[发明专利]一种网络辅助UE控制的快速小区切换方法及装置

摘要

本发明公开了一种网络辅助用户设备UE控制的快速小区切换方法及装置，用于进行快速小区切换。该快速小区切换方法包括：源基站根据配置的邻区列表获取一个或多个候选小区；源基站分别与候选小区所属的基站交互为UE切换准备资源；源基站组织网络辅助信息，然后通过无线资源控制RRC连接重配置消息配置给UE；UE根据配置的切换方式进行测量，切换判决时从配置的候选小区中优选一个作为切换目标小区，然后向选择的目标小区进行同步。本发明通过网络辅助UE控制切换方式，优化了切换流程，减少了切换时延，降低了在小区切换中UE掉话的风险，提高了切换成功率，保证了业务的连续性，提升了用户的体验，尤其适用于高铁或航线覆盖等高移动性场景。

主权项

1.一种网络辅助UE控制的快速小区切换方法，其特征在于，包括如下的步骤：第101步：源基站根据配置的邻区列表获取一个或多个候选小区，跳转至第102步；第102步：源基站分别与候选小区所属的基站通过切换请求流程交互获取对应的候选小区为UE切换准备的无线接口相关的信息，跳转至第103步；第103步：源基站组织网络辅助信息，包括切换方式及切换判决信息、候选小区标识、以及候选小区的无线接口相关的信息，然后通过RRC连接重配置消息配置给UE，跳转至第104步；第104步：UE根据配置的切换方式进行测量，获取测量结果；切换判决时，从配置的候选小区中优选一个作为切换目标小区，然后向选择的目标小区进行同步，并上报切换指示消息，跳转至第105步；第105步：执行切换完成阶段；然后，源基站分别向未被选中但切换准备成功的候选小区所属的基站发送切换取消消息，释放为UE分配的切换资源及上下文；基于X2的网络辅助UE控制切换如下：共有N个选择候选小区，且UE优选候选小区1作为切换目标小区；第201步：源基站根据配置的邻区优选N个候选小区，跳转至第202步；第202步：源基站分别向候选小区所属的目标基站1至N发送切换请求消息请求为UE切换分配资源，跳转至第203步；第203步：候选小区所属的目标基站1至N依次进行接纳控制，为UE切换分配资源；候选小区所属的目标基站1至N依次向源基站回复切换请求应答，携带无线接口相关的信息以及建立成功的演进型无线接入承载E‑RAB和建立失败的E‑RAB，跳转至第204步；第204～205步：源基站组织切换所需的网络辅助信息，包括切换方式及切换判决信息、候选小区标识、以及候选小区的无线接口相关的信息，其中，所述切换方式包括基于测量和基于地理位置信息；若配置为基于测量，则切换判决信息携带测量配置信息；若配置为基于地理位置信息，则切换判决信息携带切换候选小区的经度和纬度地理位置信息，覆盖半径和偏置；然后通过RRC连接重配消息发送给UE；并接收UE处理成功后回复的RRC连接重配完成消息，跳转至第206步；第206步：UE根据配置的切换方式测量对应的参数，然后进行切换判决，从网络辅助信息携带的候选小区中优选一个作为切换目标小区，跳转至第207步；第207步：下行数据反传,包括：源基站获知UE开始向目标小区切换，然后分别向候选小区所属的目标基站1至基站N发送序列号状态转移消息迁移切换期间上下行分组数据汇聚协议PDCP序列号和超帧号HFN；并将接收来自服务网关S‑GW的下行数据分别转发给候选小区所属的目标基站1至基站N，跳转至第208步；第208步：UE向目标基站1发送切换指示消息；这里，UE通过随机接入过程同步到选择的目标小区，向目标基站1发送切换指示消息指示UE已经成功切换到目标小区，跳转至第209步；第209步：目标基站1向移动性管理实体MME发送路径转换请求消息，请求下行通用分组无线业务隧道协议GTP隧道到一个新的GTP隧道端点的转换，跳转至第210步；第210～211步：MME向S‑GW发送修改承载请求消息请求修改承载，并接收S‑GW回复的修改承载响应消息，跳转至第212步；第212步：MME在转换路径后立即在老的路径上发送一个或多个结束标记分组，并通过源基站转发给目标基站1，以辅助目标基站1进行重排序，跳转至第213步；第213步：MME向目标基站1回复路径转换请求应答消息，通知目标基站演进分组核心EPC的路径已经转换成功，跳转至第214步；第214步：目标基站1向源基站发送用户设备上下文释放消息，指示源基站释放资源，跳转至第215步；第215步：源基站依次向切换准备成功但未被选中的候选小区所属的目标基站2至N发送切换取消消息，释放为UE分配的切换资源及上下文；基于S1的网络辅助UE控制切换如下：共有N个选择候选小区，且UE优选候选小区1作为切换目标小区；第301步：源基站根据配置的邻区优选N个候选小区，跳转至第302步；第302步：源基站分别向MME发送切换请求消息，请求目标侧的资源准备，跳转至第303步；第303步：MME分别向候选小区所属的目标基站1至N发送切换请求消息，请求资源准备，跳转至第304步；第304步：候选小区所属的目标基站1至N依次进行接纳控制，为UE切换分配资源；候选小区所属的目标基站1至N依次向MME回复切换请求应答，携带无线接口相关的信息以及建立成功的演进型无线接入承载E‑RAB和建立失败的E‑RAB，跳转至第305步；第305步：MME依次向源基站发送切换命令消息，携带无线接口相关的信息以及建立成功的演进型无线接入承载E‑RAB和建立失败的E‑RAB，跳转至第306步；第306～307步：源基站组织切换所需的网络辅助信息，包括切换方式及切换判决信息、候选小区标识、以及候选小区的无线接口相关的信息，并通过RRC连接重配消息发送给UE；并接收UE处理成功后回复的RRC连接重配完成消息，跳转至第308步；第308步：UE根据配置的切换方式测量对应的参数，然后进行切换判决，从网络辅助信息携带的候选小区中优选一个作为切换目标小区，跳转至第309步；第309步：数据反传，具体为：源基站依次向MME发送基站状态转移消息转移PDCP序列号接收和发送状态；MME分别向候选小区所属的目标基站1至N发送移动管理实体状态转移消息转移PDCP序列号接收和发送状态；源基站将来自S‑GW的下行数据反传给候选小区所属的目标基站1至N，跳转至第310步；第310步：UE向目标基站1发送切换指示消息；这里，UE通过随机接入过程同步到选择的目标小区，向目标基站发送切换指示消息指示UE已经成功切换到目标小区，跳转至第311步；第311步：目标基站1向MME发送切换通知消息，通知MME UE已经在目标小区被识别，且S1切换已经完成，跳转至312步；第312～313步：MME经过相关处理后，向源基站发送用户设备上下文释放命令消息，请求释放UE关联的S1逻辑连接；并接收源基站处理成功后回复的用户设备上下文释放完成消息，跳转至第314步；第314步：源基站分别向MME发送切换取消消息，请求切换准备成功但未被选中的候选小区所属的目标基站取消切换，跳转至第315步；第315～316步：MME依次向切换准备成功但未被选中的候选小区所属的目标基站2至N发送用户设备上下文释放命令消息，请求释放UE关联的S1逻辑连接；并接收目标基站2至N处理成功后依次回复的用户设备上下文释放完成消息，跳转至第317步；第317步：MME依次向源基站回复切换取消应答消息，确认未被选中的候选小区所属的目标基站2至N切换取消；源基站获取候选小区的处理如下：第401步：源基站获取本小区配置的邻区，记为邻区集，跳转至第402步；第402步：判断邻区集中邻区的数量是否大于预置门限，如果大于预置门限，跳转至第403步，否则，跳转至第404步；第403步：根据地理位置信息、移动速度信息或/和历史信息从邻区集中优选一个或多个候选小区；第404步：邻区集中所有邻区作为候选小区；切换方式为基于测量时，UE优选切换目标小区的处理如下：第501步：UE测量邻小区的信道质量，在满足条件时输出测量结果，包括邻小区的RSRP或/和RSRQ，跳转至第502步；第502步：对测量结果进行过滤，得到配置的候选小区的测量结果，跳转至第503步；第503步：对过滤后得到的候选小区的测量结果按照RSRP或RSRQ进行排序，跳转至第504步；第504步：选择RSRP或RSRQ最好的候选小区作为切换目标小区；切换方式为基于地理位置信息时，UE优选切换目标小区的处理如下：第501步：UE按照一定的周期测量地理位置信息，并输出当前所在的地理位置信息；其中，UE配置诸如全球定位系统GPS或北斗模块可以实现地理信息测量；跳转至第502步；第502步：UE根据当前的地理位置信息与网络辅助信息携带的切换候选小区的地理位置信息计算UE到切换候选小区的距离d，跳转至第503步；第503步：计算小区覆盖半径r与距离d和偏置offset的差值，计算公式为：差值＝小区覆盖半径r‑(距离d+偏置offset)；跳转至第504步；第504步：滤除差值小于0的切换候选小区，然后按照差值从大到小对切换候选小区进行排序，选择差值最大的切换候选小区作为切换目标小区；源基站触发数据反传的处理如下：第601步：源基站检测数据传输情况，跳转至第602步；第602步：源基站判断数据是否无法到达UE；如果数据无法到达UE，跳转至第603步；否则，跳转至第604步；第603步：源基站认为UE向目标小区切换，启动数据反传；第604步：源基站认为UE仍然在源小区，不启动数据反传；可选地，源基站还可以通过下述处理进行数据反传，第601步：当UE准备向目标小区切换时，通知源基站，跳转至第602步；第602步：源基站启动数据反传；对于切换方式为基于测量，X2切换时切换目标小区不在配置的候选小区列表中的处理如下：第801步：UE进行测量，执行切换判决时发现切换目标小区不在配置的候选小区列表中，向源基站上报测量报告，跳转至第802步；第802步：源基站分别向候选小区所属的目标基站1至N发送切换取消消息，取消切换，跳转至第803步；第803～804步：源基站进行切换判决，选择新切换目标基站，并向新切换目标基站发送切换请求消息，请求为切换准备资源；并接收新切换目标基站处理成功后回复的切换请求应答消息，跳转至第805步；第805步：源基站向UE发送无线资源连接控制重配消息，携带切换命令以及删除候选小区网络辅助信息，跳转至806步；第806步：数据反传；源基站向新目标基站发送序列号状态转移消息，并将接收来自S‑GW的下行数据转发给新目标基站，跳转至第807步；第807步：UE通过随机接入同步到目标小区，并通过无线资源连接重配完成消息携带切换确认消息，跳转至第808步；第808步：执行切换完成阶段，包括进行路径转换，释放源基站用户上下文；此外，对于切换方式为基于测量，S1切换时切换目标小区不在配置的候选小区列表中的处理如下：第801步：UE进行测量，执行切换判决时发现切换目标小区不在配置的候选小区列表中，向源基站上报测量报告，跳转至第802步；第802～805步：取消原有的切换准备，具体为：源基站向MME发送切换取消消息；然后MME分别向候选小区所属的目标基站1至N发送用户设备上下文释放命令消息；目标基站1至N释放UE上下文并向MME回复用户设备上下文释放完成消息；MME向源基站回复切换取消应答消息确认切换取消，跳转至第806步；第806～809步：切换准备，具体为：源基站进行切换判决，选择新切换目标基站，并向MME发送切换请求消息，请求目标资源准备；MME向新目标基站发送切换请求消息请求资源准备；新目标基站进行接纳控制，准备切换资源，成功后向MME回复切换请求应答消息通知MME目标准备好的资源；MME向源基站发送切换命令消息通知源基站目标侧已经为切换准备好了资源，跳转至第810步；第810步：源基站向UE发送无线资源连接控制重配消息，携带切换命令以及删除包括候选小区标识网络辅助信息，跳转至811步；第811步：数据反传，具体为：源基站向MME发送基站状态迁移消息迁移PDCP序列号接收和发送状态；MME向新目标基站发送移动性管理实体状态转移消息迁移PDCP序列号接收和发送状态，并将接收来自S‑GW的下行数据转发给新目标基站，跳转至第812步；第812步：UE通过随机接入同步到目标小区，并通过无线资源连接重配完成消息携带切换确认消息，跳转至第813步；第813步：执行切换完成阶段，包括向MME发送切换通知消息，MME释放命令源基站释放用户上下文。