CN1773902A - 无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，在该方法中，用户终端与基站的物理层预先获得本端的同步计数阈值和失步计数阈值等参数。当用户终端与基站建立无线链路后，失步记数和同步记数放在物理层来完成，只有当失步/同步计数值达到预先获得的同/失步计数阈值后，物理层才会向本端的高层上报信令，由此减少了物理层和高层信令交互的流量，进此提高高层处理同步/失步的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法。
背景技术
目前的3G系统通常由三个部分组成：CN(核心网)、UTRAN(UMTS陆地无线接入网)和UE(用户终端)。CN与UTRAN之间的接口称为Iu接口，UTRAN与UE之间的接口称之为Uu接口。其中，UTRAN是由一个或多个无线网络子系统(RNS)组成。每个RNS由一个无线网络控制器(RNC)和一个或多个基站(Node B)组成。RNC可以通过Iur接口与另一个RNC相连，RNC与Node B之间通过Iub接口相连。
请参阅图1，其为3G系统中所采用的协议体系结构。它主要分为三层，最低层的为物理层(PHY)L1，位于物理层之上是数据链路层L2，位于数据链路层之上的是网络层L3。垂直地看，一个协议体系被分为一个用于发送控制信号(信令)的控制平面和一个用于发送数据信息的用户平面。数据链路层分为几个子层，从控制平面上看，它包括媒体接入控制层(MAC)和无线链路控制层(RLC)，网络层主要包括无线资源控制层(RRC)。基站的网络层主要指NBAP(节点应用协议)，用以处理RNC通过Iub接口传送的信令以及将本基站的信令通过Iub接口传送至RNC。
当一个用户终端与另一用户终端或服务内容提供商通过网络侧建立通话或其他数据连接时，无线通信系统需在各个终端与网络侧都需进行无线链路同步/失步的控制，以检测RL(通信链路)上数据质量，进而保证在无线链路的数据质量严重恶化的情况下，快速更新小区，以防止掉线进而提高通信质量。
请参阅图2，其为现有技术中无线通信系统的无线链路同步/失步的控制流程图。它包括：
S110：当用户终端与基站建立同步通信后，用户终端和基站各自的物理层依照预先设定的检测周期向本端的高层上报本检测周期的无线链路状态。基站检测的是上行链路的无线链路状态，用户终端检测的是下行链路的无线链路状态。所述检测周期是物理层检测无线链路同步/失步的一时间周期。在链路建立之初通常设置的检测周期为40ms，而其它时间通常设置的检测周期为160ms。无线链路状态包括同步和失步两种状态。当在检测周期内检测到至少一个特殊突发块(special burst)或者在传输信道中检测到至少一个传输块的CRC(循环冗余校验)的校验结果是正确的，则该物理层在所述无线链路上检测到一次同步，反之，该物理层在所述无线链路上检测到一次失步。高层通常是指网络层，如NBAP或RRC；
S120：基站和用户终端的各自高层每接收到所述无线链路状态，判断所述无线链路状态是否是失步状态，若是，则进行步骤S130，否则进入步骤S140；
S130：高层先将失步计数器中的失步计数值加1，并将同步计数器中的同步计数值清零，然后判断所述失步计数值是否达到预先设定的失步计数阈值，若是，则启动计时器，并进行步骤S150，否则重新进行步骤S120；
S140：高层先将同步计数器中的同步计数值加1，并将失步计数器中的失步计数值清零；
S150：高层判断在定时器打开后预先设定的计时时间内，所述同步计数值是否达到预先设定的同步计数阈值，若是，关闭所述计时器，否则进入失步状态。
若所述基站处于失步状态，则基站通过NBAP消息向RNC指示本用户的UL(上行链路)处于失步状态。若用户终端处于失步状态时，用户终端的RRC层可以向RNC发起小区更新消息，告诉RNC现在UE的信号质量已经恶化，并指示物理层进入失步状态。
用户终端与基站分别按照图2公开的方式对无线链路同步/失步进行控制，但是，在控制过程中，由于物理层每经过一次检测周期都要向高层上报本检测周期的状态，并且检测周期设置的时间都较短，因此导致物理层和高层信令交互频繁，同时增加了高层对无线链路同步/失步处理的复杂度，并且由于物理层和高层信交互频繁，使得同步/失步控制的效率低，进而影响小区更新等后续操作，致使造成影响通信质量等后果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，以解决现有技术中在无线链路同步/失步控制过程中，物理层与高层信令交互频繁而造成高层对无线链路同步/失步处理的复杂度，进而影响通信质量的技术问题。
为解决上述问题，本发明公开一种无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，所述无线通信系统至少包括无线网络子系统和用户终端，所述无线网络子系统包括基站和无线网络控制器，包括以下步骤：a：基站和用户终端预先通过本端的高层将同/失步计数阈值分配至本端的物理层；b：在无线链路建立后，基站和用户终端通过各自的物理层统计本端的同/失步记数，当物理层统计的同/失步计数值达到所述同/失步计数阈值时，向本端的高层上报信令。
步骤(b)具体包括：(1)当终端与基站建立同步通信后，基站和用户终端的物理层分别依照预先设定的检测周期计算本检测周期的无线链路状态，并判断所述状态是否是失步状态，若是进行步骤(2)，否则进行步骤(3)；(2)物理层先将失步计数值加1，并将同步计数值清零，然后判断所述失步计数值是否等于所述失步计数阈值，若是，则向本端高层上报失步原语，否则进行步骤(1)；(3)物理层先将同步计数值加1，并将失步计数值清零，然后判断所述同步计数值是否等于所述同步计数阈值，若是，则向本端高层上报同步原语，否则进行步骤(1)。
当基站/用户终端的高层接收到同步原语时，则物理层的同步计数值清零，本端的物理层重新进行下一检测周期的无线链路同/失步的状态；当基站/用户终端的高层接收到失步原语时，打开定时器，判断在预先设定的计时时间内，本端的高层是否接收到所述同步原语，若是关闭定时器，否则本端进入失步状态。
所述用户终端和基站的高层进一步将本端的第二同步计数值分配至本端的物理层。
所述用户终端与基站的无线链路建立之初，用户终端和基站的物理层在K个检测周期内连续检测到同步，则向本端的高层发送同步原语，以使本端进入同步状态，K为所述第二同步计数值。
步骤(1)中物理层计算本检测周期的无线链路状态进一步包括：物理层在所述检测周期内检测到至少一个特殊突发块或者在所述检测周期内检测传输信道中有一个传输块的循环冗余校验CRC的校验结果正确，则物理层在所述无线链路上检测到一次同步，否则，物理层在所述无线链路上检测到一次失步。
当本端处于失步状态时，进一步包括：若本端为用户终端，则终端物理层将传送功率控制TPC设置为“UP”；若本端为基站，则基站物理层将TPC设置为“UP”，藉以增大发射功率，恢复无线链路的质量。
本端处理失步状态进一步包括：若本端为用户终端，则所述终端的高层通过小区更新消息向所述无线网络控制器指示所述终端的下行链路处于失步状态；若本端为基站，则基站的高层向所述无线网络控制器发送无线链路失败消息，指示所述上行链路处于失步状态。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的用户终端与基站的物理层预先获得本端的同步计数阈值和失步计数阈值等参数，当用户终端与基站建立无线链路后，失步记数和同步记数放在物理层来完成，只有当失步和同步的计数值达到预先获得的参数值后，物理层才会向本端的高层上报信令，由此减少了物理层和高层信令交互的流量，进此提高了高层处理同步/失步的效果。
并且，本发明的用户终端与基站的高层还将在用户终端物理层与基站物理层的无线链路建立后，判断进入同步状态的条件(第二同步计数值)预先分配至各自的物理层，当物理层检测到满足进入同步状态条件后才向本端高层发送同步原语，由此也减少了物理层和高层信令交互的流量，进而提高了高层处理同步/失步状态的效率。
附图说明
图1是3G系统中所采用的协议体系结构；
图2是现有技术中无线通信系统的无线链路同步/失步的控制流程图；
图3是本发明的无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法的流程图；
图4是本发明的无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法的一种具体实现流程图；
图5为采用本发明无线通信网络中的无线链路同步/失步控制的RRC信令连接建立的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。
本发明所述的无线通信系统主要指3G(第三代)系统。由于现有的3GPP(第三代移动通信协议)规定的无线链路同步/失步的控制流程中，需要物理层每经过一检测周期向高层发送无线链路状态信息，由此导致物理层和高层的交互频繁。为此，本申请人将同/失步计数阈值等参数预先由高层分配至物理层，并且物理层完成同步状态和失步状态的计数工作，由此降低同步/失步控制过程中高层和物理层的交互次数，进而提高高层的控制效率。
请参阅图3，其为本发明的无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法的流程图。它包括以下步骤：基站和用户终端预先通过本端的高层将同/失步计数阈值分配至本端的物理层(步骤S10)；当无线链路建立后，基站和用户终端通过各自的物理层统计本端的同/失步记数，若物理层统计的同/失步计数值达到所述同/失步计数阈值，则向本端的高层上报信令(S20)。
请参阅图4，其为本发明无线通信系统中无线链路同步/失步控制方法的一实施流程图。它具体包括：
S210：基站和用户终端的高层分别将本端的失步计数阈值和同步计数阈值分配至本端的物理层。在3GPP协议的规定中，基站的失步计数阈值是N_OUTSYNC_IND，同步计数阈值是N_INSYNC_IND；用户终端的失步计数阈值是N313，同步计数阈值是N315；
S220：当终端与基站建立同步通信后，基站和用户终端的物理层分别依照预先设定的检测周期计算本检测周期的无线链路状态，并判断所述状态是否是失步状态，若是进行步骤S230，否则进行步骤S240。物理层在所述检测周期内检测到至少一个特殊突发块或者在所述检测周期内检测传输信道中有一个传输块的循环冗余校验CRC的校验结果正确，则所述无线链路状态为同步状态，否则，所述无线链路状态为失步状态；
S230：物理层先将失步计数值加1，并将同步计数值清零，然后判断所述失步计数值是否等于所述失步计数阈值，若是，向本端高层上报失步原语，否则进行步骤S220，以判断下一个检测周期的无线链路状态。失步计数值和同步计数值的初始值为零；
S240：物理层先将同步计数值加1，并将失步计数值清零，然后判断所述同步计数值是否等于所述同步计数阈值，若是，则向本端高层上报同步原语，否则进行步骤S220，以判断下一个检测周期的无线链路状态；
对于基站/用户终端的高层来说，当基站/用户终端的高层接收到同步原语时，则物理层的同步计数值清零，本端的物理层重新进行下一检测周期的无线链路同/失步的状态。若接收到的信令是所述失步原语，打开定时器，并判断在预先设定的计时时间内，本端的高层是否接收到所述同步原语，若是关闭定时器，否则本端进入失步状态。若接收到的信令是所述同步失语，则只有定时器打开的情况下，才能促使高层关闭定时器，否则，高层就直接丢弃所述同步失语。
当用户终端的物理层和基站的物理层建立无线链路之初(也包括无线链路重配生效后)，用户终端的物理层在连续N312个检测周期内检测到无线链路的同步状态，向UE高层发送同步原语，上报本用户终端已进入同步状态。在本实施例中，N312定义为第二同步计数值，该参数可以在步骤S210中由高层分配至物理层，主要用于指示终端的物理层与基站的物理层建立无线链路后，判断终端进入初始同步状态的条件。
当用户终端的物理层和基站的物理层建立无线链路之初(也包括无线链路重配生效后)，基站的物理层在连续N_INSYNC_IND个检测周期内检测到无线链路的同步状态，向基站高层发送同步原语，上报本用户终端已进入同步状态。N_INSYNC_IND是第二同步计数值，该参数可以在步骤S210中由高层分配至物理层，主要用于指示终端的物理层与基站的物理层建立无线链路后，判断基站进入初始同步状态的条件。
当用户终端处于失步状态时，此时，TPC(传送功率控制)设置为“UP”，所述终端的高层通过小区更新消息向所述无线网络控制器指示所述终端的下行链路处于失步状态。
当基站处于失步状态时，该基站的物理层将TPC设置为“UP”，并且基站的高层向所述无线网络控制器发送无线链路失败指示消息，指示所述上行链路处于失步状态。
以下以无线通信网络中RRC连接建立的过程为例，具体说明在RRC连接建立过程中，如何应用本发明进行用户终端和基站的同步/失步控制。
请参阅图5，其为应用本发明的无线通信网络RRC连接建立的信令流程图。此建立过程所基于的无线通信网络至少包括用户终端(UE)、基站(NodeB)和RNC(无线网络控制器)。它包括以下步骤：
当UE RRC在IDLE(空闲)模式的时候，UE的NAS层(非接入层)需要建立信令连接时，UE RRC向RNC发起RRC连接请求消息(rrcConnectionRequest)。当RNC接收到UE RRC连接请求消息后，RNC向NodeB发出无线链路建立请求(Radio Link Setup Request)，NodeB NBAP接收到无线链路建立请求后，则向NodeB PHY发出NBAP_PHY_RL_Setup_Req消息，为NodeB PHY配置建立RL的资源信息(如N312/N315/N_INSYNC_IND/N_OUTSYNC_IND等参数信息)，在NodeBNBAP成功配置完成并建立RL的资源信息以后，则向RNC响应无线链路建立消息(Radio Link Setup Response)，RNC在收到NodeB的RL建立响应消息以后，向UE RRC发出RRC连接建立(rrcConnectionSetup)消息。
UE RRC收到RNC传来的RRC连接建立消息后，通过RL建立请求(P_RRC_PHY_RL_SETUP_REQ)消息配置UE PHY(用户终端的物理层)的RL资源信息。当UE PHY的RL资源信息配置成功后，向UE RRC发送P_PHY_RRC_RL_SETUP_CNF响应消息。当初始的同步要求满足后，UE就返回给RNC一条RRC连接建立完成消息(rrcConnectionSetupComplete)。与此同时，基站的物理层也一并进行初始同步指示，当初始同步完成后，向RNC发出一条无线链路建立指示(Radio Link Restore Indication)。
当无线通信网络中终端和基站间的无线链路建立成功后，UE RRC处于CELLDCH状态。在这种状态下，基站和终端开始分别监视本端无线链路的同步/失步状态。其中，基站监视上行链路的同步/失步状态，终端监视下行链路的同步/失步状态。由于在本发明中，基站和用户终端的高层分别将本端的失步计数阈值和同步计数阈值预先分配至本端的物理层，按照图4中步骤S220-S240的方法物理层分别统计同步计数器中的同步计数值和失步计数器中的失步计数值。当用户终端的物理层统计的失步计数值等于失步计数阈值N313，则通过P_PHY_RRC_SYNC_IND消息向UE RRC发送失步原语，UE RRC启动计时器T313，在T313超时之前，UE RRC若没有收到物理层的同步原语，则UE RRC发送小区更新消息(CellUpdate)至RNC。当基站的物理层统计的失步计数值等于失步计数阈值N_OUTSYNC_IND，则通过RL_OUT_SYNC_PRIMITIVE消息向Node B NBAP发送失步原语，Node BNBAP启动计时器T_RLFAILURE，在T_RLFAILURE超时之前Node B NBAP若没有收到物理层的同步原语，则Node B NBAP通过Radio link FailureIndication消息向RNC指示本用户的UL(上行链路)处于失步状态。
若RNC认为UE不能继续通信，则RNC可能会发送RRC连接释放消息(RRC CONNECTION RELEASE)，释放这个用户的所有资源。
上述流程仅说明同步/失步控制在RRC连接建立过程中的实现过程，其他信令流程对于同步/失步控制过程也类似，在此不再赘述。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，本领域的技术人员能思之的变化，都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1、一种无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，所述无线通信系统至少包括无线网络子系统和用户终端，所述无线网络子系统包括基站和无线网络控制器，其特征在于，包括以下步骤：
a：基站和用户终端预先通过本端的高层将同/失步计数阈值分配至本端的物理层；
b：在无线链路建立后，基站和用户终端通过各自的物理层统计本端的同/失步记数，当物理层统计的同/失步计数值达到所述同/失步计数阈值时，向本端的高层上报信令。
2、如权利要求1所述的无线通信系统中无线链路的同/失步的控制方法，其特征在于，步骤(b)具体包括：
(1)当终端与基站建立同步通信后，基站和用户终端的物理层分别依照预先设定的检测周期计算本检测周期的无线链路状态，并判断所述状态是否是失步状态，若是进行步骤(2)，否则进行步骤(3)；
(2)物理层先将失步计数值加1，并将同步计数值清零，然后判断所述失步计数值是否等于所述失步计数阈值，若是，则向本端高层上报失步原语，否则进行步骤(1)；
(3)物理层先将同步计数值加1，并将失步计数值清零，然后判断所述同步计数值是否等于所述同步计数阈值，若是，则向本端高层上报同步原语，否则进行步骤(1)。
3、如权利要求2所述的无线通信系统中无线链路的同/失步的控制方法，其特征在于，还包括：
当基站/用户终端的高层接收到同步原语时，则物理层的同步计数值清零，本端的物理层重新进行下一检测周期的无线链路同/失步的状态；
当基站/用户终端的高层接收到失步原语时，打开定时器，判断在预先设定的计时时间内，本端的高层是否接收到所述同步原语，若是关闭定时器，否则本端进入失步状态。
4、如权利要求1或2所述的无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，其特征在于，所述用户终端和基站的高层进一步将本端的第二同步计数值分配至本端的物理层。
5.如权利要求4所述的无线通信系统中无线链路同/失步的控制方法，其特征在于，所述用户终端与基站的无线链路建立之初，用户终端和基站的物理层在K个检测周期内连续检测到同步，则向本端的高层发送同步原语，以使本端进入同步状态，K为所述第二同步计数值。
6、如权利要求2所述的无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，其特征在于，步骤(1)中物理层计算本检测周期的无线链路状态进一步包括：
物理层在所述检测周期内检测到至少一个特殊突发块或者在所述检测周期内检测传输信道中有一个传输块的循环冗余校验CRC的校验结果正确，则物理层在所述无线链路上检测到一次同步，否则，物理层在所述无线链路上检测到一次失步。
7、如权利要求2所述的无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，其特征在于，当本端处于失步状态时，进一步包括：
若本端为用户终端，则终端物理层将传送功率控制TPC设置为“UP”；
若本端为基站，则基站物理层将TPC设置为“UP”，藉以增大发射功率，恢复无线链路的质量。
8、如权利要求7所述的无线通信系统中无线链路同步/失步的控制方法，其特征在于，本端处理失步状态进一步包括：
若本端为用户终端，则所述终端的高层通过小区更新消息向所述无线网络控制器指示所述终端的下行链路处于失步状态；
若本端为基站，则基站的高层向所述无线网络控制器发送无线链路失败消息，指示所述上行链路处于失步状态。
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