[发明专利]一种实现基站间切换的方法、系统及基站装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信系统中基站间切换的方法和系统，尤其涉及两个基站(eNB，Evolved NodeB，即演进的节点B)间通过X2接口实现切换且服务网关(S-GW，Serving Gateway)发生改变的切换的方法、系统及基站装置。

背景技术

在长期演进(Long Term Evolution)系统中，从用户移动设备(UE，UserEquipment)驻留基站场景划分，切换分为eNB内的切换及eNB间的切换。其中，eNB内的切换是指切换的源小区和目标小区位于同一个eNB；eNB间的切换是指切换的源小区和目标小区位于不同的eNB。从切换前后小区所在的载频是否发生变化来划分，切换又分为同频切换和异频切换。从切换前后UE所使用的无线技术是否发生改变来划分，切换又分为LTE系统内切换和LTE系统间切换。从是否需要通过演进的分组核心网(EPC，Evolved PacketCore)参与完成切换来划分，或者从切换发生在S1接口或X2接口来划分，eNB间的切换又分为X2接口切换和S1接口切换。从切换过程中S-GW是否改变来划分，切换又分为S-GW改变的切换和S-GW不改变的切换。

EPC有两个核心的设备实体，一个是移动管理实体(MME，MobilityManagement Entity)，负责控制面信令的处理；另一个是S-GW，负责用户面的信令处理，并负责通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)中用户的隧道(GTP-U，GPRS Tunnelling Protocol User Plane，即GPRS隧道协议用户面)的管理。在用户建立呼叫时，eNB与S-GW之间至少建立一条GTP-U隧道，该隧道的一端在eNB的用户面实体上，另一端则在S-GW上。如果用户发生了跨S-GW的切换，则用户呼叫建立的GTP-U需要转移到新的S-GW上。

UE、eNB、MME、S-GW的连接关系如图1所示，将MME和S-GW分别做成两个网元实体，eNB与MME的接口称为S1-MME，eNB与S-GW之间的接口称为S1-U接口。UE和eNB之间的接口称为Uu口。eNB之间的接口称为X2接口，该X2接口是一个逻辑接口。MME和S-GW也可以做成一个物理网元实体，此时eNB和MME的接口统称为S1接口(图中未示)。

GTP-U隧道是通过一对隧道端点标识(TEID，Tunnel End Point Identifier)和一个互联网协议(IP，Internet Protocol，)地址被管理的。其中TEID对用来标识一个GTP-U隧道，IP地址则用来指出通过该GTP-U隧道进行的业务下的IP路由，即传输层地址。TEID对中的eNB侧的TEID由eNB分配，并在用户面创建一个GTP-U实体；TEID对中的S-GW侧的TEID由MME分配(也可以由S-GW分配)，并在S-GW侧创建一个GTP-U实体。

发生切换时，如果UE所在的S-GW需要改变，则MME需要在目标S-GW上使用新的TEID创建新的GTP-U实体，并将源侧的S-GW上旧的GTP-U实体删掉。同样，发生eNB间切换时，需要在目标侧eNB为UE创建新的TEID，并在被切换的源侧eNB上删除用户对应业务的TEID。在切换过程中eNB侧TEID的改变，需要eNB通过通道切换请求(PATH SWITCHREQUEST)消息通知MME，进而通知S-GW。同样，MME侧TEID的改变，需要MME通过通道切换请求确认(PATH SWITCH REQUESTACKNOWLEDGE)消息通知eNB。

eNB内部的结构如图2表示，包括控制面子系统、用户面子系统以及路由子系统。其中，控制面子系统处理控制面信令，用户面子系统处理用户面相关信令，路由子系统处理通过S1接口的信令路由和数据路由。eNB向S-GW发送的上行数据需要路由子系统根据其维护的IP路由表找到数据的下一跳(即下一个节点)MAC地址，该MAC地址通常是S-GW网元接收网口的MAC地址，或者有中间路由器时则是该路由器的MAC地址。

当eNB间的切换为X2切换时，eNB向MME发送PATH SWITCHREQUEST消息，请求MME来切换下行GTP-U隧道；MME在完成S-GW的GTP-U隧道切换后，会向eNB发送PATH SWITCH REQUESTACKNOWLEDGE消息；eNB收到该消息后，若S-GW发生改变则需要对消息中携带的TEID进行更新。