一种切换控制装置及方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种切换控制装置及方法。

背景技术

对于移动通信系统来说，为保证终端业务的连续性，切换是一项必不可少的功能，因为基站的覆盖范围是有限的，随着终端的移动，必然导致从一个基站的覆盖区转移到另一个基站的覆盖区，这就会触发切换。现今时代，随着高速交通工具的不断革新，终端切换会变得越来越频繁，好的切换方案会给用户带来更好的体验。

现有的地面移动通信系统使用的切换方案一般都属于硬切换，也就是在业务过程中如果发生切换，终端需要先释放原通信链路，在和切换的目标基站建立新的通信链路后继续业务数据传输，以LTE(长期演进)为例，业务过程中的终端会向基站发送测量报告，基站根据测量报告可能发现对该终端来说信号条件更好的基站，然后基站会向终端发送无线承载重配消息(其中包含切换指示)，终端收到该消息后会立即停止业务数据传输、释放链路，并按照切换指示开始接入另一个基站，直到接入成功后才能继续数据传输。

这种硬切换的方式使得终端在切换时不能保持业务数据的传输，影响业务速率，对于某些对数据传输连续性要求较高的场景并不适合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种切换控制装置及方法，以解决现有的终端在发生基站间切换时不能保持数据传输的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种切换控制装置，包括两个通信模块和一个主控模块，两个通信模块中一个作为业务处理模块，另一个作为测量模块；

业务处理模块用于与源基站进行正常业务数据传输；还用于接收测量模块发送的测量结果，并根据设定的规则向源基站发送测量报告，以及等待接收源基站发送的切换消息，在接收到切换消息后，解析出资源配置信息并发送给主控模块，在收到主控模块的释放和源基站间链路的消息后释放资源，并转为测量模块；

测量模块用于对相邻基站的信号强度进行测量，并将测量结果通过主控模块传递至业务处理模块；还用于根据主控模块进行资源配置，配置完成后，停止测量，开始接入目标基站，在接入到目标基站后，向目标基站发送切换完成消息，并等待接收目标基站发送的切换完成确认消息，收到切换完成确认消息后通过主控模块通知第一通信模块释放和源基站间链路，并转为业务处理模块；

主控模块用于选择两个通信模块分别作为业务处理模块和测量模块，并存储和管理运行过程中的相关信息；还用于业务处理模块和测量模块之间的数据转发，并在收到业务处理模块的资源配置信息后对第二通信模块进行配置，通知第二通信模块停止测量，开始接入目标基站。

一种切换控制方法，基于上述切换控制装置实现，该切换控制装置设置在终端，具体步骤如下：

(1)第一通信模块与源基站进行正常业务数据传输，同时第二通信模块对相邻基站的信号强度进行测量，此时第一通信模块作为业务处理模块，第二通信模块作为测量模块；

(2)第二通信模块将测量结果通过主控模块传递至第一通信模块；

(3)第一通信模块根据设定的规则向源基站发送测量报告，并等待接收源基站发送的切换消息；

(4)源基站收到测量报告后，若判定终端符合切换条件，则向目标基站请求资源，并向终端发送切换消息；其中，切换消息中包含目标基站公共控制信息和资源配置信息；

(5)第一通信模块接收切换消息，解析出资源配置信息并发送给主控模块，主控模块根据资源配置信息对第二通信模块进行配置，并通知第二通信模块停止测量，开始接入目标基站；

(6)第二通信模块与目标基站完成同步并接入到目标基站后，向目标基站发送切换完成消息，并等待接收目标基站发送的切换完成确认消息；

(7)目标基站收到终端的切换完成消息后，向终端发送切换完成确认消息；

(8)第二通信模块收到切换完成确认消息后通知主控模块，主控模块通知第一通信模块释放和源基站间链路，同时将业务数据通道转移至第二通信模块；

(9)第一通信模块向源基站发送释放请求消息，之后释放资源，同时第二通信模块开始与目标基站进行业务数据传输；

(10)第一通信模块资源释放后，接收目标基站的广播消息，之后开始对目标基站的邻基站进行信号强度测量，此时第二通信模块作为业务处理模块，第一通信模块作为测量模块。

其中，在第二通信模块收到目标基站发送的切换完成确认消息之前，第一通信模块一直保持和源基站之间的业务数据传输。

其中，源基站在收到释放请求消息之前，一直保持和终端的业务数据传输。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明在终端装置中引入双通信模块，按照本发明提供的切换控制方法，可以保证终端在发生切换时能够维持业务数据的传输，提高了收发效率以及资源利用率，为一些时延或抖动敏感的应用场景提供了可行方案。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的切换控制装置的结构示意图；

图2表示本发明实施例提供的切换控制方法的步骤流程图；

图3表示本发明实施例提供的切换控制方法中数据传输的方案原理图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明终端装置由两个通信模块组成，另外还包含一个主控模块，本实施例初始时第一通信模块作为业务处理模块，第二通信模块作为测量模块。

业务处理模块用于与源基站进行正常业务数据传输；还用于接收测量模块发送的测量结果，并根据设定的规则向源基站发送测量报告，以及等待接收源基站发送的切换消息，在接收到切换消息后，解析出资源配置信息并发送给主控模块，在收到主控模块的释放和源基站间链路的消息后释放资源，并转为测量模块；

测量模块用于对相邻基站的信号强度进行测量，并将测量结果通过主控模块传递至业务处理模块；还用于根据主控模块进行资源配置，配置完成后，停止测量，开始接入目标基站，在接入到目标基站后，向目标基站发送切换完成消息，并等待接收目标基站发送的切换完成确认消息，收到切换完成确认消息后通过主控模块通知第一通信模块释放和源基站间链路，并转为业务处理模块；

主控模块负责终端应用层与通信模块之间的业务数据传输，主控模块可以决定终端应用层数据经由哪个通信模块发出，并将通信模块收到的应用层业务数据转发给高层。上下文管理功能用来存储和管理终端运行过程中各模块的状态、变量、信道配置、通信模块上报的基站相关信息等。配置及管控功能负责对通信模块的信道配置、释放，管理通信模块的正常运行，指示通信模块进行测量、停止测量、读取广播消息等。消息处理及转发功能主要用以连通两个通信模块，可以实现两个模块间的信息传输和共享，例如将一个模块获得测量结果转发给另一个模块，除此之外，主控模块还对一些消息进行处理，具体见下文描述。

如图2所示，本发明实施例提供一种切换控制方法。第一通信模块作为业务处理模块，与主控模块间建立了应用层数据传输通道，另外第一通信模块与当前终端接入且正在进行业务传输的基站(即源基站)建立并保持着通信链路。第二通信模块作为测量模块，会对当前接入的源基站的邻基站信号强度进行测量，测量结果通过主控模块消息转发功能传递给第一通信模块。第一通信模块根据广播消息以及网络侧下发的测量报告配置决定测量报告的发送规则，当收到主控模块转发的测量报告时，第一通信模块会根据配置的准则是否发送测量报告，例如准则规定邻基站信号强度高于本基站5dB时触发测量报告，假设第一通信模块收到的测量结果为本基站-90dBm，某邻基站为-84dBm，此时第一通信模块应当判决触发测量报告，其中包含各项测量结果，第一通信模块在当前业务传输链路将测量报告发送给源基站。源基站收到终端的测量报告后，也会根据相应准则判断是否应当发起切换，若发起切换则源基站向目标基站请求资源，之后源基站通过与第一通信模块间的通信链路将切换消息发送给终端，切换消息中应当包含切换的目标基站标识、目标基站随机接入相关信息、目标基站分配的业务信道资源等。这里需要说明的是，本发明所述的源基站，在切换消息发送完成后仍然保持和终端之间的原通信链路及数据传输，并继续传输与核心网之间的应用层数据。

第一通信模块收到切换消息后，解析出其中的配置信息发送给主控模块，并请求主控模块对第二通信模块进行配置；主控模块收到消息后通过上下文管理功能将配置信息保存至上下文中，经过消息处理后主控模块要求第二通信模块停止测量，将上下文中的目标基站相关信息配置给第二通信模块，并指示第二通信模块发起目标基站的接入。第二通信模块在与目标基站取得同步后开始发起随机接入，随机接入成功后第二通信模块切换至主控模块配置的目标基站的信道资源，此时终端的两个通信模块和源基站以及目标基站之间同时建立了通信链路，第一通信模块与源基站之间仍然保持业务数据传输，第二通信模块与目标基站之间进行切换信令的传输，具体见下文。对于传统的单通信模块终端，在发生切换的时候，模块必须停止和源基站之间的数据传输，在同步、随机接入、信道切换至目标基站后才能继续之前的业务数据传输。本发明的切换控制方法通过引入双通信模块使得在发生切换时，仍然有一条链路保持业务数据传输，能够保障实现无损和无缝切换。第二通信模块与目标基站建立好通信链路后，首先在该链路上发送一条切换完成消息，目标基站收到切换完成消息后回复确认，在第二通信模块收到切换完成的确认消息后，通知主控模块，主控模块经消息处理后指示第一通信模块发起和源基站之间的链路释放，并且将应用层数据通道切换至第二通信模块。之后业务数据通过第二通信模块与目标基站之间的链路进行传输。需要说明的是，目标基站在给终端发送切换完成确认消息后，需要通知源基站，源基站收到消息后应当终止与终端及核心网之间的应用数据传输，并将未发送的上下行业务数据转发给目标基站，由目标基站继续完成发送。第一通信模块在释放链路回到空闲态后开始读取目标基站的广播消息并通过主控模块转发给第二通信模块，第二通信模块解析后将广播信息存储至主控模块的上下文，主控模块将必要的信息配置给第一通信模块，例如目标基站的邻基站信息、测量及切换相关信息等，第一通信模块获得这些信息后就可以开始邻基站信号强度测量。至此，第一通信模块和第二通信模块经过切换完成了角色的转换，第一通信模块成为了测量模块，第二通信模块成为了业务处理模块，后续流程如上所述，循环进行。

具体步骤如下：

(1)第一通信模块与源基站进行正常业务数据传输，同时第二通信模块对相邻基站的信号强度进行测量，此时第一通信模块作为业务处理模块，第二通信模块作为测量模块；

(2)第二通信模块将测量结果通过主控模块传递至第一通信模块；

(3)第一通信模块根据广播消息以及网络侧下发的测量报告配置决定测量报告的发送规则，当收到主控模块转发的测量结果时，根据配置的发送规则判断是否发送测量报告，并等待接收源基站发送的切换消息；

(4)源基站收到测量报告后，若判定终端符合切换条件，则向目标基站请求资源，并向终端发送切换消息；其中，切换消息中包含目标基站公共控制信息和资源配置信息；

(5)第一通信模块接收切换消息，解析出资源配置信息并发送给主控模块，主控模块根据资源配置信息对第二通信模块进行配置，并通知第二通信模块停止测量，开始接入目标基站；

(6)第二通信模块与目标基站完成同步并接入到目标基站后，向目标基站发送切换完成消息，并等待接收目标基站发送的切换完成确认消息；

(7)目标基站收到终端的切换完成消息后，向终端发送切换完成确认消息；

(8)第二通信模块收到切换完成确认消息后通知主控模块，主控模块通知第一通信模块释放和源基站间链路，同时将业务数据通道转移至第二通信模块；

(9)第一通信模块向源基站发送释放请求消息，之后释放资源，同时第二通信模块开始与目标基站进行业务数据传输；

(10)第一通信模块资源释放后，接收目标基站的广播消息，之后开始对目标基站的邻基站进行信号强度测量，此时第二通信模块作为业务处理模块，第一通信模块作为测量模块。

其中，在第二通信模块收到目标基站发送的切换完成确认消息之前，第一通信模块一直保持和源基站之间的业务数据传输；源基站在收到释放请求消息之前，一直保持和终端的业务数据传输。

图3举例说明了本发明的切换控制方法。在上行方向，终端有序列号为5、6、7、8、9、10等等的数据块等待发送，在发起切换之前，终端发送了序号为5、6的数据块到源基站，基站将其按序递交给核心网。当切换开始后，也就是终端收到源基站发送的切换消息时，终端发送序号为5、6数据块的通信模块继续保持和源基站间的链路，终端的另一个通信模块开始接入目标基站建立通信链路，并与目标基站进行切换完成等信令的传输，此时终端分别与源基站和目标基站间建立有两条通信链路，这个状态将持续到切换过程结束，也就是切换相关信令传输成功、与源基站间的通信链路释放后。应用本发明的切换控制方法和装置，终端在切换过程中，即切换开始至切换结束这段时间内可以继续进行业务数据传输，如图3中301所示序号为7、8的数据块的传输，为了实现本发明的切换控制方法，基站在切换过程中也保持和终端的两条通信链路，在切换过程中收到终端业务数据后仍能按序递交给核心网，如图3中302所示，对于未能按序递交的数据将在切换结束后转发给目标基站，切换结束后终端与目标基站继续传输序号为9、10、11以及后续的数据块。在下行方向，切换过程中源基站可以持续接收并发送核心网给终端的业务数据，如图3中303、304所示，源基站将序号为1、2的数据块发送给终端，由于存在两条通信链路，终端在切换过程中也可以接收并处理序号为1、2的下行数据块。在切换结束后，核心网将序号为3、4以及后续的下行数据块经由目标基站继续发送给终端，此时终端与源基站间的链路已经释放。

本例中，若采用传统的切换方法，则在切换过程中终端需要释放与源基站间的链路，直到切换结束后才能继续进行业务数据的传输，如图3中上行链路的序号为7、8的数据块，以及下行链路的序号为1、2的数据块。

综上所述，可见本发明提出的切换控制方法、装置能够有效利用切换过程中的时间资源，使得终端与基站之间始终存在一条通信链路可以传输业务数据，实现了无缝且无损的切换过程。