CN111316701B

CN111316701B - 基于切换的连接恢复技术

Info

Publication number: CN111316701B
Application number: CN201780096710.0A
Authority: CN
Inventors: 李文婷; 黄河
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: US20200351740A1; WO2019095319A1; US11343738B2; CN111316701A

Abstract

一种无线通信技术包括：从目标无线节点向源无线节点发送消息以开始切换过程，其中，该消息包括无线设备的标识和指示字段；以及在切换过程期间一旦接收到切换请求，就向所述无线设备传送消息以恢复重新连接。

Description

基于切换的连接恢复技术

技术领域

本文档涉及用于无线通信的系统、设备和技术。

背景技术

当前正在努力定义下一代无线通信网络，其提供更大的部署灵活性，对多种设备和服务的支持以及用于高效带宽利用的不同技术。下一代无线通信网络也有望部署新的核心网络，这些核心网络将提供超越当前可用核心网络之外的其他服务和灵活性。

发明内容

本文档描述了可用于用户设备在非活动模式下在源无线电接入网区域与目标无线电接入网区域之间移动时促进用户设备的连接恢复的技术。

在一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：从目标无线节点向源无线节点发送消息以开始切换过程，其中，该消息包括无线设备的标识和指示字段；以及在切换过程期间一旦接收到切换请求，就向所述无线设备传送消息以恢复重新连接。

在另一个示例性方面，公开了另一种无线通信方法。该方法包括在源无线节点处接收包括来自目标无线节点的指示的上下文检索请求，以及响应于所述指示而触发切换过程。

在又一个示例性方面，公开了一种包括处理器的无线通信装置。处理器被配置为实现本文描述的方法。

在另一个示例性方面，本文描述的各种技术可以体现为处理器可执行代码，并存储在计算机可读程序介质上。

一种或多种实施方式的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书和附图，以及权利要求，其他特征将是明显的。

附图说明

图1示出了无线网络的示例，其中，内部接入和移动性功能(AMF)跟踪区域更新(TAU)。

图2示出了当无线终端移动而不改变AMF时交换的消息的示例。

图3示出了其中执行AMF间的TAU的无线网络的示例。

图4示出了当终端移动但是在新的AMF上没有终端的上下文时交换的消息的示例。

图5是在改变AMF的核心网络更新过程中交换的消息的示例。

图6是在两个无线节点之间的切换过程中交换的消息的示例。

图7是在两个不同系统之间的切换过程中交换的消息的示例。

图8示出了在基于系统间切换的恢复过程期间交换的消息的示例。

图9是示例无线通信方法的流程图。

图10是示例无线通信方法的流程图。

图11是无线通信装置的框图示例。

在各个附图中，相似的附图标记指示相似的元件。

具体实施方式

最近在5G标准化活动中引入了非活动状态。在非活动状态下，如果终端(例如，用户设备，移动电话或能够进行无线通信的另一用户设备)移动到TAList(跟踪区域列表)的边界，则终端越过无线电接入网络(RAN)区域并跨过CN(核心网络)区域。在许多实施方式中，终端此时执行TAU(跟踪区域更新)过程。但是，如果在这种情况下，则新的CN区域无法连接到原始AMF(接入和移动性管理功能)，并且新的AMF没有终端上下文。因此，即使AS(应用层)可以成功恢复，NAS(非接入层)上下文也不同步。

首先，简要讨论5G中的非活动状态的概念。然后在5G中新引入了RAN区域的概念。本文档还提供了关于RAN区域和核心网络区域重叠的各种场景的附加公开内容。

在非活动状态下，终端和网络侧维护终端上下文。当有后续数据或消息要发送时，终端可以直接发送RRCConnectionresumeRequest消息。然后，网络侧根据RRCConnectionresumeRequest消息中的终端的标识传送RRCConnectionResume消息，基站获取终端上下文，并根据终端上下文直接还原终端的连接。在恢复过程中，将激活安全性，同时恢复SRB和DRB。

在非活动状态下，如果有下行链路数据或下行链路消息要发送，则网络可以首先启动寻呼过程。类似地，为了减少延迟，在5G中定义了RAN区域的寻呼。RAN区域的寻呼周期通常小于核心网络区域的寻呼周期。如在3GPP#97会议中达成的共识：“处于非活动下的UE可以通过RAN启动的通知和CN启动的寻呼来访问。RAN和CN寻呼时机重叠，并且使用相同的寻呼/通知机制。(AUE in INACTIVE is reachable via RAN-initiated notificationand CN-initiated Paging.RAN and CN paging occasions overlap and same paging/notification mechanism used.)”另外，为了减轻整个系统的寻呼负荷，RAN区域通常小于或等于核心网络注册区域。同样，由于处于非活动状态，网络将仅启动RAN区域寻呼(因为非活动状态等效于NAS层的连接状态，因此不会启动处于连接状态的寻呼)。

对于在非活动状态下移动的终端，当从一个RAN区域移动到另一RAN区域时，该终端应通过RAN区域更新过程向网络报告，但是通过该过程，网络可以获得最新的UE位置。

如上所述，当终端在非活动状态下移动到新的RAN区域时，将启动RAN区域更新过程。然而，一个问题是，当终端移动到新的RAN区域并且RAN区域属于新的核心网络区域时，不清楚终端应该如何操作。根据核心网络区域的规则，终端应启动TAU过程。以此方式，存在RAN区域更新与核心网络区域更新重叠的过程。UE NAS层将通过向UE AS层发送TAU消息来触发TAU程序，然后UE AS层将因为其处于非活动状态而触发RRCConnection恢复过程。如果此时目标小区可以连接到原始AMF，则目标小区将选择原始AMF继续服务。如图2所示，描述了上述过程，图2描述了上述场景的示例，其中，终端在AMF不变化的情况下从gNB1(源gNB)移动到gNB2(目标gNB)。术语gNB可以指无线协议的最新协议版本，例如即将到来的5G标准中的基站(或节点B)，而术语eNB可以指当前(或传统)节点B，例如长期演进(LTE)标准中定义的那些。

图3描绘了其中不同的AMF可通信地连接到不同的gNB的情形。gNB1连接到AMF1。gNB3连接到AMF1和AMF2两者，而gNB2连接到AMF2。如果终端在注册gNB3时选择了AMF1，然后移至gNB2，则在gNB2和AMF1之间不建立N2端口。在这种情况下，终端通过gNB2中的Resume发送TAU请求。尽管AS可能会恢复成功，但NAS上下文不会同步，从而导致NAS层和AS层配置不匹配。

如图4所示，描绘了在终端(UE)、目标gNB、源gNB和目标AMF(TAMF)之间交换的消息。在此，在新的AMF上，没有终端的上下文。但是，已经配置了AS的DRB配置。在这种情况下，如果有上行链路数据到达新的gNB，则新的gNB(目标gNB)将无法将数据发送到网络侧。还原AS DRB时，要求必须同步NAS会话同步。在图4中，交换的消息包括：

41：源gNB向将要进入非活动状态的终端发送RRCconnectionRelease消息。

终端移至新的CN区域，并触发TAU。UE NAS发送具有保护的完整性的TAU。AS触发RRCConnection恢复过程。

42：终端向目标gNB发送RrcconnectionResumerequest。

43：目标gNB尝试从源gNB检索终端的UE上下文。

44：源gNB向目标gNB提供检索UE上下文响应。

45：目标gNB向终端指示恢复RRC连接。

46：终端确认RRC连接恢复完成。

在将来的某个时刻，目标gNB发现由于无法建立N2接口，因此无法将NAS消息转发到源AMF。

47：目标gNB向目标AMF请求终端的初始UE消息。

如果将图5中直接建立的方法用于该过程，则在建立RRC连接之后需要进一步执行安全过程，然后重新配置相应的DRB。这大大增加了用户数据的恢复延迟和TAU过程的NAS执行延迟。实施方式可以使用本文公开的技术，其提供一种基于切换的连接恢复方法，以减少CN节点变化带来的连接恢复延迟。

本文档适用于无线通信领域中的所有无线连接恢复场景。本文档提供了基于切换的连接恢复方法，实施方式可以使用该方法来减少CN节点变化带来的无线连接恢复的延迟。

实施方式1-1：基于系统内切换的恢复过程

参考图6，以下过程可以包括如下所述的切换过程。在图6中，显示了以下网元之间的消息交换：UE AS(例如，终端的应用层)、TgNB或eLTE eNB(目标基站或新AS节点)、SgNB(源基站或源AS节点)、TAMF(目标RAN区域中的AMF)、SAMF(源RAN区域中的AMF)、SMF(会话管理功能)。

步骤1101：终端在源AS节点下接收RRCConnectionRelease消息601(或其他指示进入非活动状态的消息)，以指示进入非活动状态。

步骤1102：终端移动到新的注册区域，并且终端发起注册区域更新过程，此时，终端NAS层指示AS层源核心网络节点的标识符。终端在新的AS节点(目标gNB)上发起恢复请求消息602，其中该恢复请求消息携带源核心网络节点的标识符。

步骤1103：目标gNB节点发现无法连接到终端指示的源核心网络节点，向源AS节点(源gNB)发送终端上下文获取消息603，并指示源AS节点进行切换。该消息携带终端ID信息和新的AS节点信息两者。

步骤1104：在接收到新的AS节点消息之后，源AS节点触发到源核心网络节点(源AMF)的切换要求消息604，其中该消息携带终端ID信息、特定原因值和新的AS节点信息。

步骤1105：源核心网络节点SAMF根据新的AS节点标识路由新的核心网络节点，并向新的核心网络节点(目标AMF)发送转发重定位请求605。

步骤1106：新的核心网络节点在接收到转发重定位请求后，向新的AS节点(目标gNB)发送切换请求消息606，并在切换请求消息中携带AS的配置信息、PDU会话的信息、终端ID信息以及特定原因值。

步骤1107：新的AS节点在从新的核心网络节点接收到切换请求消息后，根据消息中携带的终端ID信息，对发起恢复请求的终端进行匹配，并向终端发送恢复消息607。

步骤1108：新的AS节点向新的核心网络节点发送切换ACK消息608。

步骤1109：新的核心网络节点向源核心网络节点发送转发再分配响应609。此后，新的核心网络节点和SMF之间可能会发生PDU会话修改过程。

步骤1110：源核心节点向源AS节点发送释放终端上下文消息610，并且AS可以在此时启动时钟，并在时钟到期后删除上下文。

步骤1111：在将来的某个时间，终端向新的AS节点发送恢复成功消息611。

步骤1112：新的AS节点通过上行链路直接传输消息612将终端携带的NAS消息发送给新的核心网络节点。

示例性实施方式1-2：基于系统内切换的恢复过程

参考图7，描述了在两个不同系统之间的切换过程中交换的消息。如关于图6所描述的，在不同的网络实体之间交换消息。

步骤1201：终端在源AS节点下接收RRCConnectionRelease消息701(或其他指示进入非活动状态的消息)，以指示进入非活动状态。

步骤1202：终端移动到新的注册区域，并且终端发起注册区域更新过程。终端在新的AS节点上发起恢复请求消息702，其中该恢复请求消息携带源核心网络节点的标识符。

步骤1203：新的AS节点源节点请求终端上下文信息703。

步骤1204：源AS节点将终端上下文信息704答复给新的节点。

步骤1205：新的AS节点发现它不能连接到源核心网络，从而指示705源AS节点触发切换过程。

步骤1206至1214以及相应的消息606至614与关于图6描述的步骤1104至1112基本相似。

示例2-1：基于系统间切换的恢复过程

参考图8，公开了在不同网元之间交换的消息。网元与关于图6描述的网元相似，不同之处在于，由于在这种情况下的源区域是LTE(传统的5G标准)，因此移动性管理由源移动性管理实体(SMME)执行，代替图6和图7的情况中的SMF。

步骤2101：终端在源AS节点下接收RRCConnectionRelease消息801(或其他指示UE进入非活动状态的消息)，以指示UE进入非活动状态。

步骤2102：终端移动到新的RAN区域，并且终端发起注册区域更新过程。终端在新的AS节点上发起恢复请求消息802。

步骤2103：新的AS节点向源AS节点发送终端上下文获取消息803。

步骤2104：源AS节点在接收到新的AS节点消息后，发现终端需要改变系统，然后触发切换要求消息804到源核心网络节点，其中消息可以携带终端的ID信息、特定原因值以及新的AS节点信息。

步骤2105至2112以及相应的消息805至812与步骤1105至1112以及相应的消息605至612相同。

应当理解，本发明可应用于无线通信领域中的所有无线连接恢复场景。本发明提供了一种基于切换的连接恢复方法，以减少跨核心网络的无线连接恢复的延迟。

因此，在一些实施方式中，目标无线节点(例如，目标gNB)通知源无线节点(例如，源gNB)以触发切换过程。

在接收到切换指示之后，新的无线节点向终端发送恢复消息。

触发条件的示例

在目标无线节点获得源核心网元的信息后，目标无线节点确定终端是否可以连接到源核心网络。

此外，如果不能连接源核心网元，则通知源无线节点。

获取源核心网元的方法包括：(1)从终端的恢复请求消息中获取。(2)从源无线节点获取终端上下文。

通知的示例

在一些实施方式中，目标无线节点通知源无线节点触发切换过程。该通知模式可以是目标无线节点向源无线节点发送第一消息，目标无线节点使用第一消息来向源无线节点通知目标无线节点无法连接到旧的核心网络节点(例如，AMF)。

具体地，第一消息携带有用于识别UE的UE的标识信息。该消息还可以携带用于发起切换过程的无线电节点以及场景的指示信息。场景的指示信息可以是新的小区，也可以是新的原因值。

第一消息可以使用现有消息的保留位或格式，或者具有新格式的消息。

在一些实施方式中，触发的切换过程可以用于将存储在源无线节点中的信息同步到目标无线节点。

具体地，源无线节点可用的关于终端的信息被发送到目标无线节点，并且源核心网络节点的信息被同步到目标核心网络节点。

在源无线节点接收到新无线节点的第一消息之后，它发出第二消息。

第二消息在无线节点和核心网络节点之间，其中第二消息包括源无线节点上的关于终端的接入层上下文信息、终端的标识信息以及新的无线节点的标识信息。可以通过使用现有消息(例如，HandoverRequest消息)来实现第二消息，其中，该消息包括终端的标识消息和场景的指示信息。

可选地，源核心网络还可以自己确定是否需要发起切换过程。

源核心网络节点在接收到切换请求消息后，可以根据新无线节点的标识信息路由到新核心网络节点，并向新核心网络节点发送转发再分配消息，其中该消息携带终端的标识信息、终端的上下文信息、接入层信息、场景的指示信息等。

在接收到源核心网络节点消息之后，新的核心网络节点向新的无线节点发送切换请求消息。

目标核心网络节点发送给目标无线节点的切换请求消息包括接入层的信息、终端的标识信息、针对场景的指示信息等。

在一些实施方式中，目标无线节点在从源无线节点接收到切换请求后，做出相关判断后，向终端发送恢复消息，该恢复消息可以是：将切换请求消息中的终端标识符与用于发起恢复请求的当前终端标识符进行比较，如果是，则发出请求。

在一些实施方式中，当目标无线节点接收到源无线节点的切换请求时，并且切换确认消息携带用于指示新核心网络场景的指示信息。

在一些实施方式中，源核心网络节点接收由新核心网络节点发送的转发再分配的响应消息，指示源无线节点释放终端的上下文信息。

在一些实施方式中，释放上下文消息可以携带该场景的指示信息。

在一些实施方式中，源无线节点可以在接收到释放上下文信息之后启动计时器。在一些实施方式中，源无线节点在计时器到期之后释放终端的上下文信息。

图9是示例无线通信方法900的流程图。方法900可以由5G网络中的gNB来实现。方法900包括：在902处，从目标无线节点向源无线节点发送消息以开始切换过程，其中该消息包括无线设备的标识和指示字段。方法900包括：在904，在切换过程期间一旦接收到切换请求，就向无线设备发送消息以恢复重新连接。例如，参考图6、图7和图8，发送操作可以类似于消息603、703或803的传输。此外，在904中执行的传送操作可以类似于本文描述的607、709或807消息。例如，切换过程可以与以非活动状态从源无线节点的RAN区域移动到目标无线节点的RAN区域的无线设备有关。

可以响应于从无线设备接收到连接请求来实现用于开始切换过程的消息。例如，无线设备可能会退出其非活动状态。如关于示例实施方式1-1、1-2和2-1所描述的，当目标无线节点和源无线节点实现相同的无线协议(例如5G)或不同的无线协议(例如LTE和5G)的情况都是可能的。在一些实施方式中，指示字段可以包括关于为什么发起切换过程的原因码。如本文所述，在某些情况下，原因可能指示无线节点不具有用于无线设备的上下文信息，或者不能连接到无线设备的源RAN区域中的AMF。在各种实施方式中，用于开始切换过程的消息还可以使用诸如C-RNTI的临时标识，或设备的UE ID，或至少临时唯一地标识无线设备的某种其他方法来标识无线设备。

图10是示例无线通信方法1000的流程图。方法1000包括：在1002处，在源无线节点处接收包括来自目标无线节点的指示的上下文检索请求。方法1000包括：在1004处，响应于该指示来触发切换过程。例如，参考图6、图7和图8，上下文检索请求可以对应于消息603、703或803。例如，可以通过传送消息604、706或804来执行切换过程的触发。如本文档中所述，切换过程可以包括在诸如源和目标AMF之类的网元之间的消息交换，最终导致无线设备的上下文被目标无线节点接收。

图11是无线电站的一部分的框图表示。诸如基站或无线设备(或UE)之类的无线电站1105可以包括实现本文档中呈现的一种或多种无线技术的处理器电子设备1110，诸如微处理器。无线电站1105可以包括收发器电子设备1115，以通过一个或多个通信接口(诸如天线1120)发送和/或接收无线信号。无线电站1105可以包括用于发送和接收数据的其他通信接口。无线电站1105可以包括被配置为存储诸如数据和/或指令的信息的一个或多个存储器(未明确示出)。在一些实现中，处理器电子设备1110可以包括收发器电子设备1115的至少一部分。在一些实施方式中，所公开的技术、模块或功能中的至少一些是使用无线电站1105来实现的。

本文档中描述的已公开的和其他实施例、模块和功能操作可以在以下中实施：数字电子电路、或计算机软件、固件、或硬件，包括本文档中公开的结构及其结构等同物、或其中一个或多个的组合。所公开的和其他实施例可被实现为一个或多个计算机程序产品，即在计算机可读介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，以用于由数据处理装置来执行或控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基底、存储器设备、影响机器可读传播信号的合成物、或其中一个或多个的组合。术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备、和机器，包括例如可编程处理器、计算机、或者多个处理器或计算机。除了硬件之外，所述装置还可包括创建用于讨论中的计算机程序的执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、或其中一个或多个组合的代码。传播信号是人工生成的信号，例如机器生成的电的、光的、或电磁的信号，其被生成以编码用于向适当接收器装置传输的信息。

计算机程序(还已知为程序、软件、软件应用、脚本、或代码)可以通过编程语言(包括编译或解释语言)的形式来编写，并且可以通过任意形式部署，包括作为独立的程序或模块、组件、子例程、或适用于计算环境中的其他单元。计算机程序不必对应于文件系统中的文件。程序可存储于保存其他程序或数据的一部分文件中(例如存储于标记语言文档中的一个或多个脚本)、专用于讨论中的程序的单个文件中、或多个相协调的文件(例如存储一个或多个模块、子程序、或部分代码的文件)中。可将计算机程序部署成在一个计算机或位于一个位置的或跨多个位置分布并由通信网络互联的多个计算机上被执行。

本文档中描述的过程和逻辑流可通过一个或多个可编程处理器来执行，所述一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序，以通过对输入数据进行操作和生成输出来执行功能。过程和逻辑流还可通过特定目的逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)来执行，并且装置还可以被实现为特定目的逻辑电路。

适用于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器两者、以及任意类型数字计算机的任意一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的主要元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令与数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如磁盘、磁化光盘、或光盘)，或被操作地耦合成从用于存储数据的一个或多个大容量存存储设备接收数据或向其发送数据。然而，计算机不需要具有这样的设备。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM、和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁化光盘；CD ROM和DVD ROM盘。处理器和存储器可通过特定目的逻辑电路来补充或并入特定目的逻辑电路中。

尽管该文档包含许多细节，但是这不应被解释为对所要求保护的发明或可以要求保护的范围的限制，而是对特定于具体实施例的特征的描述。该文档中在单独实施例的上下文中所述的某些特征还可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中所述的各个特征还可在多个实施例中单独地或以任意适当子组合地实施。此外，尽管上面可将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声称，但是在一些情况下来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中去除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应理解为要求：这种操作按照所示的特定顺序或顺序次序来执行，或所有示出的操作被执行，以实现期望的结果。

仅公开了一些示例和实施方式。可以基于所公开的内容对所描述的示例和实施方式以及其他实施方式进行变更、修改和增强。

Claims

1.一种用于无线通信的方法，包括：

从目标无线节点向源无线节点发送消息以开始切换过程，

其中，所述消息响应于确定所述目标无线节点无法连接到与所述源无线节点相关联的第一核心网络节点被发送，

其中，所述消息包括无线设备的标识和指示字段，

其中，所述切换过程包括处于非活动状态的无线设备从所述源无线节点的第一区域移动到所述目标无线节点的第二区域，

所述源无线节点与第一核心网络节点相关联；和

一旦在所述切换过程中接收到切换请求，所述目标无线节点就向所述无线设备传送另一个消息以恢复重新连接，

其中，所述切换请求是从与所述目标无线节点相关联的第二核心网络节点接收的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中响应于从所述无线设备接收到连接请求，实施所述发送消息以开始所述切换过程。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述目标无线节点和所述源无线节点二者都实施相同的无线协议。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述目标无线节点和所述源无线节点实施不同的无线协议。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述无线设备的标识包括以下一项或多项：用于所述无线设备的用户设备UE标识ID、恢复标识以及小区无线电网络临时标识符TC-RNTI。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述指示字段包括所述切换过程被触发的原因码。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述目标无线节点的第一无线协议遵循第五代5G标准，并且所述源无线节点的第二无线协议遵循长期演进LTE标准。

8.一种包括处理器的无线通信装置，其中所述处理器被配置为实现根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，包括存储在其上的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码在由处理器执行时使所述处理器实现根据权利要求1至7中任一项所述的方法。