CN102342147B

CN102342147B - 用于实现域内第一层切换的方法、相关网络单元及系统

Info

Publication number: CN102342147B
Application number: CN200980157640.0A
Authority: CN
Inventors: 郑武; 刘继民; 徐朝军; 韩锋
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-03-09
Also published as: WO2010102436A1; CN102342147A

Abstract

本发明提供了用于在分组网络中针对自动重传技术而实现域内第一层切换的方法、相关的网络单元及通信系统。其中，在保持连接信息和安全信息不变的情况下，所述终端从第一网络单元切换至第三网络单元，所述第一和第三网络单元由所述第二网络单元控制，所述第二网络单元在切换准备阶段判定所述第一和第三网络单元是支持第一安全模式还是第二安全模式，所述方法包括：如果所述第二网络单元确定所述第一和第三网络单元支持第一安全模式，则所述第二网络单元在切换准备阶段向所述第三网络单元发送用于通知关于所述终端的信息的第一消息；在终端切换到所述第三网络单元后，所述第二网络单元经由所述第三网络单元向所述终端发送用于指示需要重新传送的未确认分组的第二消息；以及所述终端在收到所述第二消息后，基于该第二消息中包含的索引将所述未确认分组经由所述第三网络单元而发送给所述第二网络单元。

Description

用于实现域内第一层切换的方法、相关网络单元及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地涉及在分组网络中针对自动重传技术而实现域内第一层切换。

背景技术

多跳中继(MR)技术提供给人们更好的无线网络宽带体验。中继站(RS)的部署可以为优化移动WiMAX网络带来几项关键的益处，即消除覆盖盲区并且同时扩展下行链路(DL)和上行链路(UL)的覆盖范围；它也是改进室内覆盖的高效解决方案；覆盖增强也可以同容量增强进行折衷，从而提高用户的吞吐量。由于这些益处，MR技术使得移动WiMAX运营商在敷设网络时能够通过将基站(BS)的容量高效地延伸至更大的地理区域而提供快速、低成本的覆盖。基于中继的部署不仅由于缩减的设备和站点建设成本而提供了较低的网络资本支出(CapEx)的潜力，而且还由于缩减的回程传输和站点维护成本而实现了很大的运营成本(OpEx)节约，这在最初利润较低的情况下特别有利。

作为一项关键技术，MR已经被引入如下几个标准：

1)MR已经被IEEE 802.16j采用，并且高级MR也正被IEEE802.16m采用；

2)MR技术也将在3GPP LTE-Advanced中被采用。

在MR系统中，层2采用自动重传请求(ARQ)技术；层1采用混合自动重传请求(HARQ)技术。两者都用于保证数据传输的可靠性。

此外，在MR系统中还采用了IEEE802.16j标准中定义的两种安全方式：集中式安全和分布式安全。

(1)集中式安全

集中式安全是在MR-BS和MS之间跨越RS进行密钥管理的。

(2)分布式安全

分布式安全是在MR-BS和接入RS之间及接入RS与MS之间分别进行密钥管理的。

在当前标准中，对于MR系统设计而言使用传统的无线资源管理(RRM)和移动管理(MM)策略，这忽略了MR系统的不同特性并且导致低效的设计。

该方案将第一层(L1，即物理层)切换(HO)引入同一个多跳中继基站(MR-BS)域内，这称为“域内切换”(如图2所示)，它可以应用于下面三个场景：

1)当服务站是MR-BS，而目标站是其子RS时；

2)当目标站是MR-BS，而服务站是其子RS时；

3)当服务站和目标站均为在同一MR-BS控制下的RS时。

在L1切换期间，移动台(MS)可以保持所有的H-ARQ上下文，并且等待来自目标中继站的响应。在不清除H-ARQ上下文的情况下，提供未确认的分组的索引并且所有的H-ARQ连接可以从业务中断点继续进行。

第二层(L2)切换是在移动通信系统中被广泛使用的方法，其涉及HO准备、HO测距、网络重进入和HO后的活动，如图1所示。可以如下说明切换过程期间的流程。

应当指出，图1所针对的是上述的场景3)，然而可以类似地推导出场景1)和2)的流程。

还应当指出，图1是针对分布式安全的流程图。集中式安全与分布式安全的区别仅在于在分布式安全的情况下要在切换准备阶段进行“安全信息的交互”，即SA和TEK的请求和响应，而在集中式安全下，RS不拥有密钥，密钥只在MR-BS和MS之间共享。

I.自动重传请求(ARQ)连接

i)当发送用于指示要进行切换的MOB_HO-IND消息时，业务中断，MS保留所有的ARQ上下文并且等待来自目标RS的响应。

ii)当收到MOB_HO-IND时，

-对于集中式安全，MR-BS将MS的上下文发送给目标RS，该上下文涉及MS支持的物理参数、MAC特征和服务流参数。

-对于分布式安全，服务RS经由MR-BS将MS上下文发送给目标RS，该上下文涉及MS支持的物理参数、MAC特征、服务流参数和安全上下文。

iii)目标RS在测距响应RNG-RSP消息(HO过程优化)中指示它是否可以支持ARQ持续。

-对于集中式安全，MR-BS判定是否可以从业务中断点继续支持所有ARQ连接。

-对于分布式安全，如果目标RS与服务RS共享ARQ上下文，则所有ARQ连接可以从业务中断点继续；否则MS必须恢复ARQ DL和UL窗口内容。

所有ARQ连接的持续传输意味着被分段的服务数据单元(SDU)可以在切换之前和之后经由不同的路径到达MR-BS，即经由服务RS或目标RS到达MR-BS，然后MR-BS组合被分段的SDU以构成完整的SDU。

II.混合自动重传请求(H-ARQ)连接

i)当发送MOB_HO-IND消息时，这意味着在MS将H-ARQ数据清空，并且MS使H-ARQ Tx和Rx数据缓冲器复位。

ii)当接收MOB_HO-IND消息时，MR-BS将使得H-ARQ Tx和Rx数据缓冲器复位。

由此可见，仅实施L2切换优化，可以实现所有ARQ连接的持续传输，这是通过MR-BS、服务RS和目标RS之间的协商结果来决定的。然而，H-ARQ数据全部被丢弃，甚至包括还未构成分段MAC SDU的已确认的H-ARQ分组。

发明内容

为了解决上述现有技术中的问题，根据本发明的一个方面，提出了一种用于在分组网络中针对自动重传技术而实现域内第一层切换的方法，其中，在保持连接信息和安全信息不变的情况下，所述终端从第一网络单元切换至第三网络单元，所述第一和第三网络单元由所述第二网络单元控制，所述第二网络单元在切换准备阶段判定所述第一和第三网络单元是支持第一安全模式还是第二安全模式，所述方法包括：如果所述第二网络单元确定所述第一和第三网络单元支持第一安全模式，则所述第二网络单元在切换准备阶段向所述第三网络单元发送用于通知关于所述终端的信息的第一消息；在终端切换到所述第三网络单元后，所述第二网络单元经由所述第三网络单元向所述终端发送用于指示需要重新传送的未确认分组的第二消息；以及所述终端在收到所述第二消息后，基于该第二消息中包含的索引将所述未确认分组经由所述第三网络单元而发送给所述第二网络单元。

如果所述第二网络单元确定所述第一和第三网络单元支持第二安全模式，则所述方法在所述第二网络单元发送所述第二消息的步骤之前包括：在切换准备阶段，所述第一网络单元经所述第二网络单元向所述第三网络单元发送还包括安全信息的所述第一消息；在终端切换到所述第三网络单元后，所述第二网络单元向所述第一网络单元发送用于请求所述第一网络单元发送分组的第三消息；以及所述第一网络单元在收到所述第三消息后利用所述安全信息将接收自所述终端的分组直接发送至所述第二网络单元。

根据本发明的另一个方面，提出了一种网络单元，用于在其所控制的区域内执行通信网络与用户之间的通信和管理功能，其中，所述网络单元控制第一子网络单元和第二子网络单元，在保持连接信息和安全信息不变的情况下，终端利用自动重传技术实现从所述第一子网络单元至所述第二子网络单元的第一层域内切换，所述网络单元包括：判定装置，用于在切换准备阶段判定所述第一和第二子网络单元是支持第一安全模式还是支持第二安全模式；第一消息发送装置，用于在切换准备阶段将用于通知关于所述终端的信息的第一消息发送至所述第二子网络单元；和第二消息发送装置，用于在终端执行切换后，将用于指示需要重新传送的未确认分组的第二消息经由所述第二子网络单元发送给所述终端。

根据本发明的又另一个方面，提出了一种网络单元，用于在通信网络中传递业务和信令，其中，在保持连接信息和安全信息不变的情况下，终端利用自动重传技术实现从所述网络单元至目标网络单元的域内第一层切换，所述网络单元和所述目标网络单元都由另一网络单元控制并且都支持第一和第二安全模式，所述网络单元包括：安全信息提供装置，用于在所述网络单元和所述目标网络单元支持第二安全模式的情况下，在切换准备阶段之后，所述网络单元经由所述另一网络单元向所述目标网络单元发送包含关于所述终端的信息以及安全信息的第一消息；和分组提供装置，用于在所述网络单元和所述目标网络单元支持第二安全模式的情况下，当收到由所述另一网络单元发送的用于请求所述网络单元发送分组的消息后、利用所述第一消息中包含的安全信息将接收自所述终端的分组直接发送至所述另一网络单元。

根据本发明的又另一个方面，提出了一种通信系统，用于在分组网络中针对自动重传技术而实现域内第一层切换，其包括：根据本发明的用于在其所控制的区域内执行通信网络与用户之间的通信和管理功能的网络单元；至少两个根据本发明的用于在通信网络中传递业务和信令的网络单元；以及至少一个终端。

附图说明

通过阅读下面结合附图对本发明具体实施例的说明，本发明的上述及其他特征和优点将变得更加明显。其中：

图1示出了现有技术中的分布式安全下的MS切换过程；

图2概略地示出了域内切换场景；

图3是基于本发明思想的针对集中式安全的切换过程的信令流程图；

图4是基于本发明思想的针对分布式安全的切换过程的信令流程图；

图5是说明如何实现基于本发明思想的切换过程的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的用于在MR系统中针对HARQ实现域内第一层切换的方法的流程图；

图7是根据本发明一个实施例的网络单元的框图；以及

图8是根据本发明一个实施例的另一网络单元的框图。

具体实施方式

本发明提出了一种在分组网络中针对自动重传技术实现域内L1切换的方法。在这里，所述分组网络例如是多跳中继网络，并且所述自动重传技术例如是HARQ。应当理解，域内切换是指在由同一基站控制的区域内进行的切换。本发明的基本思想在于在切换前后保持连接ID(CID)和安全关联(SA)不变，以使得服务中继站和目标中继站能够拥有同一MAC协议数据单元(MPDU)的某些部分，由此实现L1切换，SA例如是基于密文的消息认证码(CMAC)、Hash信息认证码(HMAC)和传输加密密钥(TEK)。

实际上，CID仅指示了MR-BS与MS之间的连接，对于域内切换而言无需更新CID。以标准IEEE 802.16j为例，采用路径管理来保证在保持CID不变的情况下将MS连接到目标RS或MR-BS。

下面就以标准IEEE 802.16j为例说明如何分别在集中式安全和分布式安全的情况下实现本发明的技术方案。

I.当以集中式安全执行域内L1切换时，在MR-BS与MS之间保留安全上下文。RS并不涉及安全性，它只是转发数据而无须理解其含义。作为传送数据的路径，在RS之间(或RS与MR-BS)不存在任何安全信息交换。与L2切换相比，在L1切换中还应执行以下几个特别的步骤：

-MR-BS经由目标RS而发送包含未确认分组的索引的UL H-ARQACK/NACK至MS；

-基于所述索引，MS仅发送未确认的H-ARQ分组；

-在MR-BS将来自不同路径(切换前来自服务RS而切换后来自目标RS)的UL H-ARQ分组组合在一起。

应当指出，上面的流程是针对上行链路方向进行的。然而对于下行链路数据传输，可以执行类似的操作，并且来自不同路径的DL H-ARQ分组最终在MS被组合在一起。

II.当以分布式安全执行域内L1切换时，接入RS(服务RS或目标RS)与MS共享的TEK被用于进行接入链路加密；而接入RS与MR-BS共享的TEK被用于进行中继链路加密。在这种情况下，L1切换是基于以下步骤来实现的：

-服务RS的SA被传送给MR-BS和目标RS二者，然后从MS至服务RS的接入链路的TEK可以由目标RS和MR-BS共享；

-服务RS发送所接收的H-ARQ分组至MR-BS(这里暂时地利用集中式安全，其中隐含地使用了之前的接入链路TEK用于MS与MR-BS之间的加密)；

-MR-BS通过发送包含未确认分组的索引的UL H-ARQ ACK/NACK消息而经由目标RS从MS请求不完全的部分；

-在MR-BS将来自不同路径的H-ARQ分组组合在一起。

同样应当指出，上面的流程是针对上行链路方向进行的。对于下行链路数据传输，可以执行类似的操作。在这种情况下，MR-BS负责发送H-ARQ分组。

可选地，可以在重发未确认的分组结束之后借助于某些管理消息来恢复分布式安全，并且在目标RS和MS之间分配新的SA。然而，上述管理消息并不在本发明的讨论范围之内，在这里不再另外说明。

由此可见，不管是对于集中式安全还是对于分布式安全都可以实现L1切换。然而应当指出，本发明的方案对于集中式安全而言更容易实现。

图3和图4是基于本发明思想的、分别针对集中式安全和分布式安全的L1域内切换过程的信令流程图，这两个信令流程都是以标准IEEE802.16j为例的。在该流程中，在MR-BS管辖区域内，MS从服务RS切换至目标RS。图3的具体流程如下：

-MS发送MOB_HO-IND消息，此时业务中断，并且MS保留所有的H-ARQ上下文并且等待来自目标RS的响应；

-MR-BS收到MOB_HO-IND消息时，保留所有的H-ARQ上下文；

-在网络重进入阶段，如果执行了切换优化并且不需要认证，则可以执行L1切换；

-MR-BS发送UL H-ARQ ACK/NACK消息至MS，并且MS基于该消息中包含的索引而将未确认的H-ARQ分组发送给目标RS。

应当指出，对于下行链路情况，由MS发送DL H-ARQ ACK/NACK消息至MR-BS，然后MR-BS基于该消息中包含的索引而发送未确认的H-ARQ分组至MS。

图4示出了分布式安全下的信令流程。在图4的情况中，在MAC层执行加密，即对于来自MS的上行链路数据，接入RS利用与MS共享的TEK来解密MPDU，然后利用与MR-BS共享的TEK来对有效负荷重新加密以构造待发送给MR-BS的新MPDU，图4的具体流程如下：

-MR-BS收到MOB_HO-IND消息时，保留所有的H-ARQ上下文；

-在网络重进入阶段，如果如行了切换优化并且不需要认证，并且服务RS与MS之间的接入链路上的TEK由MR-BS和目标RS共享，则可以实现L1切换(这里暂时地利用集中式安全)；

-MR-BS发送请求至服务RS，然后来自MS的H-ARQ分组被服务RS直接发送给MR-BS，也就是说不执行解密和重新加密过程；

-然后，执行图3的流程描述中的最后两个步骤。

同样地，对于下行链路情况，由MR-BS发送DL H-ARQ ACK/NACK消息至MS，然后MS基于该消息中包含的索引而发送未确认的H-ARQ分组至MR-BS。

应当指出，本发明的L1切换方案对于MR-BS与RS之间的切换也同样适用。

应当理解，在实际应用中，本发明的L1切换方案是与传统的L2切换相结合地使用的。图5以流程图的形式说明了本发明的L1切换方案与传统的L2切换之间的转换，即在什么条件下可以实施本发明的L1切换。

如图所示，当MS要进行切换时，MR-BS判定是否是域内切换。如果不是，则进行L2切换。如果是，则判定服务RS和目标RS是否支持集中式安全。如果支持，则进行上述L1切换。如果不支持，则判定是否执行了切换优化且无须认证并且共享TEK。如果是，则执行上述L1切换。如果不是则执行L2切换。

简言之，本发明的L1切换方案适用于在多跳中继系统中针对H-ARQ技术的利用集中式安全的域内切换以及利用分布式安全的在保持CID和SA不变的情况下的域内切换。

通过以上描述可知，本发明的优点在于：

-与传统的L2切换相比，L1切换是针对域内切换的一种更有效的方式；

-保留了与传统的L2切换基本相同的处理流程，仅需要传送少量的管理消息，例如H-ARQ ACK/NACK，从而使得本发明的方案很简单；

-保留了与之前的L2切换的后向兼容性，即如果MR-BS、RS或MS不支持L1切换则可以执行L2切换。

此外，本发明的方案也有效地利用了L1数据递送、有效地利用了宝贵的频率和功率资源。

下面参照图6来描述根据本发明一个实施例的用于在MR系统中针对HARQ实现域内第一层切换的方法。本实施例的方法例如可以应用于多跳中继系统并且可以对应于例如前面图3和4所示的信令流程图。

如图6所示，在步骤601中，终端请求从第一网络单元切换至第三网络单元，然后第二网络单元判定所述第一和第三网络单元是支持第一安全模式还是第二安全模式。在这里，所述第二网络单元例如是图3和4中的MR-BS，所述第一和第三网络单元例如分别是图3和4中的服务RS和目标RS，所述终端例如是图3和4中的MS，所述第一和第二安全模式例如分别是上面描述的集中式安全和分布式安全。在本实施例中，在MR系统中针对HARQ实现域内第一层切换的过程可以采用现有的和将来的任何解决方案、标准、规范等的方式，例如但不限于前面所述的IEEE 802.16。具体地，在切换准备阶段，MS发出切换通知MOB_HO-IND，以在保持CID和SA不变的情况下从服务RS切换至目标RS。然后MR-BS在切换准备阶段判定所述服务RS和目标RS是支持集中式安全还是分布式安全。

如果所述第二网络单元确定所述第一和第三网络单元支持第一安全模式，则在步骤602中，所述第二网络单元在切换准备阶段后向所述第三网络单元发送用于通知关于所述终端的信息的第一消息。在这里，所述第一安全模式是集中式安全，并且所述第一消息例如是MS_Context-REP。具体地，在本实施例中，如图3所示，如果MR-BS确定服务RS和目标RS支持集中式安全，则MR-BS在切换准备阶段向目标RS发送MS_Context-REP以将MS的上下文发送给目标RS。所述上下文包括MS支持的物理参数、MAC特征和服务流参数，并且对于后面提到的分布式安全还包括安全信息。

接着，在步骤603中，在终端切换到所述第三网络单元后，所述第二网络单元经由所述第三网络单元向所述终端发送用于指示需要重新传送的未确认分组的第二消息。在这里，所述第二消息例如是上面提到的UL H-ARQ ACK/NACK消息。具体地，根据本实施例，在网络重进入阶段，MR-BS经由目标RS向MS发送包含未确认分组的索引的UL H-ARQ ACK/NACK消息。

接着，在步骤604中，所述终端在收到所述第二消息后，基于该第二消息中包含的索引将所述未确认分组经由所述第三网络单元而发送给所述第二网络单元。具体地，根据本实施例，MS在收到UL H-ARQ ACK/NACK后基于该第二消息中包含的索引信息将未确认的分组经由目标RS重新发送给MR-BS。

最后，在步骤605中，所述第二网络单元在收到所述未确认的分组后，将来自所述第一网络单元的已确认分组与所述未确认分组组合在一起。具体地，根据本实施例，MR-BS收到由MS重新发送的未确认分组后将该未确认分组与之前由服务RS发送的已确认的分组组合在一起，以构成完整的服务数据单元。

如果第二网络单元确定第一和第三网络单元支持第二安全模式，则在步骤602a中，所述第一网络单元在切换准备阶段后经所述第二网络单元向所述第三网络单元发送还包括安全信息的所述第一消息。在这里，所述第二安全模式是分布式安全，并且所述安全信息例如是(但不限于)从所述终端至所述第一网络单元的接入链路的TEK。具体地，如图4所示，服务RS经由MR-BS向目标RS发送MS_Context REP消息，从而将自MS至服务RS的接入链路的传输加密密钥TEK发送给目标RS，以使得MR-BS与目标RS之间也可以共享该TEK。

然后，在步骤602b中，在终端切换到所述第三网络单元后，所述第二网络单元向所述第一网络单元发送用于请求所述第一网络单元发送分组的第三消息。具体地，根据本实施例，该步骤对应于图4中服务RS与MR-BS之间的“请求H-ARQ分组”及“提供H-ARQ分组”。所述第三消息并未在图4中显示，其实际上可以采用任何类型的请求消息，例如Request消息。应当指出，此处源自MS的分组直接被传输给MR-BS，这意味着临时采用了集中式安全。

接着，在步骤602c中，所述第一网络单元在收到所述第三消息后利用所述安全信息将接收自所述终端的分组直接发送至所述第二网络单元。具体地，根据本实施例，服务RS在收到MR-BS的请求后利用TEK将接收自MS的分组直接发送给MR-BS。

下面继续执行步骤603-605。

作为变型，本实施例也可适用于从MR-BS切换至RS的情况。在此不再对此情况赘述。

应当指出，上面仅就上行链路进行了描述。然而，本实施例也可应用于下行链路。在下行链路的情况下，由MS发送DLH-ARQ ACK/NACK消息至MR-BS，然后MR-BS经目标RS向MS传送未确认的分组，最后在MS将已确认和未确认的分组组合在一起。

通过以上描述可知，采用本实施例的域内L1切换方法，可以比传统的L2切换更有效地进行域内切换，并且可以高效地利用频率和功率资源。此外，本实施例的方法很简单，因为它保留了与传统的L2切换基本相同的处理流程，仅需要传送少量的管理消息，例如H-ARQACK/NACK。同时，本实施例的方法也保留了与之前的L2切换的后向兼容性。

在同一发明构思下，根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在其所控制的区域内执行通信网络与用户之间的通信和管理功能的网络单元。下面就结合附图对其进行说明。

图7示出了根据本发明一个实施例的网络单元700。该网络单元700包括判定装置701、第一消息发送装置702、第二消息发送装置703和第三消息发送装置704。判定装置701用于在切换准备阶段判定所述第一和第二子网络单元是支持第一安全模式还是支持第二安全模式，例如在终端MS请求切换时，判定服务RS和目标RS是支持集中式安全还是分布式安全。第一消息发送装置702用于在切换准备阶段将用于通知关于所述终端的信息的第一消息发送至所述第二子网络单元，例如，在切换准备阶段将MS_Context-REP消息发送至目标RS，该消息例如可以包括MS支持的物理参数、MAC特征和服务流参数。第二消息发送装置703用于在终端执行切换后，将用于指示需要重新传送的未确认分组的第二消息经由所述第二子网络单元发送给所述终端，例如，在网络重进入阶段，经由目标RS将UL H-ARQ ACK/NACK发送给MS。第三消息发送装置704用于在确定支持所述第二安全模式的情况下、在所述终端执行切换后，在发送所述第二消息之前将用于请求所述第一子网络单元发送分组的第三消息发送给该第一子网络单元，例如，在分布式安全的情况下，在网络重进入阶段且在发送UL H-ARQACK/NACK之前将请求服务RS发送分组的第三消息发送给服务RS，该请求消息例如可以简单地是RE QUE ST消息。

在实施上，本实施例的网络单元700以及其包含的判定装置701、第一消息发送装置702、第二消息发送装置703和第三消息发送装置704，可以以软件、硬件或软件和硬件组合的方式来实现。例如，本领域技术人员熟悉多种可用来实现这些部件的设备，诸如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)和/或现场可编程门阵列(FPGA)等。本实施例的网络单元的各个组成部分也可以物理地分开实现而操作上地相互连接。

在操作上，上述结合图7说明的实施例的用于在其所控制的区域内执行通信网络与用户之间的通信和管理功能的网络单元，可以实现前面描述的用于实现域内L1切换的方法。通过使用该网络单元，可以比传统的L2切换更有效地进行域内切换，并且可以高效地利用频率和功率资源。此外，本实施例的网络单元也保留了与之前的L2切换的后向兼容性。

在同一发明构思下，根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在通信网络中传递业务和信令的网络单元。下面就结合附图对其进行说明。

图8示出了根据本发明一个实施例的网络单元800。该网络单元800包括安全信息提供装置801和分组提供装置802。安全信息提供装置801用于在所述网络单元和目标网络单元支持第二安全模式的情况下，在切换准备阶段之后，所述网络单元经由另一网络单元向所述目标网络单元发送包含关于所述终端的信息以及安全信息的第一消息，例如，在分布式安全的情况下，在切换准备阶段之后，服务RS经由MR-BS向目标RS发送MS_Context-REP消息，该消息例如可以包括MS支持的物理参数、MAC特征、服务流参数以及TEK。分组提供装置802用于在所述网络单元和所述目标网络单元支持第二安全模式的情况下，当收到由所述另一网络单元发送的用于请求所述网络单元发送分组的消息后、利用所述第一消息中包含的安全信息将接收自所述终端的分组直接发送至所述另一网络单元，例如在分布式安全的情况下，当收到MR-BS请求发送分组的消息后，利用TEK将接收自MS的分组直接发送给MR-BS。

在实施上，本实施例的网络单元800以及其包含的安全信息提供装置801和分组提供装置802可以以软件、硬件或软件和硬件组合的方式来实现。例如，本领域技术人员熟悉多种可用来实现这些部件的设备，诸如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)和/或现场可编程门阵列(FPGA)等。本实施例的网络单元的各个组成部分也可以物理地分开实现而操作上地相互连接。

在操作上，上述结合图8说明的实施例的用于在通信网络中传递业务和信令的网络单元，可以实现前面描述的用于实现域内L1切换的方法。通过使用该网络单元，可以比传统的L2切换更有效地进行域内切换，并且可以高效地利用频率和功率资源。此外，本实施例的网络单元也保留了与之前的L2切换的后向兼容性。

在同一发明构思下，根据本发明的又另一方面，还提出了一种通信系统，该通信系统包括至少一个终端、用于在其所控制的区域内执行通信网络与用户之间的通信和管理功能的网络单元、以及至少两个用于在通信网络中传递业务和信令的网络单元。此外，所述通信系统还可以包括其他网络单元，例如路由器等。

以上虽然通过一些示例性的实施例对本发明的用于在MR系统中针对H-ARQ实现域内L1切换的方法、用于在其所控制的区域内执行通信网络与用户之间的通信和管理功能的网络单元以及用于在通信网络中传递业务和信令的网络单元以及通信系统进行了详细的描述，但是以上这些实施例并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施例，本发明的范围仅由所附权利要求为准。

Claims

1.一种用于在分组网络中针对自动重传技术而实现域内第一层切换的方法，其中，在保持连接信息和安全信息不变的情况下，终端从第一网络单元切换至第三网络单元，所述第一和第三网络单元由第二网络单元控制，所述第二网络单元在切换准备阶段判定所述第一和第三网络单元是支持集中式安全模式还是分布式安全模式，所述方法包括：

-如果所述第二网络单元确定所述第一和第三网络单元支持集中式安全模式，则所述第二网络单元在切换准备阶段向所述第三网络单元发送用于通知关于所述终端的信息的第一消息；

-在终端切换到所述第三网络单元后，所述第二网络单元经由所述第三网络单元向所述终端发送用于指示需要重新传送的未确认分组的第二消息；以及

-所述终端在收到所述第二消息后，基于该第二消息中包含的索引将所述未确认分组经由所述第三网络单元而发送给所述第二网络单元，

-如果所述第二网络单元确定所述第一和第三网络单元支持分布式安全模式，则所述方法在所述第二网络单元发送所述第二消息的步骤之前包括：

-在切换准备阶段，所述第一网络单元经所述第二网络单元向所述第三网络单元发送还包括安全信息的所述第一消息；

-在终端切换到所述第三网络单元后，所述第二网络单元向所述第一网络单元发送用于请求所述第一网络单元发送分组的第三消息；以及

-所述第一网络单元在收到所述第三消息后利用所述安全信息将接收自所述终端的分组直接发送至所述第二网络单元。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在收到来自所述第三网络单元的所述未确认分组后，所述第二网络单元将接收自所述第一网络单元的已确认分组和所述未确认分组组合在一起。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接信息是连接标识符 CID。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述安全信息是安全关联SA。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述安全信息是从所述终端至所述第一网络单元的接入链路的传输加密密钥TEK。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述自动重传技术是混合自动重传请求H-ARQ。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一和第三网络单元是中继站。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二网络单元是基站。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二消息是H-ARQ ACK／NACK消息。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一消息是MS_Context-REP。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述关于所述终端的信息包括终端支持的物理参数、MAC特征和服务流参数。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述分组网络是无线多跳中继网络。

13.一种网络单元，用于在其所控制的区域内执行通信网络与用户之间的通信和管理功能，其中，所述网络单元控制第一子网络单元和第二子网络单元，在保持连接信息和安全信息不变的情况下，终端利用自动重传技术实现从所述第一子网络单元至所述第二子网络单元的第一层域内切换，所述网络单元包括：

-判定装置，用于在切换准备阶段判定所述第一和第二子网络单元是支持集中式安全模式还是支持分布式安全模式；

-第一消息发送装置，用于在确定支持集中式安全模式的情况下，在切换准备阶段将用于通知关于所述终端的信息的第一消息发送至所述第二子网络单元；和

-第二消息发送装置，用于在终端执行切换后，将用于指示需要重新传送的未确认分组的第二消息经由所述第二子网络单元发送给所述终端，

-所述网络单元还包括第三消息发送装置，用于在确定支持所述分布式安全模式的情况下、在所述终端执行切换后，在发送所述第二消息之前将用于请求所述第一子网络单元发送分组的第三消息发送给该第一子网络单元。

14.根据权利要求13所述的网络单元，其中，所述自动重传技术是混合自动重传请求H-ARQ。

15.根据权利要求13所述的网络单元，其中，所述网络单元是基站。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的网络单元，其中，所述第一和第二子网络单元是中继站。

17.根据权利要求13至15中任一项所述的网络单元，其中，所述连接信息是连接标识符CID。

18.根据权利要求13至15中任一项所述的网络单元，其中，所述安全信息是安全关联SA。

19.根据权利要求13至15中任一项所述的网络单元，其中，所述安全信息是从所述终端至所述第一子网络单元的接入链路的传输加密密钥TEK。

20.根据权利要求13至15中任一项所述的网络单元，其中，所述第一消息是MS_Context-REP。

21.根据权利要求13至15中任一项所述的网络单元，其中，所述第二消息是H-ARQ ACK／NACK消息。

22.根据权利要求13至15中任一项所述的网络单元，其中，所述关于所述终端的信息包括终端支持的物理参数、MAC特征和服务流参数。

23.一种用于在通信网络中传递业务和信令的网络单元，其中，在保持连接信息和安全信息不变的情况下，终端利用自动重传技术实现从所述网络单元至目标网络单元的城内第一层切换，所述网络单元和所述目标网络单元都由另一网络单元控制并且都支持集中式和分布式安全模式，所述网络单元包括：

安全信息提供装置，用于在所述网络单元和所述目标网络单元支持分布式安全模式的情况下，在切换准备阶段之后，所述网络单元经由所述另一网络单元向所述目标网络单元发送包含关于所述终端的信息以及安全信息的第一消息；和

分组提供装置，用于在所述网络单元和所述目标网络单元支持分布式安全模式的情况下，当收到由所述另一网络单元发送的用于请求所述网络单元发送分组的消息后、利用所述第一消息中包含的安全信息将接收自所述终端的分组直接发送至所述另一网络单元。

24.根据权利要求23所述的网络单元，其中，所述网络单元和所述目标网络单元是中继站。

25.根据权利要求24所述的网络单元，其中，所述另一网络单元是基站。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的网络单元，其中，所述自动重传技术是混合自动重传请求H-ARQ。

27.根据权利要求23至25中任一项所述的网络单元，其中，所述连接信息是连接标识符CID。

28.根据权利要求23至25中任一项所述的网络单元，其中，所述第一消息是MS_Context-REP。

29.根据权利要求23至25中任一项所述的网络单元，其中，所述关于所述终端的信息包括终端支持的物理参数、MAC特征和服务流参数。

30.根据权利要求23至25中任一项所述的网络单元，其中，所述安全信息是安全关联SA。

31.根据权利要求23至25中任一项所述的网络单元，其中，所述安全信息是从所述终端至所述网络单元的接入链路的传输加密密钥TEK。

32.一种通信系统，用于在分组网络中针对自动重传技术而实现域内第一层切换，其特征在于，包括：

-根据权利要求13至22中任一项所述的网络单元；

-至少两个根据权利要求23至31中任一项所述的网络单元；以及

-至少一个终端。