專利名稱：一種移動用戶設(shè)備控制切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信的切換技術(shù)，尤其涉及多模移動用戶設(shè)備(UE)和IMS (IP Multimedia Subsystem)終端在第三代移動通信(3G)系統(tǒng)與微波存取全球 互通(WiMAX)系統(tǒng)之間的切換方法。
背景技術(shù)：
近些年來，移動通信一直是通信技術(shù)研究的熱點，隨著3G系統(tǒng)逐漸進(jìn)入 商業(yè)運營階段，人們對l正在能提供傳統(tǒng)移動話音、短信業(yè)務(wù)以及窄帶數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)的基礎(chǔ)上又提出了內(nèi)容更豐富、服務(wù)質(zhì)量更高的業(yè)務(wù)需求，為此，要求UE 能在多種不同制式的網(wǎng)絡(luò)之間互通，同時還要求UE能夠支持移動多媒體業(yè)務(wù)。 目前，3G系統(tǒng)中UE與現(xiàn)有多數(shù)2G系統(tǒng)下的UE的主要區(qū)別體現(xiàn)在傳 輸語音和數(shù)據(jù)時在速度上的提升，3G系統(tǒng)中UE能夠處理圖像、音樂、視頻流 等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。 但是，為了提供這種多媒體服務(wù)，移動通信網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸 速度，通常，要求在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)能夠分別支持至少2Mbps (兆字節(jié)/每秒)、384kbps (千字節(jié)/每秒)以及144kbps的傳輸速度。然而，通 過UE接入移動通信網(wǎng)使用該網(wǎng)絡(luò)提供的寬帶多媒體服務(wù)，與UE通過固網(wǎng)接 入使用寬帶多媒體業(yè)務(wù)的代價相比，后者無疑在帶寬、穩(wěn)定性以及價格方面具 有明顯的優(yōu)勢。在UE業(yè)務(wù)中，高實時性要求的移動多媒體業(yè)務(wù)是目前行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的所謂 下一個殺手锏級應(yīng)用(Killer Application),為此，3GPP在2002年6月的R5 (Release5 )版本中首次提出IP多媒體子系統(tǒng)(IMS, IP Multi-media Subsystem ) 移動終端技術(shù)，并在之后的R6和R7等版本中不斷完善其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。最初3GPP組織制定IMS是作為3G系統(tǒng)核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的，目前IMS已被國際電信聯(lián)盟電 信標(biāo)準(zhǔn)組(ITU-T)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(ETSI)認(rèn)可，納入下一代網(wǎng)絡(luò) (NGN)的核心標(biāo)準(zhǔn)框架，并被認(rèn)為是實現(xiàn)未來固定/移動網(wǎng)絡(luò)融合(FMC)的 重要技術(shù)基礎(chǔ)，F(xiàn)MC是通過固定和無線技術(shù)相結(jié)合的方式來提供通信業(yè)務(wù)的技 術(shù)。由于3G系統(tǒng)中的多模UE能在不同應(yīng)用環(huán)境下通過不同無線接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 實現(xiàn)移動業(yè)務(wù)，所以終端提供商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商需要支持能實現(xiàn)IMS業(yè)務(wù)的 UE在不同無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的切換，以獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、更佳的服務(wù)質(zhì) 量(QoS)和價格更便宜的服務(wù)，并且，使用戶不會感到多媒體通信業(yè)務(wù)的中 斷和停頓，即實現(xiàn)無縫切換。常見的無線接入網(wǎng)絡(luò)包括釆用正EE802.11系列 協(xié)議的無線保真(Wi-Fi，也稱為WLAN)網(wǎng)絡(luò)、釆用IEEE802.16系列協(xié)議的 WiMAX系統(tǒng)、超寬帶無線技術(shù)(UWB)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、寬帶碼 分多址(WCDMA)系統(tǒng)、碼分多址2000 (CDMA2000)系統(tǒng)等。目前，F(xiàn)MC技術(shù)備受關(guān)注，具有無線城域網(wǎng)性質(zhì)的WiMAX技術(shù)，被認(rèn)為 是固定網(wǎng)絡(luò)通過提供和擴(kuò)展無線寬帶接入服務(wù)與3G技術(shù)進(jìn)行竟?fàn)幍挠辛ξ淦鳌?WiMAX又稱寬帶無線接入(BWA)，是由美國電氣電子工程師學(xué)會(IEEE) 制定的IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)，屬于無線城域網(wǎng)(WMAN)技術(shù)，該技術(shù)是針對微 波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，用于將WLAN無線接入點連接 到互聯(lián)網(wǎng)，也可連接公司與家庭等局域網(wǎng)至有線骨干線路，也可作為線纜和數(shù) 字用戶線路(xDSL)的無線擴(kuò)展技術(shù)，從而實現(xiàn)無線寬帶接入。因為具有無線城域網(wǎng)性質(zhì)的WiMAX系統(tǒng)的天線能覆蓋半徑達(dá)30英里，而 且其數(shù)據(jù)速率高達(dá)每秒70M比特，比3G系統(tǒng)有著明顯的網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本及帶寬 優(yōu)勢，并且WiMAX系統(tǒng)可與現(xiàn)有的3G系統(tǒng)在未來的第四代移動通信(4G) 技術(shù)階段實現(xiàn)融合，因此目前支持IMS業(yè)務(wù)的UE如何在3G系統(tǒng)與WiMAX 系統(tǒng)間進(jìn)行無縫切換的技術(shù)方案逐漸受到業(yè)界關(guān)注?，F(xiàn)有技術(shù)中，不同網(wǎng)絡(luò)間的切換技術(shù)主要是從核心網(wǎng)(CN)著手，流程較 為復(fù)雜，溝通時間長且難以保證切換質(zhì)量，從而造成切換時間長、占有資源多等問題。對于實時性和對資源占用十分敏感的IMS業(yè)務(wù)，簡便實用的切換方案 更是非常必要的。圖1為現(xiàn)有技術(shù)WiMAX系統(tǒng)與3GPP核心網(wǎng)的松耦合交互方式示意圖， 是WiMAX的提案《WiMAX端到端的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)(WiMAX End-to-End Network Systems Architecture )》中對應(yīng)的松耦合交互方式。如圖1所示，該提 案的思想是依據(jù)IMS業(yè)務(wù)是基于全I(xiàn)P的技術(shù)，在WiMAX系統(tǒng)服務(wù)提供設(shè) 備與3GPP核心網(wǎng)間設(shè)計一個控制協(xié)議，以此來協(xié)商調(diào)用Internet中相關(guān)服務(wù)器 中的IMS數(shù)據(jù)，通過相關(guān)控制信令改變IMS數(shù)據(jù)的傳輸路徑，以實現(xiàn)在3G系 統(tǒng)與WiMAX系統(tǒng)之間的切換。因為該提案是在IMS數(shù)據(jù)源的控制環(huán)節(jié)釆取協(xié) 商，而接入層甚至移動終端只是被動地參與數(shù)據(jù)傳輸，故而被稱為松耦合方式。 該耦合方式下，為了實現(xiàn)3G系統(tǒng)與WiMAX系統(tǒng)間的IMS數(shù)據(jù)控制的協(xié)商， 需要對WiMAX系統(tǒng)服務(wù)提供設(shè)備與3GPP核心網(wǎng)間的控制協(xié)議(圖1中用虛 線表示)進(jìn)行較為繁瑣的設(shè)計，且它的接入層和移動終端部分不參與切換控制， 只是被動地按控制信令進(jìn)行雙鏈路切換，因此，在運行時，系統(tǒng)網(wǎng)元間控制信 號的交互較為復(fù)雜、切換時間長、實時性較差。有關(guān)3G系統(tǒng)與WLAN系統(tǒng)間的切換技術(shù)以及WiMAX系統(tǒng)內(nèi)部用戶終端 的切換技術(shù)，在中國專利申請?zhí)枮镃N03156356.2、 CN200610125952.1 、 CN200610076401.0、 CN200510115922.8以及CN200610076723.5的申請文件中 已有披露，但是，上述專利申請文件均未涉及UE參與切換控制的技術(shù)，其技 術(shù)方案均以網(wǎng)絡(luò)側(cè)為主導(dǎo)控制切換,UE只是被動地接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)的控制信令進(jìn)行 雙鏈路切換，因此，如何實現(xiàn)多模UE參與不同網(wǎng)絡(luò)間的主動切換控制流程， 甚至主導(dǎo)在不同網(wǎng)絡(luò)間的切換控制以實現(xiàn)切換效率的進(jìn)一步提高，是當(dāng)前有待 解決的問題。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種移動UE參與控制切換過程的 方法，能實現(xiàn)多模UE在3G系統(tǒng)與WiMAX系統(tǒng)間的無縫切換，并提高網(wǎng)絡(luò)間的切換效率和系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 一種移動用戶設(shè)備控制切換的方法，該方法為在UE中設(shè)置專用切換控 制模塊SCM,并且該方法還包括以下步驟a、 UE將當(dāng)前檢測到的信號質(zhì)量達(dá)到第一通信系統(tǒng)信號質(zhì)量的第二通信系 統(tǒng)的基站標(biāo)識列入激活集；判斷激活集中是否存在至少一個第二通信系統(tǒng)基站 信號質(zhì)量優(yōu)于第一通信系統(tǒng)信號且該信號質(zhì)量所持續(xù)的時長達(dá)到預(yù)定觸發(fā)時長 的一半，如果是，則執(zhí)行步驟b;否則，繼續(xù)對信號進(jìn)行周期性檢測，返回步b、 判斷SCM檢測到的第二通信系統(tǒng)基站的信號質(zhì)量是否優(yōu)于第一通信系統(tǒng)基站的信號且該信號質(zhì)量所持續(xù)的時長達(dá)到規(guī)定的觸發(fā)時長，如果是，則終 端管理模塊向SCM移交所有切換控制權(quán)，SCM準(zhǔn)備緩沖區(qū)資源，執(zhí)行步驟c; 否則，繼續(xù)對信號進(jìn)行周期性檢測，返回步驟b;c、 SCM觸發(fā)完成切換，在切換結(jié)束后，SCM及時釋放所占用的公共資源， 并解除對所有與切換相關(guān)的模塊的控制。其中，所述SCM設(shè)置于IMS移動終端協(xié)議的TCP層；SCM通過與IMS 移動終端協(xié)議IP層的終端IP資源管理模塊的控制作用、以及接入層堆棧的信 號強度自動檢測模塊的檢測作用協(xié)助完成切換。其中，所述步驟a具體包括al、 UE檢測第二通信系統(tǒng)基站的信號，將質(zhì)量高于第一通信系統(tǒng)信號的第 二通信系統(tǒng)基站標(biāo)識存入激活集中，當(dāng)激活集中已存在至少一個第二通信系統(tǒng) 基站的標(biāo)識且該第二通信系統(tǒng)基站信號質(zhì)量高于第一通信系統(tǒng)信號并達(dá)到規(guī)定 的觸發(fā)時間的50%時，SCM被觸發(fā)進(jìn)入SCM預(yù)設(shè)流程；a2、將獲得的信號最優(yōu)的第二通信系統(tǒng)基站的地址通知SCM, SCM選擇 接收信號最優(yōu)的第二通信系統(tǒng)的基站地址；a3、 SCM接收步驟a2中所述基站的下行鏈路信號并進(jìn)行記錄比較，判斷 信號是否保持良好或持續(xù)增強，若是，則執(zhí)行步驟a4;否則返回步驟a2;a4、 SCM通知所述信號最優(yōu)的第二通信系統(tǒng)基站預(yù)留切換緩沖區(qū)，且SCM開始監(jiān)控UE的切換緩沖區(qū)以及UE中切換控制的處理器的運行，記錄緩沖區(qū)的空間大小以及處理器運行的忙閑程度。其中，所述步驟b中，終端管理模塊向SCM移交控制權(quán)具體包括 bl、 SCM向UE的切換緩沖區(qū)發(fā)出控制信令，要求預(yù)留切換所需空間； b2、 SCM判斷UE的切換緩沖區(qū)空間是否足夠，若UE緩沖區(qū)空間不足，則執(zhí)行步驟b3;若空間足夠，則執(zhí)行步驟b4;b3、 SCM立即通知負(fù)責(zé)切換控制的CPU增加設(shè)在內(nèi)存中的緩沖區(qū)空間，并返回步驟bl;b4、 SCM通知負(fù)責(zé)切換操作的處理器做好UE執(zhí)行切換的準(zhǔn)備工作；b5、 SCM接收到被切換基站的就緒信號和負(fù)責(zé)切換的處理器的反饋信號 后，執(zhí)行步驟b6;b6、 UE側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的基站均已做好切換準(zhǔn)備，則進(jìn)入切換階段。其中，所述步驟c中，SCM觸發(fā)完成切換具體包括cl、 SCM激活處理器的切換功能，將切換中產(chǎn)生的相關(guān)信息存入緩沖區(qū)；c2、 SCM向當(dāng)前等待注冊進(jìn)入的基站的新外部代理發(fā)出切換請求，新FA 向SCM返回切換應(yīng)答消息，應(yīng)答消息中包含新的轉(zhuǎn)交地址CoA;c3、 SCM向新FA發(fā)出注冊請求消息，注冊新的CoA，收到請求的新FA 向SCM返回注冊應(yīng)答消息，并建立新的鏈路，開始利用新鏈路傳遞數(shù)據(jù)包， 并繼續(xù)利用舊鏈路傳輸數(shù)據(jù)包；c4、 SCM收到新FA返回注冊應(yīng)答消息后，獲知新鏈路已經(jīng)成功建立，向 原FA發(fā)送注冊確認(rèn)消息，請求取消與原CoA的綁定，原FA收到注冊確認(rèn)消 息后取消與舊CoA的綁定，并向SCM發(fā)送取消應(yīng)答消息；c5、 SCM收到原FA發(fā)來的取消應(yīng)答消息后，斷開舊鏈路，僅在新鏈路上 接收數(shù)據(jù)包，并向原FA發(fā)送刪除請求，原FA刪除與該UE相關(guān)的信息。其中，所述第一通信系統(tǒng)為3G系統(tǒng)，所述第二通信系統(tǒng)為WiMAX系統(tǒng)； 或者，所述第一通信系統(tǒng)為WiMAX系統(tǒng)，所述第二通信系統(tǒng)為3G系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的由多模移動終端控制切換的方法，通過在可支持IMS業(yè)務(wù)的多模UE內(nèi)現(xiàn)有終端管理模塊中設(shè)計一個專用的切換控制模塊(SCM， Switch Control Module )，并由SCM模塊控制l正參與主動切換控制的流程，使3G核 心網(wǎng)與WiMAX系統(tǒng)的耦合方式由松耦合變?yōu)榭勺凂詈?。本發(fā)明方法具有以下 的優(yōu)點和特點1) 在SCM預(yù)設(shè)流程中設(shè)置UE參與切換控制的操作，可根據(jù)IMS業(yè)務(wù)對 實時性要求較高的特點，由SCM對l正中參與切換的系統(tǒng)資源進(jìn)行就近控制， 從而提高切換系統(tǒng)中的耦合度，而對于實時性要求不高的應(yīng)用，不必觸發(fā)SCM 模塊，保持其松耦合性質(zhì)。2) 本發(fā)明在切換前的自動檢測階段，將UE的切換準(zhǔn)備狀態(tài)劃分為三級， 根據(jù)所檢測到的參數(shù)逐級使用切換流程中將要使用到的資源，便于對UE的切 換資源進(jìn)行就近管理，提高了 SCM的切換效率和切換成功率。3) 本發(fā)明在切換準(zhǔn)備狀態(tài)的第三級中，由SCM直接發(fā)出控制信令進(jìn)行系 統(tǒng)資源的切換，減少了切換所需的時間。4) 本發(fā)明在完成切換之后，由SCM快速釋放切換時占用的公共資源，使 UE迅速進(jìn)入切換前的狀態(tài)，便于UE開始下一次切換，進(jìn)而縮短了切換時間。5) 本發(fā)明中的SCM可以通過進(jìn)一步添加其它與切換相關(guān)的功能，如 3G/WiFi系統(tǒng)間切換，使SCM具有可擴(kuò)展性；同時，本發(fā)明在使用對實時性要 求不高的應(yīng)用中，通過設(shè)計控制信令來進(jìn)行協(xié)調(diào)，仍然保持了對WiMAX論壇 所提方案的兼容。6) 本發(fā)明從移動終端參與切換的角度展開思路，實現(xiàn)了 3G/WiMAX系統(tǒng) 這兩種技術(shù)在4G階段的融合，即4G層次的寬帶無線接入。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)WiMAX系統(tǒng)與3GPP核心網(wǎng)的松耦合交互方式示意圖； 圖2為本發(fā)明SCM在IMS移動終端協(xié)議框架中的位置示意圖； 圖3為本發(fā)明在切換過程中的UE主要資源占用情況示意圖；圖4為本發(fā)明SCM預(yù)設(shè)流程的實現(xiàn)過程示意圖；圖5為本發(fā)明一個實施例在正式切換階段所傳輸信號的流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的核心思想是在可支持IMS業(yè)務(wù)的多模UE中增加設(shè)置一個專用 的切換控制模塊一SCM，利用終端側(cè)接入網(wǎng)控制部分(ASN)的自動檢測功能， 并修改終端側(cè)控制部分(CSN)與ASN之間的部分控制信令，讓UE主動參與 切換控制過程，從而實現(xiàn)l正在不同系統(tǒng)之間的無縫切換，并減小切換延時、 增強網(wǎng)絡(luò)切換的實時性。本發(fā)明的方法可用于任意兩個通信系統(tǒng)之間，下面僅以3G系統(tǒng)與WiMAX 系統(tǒng)之間的切換為例，結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明方法作進(jìn)一步描述。圖2為本發(fā)明SCM在IMS移動終端協(xié)議框架中的位置示意圖，如圖2所 示，SCM位于傳輸控制協(xié)議(TCP)層、終端互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議資源管理模塊位于互 聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)層、信號強度自動檢測模塊位于接入層堆棧(Access Layer Stack) 層。其中，SCM是專用切換控制模塊，用來控制UE完成與不同系統(tǒng)間的切換 控制。通過SCM與終端互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議資源管理模塊以及用于檢測信號強度的自 動檢測模塊之間的交互，配合UE參與主動切換的控制過程，使得WiMAX系 統(tǒng)與3G核心網(wǎng)的松耦合方式改進(jìn)為可變耦合方式，即改進(jìn)為可由UE參與切換 控制的耦合方式，以此來實現(xiàn)3G系統(tǒng)和WiMAX系統(tǒng)間的高效切換。圖3為本發(fā)明在切換過程中UE主要資源占用情況示意圖，UE的主要資源 是指UE內(nèi)存中的緩沖區(qū)、用于切換控制的中央處理器(CPU)以及通信控制 所涉及到的物理信道等，這些資源統(tǒng)一在終端管理模塊的監(jiān)控下協(xié)調(diào)工作。如 圖3所示，整個切換過程，以X軸表示切換時間，為便于描述，用時間標(biāo)注點 1~5將時間軸劃分為4個階段，其中，時間標(biāo)注點1 4之間屬于切換前檢測階 段，時間標(biāo)注點4至切換結(jié)束的時間標(biāo)注點5和后續(xù)的一段時間屬于切換階段； 以Y軸表示UE的資源占用量，其中，用點劃線表示終端管理模塊的占用情況， 用加黑的粗線即時間點2~5的區(qū)間段表示SCM的占用情況，用細(xì)黑線即時間點3 5的區(qū)間段表示終端緩沖區(qū)的占用情況。本發(fā)明以SCM替代終端管理模塊中一些負(fù)責(zé)切換的工作，在UE中SCM主動參與切換控制的作用下，加快對 UE緩沖區(qū)的預(yù)留、增加和取消，同時也使UE與接入網(wǎng)關(guān)于控制信息的交互也 大為減少。下面按照圖3中標(biāo)注的時間點順序，進(jìn)一步描述SCM主動參與切換控制 的流程，包括以下步驟步驟l、當(dāng)接收3G系統(tǒng)信號的UE在向WiMAX系統(tǒng)移動時，UE檢測到 一個或多個WiMAX系統(tǒng)基站的信號質(zhì)量達(dá)到3G系統(tǒng)的信號質(zhì)量，即進(jìn)入標(biāo) 注時間點1,此時切換控制流程進(jìn)入第一級狀態(tài)，當(dāng)前檢測到的WiMAX系統(tǒng) 基站都被UE列入激活集，并繼續(xù)對下行鏈路上的信號進(jìn)行測量。這里，所述激活集是指能從3G系統(tǒng)切換到WiMAX系統(tǒng)的基站的集合。由于此時兩類信號強度相差還很大，所以自動檢測將對接收到的多個信號 進(jìn)行周期性地比較。步驟2、當(dāng)檢測過程持續(xù)一段時間，可假設(shè)該段時間時長為10秒，UE將 得到更確定的信號質(zhì)量檢測參數(shù)，此時進(jìn)入標(biāo)注時間點2，即進(jìn)入切換控制的 第二級狀態(tài)。此時，激活集中已存在至少一個WiMAX系統(tǒng)基站的信號，且其 信號質(zhì)量高于3G系統(tǒng)的信號并達(dá)到觸發(fā)時長的50%時，SCM被觸發(fā)進(jìn)入切換 流程，即進(jìn)入SCM預(yù)設(shè)流程。這里，所述SCM預(yù)設(shè)流程是指，SCM在一個完整的切換流程中從SCM開 始發(fā)生作用到切換動作完成的全部過程。步驟3、當(dāng)SCM檢測到WiMAX系統(tǒng)基站的信號質(zhì)量優(yōu)于3G系統(tǒng)的基站 的信號，并達(dá)到規(guī)定的觸發(fā)時長時，此時進(jìn)入標(biāo)注時間點3,即進(jìn)入切換控制 的第三級狀態(tài)。此時，終端管理模塊向SCM移交所有的切換控制權(quán)，SCM激 活網(wǎng)絡(luò)側(cè)和UE側(cè)原有的緩沖區(qū)預(yù)留程序，緩沖區(qū)資源準(zhǔn)備完畢后，即可準(zhǔn)備 執(zhí)行切換動作。上述終端管理模塊向SCM移交控制權(quán)的方法是通過軟件設(shè)置提高對切換 控制的管理進(jìn)程的優(yōu)先級來實現(xiàn)的。步驟4、當(dāng)UE正式開始切換時，即進(jìn)入標(biāo)注時間點4，此時在SCM預(yù)設(shè) 流程的軟件控制作用下，UE中的各個相關(guān)模塊開始工作，通過與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的交互， 迅速完成切換。在切換結(jié)束后即進(jìn)入標(biāo)注時間點5， SCM將釋放緩沖區(qū)等所有 公共資源，并解除對相關(guān)模塊的控制，結(jié)東自身的任務(wù)。上述各個相關(guān)模塊，是指終端管理模塊中的具體負(fù)責(zé)無線資源管理的功能 實體(包含模塊間的控制進(jìn)程和相應(yīng)信令的內(nèi)容)，該功能實體為專用控制功能 實體(DCFE)和路由功能實體(RFE)等。以上所述為本發(fā)明一個完整切換周期所涉及的切換流程的四個階段，下面 結(jié)合附圖對切換過程的后三個階段即SCM預(yù)設(shè)流程的實現(xiàn)過程分別進(jìn)行詳細(xì) 描述。圖4為本發(fā)明SCM預(yù)設(shè)流程實現(xiàn)過程示意圖，如圖4所示，SCM預(yù)設(shè)流 程包括切換控制的第二、第三級狀態(tài)兩個階段和正式切換階段，其中，第二級 狀態(tài)對應(yīng)圖3中標(biāo)注時間點2~3之間的時間段，第三級狀態(tài)對應(yīng)圖3中標(biāo)注時 間點3 4之間的時間段，正式切換階段對應(yīng)圖3中標(biāo)注時間點4 5之間的時間 段。本發(fā)明方法的具體實現(xiàn)包括圖4和圖5所示兩大部分，其中，步驟401 步 驟406屬于切換控制的第二級狀態(tài)階段；步驟407~步驟412屬于切換控制的第 三級狀態(tài)階段；步驟501 步驟509屬于正式切換階段。在切換控制的第二級狀態(tài)階段，包括以下步驟步驟401: UE檢測到的WiMAX系統(tǒng)基站的信號質(zhì)量高于3G系統(tǒng)的信號 時，激活集中已存在至少一個WiMAX系統(tǒng)基站的信號，當(dāng)該WiMAX系統(tǒng)基 站信號質(zhì)量高于3G系統(tǒng)的信號并達(dá)到規(guī)定的觸發(fā)時間的50 %時，SCM被觸發(fā) 進(jìn)入切換流程，即進(jìn)入SCM預(yù)設(shè)流程。其中，觸發(fā)時間可規(guī)定為20秒鐘。步驟402: SCM利用UE的路徑檢測功能，獲得UE利用路徑預(yù)測技術(shù)預(yù) 測到的可能的切換路徑后，將信號最優(yōu)的WiMAX系統(tǒng)的基站的地址通知SCM。步驟403: SCM接收信號最優(yōu)的WiMAX系統(tǒng)的基站地址。步驟404:SCM接收步驟403中所述基站的下行鏈路信號并進(jìn)行記錄比較， 判斷信號是否保持良好或持續(xù)增強，如果信號一直良好或持續(xù)增強，則執(zhí)行步驟405和步驟406;如果信號減弱，低于3G系統(tǒng)信號質(zhì)量，則返回步驟402， 進(jìn)行重新比較并重新選擇出信號最優(yōu)的WiMAX系統(tǒng)的基站。步驟405: SCM通知所述信號最優(yōu)的WiMAX系統(tǒng)的基站預(yù)留切換緩沖區(qū)。步驟406: SCM開始監(jiān)控UE的切換緩沖區(qū)以及UE中切換控制的處理器 的運行，記錄緩沖區(qū)的空間大小以及處理器運行的忙閑程度。上述步驟406與步驟405同時執(zhí)行，不同之處在于步驟405中SCM向 WiMAX系統(tǒng)側(cè)的基站發(fā)送指令，而步驟406中則是靠SCM自身來執(zhí)行監(jiān)控 UE的切換緩沖區(qū)以及UE中處理器運行狀態(tài)的動作，所述負(fù)責(zé)切換控制的處理 器是該UE中原有的處理器。在切換控制的第三級狀態(tài)階段，當(dāng)SCM檢測到WiMAX系統(tǒng)基站的信號 質(zhì)量高于3G系統(tǒng)的基站的信號，并保持了規(guī)定的觸發(fā)時間如20秒時，UE的 終端管理模塊停止對將要準(zhǔn)備切換的基站信號的檢測，改由SCM執(zhí)行信號監(jiān) 測和比較。具體包括以下步驟步驟407: SCM向UE的切換緩沖區(qū)發(fā)出控制信令，要求預(yù)留切換所需空間。步驟408: SCM判斷UE的切換緩沖區(qū)空間是否足夠，如果UE緩沖區(qū)空 間不足，則執(zhí)行步驟409;如果有足夠的空間，則執(zhí)行步驟410。步驟409: SCM立即通知負(fù)責(zé)切換控制的CPU增加設(shè)在內(nèi)存中的緩沖區(qū)空 間，并返回步驟407。上述對于切換緩沖區(qū)的控制已經(jīng)由SCM負(fù)責(zé)，因此SCM享有優(yōu)先級，便 于對緩沖區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的操作。步驟410: SCM通知負(fù)責(zé)切換搡作的處理器做好UE執(zhí)行切換的準(zhǔn)備工作。步驟411: SCM接收到被切換基站的就緒信號和負(fù)責(zé)切換的處理器的反饋 信號后，執(zhí)行步驟412。步驟412: UE側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的基站均已做好切換準(zhǔn)備，則進(jìn)入切換階段。圖5為本發(fā)明一實施例在正式切換階段所傳輸信號的流程示意圖，其中， 涉及到的實體包括切換前的原外部代理(FA, Foreign Agent)、 SCM及切換后的新FA。如圖5所示，正式切換階段的過程具體包括以下步驟步驟501: SCM激活處理器的切換功能，將切換中產(chǎn)生的相關(guān)信息存入緩沖區(qū)，此時，保持SCM與原FA的鏈路連接。上述相關(guān)信息是指切換對象的標(biāo)志信息以及UE為完成切換所產(chǎn)生的調(diào)度信息包，此處的切換對象可以是UE在切換前正在使用的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包等相關(guān)信息，如視頻業(yè)務(wù)中的多媒體數(shù)據(jù)包等。步驟502: SCM向當(dāng)前等待注冊進(jìn)入基站的新FA發(fā)出切換請求。這里，所述FA位于當(dāng)前所要注冊進(jìn)入的網(wǎng)絡(luò)側(cè)的基站中，相應(yīng)地，UE當(dāng)前所在的基站中的FA可以稱之為原FA，需要進(jìn)入的網(wǎng)絡(luò)側(cè)基站內(nèi)的FA就稱之為新FA。步驟503:新FA向SCM返回切換應(yīng)答消息，應(yīng)答消息中包含新的轉(zhuǎn)交地址(CoA, Care-of Address )。上述CoA的命名與FA的命名類似，新CoA和舊CoA是相對而言的，如果UE從3G系統(tǒng)切換到WiMAX系統(tǒng)，則新CoA為WiMAX系統(tǒng)側(cè)，舊CoA為3G系統(tǒng)側(cè)；如果UE從WiMAX系統(tǒng)切換到3G系統(tǒng)，則新CoA為3G系統(tǒng)側(cè)，舊CoA為WiMAX系統(tǒng)側(cè)。步驟504: SCM向新FA發(fā)出注冊請求消息，注冊新的CoA。 所述新FA位于WiMAX系統(tǒng)側(cè)多模UE當(dāng)前準(zhǔn)備進(jìn)入的基站中。 步驟505:在收到注冊請求后，收到請求的新FA向SCM返回注冊應(yīng)答消息，并建立新的鏈路，開始利用新鏈路傳遞數(shù)據(jù)包；同時，繼續(xù)利用舊鏈路傳輸數(shù)據(jù)包。步驟506: SCM收到注冊應(yīng)答消息后，獲知新鏈路已經(jīng)成功建立，向原FA 發(fā)送注冊確認(rèn)消息，請求取消與舊CoA的綁定。步驟507:原FA收到注冊確認(rèn)消息后取消與舊CoA的綁定，并向SCM發(fā) 送取消應(yīng)答消息。步驟508: SCM收到FA發(fā)來的取消應(yīng)答消息后，斷開舊鏈路，只在新鏈 路上接收數(shù)據(jù)包。步驟509: SCM向原FA發(fā)送刪除請求，原FA刪除與該UE相關(guān)的信息， 至此完成切換全過程。本發(fā)明SCM預(yù)設(shè)流程中的切換過程與WiMAX的提案(即名稱為《WiMAX 端到端的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)》)可實現(xiàn)兼容。具體做法是當(dāng)SCM的切換控制模式 工作在松耦合方式下，為保持與現(xiàn)有3G/WLAN切換技術(shù)的兼容性，接入層和 移動終端部分仍然采取現(xiàn)有的雙鏈路切換技術(shù)不變，以保證切換時數(shù)據(jù)不丟失， 對接入層和移動終端部分則分別設(shè)置相應(yīng)的緩沖區(qū)，并對設(shè)計控制信令進(jìn)行協(xié) 調(diào)。由于該方式下接入層和UE部分不參與切換控制，只是被動地按控制信令 進(jìn)行雙鏈路切換。因此，在實時性要求不高的應(yīng)用中SCM還可以通過進(jìn)一步 添加其他的與切換相關(guān)的功能來實現(xiàn)SCM功能的可擴(kuò)展性。以上所述為3G系統(tǒng)的多模UE進(jìn)入WiMAX系統(tǒng)的切換方法，其中，可將 3G系統(tǒng)稱為第一通信系統(tǒng)，將WiMAX系統(tǒng)稱為第二通信系統(tǒng)。與之相對應(yīng)的 切換為多模UE從WiMAX系統(tǒng)向3 G系統(tǒng)的切換，此過程與3 G系統(tǒng)向WiMAX 系統(tǒng)切換的實現(xiàn)原理及實現(xiàn)流程基本相同。這種情況下，將WiMAX系統(tǒng)稱為 第一通信系統(tǒng)，將3G系統(tǒng)稱為第二通信系統(tǒng)。多模UE從WiMAX系統(tǒng)切換到3G系統(tǒng)的具體情況是當(dāng)WiMAX系統(tǒng)基 站的信號強度減弱或根本無信號時，l正會自動檢測到3G系統(tǒng)信號的強度變化， 達(dá)到切換條件時激活SCM預(yù)設(shè)流程進(jìn)行自動切換，具體過程基本與多模UE從 3G系統(tǒng)切換到WiMAX系統(tǒng)一致，不同之處僅在于切換流程中所傳輸?shù)男盘?參數(shù)有所不同。由于此切換過程屬于本發(fā)明中同一種實施方式的逆向過程，此 過程與多模UE從3 G系統(tǒng)切換到WiMAX系統(tǒng)相比并無太大差別，故不再贅述。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種移動用戶設(shè)備控制切換的方法，其特征在于，設(shè)置專用切換控制模塊SCM，該方法包括以下步驟a、UE將當(dāng)前檢測到的信號質(zhì)量達(dá)到第一通信系統(tǒng)信號質(zhì)量的第二通信系統(tǒng)的基站標(biāo)識列入激活集；判斷激活集中是否存在至少一個第二通信系統(tǒng)基站信號質(zhì)量優(yōu)于第一通信系統(tǒng)信號且該信號質(zhì)量所持續(xù)的時長達(dá)到預(yù)定觸發(fā)時長的一半，如果是，則執(zhí)行步驟b；否則，繼續(xù)對信號進(jìn)行周期性檢測，返回步驟a；b、判斷SCM檢測到的第二通信系統(tǒng)基站的信號質(zhì)量是否優(yōu)于第一通信系統(tǒng)基站的信號且該信號質(zhì)量所持續(xù)的時長達(dá)到規(guī)定的觸發(fā)時長，如果是，則終端管理模塊向SCM移交所有切換控制權(quán)，SCM準(zhǔn)備緩沖區(qū)資源，執(zhí)行步驟c；否則，繼續(xù)對信號進(jìn)行周期性檢測，返回步驟b；c、SCM觸發(fā)完成切換，在切換結(jié)束后，SCM及時釋放所占用的公共資源，并解除對所有與切換相關(guān)的模塊的控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動用戶設(shè)備控制切換的方法，其特征在于，所 述SCM設(shè)置于IMS移動終端協(xié)議的TCP層；SCM通過與IMS移動終端協(xié)議IP層的終端IP資源管理模塊的控制作用、 以及接入層堆棧的信號強度自動檢測模塊的檢測作用協(xié)助完成切換。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動用戶設(shè)備控制切換的方法，其特征在于，步 驟a具體包括al、 UE檢測第二通信系統(tǒng)基站的信號，將質(zhì)量高于第一通信系統(tǒng)信號的第 二通信系統(tǒng)基站標(biāo)識存入激活集中，當(dāng)激活集中已存在至少一個第二通信系統(tǒng) 基站的標(biāo)識且該第二通信系統(tǒng)基站信號質(zhì)量高于第一通信系統(tǒng)信號并達(dá)到規(guī)定 的觸發(fā)時間的50%時，SCM被觸發(fā)進(jìn)入SCM預(yù)設(shè)流程；a2、將獲得的信號最優(yōu)的第二通信系統(tǒng)基站的地址通知SCM, SCM選擇 接收信號最優(yōu)的第二通信系統(tǒng)的基站地址；a3、 SCM接收步驟a2中所述基站的下行鏈路信號并進(jìn)行記錄比較，判斷 信號是否保持良好或持續(xù)增強，若是，則執(zhí)行步驟a4;否則返回步驟a2;a4、 SCM通知所述信號最優(yōu)的第二通信系統(tǒng)基站預(yù)留切換緩沖區(qū)，且SCM 開始監(jiān)控UE的切換緩沖區(qū)以及UE中切換控制的處理器的運行，記錄緩沖區(qū) 的空間大小以及處理器運行的忙閑程度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動用戶設(shè)備控制切換的方法，其特征在于，步 驟b所述的終端管理模塊向SCM移交控制權(quán)具體包括bl、 SCM向UE的切換緩沖區(qū)發(fā)出控制信令，要求預(yù)留切換所需空間； b2、 SCM判斷UE的切換緩沖區(qū)空間是否足夠，若UE緩沖區(qū)空間不足，則執(zhí)行步驟b3;若空間足夠，則執(zhí)行步驟b4;b3、 SCM立即通知負(fù)責(zé)切換控制的CPU增加設(shè)在內(nèi)存中的緩沖區(qū)空間，并返回步驟bl;b4、 SCM通知負(fù)責(zé)切換操作的處理器做好UE執(zhí)行切換的準(zhǔn)備工作； b5、 SCM接收到被切換基站的就緒信號和負(fù)責(zé)切換的處理器的反饋信號 后，執(zhí)行步驟b6;b6、 UE側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的基站均已做好切換準(zhǔn)備，則進(jìn)入切換階段。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動用戶設(shè)備控制切換的方法，其特征在于，步 驟c所述SCM觸發(fā)完成切換具體包括cl、 SCM激活處理器的切換功能，將切換中產(chǎn)生的相關(guān)信息存入緩沖區(qū)；c2、 SCM向當(dāng)前等待注冊進(jìn)入的基站的新外部代理發(fā)出切換請求，新FA 向SCM返回切換應(yīng)答消息，應(yīng)答消息中包含新的轉(zhuǎn)交地址CoA;c3、 SCM向新FA發(fā)出注冊請求消息，注冊新的CoA，收到請求的新FA 向SCM返回注冊應(yīng)答消息，并建立新的鏈路，開始利用新鏈路傳遞數(shù)據(jù)包， 并繼續(xù)利用舊鏈路傳輸數(shù)據(jù)包；c4、 SCM收到新FA返回注冊應(yīng)答消息后，獲知新鏈路已經(jīng)成功建立，向 原FA發(fā)送注冊確認(rèn)消息，請求取消與原CoA的綁定，原FA收到注冊確認(rèn)消 息后取消與舊CoA的綁定，并向SCM發(fā)送取消應(yīng)答消息；c5、 SCM收到原FA發(fā)來的取消應(yīng)答消息后，斷開舊鏈路，僅在新鏈路上 接收數(shù)據(jù)包，并向原FA發(fā)送刪除請求，原FA刪除與該UE相關(guān)的信息。
6、根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的移動用戶設(shè)備控制切換的方法，其特 征在于，所述第一通信系統(tǒng)為3G系統(tǒng)，所述第二通信系統(tǒng)為WiMAX系統(tǒng)； 或者，所述第一通信系統(tǒng)為WiMAX系統(tǒng)，所述第二通信系統(tǒng)為3G系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多模移動用戶設(shè)備(UE)控制切換的方法，通過在可支持IMS業(yè)務(wù)的多模UE中設(shè)計一個專用控制模塊(SCM)，利用終端側(cè)接入網(wǎng)控制部分中的自動檢測功能，并修改終端側(cè)的部分控制信令，讓移動終端主動參與切換控制的過程，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換，以增強網(wǎng)絡(luò)切換時的實時性，從而使移動多媒體業(yè)務(wù)在使用中對其進(jìn)行切換時仍能繼續(xù)滿足其對實時性較高的要求，使UE用戶獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、更佳的服務(wù)質(zhì)量和價格更便宜的服務(wù)。
文檔編號H04L12/28GK101335982SQ200710118088
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者周陽霖, 斌 宛, 苗忠良 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司