CN1863395A - 无线通信系统中状态转移的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线通信系统中状态转移的实现方法及装置。本发明主要包括：首先，网络侧建立用户终端进行状态转移后接入的无线链路，并在建立所述无线链路过程中通知用户终端进行链路切换；其次，用户终端收到所述的通知后，切换到所述的无线链路上。因此，本发明不仅满足了对时间要求高的通信业务的需求，而且还能够有效提高用户业务的服务质量；除此之外，本发明的实现还能够在一定程度上，降低通信接口的业务负荷，减少系统中的信息流量。

Description

无线通信系统中状态转移的实现方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线通信系统中状态转移的实现方法及装置。

背景技术

在现有的WCDMA等无线通信网络中，UE(移动终端)在连接模式下，共有三种信道状态，即连接模式下的UE可以处于三种信道状态，在不同的信道状态下实现不同的功能，具体如下：

(1)CELL_DCH(小区专用信道)状态：负责给UE分配专用的信道资源，下行分配专用的信道码，上行分配专用的扰码；

(2)CELL_PCH(小区寻呼信道)状态：在该状态下不为UE分配业务信道，而仅在控制面上，通过寻呼信道保持下行联系，通过公共控制信道保持上行联系；

(3)CELL_FACH(小区前向接入信道)状态：多个UE共享公共的信道，上行为RACH(随机接入信道)，下行为FACH(前向接入信道)，通过数据块头部的UE标识C-RNTI(小区无线网络临时标识)区分各个UE的数据。

UE在连接模式下的任一时刻，只能够处于上述三种状态其中任一种状态。UE在开展业务过程中其所处于的信道状态会发生变化，此时，便涉及到UE在三个信道状态之间的转移问题。在现有的技术标准中已经存在实现UE所处的信道状态转移的实现方法，相应的方法参照图1所示，主要用于实现依次由CELL_DCH-＞CELL_PCH-＞CELL_FACH-＞CELL_DCH的信道状态转移。

下面将结合附图对UE由CELL_PCH状态到CELL_DCH状态的状态转移过程的具体实现进行说明。

其中，对于由网络侧发起的由CELL_PCH转移到CELL_DCH的处理流程如图2所示，具体如下：

步骤21：RNC(无线网络控制器)在该UE对应的寻呼时刻，在PCH(呼叫信道)上通过PAGING TYPE 1(1类型寻呼)消息寻呼UE，该消息中包含分配给该UE的U-RNTI(通用无线网络临时标识)。

步骤22：UE收到PAGING TYPE 1消息后，发现消息中的U-RNTI与网络分配给该UE的U-RNTI相符，则UE在RACH上发送CELL UPDATE(小区信息更新)消息，消息中的小区更新原因为被UE寻呼。

步骤23：RNC与Node B(基站)交互消息，建立专用无线链路，即在DCH上建立专用无线链路。

步骤24：RNC接收到CELL UPDATE消息和建立完成专用无线链路后，UE从CELL_PCH转换到CELL_FACH，并在FACH信道上，通过CELL UPDATE CONFIRM(小区信息更新确认)消息通知UE，该消息中包括专用无线链路的配置信息。

步骤25：UE收到CELL UPDATE CONFIRM消息后，切换到专用无线链路上，从而转移到CELL_DCH状态，通过所述专用无线链路返回PHYSICAL CHANNEL RECONFIG CMP(物理通道重新配置完成)消息。

对于UE侧发起的由CELL_PCH转移到CELL_DCH的处理过程与网络侧发起的相应的处理过程相比，仅缺少了步骤21中RNC对UE的寻呼过程，其它处理步骤完全相同。

从以上所述的处理过程可以看出，现有的UE在不同的信道状态之间实现转移的技术方案由于采用串行的方式实现，因此，在处理链路切换过程中，必须采用图2所示的处理过程，通过逐一顺序执行各步骤执行实现，而不能够同时处理链路切换过程中可以同时处理的一些步骤。使得这种处理方式大大地增加无线网络系统中信道状态转移过程的时延，进而导致在某些对控制面时延要求比较高的应用场景下无法满足应用要求，比如，在群组通信业务中，需要尽量减少时延，此时，若采用上述方法，则无法满足群组通信业务的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线通信系统中状态转移的实现方法及装置，从而可以以较短的时间进行状态转移处理，进而减少状态转移过程中的时延，提高无线通信系统的性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种无线通信系统中状态转移的实现方法，包括：

A、网络侧建立用户终端进行状态转移后接入的无线链路，并在建立所述无线链路过程中通知用户终端进行链路切换；

B、用户终端收到所述的通知后，切换到所述的无线链路上。

本发明中，当所述的用户终端的状态转移过程由网络侧发起时，则所述的步骤A还包括：

网络侧的无线网络控制器RNC向用户终端发送寻呼消息，所述的消息中携带着不需要小区更新消息的指示，用户终端收到该消息后，不再向RNC返回寻呼响应消息。

所述的不需要小区更新消息的指示通过针对寻呼类型1消息中的寻呼记录信息内的无线陆地接入系统的单个移动终端标识的扩展信息承载。

所述的方法还包括：

在空口数据的完整性保护和加密过程中对计数器进行初始同步，且将UE和RNC中的计数器均初始同步为0。

所述的方法还包括：

RNC与用户终端之间进行消息交互确定：用户终端被寻呼时，在不响应小区更新消息的情况下，下行无线链路同步最大允许时间信息；

基站在上行无线链路同步之前，在所述的最大允许时间内，以下行无线链路初始发射功率初始设定值为基础，周期性按预定步长提升下行无线链路初始发射功率。

所述的方法还包括：

基站通过其与RNC之间的无线链路建立过程获取所述的周期及步长值。

本发明中，当所述的用户终端的状态转移过程由用户终端侧发起时，则所述的方法还包括：

用户终端向网络侧的RNC发送小区更新消息，RNC接收所述的小区更新消息后，执行步骤A。

所述的步骤A包括：

A1、RNC向用户终端下发小区更新确认消息，通知用户终端进行链路切换。

本发明中，当所述的用户终端的状态转移过程由网络侧发起时，则所述的步骤A1包括：

RNC向用户终端发送寻呼消息后，等待预定的时间后，向用户终端发送小区更新确认消息。

所述的方法还包括：

当用户终端切换到所述的专用无线链路上后，向RNC返回物理信道配置完成消息。

本发明还提供了一种无线通信系统中状态转移的实现装置，包括：

无线链路建立模块：设置在RNC中，用于建立用户终端进行状态转移后需要接入的无线链路；

链路切换控制器：设置在RNC中，用于在建立无线链路过程中，触发确认消息发送模块；

确认消息发送模块：设置在RNC中，用于在链路切换控制器的触发下向用户终端发送小区更新确认消息，所述消息用于控制用户终端切换到建立的无线链路上。

所述的装置还包括：

寻呼消息发送模块：在无线链路建立模块建立无线链路过程中，控制RNC向用户终端发送携带有不需要小区更新消息指示信息的寻呼消息，接收到该消息的用户终端不再向RNC返回寻呼响应消息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的方法能够减少UE状态转换过程中的时延，加快了系统处理UE的状态转移的处理速度，因此，本发明不仅满足了对时间要求高的通信业务的需求，而且还能够有效提高用户业务的服务质量；除此之外，本发明的实现还能够在一定程度上，降低通信接口的业务负荷，减少系统中的信息流量。

附图说明

图1为现有技术中UE的三个链路切换过程示意图；

图2为现有技术具体实施方式流程示意图；

图3为本发明中由网络侧发起的链路切换的具体实现流程示意图；

图4为本发明中由UE侧发起的链路切换的具体实现流程示意图；

图5为本发明提供方法的实现装置示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是在UE的信道状态转移过程中，RNC、NodeB之间的交互消息和RNC、UE之间的交互消息采用并行处理的方式，并省掉一些不必要的交互消息，实现了减少处理链路切换流程中的时延。

具体一点讲，本发明是在RNC通过与Node B的消息交互建立UE的待切换链路的过程中，由RNC通过与UE的进行消息交互来命令UE切换到待切换链路，完成UE的状态转移过程。由于，在该切换过程中，由于RNC和NodeB以及RNC和UE之间进行消息交互的过程采取并行执行，因而有效节约了状态转移处理过程所需要的时间。

另外，在本发明还扩展了RNC和UE交互消息中的信元，在扩展的信元中携带相应的状态转移信息，以指示本次寻呼的目的是实现信道状态转移，对于UE来说，其可以省略掉UE发送的寻呼响应消息，并在UE被寻呼后，直接进行状态转移。

为了对本发明有进一步的了解，下面将结合图，详细地说明本发明的具体实现方式进行说明。并将以从网络侧和从UE侧发起的由CELL_PCH到CELL_DCH的状态转移过程的实现为例对本发明进行说明。

首先，对从网络侧发起的由CELL_PCH到CELL_DCH的状态转移过程进行说明，具体如下：

从网络侧发起的由CELL_PCH-＞CELL_DCH的信道状态转移过程中，RNC发送寻呼消息并同时建立切换后的链路，即专用无线链路，所述链路建立之后，再命令UE切换到所述链路上。

在本实施例中，省略了UE接收寻呼消息后向RNC返回寻呼响应消息的过程，而是由RNC直接发送命令UE转移到切换后的专用无线链路上命令消息。

相应的处理流程如图3所示，具体包括如下步骤：

步骤31：RNC与NodeB进行消息交互，以在UE所在的小区建立专用无线链路。

步骤32：在RNC与NodeB进行交互消息的同时，RNC还向UE发送寻呼消息；

具体为：RNC根据该UE对应的寻呼时刻，在PCH上发送PAGING TYPE 1(寻呼类型1)消息，使用该UE的U-RNTI寻呼该UE，在所述的消息中包含扩展信元“是否需要小区更新消息”的信息，即不需要小区更新消息的指示，在该信元中携带的信息用于指示UE不需要发送小区更新消息；

上述消息扩展包含的信元是在PAGING TYPE 1中的Page Record(寻呼标识)包含的UTRAN single UE identity(无线陆地接入系统的单个移动终端标识)中扩展的一个信元，该信元结构如表1所示。

                                表1

＞是否需要小区更新消息

MD

Boolean布尔数学运算

TRUE表示需要，FALSE表示不需要。如果该信元不存在，表示需要。

表1的信元用于在寻呼时通知UE，该寻呼是否需要UE回应寻呼响应消息，即响应小区更新消息。如果不需要回应寻呼响应消息，则消息中携带FALSE(假)标识，表示UE被寻呼后，直接转移到CELL_FACH状态；

在该步骤中，RNC向UE发送的消息中的该信元标识为假标识，且在UE收到PAGING TYPE 1消息后，发现消息中的U-RNTI与网络分配给该UE的U-RNTI相符，消息中的“是否需要小区更新消息”存在且为FALSE，则直接转移到CELL_FACH状态。

步骤33：RNC直接向UE继续发送小区更新确认消息，以命令UE转移到CELL_DCH状态；

具体为：在RNC发送所述的PAGING TYPE 1消息对应的PCH无线帧，并延迟若干个无线帧之后，在FACH信道上发送CELL UPDATE CONFIRM(小区更新确认)消息，在该消息中包含专用无线链路的配置信息；

在该步骤中，延迟若干个无线帧的目的是为了保证UE能够收到PAGING TYPE 1消息后，有足够的时间转换到FACH信道上接收消息，一般建议延迟1到2个无线帧即可。

步骤34：UE收到RNC发来的所述的CELL UPDATE CONFIRM消息后，切换到相应的专用无线链路上，并向RNC返回PHYSICAL CHANNELRECONFIG CMP(物理信道重新建立完成)消息；

此时，完成了UE的由CELL_PCH到CELL_DCH的状态转移操作。

在上述过程中，由于RNC与Node B之间的专用无线链路的建立过程与RNC与UE之间的控制UE状态转移的处理过程并行进行，有效节省了相应的处理时间，减少了处理时延。同时，本发明提供的上述实施例中，还省掉了图2中的CELL UPDATE消息的处理过程，进一步减少了处理的时延，以及空口的消息交互量，提高了网络的性能。

针对本发明中的上述改进，需要说明的是：由于CELL UPDATE消息的省略，使得通过该消息传递的信息RNC无法获得，为此，还需要对本发明进行相应的适应性改进。

在现有技术中，系统通过发送CELL UPDATE消息来传送一些RNC需要获得的关于链路建立等相关信息，具体包括以下三种信息：

(1)START(开始)：用于对空口数据的完整性进行保护和加密过程中对计数器进行初始化同步；

(2)下行公共导频质量测量：用于计算下行无线链路初始发射功率；

(3)UE到NodeB的无线信号传输时延：用于在上行无线链路同步时的时间对齐。

由于在本发明中省掉了CELL UPDATE消息的处理过程，则RNC不能够获取这些相关的信息，这将对处理状态转移过程产生一定的影响，下面将分别描述为避免影响所采取的相应处理措施，具体如下：

(1)对于缺少START信息的处理方法为：UE和RNC分别将计数器初始化同步为0。

(2)对于缺少下行公共导频质量测量信息的处理方法为：

由于缺少下行公共导频质量测量信息将可能导致初始发射功率设置不准确的问题出现。因此，为了降低初始功率设置不准确的影响，本发明提供的方法引入如下改进措施：

(a)首先，延长UE下行无线链路同步最大允许时间；

在现有协议中，通过T312参数控制UE下行无线链路同步时间，提高UE下行同步的概率，本发明提供的方法是扩展消息中的信元，在消息的信元中携带与该时间相关的信息，依据该信息来处理UE下行无线链路同步。

具体是在RNC发给UE的消息中，扩展消息中可选信元，使得该信元携带时间信息，具体实现方式如下所述：

(a1)在RNC发给UE的重新配置UE到CELL_PCH状态的消息中扩展可选信元，该信元为“被寻呼时不响应CELL UPDATE消息时的下行无线链路同步最大允许时间”，其取值范围与T312参数是相同的；

所述的T312为下行无线链路同步最大允许时间，取值为整数1到15，单位为秒，在UE开始下行同步过程时启动定时器T312；UE发现下行已经同步时停止定时器；定时器超时，则认为下行同步过程失败，停止下行同步过程。

(a2)在UE发给RNC的重配置响应消息中扩展可选信元，该信元为“最大允许时间是否生效”，取值为TRUE，表示生效。

如果UE发给RNC的重配置响应消息中包含该信元，表示UE支持省略CELL UPDATE消息的功能；如果不包含该信元，表明UE不支持该功能，在后续的PCH到DCH链路切换时，RNC对该UE不启动该功能。

(b)之后，在所述的延长后的同步最大允许时间内，Node B周期性攀升下行无线链路初始发射功率；

具体为：在NodeB上行无线链路同步之前，NodeB在下行无线链路初始发射功率的初始设定值的基础上，以设定的周期值及步长值周期性攀升下行无线链路初始发射功率；

RNC具体可以通过专用无线链路建立过程通知NodeB功率攀升的周期和每周期内功率攀升的步长。

通过延长UE的下行无线链路同步时间，以及在同步之前的下行无线链路功率攀升的处理手段，降低了无下行开环功率控制的影响，保证链路初始发射功率的稳定性。

(3)对于缺少UE到NodeB的无线信号传输时延情况，则由于NodeB具有在时间域搜索的功能，当小区半径不大时，这一情况基本不会影响无线链路建立，因此，也就无需针对这一情况采取特殊处理。

其次，将再对本发明中从UE侧发起的由CELL_PCH到CELL_DCH的状态转移过程进行说明。

该过程由于为UE发起，因此，RNC无需向UE发送寻呼消息，省去了图3中的步骤32的过程，而是由UE向RNC发送小区更新消息，当RNC收到所述的消息后，进行专用无线链路的建立，后续的步骤与图3基本相同。

对于由UE侧发起的从CELL_PCH到CELL_DCH的状态转移过程的处理流程如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤41：UE在RACH信道上发送CELL UPDATE消息给RNC。

步骤42：RNC收到CELL UPDATE消息后，RNC与NodeB进行消息交互，建立专用无线链路。

步骤43：在RNC与NodeB进行消息交互的同时，即在执行步骤42的过程中，RNC在FACH信道上发送CELL UPDATE CONFIRM消息，同样，在该消息中包含专用无线链路的配置信息；

该步骤与图2所示的处理不同之处在于，该步骤是在RNC与NodeB之间建立专用无线链路的过程中执行，而不是如图2那样执行完成步骤42后，再执行步骤43，因此，本发明可以降低状态转移过程中的时延。

步骤44：UE收到CELL UPDATE CONFIRM消息后，切换到专用无线链路，返回PHYSICAL CHANNEL RECONFIG CMP消息，完成UE的状态转移。

从上述针对图3和图4的描述可以看出，无论是由网络侧发起的状态转移，还是由UE发起的状态转移，均可以以较小的时延实现，从而有效提高了无线通信网络的通信性能。

本发明还提供了一种无线通信系统中状态转移的实现装置，为了能够很好地理解本发明，下面将对本发明提供的装置进行详细说明。所述的装置可以设置在RNC中，该装置的结构如图5所示，包括：无线链路建立模块、链路切换控制器、确认消息发送模块，并可选地包括本发明专门设置的寻呼消息发送模块。

下面详细介绍组成本发明提供的装置的各个模块，具体如下：

无线链路建立模块：设置在RNC中，用于建立用户终端进行状态转移后需要接入的无线链路，该模块为RNC中已经存在的模块；

链路切换控制器：设置在RNC中，用于在建立无线链路过程中，触发确认消息发送模块，以便于RNC能够在建立无线链路的同时向用户终端发送小区更新确认消息，节省状态转移需要的时间；

确认消息发送模块：设置在RNC中，用于在链路切换控制器的触发下向用户终端发送小区更新确认消息，所述消息用于控制用户终端切换到建立的无线链路上。

本发明所述的装置中还包括寻呼消息发送模块，当由网络侧发起信道状态转移操作时，该模块用于在无线链路建立模块建立无线链路过程中，控制RNC向用户终端发送携带有不需要小区更新消息指示信息的寻呼消息，接收到该消息的用户终端不再向RNC返回寻呼响应消息。

总之，本发明提供的方法能够在UE进行状态转移的时候，减少状态转移过程的时延，从而能够支持一些快速的通信业务，提高通信服务质量，并在一定程度上，减少了系统中的信息流量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1、一种无线通信系统中状态转移的实现方法，其特征在于，包括：

A、网络侧建立用户终端进行状态转移后接入的无线链路，并在建立所述无线链路过程中通知用户终端进行链路切换；

B、用户终端收到所述的通知后，切换到所述的无线链路上。

2、根据权利要求1所述的方法。其特征在于，当所述的用户终端的状态转移过程由网络侧发起时，则所述的步骤A还包括：

网络侧的无线网络控制器RNC向用户终端发送寻呼消息，所述的消息中携带着不需要小区更新消息的指示，用户终端收到该消息后，不再向RNC返回寻呼响应消息。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的不需要小区更新消息的指示通过针对寻呼类型1消息中的寻呼记录信息内的无线陆地接入系统的单个移动终端标识的扩展信息承载。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

在空口数据的完整性保护和加密过程中对计数器进行初始同步，且将UE和RNC中的计数器均初始同步为0。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

RNC与用户终端之间进行消息交互确定：用户终端被寻呼时，在不响应小区更新消息的情况下，下行无线链路同步最大允许时间信息；

基站在上行无线链路同步之前，在所述的最大允许时间内，以下行无线链路初始发射功率初始设定值为基础，周期性按预定步长提升下行无线链路初始发射功率。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

基站通过其与RNC之间的无线链路建立过程获取所述的周期及步长值。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述的用户终端的状态转移过程由用户终端侧发起时，则所述的方法还包括：

用户终端向网络侧的RNC发送小区更新消息，RNC接收所述的小区更新消息后，执行步骤A。

8、根据权利要求1至7任一项所述的方法。其特征在于，所述的步骤A包括：

A1、RNC向用户终端下发小区更新确认消息，通知用户终端进行链路切换。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述的用户终端的状态转移过程由网络侧发起时，则所述的步骤A1包括：

RNC向用户终端发送寻呼消息后，等待预定的时间后，向用户终端发送小区更新确认消息。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

当用户终端切换到所述的专用无线链路上后，向RNC返回物理信道配置完成消息。

11、一种无线通信系统中状态转移的实现装置，其特征在于，包括：

无线链路建立模块：设置在RNC中，用于建立用户终端进行状态转移后需要接入的无线链路；

链路切换控制器：设置在RNC中，用于在建立无线链路过程中，触发确认消息发送模块；

确认消息发送模块：设置在RNC中，用于在链路切换控制器的触发下向用户终端发送小区更新确认消息，所述消息用于控制用户终端切换到建立的无线链路上。

12、根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

寻呼消息发送模块：在无线链路建立模块建立无线链路过程中，控制RNC向用户终端发送携带有不需要小区更新消息指示信息的寻呼消息，接收到该消息的用户终端不再向RNC返回寻呼响应消息。

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