CN117083915A - 用于替换能量和容量受限6g空中小区的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用目标空中小区替换源空中小区的方法，包括：从所述目标空中小区接收转移请求，所述转移请求用于在源空中小区和UE之间转移链路相关参数，并在所述源空中小区和核心网络之间转移链路相关参数。该方法还包括：响应于所接收的所述转移请求，向所述目标空中小区发送每个链路相关参数，并且还经由通知消息向所述UE通知所述源空中小区的PCID的改变。该方法还包括：向所述目标空中小区发送小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，用于与所述源空中小区所服务的所述UE和所述地面小区的通信操作的切换，然后所述目标空中小区移动到由所发送的定位信息指示的悬停位置。

Description

用于替换能量和容量受限6G空中小区的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年3月31日提交的印度临时专利申请第202141014797号的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及用于在无线通信系统中替换能量和容量受限的6G空中小区的方法和系统。

背景技术

互联网连接近年来越来越受欢迎，现在触及比以前更多的人。用户可通过通常被称为用户设备(UE)的各种装置来访问互联网。尽管来自UE的数据需求快速增长，但是这种需求通常改变很快并且可能难以预测。例如，在体育和文化事件、道路上的交通拥堵等期间，特定区域的需求可能会增加。通过像蜂窝网络中的地面基站这样的固定设施来服务这种数据的动态需求对于运营商来说是一个挑战，因为在高需求期间可能难以扩展到超过某个点。

发明内容

一种用目标空中小区替换源空中小区的方法，包括：从所述目标空中小区接收转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和多个用户设备(UE)之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个。所述方法还包括：响应于所接收的转移请求，向所述目标空中小区发送第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个。所述目标空中小区将第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个存储在链路数据库中，并执行用于复制第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个的链路复制处理。所述方法还包括：在所述目标空中小区处的链路复制处理完成之后，经由通知消息向所述多个UE通知所述源空中小区的物理小区标识符(PCID)的改变，并且此后，在所述多个UE确认通知消息之后，向所述目标空中小区发送小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，以用于与源空中小区所服务的多个UE和核心网络的地面小区的通信操作的切换。所述目标空中小区移动到由所发送的定位信息指示的悬停位置，并且基于链路复制处理和通信操作的切换，与所所述源空中小区服务的所述多个UE和所述地面小区建立通信。

一种放置目标空中小区代替源空中小区的方法，包括：向所述源空中小区发送转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和多个用户设备(UE)之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个。所述方法还包括：接收响应于所发送的转移请求的第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个，并执行用于复制所接收的第一多个链路相关参数和所接收的第二多个链路相关参数中的每一个的链路复制处理。在链路复制处理完成之后，所述源空中小区经由通知消息向所述多个UE通知所述源空中小区的物理小区标识符(PCID)的改变。所述方法还包括：从所述源空中小区接收小区切换请求以及源空中小区的定位信息，以用于与所述源空中小区所服务的所述多个UE和所述核心网络的地面小区的通信操作的切换。所述源空中小区在所述多个UE确认所述通知消息之后，向所述目标空中小区发送小区切换请求。此后，所述方法包括：控制所述目标空中小区移动到在所接收的定位信息中指示的悬停位置，并在所述目标空中小区移动到所述悬停位置之后，基于链路复制处理和通信操作的切换，建立与所述源空中小区所服务的所述多个UE和所述地面小区的通信。

一种被配置为由目标空中小区替换的源空中小区。所述源空中小区包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：从所述目标空中小区接收转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和多个用户设备(UE)之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个。所述源空中小区的至少一个处理器还被配置为：响应于所接收的转移请求，向所述目标空中小区发送第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个，并且在所述目标空中小区处的链路复制处理完成之后，经由通知消息向所述多个UE通知所述源空中小区的物理小区标识符(PCID)的改变。所述源空中小区的至少一个处理器还被配置为：在所述多个UE确认通知消息之后，向所述目标空中小区发送小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，以用于与所述源空中小区所服务的所述多个UE和所述核心网络的地面小区的通信操作的切换。所述目标空中小区移动到由所发送的定位信息指示的悬停位置，并且基于链路复制处理和通信操作的切换，与所述源空中小区所服务的所述多个UE和所述地面小区建立通信。

一种被配置为替换源空中小区的目标空中小区。所述目标空中小区包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：向所述源空中小区发送转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和多个用户设备(UE)之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个。所述目标空中小区的所述至少一个处理器还被配置为：接收响应于所发送的转移请求的第一多个链路相关参数和第二组链路相关参数中的每一个，并且执行用于复制所接收的第一多个链路相关参数和所接收的第二多个链路相关参数中的每一个的链路复制处理。所述目标空中小区的至少一个处理器还被配置为：从所述源空中小区接收小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，以用于与所述源空中小区所服务的所述多个UE和所述核心网络的地面小区的通信操作的切换。响应于由源天线向所述多个UE发送的通知消息，在所述多个UE确认所述通知消息之后，所述源空中小区向所述目标空中小区发送小区切换请求。此后，所述目标空中小区的至少一个处理器还被配置为：控制所述目标空中小区移动到在所接收的定位信息中指示的悬停位置，然后在所述目标空中小区移动到所述悬停位置之后，基于链路复制处理和通信操作的切换，建立与所述源空中小区所服务的所述多个UE和所述地面小区的通信。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其他特征和方面将变得更好理解，在所有附图中，相同的字符可表示相同的部分，其中：

图1是示出根据第一解决方案的用目标空中小区替换源空中小区的第一替换方案的示图，示出了用于空中小区切换的呼叫流程；

图2是示出根据第二解决方案的用目标空中小区替换源空中小区的第二替换方案的示图，示出了用于空中小区链路管理的呼叫流程；

图3是示出根据本公开的实施例的用于能量耗尽小区的空中小区替换场景的示图；

图4是根据本公开的实施例的用于用图3的目标空中小区306替换源空中小区304的方法步骤的流程图；

图5是表示根据本公开的实施例的用于使用ACC协议的空中小区替换的呼叫流程的线图；以及

图6是示出根据本发明的实施例的示例性实现以及根据本公开的实施例的计算机系统形式的系统的典型硬件配置的框图。

具体实施方式

首先应当理解，尽管下面示出了本公开的实施例的说明性实现，但是本发明可使用任何数量的技术来实现，无论是当前已知的还是现有的。本公开不一定限于下面示出的说明性实施方式、附图和技术，包括本文示出和描述的示例性设计和实施方式，而是可在本公开的范围内进行修改。

应当理解，如本文所使用的，诸如“包括”、“包含”、“具有”等术语旨在表示所列出的一个或更多个特征或元件在所定义的元件内，但是该元件不一定限于所列出的特征和元件，并且附加特征和元件可在所定义的元件的含义内。相反，诸如“由……组成”的术语旨在排除未列出的特征和元件。

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。

第三代合作伙伴计划(3GPP)正在考虑空中网络(称为非地面网络(NTN)部署)以解决下一代网络中的缩放场景。NTN的标准化和部署可能需要长达5-10年。NTN是超5G和第6代(6G)网络中动态缩放的基本支持者。然而，对6G的研究有限。NTN使用空中或机载平台承载小区的构思。这些空中小区根据业务需求为用户设备(UE)服务。

空中小区可部署在不同的高度，并且面临多个挑战。基于LAP的空中小区悬停在几百米的高度处，并且为扩展地面小区的覆盖范围和增强地面小区的容量提供了良好的选择。可动态地调整基于LAP的空中小区的高度和位置，以最大化网络中的覆盖和容量利用率。基于LAP的空中小区与四旋翼无人机相应并且具有受限的有效载荷(仅超过几千克)。然而，由于承载小有效载荷的能力，电池尺寸是有限的，因此它具有仅数小时的飞行和悬停时间约束。由这种基于LAP的空中小区提供的无线网络容量与有效载荷的重量成正比，有效载荷由紧凑天线和可在板上承载的通信系统组成。由于有效载荷大小是有限的，因此在所提供的容量和电池大小之间存在折衷。无人机可利用太阳能，但是由于无人机的形状要素上的小空间(太阳能电池板需要大的表面积)和日落后自然光的不可用，太阳能受限。因此，在3GPP中正在研究支持无人空中系统作为空中小区，也称为UxNB，该空中小区具有将由超5G支持的空中小区替换作为关键要求。

比较解决方案讨论了为了使用寿命而更换无人机的电池或更换能量耗尽的无人机的优化方式。然而，比较解决方案在实现期间的适用性方面具有若干缺点和问题，诸如使用对接站的无人机中的电池交换机制，或者用具有完全充电电池的新无人机替换无人机。关于电池交换机制，电池交换花费长时间(超过15秒)。电池交换时间越长，将导致通过基于LAP的空中小区断开所有正在进行的UE会话。因此，另一种替代方案是用电池充满电的新无人机代替无人机，这种方案可能起作用。然而，它也面临严重的挑战，即，新无人机的替换可能无法为与要替换的无人机连接的所有UE提供无缝会话连续性。

因为存在如下所述的若干新挑战，所以在替换期间从服务空中小区(即，源空中小区)到新空中小区(即，目标空中小区)的会话转移的问题不能被认为像地面网络中的切换或重定向。关于从源空中小区到目标空中小区的UE切换的比较解决方案描述了陆地网络中的可用切换方案，适合于诸如NTN中的用户移动性或负载平衡的场景。然而，当在基于LAP的空中小区替换场景中使用时，它们没有考虑UE的正在进行的通信会话的连续性的功能准备延迟的关键因素。因此，使用比较解决方案中描述的可用切换方案，在基于LAP的空中小区替换的情况下，由空中小区服务的UE的通信将存在显著中断。在每次更换空中小区时预期中断，并且根据基于LAP的空中小区设计的可行性，预期每小时一次(一小时是无人机的电池寿命)。中断严重降低了游戏和多媒体回放的容量和最终用户体验。

关于上述实现场景，描述基于LAP的空中小区(也称为无人机)的替换的处理的比较解决方案尚未解决空中通信特有的无缝连续性的关键挑战，诸如目标空中小区的定位(高度和位置)的延迟、具有最小管理切换(HO)延迟的HO、通过无线信道的目标空中小区与回程地面节点(基站或核心网络)之间的回程同步时间的最小化等。

下面还描述了根据比较解决方案的一些经典方案，说明了上述问题。根据第一比较解决方案，在附图的图1中示出用目标空中小区替换源空中小区的第一替换方案，示出了空中小区切换的呼叫流程。一旦目标空中小区接近能量耗尽的源空中小区，就执行空中小区切换过程。针对由源空中小区服务的所有UE触发空中小区切换过程，以首先使UE和目标空中小区同步，然后将UE和目标空中小区连接。空中小区切换方案非常类似于5G新无线电(NR)中通过Xn接口的下一代节点B(gNB)切换的过程。根据图1，基于空中小区切换过程的呼叫流程包括三个阶段Ph1、Ph2和Ph3。

图1的步骤10至步骤16示出UE 102转移(切换)到目标空中小区106的第三阶段(Ph3)。在步骤10，连接到源空中小区104的UE 102接收测量控制消息。UE 102发送具有目标空中小区106的参考信号功率和质量的测量报告。然后在图1的步骤11，源空中小区104决定切换并向目标空中小区106发送HO请求。此后，目标空中小区106在图1的步骤12确认HO请求。此外，在图1的步骤13，源空中小区104触发对UE 102的HO请求，并且进一步在图1的步骤14和15，在源空中小区104与目标空中小区106共享数据链路层的序列号(SN)和缓冲分组。此外，在图1的步骤16，UE 102发起与目标空中小区106的上行链路同步过程，并且在随机接入信道(RACH)上执行2步随机接入或4步随机接入。此后，源空中小区104停止在回程链路上与UE 102和地面小区通信。还存在从地面小区到目标空中小区106的回程链路的路径切换，并且在UE 102和目标空中小区106之间开始数据传输。在该阶段开始时与源空中小区104处于连接状态的所有UE都经历图1的步骤10至步骤16。最后，在图1的步骤17处，源空中小区104返回到空中小区编队管理器108基地，并且通过在对接站中充电或者通过用充满电的电池替换来从损失的能量中恢复。

从图1的步骤10至步骤16可明显看出，由于第三阶段，在针对所有UE的整个切换过程中存在相当大的延迟，从而导致UE 102和目标空中小区106之间的数据会话中的成比例的中断。

现在，根据第二比较解决方案，在附图的图2中示出用目标空中小区替换源空中小区的第二替换方案，示出了用于空中小区链路管理的呼叫流程。在该方案中，在源空中小区的替换之间，空中链路通过诸如载波聚合(CA)、双连接(DC)去激活或释放过程的过程被拆除。然而，这导致在该替换时段期间用户吞吐量的损失。图2示出了用于空中小区链路管理的过程的四个阶段(Ph1、Ph2、Ph3和Ph4)。

图2的步骤6至步骤9捕获UE 202和源空中小区204之间的空中链路去激活的第二阶段，同时UE 202继续由充当锚的地面小区服务。一旦源空中小区204通过Xn接口向地面小区通知其不可用性，就和UE 202共享空中链路去激活请求(图2的步骤7)。此外，在图2的步骤8，在UE 202和源空中小区204之间发起释放过程，之后源空中小区204返回到基站(图2的步骤9)。此外，在第二阶段开始时与源空中小区204处于连接状态的所有UE经历图2的步骤6至步骤9。

此外，图2的步骤10至步骤13描绘了在目标空中小区206和锚地面小区208之间建立Xn链路的第三阶段。一旦目标空中小区206导航到源空中小区204的邻域，在图2的步骤10，目标空中小区206建立与锚地面小区208的Xn接口。如图2的步骤11，锚地面小区208利用其在Xn链路请求中接收的目标空中小区206的凭证将该请求返回到核心网络212。在图2的步骤12，核心网络212在认证目标空中小区206凭证之后确认该请求。在图2的步骤13建立Xn链路。

链路管理的第四阶段包括UE和目标空中小区206之间的空中链路激活。在图2的步骤14，地面链路请求UE 202经由CA或DC添加空中链路，并且在图2的步骤15，UE 202触发基于随机接入信道(RACH)的UL同步，以获得与目标空中小区206的定时提前(TA)。空中链路由UL和DL数据业务激活。在第二阶段开始时与源空中小区204处于连接状态的所有UE经历图2的步骤14至步骤15。

从图2的步骤6到步骤15显而易见的是，由于第二阶段和第四阶段，对于所有UE，在整个链路管理过程中存在显著的延迟。因为在步骤6至步骤15之间UE 202不能由源空中小区204服务，所以执行这些步骤的延迟导致数据吞吐量的成比例的劣化。

图3是示出根据本公开的实施例的用于能量耗尽小区的空中小区替换场景的示图。图3示出了一种系统，包括用户设备(UE)302、源空中小区304(源空中小区304由于是能量耗尽的小区304A而被替换)、目标空中小区306、地面小区308、连接到互联网314的核心网络310以及空中小区编队管理器312。源空中小区304和目标空中小区306中的每一个包括用于使用通信接口控制系统的组件之间的通信过程的一个或更多个处理器。该系统可包括经由无线接口(例如，使用回程链路)连接到源空中小区304的多个UE。此外，一个或更多个处理器可控制和执行用目标空中小区306替换源空中小区304所需的每个操作。

如图3所示，在空中通信中，有两种方式来服务UE。一个是由空中小区(源空中小区304)专门服务UE，另一个是通过应用载波聚合(CA)技术或双连接(DC)技术由空中小区和地面小区308两者服务UE。在这种情况下，地面小区308和空中小区(源空中小区304)都在不同载波上向UE提供资源分配。空中小区和地面网络之间的无线回程链路可在点对点(P2P)专用载波链路上，或者可在使用与UE 302和地面小区308之间使用的载波相同的载波的集成接入回程(IAB)链路上。

空中小区编队管理器312管理(不同能力的)空中小区群，并确保空中小区(源空中小区304或目标空中小区306)被带到并定位在正确的位置和高度以服务无线通信网络中的UE。图3示出了部署目标空中小区306以替换源空中小区304的部署场景。一旦源空中小区304能量耗尽(由源空中小区304中的低电池电量指示器304A示出)，信息就被转发到空中小区编队管理器312，空中小区编队管理器312将完全充电的空中小区(目标空中小区306)分派到源空中小区304的位置。

现在，将参照附图的图4描述方法步骤的流程图。图4是根据本公开的实施例的用于用图3的目标空中小区306替换源空中小区304的方法步骤的流程图。具体地，图4示出了用于在图3所示的系统内用目标空中小区306替换源空中小区304的方法400。此外，图4示出了空中小区克隆(ACC)协议，空中小区克隆(ACC)协议在用另一空中小区(目标空中小区)替换期间显著减少连接到UE的源空中小区与核心网络之间的切换和数据会话中断中的延迟(接近零)。

方法400包括(在步骤402)从目标空中小区306接收转移请求，所述转移请求用于在源空中小区304和多个用户设备(UE)之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在源空中小区304和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个。作为示例，目标空中小区306向源空中小区发送转移请求，所述转移请求用于在源空中小区304和连接到源空中小区304的UE之间转移链路相关参数，并在源空中小区304和核心网络310范围内的地面小区(诸如地面小区308)之间转移另一链路相关参数。当检测到源空中小区304内的小区304A能量耗尽时，触发替换方法。

根据本公开的实施例，第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个与信息元素(IE)参数相应。第一多个链路相关参数的IE参数可包括但不限于包括多个UE(尽管图3中未示出)中的每个UE 302和源空中小区304之间的数据会话所需的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数。对于维持源空中小区304和多个UE中的相应UE 302之间的会话所需的多个UE中的每一个UE，物理信道配置参数可包括地面网络参数、同步信号块(SSB)配置、BWP配置、参考信号、信道状态信息参考信号(CSI-RS)、物理下行链路共享信道(PDSCH)配置、物理下行链路控制信道(PDCCH)配置、传输配置指示(TCI)状态列表、载波聚合配置、功率控制参数、链路预算参数以及由多个UE中的每一个UE发送到源空中小区304的CSI报告中的至少一个。

根据本公开的实施例，IE参数还可包括无线电资源控制(RRC)配置参数。此外，IE参数还可包括参考信号接收功率(RSRP)阈值作为RRC配置参数之一。

根据本公开的实施例，第二多个链路相关参数的IE参数还可包括但不限于包括维持源空中小区304和包括地面小区的核心网络310之间的会话所需的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数。

上述链路相关参数也在下面的表1中示出。为了便于解释，示出了表1中所示的链路相关参数，并且不一定限于表1中包括的信息。本领域技术人员将理解，前述示例是示例性的。

表1

方法400的流程现在进行到步骤404。在步骤404，在从目标空中小区306接收到转移请求之后，方法400还包括响应于所接收的转移请求，向目标空中小区发送第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个。作为示例，目标空中小区306接收响应于所发送的转移请求的第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个。此后，目标空中小区306将第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个存储在链路数据库中，并且进一步执行链路复制处理以复制第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个以用于克隆源空中小区304。方法400的流程现在进行到步骤406。

在步骤406，在向目标空中小区306发送第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数之后，方法400包括在目标空中小区306处的链路复制处理完成之后经由通知消息向多个UE通知源空中小区304的物理小区标识符(PCID)的改变。作为示例，源空中小区304经由通知消息将源空中小区304的PCID的改变通知给目标空中小区306。通知消息包括但不限于包括激活时间、包括新小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)的多个参数以及目标空中小区306的安全算法标识符。方法400的流程现在进行到步骤408。

在步骤408，在向多个UE发送通知消息之后，方法400包括在由多个UE确认通知消息之后，向目标空中小区306发送小区切换请求以及源空中小区304的定位信息以用于与源空中小区304所服务的多个UE和核心网络310的地面小区的通信操作的切换。作为示例，目标空中小区306从源空中小区304接收小区切换请求以及定位信息以用于与源空中小区304所服务的多个UE和地面小区的通信操作的切换。此后，目标空中小区306的一个或更多个处理器控制目标空中小区306移动到接收到的定位信息中指示的悬停位置。这里，悬停位置是源空中小区304被放置的位置，并且源空中小区304从该位置服务UE和地面小区。此外，一旦目标空中小区306移动到悬停位置，则目标空中小区306使用复制过程和通信操作的切换，基于复制的链路参数与源空中小区304所服务的多个UE和地面小区建立通信。

现在将参照图5描述方法400的详细表示，图5示出根据本公开的实施例的表示用于使用ACC协议的空中小区替换的呼叫流程的线图。

当目标空中小区306接近能量耗尽的源空中小区304时，触发使用ACC协议的空中小区替换以用于网络管理。在图5中，ACC协议以呼叫流程的形式表示。在表示中存在三个阶段。与图1和图2的比较方案相比，点划线描绘了在如图5所示的阶段2和3中带来优化的关键信令差异。

图5示出了根据本公开的实施例的UE 302、源空中小区304、目标空中小区306、空中小区编队管理器312和核心网络310。注意，图5中呈现的元件至少类似于参照图3示出和描述的相应元件。

图5的步骤1至步骤5示出部署目标空中小区306而不是源空中小区304的第一阶段，这类似于如图1所示的传统的基于切换的方案。

此外，图5的步骤6至步骤9示出部署指示目标空中小区306和源空中小区304之间的空中链路建立的第二阶段。一旦目标空中小区306导航到源空中小区304，目标空中小区306就尝试在图5的步骤6与源空中小区304建立对等链路(例如，装置到装置(D2D)侧链路)。源空中小区304利用源空中小区304在图5的步骤7的对等链路请求中接收的目标空中小区306的凭证将该请求引回到核心网络310。此外，在图5的第二阶段的步骤8，核心网络310在认证目标空中小区306凭证之后确认请求，并且此后在图5的步骤9建立对等链路。

此外，图5的步骤10至步骤16示出指示UE转移(克隆)到目标空中小区306的第三阶段。在图5的步骤10，目标空中小区306继续请求在源空中小区304和UE 302之间以及在源空中小区304和地面网络的回程链路之间转移所有链路相关参数，如上文在图4的方法步骤402所述。如上所示的表1描绘了包括源空中小区302到每个UE 302(即，空对地(A2G)链路)和源空中小区302到地面小区308(即，空对地面(A2T)链路)的参数的信息元素(IE)。此后，在图5的步骤11，源空中小区302转移所有这些IE，然后由目标空中小区306应用这些IE以复制A2G和A2T链路。目标空中小区306通过复制其链路数据库中的参数来完成链路复制处理，然后在图5的步骤12中，目标空中小区306将复制过程的完成通知给源空中小区304。

此外，在图5的步骤13，源空中小区304将缓冲的数据分组从源空中小区304转移到用于所有UE 302的目标空中小区306。在图5的步骤14，源空中小区304与激活时间、附加参数(如C-RNTI)以及目标空中小区的安全算法标识符一起向所有被服务的UE通知如上面在方法流程400中所述的PCID的改变。

此外，源空中小区304在图5的步骤15请求切换到目标空中小区306，并且此后源空中小区304停止与UE以及与回程链路上的地面小区的通信的操作，并且漂移远离其悬停的先前位置。然后，目标空中小区306移动到源空中小区304的如上面所示的表1中给出的接收IE参数(空中小区定位信息)中所指示的相同精确位置。然后，在图5的步骤16，目标空中小区306向源空中小区304发出切换确认，并且在激活时间之后开始与UE通信。具体地，源空中小区304从目标空中小区306接收响应于所发送的小区切换请求的确认消息，该确认消息指示确认接收到小区切换请求，然后源空中小区304的一个或更多个处理器响应于所接收的确认消息控制源空中小区304漂移远离悬停位置。然后，在源空中小区304与多个UE和地面小区的通信操作断开之后，目标空中小区306与核心网络310的多个UE和地面小区建立通信。

这里，激活时间非常小(例如，几毫秒(ms))。因此，系统内的UE无缝地且隐式地切换到目标空中小区306。由于链路参数以及源空中小区的位置被复制，因此在替换期间源空中小区304和UE之间的数据会话将没有感知到的中断。

由于本公开的ACC协议提供了一种用于用在源空中小区的相同位置(位置坐标)处的新的目标空中小区复制源空中小区的方法，这确保了源空中小区和被服务UE之间以及源空中小区和地面小区之间的上行链路和下行链路同步以及空对地(A2G)信道特性被保留。它还确保在替换之后目标空中小区和UE之间的无线电配置保持与替换之前源空中小区和UE之间的配置相同。通知给UE的目标空中小区的物理小区标识符(PCID)的改变有助于避免任何附加的消息转移。

根据本公开的实施例，当旧空中小区(例如，源空中小区304)被新空中小区(例如，目标空中小区306)替换时，整个接入层(或基带单元(BBU)的状态)从旧空中小区转移到新空中小区。接入层状态和数据可在转移之前在旧空中小区处被压缩，并且在转移之后在新空中小区处被解压缩。为此目的，针对替换的总时间进行优化，该替换的总时间包括压缩、数据发送和解压缩时间的总和。此外，MAC调度器还应转移与整个小区的多用户调度相关的参数。

此外，鉴于图4的上述方法400和图5的呼叫流程，可实现以下方法以用于源空中小区304的精确替换，使得在替换期间没有源空中小区304和UE 302之间的数据会话的感知中断。

一种这样的方法是在目标空中小区306移动到源空中小区304的悬停位置之前的特定时间段内为多个UE中的每一个UE强制执行RRC_INACTIVE条件。在该方法中，源空中小区304的一个或更多个处理器在目标空中小区306移动到源空中小区304所处的悬停位置之前的特定时间段内基于RRC配置参数对多个UE中的每一个UE强制执行RRC_INACTIVE条件，并且在此之后，源空中小区304的一个或更多个处理器在目标空中小区306移动到源空中小区304的悬停位置之后基于对多个UE中的每一个UE强制执行RRC_ACTIVE条件来控制多个UE中的每一个UE返回活动状态。

根据本公开的实施例，可实现用于精确替换源空中小区302的方法是在目标空中小区306移动到源空中小区304的悬停位置之前，在RRC_ACTIVE状态下对多个UE 302中的每一个UE 302强制执行连接模式不连续接收(C-DRX)条件，使得多个UE 302中的每一个UE302进入长DRX周期。在该方法中，源空中小区304针对处于RRC_ACTIVE状态的多个UE 302中的每一个UE 302强制执行C-DRX条件。

根据本公开的实施例，可实现用于精确替换源空中小区304的方法在检测到波束故障并触发波束恢复操作之前调整RRC配置参数，以增加多个UE 302中的每一个UE 302可容忍的波束故障实例的数量的发生。具体地，源空中小区304在由UE 302检测到波束故障和触发波束恢复操作之前修改RRC配置参数，诸如RSRP阈值的值。作为示例，在该方法中，使用诸如RadioLinkMonitoringConfig和BeamFailureRecoveryConfig的3GPP RRC IE。例如，考虑到源空中小区304具有8个SSB(SSB0、SSB1、…、SSB7)。这4个SSB(SSB0到SSB3)中的SSB用于服务当前小区中的UE。可进行配置以在RadioLinkMonitoringConfigIE中包括这些SSB。在当前空中小区下的UE 302将针对当前下行链路无线电条件连续地监视SSB0至SSB3。此外，当前未使用的SSB4至SSB7可成为当前空中小区的BeamFailureRecoveryConfig的一部分。每当检测到波束故障时，UE 302将尝试使用SSB4到SSB7来重新建立连接。因此，对于空中小区替换，旧空中小区(例如，源空中小区304)可降低其SSB(SSB0到SSB3)的功率。在该时段期间，新空中小区(例如，目标空中小区306)可增加其SSB(SSB4到SSB7)的功率，并且旧空中小区和新空中小区两者的物理小区ID应当保持相同。因此，因为是使用波束故障恢复来处理该替换，所以对SSB功率的降低和增加的速率没有约束。此外，UE 302在检测到(旧空中小区的)SSB的RSRP在下降到预定阈值以下时将检测到波束故障事件并且将触发波束故障恢复(BFR)过程。因此，BFR过程将使用由新空中小区的SSB(SSB4到SSB7)提供的时机来触发波束故障恢复随机接入信道(BFR-RACH)，并且因此每个UE 302可无缝地转移到新空中小区(例如，目标空中小区306)。

与第一比较方案中的切换期间的延迟相比，本公开的ACC替换方法和系统可使得切换和数据会话中断中的延迟减少到例如基本上接近零。

本公开的ACC替换方法和系统还可减少在空中小区链路管理的比较方案中倾向于发生的吞吐量的劣化。

现在参照图6，图6示出根据本发明的实施例的示例性实现，以及根据本公开的实施例的计算机系统600形式的系统的硬件配置。

计算机系统600包括处理单元(CPU或其他处理器)620和系统总线610，系统总线610将包括系统存储器630(诸如只读存储器(ROM)640和随机存取存储器(RAM)650)的各种系统组件耦合到处理器620。系统600还包括与处理器620直接连接、紧邻处理器620或集成为处理器620的一部分的高速存储器的高速缓存。系统600将数据从存储器630和/或存储装置660复制到高速缓存，以供处理器620快速访问。这些和其他模块可控制处理器620或被配置为由处理器620控制以执行各种动作。其他系统存储器630也可供使用。存储器630可包括具有不同性能特性的多种不同类型的存储器。可理解，本公开可在具有多于一个处理器620的计算装置600上操作，或者在联网在一起以提供更大的处理能力的计算装置的组或集群上操作。处理器620可包括任何通用处理器和硬件模块或软件模块，诸如存储在存储装置660中的第一模块(MOD1)662、第二模块(MOD2)664和第三模块(MOD3)666。处理器620可基本上是完全独立的计算系统，包含多个核或处理器、总线、存储器控制器、高速缓存等(诸如片上系统)。多核处理器可以是对称的或不对称的。

系统总线610可以是几种类型的总线结构中的任何一种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线和使用各种总线架构中的任何一种的本地总线。计算系统600还包括存储装置660，诸如硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器、固态驱动器等。存储装置660可包括用于控制处理器620的软件模块662、664、666。其他硬件或软件模块被设想了。可通过驱动接口将存储装置660连接到系统总线610。驱动器和相关联的计算机可读存储介质为计算系统600提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的非易失性存储。在一个方面，执行特定功能的硬件模块包括存储在有形计算机可读存储介质中的软件组件，该软件组件与必要的硬件组件(诸如处理器620、总线610、输入装置690和输出装置680等)连接以执行该功能。根据系统的类型，诸如计算系统600是小型的、基于空中的可移动计算装置还是能够悬停在LAP平台中的便携式装置，可设想基本组件和适当的变型。

计算机系统600还可包括连接到通信接口670的网络692。网络692可包括有线网络、无线网络、以太网AVB网络或它们的组合。无线网络可以是蜂窝电话网络、IEEE802.11、802.16、802.20、802.1Q或WiMax网络。此外，网络692可以是诸如互联网的公共网络、诸如内联网的专用网络或它们的组合，并且可利用现在可用或以后开发的各种网络协议，包括但不限于包括基于TCP/IP的网络协议。该系统不限于以任何特定标准和协议操作。例如，可使用用于互联网和其他分组交换网络传输的标准(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML和HTTP)。

对于本领域技术人员显而易见的是，可对该方法进行各种工作修改，以便实现本文教导的发明构思。

附图和前面的描述给出了实施例的示例。本领域技术人员将理解，所描述的元件中的一个或更多个可很好地组合成单个功能元件。可选地，特定元件可被分成多个功能元件。来自一个实施例的元件可被添加到另一个实施例。例如，本文描述的过程的顺序可改变，并且不限于本文描述的方式。

此外，任何流程图的动作不需要以所示的顺序实现；也不一定需要执行所有动作。而且，不依赖于其他动作的那些动作可与其他动作并行执行。

Claims (29)

1.一种用目标空中小区替换源空中小区的方法，包括：

由所述源空中小区的至少一个处理器从所述目标空中小区接收转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和用户设备UE之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个；

响应于所接收的所述转移请求，由所述至少一个处理器向所述目标空中小区发送第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个，其中，所述目标空中小区将第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个存储在链路数据库中，并执行用于复制第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数的链路复制处理；

在所述目标空中小区处的链路复制处理完成之后，由所述至少一个处理器经由通知消息向所述UE通知所述源空中小区的物理小区标识符PCID的改变；以及

在所述UE确认所述通知消息之后，由所述至少一个处理器向所述目标空中小区发送小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，用于与所述源空中小区所服务的所述UE和所述核心网络的地面小区的通信操作的切换，

其中，所述目标空中小区移动到由所发送的定位信息指示的悬停位置，以及

其中，所述目标空中小区基于所述链路复制处理和通信操作的切换与所述源空中小区所服务的所述UE和地面小区建立通信。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述UE经由无线接口连接到所述源空中小区，以及

其中，第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个与信息元素IE参数相应。

3.根据权利要求2所述的方法，

其中，所述IE参数包括用于所述UE和所述源空中小区之间的数据会话的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数，并且

其中，对于用于维持所述源空中小区和所述UE之间的会话的所述UE，所述物理信道配置参数包括地面网络参数、同步信号块SSB配置、BWP配置、参考信号、信道状态信息参考信号CSI-RS、物理下行链路共享信道PDSCH配置、物理下行链路控制信道PDCCH配置、传输配置指示TCI状态列表、载波聚合配置、功率控制参数、链路预算参数以及由所述UE发送到所述源空中小区的CSI报告中的至少一个。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述IE参数包括用于维持所述源空中小区和所述核心网络之间的会话的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数。

5.根据权利要求2所述的方法，

其中，所述IE参数还包括无线资源控制RRC配置参数，以及

其中，所述方法还包括：

在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的悬停位置之前的特定时间段内，由所述至少一个处理器基于所述RRC配置参数对所述UE强制执行RRC_INACTIVE条件；以及

在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的所述悬停位置之后，由所述至少一个处理器基于对所述UE的RRC_ACTIVE条件的强制执行来控制所述UE返回到活动状态。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括：在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的悬停位置之前，由处于RRC_ACTIVE状态的所述至少一个处理器对所述UE强制执行连接模式不连续接收C-DRX条件，使得所述UE进入长DRX周期。

7.根据权利要求2所述的方法，

其中，所述IE参数还包括无线资源控制RRC配置参数，以及

其中，所述方法还包括：在检测到波束故障和触发波束恢复操作之前，由所述至少一个处理器调整所述RRC配置参数，以增加所述UE能够容忍的波束故障实例数量的发生。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中，所述IE参数还包括作为所述RRC配置参数之一的参考信号接收功率RSRP阈值，以及

其中，所述方法还包括：在检测到所述波束故障和触发所述波束恢复操作之前，由所述至少一个处理器修改所述RSRP阈值的值。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通知消息包括激活时间、包括新小区无线电网络临时标识符C-RNTI的多个参数、以及所述目标空中小区的安全算法标识符。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由所述至少一个处理器从所述目标空中小区接收响应于所发送的小区切换请求的确认消息，所述确认消息指示确认接收到所述小区切换请求，以及

响应于所接收的确认消息，由所述至少一个处理器控制所述源空中小区漂移远离所述悬停位置，

其中，在所述源空中小区与所述UE和所述地面小区的通信操作断开之后，所述目标空中小区还建立与所述UE和所述地面小区的通信。

11.一种放置目标空中小区代替源空中小区的方法，包括：

由所述目标空中小区的至少一个处理器向所述源空中小区发送转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和用户设备UE之间转移第一多个链路相关参数，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个；

由所述至少一个处理器接收响应于所发送的所述转移请求的第一多个链路相关参数和第二多个链路相关参数中的每一个；

由所述至少一个处理器执行用于复制所接收的第一多个链路相关参数中的每一个和所接收的第二多个链路相关参数中的每一个的链路复制处理，其中，在所述链路复制处理完成之后，所述源空中小区经由通知消息向所述UE通知所述源空中小区的物理小区标识符PCID的改变；

由所述至少一个处理器从所述源空中小区接收小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，以用于与所述源空中小区所服务的所述UE和所述核心网络的地面小区的通信操作的切换，其中，在所述UE确认所述通知消息之后，所述源空中小区向所述目标空中小区发送所述小区切换请求；

由所述至少一个处理器控制所述目标空中小区移动到在所接收的定位信息中指示的悬停位置；以及

在所述目标空中小区移动到所述悬停位置之后，由所述至少一个处理器基于所述链路复制处理和通信操作的切换，建立与所述源空中小区所服务的所述UE和所述地面小区的通信。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：由所述至少一个处理器在链路数据库中存储所接收的第一多个链路相关参数中的每一个和所接收的第二组链路相关参数中的每一个，其中，第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个与信息元素IE参数相应。

13.根据权利要求12所述的方法，

其中，所述IE参数包括用于所述UE和所述源空中小区之间的数据会话的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数，并且

其中，所述物理信道配置参数包括地面网络参数、同步信号块SSB配置、BWP配置、参考信号、信道状态信息参考信号CSI-RS、物理下行链路共享信道PDSCH配置、物理下行链路控制信道PDCCH配置、传输配置指示TCI状态列表、载波聚合配置、功率控制参数、链路预算参数以及由所述UE发送到所述源空中小区的CSI报告中的至少一个。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述IE参数包括用于维持所述源空中小区和所述核心网络之间的会话的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述IE参数还包括无线资源控制RRC配置参数，并且

其中所述源空中小区：

在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的悬停位置之前的特定时间段内，基于所述RRC配置参数对所述UE强制执行RRC_INACTIVE条件，以及

在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的所述悬停位置之后，基于对所述UE的RRC_ACTIVE条件的强制执行来控制所述UE返回到活动状态。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的悬停位置之前，所述源空中小区在RRC_ACTIVE状态下对所述UE强制执行连接模式不连续接收C-DRX条件，使得所述UE进入长DRX周期。

17.根据权利要求12所述的方法，

其中，所述IE参数还包括无线资源控制RRC配置参数，以及

其中，所述源空中小区在检测到波束故障并触发波束恢复操作之前调整所述RRC配置参数，以增加所述UE所容忍的波束故障实例的数量的发生。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括：

由所述至少一个处理器响应于所接收的小区切换请求向所述源空中小区发送确认消息，所述确认消息指示确认接收到所述小区切换请求，其中，响应于所发送的确认消息，所述源空中小区漂移远离所述悬停位置；以及

在所述源空中小区与所述UE和所述地面小区的通信操作断开之后，由所述至少一个处理器建立与所述UE和所述地面小区的通信。

19.一种能够被目标空中小区替换的源空中小区，所述源空中小区包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：

从所述目标空中小区接收转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和用户设备UE之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个；

响应于所接收的所述转移请求，向所述目标空中小区发送第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个，其中，所述目标空中小区将第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个存储在链路数据库中，并执行用于复制第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个的链路复制处理；

在所述目标空中小区处的链路复制处理完成之后，经由通知消息向所述UE通知所述源空中小区的物理小区标识符PCID的改变；以及

在所述UE确认所述通知消息之后，向所述目标空中小区发送小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，用于与所述源空中小区所服务的所述UE和所述核心网络的地面小区的通信操作的切换，

其中，所述目标空中小区移动到由所发送的定位信息指示的悬停位置，以及

其中，所述目标空中小区基于链路复制处理和通信操作的切换与所述源空中小区所服务的所述UE和所述地面小区建立通信。

20.根据权利要求19所述的源空中小区，

其中，所述UE经由无线接口连接到所述源空中小区，以及

其中，第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个与信息元素IE参数相应。

21.根据权利要求20所述的源空中小区，其中，所述IE参数包括用于维持所述源空中小区和所述核心网络之间的会话的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数。

22.根据权利要求20所述的源空中小区，

其中，所述IE参数还包括无线资源控制RRC配置参数，以及

其中，所述至少一个处理器还被配置为：

在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的悬停位置之前的特定时间段内，基于所述RRC配置参数对所述UE强制执行RRC_INACTIVE条件；以及

在所述目标空中小区移动到所述源空中小区的悬停位置之后，基于对所述UE的RRC_ACTIVE条件的强制执行，控制所述UE返回活动状态。

23.根据权利要求20所述的源空中小区，

其中，所述IE参数还包括无线资源控制RRC配置参数，以及

其中，所述至少一个处理器还被配置为在检测到波束故障和触发波束恢复操作之前调整所述RRC配置参数，以增加所述UE容忍的波束故障实例数量的发生。

24.根据权利要求19所述的源空中小区，其中，所述通知消息包括激活时间、包括新小区无线电网络临时标识符C-RNTI的多个参数、以及所述目标空中小区的安全算法标识符。

25.根据权利要求19所述的源空中小区，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

从所述目标空中小区接收响应于所发送的小区切换请求的确认消息，所述确认消息指示确认接收到所述小区切换请求，以及

响应于所接收的确认消息，控制所述源空中小区漂移远离所述悬停位置，其中，在所述源空中小区与所述UE和所述地面小区的通信操作断开之后，所述目标空中小区还建立与所述UE和所述地面小区的通信。

26.一种被配置为替换源空中小区的目标空中小区，所述目标空中小区包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：

向所述源空中小区发送转移请求，所述转移请求用于在所述源空中小区和用户设备(UE)之间转移第一多个链路相关参数中的每一个，并在所述源空中小区和核心网络之间转移第二多个链路相关参数中的每一个；

接收响应于所发送的所述转移请求的第一多个链路相关参数中的每一个和第二组链路相关参数中的每一个；

执行用于复制所接收的第一多个链路相关参数中的每一个和所接收的第二多个链路相关参数中的每一个的链路复制处理，其中，所述源空中小区在所述链路复制处理完成之后，经由通知消息向所述UE通知所述源空中小区的物理小区标识符PCID的改变；

从所述源空中小区接收小区切换请求以及所述源空中小区的定位信息，以用于与所述源空中小区所服务的所述UE和所述核心网络的地面小区的通信操作的切换，其中，在所述UE确认所述通知消息之后，所述源空中小区向所述目标空中小区发送所述小区切换请求；

控制所述目标空中小区移动到在所接收的定位信息中指示的悬停位置；以及

在所述目标空中小区移动到所述悬停位置之后，基于所述链路复制处理和通信操作的切换，建立与所述源空中小区所服务的所述UE和所述地面小区的通信。

27.根据权利要求26所述的目标空中小区，其中，第一多个链路相关参数中的每一个和第二多个链路相关参数中的每一个与信息元素IE参数相应。

28.根据权利要求27所述的目标空中小区，其中，所述IE参数包括用于维持所述源空中小区和所述核心网络之间的会话的物理信道配置参数、传输信道配置参数、逻辑信道配置参数、状态相关参数以及子状态相关参数。

29.根据权利要求26所述的目标空中小区，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

响应于所接收的小区切换请求，向所述源空中小区发送确认消息，所述确认消息指示确认接收到所述小区切换请求，其中，响应于所发送的确认消息，所述源空中小区漂移远离所述悬停位置；以及

在所述源空中小区与所述UE和所述地面小区的通信操作断开之后，建立与所述UE和所述地面小区的通信。