CN1533056A - 移动通信系统、无线电网络控制器及其数据传输方法 - Google Patents

移动通信系统、无线电网络控制器及其数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种移动通信系统，其能够在通过HSDPA系统进行高速分组通信当中的基站之间的交接期间，实现高速分组数据传输而不会产生任何数据丢失。当在高速分组通信期间，RNC从UE接收到请求激活节点B之间的交接的消息时，RNC存储到该时刻为止已发送到该节点B的的HS－DSCHFP的序列号，并将数据的目的地通知给服务节点B。RNC通过路由发送“NBAP：无线电链路重配置提交”，之后开始将数据从服务节点B传输到目标节点B。

Description

移动通信系统、无线电网络控制器及其数据传输方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统、无线电网络控制器和其所采用的数据传输方法，更具体地说，本发明涉及一种技术，用于实现通过基于IMT(国际移动通信)-2000系统的HSDPA(高速下行链路分组接入)进行高速分组通信期间的节点B(无线电基站)之间的数据传输。
背景技术
为了实现更快的基于IMT-2000系统的分组传输，HSDPA最近已成为了行业的一个基本考虑点，其主要目标在于提高下行链路峰值数据率，减小传输时间延迟，实现高吞吐率等等。
HSDPA是一种在下行链路中提供8Mbps的高速分组传输的系统，其中HS-DSCH(高速下行链路共享信道)被用作下行链路传输信道。
图5示出了一种移动通信系统的配置，其采用如上所述的分组传输方法。在此示出的移动通信系统包括移动台(UE：用户设备)11、分别可操作来管理小区40-1和40-2的基站(节点B)4-1和4-2、可操作来控制基站4-1和4-2的RNC(无线电网络控制器)12，以及可操作来交换移动交换网络的CN(核心网络：移动交换中心)14。RNC 12具有MDC(MacroDiversity Combining，宏分集合并)13，其负责拷贝与分发数据以及合并与选择数据。
在所描述的移动通信系统中，HS-DSCH的协议栈包括节点B中的MAC-hs(高速介质访问控制)功能，如图6所示。
参考图6，RNC[CRNC(控制RNC)/SRNC(服务RNC)]和基站之间的接口称为Iub，而基站和移动台之间的接口称为Uu。
移动台的协议栈包括MAC-d(专用MAC)层、MAC-hs层和PHY(物理)层，并且基站的协议栈包括MAC-hs层、PHY层、HS-DSCHFP(高速下行链路共享信道帧协议)层和TNL(传输网络层)。而且，RNC的协议栈包括MAC-d层、HS-DSCHFP层和TNL。
诸如专用信道之类的用于语音呼叫的传输信道依靠RNC中的MDC的功能可以允许软交接(soft handover)，所述MDC拷贝数据并将它分发到不同的基站。然而，HSDPA系统不能实现基站之间的交接，因为向基站提供了MAC-hs功能。
因此，当进行基于HSDPA的高速分组通信时，如果发生了基站之间的交接，则需要RNC将下行链路分组数据的目的地从交接源基站(服务节点B)切换到交接目的地基站(目标节点B)(例如，3GPP(第三代伙伴计划)提出的TS25.401，V.5.2.0(2002-03)，11.2.7节)。
在这一切换过程中，交接源基站中的MAC-hs功能被重置以清除存储在队列中的数据，从而导致了数据丢失。
如果上层RLC(无线电链路控制)层是传递确认(deliveryconfirming)型(AM：确认模式)，则数据丢失所涉及的数据被恢复，然而在传递非确认型(UM：非确认模式)中，不重发在上层协议中清除的分组。
因此，当由于正使用RLC-UM进行基于HSDPA的高速分组通信的用户的移动等而发生基站之间的交接时，传统的数据传输方法产生一个问题，即在移动台处产生高速分组的数据丢失。
为了防止这种数据丢失，必须在切换基站时在基站之间传输高速分组数据。另外，交接目的地基站需要将从RNC和交接源基站发送来的高速分组数据按照正确的顺序发送到移动台。
因此，本发明被提出来解决上述传统问题，并具有如下目的，即提供一种移动通信系统、无线电网络控制器和其所采用的数据传输方法，所述系统、控制器和方法都能够实现高速分组数据传输，而不会在高速分组通信期间的基站之间的交接中引起任何数据丢失。
发明内容
本发明涉及一种包括用于控制基站的无线电网络控制器的移动通信系统。所述移动通信系统包括用于当在基站之间发生交接时，将分组数据从交接源基站传输到交接目的地基站的装置，其中所述交接是由于正在基站和移动台之间进行高速分组通信中的移动台的移动而产生的。
本发明还涉及控制基站的无线电网络控制器，其包括用于当在基站之间发生交接时，将分组数据从交接源基站传输到交接目的地基站的装置，其中所述交接是由于正在基站和移动台之间进行高速分组通信中的移动台的移动而产生的。
本发明还涉及一种用于移动通信系统的数据传输方法，该移动通信系统包括用于控制基站的无线电网络控制器。所述方法包括当在基站之间发生交接时，将分组数据从交接源基站传输到交接目的地基站的步骤，其中所述交接是由于正在基站和移动台之间进行高速分组通信中的移动台的移动而产生的。
具体地说，在IMT(国际移动通信)-2000系统的RNC(无线电网络控制器)中，当正在进行基于HSDPA(高速下行链路分组接入)的高速分组通信期间在基站之间发生交接时，本发明的移动通信系统通过利用IP(因特网协议)地址进行路由，或通过在基站之间建立AAL2[ATM(异步传输模式)适配层类型2]以传输数据，从而使得可以连续地接收高速分组而没有任何数据丢失。
HSDPA是在下行链路中提供8Mbps的高速分组数据传输的系统，其中HS-DSCH(高速下行链路共享信道)被用作下行链路传输信道。
HS-DSCH的协议栈(见图6)包括基站中的MAC-hs(高速介质访问控制)功能。诸如专用信道之类的用于语音呼叫的传输信道依靠RNC中设置的MDC(宏分集合并)功能而允许进行软交接，其中RNC负责拷贝数据并将其分发到不同的基站。然而，HSDPA系统不能实现基站之间的软交接，因为向基站提供了MAC-hs功能。
因此，当正在进行基于HSDPA的高速分组通信时，如果发生了基站之间的交接，则需要RNC将下行链路分组数据的目的地从交接源基站(服务节点B)切换到交接目的地基站(目标节点B)。在这一切换过程中，交接源基站中的MAC-hs功能被重置以清除存储在队列中的数据，从而导致了数据丢失。
如果上层RLC(无线电链路控制)层是传递确认型(AM：确认模式)，则数据丢失所涉及的数据被恢复，然而在传递非确认型(UM：非确认模式)中，不重发在上层协议中清除的数据。
因此，当正在使用RLC-UM进行基于HSDPA的高速分组通信时发生基站之间的交接时，可能会在移动台(UE：用户设备)处产生高速分组数据的数据丢失。
为了防止这种高速分组数据的数据丢失，当进行基于HSDPA的高速分组通信期间发生跨越不同基站的交接时，本发明的移动通信系统根据下述两种技术，将数据从交接源基站传输到交接目的地基站。
首先，在IP-RAN(因特网协议-无线电接入网络)的情形下，RNC将交接目的地基站的传输层地址(IP地址)和绑定ID[UDP(用户数据报协议)]端口号)通知给交接源基站，从而使得交接源基站可将数据传输给交接目的地基站。
其次，在基于ATM的RAN的情形下，RNC将交接目的地基站的AAL2端点地址通知给交接源基站，从而使得交接源基站可将数据传输给交接目的地基站。此时，新建立一个AAL2连接以使用其链路，以使得可完成高速分组数据传输。
对本发明的移动通信系统进行如下配置，在HS-DSCH协议中添加序列号，以使得在发生基站间的交接时，交接目的地基站可控制向移动台传输下行链路高速分组数据的顺序。这使得交接目的地基站可以按照正确的顺序，将接收自RNC和交接源基站的高速分组数据传输到移动台。
因此，本发明的移动通信系统实现了在其中可以按照受控制的顺序传输分组而检测不到数据丢失的高速分组通信。
附图说明
图1是一个框图，示出了根据本发明一个实施例的RNC的配置；
图2是一个顺序图，示出了根据本发明的该实施例，通过在IP-RAN网络中进行IP路由来进行数据传输的过程；
图3是一个框图，示出了根据本发明另一实施例的RNC的配置；
图4是一个顺序图，示出了根据本发明的该另一实施例，在基于ATM的网络中使用AAL2连接来传输高速分组数据的过程；
图5是一个框图，示出了传统移动通信系统的配置；并且
图6示出了HS-DSCH的协议。
具体实施方式
现在参考附图来描述本发明的优选实施例。图1是一个框图，示出了根据本发明一个实施例的RNC(无线电网络控制器)的配置，并且示意性地示出了基于IP(因特网协议)的网络中的数据传输机制。
如图1所示，RNC 1包括IP路由处理器2和记录介质3，并连接到基站(节点B#1到节点B#N)4-1到4-N，其中记录介质3中存储有在IP路由处理器2处执行的程序(计算机可执行程序)。IP路由处理器2包括呼叫控制单元21、数据传输单元22、序列号存储单元23和传输目的地IP地址存储单元24。
在IP路由处理器2之外，RNC 1还包括Iu接口协议处理器、无线电接口处理器等等，这些部件与本发明不直接相关，因此将省略对其配置和操作的描述。
同时，所述无线电接口处理器包括PDCP(分组数据会聚协议)处理单元、RLC(无线电链路控制)[UM(非确认模式)、AM(确认模式)]协议处理单元、MAC-d(专用介质访问控制)协议单元、HS-DSCHFP(高速下行链路共享信道帧协议)协议处理单元等等。
再次参考图1，下面将描述RNC 1的操作。首先，当将HS-DSCH(高速下行链路共享信道)从交接源基站(服务节点B)4-1切换到交接目的地基站(目标节点B)4-N时，RNC 1接收发送自移动台(UE：用户设备)  (未示出)的RRC(无线电资源控制)测量报告，其表示测量报告。
IP路由处理器2将接收到RRC测量报告时HS-DSCHFP的序列号(sequence number)存储在序列号存储单元23中。
呼叫控制单元21将“RL(无线电链路)重配置预备”发送给交接源基站4-1，以删除其中的HS-DSCHFP资源。而且，呼叫控制单元21将“RL重配置预备”发送给交接目的地基站4-N，以向其添加所述HS-DSCHFP资源。
然后，交接目的地基站4-N将包含它自己的IP地址和UDP(用户数据报协议)端口号的“RL重配置就绪”发送给RNC 1。呼叫控制单元21将发送自交接目的地基站4-N的消息中的IP地址和UDP端口号存储在传输目的地IP地址存储单元24中。
呼叫控制单元21将包含序列号存储单元23中的序列号以及交接目的地基站4-N的IP地址和UDP端口号的“RL重配置提交(commit)”发送给交接源基站4-1，其中所述序列号是在接收到RRC测量报告时存储的。
根据交接目的地基站4-N的IP地址和UDP端口号，数据传输单元22将数据从交接源基站4-1传输到交接目的地基站4-N。
图2是一个顺序图，示出了根据本发明一个实施例，通过在IP-RAN(因特网协议-无线电接入网络)中的IP路由来进行数据传输的过程。参考图1和2，下面将描述本发明该实施例中的IP-RAN网络中的IP路由数据传输过程。
在下面的描述中，“NBAP(节点B应用部分):RL重配置就绪”中的“传输层地址”和“绑定ID”分别表示交接目的地基站4-N的IP地址和UDP(用户数据报协议)端口号。
在进行高速分组通信期间，一旦从移动台接收到请求激活基站之间的交接的消息(测量报告)(图2中的a1)，RNC 1就存储到该时刻为止已发送到基站的HS-DSCHFP序列号(图2中的a2)。
RNC 1将包含在来自基站的“NBAP:RL重配置就绪”消息中的传输层地址和绑定ID包括到将要被发送到交接源基站4-1的“NBAP:RL重配置提交”中，从而将数据的目的地通知给交接源基站4-1(图2中的a7)。
接收到“NBAP:RL重配置提交”后，交接源基站4-1访问“NBAP:RL重配置提交”中的传输层地址(IP地址)和绑定ID(UDP端口号)，然后将从包含在“NBAP:RL重配置提交”中的序列号开始、到接收到“NBAP:RL重配置提交”时为止的所有高速分组数据发送到RNC 1，上述两个操作的执行时间都不迟于激活时间(Activation Time)(CFN:连接帧号)，在该激活时间之后切换到另一个小区(图2中的a9、a10)。
RNC 1在通过路由发送“NBAP:RL重配置提交”之后，它开始将数据从交接源基站4-1传输到交接目的地基站4-N(图2中的a11)。
而且，RNC 1还预先保持有表示传输层地址(IP地址)和每个基站之间的对应关系的站数据(station data)，并且在重起动RNC 1时读出此站数据，从而预备传输层地址/基站号转换表。
RNC 1在接收到发送自交接源基站4-1的高速分组数据时使用这一传输层地址/基站号转换表，并且将包含在所发送的分组数据中的传输层地址转换成基站号，然后将数据传输到相关基站(即交接目的地基站4-N)。
这样，根据本实施例，即使在进行基于HSDPA的高速分组通信期间发生了跨越不同基站的交接，也可以通过将数据从交接源基站4-1传输到交接目的地基站4-N，来防止高速分组数据的数据丢失。另外，即使在RNC 1中发生了移动台从一个基站到另一个基站的移动，也可以实现高速分组通信而不会产生任何数据丢失。
具体地说，在IP-RAN网络的情形下，RNC 1将交接目的地基站4-N的传输层地址(IP地址)和绑定ID(UDP端口号)通知给交接源基站4-1，从而使得交接源基站4-1可将数据传输到交接目的地基站4-N。
因此，本实施例防止了高速分组数据的数据丢失，并且，即使在RNC1中发生了移动台从一个基站到另一个基站的移动，本实施例仍可以获得高速分组通信而没有数据丢失。
图3是一个框图，示出了根据本发明另一个实施例的RNC的配置，并且示意性地示出了ATM(异步传输模式)网络中的数据传输机制。
如图3所示，RNC 5包括AAL2(ATM适配层类型2)交换处理器6和记录介质7，记录介质7中存储有在AAL2交换处理器6处执行的程序(计算机可执行程序)，并且RNC 5连接到基站(节点B#1到节点B#N)4-1到4-N中的每一个。AAL2交换处理器6包括呼叫控制单元61、数据传输单元62、序列号存储单元63，以及用于节点B和端点的地址映射表64(以下简称为地址映射表)。
在AAL2交换处理器6之外，RNC 5还包括AAL2终端设备、Iu接口协议处理器、无线电接口处理器等等，这些部件不与本发明直接相关，因此将省略对其配置和操作的描述。
下面将参考图3来描述RNC 5的操作。首先，当将HS-DSCH从交接源基站(服务节点B)4-1切换到交接目的地基站4-N(目标节点B)时，RNC 5接收发送自移动台(未示出)、表示测量报告的RRC测量报告。
AAL2交换处理器6将接收到RRC测量报告时HS-DSCHFP的序列号存储在序列号存储单元63中。
呼叫控制单元61从地址映射表64中定位交接目的地基站4-N的端点地址。呼叫控制单元61还将包含交接目的地基站4-N的端点地址的“RL重配置预备”发送给交接源基站4-1，以清除交接源基站4-1的HS-DSCHFP资源。
交接源基站4-1向RNC 1发送“ALCAP(接入链路控制应用部分):ERQ(建立请求消息)”，针对这一消息将交接目的地基站4-N的端点地址设置为目的地端点地址。呼叫控制单元61根据包含在“ALCAP:ERQ”中的目的地端点地址，将所接收的“ALCAP:ERQ”发送到交接目的地基站4-N。
呼叫控制单元61将“RL重配置预备”发送到交接目的地基站4-N，以向其添加HS-DSCHFP资源。交接目的地基站4-N然后将“RL重配置就绪”发送到RNC 1。
随后，呼叫控制单元61将包含从序列号存储单元63取得的序列号的“RL重配置提交”发送到交接源基站4-1。数据传输单元62然后基于从交接源基站4-1获得的目的地端点地址，将数据从交接源基站4-1传输到交接目的地基站4-N。
图4是一个顺序图，示出了根据本发明的另一个实施例，在基于ATM的网络中使用AAL2连接来传输高速分组数据的过程。参考图3和4，下面将描述根据本发明的另一个实施例，在基于ATM的网络中使用AAL2连接的高速分组数据传输过程。
在下面的描述中，“NBAP:RL重配置就绪”中的“AAL2端点地址”和“绑定ID”分别表示交接目的地基站4-N的AAL2端点地址和UDP端口号。
在RAN(无线电接入网络)的情形下，RNC 5将交接目的地基站4-N的AAL2端点地址包括在将要发送到交接源基站4-1的“NBAP:RL重配置预备”中，以将数据的目的地通知给交接源基站4-1(图4中的b3)。
在向RNC 5发送“NBAP:RL重配置就绪”后，交接源基站4-1向RNC 5发送“ALCAP:ERQ”，针对这一消息，将目的地端点地址设置成与“NBAP:RL重配置预备”一起接收到的AAL2端点地址，以建立用于高速分组数据传输的AAL2连接。
RNC 5根据包含在“ALCAP:ERQ”中的目的地端点地址，将“ALCAP:ERQ”消息传输到交接目的地基站4-N。
接收到“ALCAP:ERQ”消息后，交接目的地基站4-N将通过RNC 5接收到的“ALCAP:ECF”(建立确认消息)发送到交接源基站4-1。从而，在交接源基站4-1和交接目的地基站4-N之间建立了用于高速分组数据传输的AAL2连接。
随后，当交接源基站4-1接收到“NBAP:RL重配置提交”时，它通过使用所述AAL2连接，在切换到另一个小区前的激活时间(CFN)期间，将从“NBAP:RL重配置提交”中的序列号开始到接收到“NBAP:RL重配置提交”时为止的所有高速分组数据发送到交接目的地基站4-N(图4中的b9到b13)。
因此，在本实施例中，即使在进行基于HSDPA的高速分组通信期间发生了跨越不同基站的交接，也可以通过将数据从交接源基站4-1传输到交接目的地基站4-N来防止高速分组数据的数据丢失，另外，即使RNC 5检测到移动台从一个基站移动到另一个基站，也可以实现高速分组通信而不会产生任何数据丢失。
具体地说，在基于ATM的RAN网络的情形下，RNC 5将交接目的地基站4-N的AAL2端点地址通知给交接源基站4-1，从而使得交接源基站4-1可将数据传输到交接目的地基站4-N。此时，新建立了一条AAL2连接以使用其链路，因此实现了高速数据传输。
因此，本实施例防止了高速分组数据的数据丢失，并且，即使RNC 5检测到移动台从一个基站移动到另一个基站，本实施例仍可以获得高速分组通信而不会产生任何数据丢失。
如上所述，本发明具有前述结构和操作，并且因此提供了一个优点，即可以在高速分组通信进行当中的基站之间的交接期间，实现高速分组数据传输而没有数据丢失。

Claims (19)

1.一种移动通信系统，包括用于控制基站的无线电网络控制器，其中
所述无线电网络控制器包括用于当在基站之间发生交接时，将分组数据从交接源基站传输到交接目的地基站的装置，其中所述交接是由于移动台在高速分组通信期间的移动而发生的，所述高速分组通信是通过基站与所述移动台之间的HSDPA系统来进行的。
2.如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述用于传输分组数据的装置通过使用IP地址进行路由，将数据从所述交接源基站传输到所述交接目的地基站。
3.如权利要求2所述的移动通信系统，其中所述用于传输分组数据的装置将所述交接目的地基站的IP地址和UDP端口号通知给所述交接源基站。
4.如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述用于传输分组数据的装置在所述交接源基站和所述交接目的地基站之间建立AAL2连接，以将数据从所述交接源基站传输到所述交接目的地基站。
5.如权利要求4所述的移动通信系统，其中所述用于传输分组数据的装置将所述交接目的地基站的AAL2端点地址通知给所述交接源基站。
6.如权利要求1所述的移动通信系统，其中向HS-DSCH帧协议添加序列号，以使得当在基站之间发生所述交接时，所述交接目的地基站控制传输下行链路高速分组数据的顺序。
7.一种用于控制基站的无线电网络控制器，包括：
用于当在基站之间发生交接时，将分组数据从交接源基站传输到交接目的地基站的装置，其中所述交接是由于移动台在高速分组通信期间的移动而发生的，所述高速分组通信是通过基站与所述移动台之间的HSDPA系统来进行的。
8.如权利要求7所述的无线电网络控制器，其中所述用于传输分组数据的装置通过使用IP地址进行路由，将数据从所述交接源基站传输到所述交接目的地基站。
9.如权利要求8所述的无线电网络控制器，其中所述用于传输分组数据的装置将所述交接目的地基站的IP地址和UDP端口号通知给所述交接源基站。
10.如权利要求7所述的无线电网络控制器，其中所述用于传输分组数据的装置在所述交接源基站和所述交接目的地基站之间建立AAL2连接，以将数据从所述交接源基站传输到所述交接目的地基站。
11.如权利要求10所述的无线电网络控制器，其中所述用于传输分组数据的装置将所述交接目的地基站的AAL2端点地址通知给所述交接源基站。
12.如权利要求7所述的无线电网络控制器，其中向HS-DSCH帧协议添加序列号，以使得当在基站之间发生所述交接时，所述交接目的地基站控制传输下行链路高速分组数据的顺序。
13.一种移动通信系统的数据传输方法，该移动通信系统包括用于控制基站的无线电网络控制器，所述方法包括：
当在基站之间发生交接时，将分组数据从交接源基站传输到交接目的地基站的步骤，其中所述交接是由于移动台在高速分组通信期间的移动而发生的，所述高速分组通信是通过基站与所述移动台之间的HSDPA系统来进行的，所述步骤由所述无线电网络控制器来执行。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述用于传输分组数据的步骤包括通过使用IP地址进行路由，将数据从所述交接源基站传输到所述交接目的地基站。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述用于传输分组数据的步骤包括将所述交接目的地基站的IP地址和UDP端口号通知给所述交接源基站。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述用于传输分组数据的步骤包括在所述交接源基站和所述交接目的地基站之间建立AAL2连接，以将数据从所述交接源基站传输到所述交接目的地基站。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述用于传输分组数据的步骤包括将所述交接目的地基站的AAL2端点地址通知给所述交接源基站。
18.如权利要求13所述的方法，其中，向HS-DSCH帧协议添加序列号，以使得当在基站之间发生所述交接时，所述交接目的地基站控制传输下行链路高速分组数据的顺序。
19.一种方法的程序，该方法用于为一种移动通信系统传输数据，该系统包括用于控制基站的无线电网络控制器，其中，所述程序使得计算机执行下述步骤：
当在基站之间发生交接时，将分组数据从交接源基站传输到交接目的地基站的步骤，其中所述交接是由于移动台在高速分组通信期间的移动而发生的，所述高速分组通信是通过基站与所述移动台之间的HSDPA系统来进行的。
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