CN103428789B - 一种中继设备的切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中继设备的切换方法，包括如下步骤：A、网络侧指示中继设备哪些小区是宿主基站DeNB小区；B、中继设备在移动过程中，对邻小区进行测量，并上报类型为DeNB小区的邻小区列表及相应的小区测量结果；C、网络侧判断中继设备是否进行切换，若是，从中继设备上报的邻小区列表中选择一个目标小区，指示中继设备切换到所述目标小区。本发明方案可以确保中继设备切换的目标小区一定是宿主基站小区。

Description

一种中继设备的切换方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种中继设备的切换方法。

背景技术

现有移动通信系统中的用户设备(UE)进行小区切换时，需要估计自己的移动状态，从而根据移动状态对触发时间(TTT，TimeToTrigger)这一切换参数进行调整。UE根据自己在一定时间间隔中所经历的小区的数目来判决移动状态。当前系统中定义了三个移动状态：常速，中速和高速。UE移动状态估计及TTT调整准则如下：

如果在持续时间t-Evaluation内，经历的小区数目超过高速移动小区数目门限(n-CellChangeHigh)，则UE进入高速移动状态，此时，TTT需要乘以高速调整因子(sf-High)。

如果在持续时间t-Evaluation内，经历的小区数目超过中速移动小区数目门限(n-CellChangeMedium)，但小于高速移动小区数目门限(n-CellChangeHigh)，则UE进入中速移动状态，此时，TTT需要乘以中速调整因子(sf-Medium)。

如果在持续时间t-HystNormal内，经历的小区数目小于中速移动小区数目门限(n-CellChangeMedium)，则UE进入常速移动状态，此时，TTT不需要调整。以上参数都是网络侧通过高层信令配置给UE的。其中，判决移动状态所使用的参数通过IE“MobilityStateParameters”来指示，如下所示：

用于调整TTT的参数通过IE“SpeedStateScaleFactors”来指示，如下所示：

如果网络侧为UE配置的测量上报的触发类型为事件触发，则UE需要使用TTT参数来决定一个时间间隔，该时间间隔的起点是邻小区的测量结果满足测量上报触发事件的进入条件，终点是UE上报该小区的测量结果。在TTT期间，UE还可能会对邻小区进行多次测量，只有所有的测量结果都满足触发事件的进入条件，在TTT结束时UE才会进行测量上报。UE的测量上报过程如图1所示。

网络侧根据UE的测量上报进行切换判决，之后才会执行切换操作，因此TTT越小，意味着UE的测量上报越快，切换执行的越早；反之，TTT越大，则UE的测量上报越慢，切换执行的越晚。对于高速移动状态，UE会更快地进入到切换目标小区中，此时UE会将TTT调整到较小的值，这样可以更早地执行切换，从而避免过晚切换。对于常速移动移动状态，UE会更慢地进入到切换目标小区中，此时UE会将TTT调整到较大的值，这样可以更晚的执行切换，从而避免过早切换。可以看到，UE根据自己的移动速度来对TTT参数进行调整，从而避免过早或过晚切换，提高切换的成功率。

目前，越来越多的高速移动的无线通信设备需要接入到移动通信系统中，其中最具代表性的就是3GPP正在讨论的移动中继设备。为了改善高铁场景下的高速移动用户的服务质量，3GPP在LTE-Advanced系统中引入了移动中继技术。移动中继的网络架构如图2所示。通过在高铁车厢205上安装移动中继设备202，车厢中的用户设备(UE，User Equipment)(UE1或UE2)可以通过移动中继设备202接入到移动通信网络中。UE通过接入链路（accesslink）与移动中继设备202通信，移动中继设备202通过回传链路（backhaullink）与宿主基站（Donor eNB，DeNB）201通信，从而通过两跳传输的方式为UE提供移动通信服务。对宿主基站201来说，移动中继设备202相当于一个UE；对于车厢中的UE1或UE2来说，移动中继设备202相当于一个基站。当高铁运行时，移动中继设备202需要在不同的宿主基站之间进行切换，即移动中继设备的回传链路需要从一个宿主基站切换到另一个宿主基站上；而车厢中的UE始终通过移动中继的接入链路与其相连，并不需要更换小区，因此UE并不需要执行切换过程。这样的网络架构避免了车厢中大量UE的群组切换问题，减少了网络的信令开销，但同时给移动中继设备的回传链路的切换带来了新的挑战。

移动中继设备只能接入到DeNB的小区中，如果在移动中继设备的切换过程中，源DeNB选择一个非DeNB作为目标节点，则该切换会失败，从而给移动中继设备的接入链路带来较大的服务中断时延，降低整个中继系统的QoS性能。

发明内容

本发明提供了一种中继设备的切换方法，可以确保中继设备切换的目标小区一定是宿主基站小区。

本发明实施例提供了一种中继设备的切换方法，包括如下步骤：

A、网络侧指示中继设备哪些小区是宿主基站DeNB小区；

B、中继设备在移动过程中，对邻小区进行测量，并上报类型为DeNB小区的邻小区列表及相应的小区测量结果；

C、网络侧判断中继设备是否进行切换，若是，从中继设备上报的邻小区列表中选择一个目标小区，指示中继设备切换到所述目标小区。

较佳地，步骤A为：在中继设备初始接入移动通信网络时，网络侧为所述中继设备配置DeNB小区列表。

较佳地，步骤A为：网络侧将物理小区标识PCI范围通知给中继设备，所述PCI范围内的小区均为DeNB小区。

较佳地，所述网络侧将物理小区标识PCI范围通知给中继设备为：通过中继设备的运营管理维护系统将PCI范围配置给中继设备，或网络侧通过空口信令将PCI范围通知给中继设备。

较佳地，步骤B所述对邻小区进行测量为：仅对类型为DeNB小区的邻小区进行测量。

较佳地，步骤B为：中继设备在移动过程中，对所有邻小区进行测量，并上报所测量的DeNB小区的测量结果。

本发明实施例还提供了另一种中继设备的切换方法，其特征在于，在X2接口的切换请求消息、S1接口的切换需求消息、S1接口的切换请求消息中包含的信元UE历史信息中指示历史小区是否为宿主基站DeNB小区；该方法包括如下步骤：

DeNB小区根据接收到的X2接口的切换请求消息、S1接口的切换请求消息中包含的信元UE历史信息确定邻小区是否为DeNB小区；

中继设备在移动过程中，对邻小区进行测量，并向该中继设备当前所在的宿主基站DeNB小区上报邻小区列表及相应的小区测量结果；

中继设备当前所在的DeNB小区判断中继设备是否进行切换，若是，从中继设备上报的邻小区列表中选择类型为DeNB小区的邻小区作为目标小区，指示中继设备切换到所述目标小区。

较佳地，该方法进一步包括：

a、中继设备记录在持续时间t-Evaluation内经历的小区数目n及t-HystNormal内经历的小区数目p；

b、中继设备判断n是否大于预先设置的超高速移动小区数目门限，若是，将触发时间值TTT乘以预先配置的超高速调整因子；否则执行步骤c；

c、若n小于超高速移动小区数目门限且大于高速移动小区数目门限，将TTT乘以高速调整因子；若n小于高速移动小区数目门限且大于中速移动小区数目门限，将TTT乘以中速调整因子；若p小于中速移动小区数目门限，不对TTT进行调整。

较佳地，超高速移动小区数目门限的取值范围为大于高速移动小区数目门限且小于50，以及，超高速调整因子的取值范围为小于高速调整因子且大于0。

较佳地，步骤a之前进一步包括：网络侧通过广播将超高速移动小区数目门限和超高速调整因子配置给中继设备；

或者，中继设备自行确定超高速移动小区数目门限和超高速调整因子。

从以上技术方案可以看出，中继设备得知哪些小区为宿主基站小区，或宿主基站知道哪些邻小区为宿主基站小区，将中继设备切换的目标小区限定为宿主基站小区，从而避免中继设备切换到非宿主基站小区导致的切换失败的问题。进一步地，本发明针对中继设备高速移动的状况，设置了超高速移动状态。

附图说明

图1为UE的测量上报过程示意图；

图2为移动中继的网络架构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种中继设备的切换方法流程图；

图4为本发明实施例提供的另一种中继设备的切换方法流程图。

具体实施方式

本发明的基本思想为：令中继设备得知哪些小区为宿主基站小区，或宿主基站知道哪些邻小区为宿主基站小区，将中继设备切换的目标小区限定为宿主基站小区。

本发明提供的一种中继设备的切换方法流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤301：网络侧指示中继设备哪些小区是DeNB小区；

步骤302：中继设备在移动过程中，对邻小区进行测量，并上报类型为DeNB小区的邻小区列表及相应的小区测量结果；

步骤303：网络侧判断中继设备是否进行切换，若是，从中继设备上报的邻小区列表中选择一个目标小区，指示中继设备切换到所述目标小区。

本发明提供的另一种中继设备的切换方法流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤401：DeNB小区根据接收到的X2接口的切换请求消息、S1接口的切换请求消息中包含的信元UE历史信息确定邻小区是否为DeNB小区；

步骤402：中继设备在移动过程中，对邻小区进行测量，并向该中继设备当前所在的宿主基站DeNB小区上报邻小区列表及相应的小区测量结果；

步骤403：中继设备当前所在的DeNB小区判断中继设备是否进行切换，若是，从中继设备上报的邻小区列表中选择类型为DeNB小区的邻小区作为目标小区，指示中继设备切换到所述目标小区。

为使本发明技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本发明方案进行详细阐述。

本发明实施例一：

实施例一中，网络侧指示移动中继设备哪些小区是DeNB小区，可以采用以下两种方法：

方式一：在移动中继设备初始接入移动通信网络时，网络侧（运营管理维护系统（OAM））为所述移动中继设备配置DeNB小区列表；

方式二：系统专门为DeNB小区预留一段连续的PCI，并将该PCI范围通知给移动中继设备，这可以通过移动中继设备的OAM配置给移动中继设备，也可以通过空口信令通知给移动中继设备。

在移动中继设备移动过程中，移动中继设备需要对邻小区进行测量并进行测量上报，如果在移动中继设备所上报的测量报告中只包含DeNB小区，则能够保证源DeNB所选择的切换目标小区一定是DeNB小区。这可以通过以下两种方法来实现：

限制移动中继设备只对DeNB小区进行测量；

移动中继设备可以对非DeNB小区进行测量，但是限制移动中继设备在测量报告中只包含DeNB小区。

本发明实施例二：

当前协议中，在X2接口的切换请求消息（HANDOVER REQUEST）、S1接口的切换需求消息（HANDOVER REQUIRED）、S1接口的切换请求消息（HANDOVER REQUEST）中都会包含信元（IE）“UE历史信息(UE HistoryInformation)”，用于指示UE所经历过的历史小区的相关信息。本方案中，在IE“UE History Information”中指示历史小区是否是一个DeNB小区。这样，DeNB小区可以根据IE“UE History Information”得知各个相邻小区是否为DeNB小区，当一个源DeNB中的移动中继设备需要进行切换时，源DeNB可以在针对该中继的切换判决时只选择DeNB小区作为切换目标小区。

IE“UE History Information”中所包含的小区类型信息是通过IE“小区类型（Cell Type）”来指示的，可以在其中加入是否是DeNB小区的标识，此时可以默认为DeNB小区都是large小区。修改后的IE“Cell Type”如下所示：

表1

当移动中继设备移动时，需要在不同的宿主基站之间进行切换，为了适应自身的速度，移动中继设备需要对TTT参数进行调整。现有技术中，UE的移动状态一共分为三个等级：常速、中速和高速，相应的对TTT的调整也只分为三个等级，以适应不同的移动状态下的切换性能需求。随着未来越来越多的具有更高速度的UE接入到移动通信网络，UE的移动速度范围将会扩大，此时仅将UE的移动状态分为三个等级是不够用的，根据移动状态进行调整之后的TTT参数将不适用于某些UE速度。比如对于移动中继设备来说，它的速度可以达到300km/h以上，此时如果再使用原有的参数对TTT进行调整是不合适的，容易发生过晚切换。也就是说，移动中继的速度已经远远超过现有网络中对高速移动状态的定义，此时如果使用原有的参数sf-High对TTT进行调整，调整之后的TTT对于移动中继来说还是偏大的。因此在上述实施例方案的基础上，需要进一步对TTT进行调整，使得调整后的TTT能够与移动中继设备的移动速度相对应，从而更快的执行切换。

以下给出两种调整TTT的解决方案。

第一种解决方案中，系统定义一个新的移动状态，如超高速移动状态。针对这个新的移动状态，定义新的判决门限（超高速移动小区数目门限）及新的TTT调整参数（超高速调整因子），如超高速移动小区数目门限的取值范围为大于高速移动小区数目门限且小于50，例如可以是现有参数高速移动小区数目门限（n-CellChangeHigh）的2倍，超高速调整因子的取值范围为小于高速调整因子且大于0，例如，可以是现有的高速调整因子（sf-High）的0.5倍。

中继估计自己的移动状态时，如果发现在持续时间t-Evaluation内，经历的小区数目超过新的判决门限，则中继进入超高速移动状态，此时，TTT需要乘以新的TTT调整参数。

新的判决门限及新的TTT调整参数的设置可以采用以下两种方式：

采用动态的方式，此时该参数可以调整，并且通过广播的方式通知给移动中继设备；超高速移动小区数目门限的取值范围为大于高速移动小区数目门限且小于50，以及，超高速调整因子的取值范围为小于高速调整因子且大于0。

采用固定的方式，协议中直接规定新的判决门限为n-CellChangeHigh的2倍，新的TTT调整参数为sf-High的0.5倍，此时并不需要通过空口的信令通知给移动中继设备。

第二种解决方案中，完全采用中继自主的方式。首先移动中继设备自己确定一个新的判决门限及对应的新的TTT调整参数，该门限及TTT调整参数的取值可以参考现有配置。如果移动中继设备发现自己的移动状态满足这个新的门限，则自行应用新的TTT调整参数对TTT进行调整。

需要进一步说明的是，以上TTT调整方案不仅可以应用于移动中继设备，也可以应用于普通的UE。

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 (4)

1.一种中继设备的切换方法，其特征在于，在X2接口的切换请求消息、S1接口的切换需求消息、S1接口的切换请求消息中包含的信元UE历史信息中指示历史小区是否为宿主基站DeNB小区；该方法包括如下步骤：

DeNB小区根据接收到的X2接口的切换请求消息、S1接口的切换请求消息中包含的信元UE历史信息确定邻小区是否为DeNB小区；

中继设备在移动过程中，对邻小区进行测量，并向该中继设备当前所在的宿主基站DeNB小区上报邻小区列表及相应的小区测量结果；

中继设备当前所在的DeNB小区判断中继设备是否进行切换，若是，从中继设备上报的邻小区列表中选择类型为DeNB小区的邻小区作为目标小区，指示中继设备切换到所述目标小区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

a、中继设备记录在持续时间t-Evaluation内经历的小区数目n及t-HystNormal内经历的小区数目p；

b、中继设备判断n是否大于预先设置的超高速移动小区数目门限，若是，将触发时间值TTT乘以预先配置的超高速调整因子；否则执行步骤c；

c、若n小于超高速移动小区数目门限且大于高速移动小区数目门限，将TTT乘以高速调整因子；若n小于高速移动小区数目门限且大于中速移动小区数目门限，将TTT乘以中速调整因子；若p小于中速移动小区数目门限，不对TTT进行调整。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，超高速移动小区数目门限的取值范围为大于高速移动小区数目门限且小于50，以及，超高速调整因子的取值范围为小于高速调整因子且大于0。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a之前进一步包括：网络侧通过广播将超高速移动小区数目门限和超高速调整因子配置给中继设备；

或者，中继设备自行确定超高速移动小区数目门限和超高速调整因子。