利用移动中继切换的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及无线通信系统，并且具体地说，涉及这种系统中的切换方法。
【背景技术】
[0002]无线通信系统是广泛已知的，其中，用户站在通过基站提供的小区中无线地通信。与现有系统相比，诸如通用移动电信系统(UMTS)和UMTS长期演进(LTE)的下一代无线通信系统旨在向用户提供改进的服务。对于处理和发送宽范围信息(如话音、视频以及IP多媒体数据)来说，这些系统被期望提供高数据速率服务。
[0003]随后的描述将通过示例的方式来参考LTE，并且图1中例示了 LTE中的基本系统架构。在LTE中，用户站被称为用户设备(UE)，而基站被称作增强NodeB (eNB)。如可以看出，每一个UE 12经由Uu接口通过无线链路连接至eNB 11，其限定用于无线通信的一个或许多小区。存在被称为“eUTRAN”的eNB网络。
[0004]每一个eNB 11依次地通过(通常地)利用称作SI的接口的无线链路连接至更高级或“核心网络”实体，包括服务网关(S-GW 22)，和用于管理该系统和向网络中的其它节点(具体来说，eNB)发送控制信令的移动管理实体(MME 21)。另外，存在未示出的分离的或者与S-GW 22组合的Η)Ν[分组数据网络]网关(P-GW)，以与包括因特网的任何分组数据网络交换数据分组。针对核心网络EPC(其中，EPC代表演进分组核心)的有线链路被称为“回程”并且采用因特网协议(IP)。
[0005]如MME/S-GW与PDN-GW之间的上述差别所暗示的，在LTE中，控制信令与用户数据业务分离；由此，存在与“控制层面”不同的“用户层面”。图1中，Si接口被标注Sl-υ，后缀-U指示被eNB 11采用的用户层面，以向和从S-GW 22传送用户数据。S-GW负责在下行链路上向UE12并且在上行链路上分组转发用户数据。S-GW 22在UE 12的切换期间从一个eNB 11向另一个提供用于用户层面的“移动销(mobility anchor)”。
[0006]与此并行地，存在接口 Sl-MME(有时称作S1-C)，eNB 11与MME 21经由该接口交换控制消息。MME 21的主要功能(如其名称所暗示的)是管理UE 12的移动性，并且它是仅信令实体；换句话说，用户数据分组不经过MME。MME 21还负责控制安全(包括认证用户)，并且负责EPS载体控制(参加下面)。在实践中，可能存在形成MME “池”的几个MME。一个eNB可以具有朝着几个MME的几个Sl-MME接口。
[0007]另外，如图1所示，例如，在从一个小区向另一个切换UE 12时，eNB 11利用用于相互协调的称作X2的接口，通过(通常的)无线链路在它们之间进行通信。在两个eNB之间仅存在一个X2接口。
[0008]在上述配置中，eNB之间的通信可以被视为节点(处于同一层级的网络节点)与构成该系统中的更高级实体的MME之间的通信。
[0009]为支持下一代无线通信系统中的高数据速率，中继节点可以被采用为用户站与基站之间、或者换句话说(在LTE的情况下)，UE与eNB之间的容量助推器。所谓的移动中继基站是中继节点的一种可能类型。移动中继基站提供和常规基站相同的功能，但它们针对网络的链路利用和UE所使用的类似的无线电接口来提供。换句话说，移动中继基站按和普通UE类似的方式连接至eNB (在LTE中称作“施主” eNB或DeNB)。
[0010]如名称所暗示的，希望移动中继基站具有全部基站功能，具体来说，用于处理用户层面和控制层面通信两者的能力。还如名称所暗示的，移动中继基站是移动的，换句话说，可以假定其相对于eNB (其通常固定)，而且还可能相对于其所连接至的至少一些UE以某一速度移动。从而，随着移动中继基站的移动，其必须从服务DeNB切换至另一 DeNB，以便保持针对网络的连续连接。因为希望移动中继基站处理控制层面和用户层面通信，所以移动中继基站的切换常规上涉及切换两类通信。
[0011]图2中示出了具有移动中继基站的基本LTE系统架构。UE 12利用Uu无线电接口通过无线链路连接至移动中继基站(图2中标注移动中继14)。该移动中继14经由Un接口通过无线链路转而连接至DeNB 13。该施主(还称作锚)eNB 13可以服务一个或更多个移动中继14 (并且可以服务其它种类的中继节点)，并且还可以直接与其它UE通信。
[0012]用于UE 12的用户层面数据(用户数据业务)被路由至S_GW(标注服务网关22)。典型地讲，S-GW被用于几个eNB，它们可以通过X2接口互连，其可以是eNB之间的真实物理连接，或者被实现为经由其它网络节点的逻辑连接。DeNB 13是利用无线电接口(Un)连接至移动中继14的eNB，并且其使用与Uu无线电接口类似的无线资源。
[0013]尽管移动中继像eNB —样被处理至某一程度，并由此需要发送和接收Sl-AP和/或X2-AP信令，但如根据图2清楚的，SI (而且可能的话，X2)接口在Un接口上的RN及其DeNB之间承载。
[0014]在无线电网络中的节点之间(如在移动中继与eNB之间)传送消息涉及使用多层协议栈。在发送侧上，从应用层处的栈顶部开始，该协议栈中的每一个层按某一方式处理数据单元(分组)，通常在将其向下传递至下一下层或子层之前将一报头添加至该数据单元。该报头包括标识在该协议层处执行的操作的字段。在接收侧上，每一个层都解码插入对应的发送侧层中的报头，以允许重建数据单元，其接着被向上传递至下一更高层。
[0015]图3示出了 LTE中的用于(I)用户层面和(2)控制层面的协议栈。
[0016]在该用户层面中，用户数据业务经由两个无线电接口(Uu和Un)传输。该用户层面由分组数据汇聚协议(rocp)层、无线链路控制(RLC)层、媒体接入控制(MAC)层以及物理(PHY)协议层构成。在roCH协议层处，对本目的具体相关的一个协议是GTP-υ，其在eNB与S-GW之间的SI接口并且在S-GW与P-GW之间的S5/S8接口上使用。GTP代表GPRS隧道化协议，并且允许在P-GW与eNB之间运送(“隧道化”)用户数据分组。
[0017]概念“载体”对于实现诸如LTE的基于分组的网络中的服务质量(QoS)来说是重要的。一般来说，“载体”可以被视为具有限定的容量、延迟以及比特差错率等的信息传输路径，以使得能够提供给定的服务或控制功能。可以建立不同类型或层级的载体，该无线电部分利用无线资源控制或RRC来建立。单一 UE可以同时与其多个载体相关联，以向用户提供不同的服务。
[0018]图4示出了在LTE中采用的EPS载体服务结构。该图的左侧表示具有EPC的eUTRAN占用该图的中部。在右手侧处，如所指的，在LTE系统外侧，存在因特网。垂直栏表示用户层面中的主实体，从UE 12至eNB 11直到S-GW 22和P-GW 23，在连接至P-GW 23的对等实体24(如，因特网web服务器)中终止。通信在S5或S8接口上的S-GW与P-GW之间发生。为提供UE 12与对等实体24之间的端至端服务(如该图中上水平带所示)，该系统如所示设立“载体”。EPS载体表示LTE系统内的整个连接；其构成用于特定服务的QoS流。该连接经由外部载体在LTE系统之外继续。
[0019]该EPS载体依次由UE 12与eNB 11之间的链路上的无线载体、和eNB 11与S-GW22之间的SI载体构成。另一载体(S5/S8载体)在S-GW 22与P-GW 23之间设立。每一个载体都可以被视为用于传输分组的指定协议层中的“隧道”，连接端点达特定服务或“会话”(例如，话音呼叫或下载)的持续时间。由此，无线载体在UE 12与eNB 11之间传输更高层EPS载体的分组，而SI载体在eNB 11与S-GW 22之间传输EPS载体的分组。考虑到E-UTRAN中的资源情况和已经在进行中的现有会话，先前提到的通过RRC的载体控制包括针对一特定会话设立载体，以确保足够的QoS。其还涉及修改和释放无线载体。
[0020]LTE中的切换和信令过程的进一步细节包含在下列文献中(其通过引用并入于此):_
[0021]3GPP TS36.300 “Evolved Universal Terrestrial Rad1 Access (E-UTRA)and Evolved Universal Terrestrial Rad1 Access Network (E-UTRAN) ；0veralldescript1n ；Stage 2，，
[0022]3GPP TS36.331“Evolved Universal Terrestrial Rad1 Access (E-UTRA) ；Rad1Resource Control (RRC) ；Protocol specificat1n，，
[0023]3GPP TS36.413 “Evolved Universal Terrestrial Rad1 Access (E-UTRA) andEvolved Universal Terrestrial Rad1 Access Network(E-UTRAN) ；SlApplicat1nProtocol (Sl-AP)”
[0024]3GPP TS36.423 “Evolved Universal Terrestrial Rad1 Access (E-UTRA) andEvolved Universal Terrestrial Rad1 Access Network(E-UTRAN) ；X2Applicat1nProtocol(X2-AP)”
[0025]如已经提到，在如图2中的采用移动中继的无线通信系统中，需要切换移动中继，并因此切换连接至那些移动中继的UE。LTE和UMTS网络中的针对处于连接模式中的UE的移动管理功能处理用于切换的所有必需步骤。这些步骤包括以下处理，在源网络侧上的最终HO切换判定(控制和估计UE和基站测量)