CN110519811A - 一种基于s1接口的lte基站小区切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，属于通信技术领域。本方法包括UE执行测量、准备切换、执行切换和完成切换四个步骤。本方法具有让UE在不释放与源基站连接的情况下，提前发起随机接入请求，通过周期性尝试的方式与目标基站建立连接，因而无需等待目标基站和MME之间完成承载接纳过程再发起UE向目标基站的随机接入过程。减少随机接入请求的等待时间，减少切换流程实施信令的时间开销，提高切换速度。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，属于通信技术领域。
背景技术
切换流程是移动通信中最重要、最复杂的流程之一，它通过指示移动中的用户设备UE转移到比当前服务小区信道质量更好的小区上进行通信，并且提供连续的无中断的通信服务、保证通信的服务质量，其中涉及到多个网元的信息交互。切换功能的完备性和切换效果直接影响服务质量。
当前运营商的长期演进***LTE采用的是硬切换技术。硬切换过程如下：当UE从源小区移动到目标小区时，由于源小区与目标小区载频不同，UE进入目标小区后立即断开与源小区的连接，经过同步过程，UE再自动向目标小区的新频率调谐，与目标小区进行连接，之后建立新的通信链路，完成从源小区到目标小区的切换。显然，硬切换是UE先与源小区断开链路，再与目标小区建立链路，所以在切换过程中存在一个中断间隙期，并且由于随机接入过程的占用时间比较长，这一过程可能会停滞一段时间。硬切换是“释放——建立”的过程，其特点是“先断开、后切换”。并且在任意时刻，UE只连接一个小区。综上，硬切换是一种有缝切换，硬切换先断后切的方式最主要的缺点就是切换过程不够平滑，容易发生切换掉话，因此需要对切换方式进行优化。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提出了一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法。
本发明的技术方案为：
一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）UE执行测量：源基站向UE下发测量配置信息，UE收到后按照测量配置启动测量，测量配置中包括测量对象、测量标识以及报告配置；
（2）准备切换：当源基站收到UE发回的测量报告后，该源基站决定UE要切换的目标基站，随后源基站指示UE通过随机接入过程与目标基站建立连接；同时，源基站向移动性管理实体MME发送切换需求消息，MME再向目标基站发送切换请求消息，指示目标基站进入切换准入的承载接纳过程；
（3）执行切换：MME向源基站下发切换命令，随后源基站告知UE断开与源基站的连接，保留与目标基站的连接，并将切换期间的业务数据转移到目标基站上；
（4）完成切换：源基站释放资源和链路，删除用户信息。
优选的，所述步骤（1）移动终端执行测量包含以下子步骤：
（1-1）源基站向UE下发测量配置，通过无线资源控制RRC连接重配置消息对UE的测量类型进行配置；
（1-2）UE按照源基站下发的测量配置在UE的RRC协议端进行测量配置，并向源基站发送RRC连接重配置完成消息表示完成测量配置；
（1-3）UE按照测量配置周期性向源基站上报测量报告；
（1-4）源基站解析测量报告，并根据无线资源管理信息进行切换决策，判决该UE是否发生基于S1接口的小区间切换，并判决切换到哪个目标基站。
优选的，所属步骤（2）准备切换包含以下子步骤：
（2-1）源基站通过S1接口发送切换需求消息，向MME发起切换需求，切换需求消息中包含MME_UE_S1AP_ID和源基站分配的eNB_UE_S1AP_ID信息；
（2-2）同时，源基站向UE发送RRC连接重配置消息，其中包含有指派的非冲突随机接入前缀码以及指派的物理随机接入信道，并且指示UE在不切断与源基站的连接的情况下，周期性执行后续随机接入过程从而与目标基站建立连接，后续随机接入过程如下：UE在指派的物理随机接入信道上，以一定周期间隔，通过发送指派的随机接入前缀码发起随机接入；
（2-3）MME向目标基站发送切换请求消息，此消息包含MME分配的MME_UE_S1AP_ID、需要建立的演进分组***EPS列表和每个EPS承载对应的MME侧数据传输的地址参数；
（2-4）目标基站分配到所需后，进行切换准入的承载接纳过程，为UE的接入分配空口信道资源和业务承载资源，承载接纳过程完成之后，下一次周期性的随机接入的到来，将使目标基站产生随机接入响应，并通过下行共享信道上将随机接入响应发送给UE，完成随机接入过程，之后目标基站给MME返回切换请求确认消息，此消息包括目标基站分配的eNB_UE_S1AP_ID和接纳成功的EPS承载对应目标基站侧数据传输的地址参数；
优选的，所述步骤（3）执行切换包含以下子步骤：
（3-1）MME向源基站发送切换命令消息，此消息包含EPS承载信息和切换期间业务数据转发目标地址；
（3-2）源基站再次向UE发送RRC连接重配置消息，指示UE可以断开与源基站的连接，保留与目标基站的连接，并将切换期间的业务数据转移到目标基站上；
（3-3）UE向目标基站发送RRC连接重配置完成消息，表示切换成功。
优选的，所述步骤（4）完成切换包含以下子步骤：
（4-1）目标基站向MME发送路径选择请求消息，请求MME切换业务数据的接续路径，将路径改为目标基站；
（4-2）MME成功更新业务数据通道节点地址后，向目标基站发送路径选择请求确认消息，表示目标基站可以在新的EPS承载上进行业务通信；
（4-3）目标基站发送切换通知消息，通知MME目标基站已经成功接入；
（4-4）目标基站向源基站发送用户设备上下文释放消息，源基站进入释放资源的过程，包括空口信道资源和业务承载资源，并删除用户信息。
本发明的原理为：本发明在3GPP协议中切换信令流程的基础上，增加冗余信令，实现整体信令流程的优化。具体如下：源基站通过解析UE的测量报告，在确定UE链路将切换至的目标基站之后，源基站通过向UE发送包含有指派的非冲突随机接入前缀码以及物理随机接入信道的RRC连接重配置消息，指示UE周期性尝试在指派的物理随机接入信道上，通过发送指派的随机接入前缀码发起向目标基站的随机接入。只待目标基站接收到MME发送的切换请求消息，并完成承载接纳过程，下一次UE发起的周期性的随机接入将使目标基站产生随机接入响应，并通过下行共享信道将随机接入响应发送给UE，完成随机接入过程。后续过程由MME在S1接口上的信令控制，指示源基站与UE断开连接、完成业务数据接续路径的切换、释放源基站上分配给UE的空口信道资源和业务承载资源。
本发明带来的有益效果有：让UE在不释放与源基站连接的情况下，提前发起随机接入请求，通过周期性尝试的方式与目标基站建立连接，因而无需等待目标基站和MME之间完成承载接纳过程再发起UE向目标基站的随机接入过程。减少随机接入请求的等待时间，减少切换流程实施信令的时间开销，提高切换速度。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
如图1所示，包括以下步骤：
（1）UE执行测量：源基站向UE下发测量配置信息，UE收到后按照测量配置启动测量，测量配置中包括测量对象、测量标识以及报告配置；
（1-1）源基站向UE下发测量配置，通过无线资源控制RRC连接重配置消息对UE的测量类型进行配置；
（1-2）UE按照源基站下发的测量配置在UE的RRC协议端进行测量配置，并向源基站发送RRC连接重配置完成消息表示完成测量配置；
（1-3）UE按照测量配置周期性向源基站上报测量报告；
（1-4）源基站解析测量报告，并根据无线资源管理信息进行切换决策，判决该UE是否发生基于S1接口的小区间切换，并判决切换到哪个目标基站；
（2）准备切换：当源基站收到UE发回的测量报告后，该源基站决定UE要切换的目标基站，随后源基站指示UE通过随机接入过程与目标基站建立连接；同时，源基站向移动性管理实体MME发送切换需求消息，MME再向目标基站发送切换请求消息，指示目标基站进入切换准入的承载接纳过程；
（2-1）源基站通过S1接口发送切换需求消息，向MME发起切换需求，切换需求消息中包含MME_UE_S1AP_ID和源基站分配的eNB_UE_S1AP_ID信息；
（2-2）同时，源基站向UE发送RRC连接重配置消息，其中包含有指派的非冲突随机接入前缀码以及指派的物理随机接入信道，并且指示UE在不切断与源基站的连接的情况下，周期性执行后续随机接入过程从而与目标基站建立连接，后续随机接入过程如下：UE在指派的物理随机接入信道上，以一定周期间隔，通过发送指派的随机接入前缀码发起随机接入；
（2-3）MME向目标基站发送切换请求消息，此消息包含MME分配的MME_UE_S1AP_ID、需要建立的演进分组***EPS列表和每个EPS承载对应的MME侧数据传输的地址参数；
（2-4）目标基站分配到所需后，进行切换准入的承载接纳过程，为UE的接入分配空口信道资源和业务承载资源，承载接纳过程完成之后，下一次周期性的随机接入的到来，将使目标基站产生随机接入响应，并通过下行共享信道上将随机接入响应发送给UE，完成随机接入过程，之后目标基站给MME返回切换请求确认消息，此消息包括目标基站分配的eNB_UE_S1AP_ID和接纳成功的EPS承载对应目标基站侧数据传输的地址参数；
（3）执行切换：MME向源基站下发切换命令，随后源基站告知UE断开与源基站的连接，保留与目标基站的连接，并将切换期间的业务数据转移到目标基站上；
（3-1）MME向源基站发送切换命令消息，此消息包含EPS承载信息和切换期间业务数据转发目标地址；
（3-2）源基站再次向UE发送RRC连接重配置消息，指示UE可以断开与源基站的连接，保留与目标基站的连接，并将切换期间的业务数据转移到目标基站上；
（3-3）UE向目标基站发送RRC连接重配置完成消息，表示切换成功；
优选的，所述步骤（4）完成切换包含以下子步骤：
（4）完成切换：源基站释放资源和链路，删除用户信息；
（4-1）目标基站向MME发送路径选择请求消息，请求MME切换业务数据的接续路径，将路径改为目标基站；
（4-2）MME成功更新业务数据通道节点地址后，向目标基站发送路径选择请求确认消息，表示目标基站可以在新的EPS承载上进行业务通信；
（4-3）目标基站发送切换通知消息，通知MME目标基站已经成功接入；
（4-4）目标基站向源基站发送用户设备上下文释放消息，源基站进入释放资源的过程，包括空口信道资源和业务承载资源，并删除用户信息。
本发明的原理为：本发明在3GPP协议中切换信令流程的基础上，增加冗余信令，实现整体信令流程的优化。具体如下：源基站通过解析UE的测量报告，在确定UE链路将切换至的目标基站之后，源基站通过向UE发送包含有指派的非冲突随机接入前缀码以及物理随机接入信道的RRC连接重配置消息，指示UE周期性尝试在指派的物理随机接入信道上，通过发送指派的随机接入前缀码发起向目标基站的随机接入。只待目标基站接收到MME发送的切换请求消息，并完成承载接纳过程，下一次UE发起的周期性的随机接入将使目标基站产生随机接入响应，并通过下行共享信道将随机接入响应发送给UE，完成随机接入过程。后续过程由MME在S1接口上的信令控制，指示源基站与UE断开连接、完成业务数据接续路径的切换、释放源基站上分配给UE的空口信道资源和业务承载资源。
本发明带来的有益效果有：让UE在不释放与源基站连接的情况下，提前发起随机接入请求，通过周期性尝试的方式与目标基站建立连接，因而无需等待目标基站和MME之间完成承载接纳过程再发起UE向目标基站的随机接入过程。减少随机接入请求的等待时间，减少切换流程实施信令的时间开销，提高切换速度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）UE执行测量：源基站向UE下发测量配置信息，UE收到后按照测量配置启动测量，测量配置中包括测量对象、测量标识以及报告配置；
（2）准备切换：当源基站收到UE发回的测量报告后，该源基站决定UE要切换的目标基站，随后源基站指示UE通过随机接入过程与目标基站建立连接；同时，源基站向MME发送切换需求消息，MME再向目标基站发送切换请求消息，指示目标基站进入切换准入的承载接纳过程；
（3）执行切换：MME向源基站下发切换命令，随后源基站告知UE断开与源基站的连接，保留与目标基站的连接，并将切换期间的业务数据转移到目标基站上；
（4）完成切换：源基站释放资源和链路，删除用户信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，其特征在于：所述步骤（1）移动终端执行测量包含以下子步骤：
（1-1）源基站向UE下发测量配置，通过RRC连接重配置消息对UE的测量类型进行配置；
（1-2）UE按照源基站下发的测量配置在UE的RRC协议端进行测量配置，并向源基站发送RRC连接重配置完成消息表示完成测量配置；
（1-3）UE按照测量配置周期性向源基站上报测量报告；
（1-4）源基站解析测量报告，并根据无线资源管理信息进行切换决策，判决该UE是否发生基于S1接口的小区间切换，并判决切换到哪个目标基站。
3.根据权利要求1所述的一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，其特征在于：所属步骤（2）准备切换包含以下子步骤：
（2-1）源基站通过S1接口发送切换需求消息，向MME发起切换需求，切换需求消息中包含MME_UE_S1AP_ID和源基站分配的eNB_UE_S1AP_ID信息；
（2-2）同时，源基站向UE发送RRC连接重配置消息，其中包含有指派的非冲突随机接入前缀码以及指派的物理随机接入信道，并且指示UE在不切断与源基站的连接的情况下，周期性执行后续随机接入过程从而与目标基站建立连接，后续随机接入过程如下：UE在指派的物理随机接入信道上，以一定周期间隔，通过发送指派的随机接入前缀码发起随机接入；
（2-3）MME向目标基站发送切换请求消息，此消息包含MME分配的MME_UE_S1AP_ID、需要建立的演进分组***EPS列表和每个EPS承载对应的MME侧数据传输的地址参数；
（2-4）目标基站分配到所需后，进行切换准入的承载接纳过程，为UE的接入分配空口信道资源和业务承载资源，承载接纳过程完成之后，下一次周期性的随机接入的到来，将使目标基站产生随机接入响应，并通过下行共享信道上将随机接入响应发送给UE，完成随机接入过程，之后目标基站给MME返回切换请求确认消息，此消息包括目标基站分配的eNB_UE_S1AP_ID和接纳成功的EPS承载对应目标基站侧数据传输的地址参数。
4.根据权利要求1所述的一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，其特征在于：所述步骤（3）执行切换包含以下子步骤：
（3-1）MME向源基站发送切换命令消息，此消息包含EPS承载信息和切换期间业务数据转发目标地址；
（3-2）源基站再次向UE发送RRC连接重配置消息，指示UE可以断开与源基站的连接，保留与目标基站的连接，并将切换期间的业务数据转移到目标基站上；
（3-3）UE向目标基站发送RRC连接重配置完成消息，表示切换成功。
5.根据权利要求1所述的一种基于S1接口的LTE基站小区切换方法，其特征在于：所述步骤（4）完成切换包含以下子步骤：
（4-1）目标基站向MME发送路径选择请求消息，请求MME切换业务数据的接续路径，将路径改为目标基站；
（4-2）MME成功更新业务数据通道节点地址后，向目标基站发送路径选择请求确认消息，表示目标基站可以在新的EPS承载上进行业务通信；
（4-3）目标基站发送切换通知消息，通知MME目标基站已经成功接入；
（4-4）目标基站向源基站发送用户设备上下文释放消息，源基站进入释放资源的过程，包括空口信道资源和业务承载资源，并删除用户信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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