一種中繼節點切換方法及系統的製作方法
2023-07-22 18:43:31 3
專利名稱：一種中繼節點切換方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種中繼節點(Relay Node, RN)切換方法及系統。
背景技術：
為了保持第三代移動通信系統在通信領域的競爭力，3GPP(3rdGenerationPartnership Project,第三代合作夥伴計劃)標準工作組正致力於 EPS (EvolvedPacket System,演進分組域系統)的研究。圖I為相關技術中EPS的系統結構不意圖，如圖 I 所不，EPS 系統主要包括 E-UTRAN (Evolved Universal TerrestrialRadioAccess Network,演進的通用陸地無線接入網絡)和EPC(Evolved PacketCore,演進的分組核心網)兩部分。該系統的EPC能夠支持用戶從GERAN(GSMEDGE radio access network,GSM EDGE 無線接入網)和 UTRAN(UniversalTerrestrial Radio Access Network,通用陸地無線接入網)的接入。在EPC分組核心網中，包含了 HSS (Home Subscriber Server,歸屬用戶數據伺服器)、MME (Mobility Management Entity,移動性管理實體)、S-GW(Serving Gateway,服務網關)、P-GW(PDN Gateway,分組數據網絡網關)、SGSN(Serving GPRS Support Node,服務GPRS 支持節點)和 PCRF (Policy andCharging Enforcement Function,策略與計費規則功能實體)，其中HSS，是用戶籤約數據的永久存放地點，位於用戶籤約的歸屬網；MME，是用戶籤約數據在當前網絡的存放地點，負責終端到網絡的NAS層(Non-Access Stratum，非接入層)信令管理、用戶空閒模式下的跟蹤和尋呼管理功能和承
載管理；S-GW，是核心網到無線系統的網關，負責終端到核心網的用戶面承載、終端空閒模式下的數據緩存、網絡側發起業務請求的功能、合法竊聽和分組數據路由和轉發功能；P-GW，是演進的分組域系統(EPS)和該系統外部網絡的網關，負責終端的IP位址分配、計費功能、分組包過濾、策略應用等功能；SGSN,是GERAN和UTRAN用戶接入EPC網絡的業務支持點，功能上與MME類似，負責用戶的位置更新、尋呼管理和承載管理等功能；PCRF，負責向PCEF提供策略控制與計費規則。在某些場景下，為了擴大無線覆蓋範圍，或者臨時性增加無線提供接入用戶的能力，引入了中繼(Relay)節點的概念。圖2為相關技術中引入Relay後的網絡架構示意圖，如圖2所示，該網絡架構中，RN，包含兩部分功能，UE和中繼節點。RN—方面作為UE接入網絡，建立承載等相關操作，另一方面作為eNB為UE提供接入；DeNB (Donor eNodeB，供者基站)為RN提供了無線接入，終結了 RN-UE的RRC信令，終結了 RN-eNB的SlAP信令以及X2信令。同時內置RN-UE的SGW和PGW ；
RN OAM(Relay Node Operator and Management,中繼節點的網關系統)，RN 會從其中獲得必要的連接信息當RN作為UE接入時，對為RN-UE提供服務的MME和eNB都需要有相應的增強功能，因此需要保證RN能夠選擇到增強的eNB和MME。終端可以通過RN接入網絡，DeNB為終端選擇MME，UE-MME可以是增強過的MME，或者是普通的MME。由於RN功能的引入，對MME功能有增強。因此為RN建立連接的時候，DeNB需要為RN選擇支持RN功能的MME。網絡中的MME由於接入的終端數量，以及終端建立業務的數量,可能在一段時間內發生負荷過重，MME可能會選擇將某些終端卸載下去。另一方面，由於運營原因需要網絡中移除某些MME，這些MME上的UE也需要被卸載下來。現有技術中，MME卸載UE的流程如圖3所示，該流程包括步驟301 =MME選擇部分或者全部UE進行卸載。對於需要卸載的UE，MME向eNB發送UE上下文釋放命令，其中攜帶原因，指示釋放的原因為卸載。步驟302 :eNB發起無線空口資源(RRC)的釋放，其中攜帶原因，指示釋放的原因為卸載。步驟303 : eNB向MME返回UE上下文釋放完成消息。步驟304 UE發起RRC連接請求和TAU請求，其中RRC連接請求中不包含註冊過的MME標識信息。步驟305 eNB根據UE的請求為UE選擇未過負荷的MME。步驟306 :完成TAU的剩餘流程。另外，現有技術中，當MME發生過載時，MME將向與其相連的所有eNB發送過載開始命令(Overload Start)消息，eNB則根據過載的信息拒絕其對應接入的UE接入，當MME過載解除後，MME則向發送eNB過載結束命令(Overload Stop)消息，eNB則根據所述消息結束過載操作。所述過載開始命令和過載結束命令是設備間的獨立消息。但是，當RN的MME發生過負荷的時候，RN的資源可能被釋放，而RN資源被釋放可能導致通過RN連接到網絡上的終端業務中斷，影響用戶體驗。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種中繼節點切換方法及系統，能夠避免通過RN連接到網絡上的終端業務中斷，提高用戶體驗。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種中繼節點RN切換方法，包括供者基站DeNB收到RN接入的源移動性管理實體MME發送的切換指示消息後，選擇支持RN接入的目標MME，並攜帶所述目標MME地址向RN接入的源MME發起切換請求，由所述源MME將其下的RN切換到所述DeNB選擇的目標MME，或者，DeNB收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，向所述源MME發起切換請求，由所述源MME選擇支持RN接入的目標MME，並將其下的RN切換到所述選擇的目標MME0所述切換指示消息為攜帶源MME信息的過載開始命令，
所述源MME將其下的RN切換到目標MME為源MME將其下的部分RN或全部RN切換到目標MME。所述切換指示消息為釋放RN的上下文消息，所述源MME將其下的RN切換到目標MME為源MME將釋放RN的上下文消息中指示的RN切換到目標MME。所述源MME選擇支持RN接入的目標MME為源MME根據本地配置和/或向域名解析系統DNS查詢的結果，選擇支持RN接入的目標MME。源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息和RN能力指示信息，或者根據位置區跟蹤區和RN能力指示信息查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息。
源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息或者位置區跟蹤區查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根據切換RN的能力標識選擇支持RN接入的MME。該方法還包括源MME發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。該方法還包括所述RN根據來自DeNB的指示或者切換命令,通過DeNB向目標MME發起附著或者跟蹤區更新流程。一種中繼節點切換系統，包括DeNB、目標MME和源MME ;其中，所述DeNB，用於在收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，選擇支持RN接入的目標MME，並攜帶所述目標MME地址向RN接入的源MME發起切換請求； 所述源MME，用於根據DeNB發送的切換請求，將其下的RN切換到所述DeNB選擇的目標MME。所述源MME，還用於在發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。一種中繼節點切換系統，包括DeNB、目標MME和源MME ;其中，所述DeNB，用於在收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，向所述源MME發起切換請求；所述源MME，用於根據DeNB發送的切換請求，選擇支持RN接入的目標MME，並將其下的RN切換到所述選擇的目標MME。所述源MME選擇支持RN接入的目標MME為源MME根據本地配置和/或向域名解析系統DNS查詢的結果，選擇支持RN接入的目標MME。所述源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息和RN能力指示信息，或者根據位置區跟蹤區和RN能力指示信息查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息。所述源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息或者位置區跟蹤區查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根據切換RN的能力標識選擇支持RN接入的MME。所述源MME，還用於在發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。本發明中繼節點切換方法及系統，RN接入的MME發生過載的情況下，選擇一未過載且支持RN接入的MME，將所述過載的MME下的RN切換到所述選擇的MME。本發明能夠在RN接入的MME發生過載的情況下，將RN切換到其他支持RN接入的MME，從而避免通過RN連接到網絡上的終端業務中斷，從而提高用戶體驗。
圖I為相關技術中EPS的系統結構 示意圖；圖2為相關技術中引入Relay後的網絡架構示意圖；圖3為現有技術中，MME卸載UE的流程圖；圖4為本發明實施例I所述中繼節點切換流程圖；圖5為本發明實施例2所述中繼節點切換流程圖。
具體實施例方式本發明的基本思想是RN接入的MME發生過載的情況下，選擇一未過載且支持RN接入的MME，將所述過載的MME下的RN切換到所述選擇的MME。具體的，DeNB收到源MME發送的切換指示消息(如過載開始命令或者釋放RN的上下文消息)後，選擇一支持RN接入的目標MME，並攜帶所述不表MME地址向源MME發起切換請求，由所述源MME將其下的RN切換到所述DeNB選擇的目標MME，或者，DeNB收到源MME發送的切換指示消息(如過載開始命令或者釋放RN的上下文消息)後，向源MME發起切換請求，由所述源MME選擇支持RN接入的目標MME，並將其下的RN切換到所述選擇的MME。換言之，本發明提出的方法主要包括方法一當DeNB收到過載開始命令或者釋放RN的上下文消息後，DeNB選擇一個支持RN接入的MME，並攜帶所述MME地址向RN接入的MME發起切換請求，RN接入MME將RN切換到DeNB選擇的MME上。方法二 當DeNB收到過載開始命令或者釋放RN的上下文消息後，DeNB向RN接入的MME發起切換請求，RN接入MME根據本地配置和/或DNS (域名解析系統，Domain NameSystem)發現選擇支持RN接入的MME，將RN切換到所述選擇的MME上。這裡，所述DNS發現根據DeNB地址進行選擇，或者，所述RN接入MME配置支持其他RN接入的MME。需要說明的是，所述切換指示消息為攜帶源MME信息的過載開始命令時，源MME將其下的RN切換到目標MME為源MME將其下的部分RN或全部RN切換到目標MME ;所述切換指示消息為釋放RN的上下文消息時，源MME將其下的RN切換到目標MME為源MME將釋放RN的上下文消息中指示的RN切換到目標MME。需要說明的是，源MME向DNS查詢可以為源MME根據DeNB信息和RN能力指示信息，或者根據位置區跟蹤區和RN能力指示信息查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息；源MME向DNS查詢也可以為源MME根據DeNB信息或者位置區跟蹤區查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根據切換RN的能力標識選擇支持RN接入的MME。
本發明還相應地提出一種中繼節點切換系統，該系統包括DeNB、目標MME和源MME ;其中，所述DeNB，用於在收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，選擇支持RN接入的目標MME，並攜帶所述目標MME地址向RN接入的源MME發起切換請求；所述源MME，用於根據DeNB發送的切換請求，將其下的RN切換到所述DeNB選擇的目標MME。所述源MME，還用於在發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。
本發明還相應地提出一種中繼節點切換系統，該系統包括DeNB、目標MME和源MME ;其中，所述DeNB，用於在收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，向所述源MME發起切換請求；所述源MME，用於根據DeNB發送的切換請求，選擇支持RN接入的目標MME，並將其下的RN切換到所述選擇的目標MME。所述源MME選擇支持RN接入的目標MME為源MME根據本地配置和/或向域名解析系統DNS查詢的結果，選擇支持RN接入的目標MME。所述源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息和RN能力指示信息，或者根據位置區跟蹤區和RN能力指示信息查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息。所述源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息或者位置區跟蹤區查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶MME列表信息。所述源MME根據RN的能力指示選擇支持RN接入的MME。所述MME列表包含支持RN接入的MME和不支持RN接入的MME。所述源MME，還用於在發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。實施例I圖4為本發明實施例I所述中繼節點切換流程圖，如圖4所示，該流程包括步驟401 =MMEl發生過載，向DeNB發送過載開始命令；或者，MMEl決定卸載RN，向DeNB發送UE上下文釋放命令，其中攜帶原因，指示釋放的原因為卸載，且MMEl設置對應的釋放UE上下文定時器Tl。步驟402 =DeNB向RN發送測量請求，RN則向DeNB回送測量報告。需要說明的是，所述DeNB可以根據實際情況取消該過程。步驟403 =DeNB根據在SI建立消息保存的信息選擇一個支持RN接入的MME2，所述MME2是正常工作的MME，且未發生過載，DeNB攜帶所述MME2地址，向MMEl發送切換請求消息，所述消息還攜帶切換目標eNB的DeNB標識。步驟404 =MMEl收到所述切換請求消息後，重設或者停止釋放UE上下文定時器Tl，且根據所述消息攜帶的MME2地址向MME2發送轉發切換請求消息，所述消息攜帶切換目標eNB的DeNB標識。
步驟405 MME2根據所述消息攜帶切換目標eNB的DeNB標識向DeNB發送切換要求消息，DeNB向MME2回送切換要求響應消息。步驟406 MME2向MMEl回送切換轉發請求響應消息。步驟407 =MMEl向DeNB發送切換命令消息。步驟408 =DeNB向RN發送切換命令消息。在該切換命令中，DeNB還可以指示RN發起附著或者跟蹤區更新流程。步驟409 RN向DeNB發送切換證實消息。需要說明的是，409為可選步驟，DeNB可以不發送步驟409消息。步驟410 =DeNB收到所述步驟510中的切換證實消息後，或者直接向MME2發送切換通知消息。步驟411 MME2向MMEl發送轉發切換完成通知消息，MMEl向MME2回送對應的響應消息。
步驟412 MME2向DeNB發送修改承載請求消息，DeNB向MME2回送修改承載請求響應消息。步驟413 =DeNB向MMEl發送UE上下文釋放完成消息，如果Tl定時器為超時，或者MMEl中的RN對應的UE上下文還未被上述切換流程清除，則MMEl清除RN對應的UE上下文。步驟414 RN根據步驟408中描述的指示或者RN收到切換命令後就通過DeNB向MME2發起附著或者跟蹤區更新流程，MME2保存RN的用戶數據。實施例2圖5為本發明實施例2所述中繼節點切換流程圖，如圖5所示，該流程包括步驟501 =MMEl發生過載，向DeNB發送過載開始命令；或者是決定卸載RN，向DeNB發送UE上下文釋放命令，其中攜帶原因，指示釋放的原因為卸載，且MMEl設置對應的釋放UE上下文定時器Tl。步驟502 =DeNB向RN發送測量請求，RN則向DeNB回送測量報告。所述DeNB可以根據實際情況取消該過程。步驟503 =DeNB向MMEl發送切換請求消息，所述消息還攜帶切換目標eNB的DeNB標識。步驟504 :所述MMEl收到切換請求後，重設或者停止釋放UE上下文定時器Tl，且根據其目標eNB標識和源目標DeNB標識相同，或者RN本身的標識，發現是一個RN的切換，MMEl選擇一個支持RN接入MME2。所述MMEl選擇MME2可以根據MMEl本地的配置，即MMEl上配置對應的支持RN接A MME地址，或者MMEl攜帶DeNB標識向DNS伺服器發送DNS發現請求，DNS伺服器根據DeNB標識和RN能力指示標識,或者根據跟蹤區信息和RN能力指示標識選擇一個支持RN接入的MME，並攜帶對應的標識，向MMEl返回DNS發現請求響應消息。或者DNS伺服器根據DeNB標識或者跟蹤區信息，DNS伺服器選擇DeNB下對應的MME列表返回給MMEl，MMEl根據RN的能力指示選擇在MME列表中選擇支持RN接入的MME。所述MME列表中包含支持RN接入的MME，也包含不支持RN接入的MME。步驟505 =MMEl向所述選擇的MME2發送轉發切換請求消息，所述消息攜帶切換目標eNB的DeNB標識。步驟506 MME2根據所述消息攜帶切換目標eNB的DeNB標識向DeNB發送切換要求消息，DeNB向MME2回送切換要求響應消息。步驟507 MME2向MMEl回送切換轉發請求響應消息。步驟508 =MMEl向DeNB發送切換命令消息。步驟509 =DeNB向RN發送切換命令消息。在該切換命令中，DeNB還可以指示RN發起附著或者跟蹤區更新流程。
步驟510 RN向DeNB發送切換證實消息。需要說明的是，510可選，DeNB可以不發送步驟510消息。步驟511 =DeNB收到所述步驟510中的切換證實消息後，或者直接向MME2發送切換通知消息。步驟512 MME2向MMEl發送轉發切換完成通知消息，MMEl向MME2回送對應的響應消息。步驟513 MME2向DeNB發送修改承載請求消息，DeNB向MME2回送修改承載請求響應消息。步驟514 =DeNB向MMEl發送UE上下文釋放完成消息，如果Tl定時器為超時，或者MMEl中的RN對應的UE上下文還未被上述切換流程清除，則MMEl清除RN對應的UE上下文。步驟515 :RN根據步驟509中描述的指示或者RN收到切換命令後就通過DeNB向MME2發起附著或者跟蹤區更新流程，MME2保存RN的用戶數據。上述兩個實施例只是將RN接入過載的MMEl切換到未過載的支持RN接入的MME2上，不但保證了 RN的正常運行，而且還保證了接入RN的用戶的業務連續性。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種中繼節點RN切換方法，其特徵在於，該方法包括 供者基站DeNB收到RN接入的源移動性管理實體MME發送的切換指示消息後，選擇支持RN接入的目標MME，並攜帶所述目標MME地址向RN接入的源MME發起切換請求，由所述源MME將其下的RN切換到所述DeNB選擇的目標MME， 或者，DeNB收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，向所述源MME發起切換請求，由所述源MME選擇支持RN接入的目標MME，並將其下的RN切換到所述選擇的目標MME。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述切換指示消息為攜帶源MME信息的過載開始命令， 所述源MME將其下的RN切換到目標MME為源MME將其下的部分RN或全部RN切換到目標MME。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述切換指示消息為釋放RN的上下文消息， 所述源MME將其下的RN切換到目標MME為源MME將釋放RN的上下文消息中指示的RN切換到目標MME。
4.根據權利要求I至3任一項所述的方法，其特徵在於，所述源MME選擇支持RN接入的目標MME為源MME根據本地配置和/或向域名解析系統DNS查詢的結果，選擇支持RN接入的目標MME。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息和RN能力指示信息，或者根據位置區跟蹤區和RN能力指示信息查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息或者位置區跟蹤區查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根據切換RN的能力標識選擇支持RN接入的MME。
7.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，該方法還包括源MME發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。
8.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，該方法還包括所述RN根據來自DeNB的指示或者切換命令，通過DeNB向目標MME發起附著或者跟蹤區更新流程。
9.一種中繼節點切換系統，其特徵在於，該系統包括DeNB、目標MME和源MME ;其中， 所述DeNB，用於在收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，選擇支持RN接入的目標MME，並攜帶所述目標MME地址向RN接入的源MME發起切換請求； 所述源MME，用於根據DeNB發送的切換請求，將其下的RN切換到所述DeNB選擇的目標MME0
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於， 所述源MME，還用於在發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。
11.一種中繼節點切換系統，其特徵在於，該系統包括DeNB、目標MME和源MME ;其中， 所述DeNB，用於在收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，向所述源MME發起切換請求； 所述源MME，用於根據DeNB發送的切換請求，選擇支持RN接入的目標MME，並將其下的RN切換到所述選擇的目標MME。
12.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述源MME選擇支持RN接入的目標MME為源MME根據本地配置和/或向域名解析系統DNS查詢的結果，選擇支持RN接入的目標MME0
13.根據權利要求12所述的系統，其特徵在於，所述源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息和RN能力指示信息，或者根據位置區跟蹤區和RN能力指示信息查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息。
14.根據權利要求12所述的系統，其特徵在於，所述源MME向DNS查詢為源MME根據DeNB信息或者位置區跟蹤區查詢，DNS返回的查詢結果中攜帶支持RN接入的MME信息和不支持RN接入的MME信息，源MME根據切換RN的能力標識選擇支持RN接入的MME。
15.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於， 所述源MME，還用於在發送釋放RN的上下文消息後啟動定時器，該定時器超時時需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文還未被清除，則直接清除需要切換的RN在所述源MME對應的UE上下文。
全文摘要
本發明公開了一種中繼節點切換方法，DeNB收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，選擇支持RN接入的目標MME，並攜帶所述目標MME地址向RN接入的源MME發起切換請求，由所述源MME將其下的RN切換到所述DeNB選擇的目標MME，或者，DeNB收到RN接入的源MME發送的切換指示消息後，向所述源MME發起切換請求，由所述源MME選擇支持RN接入的目標MME，並將其下的RN切換到所述選擇的目標MME。本發明還相應的公開了一種中繼節點切換系統。本發明能夠在RN接入的MME發生過載的情況下，將RN切換到其他支持RN接入的MME，從而避免通過RN連接到網絡上的終端業務中斷，從而提高用戶體驗。
文檔編號H04W36/12GK102638860SQ20111003624
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月11日 優先權日2011年2月11日
發明者盧飛, 梁爽, 遊世林 申請人:中興通訊股份有限公司