CN1905732A

CN1905732A - 支持长期演进系统结构中控制平面和用户平面分离的方法

Info

Publication number: CN1905732A
Application number: CNA2005100849353A
Authority: CN
Inventors: 许丽香; 李小强
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-01-31

Abstract

一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法，包括控制平面实体(RAN server)配置用户平面实体(NodeB+)，其中，RANserver发送“呼叫建立请求”消息给NodeB+；NodeB+收到“呼叫建立请求”消息后，NodeB+保留必要的资源，根据消息中的参数配置层2和物理层；NodeB+发送“呼叫建立响应”消息给RAN server。本发明给出了基于LTE系统结构的配置用户平面的方法，包括用户平面的建立、释放、无线链路控制功能实体的控制，以及对用户平面层2加密的控制。

Description

支持长期演进系统结构中控制平面和用户平面分离的方法

技术领域

本发明涉及支持第三代伙伴计划(以下简称3GPP)提出的移动通信系统长期演进(以下简称LTE)系统结构中控制平面和用户平面分离的方法。

背景技术

现有的第三代伙伴计划(以下简称3GPP)结构如图1所示。下面是对图13GPP系统结构的描述。

101用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备。102NodeB是无线网络子系统中(简称RNS)负责无线收/发的节点。103控制无线网络控制器(以下简称CRNC)是直接控制NodeB的无线网络控制器。104服务无线网络控制器(以下简称SRNC)是控制承载信息的无线网络控制器(以下简称RNC)，如无线资源控制(以下简称RRC)状态。105网关通用分组无线业务(以下简称通用分组无线业务为GPRS)支持节点(以下简称网关GPRS支持节点为GGSN)和106服务GPRS支持节点(以下简称SGSN)为数据的传输提供路由。107E-PDN是外部的公共数据网，提供数据源。

现有的3GPP系统结构存在可升级性差，呼叫建立时间长等诸多缺点，因此3GPP标准化组织正在进行LTE的标准化工作。LTE系统的需求之一是在不减少系统容量的情况下提供可升级的系统结构和方案。针对这一需求，一些公司提出RNC控制平面和用户平面分离的系统结构。如将RNC分成无线控制服务器(以下简称RCS)和用户平面服务器(以下简称UPS)两个网络实体，其中UPS可以和NodeB合在一起，称为NodeB+。RCS可以和SGSN集成在一个网络实体中，称其为无线接入网络服务器(以下简称RAN server)。RCS也可以和SGSN以及GGSN都合在一起，称其为接入控制路由器(以下简称ACR)。还可以将分组数据会聚协议(以下简称PDCP)和上行的无线链路控制(以下简称RLC)放到GGSN，使得系统可以有上行的宏分集控制(以下简称MDC)功能。尽管各个公司的方案存在差别，但是共同点是RNC控制平面功能和用户平面功能的分离。

基于上述LTE提出的RNC控制平面和用户平面分离的系统结构，分离的网络实体之间的接口需要是开放的公共接口，保证运营商可以分别使用不同厂家的设备，虽然现有的协议定义了一些原语来完成控制平面和用户平面信息交流的功能，但是这些原语是不够的。

发明内容

本发明的目的是提供一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法。

为实现上述目的，一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法，包括控制平面实体(RAN server)配置用户平面实体(NodeB+)，其中，

1)RAN server发送“呼叫建立请求”消息给NodeB+；

2)NodeB+收到“呼叫建立请求”消息后，NodeB+保留必要的资源，根据消息中的参数配置层2和物理层；

3)NodeB+发送“呼叫建立响应”消息给RAN server。

本发明给出了基于LTE系统结构的配置用户平面的方法，包括用户平面的建立、释放、无线链路控制功能实体的控制，以及对用户平面层2加密的控制。

附图说明

图1是现有的3GPP系统结构；

图2是RAN server为用户建立用户平面承载的过程；

图3是RAN server配置公共传输信道资源的过程；

图4是RAN server删除用户使用的用户平面承载的过程；

图5是RAN server控制RLC功能实体的过程；

图6是RAN server控制Layer2加密的过程；

图7是UE从空闲状态移动到DCCH状态；

图8是UE从Cell_DCH状态移动到Cell_PCH或者URA_PCH状态；

图9是RAN server控制RLC功能实体的实施例，由于RLC不可恢复的错误而引起的小区更新过程；

图10是RAN server控制Layer2加密过程的实施例。

具体实施方式

本发明中以RNC的用户平面功能和NodeB合在一个网络实体即NodeB+，RNC控制平面功能和SGSN集成在一个网络实体即RAN server为例，给出了LTE系统结构中配置用户平面的方法。对于其他的各种情况，例如RNC的用户平面功能实体没有和NodeB合在一起，或者RNC的控制平面功能实体没有和SGSN合在一起，或者把上行的RLC和PDCP放在GGSN的情况，本发明中给出的配置用户平面的过程同样适用。

图2为RAN server为用户建立用户平面承载的过程。

201 RAN server发送“呼叫建立请求”消息给NodeB+。消息中包括信息元素小区标识、UE标识、承载信息、物理信道信息和无线链路(以下简称RL)信息等，其中承载信息包括业务类型、无线接入承载(以下简称RAB)类型、数据速率、业务质量保证(以下简称Qos)参数等。该过程用于为UE建立用户平面的传输承载。NodeB+收到“呼叫建立请求”消息后，NodeB+保留必要的资源，根据消息中的参数配置层2(以下简称Layer 2)和物理层，如根据业务类型和承载信息配置Layer 2，并根据物理信道和RL信息配置物理层。202当Layer 2和RL都被成功配置后，NodeB+发送“呼叫建立响应”消息给RAN server，把RL的有关配置信息通知RAN server。如果NodeB+不能按照收到消息中的参数成功配置，NodeB通知RAN server相应的原因。成功和失败的情况下，NodeB+都可以通过“呼叫建立响应”来通知RAN server，在这种情况下消息中还包含信息元素结果，例如成功还是失败。NodeB+也可以通过不同的消息来通知RAN server，例如在失败的情况下发送“呼叫建立失败”消息给RAN server，消息中包含信息元素失败的原因。

图3为RAN server配置公共传输信道资源的过程。

301 RAN server发送“公共传输信道建立请求”消息给NodeB+。消息中包括RB参数，如传输信道上映射的逻辑信道类型，RLC的模式。NodeB+根据收到消息中的参数配置资源，NodeB+配置请求的传输信道、物理信道和Layer 2资源成功后，302 NodeB+发送“公共传输信道建立响应”消息给RAN server。假如NodeB+不能支持所有或部分配置，NodeB+发送“公共传输信道建立失败”消息给RAN server。

图4为RAN server删除用户使用的用户平面承载的过程

401 RAN server发送“呼叫删除请求”消息给NodeB+。消息中包括UE标识。NodeB+收到此消息后，释放所有该UE使用的资源。402 NodeB+发送“呼叫删除响应”消息给RAN server。

图5为RAN server控制RLC功能实体的过程。

501 RAN server发送“RLC控制”消息给NodeB+。消息中包括信息元素控制类型和要控制的承载标识。其中控制类型可以是悬挂(suspend)、继续(resume)、停止(stop)、重新建立、重新复位(reset)等。承载标识可以是无线接入承载(以下简称RAB)标识和无线承载(以下简称RB)标识。NodeB+收到“RLC控制”消息后，NodeB+根据消息中的参数控制RLC功能实体的处理状态。502 NodeB+发送“RLC控制响应”消息给RAN server，消息中包括信息元素承载标识，如RAB标识和RB标识。如果NodeB+按照接收消息的参数成功控制了Layer2，NodeB+还要在响应消息中通知RAN server当前的序列号(以下简称SN)。

图6为RAN server控制Layer2加密的过程。

601 RAN server发送“加密控制”消息给NodeB+。消息中包括信息元素承载标识(如RAB标识)和承载的加密控制信息。其中承载的加密控制信息如承载标识、密码(key)、加密模式、激活时间等。NodeB+根据收到消息中的参数进行加密控制。602 NodeB+发送“加密控制响应”消息给RAN server。

实施例

图7为RAN server为用户建立用户平面承载的实施例，UE从空闲状态移动到小区的专用信道状态(以下简称Cell_DCH状态)。对于UE从小区的寻呼信道状态(以下简称Cell_PCH状态)或者通用陆地无线接入网注册区域寻呼信道状态(以下简称URA_PCH状态)移动到Cell_DCH状态的过程，RAN server和NodeB+之间的配置用户平面承载的过程是相同的，区别是空中接口的RRC消息为“小区更新”和“小区更新确认”消息，而不是RRC连接建立过程的有关消息，另外，也不需要后面传输非接入层消息“连接请求”及“连接接受”的步骤。

701UE通过公共控制信道(以下简称CCCH)发送“RRC连接请求”消息给NodeB+。702 NodeB+收到此消息后，经过用户平面的处理，把层3的消息通过“公共传输指示”消息发送给RAN server。NodeB还要通知RAN server接收到“RRC连接请求”消息的小区标识，传输信道信息(如传输信道类型和传输信道标识)，逻辑信道类型等。

703 RAN server发送“呼叫建立请求”消息给NodeB+。消息中包括信息元素小区标识、UE标识、承载信息、物理信道信息和RL信息等，其中承载信息包括业务类型、RAB类型、数据速率和Qos参数等。该过程用于为UE建立用户平面的传输承载。NodeB+收到“呼叫建立请求”消息后，NodeB+保留必要的资源，根据消息中的参数配置Layer 2和物理层，如根据业务类型和承载信息配置Layer 2，并根据物理信道和RL信息配置物理层。704当Layer 2和RL都被成功配置后，NodeB+发送“呼叫建立响应”消息给RAN server，把RL的有关配置信息通知RAN server。如果NodeB+不能按照接收消息中的参数成功配置，NodeB+通知RAN server相应的原因。成功和失败的情况下，NodeB+都可以通过“呼叫建立响应”来通知RAN server，在这种情况下消息中还包含信息元素结果，例如成功还是失败。NodeB+也可以通过不同的消息来通知RAN server，例如在失败的情况下发送“呼叫建立失败”消息给RAN server，消息中包含信息元素失败的原因。

705 RAN server发送“公共传输请求”消息给NodeB+，请求NodeB+在UE所在小区的相应物理信道、传输信道和逻辑信道上发送RRC消息。“公共传输请求”消息包含小区标识、物理信道标识、传输信道信息(如传输信道类型和传输信道标识)、逻辑信道类型和RRC消息。

706 NodeB+发送“RRC建立”消息给UE。

707UE通过专用控制信道(以下简称DCCH)发送“RRC连接建立完成”消息给NodeB+。

708 NodeB+通过“专用传输指示”消息把RRC消息发送给RAN server。“专用传输指示”消息包括信息元素RAB标识、信令无线承载(以下简称SRB)标识和RRC消息。

709UE发送“初始直接转移”消息给NodeB+，消息中包含非接入层消息“连接请求”。710 NodeB+通过“专用传输指示”消息把RRC消息发送给RAN server。

711 RAN server发送“专用传输请求”消息给NodeB+，请求NodeB+在相应的承载上发送RRC消息。“专用传输请求”消息中包含RAB标识、SRB标识和UE标识类型。

712 NodeB+发送“下行直接转移”消息给UE，消息中包含非接入层消息“连接接受”。

图8为RAN server删除用户使用的用户平面承载的实施例，UE从Cell_DCH状态移动到Cell_PCH或者URA_PCH状态。

801 RAN server发送“专用传输请求”消息给NodeB+，请求NodeB+在相应的承载上发送RRC消息。802 NodeB+经过用户平面的处理，发送“RB释放”消息给UE。

803UE释放消息中指示的应释放的资源，发送“RB释放完成”消息给NodeB+。

804 NodeB+经过用户平面的处理，通过“专用传输指示”消息把RRC消息发送给RAN server。

805 RAN server发送“呼叫删除请求”消息给NodeB+，消息中包括UE标识。NodeB+收到此消息后，释放该UE使用的相应资源。806 NodeB+发送“呼叫删除响应”消息给RAN server。

图9为RAN server控制RLC功能实体的实施例，由于RLC不可恢复的错误而引起的小区更新过程。下面是对该过程的详细说明。

901UE通过公共控制信道(以下简称CCCH)发送“小区更新”消息给NodeB+。902 NodeB+收到此消息后，经过用户平面的处理，把层3的消息通过“公共传输指示”消息发送给RAN server。NodeB还要通知RAN server接收到“小区更新”消息的小区标识，传输信道信息(如传输信道类型和传输信道标识)，逻辑信道类型等。

903 RAN server发送“RLC控制”消息给NodeB+。消息中包括信息元素控制类型和要控制的承载标识。其中控制类型可以是悬挂(suspend)、继续(resume)、停止(stop)、重新建立、重新复位(reset)等。承载标识可以是无线接入承载(以下简称RAB)标识和无线承载(以下简称RB)标识。NodeB+收到“RLC控制”消息后，NodeB+根据消息中的参数控制RLC功能实体的处理状态。904NodeB+发送“RLC控制响应”消息给RAN server，消息中包括信息元素承载标识，如RAB标识和RB标识。如果NodeB+按照接收消息的参数成功控制了L2 RLC功能实体，NodeB+还要在响应消息中通知RAN server当前的序列号(以下简称SN)。

905 RAN server发送“公共传输请求”消息给NodeB+，请求NodeB+在UE所在小区的相应物理信道、传输信道和逻辑信道上发送RRC消息。“公共传输请求”消息包含小区标识、物理信道标识、传输信道信息(如传输信道类型和传输信道标识)、逻辑信道类型和RRC消息。906 NodeB+发送“小区更新确认”消息给UE。

图10为RAN server控制Layer2加密过程的实施例。

1001 RAN server发送“RLC控制”消息给NodeB+，要求NodeB+悬挂相应的RLC功能实体。

1002 NodeB+收到“RLC控制”消息后，NodeB+根据消息中的参数

控制RLC功能实体的处理状态，然后发送“RLC控制响应”消息给RANserver。

1003 RAN server发送“专用传输请求”消息给NodeB+，请求NodeB+在相应的承载上发送RRC消息。

1004 NodeB+发送“安全模式命令”消息给UE。

1005UE根据消息中的参数进行相应的加密控制，然后发送“安全模式完成”消息给NodeB+。

1006 NodeB+通过“专用传输指示”消息把RRC消息发送给RANserver。

1007 RAN server发送“加密控制”消息给NodeB+。消息中包括信息元素RAB标识和承载的加密控制信息。其中承载的加密控制信息如承载标识、密码(key)、加密模式、激活时间等。

1008 NodeB+根据收到消息中的参数进行加密控制，然后发送“加密控制响应”消息给RAN server。

1009 RAN server发送“RLC控制”消息给NodeB+，要求NodeB+继续(resume)相应的RLC功能实体的处理。

Claims

1.一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法，包括控制平面实体(RAN server)配置用户平面实体(NodeB+)，其中，

4)RAN server发送“呼叫建立请求”消息给NodeB+；

5)NodeB+收到“呼叫建立请求”消息后，NodeB+保留必要的资源，根据消息中的参数配置层2和物理层；

6)NodeB+发送“呼叫建立响应”消息给RAN server。

2.根据权利要求1所述，其特征在于，“呼叫建立请求”消息中包含信息元素小区标识。

3.根据权利要求1所述，其特征在于，“呼叫建立请求”消息中包含信息元素用户设备标识。

4.根据权利要求1所述，其特征在于，“呼叫建立请求”消息中包含信息元素承载信息，例如，业务类型、无线接入承载类型、数据速率和业务质量保证参数。

5.根据权利要求1所述，其特征在于，“呼叫建立请求”消息中包含信息元素物理信道信息。

6.根据权利要求1所述，其特征在于，“呼叫建立请求”消息中包含信息元素无线链路信息。

7.根据权利要求1所述，其特征在于，NodeB+在层2和无线链路都被成功配置后发送“呼叫建立响应”消息给RAN server。

8.根据权利要求1所述，其特征在于还包括，如果NodeB+不能按照接收消息中的参数成功配置，NodeB+发送“呼叫建立失败”消息给RANserver。

9.根据权利要求8所述，其特征在于，“呼叫建立失败”消息中包含信息元素失败的原因。

10.一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法，包括控制平面实体(RAN server)配置用户平面实体(NodeB+)，其中，

1)RAN server发送“公共传输信道建立请求”消息给NodeB+；

2)NodeB+根据收到消息中的参数配置资源；

3)NodeB+配置资源成功后，NodeB+发送“公共传输信道建立响应”消息给RAN server。

11.根据权利要求10所述，其特征在于还包括，如果NodeB+不能支持所有或部分配置，NodeB+发送“公共传输信道建立失败”消息给RANserver。

12.根据权利要求10所述，其特征在于，“公共传输信道建立请求”消息中包括信息元素RB参数，如传输信道上映射的逻辑信道类型，RLC的模式。

13.一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法，包括控制平面实体(RAN server)配置用户平面实体(NodeB+)，其中，

1.RAN server发送“呼叫删除请求”消息给NodeB+；

2.NodeB+收到此消息后，释放所有该UE使用的资源；

3.NodeB+发送“呼叫删除响应”消息给RAN server。

14.根据权利要求13所述，其特征在于，“呼叫删除请求”消息中包含信息元素UE标识。

15，一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法，包括控制平面实体(RAN server)配置用户平面实体(NodeB+)，其中，

1)RAN server发送“RLC控制”消息给NodeB+；

2)NodeB+收到“RLC控制”消息后，NodeB+根据消息中的参数控制RLC功能实体的处理状态；

3)NodeB+发送“RLC控制响应”消息给RAN server。

16.根据权利要求15所述，其特征在于，“RLC控制”消息中包含信息元素控制类型。

17.根据权利要求16所述，其特征在于所述控制类型可以是悬挂、继续、停止、重新建立、重新复位。

18.根据权利要求15所述，其特征在于，“RLC控制”消息中包含信息元素承载标识。

19.根据权利要求18所述，其特征在于，“RLC控制”消息中的承载标识包括无线接入承载标识。

20.根据权利要求18所述，其特征在于，“RLC控制”消息中的承载标识包括无线承载标识。

21.根据权利要求16所述，其特征在于，“RLC控制响应”消息中包含信息元素承载标识。

22，根据权利要求21所述，其特征在于，“RLC控制响应”消息中的承载标识包括RAB标识。

23.根据权利要求21所述，其特征在于，“RLC控制响应”消息中承载标识包括RB标识。

24.根据权利要求15所述，其特征在于还包括，如果NodeB+按照接收消息的参数成功控制了层2RLC功能实体的处理状态，NodeB+还要在响应消息中通知RAN server当前的序列号。

25.一种支持LTE系统结构中控制平面和用户平面分离的方法，包括控制平面实体(RAN server)配置用户平面实体(NodeB+)，其中，

1)RAN server发送“加密控制”消息给NodeB+；

2)NodeB+根据收到消息中的参数进行加密控制；

3)NodeB+发送“加密控制响应”消息给RAN server。

26.根据权利要求25所述，其特征在于，“加密控制”消息中包括信息元素承载标识。

27.根据权利要求25所述，其特征在于，“加密控制”消息中的承载标识可以是RAB标识。

28.根据权利要求25所述，其特征在于，“加密控制”消息中包括信息元素承载的加密控制信息，如承载标识、密码、加密模式、激活时间。