一种无线中继系统中的切换方法及系统 【技术领域】
本发明涉及长期演进 (LTE， Long Term Evolution) 技术， 尤其涉及一种无线中继 中的切换方法及系统。背景技术
LTE 蜂窝无线通讯系统的网络架构如图 1 所示， 是基于互联网协议 (IP， Internet Protocol) 的扁平化架构， 包括 ： 演进的通用地面无线接入网 (E-UTRAN， Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)、 系统架构演进核心网 (SAECN) ； 其中， SAE CN 包括由 移动管理单元 (MME， Mobility Management Entity)、 服务网关 (S-GW， Serving Gateway) 组成的 SAE CN 节点 ； E-UTRAN 包括 E-UTRAN 基站 (eNB) ； MME 负责移动性管理、 非接入层信 令的处理、 用户设备 (UE， User Equipment) 上下文的管理等控制面相关工作 ； S-GW 负责用 户面数据的传送、 转发和路由切换等 ； eNB 通过 S1 接口， 连接到 SAE CN 节点， 具体为通过控 制平面 S1-MME 接口与 MME 相连， 通过用户平面 S1-U 接口与 S-GW 相连， S1 接口支持 eNB 与 MME 和 S-GW 之间的多点连接 ； eNB 通过 Uu 接口与 UE 进行信令和数据的传输 ； eNB 之间通过 X2 接口互相连接， 以支持 UE 在整个网络内的移动性， 保证用户的无缝切换。 引 入 中 继 (Relay) 后， LTE 蜂 窝 无 线 通 讯 系 统 的 网 络 架 构 如 图 2 所 示， 包括 ： Relay、 eNB ； 其中， Relay 具有在其它网络节点之间通过无线链路中继数据的功能， 还可能 具有控制信息功能 ； eNB 与 UE 之间的无线链路为直传链路 (direct link)， 包含上行 (UL) direct link、 下行 (DL)direct link ； Relay 与 UE 之间的无线链路为接入链路 (access link)， 包含 UL access link、 DL access link ； eNB 与 Relay 之间的无线链路为回程链路 (backhaul link)， 包含 UL backhaul link、 DL backhaul link ； 这里， 通过 backhaul link 与 Relay 连接的 eNB 称为参与中继的 eNB(DeNB， Donor eNB)， eNB 直接服务的 UE 称为宏 UE(Macro UE)， Relay 服务的 UE 叫中继 UE(Relay UE)。
较常用于 LTE 蜂窝无线通讯系统中的 Relay 和 DeNB 的协议栈方案为 ProxyS1/X2 方案， 如图 3 所示， 在 DeNB 上增加一个 S1AP 代理， 该 S1AP 代理对于 MME 和 Relay 都是透 明的， 这样， 从 MME 和 S-GW 侧看， UE 好像是直接连接 DeNB 的， 即： MME 和 S-GW 看不到 UE 和 DeNB 间通过 Relay 的数据中继 ； 从 Relay 看， 增加的 DeNB 相当于 MME 和 S-GW， 自身与 DeNB 的交互好像是和 MME 直接对话。但目前还没有适用于基于 Proxy S1/X2 架构方案的切换流 程。
发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种无线中继系统中的切换方法及系统， 能够实现 UE 在与同一个 DeNB 连接的各中继之间的切换。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的 ：
一种无线中继系统中的切换方法， 包括 ：
源 Relay 与目标 Relay 通过 DeNB 进行交互， 将 UE 由源 Relay 切换至目标 Relay。进一步地， 该方法进一步包括源 Relay 确定目标 Relay， 具体为 ：
源 Relay 根据存储于自身的 UE 上下文中所包含的漫游限制相关信息， 配置 UE 测 量参数并发送给 UE ；
UE 根据接收到的 UE 测量参数进行测量， 并将测量结果生成测量报告并上报给源 Relay ；
源 Relay 根据 UE 的无线资源管理信息和 UE 上报的测量报告确定进行切换并确定 目标 Relay ； 所确定的目标 Relay 与源 Relay 连接在同一个 DeNB。
进一步地， 所述源 Relay 与确定的目标基站通过 DeNB 进行交互， 将 UE 由源 Relay 切换至目标 Relay 具体为 ：
源 Relay 通过 DeNB 向目标 Relay 发起切换， 并在接收到目标 Relay 通过 DeNB 发 来的应答后， 命令 UE 接入目标 Relay ；
UE 接入目标 Relay 后， 目标 Relay 请求 DeNB 切换下行路径 ；
DeNB 通知源 Relay 释放资源， 并将下行路径由源 Relay 切换至目标 Relay。
进一步地， 所述源 Relay 通过 DeNB 向目标 Relay 发起切换， 并在接收到目标 Relay 通过 DeNB 发来的应答后， 命令 UE 接入目标 Relay 具体为 ：
源 Relay 向 DeNB 发送携带目标小区 ID 的切换需求消息 ；
DeNB 根据接收到的切换需求消息携带的目标小区 ID， 向目标 Relay 发送切换请求 消息 ；
目标 Relay 接收到所述切换请求消息， 在 L1/L2 层准备切换， 并应答 DeNB 切换请 求响应消息 ；
DeNB 接收到的切换请求响应消息后， 向源 Relay 发送切换命令 ； 源 Relay 将接收 到的切换命令转发至 UE。
进一步地， 所述 UE 接入目标 Relay 具体为 ：
源 Relay 通过 DeNB 向目标 Relay 发送服务网络状态转换命令、 以及源 Relay 缓冲 区中的数据包 ；
UE 向目标 Relay 获取上行链路资源分配和定时提前量， 执行到目标 Relay 的同步， 并通过随机接入流程接入到目标 Relay。
本发明还提供一种无线中继系统中的切换系统， 包括 ：
源 Relay， 用于通过 DeNB 向目标 Relay 发送信令， 接收并处理由 DeNB 发来的信令 ；
目标 Relay， 用于通过 DeNB 向源 Relay 发送信令， 接收并处理由 DeNB 发来的信令 ；
DeNB， 用于将源 Relay 发来的信令或数据转发至目标 Relay， 将目标 Relay 发来的 信令或数据转发至源 Relay， 实现将 UE 由源 Relay 切换至目标 Relay。
进一步地， 所述源 Relay 包括 ：
信令收发模块， 用于通过 DeNB 向目标 Relay 发送信令， 接收并处理由 DeNB 发来的 信令 ；
进一步地， 源 Relay 还包括 ： 目标 Relay 确定模块， 用于确定目标 Relay。
进一步地， 所述目标 Relay 确定模块进一步包括 ：
参数设置模块， 用于根据存储于自身的 UE 上下文中所包含的漫游限制相关的信 息， 配置 UE 测量参数并发送给 UE ；确定模块， 用于接收 UE 上报的测量报告， 并根据接收到的测量报告和 UE 的无线资 源管理信息确定进行切换、 以及确定目标 Relay ； 其中， 所述测量报告由 UE 根据接收到的 UE 测量参数测量得到的结果生成 ； 所确定的目标 Relay 与源 Relay 连接在同一个 DeNB。
进一步地， 所述信令收发模块进一步包括 ：
命令模块， 用于通过 DeNB 向目标 Relay 发起切换， 并在接收到目标 Relay 通过 DeNB 发来的应答后， 命令 UE 接入目标 Relay ；
资源释放模块， 用于接收到 DeNB 发来的通知后释放资源。
进一步地， 所述目标 Relay 进一步包括 ：
应答及命令模块， 用于应答源 Relay 的切换请求， 并确定 UE 接入后， 请求 DeNB 切 换下行路径。
进一步地， 所述 DeNB 进一步包括 ：
收发模块， 用于将源 Relay 发来的信令或数据转发至目标 Relay， 将目标 Relay 发 来的信令或数据转发至源 Relay ；
进一步地， DeNB 还包括 ：
路径切换模块， 用于接收到切换下行路径的请求后， 通知源 Relay 释放资源， 并将 下行路径由源 Relay 切换至目标 Relay。 本发明 LTE 蜂窝无线通讯系统采用的 Relay 和 DeNB 的协议栈为 ProxyS1/X2 时， 将 DeNB 用作 MME， 使得连接在同一个 DeNB 的源 Relay 和目的 Relay 通过该 DeNB 进行信息 交互， 实现 UE 在该源 Relay 和目的 Relay 之间的切换， 切换过程无需 MME/S-GW 参与， 简化 了切换流程， 并减少了切换时延。
附图说明
图 1 为 LTE 蜂窝无线通讯系统的网络架构示意图 ； 图 2 为引入 Relay 后 LTE 蜂窝无线通讯系统的网络架构示意图 ； 图 3 为 Proxy S1/X2 方案的协议栈图 ； 图 4 为本发明实施例无线中继系统中的切换方法的实现流程图 ； 图 5 为采用本发明实现 UE 在连接在同一个 DeNB 的各中继之间的切换的流程图。具体实施方式
本发明实施例无线中继系统中的切换方法的实现流程如图 4 所示， 包括以下步 骤：
步骤 401 ： 源 Relay 确定目标 Relay ；
其中， 所述确定目标 Relay 具体为 ：
步骤 a1、 源 Relay 根据存储于自身的 UE 上下文 (UE context) 中所包含的漫游限 制相关的信息， 配置 UE 测量参数并发送给 UE ； 其中， 所述漫游限制相关的信息为连接建立 或者最近一次更新跟踪区域 (Tracking Area) 时存储于 UEcontext 中的漫游限制相关的信 息。
步骤 b1、 UE 根据接收到的 UE 测量参数进行测量， 并将测量结果生成测量报告并上 报给源 Relay ； 其中， 所述将测量结果生成测量报告具体为 ： 将测量结果根据系统信息、 规范等规则， 生成测量报告。
步骤 c1、 源 Relay 根据 UE 的无线资源管理 (RRM， Radio Resources Management) 信息和 UE 上报的测量报告确定进行切换、 以及确定目标 Relay ； 所确定的目标 Relay 与源 Relay 连接在同一个 DeNB。
步骤 402 ： 源 Relay 与确定的目标 Relay 通过赠与者 eNB DeNB 进行交互， 将用户 终端 UE 由源 Relay 切换至目标 Relay。
其中， 所述源 Relay 与确定的目标基站通过 DeNB 进行交互， 将 UE 由源 Relay 切换 至目标 Relay 具体为 ：
步骤 a2、 源 Relay 通过 DeNB 向目标 Relay 发起切换， 并在接收到目标 Relay 通过 DeNB 发来的应答后， 命令 UE 接入目标 Relay ；
其中， 发起切换、 命令接入具体为 ：
步骤 a21、 源 Relay 向 DeNB 发送携带目标小区 ID 的切换需求消息 ；
步骤 a22、 DeNB 根据接收到的切换需求消息携带的目标小区 ID， 向目标 Relay 发 送切换请求消息 ；
步骤 a23、 目标 Relay 接收到所述切换请求消息， 在 L1/L2 层准备切换， 并应答 DeNB 切换请求响应消息 ； 步骤 a24、 DeNB 接收到的切换请求响应消息后， 向源 Relay 发送切换命令 ； 源 Relay 将接收到的切换命令转发至 UE。
步骤 b2、 UE 接入目标 Relay， 即在 UE 与目标 Relay 间建立了分组数据业务， 发送 切换确认消息至目标 Relay ； 目标 Relay 请求 DeNB 切换下行路径 ；
其中， 所述 UE 接入目标 Relay 具体为 ：
步骤 b21、 源 Relay 通过 DeNB 向目标 Relay 发送服务网络状态 (SN Status) 转换 命令、 以及源 Relay 缓冲区中的数据包 ；
步骤 b22、 UE 向目标 Relay 获取上行链路资源分配和定时提前量， 执行到目标 Relay 的同步， 并通过随机接入流程接入到目标 Relay。
步 骤 c2、 DeNB 通 知 源 Relay 释 放 资 源， 并 将 下 行 路 径 由 源 Relay 切 换 至 目 标 Relay， 即通过 DeNB 完成了 MME 与目标 Relay 间分组数据业务的建立， 结束本次切换流程。
本发明实施例无线中继系统中的切换系统， 包括 ： 源 Relay、 目标 Relay 和 DeNB ； 其中，
源 Relay， 用于确定目标 Relay， 通过 DeNB 向确定的目标 Relay 发送信令， 接收并 处理由 DeNB 发来的信令 ；
目标 Relay， 用于通过 DeNB 向源 Relay 发送信令， 接收并处理由 DeNB 发来的信令 ；
DeNB， 用于将源 Relay 发来的信令或数据转发至目标 Relay， 将目标 Relay 发来的 信令或数据转发至源 Relay， 以实现将 UE 由源 Relay 切换至目标 Relay。
其中， 所述源 Relay 包括 ：
信令收发模块， 用于通过 DeNB 向确定的目标 Relay 发送信令， 接收并处理由 DeNB 发来的信令 ；
进一步地， 源 Relay 还包括 ： 目标 Relay 确定模块， 用于确定目标 Relay。
进一步地， 所述目标 Relay 确定模块包括 ： 参数设置模块、 确定模块 ； 其中，
参数设置模块， 用于根据存储于自身的 UE 上下文中所包含的漫游限制相关的信 息， 配置 UE 测量参数并发送给 UE ；
确定模块， 用于接收 UE 上报的测量报告， 并根据接收到的测量报告和 UE 的无线资 源管理信息确定进行切换、 以及确定目标 Relay ； 其中， 所述测量报告由 UE 根据接收到的 UE 测量参数测量得到的结果生成 ； 所确定的目标 Relay 与源 Relay 连接在同一个 DeNB。
所述信令收发模块包括 ： 命令模块、 资源释放模块 ； 其中，
命令模块， 用于通过 DeNB 向目标 Relay 发起切换， 并在接收到目标 Relay 通过 DeNB 发来的应答后， 命令 UE 接入目标 Relay ；
资源释放模块， 用于接收到 DeNB 发来的通知后释放资源。
其中， 所述目标 Relay 包括 ：
应答及命令模块， 用于应答源 Relay 的切换请求， 并确定 UE 接入后， 请求 DeNB 切 换下行路径。
所述 DeNB 包括 ：
收发模块， 用于将源 Relay 发来的信令或数据转发至目标 Relay， 将目标 Relay 发 来的信令或数据转发至源 Relay ； 进一步地， DeNB 还包括 ：
路径切换模块， 用于接收到切换下行路径的请求后， 通知源 Relay 释放资源， 并将 下行路径由源 Relay 切换至目标 Relay。
图 5 为 LTE 蜂窝无线通讯系统采用的 Relay 和 DeNB 的协议栈为 ProxyS1/X2 时， 采用本发明实现 UE 在连接在同一个 DeNB 的各中继之间的切换的流程示意图， 由图示可见， 通过切换， UE 与源 Relay 的分组数据业务、 源 Relay 与 DeNB 的分组数据业务， 转换为 UE 与 目标 Relay 的分组数据业务、 以及目标 Relay 与 DeNB 的分组数据业务 ； 而 UE 在同一 DeNB 下源 Relay 与目标 Relay 间的切换， 并不影响 DeNB 与 MME、 以及 DeNB 与 S-GW 的分组数据 业务， 因此， UE 在同一 DeNB 下源 Relay 与目标 Relay 间的切换时， 不需要改变 DeNB 与 MME、 S-GW 的路径， 具体实现如下 ：
步骤 1 ： 源 Relay 根据存储于自身的 UE context 中所包含的漫游限制相关的信息， 配置 UE 测量参数并发送给 UE。
步骤 2 ： UE 根据接收到的 UE 测量参数进行测量， 并将测量结果根据系统信息、 规范 等规则， 生成测量报告并上报给源 Relay。
步骤 3 ： 源 Relay 根据 UE 的 RRM 信息和 UE 上报的测量报告确定进行切换、 以及确 定目标 Relay。
步骤 4 ： 源 Relay 向 DeNB 发送携带目标小区 ID 的切换需求消息 ； 所确定的目标 Relay 与源 Relay 连接在同一个 DeNB。
步骤 5 ： DeNB 根据接收到的切换需求消息携带的目标小区 ID， 向目标 Relay 发送 切换请求消息， 请目标 Relay 做好切换准备 ； 其中， 所述切换请求消息携带源 Relay 的 UL/ DL GTP-U 地址。
步骤 6 ： 目标 Relay 接收到所述切换请求消息， 在 L1/L2 层准备切换， 并回复 DeNB 切换请求响应消息 ； 其中， 所述切换请求响应消息中携带目标 Relay 的 UL/DL GTP-U 地 址、 透明容器、 C-RNTI 和一些其它参数， 例如接入参数、 系统信息块 (System Information
Block， SIB) 等， 还可能包含无线网络层 RNL/ 传输网络层 TNL 的信息。
步骤 7 ： DeNB 接收到的切换请求响应消息后， 向源 Relay 发送切换命令 ； 其中， 所 述切换命令携带有接收到的切换请求响应消息携带的目标 Relay 的 UL/DL GTP-U 地址、 透 明容器、 C-RNTI 和一些其它参数。
步骤 8 ： 源 Relay 将接收到的切换命令转发至 UE ；
步骤 9 ： UE 接收到的切换命令， 接入目标 Relay， 并发送切换确认消息至目标 Relay， 即在 UE 与目标 Relay 间建立了分组数据业务 ； 其中所述切换确认消息携带接收到的 切换命令所携带的 C-RNTI。
步骤 10 ： 接收到所述切换确认消息后， 目标 Relay 向 DeNB 发出下行路径切换请 求。
从 MME/S-GW 到 DeNB 的路径并未改变， 因此， 不需要通知 MME/S-GW 下行路径改变。
步 骤 11 ： DeNB 通 知 源 Relay 释 放 资 源， 并 将 下 行 路 径 由 源 Relay 切 换 至 目 标 Relay， 向目标 Relay 发出路径切换响应， 即通过 DeNB 完成了 MME 与目标 Relay 间分组数据 业务的建立， 结束本次切换流程。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。