[发明专利]一种LTE和WLAN的互连系统和切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及不同无线通信系统的互相连通和切换控制问题，尤其涉及LTE(3GPP长期演进系统)和WLAN(无线局域网)的互连系统架构和在这种系统架构下双模终端在两种网络之间的切换方法。

背景技术

随着无线通信技术多样化的发展趋势，在一段时期内GSM、UMTS、CDMA、Wi-Fi和LTE等无线网络将共存，多类型网络共存和融合是移动通信未来的发展趋势。已有的异构网络接入和切换研究主要集中在UMTS、CDMA和WLAN上，网络间的融合模式主要有松耦合和紧耦合两种方式。以WLAN和UMTS为例，在松耦合架构下，WLAN和UMTS的接入网是相互独立的，WLAN通过GPRS网关支持节点(GGSN)与UMTS核心网连接。在紧耦合模式下，WLAN通过GPRS服务支持节点(SGSN)连接到UMTS核心网。松耦合在工程实现上具有优势，紧耦合在切换性能上表现更好。

目前对于异构网络的研究大部分采用的是基于移动IP技术的松耦合的连接方式。中国专利申请CN200810057535.7(“一种整合的异构无线网络及其通信方法”，中国科学院计算技术研究所，2008年2月2日)提供一种整合的异构无线网络及其通信方法，Silkroad接入路由器位于IPv4Internet与IPv6网络的边界上；家乡代理设备为基于IPv4的无线广域网服务，位于基于IPv6的网络中；多模移动终端通过Silkroad隧道机制，穿越基于IPv4的无线广域网，建立与IPv6网络的隧道；多模移动终端根据隧道参数向对应的隧道接口发送相应的路由通告，实现与IPv6网络的通信。通过应用此发明，可以在包含网络地址转换设备或防火墙的IPv4无线广域网中实施MIPv6协议，为多模移动终端提供一个统一的无缝移动环境和完整的MIPv6服务功能，大大减少无线广域网的链路负载。中国专利申请CN200710161578.5(“一种异构无线网络之间进行切换的方法、网络实体及终端”，华为技术有限公司，2007年9月29日)提出了一种异构无线网络之间进行切换的方法，实现异构网络的快速切换问题。该方法包括移动节点确定预认证时所需的预认证信息，移动节点根据所确定的预认证信息，发起目标网络的预认证，预认证通过后，移动节点在异构网络之间进行切换。由于在异构无线网络之间进行切换之前进行了预认证，加速了移动节点在异构网络的切换过程。但是这些方法都是基于网络层及以上来完成异构切换，这些切换方法对于异构系统的耦合性要求不高，从而对于切换的性能也有较大影响，特别是在异构网络之间的通过接纳控制来实现协同资源优化管理和网络负载优化管理方面的能力较弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LTE和WLAN的互连系统及切换方法，本发明可以减小LTE和WLAN之间切换带来的时延，保证系统性能。

本发明提供的一种LTE和WLAN的互连系统，该系统包括移动性管理实体，服务网关，以及多个LTE基站和多个WLAN接入点；各LTE基站之间利用接口相连，移动性管理实体和服务网关连接，移动性管理实体和服务网关均与每个LTE基站连接，双模终端通过LTE无线接口与LTE基站通信；其特征在于，

该系统还包括虚拟基站；虚拟基站分别与移动性管理实体、服务网关以及各LTE基站和各WLAN接入点连接；

在LTE侧，虚拟基站用于实现与LTE基站相同的功能，在WLAN侧，虚拟基站用于实现路由和隧道传输的功能；虚拟基站作为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；对发送到LTE基站的数据进行转发；对WLAN接入点之间的移动性进行管理；当LTE与WLAN发生切换时，虚拟基站将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。

上述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，并检测到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；