CN102387565B - 下行数据发送方法和基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行数据发送方法和基站，其中，所述方法包括：基站的用户面用户实体接收所述用户实体对应的用户设备UE发送的上行专用消息，所述上行专用消息用于指示所述UE成功接入到所述基站；所述基站的用户面用户实体根据所述上行专用消息的触发，调度发送下行数据给所述UE。通过本发明，达到了减小切换过程中用户面的中断时延，提高了用户切换过程中的体验的效果。

Description

下行数据发送方法和基站

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种LTE(Long TermEvolution，长期演进)中UE(User Equipment，用户设备)切换完成后，用户面的下行数据发送方法和基站。

背景技术

在LTE系统中，UE和eNB(Evolved NodeB，演进的节点B)的用户面协议栈如图1所示，分为PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议)、RLC(Radio Link Control，无线链路控制)、MAC(Medium Access Control，媒质接入控制)、PHY(Physicallayer，物理层)四层。用户数据从UE的PDCP层依次向下传到PHY层，然后再从eNB的PHY层向上传到eNB的PDCP层。切换的时候，PDCP层以上没有开始发送的数据需要缓存并通过数据前转的方式，到目标小区进行发送。

UE和eNB以及MME(Mobility Management Entity，移动管理实体)的控制面协议栈如图2所示。相比用户面协议栈，控制面协议栈多了RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)层、NAS(Non-Access Stratum，非接入层)层，这两个层分别处理接入层控制信令和NAS信令。

LTE系统内的切换，从切换前后UE所在eNB位置的变化区分，分为eNB内切换和eNB间切换。eNB内的切换分为小区内切换和小区间切换；eNB间的切换又分为通过S1接口的切换和通过X2接口的切换。

基站如eNB的用户实体是基站为接入用户建立的用户上下文，分为两个部分：用户面用户实体和控制面用户实体。切换时，基站的控制面用户实体在源小区下发RRC连接重配置消息，同时停止用户面的数据传输，基站的用户面用户实体收到RRC连接重配置消息时，停止该用户的数据发送，并在新的小区进行随机接入过程。随机接入过程成功后，UE在新的小区发送和接收数据。

LTE系统中切换，UE在接入目标小区时，一般使用非竞争的随机接入过程，没有专用随机接入前导情况下，使用基于竞争的随机接入过程。

非竞争的随机接入过程如图3所示，包括：消息0，eNB给UE分配了随机接入前导；消息1，UE使用消息0中的随机接入前导进行接入；消息2，eNB给UE回随机接入响应，完成UE的随机接入。

竞争的随机接入过程如图4所示，包括：消息1，UE使用随机选择的随机接入前导进行接入；消息2，eNB给UE回随机接入响应；消息3，UE发送第一个上行的调度消息；消息4，eNB给UE发送下行的调度消息，完成UE的随机接入。

随机接入完成后，UE发送RRC连接重配置完成消息给eNB的用户面用户实体，由用户面用户实体再向控制面用户实体发送该消息，eNB的控制面用户实体收到用户面用户实体发送的RRC重配置完成消息后，再向用户面用户实体发送通知消息，该通知消息用于通知eNB的用户面用户实体进行下行数据的传输，用户面用户实体接收到该通知消息后，由该通知消息触发下行数据的调度发送进程，具体过程如图5所示。其中，在竞争的随机接入过程中，也可以在消息3中携带RRC连接重配置完成消息，消息4中携带一个空的MAC数据包。

影响切换完成后的用户面数据是否可以下发主要有两个方面因素：一个是空中接口是否准备好，即UE是否同步到目标小区，并准备好接收数据；另一个因素是基站是否准备好数据可以给UE发送。尤其基站间的切换在无损切换时，需要源侧基站将没有下发给UE的数据前转到目标基站进行。这两个因素的协调生效机制会影响用户面数据的中断时延。空中接口准备好后，如果没有及时启动下行数据传输，会导致用户面中断时延较长。

目前，相关技术中，在上述切换完成后，用户面用户实体启动下行数据发送的过程中，存在一个用户面用户实体通知控制面用户实体RRC连接重配置完成，控制面用户实体再通知用户面用户实体下发数据的一个过程。在该过程中，控制面用户实体需要在接收到用户面用户实体的RRC连接重配置完成消息后，才发消息通知用户面用户实体下发数据，从而导致用户面数据包的中断时延较长，影响切换时用户的感受度。尤其在LTE系统中，切换只能使用硬切换的情况下，用户面中断时延长会对用户造成不良的切换感受度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种下行数据发送方法和基站，以至少解决上述的相关技术中，在UE切换完成后，用户面数据包的中断时延较长，影响用户使用感受度的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种下行数据发送方法，包括：基站的用户面用户实体接收该用户实体对应的用户设备UE发送的上行专用消息，上行专用消息用于指示UE成功接入到基站；基站的用户面用户实体根据上行专用消息的触发，调度发送下行数据给UE。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站，包括用户面用户实体，用户面用户实体包括：接收模块，用于接收用户实体对应的用户设备UE发送的上行专用消息，上行专用消息用于指示UE成功接入到基站；发送模块，用于根据上行专用消息的触发，调度发送下行数据给UE。

通过本发明，采用基站的用户面用户实体接收到上行专用消息后，即触发用户面用户实体调度发送下行数据给UE，与相关技术相比，在UE(切换用户)切换到目标小区的随机过程完成后，利用目标小区上的该切换用户的上行专用消息作为一种触发机制，来启动该切换用户的下行数据传递的方法，减少了用户面与控制面的消息交互流程，解决了相关技术在UE切换完成后，用户面数据包的中断时延较长，影响用户使用感受度的问题，进而达到了减小切换过程中用户面的中断时延，提高了用户切换过程中的体验的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的一种UE和eNB的用户面协议栈的示意图；

图2是根据相关技术的一种UE、eNB和MME的控制面协议栈的示意图；

图3是根据相关技术的一种非竞争随机接入过程的示意图；

图4是根据相关技术的一种竞争随即接入过程的示意图；

图5是根据相关技术的一种切换完成后目标小区下行数据发送过程的流程图；

图6是根据本发明实施例一的一种下行数据发送方法的步骤流程图；

图7是根据本发明实施例二的一种下行数据发送方法的步骤流程图；

图8是根据本发明实施例三的一种下行数据发送方法的步骤流程图；

图9是根据本发明实施例四的一种下行数据发送方法的步骤流程图；

图10是根据本发明实施例五的一种基站的组成示意图；

图11是图10所示基站的用户面用户实体的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明针对相关技术的LTE系统中，在切换完成后，目标基站(如目标eNB)控制面用户实体在收到用户面用户实体发送的RRC连接重配置完成消息，再通知基站用户面用户实体进行下行数据发送的过程，会导致基站用户面数据中断时延较长的问题，提出本发明的方案，以缩短相关技术这种情况下导致的用户面数据下行中断时延较长的问题。本发明的核心思想之一在于在上述场景下，通过在目标基站(eNB)的目标小区上，基站的切换用户的用户面用户实体上收到上行UE的上行专用消息，通常包含RRC连接重配置完成消息和/或上行业务数据，该上行专用消息表明UE完全接入到目标小区，则基站用户面中该UE的用户实体就自动开始向UE发送下行业务数据。

参照图6，示出了根据本发明实施例一的一种下行数据发送方法的步骤流程图，包括以下步骤：

步骤S602：基站的用户面用户实体接收该用户实体对应的用户设备UE发送的上行专用消息；

其中，上行专用消息用于指示UE成功接入到基站。上行专用消息中可以包括RRC连接重配置完成消息和/或上行业务数据。

步骤S604：基站的用户面用户实体根据上行专用消息的触发，调度发送下行数据给UE。

基站的用户面用户实体接收到上行专用消息后，不管该上行专用消息中包含有RRC连接重配置完成消息，还是只包含上行业务数据，都触发启动用户面用户实体的下行数据调度发送，而无需等待基站的控制面用户实体的发送的通知用户面用户实体进行下行数据发送的通知消息。

相关技术中，随机接入完成后，UE发送RRC连接重配置完成消息给基站(eNB)的用户面用户实体，由用户面用户实体向控制面用户实体发送该消息，再由控制面用户实体向用户面用户实体发送通知消息，触发用户面用户实体发送下行数据。通过本发明，基站的用户面用户实体接收到上行专用消息后，该上行专用消息可能包含RRC连接重配置完成消息，也可能不包含RRC连接重配置完成消息，而只包含上行业务数据，即触发用户面用户实体调度发送下行数据给UE，其利用目标小区上的UE的上行专用消息作为一种触发机制，启动用户面用户实体的下行数据发送，减少了用户面与控制面的消息交互流程，解决了相关技术在UE切换完成后，用户面数据包的中断时延较长，影响用户使用感受度的问题，进而达到了减小切换过程中用户面数据的中断时延，提高了用户切换过程中的体验的效果。

参照图7，示出了根据本发明实施例二的一种下行数据发送方法的步骤流程图，包括以下步骤：

步骤S702：eNB在源小区下发RRC连接重配置消息给UE。

该RRC连接重配置消息中至少携带专用随机前导、以及由目标小区分配的小区内C-RNTI(Cell RNTI，无线网络层临时标识)，同时暂停在源小区的数据下发。源小区eNB的用户面用户实体把停止数据下发时上下行的PDCP层的SN(Sequence Number，序列号)和HFN(Hyper Frame Number，超帧号)发给目标eNB。

本步骤中，如果目标小区中没有可用的专用前导，则消息中也可以不携带。

步骤S704：UE在目标小区使用专用前导进行基于非竞争的随机接入。

本步骤中，如果第一步中UE没有得到专用随机接入前导，则UE使用基于竞争的随机接入过程。

步骤S706：UE使用随机接入响应消息中的上行授权，发送上行专用消息给eNB。

其中，上行专用消息中可以仅包含RRC连接重配置完成消息，也可以仅包含上行业务数据，还可以既包含RRC连接重配置完成消息，也包含上行业务数据。

步骤S708：目标eNB小区的物理层把UE发送的MAC PDU(Protocal Data Unit，协议数据单元)发送给目标eNB的用户面用户实体，使用步骤S702中的C-RNTI进行解扰和索引。

其中，MAC PDU是目标eNB将上行专用消息从物理层逐层传递到MAC层后，经MAC层协议封装后的MAC层数据包，目标eNB在MAC层进行数据解析，获取上行专用消息中的信息。MACPDU携带有控制头和数据体，控制头包括了UE给上个消息的确认信息等，该控制头发送给基站的调度器；而数据体中则包含了上行专用消息中的信息，包括控制信令(如RRC连接重配置完成消息中的控制信令)和/或业务数据。

步骤S710：目标eNB的用户面用户实体解析MAC PDU，判断MAC PDU中数据的消息类型；

通过判断消息类型，可以针对不同的消息类型进行相应的处理，提高系统效率。

步骤S712：如果MAC PDU中携带的是业务数据，则将业务数据投递给用户面高层，同时启动下行数据的调度发送；

步骤S714：如果MAC PDU中携带的是控制信令，则将控制信令投递到控制面用户实体，同时，用户面用户实体根据切换前的PDCP的SN和HFN向调度器请求调度，根据调度器的调度结果，进行数据下发。

基站的调度器用于调度发送下行数据，如为下行数据分配对应的带宽、频域或者时域信息，下行数据在频域或者时域中的位置，将调度结果发送给用户面用户实体，用户面用户实体根据调度器的调度对下行数据进行打包发送等。基站的调度器也为上行发送的数据进行调度。优选的，基站的调度器为MAC调度器。

基站的用户面用户实体根据待发送的下行数据的大小，向调度器发送调度请求，并接收调度器的调度响应，调度响应中包含了待发送下行数据的控制格式信息，用户面用户实体根据控制格式信息打包待发送的下行数据，组成一个数据块，将该数据块发送给基站的物理层，由物理层发送给UE。

另外，本步骤中，如果MAC PDU中的数据是RRC信令，则用户面实体把该信令消息投递到RRC。需要说明的是，本步骤中未考虑eNB间切换数据转发过程对用户面下行数据的影响。

参照图8，示出了根据本发明实施例三的一种下行数据发送方法的步骤流程图。本实施例中，不失一般性，假定源小区编号为1，目标小区编号为2。且小区1和小区2位于两个eNB，分别为eNB1和eNB2，UE通过X2接口发生切换。假定小区分配的专用切换前导索引为60，分配的C-RNTI为10000，UE位于eNB1的小区1，准备切换到小区2。本实施例中，UE也称为切换用户，用户上行数据随同RRC连接重配置完成消息一起发给基站eNB。

本实施例包括以下步骤：

步骤S802：经过切换准备，eNB2小区2把UE的RRC连接重配置消息组好，携带专用前导序列索引60，C-RNTI为10000，发给eNB1的小区1。eNB1的小区1把RRC连接重配置消息下发给UE，停止用户面对应的切换用户实体的数据下发，同时把用户实体的PDCP层的SN(不失一般性，假定为2000)和HFN(不失一般性，假定为5000)传到目标eNB2的目标小区2的新建的UE实体。

步骤S804：UE停止在小区1的上行数据传输，并复位MAC层的实体，使用前导序列索引60对应的前导序列，发送随机接入请求。

步骤S806：UE收到随机接入响应后，使用响应中的上行调度授权，使用C-RNTI 10000加扰，发送RRC连接重配置完成消息给eNB2。同时，UE使用该上行授权发送上行业务数据给基站。

步骤S808：eNB2目标小区2的物理层收到消息后，经过解调，根据C-RNTI匹配到具体的UE标识，并把消息发到用户面实体对应的该用户标识的用户实体上。

其中，基站的用户面实体/控制面实体可以包括一或多个用户设备在基站的用户面/控制面的用户实体。

步骤S810：eNB2目标小区2的用户面实体收到上行数据，根据用户标识匹配到切换用户实体上，切换用户实体使用源小区发送的切换用户的PDCP的SN2000和HFN5000，开始进行下行数据的调度下发。同时，用户面用户实体把RRC连接重配置完成消息投递到控制面实体，把上行业务数据投递到PDCP层。

参照图9，示出了根据本发明实施例四的一种下行数据发送方法的步骤流程图。本实施例中，不失一般性，假定源小区编号为1，目标小区编号为2。且小区1和小区2位于同一个eNB，假定目标小区没有可用的专用切换前导分配。分配的C-RNTI为10000，UE位于小区1，准备切换到小区2。本实施例中，UE也称为切换用户，RRC连接重配置完成消息不与业务数据一起发送给eNB。

步骤S902：经过切换准备，小区2把UE的RRC连接重配置消息组好，携带C-RNTI 10000，发给小区1的UE实体。小区1中的UE实体把RRC连接重配置消息下发给UE，停止用户面实体对应的UE实体的数据下发，同时把UE实体的PDCP层的SN(不失一般性，假定为2000)和HFN(不失一般性，假定为6000)传到目标小区2的新建UE实体。

本步骤中，也可以在小区1和小区2中使用相同的UE实体，此时UE实体只需要变更相关参数即可。

步骤S904：UE停止在小区1的上行数据传输，并复位MAC层的实体，随机选择一个前导序列，发送随机接入请求，进行竞争的随机接入。

步骤S906：UE收到随机接入响应后，使用响应中的上行调度授权，发送RRC连接重配置完成消息给eNB。

步骤S908：小区2的物理层收到消息后，经过解调，根据消息中携带的C-RNTI 10000匹配出具体的用户标识，并把消息发到用户面实体。

其中，基站的用户面实体/控制面实体可以包括一或多个用户设备在基站的用户面/控制面的用户实体。

步骤S910：小区2的用户面实体收到上行数据，根据用户标识匹配到切换用户实体上，切换用户的用户面用户实体使用源小区发送的切换用户的PDCP的SN 2000和HFN6000，开始进行下行数据的调度下发。同时，用户面用户实体把RRC连接重配置完成消息投递到控制面用户实体。

参照图10，示出了根据本发明实施例五的一种基站的组成示意图。本实施例中，设定该基站为eNB，包括：eNB控制面用户实体1002(包含RRC)、eNB用户面用户实体1004、eNB调度器1006、eNB物理层1008。

其中，eNB用户面用户实体1004的具体结构如图11所示，包括：接收模块10042，用于接收用户实体对应的UE发送的上行专用消息，该上行专用消息用于指示UE成功接入到基站eNB；发送模块10044，用于根据上行专用消息的触发，调度发送下行数据给UE。

其中，上行专用消息包括无线资源控制RRC连接重配置完成消息和/或上行业务数据。

优选的，发送模块10044包括：请求模块，用于根据上行专用消息的触发，向基站的调度器发送调度请求，并接收调度器的调度响应；调度发送模块，用于根据调度响应发送下行数据给UE。

优选的，eNB用户面用户实体1004还包括：信令发送模块10046，用于当上行专用消息包括RRC连接重配置完成消息时，将RRC连接重配置完成消息发送给基站的控制面用户实体；数据发送模块10048，用于当上行专用消息包括上行业务数据时，将上行业务数据发送给基站的用户面高层。

优选的，请求模块用于根据上行专用消息的触发和待发送的下行数据的大小，向基站的调度器发送调度请求，并接收所述调度器的调度响应；调度发送模块用于根据调度响应中的控制格式信息，打包待发送的下行数据，并发送打包后的下行数据给基站的物理层，由物理层发送给UE。

优选的，基站的调度器(eNB调度器1006)为MAC调度器。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种下行数据发送方法，其特征在于，包括：

基站的用户面用户实体接收所述用户实体对应的用户设备UE发送的上行专用消息，所述上行专用消息用于指示所述UE成功接入到所述基站；

所述基站的用户面用户实体根据所述上行专用消息的触发，调度发送下行数据给所述UE，其中，所述基站的用户面用户实体根据所述上行专用消息的触发，调度发送下行数据给所述UE的步骤包括：所述基站的用户面用户实体根据所述上行专用消息的触发，向所述基站的调度器发送调度请求，并接收所述调度器的调度响应；所述用户面用户实体根据所述调度响应发送所述下行数据给所述UE。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行专用消息包括无线资源控制RRC连接重配置完成消息和/或上行业务数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述上行专用消息包括所述RRC连接重配置完成消息时，所述基站的用户面用户实体将所述RRC连接重配置完成消息发送给所述基站的控制面用户实体；

当所述上行专用消息包括所述上行业务数据时，所述基站的用户面用户实体将所述上行业务数据发送给所述基站的用户面高层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站的用户面用户实体向所述基站的调度器发送调度请求的步骤包括：

所述基站的用户面用户实体根据待发送的所述下行数据的大小，向所述基站的调度器发送调度请求；

所述用户面用户实体根据所述调度响应发送所述下行数据给所述UE的步骤包括：

所述用户面用户实体根据所述调度响应中的控制格式信息，打包所述待发送的下行数据，并发送所述打包后的下行数据给所述基站的物理层，由所述物理层发送给所述UE。

5.一种基站，包括用户面用户实体，其特征在于，所述用户面用户实体包括：

接收模块，用于接收所述用户实体对应的用户设备UE发送的上行专用消息，所述上行专用消息用于指示所述UE成功接入到所述基站；

发送模块，用于根据所述上行专用消息的触发，调度发送下行数据给所述UE，其中，所述发送模块包括：请求模块，用于根据所述上行专用消息的触发，向所述基站的调度器发送调度请求，并接收所述调度器的调度响应；调度发送模块，用于根据所述调度响应发送所述下行数据给所述UE。

6.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述上行专用消息包括无线资源控制RRC连接重配置完成消息和/或上行业务数据。

7.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述用户面用户实体还包括：

信令发送模块，用于当所述上行专用消息包括所述RRC连接重配置完成消息时，将所述RRC连接重配置完成消息发送给所述基站的控制面用户实体；

数据发送模块，用于当所述上行专用消息包括所述上行业务数据时，将所述上行业务数据发送给所述基站的用户面高层。

8.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，

所述请求模块用于根据所述上行专用消息的触发和待发送的所述下行数据的大小，向所述基站的调度器发送调度请求，并接收所述调度器的调度响应；

所述调度发送模块用于根据所述调度响应中的控制格式信息，打包所述待发送的下行数据，并发送所述打包后的下行数据给所述基站的物理层，由所述物理层发送给所述UE。