CN104219723A - 一种基于载波聚合技术实现软切换的方法及基站、终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于载波聚合技术实现软切换的方法及基站、终端，其中，所述方法应用于载波互补覆盖的场景，包括：终端和基站以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；所述基站根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区；所述基站保持所述终端与所述目标副小区的业务连接，并通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区。本发明的方法和基站、终端实现了软切换，比硬切换具有更高的可靠性、更低的延迟、更低的误码率等，从而大大提高了LTE-Advanced网络切换的性能，保证了高QoS要求的业务。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于载波聚合技术实现软切换的方法及基站、终端。
背景技术
载波聚合是LTE-Advanced的核心技术之一。载波聚合是通过将不同频段上的载波聚合在一起同时给某个终端传输数据，实现更宽的传输载波带宽，从而实现更高的数据传输速率。
在载波聚合技术中，起主控作用的是主小区。主小区通过RRC层的信令控制终端增加或删除副小区，通过MAC层的信令控制终端激活或去激活副小区，同时还和终端有业务连接。副小区和终端只有业务连接而无控制信令连接。R10标准规定终端可以和一个主小区以及最多四个副小区同时通信。现有的R10标准规定，切换只能在主小区间进行。当主小区发生切换时，先释放主小区并去激活所有副小区，再连接新主小区并激活其他副小区，所有的副小区都要被去激活，也就是暂停使用。这样当进行切换时，终端要先和源小区断开连接，然后才能和目标小区建立连接，这是硬切换的机制。因为硬切换时有一个短暂的时间段终端与源小区和目标小区都没有建立连接，使得LTE-Advanced标准也不能过分依赖硬切换的可靠性，从而不得不增加了一个硬切换回退机制：如果终端向目标小区切换发生失败，那么就立刻返回源小区。
在LTE-Advanced标准中，定义了四种典型的载波聚合应用场景。其中第三种应用场景是用于减少小区边缘效应的(参见附图1)：两个成员载波1和2部署在同一个基站内，对于每个成员载波，基站采用三小区覆盖，每个小区覆盖120度。第二个成员载波的天线指向第一个成员载波的边缘，使得二者其中之一的小区边缘位于另一的小区中心，这样当终端位于小区边缘时，可以采用载波聚合技术与这两个载波同时通信，可以提高终端在小区边缘的速率，消除边缘效应的。例如，当终端按照图中A、B、C、D四个地点发生移动时，一开始终端在A点时，处于成员载波1的单独覆盖区域，无法进行载波聚合。当终端移动到B点时，处于成员载波1和2的共同覆盖区域，可以进行载波聚合。在基站的控制下，将成员载波2所在的小区1加为副小区，小区2是主小区。当终端向C点移动时，小区2的信号变差，在基站的控制下，将小区1变更为主小区，将小区2变更为副小区。当移动到C点时，基站控制终端停止使用小区2，从而停止进行载波聚合。当终端移动到D点时，又处于成员载波1和2的共同覆盖区域，因此又可以进行载波聚合。如图2所示，终端位于图1中的B点，此时终端和小区1、2同时通信。小区2是主小区，小区1是副小区，开启了载波聚合业务。在终端从B点到C点移动时，现有的LTE-Advanced网络中采用载波聚合技术进行硬切换的流程如下：
S101：终端从B点向C点移动，随着终端的移动，小区2的信号逐渐变差；
但因为仍在小区1的内部，所以小区1的信号无明显变化；
S102：当小区2的信号差到一定程度时，触发了终端上报测量报告；终端向基站上报小区1和小区2的信号强度的测量报告；
这里的触发条件可以是R10标准中规定的A5事件：主小区的信号低于门限1并且相邻小区的信号高于门限2。
S103：基站收到终端上报的测量报告后，小区2作为主小区决定进行切换，因为此时小区1信号较强，所以小区1和小区2在内部交互切换的控制信令和业务数据，为切换做准备；
S104：当准备工作完成后，小区2向终端发送信令，通知终端断开与现有的小区1、2的连接，重新向小区1发起接入；
S105：终端收到小区2的指令后，断开与小区1、2的通信连接；
S106：终端根据信令要求向小区1发起了接入请求；
S107：终端向小区1的接入成功，与小区1恢复了通信连接。
在上述流程中，从步骤S105到步骤S107期间终端没有与任何一个小区有连接，为硬切换，但是由于终端与基站没有连接，有可能发生掉话、时延增大、误码率升高等影响用户体验的事件。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种基于载波聚合技术实现软切换的方法及基站、终端，以提高终端的掉话率、时延、误码率等性能，提高LTE-Advanced网络切换的性能，保证高QoS要求的业务。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于载波聚合技术实现软切换的方法，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
终端和基站以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
所述基站根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区；
所述基站保持所述终端与所述目标副小区的业务连接，并通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区。
进一步地，所述基站通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区，包括：
所述基站向所述终端发送与所述目标副小区建立控制信令链路的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息；
所述终端根据所述连接参数信息与所述目标副小区建立控制信令链路。
进一步地，所述终端根据所述连接参数信息与所述目标副小区建立控制信令链路，包括：
所述终端根据所述连接参数信息配置其控制层，与所述目标副小区进行同步；并通过信令消息通知所述目标副小区已经按照所述目标副小区的连接参数进行了重新配置。
进一步地，所述方法还包括：
所述终端与所述目标副小区建立控制信令链路完成后，断开与所述主小区的信令连接，同时保持业务连接，或者同时断开与所述主小区的信令连接和业务连接。
进一步地，所述基站根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区，包括：
当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，所述基站收到所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
所述基站根据所述终端上报的主小区和该副小区的信号的测量结果，将所述终端的主小区切换为该副小区，记为目标副小区。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于载波聚合技术实现软切换的基站，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
交互模块，用于和终端以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
切换判决模块，用于根据所述终端的信号测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区；
切换控制模块，用于保持所述终端与所述目标副小区的业务连接，并通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区。
进一步地，交互模块，还用于当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，收到所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
所述切换判决模块，用于根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区，包括：
根据所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，将所述终端的主小区切换为该副小区，记为目标副小区。
进一步地，所述切换控制模块，用于通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区，包括：
所述切换控制模块向所述终端发送与所述目标副小区建立控制信令链路的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于载波聚合技术实现软切换的终端，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
交互模块，用于和基站以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
测量结果上报模块，用于当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，向所述基站上报所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
切换控制模块，用于在收到来自基站的将控制信令连接切换到目标副小区的信令消息后，保持与所述目标副小区的业务连接，并与所述目标副小区建立控制信令链路。
进一步地，所述切换控制模块，用于在收到来自基站的将控制信令连接切换到所述目标副小区的信令消息后，与所述目标副小区建立控制信令链路，包括：
所述切换控制模块收到来自基站的将控制信令连接切换到所述目标副小区的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息；
所述切换控制模块根据所述连接参数信息配置其控制层，与所述目标副小区进行同步；并通过信令消息通知所述目标副小区已经按照所述目标副小区的连接参数进行了重新配置。
进一步地，所述切换控制模块，还用于与所述目标副小区建立控制信令链路完成后，断开与所述主小区的信令连接，同时保持业务连接，或者同时断开与所述主小区的信令连接和业务连接。
与现有技术相比，本发明提供的基于载波聚合技术实现软切换的方法及基站、终端，对现有技术改动较小，本发明基于现有的LTE-Advanced网络中载波聚合技术，借用了现有载波聚合技术的主小区、副小区概念和现有LTE-Advanced网络中硬切换的触发、执行等过程。所不同的只是在切换过程中不再采用以前的先释放主小区并去激活所有副小区，再连接新主小区并激活其他副小区的方法，而是在切换过程中保持业务连接，仅将主小区的控制权即信令控制连接做了变更，这样可以最大限度的兼容现有技术，实现起来较为方便。本发明提供的方法和基站、终端实现了软切换，比硬切换具有更高的可靠性、更低的延迟、更低的误码率等，从而大大提高了LTE-Advanced网络切换的性能，保证了高QoS要求的业务。
附图说明
图1是LTE-Advanced标准中定义的第三种应用场景示意图；
图2是现有的LTE-Advanced网络中采用载波聚合技术进行硬切换的流程图；
图3是实施例中基于载波聚合技术实现软切换的基站的结构图；
图4是实施例中基于载波聚合技术实现软切换的终端的结构图；
图5是实施例中基于载波聚合技术实现软切换的方法流程图。
图6是一个应用示例中LTE-Advanced网络中采用载波聚合技术进行软切换的流程图。
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。
实施例：
如图3所示，本实施例提供了一种基于载波聚合技术实现软切换的基站，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
交互模块，用于和终端以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
切换判决模块，用于根据所述终端的信号测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区；
切换控制模块，用于保持与该目标副小区的业务连接，并通知所述终端将控制信令连接切换到该目标副小区。
其中，交互模块，还用于当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，收到所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
切换判决模块，用于根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区，包括：
根据所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，将所述终端的主小区切换为该副小区，记为目标副小区。
其中，所述切换控制模块，用于通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区，包括：
所述切换控制模块向所述终端发送与所述目标副小区建立控制信令链路的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息。
如图4所示，本实施例提供了一种基于载波聚合技术实现软切换的终端，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
交互模块，用于和基站以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
测量结果上报模块，用于当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，向所述基站上报所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
切换控制模块，用于在收到来自基站的将控制信令连接切换到目标副小区的信令消息后，保持与所述目标副小区的业务连接，并与所述目标副小区建立控制信令链路。
其中，所述切换控制模块，用于在收到来自基站的将控制信令连接切换到所述目标副小区的信令消息后，与所述目标副小区建立控制信令链路，包括：
所述切换控制模块收到来自基站的将控制信令连接切换到所述目标副小区的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息；
所述切换控制模块根据所述连接参数信息配置其控制层，与所述目标副小区进行同步；并通过信令消息通知所述目标副小区已经按照所述目标副小区的连接参数进行了重新配置。
其中，所述切换控制模块，还用于与所述目标副小区建立控制信令链路完成后，断开与所述主小区的信令连接，同时保持业务连接，或者同时断开与所述主小区的信令连接和业务连接。
如图5所示，本实施例提供了一种基于载波聚合技术实现软切换的方法，包括以下步骤：
S201：终端和基站以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据；其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
S202：基站根据所述终端的信号测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区；
当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，如某个副小区的信号变得足够好，或主小区的信号变得很差时，终端向基站上报该主副小区信号的测量结果，信号的测量结果中包含了该主小区和该副小区的信号强度。
S203：所述基站保持与该目标副小区的业务连接，并通知所述终端将控制信令连接切换到该目标副小区。
在步骤S203中，所述基站向所述终端发送与所述目标副小区建立控制信令链路的信令消息，所述信令消息中携带与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息；
所述终端根据所述连接参数信息与所述目标副小区建立控制信令链路。
其中，所述终端根据所述连接参数信息与所述目标副小区建立控制信令链路，包括：
所述终端根据所述连接参数信息配置其控制层，与所述目标副小区进行同步；并通过信令消息通知所述目标副小区已经按照所述目标副小区的连接参数进行了重新配置。
此副小区变更为主小区，而原主小区变更为副小区；同时若有其他副小区依然保持不变。这样就实现了软切换。
在步骤S203之后，终端与所述副小区建立控制信令链路完成后，断开与所述主小区的信令连接，或者断开与所述主小区的信令连接和业务连接。
这样在整个切换过程中，终端都至少与一个小区保持业务连接，只是控制信令连接由原主小区切换到了某个信号较强的副小区，实现了软切换。
在一个应用示例中，以图1所示的LTE-Advanced标准中定义的第三种应用场景为例，这种场景下两个成员载波是采用互补覆盖的，引入了载波聚合技术后，无论是基站还是终端，都具备了同时通过多个成员载波收发数据的能力，客观上具备了软切换的必要条件，非常便于实现软切换。在该场景下，与现有技术一样，终端位于图1中的B点，此时终端和小区1、2同时通信。小区2是主小区，小区1是副小区，开启了载波聚合业务。在终端从B点到C点移动时，如图6所示，本发明的LTE-Advanced网络中采用载波聚合技术进行软切换的流程如下：
步骤S301到S302与图2中的步骤101到102类似；
S303：基站收到终端上报的测量报告后，小区2作为主小区决定进行切换，因为此时小区1信号较强，所以小区1和小区2在内部交互切换的控制信令和业务数据，小区2获取到为了和小区1建立控制信令连接所必须的参数等信息，为切换做准备；
S304：当准备工作完成后，小区2向终端发送信令，通知终端将RRC层等的控制信令链路切换到小区1上，断开与小区2的业务和信令连接；
为了帮助终端更快更平滑的将信令控制链路连接切换到小区1上，小区2可以将步骤S303中获取到的小区1相关信令连接参数发给终端。在向终端发送相关指令时，小区2可以用现有的RRC连接重配消息RRCConnectionReconfiguration来通知终端。
S305：终端收到小区2的信令后，终端根据小区2发来的小区1相关信令连接参数，配置自己的RRC层等控制层，与小区1进行同步；
终端保持与小区1的业务连接，将信令连接从小区2切换到小区1上，此时，终端与小区1处于建立信令连接的过程中，还没有断开与小区2的信令连接。
S306：终端向小区1发送信令消息，通知小区1它已经按照小区1的信令连接参数进行了重新配置；
终端可以用现有的RRC连接重配完成消息RRCConnectionReconfigurationComplete来通知小区1，至此，终端和小区1的控制信令连接已经建立完成。
S307：终端与小区1的控制信令连接建立完成后，根据小区2的指令，释放与小区2的信令；
如果小区2的信号很差，也可以断开与小区2的业务连接；终端与小区1可以通过信令连接进行信令消息交互，同时终端和小区1的业务连接也可以正常收发数据。
在上面整个软切换的过程中，发生切换的只是控制信令连接，终端与小区一直保持着业务连接。
本实施例所提出的方法及基站、终端不仅可以应用与LTE-Advanced网络，还可以推广应用到如IEEE802.16m等所有采用载波聚合技术的宽带移动通信网络中实现软切换。
从上述实施例可以看出，相对于现有技术，上述实施例中提供的基于载波聚合技术实现软切换的方法及基站，对现有技术改动较小，本发明基于现有的LTE-Advanced网络中载波聚合技术，借用了现有载波聚合技术的主小区、副小区概念和现有LTE-Advanced网络中硬切换的触发、执行等过程。所不同的只是在切换过程中不再采用以前的先释放主小区并去激活所有副小区，再连接新主小区并激活其他副小区的方法，而是在切换过程中保持业务连接，仅将主小区的控制权即信令控制连接做了变更，这样可以最大限度的兼容现有技术，实现起来较为方便。本发明提供的方法和基站实现了软切换，比硬切换具有更高的可靠性、更低的延迟、更低的误码率等，从而大大提高了LTE-Advanced网络切换的性能，保证了高QoS要求的业务。
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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种基于载波聚合技术实现软切换的方法，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
终端和基站以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
所述基站根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区；
所述基站保持所述终端与所述目标副小区的业务连接，并通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述基站通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区，包括：
所述基站向所述终端发送与所述目标副小区建立控制信令链路的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息；
所述终端根据所述连接参数信息与所述目标副小区建立控制信令链路。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述终端根据所述连接参数信息与所述目标副小区建立控制信令链路，包括：
所述终端根据所述连接参数信息配置其控制层，与所述目标副小区进行同步；并通过信令消息通知所述目标副小区已经按照所述目标副小区的连接参数进行了重新配置。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：
所述方法还包括：
所述终端与所述目标副小区建立控制信令链路完成后，断开与所述主小区的信令连接，同时保持业务连接，或者同时断开与所述主小区的信令连接和业务连接。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述基站根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区，包括：
当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，所述基站收到所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
所述基站根据所述终端上报的主小区和该副小区的信号的测量结果，将所述终端的主小区切换为该副小区，记为目标副小区。
6.一种基于载波聚合技术实现软切换的基站，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
交互模块，用于和终端以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
切换判决模块，用于根据所述终端的信号测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区；
切换控制模块，用于保持所述终端与所述目标副小区的业务连接，并通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区。
7.如权利要求6所述的基站，其特征在于：
交互模块，还用于当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，收到所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
所述切换判决模块，用于根据所述终端的测量结果，确定要将所述终端的主小区切换为其中的一个副小区，记为目标副小区，包括：
根据所述终端上报的所述主小区和该副小区的信号的测量结果，将所述终端的主小区切换为该副小区，记为目标副小区。
8.如权利要求6所述的基站，其特征在于：
所述切换控制模块，用于通知所述终端将控制信令连接切换到所述目标副小区，包括：
所述切换控制模块向所述终端发送与所述目标副小区建立控制信令链路的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息。
9.一种基于载波聚合技术实现软切换的终端，应用于载波互补覆盖的场景，包括：
交互模块，用于和基站以载波聚合的方式通过多个成员载波所对应的多个小区同时收发数据，其中一个小区是主小区，其余小区是副小区；
测量结果上报模块，用于当主小区和某个副小区的信号强度满足切换条件时，向所述基站上报所述主小区和该副小区的信号的测量结果，所述信号的测量结果中包含了所述主小区和该副小区的信号强度；
切换控制模块，用于在收到来自基站的将控制信令连接切换到目标副小区的信令消息后，保持与所述目标副小区的业务连接，并与所述目标副小区建立控制信令链路。
10.如权利要求9所述的终端，其特征在于：
所述切换控制模块，用于在收到来自基站的将控制信令连接切换到所述目标副小区的信令消息后，与所述目标副小区建立控制信令链路，包括：
所述切换控制模块收到来自基站的将控制信令连接切换到所述目标副小区的信令消息，所述信令消息中携带有与所述目标副小区建立控制信令链路所必须的连接参数信息；
所述切换控制模块根据所述连接参数信息配置其控制层，与所述目标副小区进行同步；并通过信令消息通知所述目标副小区已经按照所述目标副小区的连接参数进行了重新配置。
11.如权利要求9所述的终端，其特征在于：
所述切换控制模块，还用于与所述目标副小区建立控制信令链路完成后，断开与所述主小区的信令连接，同时保持业务连接，或者同时断开与所述主小区的信令连接和业务连接。
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