CN117397338A - 用于高空平台的回程链路 - Google Patents
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Abstract
回程节点可以实现用于管理非地面基站和核心网络之间的通信的方法。该方法可以包括:建立(502)到核心网络的连接;从非地面基站请求(504)用于回程节点与非地面基站之间的无线电连接的无线电资源;建立(506)无线电连接;以及使用无线电连接在非地面基站和核心网络之间路由(508)数据分组。
Description
技术领域
本公开总体上涉及无线通信,并且更具体地,涉及管理用于高空平台的回程链路。
背景技术
出于总体上呈现本公开的上下文的目的提供了该背景描述。目前指定的发明人的工作,就其在本背景技术部分中描述的范围,以及在提交时可能不符合现有技术的描述的方面,既没有明确地也没有隐含地被承认为针对本公开的现有技术。
在无线通信网络中,用户设备(通常使用“用户设备(user equipment)”的首字母缩略词“UE”来被称呼)经由无线电接入网(RAN)的基站连接到核心网络(CN)。基站可以使用回程网络与核心网络通信。为了增加网络覆盖和业务容量,已经引入了非地面基站,诸如在高空平台(HAP)上实现的基站。然而,实现这样的这样的非地面基站提出了若干技术挑战。
用于地面基站的现有回程网络通常依赖于有线(例如,光纤)链路,这对于与非地面基站形成直接链路是不兼容的。为了与地面基站通信以便与RAN集成并且依赖于现有的回程链路,非地面基站必须配备有被配置为连接到这样的地面基站的无线电设备(例如,天线、发射机和接收机)。该无线电设备可以不同于非地面基站已经必须携带以便与UE通信的天线、发射机和接收机。因此,传统的回程链路策略可能要求非地面基站携带具有不同能力的多组无线电设备,从而增加非地面基站的复杂度、电池要求和重量。
发明内容
一般来说,本公开的网络设备提供核心网络与非陆地基站之间的连接性,其又提供到用户设备单元(UE)的网络连接性。网络设备可以被视为提供回程链路,并且因此可以被称为回程节点。回程节点可以被配置为类似于UE相对于非地面基站操作,例如,利用非地面基站的无线电资源类似于与UE通信。
这些技术的一个示例实施例是由回程节点执行的用于管理非地面基站和核心网络之间的通信的方法。该方法可以由处理硬件执行,并且包括:建立到核心网络的连接;从非地面基站请求用于回程节点与非地面基站之间的无线电连接的无线电资源;建立无线电连接;以及使用无线电连接在非地面基站和核心网络之间路由数据分组。
这些技术的另一示例实施例是回程节点,其包括处理硬件并且被配置为实现上述方法。
这些技术的进一步的示例实施例是由非地面基站执行的用于与核心网络通信的方法。该方法可以由处理硬件执行,并且包括:经由用户设备(UE)-无线电接入网络(RAN)接口接收针对与非地面基站的无线电连接的无线电资源的请求;确定从被配置为提供到核心网络的回程链路的回程节点接收请求;与回程节点建立第一无线电连接;与用户设备(UE)建立第二无线电连接;以及经由回程节点在UE和核心网络之间路由数据分组。
这些技术的又一示例实施例是非陆地基站,其包括处理硬件并且被配置为实现上述方法。
附图说明
图1是根据本公开的技术的示例无线通信系统的框图,其中回程节点在非地面基站和核心网络之间提供回程链路;
图2示出了其中回程节点为服务多个UE的非地面基站提供回程链路的示例环境;
图3A是图1-2的非地面基站经由回程节点与核心网络的控制平面通信的示例协议栈的框图;
图3B是图1-2的非地面基站经由回程节点与核心网络的用户面通信的示例协议栈的框图;
图4是服务UE的非地面基站经由回程节点与核心网络通信的示例消息序列;以及
图5是可以由回程节点实现的用于管理非地面基站和核心网络之间的通信的示例方法的流程图;以及
图6是可以由非地面基站实现的用于经由回程节点与核心网络通信的示例方法的流程图。
具体实施方式
回程节点实现本公开的技术以提供非地面基站与核心网络之间的回程链路。为了与非地面基站通信,回程节点可以利用非地面基站与UE(例如,Uu接口)通信的相同空中接口。因为非地面基站可以利用相同的频率和协议来与UE和回程节点两者通信,所以非地面基站可以操作一组无线电设备以向UE和回程节点两者提供无线电连接。
回程节点在非地面基站和核心网络之间路由数据。例如,非地面基站接收来自UE的上行链路数据分组后,向回程节点传送上行链路数据分组,回程节点依次向核心网络传送上行链路数据分组。同样地,回程节点将从核心网络接收的、并且寻址到由非地面基站所服务的UE的下行链路数据分组路由到非地面基站。此外,回程节点还可以在非地面基站和另一基站之间承载业务(例如,类似于Xn接口)。
所述回程节点与所述核心网络建立连接,所述回程节点经由所述连接提供所述核心网络和所述非地面基站之间的互联网协议(IP)连接。在一些实施方式中,回程节点具有直接到核心网络的互联网连接。在其他实施方式中,回程节点可以与第二基站(例如,地面基站)建立无线电连接,并且经由第二基站连接到核心网络。
此外,回程节点使用与UE类似的机制与非地面基站建立无线电连接。例如,回程节点可以发起与非地面基站的无竞争随机接入过程,以请求与非地面基站的无线电连接。非地面基站可以广播(例如,在系统信息块(SIB)中)专用于由回程节点使用的资源配置。因此,回程节点可以通过传送随机接入前导码或在由广播指示的物理随机接入信道(PRACH)时机上发起随机接入过程。在随机接入过程期间,回程节点可以向非地面基站传送无线电资源控制(RRC)连接请求,并且将其自身标识为能够提供到核心网络的回程链路的回程节点。在将节点标识为回程节点之后,非地面基站可以向回程节点指派为回程节点分配的临时标识符(例如,C-RNTI)。
此外,非地面基站可以以与非地面基站调度UE相同的方式调度用于回程节点的无线电资源。特别地,非地面基站可以向回程节点传送上行链路和/或下行链路资源配置,回程节点利用该上行链路和/或下行链路资源配置来与非地面基站传送数据。例如,非地面基站还可以使用动态时分双工(TDD)来调度用于UE和回程节点两者的无线电资源。
图1是根据本公开的技术的示例无线通信系统100的框图,其中回程节点在非地面基站和核心网络之间提供回程链路。无线通信系统100包括UE 102A、UE 102B、核心网络(CN)110、回程节点106和RAN 105,RAN 105包括安装在合适的平台107上的非地面基站(BS)104和地面基站108(也称为基站108)。
回程节点106可以是能够进行无线通信的任何合适的计算设备。回程节点106配备有处理硬件120,处理硬件120可以包括一个或多个通用处理器(例如,CPU)和存储可在一个或多个通用处理器和/或专用处理单元上执行的指令的非暂时性计算机可读存储器。图1的示例实施方式中的处理硬件120包括回程控制器122,其被配置为实现本公开的技术以管理非地面基站104和CN 110之间的通信。
非地面基站104的平台107可以是空中交通工具,诸如无人驾驶飞行器(UAV)、高空平台(HAP)、卫星或气球。虽然为了简单起见,本公开主要涉及非地面基站104作为HAP 104,但是非地面基站可以在任何合适类型的非陆地交通工具上实现。HAP 104配备有处理硬件130,处理硬件130可以包括一个或多个通用处理器(例如,CPU)和存储可在一个或多个通用处理器和/或专用处理单元上执行的指令的非暂时性计算机可读存储器。图1的示例实施方式中的处理硬件130包括HAP控制器132,其被配置为实现本公开的技术以用于经由回程节点106来管理与CN 110的通信。
HAP 104可以与UE 102A和UE 102B通信。UE 102A配备有处理硬件150,处理硬件150可以包括一个或多个通用处理器(例如,CPU)和存储可在一个或多个通用处理器和/或专用处理单元上执行的指令的非暂时性计算机可读存储器。图1的示例实施方式中的处理硬件150包括UE配置控制器152,其被配置为管理UE 102将与HAP 104和/或基站108通信的配置。UE 102B还可以包括类似的处理硬件(未示出)。为了便于可读性,除非另有说明,否则本文使用UE 102来表示UE 102A或UE 102B。
例如,基站108可以是任何合适类型的基站,诸如演进型节点B(eNB)、下一代eNB(ng-eNB)、5G节点B(gNB)或第六代(6G)节点。基站108配备有处理硬件140,处理硬件140可以包括一个或多个通用处理器(例如,CPU)和存储可在一个或多个通用处理器和/或专用处理单元上执行的指令的非暂时性计算机可读存储器。图1的示例实施方式中的处理硬件140包括BS配置控制器142,其被配置为管理基站108将与HAP 104和/或UE 102通信的配置。
类似于基站108,HAP 104还可以作为eNB、ng-eNB、gNB或6G节点来操作,除了HAP104使用由回程节点106提供的回程链路与CN 110通信。HAP 104支持小区124,并且基站108提供小区126。小区124和126可以部分重叠,使得UE 102可以从一个或多个小区124和126选择、重选或切换到另一个。一般而言,无线通信系统100可以包括支持新无线电(NR)小区和/或演进型通用地面无线电接入(EUTRA)小区的任何合适数目的地面或非地面基站。取决于实施方式,(i)单个回程节点106可以为单个HAP 104或多个HAP 104提供回程链路,以及(ii)HAP 104可以连接到单个回程节点106或多个回程节点106。
例如,CN 110可以被实现为演进分组核心(EPC)111或第五代(5G)核心(5GC)160。在另一示例中,CN 110还可以被实现为6G核。在其他组件当中,EPC 111可以包括服务网关(SGW)112、移动性管理实体(MME)114和分组数据网络网关(PGW)116。SGW 112通常被配置为传输与音频呼叫、视频呼叫、互联网业务等相关的用户平面分组,并且MME 114被配置为管理认证、注册、寻呼和其他相关功能。PGW 116提供从UE 102到一个或多个外部分组数据网络——例如互联网网络和/或互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)网络)的连接。5GC 160包括用户平面功能(UPF)162和接入和移动性管理功能(AMF)164和/或会话管理功能(SMF)166。一般来说,UPF 162被配置为传输与音频呼叫、视频呼叫、互联网业务等相关的用户平面分组,AMF 164被配置为管理认证、注册、寻呼和其他相关功能,并且SMF 166被配置为管理协议数据单元(PDU)会话。
回程节点106为HAP 104提供回程链路。更具体地,HAP 104可以使用通常用于连接RAN和UE(即,RAN-UE接口)——诸如Uu接口(例如,NR-Uu接口或LTE-Uu接口)——的空中接口来与回程节点106通信。因此,HAP 104可以通过相同类型的空中接口与UE 102和回程节点106两者通信。为了与UE 102和回程节点106通信,HAP 104可以将下行链路(DL)和/或上行链路(UL)资源分配给相同的无线电资源池(例如,时间和/或频率资源)中的每一个,如将参照图4更详细地讨论的。回程节点106还连接到CN 110以提供用于HAP 104的NG接口,并且可以连接到基站108(或RAN 105的其他基站)以提供用于HAP 104的Xn接口。因此,HAP 104可以经由回程节点106与CN 110和基站108通信。作为示例,HAP 104可以经由回程节点106与基站108通信,以便执行移动性过程(例如,将UE 102切换到基站108)。在一些实施方式中,回程节点106通过Uu接口与基站108建立无线电连接,并且经由该无线电连接在基站108和HAP 104之间路由业务。附加地或可替代地,回程节点106可以经由CN 110在基站108与HAP 104之间路由业务。
回程节点106与CN 110建立连接的机制可以因实施方式而变化。在一些实施方式中,回程节点106建立到CN 110的直接连接。例如,回程节点106可以建立互联网连接(例如,经由诸如网络、局域网(LAN)的无线局域网(WLAN)),并且经由互联网建立到CN 110的连接。在其他实施方式中,回程节点106建立到地面基站(例如,基站108)的无线电连接,并且经由地面基站与CN 110建立连接。此外,回程节点106可以是固定的或移动的。在一个示例中,回程节点106是固定的,并且经由互联网(例如,经由以太网)连接到CN 110。在另一示例中,回程节点106是移动的,并且经由与地面基站的无线电连接来连接到CN 110。
图2示出了示例环境200,其中回程节点106为服务UE 102A和102B的HAP 104提供回程链路。在示例场景中,UE 102A和102B位于远程区域中,其中RAN 105的地面基站不提供覆盖或提供低质量覆盖。例如,UE 102A和102B可以由山区中的徒步旅行者携带。可以部署HAP 104以便向这样的远程区域提供覆盖。UE 102A和102B可以以与传统地面基站相同的方式(例如,通过随机接入过程)请求并建立与HAP 104的无线电连接,并且经由Uu接口与HAP104通信。
另外,回程节点106还请求并建立与HAP 104的无线电连接,如将参考图4所讨论的,并且经由Uu接口与HAP 104通信。HAP 104和回程节点106可以各自实现波束成形技术,以便在彼此之间传送/接收信号。回程节点106还具有(例如,经由互联网)到CN 110的连接。因此,回程节点106可以在CN 110和HAP 104之间路由数据分组(例如,寻址到UE 102A或源自UE 102A)。在一个示例中,HAP 104从UE 102A接收UL数据分组,并且将UL数据分组传送到回程节点106,回程节点106将UL数据分组传送到CN 110。在另一示例中,回程节点从CN 110接收寻址到UE 102A的DL数据分组,并且将DL数据分组传送到HAP 104,HAP 104将DL数据分组传送到UE 102A。
取决于实施方式,回程节点106可以在请求与HAP 104的无线电连接之前与HAP104相关联,并且HAP 104可以被配置为与特定回程节点106链接。例如,同一运营者可以部署回程节点106和HAP 104。在这样的情况下,HAP 104和回程节点106可以各自存储允许每个设备标识辨识另一个设备的标识符。例如,HAP 104可以为回程节点106广播随机接入信道配置,并且可以包括广播中的HAP 104或回程节点106的标识符。基于检测到标识符,回程节点106可以使用随机接入信道配置(例如,通过执行无竞争随机接入过程)向HAP 104传送对无线电连接的请求,并且可以在请求中包括回程节点106的标识符。基于该标识符,HAP104可以将回程节点106标识为HAP 104所关联的特定回程节点。在其他实施方式中,在请求与HAP 104的无线电连接之前,回程节点106不一定与HAP 104相关联。
取决于实施方式,回程节点106可以与多个HAP相关联。作为一个示例,回程节点106可以位于网络覆盖的边缘(即,由地面基站提供的覆盖),并且回程节点106可以连接到在该区域之外提供覆盖的多个HAP。此外,HAP 104可以与多个回程节点相关联。例如,多个回程节点中的每一个可以由不同的运营者部署,并且HAP 104可以(例如,经由网络切片)为这些多个运营者提供覆盖。
HAP 104还可以支持UE 102A与UE 102B之间的通信。对于一些通信类型(例如,短消息服务(SMS)消息、IP多媒体子系统(IMS)服务),HAP 104经由回程节点106将UE 102A与UE 102B之间的通信路由到CN 110。对于其他通信类型(例如,过顶(Over-the-top,OTT)或对等应用),HAP 104可以在UE 102A与UE 102B之间路由通信,而无需将通信路由到回程节点106。
图3A-3B分别示出了HAP 104经由回程节点106与CN 110通信的示例控制面协议栈300和示例用户面协议栈350。在图3A-3B中,HAP 104被实现为gNB,并且CN 110被实现为5GC。因此,控制面协议栈300用于HAP 104与CN 110的AMF 164之间的NG控制面接口(NG-C),并且用户面协议栈350用于HAP 104与CN 110的UPF 162之间的NG用户面接口(NG-U)。对于协议栈300和350两者,回程节点106在IP层处提供HAP 104与CN 110之间的连接(即,提供HAP 104与CN 110之间的IP连接)。回程节点106使用IP连接在CN 110和HAP 104之间路由信令和数据。如参考图1以及如图3A-3B所示,在一些实施方式中,回程节点106经由互联网与CN 110建立IP连接。在其他实施方式中,回程节点106与另一基站(例如,基站108)建立无线电连接,并且经由与另一基站的无线电连接与CN 110建立IP连接。
在传输层(即,控制面协议栈300的流控制传输协议(SCTP)层、用户面协议栈350的用户数据报协议(UDP)层)处的功能由CN 110和HAP 104在IP层上执行。进而,应用层(即,用于控制面协议栈300的NG应用协议(NGAP)层、用于用户面协议栈350的通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议用户面(GTP-U))处的功能在传输层上执行。回程节点106对这些传输和应用层功能是透明的。
此外,CN 110和HAP 104可以向它们的通信应用安全功能,使得回程节点106用作信息的路由器并且不能访问该信息。例如,HAP 104可以经由回程节点106(例如,根据诸如IPSec的安全协议)建立到CN 110的安全隧道。在向CN 110/HAP 104传送信息之前,HAP104/CN 110可以向信息(例如,加密、完整性保护)应用安全功能,以在信息穿过回程节点106时保持信息的安全性。
转到图4,回程节点106在示例场景400期间为HAP 104提供回程链路。最初,回程节点106建立402与CN 110的连接。回程节点106可以经由互联网与CN 110建立402连接,或者可以经由中间基站(即,除了HAP 104之外的基站)建立402与CN 110的连接。在后一种情况下,回程节点106可以首先与基站建立无线电连接,然后经由基站与CN 110建立连接。为了与基站建立无线电连接,回程节点106可以使用类似于UE的那些技术的技术。例如,回程节点106可以与基站执行随机接入过程,以请求来自基站的无线电连接。此外,在一些实施方式中,回程节点106经由物理连接(例如,经由光纤链路)建立402与CN的连接。
在建立402与CN 110的连接之后,回程节点106请求与HAP 104的无线电连接。回程节点106可以通过与HAP 104执行随机接入过程来请求无线电连接。例如,随机接入过程可以是无竞争随机接入过程。最初,HAP 104广播404一个或多个随机接入信道(例如,物理随机接入信道(PRACH))配置。例如,HAP 104可以在系统信息块(SIB)中广播404随机接入信道配置。随机接入信道配置可以专用于由回程节点使用。例如,随机接入信道配置或包括随机信道配置的广播消息可以包括随机接入信道配置用于回程节点并且不被UE使用的指示,诸如标志或IE。附加地或可替代地,随机接入信道配置或广播消息可以包括用于特定回程节点106的标识(例如,在其中HAP 104被配置成与特定回程节点106链接的实施方式中,如上所述)或通常用于回程节点的标识。随机接入信道配置指示回程节点106可以利用其来发起随机接入过程的随机接入信道资源(例如,PRACH时机和/或专用随机接入前导码)。PRACH时机是回程节点106可以在其上传送随机接入前导码以发起随机接入过程的时机。
在接收随机接入信道配置之后,回程节点106通过向HAP 104传送406无线电资源控制(RRC)连接请求(例如,RRC建立请求消息,诸如RRCSetupRequest消息)来发起409RRC连接建立过程。回程节点106可以在随机接入过程期间或之后向HAP 104传送RRC连接请求。例如,回程节点106可以首先在来自HAP 104的广播中指示的PRACH时机上向HAP 104传送(a)随机接入前导码,或者(b)来自HAP 104传送的广播中指示的专用随机接入前导码,以便发起随机接入过程。基于在PRACH时机上接收随机接入前导码或接收专用随机接入前导码,HAP 104可以在RRC连接建立过程409期间将节点标识408为回程节点(即,作为被配置为提供到CN 110的用于HAP 104的回程链路的节点)。附加地或可替代地,HAP 104可以基于HAP104接收的RRC连接请求来将节点标识408为回程节点。例如,RRC连接请求可以包括请求节点是回程节点106的指示,诸如标志或IE,或者可以包括与回程节点相对应的标识符。
RRC连接建立过程409可以包括四步或两步随机接入过程。在一些实施方式中,HAP104响应于随机接入前导码来向回程节点106传送随机接入响应(RAR)。RAR可以指示回程节点106可以在其上向HAP 104传送UL传输的UL资源(例如,在诸如物理上行链路共享信道(PUSCH)的UL信道上)。此外,HAP 104还可以向回程节点106分配临时标识符(例如,用于回程节点的小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)或新类型的RNTI),并且在RAR中包括临时标识符。HAP 104可以从为回程节点预留的临时标识符池中选择临时标识符。在接收RAR之后,回程节点106可以使用RAR中指示的UL资源向HAP 104传送406RRC连接请求。回程节点106可以在RRC连接请求中包括临时标识符。
在一些实施方式中,回程节点106在从HAP 104接收RAR之前传送406RRC连接请求。回程节点106向HAP 104传送随机接入前导码,并且向HAP 104传送406包括RRC连接请求的有效载荷。传送随机接入前导码和有效载荷可以统称为两步随机接入过程的“消息A”,其中随机接入前导码和有效载荷是在不同时机(分别是PRACH时机和PUSCH时机)发送的消息A的两个部分。响应于消息A,HAP 104在“消息B”中向回程节点106发送RAR,其可以包括回程节点106的临时标识符,如上所论述。
在任何情况下,在HAP 104接收406RRC连接请求之后,HAP 104可以向回程节点106传送RRC连接消息(例如,RRC建立消息,诸如RRCSetup消息),回程节点106进而传送RRC连接完成消息(例如,RRC建立完成消息,诸如RRCSetupComplete消息)以指示在HAP 104与回程节点106之间建立无线电连接。RRC连接消息可以包括回程节点106可以用于经由无线电连接与HAP 104通信的配置。
在经由RRC连接建立过程409建立与回程节点106的无线电连接之后,HAP 104然后可以经由回程节点106与CN 110建立410控制平面和用户平面连接(即,由协议栈300、350示出的连接)。回程节点106用作HAP 104到CN 110的网关。因此,回程节点106不从HAP 104接收目的地为回程节点106本身的数据(即,应用级用户数据)。结果,HAP 104不需要回程节点106的非接入层(non-access stratum,NAS)上下文。然而,如果回程节点106经由地面基站(例如,基站108)接入CN 110,则地面基站可以具有用于回程节点106的NAS上下文并且与回程节点106执行移动性过程。
此外,HAP 104还建立412与UE 102的无线电连接。UE 102可以通过与HAP 104执行随机接入过程来请求与HAP 104的无线电连接。在随机接入过程期间,HAP 104可以向UE102指派临时标识符(例如,C-RNTI)。因此,在事件412之后,HAP 104具有与回程节点106的第一无线电连接和与UE 102的第二无线电连接。如参考图1-2描述的两个无线电连接利用相同类型的空中接口(例如,Uu接口)。虽然场景400包括单个UE 102,但是HAP 104可以与多个UE建立无线电连接。同样,HAP 104还可以与多个回程节点建立无线电连接。
HAP 104使用第二无线电连接从UE 102接收UL数据(从UE 102的角度),并且使用第一无线电连接经由回程节点106将UL数据传输到CN 110。此外,HAP 104还使用第一无线电连接经由回程节点106从CN 110接收DL数据(从UE 102的角度),并且使用第二无线电连接将DL数据传输到UE 102。为了与UE 102和回程节点106通信,HAP 104向UE 102和回程节点106中的每一个分配414无线电资源(例如,时间和/或频率和/或空间资源)。因为HAP 104使用相同的空中接口与UE 102和回程节点106通信,所以HAP 104平衡UE 102与回程节点106(以及HAP 104所服务的任何其他UE)之间的无线电资源。HAP 104可以向回程节点106分配第一无线电承载,并且向UE 102分配第二无线电承载。这些无线电承载可以具有一对一映射,使得UE 102和HAP 104之间的第二无线电承载映射到回程节点106和HAP 104之间的第一无线电承载。如果HAP 104正在服务多个UE,则回程节点106可以使用多个无线电承载,每个无线电承载与多个UE中的一个UE相对应。
HAP 104向回程节点106传送416第一配置,其中第一配置指示HAP 104被分配414到回程节点106的无线电资源(例如,UL和/或DL无线电资源,其中该非UE涉及的上下文中的UL方向是从回程节点106到HAP 104)。HAP 104可以在下行链路控制信息(DCI)中包括第一配置,其中,HAP 104可以使用先前指派给回程节点106的HAP104的临时标识符来对DCI的循环冗余校验(CRC)进行加扰。同样,HAP 104还向UE 102传送418第二配置,其中第二配置指示HAP 104被分配给UE 102的无线电资源(例如,UL和/或DL无线电资源,其中该上下文中的UL方向是从UE 102到HAP 104)。HAP 104可以将第二配置包括在具有使用先前指派给UE102的HAP 104的临时标识符加扰的CRC的DCI中。
如果UE 102具有用于向CN 110传送的UL数据分组,则UE 102使用在第二配置中指示的UL无线电资源来向HAP 104传送420UL数据分组,HAP 104进而向回程节点106传送422UL数据分组。回程节点106使用在第一配置中指示的DL无线电资源从HAP 104接收422UL数据分组。在该示例中,数据分组被称为“UL”数据分组,因为UE 102将UL数据分组从UE 102传送420到HAP 104。然而,从回程节点106的角度来看,回程节点106使用DL无线电资源来从HAP 104接收422UL数据分组。在接收422UL数据分组之后,回程节点106向CN 110传送424UL数据分组。事件420、422和424在本公开中被统称为UL数据路由过程425。
类似地,如果CN 110具有要向UE 102传送的DL数据分组,则CN 110向回程节点106传送430DL数据分组,回程节点106进而使用在第一配置中指示的UL无线电资源来向HAP104传送432DL数据分组。然后,HAP 104向UE 102传送434DL数据分组,UE 102可以使用在第二配置中指示的DL无线电资源来接收该DL数据分组。在该示例中,数据分组被称为“DL”数据分组,因为HAP 104向UE 102传送434DL数据分组。从回程节点106的角度来看,回程节点106使用UL无线电资源来向HAP 104传送432DL数据分组。事件430、432和434在本公开中被统称为DL数据路由过程435。
取决于业务,HAP 104可以动态地调度去往/来自UE 102和回程节点106的传输。UE102可以通过向HAP 104传送缓冲器状态报告(BSR)来向HAP 104通知UE 102处的可用UL数据。类似地,回程节点106还可以向HAP 104提供BSR,该BSR指示回程节点106已经从CN 110或其他基站接收的可用UL数据。为了向UE 102和回程节点106提供经更新的调度信息,HAP104可以向UE 102和回程节点106传送包括经更新的配置(例如,增强更早传送的配置的完整配置或增量配置)的DCI,其中DCI的CRC是使用针对UE 102或回程节点106的对应临时标识符来加扰的。在一些实施方式中,HAP 104执行动态时分双工(TDD),以便平衡UE 102与回程节点106之间的无线电资源。例如,HAP 104可以调度从回程节点106到HAP 104的完整UL传输,随后是从HAP 104到UE 102的完整DL传输。作为另一示例,HAP 104可以调度从UE 102到HAP 104的完整UL传输,随后是从HAP 104到回程节点106的完整DL传输。在另一示例中,HAP 104在相同DL或UL时隙上向回程节点106和UE 102分配无线电资源。
在一些实施方式中,HAP 104执行频分双工(FDD)以平衡UE 102与回程节点106之间的无线电资源。例如,HAP 104可以分配用于由回程节点106独占使用的DL或UL子载波频率,或者可以分配用于由回程节点106和UE 102混合使用的DL或UL子载波频率。
此外,如参考图3A-3B所述,在UL和DL数据路由过程425、435之前,HAP 104可以通过回程节点106建立到CN 110的安全隧道,HAP 104可以使用安全隧道经由回程节点106与CN 110交换数据。
接下来参考图5,回程节点(例如,回程节点106)可以实现用于管理非地面基站(例如,HAP 104)和CN(例如,CN 110)之间的通信的示例方法500。
在框502处,回程节点建立到CN的连接(例如,事件402)。在一个示例中,回程节点经由互联网与CN建立连接。在另一示例中,回程节点与第二基站建立无线电连接,并且经由第二基站与核心网络建立连接。
在框504处,回程节点从非地面基站请求用于回程节点与非地面基站之间的无线电连接的无线电资源(例如,事件406)。回程节点可以经由诸如Uu接口的UE-RAN接口请求无线电资源。为了请求无线电资源,回程节点可以与非地面基站执行随机接入过程,其可以包括向非地面基站传送建立无线电连接的请求(例如,RRC连接请求)。此外,在请求中或在随机接入过程期间,回程节点可以向非地面基站提供回程节点作为到CN的回程链路操作的指示(例如,通过提供与回程节点相关联的标识符,或者通过使用为回程节点预留的专用随机接入前导码或PRACH时机来发起随机接入过程)。为了发起随机接入过程,回程节点可以使用从非地面基站接收的随机接入信道配置(例如,指示随机接入前导码或指示随机接入信道上的时机,诸如PRACH)。在随机接入过程期间,回程节点可以从非地面基站接收临时标识符(例如,用于回程节点的C-RNTI或新类型的RNTI),回程节点可以使用该临时标识符来与非地面基站通信(例如,以解扰指示回程节点的经调度无线电资源的DCI的CRC)。
在框506处,回程节点与非地面基站建立无线电连接。例如,回程节点可以从非地面基站接收对针对无线电资源的请求的响应(例如,RRC连接消息),并且传送指示无线电连接的建立的消息(例如,RRC连接完成消息)。
在框508处,回程节点使用无线电连接在非地面基站与核心网络之间路由数据分组(例如,事件422-424、430-434)。例如,回程节点可以从CN接收数据分组,并且经由无线电连接向非地面基站传送数据分组。作为另一示例,回程节点可以经由无线电连接从非地面基站接收数据分组,并且向CN传送数据分组。为了向/从非地面基站传送/接收数据分组,回程节点可以使用由非地面基站分配给回程节点的上行链路/下行链路资源。非地面基站可以向回程节点传送指示分配给回程节点的上行链路/下行链路资源的配置。
回程节点提供非地面基站和CN之间的IP连接,并使用IP连接路由数据分组。此外,回程节点还可以在非地面基站与地面基站或第二非地面基站之间传送业务(即Xn业务)。
转到图6,非地面基站(例如,HAP 104)可以实现用于经由回程节点(例如,回程节点106)与CN(例如,CN 110)通信的示例方法600。
在框602处,非地面基站经由UE-RAN接口接收针对用于与非地面基站的无线电连接的无线电资源的请求(例如,事件406)。非地面基站可以经由Uu接口接收请求。此外,非地面基站可以在为与UE通信而保留的频带内的频率上(例如,在由非地面基站用于与UE通信的相同空中接口资源上)接收请求。非地面基站可以在与回程节点的随机接入过程期间接收请求。特别地,非地面基站可以广播随机接入信道配置的指示,并且执行随机接入过程可以包括根据随机接入信道配置从回程节点接收随机接入前导码。随机接入信道配置可以专用于由回程节点使用(即,包括专用于由回程节点使用的PRACH时机和/或随机接入前导码)。在随机接入过程期间,非地面基站可以向回程节点传送临时标识符,其中临时标识符可以被分配用于回程节点。
在框604处,非地面基站确定从被配置为提供到CN的回程链路的回程节点接收请求(例如,事件408)。在框606,非地面基站响应于接收对无线电资源的请求而建立与回程节点的第一无线电连接。在框608处,非地面基站与UE(例如,UE 102)建立第二无线电连接(例如,事件412)。
在框610处,非地面基站经由回程节点在UE与CN之间路由数据分组(例如,事件425、435)。路由数据分组可以包括通过回程节点使用非地面基站和CN之间的IP连接。此外,非地面基站可以通过回程节点建立到CN的安全隧道,并且使用安全隧道与CN传送数据分组。
作为一个示例,非地面基站可以经由第二无线电连接从UE接收数据分组,并且使用第一无线电连接经由回程节点向CN传送数据分组。作为另一示例,非地面基站可以使用第一无线电连接经由回程节点从CU接收数据分组,并且使用第二无线电连接向UE传送数据分组。为了支持与回程节点通信,非地面基站可以向回程节点分配上行链路/下行链路资源,并且向回程节点传送指示下行链路/上行链路资源的配置。非地面基站可以使用动态时分双工或频分双工来调度用于UE和回程的无线电资源。
在一些实施方式中,非地面基站还在UE与由非地面基站服务的第二UE之间传送数据,而无需将数据路由到回程节点(例如,用于OTT或对等应用)。此外,非地面基站可以经由回程节点与CN通信多个UE的数据。非地面基站还可以经由回程节点与其他基站(地面基站或其他非地面基站)通信。附加地或可替代地,非地面基站可以直接与其他非地面基站通信而无需经由回程节点路由信息。
以下示例列表反映了由本公开明确预期的各种实施例:
示例1.一种由回程节点执行的用于管理非地面基站与核心网络之间的通信的方法,所述方法包括:由所述回程节点的处理硬件建立到所述核心网络的连接;由所述处理硬件从所述非地面基站请求用于所述回程节点与所述非地面基站之间的无线电连接的无线电资源;由所述处理硬件建立所述无线电连接;以及由所述处理硬件使用所述无线电连接在所述非地面基站与所述核心网络之间路由数据分组。
示例2.根据示例1所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:经由用户设备(UE)无线电接入网(RAN)接口请求所述无线电资源。
示例3.根据示例2所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:经由Uu接口请求所述无线电资源。
示例4.根据前述示例中任一项所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:向所述非地面基站提供所述回程节点作为到所述核心网络的回程链路操作的指示。
示例5.根据前述示例中任一项所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:与所述非地面基站执行随机接入过程,包括:向所述非地面基站传送建立所述无线电连接的请求。
示例6.根据示例5所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件从所述非地面基站接收随机接入信道配置;其中,执行所述随机接入过程包括:使用所述随机接入信道配置来发起所述随机接入过程。
示例7.根据示例6所述的方法,其中:所述随机接入信道配置指示随机接入前导码;并且发起所述随机接入过程包括:在随机接入信道上向所述非地面基站传送所述随机接入前导码。
示例8.根据示例6或示例7所述的方法,其中:所述随机接入信道配置指示随机接入信道上的时机;以及发起所述随机接入过程包括:在所述时机上传送随机接入前导码。
示例9.根据前述示例中任一项所述的方法,其中,建立所述无线电连接包括:从所述非地面基站接收对于所述回程节点的临时标识符。
示例10.根据前述示例中任一项所述的方法,其中,建立到所述核心网络的所述连接包括:经由所述互联网与所述核心网络建立所述连接。
示例11.根据示例1-9中任一项所述的方法,其中:所述无线电连接是第一无线电连接;并且建立到所述核心网络的连接包括:与第二基站建立第二无线电连接;以及经由所述第二基站与所述核心网络建立连接。
示例12.根据前述示例中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组包括:从所述核心网络接收所述数据分组;以及经由所述无线电连接将所述数据分组传输到所述非地面基站。
示例13.根据示例12所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件从所述非地面基站接收对分配给所述回程节点的上行链路资源的指示;其中,所述回程节点使用所述上行链路资源向所述非地面基站传送所述数据分组。
示例14.根据示例1-11中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组包括:经由所述无线电连接从所述非地面基站接收所述数据分组;以及向所述核心网络传送所述数据分组。
示例15.根据示例14所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件从所述非地面基站接收对分配给所述回程节点的下行链路资源的指示;其中,所述回程节点使用所述下行链路资源从所述非地面基站接收所述数据分组。
示例16.根据前述示例中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组包括:在所述非地面基站与所述核心网络之间提供互联网协议(IP)连接;以及使用所述IP连接来路由所述数据分组。
示例17.根据前述示例中任一项所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件在所述非地面基站和地面基站之间路由数据。
示例18.根据前述示例中任一项所述的方法,其中,所述非地面基站是第一非地面基站,所述方法进一步包括:由所述处理硬件在所述第一非地面基站和第二非地面基站之间路由数据。
示例19.一种回程节点,包括处理硬件,并且被配置为实现根据示例1-18中任一项所述的方法。
示例20.一种由非地面基站执行的用于与核心网络通信的方法,所述方法包括:由处理硬件经由用户设备(UE)-无线电接入网(RAN)接口接收对用于与所述非地面基站的无线电连接的无线电资源的请求;由所述处理硬件确定所述请求是从被配置为提供到所述核心网络的回程链路的回程节点接收的;由所述处理硬件与所述回程节点建立第一无线电连接;由所述处理硬件与用户设备(UE)建立第二无线电连接;以及由所述处理硬件经由所述回程节点在所述UE和所述核心网络之间路由数据分组。
示例21.根据示例20所述的方法,其中,接收所述请求包括:经由Uu接口接收所述请求。
示例22.根据示例20或21所述的方法,其中,接收所述请求包括:在为与UE通信而保留的频带内的频率上接收所述请求。
示例23.根据示例20-22中任一项所述的方法,其中,接收所述请求包括:与所述回程节点执行随机接入过程;以及在所述随机接入过程期间接收所述请求。
示例24.根据示例23所述的方法,进一步包括:广播随机接入信道配置的指示;其中,执行所述随机接入过程包括:根据所述配置来接收随机接入前导码。
示例25.根据示例24所述的方法,其中,所述随机接入信道配置专用于由回程节点使用。
示例26.根据示例20-25中任一项所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件向所述回程节点传送为回程节点分配的临时标识符。
示例27.根据示例20-26中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组包括:通过所述回程节点使用所述非地面基站与所述核心网络之间的互联网协议(IP)连接来路由所述数据分组。
示例28.根据示例20-27中任一项所述的方法,其中路由所述数据分组进一步包括:通过所述回程节点建立到所述核心网络的安全隧道;以及使用所述安全隧道与所述核心网络传送所述数据分组。
示例29.根据示例20-28中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组包括:从所述UE接收所述数据分组;以及经由所述回程节点向所述核心网络传送所述数据分组。
示例30.根据示例29所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件向所述回程节点分配下行链路无线电资源;以及由所述处理硬件向所述回程节点传送指示所分配的下行链路无线电资源的下行链路配置;其中,传送所述数据分组包括:根据所述下行链路配置,向所述回程节点传送所述数据分组。
示例31.根据示例20-28中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组包括:经由所述回程节点从所述核心网络接收所述数据分组;以及向所述UE传送所述数据分组。
示例32.根据示例31所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件向所述回程节点分配上行链路无线电资源;以及由所述处理硬件向所述回程节点传送指示所分配的上行链路无线电资源的上行链路配置;其中,接收所述数据分组包括:根据所述上行链路配置从所述回程节点接收所述数据分组。
示例33.根据示例20-32中任一项所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件使用动态时分双工来调度用于所述UE和所述回程节点的资源。
示例34.根据示例20-33中任一项所述的方法,其中,所述UE是第一UE,所述方法进一步包括:由所述处理硬件在所述UE与第二UE之间路由数据,而不将所述数据路由到所述回程节点。
示例35.根据示例20-33中任一项所述的方法,其中,所述UE是第一UE,并且所述数据分组是第一数据分组,所述方法进一步包括:由所述处理硬件经由所述回程节点在第二UE与所述核心网络之间路由第二数据分组。
示例36.根据示例20-35中任一项所述的方法,进一步包括:由所述处理硬件经由所述回程节点与第二基站通信。
示例37.一种非地面基站,包括处理硬件,并且用于实现根据示例20-36中任一项所述的方法。
以下附加考虑适用于前述讨论。
可以实现本公开的技术的用户设备(例如,UE 102)可以是能够进行无线通信的任何合适的设备,诸如智能电话、平板计算机、膝上型计算机、移动游戏控制台、销售点(POS)终端、健康监测设备、无人机、相机、媒体流式传输加密狗或另一个人媒体设备、诸如智能手表的可穿戴设备、无线热点、毫微微小区(femtocell)或宽带路由器。此外,在一些情况下,用户设备可以被嵌入电子系统中,诸如车辆的头部单元或高级驾驶员辅助系统(ADAS)。此外,用户设备可以作为物联网(IoT)设备或移动互联网设备(MID)操作。取决于类型,用户设备可以包括一个或多个通用处理器、计算机可读存储器、用户接口、一个或多个网络接口、一个或多个传感器等。
某些实施例在本公开中被描述为包括逻辑或多个组件或模块。模块可以是软件模块(例如,存储在非暂时性机器可读介质上的代码)或硬件模块。硬件模块是能够执行某些操作并且可以以某种方式配置或布置的有形单元。硬件模块可以包括永久配置的专用电路系统或逻辑(例如,作为专用处理器,诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))以执行某些操作。硬件模块还可以包括由软件临时配置以执行某些操作的可编程逻辑或电路系统(例如,如涵盖在通用处理器或其他可编程处理器内)。在专用和永久配置的电路系统中或在临时配置的电路系统(例如,由软件配置)中实现硬件模块的决定可以由成本和时间考虑来驱动。
当在软件中实现时,这些技术可以作为操作系统的一部分、由多个应用使用的库、特定软件应用等来提供。该软件可以由一个或多个通用处理器或一个或多个专用处理器来执行。
Claims (17)
1.一种由回程节点执行的用于管理非地面基站和核心网络之间的通信的方法,所述方法包括:
由所述回程节点的处理硬件与所述核心网络建立连接;
由所述处理硬件从所述非地面基站请求用于所述回程节点和所述非地面基站之间的无线电连接的无线电资源;
由所述处理硬件建立所述无线电连接;以及
由所述处理硬件使用所述无线电连接在所述非地面基站与所述核心网络之间路由数据分组。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:
经由用户设备UE-无线电接入网RAN接口请求所述无线电资源。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:
经由Uu接口请求所述无线电资源。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:
向所述非地面基站提供所述回程节点作为到所述核心网络的回程链路操作的指示。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,请求所述无线电资源包括:
利用所述非地面基站执行随机接入过程,包括:
向所述非地面基站传送建立所述无线电连接的请求。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组包括以下中的至少一项:
(i)从所述核心网络接收所述数据分组,并且经由所述无线电连接向所述非地面基站传送所述数据分组;或者
(ii)经由所述无线电连接从所述非地面基站接收所述数据分组,并且将所述数据分组传送到所述核心网络。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,进一步包括:
由所述处理硬件从所述非地面基站接收对被分配到所述回程节点的上行链路资源或下行链路资源的指示;
其中,所述回程节点使用所述上行链路资源或所述下行链路资源来在所述非地面基站和所述核心网络之间路由所述数据分组。
8.一种包括处理硬件并且被配置为实现根据权利要求1-7中任一项所述的方法的回程节点。
9.一种由非地面基站执行的用于与核心网络通信的方法,所述方法包括:
由处理硬件经由用户设备UE-无线电接入网RAN接口接收针对用于与所述非地面基站的无线电连接的无线电资源的请求;
由所述处理硬件确定所述请求从被配置为提供到所述核心网络的回程链路的回程节点被接收;
由所述处理硬件建立与所述回程节点的第一无线电连接;
由所述处理硬件建立与用户设备UE的第二无线电连接;以及
由所述处理硬件经由所述回程节点在所述UE和所述核心网络之间路由数据分组。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,接收所述请求包括:
与所述回程节点执行随机接入过程;以及
在所述随机接入过程期间接收所述请求。
11.根据权利要求10所述的方法,进一步包括:
广播专用于由回程节点使用的随机接入信道配置的指示;
其中,执行所述随机接入过程包括根据所述配置来接收随机接入前导码。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法,进一步包括:
由所述处理硬件向所述回程节点传送为回程节点分配的临时标识符。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法,其中,路由所述数据分组进一步包括:
通过所述回程节点建立到所述核心网络的安全隧道;以及
使用所述安全隧道与所述核心网络通信所述数据分组。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法,进一步包括:
由所述处理硬件向所述回程节点分配下行链路无线电资源或上行链路无线电资源;以及
由所述处理硬件向所述回程节点传送配置,所述配置指示所分配的下行链路无线电资源或所分配的上行链路无线电资源;
其中,路由所述数据分组包括:
根据所述配置将所述数据分组路由到所述回程节点或从所述回程节点路由所述数据分组。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法,进一步包括:
由所述处理硬件使用动态时分双工为所述UE和所述回程节点调度资源。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的方法,其中,所述UE是第一UE,并且所述数据分组是第一数据分组,所述方法进一步包括以下中的至少一项:
由所述处理硬件在所述UE与第二UE之间路由数据,而不将所述数据路由到所述回程节点;或者
由所述处理硬件经由所述回程节点在第二UE与所述核心网络之间路由第二数据分组。
17.一种非地面基站,所述非地面基站包括处理硬件并且被配置为实现根据权利要求9-16中任一项所述的方法。
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