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CN102006642A - 一种家庭基站与中继站间的切换方法 - Google Patents

一种家庭基站与中继站间的切换方法 Download PDF

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CN102006642A
CN102006642A CN2010102711457A CN201010271145A CN102006642A CN 102006642 A CN102006642 A CN 102006642A CN 2010102711457 A CN2010102711457 A CN 2010102711457A CN 201010271145 A CN201010271145 A CN 201010271145A CN 102006642 A CN102006642 A CN 102006642A
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CN
China
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base station
home base
gateway
relay station
donor enb
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Pending
Application number
CN2010102711457A
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English (en)
Inventor
张海君
郑伟
温向明
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Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
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Abstract

本发明实施例涉及一种移动通信中家庭基站与中继站间的切换方法。该方法包括中继站(或者家庭基站)控制无线收发单元获得当前小区与目标家庭基站(目标中继站)的配置与测量信息;源家庭基站(或者源中继站)发送的切换请求消息经过家庭基站网关(或者源中继站对应的宏基站)的路由将切换请求发送至目标中继站(或者目标家庭基站);在用户设备断开了与源家庭基站(或者源中继站)的连接后,服务网关发送的数据缓存在家庭基站网关(或者源中继站对应的宏基站),然后数据被转发至目标中继站对应的宏基站(或者家庭基站网关);在切换过程中家庭基站网关与中继站对应的宏基站之间的X2接口进行通信。

Description

一种家庭基站与中继站间的切换方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,特别的,本发明是用于下一代移动通信系统(LTE/LTE-Advanced)中家庭基站(Home eNodeB,HeNB)与中继站(Relay Station,RS)之间的切换方法。
背景技术
目前,第三代移动通信系统已经得到广泛的商用,同时,UMTS(通用移动通信系统)的演进技术——LTE标准的第9个版本(Release-9)也将在2010年底制定完成,第四代移动通信系统的标准制定(Release-10)也到了关键阶段,由3GPP主导制定的LTE-Advanced技术被人们寄予厚望。
在下一代移动通信系统中,由于对新频段和大带宽应用的有效支持,峰值速率和频谱效率等性能参数得到有效提升,与此同时,更广的网络覆盖和更大的系统容量成为重要的需求之一。
随着系统使用频率越来越高,信号的衰减会更加严重,同时由于建筑物的遮挡等原因导致的信号强度和质量的下降,用户对于服务质量也在逐渐提升,为了弥补网络覆盖和提高系统容量,LTE-Advanced决定在新的网络架构中引入中继站(Relay Station,RS)来扩大网络覆盖和系统容量,使得用户不仅能够通过宏基站来接入网络,同时还可以通过中继站来接入网络。
与此同时,为了实现更好的室内网络覆盖和网络容量扩充,LTE还在Rel-8中引入了HomeeNodeB(家庭演进型节点B,也称Femtocell、家庭基站、HeNB),这是因为根据国内外的相关统计显示,3G时代70%的话音业务和90%的数据业务发生在室内,更好的室内覆盖不但能满足用户不断增加的服务质量和高速率的需求,同时由于家庭基站由用户自行部署,能节省运营商的固定资本投入,提高运营商的收益,家庭基站可以部署在室内、大学、公司、商场等场所。
与普通的宏基站相比,家庭基站具有体积小、发射功率低、用户自行安装和维护、即插即用等特点,目前国内外各大运营商、设备商都给予家庭基站以极大的关注,在北美、新加坡等地区,家庭基站已经得到了较好的商用。
伴随着中继站和家庭基站的部署,终端的移动性管理成为一个棘手的问题,在已有的研究中,关于家庭基站的切换关注点主要在家庭基站与家庭基站之间、以及家庭基站与宏基站之间的切换;同时,中继相关的切换研究场景主要集中在:
(1)中继站到它的Donor eNB的切换:用户设备目前处于中继站的服务中,从该中继站切换到它的Donor eNB。
(2)中继站到相邻宏基站的切换:用户设备目前处于中继站的服务中,从该中继站切换到它的相邻的宏基站。
(3)同一个Donor eNB下的中继站之间的切换:用户设备目前处于中继站的服务中,从该中继站切换到它的Donor eNB节点下的另一个中继站。
(4)不同Donor eNB下的中继站之间的切换:用户设备目前处于一个Donor eNB节点下的中继站的服务中,从该中继站切换到另一个Donor eNB节点下的中继站。
(5)Donor eNB到该Donor eNB节点下的中继站的切换:用户设备目前处于Donor eNB的服务中,从该Donor eNB切换到该Donor eNB节点下的中继站。
(6)一个Donor eNB到另一个Donor eNB节点下的中继站的切换:用户设备目前处于一个Donor eNB的服务中,从该Donor eNB切换到该另一个Donor eNB节点下的中继站。
同时,在家庭基站的切换研究中,所涉及场景有:
(1)家庭基站到宏基站的切换:用户设备目前处于一个家庭基站的服务中,从该家庭基站切换到宏基站的过程。
(2)宏基站到家庭基站的切换:用户设备目前处于一个宏基站的服务中,从该宏/基站切换到家庭基站的过程。
(3)同一个家庭基站网关下的家庭基站之间的切换:用户设备目前处于一个家庭基站的服务中,从该家庭基站切换到同一个家庭基站网关控制下的家庭基站的过程。
(4)不同家庭基站网关下的家庭基站之间的切换:用户设备目前处于一个家庭基站的服务中,从该家庭基站切换到另一个家庭基站网关控制下的家庭基站的过程。
到目前为止,标准化组织3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)正在进行家庭基站移动性增强方面的讨论,目前有人提出在相同家庭基站网关下的家庭基站之间直接建立X2接口以增强其移动性等。但是,对于家庭基站与中继站直接的移动性问题还没有涉及。
可以看到,在已有的切换研究和标准化进程中,并没有考虑中继站与家庭基站之间的切换,但是在未来的移动通信系统中,随着宏基站、中继站、家庭基站的联合部署与组网,仅仅考虑宏基站与中继站之间的切换、宏基站与家庭基站之间的切换、家庭基站之间的切换、中继站之间的切换是远远不够的,用户在中继站和家庭基站之间的移动是有可能的,因此,不可避免的会发生中继站与家庭基站之间的切换。
图1所示为同时包括中继站向家庭基站切换与家庭基站向中继站切换的两种切换场景下的系统架构图,其包含一个移动性管理实体(MME)/服务网关(S-GW)、一个宏基站、一个家庭基站网关、一个家庭基站和一个中继站。
因此,在已有的技术中,还没有针对家庭基站和中继站的特点实现中继站与家庭基站之间的有效解决方案。
发明内容
本发明旨在针对现有移动通信切换技术中没能很好解决的用户在中继站与家庭基站之间切换的问题,提出了一种用户设备在中继站与家庭基站之间的切换方法,该方法能降低切换时延、减少切换信令。
为了实现上述目的,解决相应的技术问题,本发明提供了一种中继站到家庭基站的切换方案:
步骤1:中继站获取相邻家庭基站的配置与测量信息;
步骤2:中继站将步骤1中获得的信息发送给Donor eNB,Donor eNB把中继站在步骤1中获得的信息与切换请求信息发送给家庭基站网关;
步骤3:家庭基站网关根据Donor eNB提供的信息找到对应的家庭基站,然后给DonoreNB发送切换请求响应;
步骤4:WTRU(无线收发单元)与中继站断开连接后,服务网关发送的下行数据截止于Donor eNB;
步骤5:Donor eNB将步骤4中的下行数据转发至目标家庭基站网关,目标家庭基站网关将数据发送给目标家庭基站。
本发明还提供了一种家庭基站到中继站的切换方案:
步骤1:家庭基站获取相邻的中继站配置与测量信息;
步骤2:家庭基站将步骤1中获得的信息发送给家庭基站网关,家庭基站网关把家庭站在步骤1中获得的信息与切换请求信息发送给Donor eNB;
步骤3:Donor eNB根据家庭基站网关提供的信息找到对应的中继站,然后给家庭基站网关发送切换请求响应;
步骤4:WTRU(无线收发单元)与家庭基站断开连接后,服务网关发送的下行数据截止于家庭基站网关;
步骤5:家庭基站网关将步骤4中的下行数据转发至目标中继站对应的Donor eNB,DonoreNB将数据发送给目标中继站。
从以上技术方案可以看出,本发明的技术方案将源中继站(源家庭基站)的相关信息与消息发送给目标家庭基站(目标中继站),如果得到肯定的切换请求应答,在WTRU与源中继小区(源家庭基站小区)断开连接后,服务网关的数据发送截止于源Donor eNB(源家庭基站网关),源Donor eNB(源家庭基站网关)经X2接口与目标家庭基站网关(目标Donor eNB)路由将数据转发至目标家庭基站(目标中继站),从而实现中继站与家庭基站之间的切换。
下面通过附图和具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的阐述。
附图说明
为了更加清晰的阐述本发明的实施例和现有的技术方案,下面将本发明的技术方案说明附图和现有技术描述中用到的说明附图做简单的介绍,显而易见的,在不付出创造性劳动的前提下,本领域普通技术人员可通过本附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例中包含中继站与家庭基站之间切换场景的系统架构图;
图2所示为本发明实施例一中中继站到家庭基站的切换信令交互图;
图3所示为本发明实施例二中家庭基站到中继站的切换信令交互图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案优势描述的更加清楚,下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细阐述,显然所描述的实施例只是本发明的部分实施例,而不是全部的实施例。根据本发明的实施例,本领域的普通技术人员在不经创造性劳动的基础上可以实现本发明的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
在下面的描述中,对与本发明无关的技术只做简要的技术说明或者直接忽掠略过。
本发明的主要思想是,将源中继站(源家庭基站)的相关信息与消息发送给目标家庭基站(目标中继站),如果得到肯定的切换请求应答,在WTRU与源中继小区(源家庭基站小区)断开连接后,服务网关的数据发送截止于源Donor eNB(源家庭基站网关),源Donor eNB(源家庭基站网关)经X2接口与目标家庭基站网关(目标Donor eNB)路由将数据转发至目标家庭基站(目标中继站),从而实现中继站与家庭基站之间的切换。
下文所引用的“WTRU”属于但不局限于寻呼机、移动台、蜂窝电话、上网本、移动台、固定或移动签约用户单元、个人数字助理(PDA)、计算机或者是其他能在无线环境下使用的用户设备或终端。下文引用的术语“宏基站”则是包括但不属于eNodeB、基站、演进型基站等。下文引用的术语“家庭基站”则是包括但不属于Home eNodeB、家用基站、femtocell接入点等。
图1所示为同时包括中继站向家庭基站切换与家庭基站向中继站切换的两种切换场景下的系统架构图,其包含一个移动性管理实体(MME)/服务网关(S-GW)、一个宏基站、一个家庭基站网关、一个家庭基站和一个中继站,特别的,在宏基站与家庭基站网关之间部署了X2接口,直接的X2接口有利于减少切换信令,降低时延。
图2是本发明实施例一中继站到家庭基站切换的具体流程图,具体包括:
步骤201:中继站根据邻区列表中的信息控制WTRU的测量参数。
该步骤中的测量参数含有邻区列表中与当前WTRU所在中继小区相邻的家庭基站小区信息。测量控制参数可以包括:相邻家庭基站小区的物理小区ID、载波频率、带宽等,对于相邻家庭基站小区,测量控制参数还要包括封闭用户组ID等。
步骤202:WTRU将测量信息上报给中继站。
测量信息中包括用户对家庭基站的信号强度与信号质量的测量,上报规则可能是周期触发、事件触发或者混合式触发。
步骤203:中继根据步骤202上报的信息进行切换判决。
判决依据可以为选取信号功率最强的家庭基站小区作为目标切换小区或者选取信号质量最强的家庭基站小区作为切换目标。中继站在邻小区列表中获取家庭基站信息(包括家庭基站配置信息与其对应的家庭基站网关基本信息)。
家庭基站信息可包括:物理小区标识PCI、跟踪区域码TAC、公共陆地移动网络标识PLMN、封闭用户组标识CSG ID、家庭基站标识、家庭基站模式。
家庭基站模式可包括:可能部署于企业、校园等地的封闭模式(closed mode)、可能部署于商场的混合模式(hybrid mode)、可能部署于企业的开放模式(open mode)。
家庭基站网关信息可包括:家庭基站网关标识HeNB-GW ID、网络IP地址等。
步骤204:中继站将切换请求上报给Donor eNB,切换请求中包含步骤203所述家庭基站信息与家庭基站网关信息。
步骤205:Donor eNB将切换请求通过X2接口直接发送给目标家庭基站网关。
通过Donor eNB与家庭基站网关之间的X2接口发送切换请求有利于减少信令负荷,降低切换时延。
步骤206:目标家庭基站网关在收到步骤205的切换请求后进行简单的接入控制后,根据切换请求中的家庭基站ID将切换请求路由给对应的目标家庭基站。
在家庭基站网关接入控制的过程中,如果切换请求中携带了封闭用户组标识,则判断此封闭用户组标识与家庭基站网关支持的封闭用户组标识是否一致。如果是,则此WTRU是家庭基站的签约用户,接入;如果不是,则此WTRU不是家庭基站的签约用户,家庭基站网关拒绝其接入。
在家庭基站网关执行完简单的接入控制后,家庭基站网关根据切换请求中的家庭基站ID将切换请求路由给对应的目标家庭基站。
步骤207:家庭基站对用户接入请求进行接入控制。
在家庭基站接入控制的过程中,如果切换请求中携带了封闭用户组标识,则判断此封闭用户组标识与家庭基站支持的封闭用户组标识是否一致。如果是,则此WTRU是家庭基站的签约用户,接入;如果不是,则此WTRU不是家庭基站的签约用户,家庭基站网关拒绝其接入。
当接入请求中包含了家庭基站的模式,则根据家庭基站的运行模式进行接入控制。当家庭基站是开放模式的时候,则接入。
当家庭基站是混合模式的时候,则接入的时候,封闭用户组中的WTRU优先接入,同时该类用户可能会接受好于非此类用户的服务;如果准备接入的WTRU不是封闭用户组的成员,则接入优先级低于封闭用户组成员,同时此类用户可能会接收到低于封闭用户组成员的的服务级别。
当家庭基站是封闭模式时候,封闭用户组中的成员可以接入,其他用户不可以接入,直接拒绝。
步骤208:家庭基站做出接入控制后,将切换请求应答消息发送至家庭基站网关。
步骤209:家庭基站网关将切换请求应答消息发送至Donor eNB。
步骤210:Donor eNB将切换请求应答消息发送至中继站。
步骤211:中继站将切换命令发送至WTRU。
步骤212:WTRU离开源中继小区。
步骤213:源中继站缓存数据。
步骤214:中继站将缓存的数据转发至Donor eNB。
步骤215:WTRU离开源小区后,服务网关发送的下行分组数据都应截止于Donor eNB,而不继续发送至中继站。
在WTRU离开源小区后,WTRU可以发送离开源小区的消息给服务网关,服务网关收到消息后,将下行分组数据直接发送至Donor eNB,而不是继续发送至中继站。这样有利于减少服务网关继续发数据给中继站,中继站经过Donor eNB路由再将数据转发至目标家庭基站的时延和冗余。
步骤216:Donor eNB将缓存的下行分组数据发送至家庭基站网关。
步骤217:家庭基站网关将缓存的下行分组数据发送至目标家庭基站。
步骤218:家庭基站缓存家庭基站网关转发来的数据。
步骤219:WTRU同步到目标家庭基站小区,并进行路径转换后,完成切换。
图3是本发明实施例二家庭基站到中继站切换的具体流程图,具体包括:
步骤301:家庭基站根据邻区列表中的信息控制WTRU的测量参数。
该步骤中的测量参数含有邻区列表中与当前WTRU所在家庭基站小区相邻的中继站小区信息。测量控制参数可以包括:相邻中继站小区的物理小区ID、载波频率、带宽等。
步骤302:WTRU将测量信息上报给家庭基站。
测量信息中包括用户对中继站的信号强度与信号质量的测量,上报规则可能是周期触发、事件触发或者混合式触发。
步骤303:家庭基站根据步骤302上报的信息进行切换判决。
判决依据可以为选取信号功率最强的中继小区作为目标切换小区或者选取信号质量最强的中继小区作为切换目标。家庭基站在邻小区列表中获取中继站信息(包括中继站配置信息等)。
中继站信息可包括:物理小区标识PCI、跟踪区域码TAC、公共陆地移动网络标识PLMN、中继站标识。
步骤304:家庭基站将切换请求上报给家庭基站网关,切换请求中包含步骤303所述中继站信息与Donor eNB信息。
步骤305:家庭基站网关将切换请求通过X2接口直接发送给目标Donor eNB。
通过Donor eNB与家庭基站网关之间的X2接口发送切换请求有利于减少信令负荷,降低切换时延。
步骤306:Donor eNB在收到步骤305的切换请求后进行简单的接入控制后,根据切换请求中的中继站ID将切换请求路由给对应的中继站。
步骤307:中继站对用户接入请求进行接入控制。
步骤308:中继站做出接入控制后,将切换请求应答消息发送至Donor eNB。
步骤309:Donor eNB将切换请求应答消息发送至家庭基站网关。
步骤310:家庭基站网关将切换请求应答消息发送至家庭基站。
步骤311:家庭基站将切换命令发送至WTRU。
步骤312:WTRU离开源家庭基站小区。
步骤313:源家庭基站缓存数据。
步骤314:家庭基站将缓存的数据转发至家庭基站网关。
步骤315:WTRU离开源小区后,服务网关发送的下行分组数据都应截止于家庭基站网关,而不继续发送至家庭基站。
在WTRU离开源小区后,WTRU可以发送离开源小区的消息给服务网关,服务网关收到消息后,将下行分组数据直接发送至家庭基站网关,而不是继续发送至家庭基站。这样有利于减少服务网关继续发数据给家庭基站,家庭基站经过家庭基站网关路由再将数据转发至目标中继站的时延和冗余。
步骤316:家庭基站网关将缓存的下行分组数据发送至Donor eNB。
步骤317:Donor eNB将缓存的下行分组数据发送至目标中继站。
步骤318:中继站缓存Donor eNB转发来的数据。
步骤319:WTRU同步到目标中继站小区,并进行路径转换后,完成切换。
以上是对本发明实施例核心思想的具体说明而非限制,在具体的实施过程中可以对本发明的方法做适当的改进,以适应具体情况的需要,本领域的普通技术人员可以参照本发明实施例通过简单替换和修改,而不脱离本发明技术方案的范畴。

Claims (10)

1.一种中继站到家庭基站的切换处理方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:中继站获取相邻家庭基站的配置与测量信息;
步骤2:中继站将步骤1中获得的信息发送给Donor eNB,Donor eNB把中继站在步骤1中获得的信息与切换请求信息发送给家庭基站网关;
步骤3:家庭基站网关根据Donor eNB提供的信息找到对应的家庭基站,然后给DonoreNB发送切换请求响应;
步骤4:WTRU(无线收发单元)与中继站断开连接后,服务网关发送的下行数据截止于Donor eNB;
步骤5:Donor eNB将步骤4中的下行数据转发至目标家庭基站网关,目标家庭基站网关将数据发送给目标家庭基站。
2.根据权利要求1所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤1中,在中继站服务下的WTRU获取相邻家庭基站的配置与测量信息,其测量控制参数可以包括:相邻家庭基站小区的物理小区ID、载波频率、带宽等,对于相邻家庭基站小区,测量控制参数还要包括封闭用户组ID等。
3.根据权利要求1所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤2中,中继站将步骤1中获得的目标家庭基站的配置信息与测量信息等发送给Donor eNB,Donor eNB把中继站在步骤1中获得的信息与切换请求信息发送给家庭基站网关。
Donor eNB通过X2接口直接将信息发送至目标家庭基站网关,而不经过核心网节点。
4.根据权利要求1所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤3中,家庭基站网关发送给Donor eNB的消息是通过X2接口直接发送的,而不是经过核心网节点(比如MME)。
5.根据权利要求1所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤4中,WTRU(无线收发单元)与中继站断开连接后,服务网关发送的下行数据截止于Donor eNB,而不是发送至中继站。
6.一种家庭基站到中继站的切换处理方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:家庭基站获取相邻的中继站配置与测量信息;
步骤2:家庭基站将步骤1中获得的信息发送给家庭基站网关,家庭基站网关把家庭站在步骤1中获得的信息与切换请求信息发送给Donor eNB;
步骤3:Donor eNB根据家庭基站网关提供的信息找到对应的中继站,然后给家庭基站网关发送切换请求响应;
步骤4:WTRU(无线收发单元)与家庭基站断开连接后,服务网关发送的下行数据截止于家庭基站网关;
步骤5:家庭基站网关将步骤4中的下行数据转发至目标中继站对应的Donor eNB,DonoreNB将数据发送给目标中继站。
7.根据权利要求6所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤1中,在家庭基站服务下的WTRU获取相邻中继站的配置与测量信息,其测量控制参数可以包括:相邻中继站小区的物理小区ID、载波频率、带宽等。
8.根据权利要求6所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤2中,家庭基站将步骤1中获得的目标中继站的配置信息与测量信息等发送给家庭基站网关,家庭基站网关把家庭基站在步骤1中获得的信息与切换请求信息发送给DonoreNB。
家庭基站网关通过X2接口直接将信息发送至目标Donor eNB,而不经过核心网节点。
9.根据权利要求6所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤3中,Donor eNB发送给家庭基站网关的消息是通过X2接口直接发送的,而不是经过核心网节点(比如MME)。
10.根据权利要求6所述的切换处理方法,其特征在于:
所述步骤4中,WTRU(无线收发单元)与家庭基站断开连接后,服务网关发送的下行数据截止于家庭基站网关,而不是发送至家庭基站。
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