用于主动的u平面切换的系统和方法

用于主动的u平面切换的系统和方法
【专利摘要】用户设备UE具有到宏小区的c-平面连接和到源本地小区的u-平面连接。U-平面连接被切换到目标本地连接，同时维持c-平面连接，从而宏小区可以促进u-平面切换。在一个实施例中，UE可以使用关于源本地小区的覆盖信息和它自己的移动性来预测何时将需要切换并且宏小区可以识别哪一个是目标本地小区。切换可以跨源和目标本地小区之间的覆盖间隔而发生，其中在处于其范围内以前，UE获得用于目标本地小区的同步信息和专用前导。在例子中，在UE处于目标本地小区的范围中时，路径交换和UE上下文的传输也可以发生。
【专利说明】用于主动的U平面切换的系统和方法

【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及无线通信，并且更具体地，涉及将用户设备从一个接入节点向另一个接入节点切换，特别是在具有宏小区和微/微微小区的异构网络中。

【背景技术】
[0002]该部分旨在向在权利要求书中描述的本发明提供背景或上下文。这里的描述可以包括可以被探寻的概念，但不必是先前已经被设想、实现或描述过的那些概念。因此，除非在这里相反的指示，在该部分所描述的并不是本申请说明书和权利要求书的现有技术并且也不会由于包括在该部分而被认为是现有技术。
[0003]演进的通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN，也称为长期演进或LTE)的版本10利用载波聚合(CA)来操作，其中整个系统带宽被划分成多个分量载波(CC)。图1示出LTE载波聚合概念的通用概念。被指派为主分量载波(PCC，有时称为PCell)的分量载波中的至少一个后向兼容于传统版本8。对于能够工作在多个CC上的版本10兼容的用户设备(UE)来说，网络将向其分配一个PCC和可能附加地向其分配一个或多个辅CC(SCC，有时也称为SCell)。
[0004]LTE-高级(LTE-A)针对于以很低的成本来提供更高的数据速率。一个显著的变化是LTE-A将包括超过20MHz的带宽扩展，例如大于或小于20MHz的CC的聚合。一些研宄预测无线业务量将在2010和2020之间以1000的因子增加。随着CA的可能性已被研宄并且被开发以更好地处理该迅速增长的业务量，异构网络概念已经演进，其中工作在一个或多个SCC频带上的较小(本地)小区位于工作在PCC频带以及可能也工作在一个或多个SCC频带上的较大小区内。在LTE术语中，较大小区的接入节点被称为宏eNB，并且较小/本地小区的接入节点则将变化地称为微(或微微)eNB、家庭eNB (HeNB)或接入点(AP)。该相同的术语在此以通用的方式来使用并且并不必然地暗示仅LTE或LTE-A无线电接入技术。
[0005]由于急剧增长的无线业务以及进一步扩展宏小区的数量的难度，特别是在其中宏小区之间的距离已经很短的大城市中，存在将业务移向那些本地小区的增长需求。图2绘出示例的异构网络，其具有一个宏小区，该宏小区通过X2数据/控制接口连接到三个微微/本地小区。在宏小区/宏eNB 22的地理覆盖区域内，可以存在许多本地小型小区/AP 23、24,25ο此类的本地小型小区可以工作在许可的或未许可的频带上。图1最右边的SCC与其他的CC是频率非连续的，以指示其位于未许可的频谱中。
[0006]向未许可的频带卸载业务，或更技术上来说，向许可免除频带卸载业务是管理增长的无线业务负载的一种方式，并且第三代合作伙伴计划(3GPP)已经在探宄如何使得这更为有效地进行的细节。参见例如Intel的文档RP-111354，标题为NEW STUDY ITEMPROPOSAL FOR RAD1 LEVEL DYNAMIC FLOW SWITCHING BETWEEN 3GPP-LTE AND WLAN((3GPPTSG RAN#53 ;福冈，日本；2011年9月13-16日)，其探宄未许可的频谱如何经由无线局域网(WLAN)与蜂窝的集成使用来获益。WLAN确实具有较小小区，其可以位于特定的LTE宏小区内，但WLAN带来发送功率并且因此范围的限制。类似地，如果LTE将使用未许可的频带，由于在未许可的频带本身上的限制，那些LTE小型小区也将是本地的。其他的使用场景具有向许可的频带的卸载，其中例如运营商可以向一个或多个本地小区分配一些其自己的无线电频谱，或小型小区可以通过用于本地部署的专用频谱来操作。
[0007]另一篇与在许可的频带的宏小区内的未许可的频带的小型小区的问题相关的论文是 Lenin Ravindranath、Hari Balakrishnan 和 Samuel Madden 的、标题为IMPROVING WIRELESS NETWORK PERFORMANCE USING SENSOR HINTS(http://nms.csail.mit.edu/papers/wesp-nsdiI 1-final, pdf，最后一次访问是 2012 年 6 月 27 日；由 MITNEWS 引用；C0NSTANT CONNECT1N,日期 2011 年 4 月 12 日，参见 http://web.mit.edu/newsoffice/2011/mot1n-data-wireless-0412.html)。该论文详细地描述了用于最大化吞吐量或最小化切换的协议，并且使用移动客户端的相关信号强度和报头信息来更新用于扫描相邻AP的周期(以最大化吞吐量)并且更新AP信号强度的列表以找到用于切换的较佳的一个AP (以最小化切换)。
[0008]并且最终还有NTT DoCoMo的详细演示，其描述对于广域(宏)覆盖和局域覆盖二者的增强，其被建议为改进频谱效率以用于LTE无线电接入技术的未来提升(参见NTTDoCoMo公司的针对LTERel-12向前的要求、候选方案&技术地图；版本12和向前的3GPP工作组；卢布尔雅那、斯洛文尼亚；2012年6月11-12日)。


【发明内容】

[0009]在本发明的第一示例性方面中，存在一种方法，包括:在将用户设备在至少控制平面中连接到宏小区时:a)建立到源本地小区的用户平面连接；b)预测何时将需要从源本地小区进行用户平面切换；c)利用所述宏小区以促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的所述用户平面切换。
[0010]在本发明的第二示例性方面中，存在一种设备，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。所述至少一个处理器和计算机程序代码被配置成，利用至少一个处理器并且响应于计算机程序代码的执行，使得所述设备至少:在将包括所述设备的用户设备在至少控制平面中连接到宏小区时:a)建立到源本地小区的用户平面连接；b)预测何时将需要从源本地小区进行用户平面切换；c)利用所述宏小区以促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的所述用户平面切换。
[0011]在本发明的第三示例性方面中，存在一种计算机可读存储器，其存储包括以下代码的指令程序:用于建立到源本地小区的用户平面连接的代码；用于预测何时将需要从源本地小区进行用户平面切换的代码；以及用于利用所述宏小区以促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的所述用户平面切换的代码。
[0012]在本发明的第四示例性方面中，存在一种方法，包括在源本地小区，建立与用户设备的用户平面连接；所述源本地小区向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的信息；以及根据基于所述用户设备的位置和移动性的切换预测把用户设备的用户平面连接切换到目标本地小区。
[0013]在本发明的第五示例性方面中，存在一种设备，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置成利用至少一个处理器并且响应于计算机程序代码的执行，使得设备至少:建立与用户设备的用户平面连接；向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的信息；以及根据基于所述用户设备的位置和移动性的切换预测把所述用户设备的用户平面连接切换到目标本地小区。
[0014]在本发明的第六示例性方面中，存在一种计算机可读存储器，其存储包括以下代码的指令程序:用于建立与用户设备的用户平面连接的代码；用于向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的信息的代码；以及用于根据基于所述用户设备的位置和移动性的切换预测把所述用户设备的用户平面连接切换到目标本地小区的代码。
[0015]在本发明的第七示例性方面中，存在一种方法，包括宏小区建立与用户设备的控制平面连接；宏小区将去向和/或来自于用户设备的业务卸载到源本地小区，同时维持所述控制平面连接；以及宏小区促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的用户平面切换。
[0016]在本发明的第八示例性方面中，存在一种设备，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置成利用至少一个处理器并且响应于计算机程序代码的执行，使得所述设备至少:建立与用户设备的控制平面连接；将去向和/或来自于用户设备的业务卸载到源本地小区，同时维持所述控制平面连接；以及促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的用户平面切换。
[0017]在本发明的第九示例性方面中，存在一种计算机可读存储器，其存储包括以下代码的指令程序:用于建立与用户设备的控制平面连接的代码；用于将去向和/或来自于用户设备的业务卸载到源本地小区，同时维持所述控制平面连接的代码；以及用于促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的用户平面切换的代码。

【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1是示出例如可能在异构网络中使用的载波聚合系统中的分量载波的示意图。
[0019]图2是其中这些教导的实施例可以被实施以获益的异构网络无线电环境的示意图。
[0020]图3是示出如图2中所示的一个LTE宏eNB内的LTE AP之间的示例切换过程的信令图，并且是这些教导的一个非限制性实施。
[0021]图4-图6是根据本发明的示例性实施例的分别从用户设备、源本地小区和宏小区的角度示出的方法的操作以及由设备执行包括在计算机可读存储器上的计算机程序指令集的结果的逻辑流程图。
[0022]图7是用户设备和源本地小区/AP和宏小区/eNB的简化框图，所有的这些是适合于在实践本发明的示例性实施例中所使用的示例性装置。

【具体实施方式】
[0023]下面的教导描述了 UE 20从源AP到目标AP的切换。相比较于现有技术的切换，存在根据这些教导的切换的若干显著区别。提前理解这些区别将使得下面更为详细的例子更为清楚。
[0024]首先，在这些教导中，UE 20至少在控制平面(c-平面)中维持其与宏小区的连接，并且切换在本地小区之间并且仅在用户平面(u-平面)中。相比较于其中即使软切换是典型总的现有技术来说，C-平面和U-平面二者被传输到目标小区。
[0025]其次，两个本地小区之间的u-平面切换由宏小区来促进。将其与现有技术进行比较，在现有技术中，通常仅涉及切换的网络接入节点是源或服务节点和目标节点。尽管一些现有技术切换可能使用蜂窝网络分层中更高的某个节点，例如移动性管理实体MME来辅助从服务eNB向漂移eNB传输切换相关信息，此类更高的节点不是接入节点，并且不直接与UE进行无线电接触，而是仅仅通过接入节点。
[0026]再次，这些教导支持两个本地小区之间的直接U-平面切换，即使在它们之间存在覆盖间隔，例如在图2处的AP 23和AP 25之间所示出的。在现有技术中，此类的跨覆盖间隔的切换是不允许的，并且即使有意尝试，如果在跨此类的覆盖间隔的切换期间存在某些活跃数据交换正在进行，则结果将是丢失连接和放弃的上行链路(UL)和/或下行链路(DL)数据。现有技术切换通常限于UE在具有重叠覆盖区域的小区之间的切换，例如图2中的AP24和AP 23之间的切换，从而UE的无线连接将不会丢失。
[0027]从上面的第一区别可以清楚的是UE将维持与宏小区22的固定连接。在载波聚合布置中，这将在PCC上(并且因此在许可的频带上)并且有利的部署场景是宏小区正在使用来自于本地小区额外容量，每个本地小区具有SCC。在一个特别有利的实施例中，这些本地小区正在使用未许可的频带，但下面的例子可以容易被扩展到其中本地小区操作在许可的无线电频谱的情形中。UE 20因此通过下面描述的切换过程、至少在C-平面中与宏小区22连接。可以的是UE 20也具有与宏小区22的某个U-平面连接，但为了简化的目的，在下面的例子中，针对所涉UE 20的所有U-平面活动性是与本地小区。这里为了清楚而描述这些教导而非借此限制它们的范围。
[0028]作为根据这些教导的本地小区之间的切换的概略，UE 20的移动性/位置信息用于预测需要在本地小区之间的切换，并且接着如果实际需要该切换，则以主动的方式来促进该切换。UE 20首先获得其连接到的小型小区的地理覆盖区域的信息，这使得其能够从其自己的位置和移动性来识别出对于切换的任何潜在需求。该基于位置和覆盖信息促进在宏小区内的本地小区之间的切换的通用概念也不视为在现有技术内，因为其是处理本地小区间的切换而同时保持锚定到宏小区的概念。
[0029]尽管下面的例子假设涉及U-平面切换中的本地小区在相同的宏小区下，这些例子容易被扩展到两个另外的情形。一个是其中源本地小区在源宏小区下并且目标本地小区在相邻目标宏小区下。对于该情形，存在两个本地小区之间的U-平面切换，其完全与下面的例子一致，并且额外地，两个相邻宏小区之间的C-平面切换。下面的例子简单地针对于该情形来扩展，使得两个宏小区交换必要的信息，而在下面的例子假设该必要的信息仅保持在单个的宏小区中。下面教导的第二扩展涉及仅宏小区间的切换。在宏小区之间应用相同的方法的情形中，将在源宏小区处需要关于源和目标宏小区覆盖的信息，即，信息将存在于涉及它们和它们的相邻者的所有宏小区处。接着，切换可以以类似的主动方式来完成，而宏小区实施这里针对于本地和宏小区二者所描述的动作。一个区别在于在该情形中，C-平面和U-平面二者将被切换。
[0030]在下面的特定例子中，切换被假设在本地小区之间存在覆盖间隔的本地小区之间，因为这是更为复杂的情形。不失一般性，这些例子假设LTE无线电接入技术，从而维护用于UE吞吐量的C-平面的宏小区将是图2的宏eNB 22，并且如图2处所总体示出的，u_平面切换将从源LTE AP 23到目标LTE AP 25。
[0031]这些教导的示例性实施例令UE 20获得关于其源AP 23的连接性的覆盖区域的信息。例如，这可以是多边形(xi，yi)的形式，其给出笛卡尔坐标(或极坐标或某个其他的坐标系统)。在另一实施例中，该覆盖区域可以是源AP 23的地理位置的形式以及其覆盖半径的估计。如果源AP 23操作在多个频率上，则多边形可以是(xi，yi，fi)的格式，其中fi指示与指示的覆盖区域相关的第i个频带的中心频率。类似的频率特定覆盖区域可以使用位置和覆盖半径格式来给出。在一个实施例中，当首次建立与源AP 23的连接时，UE 20获得该覆盖信息。替代地，UE 20可以从源AP的广播系统信息SI获得该覆盖信息。在仍另一个例子中，UE 20可以经由专用信令或经由广播系统信息(例如在主信息块中)来从宏小区22获得各种本地小区的覆盖信息，所述专用信令将携带与UE的当前位置相关的那些本地小区的覆盖信息，而所述广播系统信息可以携带在宏eNB 22下的所有本地小区的覆盖信息(并且也可能在相邻宏小区下的所有本地小区，这些所有本地小区也相邻于本地小区之一，该本地小区之一在广播的宏eNB的覆盖区域下)。
[0032]图3以UE 20与源AP 23建立并且与其交换分组数据302A开始，其也在源AP 23和服务网关(GW/MME)26以及更宽的因特网之间交换302B。如上所指出的，UE 20也知道源AP 23的覆盖区域，并且UE 20将接着检测其是否正在移动。在一个实施例中，UE 20可以通过其与宏eNB 22的U-平面连接来获得关于本地AP 23的覆盖信息。宏小区22可以从各种本地小区23、24、25通过其与它们的X2(或其他数据/控制)接口来了解这些本地小区的覆盖信息，如图2处所示。UE 20通过使用其自己的内部加速计、或UE 20经由卫星定位系统(例如GPS或GLANOSS)获得的位置信息，或通过来自于其位置已知的陆地无线电发射机的三角测量来检测其是否正在移动以及沿什么方向移动。如果UE 20检测到其正在移动，则在图3的304处，其运行软件例程来检查是否很快将需要切换。UE 20接着可以使用关于其位置、其移动轨道(其通过连续的位置来获得)以及其速度的信息来预测UE是否以及何时将走出其源AP 23的覆盖区域。如果这次到覆盖区域的边缘小于某个预定的阈值，则UE 20认为切换是可能的并且如下准备。
[0033]UE 20可以接着与网络协商，优选地是宏eNB 22，但替代地是源AP 23，以确定哪一个可能是下一目标AP。有若干种方式来实现此:例如，当UE 20将到达源AP的覆盖区域的边缘时，UE 20可以在图3的304处通知网络关于其预测的时间以及位置。在优选的实施例中，该交换是与宏eNB 22，以便宏eNB 22可以检查在目标AP中是否有足够的无线电资源，或宏eNB 22可能已经知道目标AP不能接受任意额外的业务负载。如果没有合适的候选目标AP (并且通常仅将有一个候选目标AP，因为相比较于宏小区来说，假设它们具有相对小的覆盖区域)，宏eNB 22可以简单地将UE的u_平面移回到宏eNB 22本身，并且同时禁用UE 20可能为了切换的目的而收集的不合适的目标AP的任意UE测量。
[0034]如果UE的移动持续向着目标AP 25并且在该目标AP 25中有可获得的无线电资源，则取决于目标小区是否具有与源AP 23相重叠的覆盖区域，存在两个选项。如果预计的目标AP相邻于源AP 23 (例如如果UE 20从源AP 23向目标AP 24移动，图2中的AP 24)，如果目标AP 24的信号强度的UE测量将支持切换，则将建立促进的切换。在该情形下，UE的相邻小区测量可以具有比传统更少严格的阈值，因为存在额外的信息(例如UE位置和移动性信息)可以用于确信实际需要切换。如果替代地，预计的目标AP不相邻(例如如果UE20沿箭头所指AP 25的方向从源AP 23移动，则图2中的AP 25)，并且源AP 23的信号强度正在减小，则源AP 23将被尽可能长的使用，并且接着将发起向下一非相邻目标AP 25的促进切换。这是与图3的示例信令图相关的场景；在308处，UE移动出源AP 23的覆盖但仍未在与目标AP 25的覆盖内。当移动到更接近于预计的目标AP 25时，将发起涉及AP 25的UE的信号测量。
[0035]在示例性实施例中，促进的切换将需要宏eNB 22在图3的306处通知UE 20关于目标AP 25的信息，例如诸如目标AP 25的身份以及其同步信号。在该促进的切换中，也存在主动的数据路径交换，其中数据路径可以在UE向目标AP 25移动前被建立。例如，一旦UE 20移出覆盖308并且去附着310，源AP 23可以直接或经由宏eNB22向服务GW/MME26发送路径交换请求312，并且接着向目标AP25安全地传输包括安全密钥、承载服务质量(QoS)配置简档和类似等的UE的上下文314。一旦源AP 23作为回答接收路径交换确认(ACK) 316，其可以开始向目标AP 25转发318其从UE 20缓冲或针对于UE 20所缓冲的任意数据。通过这种方式，在UE 20处于新的目标AP 25后，DL数据可以在没有任意额外延迟的情况下向UE20递送。
[0036]在具有UE 20在306处接收到的同步数据和目标AP 25信息后，其可以接着同步320到目标AP 25，即使在其处于范围之前。在考虑目标AP 25在本例子中操作在非许可的频带上，为了使UE对于覆盖间隔的情形更为容易的重新进入目标AP 25，目标AP信息306也可以包括专用前导，UE 20可以将该专用前导使用在目标AP的随机接入信道(RACH)以便将其建立到AP 25。
[0037]在UE 20处于覆盖间隔期间，其当然将不具有发送其具有的任何UL数据的接入节点(假设其仅具有与宏eNB 22的C-平面连接)并且因此将保持其自己的UL数据。在U-平面覆盖间隔期间，针对UE 20的DL数据可以被缓冲在服务GW/MME 26，并且在图3的322处被发送到目标AP 25，这甚至在与其建立UE 20之前，在该情形中，目标AP 25在图3的324处也缓冲来自于MME 26的分组以及来自于源AP 23的那些分组。相比较于更为常规的切换缓冲技术，这可以显著地减小宏eNB 22、UE 20和源和目标AP 23、25之间的控制信令。附加地，这将减小宏eNB 22中的负载，并且同时存在一点额外延迟，其内在于实现跨覆盖间隔的U-平面切换。宏eNB 22可以采取U-平面功能以避免该延迟，但以更多的信令为代价，并且从而微弱的延迟问题被视为超出对于控制信令节省的补偿。
[0038]最终，UE 20例如经由RACH过程326建立其自身与目标AP 25，其中UE 20请求某个带宽(BW)分配。一旦建立，在328处，目标AP 25将向该UE 20发送其具有的所有缓冲的DL数据。在此之后，UE 20和目标AP 25进行常规通信330并且切换被完成。
[0039]对于其中U-平面切换是在具有重叠覆盖区域的例如图2的AP 23和AP24的本地AP之间的情形，可以在切换过程期间获得分集增益。具体地，在该场景的这些教导的一个实施例中，相同的DL分组可以由源AP 23和目标AP 24来递送。然而，UL分组将优选地由UE 20来发送到仅(单个)本地AP，而其U-平面当前附着到该单个的本地AP。
[0040]图3的信令图仅仅是示例性的并且不限于这里的更宽教导。例如，在图3的上述描述的一个变形中，UE 20可以了解哪些本地AP相邻于UE 20令其u平面附着到的本地AP。这可能由源AP作为列表向UE 20来传送，该列表具有涉及UE的源AP的那些相邻本地AP的位置或矢量方向，例如在UE首次附着其U-平面时向UE 20发送或替代地，由源AP来广播。无论何种形式，这可以被认为是本地小区部署“地图”，并且在替代的实施例中，宏小区22可以向UE 20提供该信息，例如在宏eNB 22卸载UE 20到未许可的频带的本地小区前，当U-平面被附着到宏小区22时；或当接收UE的位置和移动性信息时，宏小区22可以通过C-平面来提供该信息(图3的304);或宏eNB 22可以为了整个宏小区来广播该地图信息。在这些替代实施例的任意一个中，当UE 20预期切换时，UE 20没有必要从宏eNB22专门请求相邻本地小区信息，并且在这些实施例中，UE 20可能不需要发送其位置和移动性信息上行链路，其是控制开销信令中的附加节省。在这些实施例中，如果UE 20从其当前源AP 23测量的信号强度低于阈值，并且UE 20本身从其接收的部署地图信息确定UE自己的位置将适于到下一本地AP的连接性，则也可以完成切换。
[0041]在一个实施例中，本地AP也向宏eNB 22报告关于它们参与的每个切换的信息。通过随时间收集的该信息，宏eNB 22可以了解实际的切换条件(例如，对于给定的UE速度，从迟早发生的切换，多少分组被丢弃并且需要重传)，并且做出调整以改进进一步的切换。例如，对于任意的本地AP，宏eNB 22可以调整覆盖区域信息，以改变UE确定何时本地切换可能是必要的。此类的覆盖区域调整可以出现于改变信道条件，例如由于干扰、业务负载和/或环境条件。
[0042]从上面的例子，清楚的是这些教导的某些实施例提供若干个技术效果，包括使得有效使用本地小区容量、平均地更低误分组率以及具有更少延迟的更好服务连续性。这导致更少的无线电链路超时以及因此改进UE 20的电池寿命而没有干扰UE的连接性。当然，当切换直接在本地小区(其之间展示覆盖间隔)之间时，将存在U-平面连接性中的某些中断，但如上所指出的，被视为优选的是经受u平面覆盖中的该微小延迟而非与宏eNB 22建立新的U-平面以及将需要所有的控制信令。另外，上述的图3详细描述通过提前向UE 20提供某些目标小区相关信息例如同步信息和专用RACH前导，并且通过在UE到目标AP 25的U-平面重附着之前执行路径交换，由U-平面断开所造成的破坏可以被十分有效地缓解。
[0043]图4-图6分别从UE 20、本地源AP/小区23和宏小区/eNB 22的角度呈现逻辑流程图。这些和相关的扩展的描述旨在总结上面的例子并且因此不旨在对于上述详细的各种选项是综合性的。
[0044]图4的逻辑流程图总结上面从UE 20的角度详细描述的各种示例性实施例中的一些。具体地，块402提供在图4的剩余期间，其中用户设备至少在控制平面中被连接到宏小区的上下文。接着，在块404处，UE 20建立到源本地小区的用户平面连接。UE在块406处预测何时将需要从源本地小区进行用户平面切换；并且在块408处，UE使用宏小区来促进用户设备的、从源本地小区向目标本地小区的用户平面切换。
[0045]在一个特定的非限制性实施例中，预测何时将需要从源本地小区进行用户平面切换包括确定源本地小区的覆盖区域；以及利用所述用户设备的与覆盖区域相关的位置和移动性信息来预测何时将需要从源本地小区进行用户平面切换。
[0046]在另一非限制性实施例中，由所述用户设备从源本地小区接收所述源本地小区的覆盖区域是当所述用户设备首次建立与所述源本地小区的用户平面连接时，或是从广播系统信息接收。
[0047]在进一步的非限制性实施例中，由所述用户设备从宏小区接收源本地小区的覆盖区域。
[0048]另一非限制性实施例发现利用所述宏小区以促进所述用户平面切换包括以下至少一个:
[0049].响应于向宏小区发送关于所述预测的用户平面切换的信息，从宏小区接收标识目标本地小区的信息；
[0050].从宏小区接收提供与源本地小区相关的至少目标本地小区的位置的部署地图信息；以及
[0051].从宏小区接收用于与目标本地小区建立U-平面连接的关于目标本地小区的同步信息和专用前导中的至少一个。
[0052]在进一步的非限制性实施例中，用户设备从宏小区接收同步信息和专用前导中的至少一个，其中用户平面切换由源本地小区和目标本地小区之间的覆盖间隔来表征，在覆盖间隔期间，所述用户设备的用户平面连接被终止。在这种情况下，对于该实施例，用户设备利用同步信息和专用前导中的至少一个来将用户平面连接重新附着到目标本地小区。
[0053]仍在进一步非限制性实施例中，在所述用户设备的用户平面连接被终止时，所述用户设备缓冲上行链路数据，并且一旦所述用户设备的用户平面连接被重新附着到目标本地小区，则向目标本地小区发送缓冲的上行链路数据。
[0054]在上面的例子中，其在此方面也是非限制性的，到宏小区的控制平面连接在许可的无线电频谱上并且与源本地小区和与目标本地小区的用户平面连接在许可免除的无线电频谱上；并且用户设备使用E-UTRAN无线电接入技术来无线地与所述宏小区、所述源本地小区和所述目标本地小区进行通信。
[0055]图5的逻辑流程图从源本地小区23的角度总结本发明的各种示例性实施例的一些实施例。在块502处，源本地小区与用户设备建立用户平面连接。接着，在块504处，源本地小区向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的信息。最终，在块506处，根据基于用户设备的位置和移动性的切换预测，源本地小区将所述用户设备的用户平面连接切换到目标本地小区。
[0056]在一个特定的非限制性实施例中，响应于建立用户平面连接或在广播系统信息中向所述用户设备提供关于源本地小区的覆盖区域的信息。
[0057]在另一非限制性实施例中，其中对于与所述源本地小区处于相同异构网络中并且与所述源本地小区相邻的所有本地小区，关于所述覆盖区域的信息包括与所述源本地小区的位置相关的位置信息。
[0058]仍在进一步的非限制性实施例中，由所述源本地小区接收来自所述用户设备的所述切换预测。
[0059]仍在另一非限制性实施例中，所述源本地小区完成所述切换预测。
[0060]在另一非限制性实施例中，至少针对其中在切换到所述目标本地小区之前终止所述用户设备的用户平面连接的情形，所述方法进一步包括向与所述用户设备具有控制平面连接的宏小区发送路径切换请求；以及向目标本地小区提供用户设备的上下文信息。
[0061]图6的逻辑流程图从宏eNB 22的角度总结本发明的各种示例性实施例的一些示例性实施例。在该情形中，在块602处，宏小区与用户设备建立控制平面连接。这可以是常规的，并且在块602处，可以存在与C-平面建立的U-平面连接。接着，在块604处，宏小区将去向和/或来自于用户设备的业务卸载到源本地小区，同时维持控制平面连接。接着，在块606处，宏小区促进用户设备的、从源本地小区到目标本地小区的用户平面切换。
[0062]在各种非限制性实施例中，促进用户平面切换包括向用户设备提供以下至少一个:
[0063].响应于从用户设备接收预测用户平面切换的信息而标识目标本地小区的信息；
[0064].提供与源本地小区相关的至少目标本地小区的位置的部署地图信息；以及
[0065].用于建立与目标本地小区的U-平面连接的关于目标本地小区的同步信息和专用前导中的至少一个。
[0066]在图4-图6处示出的各种块可以被认为是多个耦合的逻辑电路单元，其被构建成实施相关功能，或存储在计算机可读存储器中的多个系列的计算机程序代码或指令的特定结果。此类的块和它们所代表的功能是非限制性的例子，并且可以实施在例如集成电路芯片和模块的各种组件中，并且本发明的示例性实施例可以被实现在体现为集成电路的装置中。集成电路或多个电路可以包括电路装置(以及可能地固件)，用于体现数据处理器或多个数据处理器、数字信号处理器或多个数字信号处理器、基带电路装置和射频装置中的至少一个或多个，它们可以配置成根据本发明的示例性实施例来操作。
[0067]现在对图7做出参考，其用于示出适于在实践本发明的示例性实施例中使用的各种电子设备和装置的简化框图。在图7中，宏eNB 22适于通过无线链路10与装置进行通信，该装置例如移动设备/终端例如UE20，并且通过控制/数据链路(例如X2链路)与本地AP 23通信，在该图示中，本地AP 23位于源本地AP的位置。UE 20在u_平面上与源本地AP 23进行无线通信，并且在C-平面上与宏eNB 22无线通信。尽管在这些教导的实施例中，通常有若干个AP与宏eNB 22协作，并且若干个UE与宏eNB 22连接并且可能也与源本地AP 23连接，为了简化，在图7处仅示出一个源本地AP 23和一个UE 20。宏eNB 22可以是除任何蜂窝/许可频带的无线网络的本地AP以处的任何接入节点(包括频率选择性中继器或远程无线电头端)，而无线网络例如LTE、LTE-A、GSM、GERRAN、WCDMA和类似等。类似地，源本地AP 23可以使用在未许可频带上的那些其他示例性无线电接入技术的任意一个，或其可以使用例如用于WLAN的IEEE 802.11的非蜂窝无线电接入技术。宏eNB 22作为其一部分的运营商网络也可以包括网络控制单元，例如移动性管理实体MME和/或服务网关SGW 26，或无线电网络控制器RNC，其提供与另外的网络的连接性(例如，公共交换电话网络和/或数据通信网络/因特网)。宏eNB 22经由控制和数据链路14与MME/SGW 26耦接。
[0068]UE 20包括例如至少一个数据处理器(DP) 20A的处理装置，例如存储至少一个计算机程序(PROG) 20C或其他可执行指令集的至少一个计算机可读存储器(MEM) 20B的存储装置，用于经由一个或多个天线20F与宏eNB 22和源本地AP 23进行双向无线通信的例如至少一个发射机TX 20D和至少一个接收机RX 20E的通信装置。另外存储在MEM 20B中的参考标号20G处的是UE的算法或功能，用于测量其位置和移动性/路径，以用于本身预测何时需要切换(HO)，或向宏eNB22或源本地AP 23发送其位置和移动性信息，以便由这些接入节点之一来做出预测，而同时维持其与宏eNB 22的C-平面连接，如上面详细描述的。
[0069]宏eNB 22也包括例如至少一个数据处理器(DP) 22A的处理装置，例如存储至少一个计算机程序(PROG) 22C或其他可执行指令集的至少一个计算机可读存储器(MEM) 22B的存储装置，以及用于经由一个或多个天线22F与UE 20 (或多个UE)进行双向无线通信的例如发射机TX 22D和接收机RX 22E的通信装置。eNB的与源本地AP 23的通信优选地是通过有线或光链路16，但是在一些情形中，也可以是无线RF回程链路。宏eNB 22在块22G处存储算法或功能，用于促进UE 20的、从源本地AP 23到目标本地AP (图2的25或24)的U-平面切换，而同时维持其与UE 20的C-平面连接。
[0070]类似地，源本地AP 23包括例如至少一个数据处理器(DP) 23A的处理装置，例如存储至少一个计算机程序(PROG) 23C或其他可执行指令集的至少一个计算机可读存储器(MEM) 23B的存储装置，以及用于经由一个或多个天线23F、通过无线链路11与UE 20 (或多个UE)进行双向无线通信的例如发射机TX 23D和接收机RX 23E的通信装置以及用于与宏eNB 23交换信息的通信装置。源本地AP 23在块23G处存储算法或功能，用于向UE 20提供其地理覆盖区域，并且用于将UE 20的U-平面连接切换到目标本地AP，如上详细描述的。
[0071]UE 20、宏 eNB 22 以及源本地 AP 23 中的 PR0G20C/20G/22C/22G/23C/23G 中的至少一个假设包括程序指令集，当由相关的DP 20A/22A/23A执行时，使得设备根据本发明的示例性实施例来操作，如上所详细描述的。在这些方面，本发明的示例性实施例可以至少部分地通过存储在MEM 20B、22B、23B上的计算机软件来实现，该计算机软件可以由UE 20的DP 20A和/或由宏eNB 22的DP 22A和/或由源本地AP 23的DP 23A来执行；或通过硬件，或通过有形存储的软件和硬件(以及有形存储的固件)的组合来实现。实现本发明的这些方面的电子设备不需要是在图7处示出的整个设备，或其可以是相同的一个或多个组件，例如如上所述的有形存储的软件、硬件、固件和DP，或片上系统SOC或专用集成电路ASICo
[0072]通常，UE 20的各种实施例可以包括但不限于具有无线通信能力的个人便携式数字设备，包括但不限于蜂窝电话、导航设备、膝上型/掌上型/台式计算机、数字照相机和音乐设备以及因特网装置。宏eNB 22和源本地AP 23的示例性和非限制性实施例如上所指为基站、远程无线电头端等。
[0073]计算机可读MEM 20B、22B、23B的各种实施例包括适于本地技术环境的任意的数据存储技术类型，包括但不限于基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器、可移动存储器、盘存储器、闪存存储器、DRAM、SRAM、EEPROM和类似等。DP 20A、22A、23A的各种实施例包括但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和多核处理器。
[0074]鉴于上述的描述，对于本发明的上述示例性实施例的各种修改和改动对于本领域技术人员来说可能变得明显。尽管在LTE和LTE-A系统的上下文中描述了示例性实施例，如上所指出的，本发明的示例性实施例可以结合各种其他类型的无线电接入技术来使用。
[0075]进一步，上述非限制性实施例的各种特征的一些可以被有利的使用而不需要其他所述特征的相应使用。因此上述描述可以被认为仅仅是本发明的原理、教导和示例性实施例的说明而非对其进行限制。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 在将用户设备在至少控制平面中连接到宏小区时: 建立到源本地小区的用户平面连接； 预测何时将需要从所述源本地小区进行用户平面切换；以及 利用所述宏小区以促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的所述用户平面切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其中预测何时将需要从所述源本地小区进行所述用户平面切换包括: 确定所述源本地小区的覆盖区域；以及 利用所述用户设备的与所述覆盖区域相关的位置和移动性信息来预测何时将需要从所述源本地小区进行所述用户平面切换。
3.根据权利要求2所述的方法，其中由所述用户设备从所述源本地小区接收所述源本地小区的所述覆盖区域是: 当所述用户设备首次建立与所述源本地小区的所述用户平面连接时；或者 从广播系统信息接收。
4.根据权利要求2所述的方法，其中由所述用户设备从所述宏小区接收所述源本地小区的所述覆盖区域。
5.根据权利要求1-4的任意一项所述的方法，其中利用所述宏小区以促进所述用户平面切换包括以下至少一个: 响应于向所述宏小区发送关于预测的用户平面切换的信息，从所述宏小区接收标识所述目标本地小区的信息； 从所述宏小区接收提供与所述源本地小区相关的至少所述目标本地小区的位置的部署地图信息；以及 从所述宏小区接收用于与所述目标本地小区建立u平面连接的关于所述目标本地小区的同步信息和专用前导中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述用户设备从所述宏小区接收所述同步信息和所述专用前导中的至少一个，其中所述用户平面切换由所述源本地小区和所述目标本地小区之间的覆盖间隔来表征，在所述覆盖间隔期间，所述用户设备的所述用户平面连接被终止，所述方法进一步包括: 所述用户设备利用所述同步信息和所述专用前导中的至少一个来将所述用户平面连接重新附着到所述目标本地小区。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法进一步包括在所述用户设备的所述用户平面连接被终止时，所述用户设备缓冲上行链路数据，并且一旦所述用户设备的所述用户平面连接被重新附着到所述目标本地小区，所述用户设备向所述目标本地小区发送缓冲的上行链路数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其中到所述宏小区的所述控制平面连接在许可无线电频谱上并且与所述源本地小区和与所述目标本地小区的所述用户平面连接在许可免除无线电频谱上。
9.根据权利要求1-8的任意一项所述的方法，其中所述方法由所述用户设备来执行，所述用户设备使用E-UTRAN无线电接入技术来无线地与所述宏小区、所述源本地小区和所述目标本地小区进行通信。
10.一种装置，包括: 至少一个处理器；以及 包括计算机程序代码的至少一个存储器； 其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成，利用所述至少一个处理器，使得所述装置至少: 当在将包括所述装置的用户设备在至少控制平面中连接到宏小区时: 建立到源本地小区的用户平面连接； 预测何时将需要从所述源本地小区进行用户平面切换；以及 利用宏小区以促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的所述用户平面切换。
11.根据权利要求10所述的装置，其中预测何时将需要从所述源本地小区进行所述用户平面切换包括: 确定所述源本地小区的覆盖区域；以及 利用所述用户设备的与所述覆盖区域相关的位置和移动性信息来预测何时将需要从所述源本地小区进行所述用户平面切换。
12.根据权利要求11所述的装置，其中由所述用户设备从所述源本地小区接收所述源本地小区的所述覆盖区域是: 当所述用户设备首次建立与所述源本地小区的所述用户平面连接时；或 从广播系统信息接收。
13.根据权利要求11所述的装置，其中由所述用户设备从所述宏小区接收所述源本地小区的所述覆盖区域。
14.根据权利要求10-13的任意一项所述的装置，其中利用所述宏小区以促进所述用户平面切换包括以下至少一个: 响应于向所述宏小区发送关于预测的所述用户平面切换的信息，从所述宏小区接收标识所述目标本地小区的信息； 从所述宏小区接收提供与所述源本地小区相关的至少所述目标本地小区的位置的部署地图信息；以及 从所述宏小区接收用于与所述目标本地小区建立U-平面连接的关于所述目标本地小区的同步信息和专用前导中的至少一个。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述用户设备从所述宏小区接收所述同步信息和专用前导中的至少一个，其中所述用户平面切换由所述源本地小区与所述目标本地小区之间的所述覆盖间隔来表征，在所述覆盖间隔期间，所述用户设备的所述用户平面连接被终止； 以及所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成，利用所述至少一个处理器，使得所述装置进一步利用所述同步信息和所述专用前导中的至少一个来将所述用户平面连接重新附着到所述目标本地小区。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成，利用所述至少一个处理器，使得所述装置进一步当所述用户设备的所述用户平面连接被终止时，缓冲上行链路数据，并且一旦所述用户设备的所述用户平面连接重新附着所述目标本地小区，向所述目标本地小区发送缓冲的上行链路数据。
17.根据权利要求10所述的装置，其中到所述宏小区的所述控制平面连接在许可的无线电频谱上并且与所述源本地小区和与所述目标本地小区的所述用户平面连接在许可免除的无线电频谱上。
18.根据权利要求10-17的任意一项所述的装置，其中所述装置包括所述用户设备，所述用户设备使用E-UTRAN无线电接入技术来无线地与所述宏小区，所述源本地小区和所述目标本地小区进行通信。
19.一种存储指令程序的计算机可读存储器，包括: 用于建立到源本地小区的用户平面连接的代码； 用于预测何时将需要从所述源本地小区进行用户平面切换的代码；以及 用于利用所述宏小区以促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的所述用户平面切换的代码。
20.根据权利要求19所述的计算机可读存储器，其中用于预测何时将需要从所述源本地小区的所述用户平面切换的代码包括: 用于确定所述源本地小区的覆盖区域的代码；以及 用于利用所述用户设备的与所述覆盖区域相关的位置和移动性信息来预测何时将需要从所述源本地小区进行所述用户平面切换的代码。
21.—种方法，包括: 在源本地小区，与用户设备建立用户平面连接； 所述源本地小区向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的信息；以及 根据基于所述用户设备的位置和移动性的切换预测，将所述用户设备的所述用户平面连接切换到目标本地小区。
22.根据权利要求21所述的方法，其中向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的?目息是: 响应于建立所述用户平面连接；或者 在广播系统信息中。
23.根据权利要求21-22的任意一项所述的方法，其中对于与所述源本地小区处于相同的异构网络中并且相邻于所述源本地小区的所有本地小区，关于所述覆盖区域的所述信息包括与所述源本地小区的位置相关的位置信息。
24.根据权利要求21-23的任意一项所述的方法，其中所述源本地小区接收来自于所述用户设备的所述切换预测。
25.根据权利要求21-23的任意一项所述的方法，其中所述源本地小区完成所述切换预测。
26.根据权利要求21-25的任意一项所述的方法，其中至少针对其中在切换到所述目标本地小区之前所述用户设备的所述用户平面连接被终止的情形，所述方法进一步包括: 向与所述用户设备具有控制平面连接的宏小区发送路径交换请求；以及 向所述目标本地小区提供所述用户设备的上下文信息。
27.根据权利要求21-26的任意一项所述的方法，其中所述方法是由在未许可无线电频谱上与所述用户设备进行无线地通信的所述源本地小区来执行的。
28.一种装置，包括: 至少一个处理器；以及 包括计算机程序代码的至少一个存储器； 其中所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置成，利用所述至少一个处理器，使得所述装置至少: 与用户设备建立用户平面连接； 向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的信息；以及根据基于所述用户设备的位置和移动性的切换预测，将所述用户设备的所述用户平面连接切换到目标本地小区。
29.根据权利要求28所述的装置，其中向所述用户设备提供关于所述源本地小区的所述覆盖区域的信息是: 响应于建立所述用户平面连接；或者 在广播系统信息中。
30.根据权利要求28-29的任意一项所述的装置，其中对于与所述源本地小区处于相同的异构网络中并且相邻于所述源本地小区的所有本地小区，关于所述覆盖区域的信息包括与所述源本地小区的位置相关的位置信息。
31.根据权利要求28-30的任意一项所述的装置，其中所述源本地小区接收来自于所述用户设备的所述切换预测。
32.根据权利要求28-30的任意一项所述的装置，其中所述源本地小区完成所述切换预测。
33.根据权利要求28-32的任意一项所述的装置，其中至少针对在切换到所述目标本地小区之前所述用户设备的所述用户平面连接被终止的情形，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成利用所述至少一个处理器，使得装置进一步: 向与所述用户设备具有控制平面连接的宏小区发送路径交换请求；以及 向所述目标本地小区提供所述用户设备的上下文信息。
34.根据权利要求28-33的任意一项所述的装置，其中所述装置包括在未经许可无线电频谱上与所述用户设备进行无线地通信的所述源本地小区。
35.一种存储指令程序的计算机可读存储器，包括: 用于与用户设备建立用户平面连接的代码； 用于向所述用户设备提供关于所述源本地小区的覆盖区域的信息的代码；以及用于根据基于所述用户设备的位置和移动性的切换预测，将所述用户设备的所述用户平面连接切换到目标本地小区的代码。
36.一种方法，包括: 宏小区建立与用户设备的控制平面连接； 所述宏小区将去向和/或来自于所述用户设备的业务卸载到源本地小区，同时维持所述控制平面连接；以及 所述宏小区促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的用户平面切换。
37.根据权利要求36所述的方法，其中促进所述用户平面切换包括向所述用户设备提供以下至少一个: 响应于从所述用户设备接收预测所述用户平面切换的信息而标识所述目标本地小区的信息； 提供与所述源本地小区相关的至少所述目标本地小区的位置的部署地图信息；以及用于建立与所述目标本地小区的U-平面连接的关于所述目标本地小区的同步信息和专用前导中的至少一个。
38.一种装置，包括: 至少一个处理器；以及 包括计算机程序代码的至少一个存储器； 其中所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置成，利用所述至少一个处理器，使得所述装置至少: 与用户设备建立控制平面连接； 将去向和/或来自于用户设备的业务卸载到源本地小区，同时维持所述控制平面连接；以及 促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的用户平面切换。
39.根据权利要求38所述的装置，其中促进所述用户平面切换包括向所述用户设备提供以下至少一个: 响应于从所述用户设备接收预测所述用户平面切换的信息而标识所述目标本地小区的信息； 提供与所述源本地小区相关的至少所述目标本地小区的位置的部署地图信息；以及用于建立与所述目标本地小区的U-平面连接的关于所述目标本地小区的同步信息和专用前导中的至少一个。
40.一种存储指令程序的计算机可读存储器，包括: 用于与用户设备建立控制平面连接的代码； 用于将去向和/或来自于用户设备的业务卸载到源本地小区，同时维持所述控制平面连接的代码；以及 用于促进所述用户设备的、从所述源本地小区到目标本地小区的用户平面切换的代码。
【文档编号】H04W36/02GK104471981SQ201280074732
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】M·雨希塔洛, 李泽宪 申请人:诺基亚公司