CN101132611B - 长期演进系统中控制连接重建的方法、终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长期演进系统中控制连接重建的方法，所述方法包括步骤：终端检测到无线链路失败；终端在重建延迟时间内在初始接入信道上开始执行初始接入操作。本发明还公开了一种终端，包括连接重建延迟时间设定单元，用于根据终端需要搜索的目标小区的类型确定延迟时间；检测单元，与连接重建延迟时间设定单元相连，用于检测终端连接重建执行的时间是否超过确定的延迟时间。利用本发明，可以在满足连接重建成功的同时，避免网络长时间的保留资源，降低对系统性能的影响。

Description

长期演进系统中控制连接重建的方法、终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种长期演进系统中控制连接重建的方法、终端。 

背景技术

为了使3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代移动通信标准化伙伴项目)的无线接入技术在未来移动通信技术竞争激烈的环境中处于有利地位，就需要考虑3GPP无线接入技术的长期演进(LTE，Long TermEvolution)。长期演进的目标是开发一个具有高数据速率、低响应时间和最优分组接入等特征的无线接入技术的框架。因此，LTE的重要部分包括减少的响应时间、更高的用户数据速率、提高的系统容量和覆盖范围、以及减少运营商的耗费。 

由于真实网络中存在不可避免的障碍物和屏蔽物的影响，这些影响会导致终端在某一时间在某一地点信号质量较差，从而可能因为无线链路的失败而发生无线连接丢失的现象。在无线连接丢失后，网络并不会马上释放分配给终端的资源，而是会保留这些资源等待终端进行初始接入过程。因此在无线连接丢失以后，终端应该能够在较短的时间内对邻区列表中的小区进行搜索，并在搜索到小区后，进行初始接入操作，比如，重新建立RRC连接或进行小区切换。 

例如，在WCDMA(宽带码分多址)系统中，当终端无线连接丢失后，会开始对物理信道进行测量，在连续160毫秒后，根据测量的信道质量与一个门限值进行比较，如果在这160毫秒内信道质量一直小于该门限值，那么就认为无线链路失败。然后终端搜索小区，在搜索到小区后由UE高层请求启动RRC连接重建过程或切换过程。UE高层通过公共控制信道发送RRC连接重 建的请求。RRC连接的建立包括一个可选的小区重选、接入控制和L2信令连接的建立。 

如果不能有效地控制终端尽可能快地执行初始接入操作，可能会使网络长时间保留资源，从而导致严重的资源浪费，进而会降低小区吞吐量，对系统性能造成影响，尤其是对于要求具有高数据速率、低响应时间和最优分组接入等特征的LTE系统。 

发明内容

本发明的主要目的是提供一种长期演进系统中控制连接重建的方法，以在LTE系统中有效地控制终端RRC连接的重建，节省网络资源。 

本发明的另一个目的是提供一种终端，以减少终端RRC连接重建的时间，避免对网络资源的长时间占用。 

为此，本发明提供如下的技术方案： 

一种长期演进系统中控制连接重建的方法，所述方法包括步骤： 

确定连接重建所需的延迟时间； 

设置定时器的定时值为确定的延迟时间； 

终端检测到无线链路失败后，启动定时器，同时在初始接入信道上开始执行初始接入操作； 

如果定时器时间到达后，所述终端已开始在初始接入信道上执行初始接入操作，则进行正常处理流程； 

否则，进行连接失败处理、或者由终端重新发起连接重建尝试。 

所述连接重建所需的延迟时间由搜索小区所需要的时间、搜索扇区所需要的时间、获取系统信息所需要的时间和初始接入操作产生的延迟中的部分或全部时间确定。 

当需要搜索不同频率的小区时，所述搜索小区所需要的时间由所述搜索小 区的不同频率的数目确定。 

所述在初始接入信道上开始执行初始接入操作的步骤包括： 

终端对其维护的邻区列表中的小区进行搜索，确定可驻扎的小区或扇区； 

在确定的小区或扇区上开始接收系统信息，并根据接收的系统信息确定初始接入信道； 

终端在所述重建延迟时间内在确定的初始接入信道上开始执行初始接入操作。 

所述初始接入操作具体为：终端在所述初始接入信道上发送无线资源控制连接重建请求消息。 

所述初始接入操作具体为：终端在所述初始接入信道上发送前导。 

所述初始接入操作具体为：终端在所述初始接入信道上发送切换请求消息。 

一种终端，包括：收发单元， 

连接重建延迟时间设定单元，用于根据终端需要搜索的目标小区的类型确定延迟时间； 

检测单元，与连接重建延迟时间设定单元相连，用于对连接重建执行时间进行计时，并与连接重建延迟时间设定单元设定的延迟时间进行比较，如果连接重建执行时间超出所述延迟时间，则通知终端进行连接失败处理或者重新发起连接重建尝试。 

由以上本发明提供的技术方案可见，本发明在LTE系统的连接重建过程中，根据终端需要搜索的目标小区的类型确定合理的延迟时间，控制终端在确定的延迟时间内完成连接重建过程，从而在满足连接重建成功的同时，避免了网络长时间地保留资源，从而降低了对网络资源的浪费，保证了小区吞吐量，降低了因保留资源对系统性能的影响。 

附图说明

图1为本发明方法第一实施例的实现流程图； 

图2为本发明方法第二实施例的实现流程图； 

图3是本发明终端的一个优选实施例的原理框图。 

具体实施方式

本发明的核心是针对LTE系统对减少的响应时间、更高的用户数据速率和系统容量的需求，在无线链路丢失后的连接重建过程中，根据终端需要搜索的目标小区的类型确定合理的连接重建延迟时间，控制终端在确定的延迟时间内完成连接重建过程。 

连接重建延迟时间由搜索小区所需要的时间、搜索扇区所需要的时间、获取系统信息所需要的时间和初始接入操作产生的延迟中的部分或全部时间确定。具体地，如果终端维护的邻区列表中被搜索的目标小区位于相同频率层，则连接重建延迟时间由搜索小区所需要的时间、读取系统信息所需要的时间、初始接入过程引起的延迟时间确定；如果邻区列表中被搜索的目标小区位于不同频率层，则连接重建延迟时间由搜索小区所需要的时间与搜索小区的数目的乘积、读取系统信息所需要的时间、初始接入过程引起的延迟时间确定；在目标小区有多个扇区的情况下，还要考虑搜索扇区所需要的时间。前文所述初始接入过程引起的延迟可以是在小区搜索和系统信息获取之后，对于发送前导的情况，可能需要等待发送前导的接入时隙到达，这个等待的时间就是初始接入过程导致的延迟，另外，对于发送连接重建请求的情况，初始接入的延迟除了等待接入时隙的到达以外，还包括发送前导和等待网络的正确应答的时间。 

为了使终端在合理的时间内完成连接重建过程，本发明需要根据连接重建过程所需执行的操作等因素，确定合理的连接重建延迟时间，并控制终端在确 定的连接重建延迟时间内开始执行初始接入操作。如果终端未能在确定的连接重建延迟时间内在初始接入信道上开始执行初始接入操作，则进行连接失败处理、或者重新进行连接重建尝试，以避免网络侧长时间保留资源而影响小区吞吐量。 

终端在确认无线链路失败后，需要对其维护的邻区列表中的小区进行搜索，在找到合适可驻扎的小区后，在该小区上开始接收相关的系统信息，并根据系统信息块中提供的信息找到合适的RACH(随机接入信道)，进行初始接入过程。为此，本发明依据连接重建过程中所需搜索的小区的不同情况来确定合理的连接重建延迟时间。 

下面针对终端在连接重建过程所需执行的操作的不同，对连接重建过程分别进行说明。 

(1)在终端检测到无线连接丢失以后，对邻区列表里的小区进行搜索，其中邻区列表里的小区都是相同载波频率(这个是网络规划来决定的，通常在为了增加容量，运营商会使用第二个，或第三个频率)，在搜索到信号强度符合要求的小区以后，就从该小区的公共信道上接收相关的系统信息，接下来执行初始接入操作。例如随机接入过程、或者切换过程。如果终端当前所进行的业务要求数据无损的服务质量，那么终端可能在连接重建的初始接入过程发送前向切换请求，这样网络在连接重建完成之后需要执行数据转发的操作，将终端丢失链路前服务小区上的数据转发到目标小区，再由目标小区发送给终端，以保证数据的无损。而对于某些业务，例如语音业务，允许丢失一定数量的数据包，但是延时要求比较严格，在建立连接以后直接开始收发新的数据，不需要转发因无线连接丢失而丢失的数据包，在这种情况下，需要进行RRC连接重建过程。 

(2)在终端检测到无线连接丢失以后，对邻区列表里的小区进行搜索，其中邻区列表中的小区不都是相同的载波频率，终端除了搜索相同频率的小 区，还需要调整频率去搜索其他频率的小区，在搜索到信号强度符合要求的小区以后，就从该小区的公共信道上接收相关的系统信息，接下来执行初始接入操作。 

(3)在现有GSM系统中，为了扩大系统容量，当一个小区的业务量过大时，该小区将分成多个扇区，并增加相应的天线。同样，在LTE系统中，在网络规划时可以将一个小区划分为多个扇区。假设一个小区分为三个扇区，那么在这个小区中，可能使用相同的公共信道，例如同步信道和广播信道。但LTE系统是基于OFDM(正交频分复用)的多载波系统，可以给不同扇区分配不同的频段，不同的频段可能配置不同的导频信道。因此，对于各个小区的导频是不相同的。 

在这种情况下，对于终端来说，小区搜索的过程只能检测到小区公共信道的信号强度及信道质量，终端需要根据该信号强度来选择要驻扎的小区，然后终端还需要继续搜索和检测扇区的导频信道，通过对信道质量的比较，来决定该驻扎在该小区的哪个扇区。也就是说，当一个小区内的几个扇区使用相同的公共信道和不同的导频信道时，终端不仅需要对小区进行搜索，而且还要对小区中的扇区进行搜索。那么在上述两种过程中，还需要增加扇区搜索的过程，也就是搜索到信号质量最好的扇区以后，再进行初始接入过程。 

因此，本发明确定的延迟时间具体可以是以下几种： 

(1)如果被搜索的目标小区都是相同频率层的，也就是说，目标小区的载波频率相同，那么连接重建延迟时间TRRC_RE-ESTABLISH为： 

TRRC_RE-ESTABLISH＝Tsearch+TSI+TRA 

(2)如果被搜索目标小区处于不同频率层，也就是说，目标小区的载波频率不相同，那么连接重建延迟时间TRRC_RE-ESTABLISH为： 

TRRC_RE-ESTABLISH＝Nfrequency*Tsearch+TSI+TRA 

上述各式中的参数含义如下： 

Tsearch是搜索小区所需要的时间； 

TSI是读取系统信息所需要的时间，其中包括接收相关的系统信息以及系统信息块的高层处理延迟时间； 

TRA是初始接入过程引起的延迟时间； 

Nfrequency是所搜索的小区的频率数目。 

(3)如果还需要对小区内的扇区进行搜索，那么连接重建延迟时间TRRC_RE-ESTABLISH为： 

TRRC_RE-ESTABLISH＝Tsearch+TSI+TRA+Tsector；或 

TRRC_RE-ESTABLISH＝Nfrequency*Tsearch+TSI+TRA+Tsector 

其中，Tsector是搜索扇区所需要的时间。 

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明方法作进一步的详细说明。 

参照图1，图1示出了本发明方法第一实施例的实现流程。在该实施例中，终端需要在确定的连接重建延迟时间内开始在初始接入信道上发起RRC连接重建请求或发送前导。 

包括以下步骤： 

步骤101：确定连接重建过程所需的延迟时间。 

连接重建过程所需的延迟时间的确定在前面已有详细描述，在此不再赘述。 

步骤102：设置定时器的定时值为确定的延迟时间值。 

步骤103：终端确认无线链路失败后，启动定时器，同时进行RRC连接重建尝试。 

终端可以通过对信道质量的检测来判断无线链路是否失败，并将无线链路失败报告给终端较低层，例如物理层，以使物理层重新进行小区搜索、系统信息接收和初始接入等操作。 

在该尝试过程中，终端需要执行以下操作： 

首先，终端对其维护的邻区列表中的小区进行搜索，确定可驻扎的小区或扇区；然后，在确定的小区或扇区上开始接收系统信息，并根据接收的系统信息确定随机接入信道；随机接入信道确定后，终端需要在确定的随机接入信道上开始执行接入操作。 

步骤104：判断定时器时间是否到达。如果到达，则进到步骤105；否则，返回步骤104，等待定时器时间到达。 

步骤105：判断终端是否已开始在初始接入信道上发送RRC连接重建请求或前导。如果已开始，则进到步骤106；否则，进到步骤107。 

步骤106：进行正常处理流程。 

步骤107：进行连接失败处理、或者由终端重新发起RRC连接重建尝试。 

参照图2，图2示出了本发明方法第二实施例的实现流程。在该实施例中，终端需要在确定的连接重建延迟时间内开始在初始接入信道上发起切换请求。 

包括以下步骤： 

步骤201：确定连接重建过程所需的延迟时间。 

连接重建过程所需的延迟时间的确定在前面已有详细描述，在此不再赘述。 

步骤202：设置定时器的定时值为确定的延迟时间值。 

步骤203：终端确认无线链路失败后，启动定时器，同时进行小区切换尝试。 

终端可以通过对信道质量的检测来判断无线链路是否失败，并将无线链路失败报告给终端较低层，例如物理层，以使物理层重新进行小区搜索、系统信息接收和初始接入等操作。 

在该尝试过程中，终端需要执行以下操作： 

首先，终端对其维护的邻区列表中的小区进行搜索，确定可驻扎的小区或扇区；然后，在确定的小区或扇区上开始接收系统信息，并根据接收的系统信息确定随机接入信道；随机接入信道确定后，终端需要在确定的随机接入信道上开始执行接入操作。 

步骤204：判断定时器时间是否到达。如果到达，则进到步骤205；否则，返回步骤204，等待定时器时间到达。 

步骤205：判断终端是否已开始在初始接入信道上发送切换请求消息。如果已开始，则进到步骤206；否则，进到步骤207。 

步骤206：进行正常处理流程。 

步骤207：进行连接失败处理。 

由以上实施例可见，本发明通过分析连接重建过程所需的操作，依据终端需要搜索的目标小区的类型来确定连接重建延迟时间，控制终端在该延迟时间内完成连接重建过程。利用本发明，在满足连接重建成功执行的前提下，可以降低对系统资源的占用时间，提高系统容量和吞吐量。 

参见图3，图3为本发明终端的一种优选实施例的原理框图： 

该终端包括：连接重建延迟时间设定单元S11、检测单元S12和收发单元S13。其中，连接重建延迟时间设定单元S11用于根据终端需要搜索的目标小区的类型确定延迟时间；检测单元S12用于检测终端连接重建执行的时间是否超过确定的延迟时间，如果超过，则通知终端进行连接失败处理、或者由终端重新发起连接重建尝试；收发单元S13用于接收或发送无线信号。 

在连接重建前，连接重建延迟时间设定单元S11根据终端需要搜索的目标小区是否处于相同频率层，以及各小区是否包含多个扇区等信息，将总的延迟时间计算出来，并发送给检测单元S12。连接重建延迟时间设定单元S11对连接重建延迟时间的确定可参照前面对本发明方法的描述，在此不再赘述。 

终端确认无线链路失败后，检测单元S12对延迟时间进行计时。如果实际 的连接重建时间小于该延迟时间，即连接重建过程在延迟时间内完成，则认为连接重建成功完成；否则，如果超出延迟时间后连接重建请求或前导仍未发送，则认为连接重建失败，通知终端进行连接失败处理、或者由终端重新发起连接重建尝试。 

在具体实现时，可以由收发单元S13在向网络侧发送RRC连接重建请求、或前导、或切换请求后，向检测单元S12发送一个通知消息。而检测单元S12内部设置一个定时器，对延迟时间进行计时，当定时器时间到达后，给检测单元发送一个中断消息。这样，检测单元S12就可以根据收发单元S13发送的通知消息及内部定时器的中断消息来判断终端连接重建执行的时间是否超过确定的延迟时间。如果在收到所述中断消息之前收到了所述通知消息，则表示连接重建成功完成，此时，可将定时器复位，等下一次终端确认无线链路失败后重新启动该定时器。如果在收到所述通知消息之前收到的所述中断消息，则表示在设定的连接重建延迟时间内终端未完成在初始接入信道上的发送操作，此时，认为连接重建失败，通知终端进行连接失败处理、或者由终端重新发起连接重建尝试。 

可见，利用本发明终端，可以有效地避免网络侧长时间地保留资源对网络资源造成浪费，保证LTE系统性能。 

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。 

Claims (7)

1.一种长期演进系统中控制连接重建的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

根据终端需要搜索的目标小区的类型确定连接重建所需的延迟时间，具体包括：如果终端维护的邻区列表中被搜索的目标小区位于相同频率层，则连接重建延迟时间由搜索小区所需要的时间、读取系统信息所需要的时间、初始接入过程引起的延迟时间确定；如果邻区列表中被搜索的目标小区位于不同频率层，则连接重建延迟时间由搜索小区所需要的时间与搜索小区的数目的乘积、读取系统信息所需要的时间、初始接入过程引起的延迟时间确定；如果目标小区有多个扇区，则针对不同目标小区的延迟时间的确定参数还分别包括：搜索扇区所需要的时间；

设置定时器的定时值为确定的延迟时间；

终端检测到无线链路失败后，启动定时器，同时在初始接入信道上开始执行初始接入操作；

如果定时器时间到达后，所述终端已开始在初始接入信道上执行初始接入操作，则进行正常处理流程；

否则，进行连接失败处理、或者由终端重新发起连接重建尝试。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当需要搜索不同频率的小区时，所述搜索小区所需要的时间由所述搜索小区的不同频率的数目确定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在初始接入信道上开始执行初始接入操作的步骤包括：

终端对其维护的邻区列表中的小区进行搜索，确定可驻扎的小区或扇区；

在确定的小区或扇区上开始接收系统信息，并根据接收的系统信息确定初始接入信道；

终端在所述重建延迟时间内在确定的初始接入信道上开始执行初始接入操作。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述初始接入操作具体为：终端在所述初始接入信道上发送无线资源控制连接重建请求消息。

5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述初始接入操作具体为：终端在所述初始接入信道上发送前导。

6.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述初始接入操作具体为：终端在所述初始接入信道上发送切换请求消息。

7.一种终端，包括：收发单元，其特征在于，还包括：

连接重建延迟时间设定单元，用于根据终端需要搜索的目标小区的类型确定延迟时间，具体包括：如果终端维护的邻区列表中被搜索的目标小区位于相同频率层，则连接重建延迟时间由搜索小区所需要的时间、读取系统信息所需要的时间、初始接入过程引起的延迟时间确定；如果邻区列表中被搜索的目标小区位于不同频率层，则连接重建延迟时间由搜索小区所需要的时间与搜索小区的数目的乘积、读取系统信息所需要的时间、初始接入过程引起的延迟时间确定；如果目标小区有多个扇区，则针对不同目标小区的延迟时间的确定参数还分别包括：搜索扇区所需要的时间；

检测单元，与连接重建延迟时间设定单元相连，用于对连接重建执行时间进行计时，并与连接重建延迟时间设定单元设定的延迟时间进行比较，如果连接重建执行时间超出所述延迟时间，则通知终端进行连接失败处理或者重新发起连接重建尝试。

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