CN105474692B - 切换控制方法、装置及无线通信网络 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种切换控制方法、装置及无线通信网络。本发明切换控制方法，包括：接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则；将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息；向目的RN发送路径切换请求确认信息。本发明实施例解决了多个功能之间相互制约，导致当系统性能不足时无法自由扩展的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种切换控制方法、装置及无线通信网络。
背景技术
目前，随着通信技术的发展，现有的无线通信网络中各个网络设备，例如移动管理实体(Mobility Management Entity，以下简称MME)、服务网关(Serving GateWay，以下简称SGW)、公共数据网网关(Public Data Network GateWay，以下简称PGW)、演进型移动基站(Evolved Node B，以下简称eNB)等，为了适应通信标准的进步，设备本身集成的功能越来越多。
但是，各设备的多个功能紧耦合于一体，相互制约，当系统性能不足时无法自由扩展。
发明内容
本发明实施例提供一种切换控制方法、装置及无线通信网络，以实现无线通信网络中各设备的控制面功能和用户面功能解耦合，当系统性能不足时可以对用户面功能自由扩展。
本发明实施例提供一种切换控制方法，包括：
接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则；
将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息；
向目的RN发送路径切换请求确认信息。
本发明实施例切换控制方法、装置及无线通信网络，通过将切换系统中的各设备的功能解耦合，拆分成控制面功能模块和用户面功能模块，将现有切换系统的MME与SGW、PGW的控制面功能模块合并，将SGW、PGW的用户面功能模块细粒度拆分后以功能节点的形式部署，集中控制网元以下发规则的形式控制功能节点向RN及UE提供服务，实现切换系统的功能独立，集中控制单元可以灵活地增加或减少功能节点，解决了各设备的多个功能之间相互制约，导致当系统性能不足时无法自由扩展的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明无线通信网络实施例一的结构示意图；
图2为本发明无线通信网络实施例二的结构示意图；
图3为本发明无线通信网络实施例三的结构示意图；
图4为本发明切换控制方法实施例一的流程图；
图5为本发明切换控制方法实施例二的流程图；
图6为本发明切换控制方法实施例三的流程图；
图7为本发明切换控制方法实施例四的流程图；
图8为本发明切换控制方法实施例五的流程图；
图9为本发明切换控制方法实施例六的流程图；
图10为本发明SNC实施例一的结构示意图；
图11为本发明SNC实施例二的结构示意图；
图12为本发明SNC实施例三的结构示意图；
图13为本发明无线通信网络实施例二的结构示意图。
具体实施方式
第三代合作伙伴计划(The 3rd Generation Partnership Project，以下简称3GPP)长期演进(Long Term Evolution，以下简称LTE)的协议中，用户设备在两个基站之间的切换涉及到网络中的多个网元设备，尤其是分组核心演进(Evolved Packet Core，以下简称EPC)中的移动管理实体(Mobility Management Entity，以下简称MME)、服务网关(Serving Gateway，以下简称SGW)以及分组数据节点网关(Packet Data Node Gateway，以下简称PGW)，承担了切换过程中的用户信令控制和数据路径切换。用户设备(UserEquipment，以下简称UE)从源基站切换到目的基站，包括基于X2口和S1口的两种切换方式，涉及到的切换锚点可以是SGW，也可以是PGW，下面举例说明现有的切换实现方式。
方法一：基于X2口，SGW不变
切换过程中，用户信令和数据是在源基站和目的基站之间进行交互的，切换时延较小，当UE接入目的基站之后由目的基站通知MME进行路径切换，该过程MME不变，SGW作为切换锚点，完成上下行数据隧道切换以及切换过程中可能的间接数据转发。
方法二：基于X2口，SGW重选
方法二与方法一的区别在于，当UE接入目的基站之后由目的基站通知MME进行路径切换，MME不变，但是MME判定认为需要重选SGW，目的SGW和目的基站之间存在网络互连协议(Internet Protocol，以下简称IP)连接。当切换发生时，目的SGW向PGW发起承载更改请求，PGW作为切换锚点，完成用户面路由重定向，原来的上下行数据路径全部切换，在切换过程中信令开销大大增加，源基站和目的基站之间数据传输以及数据路径重新构建都增加了UE切换的时延。
方法三：基于S1口
切换过程中，源基站和目的基站之间通过SGW进行数据转发，使用原有MME、SGW进行MME、SGW重选，目的SGW向PGW发起承载更改请求，PGW作为切换锚点，实现LTE系统内切换，完成用户面的上下行数据路由重定向，原来的上下行数据路径全部切换，方法三和方法二的区别在于，方法三还涉及到了MME的重选，因此在切换过程中信令开销更大，源基站和目的基站之间的数据传输以及数据路径重新构建增加的UE切换的时延更多。
本发明改变了切换系统包括基站、MME、SGW以及PGW的这种格局，对各个网络设备进行功能划分，将MME与SGW、PGW的控制面功能合并，用户面功能单独实现，改变了切换系统的架构，也改变了UE切换流程。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明无线通信网络实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的系统包括：源空口节点(Radio Node，以下简称RN)11和目的RN12，除此之外，还包括：用于执行控制管理功能的集中控制网元(Single Network Controller，以下简称SNC)13、用于进行路径切换规则匹配的入口网元14以及用于执行用户面功能的功能节点网络(Function NodesNetwork，以下简称FNN)，FNN包括至少一个功能节点(Function Node，以下简称FN)15；入口网元14与SNC13连接，FN15与SNC13连接，入口网元14与FN15连接；其中，SNC13，用于根据入口网元的负载情况增加或减少入口网元，根据FN的负载情况增加或减少FN；入口网元14，用于将路径切换规则发送给对应的FN，以使对应的FN根据路径切换规则向目的RN提供服务。
本实施例中，将现有网络中的SGW、PGW等网元解耦，拆分成控制面功能模块和用户面功能模块，将SGW、PGW中的控制面功能模块与MME合并，形成SNC13，进一步可以把用户面功能模块按照功能粒度进行细粒度划分，拆分成更单一的功能模块，部署在FNN中，每一个功能模块对应由至少一个FN15实现，SNC13可以根据FN15的负载情况，对其进行增加或者减少，而不必受到其它功能的限制。FN15不仅可以实现路由器或交换机的数据转发，还可以进行数据处理，每个FN的性能都受到数据处理能力，例如计算能力、存储空间，以及带宽等的限制，FN之间可以是直接连接，也可以是经过一个网络互连协议(Internet Protocol，以下简称IP)网络连接，IP网络内部的数据转发可以使用软件定义网络(Software DefinedNetwork，以下简称SDN)的方式，也可以使用传统的自治方式，本实施例对此不作具体限定。入口网元14在SNC13和FN15之间进行数据转发，接收SNC13下发的路径切换规则，进行规则匹配，再将路径切换规则分发给FN15，FN15根据该路径切换规则与目的RN12建立连接，为UE提供切换后的数据路径及数据处理。该路径切换规则可以有相同的处理策略，也可以有不同的处理策略，针对不同的处理策略，需要SNC13预先配置或者逐条下发，其中预先配置方式需要在数据包头带有处理策略指示，如果每次路径切换规则中都有特定参数，则SNC13只能够逐条下发。
本实施例中，FN15集成了现有系统中的SGW、PGW的用户面功能，可以为源RN11以及目的RN12提供数据服务，SNC13在确定为目的RN12提供服务的FN时，尽可能避免切换，例如可以是如果为源RN提供服务的FN继续可用，则仍然确定该FN为目的RN服务，这样一来UE虽然发生了切换接入目的RN，但是其数据路径仍然是由原来的FN提供服务，不需要用户上下文的转发，也不需要大量用于路径切换的信令交互，大大缩短UE切换的时延，提高切换可靠性。SNC13集成了MME和SGW、PGW中的控制面功能，可以集中实现UE切换过程的控制功能，其中包括通过与FN的接口收集各个FN的状态、接收各个FN的请求、下发命令至各个FN；通过与RN之间的接口，收集各RN的状态、接收各RN的请求、下发调整各RN配置的命令；通过与入口网元14之间的接口下发规则，接收入口网元14的反馈。
本实施例，通过将切换系统中的各设备的功能解耦合，拆分成控制面功能模块和用户面功能模块，将现有切换系统的MME与SGW、PGW的控制面功能模块合并，将SGW、PGW的用户面功能模块细粒度拆分后以功能节点的形式部署，集中控制网元以下发规则的形式控制功能节点向RN及UE提供服务，实现切换系统的功能独立，集中控制单元可以灵活地增加或减少功能节点，解决了各设备的多个功能之间的相互制约，当系统性能不足时无法自由扩展的问题。
图2为本发明无线通信网络实施例二的结构示意图，如图2所示，在图1所示的切换系统结构基础上，进一步的，入口网元14包括至少两个入口网元，例如可以是两个，入口网元14a和入口网元14b，则切换系统还包括：规则分发网元21，其中，规则分发网元21与SNC13以及入口网元14a、入口网元14b连接，规则分发网元21用于对至少两个入口网元14进行负载均衡，并将路径切换规则发送给入口网元14，本实施例中规则分发网元21对入口网元14a、入口网元14b进行负载均衡，并将路径切换规则发送给入口网元14a或入口网元14b。
如果切换系统需要处理的大量的UE切换业务，SNC13会下发大量的路径切换规则，这时只有一个入口网元14可能对这些规则处理不过来，切换系统中可以包括两个或两个以上的入口网元处理路径切换规则的匹配和转发，这种情况下，切换系统还包括规则分发网元21，规则分发网元21主要负责两个或两个以上的入口网元的负载均衡，避免出现有多个入口网元时，有的入口网元需要处理很多路径切换规则的匹配和转发，处于超负荷状态，而有的入口网元一直没有收到SNC13下发的路径切换规则，处于空闲状态。本实施例中，SNC13下发的路径切换规则先由规则分发网元21接收，规则分发网元21根据转发规则将该路径切换规则转发给入口网元14a或入口网元14b，规则分发网元21具体的转发规则可以是采用优先级算法确定转发对象，还可以是根据接收的入口网元发送的负载信息确定转发对象，本实施例对此不作具体限定。
本实施例，通过切换系统的规则分发网元在多个入口网元中实现负载均衡，解决入口网元由于超负荷工作容易出现故障的问题。
图3为本发明无线通信网络实施例三的结构示意图，如图3所示，在图1所示的切换系统结构基础上，进一步的，还包括：网络地址转换网元31，网络地址转换网元31与SNC13连接，该网络地址转换网元31用于提供不同域网络之间的接口。
本实施例，通过切换系统中的网络地址转换网元实现多个不同域网络的连接。
图4为本发明切换控制方法实施例一的流程图，如图4所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101、接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
本实施例的执行主体可以是SNC，SNC接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识。和现有技术相同，UE的移动触发切换，基站收到UE的切换事件测量上报信息后即启动切换流程，UE在接入目的RN之后完成UE的附着流程，但此时UE的数据路径仍然是切换前与源RN相关的路径，此时需要对UE的数据路径进行切换。
本实施例中，SNC接收RN发送的路径切换请求，该路径切换请求可以是目的RN发送给SNC的，当切换过程为快速切换时，该路径切换请求可以是源RN向SNC发送的。SNC收到RN发送的路径切换请求后，根据该路径切换请求可以获知UE已经切换到目的RN，同时SNC还可以获取到UE信息，UE先前接入的源RN的标识，以及UE当前接入的目的RN的标识。
步骤102、根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则；
本实施例中，SNC根据UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，可以获取到为源RN服务的FN的信息，以尽可能不做FN切换为原则确定为目的RN提供服务的FN，具体的做法可以是，SNC获取为源RN提供服务的FN的当前工作状态、资源使用情况等信息，如果该FN继续可用，则SNC确定该FN继续为目的RN提供服务，如果该FN不可用，则SNC选择其他FN为目的RN提供服务，选择原则可以是重选的FN组成的数据路径尽可能降低后续发生切换的概率。SNC确定为目的RN提供服务的FN后，根据该FN生成路径切换规则，该路径切换规则中可以包括SNC为目的RN确定的服务FN的信息，还可以包括UE切换后的数据路径信息，本实施例对此不做具体限定。
步骤103、将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息；
本实施例中，SNC将生成的路径切换规则发送给入口网元，以使入口网元根据该路径切换规则在UE的数据路径上增加步骤102中确定的FN为功能节点，SNC生成的路径切换规则由入口网元进行匹配处理，入口网元从该路径切换规则中获取为目的RN提供服务的FN的信息，在UE的数据路径上增加该FN为功能节点，即入口网元根据路径切换规则配置该FN，通知该FN作为目的RN的提供服务。SNC在向入口网元发送路径切换规则的同时，更新本地已经保存的UE数据路径信息，先前已经保存的是UE接入到源RN中的数据路径信息，可以包括UE信息、源RN的标识以及为源RN提供服务的FN的信息，现在是将源RN更新为目的RN，如果FN发生了切换，还要更行FN的信息，即当前更新的UE的数据路径信息中可以包括UE信息、目的RN的标识以及为目的RN提供服务的FN的信息。
步骤104、向目的RN发送路径切换请求确认信息。
本实施例中，SNC向目的RN发送路径切换请求确认信息，即SNC在确定UE的数据路径切换完成后向目的RN发送路径切换请求确认信息，通知目的RN该切换过程已经完成，以使目的RN执行后续的步骤。
本实施例，通过SNC根据RN发送的路径切换请求，以尽可能不做FN切换为原则确定为目的RN提供服务的FN，并根据该FN生成路径切换规则，实现UE的数据路径根据该路径切换规则发生从源RN向目的RN的切换，整个路径切换过程尽量避免FN重选，解决现有切换过程中信令开销大，切换时延长的问题。
进一步的，在上述实施例的步骤102中，根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则，具体的实施方法可以是：根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，获取为所述源RN提供服务的第一FN；根据所述第一FN的负载状态确定所述第一FN是否继续可用；若是，则确定所述第一FN是为所述目的RN提供服务的功能节点，并根据所述第一FN生成第一路径切换规则。本实施例中，SNC根据UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，获取为源RN提供服务的FN，再根据该FN的负载情况确定该FN是否还可以继续为目的RN提供服务，FN的负载情况可以是SNC根据该FN的处理器运行情况获知该FN是否处于超负荷的工作状态，还可以是根据该FN的资源使用情况获知该FN是否处于超负荷的工作状态，本实施例对此不做具体限定。如果为源RN提供服务的FN继续可用，则SNC确定该FN继续为目的RN提供服务，并根据该FN生成第一路径切换规则，该第一路径切换规则的内容为使用相同的FN处理目的RN的数据流。
相应的，上述实施例的步骤103中，将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息，具体的实施方法可以是：将所述第一路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第一路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第一FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。本实施例中，SNC将第一路径切换规则发送给入口网元，以使入口网元根据该第一路径切换规则在UE的数据路径上增加为源RN提供服务的FN为功能节点，同时SNC更新本地已保存的UE的数据的路径信息，将源RN的标识更新为目的RN的标识，提供服务的FN的信息不变。
进一步的，在上述实施例的步骤102的具体实施方法中，若所述第一FN不可用，则获取与所述目的RN相邻的关联RN，并根据为所述关联RN提供服务的FN的负载状态，选择为所述目的RN提供服务的第二FN，并根据所述第二FN生成第二路径切换规则。本实施例中，SNC根据为源RN提供服务的FN的负载情况确定该FN不能再为目的RN提供服务，则SNC为目的RN重选FN，选择的原则是重选的FN组成的数据路径尽可能降低后续发生切换的概率，SNC先获取与目的RN相邻的关联RN，根据RN的拓扑结构SNC即可获取到与目的RN相邻的RN，然后获取为关联RN提供服务的FN，与目的RN相邻的关联RN可以是多个，因此SNC获取的为关联RN提供服务的FN也可以是多个，SNC根据这些FN的负载状态，选择为目的RN提供服务的FN，SNC选择的过程可以是从这些FN中选择负载最小的FN，还可以是根据优先级算法确定当前的服务FN，本实施例对此不做具体限定。SNC确定出为目的RN提供服务的FN后，根据该FN生成第二路径切换规则，该第二路径切换规则的内容为使用第二FN处理目的RN的数据流。
相应的，上述实施例的步骤103中，所述将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息，具体的实施方法可以是：将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。本实施例中，SNC将第二路径切换规则发送给入口网元，以使入口网元根据该第二路径切换规则在UE的数据路径上增加重选的FN为功能节点，同时SNC更新本地已保存的UE的数据的路径信息，将源RN的标识更新为目的RN的标识，将提供服务的FN的信息更新为重选的FN的信息。
本实施例，通过SNC根据RN发送的路径切换请求，以尽可能不做FN切换为原则确定为目的RN提供服务的FN，该为目的RN提供服务的FN如果可以是为源RN提供服务的FN，则尽量不要发生重选，如果必须要重选FN，则考虑重选的FN组成的数据路径尽可能降低后续发生切换的概率，确定FN的过程以少发生切换为目的，解决现有切换过程中信令开销大，切换时延长的问题。
图5为本发明切换控制方法实施例二的流程图，如图5所示，在图4所示的方法实施例的基础上，当步骤102中SNC确定为源RN提供服务的第一FN不可用，则SNC要为目的RN重选第二FN，但是第二FN中没有保存UE的上下文数据，需要第一FN将UE的上下文数据发送给第二FN，本实施例的方法为在上述实施例的步骤103，即所述将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息之前，由SNC发起第一FN向第二FN发送UE的上下文数据过程，本实施例的方法可以包括：
步骤201、向所述第一FN发送上下文数据传送指示，以使所述第一FN将所述UE的上下文数据发送给所述第二FN；
本实施例中，SNC在为目的RN重选第二FN，并根据该第二FN生成第二路径切换规则之后，SNC发起第一FN向第二FN发送UE的上下文数据过程，由SNC向第一FN发送上下文数据传送指示，以使第一FN将UE的上下文数据发送给所述第二FN。
步骤202、接收所述第二FN发送的上下文数据接收确认信息；
本实施例中，SNC接收第二FN发送的上下文数据接收确认信息，这个过程发生在第二FN接收到第一FN发送的UE的上下文数据之后。第一FN根据SNC发送的上下文数据传送指示后，将本地保存的UE的上下文数据发送给第二FN，该上下文数据传送指示中可以包括SNC为目的RN确定的服务FN的信息，第二FN接收到UE的上下文数据后通知SNC。
步骤203、向所述第一FN发送UE信息删除指示，以使所述第一FN根据所述UE信息删除指示删除已经保存的所述UE的信息。
本实施例中，SNC向第一FN发送UE信息删除指示，以使第一FN根据UE信息删除指示删除已经保存的UE的信息，截止到这个步骤，第一FN中不再保存UE的信息，即第一FN退出UE的数据路径，如果后续UE的路径切换还要用到该第一FN，则需要重新接收其它FN发送的UE的上下文数据。
进一步的，SNC向目的RN发送路径切换请求确认信息之前，接收所述入口网元发送的路径切换规则配置完成响应，由于SNC将路径切换规则发送给入口网元，入口网元对该路径切换规则进行处理，但是SNC是不知道入口网元的处理情况的，因此需要入口网元在处理完路径切换规则后，向SNC发送路径切换规则配置完成响应，SNC根据该路径切换规则配置完成响应执行后续步骤。
进一步的，第一FN向第二FN发送UE的上下文数据过程还可以是由第二FN发起的，在上述实施例的步骤103，即所述将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息之后，第二FN接收到入口网元发送的第二路径切换规则后，发现本地没有保存UE的上下文数据，则第二FN向SNC发送上下文数据请求消息，此时，在上述步骤201之前，SNC接收第二FN发送的上下文数据请求消息；然后SNC根据该上下文数据请求消息向第一FN发送上下文数据传送指示，以使第一FN将UE的上下文数据发送给所述第二FN；后面的步骤和上述步骤202、203类似，此处不再赘述。发生在上述步骤103之后的UE的上下文数据传送过程和上发生在步骤103之前的UE的上下文数据传送过程的区别在于，后者是由SNC发起的，前者是由第二FN发起的。
本实施例，通过SNC或第二FN发起第一FN直接向第二FN发送UE的上下文数据过程，实现重选FN后UE的上下文数据的快速传送，解决现有切换过程中信令开销大，切换时延长的问题。
进一步的，UE的路径切换过程通常情况下，SNC收到的路径切换请求来自目的RN，但是在快速切换流程中，SNC收到的路径切换请求来自源RN，在这种情况下，SNC在路径切换初始时接收源RN发送的第二路径切换请求，并根据第二路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，根据上述信息执行后续步骤，在SNC向目的RN发送路径切换请求确认信息之前，还要接收目的RN发送的第一路径切换请求。
下面采用几个具体的实施例，对上述方法实施例的技术方案进行详细说明。
图6为本发明切换控制方法实施例三的流程图，如图6所示，本实施例的方法可以包括：
本实施例中，UE发生切换后数据路径没有改变，仍然使用之前为源RN提供服务的FN。具体流程如下：
S501、UE移动，使得源RN获知UE即将发生切换；
本实施例中，UE自身的位置移动，源RN根据UE的测量上报信息可以获知该UE即将发生切换。
S502、源RN启动切换流程，将缓存在源RN的该UE的信息转发给目的RN；
本实施例中，源RN根据预知的信息启动该UE的切换流程，为UE确定目的RN，并将本地保存的该UE的信息发送给目的RN，其中UE的信息可以包括UE的标识、测量上报信息、上下文数据等。
S503、UE接入目的RN；
本实施例中，UE接入目的RN的过程可以是和现有技术类似的流程，还可以是其它根据本发明的切换系统新建立的流程，此处不做具体限定。
S504、目的RN发送路径切换请求给SNC；
本实施例中，目的RN通过发送路径切换请求给SNC，通知SNC该UE已经切换到该目的RN，启动UE的数据路径切换过程。
S505、SNC获取UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
本实施例步骤S505的过程和上述方法实施例一的步骤101的过程类似，此处不再赘述。
S506、SNC确定为源RN提供服务的第一FN继续为目的RB提供服务，并根据该第一FN生成第一路径切换规则；
本实施例中，SNC根据UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，获取为源RN提供服务的第一FN的信息，并根据该FN的负载状态确定该第一FN的负载没有超出限额，因此继续可用，则SNC确定该第一FN继续为目的RB提供服务，并根据该第一FN生成第一路径切换规则，该第一路径切换规则中可以包括目的RN的标识、第一FN的信息。
S507、SNC将第一路径切换规则发送给入口网元，并更新本地已保存的UE的数据的路径信息；
本实施例步骤S507的过程和上述方法实施例一的步骤103的过程类似，此处不再赘述。
S508、入口网元在UE的数据路径上增加第一FN；
本实施例步骤S508的过程和上述方法实施例三的步骤302的过程类似，此处不再赘述。
S509、入口网元向第一FN转发第一路径切换规则；
S510、入口网元回复路径切换规则配置完成响应给SNC；
本实施例中，入口网元在处理完SNC下发的路径切换规则后，向SNC回复路径切换规则配置完成响应，以使SNC执行后续步骤。
S511、SNC向目的RN发送路径切换请求确认信息；
本实施例步骤S511的过程和上述方法实施例一的步骤104的过程类似，此处不再赘述。
S512、目的RN通知源RN释放该UE所占用的资源。
本实施例中，目的RN在完成UE的路径切换后，通知源RN释放该UE的资源，至此源RN退出该UE的数据路径，不再处理该UE的数据和信令。
图7为本发明切换控制方法实施例四的流程图，如图7所示，本实施例的方法可以包括：
本实施例中，UE发生切换后数据路径发生改变，之前为源RN提供服务的FN不可用，重选FN，并且由SNC触发UE的上下文信息传送。具体流程如下：
S601、UE移动，使得源RN获知UE即将发生切换；
S602、源RN启动切换流程，将缓存在源RN的该UE的信息转发给目的RN；
S603、UE接入目的RN；
S604、目的RN发送路径切换请求给SNC；
S605、SNC获取UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
S606、SNC获知为源RN提供服务的第一FN不可继续使用，重新选择第二FN为目的RB提供服务，并根据该第二FN生成第二路径切换规则；
本实施例中，SNC根据UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，获取为源RN提供服务的第一FN的信息，并根据该FN的负载状态确定该第一FN处于超负荷工作状态，因此重新选择其他的FN为目的RN提供服务，选择原则可以是重选的FN组成的数据路径尽可能降低后续发生切换的概率，具体的实施方法可以是获取所有为与目的RN相邻的关联RN提供服务的FN，根据这些FN的负载状态，选择其中的一个FN作为为目的RN提供服务的第二FN，并根据该第二FN生成第二路径切换规则，该第二路径切换规则中可以包括目的RN的标识、第二FN的信息。
S607、SNC向第一FN发送上下文数据传送指示；
本实施例中，由SNC触发UE的上下文信息传送，SNC向第一FN发送上下文数据传送指示，以使第一FN将UE的上下文数据发送给第二FN，启动UE的上下文数据传送流程。
S608、第一FN向第二FN发送UE的上下文数据；
S609、第二FN接收完第一FN发送的UE的上下文数据后，向SNC发送上下文数据接收确认信息；
S610、SNC向第一FN发送UE信息删除指示；
S611、第一FN删除本地保存的UE的信息；
S612、SNC将第二路径切换规则发送给入口网元，并更新本地已保存的UE的数据的路径信息；
S613、入口网元在UE的数据路径上增加第二FN；
S614、入口网元向第二FN转发第二路径切换规则；
S615、入口网元回复路径切换规则配置完成响应给SNC；
S616、SNC向目的RN发送路径切换请求确认信息；
S617、目的RN通知源RN释放该UE所占用的资源。
图8为本发明切换控制方法实施例五的流程图，如图8所示，本实施例的方法可以包括：
本实施例中，UE发生切换后数据路径发生改变，之前为源RN提供服务的FN不可用，重选FN，并且由目标功能节点触发UE的上下文信息传送。具体流程如下：
S701、UE移动，使得源RN获知UE即将发生切换；
S702、源RN启动切换流程，将缓存在源RN的该UE的信息转发给目的RN；
S703、UE接入目的RN；
S704、目的RN发送路径切换请求给SNC；
S705、SNC获取UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
S706、SNC获知为源RN提供服务的第一FN不可继续使用，重新选择第二FN为目的RB提供服务，并根据该第二FN生成第二路径切换规则；
S707、SNC将第二路径切换规则发送给入口网元，并更新本地已保存的UE的数据的路径信息；
本实施例中，SNC生成第二路径切换规则后就将该第二路径切换规则发送给入口网元，这一步骤与上述方法实施例五的流程有区别，方法实施例五中SNC生成第二路径切换规则后先启动UE的上下文信息传送流程，然后才将该第二路径切换规则发送给入口网元。
S708、入口网元在UE的数据路径上增加第二FN；
S709、入口网元向第二FN转发第二路径切换规则；
S710、第二FN获知本地没有保存该UE的上下文数据，向SNC发送上下文数据请求消息；
本实施例中，由第二FN触发UE的上下文信息传送，第二FN向SNC发送上下文数据请求消息启动该流程，这一步骤与上述方法实施例五的流程有区别，方法实施例五中是由SNC触发UE的上下文信息传送。
S711、SNC向第一FN发送上下文数据传送指示；
S712、第一FN向第二FN发送UE的上下文数据；
S713、第二FN接收完第一FN发送的UE的上下文数据后，向SNC发送上下文数据接收确认信息；
S714、SNC向第一FN发送UE信息删除指示；
S715、第一FN删除本地保存的UE的信息；
S716、SNC向目的RN发送路径切换请求确认信息；
S717、目的RN通知源RN释放该UE所占用的资源。
图9为本发明切换控制方法实施例六的流程图，如图9所示，本实施例的方法可以包括：
本实施例中，采用快速切换算法，UE发生切换后数据路径没有改变，仍然使用之前为源RN提供服务的FN。具体流程如下：
S801、UE移动，使得源RN获知UE即将发生切换；
S802、源RN发送第二路径切换请求给SNC；
本实施例中，采用快速切换算法，SNC通过实时监测每个FN的负载信息，在UE即将发生切换时，即可立刻为目的RN确定服务FN，缩短等待源RN和目的RN之间数据传输的时延。具体地，当源RN获知UE即将发生切换则直接发送第二路径切换请求给SNC，SNC可以提前为目的RN确定服务FN，与上述方法实施例四、方法实施例五以及方法实施例六的区别在于，上述实施例都是在UE已经接入到目的RN之后才发起路径切换流程，而本实施例中，只要源RN获知UE即将发生切换就向SNC发送第二路径切换请求，缩短了UE接入目的RN的时延和等待源RN和目的RN之间数据传输的时延。
S803、源RN将缓存在源RN的该UE的信息转发给目的RN；
S804、SNC获取UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
S805、SNC确定为源RN提供服务的第一FN继续为目的RB提供服务，并根据该第一FN生成第一路径切换规则；
本实施例中，为源RN提供服务的第一FN继续可用，因此SNC为目的RN确定的服务FN仍然是第一FN，需要说明的是，快速切换算法在上述方法实施例四、方法实施例五以及方法实施例六中同样适用，此处不做具体限定。
S806、SNC将第一路径切换规则发送给入口网元，并更新本地已保存的UE的数据的路径信息；
S807、入口网元在UE的数据路径上增加第一FN；
S808、入口网元向第一FN转发第一路径切换规则；
S809、入口网元回复路径切换规则配置完成响应给SNC；
S810、目的RN接收到源RN发送的UE的信息后，向SNC发送第一路径切换请求；
本实施例中，目的RN确认UE已经接入该目的RN后向SNC发送第一路径切换请求，通知SNC该UE已经切换到该目的RN。
S811、SNC向目的RN发送路径切换请求确认信息；
S812、目的RN通知源RN释放该UE所占用的资源。
图10为本发明SNC实施例一的结构示意图，如图10所示，本实施例的装置可以包括：接收模块11、规则生成模块12、更新模块13以及发送模块14，其中，接收模块11，用于接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；规则生成模块12，用于根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则；更新模块13，用于将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息；发送模块14，用于向目的RN发送路径切换请求确认信息。
本实施例的装置，可以用于执行图4所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图11为本发明SNC实施例二的结构示意图，如图11所示，本实施例的装置在图10所示装置结构的基础上，进一步地，规则生成模块12可以包括：获取单元121、确定单元122以及第一规则生成单元123，其中，获取单元121，用于根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，获取为所述源RN提供服务的第一FN；确定单元122，用于根据所述第一FN的负载状态确定所述第一FN是否继续可用；第一规则生成单元123，用于若所述确定单元确定所述第一FN继续可用，则确定所述第一FN是为所述目的RN提供服务的功能节点，并根据所述第一FN生成第一路径切换规则。更新模块13，具体用于将所述第一路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第一路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第一FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。
如图11所示，规则生成模块12还可以包括：第二规则生成单元124，该第二规则生成单元124，用于若所述确定单元确定所述第一FN不可用时，则获取与所述目的RN相邻的关联RN，并根据为所述关联RN提供服务的FN的负载状态，选择为所述目的RN提供服务的第二FN，并根据所述第二FN生成第二路径切换规则。更新模块13，具体用于将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。
本实施例的装置，可以用于执行图4所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图12为本发明SNC实施例三的结构示意图，如图12所示，本实施例的装置在图11所示装置结构的基础上，进一步地，还可以包括：上下文处理模块21，该上下文处理模块21，用于向所述第一FN发送上下文数据传送指示，以使所述第一FN将所述UE的上下文数据发送给所述第二FN；接收所述第二FN发送的上下文数据接收确认信息；向所述第一FN发送UE信息删除指示，以使所述第一FN根据所述UE信息删除指示删除已经保存的所述UE的信息。
该上下文处理模块21，还用于接收所述第二FN发送的上下文数据请求消息；根据所述上下文数据请求消息，向所述第一FN发送上下文数据传送指示，以使所述第一FN将所述UE的上下文数据发送给所述第二FN；接收所述第二FN发送的上下文数据接收确认信息；向所述第一FN发送UE信息删除指示，以使所述第一FN根据所述UE信息删除指示删除已经保存的所述UE的信息。
本实施例的装置，可以用于执行图5所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图13为本发明无线通信网络实施例二的结构示意图，如图13所示，本实施例的系统包括：源空口节点RN11、目的空口节点RN12，除此之外，还包括：SNC13、至少一个入口网元14以及至少一个FN15，其中，入口网元14与SNC13连接，FN15与SNC13连接，入口网元14与FN15连接，SNC13可以采用图10～图12任一装置实施例的结构，其对应地，可以执行图4～图5中任一方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述；入口网元14可以采用图16～图17任一装置实施例的结构，其对应地，可以执行图6中方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述；FN15可以采用图18～图20任一装置实施例的结构，其对应地，可以执行图7中方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述该作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (19)
1.一种切换控制方法，包括：
接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则；
将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息；
向目的RN发送路径切换请求确认信息。
2.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则，包括：
根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，获取为所述源RN提供服务的第一FN；
根据所述第一FN的负载状态确定所述第一FN是否继续可用；
若是，则确定所述第一FN是为所述目的RN提供服务的功能节点，并根据所述第一FN生成第一路径切换规则。
3.根据权利要求2所述的方法，所述将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息，包括：
将所述第一路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第一路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第一FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。
4.根据权利要求2所述的方法，所述根据所述第一FN的负载状态确定所述第一FN是否继续可用之后，还包括：
若所述第一FN不可用，则获取与所述目的RN相邻的关联RN，并根据为所述关联RN提供服务的FN的负载状态，选择为所述目的RN提供服务的第二FN，并根据所述第二FN生成第二路径切换规则。
5.根据权利要求4所述的方法，所述将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息，包括：
将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。
6.根据权利要求5所述的方法，所述将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息之前，还包括：
向所述第一FN发送上下文数据传送指示，以使所述第一FN将所述UE的上下文数据发送给所述第二FN；
接收所述第二FN发送的上下文数据接收确认信息；
向所述第一FN发送UE信息删除指示，以使所述第一FN根据所述UE信息删除指示删除已经保存的所述UE的信息。
7.根据权利要求5所述的方法，所述将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息之后，还包括：
接收所述第二FN发送的上下文数据请求消息；
根据所述上下文数据请求消息，向所述第一FN发送上下文数据传送指示，以使所述第一FN将所述UE的上下文数据发送给所述第二FN；
接收所述第二FN发送的上下文数据接收确认信息；
向所述第一FN发送UE信息删除指示，以使所述第一FN根据所述UE信息删除指示删除已经保存的所述UE的信息。
8.根据权利要求2～6中任一项所述的方法，所述向目的RN发送路径切换请求确认信息之前，还包括：
接收所述入口网元发送的路径切换规则配置完成响应。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，所述接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，包括：
接收所述目的RN发送的第一路径切换请求，并根据所述第一路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识。
10.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，所述接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，包括：
接收所述源RN发送的第二路径切换请求，并根据所述第二路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识。
11.根据权利要求10所述的方法，所述向目的RN发送路径切换请求确认信息之前，还包括：
接收所述目的RN发送的第一路径切换请求。
12.一种集中控制网元SNC，包括：
接收模块，用于接收空口节点RN发送的路径切换请求，并根据所述路径切换请求获取用户设备UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识；
规则生成模块，用于根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，确定为所述目的RN提供服务的功能节点FN，并根据所述FN生成路径切换规则；
更新模块，用于将所述路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息；
发送模块，用于向目的RN发送路径切换请求确认信息。
13.根据权利要求12所述的SNC，所述规则生成模块，包括：
获取单元，用于根据所述UE信息、源RN的标识以及目的RN的标识，获取为所述源RN提供服务的第一FN；
确定单元，用于根据所述第一FN的负载状态确定所述第一FN是否继续可用；
第一规则生成单元，用于若所述确定单元确定所述第一FN继续可用，则确定所述第一FN是为所述目的RN提供服务的功能节点，并根据所述第一FN生成第一路径切换规则。
14.根据权利要求13所述的SNC，所述更新模块，具体用于将所述第一路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第一路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第一FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。
15.根据权利要求13所述的SNC，所述规则生成模块，还包括：
第二规则生成单元，用于若所述确定单元确定所述第一FN不可用时，则获取与所述目的RN相邻的关联RN，并根据为所述关联RN提供服务的FN的负载状态，选择为所述目的RN提供服务的第二FN，并根据所述第二FN生成第二路径切换规则。
16.根据权利要求15所述的SNC，所述更新模块，具体用于将所述第二路径切换规则发送给入口网元，以使所述入口网元根据所述第二路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述第二FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。
17.根据权利要求16所述的SNC，还包括：
上下文处理模块，用于向所述第一FN发送上下文数据传送指示，以使所述第一FN将所述UE的上下文数据发送给所述第二FN；接收所述第二FN发送的上下文数据接收确认信息；向所述第一FN发送UE信息删除指示，以使所述第一FN根据所述UE信息删除指示删除已经保存的所述UE的信息。
18.根据权利要求17所述的SNC，所述上下文处理模块，还用于接收所述第二FN发送的上下文数据请求消息；根据所述上下文数据请求消息，向所述第一FN发送上下文数据传送指示，以使所述第一FN将所述UE的上下文数据发送给所述第二FN；接收所述第二FN发送的上下文数据接收确认信息；向所述第一FN发送UE信息删除指示，以使所述第一FN根据所述UE信息删除指示删除已经保存的所述UE的信息。
19.一种无线通信网络，包括源空口节点RN、目的空口节点RN，还包括：
如权利要求12～18中任一项所述的集中控制网元SNC、至少一个入口网元以及至少一个功能节点FN；
其中，所述入口网元与所述SNC通信连接，所述FN与所述SNC通信连接，所述入口网元与所述FN通信连接，所述入口网元用于接收所述路径切换规则，根据所述路径切换规则在所述UE的数据路径上增加所述FN为功能节点，并更新本地已保存的所述UE的数据的路径信息。
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