CN103249081B - 一种多个移动中继协作进行切换的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种多个移动中继协作进行切换的方法与装置。其中，源基站接收待切换移动中继经由辅助移动中继发送的所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告；所述源基站根据所述测量报告为所述待切换移动中继做出切换决定；所述源基站从待切换至的目标基站为所述待切换移动中继获取切换配置信息；所述源基站经由辅助移动中继向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息，以供所述待切换移动中继进行RRC重配置并与所述目标基站进行通信，其中，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量。与现有技术相比，本发明通过多个移动中继协作切换，降低了切换失败率。

Description

一种多个移动中继协作进行切换的方法与装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种多个移动中继协作进行切换的技术。

背景技术

目前，全世界都在大力发展高速公共运输。例如，德国、法国和日本都有其自己国家的高速铁路。中国的高速铁路在2020年将达到20000km，火车的速度可以超过350km/h。随着高速铁路的快速发展，无论是商务旅行或休闲旅行，越来越多的人选择乘坐高速火车。在火车旅程中，乘客通过各种移动无线通信方式与外界联系。

为了在高速移动环境下，提供高质量的无缝传输服务，移动中继(mobile relay)可以装置于高速火车上，并通过安装于火车顶部的外部天线与铁路沿线的基站(eNB)提供无线回程链路连接，以及通过安装于火车内部的内部天线为车厢内的用户设备提供无线接入连接。

组切换(group handover)被认为是移动中继的特点之一。在高速移动场景下，切换发生的更为频繁。对于移动中继的性能来说，回程链路的带宽和可靠性至关重要。任何回程链路的连接失败都可能导致移动中继所连接的所有用户设备电话掉线。因此，移动中继的切换过程需要仔细进行设计，以满足在较小影响现有系统情况下的高成功率要求。

如图1所示，在现有的移动中继的切换过程中，当一个移动中继从源基站(sourceDeNB)切换至目标基站(target DeNB)时，该移动中继与该源基站及目标基站进行通信，以发送测量报告和接收配置信息。

具体地，仍参阅图1，传统的切换过程包括3个阶段，分别为切换准备阶段、切换执行阶段和切换完成阶段。其中，切换准备阶段包括步骤S101-S107，主要涉及源基站根据移动中继的回程链路的信道质量的测量报告为移动中继做出切换决定，以及所述源基站从待切换至的目标基站获取所述移动中继的切换配置信息；切换执行阶段包括步骤S108-S111，主要涉及所述移动中继根据所述切换配置信息进行RRC重配置并缓存用户数据；切换完成阶段包括步骤S112-S118，主要涉及移动中继网关(Relay-SGW/PGW)将下行链路路径从所述源基站切换至所述目标基站，以及所述源基站释放资源。

传统的切换过程采用一个较高的切换阀值和较长的冗余时间，以避免切换碰撞，切换碰撞减少了切换的数量，可是这样增加了切换过程的延时。然而在高速移动场景下，由于火车的速度，回程链路的信道质量下降很快。切换过程的延时可能带来一些问题，如果回程链路的信道质量下降至切换相关信息不能发送的水平，将导致切换失败，切换成功率极大降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种多个移动中继协作进行切换的方法与装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种多个移动中继协作进行切换的方法，其中，该方法包括以下步骤：

a源基站接收待切换移动中继经由辅助移动中继发送的所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，所述源基站与所述待切换移动中继相对应，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量；

b所述源基站根据所述测量报告，为所述待切换移动中继做出切换决定；

c所述源基站从待切换至的目标基站为所述待切换移动中继获取切换配置信息；

d所述源基站经由辅助移动中继向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息，以供所述待切换移动中继进行RRC重配置并与所述目标基站进行通信，其中，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种通过与辅助移动中继协作进行切换的移动中继，其中，所述移动中继包括：

测量报告发送单元，用于当所述移动中继成为待切换移动中继时，经由辅助移动中继向源基站发送关于所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量，所述源基站与所述待切换移动中继相对应；

配置信息接收单元，用于经由所述辅助移动中继接收来自所述源基站的所述待切换移动中继的切换配置信息，其中，所述切换配置信息用于指示所述待切换移动中继进行RRC重配置，以使所述待切换移动中继切换至目标基站；

重配置执行单元，用于根据所述切换配置信息进行RRC重配置，并切换至所述目标基站，以与所述目标基站进行通信。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种辅助其他移动中继进行切换的辅助移动中继，其中，所述辅助移动中继包括：

中继信息中转单元，用于接收来自其他移动中继的关于所述其他移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，并将所述测量报告转发至所述其他移动中继所对应的源基站；

基站信息中转单元，用于接收来自所述源基站的关于所述其他移动中继的切换配置信息，并将所述切换配置信息转发至所述其他移动中继。

根据本发明的还一个方面，还提供了一种辅助多个移动中继之间协作切换的基站，其中，所述基站包括：

测量报告接收单元，用于接收待切换移动中继经由辅助移动中继发送的所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，所述基站与所述待切换移动中继相对应，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量；

切换决定单元，用于根据所述测量报告，为所述待切换移动中继做出切换决定；

配置信息获取单元，用于从待切换至的目标基站为所述待切换移动中继获取切换配置信息；

配置信息发送单元，用于经由所述辅助移动中继向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息，以供所述待切换移动中继进行RRC重配置并与所述目标基站进行通信。

与现有技术相比，本发明通过多个移动中继协作切换，降低了切换失败率。进一步地，本发明使用信道质量更好的辅助移动中继进行切换相关信息的发送和接收，诸如将待切换的移动中继的测量报告转发至源基站、将来自源基站的RRC配置信息转发至待切换的移动中继。多个移动中继协作切换的过程可以避免小区边缘的回程链路的信道质量快速下降造成的影响，并提高移动中继的切换成功率。

本发明对现有系统的影响较小，如并不影响移动中继的移动管理实体(Relay-MME)、移动中继网关(Relay-SGW/PGW)和用户设备网关(UE-SGW/PGW)等。并且，由于移动中继附着于网络，也被视为具有基站特性，多个移动中继的协作切换过程不会威胁系统的安全和正常运行。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出现有的移动中继进行切换的方法流程图；

图2示出移动中继经由辅助移动中继与源基站进行数据传输的示意图；

图3示出根据本发明一个优选实施例的切换准备阶段的方法流程图；

图4示出移动中继经由辅助移动中继及目标基站与源基站进行数据传输的示意图；

图5示出根据本发明另一个优选实施例的切换准备阶段的方法流程图；

图6示出根据本发明配合实现切换准备的移动中继、辅助移动中继和源基站的装置示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明主要涉及对切换准备阶段的优化，以提高切换成功率。

如图2所示，多个移动中继装置于高速火车上，并按照预定接口相互通信。移动中继2为待切换移动中继，且移动中继1与移动中继2均与源基站相对应，移动中继1的回程链路的信道质量高于移动中继2的回程链路的信道质量；该移动中继2经由移动中继1与该源基站进行切换相关数据和指令的传输，诸如移动中继2的测量报告、移动中继2的切换配置信息等，以进行移动中继2的切换。一般来说，高速火车的长度约400m。火车顶部可以装置多个移动中继，以维持回程链路的稳定性和支持高吞吐量。

为了高效协调和合作，多个移动中继之间可以以有线或无线方式通过预定接口进行通信，例如基于X2接口的多个移动中继之间的互联接口。

在多个移动中继之间协作切换的过程中，多个移动中继之间可以通过所述预定接口传输切换相关信息，如每个移动中继向其他移动中继发送其回程链路的信道质量信息，并接收其他移动中继发送的其他移动中继的回程链路的信道质量信息。当前正在切换的移动中继获取其他移动中继的回程链路的信道质量信息，并从中选择信道质量最好的移动中继作为用于传输切换相关信息的辅助移动中继，以降低切换失败率。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，多个移动中继协作进行切换的切换准备过程包括：在步骤S301中，源基站向其所对应的移动中继发送测量控制信息，以指示所述移动中继的测量过程和上报内容；在步骤S302中，当所述移动中继成为所述待切换移动中继时，所述待切换移动中继经由辅助移动中继向所述源基站发送关于所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量；在步骤S303中，所述源基站根据所述测量报告，为所述待切换移动中继做出切换决定；在步骤S304中，所述源基站向待切换至的目标基站发送切换请求；在步骤S305中，所述目标基站为所述待切换移动中继进行接入控制；在步骤S306中，所述目标基站向所述源基站发送切换请求应答信息，相应地，所述源基站从所述切换请求应答信息中获取所述待切换移动中继的切换配置信息；在步骤S307中，所述源基站经由所述辅助移动中继向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息，以供所述待切换移动中继进行RRC重配置并与所述目标基站进行通信。

随后，所述待切换移动中继根据所述切换配置信息进行RRC重配置，并切换至所述目标基站，以与所述目标基站进行通信。

优选地，所述辅助移动中继由所述源基站选择，所述源基站从其所对应的移动中继中选择一个或多个作为所述辅助移动中继。例如，除了待切换移动中继，源基站还可对应有多个移动中继，源基站根据该等移动中继的回程链路的信道质量，从中选择一个或多个信道质量高于该待切换移动中继的回程链路的信道质量的移动中继作为所述辅助移动中继，以经由所述辅助移动中继与所述待切换移动中继之间发送切换相关信息。在此，源基站可以预先为移动中继确定相应的辅助移动中继，当该移动中继成为待切换移动中继后，即可直接经由源基站为选择的辅助移动中继，向该源基站转发测量报告，从而减少了实时选择辅助移动中继所造成的延时。其中，移动中继的回程链路的信道质量可通过信噪比(SNR)、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)等信道质量相关参数进行确定。

此外，该辅助移动中继与该待切换移动中继之间的通信连接关系，可以在切换过程之前预先建立，也可以在源基站确定辅助移动中继后，该辅助移动中继与该待切换移动中继建立连接及通信。

本领域技术人员应能理解，上述源基站选择辅助移动中继的方式、信道质量相关参数以及辅助移动中继与待切换移动中继之间通信连接关系的建立方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的源基站选择辅助移动中继的方式、信道质量相关参数或者辅助移动中继与待切换移动中继之间通信连接关系的建立方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。

作为选择所述辅助移动中继的另一优选方式，在步骤S302中，所述待切换移动中继还根据与其相互通信的其他移动中继的回程链路的信道质量信息，从所述其他移动中继中选择一个或多个作为所述辅助移动中继。例如，所述待切换移动中继选择信道质量最好的一个其他移动中继作为所述辅助移动中继。

更优选地，该切换准备过程中，所述待切换移动中继还获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息。在此，该获取步骤可以周期性触发，如定时获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息，也可以应事件触发，如当所述移动中继成为待切换移动中继时，获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息。

如图4所示，多个移动中继装置于高速火车上，并按照预定接口相互通信。移动中继1为待切换移动中继，且移动中继1与源基站相对应，移动中继2与移动中继1待切换至的目标基站相对应，移动中继2的回程链路的信道质量高于移动中继1的回程链路的信道质量；该移动中继1经由移动中继2及该目标基站与该源基站进行切换相关数据的传输，诸如移动中继1的测量报告、移动中继1的切换配置信息等，以进行该移动中继1的切换。

在此，由于高速火车的行驶方向是一定的，移动中继2的位置在移动中继1的位置之前，即该移动中继2先与下一基站进行通信，因此，该移动中继2的源基站即为该移动中继1的待切换至的目标基站。

需要说明的是，上述移动中继2与目标基站相对应的情形仅为示例，用于说明本发明的目的，而不应被视为对本发明的任何限制。在更一般的场景下，移动中继2可以与源基站以外的其他基站相对应，该移动中继1经由移动中继2及其对应基站与该源基站进行切换相关数据的传输。为简便起见，本发明中仅以移动中继2与目标基站相对应进行举例，但本领域技术人员应能理解，移动中继2与其他基站相对应的情形仍属于本发明所保护的范围。

如图5所示，在本发明的另一个实施例中，多个移动中继协作进行切换的切换准备过程包括：在步骤S501中，源基站向其所对应的移动中继发送测量控制信息，以指示所述移动中继的测量过程和上报内容；在步骤S502中，所述移动中继根据其回程链路的信道质量的测量结果，确定其是否为所述待切换移动中继，当所述移动中继成为待切换移动中继时，所述移动中继所述待切换移动中继经由辅助移动中继向所述源基站发送所述测量报告，其中，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量；在步骤S503中，所述源基站根据所述测量报告，为所述待切换移动中继做出切换决定；在步骤S504中，所述源基站向所述目标基站发送切换请求；在步骤S505中，所述目标基站为所述待切换移动中继进行接入控制；在步骤S506中，所述目标基站向所述源基站发送切换请求应答信息，相应地，所述源基站从所述切换请求应答信息中获取所述待切换移动中继的切换配置信息；在步骤S507中，所述源基站经由所述辅助移动中继向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息，以供所述待切换移动中继进行RRC重配置并与所述目标基站进行通信。

随后，所述待切换移动中继根据所述切换配置信息进行RRC重配置，并切换至所述目标基站，以与所述目标基站进行通信。

优选地，在步骤S502中，所述待切换移动中继还根据与其相互通信的其他移动中继的回程链路的信道质量信息，从所述其他移动中继中选择一个或多个作为所述辅助移动中继。例如，所述待切换移动中继选择回程链路的信道质量最好的一个其他移动中继作为所述辅助移动中继。

更优选地，该切换准备过程中，所述待切换移动中继还获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息。在此，该获取步骤可以周期性触发，如定时获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息，也可以应事件触发，如当所述移动中继成为待切换移动中继时，获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息。

图6为根据本发明的装置示意图，示出配合实现切换准备的移动中继、辅助移动中继和源基站。具体地，移动中继10包括测量报告发送单元611、配置信息接收单元612和重配置执行单元613；辅助移动中继20包括中继信息中转单元621和基站信息中转单元622；源基站30包括测量报告接收单元631、切换决定单元632、配置信息获取单元633和配置信息发送单元634。

如图6所示，移动中继10的测量报告发送单元611当移动中继10成为所述待切换移动中继时，经由辅助移动中继20向源基站30发送关于所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，辅助移动中继20所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量，源基站30与所述待切换移动中继相对应；辅助移动中继20的中继信息中转单元621接收来自移动中继10的关于该移动中继10的回程链路的信道质量的测量报告，并将所述测量报告转发至移动中继10所对应的源基站30；源基站30的测量报告接收单元631接收经辅助移动中继20中转的所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告；切换决定单元632根据所述测量报告，为所述待切换移动中继做出切换决定；配置信息获取单元633从待切换至的目标基站为所述待切换移动中继获取切换配置信息；配置信息发送单元634经由辅助移动中继20向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息；辅助移动中继20的基站信息中转单元622接收来自源基站30的关于移动中继10的切换配置信息，并将所述切换配置信息转发至移动中继10；移动中继10的配置信息接收单元612经由辅助移动中继20接收来自源基站30的所述待切换移动中继的切换配置信息；重配置执行单元613根据所述切换配置信息进行RRC重配置，并切换至所述目标基站，以与所述目标基站进行通信。

其中，移动中继10与辅助移动中继20之间可以以有线或无线方式通过预定接口进行通信，例如基于X2接口的多个移动中继之间的互联接口。移动中继的回程链路的信道质量可通过信噪比(SNR)、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)等信道质量相关参数进行确定。

优选地，测量报告发送单元611还包括辅助中继选择单元6110。辅助中继选择单元6110根据与所述待切换移动中继相互通信的其他移动中继的回程链路的信道质量信息，从所述其他移动中继中选择一个或多个作为辅助移动中继20。例如，辅助中继选择单元6110选择信道质量最好的一个其他移动中继作为辅助移动中继20。

更优选地，辅助中继选择单元6110还获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息。在此，该获取操作可以周期性触发，如定时获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息，也可以应事件触发，如当所述移动中继成为待切换移动中继时，获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息。

在另一优选方案中，源基站30还包括辅助中继指定单元(未示出)。所述辅助中继指定单元从源基站30所对应的移动中继中选择一个或多个作为辅助移动中继20，以经由辅助移动中继20与所述待切换移动中继之间发送切换相关信息，诸如所述待切换移动中继的测量报告、所述待切换移动中继的切换配置信息等。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (14)

1.一种多个移动中继协作进行切换的方法，其中，该方法包括以下步骤：

a源基站接收待切换移动中继经由辅助移动中继发送的所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，所述源基站与所述待切换移动中继相对应，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量，所述辅助移动中继由所述源基站或所述待切换移动中继来选择；

b所述源基站根据所述测量报告，为所述待切换移动中继做出切换决定；

c所述源基站从待切换至的目标基站为所述待切换移动中继获取切换配置信息；

d所述源基站经由所述辅助移动中继向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息，以供所述待切换移动中继进行RRC重配置并与所述目标基站进行通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：

-所述源基站从其所对应的移动中继中选择一个或多个作为所述辅助移动中继。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述步骤a之前，该方法包括：

i当一移动中继成为所述待切换移动中继时，所述待切换移动中继经由所述辅助移动中继向所述源基站发送所述测量报告；

其中，所述步骤d之后，该方法还包括：

-所述待切换移动中继根据所述切换配置信息进行RRC重配置，并切换至所述目标基站，以与所述目标基站进行通信。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤i还包括：

-所述待切换移动中继根据与其相互通信的其他移动中继的回程链路的信道质量信息，从所述其他移动中继中选择一个或多个作为所述辅助移动中继。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法还包括：

-所述待切换移动中继获取所述其他移动中继的回程链路的信道质量信息。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述辅助移动中继与所述源基站相对应。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述辅助移动中继与所述源基站以外的其他基站相对应；

其中，所述步骤i中所述待切换移动中继发送所述测量报告的步骤包括：

-所述待切换移动中继经由所述辅助移动中继及其所对应的其他基站，向所述源基站发送所述测量报告。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述辅助移动中继与所述目标基站相对应。

9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤i还包括：

-所述移动中继根据其回程链路的信道质量的测量结果，确定其是否为所述待切换移动中继。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个移动中继之间通过预定接口进行通信。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预定接口包括基于X2的多个移动中继之间的互联接口。

12.一种通过与辅助移动中继协作进行切换的移动中继，其中，所述移动中继包括：

测量报告发送单元，用于当所述移动中继成为待切换移动中继时，经由辅助移动中继向源基站发送关于所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量，所述源基站与所述待切换移动中继相对应，所述辅助移动中继由所述源基站或所述待切换移动中继来选择；

配置信息接收单元，用于经由所述辅助移动中继接收来自所述源基站的所述待切换移动中继的切换配置信息，其中，所述切换配置信息用于指示所述待切换移动中继进行RRC重配置，以使所述待切换移动中继切换至目标基站；

重配置执行单元，用于根据所述切换配置信息进行RRC重配置，并切换至所述目标基站，以与所述目标基站进行通信。

13.根据权利要求12所述的移动中继，其中，所述测量报告发送单元还包括：

辅助中继选择单元，用于根据与所述待切换移动中继相互通信的其他移动中继的回程链路的信道质量信息，从所述其他移动中继中选择一个或多个作为所述辅助移动中继。

14.一种辅助多个移动中继之间协作切换的基站，其中，所述基站包括：

测量报告接收单元，用于接收待切换移动中继经由辅助移动中继发送的所述待切换移动中继的回程链路的信道质量的测量报告，其中，所述基站与所述待切换移动中继相对应，所述辅助移动中继所对应的回程链路的信道质量高于所述待切换移动中继所对应的回程链路的信道质量，所述辅助移动中继由所述基站或所述待切换移动中继来选择；

切换决定单元，用于根据所述测量报告，为所述待切换移动中继做出切换决定；

配置信息获取单元，用于从待切换至的目标基站为所述待切换移动中继获取切换配置信息；

配置信息发送单元，用于经由所述辅助移动中继向所述待切换移动中继发送所述切换配置信息，以供所述待切换移动中继进行RRC重配置并与所述目标基站进行通信。