CN101227705B - 切换终端至宏小区的方法及***、终端、接入节点和网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了切换终端至宏小区的方法及***、终端、接入节点和网关，其中切换终端至宏小区的方法主要包括：终端当前归属的接入节点得知所述终端处于频繁切换状态；如果所述频繁切换状态达到预置的切换标准，切换所述终端至宏小区；从而将处于频繁切换状态的终端切换至宏小区，减少终端在网络中的切换次数，降低了网络侧的处理负荷。

Description

切换终端至宏小区的方法及***、终端、接入节点和网关

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体涉及切换终端至宏小区的方法及***、终端、接入节点和网关。

背景技术

随着无线通信的进一步发展，越来越多的人都有了无线终端，但是当用户处于快速移动状态时，例如用户在快速移动的汽车中，或当用户处于多个小区的边缘状态时，用户终端就会在各个不同的小区之间进行频繁切换，使***要对终端的每次切换做出响应，加重了***负荷。为了减少不必要的切换，降低***负荷，一般都在网络中设置了宏小区，所谓宏小区就是覆盖范围比较大，通常覆盖了多个普通小区的覆盖范围。当网络规划了宏小区时，通常快速移动汽车中的用户用宏小区，而其他用户则使用普通小区，普通小区又可分为微小区和微微小区，其中步行或者慢行用户用微小区，市内用户用微微小区。

频繁切换有两种情况，先介绍快速移动的情况，如图1所示，UE从小区A快速移动到小区F，如图中虚线所示，途经小区B、小区C、小区D和小区E，宏小区X覆盖范围覆盖了小区B、小区C、小区C和小区D的覆盖范围。如果不对UE所处的小区进行控制，那么UE将先后从小区A切换至小区B，从小区B切换至小区C，从小区C切换至小区D，从小区D切换至小区E，再从小区E切换至小区F，一共要经过5次切换，但是如果将UE提前切换到宏小区X，那么UE到达小区F的覆盖范围时所需要的切换次数将会减少，从而减少UE进行小区切换时带来的***负荷。

现有的一种切换终端至宏小区的方法是这样的，在现有的网络架构中，RNC掌控多个NodeB的情况，从而可以通过小区更新的频繁度感知UE是否在快速移动，在UE作快速移动时能够将UE切换到宏小区，该方法主要针对快速移动的终端。

还有一种情况是乒乓切换，如图2所示，UE所处的位置处于小区1、小区2、小区3和宏小区4的覆盖范围内，并且处在小区1、小区2和小区3批的边缘地带，各个小区的信号相差不多，此时UE就很容易发生乒乓切换，即UE在小区1、小区2和小区3之间频繁切换。导致乒乓切换的原因，可能是环境变化(如障碍物、干扰、衰落等)造成的随机现象，也可能是属于不同厂商的NodeB对切换的阈值、切换处理算法不同所导致的“固有现象”。目前对乒乓切换的处理办法，多是延迟切换的时间，从而减少切换的次数。

在现有的树型架构网络中，集中式的RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)物理实体与多个基站进行通信，因而多个基站的信息RNC都能够知道；但是在扁平化架构的网络中，如接入网的长期演进LTE和WIMAX(World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性)网络，没有了树型架构中的RNC物理实体，所以RAN(Radio Access Network，无线接入网络)侧难以发现UE是否属于快速移动用户，所以不能及时地将快速移动的UE切换到宏小区，会导致频繁切换，给网络侧、甚至UE侧都会带来很大的负荷，影响***性能，同时也不能对宏小区进行有效的利用。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供切换终端至宏小区的终端和网关，使用本发明可以将处于频繁切换状态的UE切换至宏小区。

本发明的一个实施例提供了一种终端，包括：

监测单元，用于监测终端在所述终端归属的接入节点覆盖范围内的状态；

判断单元，用于根据所述终端的状态信息判断所述终端是否达到预置的频繁切换标准；

上报单元，用于在所述终端达到预置的频繁切换标准时，上报所述终端处于频繁切换状态的信息。

相应的，本发明的一个实施例还提供了一种接入网关，主要包括：

监测单元，用于监测终端的状态；

判断单元，用于根据所述终端的状态信息判断所述终端是否达到预置的频繁切换标准；

传递单元，用于在所述终端达到预置的频繁切换标准时，将所述终端处于频繁切换状态的信息传递给所述终端归属的接入节点。

以上技术方案可以看出，在本发明提供的实施例中，终端当前归属的接入节点得知终端处于频繁切换状态后，如果所述频繁切换状态达到预置的切换标准，则将该终端切换至宏小区，从而减少了终端频繁切换给网络侧和UE侧带来的负荷，使宏小区能够得到充分利用。

附图说明

图1为现有技术中终端快速移动示意图；

图2为现有技术中终端乒乓切换示意图；

图3为本发明切换终端至宏小区的方法第一实施例的具体流程图；

图4为本发明切换终端至宏小区的方法第二实施例的具体流程图；

图5为本发明切换终端至宏小区的方法第六实施例的具体流程图；

图6为本发明终端第一实施例的具体流程图；

图7为本发明接入节点第一实施例的具体流程图；

图8为本发明接入节点第二实施例的具体流程图；

图9为本发明接入节点第三实施例的具体流程图；

图10为本发明***第一实施例的具体流程图；

图11为本发明***第三实施例的具体流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并

举实施例，对本发明进一步详细说明。

图3是本发明提供的切换终端至宏小区的方法的第一实施例的具体流程图：

步骤301、终端当前归属的接入节点得知所述终端处于频繁切换状态；

所述接入节点可以自己监测的所述终端的状态，从而判断所述终端处于频繁切换状态；从终端接入接入节点开始，接入节点就对该终端的状态进行监测；对于快速移动的终端，主要根据监测到的终端在所述接入节点覆盖范围内的停留时间，可以设置不同的标准判断是否处于快速移动，例如，停留时间为2分钟，则直接确定所述终端为快速移动；如果停留时间大于2分钟而小于十分钟，则该终端可能在作快速移动，还需要进一步的确定，从而通过接入节点之间的接口将所述状态信息传递给所述终端归属的下一接入节点，由所述终端归属的下一接入节点根据终端先前的状态和在所述下一接入节点覆盖范围内的状态综合判断终端是否频繁切换；

很多情况下，仅仅根据终端在一个接入节点覆盖范围内的状态信息并不能完全确定终端是否处于频繁切换状态；因而需要根据终端在多个接入节点内的状态信息进行综合判断才能得出更为准确的结果；因而当所述下一接入节点还不能判断终端是否频繁移动时，就可以将其所知的终端状态信息全部或部分传递给终端归属的另外的节点，从而使所述另外的节点能够更容易的做出判断；

当然，还可以由终端或核心网侧的接入网关根据所述终端的状态，判断该终端处于频繁切换状态，然后再通知所述接入节点；

其中接入节点可以是LTE中的基站，也可以是WIMAX网络中接入业务网络ASN实体，还可以是其他扁平化架构网络中的类似功能实体；

步骤302、如果所述频繁切换状态达到预置的切换标准，切换所述终端至宏小区；

由上可知，本发明提供的方法由接入节点将频繁切换的终端切换至宏小区，从而减少了所述终端频繁切换给网络侧带来的不必要的处理负荷。

图4是本发明提供的切换终端至宏小区的方法的第二实施例的具体流程图，主要包括：

步骤401、识别终端处于频繁切换状态；

识别终端处于频繁切换状态可以采用如下方式：基站对终端进行监测，根据终端状态的变化判断出终端处于频繁切换状态；终端根据自身状态的变化判断出自身处于频繁切换状态；接入网关根据终端每次切换在UPE上切换路径的频繁度、或在MME上做位置区更新的频繁度判断出终端处于频繁切换状态；

步骤402、所述终端归属的接入节点为所述终端设置切换至宏小区的优先级：

终端的频繁切换也可能有多个等级，以快速移动为例，可能有速度一般，速度较快，速度很快等，从而可以根据频繁切换的等级为终端设置切换至宏小区的优先级；

步骤403、如果所述优先级达到预置的切换标准，切换所述终端至宏小区；

宏小区的容量也是有限的，因而在实际应用中，可以根据宏小区的负荷情况切换不同优先级的终端至宏小区；在宏小区负荷很小时，优先级低的终端也可以切换至宏小区，但是当宏小区负荷很大时，可能只能将优先级高的终端切换至宏小区了。

将终端切换至宏小区后，因为宏小区的覆盖范围大，所以可以避免终端再进行频繁切换，从而不会给网络侧带来过多的处理负荷。

进一步的，切换所述UE至宏小区后，如果所述UE符合预置的负荷切换回非宏小区条件时，切换所述UE至非宏小区；

因为UE不可能一直在作快速移动或者乒乓切换，所以当UE不满足切换至宏小区的条件时，即UE不作快速移动或者乒乓切换时，就要及时地切换UE回普通小区，即微小区或微微小区，从而节省宏小区的资源，使真正需要进入宏小区的用户能够及时进入宏小区。

当然，当UE切换至宏小区后，对于快速移动的用户还可能涉及宏小区之间的切换，宏小区之间的切换和普通小区之间的切换相类似，本说明书就不对其进行详细描述了。

进一步，切换所述UE至宏小区后，还原所述UE的优先级至初始状态；

当UE切换至宏小区后，可以将该UE切换至宏小区的优先级还原到初始状态，从而避免了优先级一直传递，从而避免造成UE一直在宏小区和普通小区之间的切换的现象。

本发明切换终端至宏小区的方法的第三实施例主要是由接入节点进行操作，本实施例以接入节点为eNodeB为例，接入节点为ASN时处理过程类似，本说明书不对此种情况进行赘述：

如图1所示，UE从基站A的覆盖范围内，即小区A接入网络作快速移动，从而UE在小区A内停留很短的时间就切换至小区B；因为UE在基站A的覆盖范围内停留的时间很短，所以基站A将UE连续切换的相关信息传递给基站B，用以判断UE是否作频繁切换，即UE是否快速移动或乒乓切换，本实施例中是快速移动；例如可以采用UE context来传递，所述UE context是通过LTE基站之间的X2接口上的切换请求(HO Request)消息传递的，可以在UE context中增加如下信息：

a)UE每次切换/最近几次切换/最近一次切换经过的小区对应的基站ID，等于是eNodeB ID List；当用于WIMAX网络时，使用的是ASN内部的子单元基站BS的标识，相应的对应的是BS ID List。可以按照一定时间段内，取最近几次切换的小区ID，具体时间段值可以根据具体的使用环境进行确定；

因为UE接入网络后可能要切换很多个小区，即基站的覆盖范围，而UEcontext应该尽可能简短，所以可以选取优选的方案，即仅选取最近几次切换的小区的信息；

b)UE在每次切换/最近几次切换/最近一次切换小区中停留的时间；

与eNodeB ID List中的eNodeB ID分别对应；

通过eNodeB的标识，以及与eNodeB标识对应的停留时间就可以根据预置的规则判断终端是否频繁移动了；例如一个预置规则为终端在2个小区的停留时间都小于5分钟则可认为是快速移动，从而如果一个终端符合这个条件就可以判定该终端为快速移动；再如一个预置规则为，一个终端一直在几个小区之间切换，且在每个小区的停留时间都不长，则可以判定该终端为乒乓切换；此处，具体几个小区，以及停留时间的确定都可以根据网络情况的不同具体的设置。

或者也可以携带a)信息的同时，再携带如下的c)信息：

c)终端在小区的上行信号变化率；具体为上行信号的功率和误码率等信息的变化率，目的小区对应的eNodeB就可以根据所述变化率判断终端的移动速度；

也与eNodeB ID List中的eNodeB ID分别对应；

目的小区就可以根据eNodeB ID，以及终端在这些小区的上行信号的变化情况，判断出终端的移动速度，从而判断终端是否为处于频繁切换状态。

或者也可以携带a)信息的同时，再携带如下的d)信息：

d)由源eNodeB根据终端在源小区的状态为所述终端设置的终端状况，直接表明该终端是否处于频繁切换状态：

也与eNodeB ID List中的eNodeB ID分别对应；

可以是两个选项的是、否；例如如果是连续3个是，则将UE切换至宏小区；

也可以是多个数量级的，以快速移动为例，可以将终端的速度设置为一般、较快、非常快；例如如果连续4个一般、或3个较快、或2个非常快则将UE切换至宏小区，当然还可以是他们之间混合的情况，这里就不一一例举了。

这样源小区将UE的状态传递给目的小区，从而使目的小区的基站在下一次切换时可以直接使用，以决定是否应该把UE转入宏小区。

当然，为了更好的判断UE的状态，还可以在UE context中携带一些辅助信息，如源小区的负荷信息、目的小区的负荷信息、其它目的小区的负荷信息、终端的移动方向等，从而可以使目的小区做出准确的判断提供更多的依据。

本实施例采用在UE context中携带d)信息的情况进行描述，并且采用两个选项的情况进行描述：

因而基站A通过UE context通知基站B，UE在小区A中是进行快速移动；

同样基站B通过UE context通知基站C，UE在小区B中是进行快速移动；

基站C通过UE context通知基站D，UE在小区C中是进行快速移动；

基站D发现UE在小区D中也是作快速移动，并且根据UE context知道UE在小区A、小区B和小区C中都是作快速移动，从而在需要将UE切换至小区E时将UE切换至宏小区X；也可以在小区D发现UE作快速移动时，直接将UE切换至宏小区X；

这样，当UE快速移动至小区F时，因为已经切换至宏小区X，所以不需要进行再次切换；如果没有切换至宏小区，在UE切换至小区E时，还需要从小区E切换至小区F；因此将UE切换至宏小区X就可以减少切换次数，降低***负荷；当UE进行小区切换时，也需要消耗一定的***负荷，因而提前切换UE至宏小区，还可以减少UE的负荷。

在UE中携带以上信息对于UE作乒乓切换时也是适用的，不过为了避免“固有现象”的情况，还可以在UE context中携带源小区的切换相关阈值信息，使目的小区的基站可以参考这些阈值，从而使目的小区的判断更为准确。

本发明切换终端至宏小区的方法的第四实施例由接入节点和UE共同进行操作，此处接入节点以WIMAX网络中ASN为例：

本实施例主要是由UE在向ASN上报的测量消息中表明是否优选宏小区；UE根据统计的最近频繁发起到不同小区的切换次数和时间间隔，计算出是否为频繁切换；或者UE根据自身经常作位置区更新得出自身在频繁移动。

UE可以在测量报告中增加如下信息：

1)UE是否在快速移动，可以在UE context中新增一个字段，将移动速度分为几个等级；移动速度越快，等级越高；切换的越频繁，等级也越高；

2)UE是否在作乒乓切换，可以和1)公用一个字段，也可以另增一个新的字段；也可以将乒乓切换的频率分成几个等级；切换的次数越多，等级越高；

ASN收到UE上报的测量报告后，根据宏小区的负荷以及上报的等级综合考虑，确定是否将UE切换至宏小区；这是一个动态的处理过程，在宏小区的负荷相对较轻时，等级相对较低时也可以将UE切换至宏小区；而宏小区负荷较重时，等级相对较高也可能不会将UE切换至宏小区。

本发明方法的第五实施例也是由基站和接入节点共同进行操作，本实施例接入节点采用eNodeB：

UE将一定时间间隔内发生的切换次数报告给eNodeB，eNodeB可以根据预置的规则对UE上报的情况进行判断；进一步的，为了使eNodeB的判断更为准确，UE还可以将每次切换的间隔时间以及是否在多个不同的小区之间切换的信息上报给eNodeB；eNodeB中的CMC单元就可以根据UE上报的这些信息来决定是否要将UE切换至宏小区中。

本发明切换终端至宏小区的方法的第六实施例由基站和接入网关共同进行操作，这是因为UE是否作快速移动或乒乓切换，AGW可以对其进行判断；每次小区间切换会给AGW带来影响，其中AGW的控制面MME发生位置区更新，用户面UPE发生路径切换，如图5所示，本实施例接入节点采用eNodeB，主要包括以下步骤：

步骤501、AGW通过UE频繁的位置更新或者路径切换判定UE在作快速移动或乒乓切换；

步骤502、AGW将UE作快速移动或乒乓切换的信息通知eNodeB；

现有技术中AGW虽然与eNodeB之间有信息交互，但是并没有现有的流程或信息传递上述信息，所以需要增加新的消息，如切换指示消息指示eNodeB进行操作；也可以对现有的消息进行改造，使其可以携带上述信息；在实际应用中，AGW具体是与eNodeB中的CMC单元进行信息交互；

步骤503、eNodeB根据AGW上报的信息提高该UE切换至宏小区的优先级；

步骤504、判断所述优先级是否达到预置的切换标准？如果是，进入步骤505，如果否，进入步骤501；

步骤505、切换所述UE至宏小区。

从上可知，通过UE切换在AGW上的变化，AGW可以判断终端的状态，从而可以识别出处于频繁移动状态的终端，通知eNodeB做对应的处理，如将终端切换至宏小区，从而减少终端在网络侧的切换次数。

图6是本发明提供的终端的第一实施例的结构图，主要包括：

监测单元601，用于监测终端在所述终端归属的接入节点覆盖范围内的状态；

判断单元602，用于根据所述终端的状态信息判断所述终端是否达到预置的频繁切换标准；

上报单元603，用于在所述终端达到预置的频繁切换标准时，上报所述终端处于频繁切换状态的信息；

该终端可以确定UE是否作快速移动或乒乓切换，并将识别的结果上报给网络侧，从而使网络侧能够及时做出相应的处理。

本发明提供的接入节点的第一实施例如图7所示，主要包括：

信息获取单元701，用于获取处于频繁切换状态的终端的信息；

切换单元702，用于在所述频繁切换状态达到预置的频繁切换标准时，切换所述终端至宏小区。

该接入节点在获知终端处于频繁切换状态后，将所述终端切换至宏小区，从而减少了终端在网络侧的切换次数，降低了网络侧的处理负荷。

图8是本本发明提供的接入节点的第二实施例，主要包括：

信息获取单元801，用于获取处于频繁切换状态的终端的信息；

优先级设置单元802，用于为所述终端设置切换至宏小区的优先级；

判断单元803，用于判断所述优先级是否达到预置的切换至宏小区的标准；

切换单元804，用于在所述述优先级达到预置的切换至宏小区的标准时，切换所述终端至宏小区。

在本实施例中，接入节点为处于频繁切换状态的终端设置切换至宏小区的优先级，从而可以根据宏小区的负荷动态的选择终端切换至宏小区，从而可以避免宏小区超负荷。

本发明提供的接入节点的第三实施例如图9所示，主要包括：

监测单元901，用于监测所述终端的状态，如果所述终端处于频繁切换状态，将所述终端处于频繁切换状态的信息发送给所述信息获取单元；

信息获取单元902，用于获取处于频繁切换状态的终端的信息；

优先级设置单元903，用于为所述终端设置切换至宏小区的优先级；

判断单元904，用于判断所述优先级是否达到预置的切换至宏小区的标准；

切换单元905，用于在所述述优先级达到预置的切换至宏小区的标准时，切换所述终端至宏小区；

传递单元906，用于在所述终端未处于频繁切换状态时，将所述终端的状态信息传递给所述终端归属的下一接入节点；

使用该接入节点可以对终端是否进行频繁切换进行识别，在判断处终端处于频繁切换状态时，切换该终端至宏小区，从而减少该终端频繁切换而对网络侧带来的不必要的处理负荷；在不能确定终端在归属的当前接入节点处于频繁切换状态时，还可以将监测到的终端状态信息传递给终端归属的下一接入节点，从而可以让所述下一接入节点可以参考该终端在当前接入节点覆盖范围内的状态信息，对终端是否处于频繁切换状态作进一步的判断；所述接入节点可以是LTE中的eNodeB，也可以是WIMAX中的ASN。

本发明进一步提供了一种接入网关，所述接入网关主要包括：

识别终端是否频繁切换的装置，用于监测所述终端在所述终端归属的接入节点覆盖范围内的状态，并判断监测到的所述终端的状态信息是否达到预置的频繁切换标准；

传递单元，用于在所述终端达到预置的频繁切换标准时，将所述终端处于频繁切换状态的信息传递给所述终端归属的接入节点；

所述接入网关根据移动管理实体MME对所述终端做位置区更新的频繁度确定所述终端处于频繁切换状态、或根据用户面实体UPE对所述终端作路径切换的频繁度确定所述终端处于频繁切换状态。

本发明提供的***的第一实施例如图10所示，主要包括：

终端1001，用于监测所述终端在所述终端归属的接入节点覆盖范围内的状态，如果监测到的所述终端的状态信息达到预置的频繁切换标准，向所述接入节点上报所述处于频繁切换状态的终端信息；

接入节点1002，用于接收所述频繁移动的终端信息，如果所述频繁切换状态达到预置的切换标准，切换所述终端至宏小区。

本发明提供的***的第二实施例主要包括：

终端，用于监测所述终端在所述终端归属的接入节点覆盖范围内的状态，并向所述接入节点上报所述终端的状态信息；

接入节点，用于接收所述终端的状态信息，如果所述终端的状态信息对应的频繁切换状态达到预置的频繁切换标准，切换所述终端至宏小区。

本发明提供的***的第三实施例如图11所示，主要包括：

接入网关1101，用于监测所述终端在所述终端归属的接入节点覆盖范围内的状态，当监测到的所述终端的状态信息达到预置的频繁切换标准时，将所述处于频繁切换状态的终端信息传递给所述接入节点；

接入节点1102，用于接收所述频繁移动的终端信息，如果所述频繁切换状态达到预置的切换标准，切换所述终端至宏小区。

从以上实施例的具体技术方案可以看出，在本发明的一个实施例中，终端当前归属的接入节点得知终端处于频繁切换状态后，如果所述频繁切换状态达到预置的切换标准，则将该终端切换至宏小区，从而减少了终端频繁切换给网络侧和UE侧带来的负荷，使宏小区能够得到充分利用；在本发明另一个实施例使用接入节点对UE的状态进行监测，从而确定UE是否处于频繁切换状态，即是否在作快速移动或乒乓切换；进一步的，根据UE快速移动或乒乓切换的状态设置UE切换至宏小区的优先级，当该优先级达到预置的切换标准时，将UE切换至宏小区，从而减少了处于快速移动或乒乓切换状态的UE的切换次数，减少了频繁切换给网络侧和UE带来的负荷；进一步的，在现有网络中使用本发明，可以减少RNC需要处理的数据，从而降低RNC的处理负荷；进一步的，将处于乒乓切换状态的UE切换至宏小区，可以使UE的通信保持畅通，不会出现掉话等现象；进一步的，在本发明的一个实施例中，由UE对自身状态进行监测，不仅减少了网络侧的负荷，还因为UE可以更快更准确的知道自身状态的改变，从而使UE切换至宏小区更为及时；在本发明的另一个实施例中，由接入网关AGW对用户的状态进行监测，因为UE每次的状态变化，都会在AGW上有记录，从而也可以指示接入节点将UE切换至宏小区，避免了频繁切换。

以上对本发明所提供的切换终端至宏小区的方法及***、终端、接入节点和网关进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种终端，其特征在于，包括：

监测单元，用于监测终端在所述终端归属的接入节点覆盖范围内的状态；

判断单元，用于根据所述终端的状态信息判断所述终端是否达到预置的频繁切换标准；

上报单元，用于在所述终端达到预置的频繁切换标准时，上报所述终端处于频繁切换状态的信息。

2.一种接入网关，其特征在于，包括：

监测单元，用于监测终端的状态；

判断单元，用于根据所述终端的状态信息判断所述终端是否达到预置的频繁切换标准；

传递单元，用于在所述终端达到预置的频繁切换标准时，将所述终端处于频繁切换状态的信息传递给所述终端归属的接入节点。

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