CN102448186B - 一种中继节点启动的方法及其实现系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中继节点启动的方法及其实现系统，用于解决在中继节点RN启动过程中执行两次接入过程，浪费网络资源的技术问题。本发明中，RN携带RN能力指示向无线侧发起RRC连接建立请求，DeNB收到能力指示后直接选择正确的能够支持RN接入的MME建立承载，建立承载后，RN向OAM获取DeNB标识列表，若RN发现已注册的小区的eNB标识在所述DeNB标识列表中，则向RN？OAM获取全部配置信息，然后建立相关的接口连接。通过本发明的RN启动流程，避免了RN执行第二次的接入过程，通过一次接入过程可完成RN的启动过程，节约了资源和信令开销。

Description

一种中继节点启动的方法及其实现系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种中继网络中中继节点启动的方法。

背景技术

为了保持第三代移动通信系统在通信领域的竞争力，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rdGenerationPartnershipProject)标准工作组正致力于演进分组域系统(EPS，EvolvedPacketSystem)的研究。图1为演进分组网络的系统结构图，EPS系统主要包括演进的通用陆地无线接入网络(E-UTRAN，EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork)和演进的分组核心网(EPC，EvolvedPacketCore)两部分。该系统的EPC能够支持用户从GSMEDGE无线接入网(GERAN，GSMEDGEradioaccessnetwork)和通用陆地无线接入网(UTRAN，UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork)的接入。

在EPC分组核心网中，包含了归属用户数据服务器(HSS，HomeSubscriberServer)、移动性管理单元(MME，MobilityManagementEntity)、服务网关(SGW，ServingGateway)、分组数据网络网关(PGW，PDNGateway)、服务GPRS支持节点(SGSN，ServingGPRSSupportNode)和策略与计费规则功能实体(PCRF，PolicyandChargingEnforcementFunction)。其中，HSS是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网；MME是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的非接入(NAS，Non-AccessStratum)层信令管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理；SGW是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法窃听和分组数据路由和转发功能；PGW是演进的分组域系统和该系统外部网络的网关，负责终端的IP地址分配、计费功能、分组包过滤、策略应用等功能。SGSN是GERAN和UTRAN用户接入EPC网络的业务支持点，功能上与MME类似，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能；PCRF负责向PCEF提供策略控制与计费规则。

在某些场景下，为了扩大无线覆盖范围，或者临时性增加无线提供接入用户的能力，引入了中继(Relay)节点的概念。图2为引入Relay之后的网络架构示意图，如图2所示，当引入了中继节点后，UE可以通过中继节点进行网络接入。其中，中继节点(RN，RelayNode)，包含两部分功能，UE和中继节点。RN一方面作为UE接入网络，建立承载等相关操作，另一方面作为演进基站(eNB，EvolvedNodeB)为UE提供接入；接纳基站(DeNB，DonoreNodeB)，为RN提供了无线接入，终结了RN-UE的无线资源控制(RRC，RadioResourceControl)信令，终结了RN-eNB的S1应用协议(S1AP)信令以及X2信令。同时内置了RN-UE的SGW和PGW；中继节点的网关系统(RNOAM，RelayNodeOperatorandManagement)，RN会从其中获得必要的连接信息。

DeNB和RN-UEMME相对普通的eNB和MME来说，支持RN接入。即RN对于普通的eNB和MME接入时，eNB和MME把RN当做一个普通UE的接入，即普通的eNB和MME不知道是RN接入还是普通UE接入。RN接入到DeNB时，DeNB能够根据RN携带的RN能力标识判断出是RN接入的，而非普通UE，同样RN-UEMME可以根据RN签约知道是RN而非普通的UE。同时RN-UEMME在和DeNB建立S1连接时告诉DeNB支持RN接入。RN-MME和DeNB也可以作为普通的eNB和MME支持普通的UE接入。

RN启动的时候，RN会做类似UE一样的操作，扫描其所在位置的eNB的广播信息，并根据信号强弱接入到对应的eNB上，因此当RN第一次接入的时候，可以接入到普通的eNB和MME上，且连接到对应的RNOAM上，从RNOAM上下载RN的初始参数以及所在位置的DeNB标识列表，然后RNUE做去附着操作，在DeNB标识列表中选择信号强的DeNB重新附着，DeNB则根据RN的能力指示选择对应的RN-UEMME，RN-UEMME则根据签约数据选择DeNB中S/PGW建立承载，然后RN再通过新建立的连接接入到RNOAM，下载RN的全部数据，RN建立S1连接和X2连接后，RN启动成功。如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤301，RN扫描所在位置区的无线信息，并将扫描小区列表中每个小区对应的eNB标识信息与预配置的DeNB标识做比较，如果扫描小区中无DeNB标识，则RN向其中一个信号强的eNB发起RRC连接建立流程。

步骤302，RN在已经建立的RRC连接上发送附着请求给MME。该条非接入层消息经由基站发送给MME。

步骤303，如果网络中没有用户的上下文信息，或者附着请求消息没有完整性保护，或者完整性保护失败，那么MME执行对用户的鉴权认证过程。

步骤304，MME为RN选择SGW/PGW，并为RN创建默认承载。

步骤305，MME向eNB发送初始上下文建立请求，其中包含建立的承载标识、服务质量(QoS，QualityofService)等相关参数，还包含发送给RN的附着接受消息。

步骤306，RRC重配置过程，建立对应的无线承载。

步骤307，eNB向MME返回初始上下文建立响应。

步骤308，RN向eNB发送直传消息，其中包含附着完成消息。eNB收到该请求后将其转发给MME。

步骤309，RN完成附着(attach)过程后，RN携带位置信息从RNOAM获取初始配置参数。所述初始配置参数包括RN可以接入的DeNB相关信息，即DeNB标识列表。所述位置信息根据RN的设备能力可以是RN的经纬度信息，即RN具有全球定位系统，或者是RN接到的eNB的小区信息列表，或者是RN的IP地址信息；

步骤310，如果RN发现当前注册的小区的eNB标识不在所获得的DeNB标识列表中，则RN向MME发起去附着流程，注销在MME的注册。

步骤311，RN根据从RNOAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB，RN作为UE向DeNB发起RRC连接建立流程，所述RRC连接建立请求消息携带RN能力指示，所述RN能力指示用于标识消息发送者为非普通UE，为中继节点。

步骤312，RN在已经建立的RRC连接上发送附着请求给DeNB。其中包含RN-UEMME的标识信息，例如全球唯一的MME标识(GUMMEI，GlobalUniqueMMEIdentifier)。

步骤313，DeNB根据步骤311中RRC连接建立请求消息携带的RN能力指示为RN选择支持RN的RN-UEMME。DeNB将非接入层消息路由到所选择的RN-UEMME。

步骤314，如果网络中没有用户的上下文信息，或者附着请求消息没有完整性保护，或者完整性保护失败，那么MME执行对用户的鉴权认证过程。

步骤315，RN-UEMME从HSS下载RN签约信息，并且从签约信息中识别接入的不是普通的UE而是RNUE接入，则RN-UEMME为RN选择DeNB内置的S/PGW。RN-UEMME向RN内置的S/PGW发起创建默认承载。选择S/PGW的方式可以是域名系统(DNS，DomainNameSystem)查询，或者根据DeNB提供的内置SGW/PGW地址，或者根据配置信息进行查询。

步骤316，RN-UEMME向DeNB发送初始上下文建立请求，其中包含建立的承载的标识，服务质量(QoS，QualityofService)等相关参数，还包含发送给RN的附着接受消息。

步骤317，RRC重配置过程，建立对应的无线承载。

步骤318，DeNB向RN-UEMME返回初始上下文建立响应。

步骤319，RN向DeNB发送直传消息，其中包含附着完成消息。DeNB收到该请求后将其转发给RN-UEMME。

步骤320，RN完成向DeNB附着(attach)过程后，RN携带位置信息从RNOAM获取全部的配置参数。所述RN向RNOAM发起的获取全部配置请求参数中携带获取全部配置参数指示，RNOAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。

步骤321，RN向DeNB发起S1连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的MME的S1连接，所述S1连接终结于DeNB，。

步骤322，RN向DeNB发起X2连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的eNB的X2连接，所述X2连接终结于DeNB。

自此，RN启动完成，RN便可以作为一个中继基站供用户接入，用户不感知通过RN接入到网络。

现有技术中，RN能够指示DeNB是RN而非普通UE，但是RN不能指示RNOAM现在接入的是eNB还是DeNB，因此上述流程，RN首先在eNB注册下载初始配置数据，而且需要在DeNB中再注册后到RNOAM获取所有用户数据，而在现有条件下，RN可能第一次就接入到DeNB，但是DeNB只是把RN当作普通UE来处理，导致多一次接入过程，浪费相关的网络资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种中继节点启动的方法及其实现系统，能在中继点启动接入接纳基站过程中，只通过一次附着流程完成启动，从而节约了资源和信令开销。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种中继节点启动的方法，该方法包括：

RN向DeNB发起RRC连接建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；所述RN能力指示用于标识发送所述RRC连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。

所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME建立承载；

建立承载后，RN从中继节点的网关系统(RNOAM)获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RNOAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。

若所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RNOAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程，在完成第二次附着后，再向RNOAM获取全部配置参数，建立相关的接口连接。

进一步地，在建立承载之前，所述MME从HSS下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通UE还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。

所述RN向RNOAM获取全部配置参数的方法为：

所述RN向RNOAM发送获取全部配置参数请求，在请求中携带获取全部配置参数指示，RNOAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。

基于上述方法，本发明还提出一种中继节点启动方法实现系统，该系统包括：RN、DeNB、MME、HSS、RNOAM，其特征在于，

所述RN向DeNB发起RRC建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；

所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME建立承载；

建立承载后，所述RN从RNOAM获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RNOAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。

本发明在RN首次接入就接入到DeNB的场景下，通过一次附着流程即可完成启动过程，节约了资源和信令开销。

附图说明

图1为演进分组网络的系统结构图；

图2为引入Relay之后的网络架构示意图；

图3为RN作为UE接入合适的DeNB和MME的流程图；

图4为本发明中继节点获取配置参数的启动方法流程图。

具体实施方式

本发明的基本思想是，RN携带RN能力指示向无线侧发起RRC连接建立请求，普通eNB收到RN能力指示后，丢弃该指示，且RN以普通UE方式接入核心网；当DeNB收到能力指示后直接选择正确的能够支持RN接入的MME建立承载，建立承载后，RN向RNOAM获取到DeNB标识列表，若RN发现已注册的小区的eNB标识保存在所述DeNB标识列表中，则向RNOAM获取全部配置信息，然后建立相关的接口连接。通过本发明的RN启动流程，可以在RN首次接入就接入到DeNB的情况下，避免RN执行第二次的接入过程，通过一次附着流程即可完成启动过程，节约了资源和信令开销。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图4为本发明中继节点获取配置信息的方法实施例的流程图，如图4所示，本示例中继节点获取配置信息的方法具体包括以下步骤：

步骤401，RN作为UE向DeNB发起RRC连接建立流程，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示，所述RN能力指示用于标识该消息发送者不是普通UE，而是中继节点；

步骤402，RN在已经建立的RRC连接上发送附着请求给DeNB。其中包含RN-UEMME的标识信息，例如GUMMEI。DeNB根据步骤401中RRC连接建立请求消息携带的RN能力指示为RN选择支持RN的RN-UEMME，然后将非接入层消息路由到所选择的RN-UEMME。

步骤403，如果网络中没有用户的上下文信息，或者附着请求消息没有完整性保护，或者完整性保护失败，那么MME执行对用户的鉴权认证过程。

步骤404，RN-UEMME从HSS下载RN签约信息，并且从签约信息中识别接入的不是普通的UE而是RN，则RN-UEMME为RN选择DeNB内置的S/PGW。RN-UEMME向RN内置的S/PGW发起创建默认承载流程。选择S/PGW的方式可以是域名系统查询，或者根据DeNB提供的内置SGW/PGW地址、或者根据配置信息进行查询。

步骤405，RN-UEMME向DeNB发送初始上下文建立请求，其中包含建立的承载的标识、服务质量等相关参数，还包含发送给RN的附着接受消息。

步骤406，执行RRC重配置过程，建立对应的无线承载。

步骤407，DeNB向RN-UEMME返回初始上下文建立响应。

步骤408，RN向DeNB发送直传消息，其中包含附着完成消息。DeNB收到该请求后将其转发给RN-UEMME。

步骤409，RN完成附着(attach)过程后，RN携带位置信息从RNOAM获取初始配置参数。所述初始配置参数包括RN可以接入的DeNB相关信息，即DeNB标识列表。所述位置信息根据RN的设备能力可以是RN的经纬度信息，即RN具有全球定位系统，或者是RN接到的eNB的小区信息列表，或者是RN的IP地址信息；

步骤410，RN检查其所附着基站的eNB标识是否在所述DeNB标识列表中，若所附着基站的eNB标识在所述DeNB标识列表中，则执行步骤411至步骤413，否则参照执行背景技术中附图3的步骤310至步骤322。

步骤411，RN携带位置信息从RNOAM获取全部的配置参数。所述RN向RNOAM发起的获取全部配置参数请求中携带获取全部配置参数指示，RNOAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。

步骤412，RN向DeNB发起S1连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的MME的S1连接，所述S1连接终结于DeNB。

步骤413，RN向DeNB发起X2连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的eNB的X2连接，所述X2连接终结于DeNB。

自此，RN启动完成，RN便可以作为一个中继基站供用户接入，用户不会感知到通过RN接入到网络。

通过附图4的流程可知，在RN第一次就接入到DeNB的场景下，采用本发明的方法，只需要执行一次附着便可完成启动过程。相对于附图3所示的现有启动流程来说，由于步骤301中未携带RN能力指示，因此首次接入时，eNB或DeNB无法获知发起RRC连接建立请求的是RN还是UE，因此在获取到DeNB标识列表后，还需要去附着并进行第二次附着过程，显然，相对于附图3所示的现有启动流程来说，本发明的启动流程在RN第一次就接入到DeNB的场景下节省了资源和信令开销。

基于图2的系统结构以及图4的本发明中继节点启动方法的流程图，本发明还提出实现本发明中继节点启动方法的系统，该系统包括：RN、DeNB、MME、HSS、OAM，该系统在针对RN第一次接入就接入到DeNB的场景下，各模块通过信令交互实现RN启动的过程主要特征如下：

RN向DeNB发起RRC建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；所述RN能力指示用于标识发送所述RRC连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。

在RN附着过程中，所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME，并建立默认承载；在建立承载过程中，所述MME从HSS下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通UE还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。

建立承载后，RN从RNOAM获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RNOAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。

若所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RNOAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程，在完成第二次附着后，再向RNOAM获取全部配置参数，建立相关的接口连接。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种中继节点启动的方法，其特征在于，该方法包括：

中继节点RN向接纳基站DeNB发起无线资源控制RRC连接建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；

所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的移动性管理单元MME建立承载；

建立承载后，RN从中继节点的网关系统RNOAM获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RNOAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述RN从RNOAM获取初始配置参数后，所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RNOAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程，在完成第二次附着后，再向RNOAM获取全部配置参数，建立相关的接口连接。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在建立承载之前，所述MME从归属用户数据服务器HSS下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通用户设备UE还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RN能力指示用于标识发送所述RRC连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RN向RNOAM获取全部配置参数的方法为：

所述RN向RNOAM发送获取全部配置参数请求，在请求中携带获取全部配置参数指示，RNOAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。

6.一种中继节点启动方法实现系统，该系统包括：中继节点RN、接纳基站DeNB、移动性管理单元MME、归属用户数据服务器HSS、中继节点的网关系统RNOAM，其特征在于，

所述RN向DeNB发起无线资源控制RRC建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；

所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME建立承载；

建立承载后，所述RN从RNOAM获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RNOAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述RN从RNOAM获取初始配置参数后，若所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RNOAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程，在完成第二次附着后，再向RNOAM获取全部配置参数，建立相关的接口连接。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，

在建立承载之前，所述MME从HSS下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通用户设备UE还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RN能力指示用于标识发送所述RRC连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RN在向RNOAM获取全部配置参数时，向RNOAM发送获取全部配置参数请求，在请求中携带获取全部配置参数指示，RNOAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。