CN105472681B - 虚拟基站动态迁移方法和设备 - Google Patents

Abstract

为了实现无缝和无损的虚拟基站动态迁移，并确保基站迁移过程对UE是透明的，即在迁移过程中尽可能地降低对UE的影响，本发明的实施方式提供一种增强的X2接口，在这增强的X2接口上，更多的参数和控制信息从源基站发送到目标基站。进一步的，本发明还提出了增强的S1接口(基站和MME之间的接口)和增强的S11接口(MME和S‑GW之间的接口)，以同时支持多个UE的S1路径切换，加速了虚拟基站动态迁移过程中的路径切换过程。

Description

虚拟基站动态迁移方法和设备

优先权

本发明要求专利申请日为2014年4月29日，专利申请号为201410177997.8，申请人为上海贝尔股份有限公司的专利申请作为优先权。

技术领域

本发明的示例性和非限制性实施例一般性的涉及无线通信，更具体地涉及在云无线接入网中虚拟基站动态迁移方法和设备。

背景技术

C-RAN(RAN：Radio Access Network)一直被视为未来的蜂窝无线通信的解决方案，其可以解决运营商所面临的诸多挑战，如基站数量大，功耗高，运营商的资本支出和运维成本的迅速增加，基站利用率低等。C-RAN是主要特点是集中式基带池和分布式远程射频单元。

虚拟化技术(Virtualization Technology)是当前常用的、在一个多核的硬件单元中支持多个彼此间独立的基站的手段，其根据相应的空中接口标准的要求，来为各个虚拟基站分配足够的计算机资源，以保证各个虚拟基站在操作系统层面上的相互独立。

虚拟基站的实时迁移是C-RAN带来的新技术，它可以减少C-RAN基带池的功耗。据观察，比如在后半夜，基站中的工作量是非常低的。虽然基站处理的负载非常低，但是它消耗的能量几乎和它在繁忙时段相同。因此，在业务空闲时间段，比如午夜，此时活动用户的数量非常少，即需要从第一虚拟基站(源基站)转发到第二虚拟基站(目标基站)的数据量很少，如果多个虚拟基站可以被迁移到一个基带单元(BBU：BaseBand Unit)，就可以关闭空闲的BBU，从而降低基带池的功耗。

在云无线接入网的框架下，不管所有的基带单元都在同一个基带 池还是在不同的基带池，他们彼此都是通过高速固定网络相连接，所以虚拟基站之间的延时远比传统的回程延迟要低，这既方便了源基站和目标基站之间的数据交换，也使得无缝基站迁移成为可能。

在本申请人于2013年3月31目提交的一份专利中请(专利申请号为：201310109447.8)中，提出了云无线接入网中的虚拟基站实时迁移的框架，在那里，主要讨论虚拟基站动态迁移方案的架构，并分析了如何保证基站动态迁移过程中在线用户的用户面数据不丢失。本申请将专利申请201310109447.8的全部内容并入作为本申请的背景技术。

原则上，当正在运行的虚拟基站从一个BBU迁移到另一个BBU，用户设备会遭受服务中断，这是由在源BBU中的源基站暂停，必要的参数和数据从源基站传输到目标基站，用户设备上下文恢复和目标BBU中的目标基站激活所造成的。在服务中断期间，源基站和目标基站都不向用户设备提供服务。如果用户设备在一段时间内没有接收到任何物理下行控制信道(PDCCH：Physical Downlink Control CHannel)的信令，用户设备不知道发生了什么，它可以触发无线资源控制(RRC：Radio Resource Control)重新建立，这可能导致服务中断。因此在本申请人于2014.4.29提出的专利申请号为201410177997.8的专利申请中，提出了一个动态的机制使得用户设备在服务中断期间不会受到影响，并确保在迁移完成之后目标基站尽快向用户设备提供服务，以保证用户设备的服务不会中断。本申请要求将专利申请201410177997.8作为优先权。

为了实现无缝和无损的虚拟基站动态迁移，并确保基站迁移过程对UE是透明的，即在迁移过程中尽可能地降低对UE的影响，一些必要的控制面和用户面的参数需要从源基站(第一虚拟基站)转发到目标基站(第二虚拟基站)，源基站和目标基站之间的接口即为X2接口，目前的X2接口不支持这一功能。为了更好地支持虚拟基站动态迁移，更多的参数和控制信息必须从源基站转发到目标基站，X2接口必须得到增强。例如，分组数据汇聚协议服务数据单元(PDCP SDU：Packet Data Convergence Protocol Service Data Unit)缓存数据和无线链路控制确认模式数据无线承载(RLC-AM DRB：Radio Link Controller-Acknowledged Mode：Data Radio BEARER)中的分组数据汇聚协议序列号(PDCP SN：PDCPSequence Number)应在目标基站中恢复；用户设备上下文(context)应该从源传输到目标基站，其中包括例如用户设备/认证服务器的安全信息，无线接入承载(E-RAB E-UTRANRadio Access Bearer)信息，RRC上下文等等。为了减少基站迁移对其用户设备的影响，一些额外的用户设备上下文信息也需要从源基站传输到目标基站，包括PDCP SDU缓存数据和RLC非确认模式DRB(UM：Unacknowledged Mode)的PDCP SN；源基站的密钥；RLC上下文和RLCPDU/SDU缓存数据；混合自动重传请求(HARQ：Hybrid Automatic Repeat Request)配置、状态和HARQ缓存数据；小区特定参数，例如主系统信息块(MIB：Master Information Block)，系统信息块1-16(SIB：System Information Block)等。这些需要被转发到目标基站的详细信息正是本发明的主题。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施方式的目的之一在于为了实现无缝和无损的虚拟基站动态迁移，并确保基站迁移过程对UE是透明的，即在迁移过程中尽可能地降低对UE的影响，提出了一种增强的X2接口，在这增强的X2接口上，更多的参数和控制信息从源基站发送到目标基站。进一步的，本发明还提出了增强的S1接口(基站和MME之间的接口)和增强的S11接口(MME和S-GW之间的接口)，以同时支持多个UE的路径切换的，加速了虚拟基站动态迁移过程中的路径切换过程。

根据本发明的一个方面，提供一种虚拟基站动态迁移方法，包括：

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数；

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数；和/或

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送在迁移过程中进入到第一虚 拟基站的控制信号。

在本发明的一实施例中，所述第二虚拟基站发送增强的路径切换请求消息到MME，所述增强的路径切换请求消息用于请求多个UE的S1路径切换。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

对RLC-UM的数据无线承载，第一虚拟基站将PDCP层缓存的尚未处理的PDCP SDU发送至第二虚拟基站；和/或

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送PDCP SN。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送当前服务小区所使用的安全密钥。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

对每个数据无线承载，第一虚拟基站将RLC配置信息和缓存的RLC SDU发送至第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

对每个数据无线承载，第一虚拟基站将HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据发送至第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将MIB发送至第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将SIB发送至第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将物理小区标识符发送至第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将CP长度和同步信息发送至第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括：第一虚拟基站将来自MME的寻呼请求发送给第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括：第一虚拟基站将来自MME的越区切换请求发送给第二虚拟基站。

在本发明的一实施例中，进一步包括：

所述第二虚拟基站接收来自MME的增强的路径切换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于确认多个UE的S1路径切换。

在本发明的一实施例中，进一步包括：

所述MME发送增强的更改BEARER请求消息给S-GW，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求更改多个UE的BEARER；

所述MME接收来自S-GW的增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于确认多个UE的BEARER更改。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于实现虚拟基站动态迁移的第一虚拟基站，其中，该设备包括：

第一发送单元，被配置为用于将对应于所述第一虚拟基站的迁移相关参数和信号发送至所述第二虚拟基站，所述迁移相关参数和信号包括：

UE特定参数；

小区特定参数；和/或

在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号。

根据权利要求15的第一虚拟基站，所述UE特定参数包括：

RLC-UM的数据无线承载的PDCP层缓存的尚未处理的PDCPSDU；和/或PDCP SN。

在本发明的一实施例中，所述UE特定参数包括：

当前服务小区所使用的安全密钥。

在本发明的一实施例中，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的RLC配置信息和缓存的RLC SDU。

在本发明的一实施例中，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括MIB。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括SIB。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括物理小区标识符。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括CP长度和同步信息。

在本发明的一实施例中，所述在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括来自MME的寻呼请求。

在本发明的一实施例中，所述在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括来自越区切换请求。

根据本发明的另一方面，提供一种用于实现虚拟基站动态迁移的第二虚拟基站，其中，所述第二虚拟基站包括：

第二接收单元，被配置为用于接收来自第一虚拟基站的迁移相关参数和信号，所述迁移相关参数和信号包括：

UE特定参数；

小区特定参数；和/或

在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号。

在本发明的一实施例中，所述第二基站还包括：

第二发送单元，被配置为用于发送增强的路径切换请求消息到MME，所述增强的路径切换请求消息用于请求多个UE的S1路径切换；

所述第二接收单元进一步被配置为用于接收来自MME的增强的 路径切换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于确认多个UE的S1路径切换。

在本发明的一实施例中，所述UE特定参数包括：

RLC-UM的数据无线承载的PDCP层缓存的尚未处理的PDCPSDU；和/或

PDCP SN。

在本发明的一实施例中，所述UE特定参数包括：

当前服务小区所使用的安全密钥。

在本发明的一实施例中，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的RLC配置信息和缓存的RLC SDU。

在本发明的一实施例中，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括MIB。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括SIB。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括物理小区标识符。

在本发明的一实施例中，所述小区特定参数包括CP长度和同步信息。

在本发明的一实施例中，所述在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括来自MME的寻呼请求。

在本发明的一实施例中，所述在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括来自越区切换请求。

根据本发明的另一方面，一种用于实现虚拟基站动态迁移的MME设备，所述设备包括：

第三接收单元，被配置为用于接收来自第二虚拟基站的增强的路径切换请求消息，所述增强的路径切换请求消息用于请求多个UE的S1路径切换；

第三发送单元，被配置为用于向第二虚拟基站发送增强的路径切 换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于确认多个UE的S1路径切换。

在本发明的一实施例中，所述第三发送单元进一步被配置为用于发送增强的更改BEARER请求消息给S-GW，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求更改多个UE的BEARER；所述第三接收单元进一步被配置为用于接收来自S-GW的增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于确认多个UE的BEARER更改。

根据本发明的另一方面，提供一种用于实现虚拟基站动态迁移的S-GW设备，所述设备包括：

第四接收单元，被配置为用于接收来自MME设备的增强的更改BEARER请求消息，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求更改多个UE的BEARER；

第四发送单元，被配置为用于发送增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于确认多个UE的BEARER更改。

附图说明

通过以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面了解，本发明的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中：

图1是根据本发明实施例示出X2接口上第一虚拟基站和第二虚拟基站之间的参数和控制信息的示意图；

图2是根据本发明实施例示出第二虚拟基站和MME之间的接口交互示意图；

图3是根据本发明实施例示出MME和S-GW之间的接口交互的示意图；

图4是根据本发明实施例示出第一虚拟基站的框架结构示意图；

图5是根据本发明实施例示出第二虚拟基站的框架结构示意图；

图6是根据本发明实施例示出MME设备的框架结构示意图；

图7是根据本发明实施例示出S-GW设备的框架结构示意图；

图8是根据本发明的实施例示出虚拟基站动态迁移的示意流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步的说明。

以HARQ为例，为了保证虚拟基站动态迁移对UE的透明性，上行链路和下行链路的HARQ缓冲区状态应该从第一虚拟基站转发至第二虚拟基站，当前的X2接口不支持这一操作。

为了减少虚拟基站迁移对其他网元(包括UE和CN)的影响，一些UE特定参数和小区特定参数需要从第一虚拟基站转发到第二虚拟基站。对于UE特定参数，例如，MME UE S1APID、UE安全能力、AS安全信息、UE的AMBR、E-RAB信息(E-RAB ID、E-RAB QoS参数)、RRC上下文、切换限制列表和UE历史信息等，这些参数可以用与越区切换过程类似的方式来处理，但对于基站的动态迁移来说，仅仅传送这些参数到第二虚拟基站是不够的。如图1所示，为了避免在迁移过程中对UE产生影响，更多地UE特定参数、控制信号，需要从第一虚拟基站发送到第二虚拟基站。

下面这些UE特定参数需要在X2接口中增强：

对于RLC-UM的数据无线承载(Data Radio Bearer，DRB)，第一虚拟基站需要将PDCP层缓存的尚未处理的PDCP SDU转发至第二虚拟基站。同时，PDCP SN也要告知第二虚拟基站。利用这些信息，第二虚拟基站的发送和接收窗口能够与第一虚拟基站一致，所以第二虚拟基站可以不受迁移的影响而继续向UE发送数据。

在AS安全信息中，当前服务小区所使用的安全密钥应该被转发到目标基站，以便该安全密钥可以在第二虚拟基站中继续使用而无需重新配置，从而不对UE构成影响。

对于每个DRB，RLC配置信息和部分缓存的RLC SDU也应该转发到第二虚拟基站。

对于每个DRB，上行链路和下行链路的HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓冲数据应该转发到第二虚拟基站。

此外，小区特定参数，包括MIB、SIB1到SIB16(如果有的话)，物理小区标识符，CP长度和同步信息(例如系统帧号和子帧号)等，应该被转发到第二虚拟基站。

在迁移过程中，进入到第一虚拟基站的控制信号，如来自MME的寻呼和越区切换请求等，也需要转发给第二虚拟基站。

如图2所示，在迁移的最后阶段，因为所有由第一虚拟基站所服务的活动UE的S1路径应当从第一虚拟基站切换到第二虚拟基站。当前的S1接口仅支持单个UE的S1路径切换。为了加速路径切换过程，需要引入增强的S1接口，第二虚拟基站向MME发送增强的路径切换请求消息，请求同时切换多个UE的S1路径，之后，MME向第二虚拟基站发送增强的路径切换请求确认消息，确认同时切换多个UE的S1路径，本发明的增强的S1接口可同时支持多个UES1路径切换。

对应的，如图3所示，为同时支持多个UE的路径切换，本发明提出了增强的S11接口，MME向S-GW发送增强的更改BEARER请求消息，同时请求更改多个UE的BEARER；根据该增强的更改BEARER请求消息，S-GW同时切换多个UE S1下行路径至第二虚拟基站之后，S-GW向MME发送增强的更改BEARER响应消息，以同时确认多个UE的BEARER更改。

对应前面所述的方法，本发明提出了相应的虚拟基站、MME设备和S-GW设备。下面结合附图分别进行说明。

如图4所示，第一虚拟基站400，包括一个第一发送单元401。第一发送单元401被配置为被配置为用于将对应于所述第一虚拟基站的迁移相关参数和信号发送至所述第二虚拟基站，所述迁移相关参数和信号包括UE特定参数、小区特定参数、在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号。这些迁移相关参数和信号由源基站(第一虚拟基站)400的第一发送单元401经X2接口发送到目标基站(第二虚拟 基站)500。

根据一些实施例，第一发送单元401发送的UE特定参数是下列参数的至少一个：

●RLC-UM的数据无线承载的PDCP层缓存的尚未处理的PDCP SDU和/或PDCP SN；

●当前服务小区所使用的安全密钥；

●每个数据无线承载的RLC配置信息和缓存的RLC SDU；

●每个数据无线承载的HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据。

根据一些实施例，第一发送单元401发送的小区特定参数是下列参数的至少一个：

●MIB；

●SIB，其中，SIB参数是SIB1～SIB16中的至少一个；

●物理小区标识符；

●CP长度和同步信息。

根据一些实施例，第一发送单元401发送的在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号是下列参数的至少一个：

●包括来自MME的寻呼请求；

●来自越区切换请求。

如图5所示，第二虚拟基站500，包括一个第二接收单元501和一个第二发送单元502。

第二接收单元501，被配置为用于接收来自第一虚拟基站400的第一发送单元401经X2接口发送的的迁移相关参数和信号，所述迁移相关参数和信号包括UE特定参数、小区特定参数和在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号。第二接收单元501经X2接口接收到的迁移相关参数和信号与第一发送单元401经X2接口发送的迁移相关参数和信号是一致的，即：

根据一些实施例，第二接收单元501接收的UE特定参数是下列参数的至少一个：

●RLC-UM的数据无线承载的PDCP层缓存的尚未处理的PDCP SDU和/或PDCP SN；

●当前服务小区所使用的安全密钥；

●每个数据无线承载的RLC配置信息和缓存的RLC SDU；

●每个数据无线承载的HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据。

根据一些实施例，第二接收单元501接收的小区特定参数是下列参数的至少一个：

●MIB；

●SIB，其中，SIB参数是SIB1～SIB16中的至少一个；

●物理小区标识符；

●CP长度和同步信息。

根据一些实施例，第二接收单元501接收的在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号是下列参数的至少一个：

●包括来自MME的寻呼请求；

●来自越区切换请求。

第二发送单元502，被配置为用于发送增强的路径切换请求消息到MME，所述增强的路径切换请求消息用于同时请求多个UE的S1路径切换；增强的路径切换请求信息经S1接口发送到MME设备600。

对应于第二发送单元502经S1接口向MME设备600发送增强路径切换请求消息，第二接收单元501进一步被配置为用于接收来自MME的增强的路径切换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于同时确认多个UE的S1路径切换。来自MME设备600的增强的路径切换请求确认信息经S1接口发送到第二接收单元501。

如图6所示，MME设备600包括一个第三接收单元601和一个第三发送单元602。

第三接收单元601，被配置为用于接收来自第二虚拟基站500的第二发送单元502发送的增强的路径切换请求消息，所述增强的路径切换请求消息用于请求多个UE的S1路径切换；第三接收单元601 接收来自第二发送单元502发送的经S1接口发送来的增强的路径切换请求消息。相对应的，第三发送单元602，被配置为用于向第二虚拟基站500发送增强的路径切换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于同时确认多个UE的S1路径切换。第三发送单元602经S1接口向第二接收单元501发送增强的路径切换请求确认消息。

第三发送单元602进一步被配置为用于发送增强的更改BEARER请求消息给S-GW，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求更改多个UE的BEARER；第三发送单元602经S11接口向S-GW设备700发送增强的更改BEARER请求消息。相对应的，第三接收单元601进一步被配置为用于接收来自S-GW 700的增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于确认多个UE的BEARER更改，来自S-GW设备700，在S11接口传输，被第三接收单元601接收。

如图7所示，S-GW设备700包括一个第四接收单元701和一个第四发送单元702。

第四接收单元701，被配置为用于接收来自MME设备的增强的更改BEARER请求消息，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求同时更改多个UE的BEARER；该消息由第三发送单元602发送，在S11接口传输，被第四接收单元701接收。

对应的，第四发送单元702，被配置为用于发送增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于同时确认多个UE的BEARER更改，该消息被第四发送单元702发送，在S11接口传输，被第三接收单元601接收。

下面结合图8详细说明虚拟基站动态迁移过程和信令，正如前面所述，本发明侧重于X2接口，S1接口，S11接口等接口内容的增强，而其他内容在本申请人的专利申请号为：201310109447.8和201410177997.8中已经有详细描述，在此引入本说明书中以详细说明本发明的具体实现方式。本领域技术人员应能理解上述迁移流程以及信令的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的迁移流程和信令 的方式如可适用于本发明。

如图8所示，本发明引入一个迁移管理器用来管理基站的动态迁移。它可以被认为是在现有网络节点中的一个任务实体。

1.迁移管理器周期地收集来自各eNB的资源使用状态信息。当一个基站(第一虚拟基站)的负载非常低，并且满足迁移阈值，迁移管理器做出迁移判决并选择一个适当的目标BBU，这个BBU有足够的资源来容纳第一虚拟基站。之后，迁移管理器发送MIGRATIONPREPARATION(迁移准备)消息到目标BBU，其中包括第一虚拟基站的CELL_ID。在接收到该消息后，目标BBU将启动一个新的eNB协议栈，该eNB被配置为与第一虚拟基站具有相同的CELL_ID，并且它将会接管所有由第一虚拟基站提供的服务。

2.第二虚拟基站启动后，立即发送MIGRATION PREPARATION ACK(迁移准备确认)消息至迁移管理器，其中包含了第二虚拟基站的IP地址信息。

3.迁移管理器发送一个MIGRATION REQUIRED(迁移需求)消息给第一虚拟基站，其中包含了第二虚拟基站的IP地址。

4.利用MIGRATION REQUIRED消息中所包含的第二虚拟基站的IP地址，第一虚拟基站向第二虚拟基站发送X2SETUP REQUEST(X2建立请求)，请求建立X2连接。注意，第二虚拟基站与第一虚拟基站具有相同的Cell_ID，第一虚拟基站和第二虚拟基站都应该视该过程是合法的。

5.第二虚拟基站发送X2SETUP RESPONSE(X2建立响应)到第一虚拟基站。

6.第二虚拟基站向MME发送S1SETUP REQUEST(S1建立请求)，请求建立S1连接。由于第二虚拟基站将接管第一虚拟基站所提供的所有服务，并且它具有与第一虚拟基站相同的Cell_ID，即MME和第二虚拟基站都应该视该过程是合法的。为了使MME知道该基站是用于迁移的，可以在S1SETUP REQUEST中引入新的IE。

7.MME向第二虚拟基站发送S1SETUP RESPONSE(S1建立响 应)消息。

8.第一虚拟基站发起带宽测量过程以测量第一虚拟基站和第二虚拟基站之间的有效带宽，然后，它向迁移管理器发送一个MIGRATION REQUIRED ACK(迁移需求确认)，以告知MME当前第一虚拟基站所服务的用户数，每个UE的传输速率以及第一虚拟基站和第二虚拟基站之间的可用带宽。

9.基于MIGRATION REQUIRED ACK消息中给出的信息，迁移管理器计算数据转发时间，估计服务中断时间，并将这些信息通过发送MIGRATION COMMAND(迁移命令)消息通知第一虚拟基站。基于这些信息，第一虚拟基站选择一种适当的方法来消除基站迁移对用户设备的影响。例如，根据相应的服务中断时间，可以为UE配置适当的DRX长度。第一虚拟基站可以利用UE在DRX睡眠期间实现迁移。

10.第一虚拟基站通过向第二虚拟基站发送MIGRATION REQUST消息以触发迁移过程。在接收到该消息后，第二虚拟基站接收并恢复UE上下文，RRC上下文，HARQ配置和PDCPSN。虽然现有的越区切换HANDOVER REQUEST(切换请求)消息支持部分参数在第一虚拟基站和第二虚拟基站之间的转发，但对于基站迁移是不够的。为了实现无缝无损的基站迁移并减少对UE的影响，更多的信息需要被转发到第二虚拟基站，包括控制平面和用户平面数据。

在MIGRATION REQUEST消息中需要包含必要的控制平面信息，包括UE特定参数和小区特定参数。UE特定参数包括UE上下文信息，例如：MME UE S1AP ID、UE安全能力、AS安全信息、UE AMBR、E-RAB信息(E-RAB ID、E-RAB QoS参数)、RRC上下文、切换限制列表和UE历史信息等，这些参数的处理方法类似于越区切换过程中的HANDOVER REQUEST消息。但为了降低迁移过程对UE的影响，以下参数也需要包含在MIGRATION REQUEST消息中：

为了确保基站迁移过程中AS的安全功能能够正常执行，在当前 服务小区中使用的安全密钥K_eNB应当从第一虚拟基站转发到第二虚拟基站。K_UPenc、K_RRCint和K_RRCenc可以在第二虚拟基站中根据K_eNB导出。

小区特定参数包括MIB、SIB1到SIB16(如果有的话)、物理小区标识、CP长度和同步信息(如系统帧号和子帧号)，应该被转发到第二虚拟基站。

第一虚拟基站向IQ数据交换设备发送IQ DATA PATH SWITCH(IQ数据路径切换)消息。在接收到该消息后，IQ数据路径将被从第一虚拟基站切换到第二虚拟基站，之后，IQ采样数据路径切换、数据转发和S1路径切换应依次进行。

11.第一虚拟基站开始向第二虚拟基站转发用户面数据。对于RLC-AM DRB，PDCPSDU和PDC SN可以用类似于越区切换的方式来处理。为了实现无缝无损的虚拟基站迁移，并确保不降低用户体验，下列用户平面数据也需要被转发到目标基站。此外，在云无线接入网的架构下，第一虚拟基站和第二虚拟基站位于同一个基带池内，并由高速的固定网络连接，这有利于在源基站和目标基站之间的数据转发。

12.对于RLC-UM的DRB，PDCP层缓存的尚未处理的PDCP SDU需要转发至第二虚拟基站(RLC-UM DRB的PDCP SDU不存在确认问题)。同时，PDCP SN也要告知第二虚拟基站，以便目标基站能够连续地为PDCP SDU分配序列号。利用这些信息，第二虚拟基站的发送和接收窗口能够与第一虚拟基站一致，所以第二虚拟基站可以不受迁移的影响而继续向UE发送数据。

对于每一个DRB，包括RLC-AM DRB和RLC-UM DRB，RLC层缓存的未处理/发送的RLCSDU，以及已经处理并发送但没有收到确认的RLC SDU也应该转发到第二虚拟基站。另外，RLC-AM DRB和RLC-UM DRB的状态也需要转发。

对于每个DRB，包括RLC-AM DRB和RLC-UM DRB，HARQ的配置和每个HARQ进程的状态和缓冲数据需要转发到第二虚拟基 站。HARQ的状态包括ACK/NACK状态、新的数据、重传数据和冗佘版本等。具体地，对于下行链路的HARQ进程中，尚未被UE确认的子帧需要转发到第二虚拟基站，对于上行链路的HARQ进程中，尚未被成功解码的软缓冲的数据，也需要转发至第二虚拟基站。

基于以上信息，第二虚拟基站可以恢复HARQ软缓冲、RLC缓冲区和PDCP缓冲区。

另外，在迁移过程中，来自MME的寻呼和越区切换请求等也需要转发给第二虚拟基站，或利用增强的MIGRATION REQUEST消息来传送这些信息。

13.第二虚拟基站发送PATH SWITCH REQUEST(路径切换请求)消息至MME。此操作有两种选择：

选项1：基站发送现有的路径切换请求消息PATH SWITCH REQUEST到MME，此时需要为每个UE独立发送S1路径切换消息PATH SWITCH REQUEST。

选项2：因为所有由第一虚拟基站所服务的活动UE的S1路径都应该在迁移过程中从第一虚拟基站切换到的第二虚拟基站，为了加速S1路径切换过程，本发明提出向第二虚拟基站发送一个增强的路径切换请求消息ENHANCED PATH SWITCH REQUEST到MME，以使得多个UE的S1路径可以同时切换到目标基站。

14.MME发送MODIFY BEARERER REQUEST(更改承载请求)消息给S-GW。此操作有两种选择：

选项1：MME发送MODIFY BEARERER REQUEST消息给S-GW，此时需要为每个UE独立发送更改BEARER请求消息MODIFY BEARERER REQUEST。

选项2：为了加速路径切换过程，本发明提出MME发送一个增强的更改BEARER请求消息ENHANCED MODIFY BEARERER REQUES给S-GW，使得多个UE的BEARER更改请求可同时被执行。

15.S-GW切换UE S1下行路径至第二虚拟基站，并发送一个MODIFY BEARERERRESPONSE(更改承载响应)消息发送到MME。 此操作有两种选择：

选项1：S-GW为每个UE独立向MME发送MODIFY BEARERER RESPONSE消息。

选项2：S-GW发送一个增强的更改承载响应消息ENHANCED MODIFY BEARERERRESPONSE给MME，使得多个UE的BEARER更改可以同时被确认。

16.MME发送PATH SWITCH REQUEST ACK(路径切换请求确认)消息到第二虚拟基站。此操作有两种选择：

选项1：MME为每个UE独立向第二虚拟基站发送PATH SWITCH REQUEST ACK。

选项2：MME发送一个增强的路径切换请求确认消息ENHANCED PATH SWITCHREQUEST ACK至第二虚拟基站，以使多个UE S1路径切换可以同时被确认。

17.通过发送一个MIGRATION COMPLETION(迁移完成)消息，第二虚拟基站通知第一虚拟基站迁移已经完成。

18.第一虚拟基站向迁移管理器发送RESOURCE UPDATE COMMAND(资源更新命令)消息，迁移管理器进行资产使用清单更新。

迁移完成后，第二虚拟基站将替代第一虚拟基站而成为服务基站，它应该具有与第一虚拟基站相同的Cell_ID。

必须说明的是，本发明提出的增强的X2接口、增强的S1接口或者增强的S11接口可以分别独立实施，或者任意二者结合或三者结合实施，而无强制性要求三者必须一起配合实施。

在云无线接入网的架构下，不管BBU都在同一个基带池内或在不同的基带池，因为BBU之间以高速网络互连，eNB间的延迟远低于传统的回程网延迟，这有利于eNB之间的数据交换，使得无缝迁移变得可能。实验结果表明，本发明的虚拟基站迁移方案所引入的服务中断时间为几十个毫秒(服务中断时间定义为UE接收到来自第一虚拟基站的最后一个数据包的时刻与UE接收到来自第二虚拟基站的 第一个数据包时刻之间的间隔)，并能保证迁移过程中用户数据不丢失，从而使UE感知不到虚拟基站迁移的发生。

得益于前面的描述以及相关附图中的启示，与本发明有关的领域的技术人员将可以想到本文所述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，可以理解本发明并不限于所公开的特定的实施例，并且修改和其它实施例也将被包含在所附的权利要求书的范围之内。此外，虽然前面的描述和相关附图在某些元素和/或功能的示例性组合的背景下描述示例性实施例，可以理解的是其他可选的实施例可以提供不同的元素和/或功能的组合，而不脱离所附的权利要求书的范围。在这方面，例如，可以预期不同于以上描述的元素和/或功能的组合也可以在所附的一些权利要求中被阐述。虽然本文使用了特定的术语，它们仅仅是一般的和描述性的使用，而并非为了限制的目的。

附：

本说明书中出现的英文缩写，在此一并列出并加以说明。本英文缩写列表应作为说明书的一部分，以说明、解释文中出现的英文缩写。

ACK-Acknowledgement-确认

AM-Acknowledge Mode-确认模式

AMBR-Aggregate Maximum Bit Rate-聚合最大比特率

AS-Access Stratum接入层

BBU-Baseband Unit基带单元

CN-Core Network核心网

CP-Cyclic Prefix循环前缀

DRB-Data Radio BEARER数据无线承载

DRX-Discontinuous Reception非连续接收

eNB-Evolved Node B演进的节点B，一般也称基站

E-RAB-E-UTRAN Radio Access BEARER演进的UTRAN无线接入承载

HARQ-Hybrid Automatic Repeat Request混合自动重传

IE-Information Element信息元

MIB-Master Information Block主信息块

MME-Mobility Management Entity移动管理实体

PDCP-Packet Data Convergence Protocol分组数据汇聚协议

RLC-Radio Link Control无线链路控制

RRC-Radio Resource Control无线资源控制

S-GW Serving Gateway业务网关

SDU-Service Data Unit业务数据单元

SIB-System Information Block系统信息块

SN-Sequence Number序列号

UM-Un-acknowledgement Mode非确认模式 。

Claims (34)

1.一种虚拟基站动态迁移方法，包括：

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数；

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数；和

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号，

其中所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括：第一虚拟基站将来自MME的寻呼请求或者来自MME的越区切换请求发送给第二虚拟基站。

2.根据权利要求1的方法，其中：

所述第二虚拟基站发送增强的路径切换请求消息到MME，所述增强的路径切换请求消息用于请求多个UE的S1路径切换。

3.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

对RLC-UM的数据无线承载，第一虚拟基站将PDCP层缓存的尚未处理的PDCP SDU发送至第二虚拟基站；和/或

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送PDCP SN。

4.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

第一虚拟基站向第二虚拟基站发送当前服务小区所使用的安全密钥。

5.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

对每个数据无线承载，第一虚拟基站将RLC配置信息和缓存的RLC SDU发送至第二虚拟基站。

6.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送UE特定参数包括：

对每个数据无线承载，第一虚拟基站将HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据发送至第二虚拟基站。

7.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将MIB发送至第二虚拟基站。

8.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将SIB发送至第二虚拟基站。

9.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将物理小区标识符发送至第二虚拟基站。

10.根据权利要求1的方法，所述第一虚拟基站向第二虚拟基站发送小区特定参数包括：

第一虚拟基站将CP长度和同步信息发送至第二虚拟基站。

11.根据权利要求2的方法，其中：

所述第二虚拟基站接收来自MME的增强的路径切换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于确认多个UE的S1路径切换。

12.根据权利要求2的方法，其中：

所述MME发送增强的更改BEARER请求消息给S-GW，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求更改多个UE的BEARER；

所述MME接收来自S-GW的增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于确认多个UE的BEARER更改。

13.一种用于实现虚拟基站动态迁移的第一虚拟基站，其中，该设备包括：

第一发送单元，被配置为用于将对应于所述第一虚拟基站的迁移相关参数和信号发送至第二虚拟基站，所述迁移相关参数和信号包括：

UE特定参数；

小区特定参数；和

在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号，

其中所述在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括：来自MME的寻呼请求，或者来自MME的越区切换请求。

14.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述UE特定参数包括：

RLC-UM的数据无线承载的PDCP层缓存的尚未处理的PDCP SDU；和/或PDCP SN。

15.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述UE特定参数包括：

当前服务小区所使用的安全密钥。

16.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的RLC配置信息和缓存的RLC SDU。

17.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据。

18.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述小区特定参数包括MIB。

19.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述小区特定参数包括SIB。

20.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述小区特定参数包括物理小区标识符。

21.根据权利要求13的第一虚拟基站，所述小区特定参数包括CP长度和同步信息。

22.一种用于实现虚拟基站动态迁移的第二虚拟基站，其中，所述第二虚拟基站包括：

第二接收单元，被配置为用于接收来自第一虚拟基站的迁移相关参数和信号，所述迁移相关参数和信号包括：

UE特定参数；

小区特定参数；和

在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号，

其中所述在迁移过程中进入到第一虚拟基站的控制信号包括：来自MME的寻呼请求，或者来自MME的越区切换请求。

23.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述第二虚拟基站还包括：

第二发送单元，被配置为用于发送增强的路径切换请求消息到MME，所述增强的路径切换请求消息用于请求多个UE的S1路径切换；

所述第二接收单元进一步被配置为用于接收来自MME的增强的路径切换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于确认多个UE的S1路径切换。

24.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述UE特定参数包括：

RLC-UM的数据无线承载的PDCP层缓存的尚未处理的PDCPSDU；和/或PDCP SN。

25.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述UE特定参数包括：

当前服务小区所使用的安全密钥。

26.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的RLC配置信息和缓存的RLC SDU。

27.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述UE特定参数包括：

每个数据无线承载的HARQ的配置信息和HARQ进程中的缓存数据。

28.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述小区特定参数包括MIB。

29.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述小区特定参数包括SIB。

30.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述小区特定参数包括物理小区标识符。

31.根据权利要求22的第二虚拟基站，所述小区特定参数包括CP长度和同步信息。

32.一种用于实现虚拟基站动态迁移的MME设备，所述设备包括：

第三接收单元，被配置为用于接收来自根据权利要求22至31中任一项所述的第二虚拟基站的增强的路径切换请求消息，所述增强的路径切换请求消息用于请求多个UE的S1路径切换；

第三发送单元，被配置为用于向所述第二虚拟基站发送增强的路径切换请求确认消息，所述增强的路径切换确认消息用于确认多个UE的S1路径切换。

33.根据权利要求32的MME设备，其中所述第三发送单元进一步被配置为用于发送增强的更改BEARER请求消息给S-GW，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求更改多个UE的BEARER；所述第三接收单元进一步被配置为用于接收来自S-GW的增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于确认多个UE的BEARER更改。

34.一种用于实现虚拟基站动态迁移的S-GW设备，所述设备包括：

第四接收单元，被配置为用于接收来自根据权利要求32至33中任一项所述的MME设备的增强的更改BEARER请求消息，所述增强的更改BEARER请求消息用于请求更改多个UE的BEARER；

第四发送单元，被配置为用于发送增强的更改BEARER响应消息，所述增强的更改BEARER响应消息用于确认多个UE的BEARER更改。

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