CN110999390A - 在无线通信系统中执行切换过程的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线通信系统。更具体地，本发明涉及一种方法和装置，其用于：接收包括一个或更多个候选目标小区的列表的切换辅助信息；当所述一个或更多个候选目标小区中的第一候选目标小区满足切换条件时，发起对所述第一候选目标小区的第一随机接入过程并且启动针对所述第一候选目标小区的第一定时器；并且当发生至少以下事件中的任一个时，停止尝试连接到所述第一候选目标小区：(i)针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及(ii)对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到最大次数。

Description

在无线通信系统中执行切换过程的方法及其装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及在无线通信系统中执行切换过程的方法及其装置。
背景技术
简要地描述第三代合作伙伴计划长期演进(下文中，被称为LTE)通信系统作为适用本发明的移动通信系统的示例。
图1是示意性地例示演进型通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构作为示例性无线通信系统的视图。E-UMTS是传统的通用移动电信系统(UMTS)的高级版本并且其基本标准化当前在3GPP中进行。E-UMTS可以通常被称为长期演进(LTE)系统。通信网络被广泛地部署，以通过IMS和分组数据提供诸如语音(VoIP)这样的各种通信服务。
参照图1，E-UMTS包括位于网络(E-UTRAN)的末端处并且与外部网络连接的用户设备(UE)、eNode B(eNB)和接入网关(AG)。eNB可以同时发送用于广播服务、多播服务和/或单播服务的多个数据流。
每个eNB可以存在一个或更多个小区。小区被设置成在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz这样的带宽之一中操作并且在该带宽中向多个UE提供下行链路(DL)或上行链路(UL)发送服务。不同的小区可以被设置成提供不同的带宽。eNB控制将数据发送到多个UE或者从多个UE接收数据。eNB向对应的UE发送DL数据的DL调度信息，以将假定发送DL数据的时域/频域、编码、数据大小和混合自动重传请求(HARQ)相关信息告知UE。另外，eNB向对应的UE发送UL数据的UL调度信息，以将UE可以使用的时域/频域、编码、数据大小和HARQ相关信息告知UE。可以在eNB之间使用用于发送用户业务或控制业务的接口。核心网络(CN)可以包括用于进行UE的用户注册的AG和网络节点等。AG基于跟踪区(TA)来管理UE的移动性。一个TA包括多个小区。
虽然无线通信技术已经发展到了基于宽带码分多址(WCDMA)的LTE和NR，但是用户和服务供应商的需求和期望在上涨。另外，考虑到正在开发的其它无线电接入技术，需要用新的技术演进来确保未来的高竞争力。需要减少每比特成本、提高服务可用性、灵活使用频带、简化结构、开放接口、适当消耗UE的功率等。
随着越来越多的通信装置要求更大的通信容量，需要与现有的RAT相比改进的移动宽带通信。另外，通过连接许多装置和对象来提供各种服务的大规模机器型通信(MTC)是下一代通信(NR，新无线电)中要考虑的主要问题之一。另外，正在讨论在考虑服务/UE对可靠性和时延敏感的通信系统设计。讨论了引入考虑这种增强型移动宽带(eMBB)传输和超可靠低时延通信(URLLC)传输的下一代RAT。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供在无线通信系统中高效执行切换过程的方法和装置。
本发明所解决的技术问题不限于以上的技术问题并且本领域的技术人员可以根据以下描述来理解其它技术问题。
问题的解决方案
作为本发明的一方面，提供了一种在无线通信系统中由用户设备(UE)执行切换过程的方法，其中，该方法包括以下步骤：接收包括一个或更多个候选目标小区的列表的切换辅助信息；当所述一个或更多个候选目标小区中的第一候选目标小区满足切换条件时，发起对所述第一候选目标小区的第一随机接入过程并且启动针对所述第一候选目标小区的第一定时器；以及当发生至少以下事件中的任一个时，停止尝试连接到所述第一候选目标小区：(i)针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及(ii)对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到最大次数。
优选地，所述一个或更多个候选目标小区的列表可以包括关于多个候选目标小区的信息，并且所述方法还可以包括以下步骤：当发生至少以下事件中的任一个时，检查在所述多个候选目标小区当中除了所述第一候选目标小区之外是否存在满足所述切换条件的任何候选目标小区：(i)针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及(ii)对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到所述最大次数。
优选地，所述方法还可以包括以下步骤：当作为检查的结果，所述多个候选目标小区中的第二候选目标小区满足所述切换条件时，发起对所述第二候选目标小区的第二随机接入过程并且启动针对所述第二候选目标小区的第二定时器。
优选地，所述方法还可以包括以下步骤：当接收到所述切换辅助信息时，启动第三定时器；以及当所述第三定时器期满时，执行无线电资源控制(RRC)连接重建过程。
优选地，所述随机接入尝试的次数可以包括随机接入前导码发送的次数。
优选地，满足所述切换条件可以包括：在一定时间量期间，所述第一候选目标小区的信道质量等于或高于阈值。
作为本发明的另一方面，提供了一种在无线通信系统中操作的用户设备(UE)，其中，该UE包括：射频(RF)模块；以及处理器，该处理器能够在操作上与所述RF模块联接并且被配置为：接收包括一个或更多个候选目标小区的列表的切换辅助信息，当所述一个或更多个候选目标小区中的第一候选目标小区满足切换条件时，发起对所述第一候选目标小区的第一随机接入过程并且启动针对所述第一候选目标小区的第一定时器，并且当发生至少以下事件中的任一个时，停止尝试连接到所述第一候选目标小区：(i)针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及(ii)对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到最大次数。
优选地，所述一个或更多个候选目标小区的列表可以包括关于多个候选目标小区的信息，并且其中，所述处理器还可以被配置为：当发生至少以下事件中的任一个时，检查在所述多个候选目标小区当中除了所述第一候选目标小区之外是否存在满足所述切换条件的任何候选目标小区：(i)针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及(ii)对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到所述最大次数。
优选地，所述处理器还可以被配置为：当作为检查的结果，所述多个候选目标小区中的第二候选目标小区满足所述切换条件时，发起对所述第二候选目标小区的第二随机接入过程并且启动针对所述第二候选目标小区的第二定时器。
优选地，所述处理器还可以被配置为：当接收到所述切换辅助信息时，启动第三定时器；以及当所述第三定时器期满时，执行无线电资源控制(RRC)连接重建过程。
优选地，所述随机接入尝试的次数可以包括随机接入前导码发送的次数。
优选地，满足所述切换条件可以包括：在一定时间量期间，所述第一候选目标小区的信道质量等于或高于阈值。
有益效果
根据本发明，能在无线通信系统中高效地执行切换过程。
本领域的技术人员应该领会，本发明所实现的效果不限于上文已经特定描述的效果，并且将根据结合附图进行的以下详细描述来更清楚地理解本发明的其它优点。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并入本申请且构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式并且与说明书一起用于说明本发明的原理。
图1是示出作为无线通信系统的示例的演进通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的图；
图2A是例示演进型通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的框图，并且图2B是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图；
图3是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的示图；
图4A是例示NG无线电接入网络(NG-RAN)架构的网络结构的框图，并且图4B是描绘NG-RAN和5G核心网络(5GC)之间的功能划分架构的框图；
图5是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的UE和NG-RAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的示图；
图6A和图6B例示了随机接入过程。
图7示出了gNB间切换的过程。
图8示出了连接重建过程的过程。
图9示出了基于条件的切换的过程。
图10示出了根据本发明的示例的切换过程。
图11是根据本发明的实施方式的通信设备的框图。
具体实施方式
通用移动电信系统(UMTS)是在基于欧洲系统的宽带码分多址(WCDMA)、全球移动通信系统(GSM)和通用分组无线电服务(GPRS)中进行操作的第三代(3G)异步移动通信系统。UMTS的长期演进(LTE)是通过使UMTS标准化的第三代合作伙伴计划(3GPP)进行讨论的。
3GPP LTE是使得能够进行高速分组通信的技术。已经针对LTE目标提出了许多方案，这些方案包括目的在于减少用户和供应商成本、提高服务质量并且扩展并提高覆盖范围和系统能力的方案。3G LTE需要降低每个比特的成本、增加服务可用性、灵活使用频带、简单结构、开放接口和作为上级要求的终端的足够功耗。
下文中，将根据本发明的实施方式来容易地理解本发明的结构、操作和其它特征，在附图中例示了这些实施方式的示例。随后描述的实施方式是本发明的技术特征应用于3GPP系统的示例。
虽然在本说明书中使用长期演进(LTE)系统和高级LTE(LTE-A)系统描述了本发明的实施方式，但是它们仅仅是示例性的。因此，本发明的实施方式适用于与以上限定对应的任何其它通信系统。另外，虽然在本说明书中本发明的实施方式是基于频分双工(FDD)方案来描述的，但是本发明的实施方式可以容易地被修改并应用于半双工FDD(H-FDD)方案或时分双工(TDD)方案。
图2A是例示演进型通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的框图。E-UMTS还可以被称为LTE系统。通信网络被广泛地部署，以通过IMS和分组数据提供诸如语音(VoIP)这样的各种通信服务。
如图2A中所示，E-UMTS网络包括演进型UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)、演进型分组核心(EPC)和一个或更多个用户设备。E-UTRAN可以包括一个或更多个演进型NodeB(eNodeB)20，并且多个用户设备(UE)10可以位于一个小区中。一个或更多个E-UTRAN移动性管理实体(MME)/系统架构演进(SAE)网关30可以设置在网络的末端并且与外部网络连接。
如本文中使用的，“下行链路”是指从eNodeB 20到UE 10的通信，并且“上行链路”是指从UE到eNodeB的通信。UE 10是指用户携带的通信设备并且还可以被称为移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)或无线装置。
图2B是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图。
如图2B中所示，eNodeB 20向UE 10提供用户平面和控制平面的端点。MME/SAE网关30针对UE 10提供会话和移动性管理功能的端点。eNodeB和MME/SAE网关可经由S1接口连接。
eNodeB 20通常是与UE 10通信的固定站，并且还可以被称为基站(BS)或接入点。可以每个小区部署一个eNodeB 20。可以在eNodeB 20之间使用用于发送用户业务或控制业务的接口。
MME提供各种功能，包括至eNodeB 20的NAS信令、NAS信令安全、AS安全控制、用于3GPP接入网络之间的移动性的CN间节点信令、空闲模式UE可达性(包括寻呼重新发送的控制和执行)、跟踪区列表管理(针对空闲和激活模式下的UE)、PDN GW和服务GW选择、与MME改变进行切换的MME选择、用于切换至2G或3G 3GPP接入网络的SGSN选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、对于PWS(包括ETWS和CMAS)消息发送的支持。SAE网关主机提供各式各样的功能，包括基于每个用户的分组过滤(通过例如深度分组检查)、合法拦截、UEIP地址分配、下行链路中的传输级分组标记、UL和DL服务级计费、选通和速率执行、基于APN-AMBR的DL速率执行。为了清晰起见，MME/SAE网关30将在本文中被简称为“网关”，但要理解，该实体包括MME和SAE网关二者。
多个节点可以经由S1接口连接在eNodeB 20和网关30之间。eNodeB 20可以经由X2接口彼此连接，并且相邻的eNodeB可以具有包括X2接口的网状网络结构。
如所示出的，eNodeB 20可以执行选择网关30、在无线电资源控制(RRC)启动期间朝着网关路由、寻呼消息的调度和发送、广播信道(BCCH)信息的调度和发送、上行链路和下行链路二者中的朝着UE 10的资源动态分配、eNodeB测量的配置和设置、无线电承载控制、无线电准入控制(RAC)和LTE_ACTIVE状态下的连接移动性控制的功能。在EPC中，并且如上所述，网关30可以执行寻呼发起、LTE-IDLE状态管理、用户平面的加密、系统架构演进(SAE)承载控制以及非接入层(NAS)信令的加密和完整性保护的功能。
EPC包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)和分组数据网络-网关(PDN-GW)。MME具有关于UE的连接和能力的信息，该信息主要用于管理UE的移动性。S-GW是以E-UTRAN作为端点的网关，并且PDN-GW是以分组数据网络(PDN)作为端点的网关。
图3是示出基于3GPP无线电接入网络标准的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的示图。控制平面是指用于发送用于管理UE和E-UTRAN之间的呼叫的控制消息的路径。用户平面是指用于发送应用层中生成的数据(例如，语音数据或互联网分组数据)的路径。
第一层的物理(PHY)层使用物理信道向较高层提供信息传递服务。PHY层经由传输信道与位于较高层上的介质访问控制(MAC)层连接。数据经由传输信道在MAC层和PHY层之间传输。数据经由物理信道在发送侧的物理层和接收侧的物理层之间传输。物理信道使用时间和频率作为无线电资源。详细地，在下行链路中使用正交频分多址(OFDMA)方案对物理信道进行调制，并且在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案对物理信道进行调制。
第二层的MAC层经由物理信道向较高层的无线电链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据发送。可以由MAC层的功能块来实现RLC层的功能。第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行报头压缩功能，以减少用于在具有相对小的带宽的无线电接口中高效地发送诸如IP版本4(IPv4)分组或IP版本6(IPv6)分组这样的网际协议(IP)分组的不必要的控制信息。
仅在控制平面中限定位于第三层的底部的无线电资源控制(RRC)层。RRC层与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放有关地控制逻辑信道、传输信道和物理信道。RB是指第二层提供的用于UE和E-UTRAN之间的数据发送的服务。为此，UE的RRC层和E-UTRAN的RRC层彼此交换RRC消息。
eNB的一个小区被设置成在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz这样的带宽之一中操作，并且在该带宽中向多个UE提供下行链路或上行链路发送服务。不同的小区可以被设置成提供不同的带宽。
用于将数据从E-UTRAN发送到UE的下行链路传输信道包括用于发送系统信息的广播信道(BCH)、用于发送寻呼消息的寻呼信道(PCH)和用于发送用户业务或控制消息的下行链路共享信道(SCH)。下行链路多播或广播服务的业务或控制消息可以通过下行链路SCH进行发送，并且还可以通过单独的下行链路多播信道(MCH)进行发送。
用于将数据从UE发送到E-UTRAN的上行链路传输信道包括用于发送初始控制消息的随机存取信道(RACH)和用于发送用户业务或控制消息的上行链路SCH。限定在传输信道上并且映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和多播业务信道(MTCH)。
图4A是例示NG无线电接入网络(NG-RAN)架构的网络结构的框图，并且图4B是描绘NG-RAN和5G核心网络(5GC)之间的功能划分架构的框图。
NG-RAN节点是朝向UE提供NR用户平面和控制平面协议终止的gNB或朝向UE提供E-UTRA用户平面和控制平面协议终止的ng-eNB。
gNB和ng-eNB借助Xn接口彼此互连。gNB和ng-eNB也借助NG接口连接到5GC，更具体地，借助NG-C接口连接到AMF(接入和移动性管理功能)并且借助NG-U接口连接到UPF(用户平面功能)。
Xn接口包括Xn用户平面(Xn-U)和Xn控制平面(Xn-C)。Xn用户平面(Xn-U)接口被限定在两个NG-RAN节点之间。传输网络层被构建在IP传输上，并且GTP-U用于UDP/IP之上以承载用户平面PDU。Xn-U提供无保证的用户平面PDU传输，并且支持以下功能：i)数据转发以及ii)流控制。Xn控制平面接口(Xn-C)被限定在两个NG-RAN节点之间。传输网络层被构建在IP之上的SCTP上。应用层信令协议被称为XnAP(Xn应用协议)。SCTP层提供有保证的应用层消息传递。在传输中，使用IP层点对点传输传递信令PDU。Xn-C接口支持以下功能：i)Xn接口管理，ii)包括上下文传输和RAN寻呼的UE移动性管理以及iii)双连接性。
NG接口包括NG用户平面(NG-U)和NG控制平面(NG-C)。NG用户平面接口(NG-U)被限定在NG-RAN节点和UPF之间。传输网络层构建在IP传输上，并且GTP-U用于UDP/IP之上以承载NG-RAN节点和UPF之间的用户平面PDU。NG-U提供在NG-RAN节点和UPF之间的无保证的用户平面PDU传递。
NG用户平面接口(NG-C)被限定在NG-RAN节点和AMF之间。传输网络层构建在IP传输上。为了可靠地传输信令消息，在IP之上添加SCTP。应用层信令协议被称为NGAP(NG应用协议)。SCTP层提供有保证的应用层消息传递。在传输中，使用IP层点对点传输来传递信令PDU。
NG-C提供以下功能：i)NG接口管理，ii)UE上下文管理，iii)UE移动性管理，iv)配置传输以及v)警告消息发送。
gNB和ng-eNB承载以下功能：i)无线电资源管理的功能：无线电承载控制、无线电准入控制、连接移动性控制、在上行链路和下行链路二者中向UE动态分配资源(调度)，ii)数据的IP报头压缩、加密和完整性保护，iii)可以用UE提供的信息确定不路由到AMF时UE附着处的AMF的选择，iv)将用户平面数据朝着UPF路由，v)将控制平面信息朝着AMF路由，vi)连接建立和释放，vii)调度和发送寻呼消息(源自AMF)，viii)调度和发送系统广播信息(源自AMF或O&M)，ix)用于移动性和调度的测量和测量报告配置，x)上行链路中的传输级别分组标记，xi)会话管理，xii)支持网络切片以及xiii)QoS流管理和映射到数据无线电承载。接入和移动性管理功能(AMF)承载以下主要功能：i)NAS信令终止，ii)NAS信令安全，iii)AS安全控制，iv)用于3GPP接入网络之间的移动性的CN节点间信令，v)空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行)，vi)注册区域管理，vii)支持系统内和系统间移动性，viii)接入认证，ix)移动性管理控制(订阅和策略)，x)支持网络切片和xi)SMF选择。
用户平面功能(UPF)承载以下主要功能：i)用于RAT内/RAT间移动性的锚点(适用时)，ii)与数据网络的互连的外部PDU会话点，iii)策略规则实施的分组检查和用户平面部分，iv)业务使用报告，v)支持通向数据网络的路由业务流的上行链路分类器，vi)用于用户平面的QoS处理，例如，分组过滤、选通、UL/DL速率实施以及vii)上行链路业务验证(SDF至QoS流映射)。
会话管理功能(SMF)承载以下主要功能：i)会话管理，ii)UE IP地址分配和管理，iii)UP功能的选择和控制，iv)在UPF处配置业务导向以将业务路由到适当目的地，v)控制策略实施和QoS的部分，vi)下行链路数据通知。
图5是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的UE和NG-RAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的示图。
用户平面协议栈包含新引入的支持5G QoS模型的Phy、MAC、RLC、PDCP和SDAP(服务数据自适应协议)。
SDAP实体的主要服务和功能包括i)QoS流与数据无线电承载之间的映射以及ii)在DL和UL分组二者中标记QoS流ID(QFI)。针对每个独立的PDU会话配置SDAP的单个协议实体。
在针对QoS流从上层接收到SDAP SDU时，如果没有存储的用于QoS流的QoS流至DRB映射规则，则发送SDAP实体可以将SDAP SDU映射到默认DRB。如果存在存储的用于QoS流的QoS流至DRB映射规则，则SDAP实体可以根据所存储的QoS流至DRB映射规则将SDAP SDU映射到DRB。并且，SDAP实体可以构造SDAP PDU并且将所构造的SDAP PDU传递到下层。
将给出对随机接入过程的描述。随机接入(RA)过程也被称为随机接入信道(RACH)过程。随机接入过程被用于初始接入、上行链路同步控制、资源指派、切换等。随机接入过程被分为基于竞争的过程和专用(即，基于无竞争的)过程。在基于竞争的随机接入过程中，UE随机地选择RACH前导码序列。因此，多个UE能同时发送相同的RACH前导码序列，这需要竞争解决过程。在专用随机接入过程中，UE使用被BS唯一分配给它的RACH前导码序列。因此，UE能够在不与其它UE冲突的情况下执行随机接入过程。
图6A和图6B例示了随机接入过程。图6A示出了基于竞争的随机接入过程，并且图6B示出了专用随机接入过程。
参照图6A，基于竞争的随机接入过程包括以下四个步骤。步骤1至步骤4中发送的消息可以被分别称为消息(Msg)1至消息(Msg)4。基于竞争的随机接入过程由UE的MAC子层发起。
-步骤1：RACH前导码(经由PRACH)(UE＝>eNB)
-步骤2：随机接入响应(RAR)(经由PDCCH和PDSCH)(eNB＝>UE)
-步骤3：层2/层3消息(例如，CCCH SDU)(经由PUSCH)(UE＝>eNB)
-步骤4：竞争解决消息(例如，包括UE竞争解决标识的MAC控制元素(CE)(下文中，UE竞争解决标识MAC CE))(eNB＝>UE)
参照图6B，专用随机接入过程包括以下三个步骤。步骤0、步骤1和步骤2中发送的消息可以被分别称为消息(Msg)0、消息(Msg)1和消息(Msg)2。与RAR对应的上行链路发送(即，Msg3)可以被作为图中未示出的随机接入过程的部分而执行。由PDCCH命令发起专用随机接入过程。PDCCH命令或RRC层可选地指示随机接入前导码和PRACH资源。
-步骤0：RACH前导码分配(PDCCH命令)(eNB＝>UE)
-步骤1：RACH前导码(经由PRACH)(UE＝>eNB)
-步骤2：随机接入响应(RAR)(经由PDCCH和PDSCH)(eNB＝>UE)
-步骤3(图6B中未示出)：层2/层3消息(例如，包括C-RNTI的MAC CE(下文中被称为C-RNTI MAC CE))(经由PUSCH)(UE＝>eNB)
在发送RACH前导码之后，UE尝试在时间窗口内接收RAR。具体地，UE尝试在时间窗口内检测具有RA-RNTI(例如，用RA-RNTI对PDCCH中的CRC进行掩码)的PDCCH(下文中，RA-RNTI PDCCH)。当检测到RA-RNTI PDCCH时，UE检查与RA-RNTI PDCCH对应的PDSCH是否包括针对其的RAR。RAR包括表示用于UL同步的定时偏移的定时提前(TA)信息、UL资源分配信息(UL授权)、临时UE标识符(例如，临时Cell-RNTI(TC-RNTI))等。如果UE无法接收到RAR，则UE可以在退避之后重新发送RACH前导码。此外，如果UE接收到RAR，则UE可以根据RAR中的UL授权和TA信息来执行初始UL发送(即，Msg3)。
竞争解决基于PDCCH上的C-RNTI(例如，其CRC被C-RNTI进行掩码的PDCCH)或DL-SCH上的UE竞争解决标识(例如，MAC PDU中的UE竞争解决标识MAC CE)。具体地，如下由MAC实体执行竞争解决过程。
一旦发送了Msg3，MAC实体就：
1>在每次Msg3的HARQ重新发送时，启动mac-ContentionResolutionTimer并重启mac-ContentionResolutionTimer；
1>如果从下层(例如，物理层)接收到PDCCH发送(例如，Msg4)的接收通知，则MAC实体：
2>如果Cs-RNTI MAC控制元素被包括在Msg3中，则：
3>如果随机接入过程由UE的MAC子层或者由BS的RRC层发起，并且如果PDCCH发送(例如，Msg4)被寻址到C-RNTI并且包含用于新发送的UL授权；或者
3>如果随机接入过程由PDCCH命令发起，并且如果PDCCH发送(例如，Msg4)被寻址到C-RNTI，则：
4>认为该竞争解决成功；
4>停止mac-ContentionResolutionTimer；
4>丢弃临时C-RNTI；
2>否则，如果CCCH SDU被包括在Msg3中并且PDCCH发送(例如，Msg4)被寻址到其临时C-RNTI，则：
3>如果MAC PDU(例如，在Msg4的PDSCH中)已经被成功解码，则：
4>停止mac-ContentionResolutionTimer；
4>如果MAC PDU(例如，在Msg4的PDSCH中)包含UE竞争解决标识MAC控制元素；以及
4>如果MAC控制元素中所包括的UE竞争解决标识与在Msg3中发送的CCCH SDU的前48位匹配：
5>认为该竞争解决成功并且完成MAC PDU的分解和复用；
5>将C-RNTI设置为临时C-RNTI的值；
5>丢弃临时C-RNTI；
5>认为该随机接入过程成功完成；
4>否则
5>丢弃临时C-RNTI；
5>认为该竞争解决不成功并且丢弃成功解码后的MAC PDU。
1>如果mac-ContentionResolutionTimer期满，则：
2>丢弃临时C-RNTI；
2>认为竞争解决不成功。
1>如果竞争解决被认为不成功，则MAC实体：
2>刷新用于发送Msg3缓冲器中的MAC PDU的HARQ缓冲器；
2>基于退避参数，根据0与退避参数值之间的均匀分布选择随机退避时间；
2>将后续随机接入发送延迟达退避时间；
2>行进至选择随机接入资源和后续随机接入发送。
受网络控制的移动性在RRC_CONNECTED中应用于UE，并且用或不用RRC进行处理。被RRC驱动的移动性负责小区级移动性，即，切换。图7示出了gNB间切换的过程。参照图7，如下地执行受网络控制的切换过程。
步骤1)源gNB可以基于来自UE的测量报告和无线电资源管理(RRM)信息来做出切换UE的决策。然后，源gNB启动切换过程，并且通过Xn接口向目标gNB发出切换请求。切换请求包括在目标gNB侧准备切换所必要的信息(例如，在源gNB中包括UE的C-RNTI的RRC上下文、AS配置、E-RAB上下文和源小区的物理层ID)。
步骤2)目标gNB执行准入控制并且提供RRC配置作为对源gNB的切换确认的部分。切换确认包括要被作为RRC消息发送到UE以执行切换的透明容器。容器包括新C-RNTI，用于所选择的安全算法的目标gNB安全算法标识符可以包括专用RACH前导码以及可能的一些其它参数，即，接入参数、系统信息块(SIB)等。
步骤3)源gNB在切换命令中向UE提供从目标gNB接收到的RRC配置。切换命令消息至少包括接入目标小区(即，目标gNB)所需的所有信息和小区ID，使得UE可以在无需读取系统信息的情况下接入目标小区。对于一些情况，基于竞争的随机接入和无竞争的随机接入所需的信息可以被包括在切换命令消息中。对目标小区的接入信息可以包括波束特定信息(如果有)。在UE接收到切换命令消息时，UE启动定时器T304。另外，UE可以执行切换/连接到新小区(即，目标小区或gNB)的过程。例如，切换/连接到新小区的过程可以包括随机接入过程。可以根据切换命令是否包括专用随机接入资源、无竞争的随机接入过程是否失败等来使用无竞争和/或基于竞争的随机接入。
步骤4)如果过程切换到新小区(即，目标小区)，则UE将RRC连接移至目标gNB并回复切换完成。
此外，如果定时器T304期满，则UE认为切换过程失败。如果切换过程失败，则UE恢复回到源小区中所使用的配置，不包括通过例如physicalConfigDedicated、mac-MainConfig和sps-Config配置的配置，并且发起连接重建过程。
图8示出了连接重建过程的过程。该过程的目的是重建RRC连接，其涉及恢复系统无线电承载1(SRB1)操作、重新激活仅PCell的安全性和配置。
参照图8，UE向网络(例如，服务小区或gNB)发送RRC连接重建请求消息。在这种情况下，网络可以接受或拒绝RRC连接重建请求。如果网络接受RRC连接重建请求，则网络向UE发送RRC连接重建消息，然后UE执行RRC连接重建并且向UE发送RRC连接重建完成消息。此外，如果网络拒绝RRC连接重建请求，则网络向UE发送RRC连接重建拒绝消息。
示例：基于条件的切换的切换失败
在3GPP新无线电(NR)中，候选切换机制之一是基于自主条件的切换(或基于条件的切换)。在基于条件的切换中，网络为候选目标小区提供条件和无线电资源配置信息，并且UE评估条件。如果对于源小区和/或目标小区而言满足条件，则UE尝试连接到目标小区。如果UE成功连接到目标小区，则UE应用目标小区的配置。基于条件的切换可以减少发送测量报告和接收切换命令以及切换准备所花费的时间，使得将能够减少因在适当时间未接收到切换命令而造成的切换失败。在信道条件由于高频率下的波束成形系统而迅速变化的情形下可能有用。
图9示出了基于条件的切换过程。
参照图9，可以向UE提供切换辅助信息，切换辅助信息包括与候选目标小区的集合关联的信息和切换的条件(例如，RSRP)(步骤3)。网络可以基于可选接收到的测量报告来确定候选目标小区的集合(步骤1～2)。即使在没有测量报告的情况下，网络也可以提供切换辅助信息。然后，UE将评估候选目标小区列表的条件，以确定是否执行到切换到候选目标小区之一的过程。如果对于候选目标小区而言满足了条件，则UE将执行尝试连接到候选目标小区(步骤5)。在连接到候选目标小区之后，候选目标小区将从源小区(例如，gNB)获取相关的UE上下文(步骤5)，或者在执行基于条件的切换之前，源小区向候选目标小区提供相关的UE上下文。
如上所述，可以在基于条件的切换中通过切换辅助信息指示多个候选目标小区。在这种情况下，仍然没有讨论UE何时宣布切换过程失败。因此，本发明提供了如何考虑到小区而确定切换失败以及考虑到切换失败而进行的基于条件的切换过程。在说明书中，基于条件的切换可以与自主切换互换。
为了帮助理解，将首先说明与切换失败(HOF)相关的操作。为此目的，假定从网络(例如，源小区)向UE提供候选目标小区的列表，并且针对源小区和/或候选目标小区之一而言满足了自主切换条件。在这种情况下，UE可以尝试通过使用例如随机接入过程来连接到目标小区。可以使用由网络提供的无竞争的随机接入资源(例如，时间/频率/专用前导码/波束)来执行随机接入过程。如果没有针对目标小区提供无竞争的随机接入资源，则UE可以执行基于竞争的随机接入过程。
在这种情况下，UE可以在以下情况下确定一个候选目标小区的切换失败(HOF)。
情况1)UE可以在满足一个候选目标小区的切换条件时启动定时器Txxx(例如，T304)。可以提供定时器的值(即，定时器值)作为切换辅助信息的部分。如果UE认为对这个候选目标小区的随机接入过程是成功的(例如，MAC指示成功接收到寻址到C-RNTI的PDCCH发送)，则UE停止定时器。如果以上定时器期满，则UE认为对这个候选目标小区的切换失败。可以针对每个候选目标小区(组)配置定时器值，或者可以针对所有候选目标小区配置一个公共定时器值。
情况2)如果在成功随机接入到这个候选目标小区之前对这个候选目标小区的随机接入尝试的次数(例如，前导码发送的次数)达到了最大阈值次数，则UE确定对这个候选目标小区的切换失败。最大阈值次数可以是任何正整数值。表述“在成功随机接入之前”的含义可以具有与表述“在针对这个候选目标小区的定时器正在运行”相同的含义。可以针对每个候选目标小区(组)配置最大阈值次数，或者可以针对所有候选目标小区配置一个最大阈值次数。
可以将至少两种情况结合以确定针对候选目标小区的切换失败。例如，当至少情况1和情况2中的任一种发生时，UE可以确定针对候选目标小区的切换失败。
在传统的受网络控制的切换(参见图8)中，通过切换命令指示唯一一个目标小区(例如，gNB)，并且仅仅基于定时器(例如，T304)来确定切换失败，定时器能够在只有一个候选目标小区的情形下提供大量的时间以尝试连接到所指示的目标小区。此外，在基于条件的切换中，可以通过切换辅助信息来指示多个候选目标小区。因此，如果对于所有候选目标小区中的每一个而言都保证了足够的时间，则与满足自主切换条件的候选目标小区的数目成比例地确定候选目标小区的切换失败所花费的时间可能太长。因此，基于随机接入尝试的次数(例如，前导码发送的次数)来确定切换失败可能是有利的。然而，随机接入尝试在各个步骤中可能失败(例如，无RAR接收、竞争解决失败)，因此这也可能花费比预计进行预定次数的随机接入尝试长的时间。因此，通过基于情况1的定时器来限制可以用于尝试连接到候选目标小区的持续时间的边界，可以能够避免在针对每个候选目标小区的切换失败确定时有意外的延迟。
在对一个候选目标小区的切换失败之后，如果在接收到的切换辅助信息的列表中存在新的候选目标小区并且如果满足针对新的候选目标小区和/或服务小区的自主切换条件，则UE可以尝试连接到新的候选目标小区，这涉及使用无竞争的随机接入资源(例如，时间/频率/专用前导码/波束)和/或基于竞争的随机接入资源来执行对新的候选目标小区的随机接入过程，直到整个切换过程被认为失败为止。
至少在以下情况下，整个切换过程被认为失败。
-在无法连接到一个候选目标小区之后，如果在切换辅助信息的列表中没有新的候选目标小区和/或如果切换辅助信息的列表中的新的候选目标小区不满足自主切换条件。
-在尝试自主连接到一个候选目标小区(例如，基于自主切换过程执行随机接入过程)之后，如果UE在切换辅助信息不再有效之前没有成功进行自主切换过程。可以基于对应的定时器是否期满来确定切换辅助信息的有效性。可以在接收到切换辅助信息时启动对应的定时器。当成功切换到候选目标小区之一时，停止对应的定时器。
如果在尝试连接到候选目标小区之前，接收到的切换辅助信息的有效性期满，则UE可以仅丢弃接收到的切换辅助信息，并且认为整个切换过程失败。此外，如果在尝试连接到候选目标小区的同时，接收到的切换辅助信息的有效性期满，则UE可以等待正在进行的针对候选目标小区的切换过程的结果，因此如果正在进行的针对候选目标小区的切换过程被认为失败，则UE可以认为整个切换过程失败。另选地，UE停止正在进行的针对候选目标小区的切换过程(例如，随机接入)，并且认为整个切换过程失败。
如果整个切换过程被认为失败，则UE可以执行RRC连接重建过程。如果整个切换过程被认为失败，并且如果在切换辅助信息中提供了源小区相关条件并且不满足源小区相关条件(例如，源小区的RSRP良好)，则UE可以不执行RRC连接重建过程，并且如果有效性定时器未期满，则UE可以一直运行针对切换辅助信息的有效性定时器。
此外，如果在尝试连接到候选目标小区的同时，不满足源小区相关条件(如果设置了的话)(例如，源小区的RSRP高于RSRP阈值)，类似地或者不满足候选目标小区的条件，则UE可以等待正在进行的针对候选目标小区的切换过程的结果，然后认为对候选目标小区的切换失败。另选地，UE停止正在进行的针对候选目标小区的切换过程。如果有效性定时器未期满，则UE可以不执行RRC连接重建过程并且UE一直运行针对切换辅助信息的有效性定时器。
图10示出了根据本发明的示例的切换(HO)过程。参照图10，HO过程基本上包括：接收HO辅助信息，如果满足针对一个小区的自主HO条件，则尝试自主连接到这个小区，确定针对这个小区的切换失败(HOF)，并且如果在接收到的切换辅助信息中存在满足自主HO条件的其它列出的小区，则尝试HO到另一小区。
具体地，可以如下地执行HO过程。
步骤0)网络(例如，源小区或gNB)配置测量配置，并且UE将测量结果报告给网络。在该示例中，测量结果可以包括针对小区1和小区2的信息。然后，网络可以将小区1和小区2预备作为UE的候选目标小区。
步骤1)UE(经由专用信令)从网络接收HO辅助信息。HO辅助信息可以包括关于以下至少之一的信息：
-一个或更多个候选目标(或邻近)小区的小区标识的列表(即，小区的列表)(例如，小区1和小区2的小区标识)，
-每个候选目标小区的无线电资源配置信息，
-每个候选目标小区的随机接入信息(例如，时间/频率/前导码/波束标识)，
-自主HO条件，以及
-针对HO辅助信息的有效性定时器值。
自主HO条件可以包括一个或更多个以下条件。
-每个候选目标小区的信道质量阈值。可以针对所有候选目标小区提供一个公共信道质量阈值，或者可以针对每个候选目标小区提供独立的信道质量阈值。例如，可以基于参考信号接收功率/参考信号接收质量(RSRP/RSRQ)来提供信道质量阈值。
-服务小区的信道质量(基于例如RSRP/RSRQ)阈值。
在接收到HO辅助信息之后，UE利用接收到的有效性定时器值来设置有效性定时器，并且(从HO辅助信息的接收时间开始)启动有效性定时器。在有效性定时器正在运行期间，UE认为接收到的切换辅助信息有效。
步骤2)在接收到HO辅助信息之后，UE对接收到的HO辅助信息中列出的候选目标小区进行测量，并且评估自主HO条件。例如，UE测量用于评估自主HO条件的信道质量(例如，RSRP/RSRQ)，并且评估针对每个候选目标小区是否满足自主HO条件。例如，如果满足以下中的至少一个，则UE可以确定满足自主HO条件。
-UE评估在一定时间量期间候选目标小区的RSRP/RSRQ是否等于和/或高于接收到的信道质量阈值。并且，在一定时间量期间，候选目标小区的RSRP/RSRQ等于和/或高于接收到的信道质量阈值，和/或
-UE评估在一定时间量期间服务小区的RSRP/RSRQ是否等于和/或低于接收到的信道质量阈值。并且，在一定时间量期间，服务小区的RSRP/RSRQ等于和/或低于接收到的信道质量阈值。
步骤3-4)当满足针对候选目标小区的自主HO条件时，UE启动定时器(例如，T304)。定时器T304值还可以被提供作为HO辅助信息的部分(例如，自主HO条件)。另外，当满足针对候选目标小区的自主HO条件时，UE发起连接到候选目标小区的过程(例如，随机接入过程)。如果UE认为随机接入成功(例如，MAC指示成功接收到寻址到C-RNTI的PDCCH发送)(即，对候选目标小区的HO成功)，则UE停止运行定时器(例如，有效性定时器，定时器T304)，应用针对候选目标小区的配置并且丢弃针对其它候选目标小区的配置。
此外，当至少以下中的任一个发生时，UE可以确定对候选目标小区(即，一个小区)的HO失败：
-以上定时器T304针对候选目标小区期满，并且
-在成功进行随机接入之前，对一个小区(即，候选目标小区)的随机接入尝试的次数(例如，随机接入前导码发送的次数)达到了最大阈值数。
步骤5)如果UE可以确定对候选目标小区(即，一个小区)的HO失败，则UE停止连接到候选目标小区的过程(例如，停止尝试连接到候选目标小区)，并且选择/测量下一个候选目标小区(如果有的话)。
步骤6)UE确定在接收到的HO辅助信息中是否列出了新的候选目标小区以及新的候选目标小区是否满足自主HO条件。
步骤7)如果在HO辅助信息中列出了新的候选目标小区并且新的候选目标小区满足自主HO条件，则UE尝试连接到新的候选目标小区，这涉及使用所提供的无竞争的随机接入资源(例如，时间/频率/专用前导码/波束)和/或基于竞争的随机接入资源来执行对新的候选目标小区的随机接入过程。UE从步骤3开始。
步骤8)如果在HO辅助信息中没有列出新的候选目标小区或者HO辅助信息中所列出的所有新的候选目标小区都不满足自主HO条件，则UE确定整个HO失败。另外，如果UE确定HO辅助信息无效(例如，针对HO辅助信息的有效性定时器期满)，则UE丢弃HO辅助信息。在尝试自主连接到一个小区(即，基于自主HO过程执行随机接入)之后，如果HO辅助信息不再有效并且如果UE在自主HO过程中没有成功，则UE确定整个HO失败。如果整个HO失败，则UE执行RRC连接重建过程。
图11是根据本发明的实施方式的通信设备的框图。
图11中示出的设备可以是适于执行以上机制的用户设备(UE)和/或eNB(或gNB)，但是它可以是用于执行相同操作的任何设备。
如图11中所示，该设备可以包括DSP/微处理器(110)和RF模块(收发器；135)。DSP/微处理器(110)与收发器(135)电连接并且对它进行控制。该设备基于其实现方式和设计者的选择还可以包括电力管理模块(105)、电池(155)、显示器(115)、键盘(120)、SIM卡(125)、存储装置(130)、扬声器(145)和输入装置(150)。
具体地，图11可以表示包括被配置为从网络接收无线电信号的接收器(135)和被配置为将无线电信号发送到网络的发送器(135)的UE。这些接收器和发送器可以构成收发器(135)。该处理器(110)连接到收发器(135：接收器和发送器)，并且被配置为实现本发明所提出的过程和/或方法。
另外，图11可以表示包括被配置为将无线电信号发送到UE的发送器(135)和被配置为从UE接收无线电信号的接收器(135)的网络设备(例如，eNB或gNB)。这些发送器和接收器可以构成收发器(135)。网络还包括与发送器和接收器连接的处理器(110)。该处理器(110)连接到收发器(135：接收器和发送器)，并且被配置为实现本发明所提出的过程和/或方法。
本文中描述的本发明的实施方式是本发明的元件和特征的组合。除非另外提到，否则这些元件或特征可以被视为是选择性的。每个元件或特征可以在不与其它元件或特征组合的情况下实践。另外，本发明的实施方式可以通过组合元件和/或特征的部分来构造。本发明的实施方式中所描述的操作顺序可以被重排。任一个实施方式的一些构造可以被包括在另一个实施方式中并且可以被另一个实施方式的对应构造替换。对于本领域的技术人员显而易见的是，在所附的权利要求中没有彼此明确引用的权利要求可以按组合形式作为本发明的实施方式而存在，或者在提交本申请之后通过后续修改被包括作为新的权利要求。
在本发明的实施方式中，由BS执行的所描述的特定操作可以由BS的上节点执行。即，显而易见的是，在包括含有BS的多个网络节点的网络中，可以通过BS或者除了BS外的网络节点来执行被执行用于与MS通信的各种操作。术语“eNB”可以被术语“固定站”、“NodeB”、“基站(BS)”、“接入点”等替换。
上述实施方式可以通过各种手段(例如，通过硬件、固件、软件或其组合)来实现。
在硬件配置中，根据本发明的实施方式的方法可以由一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器或微处理器来实现。
在固件或软件配置中，根据本发明的实施方式的方法可以按照执行上述功能或操作的模块、程序、函数等的方式来实现。软件代码可以被存储在存储单元中并且由处理器执行。存储单元可以位于处理器的内部或外部，并且可以经由各种已知手段将数据发送到处理器和从处理器接收数据。
本领域的技术人员应该领会的是，可以在不脱离本发明的本质特征的情况下按照与本文中所阐述的方式不同的其它特定方式来执行本发明。以上实施方式因此被理解为在所有方面都是例示性的，而非限制性的。本发明的范围应该由所附的权利要求而非以上描述限定，并且落入所附的权利要求的含义内的所有改变旨在被涵盖在本文中。
工业实用性
虽然已经集中于应用到3GPP LTE和NR系统的示例描述上述方法，但是本发明适用于除了3GPP LTE和NR系统之外的各种无线通信系统。

Claims (12)

1.一种在无线通信系统中由用户设备UE执行切换过程的方法，该方法包括以下步骤：
接收包括一个或更多个候选目标小区的列表的切换辅助信息；
当所述一个或更多个候选目标小区中的第一候选目标小区满足切换条件时，发起对所述第一候选目标小区的第一随机接入过程并且启动针对所述第一候选目标小区的第一定时器；以及
当发生至少以下事件中的任一个时，停止尝试连接到所述第一候选目标小区：
-针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及
-对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到最大次数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或更多个候选目标小区的所述列表包括关于多个候选目标小区的信息，并且所述方法还包括以下步骤：
当发生至少以下事件中的任一个时，检查在所述多个候选目标小区当中除了所述第一候选目标小区之外是否存在满足所述切换条件的任何候选目标小区：
-针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及
-对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到所述最大次数。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
当作为检查的结果，所述多个候选目标小区中的第二候选目标小区满足所述切换条件时，发起对所述第二候选目标小区的第二随机接入过程并且启动针对所述第二候选目标小区的第二定时器。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
当接收到所述切换辅助信息时，启动第三定时器；以及
当所述第三定时器期满时，执行无线电资源控制RRC连接重建过程。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入尝试的次数包括随机接入前导码发送的次数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，满足所述切换条件包括：在一定时间量期间，所述第一候选目标小区的信道质量等于或高于阈值。
7.一种在无线通信系统中操作的用户设备UE，该UE包括：
射频RF模块；以及
处理器，该处理器能够在操作上与所述RF模块联接并且被配置为：
接收包括一个或更多个候选目标小区的列表的切换辅助信息，
当所述一个或更多个候选目标小区中的第一候选目标小区满足切换条件时，发起对所述第一候选目标小区的第一随机接入过程并且启动针对所述第一候选目标小区的第一定时器，并且
当发生至少以下事件中的任一个时，停止尝试连接到所述第一候选目标小区：
-针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及
-对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到最大次数。
8.根据权利要求7所述的UE，其中，所述一个或更多个候选目标小区的所述列表包括关于多个候选目标小区的信息，并且
其中，所述处理器还被配置为：
当发生至少以下事件中的任一个时，检查在所述多个候选目标小区当中除了所述第一候选目标小区之外是否存在满足所述切换条件的任何候选目标小区：
-针对所述第一候选目标小区的所述第一定时器期满，以及
-对所述第一候选目标小区的随机接入尝试的次数达到所述最大次数。
9.根据权利要求8所述的UE，其中，所述处理器还被配置为：
当作为检查的结果，所述多个候选目标小区中的第二候选目标小区满足所述切换条件时，发起对所述第二候选目标小区的第二随机接入过程并且启动针对所述第二候选目标小区的第二定时器。
10.根据权利要求7所述的UE，其中，所述处理器还被配置为：
当接收到所述切换辅助信息时，启动第三定时器，并且
当所述第三定时器期满时，执行无线电资源控制RRC连接重建过程。
11.根据权利要求7所述的UE，其中，所述随机接入尝试的次数包括随机接入前导码发送的次数。
12.根据权利要求7所述的UE，其中，满足所述切换条件包括：在一定时间量期间，所述第一候选目标小区的信道质量等于或高于阈值。
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