[发明专利]小区切换方法及基站

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种小区切换方法及基站。

背景技术

3GPP制定的LTE标准的系统架构称为演进分组系统(Evolved Packet System，简称为EPS)，EPS由演进的通用陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，简称为E-UTRAN)和演进分组核心网(Evolved Packet Core，简称为EPC)组成，其中，E-UTRAN的架构具体可以参见图1。

在E-UTRAN架构中，基站(NodeB，简称为eNB)是为用户设备(User Equipment，缩写为UE)提供无线接入的网络设备，基站之间通过X2接口连接，而基站与移动性管理实体(Mobility Management Entity，缩写为MME)或者服务网关(Serving Gateway，缩写为S-GW)，通过S1接口连接，其中eNB与MME间的接口称为S1-MME或S1-C接口，而eNB与S-GW间的接口称为S1-U接口。MME和S-GW都属于核心网(EPC)节点。LTE标准也可以应用在家庭、企业网或者公用的热点覆盖等场景，这时LTE标准针对使用环境对以上的架构进行了优化，优化后的架构如图2。

在图2所示的架构中，家庭基站(Home eNB，缩写为HeNB)的功能与eNB类似，但是家庭基站增加了与其并置的(collocated)本地网关(Local Gateway，缩写为L-GW)功能(本地网关具有分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway，缩写为P-GW)的部分功能)，本地网关的增加主要是为了实现本地IP接入(Local IP Access，缩写为LIPA)功能，这样当用户使用Internet服务时，可以直接经过本地网关与互联网交互数据，而不必经过位于EPC中的S-GW和P-GW，从而减少核心网的负荷。与HeNB共站的L-GW和S-GW之间使用S5接口。另外，家庭基站网关(HeNB GW，缩写为HeGW)可选部署于HeNB和MME/S-GW之间，它的作用之一是中继S1信令。

在无线蜂窝通信系统中，基站是为用户设备(User Equipment，简称为UE)提供无线接入的设备，一个基站可能覆盖一个或多个服务小区。小区可以有不同的接入模式(access mode)：通常一个普通的小区可以为任何用户提供接入服务，这种小区称为开放小区；而针对在家庭或企业等应用环境下需要限定允许接入的用户的需求，一个封闭用户组(Closed Subscriber Group，简称为CSG)小区或称为封闭型(Closed)小区只能允许规定的用户(即成员)接入；或者一个混合型(hybrid)小区在优先为成员用户提供接入的同时，也可以为非成员用户提供接入服务。通常，封闭型小区或混合型小区是家庭基站的典型应用区域，但是在某些情况下其它类型的基站(例如，宏基站)也可能配置封闭型或混合型小区。

图3为相关技术的支持LIPA功能的家庭基站系统的逻辑架构图。此图中有两个新的网元，即安全网关(Secure Gateway，缩写为SeGW)和家庭基站管理系统(HeNB Management System，缩写为HeMS)。安全网关的功能是为处于用户环境中的家庭基站与运营商环境中的家庭基站网关，核心网网元以及家庭基站管理系统之间的连接提供安全保护，而家庭基站管理系统具有对家庭基站进行管理维护的一些功能。家庭基站管理系统和安全网关与其它网元间的接口不在3GPP标准制定范围内。

目前，当一个封闭型或混合型小区与其它小区相邻时，用户有可能从相邻的其它小区切换到封闭型或混合型的小区。一般来说，在LTE中切换有两种方式，一种是信令经过移动性管理实体(MME)的S1切换，一种是直接在两个基站间传递信令的X2切换。X2切换相比S1切换有更短的时延和更小的开销。然而，封闭型小区需要对接入的用户进行接入控制(即限制允许接入的用户)，混合型小区需要对接入的用户进行成员验证(即区分成员和非成员)，在LTE中，接入控制或成员身份验证的功能是由移动性管理实体(MME)实现的，因此在用户从相邻小区切换到封闭型小区或者混合型小区时，经常需要从源基站发起S1切换，这样导致了较大的时延和开销。