CN103369605A - 一种小区重选的方法和用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小区重选方法，包括：驻留在演进的通用移动通信系统陆地无线接入网E-UTRAN的用户设备向网络侧发送请求消息并被所述网络侧拒绝后，满足指定条件时，所述用户设备关闭演进的通用移动通信系统陆地无线接入E-UTRA能力，重选到其他网络，所述指定条件包括：所述网络侧的拒绝消息中携带分组交换后退定时器且所述用户设备本地未运行电路交换后退定时器。本发明还提供一种用户设备。本发明能够实现发生拥塞时实现UE的小区重选，避免乒乓效应，提高用户体验，减少UE功耗。

Description

一种小区重选的方法和用户设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术，特别是指一种小区重选的方法和用户设备。
背景技术
机器对机器(M2M，Machine to Machine)技术指机器之间建立连接的所有技术和手段。M2M理念在上个世纪九十年代就出现了，但是只停留在理论阶段。2000年以后，随着移动通信技术的发展，以移动通信技术实现机器设备的联网成为可能。2002年左右M2M业务就在市场上出现，并在随后的几年迅速发展，成为众多通信设备商和电信运营商的关注焦点。目前全球的机器数量比人的数量要多很多，因此可以预见到M2M技术良好的市场前景。
对M2M通信应用场景的研究表明在移动网络上提供M2M通信具有潜在的市场前景。但M2M业务对系统提出了很多新的要求，为了增强移动网络在这方面的竞争力，有必要对现有的移动网络进行优化，以更有效的支持M2M通信。
现有的移动通信网络主要针对人与人的通信进行设计，而对机器与机器、人与机器的通信则优化不足。此外，运营商如何能够以低成本提供M2M通信服务，也是M2M通信部署成功的关键。
基于以上情况，有必要研究移动网络支持M2M通信的解决方案。解决方案要最大限度重用现有网络，降低大量M2M通信对网络造成的影响以及运营维护的复杂度。
目前电信市场竞争日趋激烈，资费不断下降，运营商利润空间不断减小，以人为基础的通信市场正在趋于饱和，M2M对运营商来说是全新的发展机遇。
为了有效地利用移动网络资源，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rdGeneration Partnership Project)提出了机器类型通信(MTC，Machine TypeCommunication)，包括M2M、机器对人(Machine to Man)进行通讯的业务，其业务范围远远超出了以往人对人(H2H，Human to Human)之间的通讯，MTC在接入控制、计费、安全性、服务质量(QoS，Quality of Service)、业务模式等方面与现在的H2H通讯模式有很大的区别。
3GPP演进分组系统(EPS，Evolved Packet System)包括了无线接入网(如通用移动通信系统(UMTS)陆地无线接入网(UTRAN，UniversalTerrestrial Radio Access Network)、演进的UTRAN(E-UTRAN，EvolvedUTRAN)、全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进(GSM/EDGE)无线接入网络(GERAN，GSM/EDGE Radio Access Network))和核心网。在演进的分组核心网(EPC，Evolved Packet Core)中有移动管理实体(MME，Mobility Management Entity)、服务网关(SG，Serving Gateway)、分组数据网(PDN)网关(PGW，PDN Gateway)等网元；在GPRS核心网中包括服务GPRS支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)等网元；在E-UTRAN中包括演进的节点B(eNB，evolved Node B)。上述系统结构如图1所示。
用户设备(UE，或称终端)可以处于以下两种状态之一：一种为RRC连接态(RRC_CONNECTED，简称为连接态)；另一种为RRC空闲态(RRC_IDLE，简称为空闲态)，处于空闲态的UE没有与网络侧建立无线资源控制(RRC，Radio Resources Control)连接，处于连接态的UE则与网络侧建立了RRC连接。
在移动的过程中，对于空闲态的UE，一般使用小区选择或重选流程进入目标小区；对于连接态的UE，一般使用小区切换流程进入目标小区。
UE可以同时注册到演进分组系统(EPS，Evolved Packet System)服务和非演进分组系统(non EPS)服务，这称为联合附着。联合附着的UE有两种操作模式：CS/PS(Circuit Switched/Packet Switched，电路交换/分组交换)模式1(UE用途为语音为主“voice centric”)和CS/PS模式2(UE用途为数据为主“data centric”)。
MTC用户设备(即具有MTC功能的用户设备)的数量巨大，因此可能引起网络拥塞，为了避免网络拥塞，3GPP中提出了采用后退时间的机制，包括会话管理后退定时器和移动管理后退定时器。后退定时器一般由网络侧采用NAS(Non Access Stratum，非接入层)信令，在拒绝消息中发送到UE，如图2，3所示，分别给出了联合附着/联合位置更新成功和失败的流程示意图：
(1)基于接入点名称(APN，Access Point Name)会话管理的拥塞控制
当某个APN被检测出拥塞，MME应运行会话管理后退定时器(SessionManagement back-off Timer)，并拒绝来自UE的对于此APN的ESM(EPSSession Management，EPS会话管理)请求消息(包括PDN连接，承载资源分配或正在资源修改请求等)。MME中的Session Management back-off Timer是基于每个UE和APN的。MME发送会话管理请求消息给UE前，应该清除Session Management back-off Timer。
(2)产生MM(移动管理)back-off Timer，并放在UE上下文中，对EMM(EPS Mobility Management，EPS移动管理)信令进行控制。但是对于处于连接状态下的跟踪区域更新(TAU，Tracking Area Updating)不应该拒绝，如在切换过程中产生的TAU。
在通用拥塞场景下，MME产生并运行back-off Timer，并拒绝来自终端的移动性管理信令请求。除了高优先级用户(Service User)、紧急服务(Emergency Services)和移动被叫服务(Mobile Terminated Services)业务外，UE不应发起其他业务的移动性管理消息。
对于联合附着的UE，如果不想重选或被切换到E-UTRAN(Evolved-UTRAN)，则UE可以关闭E-UTRA(Evolved-UTRA，演进的UMTS陆地无线接入)能力，只有EMM-IDLE(Evolved MobileManagement-IDLE，演进的移动管理空闲)模式的UE可以关闭E-UTRA能力，同时3GPP规定了在哪些情况下UE需要重新开启E-UTRA能力。
为了区分PS拥塞和CS拥塞，核心网采用不同的后退定时器设置，即PS back-off timer和CS back-off timer.目前3GPP规定：如果PS back-off timer运行，而CS back-off timer停止，即PS拥塞，CS不拥塞，空闲态UE驻留在E-UTRAN，UE需要发起CS相关的服务，如语音或短信SMS(Short MessageService，短信服务)，此时UE可以重选到GERAN/UTRAN(GSM EDGE RadioAccess Network/Universal Terrestrial Radio Access Network)，在GREAN/UTRAN发起CS服务。
在对现有技术的研究和实践过程中发现现有技术存在以下问题：PS后退定时器运行，没有CS后退定时器，UE在GERAN/UTRAN的服务结束，UE返回空闲模式，采用正常的小区重选，则UE可能重选回E-UTRAN小区，而E-UTRAN中的PS back-off timer仍在运行，UE不能在E-UTRAN中发起附着/位置更新，则可能发生在GERAN/UTRAN和E-UTRAN之间的乒乓效应，导致UE功耗增加并影响用户体验。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种小区重选的方法和用户设备，确定了当网络拥塞时，UE的小区重选方式。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种小区重选方法，包括：
驻留在E-UTRAN的用户设备向网络侧发送请求消息并被所述网络侧拒绝后，满足指定条件时，所述用户设备关闭E-UTRA能力，重选到其他网络，所述指定条件包括：所述网络侧的拒绝消息中携带分组交换后退定时器且所述用户设备本地未运行电路交换后退定时器。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括，所述分组交换后退定时器停止或超时后，所述用户设备开启所述E-UTRA能力。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述用户设备为电路交换/分组交换CS/PS模式1或CS/PS模式2的用户设备。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括，当不满足所述指定条件时，所述用户设备驻留在当前小区执行正常的小区重选过程。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括，所述用户设备关闭或开启E-UTRA能力后，向网络侧发送关闭或开启E-UTRA能力的指示消息。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述其他网络为：全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进无线接入网络/通用移动通信系统陆地无线接入网/码分多址20001x(GERAN/UTRAN/CDMA20001x)。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述请求消息包括如下之一或其组合：
服务请求、联合附着、联合位置更新、周期性位置更新。
本发明还提供一种用户设备，包括：发送单元、接收单元和设置单元，其中：
所述发送单元用于，当所述用户设备驻留在E-UTRAN时，向网络侧发送请求消息；以及，在所述设置单元关闭E-UTRA能力后，重选到其他网络；
所述接收单元用于，接收所述网络侧返回的响应消息；
所述设置单元用于，在所述用户设备的所述请求消息被所述网络侧拒绝指后，满足指定条件时，关闭E-UTRA能力，所述指定条件包括：所述网络侧的拒绝消息中携带分组交换后退定时器且所述用户设备本地未运行电路交换后退定时器。
进一步的，上述用户设备还可具有以下特点，所述设置单元还用于，在所述分组交换后退定时器停止或超时后，开启所述E-UTRA能力。
进一步的，上述用户设备还可具有以下特点，所述用户设备为CS/PS模式1或CS/PS模式2的用户设备。
进一步的，上述用户设备还可具有以下特点，所述发送单元还用于，当不满足所述指定条件时，驻留在当前小区执行正常的小区重选过程。
进一步的，上述用户设备还可具有以下特点，所述发送单元还用于，在所述设置单元关闭或开启E-UTRA能力后，向网络侧发送关闭或开启E-UTRA能力的指示消息。
进一步的，上述用户设备还可具有以下特点，所述其他网络为：GERAN/UTRAN/CDMA20001x。
进一步的，上述用户设备还可具有以下特点，所述请求消息包括如下之一或其组合：
服务请求、联合附着、联合位置更新、周期性位置更新。
本发明小区重选的方法和系统中：驻留在E-UTRAN的UE发起服务请求/联合附着请求/联合位置更新请求，网络侧发送拥塞指示，同时分组交换PS后退定时器back-off timer运行，电路交换CS back-off timer不运行，则UE关闭E-UTRA能力并重选到GERAN/UTRAN/CDMA20001x；当PSback-off timer停止或超时，UE重新开启E-UTRA能力。如此能够实现发生拥塞时实现UE的小区重选，避免乒乓效应，提高用户体验，减少UE功耗。
附图说明
图1为现有技术3GPP中的非漫游场景下的系统架构示意图；
图2为现有技术中联合附着/位置更新过程成功示意图；
图3为现有技术中联合附着/位置更新过程失败示意图；
图4为本发明实施例小区重选方法流程示意图；
图5本发明实施例一小区重选方法示意图；
图6为本发明实施例二小区重选方法示意图；
图7为本发明实施例用户设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施提供一种小区重选方法，包括：
驻留在E-UTRAN的用户设备向网络侧发送请求消息并被所述网络侧拒绝后，满足指定条件时，所述用户设备关闭E-UTRA能力，重选到其他网络，所述指定条件包括：所述网络侧的拒绝消息中携带分组交换后退定时器且所述用户设备本地未运行电路交换后退定时器。
其中，所述方法还包括，所述分组交换后退定时器停止或超时后，所述用户设备开启所述E-UTRA能力。
其中，所述方法还包括，所述用户设备关闭或开启E-UTRA能力后，向网络侧发送关闭或开启E-UTRA能力的指示消息。
其中，所述用户设备为电路交换/分组交换CS/PS模式1或CS/PS模式2的用户设备。
其中，当不满足所述指定条件时，所述用户设备驻留在当前小区执行正常的小区重选过程，即现有的小区重选过程。
其中，所述其他网络为：全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进无线接入网络/通用移动通信系统陆地无线接入网/码分多址20001x(GERAN/UTRAN/CDMA20001x)。
其中，所述请求消息包括如下之一或其组合：
服务请求、联合附着、联合位置更新、周期性位置更新。
其中，所述指定条件还包括，相关计数器的计数值达到指定值。比如，附着计数器的计数值达到指定值。
如图4所示，本发明实施例提供的小区重选方法包括：
步骤101，空闲UE在E-UTRAN发起请求。
所述请求包括UE主动发起的请求过程和UE收到网络侧的寻呼page消息后发起的请求过程；具体来说，所述UE发起的请求与CS相关，如CSFB(CS fallback，电路交换回落)或SMS；UE签约非PS-enforced。
所述请求不包括以下任意一种：高优先级业务请求，如UE的接入类为AC11-15，紧急承载服务请求，CSFB的紧急承载服务请求。这些请求由于优先级高。
需要指出的是，所述请求还包括：联合附着combined attach(EPS和non-EPS attach或EPS和SMS only attach)，联合位置更新(跟踪区域更新TAU和位置区域更新LAU)，周期性位置更新。
所述UE的操作模式为CS/PS模式1或CS/PS模式2。
步骤102，网络是否拥塞，如果是，转向步骤103，否则转向步骤106。
所述拥塞是指PS发生拥塞，CS没有拥塞。
步骤103，网络侧向UE发送拒绝消息并分配PS后退定时器，本实施例中用T3346表示PS后退定时器；
所述网络侧是指MME；
所述拒绝消息是指针对UE请求的相应拒绝消息，此处为服务拒绝消息。
步骤104，UE判断CS后退定时器未运行，则关闭E-UTRA能力，重选到GERAN/UTRAN/CDMA20001x并发起请求。
所述UE关闭E-UTRA能力是指：UE将相关的UE能力指示信元中的E-UTRA能力比特设置为0，即不支持E-UTRA接入；
所述UE重选到GERAN/UTRAN，并发起服务请求或移动管理MM过程。
步骤105，T3346停止或超时，UE开启E-UTRA能力。
所述T3346停止或超时说明PS拥塞解除，则所述UE将相关的UE能力指示信元中的E-UTRA能力比特设置为1，即支持E-UTRA接入；
所述UE可以在GERAN/UTRAN中继续服务过程，或者服务结束后，UE返回空闲态并驻留在GERAN/UTRAN中采用正常的小区重选过程。
步骤106，网络侧向UE发送接受消息，UE在当前E-UTRAN小区完成所需服务，流程结束。
所述UE在E-UTRAN小区中完成所需服务，UE返回空闲态驻留在当前小区，采用正常的小区重选过程。
下面通过具体的实施例对上述方案进行详细的描述。
实施例一
本实施例的场景是：UE向网络侧发送联合附着请求，如图5所示，包括以下步骤：
步骤201，UE向网络侧发送联合附着请求消息。
所述联合附着包括：EPS服务附着和non EPS服务附着，或者EPS服务附着和SMS only附着；
所述网络侧是指MME。
步骤202，网络侧向UE发送拒绝响应消息，并在消息中指示原因为拥塞；
所述响应消息是附着拒绝(attach reject)消息；
所述attach reject是指EPS和non EPS附着都失败；
所述拥塞指示包含后退定时器，所述T3346为PS后退定时器，表明PS拥塞。
步骤203，T3246是否运行，如果是，转向步骤204，否则转向步骤205。
所述T3246为CS的后退定时器，即T3246运行表示CS拥塞。
步骤204，UE驻留在当前E-UTRAN，采用正常的小区重选，流程结束。
所述UE驻留在当前的E-UTRAN小区，直到拥塞解除，UE可以再次发起所需的attach请求。
步骤205，附着计数器(attach counter)是否为指定值，比如5，如果是，转向步骤206，否则转向步骤212；
步骤206，如果是UE是否为连接模式，如果是，转向步骤207，否则转向步骤208；
所述连接模式为EMM connected模式。
步骤207，UE断开NAS连接，进入EMM-IDLE模式；
所述UE断开所述NAS连接，包括相关的RRC连接；
步骤208，UE关闭E-UTRA功能，重选到GERAN/UTRAN；
所述UE将相关的UE能力指示信元中的E-UTRA比特置0，表明关闭所述E-UTRA功能；
步骤209，T3346是否停止或超时，如果是，转向步骤210，否则转向步骤211；
如果所述T3346运行，则判断T3346是否停止或超时。
步骤210，UE开启E-UTRA功能，进行正常的小区重选过程，流程结束。
如果T3346停止或超时，则UE开启E-UTRA功能，进行正常的小区重选；如果没有T3346，则UE根据需要开启E-UTRA功能；
所述开启E-UTRA功能是指UE将相关UE能力指示信元的E-UTRA比特置1，表明开启E-UTRA功能。
步骤211，UE继续驻留在GERAN/UTRAN，直到T3346停止或超时，流程结束。
步骤212，attach counter加1，返回步骤201。
实施例二
本实施例的场景是：UE向网络侧发送联合位置更新请求，如图6所示，包括以下步骤：
步骤301，UE在E-UTRAN发送联合位置更新请求；
所述联合位置更新包括：TAU和LAU；
步骤302，网络侧向UE发送拒绝响应消息，并在消息中指示拒绝原因为拥塞；
所述响应消息是TAU reject消息；
所述TAU reject是指EPS TAU和non EPS的位置更新都失败；
所述拥塞指示包含T3346后退定时器，所述T3346为PS后退定时器，表明PS拥塞。
步骤303，T3246是否运行，如果是，转向步骤304，否则转向步骤305。
所述T3246为CS的后退定时器，即T3246运行表示CS拥塞。
步骤304，UE驻留在当前E-UTRAN，采用正常的小区重选，流程结束。
所述UE驻留在当前的E-UTRAN小区，直到拥塞解除，UE可以再次发起所需的位置更新请求。
步骤305，TAU计数器是否为指定值，比如5，如果是，转向步骤306，否则转向步骤312；
当然，也可以不设定TAU计数器。
步骤306，判断UE是否为连接模式，如果是，转向步骤307，否则转向步骤308；
所述连接模式为EMM connected模式。
步骤307，UE断开NAS连接，进入EMM-IDLE模式；
所述UE断开所述NAS连接，包括相关的RRC连接；
步骤308，UE关闭E-UTRA功能，重选到GERAN/UTRAN；
所述UE将相关的UE能力指示信元中的E-UTRA比特置0，表明关闭所述E-UTRA功能；
步骤309，T3346是否停止或超时，如果是，转向步骤310，否则转向步骤311；
如果所述T3346运行，则判断T3346是否停止或超时。
步骤310，UE开启E-UTRA功能，进行正常的小区重选过程，流程结束。
如果T3346停止或超时，则UE开启E-UTRA功能，进行正常的小区重选；如果没有T3346，则UE根据需要开启E-UTRA功能；
所述开启E-UTRA功能是指UE将相关UE能力指示信元的E-UTRA比特置1，表明开启E-UTRA功能。
步骤311，UE继续驻留在GERAN/UTRAN，直到T3346停止或超时，流程结束。
步骤312，TAU计数器加1，返回步骤301。
为了实现上述方法，本发明实施例还提出了一种用户设备，如图7所示，包括发送单元、接收单元和设置单元，其中：
所述发送单元用于，当所述用户设备驻留在E-UTRAN时，向网络侧发送请求消息；以及，在所述设置单元关闭E-UTRA能力后，重选到其他网络；
所述接收单元用于，接收所述网络侧返回的响应消息；
所述设置单元用于，在所述用户设备的所述请求消息被所述网络侧拒绝指后，满足指定条件时，关闭E-UTRA能力，所述指定条件包括：所述网络侧的拒绝消息中携带分组交换后退定时器且所述用户设备本地未运行电路交换后退定时器。
其中，所述设置单元还用于，在所述分组交换后退定时器停止或超时后，开启所述E-UTRA能力。
其中，所述发送单元还用于，在所述设置单元关闭或开启E-UTRA能力后，向网络侧发送关闭或开启E-UTRA能力的指示消息。
其中，所述其他网络为：GERAN/UTRAN/CDMA20001x。
其中，所述用户设备为CS/PS模式1或CS/PS模式2的用户设备。
其中，所述发送单元还用于，当不满足所述指定条件时，驻留在当前小区执行正常的小区重选过程。
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。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (14)

1.一种小区重选方法，其特征在于，包括：
驻留在演进的通用移动通信系统陆地无线接入网E-UTRAN的用户设备向网络侧发送请求消息并被所述网络侧拒绝后，满足指定条件时，所述用户设备关闭演进的通用移动通信系统陆地无线接入E-UTRA能力，重选到其他网络，所述指定条件包括：所述网络侧的拒绝消息中携带分组交换后退定时器且所述用户设备本地未运行电路交换后退定时器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述分组交换后退定时器停止或超时后，所述用户设备开启所述E-UTRA能力。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备为电路交换/分组交换CS/PS模式1或CS/PS模式2的用户设备。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，当不满足所述指定条件时，所述用户设备驻留在当前小区执行正常的小区重选过程。
5.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述用户设备关闭或开启E-UTRA能力后，向网络侧发送关闭或开启E-UTRA能力的指示消息。
6.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述其他网络为：全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进无线接入网络/通用移动通信系统陆地无线接入网/码分多址20001x(GERAN/UTRAN/CDMA20001x)。
7.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述请求消息包括如下之一或其组合：
服务请求、联合附着、联合位置更新、周期性位置更新。
8.一种用户设备，包括：发送单元、接收单元和设置单元，其中：
所述发送单元用于，当所述用户设备驻留在E-UTRAN时，向网络侧发送请求消息；以及，在所述设置单元关闭E-UTRA能力后，重选到其他网络；
所述接收单元用于，接收所述网络侧返回的响应消息；
所述设置单元用于，在所述用户设备的所述请求消息被所述网络侧拒绝指后，满足指定条件时，关闭E-UTRA能力，所述指定条件包括：所述网络侧的拒绝消息中携带分组交换后退定时器且所述用户设备本地未运行电路交换后退定时器。
9.如权利要求8所述的用户设备，其特征在于，所述设置单元还用于，在所述分组交换后退定时器停止或超时后，开启所述E-UTRA能力。
10.如权利要求8所述的用户设备，其特征在于，所述用户设备为CS/PS模式1或CS/PS模式2的用户设备。
11.如权利要求8所述的用户设备，其特征在于，所述发送单元还用于，当不满足所述指定条件时，驻留在当前小区执行正常的小区重选过程。
12.如权利要求8至11任一所述的用户设备，其特征在于，所述发送单元还用于，在所述设置单元关闭或开启E-UTRA能力后，向网络侧发送关闭或开启E-UTRA能力的指示消息。
13.如权利要求8至11任一所述的用户设备，其特征在于，所述其他网络为：GERAN/UTRAN/CDMA20001x。
14.如权利要求8至11任一所述的用户设备，其特征在于，所述请求消息包括如下之一或其组合：
服务请求、联合附着、联合位置更新、周期性位置更新。
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