CN101860931A - 一种多载波聚合系统的小区切换方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多载波聚合系统的小区切换方法和系统，目标基站(eNB)在确定目标小区接纳用户终端(UE)多个工作频点中的一个时，通过源eNB向UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令，并为UE预留满足该UE的业务服务质量(QoS)要求的载波资源；UE根据切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区后，目标eNB在为UE预留的载波资源上调度UE的数据传输。从而实现多载波系统下UE从源小区到目标小区的切换，如果目标eNB为UE预留的满足业务QoS要求的载波资源为多载波资源，则UE可以实现从多载波到多载波的切换。

Description

一种多载波聚合系统的小区切换方法和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种多载波聚合系统的小区切换方法和系统。

背景技术

当诸如用户终端(UE)当前所在小区信道环境发生恶化等情况发生时，源基站(eNB)会触发UE进行小区切换。

现有小区切换过程如图1所示，源eNB向目标eNB发送切换请求消息，该切换请求消息中包含源eNB选择的目标小区标识和UE的工作频点信息。目标eNB在确定目标小区能够使用该UE的工作频点接纳UE的接入后，为UE预留相应的资源，该预留的资源为该UE的工作频点所在的载波资源，并向源eNB回复允许切换的响应消息，其中包含为UE预留的载波信息。源eNB将目标小区标识以及上述预留的载波信息携带在切换命令中发送给UE，UE接收到切换命令后，通过目标小区中预留的一个载波接入目标小区。

随着多载波聚合(CA，Carrier Aggregation)技术的提出，可以将同一小区中的多个连续或不连续的载波，或者多个单载波小区的多个连续或不连续的载波，集中在一起同时为UE服务，以提供更高的峰值速率和系统吞吐量。由于在CA系统中，UE在源eNB进行CA传输，即同时在多个载波上工作，在进行小区切换后可能也需要在目标eNB进行CA传输，也就是说，CA系统中的切换是多载波到多载波的切换。而现有技术中的切换方法则是单载波到单载波的切换，其并不能用于CA系统，且目前尚没有任何针对CA系统的小区切换的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种CA系统的小区切换方法和系统，适用于CA系统中可能发生的多载波到多载波的切换。

一种多载波聚合系统的小区切换方法，该方法包括：

A、目标eNB确定在目标小区接纳UE多个工作频点中的一个时，为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源，通过源eNB向UE发送包含目标小区接纳的频点信息的切换命令；

B、所述UE根据切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区；

C、所述目标eNB在为所述UE预留的载波资源上调度所述UE的数据传输。

一种多载波聚合系统的小区切换系统，该系统包括：目标eNB、源eNB和UE；

所述目标eNB，用于确定在目标小区接纳所述UE多个工作频点中的一个时，所述UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源，通过所述源eNB向所述UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；在所述UE接入目标小区后，在为所述UE预留的载波资源上调度所述UE的数据传输；

所述UE，用于根据接收到的切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区。

由以上技术方案可以看出，本发明所提供的方法和系统中，目标eNB在确定目标小区接纳UE多个工作频点中的一个时，为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源，通过源eNB向UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；UE根据切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区后，目标eNB在为UE预留的载波资源上调度UE的数据传输。从而实现多载波系统下UE从源小区到目标小区的切换，如果目标eNB为UE预留的满足业务QoS要求的载波资源为多载波资源，则UE可以实现从多载波到多载波的切换。

附图说明

图1为现有技术中单载波系统的小区切换示意图；

图2为本发明实施例提供的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的方法主要包括：目标eNB确定在目标小区接纳UE多个工作频点中的一个时，为UE预留满足该UE的业务服务质量(QoS)要求的载波资源，通过源eNB向UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；该UE根据切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区；目标eNB在UE接入目标小区后，在为该UE预留的载波资源上调度该UE的数据传输。

下面结合具体实施例对上述方法进行详细描述。图2为本发明实施例提供的方法流程图，如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤201：源eNB向目标eNB发送切换请求消息，切换请求消息中包含目标小区标识和UE的一个满足切换条件的工作频点信息。

源eNB会根据UE上报的测量消息判断是否满足切换条件，例如，可以判断目标小区的信号质量与源小区的信号质量之间的差值是否大于预设的切换阈值，当满足切换条件时，源eNB会向满足切换条件的目标小区所属的目标eNB发送切换请求消息，该部分内容为现有技术。

在本发明中，UE的工作频点中可能会存在一个或多个满足切换条件的工作频点，源eNB向目标eNB发送的切换请求消息中会将UE的其中一个满足切换条件的工作频点信息发送给目标eNB。

步骤202：目标eNB根据接收到的切换请求消息，对切换请求消息中包含的频点信息进行接纳判决，即判断目标小区中切换请求消息包含的频点是否能够接纳UE的接入，如果是，继续执行步骤203，否则向源eNB发送判决失败的通知，转至步骤201，源eNB在切换请求消息中包含UE的其它工作频点中的一个工作频点的信息。

本步骤中涉及的接纳判决可以为：判断目标小区中该工作频点对应的载波负荷是否能够满足UE的接入要求，如果是，则能够接纳UE的接入，否则不能够接纳UE的接入。也可以采用现有技术中的其它接纳判决方式。

除了上述步骤201和步骤203中描述的方式之外，如果源eNB确定满足切换条件的目标小区为单载波小区，则可以向目标eNB发送包含目标小区标识的切换请求消息，该切换请求消息中不必包含UE的一个满足切换条件的工作频点信息。因为目标小区为单载波小区，因此，目标eNB接收到切换请求消息后，判断该目标小区的频点能够接纳UE的接入，如果是，确定目标小区接纳UE多个工作频点中的一个，继续执行步骤203；否则，说明目标小区的当前负荷已经不能接纳UE的接入，因此，向源eNB发送不允许切换响应，结束该切换流程。

步骤203：目标eNB根据该UE的业务QoS要求，在目标小区中为UE预留满足其业务QoS要求的载波资源，并向源eNB返回允许切换响应消息。

本步骤中，目标eNB可以从诸如移动性管理实体(MME)等上层网络设备中获取UE的业务QoS要求，例如，UE所使用的业务所需的带宽信息、速率信息或时延要求等，为UE预留满足其业务QoS要求的载波资源。

其中，预留的载波资源可以是多载波资源，也可以是单载波资源。其中，多载波资源可以是一个多载波小区内的多载波资源或者多个单载波小区聚合成的多载波资源；单载波资源可以是一个多载波小区内的单载波资源或者单载波小区的单载波资源。

预留的具体是多载波资源还是单载波资源除了和UE的业务QoS要求相关之外，还和目标eNB中小区的载波带宽有关。例如，如果UE在源小区中采用2个载波聚合，每个载波的带宽为10M，而目标eNB中小区的每个载波的带宽为20M时，则采用单载波传输即可，即预留1个载波资源；目标eNB中小区的每个载波的带宽仍为10M时，则在目标eNB仍需要采用2个载波聚合，即预留2个载波资源。

更优地，源eNB还可以在步骤201发送的切换请求消息中包含UE在源小区中的CA信息，以供目标eNB在预留载波资源时使用。其中，CA信息可以是UE在源小区中使用的载波频率、带宽等，目标eNB可以在满足UE的业务QoS要求的前提下，选择与UE在源小区中的CA信息接近的载波资源。这样可以使得UE在切换后尽量小的改变工作频率，从而提高切换效率也为UE节省能量。

还有一种方式，由于UE会向源eNB上报测量信息，该测量信息中包含目标eNB中各载波的信号质量状况，因此，源eNB可以根据UE上报的测量信息，确定目标eNB中满足信号质量要求的载波，将满足信号质量要求的载波信息携带在切换请求消息中。目标eNB可以在这些满足信号质量要求的载波信息中为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源，从而提高服务质量。其中，满足信号质量要求的载波信息可以是满足信号质量要求的载波标识；或者是满足信号质量要求的载波标识以及这些载波的信号质量信息，以便目标eNB能够根据这些载波的信号质量优先选择信号质量高的载波。

如果目标eNB能够为多载波终端预留满足该多载波终端的业务QoS要求的载波资源，则向源eNB返回允许切换响应消息，否则，可以向源eNB返回不允许切换响应消息。

步骤204：源eNB向UE发送切换命令，该切换命令中包含目标小区所接纳的频点信息。

目标eNB向源eNB返回的切换响应消息中包含切换命令，该切换命令中携带目标小区所接纳的频点信息，源eNB将该切换命令转发给UE。

步骤205：UE根据切换命令中的频点信息，与目标小区所接纳的频点建立连接从而接入目标小区。

UE与目标小区所接纳的频点建立的连接可以仅是信令连接，也可以是信令连接和数据连接。

目标eNB在针对该频点做接纳判决时，也会确定该频点是否仅用于信令连接，或者同时用于信令连接和数据连接，并在允许切换响应消息中进行指示，源eNB根据允许切换响应消息中的指示，在切换命令中也指示该频点用于信令连接，或者用于信令连接和数据连接，UE根据切换命令中的指示执行。

步骤206：UE接入目标小区后，目标eNB在预留的载波资源上调度UE进行数据传输。

该过程可以通过无线资源控制(RRC)连接重配过程实现，例如，可以在RRC连接重配消息中通知UE在预留的载波资源上进行数据传输。

如果预留的载波资源为多载波资源，则UE在预留的多载波资源上继续进行CA传输，从而实现从多载波到多载波的切换。

也就是说，在该实施例的切换过程中，UE可以首先与目标小区的一个载波建立信令连接，再通过目标eNB的调度与多个载波建立数据连接；也可以首先与目标小区的一个载波同时建立数据和信令连接，再通过目标eNB的调度与多个载波建立数据连接。

需要说明的是，在切换命令中还可以包含目标eNB为UE预留的载波资源信息，UE在接入目标小区后，能够直接根据切换命令在为UE预留的载波资源上传输数据。或者，目标eNB在调度UE的过程中再将为UE预留的载波资源信息发送给UE。

以上是对本发明所提供的方法进行的详细描述，下面对本发明所提供的系统进行详细描述。图3为本发明实施例提供的系统结构图，如图3所示，该系统可以包括：目标eNB 301、源eNB 302和UE 303。

目标eNB 301用于确定在目标小区接纳UE 303多个工作频点中的一个时，为UE 303预留满足该UE 303的业务QoS要求的载波资源，通过源eNB 302向UE 303发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；在UE 303接入目标小区后，在为UE 303预留的载波资源上调度UE 303的数据传输。

UE 303用于根据接收到的切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区。

更进一步地，源eNB在确定满足切换条件后与目标eNB之间的交互过程可以采用以下两种方式：

第一种方式：源eNB 302用于向目标eNB 301发送包含目标小区标识和UE303的一个满足切换条件的工作频点信息的切换请求消息；接收到判决失败的通知后，向目标eNB 301发送包含目标小区标识和UE 303满足切换条件的其一个工作频点信息的切换请求消息；

目标eNB 301，还用于接收到切换请求消息后，判断目标小区中切换请求消息中包含的工作频点是否能够接纳UE 303的接入，如果是，则执行通过源eNB 302向UE 303发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；否则，向源eNB 302发送判决失败的通知。

第二种方式：源eNB302还可以用于在目标小区为单载波小区时，向目标eNB 301发送包含目标小区标识的切换请求消息；接收到不允许切换的响应后，结束当前切换流程。

目标eNB 301接收到该切换请求消息后，判断目标小区是否能够接纳UE303的接入，如果是，确定目标小区接纳UE 303多个工作频点中的一个；否则向源eNB 302发送不允许切换的响应。

在上述过程中，目标eNB 301在通过源eNB 302向UE 303发送切换命令过程中，可以向源eNB 302返回包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令，源eNB 302向UE 303转发该切换命令。

源eNB 302还可以用于在切换请求消息中携带UE 303在源小区中的多载波聚合信息。

目标eNB 301根据UE 303在源小区中的多载波聚合信息，执行为UE 303预留满足该UE 303的业务服务质量QoS要求的载波资源。

或者，源eNB 302还可以用于根据UE 303上报的测量信息，确定目标eNB301中满足信号质量要求的载波，并将满足信号质量要求的载波信息携带在切换请求消息中。

目标eNB 301在满足信号质量要求的载波中为UE 303预留满足该UE 303的业务QoS要求的载波资源。

具体地，UE 303与目标小区所接纳的频点建立信令连接，或者同时建立信令连接和数据连接，从而接入目标小区。

根据UE 303具体的业务QoS要求以及目标小区的载波带宽状况，目标eNB301为UE 303预留的载波资源可以为一个多载波小区内的多载波资源或者单载波资源；或者多个单载波小区聚合成的多载波资源，或者一个单载波小区的单载波资源。

由以上描述可以看出，本发明所提供的方法和系统中，目标eNB在确定目标小区接纳UE多个工作频点中的一个时，为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源，通过源eNB向UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；UE根据切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区后，目标eNB在为UE预留的载波资源上调度UE的数据传输。从而实现多载波系统下UE从源小区到目标小区的切换，如果目标eNB为UE预留的满足业务QoS要求的载波资源为多载波资源，则UE可以实现从多载波到多载波的切换。

另外，本发明提供的方法和系统最大限度地重用了长期演进(LTE)系统中的接口和核心网的切换过程，满足了业务QoS的同时也增强了用户体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种多载波聚合系统的小区切换方法，其特征在于，该方法包括：

A、目标基站eNB确定在目标小区接纳UE多个工作频点中的一个时，为UE预留满足该UE的业务服务质量QoS要求的载波资源，通过源eNB向UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；

B、所述UE根据切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区；

C、所述目标eNB在为所述UE预留的载波资源上调度所述UE的数据传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A之前还包括：

D1、源eNB向目标eNB发送包含目标小区标识和所述UE的一个满足切换条件的工作频点信息的切换请求消息；

D2、目标eNB接收到所述切换请求消息后，判断目标小区中所述切换请求消息中包含的工作频点是否能够接纳所述UE的接入，如果是，执行所述步骤A；否则，向源eNB发送判决失败的通知，执行步骤D3；

D3、源eNB接收到判决失败的通知后，向目标eNB发送包含目标小区标识和所述UE满足切换条件的其它一个工作频点信息的切换请求消息，转至步骤D2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述目标小区为单载波小区时，在所述步骤A之前还包括：源eNB向目标eNB发送包含目标小区标识的切换请求消息；目标eNB接收到所述切换请求消息后，判断目标小区是否能够接纳所述UE的接入，如果是，确定目标小区接纳UE多个工作频点中的一个，执行所述步骤A；否则，向源eNB发送不允许切换响应，结束流程。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述通过源eNB向UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令具体为：所述目标eNB向源eNB发送包含切换命令的允许切换响应消息，源eNB将该切换命令转发给所述UE，其中，所述切换命令中携带目标小区所接纳的频点信息。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述切换命令中还包含所述目标eNB为UE预留的载波资源信息，所述UE在步骤B之后，在所述为UE预留的载波资源上传输数据；或者，

在所述步骤C中，所述目标eNB在调度所述UE的过程中将为UE预留的载波资源信息发送给所述UE。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述切换请求消息中还包括所述UE在源小区中的多载波聚合信息，所述目标eNB根据所述UE在源小区中的多载波聚合信息，执行所述为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源；或者，

所述源eNB根据UE上报的测量信息，确定目标eNB中满足信号质量要求的载波，并将满足信号质量要求的载波信息携带在所述切换请求消息中，所述目标eNB在所述满足信号质量要求的载波中为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述利用目标小区所接纳的频点接入目标小区包括：所述UE与所述目标小区所接纳的频点建立信令连接，或者同时建立信令连接和数据连接，从而接入目标小区。

8.根据权利要求1、2、3或7所述的方法，其特征在于，预留的所述载波资源为一个多载波小区内的多载波资源或单载波资源，或者多个单载波小区聚合成的多载波资源，或者一个单载波小区的单载波资源。

9.一种多载波聚合系统的小区切换系统，其特征在于，该系统包括：目标eNB、源eNB和UE；

所述目标eNB，用于确定在目标小区接纳所述UE多个工作频点中的一个时，为所述UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源，通过所述源eNB向所述UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；在所述UE接入目标小区后，在为所述UE预留的载波资源上调度所述UE的数据传输；

所述UE，用于根据接收到的切换命令中的频点信息，利用目标小区所接纳的频点接入目标小区。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述源eNB，用于向所述目标eNB发送包含目标小区标识和所述UE的一个满足切换条件的工作频点信息的切换请求消息；接收到判决失败的通知后，向所述目标eNB发送包含目标小区标识和所述UE满足切换条件的其它一个工作频点信息的切换请求消息；

所述目标eNB，还用于接收到所述切换请求消息后，判断目标小区中所述切换请求消息中包含的工作频点是否能够接纳所述UE的接入，如果是，则执行通过所述源eNB向所述UE发送包含目标小区所接纳的频点信息的切换命令；否则，向所述源eNB发送判决失败的通知。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述源eNB，还用于在目标小区为单载波小区时，向目标eNB发送包含目标小区标识的切换请求消息；接收到不允许切换的响应后，结束当前切换流程；

所述目标eNB接收到所述切换请求消息后，判断目标小区是否能够接纳所述UE的接入，如果是，确定目标小区接纳UE多个工作频点中的一个；否则，向源eNB发送不允许切换的响应。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述源eNB还用于在所述切换请求消息中携带所述UE在源小区中的多载波聚合信息；

所述目标eNB根据所述UE在源小区中的多载波聚合信息，执行所述为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源。

13.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述源eNB还用于根据UE上报的测量信息，确定目标eNB中满足信号质量要求的载波，并将满足信号质量要求的载波信息携带在所述切换请求消息中；

所述目标eNB在所述满足信号质量要求的载波中为UE预留满足该UE的业务QoS要求的载波资源。

14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述UE与所述目标小区所接纳的频点建立信令连接，或者同时建立信令连接和数据连接，从而接入目标小区。

15.根据权利要求9、10、11或14所述的系统，其特征在于，所述目标eNB为所述UE预留的载波资源为一个多载波小区内的多载波资源或单载波资源，或者多个单载波小区聚合成的多载波资源，或者一个单载波小区的单载波资源。

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