[发明专利]一种LTE和WLAN的互连系统和切换方法

权利要求书

1.一种LTE和WLAN的互连系统，该系统包括移动性管理实体(1)，服务网关(2)，以及多个LTE基站(3)和多个WLAN接入点(5)；各LTE基站(3)之间利用接口相连，移动性管理实体(1)和服务网关(2)连接，移动性管理实体(1)和服务网关(2)均与每个LTE基站(3)连接，双模终端(6)通过LTE无线接口与LTE基站(3)通信；其特征在于，

该系统还包括虚拟基站(4)；虚拟基站(4)分别与移动性管理实体(1)、服务网关(2)以及各LTE基站(3)和各WLAN接入点(5)连接；

在LTE侧，虚拟基站(4)用于实现与LTE基站(3)相同的功能，在WLAN侧，虚拟基站(4)用于实现路由和隧道传输的功能；虚拟基站(4)作为WLAN接入到LTE的接口，用于对数据进行路由并转发到相应的WLAN接入点(5)；对发送到LTE基站(3)的数据进行转发；对WLAN接入点(5)之间的移动性进行管理；当LTE与WLAN发生切换时，虚拟基站(4)将LTE的信令和数据进行封装，使信令和数据成为能够在WLAN上传输的格式。

2.根据权利要求1所述的互连系统，其特征在于，虚拟基站(4)通过S1-MME接口与移动性管理实体(1)相连，虚拟基站(4)通过S1-U接口与服务网关(2)相连，虚拟基站(4)通过X2接口与每个LTE基站(3)相连，虚拟基站(4)通过第二层隧道协议或以太网隧道协议与WLAN接入点(5)进行通信。

3.一种权利要求1所述的互连系统的切换方法，包括双模终端从LTE到WLAN的切换，以及从WLAN到LTE的切换，其特征在于，

从LTE到WLAN的切换包括步骤A1至步骤A8：

步骤A1，当双模终端的当前服务网络为LTE，且检测到WLAN接入点的信号，双模终端根据LTE基站指示的测量规则向LTE基站发送测量报告；测量规则包括测量上报的触发条件、测量周期和测量报告的内容；测量报告的内容包括小区标识和小区信号质量；

步骤A2，LTE基站将用户上报的测量报告进行分析并做切换决策；当符合切换到WLAN接入点后，LTE基站将切换请求发送给虚拟基站，然后转入步骤A3，否则结束切换过程；

步骤A3，虚拟基站收到切换请求后，虚拟基站通过与测量报告所汇报的WLAN接入点建立联系，获得WLAN接入点的可用资源和负载信息，并做接纳控制；

步骤A4，虚拟基站根据接纳控制结果将切换请求响应消息返回给LTE基站，LTE基站根据切换请求响应消息将切换指令发送给双模终端，切换请求响应消息包括允许切换或拒绝切换；

步骤A5，当双模终端获得的切换指令为允许切换时，双模终端与WLAN接入点进行WLAN协议中定义的标准的鉴权和关联操作；LTE基站做好切换准备并缓存待发送给双模终端的数据，同时将其转发到虚拟基站；

步骤A6，当双模终端完成与WLAN接入点的接入过程后，向虚拟基站发送切换确认请求，同时虚拟基站做出切换确认响应；

步骤A7，当虚拟基站接收到终端的切换完成消息时，虚拟基站上报切换完成消息给移动性管理实体，移动性管理实体将切换完成消息上报服务网关并请求用户面更新，用户面更新主要是要求切换下行路径；服务网关完成下行路径切换后，向移动性管理实体发送用户面更新反馈，移动性管理实体收到用户面更新反馈后向虚拟基站发送切换完成响应；

步骤A8，虚拟基站接收到切换完成响应后，向LTE基站发送资源释放指令，LTE基站释放与双模终端相关的资源；最后虚拟基站将缓存数据通过WLAN接入点传输给双模终端，实现数据的无损传输；

从WLAN到LTE的切换包括步骤B1至步骤B8：

步骤B1，当双模终端的当前服务网络为WLAN，且检测到LTE基站的信号，双模终端根据虚拟基站指示的测量规则向虚拟基站发送测量报告，测量规则包括测量上报的触发条件和测量报告的内容；测量报告的内容包括小区标志、小区信号质量；

步骤B2，虚拟基站将用户上报的测量报告进行分析并做切换决策；当符合切换条件后，虚拟基站将切换请求发送给LTE基站，然后转入步骤B3，否则结束切换过程；

步骤B3，LTE基站收到切换请求后，根据自身的可用资源和负载等相关信息做接纳控制；

步骤B4，LTE基站根据接纳控制结果将切换请求响应消息返回给虚拟基站，虚拟基站根据切换请求响应消息将切换指令发送给双模终端；

步骤B5，当双模终端获得的切换指令为允许切换时，双模终端与LTE基站进行同步接入过程，否则终止该切换过程；虚拟基站做好切换准备并缓存待发送给双模终端的数据，同时将其转发到LTE基站；

步骤B6，当双模终端完成与LTE基站的接入过程后，向LTE基站发送切换确认消息；

步骤B7，当LTE基站接收到终端的切换完成消息时，LTE基站上报切换完成消息给移动性管理实体，移动性管理实体将切换完成消息上报服务网关并请求用户面更新，用户面更新主要是要求切换下行路径；服务网关完成下行路径切换后，向移动性管理实体发送用户面更新反馈，移动性管理实体收到用户面更新反馈后向LTE基站发送切换完成响应；

步骤B8，LTE基站接收到切换完成响应后，向虚拟基站发送资源释放指令，LTE基站释放与双模终端相关的资源；最后LTE基站将缓存数据传输给双模终端。