CN101523946A - 接入层（as）和非接入层（nas）信令的有条件的并行执行 - Google Patents

接入层（as）和非接入层（nas）信令的有条件的并行执行 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于促进高效连接建立的方法和设备。本发明规定了以下规则，其用来定义来自用户设备的连接建立消息的信令，以便例如，如果分配的上行链路传输许可对于传送连接建立消息而言足够大，则应用单一的传输，而如果所述上行链路传输许可所指示的大小不够大，则应用分别的传输。这样，足够大的许可允许连接建立消息的并行执行。

Description

接入层(AS)和非接入层(NAS)信令的有条件的并行执行
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的方法和设备，尤其涉及演进通用陆地无线接入网(E-UTRAN)中的连接建立。
背景技术
所有类型的电信网络中的基本功能之一是建立通信连接以使得向希望建立到另一个远程终端的通信连接的用户终端提供必要的资源共享。在无线通信系统中，例如，在图1a和1b中所示，资源的分配意味着一方面分配无线电接入网15a、15b中的无线电资源，而另一方面分配核心网11a、11b中的资源。图1a图示出由第三代合作伙伴计划(3GPP)发布的版本99中规定的通用陆地无线接入网(UTRAN)的一部分。用户设备14a经由无线电连接而连接到至少一个无线电基站13a(或节点B)，其中多个基站又由无线电网络控制器12a控制，所述无线电网络控制器12a还提供到核心网11a的连接接口。图1b图示出了相应的由第三代合作伙伴计划(3GPP)发布的版本8中规定的演进通用陆地无线接入网(E-UTRAN)的一部分。用户设备14b被连接到演进的节点B(eNB)13b，所述节点B又被连接到实体12b，所述实体12b负责移动性管理、用户面活动，并且处理到核心网11b的必要连接。
网络与用户设备(终端)之间所使用的信令协议分为接入层(Access StratumAS)和非接入层(NAS)协议。非接入层协议，例如会话管理(SM)、移动性管理(MM)终止于终端(UE)和核心网(CN)，并且经由无线电接入网(RAN)被透明地发送。接入层协议(例如无线电资源控制(RRC)、无线电链路控制(RLC)、媒体接入控制(MAC))终止于UE和RAN，并且在CN中不可见。另外，在RAN与CN之间存在类似Iu的信令，其对UE来说不可见。
连接建立是通过特殊信道随机接入信道(RACH)上的随机接入过程来完成的。基本上，由于多个用户能够使用该信道，所以如果有一个以上接入请求，则有必要决定(resolve)哪个用户可以暂时地(momentarily)使用它。为了优化就用户设备而言网络的可接入性(accessibility)，希望执行接入过程而没有过度的延迟。UTRAN中所执行的连接建立过程和应用序贯法(sequential approach)如图2a所示。用户设备发送“RRC连接请求”消息到节点B，并且在已经接收到来自节点B的“RRC连接建立”消息之后通过发送“RRC连接建立完成”消息来结束该过程。然后接着，用户设备发送“初始NAS消息”，以及，可能地，更多可选的NAS信令，并且等待经由节点B递送的“NAS响应”消息。相应地，图2b图示出当前为E-UTRAN所假定的连接建立过程，其中并行发送“RRC连接请求”消息和“初始NAS消息”。
通常都关注于通过加快初始建立过程来优化连接建立。加快所述建立的一种手段是允许并行执行RRC连接请求过程和后续的非接入层过程，如图2b所示，而在图2a所示的UTRAN中，RRC连接请求和NAS信令被顺序地执行。这样，E-UTRAN提供了一种更快的建立连接的方式。
发明内容
尽管RRC连接请求过程和非接入层过程的并行处理加快了连接建立过程，但是还发现存在以下问题：非接入层过程所传送的消息的大小会有很大变化。而且，消息的大小也会由于链路质量的变化而变化，即，相对于链路质量/容量所述大小会有很大变化。
因此，当在连接建立期间需要传送大的消息时会出现若干问题：传输发生在潜在竞争尚未被解决(resolve)时，即，多于一个用户设备试图在相同资源上进行传送，从而使用诸如HARQ之类的重传方案来增强可靠性变得困难。另外，采用低速率传输，很难估计适合小区中所有用户的上行链路质量。
因此本发明的基本思想是规定以下规则，其用于定义用户设备的连接建立消息的信令，以便例如，如果分配的上行链路传输许可(grant)对于传送所述连接建立消息而言足够大，则应用单一的传输，而如果在所述上行链路传输许可中所指示的大小不够大，则使用分别的(separate)传输。这样，足够大的许可允许由用户设备并行执行连接建立消息。
本发明一方面允许利用快速连接建立的优势，另一方面在快速建立不适用的情况下还提供了可靠的后备(fa1lback)机制。
附图简述
图1a图示了3GPP规范的版本99中所规定的UTRAN的一部分而图1b图示了3GPP规范的版本8中所规定的E-UTRAN的一部分；
图2a图示了UTRAN中的连接建立过程；图2b图示了E-UTRAN中的连接建立过程；
图3图示了根据本发明在UE中执行的用于提供改进的连接建立的方法；
图4图示了根据本发明在无线电接入网的节点中执行的、用于实施所述规则的方法；
图5图示了网络节点和用户设备中用于执行根据本发明的方法的设备。
具体实施方式
为了传送连接建立消息，用户设备必须使用随机接入过程，该过程通常包括用户设备所发送的随机接入请求，以及继之以来自网络的随机接入响应。随机接入响应包含对上行链路传输的许可，由此该初始许可的大小应该足够大，以允许由用户设备传输初始消息。然而，很可能从网络侧不能精确地确定上行链路许可的大小，例如以匹配无线电条件和用户设备的缓冲器状态。首先，根据随机接入请求，网络通常不能准确地(或根本不能)确定上行链路的质量，因此将必须根据其他参数(例如小区边缘处的估计信道质量)来分配初始许可。其次，由于初始NAS消息的大小是变化的，所以分配上行链路许可来精确匹配UE初始消息的大小对于网络来说也是很困难的。这样，网络将会(至少偶尔)以不能实现整个初始消息的传输的许可来响应。
此外，随机接入过程的特性是可能存在多个用户(UE)同时尝试接入，在这种情况下它们都接收到随机接入响应，并且都将同时传送初始消息，从而导致冲突。出于这个原因，不希望在这样的发生冲突的用户设备的可能竞争已经被解决之前传送大的消息。
本发明提出在用户设备中实施一定的规则，以使得如图4所示，网络在随机接入响应中能够分配42许可，其大小由网络节点自发地(autonomously)确定41。该许可的大小能够被静态地或动态地确定41。静态的许可大小能够基于例如小区部署，以使得比如在其中小区边界处的数据速率较大的较小小区中使用较大的初始许可。动态大小的确定能够基于例如参数，如系统负载、关于UE消息大小的可能信息、估计的信道质量等等。
图3图示了根据本发明在UE中执行的用于实施所述规则的方法：当从网络接收31到上行链路传输的许可消息时，UE确定32许可的大小S，并且确定33该大小是否允许传输大小为SRRC的RRC连接请求和大小为SNAS的初始NAS消息这二者。如果许可大小足够大，33是，则UE能够立即并行传送34这两个消息。如果许可不够大，33否，则UE只传送35RRC连接请求，并且保持初始NAS消息，即使能够部分地传送NAS消息。UE向网络指示36它还有更多数据要传送。这能够通过调度(scheduling)信息方法或使用普通调度请求来完成。根据本发明的一个实施例，能够实现在与RRC连接请求相同的传输中发送调度信息。
当接收到RRC连接请求消息时，如果必要，网络在多于一个用户设备已经提供了连接请求时执行竞争解决。这能够通过例如在下行链路中分别传送竞争解决消息来解决。另外，如果来自UE的指示消息中包括调度请求或调度信息，则网络为发出请求的UE分配附加的许可。在已经接收到竞争解决消息之后，UE能够使用例如HARQ来提高传输的可靠性。来自eNodeB的附加许可的接收，触发了对没有装入(fit in)初始消息的NAS消息的传输。
以上所描述的根据本发明的方法在网络节点中实施，通常是无线电接入网中的用户设备以及无线电基站(或eNodeB)。图5示出了无线电接入网50中的这样的网络节点52，其包括第一电子电路521，适于确定对用户设备51的上行链路传输许可的大小，其中所述大小由节点根据小区特定或负载特定的参数来自发地确定；还包括第二电子电路522，适于在随机接入响应中向所述用户设备51分配所述上行链路传输许可。另一方面，用户设备51包括第一电子电路512，适于确定由接收到的上行链路传输许可所指示的分配的上行链路传输的大小，以及第二电子电路513，适于在由初始许可所指示的大小允许传输所述RRC连接请求和初始NAS消息这二者的情况下，发起对这两个消息的并行传输。其还包括发射器部件514，适于在初始NAS消息未能与RRC连接请求并行传送的情况下发送要传送更多数据的指示。

Claims (12)

1、一种在无线电接入网中建立通信连接时用户设备中的方法，包括以下步骤：
向所述网络中的无线电基站节点传送RRC连接请求消息，其特征在于：
确定(32)由接收(31)到的上行链路传输许可所指示的上行链路传输的大小；
如果由初始许可所指示的大小允许传输所述RRC连接请求和初始NAS消息这二者(33是)，则并行传送(34)这两个消息。
2、根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：如果初始NAS消息未能与RRC连接请求并行传送(33否)，则传送(36)要传送更多数据的指示。
3、根据权利要求2所述的方法，其中通过调度请求来传送(36)所述指示。
4、根据权利要求2所述的方法，其中在与RRC连接请求相同的传输中传送(36)所述指示。
5、一种无线电接入网的节点中的方法，所述节点负责根据权利要求1-4之一为用户设备提供连接建立可能性，其特征在于：
在随机接入响应中向所述用户设备分配(42)上行链路传输的许可，其大小能够在所述网络节点中根据小区特定或负载特定的参数来自发地确定(41)。
6、根据权利要求5所述的方法，其中网络节点根据小区大小来确定(41)所述许可的大小。
7、根据权利要求5所述的方法，其中网络节点根据系统负载来确定(41)所述许可的大小。
8、根据权利要求5或7所述的方法，其中网络节点根据估计的信道质量来确定(41)所述许可的大小。
9、一种无线电接入网(50)中的用户设备(51)，所述用户设备(51)包括发射器部件(511)，用于向所述网络(50)中的无线电基站节点(52)传送RRC连接请求消息，其特征在于：
第一电子电路(512)，适于确定由接收到的上行链路传输许可所指示的上行链路传输的大小；
第二电子电路(513)，适于在由初始许可所指示的大小允许传输所述RRC连接请求和初始NAS消息这二者的情况下发起对这两个消息的并行传输。
10、根据权利要求9所述的用户设备，还包括发射器部件(514)，适于在初始NAS消息未能与RRC连接请求并行传送的情况下发送要传送更多数据的指示。
11、一种无线电接入网(50)中的节点(52)，所述节点(52)负责根据权利要求1-4之一为用户设备(51)提供连接建立可能性，其特征在于：
第一电子电路(521)，适于确定所述用户设备(51)的上行链路传输许可的大小，所述大小基于小区特定或负载特定的参数；
第二电子电路(522)，适于在随机接入响应中向所述用户设备(51)分配所述上行链路传输许可。
12、根据权利要求11所述的节点，其中所述节点为无线电基站。
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