CN105580434A - 交换主节点 - Google Patents

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CN105580434A CN201480053340.9A CN201480053340A CN105580434A CN 105580434 A CN105580434 A CN 105580434A CN 201480053340 A CN201480053340 A CN 201480053340A CN 105580434 A CN105580434 A CN 105580434A
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Abstract

一种在无线电通信系统中用于交换用户设备(UE)的主节点的方法，该UE处于与该主节点和辅节点的双重连接中，该方法交换该主节点以使得辅节点成为用于UE的主节点；其中该主节点在不修改任何业务承载的情况下被交换，由此在该交换期间不导致数据中断。

Description

交换主节点
技术领域
本发明涉及一种包括处于与主节点和辅节点的双重连接中的用户设备的无线电通信系统中的方法、一种电信系统、一种主节点、一种辅节点，而且还涉及一种用户设备。
背景技术
小小区是低功率、低成本的基站，其能够在住宅或企业环境中提供蜂窝服务，其覆盖范围通常为数十米。它们具有自动配置和自我优化的能力，这支持简单的即插即用部署，并且被设计为将它们自身自动整合到现有的宏蜂窝网络之中。经常被称作微微小区或城市小区(metrocell)的小小区通常使用消费者的宽带互联网连接(例如DSL)、线缆等作为去往宏蜂窝网络的回程。对小小区之间以及小小区和宏小区之间的非理想回程(其中单程的延时为数毫秒到数十毫秒)的支持被认为是典型的部署场景。
用于应对高业务量区域(诸如热点区域)中的容量需求的小小区部署是一个研究领域。应对高业务量区域中的容量需求的提出是为了向用户设备提供双重连接支持。双重连接支持例如允许用户设备(UE)同时连接至宏小区和小小区，或者连接至两个小小区。UE因此能够在某个时刻连接至多于一个小区并且被多于一个小区服务。双重连接支持被认为是一种使得能够在需要时进行业务卸载的方式。
发明内容
根据一个示例，提供了一种在无线电通信系统中用于交换用户设备(UE)的主节点的方法，该UE处于与该主节点和辅节点的双重连接中，该方法交换该主节点以使得该辅节点成为用于该UE的所述主节点；其中该主节点在不修改任何业务承载的情况下被交换，由此在该交换期间不导致数据中断。该主节点例如可以是该UE的锚定或锚节点。在一个示例中，该方法可以包括从该主节点向该辅节点传送对针对用户设备进行主节点的交换的请求；从该锚节点向该辅节点传送移动相关的用户设备上下文数据；从该辅节点向该系统的移动管理实体传送用以更新与该用户设备的主节点相关联的路径的请求。数据承载在交换期间的安全通过将控制面安全过程和用户面安全过程解耦合而被保持。上行链路同步针对主节点和辅节点被保持。RRC安全密钥能够在不修改用户面安全密钥的情况下被导出。
根据一个示例，提供了一种无线电电信系统，包括主节点、辅节点、处于与该系统的该主节点和辅节点的双重连接中的UE，该系统能够操作为：从该主节点向该辅节点传送对针对用户设备进行主节点的交换的请求；从该主节点向该辅节点传送移动相关的用户设备上下文数据；从该辅节点向该系统的移动管理实体传送用以更新与该用户设备的主节点相关联的路径的请求；交换该主节点以使得该辅节点成为主节点。该系统能够操作为在不修改任何业务承载的情况下交换主节点，由此在交换期间不导致数据中断。该系统能够进一步操作为通过将控制面安全过程和用户面安全过程解耦合而在交换期间保持数据承载的安全。该主节点能够操作为基于该主节点和UE之间的无线电测量而发起交换。该系统能够操作为保持针对主节点和辅节点的上行链路同步。
根据一个示例，提供了一种如以上所提供的无线电电信系统的主节点，其能够操作在与UE的双重连接链路中。根据一个示例，提供了一种如以上所提供的无线电电信系统的辅节点，其能够操作在与UE的双重连接链路中。
根据一个示例，提供了一种处于与如以上所提供的系统的主节点和辅节点的双重连接中的UE。根据一个示例，提供了一种处于与系统的主节点(26)和辅节点的双重连接中的UE，该UE能够依据如以上所提供的方法操作。
根据一个示例，提供了一种无线电电信系统的节点，其能够操作为：在不修改用户设备UE的任何业务承载的情况下向系统的辅节点传送针对节点的交换的请求，该UE处于与该节点和该辅节点的双重连接中；并且能够操作为向该辅节点传送移动相关的用户设备上下文数据。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例对实施例进行描述，其中：
图1是包括宏小区和小小区集群的异构电信网络的示意性表示形式；
图2是根据一个示例的用于进行快速主小区改变的过程的示意性表示形式；
图3是根据一个示例的架构的示意性表示形式；
图4是根据一个示例的架构的示意性表示形式；
图5是根据一个示例的UB架构组合的示意性表示形式；以及
图6是根据一个示例的重叠的小小区部署的场景的示意性表示形式。
具体实施方式
下文中将对示例实施例充分详细地进行描述，以使得本领域技术人员能够体现并实施这里所描述的系统和处理。重要的是要理解实施例能够以许多可替换的形式来提供而不应当被理解为局限于这里所给出的实施例。
因此，虽然示例实施例能够以各种方式进行修改并且采取各种可替换形式，但是其具体实施例在附图中示出并且在下文中作为示例被详细描述。其并非意在被局限于所公开的特定形式。相反，落入所附权利要求范围之内的所有修改、等同和替换形式都应当被包括。示例实施例的元素在适当的情况下贯穿附图和详细描述始终由相同的附图标记所表示。
这里被用来描述实施例的术语并非意在对范围进行限制。冠词如“一个”、“一”和“该”为单数形式是在于它们具有单个提及对象，然而单数形式在本文中的使用不排除存在多于一个的提及对象。换句话说，除非上下文明确以其它方式有所指示，否则以单数所提及的元素可以是一个或多个。将要进一步理解的是，当在这里使用时，术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”指定了存在所提到的特征、项、步骤、操作、元素和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其它的特征、项、步骤、操作、元素、组件和/或其群组。
除非另外有所定义，否则这里所使用的所有术语(包括技术和科学术语)要被如本领域所惯用的那样进行解释。将要进一步理解的是，除非这里明确有所定义，否则常用的术语也应当如相关领域中所惯用的那样进行解释，而不是以理想化或过于正式的含义进行解释。
图1是包括宏小区12和小小区集群14的异构电信系统10的示意性表示形式。小区12和小小区集群中的多个相应小区由E-UTRANNodeB进行服务，E-UTRANNodeB也被称作演进NodeB(这里为“eNB”，还能够互换地被称之为“节点”)，其形成连接至直接与被称作用户设备(UE)的移动手持终端进行通信的无线电通信网络的硬件。
小小区集群14包括第一小小区16、第二小小区18、第三小小区20、第四小小区22和第五小小区24。小小区在地理上进行分布为在宏小区12内提供覆盖区域。UE21可以通过网络10进行漫游。当用户设备位于宏小区12之内时，可以通过关联无线电链路在用户设备和宏小区的基站26之间建立通信。如果用户设备在地理上位于小小区16、18、20、22和24中的一个之内，则可以通过相关联的无线电链路在该用户设备与相关联的小小区的基站之间建立通信。将要意识到的是，图1仅示出了示例的异构网络并且可以提供多个宏小区，可以提供多于或少于五个的小小区，并且可以提供多个小小区集群。
如以上所描述的，在宏小区12内提供了多个小小区基站，它们提供了多个小小区16、18、20、22和24。小小区为它们附近的用户提供了局部通信覆盖。当用户设备进入到小小区—诸如第一小小区16—的范围之内时，诸如在该小小区的基站检测到用户设备已经进入范围内时可以在宏小区的基站26和小小区的基站28之间进行切换。同样，当用户设备进入到不同小小区的范围之内时，当新的小小区的基站检测到用户设备已经进入范围之内时可以在当前小小区的基站和新的小小区的基站之间进行切换。
为了应对高业务量区域的容量需求，图1的电信网络10中的用户设备可以被提供以双重连接支持。也就是说，用户设备可以同时连接至宏小区12和小小区16二者。而且，应当意识到的是，用户设备可以双重连接至小小区16以及其它小小区18至14中的任意一个。
如参考图1所描述的双重连接可以在需要时被用来支持经由小小区的业务卸载。例如，与用户设备所使用的具体服务相关联的数据流在高业务量区域中能够被卸载到小小区，否则这例如可能导致宏小区12发生过载。
因此，UE21在某时可以连接至多于一个的小区，并且该UE因此能够被多于一个的小区所服务，上述小区可以属于来自不同供应商的不同eNB。小小区不需要仅为双重连接的UE进行卸载业务的服务，而且还可以为直接连接至该小小区的传统UE进行服务。通常，连接至网络的UE使用诸如所分配的小区无线电网络临时标识符或C-RNTI的标识符进行标识，上述标识符在UE初始接入该网络时对其进行分配，并且其可以使用切换过程来改变。
双重连接可以被视为高效的资源利用，诸如用于例如多个小区之间的负载均衡，由此避免过多的信令负载并且为UE支持更宽的带宽，同时使得能够进行来自多个小区的载波的聚合。
如所提到的，在双重连接支持中，UE同时连接至多于一个eNB。然而，仅有一个eNB负责针对该UE的任意移动相关过程。负责移动动作的节点用作移动锚点，并且可以是该UE的主节点或者锚节点。如果移动锚定节点诸如由于例如UE移动而需要有所改变，则执行切换过程。当前的切换过程是基于“先断后通”的，这意味着UE在其在切换过程之后重新连接至无线电接入网络(RAN)之前从RAN断开。这在用户面(UP)和控制面(CP)导致了UE中断。
由于双重连接支持的原因之一是减少用户中断，而使用先断后通的切换方法在蜂窝网络中四处移动的UE可能不适合利用双重连接支持进行的小区改变。
根据一个示例，利用对双重连接的支持而提供了移动控制以及UE的快速eNB改变过程。
图2是根据一个示例的用于进行快速锚小区改变的过程的示意性表示形式。认为UE被配置有锚定eNB和小小区以用于双重连接，并且UE与两个eNB进行通信。在一个示例中，认为核心网络(CN)级别的业务卸载—也就是用于所卸载RAB的S1-U—在小小区终止。由于UE与主(锚定)和小小区二者进行通信，所以移动相关的UE上下文被保存在锚定eNB，而业务相关的UE上下文则保存在主小区和小小区。在双重连接被配置和激活的同时，UE保持与两个eNB的上行链路(UL)同步。
在一个示例中，主(锚定)eNB发生改变而不对承载卸载进行修改。因此，业务承载并未被修改并且因此没有发生数据中断。UE继续向其在锚定eNB发生改变之前那样接收和传送数据。锚定eNB例如基于有关信号强度和/或定位等的测量而作出将锚定NB变为小eNB的决定。在一个示例中，锚定eNB通过向小小区eNB请求锚定小区改变而发起该过程。移动相关UE上下文还被传输至小eNB。当决定接受锚定小区改变时，小小区发送具有新的RRC参数的锚定eNB改变请求ACK。该RRC参数修改取决于UP和CP架构。新的RRC参数能够在锚定eNB转发至UE的透明容器中从小小区eNB进行发送。UE应用该新的参数并且向小小区eNB通知RRC连接重新配置完成。新的无线电资源控制/配置参数能够从小小区发送至锚定eNB并且锚定eNB使用RRC信令将该参数提供至UE。
当接收到RRC连接重新配置完成消息时，小小区eNB向MME请求锚定eNB改变。随着针对小小区eNB的S1-MME接口终止完成，小小区eNB成为UE的锚定eNB并且请求原有的锚定eNB释放移动相关的UE上下文。
根据一个示例，控制面安全过程和用户面安全过程被解耦合。根据UE进入ECM-CONNECTED状态时(即，RRC连接或S1上下文设置期间)从EPC发送至eNB的eNB密钥(KeNB)而生成RRC消息的加密和完整性保护密钥以及用于用户面业务的加密密钥。KeNB由UE和MME从KASME所导出。KeNB被用于KRRCint(RRC消息的完整性保护密钥)、KRRCenc(RRC消息的加密保护密钥)和KUPenc(用户面业务的加密保护密钥)的导出。
对于双重激活而言，小小区安全密钥(KeNB*)还能够使用例如用于传统LTE系统中的HO的类似过程而基于KeNB导出。小小区中的用户面业务的安全密钥(KUPenc*)从(KeNB*)导出。因此，即使在锚定小区发生改变之前，UE也具有有效的(KUPenc*)，因此UP业务传输在锚定小区改变期间继续进行。当锚定小区发生改变时，小小区基于eNB密钥(KeNB*)导出用于RRC消息的KRRCint*和KRRCenc*。
用于修改的参数以及用于在锚定小区改变期间传输至小小区的UE上下文取决于所使用的CP和UP架构选项。具有多种UP架构选项和CP架构选项。
图3中示意性示出了架构组合形式。针对UE仅有一个无线电资源控制(RRC)，其位于锚定eNB。UP架构支持S-GW处的RAB卸载。当RRC位于锚定eNB时，UE往来于锚定eNB接收/传送RRC消息。该锚定eNB保存整个UE上下文。可以使RRC处于小小区处，然而这对于UE而言是隐藏的，因此可以被认为是虚拟RRC。虚拟RRC能够保存一些UE上下文，诸如在小小区中进行数据传输所需的UE上下文。在锚定eNB改变期间，要在小小区eNB针对UE创建RRC并且整个UE上下文被传输至小小区eNB。考虑到UE正接收小小区eNB的RRC消息，在应用旧的加密完整性保护算法的情况下，携带UE的新的RRC参数的RRC重新配置消息从小小区RRC经由锚定RRC进行传送。RRC重新配置消息传递意在用于小小区eNB的新的加密完整性保护密钥/刷新。然而，针对通过小小区和或锚定小区所传递的数据进行的数据加密能够保持与之前相同。而且，无线电承载配置不由于锚定eNB改变而发生改变。
图4是架构组合的示意性表示形式。有两个针对UE进行通信的RRC。RRC位于锚定eNB和小小区eNB。UE通过SRB与两个RRC进行通信。UP架构支持S-GW处的RAB卸载。由于小小区已经具有UE的RRC并且已经向UE传输了RRC消息，所以其直接从小小区向UE传送具有新的参数的RRC重新配置消息。在锚定eNB发生改变的期间，UE移动上下文要在小小区eNB被建立。即使用于RRC消息保护的安全密钥有所改变，数据安全也能够保持如前。
图5是根据一个示例的UB架构组合的示意性表示形式。其中S1-U仅在锚定eNB终止。通过小小区卸载的数据始终通过锚定eNB行进。当执行快速锚定eNB改变过程时，S1-U路径和S1-MME路径要被交换至小小区eNB。出于该目的，如在传统切换过程中使用的路径交换过程能够被重复使用。甚至在这种情况下，用户面业务传输在执行S1-U路径交换的同时可以在小小区利用原有的UP加密密钥继续进行。
快速锚定小区改变过程在数据面的中断有所减少、RLF期间的快速小区改变以及其中存在重叠的小小区的部署区域中的HO性能改善方面提供了益处。
图6是根据一个示例的重叠的小小区部署的场景的示意性表示形式。在UE从宏小区1移动至宏小区2时，UE能够被配置以与小小区的双重连接。允许快速路径交换意味着UE能够保持与EUTRAN的连接，并且因此保持不中断的数据传输。

Claims (15)

1.一种在无线电通信系统中用于交换用户设备(UE)的主节点的方法，所述UE处于与所述主节点和辅节点的双重连接中，所述方法包括：交换所述主节点以使得所述辅节点成为用于所述UE的所述主节点；其中所述主节点在不修改任何业务承载的情况下被交换，由此在所述交换期间不导致数据中断。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
从所述主节点向所述辅节点传送对针对所述用户设备进行主节点的交换的请求；
从所述主节点向所述辅节点传送移动相关的用户设备上下文数据；
从所述辅节点向所述系统的移动管理实体传送用以对与用于所述用户设备的所述主节点相关联的通路进行更新的请求。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括通过将控制面安全过程和用户面安全过程解耦合而在交换期间保持数据承载的安全。
4.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中上行链路同步针对所述主节点和所述辅节点被保持。
5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中RRC安全密钥在不修改用户面安全密钥的情况下被导出。
6.一种无线电电信系统(10)，包括：
主节点(26)；
辅节点(16，18，20，22，24)；
处于与所述系统(10)的所述主节点(26)和辅节点(16，18，20，22，24)的双重连接中的UE(21)；
所述系统能够操作为：从所述主节点向所述辅节点传送对针对所述用户设备进行主节点的交换的请求；从所述主节点向所述辅节点传送移动相关的用户设备上下文数据；从所述辅节点向所述系统的移动管理实体传送用以对与用于所述用户设备的所述主节点相关联的路径进行更新的请求；交换所述主节点以使得所述辅节点成为所述主节点。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述系统能够操作为在不修改任何业务承载的情况下交换所述主节点，由此在所述交换期间不导致数据中断。
8.根据权利要求6或7所述的系统，所述系统能够进一步操作为通过将控制面安全过程和用户面安全过程解耦合而在交换期间保持数据承载的安全。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，所述主节点被配置为基于所述主节点和所述UE之间的无线电测量而发起交换。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，所述系统能够操作为保持针对所述主节点和所述辅节点的上行链路同步。
11.一种根据权利要求6至10中任一项所述的无线电电信系统(10)的主节点(26)，所述主节点(26)能够操作在与UE(21)的双重连接链路中。
12.一种根据权利要求6至10中任一项所述的无线电电信系统(10)的辅节点(16，18，20，22，24)，所述辅节点(16，18，20，22，24)能够操作在与UE(21)的双重连接链路中。
13.一种处于与根据权利要求6至10中任一项所述的系统(10)的主节点(26)和辅节点(16，18，20，22，24)的双重连接中的UE(21)。
14.一种处于与系统(10)的主节点(26)和辅节点(16，18，20，22，24)的双重连接中的UE(21)，所述UE(21)能够依据根据权利要求1至5中任一项所述的方法操作。
15.一种无线电电信系统(10)的节点(26)，所述节点(26)能够操作为：
向系统(10)的辅节点(16，18，20，22，24)传送对针对用户设备UE(21)在不修改任何业务承载的情况下进行节点的交换的请求，所述UE处于与所述节点和所述辅节点的双重连接中；以及向所述辅节点传送移动相关的用户设备上下文数据。
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