软件包括操作系统211、通信模块219、控制模块221以及数据库217等等。
通信模块219可操作用于：经由RNC接口204与RNC7通信，经由HNB-GW接口203与HNB-GW15通信，以及经由eNB接口202与eNB通信。MME6与服务网关之间的通信是经由服务网关接口205来执行的。
控制模块221可操作用于：在数据库217中记录在移动设备(移动电话)与eNB(诸如HNB11-1)之间的关联，以及当移动设备(移动电话)从一个HNB11-1切换到另一HNB11-2时更新关联。事实上，MME充当网络的控制节点，并且负责在移动设备(移动电话)3在网络内移动时跟踪移动设备(移动电话)3的位置。当移动设备(移动电话)初始附着时以及在涉及核心网节点重定位的LTE内切换时，MME还控制寻呼过程并且选择移动设备(移动电话)所要使用的服务网关。其还涉及承载激活/去激活过程。
当UE(移动电话)3首次接入CSG或混合小区时，MME6基于在初始UE消息中接收的CSG标识符来执行接入控制。MME6在存储在数据库217中的MMEMM和EPS承载上下文中跟踪UE特定的信息。
在上面的描述中，为了便于理解，移动电话3和家庭基站11-1、11-2和HNB-GW15被描述为具有众多分立的模块(基站/电话登记模块、参数控制模块、以及连接/CSG管理模块)。尽管对于某些应用(例如在修改现有系统以实现本发明时)，可以以这种方式来提供这些模块，但是在其他应用中(例如在从开始就注意设计为具有本发明的特征的系统中)，这些模块可被构建到总的操作系统或代码中，并且因此这些模块可能不能被辨识成分立的实体。
基于X2的切换
现在将描述参考图6的定时图仅作为示例来描述UE(移动电话)3在家庭基站11-1与11-2之间的基于X2的切换。
本领域技术人员应该认识到，X2接口是基站经由其来相互通信的接口。在基于X2的切换中，在不由核心网进行总体控制的情况下在源基站与目标基站之间协调切换过程。基于X2的切换因此是有利的，因为其降低了核心网上的负载。
如图6中所示，一旦UE3建立与源HNB11-1的通信，源HNB11-1在UE3与核心网8的服务网关之间中继分组数据(经由HNB-GW15)。在UE3与源HNB11-1之间的通信期间，测量在UE3与HNB11-1和其他基站之间的通信的特性，以帮助控制UE的连接移动性。HNB11-1可操作用于触发UE3向HNB11-1发送测量报告。
基于测量报告信息和/或其他无线电资源管理(RRM)信息，源HNB11-1能够确定是否将UE3切换到目标HNB11-2。在确定UE3要被切换到目标HNB11-2的情况下，源HNB11-1向目标HNB11-2发送切换请求，该请求包括目标HNB11-2准备该切换所需的信息，诸如与服务质量和其他参数有关的信息。
目标HNB11-2可以基于接收的信息来执行许可控制功能，并且，如果目标HNB11-2授权所需的资源，则目标HNB11-2配置所需的资源，以提供所需的服务质量等。-旦已经配置了物理和链路层(L1和L2)资源，则目标HNB11-2向源HNB11-1发送切换请求确认消息44。切换请求确认消息包括要作为无线电资源控制RRC消息发送给UE的、用以执行该切换的透明容器。
一旦源HNB11-1已经接收切换请求确认，或者一在下行链路中发起对切换命令的传输时，就可以执行数据转发，使得在源HNB11-1处接收的数据被转发到目标HNB11-2以被中继给UE3。
因为源和目标HNB11具有相同的CSG ID，于是当UE移动到目标HNB11-2时MME6不需要执行接入控制。然而，因为源和目标HNB11-1、11-2具有不同的接入模式，向MME通知目标HNB11-2的接入模式，使得MME能够更新在数据库217中针对UE所存储的数据，以使得能够管理寻呼和收费过程。在该实施例中，目标家庭基站(HNB)11-2(通信链路被转移到的基站)使用路径切换请求来通知MME。然而，可以使用其他过程，例如，在MME与源或目标基站(eNB或HeNB)之间可以存在专用信令，以向MME通知目标基站的订户接入模式。
路径切换请求过程的目的是请求将下行链路GTP(GPRS隧道协议)隧道定向到目标HNB11-2处的GTP隧道端点。在该实施例中，该路径切换请求被修改以包括指示目标HNB11-2的接入模式的数据。
表1中展示了路径切换请求消息的示例。在表1中，使用下述缩写：E-RAB被用于指示演进的UMTS陆地无线电接入网-无线电接入承载；IE用于指示信息单元；GTP-TEID用于指示GPRS隧道协议隧道端点标识符；E-UTRAN CGI用于指示演进的UMTS陆地无线接入网小区全球标识。
表1
Figure BDA00002867932300121
响应于路径切换请求，MME向服务网关发送更新承载请求或者创建会话请求，该服务网关继而可以将该请求中继给分组数据网络网关。
在上文参考图6描述的示例中，由核心网中的同一服务网关为源HNB和目标HNB提供服务。在该情形下，如图6中示出的，从MME向服务网关以及从服务网关向PDN网关发送修改承载请求消息。如图6中所示，由服务网关和PDN网关对这些消息进行确认。在图7中示出的示例中，由不同的服务网关向源和目标基站(例如，HNB11-1、11-3)提供服务。在该示例中，为了执行服务网关重定位，MME向目标服务网关发送创建会话请求。目标服务网关然后向PDN网关发送修改承载请求消息。一旦这已经完成，并且目标基站已经向源基站发送释放资源消息，则MME向源服务网关发送删除会话请求。
在参考图6描述的示例以及参考图7描述的示例中，修改承载请求消息和创建会话请求都包含指示目标基站的订户组接入模式的数据。该信息被用于在核心网中管理针对UE3的寻呼优化和收费。
当在核心网中切换了下行链路路径之后，以UE3为目的地的分组被发送给目标HNB11-2，并且先前在源HNB11-1处为到UE的连接所预留的资源可被释放，尽管任何正在进行的数据转发可以继续。
如果MME6接收路径切换请求中的小区接入模式的改变，则MME6在MME数据库217中的MM或EPS承载上下文中存储的针对UE的新小区接入模式的指示(图5)。MM或EPS承载上下文被用于存储表示在UE与公共数据网络PDN之间的EPS承载的参数。
修改和备选
上面已经描述了多个详细实施例。本领域技术人员将认识到，可以对上述实施例做出许多修改和替换，同时仍然从本文具体表达的本发明受益。
在上述实施例中，描述了基于移动电话的通信系统。本领域技术人员将认识到，可以在其他通信系统中采用本申请中描述的信令技术。其他通信节点或设备可以包括用户设备，诸如个人数字助理、膝上型计算机、web浏览器等等。
在上面描述的实施例中，移动电话和HNB均包括收发器电路。典型地，该电路将由专用硬件电路形成。然而，在一些实施例中，收发器电路的一部分可被实现为由对应控制器所运行的软件。
在上述实施例中，描述了众多软件模块。本领域技术人员将认识到，软件模块可以以编译的形式或未编译的形式提供，并且可以在计算机网络上作为信号提供给HNB或者移动电话，或者提供在记录介质上。此外，该软件的部分或全部所执行的功能可以使用一个或多个专用硬件电路来执行。然而，使用软件模块是优选的，因为其有利于更新基站、网关、以及移动电话，以更新其功能。
对上面提供的切换过程的描述是具体参考家庭NodeB来给出的，然而本发明的实施例可以应用于其他基站，诸如eNodeB或者RAN基站。
在参考图1描述的特定示例中，HNB11-1根据‘闭合’模式进行操作，在‘闭合’模式中，仅允许接入与HNB11-1相关联的闭合订户组(CSG)的成员。然而，在其他可能方案中，其可以操作在‘混合’模式下，在‘混合’模式中，与HNB11-1相关联的CSG的成员和非成员都被允许接入，而HNB11-2根据‘闭合’模式进行操作。换言之，源HNB可以操作在开放、闭合、或混合订户组接入模式中的任意一种，而目标操作在开放、闭合或混合订户组接入模式中的相应的另一种。
在以上参考图6和7模式的特定示例中，切换过程是参考在经由HNB-GW15连接到MME的两个家庭基站之间的切换来描述的。然而，在其他实施例中，相同的切换过程可被用在如下情形的两个基站之间的切换中：切换中所涉及的基站之一或两者直接连接到核心网8中的MME6，而不是经由HNB-GW15进行连接(如图1中的HNB11-3)；或者转移中所涉及的基站之一或两者是宏基站(例如，如图1中示出的eNodeB或基站5)，而不是家庭基站11-1、11-2。
在参考图6描述的特定示例中，目标基站(通信链路被转移到的基站)向MME6通知其操作在的订户组接入模式。然而，在其他示例中，源基站向MME通知目标基站的订户组接入模式。在另一实施例中，MME仅被告知目标HNB的标识，并且作为响应，MME可以从数据库中检索关于目标HNB的订户组接入模式的信息，该数据库可以在MME或核心网内，或者在基站或基站网关之一中。
各种其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且此处将不进行更详细的描述。
下面是对可以在当前提出的3GPP标准中实现本发明的方式的详细描述。尽管多种特征被描述为是基本的和必要的，但是这可能仅是针对所提出的3GPP标准的情形，例如是由于该标准强加的其他要求造成的。这些陈述不应该被解释为以任何方式限制了本发明。
概述：本发明考虑家庭eNB之间的切换。3GPP已经一致同意，当属于闭合订户组的UE被切换到支持同一CSG的另一HeNB时，该切换可以由源HeNB和目标HeNB在不向移动性管理实体请求认证的情况下执行。然而，我们已经确认这在源和目标HeNB操作在不同接入模式(开放、闭合或混合)下时存在问题，因为MME需要知道当前服务于每个UE的HeNB的接入模式。本文档提出下述解决方案：其中通过向现有消息添加新IE，目标HeNB向MME通知其接入模式。
1.1介绍
本文讨论为了支持针对增强的HeNB移动性的基于X2的移动性的进一步的工作。在RAN3#69bis会议期间，RAN3同意了支持下述情形下在HeNB之间的基于X2的移动性：
●在两个开放接入HeNB之间；
●在两个闭合/混合HeNB之间，仅当它们具有相同的CSG ID
●从闭合/混合HeNB到开放接入HeNB；
上面的协议被反映在阶段2文本中，表述如下：
如果不需要在MME处的接入控制，即当切换是在具有相同CSG ID的闭合/混合接入HeNB之间时，或者当目标HeNB是开放接入HeNB时，允许在HeNB之间的基于X2的HO。
下一次RAN3会议的目标是寻找进一步的阶段-2和阶段-3的问题。
尽管上述协定的针对HeNB的移动性场景看起来与宏eNB的基于X2的移动性类似，并且假定为在各种规范中规定的相同框架下工作。然而，存在仅与该场景有关的某些课题。本文解决这些特定的场景。
2.2描述
当UE首次接入闭合小区时，MME基于在初始UE消息中接收的CSG-ID执行接入控制。
根据36.413，条款8.6.2.1-如果由于源自CSG小区的RRC连接建立而执行针对CN的与UE相关联的逻辑S1连接，则在“初始UE消息”消息中应该包括CSG Id IE。
当UE首次接入混合小区时，MME基于在初始UE消息中接收的CSG-ID执行成员关系检查，
根据36.413，条款8.6.2.1-如果由于源自混合小区的RRC连接建立而执行针对CN的与UE相关联的逻辑S1连接，则在“初始UE消息”消息中应该包括CSG Id IE和小区接入模式IE。
MME在MMEMM和EPS承载上下文(TS23.401的子条款5.7.2-1)中保存UE特定的信息：‘ECM-空闲(ECM-IDLE)’状态、‘ECM-连接(ECM-CONNECTED)’状态以及‘EMM-注销(EMM-DEREGISTERED)’状态。
·IMSI
·IMSI-未授权-指示符
·MSISDN
·MM状态
·GUTI
·ME标识
·跟踪区列表
·上一次TAU的TAI
·E-UTRAN小区全球标识
·E-UTRAN小区标识年龄
·CSG ID
·CSG成员关系
·接入模式
在例如CSG成员关系改变(TS23.401的子条款5.16)、寻呼优化(TS23.401的子条款4.3.13)、收费等许多情形下，取决于UE是连接到闭合小区还是混合小区，针对UE特定的过程的MME动作是不同的。
应用于HeNB的移动性场景的基本原则之一是：MME不需要执行接入控制，即目标HeNB应该具有相同CSG ID或是开放HeNB。换言之，仅在为了执行用户面切换的路径切换期间向MME通知基于X2的移动性。
在基于X2的HO的当前框架下，对于UE在两个HeNB之间移动(即，CSG内的但不同接入模式，即闭合<＝>混合)，上述接入模式和CSG成员关系将不在MME中进行更新，因为在路径切换期间H(e)NB没有提供附加指示给MME。
因此，对于基于X2的移动性(被应用于HeNB)的当前框架，需要讨论下述问题：
1.如何向MME通知UE从闭合模式小区移动到混合模式小区以及
反之亦然(在同一CSG内)。
解决方案：上述问题需要在RAN3中讨论。为了向MME通知UE移动到了另一小区，以及目标小区属于不同的接入模式，S1AP路径切换过程可被增强，使得目标(H)eNB将能够在基于X2的HO期间向MME指示其自身的小区接入模式(参见图8)。
提案1：在针对(H)eNB的基于X2的HO期间，目标(H)eNB在S1AP路径切换请求消息中附加地向MME指示其接入模式。
2.需要定义在UE从闭合模式移动到混合模式以及(在同一CSG内)的情况下MME处的新行为反之亦然。
解决方案：问题2要求针对HeNB的基于X2的HO定义新MME行为(在SA2规范23.401中)。因此，一旦在RAN3中一致同意了解决方案，则需要通过发送LS来通知SA2。
提案2：如果一致同意了提案1，则向SA2发送LS，通知关于在RAN3中一致同意的针对HeNB的基于X2的移动性的解决方案(提案1)。
3.3结论和提案
在本文中，我们已经分析了涉及两个HeNB之间的X2接口的HeNB间的移动性解决方案，以便在不需要接入控制的情况下优化CSG内的机制。基于该分析，针对CSG内的移动性场景(闭合<＝>混合)，做出了下述提案：
提案1：在针对(H)eNB的基于X2的HO期间，目标(H)eNB在S1AP路径切换请求消息中附加地向MME指示其接入模式。
提案2：如果一致同意了提案1，则向SA2发送LS，通知关于在RAN3中一致同意的针对HeNB的基于X2的移动性的解决方案(提案1)。
源公司已经在R3-103528、R3-103529和R3-103530中提供了阶段2/阶段3CR和草案LS(针对SA2)。
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本申请基于并要求在2010年11月4日提交的英国专利申请No.1018633.6的优先权益，通过引用将其全部公开内容并入本文。

Claims (38)

1.一种基站，用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站根据关联的订户组接入模式进行操作，并且包括：
闭合订户组管理模块，配置为存储所述基站的订户组标识符；
连接管理模块，配置为执行切换过程，所述切换过程包括在所述基站与另一基站之间转移与移动设备相关联的通信链路，所述另一基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，所述切换过程还包括向核心网发送指示所述通信链路被转移到所述基站的订户组接入模式的数据。
2.根据权利要求1所述的基站，其中转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从所述基站转移到另一基站。
3.根据权利要求1所述的基站，其中转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从另一基站转移到所述基站。
4.根据任意前述权利要求所述的基站，其中向核心网发送指示所述基站的接入模式的数据包括：发送路径切换请求。
5.根据权利要求4所述的基站，其中所述路径切换请求包括：与所述通信链路要被转移到的所述基站相关联的接入模式数据，以及用于使能与所述移动设备的通信的下行链路地址。
6.根据权利要求4或5所述的基站，其中所述路径切换请求包括：隧道端点标识符，例如GPRS隧道协议隧道端点标识符。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的基站，其中所述基站根据开放、闭合或混合订户组接入模式中的一种进行操作，以及所述另一基站根据开放、闭合或混合订户组接入模式中的相应的另一种进行操作。
8.根据权利要求7所述的基站，其中一个基站的订户组接入模式是闭合，而另一个基站的订户组接入模式是混合。
9.一种用于通信网络的移动性管理实体，所述通信网络包括核心网和多个基站，所述移动性管理实体包括：
通信装置，适于存储移动设备与多个基站中的至少一个基站之间的关联以控制所述核心网与所述移动设备之间的通信，其中所述移动设备经由所述至少一个基站连接到核心网；
控制器，配置为在所述移动设备从所述至少一个基站切换到另一基站的情况下更新所存储的关联，其中所述另一基站属于与所述至少一个基站所属的相同的闭合订户组，但是根据与所述至少一个基站的订户组接入模式不同的订户组接入模式进行操作，其中所更新的关联包括指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
10.根据权利要求9所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为：从所述至少一个基站接收指示所述另一基站的订户组接入模式的所述数据。
11.根据权利要求9所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为：从所述另一基站接收指示所述另一基站的订户组接入模式的所述数据。
12.根据权利要求10或11所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为：从用于将所述移动设备从所述至少一个基站切换到另一基站的请求中检索指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
13.根据权利要求12所述的移动性管理实体，其中所述请求包括指示下行链路地址的值，以使得能够从核心网向所述移动设备发送数据。
14.根据权利要求13所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为：基于所述下行链路地址建立经由所述基站的与所述移动设备的通信路径。
15.根据权利要求14所述的移动性管理实体，所述通信路径包括GPRS隧道，并且所述请求包括隧道端点标识符，例如GPRS隧道协议隧道端点标识符。
16.根据权利要求9到15中的任一项所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为：响应于从所述至少一个基站接收的发起消息，创建存储的所述移动设备与所述基站之间的所述关联，其中所述移动设备经由所述基站连接到核心网。
17.根据权利要求9到11中的任一项所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为：检索指示所述另一基站的订户组接入模式的存储的数据。
18.根据权利要求17所述的移动性管理实体，其中检索存储的数据包括：从数据库检测所述数据。
19.根据权利要求18所述的移动性管理实体，其中所述移动性管理实体包括所述数据库。
20.根据权利要求17或18所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为从与所述移动性管理实体相关联的核心网中的数据库检索存储的数据。
21.根据权利要求17所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为：从将所述移动性管理实体耦合到所述至少一个基站和所述另一基站中的至少一个的网关检索所述数据。
22.根据权利要求17所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为从所述另一基站检索数据。
23.根据权利要求17所述的移动性管理实体，其中所述控制器配置为从所述移动设备经由其连接到核心网的所述至少一个基站检索指示第二基站的接入模式的值。
24.根据权利要求9到23中任一项所述的移动性管理实体，其中所述移动性管理实体配置为：在所述移动设备从所述至少一个基站切换到所述另一基站的情况下向核心网发送数据，其中向核心网发送的数据包括指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
25.一种在通信网络中使用的路径切换请求消息，所述消息包括：基站的标识符和指示与所述基站相关联的接入模式的小区接入模式值。
26.一种通信系统，包括：移动设备；以及根据权利要求1到8中的任一项所述的多个基站；以及根据权利要求9到23中的任一项所述的移动性管理实体。
27.根据权利要求26所述的通信系统，还包括服务网关，其中所述移动性管理实体可操作用于：响应于所述切换，向所述服务网关发送包括所述通信链路要被转移到的基站的订户组接入模式的消息。
28.根据权利要求27所述的通信系统，还包括分组数据网络网关，以及其中所述服务网关配置为向所述分组数据网络网关发送包括所述通信链路要被转移到的基站的订户组接入模式在内的消息。
29.一种基站，用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站具有关联的订户组接入模式，并且包括：
闭合订户组管理模块，配置为存储所述基站的订户组标识符；
切换模块，配置为执行切换过程，所述切换过程包括将与移动设备相关联的通信链路从所述基站转移到目标基站，所述目标基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，所述切换过程还包括向核心网发送指示所述通信链路被转移到的目标基站的订户组接入模式的数据。
30.一种基站，用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站具有关联的订户组接入模式，并且包括：
闭合订户组管理模块，配置为存储所述基站的订户组标识符；
切换模块，配置为执行切换过程，所述切换过程包括将与移动设备相关联的通信链路从源基站转移到所述基站，所述源基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，所述切换过程还包括向核心网发送指示所述通信链路被转移到的所述基站的订户组接入模式的数据。
31.一种操作基站的方法，所述基站用于与多个移动设备和核心网通信，所述基站具有关联的订户组接入模式，所述方法包括：
在所述基站与另一基站之间转移与移动设备相关联的通信链路，所述另一基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作；以及
向核心网发送指示所述通信链路被转移到的基站的订户组接入模式的数据。
32.根据权利要求31所述的方法，其中转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从所述基站转移到另一基站。
33.根据权利要求31所述的方法，其中转移与移动设备相关联的通信链路包括：将所述通信链路从另一基站转移到所述基站。
34.根据权利要求31到33中任一项所述的操作基站的方法，还包括：操作所述基站以提供权利要求3到8中的任一项的特征。
35.一种操作用于通信网络的移动性管理实体的方法，所述方法包括：
存储移动设备与多个基站中的至少一个基站之间的关联以控制所述核心网与所述移动设备之间的通信，其中所述移动设备经由所述至少一个基站连接到核心网；
在所述移动设备从所述至少一个基站切换到另一基站的情况下更新所存储的关联，所述另一基站属于与所述至少一个基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，其中更新包括：更新指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
36.一种包括指令的计算机程序产品，所述指令可操作用于：对可编程处理器进行编程，以执行根据权利要求30到34中任一项所述的方法。
37.一种移动通信设备，包括：用于在所述移动通信设备在第一基站和第二基站之间的切换期间与所述第一基站和/或所述第二基站通信的装置，其中所述第二基站属于与所述第一基站所属的相同的订户组，但是根据与所述第一基站的订户组接入模式不同的订户组接入模式进行操作，所述第一基站是根据权利要求1到8、29或30中任一项所述的基站，所述第二基站是根据权利要求1到8、29或30中任一项所述的基站。
38.一种通信系统，包括：
移动设备；
多个基站，每个基站配置为与所述移动设备和核心网通信，每个基站根据关联的订户组接入模式进行操作并且包括：闭合订户组管理模块，配置为存储所述基站的订户组标识符；连接管理模块，配置为执行切换过程，所述切换过程包括在所述基站与另一基站之间转移与所述移动设备相关联的通信链路，所述另一基站属于与所述基站所属的相同的订户组，并且根据不同的订户组接入模式进行操作，所述切换过程还包括向核心网发送指示所述通信链路要被转向的基站的订户组接入模式的数据；以及
移动性管理实体，包括：通信装置，适于存储在所述移动设备与所述多个基站中的至少一个基站之间的关联以控制所述核心网与所述移动设备之间的通信，其中所述移动设备经由所述至少一个基站连接到核心网；控制器，配置为在所述移动设备从所述至少一个基站切换到另一基站的情况下更新所存储的关联，其中所述另一基站属于与所述至少一个基站所属的相同的闭合订户组，但是根据与所述至少一个基站的订户组接入模式不同的订户组接入模式进行操作，其中所更新的关联包括指示所述另一基站的订户组接入模式的数据。
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