CN103888959A - 小小区通信的方法、系统及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种小小区通信的方法，包括：MME向UE的小小区组中的基站发送为UE建立用户平面的消息，其中，建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；基站为UE分配下行TEID和传输层地址，并响应MME；MME将为UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为UE服务的SGW，并接收SGW的响应消息。本发明实施例另一方面还提出了一种MME设备、一种基站设备、一种SGW设备及一种小小区通信的系统。本发明提出的上述方案，提供了一种支持小小区的架构和数据传输方法，从而可以支持小小区间的快速切换，减少切换中数据的丢失，避免多跳的数据转发，保证业务的QoS，提高用户的感受和系统性能。

Description

小小区通信的方法、系统及其设备
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体而言，本发明涉及小小区通信的方法、系统及其设备。
背景技术
现代移动通信越来越趋向于为用户提供高速率传输的多媒体业务，如图1所示，为系统架构演进（SAE）的系统架构图。其中：
用户设备（UE）101是用来接收数据的终端设备。演进通用陆地无线接入网络（E-UTRAN）102是无线接入网络，其中包括为UE提供接入无线网络接口的宏基站（eNodeB/NodeB）。移动管理实体（MME）103负责管理UE的移动上下文、会话上下文和安全信息。服务网关（SGW）104主要提供用户平面的功能，MME 103和SGW 104可能处于同一物理实体。分组数据网络网关（PGW）105负责计费、合法监听等功能，也可以与SGW 104处于同一物理实体。策略和计费规则功能实体（PCRF）106提供服务质量（QoS）策略和计费准则。通用分组无线业务支持节点（SGSN）108是通用移动通信系统（UMTS）中为数据的传输提供路由的网络节点设备。归属用户服务器（HSS）109是UE的家乡归属子系统，负责保护包括用户设备的当前位置、服务节点的地址、用户安全信息、用户设备的分组数据上下文等用户信息。
3GPP在版本12（Rel-12）提出了小小区增强的需求，小小区增强的目标场景包括有宏小区覆盖的场景和没有宏小区覆盖的场景，室内和室外的、理想和非理想回程的增强，如图2所示。
在有宏小区覆盖的情况下，提出了可以应用不同基站间载波聚合的技术。宏小区和小小区可以工作在不同的频段。然而，在没有宏小区覆盖的情况下，还没有如何增强小小区的性能的技术方案。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别提出一种在没有宏小区覆盖的情况下增强小小区的性能的技术方案；显然，本发明提出的技术方案也可以用于有宏小区覆盖的场景以及其他场景。
本发明实施例一方面提出了一种小小区通信的方法，包括以下步骤：
MME向UE的小小区组中的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；
所述基站为所述UE分配下行TEID和传输层地址，并响应所述MME；
所述MME将为所述UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为所述UE服务的SGW，并接收所述SGW的响应消息。
本发明实施例另一方面还提出了一种MME设备，包括接收模块和发送模块，
所述发送模块，用于向UE的小小区组中的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；以及，用于将为所述UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为所述UE服务的SGW；
所述接收模块，用于接收所述基站响应的消息，所述响应的消息包括所述基站为所述UE分配下行TEID和传输层地址；以及，用于接收所述SGW的响应消息。
本发明实施例另一方面还提出了一种基站设备，包括接收模块、发送模块和资源管理模块，
所述接收模块，用于接收MME发送的为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；
所述资源管理模块，用于为所述UE分配下行TEID和传输层地址；
所述发送模块，用于响应所述MME。
本发明实施例另一方面还提出了一种SGW设备，包括接收模块、发送模块和资源管理模块，
所述资源管理模块，用于向UE分配上行的用户平面资源；
所述发送模块，用于向MME发送为所述UE分配的上行的用户平面资源；
所述接收模块，用于接收所述MME发送的实际为所述UE分配的下行TEID和传输层地址。
本发明实施例另一方面还提出了一种小小区通信的系统，包括MME、基站、SGW以及UE，
所述MME为上述公开的MME设备，用于向所述基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及所述SGW分配的上行通道号和传输层地址；以及，用于将为所述UE分配的下行TEID和传输层地址发送给所述SGW；
所述基站为上述公开的基站设备，用于根据收到所述MME的消息为所述UE分配下行TEID和传输层地址，并响应所述MME，以及用于与所述UE进行通信；
所述SGW为上述公开的SGW设备，用于接收所述MME发送的实际为所述UE分配的下行TEID和传输层地址，并响应所述MME；
所述UE，用于与小小区组中的所述基站进行通信。
本发明提出的上述方案，提供了一种支持小小区的架构和数据传输方案，从而可以支持小小区间的快速切换，减少切换中数据的丢失，避免多跳的数据转发，保证业务的QoS，提高用户的感受和系统性能。此外，本发明提出的上述方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为现有的SAE系统架构示意图；
图2为小小区增强的部署场景示意图；
图3为本发明为UE建立用户平面流程图；
图4为本发明的数据传输架构一示意图；
图5a为本发明为UE建立用户平面的方式一示意图；
图5b为本发明为UE建立用户平面的方式二示意图；
图5c为本发明为UE建立用户平面的方式三示意图；
图6为本发明切换过程中的数据发送示意图；
图7为本发明更新用户平面实现方式一示意图；
图8为本发明更新用户平面实现方式二示意图;
图9为本发明的数据传输架构二示意图；
图10为本发明为架构二下为UE建立用户平面的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括具有能够在双向通信链路上进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：具有或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；可以组合语音和数据处理、传真和/或数据通信能力的个人通信系统（PCS）；可以包括射频接收器和寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或全球定位系统（GPS）接收器的个人数字助理（PDA）；和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具（航空、海运和/或陆地）中的，或者适合于和/或配置为在本地运行和/或以分布形式在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，可以是智能电视、机顶盒等设备。“基站”、“基站设备”为相应于“终端”、“终端设备”的网络侧设备。
为了实现本发明之目的，本发明实施例提出了一种小小区通信的方法，包括以下步骤：
MME向UE的小小区组中的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；
所述基站为所述UE分配下行TEID和传输层地址，并响应所述MME；
所述MME将为所述UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为所述UE服务的SGW，并接收所述SGW的响应消息。
如图3所示，为本发明为UE建立用户平面流程图，包括步骤S110至S130。
S110：MME向UE的小小区组中的基站发送为UE建立用户平面的消息，其中，建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址。
具体而言，MME向UE的小小区组中的基站发送为UE建立用户平面的消息包括以下任意一种方式：
MME向小小区组中的每个基站发送为UE建立用户平面的消息，后文中结合附图5a进行详细说明；或者
MME向小小区中UE接入的基站发送为UE建立用户平面的消息，其后，UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送为UE建立用户平面的消息，后文中结合附图5b进行详细说明。
具体而言，UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送UE的数据包括：
PDCP业务数据单元SDU、PDCP分组数据单元PDU或者GTP数据包。
进一步而言，还包括：MME向为UE服务的SGW请求为UE分配上行的用户平面资源和组播的IP地址；相应地，UE建立用户平面的消息还包括组播的IP地址。后文中结合附图5c进行详细说明。
S120：基站为UE分配下行TEID和传输层地址，并响应MME。
S130：MME将为UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为UE服务的SGW，并接收SGW的响应消息。
具体而言，为UE服务的SGW通过以下任意一种方式向小小区组中的基站发送数据：
SGW向小小区组中的每个基站发送UE的数据，后文中记为架构一，结合图4进行详细说明；或者
SGW向小小区中UE接入的基站发送UE的数据，其后，UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送UE的数据，后文中记为架构二，结合图9进行详细说明。
此外，当UE发生切换时，还包括：
MME或切换后的基站为UE更新用户平面。
具体而言，MME为UE更新用户平面包括：
MME根据切换后的基站获取小小区组中的基站变更的信息；MME对新加入小小区组的基站发送为UE建立用户平面的消息；MME向SGW发送修改UE承载的消息。后文中结合图7进行详细说明。
具体而言，切换后的基站为UE更新用户平面包括：
切换后的基站对新加入小小区组的基站发送为UE建立用户平面的消息，以及向MME发送小小区组中的基站变更的信息；MME向SGW发送修改UE承载的消息。后文中结合图8进行详细说明。
如图4所示，为本发明数据传输架构一的示意图。
几个小小区所在基站组成一个小小区组（cluster）。小小区组可以是网络根据地理位置区域配置的几个小小区所在基站的cluster。也可以是针对UE接入的小小区的不同而由该小小区所在基站周围的几个小小区基站组成。UE接入小小区组的基站时，核心网络节点服务网关（SGW）发送数据给小小区组中的基站，例如eNB1、eNB2、eNB3和eNB4。
在架构一的情况下，为UE建立用户平面包括步骤：
UE接入基站1，例如基站1是小小区的基站，即基站1是小区cluster中的基站。
基站1发送其所在cluster中其他eNB的信息给为UE服务的MME。其他eNB的信息可以是其他eNB的标识或者是IP地址或者是其他能标识其他基站的信息。基站1还可以在UE的速度达到一定值时才发送基站1所在cluster中其他基站的信息给MME。或者基站1在UE速度达到一定值时把UE是高速的信息通知MME，MME根据配置知道基站1所在cluster其他基站的信息。基站1发送UE高速信息或者基站1所在cluster中的信息给MME可以通过初始UE消息、或者路径切换请求消息、或者切换请求确认消息、或者切换通知消息、或者其他S1消息。
MME为UE建立S1接口的用户平面。MME除了按照常规为UE建立服务SGW和基站1间的用户平面外,MME还为UE建立服务SGW和基站1所在cluster中其他基站间的用户平面。
MME为UE建立S1用户平面包括以下几种方式：
方式一如图5a所示：
步骤5a01，MME发送创建会话请求消息给为UE服务的SGW，请求SGW为UE分配上行的用户平面资源信息。
步骤5a02，SGW发送创建会话响应消息给MME。把上行用户平面信息发送给MME，包括上行的通道号TEID和传输层地址。
如果UE通过切换接入基站1，MME已经得到SGW分配的上行用户平面信息，则步骤5a01和步骤5a02是可以省略的步骤。
步骤5a03，MME分别发送用户平面建立请求消息给基站1所在cluster中的基站，用户平面建立请求消息包含需要建立用户平面的信息，例如包含增强无线接入承载（ERAB）的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址。
MME发送给UE接入的基站例如基站1的消息可以和发送和cluster中其他基站的消息可以是不同的消息。例如，发送给UE接入的基站的消息是初始上下文建立请求、路径切换请求确认、切换请求的消息。发送给cluster中其他的基站的消息是另外的用户平面建立请求的消息。或者MME发送给UE接入的基站的消息和cluster中其他基站的消息是一样的消息。消息中都包含需要建立的ERAB的信息，例如ERAB标识、上行TEID和传输层地址，还可以包含业务质量QoS的信息。
或者通过切换过程或者其他过程为UE建立UE接入基站，例如基站1和SGW之间的用户平面，MME只需要发送用户平面建立请求消息给cluster中其他的基站。
步骤5a04，Cluster中的基站为ERAB分配下行的TEID和传输层地址，并发送用户平面建立响应消息给MME。用户平面建立响应消息可以是初始上下文建立确认、切换请求确认或者其他S1消息。和请求消息一样，基站1发送的响应消息可以和cluster中其他基站发送的不同。或者通过切换过程或者其他过程，为UE建立UE接入基站例如基站1和SGW之间的用户平面，则用户平面建立过程只需要为建立cluster中除基站1外其他基站和SGW之间的用户平面建立。
步骤5a05，MME把各个基站分配的下行的TEID和传输层地址信息发送给为UE服务的SGW。MME发送更新承载请求消息给SGW。SGW保存收到的信息。
步骤5a06，SGW发送更新承载响应消息给MME。
方式二如图5b所示：
步骤5b01至步骤5b02与步骤5a01至步骤5a02相同，这里不再赘述。
如果UE通过切换接入基站1，MME已经得到SGW分配的上行用户平面信息，则步骤5b01和步骤5b02不是该方法的必须步骤。
步骤5b03，MME发送用户平面建立请求1的消息给基站1，消息包含需要建立用户平面的信息。信息包含增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址。
步骤5b04，基站1分别发送用户平面建立请求2的消息给Cluster中的其他基站，例如基站2，请求其他基站为UE分配S1接口的用户平面信息，基站1把SGW为UE分配的上行的用户平面信息通知基站2。用户平面信息包含上行的TEID和传输层地址。基站2为UE分配S1接口的用户平面资源，用户平面资源包括基站2分配的下行的TEID和传输层地址，基站2把为UE分配的下行的用户平面资源信息通过步骤5b05发送给基站1。
步骤5b05，基站2发送用户平面建立响应2消息给基站1。消息包含基站2为UE分配的S1接口的用户平面信息，用户平面信息包含为每个ERAB分配的下行的TEID和传输层地址。
步骤5b06，基站1把cluster中基站为UE分配的每个ERAB下行的TEID和传输层地址，发送给MME。基站1发送用户平面建立响应消息给MME。步骤5b03和步骤5b06的过程可以是初始上下文建立过程或者切换过程或者其他过程。
步骤5b07至步骤5b08与步骤5a05至步骤5a06相同，这里不再赘述。
方式三，在为UE服务的SGW和cluster中的基站间采用组播的方法进行通信，如图5c所示。
步骤5c01，MME发送创建会话请求消息给选择为UE服务的SGW，请求SGW为UE分配上行的用户平面资源。MME还可以请求SGW分配组播的IP地址。
步骤5c02，SGW发送创建会话响应消息给MME。SGW把上行用户平面信息给MME，包括上行的通道号TEID和传输层地址。SGW把分配的组播的IP地址发送给MME。
本发明的方法中也可以直接由MME为此UE的数据发送分配组播地址。对应此方法，在步骤5c01步骤中就不需要请求分配IP组播地址，在步骤5c02的消息中就不需要包含此组播IP地址。如果UE通过切换接入基站1，MME已经得到SGW分配的上行用户平面信息，则步骤5c01和步骤5c02不是该方法的必须步骤。
步骤5c03，MME发送用户平面建立请求消息给基站1，消息包含需要建立用户平面的信息。信息包含增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址。消息还包含组播的IP地址。
消息可以是现有的初始上下文建立请求消息、切换请求消息、路径切换请求确认消息或者其他S1消息。
步骤5c04，基站1发送用户平面建立响应消息给MME。
在本方法中，该步骤是可选的步骤。该步骤的消息可以是初始上下文建立响应或者切换请求确认或者是其他S1消息。
步骤5c05，通知cluster中其他基站S1接口组播的IP地址，以基站2举例，有两种通知基站2的方法：
方法一，MME把组播的IP地址发送给cluster中的其他基站。MME通过配置或者步骤402知道cluster中其他基站的信息。
方法二，基站1把组播的IP地址发送给cluster中的其他基站。
步骤5c06，Cluster中的其他基站加入组播。
通过上述方法建立了为UE服务的SGW和cluster中基站间的用户平面。当SGW收到下行的数据时，SGW发送给cluster中的各个基站。
基站1发送下行的数据给UE，cluster中的其他基站可以延迟一定的时间，然后丢弃收到的数据包。具体是否延迟以及延迟多长时间是实现的问题，本发明不做限制。具体实现时，可以考虑空口的传输时延以及UE需要确认的时间而确定具体的延迟。
当UE从基站1切换到cluster中的基站2中时候，发送数据给UE的方式如图6所示。
步骤601，基站1发送数据发送上下文信息给基站2。如果是X2切换，信息通过X2切换发送，可以是现有的SN状态转移消息或者是新的消息。如果是S1切换，信息通过S1接口发送，可以是现有的eNB状态转移透明传输器或者其他S1消息。数据发送上下文信息包括下一个没有确认的或者没有分配的下行的分组数据控制协议PDCP序列号、和/或下一个目的基站需要发送的GTP包的序列号。在无线链路控制RLC是确认模式AM时，可以发送下一个没有确认的PDCP序列号。在RLC是非确认模式UM时，可以发送下一个没有分配的PDCP序列号。消息还可以包含数据包序列号对应的超帧号HFN。PDCP SN可以在保证按序发送并且没有重复的情况下才包含。
数据发送上下文信息可以在基站1发送包含切换命令的RRC重配置消息后由基站1发送给基站2。
步骤602，基站2在收到UE的切换完成消息后开始发送下行的数据给UE。基站2根据数据发送上下文信息知道下一个需要开始发送的数据包，开始发送下一个未确认的或者未发送的数据包给UE。基站2根据数据上下文信息中的下一个要使用的PDCN SN知道给下一个数据包使用的PDCP序列号，保证按序发送。
在本发明的方法中，如果是MME决定为UE建立到cluster中的多个基站的用户平面，则MME通知服务于UE的基站例如基站1多个S1用户平面建立的信息，可以是显式的通知或者隐式的通知的方式。显示的通知是MME通过S1信令明确通知基站1为UE建立了多个用户平面的信息。隐式的通知是通过基站1传输的建立的多个用户平面的信息，例如通过基站1建立SGW到cluster中其他eNB的S1用户平面的过程，基站1知道此信息。基站1知道了用户平面数据是从SGW到cluster中多个基站发送的信息后，在UE从基站1切换到cluster中基站2的过程中，基站1不请求下行数据转发，并且发送数据发送上下文信息给基站2。
在切换过程中上行的数据转发和上行数据相应的上下文信息与现有技术相同，这里忽略详细的技术说明。
Cluster中的基站可以是运营商配置的一组固定的基站，或者是根据服务于UE的服务基站的不同，而和服务基站有关的服务基站周围的一组小小区的基站。服务基站周围的一组小小区的基站可以是运营商配置的，也可以是服务基站根据一个或者多个UE的测量汇报而确定的一组小小区的基站,或者是运营商配置的服务基站周围的一组小小区的基站中，服务基站再根据UE的测量汇报做一些优化而确定的一组小小区基站。
当UE从基站1切换到基站2的过程中，cluster中基站的信息可能会发生改变。更新用户平面的实现方式一如图7所示。
步骤701，基站1到基站2的切换过程。对于X2切换，可以是切换准备和切换执行。对应S1切换可以是切换准备，也可以是切换准备和切换执行。
另外一种实现方法是，对于X2切换和S1切换，也可以是切换完成以后建立SGW和新的cluster中的其他基站的用户平面建立过程。
步骤702，基站2通知MME cluster中eNB信息改变的信息。eNB信息改变的信息可以是一组新的基站信息，也可以是原来在cluster中当前不在和原来不在cluster中当前在的基站的信息。基站的信息可以是基站标识或者基站IP或者是其他能标识基站的信息。
基站2可以通过路径切换请求、切换请求确认、切换通知或者其他S1消息通知MME上述信息。
步骤703，MME触发和cluster中新的基站。例如基站4的S1用户平面建立过程，MME把SGW分配的上行TEID和传输层地址发送给基站4，并通知基站4需要建立ERAB的信息。基站4发送其分配的下行的TEID和传输层地址给MME。
步骤704，MME发送修改承载请求消息给SGW。在消息中包含cluster中基站（例如基站2和基站4）为每个承载分配的下行的TEID和传输层地址。MME可以通知SGW新的cluster中一组下行基站为每个承载分配的下行的TEID和传输层地址，或者MME通知SGW变化的信息，例如需要删除的基站分配的承载信息和需要增加的基站分配的承载信息。MME通知SGW多个基站分配的下行用户平面资源可以通过一条消息或者多条消息来执行。SGW保存新的信息。
步骤705，SGW发送修改承载响应消息给MME。
步骤706，MME发起释放和不在新的cluster中的基站的S1用户平面资源释放过程，例如基站3在切换前在UE所在基站的cluster中，切换后不在基站2所在的cluster中。具体释放过程的时间点本发明不做限制。
步骤707，SGW发送下行的数据给基站2和基站4。SGW不再发送数据给基站1和基站3。
更新用户平面的实现方式二，如图8所示。
步骤801，基站1到基站2的切换过程。对于X2切换，可以是切换转变和切换执行。对应S1切换可以是切换准备，也可以是切换转变和切换执行。
另外一种实现方法是，对于X2切换和S1切换，也可以是切换完成以后，建立SGW和新的cluster中的其他基站的用户平面建立过程。
步骤802，基站2知道基站2所在的cluster中的基站和基站1所在cluster中的基站集合不同。基站2可以通过配置知道此信息，或者通过X2建立过程基站1和基站2交换其所在cluster中的基站信息，或者通过自动邻区配置ANR过程基站2知道基站1所在cluster中的基站的信息。例如原来基站4不在cluster中，现在在基站2所在的cluster中。基站3原来在基站1的cluster中，现在不在基站2的cluster中。基站2通知基站4S1用户平面的信息，包含ERAB信息以及SGW分配的上行的TEID和传输层地址。基站4把其为每一个ERAB分配的下行的TEID和传输层地址返回给基站2。
基站2通过ANR知道基站1所在cluster中基站的信息的具体过程为：基站1小区广播所在cluster的信息，cluster的信息包含基站1所在cluster中eNB的列表。eNB列表可以是eNB标识列表或者eNB IP地址列表或者是其他能标识eNB的信息。cluster的信息还可以是cluster的标识。UE接入基站2小区中时读取基站1小区的广播信息，UE把基站1小区所在的cluster信息发送给基站2。通过类似的过程，基站1小区可以得到基站2所在cluster信息。
步骤803，基站2通知MME cluster中eNB信息改变的信息。其中，eNB信息改变的信息可以是一组新的基站信息，也可以是原来在cluster中当前不在和原来不在cluster中当前在的基站的信息。该基站的信息可以是一组新的基站分配的S1接口下行用户平面的信息。
基站2可以通过路径切换请求、切换请求确认、切换通知或者其他S1消息通知MME上述信息。
步骤804，MME发送修改承载请求消息给SGW。在消息中包含新的cluster中基站（例如基站2和基站4）为每个承载分配的下行的TEID和传输层地址。MME可以通知SGW新的cluster中一组下行基站为每个承载分配的下行的TEID和传输层地址，或者MME通知SGW变化的信息，例如需要删除的基站分配的承载信息和需要增加的基站分配的承载信息。MME通知SGW多个基站分配的下行用户平面资源可以通过一条消息或者多条消息来执行。SGW保存新的信息。
步骤805，SGW发送修改承载响应消息给MME。
步骤806，基站发起释放和不在新的cluster中的基站（例如基站3在切换前在UE所在基站的cluster中，切换后不在基站2所在的cluster中）的S1用户平面资源释放过程。该释放过程可以由基站2来发起，也可以由基站1来发起。由基站1或者基站2发送释放请求消息给基站3，消息包含要释放的承载的标识。基站3释放相应承载在S1接口的资源。
步骤807，SGW发送下行的数据给基站2和基站4。SGW不再发送数据给基站1和基站3。
图9为本发明数据传输架构二的示意图。
几个小小区所在基站组成一个小小区组（cluster）。小小区组可以是网络根据地理位置区域配置的几个小小区所在基站的cluster。也可以是针对UE接入的小小区的不同而由该小小区所在基站周围的几个小小区基站组成。UE接入小小区组的基站时，UE接入的基站发送数据给小小区组中的其他基站，例如eNB2和eNB3。当基站1收到下行的数据时，基站1发送下行数据给UE。基站1发送数据给cluster中的其他基站。基站1发送给cluster中其他基站的数据包可以是PDCP业务数据单元SDU，或者PDCP分组数据单元PDU，或者GTP数据包。
cluster中的其他基站可以延迟一定的时间，然后丢弃收到的数据包。具体是否延迟以及延迟多长时间是实现的问题，本发明不做限制。具体实现时，可以考虑空口的传输时延以及UE需要确认的时间而确定具体的延迟。
在架构二的情况下，为UE建立用户平面的过程如图10所示。包括步骤：
步骤1001至步骤1002与步骤5a01至步骤5a02相同，这里不再赘述。
如果UE通过切换接入基站1，MME已经得到SGW分配的上行用户平面信息，则步骤1001和步骤1002不是该方法的必须步骤。
步骤1003，MME发送用户平面建立请求1的消息给基站1，消息包含需要建立用户平面的信息。信息包含增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址。
步骤1004，基站1发送用户平面建立响应1的消息给MME。基站1把其为UE分配的每个ERAB下行的TEID和传输层地址，发送给MME。
步骤1003和步骤1004的过程可以是初始上下文建立过程或者切换过程或者其他过程。
如果通过切换过程已经建立了基站1到SGW的用户平面，则步骤1003和步骤1004不是必须的步骤。
步骤1005，基站1分别发送用户平面建立请求2消息给Cluster中的其他基站例如基站2，请求其他基站为UE建立X2接口的下行数据转发用户平面。基站2为UE分配X2接口的用户平面资源，并把为UE分配的下行数据转发的用户平面资源信息通过步骤1006发送给基站1。
其中，执行步骤1004和步骤1005没有绝对的先后顺序。
步骤1006，基站2发送用户平面建立响应2消息给基站1。消息包含基站2为UE分配的X2接口的用户平面信息，用户平面信息包含为每个ERAB分配的下行数据转发的TEID和传输层地址。
步骤1007，MME发送更新承载请求消息给SGW。
步骤1007和步骤1005没有绝对的先后顺序。
步骤1008，SGW发送更新承载响应消息给MME。
对应数据传输架构二的情况，为UE建立X2接口数据发送用户平面的方法二：
基站1把基站1所在cluster中的基站信息告知MME，基站信息可以是基站ID或者基站IP或者其他能标识基站的信息。或者MME通过配置知道基站1所在cluster中其他eNB的信息。
MME请求基站1所在cluster中其他eNB例如基站2为X2接口数据发送分配用户平面资源。基站2把分配的X2接口发送下行数据的TEID和传输层地址发送给MME。
MME把基站2分配的X2接口发送下行数据的用户平面信息告知基站1。信息包含ERAB标识，每个ERAB对应的TEID和传输层地址。
通过上述的两种方法，基站1就可以发送从SGW收到的下行数据给基站2了。
当UE从基站1切换到基站2中时候，发送数据给UE的方式包含以下步骤：
基站1发送数据发送上下文信息给基站2。如果是X2切换，信息通过X2切换发送，可以是现有的SN状态转移消息或者是新的消息。如果是S1切换，信息通过S1接口发送，可以是现有的eNB状态转移透明传输器或者其他S1消息。数据发送上下文信息包括的内容根据基站1发送给基站2的数据包的不同而不同：
情况一：基站1发送给基站2的是PDCP SDU。
在切换过程中基站1发送给基站2的数据发送上下文信息包含用于下一个没有确认的或者没有分配的PDCP序列号。对应RLC AM模式，可以是下一个没有确认的PDCP序列号。对于RLC UM模式，可以是下一个没有分配的PDCP序列号。
情况一：基站1发送给基站2的是PDCP PDU。
在切换过程中基站1发送给基站2的数据发送上下文信息包含用于下一个没有确认的或者要发送的PDCP序列号。对应RLC AM模式，可以是下一个没有确认的PDCP序列号。对于RLC UM模式，可以是下一个要发送的PDCP序列号。
情况二：基站1发送给基站2的是GTP数据包。
在切换过程中基站1发送给基站2的数据发送上下文信息包含下一个没有确认的或者没有分配的下行的分组数据控制协议PDCP序列号、和/或下一个目的基站需要发送的GTP包的序列号。在无线链路控制RLC是确认模式AM时，可以发送下一个没有确认的PDCP序列号。在RLC是非确认模式UM时，可以发送下一个没有分配的PDCP序列号。消息还可以包含数据包序列号对应的超帧号HFN。PDCP SN可以在保证按序发送并且没有重复的情况下才包含。
数据发送上下文信息可以在基站1发送包含切换命令的RRC重配置消息后由基站1发送给基站2。
基站2在收到UE的切换完成消息后开始发送下行的数据给UE。基站2根据数据发送上下文信息知道下一个需要开始发送的数据包，开始发送下一个未确认的或者未发送的数据包给UE。基站2根据数据上下文信息中的下一个要使用的PDCN SN知道给下一个数据包使用的PDCP序列号，保证按序发送。
当UE从基站1切换到基站2时，基站1所在cluster中的基站与基站2所在cluster中的基站集合可能不完全相同。建立基站2到基站2所在cluster中其他基站的数据发送用户平面有以下几种方式：
方式一：与步骤1005和步骤1006中相同，基站2发起到基站2所在cluster中其他基站的X2用户平面过程，用于基站2发送下行数据给cluster中其他基站。基站1发送消息到基站1所在cluster中的基站，请求释放用于X2接口数据发送的用户平面。
方式二：与对应数据传输架构二中为UE建立X2接口数据发送用户平面的方法二相同，由MME通过S1接口建立基站2到基站2所在cluster中其他基站的X2接口数据发送用户平面。基站1发送消息到基站1所在cluster中的基站，请求释放用户X2接口数据发送的用户平面。
方式三，在切换过程中，基站1把cluster中其他基站为X2接口数据发送为每个ERAB分配的TEID和传输层地址发送给基站2。对于原来不在基站1的cluster中，而在基站2的cluster中的基站例如基站3，与方式一或方式二相同，由基站2通过X2接口或者MME通过S1接口建立基站2和基站3间用于下行数据发送的平面资源。对于原来在基站1的cluster中，而不在基站2所在的cluster中的基站例如基站4，由基站2发起释放基站4分配的X2接口用户平面资源的过程。或者基站2把基站4不在基站2cluster中的信息告知基站1，由基站1请求基站4释放原来分配的X2接口用于发送下行数据的用户平面资源。或者直接由基站1请求基站4释放原来分配的X2接口用于发送下行数据的用户平面资源。
如果UE在小小区间切换，例如从基站1切换到基站2，则基站2可以只发送从SGW收到的数据给基站2所在cluster中其他基站例如基站3，不需要转发从基站1收到的数据给基站3，因为基站1也同时发送了数据给基站3，这样保证没有重复的数据转发。对应cluster对于不同的服务基站而变化的情况，实现的另一种方式是对应QoS要求lossless的ERAB，则基站2也可以发送从基站1收到还没有发送给UE的数据包给基站3，保证没有数据的丢失。
相应于上述方法，本发明还提出了相应的设备。
本发明实施例还提出了一种MME设备100，包括接收模块110和发送模块120。
其中，发送模块120用于向UE的小小区组中的基站发送为UE建立用户平面的消息，其中，建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；以及，用于将为UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为UE服务的SGW；
接收模块110用于接收基站响应的消息，响应的消息包括基站为UE分配下行TEID和传输层地址；以及，用于接收SGW的响应消息。
作为MME设备100的实施例，发送模块120用于向UE的小小区组中的基站发送为UE建立用户平面的消息，包括：
发送模块120向小小区组中的每个基站发送为UE建立用户平面的消息；或者
发送模块120向小小区中UE接入的基站发送为UE建立用户平面的消息，其后，UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送为UE建立用户平面的消息。
作为MME设备100的实施例，发送模块120还用于向为UE服务的SGW请求为UE分配上行的用户平面资源和组播的IP地址。
作为MME设备100的实施例，接收模块110还用于根据切换后的基站获取小小区组中的基站变更的信息；
发送模块120还用于对新加入小小区组的基站发送为UE建立用户平面的消息；以及，还用于向SGW发送修改UE承载的消息。
本发明实施例还提出了一种基站设备200，包括接收模块210、发送模块220和资源管理模块230。
其中，接收模块210用于接收MME发送的为UE建立用户平面的消息，其中，建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；
资源管理模块230，用于为UE分配下行TEID和传输层地址；
发送模块220，用于响应MME。
作为上述基站设备200的实施例，接收模块210用于接收MME发送的为UE建立用户平面的消息之后，还包括，发送模块220用于向小小区组中其他的基站发送为UE建立用户平面的消息。
作为上述基站设备200的实施例，接收模块210还用于接收SGW发送的UE的数据。
作为上述基站设备200的实施例，当UE发生切换时，发送模块220还用于对新加入小小区组的基站发送为UE建立用户平面的消息，以及用于向MME发送小小区组中的基站变更的信息。
本发明实施例还提出了一种SGW设备300，包括接收模块310、发送模块320和资源管理模块330。
其中，资源管理模块330用于向UE分配上行的用户平面资源；
发送模块320用于向MME发送为UE分配的上行的用户平面资源；
接收模块310用于接收MME发送的实际为UE分配的下行TEID和传输层地址。
作为上述SGW设备300的实施例，发送模块320还用于向MME发送组播的IP地址。
作为上述SGW设备300的实施例，发送模块320还用于通过以下任意一种方式向小小区组中的基站发送数据：
发送模块320用于向小小区组中的每个基站发送UE的数据；或者
发送模块320用于向小小区中UE接入的基站发送UE的数据，其后，UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送UE的数据。
作为上述SGW设备300的实施例，当UE发生切换时，接收模块310还用于接收MME发送的修改UE承载的消息。
本发明实施例还提出了一种小小区通信的系统，包括MME100、基站200、SGW300以及UE。
具体而言，MME100为上述公开的MME设备100，用于向基站200发送为UE建立用户平面的消息，其中，建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW300分配的上行通道号和传输层地址；以及，用于将为UE分配的下行TEID和传输层地址发送给SGW300；
基站200为上述公开的基站设备200，用于根据收到MME100的消息为UE分配下行TEID和传输层地址，并响应MME100，以及用于与UE进行通信；
SGW300为上述公开的SGW设备300，用于接收MME100发送的实际为UE分配的下行TEID和传输层地址，并响应MME100；
UE，用于与小小区组中的基站200进行通信。
本发明提出的上述方法或设备，提供了一种支持小小区的架构和数据传输方案，从而可以支持小小区间的快速切换，减少切换中数据的丢失，避免多跳的数据转发，保证业务的QoS，提高用户的感受和系统性能。此外，本发明提出的上述方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。
本技术领域技术人员可以理解，本发明可以涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项操作的设备。所述设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备，所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备（例如，计算机）可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘（包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘）、随即存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）、闪存、磁性卡片或光线卡片。可读介质包括用于以由设备（例如，计算机）可读的形式存储或传输信息的任何机构。例如，可读介质包括随即存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置、以电的、光的、声的或其他的形式传播的信号（例如载波、红外信号、数字信号）等。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来生成机器，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建了用于实现结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方法。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种小小区通信的方法，其特征在于，包括以下步骤：
MME向UE的小小区组中的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；
所述基站为所述UE分配下行TEID和传输层地址，并响应所述MME；
所述MME将为所述UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为所述UE服务的SGW，并接收所述SGW的响应消息。
2.如权利要求1所述的小小区通信的方法，其特征在于，MME向UE的小小区组中的基站发送为所述UE建立用户平面的消息包括：
所述MME向小小区组中的每个基站发送为所述UE建立用户平面的消息；或者
所述MME向小小区中所述UE接入的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其后，所述UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送为所述UE建立用户平面的消息。
3.如权利要求2所述的小小区通信的方法，其特征在于，还包括：
所述MME向为所述UE服务的SGW请求为所述UE分配上行的用户平面资源和组播的IP地址；
所述UE建立用户平面的消息还包括组播的IP地址。
4.如权利要求3所述的小小区通信的方法，其特征在于，为所述UE服务的SGW通过以下任意一种方式向小小区组中的基站发送数据：
所述SGW向小小区组中的每个基站发送所述UE的数据；或者
所述SGW向小小区中所述UE接入的基站发送所述UE的数据，其后，所述UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送所述UE的数据。
5.如权利要求4所述的小小区通信的方法，其特征在于，所述UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送所述UE的数据包括：
PDCP业务数据单元SDU、PDCP分组数据单元PDU或者GTP数据包。
6.如权利要求1所述的小小区通信的方法，其特征在于，当所述UE发生切换时，还包括：
所述MME或切换后的基站为所述UE更新用户平面。
7.如权利要求6所述的小小区通信的方法，其特征在于，所述MME为所述UE更新用户平面包括：
所述MME根据切换后的基站获取小小区组中的基站变更的信息；
所述MME对新加入小小区组的基站发送为所述UE建立用户平面的消息；
所述MME向所述SGW发送修改所述UE承载的消息。
8.如权利要求6所述的小小区通信的方法，其特征在于，切换后的基站为所述UE更新用户平面包括：
切换后的基站对新加入小小区组的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，以及向所述MME发送小小区组中的基站变更的信息；
所述MME向所述SGW发送修改所述UE承载的消息。
9.一种MME设备，其特征在于，包括接收模块和发送模块，
所述发送模块，用于向UE的小小区组中的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；以及，用于将为所述UE分配的下行TEID和传输层地址发送给为所述UE服务的SGW；
所述接收模块，用于接收所述基站响应的消息，所述响应的消息包括所述基站为所述UE分配下行TEID和传输层地址；以及，用于接收所述SGW的响应消息。
10.如权利要求9所述的MME设备，其特征在于，所述发送模块用于向UE的小小区组中的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，包括：
所述发送模块向小小区组中的每个基站发送为所述UE建立用户平面的消息；或者
所述发送模块向小小区中所述UE接入的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其后，所述UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送为所述UE建立用户平面的消息。
11.如权利要求10所述的MME设备，其特征在于，所述发送模块还用于向为所述UE服务的SGW请求为所述UE分配上行的用户平面资源和组播的IP地址。
12.如权利要求11所述的MME设备，其特征在于，
所述接收模块还用于根据切换后的基站获取小小区组中的基站变更的信息；
所述发送模块还用于对新加入小小区组的基站发送为所述UE建立用户平面的消息；以及，还用于向所述SGW发送修改所述UE承载的消息。
13.一种基站设备，其特征在于，包括接收模块、发送模块和资源管理模块，
所述接收模块，用于接收MME发送的为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及SGW分配的上行通道号和传输层地址；
所述资源管理模块，用于为所述UE分配下行TEID和传输层地址；
所述发送模块，用于响应所述MME。
14.如权利要求13所述的基站设备，其特征在于，所述接收模块用于接收MME发送的为所述UE建立用户平面的消息之后，还包括，所述发送模块用于向小小区组中其他的基站发送为所述UE建立用户平面的消息。
15.如权利要求14所述的基站设备，其特征在于，所述接收模块还用于接收所述SGW发送的所述UE的数据。
16.如权利要求15所述的基站设备，其特征在于，当所述UE发生切换时，所述发送模块还用于对新加入小小区组的基站发送为所述UE建立用户平面的消息，以及用于向所述MME发送小小区组中的基站变更的信息。
17.一种SGW设备，其特征在于，包括接收模块、发送模块和资源管理模块，
所述资源管理模块，用于向UE分配上行的用户平面资源；
所述发送模块，用于向MME发送为所述UE分配的上行的用户平面资源；
所述接收模块，用于接收所述MME发送的实际为所述UE分配的下行TEID和传输层地址。
18.如权利要求17所述的SGW设备，其特征在于，所述发送模块还用于向MME发送组播的IP地址。
19.如权利要求18所述的SGW设备，其特征在于，所述发送模块还用于通过以下任意一种方式向小小区组中的基站发送数据：
所述发送模块用于向小小区组中的每个基站发送所述UE的数据；或者
所述发送模块用于向小小区中所述UE接入的基站发送所述UE的数据，其后，所述UE接入的基站向小小区组中其他的基站发送所述UE的数据。
20.如权利要求19所述的SGW设备，其特征在于，当所述UE发生切换时，所述接收模块还用于接收所述MME发送的修改所述UE承载的消息。
21.一种小小区通信的系统，其特征在于，包括MME、基站、SGW以及UE，
所述MME为如权利要求9至12任意之一所述的MME设备，用于向所述基站发送为所述UE建立用户平面的消息，其中，所述建立用户平面的消息包括增强无线接入承载的信息以及所述SGW分配的上行通道号和传输层地址；以及，用于将为所述UE分配的下行TEID和传输层地址发送给所述SGW；
所述基站为如权利要求13至16任意之一所述的基站设备，用于根据收到所述MME的消息为所述UE分配下行TEID和传输层地址，并响应所述MME，以及用于与所述UE进行通信；
所述SGW为如权利要求17至20任意之一所述的SGW设备，用于接收所述MME发送的实际为所述UE分配的下行TEID和传输层地址，并响应所述MME；
所述UE，用于与小小区组中的所述基站进行通信。
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