CN101577946A - 无缝切换方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝切换方法、装置和系统。该方法包括源基站接收目的基站发送的通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入所述目的基站；源基站在接收到所述通知消息之后，断开与所述用户设备的通信连接。通过本发明实施例可以避免UE切换时的业务数据的平均传输速率降低问题。

Description

无缝切换方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种无缝切换方法、装置和系统。

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中，用户设备(User Equipment，UE)在源基站(Source eNodeB)和目的基站(Target eNodeB)间进行切换的大体流程如下：首先，源基站向目的基站发送切换请求，目的基站分配资源成功后，向源基站发送切换响应；之后，源基站复位自身的无线链路控制协议(Radio Link Control protocol，RLC)层，并向UE发送切换指令，UE在接收到切换指令后，断开与源基站的连接，同时尝试接入目的基站；之后，源基站将本侧的序列号状态(SN Status)通知目的基站，同时将本侧的缓存数据转发给目的基站；之后，若UE成功接入目的基站，接入成功后UE开始与目的基站进行上下行数据传输，目的基站更新与服务网关(Serving Gateway，SGW)的IP path连接，并开始与服务网关进行正常的上下行数据传输，实现无线接入网与核心网的通信；若UE没有成功接入目的基站，则UE会回退到源基站，重新尝试接入源基站。

发明人在实现本发明的过程中发现现有技术至少存在如下问题：UE在切换时会导致业务平均传输速率降低。

发明内容

本发明提供一种无缝切换方法、装置和系统，用以解决UE切换时传输速率较低的问题。

本发明实施例提供了一种无缝切换方法，包括：

源基站接收目的基站发送的通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入所述目的基站；

源基站在接收到所述通知消息之后，断开与所述用户设备的通信连接。

本发明实施例还提供了一种无缝切换方法，包括：

目的基站判断用户设备是否已经接入目的基站；

目的基站在用户设备已经接入目的基站后，向源基站发送通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入目的基站。

本发明实施例提供了一种无缝切换装置，包括：

接收模块，用于接收目的基站发送的通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入所述目的基站；

处理模块，与所述接收模块连接，用于在接收到所述通知消息之后，断开与所述用户设备的通信连接。

本发明实施例还提供了一种无缝切换装置，包括：

判断模块，用于判断用户设备是否已经接入目的基站；

通知模块，与所述判断模块连接，用于在用户设备已经接入目的基站后，向源基站发送通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入目的基站。

本发明实施例提供了一种无缝切换系统，包括：

目的基站，用于在用户设备已经接入目的基站后，向源基站发送通知消息，该通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入目的基站；

源基站，用于保持与用户设备的通信连接，直至接收到目的基站发送的所述通知消息，在接收到所述通知消息后，断开与所述用户设备的连接。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过在UE切换时，源基站继续保持业务数传，可以保证源基站和UE之间通信不中断，可以提高切换时数据的传输速率。

附图说明

图1为本发明第一实施例的方法流程示意图；

图2为本发明第二实施例的方法流程示意图；

图3为本发明第三实施例的源基站内部的处理流程示意图；

图4为本发明第四实施例的目的基站内部的处理流程示意图；

图5为本发明第五实施例的装置结构示意图；

图6为本发明第六实施例的装置结构示意图；

图7为本发明第七实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中，UE在切换时会导致数据传输速率降低的主要原因如下：

UE在切换时，从源基站接入目的基站的时延包括无线层的处理时延、上行无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)信令的处理时延、下行RRC信令的处理时延、路径切换时的转发时延。当UE进行切换时，现有技术是UE接收到源基站的切换指令后便切断与源基站的连接，之后，才试图连接目的基站。即在切换时会出现一段UE既不与源基站也不与目的基站的时间。这段时间便是无线层的处理时延。

当UE和基站的通信中断引起数据拥塞后，拥塞窗口会降为很小。即使后续UE与目的基站连接上，进行正常通信后，由于拥塞窗口在增加到一定程度后会呈线性增长，拥塞窗口增加的速度也较慢。而拥塞窗口的大小与数据传输速率成正比，因此，UE在切换时与基站的通信中断会造成数据传输速率的降低。

为此，本发明提供了如下方案：

图1为本发明第一实施例的方法流程示意图，包括：

步骤11：源基站接收目的基站发送的通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入所述目的基站；

步骤12：源基站在接收到所述通知消息之后，断开与所述用户设备的通信连接。

本实施例通过在接收到表征切换成功的通知消息后，断开源基站与UE的连接，可以减少通信中断引起的上述的无线层的处理时延，有效避免触发慢启动及拥塞避免机制，因此，可以显著提高切换时的数据传输速率。

在实现本发明的过程中，发明人还发现现有技术中，UE在切换时可能出现数据丢失，其可能出现数据丢失的主要原因如下：

在切换发生时，源基站的RLC首先会清空自身不能成功组包的数据并将自身复位，而不论UE是否已成功接入目的基站。RLC将自身复位将会导致源基站与UE的通信断开，而UE在断开与源基站的连接后，很可能不能成功接入目的基站，此时UE会重新接入源基站(切换回退)。但是，由于源基站的RLC已复位并清空了自身的不能组包的数据，在UE切换回退时，RLC的数据由于缺少这些被清空的数据，引起了UE的一部分数据也不不能在RLC层完整组包，因而会产生丢包，导致数据丢失。

为此，本发明提供了如下方案：

源基站与UE保持通信连接，即使切换发生时，仍旧保持当前的连接状态；源基站接收目的基站发送的通知消息，该通知消息用于通知源基站UE已经接入目的基站；源基站根据所述通知消息，断开与所述UE的通信连接，并复位RLC层。

本实施例通过在接收到表征切换成功的通知消息后，断开源基站与UE的连接，可以减少通信中断引起的上述的无线层的处理时延，有效避免触发慢启动及拥塞避免机制，因此，可以显著提高切换时的数据传输速率。同时，在UE成功接入目的基站后再复位RLC，可以避免切换回退时可能出现的数据丢失问题。

第一实施例对源基站的处理流程进行了描述，下面从源基站和目的基站及UE侧联合进行描述。

图2为本发明第二实施例的方法流程示意图，包括：

步骤201：源基站向目的基站发送切换请求。

步骤202：目的基站分配资源成功后，向源基站发送切换响应。

步骤203：源基站向UE发送切换指令。

步骤201-203可以采用现有技术实现，不再赘述。

步骤204：源基站与UE继续保持通信连接，处理数据传输。现有技术中，UE在接收到源基站发送的切换指令后，会切断与源基站的连接，本实施例中，UE和源基站均不会发起断开与对方连接的流程，而是继续保持源基站与UE的通信连接及数据处理状态。

步骤205：UE尝试接入目的基站。

步骤206-207：目的基站判断UE是否成功接入，如果UE成功接入目的基站，则目的基站向源基站发送通知消息，该通知消息表明UE已成功接入目的基站。

步骤208：源基站接收到该通知消息后，断开与UE的连接。之后，UE和目的基站进行正常通信，实现基站切换。

本实施例中，在切换发生时，源基站仍然保持与UE的连接，在UE成功接入目的基站后，目的基站发送通知消息给源基站，之后源基站再断开与UE的连接，可以保证UE在切换时的通信不中断，避免出现TCP拥塞而引起的传输速率降低问题。

上述对源基站和目的基站与UE的外部交互流程进行了描述，具体的源基站和目的基站的内部交互流程可以参见下述的实施例：

图3为本发明第三实施例的源基站内部的处理流程示意图，包括：

步骤301：源基站的L3实体接收到目的基站的切换响应后，向源基站的分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)层实体发送针对传输的数据的序列号状态获取(SN Status Get)消息。

源基站的PDCP层实体通过序列号状态获取消息得到序列号后，可以将该序列号通过源基站的L3实体和目的基站的L3实体写入目的基站的PDCP层实体中，之后，目的基站可以根据该序列号对经过目的基站的数据进行处理，例如，目的基站根据其传输的数据包的序列号依次处理。

步骤302：源基站的PDCP层实体向L3响应SN状态消息，并继续保持PDCP层的激活状态，继续处理空口(与UE的接口)的上下行数传及S1接口(与SGW的接口)的上下行数传。

步骤303：源基站的RLC层和PDCP层继续保持激活状态，PDCP层实体对来自RLC层的上行数据进行处理，为这些上行数据生成相应的SN编号，并将上行有序包传递给SGW；源基站的PDCP层实体和RLC层实体继续处理SGW的下行数据，同时将这些数据转发给目的基站。

步骤304：当UE成功接入目的基站后，源基站的L3层实体接收目的基站的L3层实体发送的通知消息，该通知消息表明UE已成功接入目的基站。

步骤305：源基站的L3层实体接收到目的基站的通知消息后，断开与UE的连接。

步骤306-307：源基站的L3层实体接收到该通知消息后，向源基站的PDCP层实体发送切换成功的消息。PDCP层实体接收到切换成功消息后，向RLC层实体发送切换成功消息。

步骤308-309：RLC层实体接收到切换成功消息后，将自身可以组包的数据组包给PDCP层实体，然后将自身复位。之后，PDCP层实体递交上行有序数据，缓存上行乱序数据和下行数据。RLC层复位时将不能组包的分片在RLC层丢弃。

步骤310：源基站的PDCP层实体将缓存的数据转发给目的基站的PDCP层实体。

上述步骤中，步骤305与其后的步骤无时序限制关系。

本实施例中在源基站侧，L3层实体在接收到UE成功接入目的基站的通知消息后才断开与UE的连接，可以保证切换时的通信不中断，避免现有中断通信引起的数据传输速率降低的问题；同时，L2层实体在UE成功接入目的基站后才复位RLC，可以使在切换过程中保持源基站的激活状态，不丢弃RLC层实体保存的数据，避免UE切换回退时的数据丢失问题。

第三实施例是源基站侧的流程，下面描述目的基站的流程：

图4为本发明第四实施例的目的基站内部的处理流程示意图，包括：

步骤401：目的基站在UE成功接入后，目的基站的L3层实体向源基站的L3层实体发送通知消息，该通知消息表明UE已成功接入目的基站。

步骤402：目的基站的PDCP层实体接收源基站转发的数据；

步骤403：目的基站的PDCP层实体对接收的转发数据进行优先处理。在目的基站的PDCP层，会存在转发缓存里的数据的SN值大于PDCP层实体的SN值，因为，源基站是先获取SN状态，之后将获取的SN值写入目的基站的PDCP层实体中，而在之后的过程中，源基站依然在处理数据，并为这些数据生成对应的SN，由于SN值是处理一个数据包后便增加1，这些后续处理的数据的SN将会大于事先获取的SN值。在目前的规范中，目的基站会优先处理转发的数据，因此，目的基站可以按照现有协议的重排序算法，及时更新目的基站PDCP层实体的SN状态，保持同步。

步骤404：目的基站的PDCP层实体接收UE发送的状态报告，删除该状态报告确认的已接收到的下行数据。由于源基站对切换时来自核心网的下行数据一边给UE发送，一边转发给目的基站，这会导致目的基站的一部分数据UE可能已经收到了，状态报告用于确认已接收到的数据。因此这部分冗余数据可以根据UE的状态报告而删除，不会有任何隐患。

本实施例在目的基站侧，目的基站在UE成功接入该目的基站后向源基站发送通知消息，以便源基站与UE断开连接。并且，目的基站通过对转发数据的重排序，可以保持自身PDCP层的序列号状态(SN Status)与转发数据包的SN信息同步，同时可以及时删除冗余数据，避免UE重复处理相同数据。

图5为本发明第五实施例的装置结构示意图，包括接收模块51和处理模块52。接收模块51用于接收目的基站发送的通知消息，该通知消息用于通知源基站UE已经接入目的基站。处理模块52与所述接收模块51连接，用于根据在接收到所述通知消息后，断开与所述UE的通信连接。本实施例的装置设置在源基站侧。

为了避免现有可能出现的数据丢失问题，本实施例还可以包括复位模块，与所述接收模块连接，用于在接收到所述通知消息后，复位RLC层。

本实施例通过在接收到表征UE切换成功的通知消息后，断开源基站与UE的连接，可以避免通信中断引起的上述的无线层的处理时延，避免触发慢启动及拥塞避免机制，因此，可以显著提高切换时的数据传输速率。同时，在UE成功接入目的基站后再复位RLC，可以避免回退时可能出现的数据丢失问题。

图6为本发明第六实施例的装置结构示意图，包括判断模块61和通知模块62。判断模块61用于判断UE是否已经接入目的基站；通知模块62与所述判断模块61连接，用于在UE已经接入目的基站时，向源基站发送通知消息，所述通知消息用于通知源基站所述UE已经接入目的基站。本实施例的装置设置在目的基站侧。

本实施例通过在接收到表征UE切换成功的通知消息后，断开与源基站与UE的连接，可以避免通信中断引起的上述的无线层的处理时延，避免触发慢启动及拥塞避免机制，因此，可以显著提高切换时的数据传输速率。

图7为本发明第七实施例的系统结构示意图，包括目的基站71和源基站72。目的基站71用于在UE成功接入目的基站后，向源基站发送通知消息，该通知消息用于通知源基站UE已经接入目的基站；源基站72与所述目的基站71连接，用于保持与UE的通信，直至接收到目的基站发送的所述通知消息，在接收到所述通知消息后，断开与所述UE的连接。为了避免现有可能出现的数据丢失问题，本实施例的源基站还可以用于在接收到所述通知消息后再复位RLC层。

本实施例通过在接收到表征UE切换成功的通知消息后，断开源基站与UE的连接，可以避免通信中断引起的上述的无线层的处理时延，避免触发慢启动及拥塞避免机制，因此，可以显著提高切换时的数据传输速率。同时，在UE成功接入目的基站后再复位RLC，可以避免切换回退时，可能出现的数据丢失问题。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1、一种无缝切换方法，其特征在于，包括：

源基站接收目的基站发送的通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入所述目的基站；

源基站在接收到所述通知消息之后，断开与所述用户设备的通信连接。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收目的基站发送的通知消息之前包括：

源基站接收到目的基站的切换响应后，继续处理传输的数据并为传输的数据生成序列号；

源基站将带有序列号的数据发送给所述用户设备和目的基站。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，源基站接收目的基站发送的通知消息包括：源基站的层3实体接收到所述通知消息；所述方法还包括：

所述源基站的层3实体接收到所述通知消息后，向分组数据汇聚协议层实体发送切换成功消息，所述分组数据汇聚协议层实体向无线链路控制协议层实体发送切换成功消息；

所述无线链路控制协议层实体接收到切换成功消息后，将能组包的数据组包后发送给分组数据汇聚协议层实体，之后，丢弃不能组包的数据，并将自身复位。

4、一种无缝切换方法，其特征在于，包括：

目的基站判断用户设备是否已经接入目的基站；

目的基站在用户设备已经接入目的基站后，向源基站发送通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入目的基站。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：目的基站接收源基站发送的带有序列号的数据，并优先处理所述源基站转发的数据。

6、根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，还包括：目的基站接收所述用户设备发送的状态报告，删除所述状态报告确认的已接收过的下行数据。

7、一种无缝切换装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收目的基站发送的通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入所述目的基站；

处理模块，与所述接收模块连接，用于在接收到所述通知消息之后，断开与所述用户设备的通信连接。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

复位模块，与所述接收模块连接，用于在接收到所述通知消息后，复位无线链路控制协议层。

9、一种无缝切换装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于判断用户设备是否已经接入目的基站；

通知模块，与所述判断模块连接，用于在用户设备已经接入目的基站后，向源基站发送通知消息，所述通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入目的基站。

10、一种无缝切换系统，其特征在于，包括：

目的基站，用于在用户设备已经接入目的基站后，向源基站发送通知消息，该通知消息用于通知所述源基站用户设备已经接入目的基站；

源基站，用于保持与用户设备的通信连接，直至接收到目的基站发送的所述通知消息，在接收到所述通知消息后，断开与所述用户设备的连接。

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