一种实现蜂窝网络重定位的方法和基站技术

本发明专利技术公开了一种实现蜂窝网络重定位的方法，包括：源基站向重定位的目标基站发送用于指示所述目标基站执行主用户面功能的重定位请求消息，其中携带终端在源基站上的上下文信息；目标基站收到重定位请求消息后，向源基站返回用于确认自身是重定位后的主基站的重定位请求确认消息，其中携带本目标基站在重定位后接收数据包的用户面地址；源基站收到重定位请求确认消息后，将本基站上主用户面功能的上下文信息发送给目标基站，并停止执行主用户面功能；目标基站收到源基站发送的主用户面功能的上下文信息后，执行主用户面功能。本发明专利技术能够解决在高密度微蜂窝网络中用户面频繁中断的问题。本发明专利技术还公开了一种实现蜂窝网络重定位的基站。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及的是一种实现蜂窝网络重定位的方法和基站。
技术介绍
在3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)系统的发展历史上，在不同的场景下，不同的系统采用了不同的切换技术。在以宏蜂窝为主的移动网络中，比如GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)网络，切换的主要目的是为了保持覆盖的连续性。在这种网络中，切换都是采用所谓“硬切换”的方式。硬切换是指终端在连接到新的目标小区之前，先和原来的服务小区先断开。这种切换技术的一个缺陷是，在切换过程中，用户面的传输会有简短的中断过程。对于实时业务来说，这也意味着丢包。假如用户面的中断时间因为蜂窝间重叠区域过小等原因变得比较长的话，用户可以明显地感觉到这个中断，比如会听到明显的“咔嗒”声。在3GPP引入UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)系统的时候，为了提高用户的体验，引入了“软切换”技术。支持软切换的移动终端首先要支持和至少两个小区保持无线连接的能力。在发生软切换之前，网络可以先让移动终端和目标小区先连接在一起。然后网络再通知移动终端切换到这个目标小区。在切换到目标小区的时候，可以同时要求移动终端断开和源目标小区的连接，也可以选择保持无线连接。因为在这个过程中无线接口通讯一直保持着，所以理论上不会产生用户面的中断时间。这是这种切换称为“软切换”的原因。如果源服务小区和目标小区在一个基站内，那么这个切换被称为“更软切换”。这是因为源小区和目标小区之间的消息交换和数据包的前转过程都被省略了，所以切换的过程更加迅速。在3GPP发展LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统的时候，为了提高频谱效率，在工程上采用了越来越多的微蜂窝。这个微蜂窝和宏蜂窝比较有两个显著的区别，一个是采用了相对来说比较高的频谱资源，比如2.4GHz，一个是其覆盖范围明显缩小，大概只有宏蜂窝的十分之一。这些微蜂窝的主要作用是吸收移动终端的上下行业务流量。所以一般情况下，这些微蜂窝和宏蜂窝在地理上有着重叠的覆盖区域，也就是说微蜂窝一般情况下在宏蜂窝的覆盖范围之内。当移动终端在宏蜂窝之间移动的时候，会穿过数量可观的微蜂窝。如果穿过微蜂窝也采用切换的技术，那么会导致用户面的中断。另外，对LTE系统来说，不管是S1切换，还是X2切换，都会和核心网有信令交互。过多的切换会导致核心网的信令风暴。在这种情况下，3GPP引入了两种技术来消除这些微蜂窝带来的负面影响。当基站之间的回程传输(backhaul)是所谓的理想backhaul的时候，采用载波聚合技术(carrier aggregation，CA)。当基站之间的backhaul是所谓的非理想backhaul的时候，采用双连接技术(dual connectivity，简称DC)。当采用CA技术的时候，移动终端穿过微蜂窝的时候，切换变成了一个辅小区(scell)的增加和删除的过程。因为终端总是和作为主小区(pcell)的宏蜂窝保持连接，所以scell的增加和删除不会引入用户面的中断，但是会导致空口业务的流量波动。配置CA的前提是所有的成员载波(component carrier，CC)都是由一个调度器控制。而且当CC分布在不同站点的时候，这些站点都是通过理想backhaul连接在一起的。当因为某些原因，比如成本问题，基站之间的backhaul是非理想的前提下，就需要采用DC技术。配置了DC以后。终端可以配置有3种承载方式，即MCG(主小区群)承载，SCG(辅小区群)承载和分叉承载。MCG承载是指在主基站(eNB)上单独配置的无线承载。SCG承载是指在辅基站(SeNB)上单独配置的承载。分叉承载(split bearer)是指由eNB和SeNB公共配置的无线承载。当终端穿过SeNB的覆盖范围的时候，会发生SeNB增加、删除或者SeNB更改的过程。对于split bearer来说，会产生类似CA下承载的效果，即不会发生用户面的中断，但是会产生流量波动。但是对SCG承载来说，会产生类似硬切换的效果。CA和DC的split bearer在主小区(PCell)不发生改变的时候，从用户面的角度来说已经达到了类似“无缝切换”的效果。但是当PCell需要改变，或
者SCG bearer需要更换SeNB的时候，在用户面同样会出现之前提到的“硬切换”或者“软切换”以及“更软切换”相同的问题，就是用户面的中断问题。这个用户面的中断的最主要的原因在于3GPP的安全措施。为了数据安全期间，3GPP系统的用户面数据在无线接口上需要加密和解密过程。如果是无线RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)信令，还需要有完整性保护过程。对UMTS系统来说，安全相关的配置和计算在MAC(Media Access Control，媒体访问控制)协议层以上，而且在RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)中实现。在LTE系统中，安全相关的配置和计算都在PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)层实现。一旦因为切换或者SeNB更改而导致安全参数需要重新配置的时候，相关的无线承载的PDCP和/或RLC(Radio Link Control，无线链路控制)层就需要重建，而MAC层和物理层会被复位。并且需要引入一个通用的流程，通常是随机接入过程，来进行安全参数的同步，即保证移动终端和基站，对某个具体的无线承载的用户面从什么时候开始采用新的安全参数要完全一致。这样的控制面的同步过程和用户面的重建/复位过程最终导致了用户面的中断。蜂窝通讯系统今后的发展趋势是，低频段的频谱会越来越珍贵而且昂贵，微蜂窝会使用到更多的是高频段的频谱，比如3.5GHz。以6GHz为分界线，6GHz以上的毫米波的也会越来越普及。这使得微蜂窝的覆盖范围因为频谱的原因更加缩小。另外一个方面，因为移动互联网和物联网等技术的高速发展，单位面积的用户连接数和用户流量呈几何级数规律增长。为了提高网络的流量，一个可行的办法是在单位面积内布置更多的微蜂窝。为了减少微蜂窝之间的相互干扰，微蜂窝的发生功率又必须控制在一定的范围之间。这也使得以后的蜂窝网络的主要特征是高密度的微蜂窝网络。在这样的情况下，宏蜂窝功能会退化成主要用于承载控制面信令。在很多室内场景，比如体育馆，商场等会出现只有微蜂窝的网络布局。和之前的宏蜂窝同构网络，或者宏蜂窝、微蜂窝异构网络相比，终端在微蜂窝之间的移动会更加频繁。因此，即使在配置CA或者DC的情况下也无法避免PCell的频繁更换。PCell频繁更换导致的用户面的中断将会严重影响TCP(Transmission Control
Protocol，传输控制协议)层协议的流量控制，在出现TCP拥塞或者TCP丢包的时候，TCP流控窗口迅速减少，使得TCP层的流量控制出现锯齿形的规律。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种实现蜂窝网络重定位的方法和基站，能够解决在高密度微蜂窝网络中用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现蜂窝网络重定位的方法，应用于重定位的源基站，包括：向重定位的目标基站发送用于指示所述目标基站执行主用户面功能的重定位请求消息，所述重定位请求消息中携带终端在所述源基站上的上下文信息；接收到目标基站返回的用于确认目标基站是重定位后的主基站的重定位请求确认消息后，将本基站上主用户面功能的上下文信息发送给所述目标基站，并停止执行主用户面功能；其中，所述重定位请求确认消息中携带目标基站在重定位后接收数据包的用户面地址。

【技术特征摘要】
1.一种实现蜂窝网络重定位的方法，应用于重定位的源基站，包括：向重定位的目标基站发送用于指示所述目标基站执行主用户面功能的重定位请求消息，所述重定位请求消息中携带终端在所述源基站上的上下文信息；接收到目标基站返回的用于确认目标基站是重定位后的主基站的重定位请求确认消息后，将本基站上主用户面功能的上下文信息发送给所述目标基站，并停止执行主用户面功能；其中，所述重定位请求确认消息中携带目标基站在重定位后接收数据包的用户面地址。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述源基站为用户面主基站，所述目标基站为辅基站；所述辅基站的辅用户面功能在重定位过程中保持执行；如所述源基站包含辅用户面功能，则所述源基站的辅用户面功能在重定位过程中保持执行。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：对于上行无线承载，所述主用户面功能包括：对来自终端且经过辅用户面功能处理后的数据包进行重排序；对于下行无线承载，所述主用户面功能包括：对来自上层网络的数据包进行编号；所述辅用户面功能还包括以下功能的一种或多种：安全功能、无线链路控制RLC协议栈功能、媒体访问控制MAC协议栈功能和物理层PHY协议栈功能。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：对于上行无线承载，所述源基站发送给所述目标基站的主用户面功能的上下文信息，包括：所述主用户面功能对数据包进行重排序的上下文信息；对于下行无线承载，所述源基站发送给所述目标基站的主用户面功能的上下文信息，包括：所述主用户面功能为数据包进行编号的上下文信息。5.如权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于：终端在所述源基站上的上下文信息，包括以下信息的至少一种：主用户面功能的配置信息、终端的能力信息、上层网络控制面和用户面的地址信息、上层网络发给源基站的承载配置信息、重定位以后的辅基站接收数据包的用户面地址。6.如权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于：对于上行无线承载，在接收到所述目标基站发送的重定位请求确认消息后，还包括：向其他辅基站发送重定位通知消息，所述重定位通知消息用于通知主基站从所述源基站重定位到所述目标基站，其中携带所述目标基站接收数据包的用户面地址。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：对于上行无线承载，在向所述目标基站发送主用户面功能的上下文信息后，还包括：将本基站的辅用户面功能处理后的数据包和/或接收到的其他辅基站处理后的数据包发送给所述目标基站；对于下行无线承载，在向所述目标基站发送主用户面功能的上下文信息后，还包括：将来自上层网络还未经过主用户面功能编号的数据包发送给所述目标基站；和/或将来自上层网络并经过主用户面功能编号但还未发送给其他辅基站的数据包，缓存在本地并利用本基站上的辅用户面功能进行处理后发送给所述终端。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：如所述目标基站为新加入的基站，则所述源基站发送给所述目标基站的重定位请求消息中携带的终端的上下文信息，还包括：终端在所述源基站上的辅用户面功能的配置信息。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：如所述目标基站为新加入的基站，则在接收到所述目标基站发送的重定
\t位请求确认消息后，还包括：如重定位开始前的控制面主基站为所述源基站，则所述源基站发起与终端之间的无线资源控制RRC重配置流程，如重定位开始前的控制面主基站为其他基站，则所述源基站通知所述其他基站发起与终端之间的无线资源控制RRC重配置流程；其中，在所述RRC重配置流程中，通知所述终端所述用户面主基站从所述源基站重定位到所述目标基站，并且将所述目标基站的辅用户面功能的配置信息发送给所述终端。10.一种实现蜂窝网络重定位的方法，应用于重定位的目标基站，包括：接收到源基站发送的用于指示所述目标基站执行主用户面功能的重定位请求消息后，向所述源基站返回用于确认本基站是重定位后的主基站的重定位请求确认消息；其中，所述重定位请求确认消息中携带目标基站在重定位后接收数据包的用户面地址；所述重定位请求消息中携带终端在所述源基站上的上下文信息；收到所述源基站发送的主用户面功能的上下文信息后，执行主用户面功能。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述源基站为用户面主基站，所述目标基站为辅基站；所述辅基站的辅用户面功能在重定位过程中保持执行；如所述源基站包含辅用户面功能，则所述源基站的辅用户面功能在重定位过程中保持执行。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：对于上行无线承载，所述主用户面功能包括：对来自终端且经过辅用户面功能处理后的数据包进行重排序；对于下行无线承载，所述主用户面功能包括：对来自上层网络的数据包进行编号；所述辅用户面功能还包括以下功能的一种或多种：安全功能、无线链路控制RLC协议栈功能、媒体访问控制MAC协议栈功能和物理层PHY协议栈功能。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：对于上行无线承载，所述源基站发送给所述目标基站的主用户面功能的上下文信息，包括：所述主用户面功能对数据包进行重排序的上下文信息；对于下行无线承载，所述源基站发送给所述目标基站的主用户面功能的上下文信息，包括：所述主用户面功能为数据包进行编号的上下文信息。14.如权利要求10或11或12或13所述的方法，其特征在于：终端在所述源基站上的上下文信息，包括以下信息的至少一种：主用户面功能的配置信息、终端的能力信息、上层网络控制面和用户面的地址信息、上层网络发给源基站的承载配置信息、重定位以后的辅基站接收数据包的用户面地址。15.如权利要求10或11或12或13所述的方法，其特征在于：对于上行无线承载，在向所述源基站发送重定位请求确认消息后，还包括：将本基站已经处理后的数据包缓存在本地；和/或接收其他基站辅用户面功能处理后的数据包。16.如权利要求13所述的方法，其特征在于：收到所述源基站发送的主用户面功能的上下文信息后，执行主用户面功能，包括：对于上行无线承载，收到所述源基站发送的主用户面功能的上下文信息后，根据所述重排序上下文对数据包进行重排序，并且依序将数据包发送给上层网络；和/或对于下行无线承载，收到所述源基站发送的主用户面功能的上下文信息后，对数据包进行编号，将编号后的数据包发送给包含辅用户面功能的基站的用户面地址。17.如权利要求11或12或13所述的方法，其特征在于，还包括：如重定位后的控制面主基站是所述目标基站，则在向所述源基站返回用于确认本基站是重定位后的主基站的重定位请求确认消息后，所述目标基站还发起用于通知上层网络将路由切换至所述目标基站的路由切换流程；如重定位后的控制面主基站是其他基站，则在向所述源基站返回用于确
\t认本基站是重定位后的主基站的重定位请求确认消息后，所述目标基站还通知所述其他基站发起用于通知上层网络将路由切换至所述目标基站的路由切换流程。18.一种实现蜂窝网络重定位的源基站，包括：请求模块，用于向重定位的目标基站发送用于指示所述目标基站执行主用户面功能且保持之前的辅用...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜忠达，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44