CN101272607A - 指示数据发送结束的方法 - Google Patents

Abstract

一种指示数据发送结束的方法，包括步骤：演进的核心网络收到“切换完成”消息；演进的核心网络发送“切换完成确认”消息给目标基站，消息中包含发送给源基站最后一个数据包的序列号。目标基站发送“资源释放”消息给源基站，消息中包含演进的核心网络发送给源基站最后一个数据包的序列号。通过本发明给出的指示数据发送结束的方法：避免了数据丢失，及时释放基站资源，防止无线资源浪费。

Description

指示数据发送结束的方法

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或者SAE)中用户设备(以下简称UE)移动性的方法。特别涉及到UE在增强型基站(以下简称ENB)间切换过程中，指示数据发送结束的方法。

背景技术

SAE的系统结构如图1所示。下面是对图1SAE系统结构的描述。

101用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备。102EUTRAN是演进系统LTE中的无线接入网络，也可以叫ENB，负责给LTE手机提供接入无线网络的接口，并且与手机的移动管理实体103MME和用户平面实体104Serving SAE Gateway通过S1接口连接。103MME负责管理用户设备的移动上下文、会话上下文，保存用户与安全有关的信息。104Serving SAE Gateway主要提供用户平面的功能。S1-MME接口负责给UE提供无线接入承载建立，将UE发送给MME的消息进行从无线接入网的转发。103MME和104Serving SAEGateway结合起来的功能与原来的106SGSN(通用分组无线业务(以下简称GPRS)支持节点)有些类似，MME与Serving SAE Gateway有可能处于同一个物理实体。105PDN SAE Gateway负责计费、合法监听等功能。Serving SAEGateway和PDN SAE Gateway有可能处于同一个物理实体。106SGSN是现在UMTS中为数据的传输提供路由的。107HSS是用户设备的家乡归属子系统，它负责保存用户的信息，包括用户设备的当前位置，服务节点的地址，用户的安全有关的信息，用户设备激活的分组数据协议PDP上下文等等。108PCRF通过S7接口提供Qos政策和计费准则。

多个MME/Serving SAE Gateway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。目前有关LTE中切换的信令流程所达成几点共识是：

1)MME/Serving SAE Gateway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。

图2描述了SAE系统中，UE在两个ENB间切换(在MME/Serving SAE GW内部)的信令流程。

201步骤：UE根据系统信息、规范的规则触发，向SENB发送测量报告。测量报告包含测量结果。

202步骤：SENB根据UE发送的测量报告和无线资源管理判断UE是否需要切换至某一相邻小区。

203步骤：SENB向某一相邻小区的基站发送“切换请求”消息。“切换请求”包含TENB准备资源的一些必要信息，例如UE在X2接口源ENB的信令上下位参考、UE S1演进的核心网(以下简称EPC)的信令上下文参考、目的小区标识、无线资源连接(以下简称RRC)上下文、SAE承载上下文等。SAE承载上下文包含必须的无线网络层和传输网络层寻址信息。

204步骤：TENB根据收到的SAE承载Qos信息进行接入控制。如果资源允许，TENB根据收到的SAE承载Qos信息配置需要的资源。

205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。“切换响应”消息包含需要经过SENB透明传输给UE的容器(transparent container)，容器通过“切换命令”消息发送给UE。容器包含为UE分配的无线资源。“切换响应”消息可以包含转发数据通道用的无线网络层和传输网络层的参数，例如目标ENB为转发数据分配的TEID(通道末端标识)。

步骤206至步骤211提供了切换过程中避免数据丢失的方法。

206步骤：SENB向UE发送消息“切换命令”消息，通知UE实施切换。“切换命令”消息包含从TENB收到的透明容器。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。

207步骤：UE根据“切换命令”中的开始时间，通过L1/L2信令实现与TENB同步。

208步骤：UE向TENB发送“切换确认”消息，指示UE切换完成。

209步骤：TENB向MME/Serving SAE Gateway发送消息“切换完成”消息。“切换完成”消息包含TENB分配的用户平面标识TEID。MME/Serving SAE Gateway把用户平面从SENB切换到TENB。

210步骤：MME/Serving SAE Gateway切换数据通道后，向TENB发送消息“切换完成确认”消息。

211步骤：TENB向SENB发送消息“资源释放”消息，通知SENB切换完成。

212步骤：SENB释放与UE上下位相关的资源。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。

为避免数据的缺失，现有的方案是在TENB和SENB处设置定时器，如图3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2，在切换完成阶段，MME/Serving SAE Gateway完成数据通道切换后向TENB发送消息“切换完成确认”。图3给出的是MME和Serving SAE Gateway结合在同一实体内的情况，MME/Serving SAE Gateway向TENB发送“切换完成确认”消息之前的过程见图2及其描述。其后的步骤如下：

301步骤：TENB收到切换完成确认消息。

302步骤：TENB发送资源释放消息给SENB。

303步骤：TENB设置一个定时器。定时器结束后没有收到从SENB转发的数据，TENB释放和SENB之间的资源，开始发送SAE GW的数据。

304步骤：SENB收到“资源释放请求”消息，SENB继续转发缓存的数据。SENB设置一个定时器。SENB数据转发完成后如果定时器结束没有收到来自SAE GW的数据，306步骤SENB释放资源。

现有解决方案所存在的问题是：SENB向UE发送“切换命令”消息的同时开始向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Serving SAEGateway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释放相应资源，导致资源的浪费。

在源ENB存在相同的问题，如果定时器设置过短，导致数据丢失，如果过长，导致无线资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种UE在两个ENB之间切换过程中指示数据发送结束的方法。

为实现上述目的，一种指示数据发送结束的方法，包括步骤：

演进的核心网络收到“切换完成”消息；

演进的核心网络发送“切换完成确认”消息给目标基站，消息中包含发送给源基站最后一个数据包的序列号；

目标基站发送“资源释放”消息给源基站，消息中包含演进的核心网络发送给源基站最后一个数据包的序列号。

通过本发明给出的指示数据发送结束的方法：避免了数据丢失，及时释放基站资源，防止无线资源浪费。

附图说明

图1是SAE的网络结构图；

图2是在LTE系统中，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图3是防止数据丢失的现有解决方案

图4是在LTE系统中，对应MME与Serving SAE GW合并，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Serving SAE GW分离，Serving SAE GW对TENB发送的切换完成有确认的情况，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Serving SAE GW分离，Serving SAE GW对TENB发送的切换完成没有确认，MME和Serving SAE GW有交互的情况，UE在ENB间切换的详细信令流程图；

图7是数据尾部标识示意图；

图8是对应实施例一和二，其中Serving SAE GW的动作流程；

图9是对应实施例一、二和三，其中TENB的动作流程；

图10是对应实施例一、二和三，其中SENB的动作流程；

图11是对应实施例三，其中MME的动作流程；

图12对应实施例三，其中Serving SAE GW的动作流程。

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，提出了一种指示数据发送结束的方法。演进的核心网络实体收到“切换完成”消息，通过“切换完成确认”把发送给源基站的最后一个数据包的序列号(如GTP SN，GPRS隧道协议序列号)发送给目标基站，目标基站通过“资源释放”消息把此数据包序列号发送给源基站。源基站收到资源释放请求消息后，如果收到了从上层用户平面实体(如SAE GW)来的最后一个数据包(对应最后一个数据包的序列号)并且数据转发完成，源基站释放资源。

目标基站知道源基站数据转发完成的一种方法是：目标基站通过从演进的核心网络实体来的最后一个数据包的序列号可以知道源基站数据转发完成(如X2接口转发的是GTP PDU)。目标基站在收到从源基站转发的对应最后一个数据包(对应上述从核心网络实体来的最后一个数据包序列号)后就可以释放X2接口的资源，开始发送从演进的核心网络实体来的数据。

目标基站知道源基站数据转发完成的一种方法是：源基站在完成上述操作后(源基站收到了从上层用户平面实体(如SAE GW)来的最后一个数据包并且数据转发完成)，源基站发送“资源释放确认”消息给目标基站，“资源释放确认”消息包含X2接口转发最后一个数据包的序列号。目标基站释放和源基站间的资源，开发发送从上层用户平面实体来的数据。

目标基站知道源基站数据转发完成的一种方法是：源基站在转发数据包结束后，发送一个数据结束的标识。目标基站收到数据结束标识后释放和源基站间的资源，开始发送从上层用户平面实体来的数据。

本发明的实施例一如图4所示。该实施例是MME和Serving SAE GW合在一起(这里称演进的核心网EPC)的一个实施例。

下面是对该图的详细说明。该图的步骤401到步骤408与图二中步骤201到步骤208相同。这里忽略详细的技术说明。需要说明的是在步骤403的消息“切换请求”中包含Serving SAE GW分配的上行TEID。

步骤409，目标ENB发送“切换完成”消息给EPC，消息中包含TENB分配的用户平面标识TEID。EPC把用户平面从源ENB切换到目标ENB。EPC开始向目的ENB发送数据。

步骤410EPC发送“切换完成确认”消息给目的ENB。“切换完成确认”消息中包含发送给源ENB的最后一个数据包的序列号(如GTP SN)，或者是发送给目的基站的第一个数据包的序列号。从此序列号目的基站可以知道EPC发送给源ENB的最后一个数据包的序列号。

步骤411，目的ENB收到“切换完成确认”消息，目的ENB发送“资源释放”消息给源ENB，消息中包含EPC发送给源ENB的最后一个数据包的序列号(如GTP SN)。

步骤412a，对应目标基站知道源基站数据转发完成的第一种方法。源基站收到了从EPC来的最后一个数据包并且数据转发完成，源基站发送“资源释放确认”消息给目标基站，“资源释放确认”消息包含X2接口转发的最后一个数据包的序列号。目标基站释放和源基站间的资源，开发发送从EPC来的数据。

步骤412b，对应目标基站知道源基站数据转发完成的第二种方法。源基站在转发数据包结束后，发送一个数据结束的标识。目标基站收到数据结束标识后释放和源基站间的资源，开始发送从上层用户平面实体来的数据。

如果目标基站通过从EPC来的最后一个数据包的序列号可以知道源基站数据转发完成(如X2接口转发的是GTP PDU)，则步骤412不需要。

步骤413，SENB如果收到了从EPC来的最后一个数据包并且数据转发完成，源基站释放资源。

本发明的实施例二如图5所示。该实施例是MME和Serving SAE GW分开，Serving SAE GW给目的ENB发送的切换完成消息有一个回应的情况。

下面是对该图的详细说明。该图的步骤501到步骤508与图二中步骤201到步骤208相同。这里忽略详细的技术说明。需要说明的是在步骤503的消息“切换请求”中包含Serving SAE GW分配的上行TEID。

步骤509，目标ENB发送“切换完成”消息给SAE GW，消息中包含TENB分配的用户平面标识TEID。SAE GW把用户平面从源ENB切换到目标ENB。SAEGW开始向目的ENB发送数据。

步骤510，SAE GW发送“切换完成确认”消息给目的ENB。“切换完成确认”消息中包含发送给源ENB的最后一个数据包的序列号(如GTP SN)，或者是发送给目的基站的第一个数据包的序列号。

步骤511，目的ENB收到“切换完成确认”消息，目的ENB发送“资源释放”消息给源ENB，消息中包含SAE GW发送给源ENB的最后一个数据包的序列号(如GTP SN)。

步骤512a，对应目标基站知道源基站数据转发完成的第一种方法。源基站收到了从SAE GW来的最后一个数据包并且数据转发完成，源基站发送“资源释放确认”消息给目标基站，“资源释放确认”消息包含X2接口转发的最后一个数据包的序列号。目标基站释放和源基站间的资源，开发发送从SAE GW来的数据。

步骤512b，对应目标基站知道源基站数据转发完成的第二种方法。源基站在转发数据包结束后，发送一个数据结束的标识。目标基站收到数据结束标识后释放和源基站间的资源，开始发送从SAE GW来的数据。

如果目标基站通过从SAE GW来的最后一个数据包的序列号可以知道源基站数据转发完成(如X2接口转发的是GTP PDU)，则步骤512不需要。

步骤513，SENB如果收到了从SAE GW来的最后一个数据包并且数据转发完成，源基站释放资源。

本发明的实施例三如图6所示。该实施例是MME和Serving SAE GW分开，Serving SAE GW给目的ENB发送的路径切换消息没有回应，MME和ServingSAE GW有信息交互的情况。

下面是对该图的详细说明。该图的步骤601到步骤608与图二中步骤201到步骤208相同。这里忽略详细的技术说明。需要说明的是在步骤603的消息“切换请求”中包含Serving SAE GW分配的上行TEID。

步骤609，目标ENB通过用户平面发送“切换完成”消息给SAE GW，消息中包含TENB分配的用户平面标识TEID。SAE GW把用户平面从源ENB切换到目标ENB。SAE GW开始向目的ENB发送数据。

步骤610，TENB发送“切换完成”消息给MME，消息中包含TENB分配的用户平面标识TEID。MME更新上下文信息。

步骤611，MME发送“切换完成”消息给SAE GW，消息中包含TENB分配的用户平面标识TEID。如果SAE GW还没有把用户平面从源ENB切换到目标ENB，SAE GW进行路径切换，开始向TENB发送数据。

步骤612，SAE GW发送“切换完成确认”消息给MME，“切换完成确认”消息中包含发送给源ENB的最后一个数据包的序列号(如GTP SN)，或者是发送给目的基站的第一个数据包的序列号。

步骤613，MME发送切换完成消息给TENB，“切换完成确认”消息中包含发送给源ENB的最后一个数据包的序列号(如GTP SN)，或者是发送给目的基站的第一个数据包的序列号。

步骤614，目的ENB收到“切换完成确认”消息，目的ENB发送“资源释放”消息给源ENB，消息中包含SAE GW发送给源ENB的最后一个数据包的序列号(如GTP SN)。

步骤615a，对应目标基站知道源基站数据转发完成的第一种方法。源基站收到了从SAE GW来的最后一个数据包并且数据转发完成，源基站发送“资源释放确认”消息给目标基站，“资源释放确认”消息包含X2接口转发的最后一个数据包的序列号。目标基站释放和源基站间的资源，开发发送从SAE GW来的数据。

步骤615b，对应目标基站知道源基站数据转发完成的第二种方法。源基站在转发数据包结束后，发送一个数据结束的标识。目标基站收到数据结束标识后释放和源基站间的资源，开始发送从上层用户平面实体来的数据。

如果目标基站通过从SAE GW来的最后一个数据包的序列号可以知道源基站数据转发完成(如X2接口转发的是GTP PDU)，则步骤615不需要。

步骤616，SENB如果收到了从SAE GW来的最后一个数据包并且数据转发完成，源基站释放资源。

实施例四如图7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，表示这是最后一个数据包。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。

对应实施例一和二，其中Serving SAE GW的动作流程如图8所示。对应实施例一，图中的Serving SAE GW就是MME和Serving SAE GW的合并。

801Serving SAE GW接收消息。802如果Serving SAE GW收到“切换完成”消息，803Serving SAE GW切换用户平面至目标ENB，开始发送数据给TENB。804Serving SAE GW发送“切换完成确认”消息给目标ENB，消息中包含发送给源ENB的最后一个数据包的序列号。

对应实施例一、二和三，其中目标ENB的动作流程如图9所示。

901TENB接收消息。902如果TENB收到“切换完成确认”消息，对应实施例一，此消息是从MME/Serving SAE GW来的，对应实施例二，此消息是从Serving SAE GW来的，对应实施例三此消息是从MME来的。903TENB发送“资源释放”消息给源ENB，消息中包含Serving SAE GW发送给源ENB的最后一个数据包的序列号。

如果目标基站通过从SAE GW来的最后一个数据包的序列号可以知道源基站数据转发完成(如X2接口转发的是GTP PDU)，目标基站在收到从源基站转发的对应最后一个数据包(对应上述从Serving SAE GW来的最后一个数据包序列号)后就可以释放X2接口的资源，开始发送从Serving SAE GW来的数据。下面的904步骤不需要。

904如果收到从SENB发来的“资源释放确认”消息(对应目标基站知道源基站数据转发完成的一种方法)，905TENB在收到SENB转发的最后一个数据包后(对应“资源释放确认”消息中最后一个数据包的序列号)，TENB释放和SENB之间的资源，开始发送Serving SAE GW来的数据。对应目标基站知道源基站数据转发完成的另外一种方法，TENB收到从SENB来的数据结束标识时，TENB释放和SENB之间的资源，开始发送Serving SAE GW来的数据。

对应实施例一、二和三，其中源ENB的动作流程如图10所示。

1001SENB接收消息，1002如果收到从TENB来的“资源释放”消息，1003根据该消息中包含的Serving SAE GW发送给SENB最后一个数据包的序列号，如果SENB收到了最后一个包并且数据转发结束，1004SENB发送“资源释放确认”消息给TENB(对应目标基站知道源基站数据转发完成的一种方法)，“资源释放确认”消息中包含X2接口转发的最后一个数据包的序列号，或者发送数据结束标识给ENB(对应目标基站知道源基站数据转发完成的另一种方法)。

如果目标基站通过从Serving SAE GW来的最后一个数据包的序列号可以知道源基站数据转发完成(如X2接口转发的是GTP PDU)，则步骤1004不需要

1005SENB释放与该UE相关的资源。

对应实施例三，其中MME的动作流程如图11所示。

1101MME接收消息。1102如果MME收到从TENB来的“切换完成”消息，1103MME更新有关UE上下文信息。1104MME发送“切换完成”消息给ServingSAE GW，消息中包含TENB分配的下行TEID。

1105如果MME收到从Serving SAE GW来的“切换完成确认”消息，1106MME发送“切换完成确认”消息给TENB，消息中包含Serving SAE GW发送给SENB的最后一个数据包的序列号。

对应实施例三，其中Serving SAE GW的动作流程如图12所示。

1201Serving SAE GW接收消息。1202如果Serving SAE GW收到从MME来的“切换完成”消息，如果Serving SAE GW还没有切换用户平面至TENB，执行1203步骤。1203Serving SAE GW切换用户平面至目标ENB，开始发送数据给TENB。1204Serving SAE GW发送“切换完成确认”消息给MME，消息中包含Serving SAE GW发送给源ENB的最后一个数据包的序列号。

如果Serving SAE GW收到从TENB来的用户平面消息“切换完成”，Serving SAE GW切换用户平面至目标ENB，开始发送数据给TENB。

Claims (13)

1. 一种指示数据发送结束的方法，包括步骤：

演进的核心网络收到“切换完成”消息；

演进的核心网络发送“切换完成确认”消息给目标基站，消息中包含发送给源基站最后一个数据包的序列号；

目标基站发送“资源释放”消息给源基站，消息中包含演进的核

心网络发送给源基站最后一个数据包的序列号。

2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于还包括源基站在转发完数据后发送“资源释放确认”消息给目标基站。

3. 按权利要求2所述的方法，其特征在于“资源释放确认”消息中包含源基站转发给目标基站的最后一个数据包的序列号。

4. 按权利要求2所述的方法，其特征在于还包括：

目标基站收到源基站发送的“资源释放确认”消息后，释放和源基站间的资源，并开始发送从上层用户平面实体来的数据。

5. 按权利要求2所述的方法，其特征在于还包括：

目标基站收到源基站发送的“资源释放确认”消息后，如果目标基站收到了该消息中相应序列号的数据包，目标基站释放和源基站间的资源，并开始发送从上层用户平面实体来的数据。

6. 按权利要求1所述的方法，其特征在于源基站在转发数据结束时发送一个数据发送结束的标识。

7. 按权利要求6所述的方法，其特征在于源基站通过用户平面发送数据发送结束的标识。

8. 按权利要求6所述的方法，其特征在于还包括：

目标基站收到数据结束标识后释放和源基站间的资源，并开始发送从上层用户平面实体来的数据。

9. 权利要求1所述的方法，其特征在于所述数据包的序列号是GTP SN。

10. 按权利要求1所述的方法，其特征在于所述演进的核心网包括MME和Serving SAE GW。

11. 按权利要求10所述的方法，其特征在于所述MME和Serving SAE GW合在一起。

12. 按权利要求10所述的方法，其特征在于所述MME和Serving SAE GW分开放置。

13. 按权利要求1所述的方法，其特征在于“切换完成确认”中包含的可以是演进的核心网络发送给目的基站的第一个数据包的序列号。

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