CN101132630B

CN101132630B - 基站资源释放的方法

Info

Publication number: CN101132630B
Application number: CN2007100882331A
Authority: CN
Inventors: 步兵; 李小强; 崔成豪
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: CN101132630A

Abstract

一种基站资源释放的方法，包括步骤：目标基站收到UE发来的“切换完成”消息后向用户平面实体发送“路径切换请求”消息；用户平面实体向源基站发送数据尾部标识，并将用户平面切换至目标基站；目标基站收到“路径切换响应”消息；源基站向目标基站转发数据和数据尾部标识；目标基站收到数据尾部标识后，释放相应的资源并向源基站发送资源释放请求；源基站收到资源释放请求后，释放相应的资源。通过采用本发明的方法，可以避免因目标基站过早地触发源基站释放相应资源而引入的数据缺失。同时，目标基站能够在源基站完成数据转发后及时触发源基站释放相应的资源，避免资源的浪费。

Description

基站资源释放的方法

技术领域

本发明涉及第三代伙伴计划(以下简称3GPP)提出的下一代演进的移动通信系统(以下简称LTE)。用户设备(以下简称UE)在增强型基站(以下简称ENB)间切换过程中，UE的源基站(以下简称SENB)在切换结束时释放相应资源的方法。

背景技术

LTE系统中的移动管理性实体(以下简称MME)和用户平面实体(以下简称UPE)可以结合在同一实体内，此时LTE的系统结构如图1所示。多个MME/UPE通过S1接口与多个ENB相联，一个ENB通过X2接口与相邻的ENB相联。

在LTE系统中，MME和UPE也可以是相互分离的两个实体，此时的系统结构如图2所示。多个MME通过S1接口与多个ENB相联，多个UPE通过S1接口与多个ENB相联，一个ENB通过X2接口与相邻的ENB相联。

在LTE系统中，UE在ENB间切换的信令流程可划分为切换准备、切换执行和切换完成三个阶段，如图3所示。

目前有关LTE中切换的信令流程所达成几点共识是：

1)MME/UPE不参与切换准备与切换执行阶段。

2)在切换完成阶段，由目标ENB触发源ENB释放相关资源。

在LTE系统中，UE在ENB间切换的详细信令流程如图4(MME与UPE结合)或图5、6(MME与UPE分离)所示。

图4描述了LTE采用图1所示的网络结构时(MME与UPE结合在同一实体内)，UE在ENB间切换的详细信令流程。

401步骤：UE向SENB发送测量报告。测量报告包含信息类型、用户信息和测量结果。

402步骤：SENB根据UE发送的测量报告判断UE是否需要切换至某一相邻小区。

403步骤：SENB根据UE发送的测量报告向某一相邻小区发送“切换请求”消息。“切换请求”包含用户信息，用户所占用上、下行资源信息，无线链路信息，业务信息，SENB的通道标识(以下简称TEID)

404步骤：TENB为UE预留资源。

405步骤：TENB向SENB发送消息“切换响应”消息，通知SENB它已经完成相应资源的预留，SENB可以进行切换。切换准备过程结束。“切换响应”包含目标基站为UE预留的上、下行资源的信息，TENB的TEID。

406步骤：SENB向UE发送消息“切换命令”消息，通知UE实施切换。同时，SENB开始向TENB转发数据。“切换命令”包含UE信息，例如UE的标识，目标基站信息及目标基站为UE预留的上、下行物理资源信息，无线承载信息。

407步骤：UE通过L1/L2信令实现与TENB同步。切换实施过程结束

408步骤：UE向TENB发送消息“切换完成”消息。“切换完成”包含用户信息。

409步骤：TENB向MME/UPE发送消息“路径切换请求”消息。“路径切换请求”包含TENB的TEID。

410步骤：MME/UPE切换数据通道后，向TENB发送消息“路径切换请求响应”消息。“路径切换请求响应”包含MME/UPE的TEID。

411步骤：TENB向SENB发送消息“资源释放”消息。“资源释放”包含UE信息，例如UE的标识。

412步骤：SENB释放相应的资源。SENB转发数据必须在SENB释放相应资源前完成，否则将导致数据的缺失。

图5描述了LTE采用图2所示的网络结构时(MME与UPE是相互分离的两个实体)，UE在ENB间切换的详细信令流程(TENB向MME发送路径切换请求)。

501-508步骤分别同图4中的步骤401-408。

509步骤：TENB向MME发送消息“路径切换请求”。

510步骤：MME向UPE发送消息“路径切换”。

511步骤：UPE切换数据通道后向MME发送消息“路径切换响应”。

512步骤：MME向TENB发送消息“路径切换请求响应”。

511步骤：TENB向SENB发送消息“资源释放”。

512步骤：SENB释放相应的资源。SENB转发数据必须在SENB释放相应资源前完成，否则将导致数据的缺失。

图6描述了LTE采用图2所示的网络结构时(MME与UPE是相互分离的两个实体)，UE在ENB间切换的详细信令流程(TENB向UPE发送路径切换请求).

601-608步骤分别同图4中的步骤401-408。

609步骤：TENB向UPE发送消息“路径切换请求”。

610步骤：UPE切换数据通道后向TENB发送消息“路径切换响应”。

611步骤：UPE向MME发送消息“路径切换通知”。

612步骤：MME向UPE发送消息“路径切换通知响应”。

613步骤：TENB向SENB发送消息“资源释放”。

614步骤：SENB释放相应的资源。SENB转发数据必须在SENB释放相应资源前完成，否则将导致数据的缺失。

TENB向SENB发送消息“资源释放”的同时将释放TENB侧的相应资源，SENB收到TENB发送的“资源释放”将立即释放SENB侧的相应资源，如果SENB侧在完成数据转发前收到“资源释放”将导致数据的缺失。

为避免上述情况的发生，现有的一种方案是在TENB处设置一个定时器，如图7所示。在切换准备阶段、切换实施阶段，该方案的信令流程同图4，在切换完成阶段，UPE完成数据通道切换后向TENB发送消息“路径切换请求响应”。图7给出的是MME和UPE结合在同一实体内的情况，MME/UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息(图4)。对于MME和UPE分离的情况，一种可能是MME向TENB发送“路径切换请求响应”消息(图5)，另一种可能是UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息(图6)。

其后的步骤如下：

701步骤：TENB定时器开始倒计时。

702步骤：定时器倒计时结束后，TENB向SENB发送消息“资源释放”。

703步骤：SENB释放相应的资源。

现有解决方案所存在的问题是：SENB向UE发送消息“切换命令”的同时开始向TENB转发数据，转发数据所需要的时间不是固定的，它取决于SENB在发送“切换命令”时，缓冲区内等待发送的数据量及在UPE切换数据通道至TENB前向SENB发送的数据量。如果定时器定时过短，则TENB可能在数据转发完成前触发SENB释放相应资源，导致数据缺失。如果定时器定时过长，则TENB可能在数据转发完成后不能及时触发SENB释放相应资源，导致资源的浪费。

发明内容

本发明针对切换过程中存在数据转发的移动通信系统，提出了一种源基站和目标基站资源释放的方法。

按照本发明的一方面，一种基站资源释放的方法，包括步骤：

目标基站收到UE发来的“切换完成”消息后向用户平面实体发送“路径切换请求”消息；

用户平面实体向源基站发送数据尾部标识，并将用户平面切换至目标基站；

目标基站收到“路径切换响应”消息；

源基站向目标基站转发数据和数据尾部标识；

目标基站收到数据尾部标识后，释放相应的资源并向源基站发送资源释放请求；

源基站收到资源释放请求后，释放相应的资源。

按照本发明的另一方面，一种基站资源释放的方法，包括步骤：

目标基站收到“路径切换响应”消息；

目标基站定时器开始倒计时；

源基站向目标基站转发数据和数据尾部标识；

源基站收到资源释放请求后，释放相应的资源。

通过采用本发明的方法，可以避免因目标基站过早地触发源基站释放相应资源而引入的数据缺失。同时，目标基站能够在源基站完成数据转发后及时触发源基站释放相应的资源，避免资源的浪费。

附图说明

图1是当MME与UPE结合在同一实体内时，LTE的网络结构图；

图2是当MME与UPE是分离的两个实体时，LTE的网络结构图；

图3是在LTE系统中，UE在ENB间切换的信令流程三个阶段的示意图；

图4是在LTE系统中，对应MME与UPE结合在同一实体内的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图5是在LTE系统中，对应MME与UPE分离，TENB向MME发送路径切换请求的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图6是在LTE系统中，对应MME与UPE分离，TENB向UPE发送路径切换请求的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图7是防止数据缺失的现有解决方案的信令流图；

图8是对应MME与UPE结合在同一实体内，采用方案1的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图9是对应MME与UPE结合在同一实体内，采用方案2的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图10是对应MME与UPE分离，TENB向MME发送“路径切换请求”，采用方案1的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图11是对应MME与UPE分离，TENB向MME发送“路径切换请求”，采用方案2的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图12是对应MME与UPE分离，TENB向UPE发送“路径切换请求”，采用方案1的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图13是对应MME与UPE分离，TENB向UPE发送“路径切换请求”，采用方案2的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图14是数据尾部标识示意图。

具体实施方式

本发明针对切换过程中存在数据转发的移动通信系统，提出了一种源基站和目标基站资源释放的过程和方法。用户平面实体将数据通道切换至目标基站前向源基站发送数据尾部标识。源基站向目标基站转发数据尾部标识，目标基站收到数据尾部标识后释放相应资源并触发源基站释放相应的资源。该方法能够避免因目标基站过早地触发源基站释放资源而导致的数据缺失。同时，目标基站能够在源基站完成数据转发后及时地触发源基站释放相应的资源，避免资源的浪费。

本发明给出了两个方案，

方案1：切换实施阶段SENB向TENB转发数据；TENB收到UE发送的“切换完成”消息后，向MME/UPE发送“路径切换请求”消息；MME/UPE收到“路径切换请求”消息后，通过用户平面向SENB发送数据尾部标识；MME/UPE切换用户平面至TENB；MME/UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息；SENB收到数据尾部标识，待数据转发完成后，SENB向TENB转发数据尾部标识；TENB收到“路径切换请求响应”消息和数据尾部标识后，释放相应资源并向SENB发送消息“资源释放”；SENB收到“资源释放”消息后立即释放相应的资源。

方案1通过以下步骤实现：

一.SENB转发数据

SENB向UE发送“切换命令”消息后，开始向TENB转发数据。需要转发的数据是SENB发送“切换命令”时，在缓冲区内等待发送的数据及UPE切换数据通道至TENB前向SENB发送的数据。

二.TENB发送路径切换请求

TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向MME/UPE发送“路径切换请求”。对于MME和UPE分离的情况，可能是TENB发送路径切换请求至MME，由MME通知UPE进行路径切换；也可能是TENB发送路径切换请求至UPE，UPE通知MME用户平面已切换至TENB。

三.MME/UPE发送数据尾部标识

MME/UPE收到TENB发送的“路径切换请求”消息，通过用户平面向SENB发送数据尾部标识。数据尾部标识是一个特殊的数据包，它可以是一个额外增加的特定控制帧，也可以是一个具有特定序号的数据包。如果是特定的用户平面传输的控制帧，控制帧包含MME/UPE发送给SENB的最后一个数据包的序列号。如果是特定序号的数据包，也可以包含MME/UPE发送给SENB的最后一个数据包的序列号。

四.SENB收到数据尾部标识

SENB收到UPE发送的数据尾部标识，如果缓冲区内仍有数据等待转发则继续向TENB转发数据。

五.切换用户平面

UPE切换用户平面至TENB。

六.MME/UPE发送路径切换请求响应

MME/UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息。对于MME和UPE分离的情况，可以通过MME向TENB发送“路径切换请求响应”消息，也可以通过UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息。

七.SENB转发数据尾部标识

数据转发完毕后，SENB即向TENB转发数据尾部标识。数据尾部标识可以看作是最后一个数据包，SENB对它的处理可等同于其它数据包。

八.TENB发送资源释放

TENB收到MME/UPE发送的“路径切换请求响应”消息，表明用户平面已成功切换至TENB；TENB收到SENB转发的数据尾部标识，表明SENB已完成数据转发；满足上述两个条件，TENB即释放相应资源并向SENB发送“资源释放”消息。

九.SENB释放资源

SENB收到“资源释放”消息后，立即释放相应的资源。

方案2：在TENB处设置一个定时器。SENB在切换实施阶段开始转发数据；TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向MME/UPE发送路径切换请求；MME/UPE收到“路径切换请求”消息后通过用户平面向SENB发送数据尾部标识并切换用户平面至TENB；MME/UPE向TENB发送消息“路径切换请求响应”；SENB收到数据尾部标识，待数据转发完毕后，SENB向TENB转发数据尾部标识；TENB收到“路径切换请求响应”消息后，定时器开始倒计时。如果在定时结束前，TENB收到数据尾部标识，则立即向SENB发送消息“资源释放”；如果在定时结束前，TENB未收到数据尾部标识，则定时结束后，TENB立即向SENB发送消息“资源释放”。SENB收到“资源释放”消息后立即释放相应的资源。

方案2通过以下步骤实现：

一.SENB转发数据

二.TENB发送路径切换请求

TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向MME/UPE发送“路径切换请求”。对于MME和UPE分离的情况，可以是TENB发送路径切换请求至MME，由MME通知UPE进行路径切换；也可以是TENB发送路径切换请求至UPE，UPE通知MME用户平面已切换至TENB。

三.MME/UPE发送数据尾部标识

MME/UPE收到TENB发送的“路径切换请求”消息，通过用户平面向SENB发送数据尾部标识。数据尾部标识是一个特殊的数据包，它可以是一个额外增加的特定控制帧也可以是一个具有特定序号的数据包。

四.SENB收到数据尾部标识

五.切换用户平面

UPE切换用户平面至TENB。

六.MME/UPE发送路径切换请求响应

七.定时器倒计时

TENB收到MME/UPE发送的“路径切换请求响应”消息后，定时器开始倒计时。

八.SENB转发数据尾部标识

数据转发完毕后，SENB即向TENB转发数据尾部标识。数据尾部标识可以看作是最后一个数据包，SENB对它的处可等同于其它数据包。

九.TENB发送资源释放

TENB收到MME/UPE发送的“路径切换请求响应”消息，并且在定时结束前TENB收到SENB转发的数据尾部标识，TENB即释放相应资源并向SENB发送“资源释放”消息。

TENB收到MME/UPE发送的“路径切换请求响应”消息，在定时结束前TENB未收到SENB转发的数据尾部标识，则定时结束后，TENB即释放相应资源并向SENB发送“资源释放”消息。

十.SENB释放资源

SENB收到“资源释放”消息后即释放相应的资源。

实施例1.

MME与UPE结合在同一实体内，采用方案1，UE在ENB间切换时的信令流程如图8所示。

切换准备、切换实施阶段的信令流程同图4。

807步骤：TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向MME/UPE发送“路径切换请求”消息。

808步骤：MME/UPE在切换用户平面至TENB前，通过用户平面向SENB发送数据尾部标识。数据尾部标识是一个特殊的数据包，除了要指示这个最后一个数据包外，还可以包含MME/UPE发送给SENB的最后一个数据包的序列号。具体的结构可以参看图14。809步骤：用户平面切换完成后，MME/UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息。

810步骤：数据转发完毕后，SENB向TENB转发数据尾部标识。

811步骤：TENB收到数据尾部标识后向SENB发送“资源释放”消息。

812步骤：SENB收到“资源释放”消息后立即释放相应的资源。

实施例2.

MME与UPE结合在同一实体内，采用方案2。UE在ENB间切换时的信令流程如图9所示。

切换准备、切换实施阶段的信令流程同图4。

907步骤：TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向MME/UPE发送“路径切换请求”消息。

908步骤：MMU/UPE在切换用户平面至TENB前，通过用户平面向TENB发送数据尾部标识。

909步骤：用户平面切换完成后，MME/UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息。

910步骤：TENB收到MME/UPE发送的“路径切换请求响应”消息后，定时器开始倒计时。

911步骤：数据转发完毕后，SENB向TENB转发数据尾部标识。

实施例2存在以下两种可能的情况：

情况一：在定时结束前，TENB收到SENB转发的数据尾部标识即跳转至912步骤。

情况二：在定时结束前，TENB未收到SENB转发的数据尾部标识，则定时结束后即跳转至912步骤。

912步骤：TENB向SENB发送“资源释放”消息。

913步骤：SENB收到“资源释放”消息后立即释放相应的资源。

实施例3.

MME与UPE是分离的两个实体，TENB向MME发送“路径切换请求”消息。采用方案1。UE在ENB间切换时的信令流程如图10所示。

切换准备、切换实施阶段的信令流程同图4。

1009步骤：TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向MME发送“路径切换请求”消息。

1010步骤：MME收到“路径切换请求”后向UPE发送“路径切换”消息。

1011步骤：UPE收到“路径切换”消息后，在切换用户平面至TENB前，通过用户平面向TENB发送数据尾部标识。

1012步骤：用户平面切换完成后，UPE向MME发送“路径切换响应”消息。

1013步骤：MME收到“路径切换响应”后，向TENB发送“路径切换请求响应”消息。

1014步骤：数据转发完毕后，SENB向TENB转发数据尾部标识。

1015步骤：TENB收到数据尾部标识后向SENB发送“资源释放”消息。

1016步骤：SENB收到“资源释放”消息后即释放相应的资源。

实施例4.

MME与UPE是分离的两个实体，TENB向MME发送“路径切换请求”消息，采用方案2。UE在ENB间切换时的信令流程如图11所示。

切换准备、切换实施阶段的信令流程同图4。

1109步骤：TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向MME发送“路径切换请求”消息。

1110步骤：MME收到“路径切换请求”后向UPE发送“路径切换”消息。

1111步骤：UPE收到“路径切换”消息后，在切换用户平面至TENB前，通过用户平面向SENB发送数据尾部标识。

1112步骤：用户平面切换完成后，UPE向MME发送“路径切换响应”消息。

1113步骤：MME收到“路径切换响应”后向TENB发送“路径切换请求响应”消息。

1114步骤：TENB收到“路径切换响应”消息后，定时器开始倒计时。

1115步骤：数据转发完毕后，SENB向TENB转发数据尾部标识。

实施例4存在以下两种可能的情况：

情况一：在定时结束前，TENB收到SENB转发的数据尾部标识即转至1116步骤。

情况二：在定时结束前，TENB未收到SENB转发的数据尾部标识，则定时结束后即转至1116步骤。

1116步骤：TENB向SENB发送“资源释放”消息。

1117步骤：SENB收到“资源释放”消息后立即释放相应的资源。

实施例5.

MME与UPE是分离的两个实体，TENB向UPE发送“路径切换请求”消息，采用方案1。UE在ENB间切换时的信令流程如图12所示。

切换准备、切换实施阶段的信令流程同图4。

1209步骤：TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向UPE发送“路径切换请求”消息。

1210步骤：UPE收到“路径切换请求”后，在切换用户平面至TENB前，通过用户平面向TENB发送数据尾部标识。

1211步骤：用户平面切换完成后，UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息。

1212步骤：UPE向MME发送“路径切换通知”消息。

1213步骤：MME收到“路径切换通知”后向UPE发送“路径切换通知响应”消息。

1214步骤：数据转发完毕后SENB向TENB转发数据尾部标识。

1215步骤：TENB收到数据尾部标识后向SENB发送“资源释放”消息。

1216步骤：SENB收到“资源释放”消息后立即释放相应的资源。

实施例6.

MME与UPE是分离的两个实体，TENB向UPE发送“路径切换请求”消息，采用方案2。

UE在ENB间切换时的信令流程如图13所示。

切换准备、切换实施阶段的信令流程同图4。

1309步骤：TENB收到UE发送的“切换完成”消息后向UPE发送“路径切换请求”消息。

1310步骤：UPE收到“路径切换请求”后，在切换用户平面至TENB前，通过用户平面向TENB发送数据尾部标识。

1311步骤：用户平面切换完成后，UPE向TENB发送“路径切换请求响应”消息。

1312步骤：TENB收到“路径切换请求响应”消息后，定时器开始倒计时。

1313步骤：UPE向MME发送“路径切换通知”消息。

1314步骤：MME收到“路径切换通知”后向UPE发送“路径切换通知响应”消息。

1315步骤：数据转发完毕后SENB向TENB转发数据尾部标识。

实施例6存在以下两种可能的情况：

情况一：在定时结束前，TENB收到SENB转发的数据尾部标识即转至1316步骤。

情况二：在定时结束前，TENB未收到SENB转发的数据尾部标识，则定时结束后即转至1316步骤。

1316步骤：TENB向SENB发送“资源释放”消息。

1317步骤：SENB收到“资源释放”消息后立即释放相应的资源。

实施例7.

如图14所示，数据尾部标识可通过数据包头里的特殊标志指示。在数据包头部分，包含一个特殊的标识，表示最后一个数据包已经发送了，在数据部分，可以包含MME/UPE发送给SENB的最后一个普通数据包的序列号。如果采用隧道协议来传输数据包，这个序列号就是隧道协议头部分包含的序列号。这个数据尾部标识的包可以通过用户平面的控制帧传输，也可以通过用户平面的数据包传输。图14所示是一个实施的例子，是实际当中，可以采用其它的格式，只要包含两个基本的信息，都是在本发明范围之内。这两个基本信息是，最后一个包的指示，还有一个信息是核心网，比如MME/UPE，发送给SENB的最后一个普通数据包的序列号。

Claims

1.一种基站资源释放的方法，包括步骤：

目标基站收到UE发来的切换完成消息后向移动性管理实体发送路径切换请求消息；

所述移动性管理实体向用户平面实体发送路径切换通知消息；

所述用户平面实体向源基站发送数据尾部标识，并将用户平面切换至目标基站；

所述用户平面实体向所述移动性管理实体发送路径切换通知响应消息；

所述移动性管理实体向所述目标基站发送路径切换响应消息；

源基站向目标基站转发数据和数据尾部标识；

目标基站向源基站发送资源释放请求；

源基站收到资源释放请求后，释放相应的资源。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述数据尾部标识是一个数据包。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述数据尾部标识是一个额外增加的控制帧。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述数据尾部标识是一个具有特定序号的数据包。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述数据尾部标识是所转发数据的最后一个数据包。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述数据尾部标识可通过数据包头里的特殊标志指示。