CN106034338B - 移动通信基站的切换方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种移动通信基站的切换方法和装置。其中，移动通信基站的切换方法包括：在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据，其中，第一数据为用户终端通过第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给用户终端的业务数据，第一基站的本地网关与第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接；以及第二基站的本地网关通过第二基站将第一数据发送给用户终端。通过本发明，解决了现有技术中在基站切换过程中通信质量低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，具体而言，涉及一种移动通信基站的切换方法和装置。
背景技术
移动通信系统通常是指运营商通过部署无线接入网设备(如基站)，和核心网设备(如归属位置寄存器(Home Location Register，简称为HLR)，移动性管理模块(MobilityManagement Entity，简称为MME)，PDN网关(PDN Gateway，简称为P-GW)，服务网关(ServingGateway，简称为S-GW))等，为用户终端(如手机)提供通信服务的系统。移动通信经历了第一代、第二代、第三代、第四代等。第一代移动通信是指最初的模拟、仅限语音通话的蜂窝电话标准，主要采用的是模拟技术和频分多址(Frequency Division Multiple Access，简称为FDMA)的接入方法；第二代移动通信引入了数字技术，提高了网络容量、改善了话音质量和保密性，以“全球移动通信系统”(Global System for Mobile Communication，简称为GSM)和“码分多址”(Code Division Multiple Access，简称为CDMA IS-95)为代表；第三代移动通信主要指CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA三种技术，均是以码分多址作为接入技术的；第四代移动通信系统的标准在国际上相对统一，为国际标准化组织3GPP制定的长期演进(Long Term Evolution/Long Term Evolution-Advanced，简称为LTE/LTE-A)，其下行基于正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，简称为OFDMA)，上行基于单载波频分多址接入(Single Carrier–Frequency Division Multiple Access，简称为SC-FDMA)的接入方式，依据灵活的带宽、自适应的调制编码方式以及极大简化了的网络结构，达到了下行峰值速率1Gbps，上行峰值速率500Mbps的高速传输。
以LTE系统为例，可以把LTE系统分为接入网和核心网，接入网包括UE和演进的通用陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，简称为E-UTRAN)，即基站；核心网包括多个网元，其中重点需要了解的是S-GW，其一个重要作用在于作为小区切换的锚定点，即多个小区基站均连接到同一个S-GW，用户的数据需要通过该网关和外部网络相连，其作为数据汇聚点，用户在进行小区切换时，不同的基站需要通过S-GW获取数据。此外，虽然LTE/LTE-A系统已经在以往2G、3G系统的基础上，对网络结构做出了较大的简化，但是在核心网侧的网元数目仍然很多，功能复杂，给运营商或者其他的网络部署者带来了较大的投资成本和维护成本。
随着移动通信系统的发展，技术上有了突飞猛进的变化，传输速率也拥有了极大的增长，但是其基本覆盖原理都是基于蜂窝网络，即运营商需要部署多个移动通信基站，每个基站覆盖一定的地理、空间范围，称为小区或者扇区；当用户终端进入某基站覆盖范围内时，由该基站为所述用户进行服务；当用户从一个基站的覆盖范围移动到另外一个基站的覆盖范围时，用户需要进行小区切换从而保持通信的连续性。图1所示为传统的蜂窝移动通信示意图。
现有的LTE系统中，当UE检测到当前服务小区的信道质量变差不能满足通信需求，或者其他小区的信道质量好于了本小区的信道质量的时候，会向本服务小区的基站上报信道测量报告。本小区基站接收到测量报告后，判断是否需要将该UE切换到其他小区进行服务。如果本小区基站决定切换，则需要首先和目标切换小区发出切换请求，在得到目标小区基站的确认后，向本小区的该UE发送切换命令。接收到切换命令后，该UE则断开和当前小区的数据通信，开始向目标小区发起连接请求，其中连接请求包括上行同步过程、发送RRC层连接请求信令过程等，如果连接请求被接受，则UE接入目标小区成功。
然而，发明人发现，虽然UE在空中接口的连接已经建立成功，但为了保证通话的连续性，发生切换的两个小区的基站以及核心网侧的网元还需要进行一系列的操作，此类操作包括由原服务小区通知目标服务小区目前接收、发送该UE数据包的情况，原服务小区基站向目标服务小区基站转发已经接收成功的数据包，目标服务小区向核心网网元MME发送数据包传输路径切换请求，MME向另外一个核心网网元S-GW发送承载修改请求，S-GW将数据传输路径指向新的目标小区基站等等。这里所述的目标基站和核心网侧网元的通信流程的主要原因在于更换了核心网侧向空中接口侧的数据传输的路径，主要目的在于保证在用户切换完成后，可以继续原有数据的传输而不必重新建立新的通信连接，不会造成断话、掉线等问题。
具有L-GW的基站可以方便并且更加可能的用于家庭、企业的小覆盖小区的部署，并且直接的和互联网相连接。在这种情况下，由于基站覆盖范围较小，用户在移动的过程中很有可能频繁的从一个小区覆盖移动到另外一个小区覆盖下，为了保持数据连接的连续性，需要不断地切换基站与用户终端的连接。现有的基站切换方式无法满足如此频繁的切换场景，导致在基站切换过程中，通信质量大大降低。
针对现有技术中在基站切换过程中通信质量低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种移动通信基站的切换方法和装置，以解决现有技术中在基站切换过程中通信质量低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种移动通信基站的切换方法。根据本发明的移动通信基站的切换方法包括：在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据，其中，所述第一数据为所述用户终端通过所述第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给所述用户终端的业务数据，所述第一基站的本地网关与所述第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接；以及所述第二基站的本地网关通过所述第二基站将所述第一数据发送给所述用户终端。
为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种移动通信基站的切换装置。根据本发明的移动通信基站的切换装置包括：第一接收单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，使得所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据，其中，所述第一数据为所述用户终端通过所述第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给所述用户终端的业务数据，所述第一基站的本地网关与所述第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接；以及第一发送单元，用于使得所述第二基站的本地网关通过所述第二基站将所述第一数据发送给所述用户终端。
根据发明实施例，通过在第一基站的本地网关与第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接，当用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据，该第一数据为用户终端通过第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给用户终端的业务数据，第二基站的本地网关再通过第二基站将第一数据发送给用户终端，从而使得原有的通信业务依旧按照原有的通信路径传输，避免由于基站的频繁切换造成通信质量降低，解决了现有技术中在基站切换过程中通信质量低的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的蜂窝移动通信示意图；
图2是根据本发明实施例的移动通信基站的切换方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的一种移动通信系统的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的数据传输路径的示意图；
图5是根据本发明实施例的数据传输的时序流程图；
图6是根据本发明实施例的一种数据传输路径的示意图；以及
图7是根据本发明实施例的移动通信基站的切换装置的示意图。
具体实施方式
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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在介绍本发明实施例先对本发明实施例中出现的专业术语进行解释说明，具体地的术语的英文缩写、英文全称和中文全称如表1所示：
表1
本发明实施例提供了一种移动通信基站的切换方法。
图2是根据本发明实施例的移动通信基站的切换方法的流程图。如图2所示，该移动通信基站的切换方法包括步骤如下：
步骤S202，在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据。其中，第一数据为用户终端通过第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给用户终端的业务数据，第一基站的本地网关与第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接。
步骤S204，第二基站的本地网关通过第二基站将第一数据发送给用户终端。
本发明实施例中的第一基站和第二基站是指装备有本地网关(Local Gateway，简称为L-GW)的基站，该基站可以直接与外部网络进行业务数据传输，也可以通过核心网和外部网络进行业务数据传输。本地网关可以起到为基站服务的UE分配IP地址、对IP数据包进行过滤、流量统计等功能，在一定程度上取代了传统的S-GW和P-GW的部分功能。这样可以支持小型化的基站的某些数据和互联网的直接通信，图3所示为简化的移动通信系统的网络结构。
如图3所示，接入网设备(基站+L-GW)通过回传链路与互联网(internet)连接，使得支持L-GW的基站可以不通过核心网而直接和互联网相连进行数据的传输，而一些必要的用户鉴权信息、计费信息等等，仍然通过核心网进行处理。部署此类网络接入设备将有助于进一步的降低核心网的负荷以及骨干网上的数据负载，并且可以支持基站更加灵活的部署。此类基站往往可以用于家庭、企业等小覆盖的场景。
在第一基站和第二基站之间预先建立有隧道链接，通过在基站之间建立隧道，实现基站之间的数据通信。具体地，该隧道连接可以采用IP隧道技术(Tunneling)，IP隧道技术是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据(或负载)可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送。新的帧头提供路由信息，以便通过互联网传递被封装的负载数据。
通过隧道的建立，可实现如下目的：将数据流强制送到特定的IP地址；隐藏私有的网络地址；在IP网上传递非IP数据包；提供数据安全支持。
为基站之间建立隧道，隧道的双方必须使用相同的隧道协议。隧道技术可分别以第2层或第3层隧道协议为基础。第2层隧道协议对应于OSI模型的数据链路层，使用帧作为数据交换单位。PPTP(点对点隧道协议)、L2TP(第二层隧道协议)和L2F(第2层转发协议)都属于第2层隧道协议，是将用户数据封装在点对点协议(PPP)帧中通过互联网发送。第3层隧道协议对应于OSI模型的网络层，使用包作为数据交换单位。IPIP(IP over IP)以及IPSec隧道模式属于第3层隧道协议，是将IP包封装在附加的IP包头中，通过IP网络传送。无论哪种隧道协议都是由传输的载体、不同的封装格式以及用户数据包组成的。它们的本质区别在于，用户的数据包是被封装在哪种数据包中在隧道中传输。
具体地，本发明实施例中，用户终端处于第一基站覆盖的范围内时，与第一基站建立连接，用户终端通过第一基站的本地网关与网络建立一定的业务，在进行业务数据传输的过程中，用户终端由第一基站所覆盖的范围移动到第二基站所覆盖的范围的过程，用户终端与基站的连接也由第一基站切换到第二基站，在这一过程中，如果用户终端与第一基站之间的业务数据还没有传输完，则用户终端与第二基站连接后，再基于第一基站与第二基站之间的隧道与第一基站进行原有的业务通信，即，上述未传输业务数据即第一数据依旧由网络通过第一基站传输给用户终端。
优选地，第一数据可以包括用户终端与第一基站的本地网关已经建立的业务对应的缓存到第一基站的本地网关但未发送给用户终端的业务数据和用户终端与第一基站的本地网关已经建立的业务对应的未缓存到第一基站的本地网关且未发送给用户终端的业务数据。即第一基站的本地网关已经缓存的数据，和后续该网关从互联网或者其他网络获取的信息。
以图4为例，对上述实施例进行举例说明。如图4所示，用户终端由基站eNB1切换到基站eNB2，其中，曲线43表示基站eNB1所覆盖的范围，曲线44表示基站eNB2所覆盖的范围，用户终端与互联网Internet之间有两条业务通信，其中，路径41表示用户终端切换到第二基站后的已有的数据连接，该数据连接所对应的业务为用户终端在与基站eNB1连接时建立的业务，路径42表示用户终端切换到基站eNB2后与网络建立的新的业务数据连接。
假如，用户终端与第一基站连接的过程中，建立了业务A，其中，该业务A包括数据包1、数据包2、数据包3……数据包10。基站eNB1从网络获取到数据包1-5，但基站eNB1将数据包1、数据包2和数据包3传输给用户终端之后，用户终端切换到基站eNB2，数据包4和数据包5缓存在基站eNB1，还未传输给用户终端。此时，基站eNB1将数据包4和数据包5通过隧道传输给基站eNB2，以及基站eNB1从网络继续获取数据包6-10，也通过隧道传输给基站eNB2。基站eNB2接收到基站eNB1发送过来的数据后，将其发送给用户终端。其中，数据包4和数据包5以及数据包6-10即为上述第一数据。
根据本发明实施例，通过在第一基站的本地网关与第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接，当用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据，该第一数据为用户终端通过第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给用户终端的业务数据，第二基站的本地网关再通过第二基站将第一数据发送给用户终端，从而使得原有的通信业务依旧按照原有的通信路径传输，避免由于基站的频繁切换造成通信质量降低，解决了现有技术中在基站切换过程中通信质量低的问题。
需要说明的是，本发明实施例中描述的移动通信具体技术不限，可以为WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMax、LTE/LTE-A以及后续可能出现的第五代、第六代、第N代移动通信技术；本发明实施例中描述的用户终端，指可以支持陆地移动通信系统的通信协议的终端侧产品，特制通信的调制解调器模块(Wireless Modem)，其可以被手机、平板电脑、数据卡等各种类型的终端形态集成从而完成通信功能。
优选地，在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之后，切换方法还包括：第二基站接收新的业务请求；第二基站响应新的业务请求，并通过第二基站的本地网关从网络获取第二数据，第二数据为新的业务请求对应的业务数据；以及第二基站的本地网关通过第二基站将第二数据发送给用户终端。
如图4所示，用户终端切换到与基站eNB2连接，如果要建立新的业务，则用户终端向基站eNB2发送新的业务请求，通过基站eNB2与网络建立连接，形成新的业务数据传输路径，如曲线42所示。基站eNB2从网络获取新业务的业务数据，并将其发送给用户终端。
根据本发明实施例，将用户终端切换基站前的业务数据按照原有的通道进行传输，切换后的业务则通过切换后的基站与网络进行通信，实现通信资源的合理利用。采用上述方案，用户终端将不会感觉到例如通话业务出现断话、掉线等问题，对于已经切换的空中接口流程的用户，其新的数据连接请求将直接通过第二个基站的本地网关和网络进行连接。
本发明实施例中，对于基站之间建立隧道，可以是在基站开机后，主动向网络进行探测，按照一定的规则寻找其附近的其他基站进行隧道的建立。
优选地，在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，切换方法还包括：第二基站向第一基站发送隧道连接请求，第二基站接收到第一基站对隧道连接请求的响应后与第一基站建立隧道连接；或者，第一基站向第二基站发送隧道连接请求，第一基站接收到第二基站对隧道连接请求的响应后与第二基站建立隧道连接。
具体地，在利用第一基站和第二基站之间的隧道进行通信之前，先建立二者之间的隧道连接，建立隧道连接的请求可以是由第一基站发送给第二基站，也可以是由第二基站发送给第一基站。
可选地，当第一基站和第二基站为从属于由多个小基站组建成的一个基站群的时候，第一基站和第二基站之间的隧道连接可以在随该基站群中的基站之间的隧道一起建立。具体地，在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，切换方法还包括：预设基站向其所处网段内的IP地址以回环应答报文的方式发送隧道连接请求，其中，预设基站所处网段内的IP地址连接的设备包括装备有本地网关的移动通信基站，移动通信基站包括第一基站和第二基站，预设基站为移动通信基站中任意一个基站；以及移动通信基站响应隧道连接请求后，预设基站与移动通信基站中除预设基站外的其他基站建立隧道连接。
由基站群中任意一个基站即预设基站(该预设基站可以第一基站或者第二基站或者其他基站)对本地网段内的IP地址(如一栋楼的本地路由器内部网段、或者一个小区的本地路由器内部网段等)发送回环应答报文(Ping)，因为小基站不知道可以Ping通的设备是不是其他小基站，所以如果可以Ping通，则发送隧道建立请求。如果Ping通的所述IP地址连接的是除小基站以外的其他设备，则不会回复隧道连接请求，如果Ping通的IP地址连接的是另外一个小基站，则所述另外的小基站即发起隧道建立的流程，和所述小基站建立隧道。在隧道建立成功后，各小基站需要记录其已经建立隧道连接的其他小基站的小区标识。
可选地，基站群中的基站之间的隧道连接还可以利用部署有网管软件的网管设备来建立，其中，网管设备可以部署在路由器设备上。具体地，在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，切换方法还包括：预设基站开机后连接到其所处网段的网管设备，网管设备上部署有网管软件，网管软件用于记录连接到网管设备的装备有本地网关的移动通信基站的IP地址，移动通信基站包括第一基站和第二基站，预设基站为移动通信基站中任意一个基站；预设基站通过网管软件查询其所处网段内的移动通信基站的IP地址；以及预设基站通过向移动通信基站的IP地址发送隧道连接请求以与移动通信基站中除预设基站外的其他基站建立隧道连接。
以路由器为例来说明，本实施例中，可以在本地网段的路由器侧部署一个网管软件，所有的小基站在开机后均主动连接到该网管软件进行注册，该网管软件则记录全部注册的小基站的本地IP地址。新开机的没有建立隧道的小基站向网管软件查询本网段内的其他小基站的IP地址，并主动发起隧道建立的流程，和其他的小基站建立隧道。在隧道建立成功后，各小基站需要记录其已经建立隧道连接的其他小基站的小区标识。
进一步地，当用户终端搜索到基站的发射信号后，可以向基站发起连接请求。当该用户终端和该基站的连接建立成功后，基站的本地网关或者网管软件为该用户终端分配IP地址，基站的本地网关同时记录该用户终端的标识。当用户终端切换到其他基站时，该用户终端可以沿用原有的IP地址，也可以由网管软件或者切换后的基站重新为其分配IP地址；还可以是当用户终端所连接的基站发生切换时，切换之前的业务数据沿用之前分配的IP地址，用户终端通过第二基站新建的业务则可以利用第二基站或者网管软件重新分配的IP地址进行通信。
进一步地优选地，在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之前，切换方法还包括：第一基站的本地网关或者网管软件为用户终端分配IP地址；在第二基站与用户终端建立连接包括：用户终端通过分配的IP地址与网络建立连接。
用户终端与第一基站建立连接之后，第一基站或者网管软件为其分配IP地址。当用户终端切换到第二基站时，用户终端可以沿用第一基站分配的IP地址。具体地，可以在互相可以建立隧道的小基站群中，统一的为各个用户终端分配IP地址，从而保证当UE从一个小基站的覆盖范围移动到另外一个小基站的覆盖范围时，仍然可以采用原有的IP地址来保持IP连接的连续性。这种统一分配的方式可以由上文提到的网管软件进行分配，或者为各个小基站配置不同的子网段，被某一个小基站服务的UE仅可以被分配其服务小基站所拥有的子网段内的IP地址。
根据本发明实施例，用户终端在切换基站后，沿用之前分配的IP地址，避免由于IP地址切换影响通信质量。
可选地，对于基站之间隧道的建立还可以采用根据需要逐步建立的方式，从而避免建立没有必要的隧道。在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，第二基站接收到用户终端的测量报告，其中，测量报告用于报告用户终端进入第二基站的信号覆盖范围，在第二基站接收到用户终端的测量报告之后，第二基站的本地网关与第一基站的本地网关建立隧道连接。即在第二基站接收到测量报告之后，与第一基站建立隧道连接。
具体地，基站开机时不建立隧道，仅在内部网段内和各小基站通信以获取各小基站的小区标识。当本小基站接收到所服务UE的测量报告，通知其他小基站在该小基站的附近时，才和所述其他小基站建立隧道。
可选地，对于处于基站群中各基站覆盖的范围内的用户终端，如果在一段时间内，未切换任何基站时，可以释放掉基站之间的隧道连接，从而减小基站的负荷。具体地，在第二基站与用户终端建立连接之后，切换方法还包括：检测用户终端在预设时间内是否从第二基站切换到其他基站；如果检测出用户终端在预设时间内未从第二基站切换到其他基站，则释放第二基站与其他基站之间的隧道连接。即，开机内部网段的全部小基站建立隧道，在一段预定时间内，如果本小基站服务的UE均没有和某个小基站发生切换动作时，则释放本小基站和所述某个小基站之间的隧道连接。
优选地，第一基站和第二基站从属与一个基站群，其中，切换方法还包括：在基站群中每两个基站之间建立一条隧道连接，其中，根据用户终端的唯一身份标识对在一条隧道连接中传输的数据进行标识；或者，在基站群中每两个基站之间根据多个用户终端的唯一身份标识建立多条隧道连接，其中，多个用户终端与多条隧道连接一一对应。
具体地，在第一基站和第二基站所处的基站群中，每两个基站之间建立一条隧道连接，用于所有用户终端进行数据通信，其中，在数据通信时，对每一个数据包标记其对应的用户终端的标识；或者，在每两个基站之间，为每个用户终端建立一条隧道连接，每个用户终端独享一条隧道连接进行数据传输。
对于建立一条隧道，两个基站之间的用户终端切换均通过所述建立的一条隧道进行数据的转发。在隧道中传输的，除了切换用户的全部数据以外，还包括用户的标识，并且标记每一个数据包所对应的用户是哪一个。此类隧道的建立、维护过程相对简单，但是在隧道中传输的数据需要标明是针对哪个UE的。
对于每两个小基站的不同用户终端各建立一条隧道，两个基站之间的用户终端切换，对每一个切换的用户终端建立一条隧道。所述建立的隧道上仅传输该UE的数据。这样的建立方式对硬件的要求相对较高，隧道的数据较多，隧道的维护相对复杂，但是在隧道上传输的数据比较单一，为某一个UE专用。
针对此处所述对每一个切换的用户建立隧道的方案，两个小基站之间可以在没有用户切换之前即率先建立N条(如3条，此处针对N的考虑为同时发生切换的用户的最大可能数目)备用隧道，当有UE发生小区切换时，则使用已经建立的隧道，并且将隧道的终点设置为该UE，同时继续新增加和发生切换的用户数相同数目的备用隧道。
进一步地，第一数据包括第一基站缓存的但未传输给用户终端的业务数据。在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，切换方法还包括：第一基站的本地网关缓存从网络传输过来的数据信息；第一基站将缓存的数据信息通过隧道连接发送至第二基站，其中，在第二基站与用户终端建立连接之后，第二基站将接收的数据信息发送至用户终端。
具体地，如图4所示，当UE从当前服务的基站eNB1的覆盖范围移动到其他小基站的覆盖范围内时，UE会上报其对相邻小区的测量结果。根据UE上报的测量结果，如果当前服务小区的基站eNB1决定需要切换时，则通过已经建立的隧道通知目标基站eNB2该UE的标识，并且下发切换命令通知UE切换到目标小区。在UE进行切换的过程当中，原基站eNB1的本地网关可以缓存从外部网络侧传输过来的数据信息。当UE完成切换流程和目标小区的小基站建立连接后，目标小区的基站eNB2通过隧道通知原小区的基站eNB1切换完成。原小区的基站eNB1的本地网关则将其从外部网络接收到的数据连同其之前缓存的没有发送的数据通过隧道传输给所述目标基站eNB2的本地网关，之后再通过目标基站eNB2发送给所述UE。这里需要指出的是，对于一个在两个小基站之间切换的UE，通过原基站的本地网关接收外部网络数据，再通过隧道传输给目标基站eNB2的本地网关，继而通过目标基站eNB2发送给UE的数据仅限于所述UE在原基站eNB1服务时建立的业务，而该UE在已经切换到目标基站后新建立的业务则直接从目标基站eNB2建立，并且通过目标基站eNB2的本地网关直接和外部网络通信。
优选地，在第二基站与用户终端建立连接之后，切换方法还包括：第二基站对用户终端接收或发送的数据包进行检测，得到检测结果；根据检测结果判断数据包是否是第一基站上建立的数据连接所传输的数据；如果数据包是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过第一基站与第二基站之间的隧道连接与网络进行数据包的传输；如果数据包不是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过第二基站与网络进行数据包的传输。
进一步地，如果数据包是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则用户终端使用已经分配的IP地址通过第一基站与第二基站之间的隧道连接与网络进行数据包的传输；如果数据包不是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则用户终端使用新分配的IP地址通过第二基站与网络进行数据包的传输。
具体地，如图5所示，对于之前已经在原有小基站上建立的数据连接，需要通过原有基站eNB1的本地网关从外部网络接收、缓存并转发给切换目标基站eNB2的本地网关；对于UE已经切换成功，并且在目标基站eNB2建立的数据连接，则通过目标基站eNB2的本地网关和外部网络进行通信。目标基站eNB2在之后和UE的通信中，将接收和发送的数据包进行过滤，如果是之前已经建立的数据，则通过目标基站eNB2的本地网关和原基站eNB1的本地网关的隧道和外部网络进行通信，使用UE的原有被分配的IP地址；如果是在UE切换完成后建立的数据，则为该UE分配新的IP地址，并通过目标基站eNB2的本地网关直接和外部网络进行通信。在这种情况下，可能出现两个IP地址指向同一个UE的情况。
需要说明的是，用户终端可能从第一个小基站的覆盖范围移动到第二个小基站的覆盖范围，继而又移动到第三个、第四个小基站的覆盖范围，按照本发明实施例的总体思路，针对用户终端在最初的服务小基站上建立的数据传输，具体地为：在第二基站与用户终端建立连接，第二基站的本地网关将用户终端连接至网络之后，切换方法还包括：在用户终端从第二基站的覆盖范围移动到第三基站的覆盖范围的情况下，第一基站的本地网关将第一数据通过第二基站的本地网关发送至第三基站的本地网关，或者，第一基站的本地网关将第一数据直接发送至第三基站的本地网关，其中，第一基站和第二基站分别与第三基站预先建立有隧道连接，第二基站的本地网关通过第二基站与第三基站建立的隧道连接将其缓存的数据发送至第三基站。
如图6所示，以三个小基站为例，即UE从小基站-A移动到小基站-B，继而移动到小基站-C，其中，通信方案包括：
1、小基站-A的本地网关和外部网络的数据传输通过小基站-B的本地网关继续传输给小基站-C的本地网关，通过小基站-C发送给UE，如路径61所示。
2、小基站-A的本地网关通过隧道直接发送给小基站-C的本地网关，小基站-B的本地网关仅把目前已经缓存而没有处理的数据通过隧道转发给小基站-C，如路径62所示。
优选地，在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之后，以及在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，切换方法还包括：检测用户终端与第一基站已经建立的业务的业务类型；判断业务类型是否是预设业务类型；如果判断出业务类型是预设业务类型，则将第一基站的本地网关通过预先建立的隧道连接向第二基站的本地网关发送第一数据；如果判断出业务类型不是预设业务类型，则第二基站的本地网关与用户终端建立新的业务，新的业务为用户终端与第一基站已经建立的业务相同的业务，其中，用户终端利用第二基站的本地网关与网络继续进行业务数据传输。
本发明实施例还可以对需要发生切换的UE进行选择，根据其具体的业务类型决定是否适用于本发明的方案，或者是采用断开现有的IP连接，重新建立连接的方式。例如，对于语音通话、视频通话等预设业务类型的业务，为了保证不掉话，则采用原有路径进行传输；对于文件下载等非预设业务类型的业务，如支持断点续传，则为了减少隧道建立的开销、隧道维护的复杂度，则可以选择断开连接重新建立的方式。
本发明实施例中的基站的本地网关的缓存功能，可以针对不同的业务进行进一步的优化，如对于语音通话、视频播放等业务，可以在切换过程中提供尽力而为的缓存以尽可能的利用和外部网络连接的出口带宽，将内容转化为内部网络的资源从而在切换完成后可以快速的转发给UE，降低切换时延带来的影响；对于文件下载或者其他对时延要求较低的业务，可以不做任何特殊处理，以保证其他设备的带宽需求。
本发明实施例还提供了一种移动通信基站的切换装置。需要说明的是，本发明实施例的移动通信基站的切换装置可以用于执行本发明实施例所提供的移动通信基站的切换方法，本发明实施例的移动通信基站的切换方法也可以通过本发明实施例所提供的移动通信基站的切换装置来执行。
图7是根据本发明实施例的移动通信基站的切换装置的示意图。如图7所示，该移动通信基站的切换装置包括：第一接收单元10和第一发送单元20。
第一接收单元10用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，使得第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据。其中，第一数据为用户终端通过第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给用户终端的业务数据，第一基站的本地网关与第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接。
第一发送单元20用于使得第二基站的本地网关通过第二基站将第一数据发送给用户终端。
本发明实施例中的第一基站和第二基站是指装备有本地网关(Local Gateway，简称为L-GW)的基站，该基站可以直接与外部网络进行业务数据传输，也可以通过核心网和外部网络进行业务数据传输。本地网关可以起到为基站服务的UE分配IP地址、对IP数据包进行过滤、流量统计等功能，在一定程度上取代了传统的S-GW和P-GW的部分功能。这样可以支持小型化的基站的某些数据和互联网的直接通信，图3所示为简化的移动通信系统的网络结构。
如图3所示，支持L-GW的基站可以不通过核心网而直接和互联网相连进行数据的传输，而一些必要的用户鉴权信息、计费信息等等，仍然通过核心网进行处理。部署此类网络接入设备将有助于进一步的降低核心网的负荷以及骨干网上的数据负载，并且可以支持基站更加灵活的部署。此类基站往往可以用于家庭、企业等小覆盖的场景。
在第一基站和第二基站之间预先建立有隧道链接，通过在基站之间建立隧道，实现基站之间的数据通信。具体地，该隧道连接可以采用IP隧道技术(Tunneling)，IP隧道技术是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据(或负载)可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送。新的帧头提供路由信息，以便通过互联网传递被封装的负载数据。
通过隧道的建立，可实现如下目的：将数据流强制送到特定的IP地址；隐藏私有的网络地址；在IP网上传递非IP数据包；提供数据安全支持。
为基站之间建立隧道，隧道的双方必须使用相同的隧道协议。隧道技术可分别以第2层或第3层隧道协议为基础。第2层隧道协议对应于OSI模型的数据链路层，使用帧作为数据交换单位。PPTP(点对点隧道协议)、L2TP(第二层隧道协议)和L2F(第2层转发协议)都属于第2层隧道协议，是将用户数据封装在点对点协议(PPP)帧中通过互联网发送。第3层隧道协议对应于OSI模型的网络层，使用包作为数据交换单位。IPIP(IP over IP)以及IPSec隧道模式属于第3层隧道协议，是将IP包封装在附加的IP包头中，通过IP网络传送。无论哪种隧道协议都是由传输的载体、不同的封装格式以及用户数据包组成的。它们的本质区别在于，用户的数据包是被封装在哪种数据包中在隧道中传输。
具体地，本发明实施例中，用户终端处于第一基站覆盖的范围内时，与第一基站建立连接，用户终端通过第一基站的本地网关与网络建立一定的业务，在进行业务数据传输的过程中，用户终端由第一基站所覆盖的范围移动到第二基站所覆盖的范围的过程，用户终端与基站的连接也由第一基站切换到第二基站，在这一过程中，如果用户终端与第一基站之间的业务数据还没有传输完，则用户终端与第二基站连接后，再基于第一基站与第二基站之间的隧道与第一基站进行原有的业务通信，即，上述未传输业务数据即第一数据依旧由网络通过第一基站传输给用户终端。
优选地，第一数据可以包括用户终端与第一基站的本地网关已经建立的业务对应的缓存到第一基站的本地网关但未发送给用户终端的业务数据和用户终端与第一基站的本地网关已经建立的业务对应的未缓存到第一基站的本地网关且未发送给用户终端的业务数据。即第一基站的本地网关已经缓存的数据，和后续该网关从互联网或者其他网络获取的信息。
根据本发明实施例，通过在第一基站的本地网关与第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接，当用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据，该第一数据为用户终端通过第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给用户终端的业务数据，第二基站的本地网关再通过第二基站将第一数据发送给用户终端，从而使得原有的通信业务依旧按照原有的通信路径传输，避免由于基站的频繁切换造成通信质量降低，解决了现有技术中在基站切换过程中通信质量低的问题。
优选地，切换装置还包括：第二接收单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之后，使得第二基站接收新的业务请求；获取单元，用于使得第二基站响应新的业务请求，并通过第二基站的本地网关从网络获取第二数据，第二数据为新的业务请求对应的业务数据；以及第二发送单元，用于使得第二基站的本地网关通过第二基站将第二数据发送给用户终端。
如图4所示，用户终端切换到与基站eNB2连接，如果要建立新的业务，则用户终端向基站eNB2发送新的业务请求，通过基站eNB2与网络建立连接，形成新的业务数据传输路径，如曲线42所示。基站eNB2从网络获取新业务的业务数据，并将其发送给用户终端。
根据本发明实施例，将用户终端切换基站前的业务数据按照原有的通道进行传输，切换后的业务则通过切换后的基站与网络进行通信，实现通信资源的合理利用。采用上述方案，用户终端将不会感觉到例如通话业务出现断话、掉线等问题，对于已经切换的空中接口流程的用户，其新的数据连接请求将直接通过第二个基站的本地网关和网络进行连接。
本发明实施例中，对于基站之间建立隧道，可以是在基站开机后，主动向网络进行探测，按照一定的规则寻找其附近的其他基站进行隧道的建立。
优选地，切换装置还包括：第三发送单元，用于在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得第二基站向第一基站发送隧道连接请求；以及第一建立单元，用于使得第二基站接收到第一基站对隧道连接请求的响应后与第一基站建立隧道连接。或者，切换装置还包括：第四发送单元，用于使得第一基站向第二基站发送隧道连接请求；以及第二建立单元，用于使得第一基站接收到第二基站对隧道连接请求的响应后与第二基站建立隧道连接。
具体地，在利用第一基站和第二基站之间的隧道进行通信之前，先建立二者之间的隧道连接，建立隧道连接的请求可以是由第一基站发送给第二基站，也可以是由第二基站发送给第一基站。
可选地，切换装置还包括：第五发送单元，用于在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得预设基站向其所处网段内的IP地址以回环应答报文的方式发送隧道连接请求，其中，预设基站所处网段内的IP地址连接的设备包括装备有本地网关的移动通信基站，移动通信基站包括第一基站和第二基站，预设基站为移动通信基站中任意一个基站；以及第三建立单元，用于移动通信基站响应隧道连接请求后，使得预设基站与移动通信基站中除预设基站外的其他基站建立隧道连接。
由基站群中任意一个基站即预设基站(该预设基站可以第一基站或者第二基站或者其他基站)对本地网段内的IP地址(如一栋楼的本地路由器内部网段、或者一个小区的本地路由器内部网段等)发送回环应答报文(Ping)，因为小基站不知道可以Ping通的设备是不是其他小基站，所以如果可以Ping通，则发送隧道建立请求。如果Ping通的所述IP地址连接的是除小基站以外的其他设备，则不会回复隧道连接请求，如果Ping通的IP地址连接的是另外一个小基站，则所述另外的小基站即发起隧道建立的流程，和所述小基站建立隧道。在隧道建立成功后，各小基站需要记录其已经建立隧道连接的其他小基站的小区标识。
可选地，切换装置还包括：第一连接单元，用于在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得预设基站开机后连接到其所处网段的网管设备，网管设备上部署有网管软件，网管软件用于记录连接到网管设备的装备有本地网关的移动通信基站的IP地址，移动通信基站包括第一基站和第二基站，预设基站为移动通信基站中任意一个基站；查询单元，用于使得预设基站通过网管软件查询其所处网段内的移动通信基站的IP地址；以及第四建立单元，用于使得预设基站通过向移动通信基站的IP地址发送隧道连接请求以与移动通信基站中除预设基站外的其他基站建立隧道连接。
以路由器为例来说明，本实施例中，可以在本地网段的路由器侧部署一个网管软件，所有的小基站在开机后均主动连接到该网管软件进行注册，该网管软件则记录全部注册的小基站的本地IP地址。新开机的没有建立隧道的小基站向网管软件查询本网段内的其他小基站的IP地址，并主动发起隧道建立的流程，和其他的小基站建立隧道。在隧道建立成功后，各小基站需要记录其已经建立隧道连接的其他小基站的小区标识。
进一步地，当用户终端搜索到基站的发射信号后，可以向基站发起连接请求。当该用户终端和该基站的连接建立成功后，基站的本地网关或者网管软件为该用户终端分配IP地址，基站的本地网关同时记录该用户终端的标识。当用户终端切换到其他基站时，该用户终端可以沿用原有的IP地址，也可以由网管软件或者切换后的基站重新为其分配IP地址；还可以是当用户终端所连接的基站发生切换时，切换之前的业务数据沿用之前分配的IP地址，用户终端通过第二基站新建的业务则可以利用第二基站或者网管软件重新分配的IP地址进行通信。
可选地，切换装置还包括：分配单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之前，使得第一基站的本地网关或者网管软件为用户终端分配IP地址；第二连接单元，用于使得用户终端通过分配的IP地址与网络建立连接。
用户终端与第一基站建立连接之后，第一基站或者网管软件为其分配IP地址。当用户终端切换到第二基站时，用户终端可以沿用第一基站分配的IP地址。具体地，可以在互相可以建立隧道的小基站群中，统一的为各个用户终端分配IP地址，从而保证当UE从一个小基站的覆盖范围移动到另外一个小基站的覆盖范围时，仍然可以采用原有的IP地址来保持IP连接的连续性。这种统一分配的方式可以由上文提到的网管软件进行分配，或者为各个小基站配置不同的子网段，被某一个小基站服务的UE仅可以被分配其服务小基站所拥有的子网段内的IP地址。
根据本发明实施例，用户终端在切换基站后，沿用之前分配的IP地址，避免由于IP地址切换影响通信质量。
可选地，对于基站之间隧道的建立还可以采用根据需要逐步建立的方式，从而避免建立没有必要的隧道。切换装置还包括：第三接收单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，使得第二基站接收到用户终端的测量报告，其中，测量报告用于报告用户终端进入第二基站的信号覆盖范围；第五建立单元，用于在第二基站接收到用户终端的测量报告之后，使得第二基站的本地网关与第一基站的本地网关建立隧道连接。即在第二基站接收到测量报告之后，与第一基站建立隧道连接。
具体地，基站开机时不建立隧道，仅在内部网段内和各小基站通信以获取各小基站的小区标识。当本小基站接收到所服务UE的测量报告，通知其他小基站在该小基站的附近时，才和所述其他小基站建立隧道。
可选地，对于处于基站群中各基站覆盖的范围内的用户终端，如果在一段时间内，未切换任何基站时，可以释放掉基站之间的隧道连接，从而减小基站的负荷。具体地，切换装置还包括：第一检测单元，用于在第二基站与用户终端建立连接之后，检测用户终端在预设时间内是否从第二基站切换到其他基站；释放单元，用于如果检测出用户终端在预设时间内未从第二基站切换到其他基站，则释放第二基站与其他基站之间的隧道连接。即，开机内部网段的全部小基站建立隧道，在一段预定时间内，如果本小基站服务的UE均没有和某个小基站发生切换动作时，则释放本小基站和所述某个小基站之间的隧道连接。
优选地，第一基站和第二基站从属与一个基站群，其中，切换装置还包括：第六建立单元，用于在基站群中每两个基站之间建立一条隧道连接，其中，根据用户终端的唯一身份标识对在一条隧道连接中传输的数据进行标识；或者，第七建立单元，用于在基站群中每两个基站之间根据多个用户终端的唯一身份标识建立多条隧道连接，其中，多个用户终端与多条隧道连接一一对应。
具体地，在第一基站和第二基站所处的基站群中，每两个基站之间建立一条隧道连接，用于所有用户终端进行数据通信，其中，在数据通信时，对每一个数据包标记其对应的用户终端的标识；或者，在每两个基站之间，为每个用户终端建立一条隧道连接，每个用户终端独享一条隧道连接进行数据传输。
对于建立一条隧道，两个基站之间的用户终端切换均通过所述建立的一条隧道进行数据的转发。在隧道中传输的，除了切换用户的全部数据以外，还包括用户的标识，并且标记每一个数据包所对应的用户是哪一个。此类隧道的建立、维护过程相对简单，但是在隧道中传输的数据需要标明是针对哪个UE的。
对于每两个小基站的不同用户终端各建立一条隧道，两个基站之间的用户终端切换，对每一个切换的用户终端建立一条隧道。所述建立的隧道上仅传输该UE的数据。这样的建立方式对硬件的要求相对较高，隧道的数据较多，隧道的维护相对复杂，但是在隧道上传输的数据比较单一，为某一个UE专用。
针对此处所述对每一个切换的用户建立隧道的方案，两个小基站之间可以在没有用户切换之前即率先建立N条(如3条，此处针对N的考虑为同时发生切换的用户的最大可能数目)备用隧道，当有UE发生小区切换时，则使用已经建立的隧道，并且将隧道的终点设置为该UE，同时继续新增加和发生切换的用户数相同数目的备用隧道。
进一步地，第一数据包括第一基站缓存的但未传输给用户终端的业务数据。切换装置还包括：缓存单元，用于在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得第一基站的本地网关缓存从网络传输过来的数据信息；第六发送单元，用于使得第一基站将缓存的数据信息通过隧道连接发送至第二基站，其中，在第二基站与用户终端建立连接之后，第二基站将接收的数据信息发送至用户终端。
具体地，如图4所示，当UE从当前服务的基站eNB1的覆盖范围移动到其他小基站的覆盖范围内时，UE会上报其对相邻小区的测量结果。根据UE上报的测量结果，如果当前服务小区的基站eNB1决定需要切换时，则通过已经建立的隧道通知目标基站eNB2该UE的标识，并且下发切换命令通知UE切换到目标小区。在UE进行切换的过程当中，原基站eNB1的本地网关可以缓存从外部网络侧传输过来的数据信息。当UE完成切换流程和目标小区的小基站建立连接后，目标小区的基站eNB2通过隧道通知原小区的基站eNB1切换完成。原小区的基站eNB1的本地网关则将其从外部网络接收到的数据连同其之前缓存的没有发送的数据通过隧道传输给所述目标基站eNB2的本地网关，之后再通过目标基站eNB2发送给所述UE。这里需要指出的是，对于一个在两个小基站之间切换的UE，通过原基站的本地网关接收外部网络数据，再通过隧道传输给目标基站eNB2的本地网关，继而通过目标基站eNB2发送给UE的数据仅限于所述UE在原基站eNB1服务时建立的业务，而该UE在已经切换到目标基站后新建立的业务则直接从目标基站eNB2建立，并且通过目标基站eNB2的本地网关直接和外部网络通信。
优选地，切换装置还包括：第二检测单元，用于在第二基站与用户终端建立连接之后，使得第二基站对用户终端接收或发送的数据包进行检测，得到检测结果；第一判断单元，用于根据检测结果判断数据包是否是第一基站上建立的数据连接所传输的数据；传输单元，用于如果数据包是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过第一基站与第二基站之间的隧道连接与网络进行数据包的传输；如果数据包不是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过第二基站与网络进行数据包的传输。
进一步地，传输单元还用于如果数据包是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则用户终端使用已经分配的IP地址通过第一基站与第二基站之间的隧道连接与网络进行数据包的传输；如果数据包不是第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则用户终端使用新分配的IP地址通过第二基站与网络进行数据包的传输。
具体地，如图5所示，对于之前已经在原有小基站上建立的数据连接，需要通过原有基站eNB1的本地网关从外部网络接收、缓存并转发给切换目标基站eNB2的本地网关；对于UE已经切换成功，并且在目标基站eNB2建立的数据连接，则通过目标基站eNB2的本地网关和外部网络进行通信。目标基站eNB2在之后和UE的通信中，将接收和发送的数据包进行过滤，如果是之前已经建立的数据，则通过目标基站eNB2的本地网关和原基站eNB1的本地网关的隧道和外部网络进行通信，使用UE的原有被分配的IP地址；如果是在UE切换完成后建立的数据，则为该UE分配新的IP地址，并通过目标基站eNB2的本地网关直接和外部网络进行通信。在这种情况下，可能出现两个IP地址指向同一个UE的情况。
需要说明的是，用户终端可能从第一个小基站的覆盖范围移动到第二个小基站的覆盖范围，继而又移动到第三个、第四个小基站的覆盖范围，按照本发明实施例的总体思路，针对用户终端在最初的服务小基站上建立的数据传输，具体地为：切换装置还包括：第七发送单元，用于在第二基站与用户终端建立连接，第二基站的本地网关将用户终端连接至网络之后，在用户终端从第二基站的覆盖范围移动到第三基站的覆盖范围的情况下，使得第一基站的本地网关将第一数据通过第二基站的本地网关发送至第三基站的本地网关，或者，第一基站的本地网关将第一数据直接发送至第三基站的本地网关，其中，第一基站和第二基站分别与第三基站预先建立有隧道连接，第二基站的本地网关通过第二基站与第三基站建立的隧道连接将其缓存的数据发送至第三基站。
如图6所示，以三个小基站为例，即UE从小基站-A移动到小基站-B，继而移动到小基站-C，其中，通信方案包括：
1、小基站-A的本地网关和外部网络的数据传输通过小基站-B的本地网关继续传输给小基站-C的本地网关，通过小基站-C发送给UE。
2、小基站-A的本地网关通过隧道直接发送给小基站-C的本地网关，小基站-B的本地网关仅把目前已经缓存而没有处理的数据通过隧道转发给小基站-C。
优选地，切换装置还包括：第三检测单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之后，以及在第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收第一基站的本地网关发送的第一数据之前，检测用户终端与第一基站已经建立的业务的业务类型；第二判断单元，用于判断业务类型是否是预设业务类型；第八发送单元，用于如果判断出业务类型是预设业务类型，则将第一基站的本地网关通过预先建立的隧道连接向第二基站的本地网关发送第一数据；如果判断出业务类型不是预设业务类型，则第二基站的本地网关与用户终端建立新的业务，新的业务为用户终端与第一基站已经建立的业务相同的业务，其中，用户终端利用第二基站的本地网关与网络继续进行业务数据传输。
本发明实施例还可以对需要发生切换的UE进行选择，根据其具体的业务类型决定是否适用于本发明的方案，或者是采用断开现有的IP连接，重新建立连接的方式。例如，对于语音通话、视频通话等预设业务类型的业务，为了保证不掉话，则采用原有路径进行传输；对于文件下载等非预设业务类型的业务，如支持断点续传，则为了减少隧道建立的开销、隧道维护的复杂度，则可以选择断开连接重新建立的方式。
本发明实施例中的基站的本地网关的缓存功能，可以针对不同的业务进行进一步的优化，如对于语音通话、视频播放等业务，可以在切换过程中提供尽力而为的缓存以尽可能的利用和外部网络连接的出口带宽，将内容转化为内部网络的资源从而在切换完成后可以快速的转发给UE，降低切换时延带来的影响；对于文件下载或者其他对时延要求较低的业务，可以不做任何特殊处理，以保证其他设备的带宽需求。
根据上述描述，本发明实施例可以达到如下技术效果：
可以在装备有本地网关的小基站群中，实现UE在不需要核心网介入的情况下的快速切换，保证了UE通话、通信的连续性。
通过灵活的隧道建立规则，可以有效的管理各小基站之间的隧道，最大限度的利用硬件资源以及网络资源。
可以根据不同的业务制定不同的切换策略，更加灵活的管理无线、有线资源。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可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，可以是电性或其它的形式。
所述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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (28)
1.一种移动通信基站的切换方法，其特征在于，包括：
在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据，其中，所述第一数据为所述用户终端通过所述第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给所述用户终端的业务数据，所述第一基站的本地网关与所述第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接；以及
所述第二基站的本地网关通过所述第二基站将所述第一数据发送给所述用户终端；
所述第一基站和所述第二基站从属与一个基站群，其中，所述切换方法还包括：在所述基站群中每两个基站之间建立一条隧道连接，其中，根据所述用户终端的唯一身份标识对在所述一条隧道连接中传输的数据进行标识；或者，在所述基站群中每两个基站之间根据多个所述用户终端的唯一身份标识建立多条隧道连接，其中，所述多个所述用户终端与所述多条隧道连接一一对应。
2.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之后，所述切换方法还包括：
所述第二基站接收新的业务请求；
所述第二基站响应所述新的业务请求，并通过所述第二基站的本地网关从所述网络获取第二数据，所述第二数据为所述新的业务请求对应的业务数据；以及
所述第二基站的本地网关通过所述第二基站将所述第二数据发送给所述用户终端。
3.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，所述切换方法还包括：
所述第二基站向所述第一基站发送隧道连接请求；以及
所述第二基站接收到所述第一基站对所述隧道连接请求的响应后与所述第一基站建立隧道连接，
或者，
所述第一基站向所述第二基站发送隧道连接请求；以及
所述第一基站接收到所述第二基站对所述隧道连接请求的响应后与所述第二基站建立隧道连接。
4.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，所述切换方法还包括：
预设基站向其所处网段内的IP地址以回环应答报文的方式发送隧道连接请求，其中，所述预设基站所处网段内的IP地址连接的设备包括装备有本地网关的移动通信基站，所述移动通信基站包括所述第一基站和所述第二基站，所述预设基站为所述移动通信基站中任意一个基站；以及
所述移动通信基站响应所述隧道连接请求后，所述预设基站与所述移动通信基站中除所述预设基站外的其他基站建立隧道连接。
5.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，所述切换方法还包括：
预设基站开机后连接到其所处网段的网管设备，所述网管设备上部署有网管软件，所述网管软件用于记录连接到所述网管设备的装备有本地网关的移动通信基站的IP地址，所述移动通信基站包括所述第一基站和所述第二基站，所述预设基站为所述移动通信基站中任意一个基站；
所述预设基站通过所述网管软件查询其所处网段内的所述移动通信基站的IP地址；以及
所述预设基站通过向所述移动通信基站的IP地址发送隧道连接请求以与所述移动通信基站中除所述预设基站外的其他基站建立隧道连接。
6.根据权利要求5所述的切换方法，其特征在于，
在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之前，所述切换方法还包括：所述第一基站的本地网关或者所述网管软件为所述用户终端分配IP地址，
其中，所述用户终端通过分配的IP地址与所述网络建立连接。
7.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述切换方法还包括：在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，所述第二基站接收到所述用户终端的测量报告，其中，所述测量报告用于报告所述用户终端进入第二基站的信号覆盖范围；在所述第二基站接收到所述用户终端的测量报告之后，所述第二基站的本地网关与所述第一基站的本地网关建立隧道连接。
8.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在所述第二基站与所述用户终端建立连接之后，所述切换方法还包括：
检测所述用户终端在预设时间内是否从所述第二基站切换到其他基站；
如果检测出所述用户终端在所述预设时间内未从所述第二基站切换到其他基站，则释放所述第二基站与其他基站之间的隧道连接。
9.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，所述切换方法还包括：
所述第一基站的本地网关缓存从所述网络传输过来的数据信息；
所述第一基站将缓存的数据信息通过所述隧道连接发送至所述第二基站，其中，在所述第二基站与所述用户终端建立连接之后，所述第二基站将接收的数据信息发送至所述用户终端。
10.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在所述第二基站与所述用户终端建立连接之后，所述切换方法还包括：
所述第二基站对所述用户终端接收或发送的数据包进行检测，得到检测结果；
根据所述检测结果判断所述数据包是否是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据；
如果所述数据包是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过所述第一基站与所述第二基站之间的隧道连接与所述网络进行所述数据包的传输；
如果所述数据包不是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过所述第二基站与所述网络进行所述数据包的传输。
11.根据权利要求10所述的切换方法，其特征在于，
如果所述数据包是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则所述用户终端使用已经分配的IP地址通过所述第一基站与所述第二基站之间的隧道连接与所述网络进行所述数据包的传输；
如果所述数据包不是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则所述用户终端使用新分配的IP地址通过所述第二基站与所述网络进行所述数据包的传输。
12.根据权利要求10所述的切换方法，其特征在于，在所述第二基站与所述用户终端建立连接，所述第二基站的本地网关将所述用户终端连接至所述网络之后，所述切换方法还包括：
在所述用户终端从第二基站的覆盖范围移动到第三基站的覆盖范围的情况下，所述第一基站的本地网关将所述第一数据通过所述第二基站的本地网关发送至所述第三基站的本地网关，或者，所述第一基站的本地网关将所述第一数据直接发送至所述第三基站的本地网关，其中，所述第一基站和所述第二基站分别与所述第三基站预先建立有隧道连接，所述第二基站的本地网关通过所述第二基站与所述第三基站建立的隧道连接将其缓存的数据发送至所述第三基站。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的切换方法，其特征在于，所述第一数据包括所述用户终端与所述第一基站的本地网关已经建立的业务对应的缓存到所述第一基站的本地网关但未发送给所述用户终端的业务数据和所述用户终端与所述第一基站的本地网关已经建立的业务对应的未缓存到所述第一基站的本地网关且未发送给所述用户终端的业务数据。
14.根据权利要求13所述的切换方法，其特征在于，在所述用户终端与所述第一基站连接切换到与所述第二基站连接之后，以及在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，所述切换方法还包括：
检测所述用户终端与所述第一基站已经建立的业务的业务类型；
判断所述业务类型是否是预设业务类型；
如果判断出所述业务类型是所述预设业务类型，则将所述第一基站的本地网关通过所述预先建立的隧道连接向所述第二基站的本地网关发送第一数据；
如果判断出所述业务类型不是所述预设业务类型，则所述第二基站的本地网关与所述用户终端建立新的业务，所述新的业务为所述用户终端与所述第一基站已经建立的业务相同的业务，其中，所述用户终端利用所述第二基站的本地网关与所述网络继续进行业务数据传输。
15.一种移动通信基站的切换装置，其特征在于，包括：
第一接收单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，使得所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据，其中，所述第一数据为所述用户终端通过所述第一基站的本地网关与网络已经建立的业务但未传输给所述用户终端的业务数据，所述第一基站的本地网关与所述第二基站的本地网关之间预先建立有隧道连接；以及
第一发送单元，用于使得所述第二基站的本地网关通过所述第二基站将所述第一数据发送给所述用户终端；
所述第一基站和所述第二基站从属与一个基站群，其中，所述切换装置还包括：第六建立单元，用于在所述基站群中每两个基站之间建立一条隧道连接，其中，根据所述用户终端的唯一身份标识对在所述一条隧道连接中传输的数据进行标识；或者，第七建立单元，用于在所述基站群中每两个基站之间根据多个所述用户终端的唯一身份标识建立多条隧道连接，其中，所述多个所述用户终端与所述多条隧道连接一一对应。
16.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第二接收单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之后，使得所述第二基站接收新的业务请求；
获取单元，用于使得所述第二基站响应所述新的业务请求，并通过所述第二基站的本地网关从所述网络获取第二数据，所述第二数据为所述新的业务请求对应的业务数据；以及
第二发送单元，用于使得所述第二基站的本地网关通过所述第二基站将所述第二数据发送给所述用户终端。
17.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第三发送单元，用于在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得所述第二基站向所述第一基站发送隧道连接请求；以及
第一建立单元，用于使得所述第二基站接收到所述第一基站对所述隧道连接请求的响应后与所述第一基站建立隧道连接，
或者，所述切换装置还包括：
第四发送单元，用于使得所述第一基站向所述第二基站发送隧道连接请求；以及
第二建立单元，用于使得所述第一基站接收到所述第二基站对所述隧道连接请求的响应后与所述第二基站建立隧道连接。
18.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第五发送单元，用于在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得预设基站向其所处网段内的IP地址以回环应答报文的方式发送隧道连接请求，其中，所述预设基站所处网段内的IP地址连接的设备包括装备有本地网关的移动通信基站，所述移动通信基站包括所述第一基站和所述第二基站，所述预设基站为所述移动通信基站中任意一个基站；以及
第三建立单元，用于所述移动通信基站响应所述隧道连接请求后，使得所述预设基站与所述移动通信基站中除所述预设基站外的其他基站建立隧道连接。
19.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第一连接单元，用于在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得预设基站开机后连接到其所处网段的网管设备，所述网管设备上部署有网管软件，所述网管软件用于记录连接到所述网管设备的装备有本地网关的移动通信基站的IP地址，所述移动通信基站包括所述第一基站和所述第二基站，所述预设基站为所述移动通信基站中任意一个基站；
查询单元，用于使得所述预设基站通过所述网管软件查询其所处网段内的所述移动通信基站的IP地址；以及
第四建立单元，用于使得所述预设基站通过向所述移动通信基站的IP地址发送隧道连接请求以与所述移动通信基站中除所述预设基站外的其他基站建立隧道连接。
20.根据权利要求19所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
分配单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接之前，使得所述第一基站的本地网关或者所述网管软件为所述用户终端分配IP地址；
第二连接单元，用于使得所述用户终端通过分配的IP地址与所述网络建立连接。
21.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：第三接收单元，用于在用户终端与第一基站连接切换到与第二基站连接的情况下，使得所述第二基站接收到所述用户终端的测量报告，其中，所述测量报告用于报告所述用户终端进入第二基站的信号覆盖范围；第五建立单元，用于在所述第二基站接收到所述用户终端的测量报告之后，使得所述第二基站的本地网关与所述第一基站的本地网关建立隧道连接。
22.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第一检测单元，用于在所述第二基站与所述用户终端建立连接之后，检测所述用户终端在预设时间内是否从所述第二基站切换到其他基站；
释放单元，用于如果检测出所述用户终端在所述预设时间内未从所述第二基站切换到其他基站，则释放所述第二基站与其他基站之间的隧道连接。
23.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
缓存单元，用于在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，使得所述第一基站的本地网关缓存从所述网络传输过来的数据信息；
第六发送单元，用于使得所述第一基站将缓存的数据信息通过所述隧道连接发送至所述第二基站，其中，在所述第二基站与所述用户终端建立连接之后，所述第二基站将接收的数据信息发送至所述用户终端。
24.根据权利要求15所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第二检测单元，用于在所述第二基站与所述用户终端建立连接之后，使得所述第二基站对所述用户终端接收或发送的数据包进行检测，得到检测结果；
第一判断单元，用于根据所述检测结果判断所述数据包是否是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据；
传输单元，用于如果所述数据包是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过所述第一基站与所述第二基站之间的隧道连接与所述网络进行所述数据包的传输；如果所述数据包不是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则通过所述第二基站与所述网络进行所述数据包的传输。
25.根据权利要求24所述的切换装置，其特征在于，
所述传输单元还用于如果所述数据包是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则所述用户终端使用已经分配的IP地址通过所述第一基站与所述第二基站之间的隧道连接与所述网络进行所述数据包的传输；如果所述数据包不是所述第一基站上建立的数据连接所传输的数据，则所述用户终端使用新分配的IP地址通过所述第二基站与所述网络进行所述数据包的传输。
26.根据权利要求24所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第七发送单元，用于在所述第二基站与所述用户终端建立连接，所述第二基站的本地网关将所述用户终端连接至所述网络之后，在所述用户终端从第二基站的覆盖范围移动到第三基站的覆盖范围的情况下，使得所述第一基站的本地网关将所述第一数据通过所述第二基站的本地网关发送至所述第三基站的本地网关，或者，所述第一基站的本地网关将所述第一数据直接发送至所述第三基站的本地网关，其中，所述第一基站和所述第二基站分别与所述第三基站预先建立有隧道连接，所述第二基站的本地网关通过所述第二基站与所述第三基站建立的隧道连接将其缓存的数据发送至所述第三基站。
27.根据权利要求15至26中任一项所述的切换装置，其特征在于，所述第一数据包括所述用户终端与所述第一基站的本地网关已经建立的业务对应的缓存到所述第一基站的本地网关但未发送给所述用户终端的业务数据和所述用户终端与所述第一基站的本地网关已经建立的业务对应的未缓存到所述第一基站的本地网关且未发送给所述用户终端的业务数据。
28.根据权利要求27所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：
第三检测单元，用于在所述用户终端与所述第一基站连接切换到与所述第二基站连接之后，以及在所述第二基站的本地网关通过预先建立的隧道连接接收所述第一基站的本地网关发送的第一数据之前，检测所述用户终端与所述第一基站已经建立的业务的业务类型；
第二判断单元，用于判断所述业务类型是否是预设业务类型；
第八发送单元，用于如果判断出所述业务类型是所述预设业务类型，则将所述第一基站的本地网关通过所述预先建立的隧道连接向所述第二基站的本地网关发送第一数据；如果判断出所述业务类型不是所述预设业务类型，则所述第二基站的本地网关与所述用户终端建立新的业务，所述新的业务为所述用户终端与所述第一基站已经建立的业务相同的业务，其中，所述用户终端利用所述第二基站的本地网关与所述网络继续进行业务数据传输。
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