CN103314618A - 增强型连接恢复和小区选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线电链路失败或切换失败后失去无线电资源控制连接下的增强型连接恢复。用户设备首先在移动通信网络中的源小区建立无线电资源控制连接。稍后，用户设备检测到失败事件，并在目标小区进行无线电资源控制重新建立进程，以恢复无线电资源控制连接。在第一示范例中，采用快速无线电链路失败进程，以减少服务小区的中断时间。在第二示范例中，基于小区优先级信息采用增强型小区选择机制，以较少目标小区的中断时间。在一实施例中，应用多无线电接入技术注册，以进行小区选择。

Description

增强型连接恢复和小区选择方法
交叉引用
本申请的权利要求根据35U.S.C.§119要求2012年1月18日递交的美国临时申请案No.61/587,979，发明名称为“快速重新建立方法”的优先权，且将此申请作为参考。
技术领域
本发明有关于移动通信网络中增强型连接恢复(enhanced connectionrecovery)，且尤其有关于由于无线电链路失败(Radio Link Failure,RLF)或切换失败(Handover Failure,HOF)而失去无线电资源控制(Radio Resource Control,RRC)连接下的增强型连接恢复。
背景技术
在第三代移动通信合作计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)长期演进(Long Term Evolution,LTE)网络中，演进通用地面无线电接入网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,E-UTRAN)可包括多个基站，以通过建立的RRC连接与多个移动台(Mobile Station,MS)进行通信。其中，基站如演进节点B(evolved Node-B,eNB)，移动台如用户设备(UserEquipment,UE)。UE可通过无线电链路监测(Radio Link Monitor,RLM)机制监测其服务小区的下行链路(Downlink,DL)信道质量，以确定无线电链路是否足以继续进行传送。举例来说，UE可测量小区特定参考信号(cell-specificreference signal,CRS)，以检测服务小区的下行链路无线电链路质量。UE也可以将估计的DL质量与阈值(如QOUT以及QIN)进行比较，以确定服务小区和UE之间的链路是否足够好。基于RLM以及N310/N311/T310机制，可以检测物理层问题，一旦检测到物理层问题，UE会视为RLF。此外，媒体访问控制(Media Access Control,MAC)层指示随机接入问题，以及无线电链路控制(Radio Link Control,RLC)层指示重新传送已达到最多次数时，也会被视为RLF。若检测到RLF，UE收集和储存RLF信息，并试图通过RRC重新建立进程恢复RRC连接。
在LTE系统的移动管理中，每个UE需要定期测量接收参考信号功率以及服务小区/相邻小区的质量，并将测量结果报告给其服务eNB，以用于可能的切换或小区再选择。对LTE小区的测量，如参考信号接收功率(ReferenceSignal Received Power,RSRP)以及/或者参考信号接收质量(Reference SignalReceived Quality,RSRQ)可用来对不同的小区进行排序(rank)，以进行移动管理。切换管理适当可防止失去连接。然而在实际中，HOF可能由于多种原因发生，如UE信令问题和UE测量配置问题。一般来说，RLF或HOF指示过早切换、过迟切换或切换到错误小区。RLF/HOF事件发生后，UE试图进行RRC重新建立进程，以恢复RRC连接。
进行RRC重新建立时，UE释放(release)当前RRC配置，并进行小区选择。RRC重新建立进程成功的先决条件是所选择进行RRC重新建立的小区具有UE资料(context)。若UE无法恢复RRC连接，则UE进入RRC空闲模式(RRC idle mode)，并试图通过非接入层(non-access Stratum,NAS)恢复进程待接(camp)到小区。UE可告知eNB有可用RLF报告，RRC连接重新建立或RRC连接建立成功后，接收到eNB的请求后，UE可将RLF/HOF信息报告给eNB。基于RLF报告，网络可采取可能的校正操作，以防止未来连接失败。
先进LTE(LTE-Advanced,LTE-A)系统在异构网络(Heterogeneous Network,HetNet)中采用多种类型的基站，以改进频谱效率。异构网络中混合采用宏基站(macro base station，以下简称为macro)、微基站(pico base station，以下简称为pico)、家庭基站(femto base station，以下简称为femto)以及中继基站(relaybase station)，可更灵活低成本，并可提供统一的宽带用户体验。与传统同构网络(homogeneous network)相比，具有更智能的基站间资源协调、更好的基站选择策略以及更高效的干扰管理的异构网络可显著提高吞吐量(throughput)并改进用户体验。
然而在异构网络场景(如macro-pico部署)中，HOF/RLF率可能会增加。举例来说，由于pico小区测量不准确或没有足够时间进行pico-macro切换，可能会发生HOF/RLF。因此，需要改进连接恢复进程，以减少连接恢复期间的中断时间(outrage time)以及数据损失。
发明内容
本发明提出一种无线电链路失败或切换失败后失去RRC连接下的增强型连接恢复。UE首先在移动通信网络中的源小区建立RRC连接。稍后，UE检测到失败事件，并在目标小区进行RRC重新建立进程，以恢复RRC连接。增强型连接恢复可由UE/无线电接入进行，也可由网络进行。从UE/无线电接入的角度来说，增强型连接恢复可用来减少源小区的中断时间(如通过快速RLF)或减少目标小区的中断时间(如通过增强型小区选择和多RAT注册)。从网络的角度来说，增强型连接恢复可用来减少目标小区的中断时间(如通过快速NAS恢复和资料获取)或减少恢复期间的数据损失(如通过无损失数据恢复)。
在第一示范例中，采用快速RLF进程，以减少服务小区的中断时间。在一实施例中，除了既有T310计时器之外，UE将测量报告发送给eNB时，启动新的计时器(如T310a)。当新的计时器届满时，进行RRC重新建立。在另一实施例中，若UE识别出候选小区，则在T310计时器届满之前，UE初始化RRC重新建立。其中，候选小区如具有比服务小区高的无线电链路质量的相邻小区。
在第二示范例中，基于小区优先级信息采用增强型小区选择机制，以较少目标小区的中断时间。小区选择的优先级可基于具有更好移动覆盖的频率层确定，或基于具有更好移动覆盖的同频率小区确定。小区优先级信息可由广播或多播携带，PCI排序机制也可用来识别移动小区。在一实施例中，应用多RAT注册，以进行小区选择。在另一实施例中，具有更高移动状态的UE选择性地应用小区优先级。
在第三示范例中，采用快速NAS恢复进程，以减少目标小区的中断时间。在一实施例中，RRC重新建立请求触发NAS服务请求。目标基站接收到NAS服务请求后，通过S1接口从MME请求UE资料。由于NAS服务请求较早触发，目标eNB可更快获取UE资料信息，并因而减少目标小区的中断时间。
在第四示范例中，采用资料获取，以减少目标小区的中断时间。在一实施例中，目标eNB通过X2接口将RLF指示发送给源eNB，其中RLF指示包括UE资料请求。作为对RLF指示的响应，源eNB将UE资料信息发送给目标eNB。如此一来，RRC重新建立可成功完成，目标小区的中断时间可相应减少。
在第五示范例中，采用无损失重新建立进程，以减少连接恢复期间的数据损失。在一实施例中，目标eNB将RLF指示发送给源eNB，其中RLF指示包括数据发送请求。作为对RLF指示的响应，源eNB将PDCP序号状态和用户平面数据发送给目标eNB。如此一来，可无数据损失地恢复PDCP操作。
如下详述其它实施例以及优势。本部分内容并非对发明作限定，本发明范围由权利要求所限定。
附图说明
附图说明了本发明的实施例，其中相同的号码代表相同的组件。
图1是根据本发明一示范例的具有增强型连接恢复的移动通信网络的示意图。
图2是根据本发明一示范例的增强型连接恢复的不同实施例的示意图。
图3是根据本发明一示范例的UE和eNB的简化方块示意图。
图4是无线电接入网络进行增强型连接恢复的示意图。
图5是根据本发明一示范例的快速RLF进程的示意图。
图6是涉及新的T310a计时器的快速RLF进程的一实施例的示意图。
图7是基于小区优先级信息进行增强型小区选择的一实施例的示意图。
图8是多RAT注册时增强型小区选择的一实施例的示意图。
图9是快速RLF进程的方法流程图。
图10是基于优先级进行增强型小区选择的方法流程图。
图11是通过快速NAS恢复进行RRC重新建立进程的第一实施例的示意图。
图12是通过快速NAS恢复进行RRC重新建立进程的第二实施例的示意图。
图13是通过资料获取进行RRC重新建立进程的一实施例的示意图。
图14是无损失RRC重新建立进程的一实施例的示意图。
图15是从UE角度的目标小区中快速NAS恢复的方法流程图。
图16是从BS角度的目标小区中快速NAS恢复的方法流程图。
图17是通过资料获取进行RRC重新建立进程的方法流程图。
图18是进行无损失RRC重新建立进程的方法流程图。
具体实施方式
以下描述了本发明实施的较佳实施例，且有些实施例通过附图进行了说明。
图1是根据本发明一示范例的具有增强型连接恢复的移动通信网络100的示意图。移动通信网络100包括UE101、无线电接入网络(Radio AccessNetwork,RAN)108、分组核心网(Packet Core Network，PCN)109以及互联网(Internet)107。其中，RAN108包括第一基站—eNB102和第二基站—eNB103，PCN109包括移动管理实体(Mobility Management Entity,MME)104、服务网关(Serving Gateway,SGW)105以及分组数据网络(Packet Data Network,PDN)网关(PDN Gateway,PGW)106。基站之间通过X2接口彼此通信，且每个基站通过S1接口与MME104通信。UE101可通过RAN108和PCN109接入互联网107。
UE101首先与其服务基站eNB102在源小区(source cell)中建立RRC连接。稍后，UE101检测到如RLF或HOF的失败事件。UE101随后进行RRC重新建立进程，以恢复RRC连接。举例来说，UE101可选择具有目标eNB103的目标小区(target cell)，并进行RRC重新建立。若RRC重新建立失败，则UE101可进入RRC空闲模式，并开始NAS恢复，以建立新的RRC连接。在连接恢复进程中，RRC连接会断开，断开时间可称为连接中断时间。此外，恢复期间可能会丢失一部分数据。在一实施例中，应用增强型连接恢复进程111(涉及UE、RAN、X2接口和S1接口)，以减少连接恢复期间源小区/目标小区的中断时间和数据损失。
图2是根据本发明一示范例的增强型连接恢复的不同实施例的示意图。如图2所示，可如方框211所示，由UE/无线电接入进行增强型连接恢复进程201，也可如方框221所示，由网络进行增强型连接恢复进程201。从UE/无线电接入的角度来说，增强型连接恢复可用来减少源小区的中断时间(如方框231所示)，或者用来减少目标小区的中断时间(如方框232所示)。为了减少源小区的中断时间，可采用快速RLF进程241。而为了减少目标小区的中断时间，可采用增强型小区选择242。在无线电接入技术间(Inter Radio AccessTechnology,IRAT)场景中，为减少目标小区的中断时间，可采用IRAT多注册(multi registration)243。
从网络的角度来说，增强型连接恢复可用来减少目标小区的中断时间(如方框232所示)，或者用来减少数据损失(如方框233所示)。为了减少目标小区的中断时间，可采用快速NAS恢复244或资料获取(context fetching)245。而为了减少数据损失，可通过X2接口采用无损失恢复(loss-less recovery)机制246。以下将具体描述增强型连接恢复的不同实施例。
图3是根据本发明一示范例的用户设备UE301和基站eNB302的简化方块示意图。用户设备UE301包括存储器311、处理器312以及收发机313，其中存储器311中储存有程序码314，收发机313耦接至天线模块319。用户设备UE301还可包括多个功能模块，如用来基于测量配置进行多种测量的测量模块315，用来进行无线电链路监测、无线电链路失败检测和处理的RLM/RLF模块316，用来进行连接建立和恢复的小区选择的小区选择模块317，以及用来进行RRC连接建立进程并维持RRC连接的RRC连接管理模块318。类似地，基站eNB302包括存储器321、处理器322以及收发机323，其中存储器321中储存有程序码324，收发机323耦接至天线模块329。基站eNB302也可包括多个功能模块，如用来给UE301提供多种配置的配置模块325，用来管理与核心网络中MME通信的S1接口模块326，用来管理与其它基站通信的X2接口模块327，以及用来进行RRC连接建立进程并维持RRC连接的RRC连接管理模块328。
上述不同的模块为功能性模块，并可通过软件、韧件、硬件或其组合实现。当由处理器执行时(如通过执行程序码314和324)，上述功能性模块可使得UE301和eNB302在检测到连接失败事件时进行增强型连接恢复。在第一示范例中，RLM/RLF模块316检测到无线电链路问题，并调用快速RLF机制，以减少源小区的中断时间。在第二示范例中，小区选择模块317在失败事件发生后进行增强型小区选择，以减少目标小区的中断时间。在第三示范例中，eNB302通过S1接口模块326/X2接口模块327进行资料获取或快速NAS恢复，以减少目标小区的中断时间。在第四示范例中，eNB302通过X2接口模块327进行无损失RRC重新建立，以减少连接恢复期间的数据损失。
快速RLF和增强型小区选择
图4是移动通信网络400中UE/无线电接入网络进行增强型连接恢复的示意图。移动通信网络400包括UE401、服务eNB402(用于在源小区建立连接)和目标eNB403(用于在目标小区建立连接)。从UE/无线电接入的角度来说，增强型连接恢复可通过快速RLF进程以减少源小区的中断时间，可通过增强型小区选择机制以减少目标小区的中断时间。
在步骤411中，UE401与eNB402在源小区建立RRC连接。稍后，UE401检测到可能的无线电链路问题，如链路质量低于阈值QOUT。在遗留(legacy)RLF进程中，启动T310计时器(timer)，当T310计时器届满(expire)时，检测到RLF。UE401选择小区，试图恢复RRC连接。上述机制为eNB控制的机制(eNB-controlled mechanism)，计时器值由网络配置。然而，上述配置T310计时器的遗留RLF进程可能无法提供(特别是对较小的小区)足够的灵活性，从而无法提供更好的性能。举例来说，较小的小区可能无法提供覆盖层(coveragelayer)的良好覆盖，较长的RLF检测时间可能并不合适。在上述状况下，遗留RLF方案可能会导致频繁的RRC重新建立。
在一示范例中，UE401在步骤412开始快速RLF进程。在快速RLF进程中，评估RLF不仅依赖于源小区计时器和滤波器，还依赖于所选择进行重新建立的小区的信号强度以及/或者质量。举例来说，若存在识别出的(identified)重新建立小区(如明确或暗中识别)，且重新建立小区为无线电了解的(radio-wise)“足够好”，则RLF评估时间则可缩短，UE进入重新建立小区。在步骤413中，UE401与eNB403在目标小区中进行RRC重新建立。若目标eNB403中没有UE的资料信息，则RRC重新建立可能会失败。在步骤414中，UE401进入RRC空闲模式，并在RRC重新建立失败时开始NAS恢复。小区选择后，UE401在步骤415与eNB403在所选择的目标小区中进行RRC连接建立。
RRC重新建立失败发生后，进行步骤414中的小区选择。在当前LTE系统中，UE采用遗留小区选择方法，以选择合适的小区。然而在异构网络部署(如macro-pico)中，若进行小区选择的小区和频率层之间没有差别，则可能会频繁进行RRC重新建立。举例来说，高移动性(high-mobility)UE很容易移动到微小区的覆盖范围之外。在上述状况下，若UE可与宏小区重新建立RRC连接，则RRC连接重新建立的次数将不那么频繁。
在一示范例中，UE401在步骤414中采用增强型小区选择方法。在一实施例中，RRC重新建立失败后，UE401按照优先级选择目标小区。其中，优先级可基于频率层或同频率(intra-frequency)小区指定。在多频异构网络部署中，将某频率层设置为移动层(mobility layer)。重新建立失败后，UE按照优先级在移动层选择小区。在单频异构网络部署中，将具有更大覆盖范围的小区(如宏小区)设置为移动小区(mobility cell)。重新建立失败后，UE按照优先级选择一个宏小区。在增强型小区选择的另一实施例中，按照eNB通过广播或单播进行的指示，具有高移动速度的UE应重新连接至覆盖层。举例来说，若UE的移动状态高于阈值，则UE仅重新连接至覆盖层。
图5是根据本发明一示范例的移动通信网络500中快速RLF进程的示意图。移动通信网络500包括UE501、服务eNB502(用于在源小区建立连接)和目标eNB503(用于在目标小区建立连接)。在步骤511中，UE501与eNB502在源小区建立RRC连接。在步骤512中，UE501进行无线电链路监测，并测量无线电信号强度/质量。在步骤513中，UE501检测到可能的无线电链路问题，如链路质量低于阈值QOUT。基于遗留RLF进程，UE501启动T310计时器。
除了依赖于网络控制的源小区计时器和滤波器的遗留RLF之外，UE501另开始快速RLF进程。其中，RLF进程为UE控制的机制，是遗留RLF的备份选项。在一实施例中，仅当准备好的切换有可能失败时，开始快速RLF。举例来说，UE501在步骤514中将测量报告发送给eNB502，而eNB502在步骤515作出移动决定。基于移动决定，eNB502在步骤516将切换命令发送给UE501。然而，UE501无法接收切换命令(如由于无线电链路质量太差)。UE501在T310计时器届满之前的步骤517触发快速RLF，而不是等到T310计时器届满后才触发。快速RLF后，UE501在步骤518进行小区选择，并在步骤519进行RRC重新建立进程。若没有快速RLF机制，UE501可能在T310计时器届满之前等待过长时间。缩短RLF评估的时间有多种方式，如采用新的T310a计时器。在一实施例中，UE501在步骤514发送测量报告时，可启动计时器t310a。
图6是涉及新的T310a计时器的快速RLF的一实施例的示意图。如图6所示，每个UE开始两个独立进程：切换进程和RLF进程。在时间t1，切换进程检测到源小区/服务小区的事件触发状况。在一示范例中，触发事件可为服务小区的信道质量比相邻小区的信道质量差，其中差值为非负阈值。需注意，上述非负阈值可用来减小乒乓效应(ping-pong effect)。在另一示范例中，触发事件可为服务小区的信道质量低于第一阈值而相邻小区的信道质量高于第二阈值。另外，在时间t2，RLF进程检测到较差无线电链路状况，并启动T310计时器。而在切换进程中，从时间t1经过一段触发时间(time-to-trigger,TTT)后，在时间t3，触发UE将测量报告发送给网络。此外，在时间t3，在UE发送测量报告的同一时间(即时间t3)，RLF进程中启动新的T310a计时器。切换准备时间之后，在时间t4，UE无法从网络接收切换命令。在时间t5，新的T310a计时器届满，触发快速RLF。若没有新的T310a计时器，则遗留RLF将会在T310计时器届满的时间t6触发，t6显然比t5晚很多。快速RLF机制因此可减少源小区的中断时间。
在快速RLF的另一实施例中，若识别出候选小区，则UE在T310计时器届满之前开始RRC重新建立进程。一般来说，候选小区为具有较高质量(如基于RSRP/RSRQ测量)的相邻小区。若网络指定候选小区的频率优先级或实体小区识别符(Physical Cell ID,PCI)排序，则UE可从优选频率层中选择相邻小区。网络可广播或单播指定候选小区的准则。在一示范例中，UE可重复采用遗留小区选择进程(如3GPP TS36.304)所定义的合适小区选择中的相同参数。在另一示范例中，eNB可广播另一组参数，用于异构网络部署中定义的小区选择。明确来说，PCI排序可与配置相关，从而使UE区分微小区和宏小区。需注意，PCI排序代表一系列小区。上述快速RLF机制也与以下将描述的增强型目标小区选择有关。
图7是移动通信网络700中基于小区优先级信息进行增强型小区选择的一实施例的示意图。移动通信网络700包括UE701、服务eNB702(用于在源小区建立连接)和目标eNB703(用于在目标小区建立连接)。在步骤711中，UE701与eNB702在源小区建立RRC连接。在步骤712中，UE701从eNB702中接收小区优先级信息。其中，优先级可基于频率层确定，如将多频率场景中的某频率层设置为移动层；优先级也可基于同频率小区覆盖确定，如将单频率场景中的具有更大覆盖范围的小区设置为移动小区。小区优先级信息可由广播信道(Broadcasting Channel,BCH)或单播RRC消息携带。需注意，系统信息块(System Information Block,SIB)中列有的优先级一般用来进行小区再选择，可能并不适于RRC重新建立之后的小区选择。因此，小区选择需要具体的优先级列表。在一示范例中，多频率场景和单频率场景均可应用PCI排序方法，如PCI排序可识别出一组移动小区。
UE701在步骤713中检测到RLF，并在步骤714中，与eNB703在所选择的目标小区中进行RRC重新建立进程。若RRC重新建立失败，则UE701在步骤715进入RRC空闲模式，并开始NAS恢复。UE701再次基于小区优先级信息进行增强型小区选择(步骤716)。最后在步骤717中，UE701与eNB703进行RRC连接建立进程。
在增强型小区选择的一实施例中，UE只在其具有高移动速度或高移动性时，才选择性地应用小区优先级。一般来说，按照eNB通过广播或单播发送的指示，具有高移动速度的UE只需重新连接至覆盖层。在一示范例中，若UE移动状态高于阈值，则UE只需重新建立至覆盖层。其中，阈值可通过广播或单播方法发送。在另一示范例中，若UE移动状态较高，则UE只需重新建立至覆盖层。由于只有某些频率层的小区才能当作小区选择候选者，因此上述情况难以在标准中进行编码。
对于具有不同无线电接入技术(Radio Access Technology,RAT)的某些部署来说，UE可能会频繁在RAT之间移动。举例来说，若LTE的部署不平衡(spotty)，则UE很可能移动出LTE的覆盖范围，并移动到附近的通用地面无线电接入(Universal Terrestrial Radio Access,UTRA)网络/全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications,GSM)边缘无线电接入网络(GSMEdge Radio Access Network,GERAN)。在一示范例中，UE在LTE和其它提供移动覆盖的RAT进行注册。其中，其它RAT如UTRA、GERAN或码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)2000。此外，UE接收频率层或RAT的优先级指示，以进行用于连接恢复的小区选择。
图8是移动通信网络800中多RAT注册时增强型小区选择的一实施例的示意图。移动通信网络800包括UE801、第一RAT1802、第二RAT2803以及移动管理实体MME804。在步骤811中，UE801在NAS层注册到RAT1。在步骤813中，UE801在NAS层注册到RAT2。注册之后，NAS层协商完成，即UE已依附(attach)，eNB中已经储存有两个RAT的MME信息(步骤812和步骤814)。在步骤821中，UE801与RAT1建立RRC连接。稍后UE801在步骤822中检测RLF，并在步骤823中与RAT2进行RRC重新建立进程。由于UE801已经注册到RAT2，不需要另外的NAS注册。如此一来，可避免UE处于分离(detach)状态时与归属用户服务器(Home Subscription Server,HSS)进行安全建立的长时间延迟。若RRC重新建立失败，则UE801在步骤824进入RRC空闲模式，并开始NAS恢复。UE801基于小区优先级信息(如优先频率层以及/或者RAT)再次进行增强型小区选择(步骤825)。其中，是基于小区优先级信息进行小区选择，而不是随机选择小区。最后在步骤831中，UE801与RAT2进行RRC连接建立进程。
图9是根据本发明一实施例的快速RLF进程的方法流程图。在步骤901中，UE在移动通信网络中与服务eNB建立RRC连接。在步骤902中，UE检测到RRC连接的无线电链路问题。UE随后启动第一计时器(如T310)。在步骤903中，UE检测RLF，并在第一计时器届满前，初始化与目标小区之间的RRC重新建立进程。在步骤904中，UE与所选择的目标小区进行RRC重新建立进程。在一实施例中，当UE将测量报告发送给eNB时，启动第二计时器(如T310a)。第二计时器届满时，进行RRC重新建立。在另一实施例中，若网络识别出候选小区，则UE在第一计时器届满前初始化RRC重新建立。其中，候选小区如具有比服务小区高的无线电链路质量的相邻小区。
图10是根据本发明一示范例的基于优先级进行增强型小区选择的方法流程图。在步骤1001中，UE在移动通信网络中与服务eNB建立RRC连接。自步骤1002中，UE基于eNB发送的小区优先级信息，选择出目标小区。在步骤1003中，检测到无线电链路失败事件后，UE初始化RRC重新建立进程。在步骤1004中，UE与所选择的目标小区进行RRC连接建立。小区选择的优先级可基于具有更好移动覆盖的频率层确定，或基于具有更好移动覆盖的同频率小区确定。在一实施例中，应用多RAT注册，以进行小区选择。在另一实施例中，具有更高移动状态的UE选择性地应用小区优先级。
增强型连接恢复以及降低数据损失
目标eNB从UE接收RRC重新建立消息时，目标eNB需要UE资料信息，以恢复RRC连接。其中，UE资料包括UE性能信息(capability information)和NAS配置信息等。若源eNB已将UE资料发送给目标eNB，则RRC重新建立很可能成功。否则，若目标eNB并没有UE资料，则现有RRC重新建立可能会失败。本发明提出几种方法，以从网络的角度改进遗留RRC重新建立进程。在第一方法中，目标eNB试图通过新的快速NAS恢复进程，尽可能快地获取UE资料。在资料获取的第二方法中，目标eNB试图通过X2接口从源eNB中获取/获得UE资料。在第三方法中，采用无损失重新建立进程，以减少恢复期间的数据损失。以下将详细描述上述方法。
图11是移动通信网络中通过快速NAS恢复进行RRC重新建立进程的第一实施例的示意图。移动通信网络包括UE、源eNB1、目标eNB2、MME和SGW。在步骤1101中，UE连接至源eNB1。UE在步骤1102中检测到RLF，并在步骤1103进行小区选择。在步骤1104中，UE将RRC重新建立请求(RRCreestablishment request)消息发送给目标eNB2。由于目标eNB2可能并不知道UE资料信息，则RRC重新建立可能失败。相应地，RRC重新建立请求触发“NAS服务请求(NAS service request)”。接收到NAS服务请求后，eNB2在步骤1105通过S1接口将NAS服务请求发送给MME，以查询UE资料信息。在步骤1106中，目标eNB2将RLF指示发送给源eNB1。在步骤1107中，由于尚未接收到UE资料信息，eNB2将RRC重新建立拒绝(RRC reestablishmentreject)消息发送给UE。在步骤1108中，UE进入RRC空闲模式，并开始NAS恢复。在步骤1109中，UE与目标eNB2进行RRC连接建立。在步骤1110中，UE与目标eNB2交换RRC安全命令(security command)。在步骤1111中，建立信令无线承载(Signaling Radio Bearer,SRB)1和安全。在步骤1112中，UE与目标eNB2进行RRC连接重新配置，而目标eNB2通过S1接口将S1无线接入承载(Radio Access Bearer,RAB)建立消息发送给MME，以建立演进分组系统(Evolved Packet System,EPS)承载。在步骤1114中，恢复SRB2和数据无线承载(Data Radio Bearer,DRBS)。在步骤1115-1117中，MME和SGW建立上行路径(up path)。
在遗留NAS恢复中，UE进入RRC空闲模式后，在RRC连接建立进程期间(如步骤1109)触发NAS服务请求。而在上述快速NAS恢复中，NAS服务请求由RRC重新建立请求(如步骤1104)触发。如此一来，目标eNB可尽可能快地获取UE资料。一般来说，目标eNB通过S1接口从MME获取UE资料需要一些时间(如几秒)。因此，通过更早触发NAS服务请求，可减少目标小区的UE中断时间。在优化NAS恢复中，若RRC重新建立成功，则UE可能不需要进入RRC空闲模式。
图12是移动通信网络中通过快速NAS恢复进行RRC重新建立进程的第二实施例的示意图。移动通信网络包括UE、源eNB1、目标eNB2、MME和SGW。图12中的RRC重新建立进程(步骤1201-1217)与图11中的RRC重新建立进程(步骤1101-1117)大致相同，只是快速NAS恢复的第二实施例对第一实施例进行了些许改进。在步骤1207中，eNB2将RRC重新建立拒绝消息发送给UE，eNB2自行将上行链路资源(如上行链路许可)提供给UE，用于后续RRC连接建立进程(步骤1209)。一般来说，UE进行RRC连接建立时，需要通过随机接入信道(Random Access Channel,RACH)初始化随机接入进程，以获取上行链路资源。需注意，RACH进程中需要额外时间，以进行争用解决(contention resolution)。在图12所示的示范例中，由于UE已经从RRC重新建立拒绝消息中接收上行链路许可(uplink grant)，则UE不需要初始化RACH，以与目标eNB进行RRC连接建立。如此一来，可减少目标小区的UE中断时间。
图13是移动通信网络中通过资料获取进行RRC重新建立进程的一实施例的示意图。移动通信网络包括UE、源eNB1、目标eNB2、MME和SGW。在步骤1301中，UE连接至源eNB1。UE在步骤1302中检测到RLF，并在步骤1303进行小区选择。在步骤1304中，UE将RRC重新建立请求消息发送给目标eNB2。其中，RRC重新建立请求消息可向eNB2指示出UE来自eNB1，且由于无线电链路质量较差，UE想要连接至eNB2。但由于eNB2可能没有UE资料信息，RRC重新建立可能失败。相应地，在步骤1305中，eNB2通过X2接口发送RLF指示，以向eNB1请求UE的资料。一般来说，RLF指示只告知eNB1自组织网络(self-organization network,SON)的目的。在一示范例中，RLF指示也可包括UE资料请求。举例来说，可采用新的信息元素(Information Element,IE)，以要求强制响应(mandatory response)。接收到具有UE资料请求的RLF指示后，eNB1在交换HO请求/响应的步骤1306中，将UE资料信息发送回eNB2。
在核心网络端，eNB2在步骤1311通过S1接口将路径转换请求(pathswitch request)发送给MME，MME在步骤1312将修改承载请求(modify bearerrequest)发送给SGW。在步骤1313中，SGW转换下行链路(downlink,DL)路径。在步骤1314中，SGW将修改承载响应(modify bearer response)发送给MME，MME在步骤1315通过S1接口将路径转换确认(path switchacknowledgment)发送回eNB2。在无线电接入端，成功从eNB1接收UE资料信息后，eNB2在步骤1321将RRC重新建立响应消息发送给UE。在步骤1322中，恢复SRB1和安全。在步骤1323中，UE和目标eNB2之间进行RRC连接重新配置。在步骤1324中，恢复SRB2和DRBS。在上述RRC重新建立进程中，由于目标eNB2试图通过X2接口从源eNB1获取UE资料(而不是通过S2接口从MME获取UE资料)，且X2接口一般比S1接口快得多，目标eNB2可成功完成RRC重新建立进程。如此一来，目标小区的UE中断时间可得到降低。
除了减少中断时间之外，减少数据损失对连接恢复进程也很重要。一般来说，为了避免分组数据损失，分组数据融合协议(Packet Data ConvergenceProtocol,PDCP)操作需无间断地进行重新建立和恢复。在当前LTE标准中定义的HO操作中，源eNB将PDCP序号(Serial Number,SN)报告和数据发送给目标eNB。切换进程完成后，可恢复PDCP操作。对于RRC重新建立来说，可在RRC重新建立成功之后重新建立PDCP层。然而，若进行重新建立的目标小区并没有之前的PDCP状态报告，则PDCP操作无法无间断地恢复。也就是说，恢复期间会发生数据损失。若突然发生RLF且UE选择与先前服务小区不同的小区，可能会发生上述状况。
图14是移动通信网络中无损失RRC重新建立进程的一实施例的示意图。移动通信网络包括UE、源eNB1、目标eNB2、MME和SGW。在步骤1411中，经某一事件触发，UE将测量报告发送给源eNB1。在步骤1412中，eNB1基于测量报告作出移动决定。举例来说，eNB1可决定将UE切换到目标eNB2。在步骤1413中，eNB1和eNB2交换HO请求/响应以及UE资料信息。UE在步骤1414中检测到RLF，并在步骤1415进行小区选择。在步骤1416中，UE将RRC重新建立请求发送给目标eNB2。由于eNB2已经接收到UE资料信息，RRC重新建立将成功。在步骤1421中，eNB2通过X2接口将RLF指示发送给eNB1。为了防止数据损失，RLF指示可包括请求发送PDCP状态和用户平面数据(U-plane data)的数据发送请求(data-forwarding request)。在步骤1422中，eNB1将PDCP序号状态改变(PDCP SN status transfer)发送给eNB2。在步骤1423中，eNB1将用户平面数据发送给eNB2，不过该步骤为可选步骤。
在核心网络端，eNB2在步骤1431将路径转换请求通过S1接口发送给MME，MME在步骤1432中将修改承载请求发送给SGW。在步骤1433中，SGW转换DL路径。在步骤1434中，SGW将修改承载响应发送回MME，MME在步骤1435中通过S1接口将路径转换确认发送回eNB2。在无线电接入端，eNB2在步骤1424将RRC重新建立响应消息发送给UE。在步骤1425中，恢复SRB1和安全。在步骤1426中，UE和目标eNB2之间进行RRC连接重新配置。在步骤1427中，恢复SRB2和DRBS。
在上述示范例中，X2接口用来触发旧服务小区和新服务小区之间的PDCP状态改变和数据发送。其中，PDCP/数据发送可与图13中的资料获取结合起来。举例来说，源eNB1从目标eNB2中接收RLF指示，其中RLF指示可包括UE资料请求和数据发送请求。接收到RLF指示后，eNB1发送响应消息，其中响应消息包括以下信息：UE资料信息、PDCP序号状态以及发送的用户平面数据。需注意，上述对通过X2接口发送的RLF指示的改进为本发明的一个可能实施例。在其它实施例中，可采用新定义的X2消息，用于UE资料请求或PDCP序号请求。
图15是从UE角度的目标小区中快速NAS恢复的方法流程图。在步骤1501中，UE在移动通信网络与服务基站建立RRC连接。在步骤1502中，UE检测到RRC连接的RLF。在步骤1503中，UE将RRC重新建立请求消息发送给目标基站。其中RRC重新建立请求向目标基站指示UE来自于服务基站，且由于服务小区的无线电链路质量较差，UE想要连接至目标基站。此外，RRC重新建立请求消息包括NAS服务请求。接收到NAS服务请求后，目标基站向MME请求UE资料。在步骤1504中，UE与目标基站进行RRC连接重新配置。由于NAS服务请求由RRC重新建立触发，目标基站可更快获取UE资料。如此一来，上述快速NAS恢复可减少目标基站的中断时间。
图16是从eNB角度的目标小区中快速NAS恢复的方法流程图。在步骤1601中，目标基站在移动通信网络中从UE接收RRC重新建立请求消息。其中RRC重新建立请求可向目标基站指示UE来自服务基站，且由于服务小区的无线电链路质量较差，UE想要连接至目标基站。RRC重新建立请求消息也包括NAS服务请求。在步骤1602中，接收到NAS服务请求后，目标基站通过S1接口向MME请求UE资料。在步骤1603中，目标基站通过X2接口将RLF指示发送给服务基站。最后在步骤1604中，目标基站与UE进行RRC连接重新配置，并与MME进行S1RAB建立。由于NAS服务请求由RRC重新建立触发，目标基站可更快获取UE资料。如此一来，上述快速NAS恢复可减少目标基站的中断时间。
图17是通过资料获取进行RRC重新建立进程的方法流程图。在步骤1701中，目标基站在移动通信网络中从UE接收RRC重新建立请求消息。其中RRC重新建立请求可向目标基站指示UE来自服务基站，且UE想要连接至目标基站。在步骤1702中，目标基站将RLF指示发送给服务基站，其中RLF指示发送重新建立请求，并包括UE资料请求。在步骤1703中，目标基站从服务基站接收X2消息(如HO请求消息)，其中HO请求消息包括UE资料信息。在步骤1704中，目标基站将RRC重新建立响应发送给UE。由于目标基站已经具有UE资料，RRC重新建立成功。上述目标基站进行的资料获取方法因此可减少目标基站的中断时间。
图18是进行无损失RRC重新建立进程的方法流程图。在步骤1801中，目标基站在移动通信网络中从UE接收RRC重新建立请求消息。其中RRC重新建立请求可向目标基站指示UE来自服务基站，且UE想要连接至目标基站。在步骤1802中，目标基站通过X2接口将RLF指示发送给服务基站，其中RLF指示包括数据发送请求。在步骤1803中，目标基站从服务基站接收PDCP序号状态转换。目标基站也可从服务基站中接收用户平面数据。在步骤1804中，目标基站将RRC重新建立响应发送给UE，并成功完成连接恢复。由于目标基站从服务基站获取了之前的PDCP状态，可无数据损失地恢复PDCP操作。
虽然本发明已就较佳实施例揭露如上，然其并非用以限制本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更和润饰。因此，本发明的保护范围当视之前的权利要求书所界定为准。

Claims (22)

1.一种方法，包括：
用户设备在移动通信网络中与基站建立无线电资源控制连接；
检测到所述无线电资源控制连接的无线电链路问题，并启动与所述无线电链路问题有关的第一计时器；
在所述第一计时器届满前，初始化与目标小区之间的无线电资源控制重新建立进程；以及
与所述目标小区进行所述无线电资源控制连接重新建立进程。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于参考信号接收功率测量或参考信号接收质量测量，服务小区的信道质量比所述目标小区的信道质量差，其中差值为非负阈值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
所述用户设备将测量报告发送给所述基站时，启动第二计时器，其中所述第二计时器届满时，初始化所述无线电资源控制重新建立进程。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
若服务小区的信道质量比所述目标小区的信道质量差，且差值为非负阈值，启动第二计时器，其中所述第二计时器届满时，初始化所述无线电资源控制重新建立进程。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
若服务小区的信道质量低于第一阈值且所述目标小区的信道质量高于第二阈值，启动第二计时器，其中所述第二计时器届满时，初始化所述无线电资源控制重新建立进程。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述目标小区被识别为候选小区，则在所述第一计时器届满之前，初始化所述无线电资源控制重新建立进程，其中所述用户设备从所述基站接收候选小区指定信息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述用户设备从所述基站中接收小区优先级信息，以选择出所述目标小区。
8.一种方法，包括：
用户设备在移动通信网络中与基站建立无线电资源连接；
若检测到无线电链路问题，初始化第一计时器；
基于小区优先级信息选择目标小区；
初始化无线电资源控制重新建立进程；以及
与选择出的目标小区进行所述无线电资源控制连接建立进程。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第一计时器届满时，初始化所述无线电资源控制重新建立进程。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第一计时器届满之前，初始化所述无线电资源控制重新建立进程。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用户设备通过广播信道从所述基站接收所述小区优先级信息。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用户设备通过专用信令从所述基站接收所述小区优先级信息。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，小区之间基于相应的频率层进行优先级排序，所述用户设备接收优选小区的小区识别符信息。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，具有相同频率层的小区基于相应的移动覆盖进行优先级排序，所述用户设备接收优选小区的小区识别符信息。
15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，小区基于无线电接入技术进行优先级排序，所述用户设备预先注册到不同的无线电接入技术，以便于无线电接入技术间协调。
16.如权利要求8所述的方法，其特征在于，若所述用户设备处于高移动状态，则所述用户设备选择性地应用小区优先级。
17.一种用户设备，包括：
无线电资源控制管理模块，用来在移动通信网络中与基站建立无线电资源控制连接；
无线电链路管理模块，用来检测所述无线电资源控制连接的无线电链路问题，并启动第一计时器，其中在所述第一计时器届满之前，所述用户设备初始化与目标小区的无线电资源控制重新建立进程；以及
小区选择模块，用来选择出目标小区，其中所述用户设备与所述目标小区进行所述无线电资源控制连接重新建立。
18.如权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述用户设备将测量报告发送给所述基站时，所述用户设备启动第二计时器，以及所述第二计时器届满时，初始化所述无线电资源控制重新建立进程。
19.如权利要求17所述的用户设备，其特征在于，若所述目标小区被识别为候选小区，在所述第一计时器届满之前，初始化所述无线电资源控制重新建立进程。
20.如权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述用户设备基于所述无线电资源控制重新建立进程或无线电资源控制连接建立进程的小区优先级信息，选择出所述目标小区。
21.如权利要求20所述的用户设备，其特征在于，所述用户设备基于频率层、移动覆盖、小区的无线电接入技术中的至少一种进行小区优先级排序。
22.如权利要求20所述的用户设备，其特征在于，若所述用户设备处于高移动状态，则所述用户设备选择性地应用小区优先级排序。
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