CN101933364B - 移动通信系统及其切换过程的处理方法 - Google Patents

移动通信系统及其切换过程的处理方法 Download PDF

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Abstract

公开了处理移动通信系统中的切换过程的方法。在基于包括在切换命令中的信息而识别了切换的类型后，选择性地执行无线资源重新配置操作，或者调整了数据传输开始点，从而使在切换处理中发生的不必要操作减到最少并优化用户设备与基站之间的数据传输。

Description

移动通信系统及其切换过程的处理方法
技术领域
本申请要求2008年2月4日提交的美国临时申请No.61/026,119和2009年2月2日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2009-0008159的优先权。此处以引证的方式完全并入这些申请的全部内容。 
本发明涉及长期演进(LTE)系统，更具体地，涉及一种根据切换的类型差异地执行无线电资源重新配置的移动通信系统及其切换过程的处理方法。 
背景技术
图1示出了适用于现有技术和本发明的一种移动通信系统E-UMTS的网络结构。E-UMTS系统从UMTS系统发展而来，3GPP目前正在制定E-UMTS的规范。也可以将E-UMTS归类为LTE(长期演进)系统。 
E-UMTS网络可以分为演进的UMTS陆地无线接入网络(E-UTRAN)和核心网络(CN)。E-UTRAN包括终端(此后称为‘UE’(用户设备))、基站(此后称为eNode B)、位于网络一端并连接到外部网络的服务网关(S-GW)、以及负责UE的移动性的移动性管理实体(MME)。针对一个eNode B，可以存在一个或更多个小区。 
图2和图3例示了基于UE与基站之间的3GPP无线接入网络规范的无线接口协议架构。无线接口协议具有包括物理层、数据链路层、以及网络层的横向层，并且具有包括用于发送数据信息的用户平面和用于发送控制信号(信令)的控制平面的纵向层。基于在通信系统中公知的开放系统互连(OSI)标准模型的三个较低层，可以将该协议层分为第一层(L1)、第二层(L2)、以及第三层(L3)。 
现在将说明图2中的无线协议控制平面和图3中的无线协议用户平面的各层。 
物理层，即，第一层(L1)，使用物理信道向上位层提供信息传递服务。物理层经由传输信道连接到被称为介质访问控制(MAC)层的上位层，并且经由传输信道在MAC层与物理层之间传输数据。同时，在不同的物理层之间，即在发送侧的物理层与接收侧的物理层之间，经由物理信道传输数据。 
第二层的MAC层经由逻辑信道向作为其上位层的无线链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层可以支持可靠的数据传输。第二层的PDCP层执行报头压缩功能以减小包括相当大的不必要的控制信息的IP分组的报头的尺寸，从而有效地以相对小的带宽在无线接口中发送诸如IPv4或IPv6的IP分组。 
位于第三层的最底层的无线资源控制(RRC)层仅被限定在控制平面中，并且与无线承载(RB)的配置、重新配置和释放相关地处理对逻辑信道、传输信道及物理信道的控制。无线承载是指由第二层(L2)提供的用于UE与UTRAN之间的数据传输的服务。 
现在将说明随机接入信道(RACH)。RACH用于以相对短的长度向上行链路发送数据，具体地说，RACH在未被分配有专用的无线资源的UE具有待发送到上行链路的信令消息或用户数据时被使用。或者，RACH也可以用于基站指示UE执行RACH过程。 
移动通信系统与固定线路通信系统的不同之处在于：移动通信系统应当向具有移动性的UE提供无缝服务。即，移动通信系统的特征在于：移动通信系统支持UE移动到不同区域的情况。当UE离开与之连接的基站并同时接近不同基站时，网络应当执行将该UE的连接点从正在服务的基站改变成新的基站的操作。在UE从以前的基站断开并完成了与新基站的连接时，不存在数据发送或数据接收。 
同时，每个用户数据都具有发送限制时间。例如，在语音呼叫的情况下，从想要传输语音信息的设备产生的单个语音信息应当在特定时间内被发送到将接收该语音信息的设备。此外，诸如TCP()的数据应当在特定时间内从发送方传递到接收端，并且接收端应当在特定时间内通知发送方关于对该TCP数据的发送/接收的确认，否则发送方将重传该TCP数据。
总而言之，UE与基站就发送/接收的数据持续地交换发送/接收确认信息。例如，在TCP分组的情况下，如果在从发送方到接收端的发送单个分组过程中由下级实体丢失了该单个分组，则发送方TCP实体快速地降低TCP数据的传输速率(速度)。例如，即使生成数据并以100Mbit/s的速率向接收端发送该数据的发送方TCP实体确定接收端未能接收一个分组，发送方TCP实体也快速地将TCP数据的传输速率降低到例如10Kbit/s。 
因而，在移动通信系统中，为了减轻对TCP的影响，采用了无损模式以有效地支持基站与UE之间的诸如TCP的业务。可以将无损模式视为AM(确认模式)RLC，并且如果发送方在特定时间内未能从接收端接收到关于其发送的数据的接收确认响应或者如果发送方接收到关于其发送的数据的接收失败信息，则发送方重传该数据。 
但是，在此情况下，当发送方接收到关于特定数据的接收失败的信息时，发送方并不总是执行关于相应数据的重传，而只有在无线接口中定义的最大传输时延内做出发送/接收确认响应时才执行重传。 
图4是例示了在LTE中定义的UE与基站之间的切换过程的信号流程图。 
如图4所示，UE针对各个小区执行对信号的强度等的测量，如果根据测量结果，满足由基站指定的特定基准(基数)，则UE通过上行链路(UL)向源基站(源eNB)发送测量报告消息(S10)。 
参照从UE接收到的测量报告消息，源eNB确定执行将UE移动到目标eNB的小区的切换，并且向目标eNB发送上下文数据以请求准备进行切换(S20)。 
目标eNB保证其管理下的无线资源，并且将关于对应的UE的无线资源配置信息与临时标识符(新的C-RNTI)一起发送到源eNB。源eNB向UE发送切换命令(S40)并且接着开始向目标eNB发送用户数据(PDCPSDU)等。在此情况下，源eNB向核心网络(MME/UPE)发送已从UE成功接收到的数据(PDCP SDU)，并且向目标eNB发送未从UE成功接 收到的数据中的第一个(PDCP SDU)。另外，源eNB发送已经向UE发送的数据(PDCP SDU)中未得到UE确认的数据。 
一旦接收到切换命令，UE重建与目标eNB的包括定时同步在内的无线环境(S50)。目标eNB通过定时信息来响应UE，并且UE向目标eNB发送切换确认消息(S60)。在此情况下，目标eNB向UE发送关于切换确认消息的接收确认信息。此外，目标eNB可以向UE发送用户数据发送/接收确认信息(PDCP状态报告)。PDCP状态报告通知了关于源eNB已经从UE成功接收到哪个用户数据(PDCP SDU)和关于未成功接收到哪个用户数据(PDCP SDU)。换言之，可以将PDCP状态报告解读为目标eNB请求从UE重传的用户数据的信息。 
一旦接收到PDCP状态报告，UE重传被通知为在尝试向源eNB发送的数据中该源eNB未成功接收到的数据，并且不重传被通知为eNB已成功接收到的数据。 
之后，当切换完成时，目标eNB通知源eNB切换已经成功(S70)，并且向核心网络(MME/UPE)发送用户数据以更新UE的位置。此时，针对UE在位于源eNB时尝试发送的用户数据，目标eNB对从源eNB接收到的用户数据和从位于目标eNB内的UE接收到的数据进行重新排列，并且向MME/UPE发送已成功恢复的用户数据。 
在相关的切换过程中，只要UE连接到新的目标eNB，UE就从在步骤S60中该UE已向源eNB发送的用户数据中未得到源eNB确认的第一个用户数据开始向目标eNB传输。即，UE并不是在该UE连接到新的目标eNB而从目标接收用户数据发送/接收确认信息后，开始向上行链路发送用户数据，而是在切换发生的同时开始对上行链路进行传输。这样的用户数据传输导致了以下的第一个问题。 
图5示出了在UE与基站的切换过程中出现的不必要的数据传输的一个示例。 
参照图5，UE的发送端PDCP实体在时间T0处开始向发送端RLC发送六个用户数据(PDCP SDU 1到PDCP SDU 6)，并且发送端RLC实体通过使用RLC PDU 1到RLC PDU 6来发送用户数据。在此情况下， 在这六个RLC PDU中，只有RLC PDU 1得到接收端RLC的确认，而RLC PDU 2到RLC PDU 6虽然已经被接收端RLC接收到但它们的状态报告尚未被发送。在接收端，将接收到的RLC PDU 1到RLC PDU 6传递到上位层。 
当在时间T1处发生切换时，将发送端RLC实体与接收端RLC实体全部复位，发送端PDCP实体发送从PDCP SDU 2开始的所有PDCP SDU(PDCP SDU 2到PDCP SDU 6)，并且发送端RLC实体通过使用RLC PDUA到RLC PDU G来发送用户数据。此时，接收端PDCP实体向发送端PDCP实体发送PDCP状态报告。 
在时间T2处，即，当尚未接收到PDCP状态报告时，发送端RLC实体与对等实体(即，接收端RLC实体)交换RLC PDU。 
之后，当PDCP状态报告在时间T3到达发送端PDCP实体时，发送端PDCP实体确认接收端已全部接收到PDCP SDU 1到PDCP SDU 6，删除PDCP SDU 2到PDCP SDU 6，并且向RLC实体发送关于被放弃的PDCP SDU等的放弃指示信息。 
以这样的方式，尽管源eNB在时间T0到T1成功接收到PDCP SDU1到PDCP SDU 6，但是除非向UE发送关于PDCP SDU 2到PDCP SDU 6的确认，否则UE会在新的小区中开始PDCP SDU 2到PDCP SDU 6的传输。在此情况下，由于UE在其从目标eNB接收到发送/接收确认响应前就开始PDCP SDU的传输，因此产生了不必要的传输。此外，数据的不必要的重传延迟了新数据的传输，对系统的服务质量(QoS)产生了负面影响。 
发明内容
技术方案 
在现有技术中就源基站和目标基站执行切换操作，但在现有技术中始终不考虑切换的类型来执行该切换操作。即，即使源基站与目标基站为同一基站，也发生切换。 
在源基站与目标基站不同的情况下，由于应当执行必要的数据传输，因此认为最好执行该操作，但是当源基站与目标基站为同一基站时，上述操作包括很多不必要的因素。 
例如，当源基站与目标基站为同一基站时，无需转发数据，即，无需从一个基站向另一个基站转发用户数据。此外，当源基站与目标基站为同一基站时，在切换前后可以使用相同的RLC实体和PDCP实体。 
尽管如此，当前的切换操作区分不出同一基站中的切换和不同基站之间的切换。 
因此，为了解决上述问题，已经考虑了这里所描述的各种特征。示例性实施方式的一个方面提供了一种移动通信系统及其切换过程的处理方法，其能够通过将切换处理中不必要的操作减到最少来优化UE与基站之间的数据传输。 
本说明书提供了一种用于处理移动通信系统的切换过程的方法，该方法包括以下步骤：从基站接收无线资源重新配置消息；基于在接收到的无线资源重新配置消息中包括的信息来识别切换类型；以及根据识别出的切换类型来执行第一切换过程或第二切换过程。 
所述无线资源重新配置消息可以是切换命令。 
所述信息可以包括C-RNT、切换类型指示符、物理小区标识(PCI：physical cell identity)、以及重新配置指示符。所述重新配置指示符可以包括RLC实体的重新配置指示符和PDCP实体的重新配置指示符。 
所述第一切换过程可以表示针对不同基站之间的切换(Node B间HO)的过程，而所述第二切换过程可以表示针对相同基站中的切换(Node B内HO)的过程。 
该方法还可以包括以下步骤：如果在所述信息中包括发送/接收确认信息操作指示符，则在接收到发送/接收确认信息后开始数据传输。所述发送/接收确认信息可以是PDCP状态PDU。 
本说明书还提供了一种移动通信系统，该移动通信系统包括：基站，其发送无线资源重新配置消息；和用户设备(移动终端)，其基于包括在接收到的无线资源重新配置消息中的信息来识别切换类型，并且根据识别出的切换类型来执行第一切换过程或第二切换过程。 
所述无线资源重新配置消息可以是切换命令。 
所述信息可以包括C-RNT、切换类型指示符、物理小区标识(PCI)、以及重新配置指示符。所述重新配置指示符可以包括RLC实体的重新配置指示符和PDCP实体的重新配置指示符。 
所述第一切换过程可以表示针对不同基站之间的切换(Node B间HO)的过程，而所述第二切换过程可以表示针对相同基站中的切换(Node B内HO)的过程。 
所述UE可以基于所述无线资源重新配置消息中是否存在新的C-RNTI来执行所述第一切换过程或所述第二切换过程。 
所述UE可以基于所述无线资源重新配置消息中是否存在切换类型指示符来执行所述第一切换过程或所述第二切换过程。 
所述UE可以基于所述无线资源重新配置消息中是否存在新的PCI来执行所述第一切换过程或所述第二切换过程。 
如果在所述信息中包括发送/接收确认信息操作指示符，则UE可以在接收到发送/接收确认信息后开始数据传输。所述发送/接收确认信息可以是PDCP状态PDU。 
在本发明的实施方式中，根据切换命令中包括的信息来调整数据传输开始点并且根据切换的类型来执行无线资源重新配置操作，以将在切处理中发生的不必要操作减到最少，并优化UE与基站之间的数据传输。 
附图说明
图1示出了适用于现有技术和本发明的移动通信系统E-UMTS的网络结构； 
图2示出了无线接口协议的控制平面的层； 
图3示出了无线接口协议的用户平面的层； 
图4是例示了在现有技术的LTE中定义的UE与基站之间的切换过程的信号流程图； 
图5示出了根据现有技术在UE与基站之间的切换过程中发生的不必要的数据传输的一个示例；以及 
图6是例示了用于处理根据本发明示例性实施方式的移动通信系统中的切换过程的方法的流程图。 
具体实施方式
本发明在诸如LTE的移动通信系统中实现。但是，并不受到以上限制，本发明也可以应用于根据不同标准工作的任何通信系统。现在将详细地说明本发明的示例性实施方式。 
本发明提出，如果将用户设备(UE)和基站设置成在切换过程中彼此发送/接收发送/接收确认信息，则各个实体在接收到发送/接收确认信息后开始数据传输。 
即，当UE从源基站接收到切换命令时，该UE根据相应的切换命令进行与目标基站的连接，向目标基站发送切换完成消息，并且等候从目标基站接收发送/接收确认信息。当接收到该发送/接收确认信息时，UE根据发送/接收确认信息的内容来识别待重传的数据的列表，并且开始数据传输。 
发送/接收确认信息是PDCP状态PDU。 
将要由UE重传的数据是PDCP SDU。 
将要由UE重传的数据是PDCP PDU。 
优选地，从源基站接收到的切换命令通知了关于终端将要在目标基站中执行的操作。 
即，切换命令包括发送/接收确认信息操作指示符，该发送/接收确认信息操作指示符指示UE在接收到发送/接收确认信息后是否应当开始对目标基站进行数据传输或者指示UE是否应当不考虑是否接收到发送/接收确认信息而立即开始数据传输。因而，当发送/接收确认信息操作指示符做出指示时，UE等候直到从目标基站接收到发送/接收确认信息时才进行数据传输，而当发送/接收确认信息操作指示符未做出指示时，UE在完成与目标基站的连接时立即开始数据传输。 
由目标基站向源基站通知发送/接收确认信息操作指示符，并且源基站将发送/接收确认信息操作指示符发送到UE。 
优选地，发送/接收确认信息操作指示符指示目标基站是否应当向UE发送发送/接收确认信息。 
如以上参照上述现有技术而说明的，当UE按照切换处理而连接到目标基站时，UE在切换处理被成功地执行时立即开始数据传输。此时，UE在停留在源基站的同时向目标基站发送该UE已经发送的数据中除了已确认接收的数据以外的其它数据。并且，当UE从目标基站额外地接收到发送/接收确认信息时，UE仅发送在发送/接收确认信息中被宣告为未接收到的数据。UE不再发送发送/接收确认信息中基站已经成功接收到的数据。 
优选地，当在目标基站中向UE发送时，如果UE从该基站接收到关于对应的数据的发送/接收确认信息，具体地说，如果发送/接收确认信息指示已经成功接收到数据，则UE不再发送该数据。具体地说，如果已经向基站发送了一部分数据，则UE执行删除相应数据的处理。 
例如，假定UE向源基站发送了PDCP SDU 1、2和3，并且仅从源基站接收到PDCP SDU 1的确认，随后发生切换。 
在此情况下，在UE连接到目标基站后，UE立即开始PDCP SDU 2和PDCP SDU 3的传输。PDCP SDU通过RLC实体进行传递。如果在RLC实体发送PDCP SDU的同时接收到已经正确地接收到PDCP SDU 2的发送/接收确认信息的指示，则UE的PDCP实体确定不再发送PDCP SDU 2并且指示RLC实体删除PDCP SDU2或不再发送PDCP SDU 2。然后，UE的RLC实体配置控制信息并且向基站的RLC实体发送该控制信息以通知已经停止或不再发生关于PDCP SDU 2的RLC PDU或RLC SDU的传输。 
本发明提出，UE根据切换的类型来执行恰当的操作。 
为此，基站向UE发送无线资源重新配置消息，并且UE基于在该无线资源重新配置消息中包括的移动性相关信息来区分第一切换或第二切换，并且执行区分出的切换过程。 
优选地，无线资源重新配置消息是指切换命令。 
优选地，第一切换是指不同基站之间的切换(Node B间切换)，而 第二切换是指同一基站内的切换(Node B内切换)。 
优选地，移动性相关信息包括C-RNT、切换类型指示符、物理小区ID(PCI)、以及重新配置指示符。重新配置指示符包括RLC实体的重新配置指示符或者PDCP实体的重新配置指示符。 
图6是例示了用于处理根据本发明的一个示例性实施方式的移动通信系统中的切换过程的方法的流程图。 
如图6所示，当从基站接收到无线资源重新配置消息(例如，切换命令)(S100)时，UE搜索在该无线资源重新配置消息中包括的信息(例如，移动性相关信息)(S101)。 
UE基于搜索到的信息来识别切换的类型，即，当前执行的切换是第一切换还是第二切换(S102，S103)。 
例如，如果无线资源重新配置消息包括C-RNTI，并且相应的C-RNTI是与在源小区中使用的C-RNTI不同的新的C-RNTI，则UE将切换视为第一切换。 
如果无线资源重新配置消息包括切换类型指示符，则UE根据相应的切换类型指示符是指示Node B间切换还是Node B内切换来识别第一或第二切换。 
如果无线资源重新配置消息包括PCI且相应的PCI是与在源小区中使用的PCI不同的新的PCI，则UE将该切换视为第一切换。 
最后，如果无线资源重新配置消息包括重新配置指示符，则UE将该切换视为第一切换，否则，UE将该切换视为第二切换。重新配置指示符是RLC实体或PDCP实体的指示符。 
因此，当区分了切换的类型时，UE根据第一切换或第二切换来执行不同的无线资源重新配置操作。 
即，当在无线资源重新配置消息中包括的信息指示第一切换时，UE在进入新的小区时重新配置PDCP实体和RLC实体(S104)。具体地说，当重新配置了PDCP实体时，UE发送PDCP状态PDU。 
如果在无线资源重新配置消息中包括的移动性相关信息指示第二切换，则UE在进入新的小区时不对PDCP实体和RLC实体进行重新配置(S105)。即，UE在切换前后使用相同的RLC实体和PDCP实体，并且保持RLC和PDCP的状态信息。 
由基站向UE发送的无线资源重新配置消息(即，切换命令)可以包括指示UE是否应当重新配置RLC实体或PDCP实体的信息(RLC重新配置指示符或PDCP重新配置指示符)。因而，只有在RLC实体的重新配置指示符指示重新配置时，UE才对RLC实体进行重新配置，并且只有在PDCP实体的重新配置指示符指示重新配置时，UE才对PDCP实体进行重新配置。 
如上所述，根据本发明的实施方式，根据在切换命令中包括的信息来调整数据传输开始点并根据切换的类型来执行无线资源重新配置操作，以将切换处理中发生的不必要的操作减到最少并优化UE与基站之间的数据传输。 
同时，可以通过硬件或软件、或者它们的任意组合来实现如上所述的根据本发明的方法。例如，可以将根据本发明的方法存储在存储介质(例如，移动终端的内部存储器、闪存、硬盘等)中。或者，可以将根据本发明的方法实现为能够由处理器(例如，移动终端中的微处理器)执行的软件程序中的代码或命令字。 
已经参照仅作为示例的实施方式描述了本发明。对于本领域技术人员来说明显的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下在本发明中做出各种修改和等同的其它实施方式。另外，应当理解，可以通过完整地或部分地对上述实施方式进行选择性的组合来实现本发明。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改例和变型例。 

Claims (15)

1.一种用于处理移动通信系统的切换过程的方法，该方法包括以下步骤：
从基站接收无线资源重新配置消息；
基于包括在接收到的无线资源重新配置消息中的信息来识别切换类型，其中，所述信息是移动性相关信息，并且其中，所述移动性相关信息包括目标物理小区标识和小区无线网络临时标识C-RNTI；以及
根据识别出的切换类型来执行第一切换过程或第二切换过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线资源重新配置消息是切换命令。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一切换过程是指针对不同基站间的切换的过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二切换过程指针对同一基站中的切换的过程。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于在所述无线资源重新配置消息中是否存在新的小区无线网络临时标识C-RNTI来执行所述第一切换过程或所述第二切换过程。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于在所述无线资源重新配置消息中是否存在新的物理小区标识PCI来执行所述第一切换过程或所述第二切换过程。
7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
如果在所述信息中包括发送/接收确认信息操作指示符，则在接收到发送/接收确认信息后开始数据传输。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述发送/接收确认信息是分组数据集中协议PDCP状态协议数据单元PDU。
9.一种用于处理移动通信系统的切换过程的装置，该装置包括：
从基站接收无线资源重新配置消息的模块，
基于包括在接收到的无线资源重新配置消息中的信息来识别切换类型的模块，其中，所述信息是移动性相关信息，并且其中，所述移动性相关信息包括目标物理小区标识和小区无线网络临时标识C-RNTI，以及
根据识别出的切换类型来执行第一切换过程或第二切换过程的模块。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述无线资源重新配置消息是切换命令。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一切换过程是指针对不同基站间的切换的过程，而所述第二切换过程是指针对同一基站中的切换的过程。
12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述装置进一步包括用于基于在所述无线资源重新配置消息中是否存在新的小区无线网络临时标识C-RNTI来执行所述第一切换过程或所述第二切换过程的模块。
13.根据权利要求9所述的装置，其中，所述装置进一步包括用于基于在所述无线资源重新配置消息中是否存在新的PCI来执行所述第一切换过程或所述第二切换过程的模块。
14.根据权利要求9所述的装置，其中，所述装置进一步包括如果在所述信息中包括发送/接收确认信息操作指示符，则在接收到发送/接收确认信息后开始数据传输的模块。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述发送/接收确认信息是分组数据集中协议PDCP状态协议数据单元PDU。
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