基站、用户设备及其执行的方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,更具体地,本发明涉及基站、用户设备及其执行的方法。
背景技术
随着移动通信的快速增长和技术的巨大进步,世界将走向一个完全互联互通的网络社会,即任何人或任何东西在任何时间和任何地方都可以获得信息和共享数据。预计到2020年,互联设备的数量将达到500亿部,其中仅有100亿部左右可能是手机和平板电脑,其它设备则不是与人对话的机器,而是彼此对话的机器。
在2016年3月举行的第三代合作伙伴计划(3GPP)RAN#64次全会上,提出了新5G无线接入技术的研究课题(参见非专利文献:RP-160671 New SID Proposal:Study on NewRadio Access Technology)。在该工作项目的描述中,未来新的通信制式的工作频段可扩展至100GHz,同时将至少满足增强的移动宽带业务需求、海量物联网终端的通信需求、以及高可靠性要求的业务需求等,该项目研究工作将于2018年结束。
在研究5G无线接入技术的同时,支持5G接入的核心网技术的研究也同时开展。这种核心网可以称作新一代核心网(Next Generation Core,新一代核心网)。与现有LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统连接的核心网EPC(Evolved Packet Core,演进的分组核心网)不同,正在讨论中的NextGen Core将基于不同的QoS架构,因此NextGen Core与5G无线接入技术的接口NG-2也将不同LTE与EPC的S1接口。
在5G接入网技术的研究中,为了避免运营商的重复投资,将允许运营商升级已部署的LTE基站,使得其可以与NextGen Core相连,这类新型的基站被称为演进的LTE基站(eLTE eNB:evolution of LTE eNB)。根据TR 38.804的定义,eLTE eNB可以支持与EPC的连接以及与NextGen Core的连接,即支持S1接口与NG-2接口。
现有的LTE基站eNB支持非接入层节点选择功能(NAS Node Selection Function,NNSF),当EPC架构中包含多个MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体)/S-GW(Serving Gateway,服务网关)时,该功能使得eNB能够为UE选择相应的MME/S-GW。具体地,UE向eNB提供其GUMMEI type(GUMMEI:Globally Unique MME Identity,全球唯一移动性管理实体标识)信息,GUMMEI type信息可以是直接包含在UE的S-TMSI(Serving-TemporaryMobile Subscriber Identity服务临时移动用户标识)中或者是包含在GUMMEI type信元中。当GUMMEI type为native,表明该UE在MME中注册,如果GUMMEI type为mapped,表明该UE未在MME注册,而是由于位置移动,移动到当前LTE的覆盖范围内,需要重新进行跟踪区更新。根据上述信息,eNB可以为UE选择不同的MME。无论选择哪一个MME,eNB和MME的通信都是经由S1接口,即,GUMMEI type并不影响eNB和MME之间信令交互的格式/协议栈。
但是对eLTE eNB而言,上述的NNSF功能有所缺失。当eLTE eNB与EPC和NGNC同时相连时,eLTE eNB在选择核心网的过程中同时需要确定采用何种通信接口与选中的核心网进行通信,否则将导致UE与核心网无法正常通信。
因此,需要一种新的核心网选择技术来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种基站、一种用户设备及其执行的方法。
根据本发明实施例的一个方案,提供了一种由基站执行的方法,包括:
向用户设备广播所述基站支持连接到第一核心网和第二核心网,所述第一核心网与所述基站之间的通信接口和所述第二核心网与所述基站之间的通信接口不同;
接收所述用户设备对所述第一核心网和第二核心网中一个核心网的选择;以及
根据接收到的所述用户设备的选择发起到所述用户设备选择的核心网的连接建立。
根据本发明的另一方案,提供了一种基站,包括:
发送单元,用于向用户设备广播所述基站支持连接到第一核心网和第二核心网,所述第一核心网与所述基站之间的通信接口和所述第二核心网与所述基站之间的通信接口不同;
接收单元,用于接收所述用户设备对所述第一核心网和第二核心网中一个核心网的选择;以及
连接建立单元,用于根据接收到的所述用户设备的选择发起到所述用户设备选择的核心网的连接建立。
根据本发明的另一方案,提供了一种用户设备执行的方法,包括:
接收基站广播的指示所述基站支持连接到第一核心网和第二核心网的信息;
选择所述第一核心网和第二核心网中一个核心网来作为要接入的核心网;以及
向所述基站发送对要接入的核心网的选择。
根据本发明的又一方案,提供了一种用户设备,包括:
接收单元,用于接收基站广播的指示所述基站支持连接到第一核心网和第二核心网的信息;
接入网选择单元,用于选择所述第一核心网和第二核心网中一个核心网来作为要接入的核心网;以及
发送单元,用于向所述基站发送对要接入的核心网的选择。
本发明的上述技术方案为同时支持两种不同核心网的基站(例如eLTE eNB)提供了核心网选择方法,进而可对应地确定要用于与所选择的核心网进行通信的网络接口,实现了UE与核心网的正常通信。
附图说明
通过下文结合附图的详细描述,本公开的上述和其它特征将会变得更加明显,其中:
图1示出了根据本发明实施例的由基站执行的方法的简要流程图;
图2示出了根据本发明实施例的基站的简要框图;
图3示出了根据本发明实施例的由用户设备执行的方法的简要流程图;以及
图4示出了根据本发明实施例的用户设备的简要框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细阐述。应当注意,本公开不应局限于下文所述的具体实施方式。另外,为了简便起见,省略了对与本公开没有直接关联的公知技术的详细描述,以防止对本公开的理解造成混淆。
本发明实施例提供了一种由基站执行的方法。图1示出了这种方法的简要流程图。如图1所示,该方法包括:
步骤S110,向用户设备广播基站支持连接到第一核心网和第二核心网;
步骤S120,接收用户设备对第一核心网和第二核心网中一个核心网的选择;以及
步骤S130,根据接收到的用户设备的选择发起到用户设备选择的核心网的连接建立。
在一些示例中,该方法还可包括:当用户设备选择的核心网被判断不适于为用户设备提供服务时:
拒绝用户设备对其所选择的核心网的连接;和/或
指示用户设备在一段时间内降低其所选择的核心网的连接优先级,以避免用户设备在该一段时间内连接到所选择的核心网。
在一些示例中,该方法还可包括:在已建立与用户设备选择的核心网的连接之后,如果用户设备选择的核心网被判断不适于继续为用户设备提供服务:
向用户设备选择的核心网发送切换请求,以请求将用户设备切换到第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网;
接收来自用户设备选择的核心网的第一切换命令,并向用户设备发送第二切换命令,指示用户设备切换到第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网。这里的第一切换命令和第二切换命令可以相同,基站仅需转发从核心网接收到的切换命令,也可以不同,基站也可根据从核心网接收到的切换命令来生成新的切换命令,本发明不对此进行限制。
在一些示例中,向用户设备发送的信息是对基站支持的核心网的显示指示或隐式指示。
例如,显式指示可以是特定的比特位的取值,如针对于NextGen Core(或EPC)的比特位被置于1时,表示支持NextGen Core(或EPC),反之表示不支持,当对应NextGen Core的比特位和对应EPC的比特位都置于1时,显式地指示了当前小区的基站支持到两种核心网的连接。例如,隐式指示可以是在小区中广播的关于所支持的核心网的相关信息,如即广播了NextGen Core位置区信息,又广播了EPC的跟踪区信息,从而隐式的指示当前小区的基站支持到两种核心网的连接等。当然,以上仅是可用于本发明的指示的一些示例,本发明不限于此,而是可以采用本领域中任何可用作指示的方式。
在一些示例中,用户设备对核心网的选择可以是基站从RRC连接请求消息、RRC连接重建立消息、上行链路公共控制信道消息、RRC连接建立完成消息之一中直接接收到的。
在另一些示例中,用户设备对核心网的选择可隐含在从用户设备接收的用户设备的注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识中。在该情况下,图1所示的方法还可包括:从用户设备的注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识中推断用户设备注册到的核心网,其中,用户设备注册到的核心网是第一核心网和第二核心网之一;以及将用户设备注册到的核心网确定为用户设备选择的核心网。
在上述方法中,第一核心网可以是新一代核心网(NextGen Core)与演进的分组核心网(EPC)中的一个,以及第二核心网可以是新一代核心网与演进的分组核心网中的另一个。然而本领域技术人员容易理解的是,本发明的技术方案同样可应用于其他任何同时支持两种不同核心网的基站对核心网的选择,而不限于下述本发明实施例的具体实现中提及的同时支持NextGen Core和EPC的eLTE eNB。
图2示出了与图1所示的方法相对应的基站。如图2所示,该基站包括:
发送单元210,用于向用户设备广播基站支持连接到第一核心网和第二核心网;
接收单元220,用于接收用户设备对第一核心网和第二核心网中一个核心网的选择;以及
连接建立单元230,用于根据接收到的用户设备的选择发起到用户设备选择的核心网的连接建立。
在一些示例中,该基站还可包括判断单元240,用于判断用户设备选择的核心网是否适于为用户设备提供服务,且在用户设备选择的核心网被判断不适于为用户设备提供服务时,通过发送单元210:
拒绝用户设备对其所选择的核心网的连接;和/或
指示用户设备在一段时间内降低其所选择的核心网的连接优先级,以避免用户设备在一段时间内连接到所选择的核心网。
在一些示例中,该基站还可包括切换单元250,用于在已建立与用户设备选择的核心网的连接之后,如果判断单元240判断用户设备选择的核心网不适于继续为用户设备提供服务,则通过发送单元210:
向用户设备选择的核心网发送切换请求,以请求将用户设备切换到第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网;
在收到用户设备选择的核心网发送的第一切换命令之后,向用户设备发送第二切换命令,指示用户设备切换到第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网。
如上所述,这里的第一切换命令和第二切换命令可以相同,也可以不同。
在一些示例中,向用户设备发送的信息是对基站支持的核心网的显示指示或隐式指示。
在一些示例中,用户设备对核心网的选择可以是从RRC连接请求消息、RRC连接重建立消息、上行链路公共控制信道消息、RRC连接建立完成消息之一中直接接收到的。
在一些示例中,用户设备对核心网的选择可隐含在从用户设备接收的用户设备的注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识中。在此情况下,基站还可包括信息处理单元260,用于从用户设备的注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识中推断用户设备注册到的核心网,其中,用户设备注册到的核心网是第一核心网和第二核心网之一;以及核心网确定单元270,用于将用户设备注册到的核心网确定为用户设备选择的核心网。
在一些示例中,第一核心网可以是新一代核心网与演进的分组核心网中的一个,以及第二核心网可以是新一代核心网与演进的分组核心网中的另一个。如上所述,第一核心网和第二核心网也可以是同一基站可同时支持的任何其他种类的核心网。
图3示出了一种由用户设备执行的方法的简要流程图。如图3所示,该方法包括:
步骤310,接收基站广播的指示基站支持连接到第一核心网和第二核心网的信息;
步骤320,选择第一核心网和第二核心网中一个核心网来作为要接入的核心网;以及
步骤330,向基站发送对要接入的核心网的选择。
在一些示例中,该方法还可包括:
从基站接收拒绝用户设备连接到其所选择的核心网和/或指示用户设备在一段时间内降低其所选择的核心网的连接优先级的指示;
根据指示重新选择第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网来作为要接入的核心网;以及
在该一段时间内降低其之前选择的核心网的连接优先级。
在一些示例中,该方法还可包括:
接收基站发送的切换命令;以及
根据切换命令,切换到第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网。
在一些示例中,从基站接收到的信息可以是对基站支持的核心网的显示指示或隐式指示。
在一些示例中,对核心网的选择可以是在RRC连接请求消息、RRC连接重建立消息、上行链路公共控制信道消息、RRC连接建立完成消息之一中直接发送的。
在另一些示例中个,对核心网的选择可隐含在向基站发送的用户设备的注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识中,以由基站通过注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识确定用户设备选择的核心网。
在一些示例中,第一核心网是新一代核心网与演进的分组核心网中的一个,以及第二核心网是新一代核心网与演进的分组核心网中的另一个。
图4示出了用于实现图3所示方法的用户设备的简要框图。如图4所示,该用户设备包括:
接收单元410,用于接收基站广播的指示基站支持连接到第一核心网和第二核心网的信息;
接入网选择单元420,用于选择第一核心网和第二核心网中一个核心网来作为要接入的核心网;以及
发送单元430,用于向基站发送对要接入的核心网的选择。
在一些示例中,接收单元410还可用于从基站接收拒绝用户设备连接到其所选择的核心网和/或指示用户设备在一段时间内降低其所选择的核心网的连接优先级的指示。接入网选择单元420还可用于根据指示重新选择第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网来作为要接入的核心网,并在该一段时间内降低其之前选择的核心网的连接优先级。
在一些示例中,接收单元410还可用于接收基站发送的切换命令。在此情况下,用户设备还包括切换单元440,用于根据切换命令切换到第一核心网和第二核心网中未被选择的核心网。
在一些示例中,从基站接收到的信息可以是对基站支持的核心网的显示指示或隐式指示。
在一些示例中,对核心网的选择可以是在RRC连接请求消息、RRC连接重建立消息、上行链路公共控制信道消息、RRC连接建立完成消息之一中直接发送的;或对核心网的选择可隐含在向基站发送的用户设备的注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识中,以由基站通过注册信息或者注册信息的类型或者核心网标识确定用户设备选择的核心网。
在一些示例中,第一核心网是新一代核心网与演进的分组核心网中的一个,以及第二核心网是新一代核心网与演进的分组核心网中的另一个。
需要说明的是,虽然在图2和图4中以模块/单元的形式示出了根据本发明实施例的基站和用户设备的示例性简化框图,本发明中所述的方法也可以在处理设备(例如,中央处理器单元(CPU)或其他任何适合的处理设备)中执行。例如,可在存储器中存储用于执行本发明所述方法的程序指令,并由处理设备执行这些程序指令。
下面将结合附图对本发明具体实施例的技术方案进行描述。需要再次说明的是,虽然在以下的叙述中,第一核心网可以是新一代核心网(NextGen Core)与演进的分组核心网(EPC)中的一个,以及第二核心网可以是新一代核心网与演进的分组核心网中的另一个。然而本领域技术人员容易理解的是,本发明的技术方案同样可应用于其他任何同时支持两种不同核心网的基站对核心网的选择,而不限于下述本发明实施例的具体实现中提及的同时支持NextGen Core和EPC的eLTE eNB的核心网选择。
实施例1
基站的发送单元210在其覆盖的小区内广播系统信息,指示当前LTE小区支持到NextGen Core的连接以及支持到EPC的连接。这种指示连接可以是显示的指示,例如,采用特定的比特位,当该比特位被置于1时,表示支持,反之表示不支持;或者采用隐式的指示,例如在当前小区内广播NextGen Core的相关信息,例如NextGen Core的位置区,NextGenCore的定时器配置等等,以间接的表示支持到NextGen Core的连接,反之,当没有这些NextGen Core的相关信息时,则表示不支持到NextGen Core的连接。类似的,对指示对EPC的连接也可以采用上述方法。
UE的接收单元410接收到上述系统信息后,当需要建立连接时,通过发送单元430向基站发送连接建立请求或者连接重建立请求(由于在LTE的RRC(Radio ResourceControl,无线资源控制)连接建立以及重建过程中,这两条消息都属于流程中的第三条消息,所以可统称为消息3,Msg3),在Msg3中携带信息,指示与NextGen Core建立连接。
该指示信息可以是在上行公共控制信道上传输的消息(UL-CCCH-Message)中增加一个新的消息种类,此类信息指示向NextGen Core建立连接。当用户终端采用此类消息发起连接建立请求时,表示该用户终端选择NextGen Core建立连接。
可选地,UE可以在RRCConnectionSetupComplete消息(在LTE的RRC连接建立过程中,这条消息属于第五条消息,称为Msg5)中向基站指示与NextGen Core建立连接。该指示信息可以携带在一个新的信元中,指示与NextGen Core建立连接,如果不采用该信元,表示不与NextGen Core建立连接或者是与EPC建立连接。
可选地,在Msg5中,可以包含UE在核心网中的身份标识,简称为核心网标识,例如S-TMSI,根据UE的核心网标识,可以推断出UE所属的核心网,从而指示了建立连接的核心网。
基站根据上述指示,采用与指示相对应的核心网接口(NG-2或者S1),将UE发送的非接入层信息路由到相应的核心网(NextGen Core或者EPC),完成核心网的选择。例如,UE指示与NextGen Core建立连接,则基站将从UE处获得的非接入层信息通过NG-2接口发给NextGen Core,如果UE未指示与NextGen Core建立连接,则基站可将从UE处获得的非接入层信息通过S1接口发给EPC。在一些实现中,如果UE未指示与NextGen Core建立连接,基站也可以在向核心网发送信息之前先判断UE是否指示与EPC建立连接。
实施例2
在实施例1的基础上,UE可通过向基站提供其注册的核心网的信息或注册信息的类型,帮助基站完成核心网的选择。例如,将现有的gummei type扩展成2bit,其中
00:the GUMMEI included is native(i.e.NextGen)指示UE注册在NextGen Core网络上
01:the GUMMEI included is mapped(from 2G/3G identifiers)指示UE注册在2G/3G的网络
10:the GUMMEI included is mapped(from EPC identifiers)指示UE注册在EPC上
11:reserved
对于情况一,基站可以将UE的请求发往NextGen Core
对于情况二,基站可以根据NGNC和EPC的负载情况,或者其他相应的情况进行判断,将UE的请求发往NextGen Core或者EPC
对于情况三,基站可以将UE的请求发往EPC
实施例3
在实施例1的基础上,当UE请求连接到NextGen Core,如果NextGen Core由于例如网络负载过重或者其他原因而不适于为UE提供服务,则基站可以向UE发送连接拒绝消息。具体包括
基站在Msg3中收到UE请求到NextGen Core的连接建立请求;
基站在Msg4中拒绝UE的连接建立请求。可选地,在拒绝消息中,基站可以指示UE在一段时间降低其所选的核心网(例如,NextGen Core)的优先级,从而避免UE在该段时间内不断请求接入所选核心网。
上述方案同样适用于拒绝EPC连接的情况。例如如下面的示例所示:
基站在Msg3中收到UE连接建立请求,该请求中没有指示连接到NextGen Core。在隐式指示的情况下,该请求意味着指示连接EPC;
基站在Msg4中拒绝UE的连接建立请求。可选地,在拒绝消息中,基站可以指示UE在一段时间降低其所选的核心网,即EPC的优先级,从而避免UE请求接入该核心网。
在UE接收到基站的拒绝消息之后,可以请求连接到未选择的另一核心网,例如在连接到NextGen Core的请求被拒绝后请求连接到EPC,或反之亦然。
实施例4
在实施例1-3的基础上,当UE与NextGen Core建立连接后,当NextGen Core例如因为发生网络拥塞或者负载过重而不适于为UE提供服务时,基站可以对UE进行核心网的切换,具体可包括:
基站向NextGen Core发起切换请求,请求将UE切换到EPC;
基站接收来自NextGen Core指示将UE切换到EPC的切换命令;
基站向UE转发切换命令,该命令指示UE发生了目标小区即为当前小区的跨核心网的切换。UE根据该指示,在当前空口连接上建立到目标核心网的连接。具体可以是UE不需要重新发起接入请求,而是在已建立的无线承载上发送到EPC的数据和信令。可选地,该切换命令可以是一个RRC重配置消息,UE可以在重配置后的无线承载上发送和接收到目标核心网EPC的数据和信令。
运行在根据本发明的设备上的程序可以是通过控制中央处理单元(CPU)来使计算机实现本发明的实施例功能的程序。该程序或由该程序处理的信息可以临时存储在易失性存储器(如随机存取存储器RAM)、硬盘驱动器(HDD)、非易失性存储器(如闪速存储器)、或其他存储器系统中。
用于实现本发明各实施例功能的程序可以记录在计算机可读记录介质上。可以通过使计算机系统读取记录在所述记录介质上的程序并执行这些程序来实现相应的功能。此处的所谓“计算机系统”可以是嵌入在该设备中的计算机系统,可以包括操作系统或硬件(如外围设备)。“计算机可读记录介质”可以是半导体记录介质、光学记录介质、磁性记录介质、短时动态存储程序的记录介质、或计算机可读的任何其他记录介质。
用在上述实施例中的设备的各种特征或功能模块可以通过电路(例如,单片或多片集成电路)来实现或执行。设计用于执行本说明书所描述的功能的电路可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或上述器件的任意组合。通用处理器可以是微处理器,也可以是任何现有的处理器、控制器、微控制器、或状态机。上述电路可以是数字电路,也可以是模拟电路。因半导体技术的进步而出现了替代现有集成电路的新的集成电路技术的情况下,本发明的一个或多个实施例也可以使用这些新的集成电路技术来实现。
此外,本发明并不局限于上述实施例。尽管已经描述了所述实施例的各种示例,但本发明并不局限于此。安装在室内或室外的固定或非移动电子设备可以用作终端设备或通信设备,如AV设备、厨房设备、清洁设备、空调、办公设备、自动贩售机、以及其他家用电器等。
如上,已经参考附图对本发明的实施例进行了详细描述。但是,具体的结构并不局限于上述实施例,本发明也包括不偏离本发明主旨的任何设计改动。另外,可以在权利要求的范围内对本发明进行多种改动,通过适当地组合不同实施例所公开的技术手段所得到的实施例也包含在本发明的技术范围内。此外,上述实施例中所描述的具有相同效果的组件可以相互替代。