CN104955118B

CN104955118B - 一种移动网络切换方法和系统

Info

Publication number: CN104955118B
Application number: CN201410109855.8A
Authority: CN
Inventors: 杨峰义; 李金艳; 谢伟良; 张建敏
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: CN104955118A

Abstract

本发明公开了一种移动网络切换方法和系统。包括：移动性管理模块接收切换请求，将所述切换请求发送给无线资源管理模块；所述无线资源管理模块根据从集中控制模块获取的基站的空口物理资源信息分配空闲的空口物理资源，并将所分配的空口物理资源返回给所述移动性管理模块；所述移动性管理模块向所述集中控制模块下发切换指令，以通过所述集中控制模块下发给目标基站。本发明没有逐跳的信令转发，切换信令简单、可缩短切换流程、且提高切换成功率。

Description

一种移动网络切换方法和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其是涉及一种移动网络切换方法和系统。

背景技术

随着移动网络的逐步演进，多种无线接入技术必然并存并将共同为用户提供接入服务。多种无线接入技术下异构网络的协同和管理将是一个问题，如怎么降低在跨RAT（无线接入技术）场景下切换的信令和时延，保证用户体验（QoE）的连续性；怎样更好地调配多接入制式下的资源，达到资源的最大利用率。

基于当前的网络架构，系统间切换往往需要复杂的信令交互来保证，信令流程的复杂性降低了切换的成功率，带来的切换长时延影响了用户体验。以我们目前的测试情况来看，遵循3GPP标准切换流程的CDMA和LTE的切换场景下时延已经达到了5～10s级，可以预见，在未来5G网络中，多接入异构网络的切换时延也不会是一个乐观的数字，将严重影响了用户的业务体验。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

根据本发明一方面，提出一种移动网络切换系统，包括：

移动性管理模块，用于接收切换请求，将所述切换请求发送给无线资源管理模块；以及从所述无线资源管理模块接收分配的空口物理资源，并向集中控制模块下发切换指令，以通过所述集中控制模块下发给目标基站，在所述切换指令中携带所分配的空闲的空口物理资源；

无线资源管理模块，用于从所述集中控制模块获取基站的空口物理资源信息，接收所述移动性管理模块发送的所述切换请求，分配空闲的空口物理资源，并将所分配的空口物理资源返回给所述移动性管理模块。

进一步，还包括所述集中控制模块，用于监控网络，将网络的空口物理资源传送给所述无线资源管理模块；接收所述移动性管理模块下发的切换指令，并将所述切换指令发送给目标基站。

进一步，所述集中控制模块包括：

调用接口，用于从网络资源监控模块获取空口物理资源并传送给所述无线资源管理模块，以及接收所述移动性管理模块下发的切换指令并传送给所述网络资源管理模块；

所述网络资源监控模块，用于监控网络，并将网络的空口物理资源传送给所述调用接口；

所述网络资源管理模块，用于接收所述调用接口发送的切换指令，并将所述切换指令发送给目标基站。

进一步，所述网络资源管理模块从封装有底层物理资源的基站接口接收切换完成通知，并发送给所述调用接口；

所述调用接口将所述切换完成通知发送给所述移动性管理模块。

进一步，所述调用接口从所述移动性管理模块接收释放指令，并发送给所述网络资源管理模块；

所述网络资源管理模块向所述基站接口发送所述释放指令，以释放空口物理资源。

进一步，还包括：

计费和策略控制模块，用于接收所述移动性管理模块发送的切换后的终端位置信息、切换时间以及时间戳。

进一步，所述移动性管理模块从用户或者基站接收所述切换请求。

根据本发明另一方面，还提出一种移动网络切换方法，包括：

移动性管理模块接收切换请求，将所述切换请求发送给无线资源管理模块；

所述无线资源管理模块根据从集中控制模块获取的基站的空口物理资源信息分配空闲的空口物理资源，并将所分配的空口物理资源返回给所述移动性管理模块；

所述移动性管理模块向所述集中控制模块下发切换指令，以通过所述集中控制模块下发给目标基站，在所述切换指令中携带所分配的空闲的空口物理资源。

进一步，还包括：

所述集中控制模块监控网络，并将网络的空口物理资源信息传送给所述无线资源管理模块；

所述集中控制模块接收所述移动性管理模块发送的切换指令，并将所述切换指令发送给目标基站。

进一步，所述集中控制模块从封装有底层物理资源的基站接口接收切换完成通知，将所述切换完成通知发送给所述移动性管理模块。

进一步，所述集中控制模块从所述移动性管理模块接收释放指令，并向所述基站接口发送所述释放指令，以释放空口物理资源。

进一步，所述移动性管理模块向计费和策略控制模块发送切换后的终端位置信息、切换时间以及时间戳。

本发明没有逐跳的信令转发，切换信令简单、可缩短切换流程、且提高切换成功率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1所示为本发明实施例中的一种移动网络切换系统的结构示意图。

图2所示为本发明实施例中的一种移动网络切换系统的示意图。

图3所示为本发明实施例中的一种移动网络切换系统的示意图。

图4所示为本发明实施例中的一种移动网络切换方法的流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，该系统架构分为三层，分别为：应用层、控制层和数据转发层。其中，应用层封装至少一个模块，可以提供用户操作界面，接收用户请求，也可以接收设备的请求，例如，基站发送的请求。这里所说的请求，例如，切换请求、信息获取请求等。本领域技术人员应该可以理解，这里只是用于举例，不应理解为对本发明的限制。应用层还可以与控制层交互，例如，将应用层接收的请求、指令发送给控制层，以及接收控制层返回的信息，还可以发送给请求发送方，例如，用户或设备。

控制层封装至少一个通信模块并提供外部调用接口，通过该调用接口与应用层进行交互。控制层还可以与数据转发层进行交互。

数据转发层可以包括基站以及核心网。其中，基站用于封装底层物理资源并提供基站接口，通过该基站接口与控制层进行交互，例如，接收控制层传送的指令。基站还可以与核心网交互，以传输数据。

下面将结合附图，对应用层、控制层和数据转发层分别进行详细说明。

如图1所示，应用层可以包括移动性管理模块和无线资源管理模块。

移动性管理模块，用于接收切换请求，将所述切换请求发送给无线资源管理模块；以及从所述无线资源管理模块接收分配的空口物理资源，并向集中控制模块下发切换指令，以通过所述集中控制模块下发给目标基站，在所述切换指令中携带所分配的空闲的空口物理资源。其中，所述移动性管理模块从用户或者基站接收所述切换请求。移动性管理模块还用于设置切换算法，这里所说的切换算法可以是现有技术的切换算法。

无线资源管理模块，用于从所述集中控制模块获取基站的空口物理资源信息，接收所述移动性管理模块发送的所述切换请求，分配空闲的空口物理资源，并将所分配的空口物理资源返回给所述移动性管理模块。其中，所述无线资源管理模块还可以保存已获取的基站的空口物理资源信息。

无线资源管理模块执行的资源调度和分配可以基于业务或专网，专网可以是指企业网等。比如以前PCRF策略控制是基于用户的，以后的策略管理和控制可能是基于业务或专网的。这既不同于3G网络集中在RNC（基站控制器）层面，也不同于4G网络分布在基站层面。可以实现基于业务、用户群体或专网等个性需求的灵活的资源调配。

在该实施例中，由于无线资源管理模块可以获取所有基站的空口物理资源，因此，可以统一分配和调度资源，实现资源集中式控制、跨RAT切换等等。此外，无线资源管理模块在分配资源的时候可以兼顾干扰和均衡，因此，集中化的控制能简化eNB或RAT之间的负载均衡，并且相对于LTE各接入制式分散化的干扰管理，无线资源管理模块还可以消除干扰。

现有技术中，软切换及跨RAT的优化切换，为提高切换成功率（相比较于硬切换来说），会在目标基站有一个信令预建立和资源预留的过程。该实施例不需要进行信令预建立和资源预留，不再沿用之前的接口信令，因此，没有逐跳的信令转发，切换信令简单、可缩短切换流程、且提高切换成功率。例如，跨RAT的切换更快和成功率更高。

如图1所示，应用层还可以包括计费和策略控制模块。

计费和策略控制模块，用于接收所述移动性管理模块发送的切换后的终端位置信息、切换时间以及时间戳。以进行计费等相关操作。

如图1所示，控制层包括集中控制模块，所述集中控制模块，用于监控网络，将网络的空口物理资源传送给所述无线资源管理模块；接收所述移动性管理模块下发的切换指令，并将所述切换指令发送给目标基站。控制层可以实现跨小区跨接入技术的整体资源管理和网络控制。比如可以基于用户属性在报文头部添加数据的转发策略。

所述集中控制模块可以包括调用接口、网络资源监控模块、以及网络资源管理模块。其中：

调用接口，用于从网络资源监控模块获取空口物理资源并传送给所述无线资源管理模块，以及接收所述移动性管理模块下发的切换指令并传送给所述网络资源管理模块。

所述网络资源监控模块，用于监控网络，并将网络的空口物理资源传送给所述调用接口。

在本发明的一实施例中，所述网络资源管理模块从封装有底层物理资源的基站接口接收切换完成通知，并发送给所述调用接口；所述调用接口将所述切换完成通知发送给所述移动性管理模块。

在本发明的一实施例中，所述调用接口从所述移动性管理模块接收释放指令，并发送给所述网络资源管理模块；所述网络资源管理模块向所述基站接口发送所述释放指令，以释放空口物理资源。

如图1所示，数据转发层可以包括基站和核心网。其中：

基站接收所述网络资源管理模块下发的切换指令，进行网络切换，并在切换完成后，向所述网络资源管理模块发送切换完成通知。其中，基站根据切换指令安排资源，例如在对应的时域或频域上安排资源，在控制层上不再做区分。

基站可以包括基站接口、射频模块、数据转发模块、以及业务同步平台。其中：

基站接口用于封装底层物理资源，与集中控制模块进行通信。例如，接收所述网络资源管理模块发送的切换指令，以及在切换完成后，向所述网络资源管理模块发送切换完成通知。

射频模块用于进行射频及空口处理，配合完成切换操作。

数据转发模块用于数据包的封装、解封装以及深度检测等。

业务同步平台用于小区之间的底层业务同步。

例如，射频模块根据切换指令执行切换，例如安排时域或频域资源。在建立数据连接后，数据的发送可以不经由控制层以及应用层，即由数据转发模块封装后发送到核心网，通过核心网传送到Internet上，或者从Internet上接收数据，并由数据转发模块进行解封装。

如果切换失败，则可以回退到原网络。传统的切换到目标网络中资源预留、原网络资源的取消是在不同的设备中进行的，切换失败后，如果想切回原网络，也需要一系列的交互流程。本发明中，由于回退流程中所有的处理都在统一的模块中进行，不涉及流程的交互和协商，因此回退操作简单、易实现。

基于无线资源管理、移动性管理、策略控制等需求建立不同的应用层的应用。应用层建立与控制层的联系，通过控制层实现对所有基站的无线资源管理以及转发通道的建立。

将无线、数据转发硬件以及蜂窝小区的代理作为SDN（软件定义网络）的数据转发层，负责数据层面的转发、交换及策略的执行。所有基站直接建立与控制层的联系，多个网络接受统一的控制层的控制，跨系统或跨节点的切换由集中式的控制层执行和管理。

在蜂窝移动通信网络中，将系统进行分层，即应用层、控制层以及数据转发层，将传统的移动通信网络功能和架构做新的切分，实现集中式的资源和业务管理，优化网络切换性能。

在3GPP的LTE标准架构中，已经提出了多种无线/固网接入统一SAE核心网络的架构，并且允许用户在不同系统间切换/移动，介于目前不同系统资源独立分配的现状，切换信令复杂，切换时延长，用户体验差。本发明的各实施例中，所有的网络资源在集中控制模块统一管理，系统间的切换变得更容易和快捷。

如图3所示，用户从X+1网络切换到X网络中，由于X网络和X+1网络中的SDN交换机（位于数据转发层）都直接与控制层联系，目标网络中的资源分配和预留、以及在源网络中资源的取消均在统一的跨多个网络的控制层中完成，使切换的流程变得简单和迅速，即使切换失败，回退到原网络的成功率也比较高。

在步骤41，移动性管理模块接收切换请求，将所述切换请求发送给无线资源管理模块。其中，所述移动性管理模块从用户或者基站接收所述切换请求。

在步骤42，所述无线资源管理模块根据从集中控制模块获取的基站的空口物理资源信息分配空闲的空口物理资源，并将所分配的空口物理资源返回给所述移动性管理模块。

在步骤43，所述移动性管理模块向所述集中控制模块下发切换指令，以通过所述集中控制模块下发给目标基站，在所述切换指令中携带所分配的空闲的空口物理资源。

该实施例可以在跨RAT协同部署的场景下，实现集中化的无线资源分配、无缝切换的集中化控制、集中化的业务控制、集中化的动态策略和计费规则等等。从而解决了多种无线技术接入场景下的合理资源调配及快速切换等问题。

在本发明的一实施例中，所述移动性管理模块向计费和策略控制模块发送切换后的终端位置信息、切换时间以及时间戳。以进行后续计费等相关操作。

在本发明的一实施例中，所述集中控制模块监控网络，并将网络的空口物理资源信息传送给所述无线资源管理模块；所述集中控制模块接收所述移动性管理模块发送的切换指令，并将所述切换指令发送给目标基站。

该实施例可以增强对多种类型小区的管控能力，降低切换时延，实现异构网络场景下的快速切换。

在本发明的一实施例中，所述集中控制模块从封装有底层物理资源的基站接口接收切换完成通知，将所述切换完成通知发送给所述移动性管理模块。

在本发明的一实施例中，所述集中控制模块从所述移动性管理模块接收释放指令，并向所述基站接口发送所述释放指令，以释放空口物理资源。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种移动网络切换系统，其特征在于，包括：

无线资源管理模块，用于从所述集中控制模块获取基站的空口物理资源信息，接收所述移动性管理模块发送的所述切换请求，分配空闲的空口物理资源，并将所分配的空口物理资源返回给所述移动性管理模块；以及

所述集中控制模块，用于监控网络，将网络的空口物理资源传送给所述无线资源管理模块；接收所述移动性管理模块下发的切换指令，并将所述切换指令发送给目标基站。

2.根据权利要求1所述的移动网络切换系统，其特征在于，所述集中控制模块包括：

3.根据权利要求2所述移动网络切换系统，其特征在于，

所述网络资源管理模块从封装有底层物理资源的基站接口接收切换完成通知，并发送给所述调用接口；

4.根据权利要求3所述移动网络切换系统，其特征在于，

所述调用接口从所述移动性管理模块接收释放指令，并发送给所述网络资源管理模块；

5.根据权利要求3或4所述移动网络切换系统，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述移动网络切换系统，其特征在于，所述移动性管理模块从用户或者基站接收所述切换请求。

7.一种移动网络切换方法，其特征在于，包括：

所述移动性管理模块向所述集中控制模块下发切换指令，以通过所述集中控制模块下发给目标基站，在所述切换指令中携带所分配的空闲的空口物理资源；

所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述移动网络切换方法，其特征在于，包括：

所述集中控制模块从封装有底层物理资源的基站接口接收切换完成通知，将所述切换完成通知发送给所述移动性管理模块。

9.根据权利要求8所述移动网络切换方法，其特征在于，包括：

所述集中控制模块从所述移动性管理模块接收释放指令，并向所述基站接口发送所述释放指令，以释放空口物理资源。

10.根据权利要求8或9所述移动网络切换方法，其特征在于，包括：

所述移动性管理模块向计费和策略控制模块发送切换后的终端位置信息、切换时间以及时间戳。

11.根据权利要求7所述移动网络切换方法，其特征在于，所述移动性管理模块从用户或者基站接收所述切换请求。