CN1276606C - 一种基于蜂窝高速分组接入网的小区切换方法 - Google Patents

一种基于蜂窝高速分组接入网的小区切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于蜂窝高速分组接入网的小区切换方法，该方法通过UE测量源WIB和相邻WIB的信道质量，当相邻WIB的信道质量优于源WIB的信道质量时，直接在新的WIB中发起接入过程，新的WIB在收到这一接入请求后，根据UE请求消息中携带的临时标识路由到源WIB，从而获得其UE的原有会话配置，新WIB在原会话信息基础上重新配置与UE的无线链路，再释放前一WIB分配的无线资源。采用上述方案，UE不必频繁上报测量结果，可以减少电池消耗；同时RNC-IP不用对UE的测量作决策，使其复杂度大大降低，有利于产品成本降低；而且由于省却了UE测量上报和RNC-IP的决策过程，整个小区切换过程所耗时间大大减少。

Description

一种基于蜂窝高速分组接入网的小区切换方法
技术领域
本发明涉及蜂窝高速分组接入(CHPA)***中的小区切换方法。
背景技术
在WCDMA***中，用户设备(UE)在进行小区切换时，首先由通用陆地无线接入网(UTRAN)下发包含相邻小区具体的测量量(如路径损耗、接收信号功率等)和上报准则(如定时上报、超过或者低于某一门限上报)的测量控制消息给UE，同时UE测量本小区和相邻小区的信道质量，当本小区信道质量变差(低于UTRAN规定门限)，相邻小区信道质量增强(超过UTRAN规定门限)时，UE通过测量上报消息向UTRAN上报测量结果，UTRAN根据测量结果决定是更新UE的激活集还是决定将UE切换到相邻异频小区，如果需要更新激活集，则UTRAN向UE发送激活集更新消息，UE接收到激活集更新消息并根据该消息增删相应激活集列表，同时转入新小区进而实现小区的软切换；如果需要切换到相邻异频小区，则UTRAN向UE发送重配置消息(如物理信道重配置消息)，UE在接到UTRAN的激活集更新或者重配置消息后，重新配置无线链路，并向UTRAN发送完成消息，进而完成整个小区切换过程。
在上述的UE小区切换过程中，需要UE完成小区信道质量的测量和测量结果的上报，这样将产生较多UE的电池消耗，同时UE是否进行小区切换由UTRAN决策判定，即由UTRAN的无线网络控制器(RNC)决策判定，然后通过UE重新配置实施切换，这样不但UE进行小区切换的时间较长，而且RNC的决策也非常复杂，导致了RNC复杂度和成本的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蜂窝高速分组接入网的小区切换方法，UE采用该方法进行小区切换需要的时间少、效率高，并且可以减少UE的电池消耗、降低接入网的RNC的复杂度。
为达到上述目的，本发明提供的基于蜂窝高速分组接入网的小区切换方法，包括：
a.用户设备(UE)测量基于互联网协议(IP协议)的源无线基站(WIB)和相邻WIB的信道质量，当相邻WIB的信道质量优于源WIB的信道质量时，UE将相邻的WIB作为目标WIB，读取其广播的信息，从中获取目标WIB的标识(W-ID)和色码；
b.UE根据目标WIB广播的公共信道参数配置自身的协议栈和物理层，并向目标WIB发起连接请求，所述请求中包括UE的原UE 临时标识(UTI，UETemporary Identifier)，所述UTI包括用于区分WIB的色码和用于区分UE的比特位；
c.目标WIB根据UE的原UTI获取该UE的原有的会话配置；
d.目标WIB为UE分配新的UTI，所述UTI包括用于区分WIB的色码和用于区分UE的比特位；同时，目标WIB为UE分配无线资源，建立新的通信链路并释放原有的通信链路，从而将UE与接入网之间的连接切换到新的WIB中。
步骤c通过下述步骤实现：
A1)目标WIB根据自身的色码、子网映射表查找出源WIB标识的比特位，与UTI后面用于标识UE的比特位组合得到该UE的全部IP地址标识的原UTI，将该全部IP地址标识的原UE的UTI发给基于IP协议的目标无线网络控制器(RNC-IP)，请求查询该UE的原有会话配置，目标RNC-IP根据UE的原UTI判断源WIB是否属于自己控制，如果是转步骤A2)，否则转步骤A3)；
A2)目标RNC-IP将全部IP地址标识的原UE的UTI发给源WIB，源WIB向目标RNC-IP反馈该UE的原有会话配置，RNC-IP将上述UE的原有会话配置发给目标WIB，然后结束；
A3)目标RNC-IP将全部IP地址标识的原UE的UTI发给源RNC-IP，源RNC-IP再将上述原UE的UTI转发到源WIB，源WIB向源RNC-IP反馈该UE的原有会话配置，源RNC-IP将上述UE的原有会话配置转发给目标RNC-IP，目标RNC-IP再将上述UE的原有会话配置转发给目标WIB，然后结束。
当源WIB和目标WIB属于一个RNC-IP控制时，步骤d所述建立新的通信链路并释放原有的通信链路为：在目标WIB与UE之间建立无线链路，以及目标WIB与RNC-IP之间建立地面链路，同时释放RNC-IP与源WIB之间的地面链路和释放源WIB与UE之间的空中链路。
当源WIB和目标WIB不属于一个RNC-IP控制时，步骤d所述建立新的通信链路并释放原有的通信链路为：在目标WIB与UE之间建立无线链路，在目标WIB与目标RNC-IP之间建立地面链路，以及在目标RNC-IP与GPRS业务支持节点(SGSN)之间建立链路，同时释放源RNC-IP与SGSN之间的链路、释放RNC-IP与源WIB之间的地面链路以及释放源WIB与UE之间的空中链路。
由于本发明在软切换过程中，UE将原有UTI发送给目标WIB，目标WIB根据其色码得知此UE从哪个WIB切换而来，从而从源WIB获取会话配置信息，目标WIB在此基础上重新配置无线链路，再释放前一小区中分配的无线资源，相对于UE新建立一个连接来说，大大减化了参数配置过程。与现有方法相比，由于本发明不需UE频繁上报测量结果，可以减少电池消耗，也使RNC-IP不用对UE的所有测量作决策，使其复杂度大大降低，有利于产品成本降低；同时，由于省却了UE测量上报和RNC-IP的决策过程，整个切换过程所耗时间大大减少，因此，采用本发明所述方法进行小区切换需要的时间少、效率高，可以减少UE的电池消耗以及降低接入网的RNC-IP的复杂度。
附图说明
图1是本发明所述方法的实施例流程图；
图2是应用图1所述方法的CHPA无线接入网结构图；
图3是图1所述实施例采用的色码复用原理示意图；
图4是图1所述实施例采用的128位IP地址标识分段示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
首先参考图2，图2是应用图1所述方法的CHPA无线接入网结构图。图2中，无线网络控制器(RNC-IP)为基于互联网协议(IP协议)的无线网络控制器，基站(WIB，Wireless Internet BaseStation)为基于互联网的基站，不同的RNC-IP通过接口Iur连接，RNC-IP与WIB通过接口Iub连接，WIB与UE之间通过接口Uu连接。RNC-IP、WIB、与该WIB有连接的UE之间呈树状关系。
在图2所示的网络中，为了更好地支持基于IP的移动UE，与第6版IP(IPv6)地址兼容，CHPA接入网中的RNC-IP、WIB和UE均设置128位(bit)的IP地址标识。其中RNC-IP和WIB为静态地址标识，由运营商在铺设网络时设定。在每一次WIB与UE建立会话时，WIB为UE动态分配一个临时标识UTI(UE Temporary Identifier)，以便在该WIB内唯一标识UE以及与该UE之间的这一会话。在采用128bit的IP地址标识RNC-IP、WIB和UE时，将128bit的IP地址分为三段，前M1bit为第一段，用于标识RNC-IP；中部的M2bit为第二段，用于标识RNC-IP下的WIB，即用前M1bit加上M2bit标识RNC-IP下的WIB；后部的M3bit为第三段，用于标识WIB下的UE，即用前M1bit加上M2bit，再加上M3bit标识WIB下的UE。在图2中，M1为80bit，M2为24bit，M3为24bit，参考图4。
因此，在图2所示的网络中，一个WIB与一个IPv6子网一一对应。由于WIB与其分配UTI的UE处于同一子网，WIB与这些UE标识的前104位完全相同，WIB和这些UE共同构成一个WIB子***。而且相邻的WIB的前104位均不相同。另外，对于同一RNC-IP控制的WIB，其前80bit完全相同。这些WIB以及由这些WIB分配UTI的UE，和该RNC-IP的标识前80bit均相同，它们共同构成一个RNC-IP子***。因此在图2中，不同的RNC-IP前80bit互不相同，并且前80bit相同的WIB属于同一RNC-IP控制。不同的WIB其前104bit互不相同，与同一个WIB建立连接的UE其UTI由这一WIB动态分配，并且这些UE的前104bit与这一WIB相同。
基于图2，在图1所述的方法具体实施时，为了节省空中资源，避免在空中传输128bit的UTI，通过色码将WIB标识的前104bit，即用于区分WIB的前104bit压缩为8bit的色码，并且确定WIB标识到色码之间的映射关系，这种关系可以在运营商在建网之初设定，并将这一映射关系存放在每一个WIB中，即在每一WIB中存放色码与相邻WIB之间一、一对应的子网映射表，同时使WIB在广播的信息中包括自身的128bitIP地址标识W-ID以及色码。这样，只要任意相邻的WIB具有不同的色码，相同的色码可以在间隔一段距离后重用，不会出现一个色码对应两个相邻WIB的情况。同时WIB根据色码即可得到唯一的一个相邻WIB标识的前104bit。
基于上述操作，在UE与WIB建立连接后，相互之间的交互不必使用128bit的UTI，而是直接使用128bitIP地址标识的后24bit。通过WIB广播自身的128bitIP地址标识W-ID以及色码，当UE移动进入另一WIB时，UE会检测到前104bit和色码与自身色码不同，由此UE知道已经进入另一个WIB，需要实施接力软切换过程。
图3描述WIB与色码之间的一种映射。从图3可以看出，WIB8与WIB6使用相同的色码，即色码CC＝6，由于他们之间相隔一段距离，因而WIB6的相邻WIB1可以通过色码将其区分开。
图1是本发明所述方法的实施例流程图。按照图1，初始时，UE与源WIB建立了一个连接并保持这一连接，并且源WIB为UE分配了一个128bit的临时UTI(UE临时标识)，这样UE与源WIB之间交互通过UTI的后24bit即可。UE移动过程中，在步骤1UE测量源WIB和相邻WIB的信道质量，信道质量的检测通过检测到源WIB、目标WIB的导频信号进行。当相邻WIB的信道质量优于源WIB的信道质量时，UE将相邻的WIB作为目标WIB，读取该目标WIB的广播信息，从而获得目标WIB的W-ID和色码。根据色码，此时UE知道进入新的WIB。然后UE在步骤2根据目标WIB广播的公共信道参数(物理随机接入信道/随机接入信道PRACH/RACH、快速物理接入信道FPACH、第二公共控制物理信道/前向接入信道SCCPCH/FACH)配置自身协议栈和物理层，并向目标WIB发起连接请求RADIO ACCESSREQUEST消息，该消息中携带了UE的原UTI，所述UTI包括用于区分WIB的色码和用于区分UE的比特位，即32位的原UTI(包含8位色码和最后的24比特位)。目标WIB通过对比UE原UTI中的前8位色码，发现与自身色码不同，即可知道该UE是从相邻WIB切换而来。
目标WIB为了获取UE与源WIB的原有会话配置，在步骤3将UE的原UTI发送给自己对应的目标RNC-IP，由目标RNC-IP在步骤4获取UE的原有会话配置并发送给目标WIB，最后目标WIB在步骤5为UE分配新的UTI，所述UTI包括用于区分WIB的色码和用于区分UE的比特位；即目标WIB给UE分配新的32位UTI，前8bit为目标WIB自身色码，后24bit为当前UE在目标WIB内的唯一临时标识；同时，目标WIB为UE分配无线资源，建立新的通信链路并释放原有的通信链路，从而将UE与接入网之间的连接切换到新的WIB中。
本例中上述步骤3、4的实现参考如下过程：首先目标WIB根据UE原UTI中的前8位色码，以及根据自身的色码，子网映射表查找出源WIB标识比特位，即前104bit，与UTI后面用于标识UE的比特位，即UTI的后面24bit组合得到全部IP地址标识的原UE的UTI，即UE的128bit的原UTI。此时根据WIB标识的前80bit，目标WIB可以判断出源WIB与自身同属于一个RNC-IP控制。接着目标WIB将128位的原UTI发给目标RNC-IP，请求查询该UE原有的会话配置(如L2配置、无线接入承载配置等)。目标RNC-IP根据UTI的前80bit判断源WIB是否属于自己控制，如果属于自己控制，则根据前104bit，将UE的原UTI发往源WIB，请求源WIB反馈该UTI的会话配置信息。源WIB向目标RNC-IP返回该UE的原有会话配置，然后目标RNC-IP将这一会话配置发给目标WIB。如果源WIB不属于自己控制，则目标RNC-IP需要进一步明确源RNC-IP，根据UE原UTI的前80bit，目标RNC-IP将UE的原UTI发往源RNC-IP，源RNC-IP再将UE的原UTI转至源WIB，请求源WIB反馈该UTI的会话配置信息。源WIB向源RNC-IP返回该UE的原有会话配置，源RNC-IP将UE的原有会话配置转交给目标RNC-IP，由目标RNC-IP将这一会话配置发给目标WIB。
本例中上述步骤5所述目标WIB为UE分配无线资源，建立新的通信链路并释放原有的通信链路的实现参考如下过程：当源WIB和目标WIB属于同一个RNC-IP控制时，目标WIB为UE分配无线资源，建立无线链路，同时目标WIB与RNC-IP之间建立地面链路，释放RNC-IP与源WIB之间的地面链路资源以及释放源WIB与UE之间的空中链路资源。
当源WIB和目标WIB不属于同一个RNC-IP控制时，目标WIB为UE分配无线资源，建立无线链路，目标WIB与RNC-IP之间建立地面链路以及目标RNC-IP与SGSN之间建立链路；同时释放RNC-IP与SGSN之间链路、释放RNC-IP与源WIB之间的地面链路资源，以及释放源WIB与UE之间的空中链路资源。

Claims (4)

1、一种基于蜂窝高速分组接入网的小区切换方法，包括：
a.用户设备UE测量基于互联网IP协议的源无线基站WIB和相邻WIB的信道质量，当相邻WIB的信道质量优于源WIB的信道质量时，UE将相邻的WIB作为目标WIB，读取其广播的信息，从中获取目标WIB的标识W-ID和色码；
b.UE根据目标WIB广播的公共信道参数配置自身的协议栈和物理层，并向目标WIB发起连接请求，所述请求中包括UE的原UE临时标识UTI，所述UTI包括用于区分WIB的色码和用于区分UE的比特位；
c.目标WIB根据UE的原UTI获取该UE的原有的会话配置；
d.目标WIB为UE分配新的UTI，所述UTI包括用于区分WIB的色码和用于区分UE的比特位；同时，目标WIB为UE分配无线资源，建立新的通信链路并释放原有的通信链路，从而将UE与接入网之间的连接切换到新的WIB中。
2、根据权利要求1所述的小区切换方法，其特征在于步骤c通过下述步骤实现：
A1)目标WIB根据自身的色码、子网映射表查找出源WIB标识的比特位，与UTI后面用于标识UE的比特位组合得到该UE的全部IP地址标识的原UTI，将该全部IP地址标识的原UE的UTI发给基于IP协议的目标无线网络控制器RNC-IP，请求查询该UE的原有会话配置，目标RNC-IP根据UE的原UTI判断源WIB是否属于自己控制，如果是转步骤A2)，否则转步骤A3)；
A2)目标RNC-IP将全部IP地址标识的原UE的UTI发给源WIB，源WIB向目标RNC-IP反馈该UE的原有会话配置，RNC-IP将上述UE的原有会话配置发给目标WIB，然后结束；
A3)目标RNC-IP将全部IP地址标识的原UE的UTI发给源RNC-IP，源RNC-IP再将上述原UE的UTI转发到源WIB，源WIB向源RNC-IP反馈该UE的原有会话配置，源RNC-IP将上述UE的原有会话配置转发给目标RNC-IP，目标RNC-IP再将上述UE的原有会话配置转发给目标WIB，然后结束。
3、根据权利要求2所述的小区切换方法，其特征在于当源WIB和目标WIB属于一个RNC-IP控制时，步骤d所述建立新的通信链路并释放原有的通信链路为：在目标WIB与UE之间建立无线链路，以及目标WIB与RNC-IP之间建立地面链路，同时释放RNC-IP与源WIB之间的地面链路和释放源WIB与UE之间的空中链路。
4、根据权利要求3所述的小区切换方法，其特征在于当源WIB和目标WIB不属于一个RNC-IP控制时，步骤d所述建立新的通信链路并释放原有的通信链路为：在目标WIB与UE之间建立无线链路，在目标WIB与目标RNC-IP之间建立地面链路，以及在目标RNC-IP与GPRS业务支持节点SGSN之间建立链路，同时释放源RNC-IP与SGSN之间的链路、释放RNC-IP与源WIB之间的地面链路以及释放源WIB与UE之间的空中链路。
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