CN101330672B - 传输信令消息的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种传输信令消息的方法。根据本发明实施例，由通信网络的第一基站执行本方法。通信网络的第一基站和第二基站同时向终端提供服务。第一基站通过中继部件向第二基站传输和服务提供相关的信令消息。中继部件通过通信网络的无线电链接和第一基站以及第二基站相链接。中继部件可以包含在向其提供服务的终端中、或者具有对应功能的另一个终端中、或者通信网络专门的中继部件中。

Description

传输信令消息的方法

本发明基于现有申请EP07290774.4，将其结合在此作为参考。

技术领域

本发明普遍地涉及通信网络中在基站之间传输信令消息的方法，以及特别地在基站之间经由无线电链接传输信令消息的方法。

背景技术

通常由为这个单元提供无线电覆盖的通信网络的基站向位于蜂窝通信网络的单元中的终端提供服务。然而有的场景中由多个基站向终端提供服务。例如，位于网络单元中的并由第一基站提供服务的终端可以按照所谓的软移交移交到向相邻单元提供无线电覆盖的第二基站。在软移交期间，由第一和第二基站同时向终端提供服务。在软移交中把要被发送到终端的数据报进行复制并由第一基站和第二基站发送到终端。然而，经由第一和第二基站发送的数据报必须同步，因为必须保证两个基站在同样的时间用同样的链路层报头报头以同样的顺序发送同样的数据报。为了增加使用到多个基站的无线电链接的容量和可靠性，还要求同步物理层信号。为了组织两个基站的发送同步，但是不是排外地，两个基站经由固网的结构交换信令消息，例如经由回程网络。然而与从第一基站向第二基站传送信令消息以及在第一基站接收响应的时间相关的信令消息的往返时间可能相当长，因为两个基站在固网的拓扑中可能隔得很远。信令消息交换的长往返时间可能导致数据报向移动终端的同时递送的延时，并可能因此对在无线终端上运行的利用数据报的时间紧要应用产生负面影响。

所以需要有改进通信网络中传输信令消息的方法。因此，为了实现这里提出的方法需要有改进的基站和终端。

发明内容

根据本发明第一方面，提供了一种传输信令消息的方法。根据本发明实施例，由通信网络的第一基站执行本方法。根据本方法的步骤，第一基站向终端提供服务。还通过通信网络的至少第二基站向终端提供服务。在进一步的步骤中，通过通信网络的无线电链接与第一基站以及第二基站相链接的中继部件把与服务相关的信令消息从第一基站传输到第二基站。中继部件可以包含在向其提供服务的终端中，或者包含在具有对应功能的另一个终端中、或者通信网络的专用中继部件中。

代替经过网络的固定基础结构，例如经过回程网络，从第一基站向第二基站发送信令消息，通过通信网络的无线电链接把信令消息传输到中继部件，并从该中继部件进一步传输到第二基站。这产生了比经由网络的固定基础结构信令消息更快地到达第二基站的优点，特别是当第二基站和第一基站在网络拓扑中相隔很远的时候。

根据本发明实施例，第一基站通过中继部件从第二基站接收对信令消息的响应。响应可以是在通过中继部件从第二基站向第一基站的信令消息的接收响应中发送的另外的信令消息，或者可以是确认消息。从而，在两个基站之间通过中继部件交换了信令消息。因此，信令消息的往返时间可以远远低于通过固网基础结构发送的信令消息的往返时间。这使得物理层信号、调度机制以及数据报传输更好地同步。可以改进和交换信令消息相关的服务，使之通过两个基站向终端提供更小的延时和更高的吞吐量和/或可靠性。因此，运行在终端上的和利用服务的时间紧要应用得到了改善。

根据本发明实施例，第一基站确定信令消息的第一往返时间。第一往返时间与通过中继部件从第一基站向第二基站传输信令消息以及在第一基站处接收来自第二基站的响应所需要的时间段相对应。此外，第一基站确定信令消息的第二往返时间。第二往返时间与通过通信网络的固定(有线或无线)通信通路从第一基站向第二基站传输信令消息所需要的时间段相对应。从而固定通信通路和由固网结构提供的通信链接(例如，无线电链接、光纤链接、铜线链接)相关，例如通过通信网络的回程或干线网络。如果第一往返时间比第二往返时间短，通过中继部件把信令消息传输到第二基站，否则通过固定通信通路把信令消息传输到第二基站。固定通信通路与由例如回程网络提供的第一和第二基站之间的通路相关。

根据本发明实施例，第一基站信号向第二基站发送信号，通过中继部件或者通过固定通信通路在两个基站之间交换信令消息。例如，如果第一往返时间比第二往返时间短，第一基站向第二基站发送信号，通过中继部件发送信令消息。这样，指示第二基站也通过中继部件发送响应。

根据本发明实施例，第一基站向第二基站发送的信令消息是加密保护的。另外，第一基站从第二基站收到的响应是加密保护的，要么通过加密整个信令消息和响应要么通过对它们附加加密签名。这提供了发送信令消息和响应所经过的中继部件不能处理信令消息的优点。例如，第一基站可以在传输之前采用加密装置来加密信令消息，而第二基站采用解密装置来解密已加密的信令消息。类似地第二基站采用加密装置来加密响应，而第一基站采用解密装置来解密响应。

根据本发明实施例，当终端根据软移交从第一基站移交到第二基站时，第一和第二基站向终端提供服务。如在背景部分所说明的，在软移交期间两个基站同时服务于终端。根据本发明的方法在软移交期间执行时具有优势，因为可以减少甚至可能是大幅度地在移交期间向终端发送服务的延时。

根据本发明实施例，在所谓联播期间通过至少第一和第二基站向终端同时提供服务。在联播期间，向通信网络的相邻单元提供重叠无线电覆盖的几个基站同时服务于位于这些单元之一中的终端。从而，在联播场景中，终端位于第一和第二基站提供无线电覆盖的单元中。两个基站都保持与终端的活跃链接并且在联播期间向终端提供同样的服务。在本文档范畴内在最广的意义上使用此类服务，意味着基站保持与终端的至少一个活跃链接。然而服务的提供必须在基站之间同步。根据本发明的方法，联播中为终端服务的第一和第二基站采用位于单元之一中的中继部件，用于交换信令消息。因此可以使和服务提供相关的延时保持相对较小。

根据本发明实施例，所述信令消息和响应涉及在第一和第二基站之间交换的调度消息。相对于数据报或者数据报脉冲串来交换调度消息。由第一和第二基站向终端同时传输数据报或者数据报脉冲串。采用调度消息来同步在第一基站和第二基站之间的数据报或者数据报脉冲串的传输。

在软移交或联播期间，可能必须由两个基站以同步的方式来递送相对于关于服务的数据报或数据报脉冲串。从网络的方面看，在软移交或联播中必须向所有被包括进来的基站派送数据报。然后基站必须同步向终端的数据报传送，并且因此必须对共同时间和无线电资源达成协议来传输特别的数据报或者数据报脉冲串。从终端的方面看，联播可能不会与正常的多径传播不同。因此在终端不需要修改。然而必须保证所有基站在同样的时间用同样的链路层报头以同样的顺序以足够的精度传输同样的数据报或数据报脉冲串。

根据本发明实施例，中继部件包含在所示终端中或者由第一基站和第二基站提供服务的另一个终端中。因此可以通过由两个基站提供服务的终端或者通过另一个由两个基站提供服务的终端在第一基站和第二基站之间交换信令消息。

根据本发明实施例，所述终端是移动终端，例如移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本，或者任何其它能链接到通信网络的便携设备。

根据本发明实施例，通信网络是蜂窝通信网络。特别地，通信网络是Wimax网络、WLAN网络、GSM网络或者UMTS网络。

根据本发明第二方面，提供了一种具有计算机可执行指令的计算机程序，其中把所述计算机程序产品存储在存储媒介中，并且其中所述指令适合于执行根据本发明的方法的步骤。

根据第三方面，提供了一种基站。所述基站和通信网络中的第一基站相关，并且所述基站包括用于向终端提供服务的装置以及用于向第二基站传输信令消息来向终端提供服务的装置，其中通过中继部件向第二基站传输信令消息，其中信令消息和服务相关，并且其中中继部件适于通过通信网络的无线电链接与第一基站以及第二基站相连。

根据本发明第四方面，提供了一种用于通信网络的中继部件。所述中继部件适于通过通信网络的无线电链接同时或准同时地与通信网络的第一基站以及第二基站进行通信。所述中继部件具有用于从第一基站和第二基站接收信令消息的另外的装置，其中所述第一基站和第二基站适于同时向终端提供服务，并且其中所述信令消息和服务相关。所述中继部件具有另外的装置，用于向第二基站转发从第一基站接收到的信令消息以及向第一基站转发从第二基站接收到的信令消息(对应于响应)。

附图说明

根据参考附图更加详细地描述本发明的以下实施例，其中：

图1示意性地示出了通信网络的方框图；

图2时候促了说明根据本发明方法的步骤的流程图；

图3示意性地示出了通信网络的方框图；以及

图4示意性地示出了包括同时向终端服务的第一和第二基站的通信网络的方框图。

具体实施方式

图1示意性地示出了通信网络100的方框图。通信网络100包括第一基站102以及第二基站104。第一基站102包括微处理器110以及存储器112。类似地，第二基站104包括微处理器114以及存储器116。微处理器110执行例如永久性存储在存储器112中并在执行时加载到微处理器110中的计算机程序产品118。类似地，第二基站104的微处理器114执行例如永久性存储在存储器116中并在执行时加载到微处理器114中的计算机程序产品120。

第一基站102通过有线通信通路122，例如通过回程网络提供的通信通路与第二基站104相链接。另外，第一基站102经过通信链接124和移动终端106保持活跃链接。第二基站104经过通信链接126和移动终端106建立活跃链接。通信链接124和126是网络100的无线电通信链接。也就是说，移动终端106通过无线网络链接分别和第一以及第二基站相链接。第一基站102和第二基站104通过通信链接124和126分别同时向移动终端106提供服务。因此，第一基站102和第二基站104向移动终端106同时提供服务。

为了同步在第一和第二基站102和104之间的服务提供，计算机程序产品118通过中继部件108向第二基站发起和服务相关的信令消息132的传输。也就是说，在基站102和中继部件108之间建立通信链接128，并且在中继部件108和第二基站104之间建立通信链接130。通信链接128、130也是通信网络的无线电链接。信令消息132从基站102传递到中继部件108，并从中继部件108进一步把信令消息132传输到第二基站104。响应于信令消息132的接收响应，基站104的计算机程序产品120发起经过通信链接130向中继部件108的响应134的传输，并从中继部件108通过通信链接128把它们进一步传输到第一基站102。

第一基站102还可以经过通信通路122发送信令消息132。根据本发明实施例，第一基站102在信令消息132传输之前确定哪个传输路径更适合于信令消息132的传输以及响应134的接收。

因此计算机程序产品118发起信令消息的第一往返时间136的确定。第一往返时间136从而与通过中继部件108从第一基站102向第二基站104传输信令消息以及通过中继部件108在第一基站102接收到来自第二基站104的响应所需要的时间段相对应。

类似地，计算机程序产品118发起第二往返时间138的确定，其中第二往返时间138与通过通信通路122从第一基站向第二基站传输信令消息以及通过通信通路122在第一基站102接收到来自第二基站104的响应所需要的时间段相对应。

然后计算机程序产品118比较第一往返时间136和第二往返时间138，并且只要第一往返时间136比第二往返时间138短，就通过中继部件108向第二基站104发送信令消息132。对应地，只要是这种情况，计算机程序产品120发起通过中继部件108向第一基站102的响应134的发送。否则通过通信通路122交换信令消息132和响应134。

因为选择了用于在向移动终端提供服务的两个基站之间的信令消息交换的优化传输路径，所以根据本发明的方法特别地具有优势，其中传输路径可以是经过中继部件108的无线传输路径，也可以是例如经过回程或群集网络(aggregation network)的有线传输路径。

中继部件108可以是网络100的分立元件。于是中继部件适于通过无线电通信链接(例如无线电通信链接128和130)与网络的基站(例如第一和第二基站102和104)进行通信。中继部件108的功能可以进一步更直接地实现在移动终端106中。然后，链接124和128以及126和130分别是相同的。

图2示意性地示出了说明根据本发明方法的步骤的流程图。通过通信网络的第一基站执行本方法。根据本方法的步骤200，第一基站提供向终端服务，其中由至少通信网络的第二基站向终端同时进一步地提供服务。根据本方法的步骤202，第一基站还通过中继部件向第二基站传输信令消息。所述信令消息与服务相关，并且中继部件通过通信网络的无线电链接与第一基站以及第二基站相链接。

图3示意性地示出了通信网络300的方框图。通信网络300包括基站1302、基站2 304以及基站3 306。网络300还包括移动终端308以及中间网络节点310、312、和314。另外，网络300具有核心网络部件316。

中间网络节点310与基站302以及304相链接。因此通过中间网络节点310存在基站302和基站304之间的通路。中间网络节点314和基站306相链接。根据这里所示的示例，基站1 302和对应的基站2 304只通过中间网络节点310、核心网络316的部件、中间网络节点312以及中间网络节点314与基站3 306相链接。

基站302、304和306可以同时向移动终端308提供服务，例如根据前面描述的联播场景。由三个基站302、304以及306同时提供的服务必须同步。为了这个目的，基站302、304以及306交换信令消息。可以通过固网通路或者可替换的通过经过集成在移动终端308中的中继部件的无线网络链接交换信令消息。

在基站1 302开始向基站2 304发送信令消息之前，基站1 302确定信令消息的第一往返时间。第一往返时间与通过移动终端308从基站1302基站2 304传输信令消息的时间加上基站2 304的响应通过终端308到达所需要的时间相对应。

另外，基站1 302确定信令消息的第二往返时间。第二往返时间与当经由中间网络节点310发送信令消息时到达基站2 304所需要的时间加上响应通过中间网络节点310到达基站1 302所需要的时间相关。如果第一往返时间比第二往返时间短，就把信令消息从基站1 302通过终端308发送到基站2 304，否则通过中间网络节点310发送。因为基站302和304用仅仅通过一个节点即中间网络节点310相连，第二往返时间可能比第一往返时间短，因此将通过中间网络节点310交换信令消息。

然而，在基站1 302和基站3 306之间交换信令消息时，情况可能会不同。这里，经过固网路径发送的信令消息经过中间网络节点310、部件316、中间网络节点312以及中间网络节点314直到信令消息到达基站3306为止。从基站3 306向基站1 302发送的响应也一样。因此，经过固网路径的信令消息往返时间和与基站1 302和基站3 306之间经过终端308交换的信令消息往返时间相比可能非常长。

因此，与由基站302、304以及306向终端308提供的服务相关的通过基站1 302和基站3 306交换的另外信令消息在基站1 302和基站2 304之间通过有线网络链接进行交换，也就是通过中间节点310、在基站302和306之间通过移动终端308、在基站304和306之间通过移动终端308。这保证了把由和三个基站向终端308提供的服务相关的信令消息交换引起的延时保持得尽可能的低。

图4表示意性地示出了包括同时向移动终端406提供服务的第一基站402和第二基站404的网络400的方框图。移动终端406包括中继部件408。

例如，基站402和404应该向移动终端408同时发送包括数据报脉冲串410和416的一系列数据报脉冲串。为此，复制数据报脉冲串410和416以便对于图4所示的第一和第二基站402和404它们是可用的。然而，每个数据报脉冲串的传输在两个基站402和404之间必须同步。因此，在第一基站402向终端406发送数据报脉冲串410之前，它通过中继部件408向第二基站404发送调度消息412，以便向第二基站404调度(schedule)数据报脉冲串410的传输。第二基站404通过中继部件408发送对应的响应414。在收到第一基站的响应414之后，两个基站向终端406以同步的方式传输数据报脉冲串410。

类似地，在第一基站402向终端406发送数据报脉冲串416之前，它通过中继部件408向第二基站404发送调度消息(schedulingmessage)418，来同第二基站404安排数据报脉冲串416的传输。第二基站404通过中继部件406发送对应的响应420。在收到第一基站的响应420之后，两个基站向终端406以同步的方式传输数据报脉冲串416。

参考符号列表

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100	网络
		102	基站
104	基站
		106	移动终端
108	中继部件
		110	微处理器
112	存储器
		114	微处理器
116	存储器
		118	计算机程序产品
120	计算机程序产品
		122	通信路径
124	通信链接
		126	通信链接
128	通信链接
		130	通信链接
132	信令消息
		134	响应
136	第一往返时间
		138	第二往返时间
300	网络
		302	基站

304	基站
		306	基站
308	移动终端
		310	中间网络节点
312	中间网络节点
		314	中间网络节点
316	核心网络元件
		400	网络
402	基站
		404	基站
406	终端
		408	中继部件
410	数据报脉冲串
		412	调度消息
414	响应
		416	数据报脉冲串
418	调度消息
		420	响应

Claims (8)

1.一种传输信令消息的方法，由通信网络的第一基站执行所述方法，所述方法包括：

向终端提供服务，所述服务还通过通信网络的至少第二基站向终端提供；

确定信令消息的第一往返时间，所述第一往返时间与通过中继部件从第一基站向第二基站传输信令消息以及通过中继部件在第一基站接收来自第二基站的响应所需要的第一时间段相对应，所述中继部件通过通信网络的无线电链接和第一基站相链接并且通过通信网络的无线电链接和第二基站相链接；

确定信令消息的第二往返时间，所述第二往返时间与通过通信网络的固定通信通路从第一基站向第二基站传输信令消息以及通过固定通信通路在第一基站接收来自第二基站的响应所需要的第二时间段相对应；以及

如果所述第一往返时间比所述第二往返时间短，通过中继部件把与服务相关的信令消息传输到第二基站，否则通过固定通信通路把信令消息传输到第二基站。

2.根据权利要求1的方法，还包括从所述第二基站接收对信令消息的响应，其中通过通信网络的无线电链接以及从第二基站到第一基站的中继部件(108)发送响应。

3.根据权利要求2的方法，还包括在传输之前采用加密装置对所述信令消息加密或者对信令消息进行加密签名，以及在接收之后采用解密装置来解密所述响应。

4.根据权利要求2的方法，其中所述信令消息以及所述响应与在第一和第二基站之间交换的调度消息相关，其中针对数据报或数据报脉冲串交换调度消息，其中由第一和第二基站向终端同时传输数据报或数据报脉冲串，其中采用调度消息来同步在第一基站和第二基站之间的数据报或数据报脉冲串的传输。 

5.根据权利要求1的方法，其中所述中继部件包含在所述终端中或在由第一基站和第二基站提供服务的另一个终端中。

6.一种传输信令消息的设备，由通信网络的第一基站实现所述设备，所述设备包括：

用于向终端提供服务的装置，所述服务还通过通信网络的至少第二基站向终端提供；

用于确定信令消息的第一往返时间的装置，所述第一往返时间与通过中继部件从第一基站向第二基站传输信令消息以及通过中继部件在第一基站接收来自第二基站的响应所需要的第一时间段相对应，所述中继部件通过通信网络的无线电链接和第一基站相链接并且通过通信网络的无线电链接和第二基站相链接；

用于确定信令消息的第二往返时间的装置，所述第二往返时间与通过通信网络的固定通信通路从第一基站向第二基站传输信令消息以及通过固定通信通路在第一基站接收来自第二基站的响应所需要的第二时间段相对应；以及

用于如果所述第一往返时间比所述第二往返时间短，通过中继部件把与服务相关的信令消息传输到第二基站，否则通过固定通信通路把信令消息传输到第二基站的装置。

7.一种用于通信网络的中继部件，所述中继部件包括：

用于通过通信网络的无线电链接与所述通信网络的第一基站和第二基站通信的装置；

用于从第一基站接收信令消息的装置，第一基站和第二基站同时向终端提供服务，其中所述信令消息和服务相关，其中所述第一基站确定信令消息的第一往返时间，所述第一往返时间与通过中继部件从第一基站向第二基站传输信令消息以及通过中继部件在第一基站接收来自第二基站的响应所需要的第一时间段相对应；

用于向第二基站转发信令消息的装置；

用于接收来自第二基站的针对信令消息的响应的装置，其中所述第一基站还确定信令消息的第二往返时间，所述第二往返时间与通 过通信网络的固定通信通路从第一基站向第二基站传输信令消息以及通过固定通信通路在第一基站接收来自第二基站的响应所需要的第二时间段相对应；以及

用于如果所述第一往返时间比所述第二往返时间短，则向第一基站转发响应的装置。

8.一种通信网络，包括根据权利要求6所述的一个或更多设备以及根据权利要求7所述的一个或更多中继部件。 

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