CN110099419B - 通信切换方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信切换方法，该方法包括：源基站为用户设备确认至少两个候选基站，候选基站包括至少一个主候选基站；源基站向用户设备发送早期切换指令，早期切换指令用于指示用户设备进入双连接状态，双连接状态下的用户设备同时连接源基站与候选基站，且从主候选基站接收用户面数据，其中源基站作为主基站，候选基站作为辅基站；源基站为用户设备确认目标基站，目标基站属于候选基站；源基站协助用户设备切换至目标基站。本发明还公开了一种通信切换装置。通过上述方式，本发明能够降低出现移动性中断的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是涉及一种通信切换方法及装置。
背景技术
切换(Handover，HO)是移动性管理中最基本和最重要的过程之一。在现有技术中，无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)状态的移动性管理是由网络控制的，即网络决定了用户设备与小区之间的连接关系。
一般情况下，网络控制切换的过程中用户设备先断开与源基站之间的连接，再与目标基站进行连接。然而，在用户设备断开与源基站之间的连接之后，建立与目标基站的连接之前，用户设备和源基站、用户设备与目标基站之间均没有连接关系，此时无法传输用户设备的用户面数据(包括向用户设备发送下行用户面数据和/或接收来自用户设备的上行用户面数据)，导致切换过程中存在较长时间的用户面数据传输的移动性中断(简称移动性中断)。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种通信切换方法及装置，能够解决现有技术中切换过程中存在较长时间的移动性中断的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通信切换方法，该方法包括：源基站为用户设备确认至少两个候选基站，候选基站包括至少一个主候选基站；源基站向用户设备发送早期切换指令，早期切换指令用于指示用户设备进入双连接状态，双连接状态下的用户设备同时连接源基站与候选基站，且从主候选基站接收用户面数据，其中源基站作为主基站，候选基站作为辅基站；源基站为用户设备确认目标基站，目标基站属于候选基站；源基站协助用户设备切换至目标基站。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通信切换方法，该方法包括：用户设备向源基站上报第一测量报告；用户设备接收来自于源基站的早期切换指令，早期切换指令用于指示用户设备进入双连接状态，双连接状态下的用户设备同时连接源基站与至少两个候选基站，且从至少一个主候选基站接收用户面数据，其中源基站作为主基站，所述候选基站作为辅基站，候选基站是源基站为用户设备确认的，主候选基站属于候选基站；用户设备响应早期切换指令进入双连接状态；用户设备在双连接状态下向源基站上报第二测量报告；用户设备在源基站的协助下切换至目标基站，目标基站属于候选基站。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通信切换方法，该方法包括：候选基站接收来自于源基站的辅基站添加请求，辅基站添加请求包括用户设备的信息，候选基站是源基站为用户设备确认的；候选基站向源基站发送辅基站添加确认消息；候选基站与用户设备建立连接；候选基站接收来自于源基站的角色变换请求，角色变换请求为第一角色变换请求或第二角色变换请求；候选基站响应第一角色变换请求转换为新的主基站或者响应第二角色变换请求释放用户设备的资源。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通信切换装置，该装置包括处理器和通信电路，处理器连接通信电路，处理器用于执行指令以实现前述的任意一种方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通信切换装置，该通信切换装置存储有指令，指令被执行时实现前述的任意一种方法。
本发明的有益效果是：源基站为用户设备确认至少两个候选基站，候选基站包括至少一个主候选基站；源基站向用户设备发送早期切换指令，早期切换指令用于指示用户设备进入双连接状态，双连接状态下的用户设备同时连接源基站与候选基站，且从主候选基站接收用户面数据，其中源基站作为主基站，候选基站作为辅基站。然后源基站为用户设备确认目标基站，目标基站属于候选基站；源基站协助用户设备切换至目标基站。在切换过程中，用户设备处于双连接状态，除了作为主基站的源基站之外，还连接到至少两个候选基站，能够从主候选基站接收用户面数据，降低了出现移动性中断的可能性。候选基站的确定在用户设备实际切换到目标基站之前，这意味着实际切换时用户设备所处的无线环境可能与确定候选基站时不同，特别是在使用高工作频段或超密度小小区部署的情况下。由于候选基站的数量大于一，即使无线环境的变化可能使得某些候选基站不再适合作为切换的目标，仍有可能有部分基站适合作为切换的目标，与只有一个候选基站的情况相比降低了切换失败的概率。由于切换失败可能导致源基站启动传统切换甚至用户设备进入无线链路失败，两者都会导致移动性中断，候选基站的数量大于一能够进一步降低出现移动性中断的可能性。
附图说明
图1是本发明通信切换方法第一实施例的流程示意图；
图2是本发明通信切换方法第二实施例的流程示意图；
图3是图2中S141的流程示意图；
图4是本发明通信切换方法第三实施例的流程示意图；
图5是本发明通信切换方法第四实施例的流程示意图；
图6是本发明通信切换方法第五实施例的流程示意图；
图7是本发明通信切换方法第六实施例的流程示意图；
图8是本发明通信切换方法第七实施例的流程示意图；
图9是本发明通信切换方法第八实施例的流程示意图；
图10是本发明通信切换方法第九实施例的流程示意图；
图11是本发明通信切换方法第十实施例的流程示意图；
图12是本发明通信切换方法第十一实施例的流程示意图；
图13是本发明通信切换方法一实施例的应用场景示意图；
图14是本发明通信切换方法一实施例中用户设备的移动路径为AB的情况下的切换过程示意图；
图15是本发明通信切换方法一实施例中用户设备的移动路径为AB’的情况下的切换过程示意图；
图16是本发明通信切换装置第一实施例的结构示意图；
图17是本发明通信切换装置第二实施例的结构示意图；
图18是本发明通信切换装置第三实施例的结构示意图；
图19是本发明通信切换装置第四实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。以下各实施例中不冲突的可以相互结合。
本发明通信切换方法第一实施例的执行主体为基站，且该基站在切换过程中作为源基站，即用户设备(User Equipment，UE)当前连接的基站。基站连接核心网并与UE进行无线通信，为相应的地理区域提供通信覆盖。基站可以为宏基站、微(micro)基站、微微(pico)基站或家庭基站(femtocell)。在一些实施例中，基站也可以被称为无线基站、接入点、B节点，演进型B节点(eNodeB,eNB)，gNB或其他合适的术语。如图1所示，本实施例包括：
S11：源基站为用户设备确认至少两个候选基站。
源基站可以根据用户设备上报的第一测量报告来确认至少两个候选基站，具体过程可参考后续实施例的描述。
源基站完成确认候选基站之后，可以执行辅基站添加过程以协助用户设备将候选基站添加为辅基站，辅基站添加过程完成后，用户设备从只连接源基站变为双连接。
用户设备需要在保持与源基站的连接的情况下与候选基站建立连接以进入双连接状态，这一过程可能会带来一定延时，特别是在用户设备需要进行随机接入以同步到候选基站的情况下，延时是无法被忽略。如果在延时结束前，即用户设备在还没有与候选基站建立连接时，源基站与用户设备之间的无线链路恶化到无法继续为用户设备服务，用户设备可能无法进入双连接状态，甚至可能进入无线链路失败(Radio LinkFailure，RLF)并执行RRC重建立，导致移动性中断。为减少这一情况的发生，源基站确认候选基站时，用户设备侧的源基站的信号质量比现有技术中启动切换时的更好。
进入双连接状态的用户设备虽然同时连接源基站和所有候选基站，由于用户设备的能力可能存在限制，例如天线数量限制、功耗限制等，双连接状态下的用户设备可能不会与所有候选基站进行用户面数据传输。与双连接状态下的用户设备进行用户面数据传输的候选基站被称为主候选基站，不与双连接状态下的用户设备进行用户面数据传输的候选基站被称为备用候选基站。候选基站包括至少一个主候选基站。备用候选基站的数量可以为0，即所有候选基站都是主候选基站；或者备选基站的数量可以大于0。
S12：源基站向用户设备发送早期切换指令。
早期切换指令包括候选基站的信息。如果候选基站包括主候选基站和备用候选基站，则每个候选基站的信息可以包括一类型标记，该类型标记可以用于指示该候选基站为主候选基站还是备用候选基站；如果所有候选基站均为主候选基站，则每个候选基站的信息可以仍旧包括类型标记，也可以不包括。
早期切换指令用于指示用户设备进入双连接状态，双连接状态下的用户设备同时连接源基站与候选基站，且从主候选基站接收用户面数据，其中源基站作为主基站，候选基站作为辅基站。早期切换指令可以为RRC信令，例如RRC Connection Reconfiguration。
进入双连接状态的用户设备所需的全部无线资源控制(Radio ResourceControl，RRC)信令消息和功能都由主基站进行管理，如公共无线资源配置、专用无线资源配置、测量和移动性管理等。
作为主基站，源基站可以不与双连接状态的用户设备进行用户面数据传输，这种情况下只有主候选基站与用户设备传输用户面数据，用户面数据的承载模式可以为辅小区组(SCG，即辅基站控制的服务小区组)。源基站也可以仍旧与双连接状态的用户设备进行用户面数据传输以进一步降低出现移动性中断的可能性，这种情况下源基站和主候选基站均与用户设备传输用户面数据，用户面数据的承载模式可以为分离，例如主小区组(MCG，即主基站控制的服务小区组)分离或辅小区组分离。无论哪种情况，备用候选基站均放弃无线承载。
S13：源基站为用户设备确认目标基站。
源基站可以根据用户设备上报的第二测量报告来确认目标基站，具体过程可参考后续实施例的描述。目标基站属于候选基站，可以为主候选基站或者备用候选基站。
与确认候选基站时相比，源基站确认目标基站时，用户设备侧源基站的信号质量更差和/或候选基站的信号质量更好。
S14：源基站协助用户设备切换至目标基站。
源基站可以执行角色变换过程来协助用户设备切换至目标基站，从而完成实际切换。角色变换过程中，用户设备的RRC信令消息和功能从源基站迁移到目标基站，使得目标基站从辅基站转换为新的主基站，源基站从主基站转换为新的辅基站。角色变换过程完成后，用户设备可以断开与所有辅基站(包括源基站)之间的连接，从双连接变为只连接目标基站。
通过本实施例的实施，源基站为用户设备确认至少两个候选基站，候选基站包括至少一个主候选基站；源基站向用户设备发送早期切换指令，早期切换指令用于指示用户设备进入双连接状态，双连接状态下的用户设备同时连接源基站与候选基站，且从主候选基站接收用户面数据，其中源基站作为主基站，候选基站作为辅基站。然后源基站为用户设备确认目标基站，目标基站属于候选基站；源基站协助用户设备切换至目标基站。在切换过程中，用户设备处于双连接状态，除了作为主基站的源基站之外，还连接到至少两个候选基站，能够从主候选基站接收用户面数据，降低了出现移动性中断的可能性。
此外，候选基站的确定在用户设备实际切换到目标基站之前，这意味着实际切换时用户设备所处的无线环境可能与确定候选基站时不同，特别是在使用高工作频段或超密度小小区部署的情况下。由于候选基站的数量大于一，即使无线环境的变化可能使得某些候选基站不再适合作为切换的目标，仍有可能有部分基站适合作为切换的目标，与只有一个候选基站的情况相比降低了切换失败的概率。由于切换失败可能导致源基站启动传统切换甚至用户设备进入无线链路失败，两者都会导致移动性中断，候选基站的数量大于一能够进一步降低出现移动性中断的可能性。
如图2所示，本发明通信切换方法第二实施例，是在本发明通信切换方法第一实施例的基础上，S14包括：
S141：源基站与目标基站之间进行角色变换。
角色变换过程中，目标基站从辅基站转换为新的主基站，而除目标基站之外的其他辅基站可以转换为释放状态。
如图3所示，在本发明一实施例中，S141可以具体包括：
S1411：源基站分别向每个候选基站发送角色变换请求。
角色变换请求包括第一角色变换请求和第二角色变换请求。第一角色变换请求被发送给目标基站且用于指示目标基站转换为新的主基站。第二角色变换请求被发送给除目标基站之外的其他候选基站且用于指示除目标基站之外的其他候选基站转换为释放状态，即释放用户设备的资源。如果第二角色变换请求被发送给主候选基站，例如在目标基站为备用候选基站或另一个主候选基站的情况下，该第二角色变换请求还用于指示主候选基站向目标基站转发未成功发送的用户面数据。
角色变换请求可以包括更新角色标识，更新角色标识用于指示角色变换请求为第一角色变换请求或第二角色变换请求。例如，更新角色标识可以为1bit的二进制数，为0表示该角色变换请求为第一角色变换请求，收到它的候选基站需要进行角色变换，为1表示该角色变换请求为第二角色变换请求，收到它的候选基站不需要进行角色变换。当然也可以反过来，即为0表示该角色变换请求为第二角色变换请求，为1表示该角色变换请求为第一角色变换请求。
S1412：源基站接收来自于每个候选基站的角色变换确认消息。
S142：源基站向用户设备发送实际切换指令。
实际切换指令用于指示用户设备修改目标基站为新的主基站，修改源基站为新的辅基站，且断开与包括源基站在内的所有辅基站之间的连接。实际切换指令可以为RRC信令，例如RRC Connection Reconfiguration。
本步骤与S141之间的执行顺序仅为示意，实际顺序可以调换或者同时执行。
S143：源基站释放用户设备的资源。
用户设备的资源是指基站为用户设备分配的资源，例如用户设备的上下文等。
如图4所示，本发明通信切换方法第三实施例，是在本发明通信切换方法第一实施例的基础上，S11包括：
S111：源基站接收用户设备上报的第一测量报告。
第一测量报告的上报可以是周期性的，也可以是非周期性的，例如事件触发型。在收到第一测量报告之前源基站可以向用户设备发送测量配置消息，用于指示何时开始测量以及上报第一测量报告。
S112：源基站判断第一测量报告是否满足早期切换条件。
第一测量报告中可以包括用户设备侧的源基站和测量对象的信号质量。早期切换条件可以包括源基站的信号质量低于第一阈值。除此之外，早期切换条件可以进一步包括有指定个数的测量对象的信号质量高于第二阈值或者有指定个数的测量对象与源基站之间的信号质量差大于第三阈值。
若第一测量报告满足早期切换条件，则跳转到S113；否则源基站可以继续等待用户设备上报第一测量报告。
S113：源基站根据第一测量报告确认至少两个候选基站。
源基站可以根据第一测量报告中的测量对象的信号质量，从测量对象中选择至少两个基站作为候选基站。除了测量报告之外，源基站在选择候选基站的过程中还可以参考用户设备的当前位置、运动方向、候选基站的负载等因素。
源基站可以根据第一测量报告，选择信号质量大于指定阈值的N个测量对象作为候选基站，也可以将测量对象按信号质量从大到小排列，取前N个作为候选基站，N是指定的候选基站个数，为大于1的整数。测量对象可以是与源基站地理位置上相近的基站，也可以是源基站能够通过基站间接口直接获取信息的基站。
S114：源基站向候选基站发送辅基站添加请求。
辅基站添加请求中可以包括用户设备的信息，以供候选基站进行切换准备。候选基站在进行切换准备之前，可以执行准入控制，判断是否有足够的资源接收该用户设备，如果有，则向源基站发送辅基站添加确认消息，如果没有，则向源基站发送辅基站添加否认消息。
如果源基站接收到的是辅基站添加否认消息，则可以移除该候选基站。如果移除之后候选基站的数量不符合要求，例如为1，则源基站可以从剩余的测量对象中再补充若干个候选基站后执行本步骤，也可以通知用户设备更新第一测量报告后重新选择候选基站。
S115：源基站接收来自于候选基站的辅基站添加确认消息。
辅基站添加确认消息表示该候选基站的准入控制已成功。
如图5所示，本发明通信切换方法第四实施例，是在本发明通信切换方法第一实施例的基础上，S11之后进一步包括：
S15：源基站向候选基站发送辅基站重配置完成消息。
辅基站重配置完成消息可以用于指示用户设备已完成RRC连接重配置，添加了候选基站作为辅基站。辅基站重配置完成消息可以包括优先级标识，优先级标识用于指示接收辅基站重配置完成消息的候选基站是否为主候选基站。
类似的，优先级标识可以为1bit的二进制数，为0表示该候选基站为主候选基站，为1表示该候选基站为备用候选基站。当然也可以反过来，即为0表示该候选基站为备用候选基站，为1表示该候选基站为主候选基站。
如图6所示，本发明通信切换方法第五实施例，是在本发明通信切换方法第一实施例的基础上，S13包括：
S131：源基站接收用户设备上报的第二测量报告。
类似的，第二测量报告的上报可以是周期性的，也可以是非周期性的，例如事件触发型。在收到第二测量报告之前源基站可以向用户设备发送测量配置消息，用于指示何时开始测量以及上报第二测量报告。用于指示何时上报第一测量报告和第二测量报告的测量配置消息可以相同，也可以不同。
S132：源基站判断第二测量报告是否满足实际切换条件。
第二测量报告中可以包括用户设备侧的源基站和候选基站的信号质量。实际切换条件可以包括源基站的信号质量低于第四阈值。除此之外，实际切换条件可以进一步包括有候选基站的信号质量高于第五阈值或者有候选基站与源基站之间的信号质量差大于第六阈值。一般地，第一阈值大于第四阈值，第二阈值小于第五阈值，第三阈值小于第六阈值。
若第二测量报告满足实际切换条件，则跳转到S133；否则源基站可以继续等待用户设备上报第二测量报告。
S133：源基站根据第二测量报告从候选基站中选择目标基站。
源基站可以根据第二测量报告中的候选基站的信号质量，从候选基站中选择一个作为目标基站。例如，源基站可以直接选择信号质量最好的候选基站作为目标基站。
除了信号质量，源基站可以结合候选基站的优先级来进行选择目标基站。例如，候选基站包括主候选基站和备用候选基站，主候选基站的优先级高于备用候选基站。源基站先根据第二测量报告筛选出信号质量大于预设阈值，即适合作为切换对象的候选基站，如果筛选结果中包括主候选基站，则选择其中信号质量最好的主候选基站作为目标基站，如果筛选结果中只包括备用候选基站，则选择其中信号质量最好的备用候选基站作为目标基站。
如图7所示，本发明通信切换方法第六实施例的执行主体为基站，且该基站在切换过程中作为候选基站。本实施例包括：
S21：候选基站接收来自于源基站的辅基站添加请求。
辅基站添加请求中可以包括用户设备的信息，以供候选基站进行切换准备。候选基站可以是主候选基站，也可以是备用候选基站。候选基站是源基站为用户设备确认的，具体确认过程可参考本发明通信切换方法第一和第三实施例的相关描述。
S22：候选基站向源基站发送辅基站添加确认消息。
在执行本步骤之前，候选基站可以执行准入控制，判断是否有足够的资源接收该用户设备，如果有，则执行本步骤，如果没有，则向源基站发送辅基站添加否认消息。
S23：候选基站与用户设备建立连接。
具体过程可参见后续实施例的描述。建立连接之后，如果候选基站是主候选基站，则与用户设备传输用户面数据，如果候选基站是备用候选基站，则不与用户设备传输用户面数据。
S24：候选基站接收来自于源基站的角色变换请求。
如果候选基站被选作目标基站，则角色变换请求为第一角色变换请求，用于指示候选基站转换为新的主基站。如果候选基站未被选作目标基站，则角色变换请求为第二角色变换请求，用于指示候选基站转换为释放状态，即释放用户设备的资源。候选基站是否是主候选基站和候选基站是否被选作目标基站之间并必然的关联关系。
角色变换请求包括更新角色标识，更新角色标识用于指示角色变换请求为第一角色变换请求或第二角色变换请求。例如，更新角色标识可以为1bit的二进制数，为0表示该角色变换请求为第一角色变换请求，收到它的候选基站需要进行角色变换，为1表示该角色变换请求为第二角色变换请求，收到它的候选基站不需要进行角色变换。当然也可以反过来，即为0表示该角色变换请求为第二角色变换请求，为1表示该角色变换请求为第一角色变换请求。
S25：候选基站响应第一角色变换请求转换为新的主基站或者响应第二角色变换请求释放用户设备的资源。
如果候选基站是主候选基站，则候选基站收到第二角色变换请求后可以向目标基站转发未成功发送的用户面数据。
通过本实施例的实施，在切换过程中，用户设备处于双连接状态，除了作为主基站的源基站之外，还连接到至少两个候选基站，能够从主候选基站接收用户面数据，降低了出现移动性中断的可能性。
此外，候选基站的确定在用户设备实际切换到目标基站之前，这意味着实际切换时用户设备所处的无线环境可能与确定候选基站时不同，特别是在使用高工作频段或超密度小小区部署的情况下。由于候选基站的数量大于一，即使无线环境的变化可能使得某些候选基站不再适合作为切换的目标，仍有可能有部分基站适合作为切换的目标，与只有一个候选基站的情况相比降低了切换失败的概率。由于切换失败可能导致源基站启动传统切换甚至用户设备进入无线链路失败，两者都会导致移动性中断，候选基站的数量大于一能够进一步降低出现移动性中断的可能性。
如图8所示，本发明通信切换方法第七实施例，是在本发明通信切换方法第六实施例的基础上，S22之后进一步包括：
S26：候选基站接收来自于源基站的辅基站重配置完成消息。
辅基站重配置完成消息可以用于指示用户设备已完成RRC连接重配置，添加了候选基站作为辅基站。辅基站重配置完成消息可以包括优先级标识，优先级标识用于指示候选基站是否为主候选基站。
类似的，优先级标识可以为1bit的二进制数，为0表示该候选基站为主候选基站，为1表示该候选基站为备用候选基站。当然也可以反过来，即为0表示该候选基站为备用候选基站，为1表示该候选基站为主候选基站。
如图9所示，本发明通信切换方法第八实施例，是在本发明通信切换方法第六实施例的基础上，S24之后进一步包括：
S27：候选基站向源基站发送角色变换请求确认消息。
本发明通信切换方法第九实施例的执行主体为用户设备(User Equipment，UE)，UE可以是固定的也可以是移动的，可以为蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、平板电脑、笔记本电脑、无绳电话等。如图10所示，本实施例包括：
S31：用户设备向源基站上报第一测量报告。
第一测量报告的上报可以是周期性的，也可以是非周期性的，例如事件触发型。在收到第一测量报告之前源基站可以向用户设备发送测量配置消息，用于指示何时开始测量以及上报第一测量报告。
源基站可以在第一测量报告满足早期切换条件的情况下，根据第一测量报告为用户设备确认至少两个候选基站，且候选基站中包括至少一个主候选基站，具体过程可参考本发明通信切换方法第一和第三实施例的相关描述。
S32：用户设备接收来自于源基站的早期切换指令。
早期切换指令包括候选基站的信息。如果候选基站包括主候选基站和备用候选基站，则每个候选基站的信息可以包括一类型标记，该类型标记可以用于指示该候选基站为主候选基站还是备用候选基站；如果所有候选基站均为主候选基站，则每个候选基站的信息可以仍旧包括类型标记，也可以不包括。
早期切换指令用于指示用户设备进入双连接状态，双连接状态下的用户设备同时连接源基站与至少两个候选基站，且从至少一个主候选基站接收用户面数据，其中源基站作为主基站，候选基站作为辅基站。早期切换指令可以为RRC信令，例如RRC ConnectionReconfiguration。
S33：用户设备响应早期切换指令进入双连接状态。
用户设备可以建立与候选基站的连接以进入上述双连接状态。
进入双连接状态的用户设备所需的全部无线资源控制(Radio ResourceControl，RRC)信令消息和功能都由主基站进行管理，如公共无线资源配置、专用无线资源配置、测量和移动性管理等。
作为主基站，源基站可以不与双连接状态的用户设备进行用户面数据传输，这种情况下只有主候选基站与用户设备传输用户面数据，用户面数据的承载模式可以为辅小区组(SCG，即辅基站控制的服务小区组)。源基站也可以仍旧与双连接状态的用户设备进行用户面数据传输以进一步降低出现移动性中断的可能性，这种情况下源基站和主候选基站均与用户设备传输用户面数据，用户面数据的承载模式可以为分离，例如主小区组(MCG，即主基站控制的服务小区组)分离或辅小区组分离。无论哪种情况，备用候选基站均放弃无线承载。
S34：用户设备在双连接状态下向源基站上报第二测量报告。
类似的，第二测量报告的上报可以是周期性的，也可以是非周期性的，例如事件触发型。在收到第二测量报告之前源基站可以向用户设备发送测量配置消息，用于指示何时开始测量以及上报第二测量报告。用于指示何时上报第一测量报告和第二测量报告的测量配置消息可以相同，也可以不同。
源基站可以在第二测量报告满足实际切换条件的情况下，根据第一测量报告为用户设备确认目标基站。目标基站属于候选基站，可以为主候选基站或者备用候选基站。具体过程可参考本发明通信切换方法第一和第五实施例的相关描述。
S35：用户设备在源基站的协助下切换至目标基站。
源基站可以执行角色变换过程来协助用户设备切换至目标基站，从而完成实际切换。角色变换过程中，用户设备的RRC信令消息和功能从源基站迁移到目标基站，使得目标基站从辅基站转换为新的主基站，源基站从主基站转换为新的辅基站。角色变换过程完成后，用户设备可以断开与所有辅基站(包括源基站)之间的连接，从双连接变为只连接目标基站。
通过本实施例的实施，在切换过程中，用户设备处于双连接状态，除了作为主基站的源基站之外，还连接到至少两个候选基站，能够从主候选基站接收用户面数据，降低了出现移动性中断的可能性。
此外，候选基站的确定在用户设备实际切换到目标基站之前，这意味着实际切换时用户设备所处的无线环境可能与确定候选基站时不同，特别是在使用高工作频段或超密度小小区部署的情况下。由于候选基站的数量大于一，即使无线环境的变化可能使得某些候选基站不再适合作为切换的目标，仍有可能有部分基站适合作为切换的目标，与只有一个候选基站的情况相比降低了切换失败的概率。由于切换失败可能导致源基站启动传统切换甚至用户设备进入无线链路失败，两者都会导致移动性中断，候选基站的数量大于一能够进一步降低出现移动性中断的可能性。
如图11所示，本发明通信切换方法第十实施例，是在本发明通信切换方法第九实施例的基础上，S33包括：
S331：用户设备保持与源基站的连接的情况下与候选基站建立连接。
具体的，收到早期切换指令后，用户设备可以对其RRC连接进行修改以将所有候选基站添加为辅基站，修改完成后向源基站发送RRC连接重配置完成消息，源基站响应该RRC连接重配置完成消息分别向每个候选基站发送辅基站添加确认消息，建立用户设备与候选基站在L3(例如RRC层)的连接。随后用户设备分别与每个候选基站完成同步从而完成与该候选基站之间连接的建立。当然，用户设备也可以在收到早期切换指令后，分别与每个候选基站先完成同步，然后直接向每个候选基站发送RRC连接重配置完成消息或者通过源基站转发以完成与候选基站之间连接的建立。
在上述建立连接的过程中，用户设备可以通过与候选基站进行随机接入来完成同步。如果某个候选基站的时间提前量(timing advance，TA)与源基站相同，或者该候选基站的TA为0(例如候选基站为小小区的基站的场景下)，意味着用户设备已经完成了与该候选基站之间的同步，则与该候选基站之间的随机接入可以被省去。
用户设备与候选基站建立连接之后，两者之间可以传输数据，在用户设备与候选基站建立连接的过程中，用户设备保持与源基站的连接。
S332：用户设备接收来自于主候选基站的用户面数据。
如图12所示，本发明通信切换方法第十一实施例，是在本发明通信切换方法第十实施例的基础上，S35包括：
S351：用户设备接收来自于源基站的实际切换指令。
实际切换指令用于指示用户设备修改目标基站为新的主基站，修改源基站为新的辅基站，且断开与包括源基站在内的所有辅基站之间的连接。实际切换指令可以为RRC信令，例如RRC Connection Reconfiguration。
S352：用户设备响应实际切换指令修改目标基站为新的主基站，修改源基站为新的辅基站。
S353：用户设备断开与包括源基站在内的所有辅基站之间的连接。
下面结合附图举例说明不同情况下的具体切换过程。
如图13所示，gNB1和gNB2、gNB3相邻。开始用户设备位于O点并被gNB1服务，即gNB1为源基站。然后用户设备移动到A点，源基站决定执行辅基站添加过程，选择了gNB2和gNB3作为候选基站，其中gNB2为主候选基站，gNB3为备用候选基站。之后用户设备的移动路径分为两种情况。一种情况是用户设备从A点移动到gNB3范围内的B点，移动路径用实线表示，用户设备在B点执行实际切换，目标基站是gNB3；另外一种情况是用户设备从A点移动到gNB2范围内的B’点，移动路径用虚线表示，用户设备在B’点执行实际切换，目标基站是gNB2。下面分别就两种情况分别举例具体说明，其中与前述实施例相同的部分在此不再重复。流程图中的虚线表示用户面数据的传输，实线表示控制数据的传输。
如图14所示，用户设备的移动路径为AB的情况下，切换过程具体包括：
S101：gNB1向用户设备发送测量配置消息。
S102：用户设备与gNB1传输用户面数据。
该用户面数据来自于MCG承载，且由gNB1的密钥加密。
本步骤与S101、S103-S107之间的执行顺序并无限制。
S103：用户设备向gNB1发送第一测量报告。
S104：gNB1根据第一测量报告为用户设备选择gNB2和gNB3作为候选基站。
S105：gNB1分别向gNB2和gNB3发送辅基站添加请求。
S106：gNB2和gNB3向gNB1发送辅基站添加确认消息。
S107：gNB1向用户设备发送RRC Connection Reconfiguration。
该RRC Connection Reconfiguration作为早期切换指令，包括gNB2和gNB3的信息。
S108：用户设备向gNB1发送RRC Connection Reconfiguration Complete。
S109：gNB1分别向gNB2和gNB3发送辅基站重配置完成消息。
辅基站重配置完成消息包括优先级标识。发给gNB2的辅基站重配置完成消息的优先级标识表示主候选基站，发给gNB3的辅基站重配置完成消息的优先级标识表示备用候选基站。
S110：用户设备分别与gNB2和gNB3完成随机接入。
S111：用户设备与gNB1传输用户面数据。
该用户面数据来自于分离承载，且由gNB1的密钥加密。
本步骤与S101、S103-S107之间的执行顺序并无限制。
S112：用户设备与gNB2传输用户面数据。
该用户面数据来自于分离承载，且由gNB2的密钥加密。
本步骤与S111、S103-S107、S111之间的执行顺序并无限制。
S113：用户设备向gNB1发送第二测量报告。
S114：gNB1根据第二测量报告为用户设备选择gNB3作为目标基站。
S115：gNB1向gNB2发送第二角色变换请求。
S116：gNB2向gNB3转发未成功发送的用户面数据。
如果gNB2没有未成功发送的用户面数据，则本步骤可以省去。
S117：gNB1向gNB3发送第一角色变换请求。
本步骤与S115-S116之间的执行顺序并无限制。
S118：gNB2和gNB3向gNB1发送角色变换确认消息。
S119：gNB1向用户设备发送RRC Connection Reconfiguration。
该RRC Connection Reconfiguration作为实际切换指令。
S120：用户设备向gNB1发送RRC Connection Reconfiguration Complete。
S121：用户设备与gNB3传输用户面数据。
该用户面数据来自于分离承载，且由gNB3的密钥加密。
其中gNB3发给用户设备的下行用户面数据可以是来自于核心网、gNB1或者gNB2(S116中转发的)的。
用户设备与gNB1之间可以继续传输用户面数据。
S122：gNB2释放用户设备的资源。
本步骤的执行只需在S115之后即可，与S115之后的其他步骤之间的执行顺序并无限制。
S123：用户设备区分来自于gNB1和gNB3的用户面数据。
S124：用户设备断开与gNB1和gNB2的连接。
S125：gNB1向gNB3发送序列号状态转移消息。
SN状态转换消息用于传递分组数据汇聚协议(Packet Data ConvergenceProtocol，PDCP)序列号，以通知gNB3gNB1的数据传输状态。
S126：gNB3通知gNB1释放用户设备的上下文。
S127：gNB1释放用户设备的资源。
如图15所示，用户设备的移动路径为AB’的情况下，切换过程具体包括：
S201：gNB1向用户设备发送测量配置消息。
S202：用户设备与gNB1传输用户面数据。
该用户面数据来自于MCG承载，且由gNB1的密钥加密。
本步骤与S201、S203-S207之间的执行顺序并无限制。
S203：用户设备向gNB1发送第一测量报告。
S204：gNB1根据第一测量报告为用户设备选择gNB2和gNB3作为候选基站。
S205：gNB1分别向gNB2和gNB3发送辅基站添加请求。
S206：gNB2和gNB3向gNB1发送辅基站添加确认消息。
S207：gNB1向用户设备发送RRC Connection Reconfiguration。
该RRC Connection Reconfiguration作为早期切换指令，包括gNB2和gNB3的信息。
S208：用户设备向gNB1发送RRC Connection Reconfiguration Complete。
S209：gNB1分别向gNB2和gNB3发送辅基站重配置完成消息。
辅基站重配置完成消息包括优先级标识。发给gNB2的辅基站重配置完成消息的优先级标识表示主候选基站，发给gNB3的辅基站重配置完成消息的优先级标识表示备用候选基站。
S210：用户设备分别与gNB2和gNB3完成随机接入。
S211：用户设备与gNB1传输用户面数据。
该用户面数据来自于分离承载，且由gNB1的密钥加密。
本步骤与S201、S203-S207之间的执行顺序并无限制。
S212：用户设备与gNB2传输用户面数据。
该用户面数据来自于分离承载，且由gNB2的密钥加密。
本步骤与S211、S203-S207、S211之间的执行顺序并无限制。
S213：用户设备向gNB1发送第二测量报告。
S214：gNB1根据第二测量报告为用户设备选择gNB2作为目标基站。
S215：gNB1向gNB2发送第一角色变换请求。
S216：gNB1向gNB3发送第二角色变换请求。
本步骤与S215之间的执行顺序并无限制。
S217：gNB2和gNB3向gNB1发送角色变换确认消息。
S218：gNB1向用户设备发送RRC Connection Reconfiguration。
该RRC Connection Reconfiguration作为实际切换指令。
S219：用户设备向gNB1发送RRC Connection Reconfiguration Complete。
S220：gNB3释放用户设备的资源。
本步骤的执行只需在S215之后即可，与S215之后的其他步骤之间的执行顺序并无限制。
S221：用户设备区分来自于gNB1和gNB2的用户面数据。
本步骤之前用户设备仍可接收来自于gNB1和gNB2的用户面数据。
S222：用户设备断开与gNB1和gNB3的连接。
S223：gNB1向gNB2发送序列号状态转移消息。
SN状态转换消息用于传递分组数据汇聚协议(Packet Data ConvergenceProtocol，PDCP)序列号，以通知gNB3gNB1的数据传输状态。
S224：gNB2通知gNB1释放用户设备的上下文。
S225：gNB1释放用户设备的资源。
如图16所示，本发明通信切换装置第一实施例包括：处理器110和通信电路120，处理器110连接通信电路120。
通信电路120用于发送和接收用户数据，是通信切换装置与其他通信设备进行通信的接口。
处理器110控制通信切换装置的操作，处理器110还可以称为CPU(CentralProcessing Unit，中央处理单元)。处理器110可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器110还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
处理器110用于执行指令以实现本发明通信切换方法第一至第八实施例中任一个以及任意不冲突的组合所提供的方法。
本实施例中的通信切换装置可以是基站，也可以是可集成于基站中的独立部件，例如基带板。
如图17所示，本发明通信切换装置第二实施例包括：处理器210和通信电路220，处理器210连接通信电路220。
通信电路220用于发送和接收用户数据，是通信切换装置与其他通信设备进行通信的接口。
处理器210控制通信切换装置的操作，处理器210还可以称为CPU(CentralProcessing Unit，中央处理单元)。处理器210可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器210还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
处理器210用于执行指令以实现本发明通信切换方法第九至第十一实施例中任一个以及任意不冲突的组合所提供的方法。
本实施例中的通信切换装置可以是用户设备，也可以是可集成于用户设备中的独立部件，例如基带芯片。
如图18所示，本发明通信切换装置第三实施例包括存储器310，存储器310存储有指令，该指令被执行时实现本发明通信切换方法第一至第八实施例中任一个以及任意不冲突的组合所提供的方法。
存储器310可以包括只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、闪存(Flash Memory)、硬盘、光盘等。
本实施例中的通信切换装置可以是用户设备，也可以是可集成于用户设备中的独立部件，例如基带芯片。
如图19所示，本发明通信切换装置第四实施例包括存储器410，存储器410存储有指令，该指令被执行时实现本发明通信切换方法第九至第十一实施例中任一个以及任意不冲突的组合所提供的方法。
存储器410可以包括只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、闪存(Flash Memory)、硬盘、光盘等。
本实施例中的通信切换装置可以是用户设备，也可以是可集成于用户设备中的独立部件，例如基带芯片。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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方式方案的目的。
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方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、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实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (23)
1.一种通信切换方法，其特征在于，包括：
源基站为用户设备确认至少两个候选基站，所述候选基站包括至少一个主候选基站；
所述源基站向所述用户设备发送早期切换指令，所述早期切换指令用于指示所述用户设备进入双连接状态，所述双连接状态下的所述用户设备同时连接所述源基站与所述候选基站，且从所述主候选基站接收用户面数据，其中所述源基站作为主基站，所述候选基站作为辅基站；
所述源基站为所述用户设备确认目标基站，所述目标基站属于所述候选基站；
所述源基站协助所述用户设备切换至所述目标基站；
所述源基站协助所述用户设备切换至所述目标基站包括：
所述源基站与所述目标基站之间进行角色变换；
所述源基站向所述用户设备发送实际切换指令，所述实际切换指令用于指示所述用户设备修改所述目标基站为新的主基站，修改所述源基站为新的辅基站，且断开与包括所述源基站在内的所有所述辅基站之间的连接；
所述源基站释放所述用户设备的资源；
所述源基站与所述目标基站之间进行角色变换包括：
所述源基站向每个所述候选基站发送角色变换请求，所述角色变换请求包括第一角色变换请求和第二角色变换请求，所述第一角色变换请求被发送给所述目标基站且用于指示所述目标基站转换为所述新的主基站，所述第二角色变换请求被发送给除所述目标基站之外的其他所述候选基站且用于指示所述除所述目标基站之外的其他所述候选基站释放所述用户设备的资源；
所述源基站接收来自于所述候选基站的角色变换确认消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
发送给所述主候选基站的所述第二角色变换请求进一步用于指示所述主候选基站向所述目标基站转发未成功发送的所述用户面数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述角色变换请求包括更新角色标识，所述更新角色标识用于指示所述角色变换请求为所述第一角色变换请求或所述第二角色变换请求。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
所述源基站为用户设备确认至少两个候选基站包括：
所述源基站接收所述用户设备上报的第一测量报告；
所述源基站判断所述第一测量报告是否满足早期切换条件；
若满足，则所述源基站根据所述第一测量报告确认至少两个所述候选基站。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述源基站根据所述第一测量报告确认至少两个所述候选基站之后进一步包括：
所述源基站向所述候选基站发送辅基站添加请求；
所述源基站接收来自于所述候选基站的辅基站添加确认消息。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
所述源基站为用户设备确认至少两个候选基站之后进一步包括：
所述源基站向所述候选基站发送辅基站重配置完成消息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述辅基站重配置完成消息包括优先级标识，所述优先级标识用于指示接收所述辅基站重配置完成消息的所述候选基站是否为所述主候选基站。
8.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
所述源基站为所述用户设备确认目标基站包括：
所述源基站接收所述用户设备上报的第二测量报告；
所述源基站判断所述第二测量报告是否满足实际切换条件；
若满足，则所述源基站根据所述第二测量报告从所述候选基站中选择所述目标基站。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述候选基站进一步包括备用候选基站，所述备用候选基站和所述主候选基站不同，所述目标基站属于所述备用候选基站。
10.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
所述早期切换指令包括所述候选基站的信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其他组织，
所述候选基站进一步包括备用候选基站，所述备用候选基站和所述主候选基站不同，每个所述候选基站的信息包括所述候选基站的类型标记，所述类型标记用于指示所述候选基站为所述主候选基站或所述备用候选基站。
12.一种通信切换方法，其特征在于，包括：
用户设备向源基站上报第一测量报告；
所述用户设备接收来自于所述源基站的早期切换指令，所述早期切换指令用于指示所述用户设备进入双连接状态，所述双连接状态下的所述用户设备同时连接所述源基站与至少两个候选基站，且从至少一个主候选基站接收用户面数据，其中所述源基站作为主基站，所述候选基站作为辅基站，所述候选基站是所述源基站为所述用户设备确认的，所述主候选基站属于所述候选基站；
所述用户设备响应所述早期切换指令进入所述双连接状态；
所述用户设备在所述双连接状态下向所述源基站上报第二测量报告；
所述用户设备在所述源基站的协助下切换至目标基站，所述目标基站属于所述候选基站；
所述早期切换指令包括所述候选基站的信息；
所述候选基站进一步包括备用候选基站，所述备用候选基站和所述主候选基站不同，每个所述候选基站的信息包括所述候选基站的类型标记，所述类型标记用于指示所述候选基站为所述主候选基站或所述备用候选基站。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述用户设备响应所述早期切换指令进入所述双连接状态包括：
所述用户设备保持与所述源基站的连接的情况下与所述候选基站建立连接；
所述用户设备接收来自于所述主候选基站的用户面数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
所述用户设备与所述候选基站建立连接包括：
所述用户设备与所述候选基站进行随机接入。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述用户设备在所述源基站的协助下切换至目标基站包括：
所述用户设备接收来自于所述源基站的实际切换指令；
所述用户设备响应所述实际切换指令修改所述目标基站为新的主基站，修改所述源基站为新的辅基站；
所述用户设备断开与包括所述源基站在内的所有所述辅基站之间的连接。
16.一种通信切换方法，其特征在于，
候选基站接收来自于源基站的辅基站添加请求，所述辅基站添加请求包括用户设备的信息，所述候选基站是所述源基站为所述用户设备确认的；
所述候选基站向所述源基站发送辅基站添加确认消息；
所述候选基站与所述用户设备建立连接；
所述候选基站接收来自于所述源基站的角色变换请求，所述角色变换请求为第一角色变换请求或第二角色变换请求；
所述候选基站响应所述第一角色变换请求转换为新的主基站或者响应所述第二角色变换请求释放所述用户设备的资源。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，
所述候选基站与所述用户设备建立连接之后进一步包括：
所述候选基站向所述用户设备发送用户面数据。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，
所述候选基站响应所述第二角色变换请求释放所述用户设备的资源之前进一步包括：
所述候选基站向目标基站转发未成功发送的所述用户面数据。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其特征在于，
所述候选基站向所述源基站发送辅基站添加确认消息之后进一步包括：
所述候选基站接收来自于所述源基站的辅基站重配置完成消息，所述辅基站重配置完成消息包括优先级标识，所述优先级标识用于指示所述候选基站是否为主候选基站。
20.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其特征在于，
所述角色变换请求包括更新角色标识，所述更新角色标识用于指示所述角色变换请求为所述第一角色变换请求或所述第二角色变换请求。
21.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其特征在于，
所述候选基站接收来自于所述源基站的角色变换请求之后进一步包括：
所述候选基站向所述源基站发送角色变换请求确认消息。
22.一种通信切换装置，其特征在于，包括处理器和通信电路，所述处理器连接所述通信电路；
所述处理器用于执行指令以实现如权利要求1-21中任一项所述方法。
23.一种通信切换装置，包括存储器，所述存储器存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-21中任一项所述的方法。
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