CN101529969A - 移动通信系统、无线基站以及切换控制方法 - Google Patents

移动通信系统、无线基站以及切换控制方法 Download PDF

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Abstract

移动通信系统在无线基站和移动台的无线链路控制(RLC)子层之间进行数据PDU的发送接收。本系统具有将表示接收侧中的该数据PDU的解码结果的控制PDU反馈到发送侧的功能。在本系统中该发送侧根据比RLC更高的层的指示，促使该接收侧进行该控制PDU的反馈。

Description

移动通信系统、无线基站以及切换控制方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统以及移动通信系统中的切换控制方法、无线基站。
背景技术
图1A表示在3GPP中推进技术研究以及标准规格化的E-UTRAN(演进的通用陆地无线接入网络(Evolved-Universal Terrestrial Radio AccessNetwork))中的用户面(U-plane：User-plane)的无线协议栈。
如图1A所示，E-UTRAN的U-plane的无线协议栈，从下层开始顺序由PHY(PHYsical)层、MAC(媒体访问控制(Medium Access Control))子层、无线链路(RLC：Radio Link Control)子层以及PDCP(分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol))子层构成。PHY层、MAC子层、RLC子层以及PDCP子层通过UE(用户设备(User Equipment))和eNB(E-UTRANNode B)被终端，各个(子)层分别成对地进行通信。另外，也可以如图1B所示那样，PDCP子层通过UE和eNB被终端。
由于图1A仅表示无线协议栈，因此没有表示更高的应用层，但在发送侧的应用层中产生的用户数据在发送侧中按照PDCP子层、RLC子层、MAC子层、PHY层的顺序被施加发送处理。在接收侧中相反地按照PHY层、MAC子层、RLC子层以及PDCP子层的顺序被施加接收处理，且处理完的信息被送到接收侧的应用层。在下行链路中eNB为发送侧，UE成为接收侧。
图1A中的PDCP子层，在发送侧对于来自应用层的用户数据进行安全处理或报头压缩处理等从而将数据送到RLC子层，在接收侧对于来自RLC子层的数据进行报头解压缩处理或安全解除处理等从而将用户数据送到应用层。
图1A中的RLC子层，在发送侧对于来自PDCP子层的数据进行分割处理或汇集(concatenation)处理等从而将数据送到MAC子层，在接收侧对于来自MAC子层的数据进行顺序校正(reordering)或再构筑(reassembly)处理等从而将数据送到PDCP子层。此外，在发送侧和接收侧的RLC子层之间，通过RLC控制信号的交换而进行数据的重发控制。
图1A中的MAC子层，在发送侧对于来自RLC子层的数据进行复用处理等从而将数据送到PHY层，在接收侧对于来自PHY层的数据进行分离处理等从而将数据送到RLC子层。此外，在发送侧和接收侧的MAC子层之间，通过MAC控制信号的交换而进行基于HARQ的数据的重发控制或与瞬时的无线质量对应的自适应调制以及信道编码(AMC：Adaptive Modulation andCoding)的决定等。
图1A中的PHY层，在发送侧对于来自MAC子层的数据进行编码处理或调制处理等从而为了无线传输而将数据送到RF单元，在接收侧对于来自RF单元的数据进行解调处理或解码处理等从而将数据送到MAC子层。
图2A表示在3GPP中推进规格化的E-UTRAN(Evolved-UniversalTerrestrial Radio Access Network)中的控制面(C-plane：Control-plane)的无线协议栈。
如图2A所示，E-UTRAN的C-plane的无线协议栈从下层开始顺序由PHY层、MAC子层、RLC子层、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)于层、RRC(无线资源控制(Radio Resource Control))层以及NAS(Non-AccessStratum)层构成。PHY层、MAC子层、RLC子层、PDCP子层以及RRC层通过UE和eNB被终端，NAS层通过UE和MME(移动性管理实体(MobilityManagement Entity))被终端，各个(子)层分别成对地进行通信。这里，移动台中的PHY层、MAC子层、RLC子层以及eNB中的PHY层、MAC子层和RLC子层与U-plane中的相同。此外，移动台中的PDCP子层以及eNB中的PDCP子层与U-plane中的PDCP子层具有相同的功能，且还具有完整性保护(Integrity Protection)功能。Integrity Protection功能是确保C-plane消息的可靠性的功能，即使在例如想要威胁通信系统的第三者生成不正当的C-plane消息，在接收侧也能够检测出该消息是否不正当。另外，也可以如图2B所示那样，PDCP子层通过UE和MME被终端。
在图2A的发送侧的RRC层产生的RRC消息，在发送侧按照PDCP子层、RLC子层、MAC子层、PHY层的顺序被施加发送处理，在接收侧中相反地按照PHY层、MAC子层、RLC子层、PDCP子层的顺序被施加接收处理，且处理完的信息被送到接收侧的RRC层。在下行链路中eNB为发送侧，UE成为接收侧。此外，在发送侧的NAS层产生的NAS消息，在发送侧按照RRC层、PDCP子层、RLC子层、MAC子层、PHY层的顺序被施加发送处理，在接收侧中相反地按照PHY层、MAC子层、RLC子层、PDCP子层、RRC层的顺序被施加接收处理，且处理完的信息被送到接收侧的NAS层。在下行链路中MME和eNB为发送侧，UE成为接收侧。
图2A中的NAS层通过发送侧和接收侧的NAS消息的交换，进行移动台的认证或无通信时的移动台的所在区域管理或通信承载确立中的QoS(服务质量(Quality of Service))设定等。
图2A中的RRC层通过发送侧和接收侧的RRC消息的交换，进行通信时在eNB和UE之间所确立的无线承载的设定、管理或对于通信时的移动台的切换控制等。此外，NAS消息经过RRC层。
图2A中的PDCP子层，在发送侧对于来自RRC层的RRC消息(或者经过RRC层的NAS消息)进行安全处理以及完整性保护(Integrity Protection)处理等从而将数据送到RLC子层，在接收侧对于来自RLC子层的数据进行安全解除处理以及完整性检查(Integrity Check)处理等，从而将RRC消息(或者经过RRC层的NAS消息)送到RRC层。
图2A中的RLC子层，在发送侧对于来自PDCP子层的数据进行分割处理或汇集处理等从而将数据送到MAC子层，在接收侧对于来自MAC子层的数据进行顺序校正或再构筑处理等从而将数据送到PDCP子层。此外，在发送侧和接收侧的RLC子层之间，通过RLC控制信号的交换而进行数据的重发控制。
图2A中的MAC子层，在发送侧对于来自RLC子层的数据进行复用处理等从而将数据送到PHY层，在接收侧对于来自PHY层的数据进行分离处理等从而将数据送到RLC子层。此外，在发送侧和接收侧的MAC子层之间，通过MAC控制信号的交换而进行基于HARQ的数据的重发控制或与瞬时的无线质量对应的AMC(Adaptive Modulation and Coding)的决定等。
图2A中的PHY层，在发送侧对于来自MAC子层的数据进行编码处理或调制处理等从而为了无线传输而将数据送到RF单元，在接收侧对于来自RF单元的数据进行解调处理或解码处理等从而将数据送到MAC子层。
参照图3A～6，说明有关本发明的E-UTRAN的RLC子层之间的数据的发送接收。此外，由于本发明主要与从基站(eNB)对用户装置(UE)传输数据的下行链路有关，因此在图3A～6中，将发送侧设为eNB，将接收侧设为UE。
如图3A所示，通过eNB的PDCP子层发送的数据，在eNB的RLC子层被接受。数据经由eNB的MAC子层以及PHY层、无线区间、UE的PHY层以及MAC子层而被传输至UE的RLC子层。UE的RLC子层将数据送到UE的PDCP层。图3A所示的边宽的粗箭头与这些信号传输相对应。实际上eNB的RLC子层对于来自eNB的PDCP子层的数据进行分割或汇集处理，并且通过附加RLC报头从而生成RLC数据协议数据单元(RLC Data ProtocolData Unit)后将其送到eNB的MAC子层。UE的RLC子层从UE的MAC子层接受RLC数据PDU(RLC Data PDU)，并在进行顺序校正或再构筑处理等之后去除RLC报头，并将数据送到UE的PDCP子层。图3A所示的细箭头表示在eNB和UE的RLC子层之间进行交换的RLC控制信号。在该控制信号中有，在本发明特别相关的从UE的RLC子层对eNB的RLC子层进行反馈的状态信号(STATUS信号)，和从eNB的RLC子层对UE的RLC子层进行通知的轮询信号(Polling信号)。另外，STATUS信号或轮询信号在HSDPA或EUL的现有系统的RLC子层中也在使用。
另外，当PDCP子层通过UE以及MME被终端时，来自MME/UPE的数据根据需要而被提供给eNB的RLC子层。
使用图4说明STATUS信号的作用。如图4所示，eNB的RLC将对eNB的MAC送出的RLC PDU进行缓存。此外，UE的RLC通过状态(STATUS)信号将RLC数据PDU的接收状况反馈至eNB的RLC。根据从UE的RLC子层被反馈的STATUS信号，eNB的RLC子层决定丢弃还是重发正在缓存的RLC数据PDU。
图4中表示，在UE中的RLC数据PDU的接收状况中，RLC数据PDU(1、2、4)被正确地接收以及解码并且该情况通过STATUS信号而被反馈至eNB的RLC。通过接受该STATUS信号，eNB的RLC能够确认RLC数据PDU1、2、4正确地到达UE的情况，且如图示那样，eNB能够从缓冲器中丢弃RLC数据PDU(1、2、4)。但是，在图4中为了简化而表示为eNB的RLC以RLC数据PDU为单位进行丢弃，但实际上丢弃是以作为发送侧的RLC子层从高层(PDCP)接受的数据单位的RLC SDU(服务数据单元(Service DataUnit))为单位而进行。从而图4在RLC数据PDU＝RLC SDU或者RLC数据PDU＝N个RLC SDU的情况下完全正确。但是，当RLC SDU横跨多个RLC数据PDU的情况下，是通过STATUS信号接受对于该横跨的RLC数据PDU的接收/解码成功的通知后，RLC SDU被集中丢弃。
在图4的UE中的RLC数据PDU的接收状况中，RLC数据PDU(3)在接收以及解码中失败，该情况通过STATUS信号被反馈至eNB的RLC。通过接受该STATUS信号，eNB的RLC判断为RLC数据PDU3没有适当地到达(例如认为在传输的途中缺失)，且如图示那样该RLC数据PDU被重发。
在图4的UE中的RLC数据PDU的接收状况中，RLC数据PDU(5)能够正确地接收以及解码，但该情况尚未通过STATUS信号被反馈至eNB的RLC。从而，如图示那样，eNB依然将RLC数据PDU5保持在缓冲器中。
在图4的UE中的RLC数据PDU的接收状况中，用虚线表示的RLC数据PDU(6)没有能够正确地接收以及解码，但由于存在没有发送完成或者HARQ重发途中等可能性，因此没有被判断为在接收以及解码上失败。因此，STATUS信号也尚未被发送到eNB。关于RLC数据PDU6也如图示那样依然被保持在eNB的缓冲器中。
使用图5说明轮询(轮询)信号的作用。如图5所示，轮询信号是eNB的RLC子层促使UE的RLC子层反馈STATUS信号的信号。UE的RLC子层在接收轮询信号时，如果没有制约则立即反馈STATUS信号。在HSDPA或EUL那样的现有系统中，轮询信号也为促使STATUS信号的反馈而使用。以送出轮询信号为契机，在HSDPA或EUL的标准规格中下一触发被规定为：送出在发送或者重发缓冲器中滞留的最后的数据时；送出了N个RLC数据PDU或者RLC SDU时；周期定时器的期满、从送出轮询信号开始在某个一定期间STATUS信号没有被反馈时；RLC窗(window)打开了某一定阈值以上时。在HSDPA或EUL中除了轮询信号之外，作为触发STATUS信号的反馈的事件，规定了接收侧中的RLC数据PDU的接收/解码错误检测或周期定时器的期满或MAC状态的复位。
使用图6说明RLC数据PDU、STATUS信号以及轮询信号的信号反馈。如图6所示，RLC数据PDU具有报头部分和有效负载部分。图6只不过是表示一例。在图6中，RLC数据PDU的最初的两个字节(16位)对应于报头部分，剩余部分对应于载入RLC SDU的有效负载部分。在RLC数据PDU的报头部分中示出了发送侧的RLC子层附加的序列号等。并且轮询信号也使用RLC数据PDU报头中的1位来发送是惯例。在图6中表示RLC数据PDU报头的第10位为轮询位的例子，例如若该位被设定为0则接收侧的RLC子层忽略轮询位，但若该位被设定为1则接收侧的RLC子层进行动作以反馈STATUS信号。这样的反馈在HSDPA或EUL那样的现有系统中也使用。
在图6中还表示RLC控制PDU(RLC Control PDU)。在RLC控制PDU中没有载入RLC SDU，且映射了STATUS信号等控制信号。在图6的例子中RLC控制PDU的报头为最初的1位，剩余的位可以发送STATUS信号。作为STATUS信号的内容，在识别RLC数据PDU的序列号等中包含有表示该RLC数据PDU的接收/解码结果(成功或失败(OK or NG))的内容。这样的格式在HSDPA或EUL那样的现有系统中也使用。
图7表示在3GPP中的E-UTRAN的研究中赞同的E-UTRAN特有的eNB之间切换控制步骤。如图7所示，UE首先经由源eNB(切换源的eNB)接收用户数据。然后根据来自UE的接收等级的报告等，源eNB进行判断以将UE切换到目标eNB(切换目的地的eNB)，并对目标eNB请求切换的准备。这里，来自UE的接收等级的报告在源eNB的RRC层被终端，源eNB的RRC层判断切换的必要性。在从目标eNB通知了切换的准备已完成时，源eNB的RRC层对UE的RRC层发送用于指示切换的RRC消息。这时，与此同时源eNB开始将该缓冲的发往该UE的下行用户数据传送到目标eNB(deliver userdata(i))。这里，源eNB对目标eNB传送的PDCP SDU(对PDCP SDU进行了PDCP处理的数据单元成为RLC SDU)包含一次都没有向UE发送的数据单元而发送到UE。因此，虽然送到了eNB的MAC子层，但没有取得基于STATUS信号的反馈的UE中的接收/解码成功的确认的PDCP SDU被全部传送。这期间，UE尝试对目标eNB的接入，并在其成功时UE的RRC层向目标eNB的RRC层发送用于通知切换完成的RRC消息(6.Handover Confim)。目标eNB在从UE接受了表示该切换完成的RRC消息的时刻，将从源eNB传送来的PDCP SDU也包含在内而对UE开始发送下行用户数据。关于这样的切换步骤例如在非专利文献1中说明。
非专利文献1：3GPP，TR25.813V1.0.1
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，在E-UTRAN中使UE在eNB之间进行切换时，源eNB传送没有取得UE中的接收/解码成功的确认的、发往该UE的全部PDCP SDU。但是，被传送的数据中实际上还包含如下数据，即虽然能够在UE中接收以及解码，但只不过是没能通过STATUS信号来反馈这一情况的数据(例如，图3A中的RLC数据PDU5那样的RLC SDU)。在进行切换后将这些PDCPSDU从目标eNB发送到UE时，会徒劳地使用无线资源以及基站之间的有线传输路径频带资源，这是非效率性的。为了减少这样的PDCP SDU的数量，考虑较高地设定使STATUS信号反馈的频度。将虽然在UE中被正确地进行了接收以及解码(虽然是成功)，但只不过是在eNB中没有取得确认的RLCSDU的数量尽可能抑制为较小。但是，在增大STATUS信号这样的控制信号的发送频度时，会逼迫原本以用户数据的传输为目的的无线频带，从数据吞吐量的观点来看并不理想。从数据吞吐量的观点来看，期望与RLC数据PDU的发送机会相比，以长周期来发送STATUS信号。
本发明的课题在于将STATUS信号这样的控制信号的发送频度抑制得较低，同时提高无线资源的利用效率。
用于解决课题的方案
在本发明中，使用在无线基站和移动台的无线链路控制(RLC)子层之间进行数据PDU(Protocol Data Unit)的发送接收的移动通信系统。本系统具有将表示接收侧中的该数据PDU的解码结果的控制PDU反馈到发送侧的功能。在本系统中该发送侧根据比RLC更高的层的指示，促使该接收侧进行该控制PDU的反馈。
附图说明
图1A是表示E-UTRAN中的用户面的协议栈的图。
图1B是表示代替例的图。
图2A是表示E-UTRAN中的控制面的协议栈的图。
图2B是表示代替例的图。
图3A是用于说明E-UTRAN的RLC子层之间的数据传输的图。
图3B是表示代替例的图。
图4是用于说明STATUS信号的图。
图5是用于说明轮询信号的图。
图6是表示RLC数据PDU以及RLC控制PDU(STATUS信号用的PDU)的反馈例的图。
图7是表示切换步骤的图。
图8是用于说明本发明的实施例的图。
标号说明
RLC无线链路控制
PDU协议数据单元
UE用户装置
eNB基站
MME迁移率管理实体
具体实施方式
如果如上所述那样仅基于现有的轮询信号来准备STATUS信号，则担心无线资源的有效利用会变得不充分。
在本发明的一个方式中，作为轮询信号的发送契机而采用“设置了来自RRC层的通知的情况”，使得eNB的RLC子层能够在切换前通过轮询信号对UE的RLC子层请求STATUS信号的反馈。由此，将来自UE RLC的STATUS信号的反馈抑制到必要最小限度，防止在UE中接收/解码成功的PDCP SDU在切换时徒劳地从源eNB被传送到目标eNB，并且能够节约源eNB和目标eNB之间的有线传输路径频带。此外，还抑制在切换后该PDCP SDU从目标eNB被发送到UE从而浪费无线频带的情况。
在本发明的一个方式中，使用在移动通信系统中使用的无线基站。该无线基站包括：
判断所在范围小区的移动台是否应切换到相邻小区的部件；
对所述移动台发送轮询信号的部件；
根据所述轮询信号接收从所述移动台发送的状态信号的部件；
分析接收到的状态信号，并确定要传送到相邻小区的无线基站的服务数据单元(SDU)的部件；以及
将根据分析结果所确定的SDU传送到所述相邻小区的无线基站的部件。
在引起所述轮询信号的发送的规定事件中可以包含“被决定使得移动台进行切换”。
优选的是，被传送到所述相邻小区的SDU包含没有对所述移动台发送的SDU以及对所述移动台重发的SDU中的至少一方，但不包含不需要对所述移动台重发的SDU。
在本发明的一个方式中，使用在移动通信系统中使用的切换控制方法。该切换控制方法包括：
判断所在范围小区的移动台是否应切换到相邻小区的步骤；
从切换源基站对所述移动台发送轮询信号的步骤；
根据所述轮询信号接收从所述移动台对所述切换源基站发送的状态信号的步骤；
分析接收到的状态信号，并确定要传送到相邻小区的无线基站的服务数据单元(SDU)的步骤；以及
将根据分析结果所确定的SDU传送到所述相邻小区的无线基站的步骤。
实施例1
使用图8说明本发明的实施例。在图8中，首先在步骤1，在源eNB的RRC层的切换(HO：切换(Handover))判断单元决定对特定的UE进行HO。接着在步骤2，源eNB的RRC层基于HO的执行决定，触发源eNB的RLC子层通过装置内的信号对该特定的UE发送轮询信号。触发可以是源eNB对目标eNB请求切换的准备之前也可以是请求之后。进而在步骤3，从源eNB的RRC层接受了轮询的触发的源eNB的RLC子层，根据该请求在RLC数据PDU生成单元生成轮询信号。这里，由于轮询信号和STATUS信号的交换是对每个无线承载进行，因此，当特定的UE同时确立多个无线承载时，在所有的无线承载中生成轮询信号。然后在步骤4，eNB的RLC子层将生成的轮询信号送到下层。在步骤5，通过了无线区间和UE的下位的轮询信号由处于UE的RLC子层的RLC数据PDU接收单元所接收。接着在步骤6，检测出轮询信号的、处于UE的RLC子层的RLC数据PDU接收单元触发STATUS信号的生成。进而在步骤7，处于UE的RLC子层的STATUS信号生成单元根据轮询信号的触发而生成STATUS信号。然后在步骤8，UE的RLC子层将生成的STATUS信号送到下层。在步骤9，通过了无线区间和eNB的下层的STATUS信号由处于源eNB的RLC子层的STATUS信号接收单元所接收。接着在步骤10，接收到STATUS信号的、处于源eNB的RLC子层的STATUS接收单元对STATUS信号进行分析。进而在步骤11a，源eNB的RLC子层通过装置内部的信号将接收到特定的UE的STATUS信号的情况通知给源eNB的RRC层，并且平行地源eNB的RLC子层只把该特定的UE无法接收/解码的RLC SDU(即PDCP SDU)开始传送到目标eNB(11b)。然后在步骤12，根据切换对象的UE的STATUS信号到达的情况，开始向该UE发送用于指示切换的RRC消息。
如上所示根据本发明的一实施例，作为RLC的轮询的契机而设置“来自高层(RRC)的指示”，并在切换前轮询信号从RRC到RLC地通知给移动台。由此，能够抑制只不过是在移动台中能够适当地接收的情况没有在基站中确认的服务数据单元(RLC SDU、即PDCP SDU)在切换时徒劳地被传送到相邻基站。
以上参照特定的实施例说明了本发明，但实施例只不过是例示，本领域的技术人员应该理解各种各样的变形例、修正例、代替例、置换例等。为了促使发明的理解而使用具体的数值例进行了说明，但只要没有特别拒绝，这些数值只不过是一例，可以使用适当的任意值。为了便于说明而将本发明的实施例的装置使用功能性的方框图进行了说明，但这样的装置也可以通过硬件、软件或者它们的组合来实现。本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的精神的基础上，各种各样的变形例、修正例、代替例、置换例等包含在本发明中。本国际申请要求基于2006年11月2日申请的日本专利申请第2006-299673号的优先权，并将其全部内容引用到本国际申请中。

Claims (10)

1、一种移动通信系统，在无线基站和移动台的无线链路控制(RLC)子层之间进行服务数据单元的发送接收，该移动通信系统的特征在于，
具有将表示接收侧中的数据用的PDU的解码结果的控制用的PDU反馈到发送侧的功能，
该发送侧根据比RLC子层更高的层的指示，促使该接收侧进行该控制用的PDU的反馈。
2、如权利要求1所述的移动通信系统，
所述高层的指示表示所述移动台应进行切换。
3、一种用于移动通信系统的无线基站，其包括：
判断在小区范围的移动台是否应切换到相邻小区的部件；
对所述移动台发送轮询信号的部件；
根据所述轮询信号接收从所述移动台发送的状态信号的部件；
分析接收到的状态信号，并确定要传送到相邻小区的无线基站的服务数据单元(SDU)的部件；以及
将根据分析结果所确定的SDU传送到所述相邻小区的无线基站的部件。
4、如权利要求3所述的无线基站，
在引起所述轮询信号的发送的规定事件中包含“从高层被指示”。
5、如权利要求4所述的无线基站，
引起所述轮询信号的发送的来自高层的指示，起因在于高层决定切换移动台。
6、如权利要求3所述的无线基站，
被传送到所述相邻小区的SDU包含没有对所述移动台发送的SDU以及对所述移动台重发的SDU中的至少一方，但不包含不需要对所述移动台重发的SDU。
7、一种用于移动通信系统的切换控制方法，其包括：
判断在小区范围的移动台是否应切换到相邻小区的步骤；
从切换源基站对所述移动台发送轮询信号的步骤；
根据所述轮询信号接收从所述移动台对所述切换源基站发送的状态信号的步骤；
分析接收到的状态信号，并确定要传送到相邻小区的无线基站的服务数据单元(SDU)的步骤；以及
将根据分析结果所确定的SDU传送到所述相邻小区的无线基站的步骤。
8、如权利要求7所述的切换控制方法，
在引起所述轮询信号的发送的规定事件中包含“从高层被指示”。
9、如权利要求8所述的切换控制方法，
引起所述轮询信号的发送的来自高层的指示，起因在于高层决定切换移动台。
10、如权利要求6所述的切换控制方法，
被传送到所述相邻小区的SDU包含没有对所述移动台发送的SDU以及对所述移动台重发的SDU中的至少一方，但不包含不需要对所述移动台重发的SDU。
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