CN100542325C - 切换控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了多种切换控制方法，其中一种切换控制方法包括以下步骤：步骤S302，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定用户设备可以接入，向所述用户设备发送切换指示消息；步骤S304，用户设备接收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且源基站将正发送到用户设备的用户数据转发至目标基站；步骤S306，用户设备与目标基站完成同步接入过程后，用户设备和源基站断开连接，用户设备向目标基站发送已经正确传输的数据序号；步骤S308，目标基站根据数据序号确定对用户设备的用户数据发送起始位置；以及步骤S310，用户设备和目标基站建立连接并进行通信。

Description

切换控制方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及用于通信网络的切换控制方法。

背景技术

3GPP(第三代合作项目)LTE(长期演进)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，由于在空中接口的物理层技术方面，下行传输采用了先进成熟的正交频分复用(OFDM)技术，上行传输方式确定为峰均比较低的单载波频分复用(SC-FDMA)，具有频谱效率高、下行传输速率大、传输时延小等明显的优势。

LTE中的接入网体系结构如图1所示，E-UTRAN(演进的UMTS无线接入网络)由eNB(演进的节点B)组成，eNB中实现了面向UE(用户设备)的U-plane(用户面)和C-plane(控制面)协议。eNB之间通过X2接口连接，即所有eNB两两之间都存在着X2接口连接用于完成相互之间的通信，例如实现UE在切换过程中的数据转移。同时，eNB通过S1接口与EPC(分组核心网)连接，支持了eNB与aGW(接入网关)中的MME(移动管理实体)/UPE(用户面实体)实现多对多的连接。其中，eNB完成与无线资源管理相关的功能，MME/UPE在UE的移动性管理中完成了用户面数据切换的功能。

移动通信系统中的切换过程，是指移动台在由多个小区构成的移动通信系统中的通信期间，由于位置发生改变，而改变与网络的连接关系的过程。在切换过程中，系统的性能指标要求由于切换所产生的数据传输中断时间尽可能的小，而且切换过程中的时间延迟尽可能的小。

根据切换发生时，移动台与原基站和目标基站连接方式的不同，可以将切换分为硬切换和软切换。硬切换是指移动台在于目标基站建立新的通信链路之前，先中断旧的通信链路的连接方式，即先断后通。在硬切换过程中，移动台的通信链路必然要经过一个中断的过程，这个中断时间是衡量硬切换性能的重要指标。软切换是指在切换过程中，移动台首先和目标基站建立新的通信链路，然后再切断和原基站之间的通信链路，即先通后断的切换方式。在软切换过程中，移动台同时与目标基站和原基站保持通信链路，不存在中断时间，但是切换过程中同时占用了目标基站和原基站的无线链路资源，在获得了宏分集增益的同时造成了系统资源的冗余浪费。

如图2所示，现有LTE系统中采用了网络侧eNB控制UE端辅助的方式完成切换，切换中的切换控制操作由eNB完成，而MME/UPE不参与切换控制而只是负责用户面数据流的发送以及路径转移。其控制面的切换信令处理流程如下：

步骤S202、UE端根据协议中规定的测量触发条件，完成指定信号值的测量并向源eNB发送“测量上报”消息。

步骤S204、正在服务的源eNB根据测量上报值和无线资源管理信息决定是否将UE切换到目标eNB。如果需要切换，则向目标eNB发出“切换请求”消息。

步骤S206、目标eNB收到“切换请求”消息后，根据接入控制的要求判断是否允许当前的接入请求。如果目标eNB允许了当前的切换接入请求，则向源eNB发送“切换请求确认”消息。

步骤S208、源eNB收到“切换请求确认”消息后，向UE发出“切换指示”消息，UE在收到这个消息后，切断和源eNB小区的无线链路连接，并且准备发起到目标eNB小区的同步过程。

步骤S210、经过一定的时间延迟后，UE切断和源eNB的无线链路连接，并随后发起与目标eNB的同步过程。

步骤S212、若目标eNB与UE完成同步过程，则目标eNB给UE分配相应的接入参数，包括上行资源指配和上行时间对齐，UE接收到这个接入参数之后向目标eNB发送“切换确认”消息，确认UE侧的切换过程结束。

步骤S214a、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向源eNB发送“切换完成”消息，通知源eNB切换过程完成。源eNB收到“切换完成”消息之后，源eNB将还没有转发给目标eNB的数据继续完成转发，并且将已经转发给目标eNB的数据从缓存区中清空。

步骤S214b、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向MME/UPE发送“UE位置更新”消息，MME/UPE在收到这个消息后，完成UE的路径更新并且开始向目标eNB发送用户数据。

根据上述的切换过程，现有技术中规定用户面的数据在MME/UPE、源eNB/目标eNB和UE之间的发送规则如下：

1、在UE收到源eNB发送的“切换指示”消息之前，来自MME/UPE的用户数据发送到源eNB，然后经过源eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到相应的UE。

2、在UE收到源eNB发送的“切换指示”消息之后，源eNB和UE之间的无线链路连接被释放，源eNB不再向UE发送数据，来自MME/UPE的用户数据仍然直接发送到源eNB中缓存。

3、在源eNB向UE发送“切换指示”消息之后，源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中没有开始发送以及还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。

4、在源eNB收到“切换完成”消息之后，源eNB将对应于切换UE的所有剩余数据转发到目标eNB，并清空对应的缓存数据。

5、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之前，MME/UPE将用户数据发送到源eNB。

6、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之后，MME/UPE完成UE的路径切换，开始将UE的用户数据发送到目标eNB，然后经过目标eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到UE。

从上述切换过程可以看出，现有技术中采用的硬切换方式，其切换中断时间是从UE收到“切换指示”消息开始，切断了和源eNB的无线链路连接，一直到UE与目标eNB完成了同步过程并完成上层的信令交互过程，目标eNB与UE建立无线链路连接并开始数据传输。因此现有技术中硬切换的中断时间由同步接入时间延迟和信令传输处理时间延迟两部分组成，并且同步接入时间延迟一般远大于信令的传输处理时间延迟，是硬切换中断时间的主要部分。

在现有LTE系统的硬切换过程中，硬切换的中断时间随着UE和目标eNB之间同步接入时间延迟的增加而线性增加，并且如果UE和目标eNB的同步过程失败，UE需要重新通过同步过程恢复和源eNB的无线链路连接，使得切换中断时间过长，因而严重影响了无线通信系统的性能。

发明内容

针对以上问题，本发明提供多种有效的快速切换控制方法，减少了硬切换过程中的中断时间，同时避免了软切换过程中的无线资源冗余浪费。

本发明的第一种切换控制方法包括以下步骤：步骤S302，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定用户设备可以接入；步骤S304，用户设备接收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且源基站将正发送到用户设备的用户数据转发至目标基站；步骤S306，用户设备与目标基站完成同步接入过程后，用户设备和源基站断开连接，用户设备向目标基站发送已经正确传输的数据序号；步骤S308，目标基站根据数据序号确定对用户设备的用户数据发送起始位置；以及步骤S310，用户设备和目标基站建立连接并进行通信。

其中，切换请求可以是用户设备通过源基站发送至目标基站的切换请求，也可以是用户设备直接发送至目标基站的切换请求。

在步骤S304中，用户设备接收到源基站的切换指示消息后，通过数据业务共享信道保持和源基站的数据通信，同时搜索捕获目标基站的同步序列。

在步骤S304中，用户设备通过同步序列搜索建立与目标基站的下行链路同步后，用户设备在不切断和源基站的无线链路连接的情况下，通过随机接入信道和目标基站完成同步接入过程。

在步骤S306中，数据序号通过添加在用户设备发送至目标基站的切换确认消息中发送至目标基站。

本发明的第一种切换控制方法用于通信网络，尤其用于长期演进网络。

本发明的第二种切换控制方法包括以下步骤：步骤S502，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定用户设备可以接入；步骤S504，用户设备接收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且源基站将正发送到用户设备的用户数据转发至目标基站；步骤S506，用户设备与目标基站完成同步接入后，用户设备和源基站断开连接，并切换到目标基站；步骤S508，源基站接收到目标基站发送的切换完成消息后，向目标基站发送已经正确传输的数据序号，继续向目标基站转发剩余的用户数据，并删除已经发送至用户设备的用户数据；步骤S510，目标基站在接收到数据序号后，目标基站根据数据序号确定对用户设备的用户数据发送起始位置；以及步骤S512，用户设备和目标基站进行通信。

其中，切换请求可以是用户设备通过源基站发送至目标基站的切换请求，也可以是用户设备直接发送至目标基站的切换请求。

本发明的第二种切换控制方法用于通信网络，尤其用于长期演进网络。

本发明的第三种切换控制方法包括以下步骤：步骤S702，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定用户设备可以接入；步骤S704，用户设备接收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，并且启动与目标基站的同步建立过程；步骤S706，用户设备与目标基站完成同步接入过程后，与源基站断开连接，并且分别向源基站和目标基站发送切换确认消息，源基站接收到源切换确认消息后，将正在缓存和没有发送至用户设备的用户数据发送至目标基站；步骤S708，目标基站完成和网络侧功能实体的切换，与用户设备建立连接并进行通信。

其中，切换请求可以是用户设备通过源基站发送至目标基站的切换请求，也可以是用户设备直接发送至目标基站的切换请求。

本发明的第三种切换控制方法用于通信网络，尤其用于长期演进网络。

本发明的第四种切换控制方法包括以下步骤：步骤S902，源基站确定用户设备可以接入后，将给定的无线链路释放时间延迟信息通过切换指示消息发送至用户设备；步骤S904，用户设备收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且源基站向目标基站转发正在缓存和发送的用户数据；步骤S906，当无线链路释放时间延迟时间到达后，用户设备和目标基站同时切断无线链路连接，并且源基站向目标基站发送已经正确传输的数据序号，目标基站根据数据序号确定用户设备的用户数据发送起始位置；以及步骤S908，目标基站完成和网络侧功能实体的切换，与用户设备建立连接并进行通信。

本发明的第四种切换控制方法用于通信网络，尤其用于长期演进网络。

通过使用本发明的切换控制方法，有效地减少了硬切换过程中的中断时间，同时避免了软切换过程中的无线资源冗余浪费。

附图说明

附图提供本发明的进一步理解，并结合到本申请中构成本申请的一部分，与说明书一起说明本发明的实施例以解释本发明的原理。在附图中，

图1是根据现有技术的E-UTRAN结构框图；

图2是根据现有技术的切换示意图；

图3是根据本发明的第一种切换控制方法的流程图；

图4是根据本发明的实施例的第一种切换控制方法的示意图；

图5是根据本发明的第二种切换控制方法的流程图；

图6是根据本发明的实施例的第二种切换控制方法的示意图；

图7是根据本发明的第三种切换控制方法的流程图；

图8是根据本发明的实施例的第三种切换控制方法的示意图；

图9是根据本发明的第四种切换控制方法的流程图；以及

图10是根据本发明的实施例的第四种切换控制方法的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细描述本发明的实施例。

本发明的切换控制方法的思想为：在切换过程中，在用户设备搜索目标基站的同步序列期间，用户设备不切断与源基站的连接，以及在用户设备与目标基站同步之后和用户设备与目标基站建立连接之前，用户设备切断与源基站的连接。

图3是根据本发明的第一种切换控制方法的流程图。如图3所示，根据本发明的第一种切换控制方法包括以下步骤：

步骤S302，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定用户设备可以接入。

步骤S304，用户设备接收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且源基站将正发送到用户设备的用户数据转发至目标基站。

步骤S306，用户设备与目标基站完成同步接入过程后，用户设备和源基站断开连接，用户设备向目标基站发送已经正确传输的数据序号。

步骤S308，目标基站根据数据序号确定对用户设备的用户数据发送起始位置。

步骤S310，用户设备和目标基站建立连接并进行通信。

其中，切换请求可以是用户设备通过源基站发送至目标基站的切换请求，也可以是用户设备直接发送至目标基站的切换请求。

在步骤S304中，用户设备接收到源基站的切换指示消息后，通过数据业务共享信道保持和源基站的数据通信，同时搜索捕获目标基站的同步序列。

在步骤S304中，用户设备通过同步序列搜索建立与目标基站的下行链路同步后，用户设备在不切断和源基站的无线链路连接的情况下，通过随机接入信道和目标基站完成同步接入过程。

在步骤S306中，数据序号通过添加在用户设备发送至目标基站的切换确认消息中发送至目标基站。

本发明的第一种切换控制方法用于通信网络，尤其用于长期演进网络。

针对现有LTE系统硬切换过程中，硬切换的中断时间随着UE和目标eNB之间同步接入时间延迟的增加而线性增加，以及如果同步过程失败需要重新恢复和源eNB的无线链路连接造成硬切换中断时间增加的缺点，并且针对现有CDMA系统中通用的软切换过程中，由于UE同时占用了激活集中的多个基站的无线链路资源造成无线资源冗余浪费、系统容量降低的缺点，本发明提出了一种有效的快速切换控制方法，减少了硬切换过程中的中断时间，同时避免了软切换过程中的无线资源冗余浪费。

图4是根据本发明的实施例的第一种切换控制方法的示意图。如图4所示，本发明的实施例的第一种切换控制方法沿用了现有LTE系统中网络侧eNB控制UE端辅助的切换控制结构，切换中的切换控制操作由eNB完成，而MME/UPE不参与切换控制而只是负责用户面数据流的发送以及路径转移。其控制面的切换信令处理流程如下：

步骤S402、UE端根据协议中规定的测量触发条件，完成指定信号值的测量并向源eNB发送“测量上报”消息。

步骤S404、正在服务的源eNB根据测量上报值和无线资源管理信息决定是否将UE切换到目标eNB。如果需要切换，则向目标eNB发出“切换请求”消息。

步骤S406、目标eNB收到“切换请求”消息后，根据接入控制的要求判断是否允许当前的接入请求。如果目标eNB允许了当前的切换接入请求，则向源eNB发送“切换请求确认”消息。

步骤S408、源eNB收到“切换请求确认”消息后，向UE发出“切换指示”消息，随后源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中没有开始发送以及还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。

步骤S410、UE在收到“切换指示”消息后，经过给定的时间延迟后，发起到目标eNB小区的同步过程，但是并不切断和源eNB的无线链路连接，仍然通过UL/DL-SCH(上/下行共享数据信道)传输数据。在这个过程中，UE通过UL/DL-SCH以及相应的控制信道仍然保持和源eNB的无线链路连接，并行的，UE在不切断和源eNB无线链路连接的情况下，可以但不限于通过随机接入信道和目标eNB完成同步接入过程。

步骤S412、如果目标eNB与UE同步过程成功，则目标eNB给UE分配相应的接入参数，包括上行资源指配和上行时间对齐，UE接收到这个接入参数之后向目标eNB发送“切换确认”消息，确认UE侧的切换过程结束。随后在UE侧释放和源eNB通过UL/DL-SCH保持的无线链路连接。在这个“切换确认”消息中携带了UE已经正确接收的数据包序号SN，目标eNB在收到这个消息之后从SN标志的位置开始向UE发送缓存区中的数据，保证了空口数据传输的连续性。如果同步过程失败，则UE直接回退到和源eNB的无线链路连接而不需要重新发起和源eNB的同步过程。

步骤S414a、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向源eNB发送“切换完成”消息，通知源eNB切换过程完成。源eNB收到“切换完成”消息之后，源eNB释放和UE的无线链路连接停止对UE发送数据，并且将还没有转发给目标eNB的数据继续完成转发，以及清空转发数据的缓存区。

步骤S414b、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向MME/UPE发送“UE位置更新”消息，MME/UPE在收到这个消息后，完成UE的路径更新并且开始向目标eNB发送用户数据。

根据本发明优选方案一的切换过程，用户面的数据在MME/UPE、源eNB/目标eNB和UE之间的发送规则如下：

1、在UE向目标eNB发送的“切换确认”消息之前，来自MME/UPE的用户数据发送到源eNB，然后经过源eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到相应的UE。

2、在源eNB向UE发送“切换指示”消息之后，源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。这些数据也同时通过源eNB和UE之间的共享数据信道传输。

3、在UE向目标eNB发送的“切换确认”消息之后，来自MME/UPE的用户数据仍然直接发送到源eNB中缓存。在UE侧释放了源eNB和UE之间的无线链路连接，UE不再接收来自源eNB的数据，同时在UE侧建立与目标eNB的无线链路连接，开始向目标eNB发送上行数据并且准备接收来自目标eNB的下行数据。

4、在目标eNB收到UE发送的“切换确认”消息之后，根据消息中携带的UE已经正确接收的数据序号SN，释放目标eNB缓存中SN之前的数据，并且在目标eNB侧建立和UE无线链路连接，通过目标eNB和UE之间的共享数据信道完成SN之后的数据传输。

5、在源eNB收到目标eNB发送的“切换完成”消息之后，源eNB将其缓存中的所有剩余数据转发到目标eNB，并清空对应的缓存数据。同时在源eNB侧释放了和UE的无线链路连接。

6、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之前，MME/UPE将用户数据发送到源Enb。

7、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之后，MME/UPE完成UE的路径切换，开始将UE的用户数据发送到目标eNB，然后经过目标eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到UE。

图5是根据本发明的第二种切换控制方法的流程图。如图5所示，本发明的第二种切换控制方法包括以下步骤：

步骤S502，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定用户设备可以接入。

步骤S504，用户设备接收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且源基站将正发送到用户设备的用户数据转发至目标基站。

步骤S506，用户设备与目标基站完成同步接入后，用户设备和源基站断开连接，并切换到目标基站。

步骤S508，源基站接收到目标基站发送的切换完成消息后，向目标基站发送已经正确传输的数据序号，继续向目标基站转发剩余的用户数据，并删除已经发送至用户设备的用户数据。

步骤S510，目标基站在接收到数据序号后，目标基站根据数据序号确定对用户设备的用户数据发送起始位置。

步骤S512，用户设备和目标基站进行通信。

其中，切换请求可以是用户设备通过源基站发送至目标基站的切换请求，也可以是用户设备直接发送至目标基站的切换请求。

本发明的第二种切换控制方法应用于通信网络，尤其应用于长期演进网络。

图6是根据本发明的实施例的第二种切换控制方法的示意图。如图6所示，本发明的实施例的第二种切换控制方法沿用了现有LTE系统中网络侧eNB控制UE端辅助的切换控制结构，切换中的切换控制操作由eNB完成，而MME/UPE不参与切换控制而只是负责用户面数据流的发送以及路径转移。其控制面的切换信令处理流程如下：

步骤S602、UE端根据协议中规定的测量触发条件，完成指定信号值的测量并向源eNB发送“测量上报”消息。

步骤S604、正在服务的源eNB根据测量上报值和无线资源管理信息决定是否将UE切换到目标eNB。如果需要切换，则向目标eNB发出“切换请求”消息。

步骤S606、目标eNB收到“切换请求”消息后，根据接入控制的要求判断是否允许当前的接入请求。如果目标eNB允许了当前的切换接入请求，则向源eNB发送“切换请求确认”消息。

步骤S608、源eNB收到“切换请求确认”消息后，向UE发出“切换指示”消息，随后源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中没有开始发送以及还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。

步骤S610、UE在收到“切换指示”消息后，经过给定的时间延迟后，发起到目标eNB小区的同步过程，与现有技术不同的是，在同步过程中并不切断和源eNB的无线链路连接，仍然通过UL/DL-SCH(上/下行共享数据信道)传输数据。在这个过程中，UE通过UL/DL-SCH以及相应的控制信道仍然保持和源eNB的无线链路连接，并行的，UE在不切断和源eNB无线链路连接的情况下，可以但不限于通过随机接入信道和目标eNB完成同步接入过程。

步骤S612、如果目标eNB与UE同步过程成功，则目标eNB给UE分配相应的接入参数，包括上行资源指配和上行时间对齐，UE接收到这个接入参数之后向目标eNB发送“切换确认”消息，确认UE侧的切换过程结束。随后在UE侧释放和源eNB通过UL/DL-SCH保持的无线链路连接。如果同步过程失败，则UE直接回退到和源eNB的无线链路连接而不需要重新发起和源eNB的同步过程。

步骤S614a、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向源eNB发送“切换完成”消息，通知源eNB切换过程完成。

步骤S614b、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向MME/UPE发送“UE位置更新”消息，MME/UPE在收到这个消息后，完成UE的路径更新并且开始向目标eNB发送用户数据。

步骤S616、源eNB收到“切换完成”消息之后，源eNB释放和UE的无线链路连接停止对UE发送数据，并且将还没有转发给目标eNB的数据继续完成转发，以及清空转发数据的缓存区。同时源eNB向目标eNB反馈已经在源eNB中正确传输的数据序号SN，目标eNB在收到这个消息之后从SN标志的位置开始向UE发送缓存区中的数据，并且清空SN之前的缓存数据，保证了空口数据传输的连续性。

根据本发明优选方案二的切换过程，用户面的数据在MME/UPE、源eNB/目标eNB和UE之间的发送规则如下：

1、在UE向目标eNB发送的“切换确认”消息之前，来自MME/UPE的用户数据发送到源eNB，然后经过源eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到相应的UE。

2、在源eNB向UE发送“切换指示”消息之后，源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。这些数据也同时通过源eNB和UE之间的共享数据信道传输。

3、在UE向目标eNB发送的“切换确认”消息之后，来自MME/UPE的用户数据仍然直接发送到源eNB中缓存。在UE侧释放了源eNB和UE之间的无线链路连接，UE不再接收来自源eNB的数据，同时在UE侧建立与目标eNB的无线链路连接，开始向目标eNB发送上行数据并且准备接收来自目标eNB的下行数据。

5、在源eNB收到目标eNB发送的“切换完成”消息之后，向目标eNB反馈通过源eNB正确传输的数据序号SN。并且源eNB将其缓存中的所有剩余数据转发到目标eNB，并清空对应的缓存数据。同时在源eNB侧释放了和UE的无线链路连接。

4、在目标eNB收到源eNB反馈的通过源eNB正确传输的数据序号SN之后，根据消数据序号SN，释放目标eNB缓存中SN之前的数据，并且在目标eNB侧建立和UE无线链路连接，通过目标eNB和UE之间的共享数据信道完成SN之后的数据传输。

6、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之前，MME/UPE将用户数据发送到源Enb。

7、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之后，MME/UPE完成UE的路径切换，开始将UE的用户数据发送到目标eNB，然后经过目标eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到UE。

图7是根据本发明的第三种切换控制方法的流程图。如图7所示，本发明的第三种切换控制方法包括以下步骤：

步骤S702，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定用户设备可以接入。

步骤S704，用户设备接收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，并且启动与目标基站的同步建立过程。

步骤S706，用户设备与目标基站完成同步接入过程后，与源基站断开连接，并且分别向源基站和目标基站发送切换确认消息，源基站接收到源切换确认消息后，将正在缓存和没有发送至用户设备的用户数据发送至目标基站。

步骤S708，目标基站完成和网络侧功能实体的切换，与用户设备建立连接并进行通信。

其中，切换请求可以是用户设备通过源基站发送至目标基站的切换请求，也可以是用户设备直接发送至目标基站的切换请求。

本发明的第三种切换控制方法应用于通信网络，尤其应用于长期演进网络。

图8是根据本发明的实施例的第三种切换控制方法的示意图。如图8所示，本发明的第三种切换控制方法沿用了现有LTE系统中网络侧eNB控制UE端辅助的切换控制结构，切换中的切换控制操作由eNB完成，而MME/UPE不参与切换控制而只是负责用户面数据流的发送以及路径转移。其控制面的切换信令处理流程如下：

步骤S802、UE端根据协议中规定的测量触发条件，完成指定信号值的测量并向源eNB发送“测量上报”消息。

步骤S804、正在服务的源eNB根据测量上报值和无线资源管理信息决定是否将UE切换到目标eNB。如果需要切换，则向目标eNB发出“切换请求”消息。

步骤S806、目标eNB收到“切换请求”消息后，根据接入控制的要求判断是否允许当前的接入请求。如果目标eNB允许了当前的切换接入请求，则向目标eNB发送“切换请求确认”消息。

步骤S808、源eNB收到“切换请求确认”消息后，向UE发出“切换指示”消息。

步骤S810、UE在收到“切换指示”消息后，经过给定的时间延迟后，发起到目标eNB小区的同步过程，但是并不切断和源eNB的无线链路连接，仍然通过UL/DL-SCH(上/下行共享数据信道)传输数据。在这个过程中，UE通过UL/DL-SCH以及相应的控制信道仍然保持和源eNB的无线链路连接，并行的，UE在不切断和源eNB无线链路连接的情况下，可以但不限于通过随机接入信道和目标eNB完成同步接入过程。

步骤S812a、如果目标eNB与UE同步过程成功，则目标eNB给UE分配相应的接入参数，包括上行资源指配和上行时间对齐，UE接收到这个接入参数之后向目标eNB发送“切换确认”消息，确认UE侧的切换过程结束。如果同步过程失败，则UE直接回退到和源eNB的无线链路连接而不需要重新发起和源eNB的同步过程。

步骤S812b、如果目标eNB与UE同步过程成功，则UE接收到上行接入参数之后向源eNB发送“切换确认”消息，确认UE侧的切换过程结束，在UE侧释放和源eNB的无线链路连接，同时通知源eNB释放和UE的无线链路连接。随后源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中没有开始发送以及还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。

步骤S814a、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向源eNB发送“切换完成”消息，通知源eNB切换过程完成。源eNB收到“切换完成”消息之后，源eNB将还没有转发给目标eNB的数据继续完成转发，并且将已经转发给目标eNB的数据从缓存区中清空。

步骤S814b、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向MME/UPE发送“UE位置更新”消息，MME/UPE在收到这个消息后，完成UE的路径更新并且开始向目标eNB发送用户数据。

根据上述的切换过程，现有技术中规定用户面的数据在MME/UPE、源eNB/目标eNB和UE之间的发送规则如下：

1、在UE向源eNB发送的“切换确认”消息之前，来自MME/UPE的用户数据发送到源eNB，然后经过源eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到相应的UE。

2、在UE向源eNB发送的“切换确认”消息之后，源eNB和UE之间的无线链路连接被释放，源eNB不再向UE发送数据，来自MME/UPE的用户数据仍然直接发送到源eNB中缓存。

3、在源eNB收到UE发送的“切换确认”消息之后，源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中没有开始发送以及还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。

4、在源eNB收到目标eNB发送的“切换完成”消息之后，源eNB将对应于切换UE的所有剩余数据转发到目标eNB，并清空对应的缓存数据。

5、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之前，MME/UPE将用户数据发送到源Enb。

6、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之后，MME/UPE完成UE的路径切换，开始将UE的用户数据发送到目标eNB，然后经过目标eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到UE。

图9是根据本发明的第四种切换控制方法的流程图。如图9所示，本发明的第四种切换控制方法包括以下步骤：

步骤S902，目标基站确定用户设备可以接入后，将给定的无线链路释放时间延迟信息通过切换指示消息发送至用户设备。

步骤S904，用户设备收到切换指示消息后，不切断与源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且源基站向目标基站转发正在缓存和发送的用户数据。

步骤S906，当无线链路释放时间延迟时间到达后，用户设备和目标基站同时切断无线链路连接，并且源基站向目标基站发送已经正确传输的数据序号，目标基站根据数据序号确定用户设备的用户数据发送起始位置。

步骤S908，目标基站完成和网络侧功能实体的切换，与用户设备建立连接并进行通信。

本发明的第四种切换控制方法用于通信网络，尤其用于长期演进网络。

图10是根据本发明的实施例的第四种切换控制方法的示意图。如图10所示，本发明的实施例的第四种切换控制方法沿用了现有LTE系统中网络侧eNB控制UE端辅助的切换控制结构，切换中的切换控制操作由eNB完成，而MME/UPE不参与切换控制而只是负责用户面数据流的发送以及路径转移。其控制面的切换信令处理流程如下：

步骤S1002、UE端根据协议中规定的测量触发条件，完成指定信号值的测量并向源eNB发送“测量上报”消息。

步骤S1004、正在服务的源eNB根据测量上报值和无线资源管理信息决定是否将UE切换到目标eNB。如果需要切换，则向目标eNB发出“切换请求”消息。

步骤S1006、目标eNB收到“切换请求”消息后，根据接入控制的要求判断是否允许当前的接入请求。如果目标eNB允许了当前的切换接入请求，则向源eNB发送“切换请求确认”消息。

步骤S1008、源eNB收到“切换请求确认”消息后，向UE发出“切换指示”消息，随后源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中没有开始发送以及还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。在源eNB发送到UE的“切换指示”消息中，携带了两个定时变量，一个是确定UE发起同步过程的时间延迟变量，另一个是确定UE释放与源eNB无线链路连接的时间延迟变量。

步骤S1010、UE在收到“切换指示”消息后，经过给定的同步时间延迟后，发起到目标eNB小区的同步过程，但是并不切断和源eNB的无线链路连接，仍然通过UL/DL-SCH(上/下行共享数据信道)传输数据。在这个过程中，UE通过UL/DL-SCH以及相应的控制信道仍然保持和源eNB的无线链路连接，并行的，UE在不切断和源eNB无线链路连接的情况下，可以但不限于通过随机接入信道和目标eNB完成同步接入过程。

步骤S1012、如果目标eNB与UE同步过程成功，则目标eNB给UE分配相应的接入参数，包括上行资源指配和上行时间对齐，UE接收到这个接入参数之后向目标eNB发送“切换确认”消息，确认UE侧的切换过程结束。

步骤S1014、UE在收到“切换指示”消息后，经过给定的释放与源eNB无线链路连接的时间延迟后，UE侧和源eNB侧同时释放无线链路连接，并且源eNB向目标eNB发送源eNB中已经正确传输的数据序号SN。在目标eNB收到数据序号SN之后，释放目标eNB缓存中SN之前的数据，等待在建立目标eNB侧和UE无线链路连接之后，通过目标eNB和UE之间的共享数据信道完成SN之后的数据传输。

步骤S1016a、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向源eNB发送“切换完成”消息，通知源eNB切换过程完成。源eNB收到“切换完成”消息之后，源eNB释放和UE的无线链路连接停止对UE发送数据，并且将还没有转发给目标eNB的数据继续完成转发，以及清空转发数据的缓存区。

步骤S1016b、目标eNB在收到UE发送的“切换确认”消息之后，向MME/UPE发送“UE位置更新”消息，MME/UPE在收到这个消息后，完成UE的路径更新并且开始向目标eNB发送用户数据。

根据本发明优选方案四的切换过程，用户面的数据在MME/UPE、源eNB/目标eNB和UE之间的发送规则如下：

1、在UE向目标eNB发送的“切换确认”消息之前，来自MME/UPE的用户数据发送到源eNB，然后经过源eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到相应的UE。

2、在源eNB向UE发送“切换指示”消息之后，源eNB和目标eNB之间通过X2接口建立了用户面的数据通道，用于将源eNB中还没有被UE正确接收的用户数据从源eNB转发给目标eNB，在目标eNB中缓存，保证切换过程中数据的无损传输。这些数据也同时通过源eNB和UE之间的共享数据信道传输。

3、在UE向目标eNB发送的“切换确认”消息之后，且源eNB给定的释放与源eNB无线链路连接的时间延迟定时到达后，UE侧释放了源eNB和UE之间的无线链路连接，UE不再接收来自源eNB的数据，同时在UE侧建立与目标eNB的无线链路连接，开始向目标eNB发送上行数据并且准备接收来自目标eNB的下行数据。

4、在源eNB给定的释放与源eNB无线链路连接的时间延迟定时到达后，在源eNB侧释放了和UE的无线链路连接。

5、在目标eNB收到源eNB发送已经正确接收的数据序号SN之后，释放目标eNB缓存中SN之前的数据，并且在目标eNB收到UE发送的“切换确认“消息之后，在目标eNB侧建立和UE无线链路连接，通过目标eNB和UE之间的共享数据信道完成SN之后的数据传输。

6、在源eNB收到目标eNB发送的“切换完成”消息之后，源eNB将其缓存中的所有剩余数据转发到目标eNB，并清空对应的缓存数据。

7、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之前，MME/UPE将用户数据发送到源eNB。

8、在MME/UPE收到“UE位置更新”消息之后，MME/UPE完成UE的路径切换，开始将UE的用户数据发送到目标eNB，然后经过目标eNB和UE之间的空中接口将用户数据发送到UE。

针对现有LTE系统硬切换过程中，切换中断时间随着同步接入时间延迟线性增加的缺点，本发明中提出的快速切换控制方法，在UE与目标eNB建立同步过程中，仍然通过上/下行的共享数据信道保持和源eNB之间在空中接口上的无线链路连接及数据传输，直至UE获得目标eNB的接入参数，这种切换控制方法在现有LTE系统的硬切换中断时间中减去了同步接入时间延迟部分，有效地减小了切换过程中的中断时间，提高了移动通信系统的切换性能。

针对现有LTE系统硬切换过程中，如果UE和目标eNB的同步过程失败需要重新恢复和源eNB的无线链路连接造成硬切换中断时间增加的缺点，本发明中提出的快速切换控制方法，在UE与目标eNB建立同步过程中，仍然通过上/下行的共享数据信道保持和源eNB之间在空中接口上的无线链路连接及数据传输，直至UE获得目标eNB的接入参数，这种切换控制方法避免了UE和目标eNB同步失败后和源eNB重新恢复无线链路连接的过程，有效地减小了切换过程中的中断时间，提高了移动通信系统的切换性能。

针对现有CDMA系统中通用的软切换过程中，由于UE同时占用了激活集中的多个基站的无线链路资源造成无线资源冗余浪费、系统容量降低的缺点，本发明提出的快速切换控制方法，在UE完成与目标eNB的同步过程，获得目标eNB的接入参数之后，首先切断和源eNB在共享信道上的数据传输，然后再建立了与目标eNB在共享信道上的无线数据传输通路，这种切换控制方法有效地避免了软切换过程中的无线资源冗余浪费。

本发明中的快速硬切换控制的思想和实施过程，即在UE与目标eNB建立同步过程中，仍然保持和源eNB的共享数据信道连接，减小硬切换的中断时间。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S302，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定所述用户设备可以接入，向所述用户设备发送切换指示消息；

步骤S304，所述用户设备接收到切换指示消息后，不切断与所述源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且所述源基站将正发送到所述用户设备的用户数据转发至所述目标基站；

步骤S306，所述用户设备与所述目标基站完成同步接入过程后，所述用户设备和所述源基站断开连接，所述用户设备向所述目标基站发送已经正确传输的数据序号；

步骤S308，所述目标基站根据所述数据序号确定对所述用户设备的用户数据发送起始位置；以及

步骤S310，所述用户设备和所述目标基站建立连接并进行通信。

2.根据权利要求1所述的切换控制方法，其特征在于，在所述步骤S304中，所述用户设备接收到所述源基站的切换指示消息后，通过数据业务共享信道保持和所述源基站的数据通信，同时搜索捕获所述目标基站的同步序列。

3.根据权利要求1所述的切换控制方法，其特征在于，在所述步骤S304中，所述用户设备通过同步序列搜索建立与所述目标基站的下行链路同步后，所述用户设备在不切断和源基站的无线链路连接的情况下，通过随机接入信道和目标基站完成同步接入过程。

4.根据权利要求1所述的切换控制方法，其特征在于，在所述步骤S306中，所述数据序号通过添加在所述用户设备发送至所述目标基站的切换确认消息中发送至所述目标基站。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的切换控制方法，其特征在于，所述切换控制方法用于通信网络。

6.根据权利要求5所述的切换控制方法，其特征在于，所述通信网络包括长期演进网络。

7.一种切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S502，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定所述用户设备可以接入，向所述用户设备发送切换指示消息；

步骤S504，所述用户设备接收到切换指示消息后，不切断与所述源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且所述源基站将正发送到所述用户设备的用户数据转发至所述目标基站；

步骤S506，所述用户设备与所述目标基站完成同步接入后，所述用户设备和所述源基站断开连接，并切换到所述目标基站；

步骤S508，所述源基站接收到所述目标基站发送的切换完成消息后，向所述目标基站发送已经正确传输的数据序号，继续向所述目标基站转发剩余的用户数据，并删除已经发送至所述用户设备的用户数据；

步骤S510，所述目标基站在接收到所述数据序号后，所述目标基站根据所述数据序号确定对所述用户设备的用户数据发送起始位置；以及

步骤S512，所述用户设备和所述目标基站进行通信。

8.根据权利要求7所述的切换控制方法，其特征在于，所述切换控制方法用于通信网络。

9.根据权利要求8所述的切换控制方法，其特征在于，所述通信网络包括长期演进网络。

10.一种切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S702，目标基站在接收到用户设备的切换请求后，确定所述用户设备可以接入，向所述用户设备发送切换指示消息；

步骤S704，所述用户设备接收到切换指示消息后，不切断与所述源基站的无线链路连接，并且启动与目标基站的同步建立过程；

步骤S706，所述用户设备与所述目标基站完成同步接入过程后，与所述源基站断开连接，并且分别向所述源基站和所述目标基站发送切换确认消息，所述源基站接收到源切换确认消息后，将正在缓存和没有发送至所述用户设备的用户数据发送至所述目标基站；

步骤S708，所述目标基站完成和网络侧功能实体的切换，与所述用户设备建立连接并进行通信。

11.根据权利要求10所述的切换控制方法，其特征在于，所述切换控制方法用于通信网络。

12.根据权利要求11所述的切换控制方法，其特征在于，所述通信网络包括长期演进网络。

13.一种切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S902，目标基站确定用户设备可以接入后，将给定的无线链路释放时间延迟信息通过切换指示消息发送至所述用户设备；

步骤S904，所述用户设备收到切换指示消息后，不切断与所述源基站的无线链路连接，启动与目标基站的同步建立过程，并且所述源基站向所述目标基站转发正在缓存和发送的用户数据；

步骤S906，当所述无线链路释放时间延迟时间到达后，所述用户设备和所述目标基站同时切断无线链路连接，并且所述源基站向所述目标基站发送已经正确传输的数据序号，所述目标基站根据所述数据序号确定所述用户设备的用户数据发送起始位置；以及

步骤S908，所述目标基站完成和网络侧功能实体的切换，与所述用户设备建立连接并进行通信。

14.根据权利要求13所述的切换控制方法，其特征在于，所述切换控制方法用于通信网络。

15.根据权利要求14所述的切换控制方法，其特征在于，所述通信网络包括长期演进网络。

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