小區內切換方法和設備的製作方法

2023-07-09 18:19:06 1

專利名稱：小區內切換方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種小區內切換方法和設備。
背景技術：
第三代移動通信標準化組織(3rdGeneration Partnership Project, 3GPP)協議中明確規定了長期演進(Long Term Evolution,LTE)系統基站間切換以及數據倒換的具體流程。圖1中具體描述了在移動性管理實體(Mobility Management Entity, MME)和服務網關(Serving Gff, SGff)不變的情況下，基站間切換的具體流程。步驟1:源基站根據地域限制信息配置用戶設備(User Equipment,UE)的測量,此測量有助於UE的移動連接。步驟2 UE根據系統信息及其他指標發送測量報告到源基站。步驟3 :源基站根據測量報告和無線資源管理(Radio Resource Management,RRM)的信息決定UE切出。步驟4 :源基站發送切換請求到目標基站，該請求包含源基站側的UE-X2信令參數、UE-Sl-EPC (Evolved Packet Core,演進分組核心網)信令參數、目標小區標識(ID)、UE在源基站的小區無線網絡臨時標識(Cell Radio Network Temporary Identifier,C-RNTI )、接入層(Access Stratum, AS)配置、物理層ID、演進接入無線承載(Evolved RadioAccess Bearer, E-RAB)上下文等必要信息，幫助目標基站做好切換準備。步驟5 :如果目標基站根據切換請求中的相關信息可以提供資源，目標基站將激活準入控制。步驟6 目標基站準備好切換，同時發送正確確認(Acknowledgement, ACK)消息到源基站。確認消息中同時還包括將要給UE轉發的無線資源控制(Radio Resource Control,RRC)切換消息。此RRC切換消息中包括新的C-RNT1、目標基站的安全算法，同時還可能包括相關的隨機接入信道(Random Access Channel, RACH)前導碼和一些其他參數。步驟7 :步驟6中提到的RRC切換消息在此被稱為RRC連接重配置(RRC-Connection-Reconfiguration)消息，該消息由源基站轉發給UE。源基站在此消息中加入了必要的完整性保護和加密措施。RRC-Connection-Reconfiguration消息將各項參數告知UE，UE開始切換，脫離原本小區並且準備和新小區開始同步(步驟9具體說明)。步驟8 :源基站將序列號狀態傳輸(SN-Status-Transfer)信令發給目標基站，此信令包含上行分組數據匯聚協議(Packet Data Convergence Protocol, F1DCP)序列號(Serial Number, SN)的接收狀態和下行TOCP SN的發送狀態。上行HXP SN的接收狀態至少包括第一個丟失的上行服務數據單元(Service Data Unit，SDU)和因為亂序需要重傳的SDU。下行的HXP SN發送狀態包括下一個需要發送的SDU的SN號(此步驟應用於無線鏈路控制確認模式(RLC-AM))。步驟9 UE在接收到RRC-Connection-Reconfiguration消息以後，開始和目標基站同步，通過RACH接入小區。採用競爭式接入或是非競爭式接入取決於信令RACH前綴。此時UE應使用與目標基站相適應的密鑰(Key)和安全算法。步驟10 目標基站回復上行分配資源和時間提前量(TA)。步驟11 :當UE成功接入目標小區，UE發送RRC連接重配置完成(RRC-Connection-Reconfiguration-Complete)消息以確認切換，該消息同時包含C-RNTI和上行緩存狀態報告。目標基站核實該消息中的C-RNTI，此時目標基站可以向UE發送數據包。步驟12 目標基站向MME發送路徑轉換請求，以告知MME，UE已經轉換小區。步驟13 =MME發送承載變更請求消息到SGW。步驟14 : SGW將下行數據路徑連通到目標基站，同時SGW沿原有路徑發送一個或多個結束標誌(End Marker)到源基站，隨後SGW釋放到源基站的所有資源。 步驟15 : SGW發送承載變更回饋到MME。步驟16 :MME回復路徑轉換確認消息到目標基站。步驟17 :通過發送UE上下文釋放消息，目標基站通知源基站成功切換並且激發源基站的資源釋放。此消息僅會在目標基站收到MME的路徑請求確認消息以後才會發送。步驟18 :直到收到UE上下文釋放消息，源基站才可以釋放無線鏈路和以及控制面的相關資源。但是，3GPP協議並未規定小區內切換這種特殊切換方式的具體流程。

發明內容
本發明實施例提供一種小區內切換方法和設備，用於實現可避免數據收發混亂的小區內切換方案。一種小區內切換方法，該方法包括基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識C-RNTI ；基站接收到所述終端發送的隨機接入請求，調度該終端進行上行數據的發送，在確定該終端發送的上行數據中攜帶所述新的C-RNTI後，進行層二的重建立並更新安全參數。一種小區內切換方法，該方法包括基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶專用前導preamble碼；基站接收到所述終端發送的隨機接入請求,在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼後，進行層二的重建立並更新安全參數。一種基站，該基站包括第一發送單元，用於在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識 C-RNTI ；第一處理單元，用於接收到所述終端發送的隨機接入請求，調度該終端進行上行數據的發送，在確定該終端發送的上行數據中攜帶所述新的C-RNTI後，進行層二的重建立並更新安全參數。一種基站，該基站包括
第二發送單元，用於在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶專用前導preamble碼；第二處理單元，用於接收到所述終端發送的隨機接入請求，在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼後,進行層二的重建立並更新安全參數。本發明實施例提供的一種方案中，基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送攜帶為該終端分配的新的C-RNTI的RRC連接重配置消息，之後基站接收到終端發送的隨機接入請求時，調度該終端進行上行數據的發送，若該終端發送的上行數據中攜帶該新的C-RNTI，則可以確認終端已經正確處理了 RRC連接重配置消息，此時再進行層二的重建立並更新安全參數，能夠避免過早進行層二的重建立及更新安全參數、或過晚進行層二的重建立及更新安全參數所帶來的數據收發混亂，進而避免由此帶來的業務中斷。本發明實施例提供的另一種方案中，基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送攜帶專用preamble碼的RRC連接重配置消息，之後基站接收到終端發送的隨 機接入請求時，若該隨機接入請求中攜帶該專用preamble碼,貝U可以確認終端已經正確處理了 RRC連接重配置消息，此時再進行層二的重建立並更新安全參數，能夠避免過早進行層二的重建立及更新安全參數、或過晚進行層二的重建立及更新安全參數所帶來的數據收發混亂，進而避免由此帶來的業務中斷。


圖1為現有技術中基站間切換流程示意圖；圖2為本發明實施例中的小區內切換流程示意圖；圖3為本發明實施例中可避免數據收發混亂的小區內切換流程示意圖；圖4為本發明實施例中可避免數據收發混亂的小區內切換流程示意圖；圖5a為本發明實施例一的流程示意圖；圖5b為本發明實施例二的流程示意圖；圖5c為本發明實施例三的流程示意圖；圖6為本發明實施例提供的基站結構示意圖；圖7為本發明實施例提供的另一基站結構示意圖。
具體實施例方式類比於協議所規定的基站間切換流程，一種簡單的小區內切換流程描述如圖2所示步驟1:UE收發數據達到一定數量或反覆建立刪除承載達到一定次數後，服務小區的基站發起小區內切換。步驟2 :服務小區的基站向UE發送攜帶切換命令的RRC連接重配置消息，其中的切換參數中攜帶的目的小區為本小區即切換前UE所在的小區，並攜帶了更新後的安全參數，包括加解密密鑰及完整性保護密鑰。步驟3 :基站發送RRC連接重配置消息後，進行層二(L2)的重建立，停止對該UE的上下行數據傳輸的調度，並使用更新後的加解密密鑰及完整性保護密鑰對數據進行加密和解密、完整性保護和完整性校驗。
步驟4 UE收到RRC連接重配置消息後，重新同步到服務小區的基站。步驟5 :UE進行L2的重建立，計算更新後的安全參數並使用該安全參數。步驟6 UE向服務小區的基站發送攜帶前導(preamble)碼的隨機接入請求，以通過隨機接入流程接入服務小區；步驟7 :服務小區的基站向UE返回隨機接入響應；步驟8 UE將RRC連接重配置完成消息發送到服務小區的基站。上述簡單的小區內切換流程，對於信令面可以正常地完成切換，但是對於業務面，在切換過程中存在短暫的UE側和服務小區的基站的L2狀態或安全參數不一致的風險，可能會導致業務數據收發混亂，嚴重時會導致切換後業務中斷，無法恢復。具體原因如下對於攜帶切換命令的RRC連接重配置消息以及切換前的業務數據，顯然應用更新前的安全參數進行完整性保護和加密，待RRC連接重配置消息被終端接收後服務小區的基站才可更新安全參數，然而，協議規定終端在接收到攜帶切換命令的RRC連接重配置消息時，可不反饋混合自動重傳請求(Hybrid Automatic Repeat request, HARQ)確認(ACK)消息或自動重傳請求(Automatic Repeat re-Quest, ARQ)ACK消息,這就造成了服務小區的基站實際上沒法準確獲知終端接收到RRC連接重配置消息的時機。若服務小區的基站進行L2重建立、更新安全參數早了，在終端接收到RRC連接重配置消息之前可能會收到終端使用原狀態(即原SN (序列號))、原安全參數生成的數據(即便在切換發起後服務小區的基站停止對該終端的上下行數據傳輸的調度，終端依然有可能通過連接態下的隨機接入過程來獲得上行資源，從而進行上行數據的傳輸)；若服務小區的基站進行L2重建立、更新安全參數晚了，則在終端處理完RRC連接重配置消息、重新接入服務小區後，後續的數據收發也會出現SN狀態、安全參數不一致的現象，總之，這種數據收發上的短暫混亂，有造成業務中斷的風險，比如，對於LTE業務面協議棧中的LTE協議，若收到了不期望的SN的數據包，可能會造成雙方協議狀態不一致而導致後續無法正常收發數據包。為了實現可避免數據收發混亂的小區內切換方案，本發明實施例提供一種小區內切換方法。參見圖3，本發明實施例提供的小區內切換方法，包括以下步驟步驟30 :基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識(C-RNTI)；步驟31 :基站接收到終端發送的隨機接入請求，調度該終端進行上行數據的發送，在確定該終端發送的上行數據中攜帶該新的C-RNTI後，進行層二的重建立並更新安全參數。若上行數據中未攜帶該新的C-RNTI，則維持現狀，不做任何操作；H)CP層、RLC層的重建立操作分別在LTE通信協議36. 323的5. 2節、36. 322的5. 4節中有具體描述。較佳的，在基站向該終端發送RRC連接重配置消息之後、且在接收到所述終端發送的隨機接入請求之前，基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸；相應的，在確定該終端發送的上行數據中攜帶所述新的C-RNTI後， 基站將本地保存的該終端的C-RNTI更新為該新的C-RNTI，並使用該新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。具體的，基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸，具體實現可以為基站的分組數據聚合協議(PDCP)層停止對該終端的下行數據的發送；基站的媒體接入控制(MAC)層令TA定時器超時，停止對該終端的上下行業務數據傳輸的調度；相應的，基站進行層二的重建立並更新安全參數，將本地保存的該終端的C-RNTI更新為該新的C-RNTI，並使用該新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸，具體實現可以為基站的MAC層恢復TA定時器，開始調度該終端進行上下行數據傳輸；基站的無線 鏈路控制(RLC)層完成重建立過程；基站的rocp層完成重建立過程，並更新安全密鑰，重新開始向該終端下發信令數據和業務數據。參見圖4，本發明實施例提供一種小區內切換方法，該方法包括步驟40 :基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中攜帶專用preamble碼；步驟41 :基站接收到終端發送的隨機接入請求,在確定該隨機接入請求中攜帶該專用preamble碼後,進行層二的重建立並更新安全參數。若隨機接入請求中未攜帶該專用preamble,則維持現狀,不做任何操作。較佳的，在基站向該終端發送RRC連接重配置消息之後、且在接收到終端發送的隨機接入請求之前，基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸;相應的,在確定該隨機接入請求中攜帶該專用preamble碼後,基站開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。較佳的，若RRC連接重配置消息中還攜帶為該終端分配的新的C-RNTI，則在確定該隨機接入請求中攜帶該專用preamble碼之後、且開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸之前，基站將本地保存的該終端的C-RNTI更新為該新的C-RNTI ；然後，基站使用該新的C-RNTI，開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。具體的，基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸，具體實現可以為基站的rocp層停止對該終端的下行數據的發送；基站的MAC層令TA定時器超時，停止對該終端的上下行業務數據傳輸的調度；相應的，基站進行層二的重建立並更新安全參數，將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為該新的C-RNTI，使用該新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸，具體實現可以為基站的MAC層恢復TA定時器，開始調度該終端進行上下行數據傳輸；基站的RLC層完成重建立過程；基站的rocp層完成重建立過程，並更新安全密鑰，重新開始向該終端下發信令數據和業務數據。下面結合具體實施例對本發明進行說明實施例一
具體流程如圖5a所示步驟SOl :終端的收發數據達到一定數量或反覆建立刪除承載達到一定次數後，服務小區的基站發起小區內切換。步驟S02 :服務小區的基站向終端發送攜帶切換命令的RRC連接重配置消息，其中的切換參數中攜帶的目的小區為本小區即切換前終端所在的小區，並攜帶了更新後的安全參數，包括加解密密鑰及完整性保護密鑰。特別地，在切換參數中還攜帶為該終端分配的新的C-RNTI但不攜帶專用preamble碼，如下表I所示,新的C-RNTI與切換之前該終端使用的C-RNTI不同。
權利要求
1.一種小區內切換方法,其特徵在於,該方法包括 基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送無線資源控制RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識C-RNTI ； 基站接收到所述終端發送的隨機接入請求，調度該終端進行上行數據的發送，在確定該終端發送的上行數據中攜帶所述新的C-RNTI後，進行層二的重建立並更新安全參數。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在基站向該終端發送RRC連接重配置消息之後、且在接收到所述終端發送的隨機接入請求之前，進一步包括基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸； 在確定該終端發送的上行數據中攜帶所述新的C-RNTI後，進一步包括基站將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI，並使用所述新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸，具體包括基站的分組數據聚合協議rocp層停止對該終端的下行數據的發送；媒體接入控制MAC層令時間提前量TA定時器超時，停止對該終端的上下行業務數據傳輸的調度； 基站進行層二的重建立並更新安全參數，將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI，並使用所述新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸，具體包括 基站的MAC層恢復TA定時器，開始調度該終端進行上下行數據傳輸；無線鏈路控制RLC層完成重建立過程；rocp層完成重建立過程，並更新安全密鑰，重新開始向該終端下發信令數據和業務數據。
4.一種小區內切換方法,其特徵在於,該方法包括 基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶專用前導preamble碼； 基站接收到所述終端發送的隨機接入請求，在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼後，進行層二的重建立並更新安全參數。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，在基站向該終端發送RRC連接重配置消息之後、且在接收到所述終端發送的隨機接入請求之前，進一步包括基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸； 在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼後,進一步包括基站開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，若所述RRC連接重配置消息中還攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識C-RNTI，則在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼之後、且開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸之前，進一步包括 基站將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI ； 所述開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸，具體包括基站使用所述新的C-RNTI，開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，基站停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸，具體包括基站的分組數據聚合協議rocp層停止對該終端的下行數據的發送；媒體接入控制MAC層令TA定時器超時，停止對該終端的上下行業務數據傳輸的調度； 基站進行層二的重建立並更新安全參數，將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI，使用所述新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸，具體包括 基站的MAC層恢復TA定時器，開始調度該終端進行上下行數據傳輸；無線鏈路控制RLC層完成重建立過程；rocp層完成重建立過程，並更新安全密鑰，重新開始向該終端下發信令數據和業務數據。
8.—種基站，其特徵在於，該基站包括 第一發送單元，用於在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識C-RNTI ； 第一處理單元，用於接收到所述終端發送的隨機接入請求，調度該終端進行上行數據的發送，在確定該終端發送的上行數據中攜帶所述新的C-RNTI後，進行層二的重建立並更新安全參數。
9.如權利要求8所述的基站，其特徵在於，所述第一處理單元還用於 在向該終端發送RRC連接重配置消息之後、且在接收到所述終端發送的隨機接入請求之前，停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸； 在確定該終端發送的上行數據中攜帶所述新的C-RNTI後，將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI，並使用所述新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。
10.如權利要求9所述的基站，其特徵在於，所述第一處理單元還用於按照如下方法停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸 分組數據聚合協議rocp層停止對該終端的下行數據的發送；媒體接入控制MAC層令TA定時器超時，停止對該終端的上下行業務數據傳輸的調度； 按照如下方法進行層二的重建立並更新安全參數，將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI，並使用所述新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸 MAC層恢復TA定時器，開始調度該終端進行上下行數據傳輸；無線鏈路控制RLC層完成重建立過程；HXP層完成重建立過程，並更新安全密鑰，重新開始向該終端下發信令數據和業務數據。
11.一種基站，其特徵在於，該基站包括 第二發送單元，用於在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送RRC連接重配置消息，所述RRC連接重配置消息中攜帶專用前導preamble碼； 第二處理單元，用於接收到所述終端發送的隨機接入請求，在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼後，進行層二的重建立並更新安全參數。
12.如權利要求11所述的基站，其特徵在於，所述第二處理單元還用於 在向該終端發送RRC連接重配置消息之後、且在接收到所述終端發送的隨機接入請求之前，停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸； 在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼後，開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。
13.如權利要求12所述的基站，其特徵在於，所述第二處理單元還用於 若所述RRC連接重配置消息中還攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識C-RNTI,則在確定該隨機接入請求中攜帶所述專用preamble碼之後、且開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸之前，將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI ； 使用所述新的C-RNTI，開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸。
14.如權利要求13所述的基站，其特徵在於，所述第二處理單元用於按照如下方法停止向該終端發送下行數據並停止調度該終端進行上下行數據傳輸 分組數據聚合協議rocp層停止對該終端的下行數據的發送；媒體接入控制MAC層令TA定時器超時，停止對該終端的上下行業務數據傳輸的調度； 按照如下方法進行層二的重建立並更新安全參數，將本地保存的所述終端的C-RNTI更新為所述新的C-RNTI，使用所述新的C-RNTI開始向該終端發送下行數據以及開始調度該終端進行上下行數據傳輸 MAC層恢復TA定時器，開始調度該終端進行上下行數據傳輸；無線鏈路控制RLC層完成重建立過程；HXP層完成重建立過程，並更新安全密鑰，重新開始向該終端下發信令數據和業務數據。
全文摘要
本發明實施例公開了一種小區內切換方法和設備，涉及無線通信領域，用於實現可避免數據收發混亂的小區內切換方案。本發明中，基站在確定需要對終端發起小區內切換後，向該終端發送攜帶為該終端分配的新的小區無線網絡臨時標識C-RNTI和/或專用前導preamble碼的無線資源控制RRC連接重配置消息，若基站接收到終端發送的攜帶專用preamble碼的隨機接入請求或終端發送的上行數據中攜帶該新的C-RNTI，則進行層二的重建立並更新安全參數。採用本發明，實現可避免數據收發混亂的小區內切換方案。
文檔編號H04W36/06GK103024835SQ20121057317
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者周宇恆 申請人:大唐移動通信設備有限公司