CN1910944A - 用于移动通信系统中分组交换通信的基站变更的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在移动台与支持节点之间传送分组交换通信的基站的变更。基站变更属于无损类型，从而允许在移动台与支持节点之间采取未确认模式的分组交换通信的无损基站变更。

Description

用于移动通信系统中分组交换通信的基站变更的方法及系统
发明的技术领域
本发明涉及通信。更特别地，它涉及通过无线电链路的分组数据通信以及基站的变更。具体来说，它涉及GPRS(通用分组无线电系统)和UMTS(通用移动电信系统)通信中的分组交换通信的基站切换。
背景和相关技术的说明
分组无线电业务在例如GPRS和UMTS中通过无线电链路提供分组交换通信。数据被拆卸并在分组或协议数据单元(PDU)中发送。在接收后，PDU被重新组装。
图1说明用于GERAN(GSM-EDGE无线电接入网)A/Gb模式的协议层，并且将在下面进行某种程度的详细说明。与网络层协议数据单元N-PDU的传送相关的所有功能由GPRS网络实体以透明方式来执行。
第三代合作项目(3GPP)：技术规范小组GERAN，数字蜂窝电信系统(阶段2+)；通用分组无线电业务(GPRS)；GPRS无线电接口的整体描述；阶段2(版本4)，3GPP TS 43.064 V4.3.0，France，2002年2月，提供GPRS和EGPRS(增强GPRS)无线电接口Um的较低层功能的整体描述。下文中，如果没有明确说明，则GPRS表示GPRS以及EGPRS。EGPRS移动台/基站是具有用于增强无线电接入协议特征以及增强调制和编码方案的附加功能的符合GPRS的移动台/基站。EGPRS的支持对于移动台和网络是可选的。
第三代合作项目(3GPP)：技术规范小组GSM/EDGE无线电接入网；通用分组无线电业务(GPRS)；移动台(MS)-基站系统(BSS)接口；无线电链路控制/媒体访问控制(RLC/MAC)协议(版本4)，3GPP TS44.060 V4.8.0，France，2002年9月，规定在无线电接口用于通用分组无线电业务GPRS、媒体访问控制/无线电链路控制MAC/RLC层的规程。RLC/MAC功能支持两种操作模式：
-未确认操作；以及
-已确认操作。
章节9.3描述RLC数据块传送期间的操作。RLC已确认模式RLC-AM操作采用RLC数据块的重传来实现高可靠性。RLC未确认模式RLC-UM操作不采用RLC数据块的重传。
第三代合作项目(3GPP)：技术规范小组无线电接入网，物理层规程，3G TS 25.322 v3.5.0，France，2000年12月，规定无线电链路控制RLC的三种数据传送服务：
-透明数据传送服务，
-未确认数据传送服务，以及
-已确认数据传送服务
小节4.2.1.1和4.2.1.2描述透明模式实体和未确认模式实体。这两种模式的一个差别在于分组开销的管理。
在透明模式中，RLC没有增加或消除开销。在小节4.2.1.3中，描述已确认模式实体AM-实体(参见3GPP技术规范的图4.4)。在已确认模式中，采用自动重复请求ARQ。RLC子层提供与所使用的无线电传输技术密切结合的ARQ功能性。
第三代合作项目(3GPP)：技术规范小组核心网；数字蜂窝电信系统(阶段2+)；移动台(MS)-在服务GPRS支持节点(SGSN)；子网相关会聚协议(SNDCP)(版本5)，3G TS 44.065 v5.1.0，France，2003年9月，提供用于GPRS的子网相关会聚协议SNDCP的描述。SNDCP实体执行要采用LLC(逻辑链路控制)层所提供的服务来发送的来自不同源的数据的复用。
第三代合作项目(3GPP)：技术规范小组核心网；通用分组无线电业务(GPRS)；通过Gn和Gp接口的GPRS隧道协议(GTP)(版本5)，3GPP TS 29.060 V5.8.0，France，2003年12月，定义在以下接口上使用的GTP的第二版本：
-GPRS的Gn和Gp接口；
-UMTS的Iu、Gn和Gp接口。
在GPRS(和UMTS)内，Gn接口是PLMN中的GPRS支持节点(GSN)之间的接口，以及Gp接口是不同PLMN的GPRS支持节点(GSN)之间的接口。在UMTS中，Iu接口是RNC和核心网之间的接口。
Gb接口是SGSN(在服务GPRS支持节点)与BSC(基站控制器)之间的接口。A接口是BSC与MSC(移动服务交换中心)之间的接口。
GPRS隧道协议GTP是UMTS/GPRS主干网中的GPRS支持节点GSN之间的协议。GTP允许多协议分组通过GSN之间以及SGSN(在服务GSN)与UTRAN(通用地面无线电接入网)之间的UMTS/GPRS主干进行隧道传输。
第三代合作项目(3GPP)：技术规范小组核心网；移动台-在服务GPRS支持节点(MS-SGSN)；逻辑链路控制(LLC)层规范；(版本4)，3GPP TS 44.064 V4.3.0，France，2002年3月，定义要用于移动台MS与在服务GPRS支持节点SGSN之间的分组数据传送的逻辑链路控制LLC层协议。LLC从MS跨越到SGSN。LLC预计与已确认和未确认数据传送配合使用。
LLC支持两种操作模式：
-未确认对等操作LLC-UM，以及
-已确认对等操作LLC-AM。
在未确认操作中，逻辑链路实体可发起向对等实体的传输，而没有预先建立与对等实体的逻辑连接。LLC不保证按次序传递。LLC可检测所接收帧中的错误，以及根据是否以保护模式发送帧来丢弃或传递错误帧。在LLC层没有定义差错恢复过程。较高层协议可用于根据需要提供可靠性。这种操作模式称作异步断开方式ADM。
对于已确认操作，平衡数据链路包含两个参与实体，以及每个实体承担其数据流的组织以及与它发起的传输关联的差错恢复过程的责任。每个实体同时用作平衡链路中的数据源以及数据宿，允许信息在两个方向上流动。这种操作模式称作异步平衡模式ABM，并且提供具有按次序传递的可靠服务。
欧洲专利申请EP1318691描述用于通知SGSN关于GPRS中的移动台小区变更操作的方法。
国际专利申请WO03032672公开一种优化包括直接向新SGSN发送标识响应的旧SGSN的GPRS中的切换过程的方法。
国际专利申请WO0079808要求减少用于移动台在处理GPRS分组交换无线电电信网络中的实时净荷的呼叫期间从旧SGSN切换到新SGSN的延时的方法的权益，其中包括缩短SGSN间路由选择区域更新中断间隔以及实现低等待时间要求和分组业务量的整形。
国际专利申请WO02085048描述用于GPRS网络、从而降低SGSN中重新排序的需求的切换过程。旧SGSN向GGSN(网关GSN)发送消息，请求停止数据传送。旧SGSN上用于传送给MS的数据被传送给新SGSN，以及来自GGSN的传送在切换完成时恢复。GGSN则向新SGSN发送数据。
在美国专利申请US20010019544中，GGSN和SGSN被允许在把上下文移动到新SGSN之前完成正进行的事务处理。第一(旧)SGSN响应SGSN间路由选择区域更新而作为临时锚进行操作。
欧洲专利申请EP1345463揭示切换期间移动节点中的TCP包的缓冲。
图2示意说明分组交换切换中涉及的一些网元。连接到网关GSN《GGSN》的源SGSN《源SGSN》支持经由源基站子系统《源BSS》到移动台《MS》的数据业务。例如当移动台朝目标SGSN《目标SGSN》所支持的目标基站子系统《目标BSS》的基站移动时，可发起基站变更。
在先有技术中，有损类型的分组交换切换用于要求短延迟但在小区变更时允许部分数据丢失的服务、如语音服务。对于有损切换，下行链路数据通常由源SGSN复制，并且都发送给源BSS以便进一步传送给当前小区中的移动台，以及发送给目标SGSN《目标SGSN》。
目标侧(BSS/SGSN)可或者在MS已经表明它在目标小区中的存在之前丢弃所转发数据，或者可在没有关于在目标小区中是否存在MS的可用信息的情况下盲目地发送数据。在盲目发送数据的情况下，指示移动台执行切换，以及向目标小区同步，下行链路数据流正在进行，以及移动台可立即开始上行链路数据流。不需要所接收数据的确认，无论是在上行链路还是在下行链路中。
根据先有技术的解决方案，例如，当从源SGSN发送给源BSS的数据分组当移动台从源BSS切换到目标BSS时在源BSS中被丢弃，则将出现数据丢失。例如，如果经由目标SGSN和目标BSS转发给MS的分组数据遇到小于与处理切换命令及获取同步的MS关联的延迟的某个延迟，则也将出现丢失。
无损类型的分组交换切换、PS切换用于对数据丢失敏感但可接受一定延迟的服务。无损切换的典型特性目前基于已确认RLC和LLC协议以及以已确认模式工作的SNDCP协议。在PS切换期间，下行链路数据流从源SGSN转发给目标SGSN。目标SGSN缓冲下行链路数据，直到移动台已经表明它在目标小区中存在为止。MS以及SGSN上的SNDCP层把N-PDU发送编号分配给所发送的各N-PDU，并且对于任何给定的双向分组业务为每个所接收N-PDU保存N-PDU接收编号。当执行这样一种业务的切换时，下一个预计的上行链路和下行链路N-PDU的编号通过切换信令消息在MS与SGSN之间交换，从而允许准确了解在切换之后应当恢复分组数据传输的位置。
以上所述的文档均未公开LLC未确认模式LLC-UM中的无损分组交换基站切换或者无线电小区变更。
发明内容
根据本发明的分组交换基站切换与GERAN中以及GERAN与UTRAN之间的小区变更关联。根据本发明，可减少小区重选时间。另外，由于本发明允许在未确认模式中操作、特别是LLC，在整个数据传送会话期间可减少链路延迟。对于RLC-UM和LLC-UM中的基站切换，情况更是如此。
可能出现数据丢失的切换称作有损切换。对于具有严格的延迟要求的分组数据通信，根据先有技术的无损切换因它的通过确认和重传所导致的强加附加延迟而不一定可行。尤其是由LLC协议层在已确认模式中引入的延迟影响更高层操作，例如，由于错误地把附加延迟解释为信道拥塞的TCP拥塞控制而具有所产生的吞吐量降级的基于TCP的服务。当不包括LLC-AM时，目前为延迟敏感应用所提供的唯一分组交换切换解决方案是有损切换。根据先有技术，无损分组交换切换仅可通过以已确认模式操作LLC/SNDCP来实现，它将增加开销、增加延迟以及减小整体吞吐量。
因此，需要减小数据传送延迟和控制信令，而没有因分组交换切换引起的分组丢失的风险。
因此，本发明的一个目的是减小数据传送延迟而没有因切换引起的分组丢失。
另一个目的是减少分组交换数据传送开销而没有因切换引起的分组丢失。
又一个目的是不要求LLC-AM作为降低分组交换切换时数据丢失的风险的手段。
另一个目的是防止因切换引起的吞吐量降低。
最后，本发明的一个目的是增强LLC/SNDCP协议，以便提供其中的LLC/SNDCP以未确认模式操作的无损切换。
通过不要求LLC/SNDCP在整个数据传送会话期间以已确认模式操作的分组交换通信的无损基站切换的方法及系统来满足这些目的。
附图简介
图1说明根据先有技术的GERAN(GSM-EDGE无线电接入网)A/Gb模式的协议层。
图2示意说明分组交换切换中涉及的一些网元。
图3说明根据本发明的一种模式、与示例PS切换关联的信令图的概况。
优选实施例的描述
为了处理要求最少分组丢失的分组业务的切换，目前可能的是以已确认模式操作RLC以及LLC/SNDCP协议。但是，这如同这两种协议以已确认模式操作一样是不合需要的，每当重传被确定为在这些层的任一层必要时，将引入一定量的延迟。尤其是在LLC层出现重传时所引起的延迟可能影响更高层操作，例如对于其中采用由TCP/IP/SNDCP/LLC/RLC组成的协议栈的基于TCP的服务，其中的最终结果是受影响的分组业务暂时遇到的吞吐量的显著减小。这种额外的延迟将施加用户所感知的降低的服务质量。另外，以已确认模式操作这两种协议将导致用于控制平面功能的增加的开销，因而提供用户平面净荷可用的更少带宽。
当今的流式服务通常通过以已确认模式操作RLC而以未确认模式操作LLC/SNDCP来实现，这允许消除如上所述的严重延迟问题的可能。但是，这种方法具有无法支持其中MS移动性涉及无线电小区/基站和SGSN的变更的情况中的无损分组业务的问题。
根据本发明的分组交换基站切换与GERAN中以及GERAN与UTRAN之间的无线电小区变更关联。
为了使以已确认模式操作LLC/SNDCP协议时会产生的可能的延迟和额外开销为最小，对于经受无损分组交换切换即PS切换以及符合用于UTRAN中的无损数据传送的原则的所有分组流，确定以下实施例：
-用于SNDCP的新操作模式
-具有/没有源BSS辅助的下行链路状态的管理，以及
-具有/没有源BSS辅助的上行链路状态的管理。
它们优选地进行组合。使切换中的分组丢失为最小，而不要求LLC/SNDCP协议在整个数据传送会话期间以已确认模式操作。由此在整个数据传送会话期间实现更高的用户数据速率。
用于SNDCP的新操作模式
SNDCP协议修改为支持新操作模式，在其中，它采用组合以未确认模式操作的LLC协议的N-PDU发送和接收序号进行操作。这意味着，移动台以及网络中的SNDCP协议实体各为经受无损PS切换的每个分组流保存发送和接收N-PDU序号以及GTP T-PDU上行链路和下行链路序号。这种序号信息从源SGSN转发给目标SGSN，使得目标SGSN中开始的SNDCP引擎可保持与源SGSN中使用的SNDCP引擎的序号连续性。下行链路N-PDU序号和下行链路GTP T-PDU编号与从源SGSN转发到目标SGSN的每个N-PDU一起提供。
具有源BSS辅助的下行链路状态的管理
在源BSS向MS发送PS切换命令消息的时间点仍未发送给移动台(在RLC层)或者由其确认的源BSS中缓冲的下行链路LLC数据可被删除，以及状态消息被回送给源SGSN，告诉它对于经受无损PS切换的每个分组流删除了多少LLC PDU。
或者，从源BSS发送给源SGSN的状态消息可提供已删除LLCPDU的一些部分、如LLC首标或者甚至完整的LLC PDU。这意味着，在源SGSN上先前向下发送给LLC并转发给源BSS作为分段LLCPDU的SN-UNITDATA PDU或者显式返回给源SGSN，或者以下列方式来引用：允许源SGSN确定哪些N-PDU没有被发送给MS，即哪些完整的N-PDU已经由MS在RLC层上确认。
源SGSN所确定的发送N-PDU序号则在消息中转发给目标SGSN。在目标小区中MS到达时，目标SGSN可开始发送由MS对于经受无损PS切换的每个分组流所预计的下一个下行链路N-PDU。MS可检测下行链路N-PDU的重复，因为目标SGSN上使用的序号基于源SGSN所使用的序号，并且它包含于从目标SGSN所发送的每个N-PDU的首标中。
对于这个实施例，要求在下行链路N-PDU要以其正确顺序被转发给目标SGSN时，或者在源BSS发送没有包含完整LLC PDU的状态消息时，源SGSN支持N-PDU缓冲。如果目标SGSN可接受不按次序的N-PDU，以及由源BSS发送的状态消息包含完整LLC PDU，则源SGSN无需支持N-PDU缓冲。
没有源BSS辅助的下行链路状态的管理
在这个实施例中，源SGSN仅可根据与经受无损PS切换的每个分组流关联的延迟属性(其中添加了足够余量)来估算发送N-PDU序号，并把这些估算值转发给目标SGSN。
源BSS缓冲器具有在源BSS向MS发送PS切换命令消息的时间点仍未发送给移动台或者由其确认(在RLC层)的下行链路LLC数据。源BSS向MS发送PS切换命令消息。此后，它向源SGSN回送仅表明MS已经发送PS切换命令消息的状态消息(即没有下行链路状态包含在消息中)。
如果在到达目标小区时，MS没有向网络发送提供经受无损PS切换的所有分组流的下行链路序号状态的消息，则目标SGSN没有其它选择，只能采用源SGSN所提供的估算发送N-PDU序号。这可能导致目标SGSN发送已经由MS接收的多个下行链路N-PDU。但是，MS可再次检测下行链路N-PDU的重复，因为序号包含在用来转变每个N-PDU的每个SN-UNITDATA PDU的首标中。
如果在到达目标小区时，MS向网络发送提供经受无损PS切换的所有分组流的下行链路序号状态的消息，则目标SGSN将具有关于对每个分组流要开始发送哪一个下行链路N-PDU的准确了解。目标SGSN删除由MS在到达目标小区时所提供的下行链路序号状态隐式确认的、从源SGSN转发的所有下行链路N-PDU。
此实施例要求源SGSN支持N-PDU缓冲，因为对于经受无损PS切换的每个分组流必须缓冲向下发送给源BSS的下行链路N-PDU的最小集合。对于给定分组流所缓冲的N-PDU的数量例如可通过与那个分组流关联的延迟属性来确定。
具有源BSS辅助的上行链路状态的管理
当源BSS接收来自源SGSN的PS切换命令消息时，它将在某个时间点停止确认上行链路中的RLC分组。当这种情况出现时，它将向源SGSN发送表明不再向它转发上行链路LLC PDU的状态消息。源SGSN则可确定经受无损PS切换的所有上行链路分组流的接收N-PDU序号，并将它们包含在送往目标SGSN的消息中。在通知源SGSN之后，源BSS将向MS发送PS切换命令消息。
PS切换命令消息可包含最近的RLC ACK/NACK报告，从而允许MS确定哪些N-PDU已经由网络完全接收。MS将在到达目标小区时从没有被旧小区中的低层所确认的下一个上行链路N-PDU开始上行链路传送。这个N-PDU应当始终对应于目标SGSN对于经受无损PS切换的每个分组流所预计的下一个上行链路N-PDU。
或者，PS切换命令消息可能没有包含RLC ACK/NACK报告或者MS可能用来确定经受无损PS切换的分组流的发送N-PDU序号的上行链路状态的任何其它指示。因此，MS将在到达目标小区时从估算为没有被旧(源)小区中的低层所确认的下一个上行链路N-PDU开始上行链路传送。在这种情况中，新小区中的MS所发送的第一N-PDU可能不对应于目标SGSN所预计的下一个上行链路N-PDU。但是，由于N-PDU序号包含在用来发送每个N-PDU的每个SN-UNITDATA PDU的首标中，因此目标SGSN将能够删除任何重复。
对于两种备选方案，源BSS被认为已经向源SGSN提供辅助，因为状态消息被发送。消息表明，源BSS已经停止确认上行链路中的RLC分组，以及将不再向它转发上行链路LLC PDU。
没有源BSS辅助的上行链路状态的管理
PS切换命令消息可从源SGSN发送给源BSS，并且包括MS应当在目标小区中对于经受无损切换的每个上行链路分组流用以开始传送的预计接收N-PDU序号。这种序号信息由源SGSN提供，而没有与源BSS协商关于它是否已经停止确认上行链路中的RLC数据。因此，附加上行链路LLC PDU可由源BSS在PS切换命令消息被发送给MS之前来确认，因而可能导致与MS看作的发送N-PDU序号的冲突。在这种情况中，MS必须始终接受通过从本地RLC操作中得出的上行链路序号信息在PS切换命令消息中所提供的上行链路序号信息。这意味着，MS必须始终缓冲已经根据RLC所确认的某些上行链路N-PDU。需要被缓冲的这些N-PDU的数量预计很小。
根据本发明，对于SNDCP定义顺序跟踪模式STM。在STM中，SGSN中以及MS中的SNDCP实体将始终跟踪与LLC-AM中的SNDCP对应的上行链路和下行链路N-PDU序号。此外，在STM上行链路和下行链路G-PDU中，与上行链路和下行链路N-PDU关联的序号被记录，与LLC-AM中的SNDCP对应。在SGSN和MS中的STM SNDCP实体中，还将利用与LLC-UM中的SNDCP对应的SN-UNITDATA PDU，以及SNDCP将在SGSN上发生PS切换时保持序号连续性。
另外一种情况是，发送给MS的PS切换命令不包含经受无损PS切换的上行链路分组流的任一个的任何接收N-PDU编号。在这种情况中，MS将采用它对上行链路状态的局部了解，它可能导致重复的上行链路N-PDU由新(目标)小区中的MS发送。由于这种重复将由目标SGSN删除，由于N-PDU序号连续性在SGSN上得到支持，因此它不会是一个问题。
图3说明根据本发明的一种模式、与示例PS切换关联的信令图的概况。在实例中，LLC以未确认模式LLC-UM操作，但本发明也适用于已确认模式LLC-AM。
图3的信令在源BSS确定需要PS切换时《1》由具有经受无损PS切换的一个或多个正进行的分组流的MS发起。RLC以已确认模式操作，LLC以未确认模式操作，以及SNDCP以顺序跟踪模式STM操作。由此，就好像LLC以已确认模式操作那样来管理N-PDU顺序编号。因此，MS和网络中的SNDCP实体必须管理经受无损PS切换的每个分组流的两个顺序参数，即发送N-PDU和接收N-PDU序号。
在STM中，如同LLC-UM一样，SNDCP将使用SN-UNITDATAPDU。对于经受无损PS切换的每个分组流，源SGSN缓冲反映与那个分组流关联的延迟属性的一组下行链路N-PDU。作为一个非限制性实例，在运行最后500ms期间从GGSN所接收的N-PDU被缓冲。
源BSS向源SGSN发送需要PS切换消息《2》。
源SGSN向目标SGSN发送准备PS切换请求消息《3》。
目标SGSN向目标BSS发送PS切换请求消息《4》。目标BSS向被请求流预先分配无线电资源(在可用时)，并向目标SGSN发回PS切换请求确认消息《4’》。
目标SGSN向源SGSN发送准备PS切换响应消息《5》。这个消息表明，SGSN这时准备接收从源SGSN转发的下行链路数据。当源SGSN接收到准备PS切换响应消息《5》时，它
-停止向源BSS发送下行链路数据，
-向源BSS发送PS切换命令消息《6》，其中还包含对于经受无损PS切换的每个分组流要接收的下一个预计上行链路N-PDU的N-PDU接收序号，
-在来自目标SGSN的准备PS切换响应消息到达之前，开始向目标SGSN转发从GGSN所接收的所有缓冲下行链路N-PDU，以及
-在来自目标SGSN的准备PS切换响应消息到达之后，开始向目标SGSN转发从GGSN所接收的下行链路N-PDU《9》。
转发给目标SGSN的每个下行链路N-PDU《9》包含关联的发送N-PDU序号和GTP序号。目标SGSN开始缓冲所转发下行链路N-PDU，直到MS通过向目标SGSN发送PS切换完成消息《7》、《10》来表明它在目标小区中存在《7》。
当源BSS接收到PS切换命令《6》时，它
-立即停止接收和确认上行链路中的数据；
-停止向MS传送下行链路数据，但是可在LLC PDU边界上终止传送，而无需等待确认；
-向源SGSN发送转发BSS上下文消息，该消息没有包含关于已经丢弃哪些缓冲下行链路LLC-PDU的信息；
-向MS发送PS切换命令《7》，指示MS到达新目标小区；该消息包含由源SGSN看作对于经受无损PS切换的每个分组流要接收的下一个预计N-PDU的接收N-PDU(上行链路)序号；
当MS重新配置其本身并且在新小区中获得同步时，它向目标BSS发送PS切换完成消息《7’》。这个消息包含对于经受无损PS切换的每个下行链路分组流(由MS看作)要接收的下一个预计下行链路N-PDU的序号。
源BSS则向源SGSN发送表明BSS已经指示MS到达新小区的转发BSS上下文消息《8》。该消息没有包含源SGSN在开始向目标SGSN转发数据之前可用于确定所发送下行链路N-PDU的准确状态的发送缓冲器状态信息。
在接收到转发BSS上下文消息《8》时，源SGSN确定经受无损PS切换的每个分组流的下列值，并在转发SRNS上下文消息《9》中把这个信息转发给目标SGSN：
-要发送给MS的下一个下行链路N-PDU的下行链路N-PDU发送序号，
-要转发给目标SGSN的下一个下行链路GTP-U T-PDU的下行链路GTP-U序号，
-要从MS接收的下一个上行链路N-PDU的上行链路N-PDU接收序号，以及
-要从目标SGSN发送给GGSN的下一个上行链路GTP-U T-PDU的上行链路GTP-U序号。
在接收准备PS切换响应消息《5》之前，源SGSN根据经受无损PS切换的分组流的延迟属性来缓冲下行链路N-PDU。由于从源BSS所接收的转发BSS上下文消息《8》没有包含下行链路状态信息，因此，源SGSN选择反映经受无损PS切换的分组流的每个的最早缓冲的下行链路N-PDU的、以上所列的两个下行链路序号的值。即，最坏情况被预计，以及对应值被选取。
在接收到转发SRNS上下文消息时，目标SGSN向源SGSN发回转发SRNS上下文确认消息《9’》。
此后，目标BSS向目标SGSN发送PS切换完成消息《10》。PS切换完成消息《10》包含对于经受无损PS切换的每个分组流(由MS看作)要接收的下一个预计下行链路N-PDU的序号。
目标SGSN这时可开始发送缓冲的下行链路数据，以由MS对于经受无损PS切换的每个分组流所预计的下一个下行链路N-PDU开始。PS切换完成消息《12》中所提供的下行链路序号状态信息允许目标SGSN：
-删除通过下行链路序号状态信息隐式确认的、从源SGSN转发的所有下行链路N-PDU，以及
-忽略源SGSN在转发SRNS上下文消息《9》中所提供的下行链路序号状态信息。
目标SGSN向源SGSN发送PS切换完成消息《12》，它通过以发回给目标SGSN的PS切换完成确认消息《12’》进行响应来确认切换过程的完成。目标SGSN向GGSN发送更新PDP上下文请求《13》。GGSN更新其PDP上下文字段，并返回更新PDP上下文响应消息《13’》。SGSN发起分组流过程，以便释放源BSS中的资源《14》。最后，MS和目标SGSN执行路由选择区域更新过程《15》。
以上结合图3所述的示例信令说明一种方法及系统，在其中，源SGSN为MS提供要在PS切换命令《6》、《7》中接收的下一个预计上行链路N-PDU的序号。(提供上行链路状态的管理，而无需源BSS的信息处理。)
MS优选地为网络提供要在PS切换完成消息《7’》、《10》中接收的下一个预计下行链路N-PDU的序号。(提供下行链路状态的管理，而无需源BSS的信息处理。)
源SGSN中的SNDCP实体优选地支持下行链路N-PDU的某种缓冲。源SGSN则缓冲与关联分组流的延迟属性对应的多个N-PDU。在完成PS切换准备阶段时，所有这些缓冲的N-PDU可被转发给目标SGSN，以便确保所有转发N-PDU以正确顺序到达。在PS切换准备完成之后从GGSN接收的下行链路N-PDU将在转发所缓冲下行链路N-PDU之后被发送给目标SGSN。在MS到达新小区时，目标SGSN例如经由PS切换完成消息《10》中所提供的信息来发现分组流的下行链路状态，开始发送经受无损PS切换的每个分组流的适当下行链路N-PDU，以及删除从源SGSN所接收的所有隐式确认的下行链路N-PDU。
在SNDCP STM中，将会要求目标SGSN中的SNDCP实体支持下行链路N-PDU的某种缓冲。这是必要的，因为无损操作要求目标SGSN在它可开始分组数据的下行链路传送之前得到关于新小区中MS的存在的通知。
源BSS还支持缓冲，这允许它选择在接收到来自源SGSN的PS切换命令《6》时尝试清空下行链路缓冲器。
在SNDCP STM中，将会要求MS中的SNDCP实体缓冲超过其关联RLC/MAC实体确认任何给定LLC PDU的完整传送的点之外的上行链路N-PDU。这对于在其中提供上行链路状态的管理而无需源BSS的信息处理的示例信令是必要的。这种缓冲允许源BSS在接收到来自源SGSN的PS切换命令《6》而尝试清空下行链路缓冲器时选择继续接收上行链路数据。
以上结合图3所述的实例只是一个例子。例如，它把源SGSN和目标SGSN说明为分开的实体(SGSN间PS切换)。但是，本发明还包含基站之间的SGSN内PS切换。另外，在图3中，说明了一个单一无线电接入技术RAT的信令。但是，对于RAT间PS切换，例如分别对于GERAN和UTRAN的基站之间的PS切换，同样的原理也是有效的。
图4说明根据本发明的移动台的简化框图。移动台包括用于如上所述传递协议数据单元的根据一个或多个协议来操作的处理部件《μMS》。接收部件《RMS》接收来自移动台所连接的通信网络的信息。接收部件连接到处理部件《μMS》，并且从通信网络接收例如关于切换时的下一个预计上行链路协议数据单元的信息。缓冲部件《BMS》缓冲上行链路协议数据单元N-PDU，如上所述。
图5示意表示根据本发明的如在服务GPRS支持节点SGSN等的支持节点的框图。支持节点包括用于如上所述传递分组交换数据的根据一个或多个协议来操作的处理部件《μSN》。接收部件《RSN》在下一个预计下行链路协议数据单元N-PDU上从一个或多个相应移动台接收协议数据单元。发送部件《TSN》向通过SGSN传递分组交换数据的一个或多个移动台发送协议数据单元。缓冲部件《BSN》缓冲下行链路N-PDU。
图6说明根据本发明的基站实体的示意框图。基站实体包括接收部件《RBS》、发送部件《TBS》以及缓冲部件《BBS》。接收部件《RBS》接收由基站实体所连接的网络所决定的基站变更的一个或多个命令。接收部件还接收不一定与接收部件《RBS》相同的《Rd，BS》，接收来自经由基站实体传递分组交换数据的一个或多个移动台的上行链路数据。发送部件《TBS》向经由基站实体传递分组交换数据的一个或多个移动台发送协议数据单元。
本领域的技术人员易于理解，SGSN、GGSN、BSS、基站或MS的属性实际上是通用的。在本专利申请中诸如SGSN或MS之类的概念的使用不是意在仅把本发明限制到与这些缩略词关联的装置。对于本发明，它涉及对应工作的所有装置或者对于本领域的技术人员是明显与它相适应的所有装置。作为明确的非唯一实例，本发明涉及没有用户身份模块SIM的移动设备以及包含一个或多个SIM的移动台。此外，引用协议和层时与GPRS、UMTS和因特网术语密切相关。但是，这并不排除本发明在具有相似功能性的其它协议和层的其它系统中的适用性。
本发明不是意在只是限制到以上详细描述的实施例。可进行变更和修改，而没有背离本发明。它在以下权利要求的范围内涵盖所有修改。

Claims (80)

1.一种基站变更的方法，所述基站在移动台与支持节点之间传送分组交换通信，所述方法的特征在于，所述基站变更是无损类型的，允许在所述移动台与所述支持节点之间采取未确认模式的分组交换通信的无损基站变更。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，协议实体为经受无损类型的基站变更的每个分组流保存N-PDU发送和接收序号以及GTP T-PDU上行链路和下行链路序号，所述支持节点在所述基站变更期间用作源支持节点，向所述基站变更的目标支持节点转发所保存的序号信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，下行链路N-PDU和下行链路GTP T-PDU序号与从所述源支持节点转发到所述目标支持节点的每个N-PDU一起提供。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，源BSS中缓冲的、在所述源BSS向所述移动台发送PS切换命令消息的时间点仍未发送给所述移动台或者由所述移动台确认的LLC数据被删除。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，把状态消息发回给所述源支持节点，通知它已经删除了多少LLC PDU。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述状态消息提供所述一个或多个已删除LLC PDU的一部分。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述状态消息提供所述一个或多个已删除LLC PDU的首标。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对于经受无损PS切换的每个分组流在所述支持节点中缓冲向下发送给所述源BSS的一组N-PDU。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，PS切换命令消息包含RLC ACK/NACK报告，允许移动台确定哪个或哪些N-PDU已经由网络完全接收。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，移动台在切换到目标小区时，由未被源小区中的较低层确认的所估算下一个上行链路N-PDU开始上行链路传输，所述移动台从所述源小区切换到所述目标小区。
11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述支持节点发送给源BSS的PS切换命令包含预计接收N-PDU序号，移动台应当在目标小区中对于经受无损切换的每个上行链路分组流从所述预计接收N-PDU序号开始传输。
12.如权利要求2所述的方法，其特征在于，移动台缓冲已经根据RLC确认的一个或多个上行链路N-PDU。
13.如权利要求2所述的方法，其特征在于，与上行链路和下行链路N-PDU关联的上行链路和下行链路G-PDU序号在处于所述移动台与所述支持节点之间的未确认模式时被记录。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站变更允许采取未确认模式的整个数据传送会话。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述数据传送会话是数据文件传送的会话。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述移动台与所述支持节点之间采取未确认模式的所述分组交换通信涉及LLC协议的未确认模式。
17.如权利要求1所述的方法，包括一种操作模式，其特征在于记录上行链路以及下行链路中的一个或多个协议数据单元的一个或多个序号。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述协议数据单元为N-PDU。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述协议数据单元为G-PDU。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在分组交换基站变更中所涉及的支持节点上保持SNDCP序列连续性。
21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，一个或多个SN-UNITDATA协议数据单元包括一个或多个N-PDU。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，N-PDU编号包含在SN-UNITDATA协议数据单元的首标中。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连接到要变更的源基站或基站子系统的支持节点把要接收的下一个预计上行链路协议数据单元通知同样连接到所述基站或基站子系统的移动台。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连接到要变更的源基站或基站子系统的移动台把要接收的下一个预计下行链路协议数据单元通知同样连接到所述基站或基站子系统的源支持节点。
25.如权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述基站或基站子系统在移动台与支持节点之间转发所述信息，而无需对所述信息进行处理。
26.如权利要求23-25中的任一项所述的方法，其特征在于，允许所述源基站或基站子系统在作为对PS切换命令的响应而清空下行链路缓冲器时继续接收上行链路数据。
27.如权利要求1-26中的任一项所述的方法，其特征在于，所述协议数据单元符合子网相关会聚协议。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，源支持节点中的SNDCP实体缓冲一个或多个下行链路N-PDU。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述源支持节点缓冲与所述关联分组流的延迟属性对应的若干N-PDU。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述缓冲的N-PDU在所述基站变更期间被转发给目标支持节点。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，目标支持节点中的所接收的转发N-PDU被转发给所述移动台。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，在所述支持节点接收到PS切换完成消息时，把所述一个或多个N-PDU转发给所述移动台。
33.如权利要求27所述的方法，其特征在于，在目标支持节点中的SNDCP实体中缓冲一个或多个下行链路N-PDU。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述目标支持节点缓冲与从所述源支持节点接收的若干N-PDU对应的若干上行链路N-PDU。
35.如权利要求27所述的方法，其特征在于，在移动台中的SNDCP实体中缓冲一个或多个上行链路N-PDU。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述移动台缓冲与LLC PDU的传输的RLC/MAC确认的最大延迟对应的若干N-PDU。
37.一种用于分组交换通信的移动台，在包括基站以及一个或多个支持节点的通信网络上进行通信，所述移动台的特征在于接收协议数据单元的根据一个或多个协议来操作的处理部件，所述处理部件提取用于所述移动台的信息，以便把与分组交换基站变更关联的下一个预计下行链路协议数据单元通知网络，从而允许分组交换通信的无损基站变更。
38.一种用于分组交换通信的移动台，在包括基站以及一个或多个支持节点的通信网络上进行通信，所述移动台的特征在于传送协议数据单元的根据一个或多个协议来操作的处理部件以及从网络接收关于与分组交换基站变更关联的下一个预计上行链路协议数据单元的信息的接收机，从而允许分组交换通信的无损基站变更。
39.如权利要求37或38所述的移动台，其特征在于，所述协议数据单元符合子网相关会聚协议。
40.如权利要求39所述的移动台，其特征在于，用于缓冲已经根据RLC确认的一个或多个上行链路N-PDU的缓冲器。
41.如权利要求40所述的移动台，其特征在于，所述移动台在切换到目标小区时，通过发送未被源小区中的较低层所确认的所估算下一个上行链路N-PDU开始上行链路传输，所述移动台从所述源小区切换到所述目标小区。
42.如权利要求41所述的移动台，其特征在于，所述处理部件根据子网相关会聚协议来记录所接收或传送的N-PDU的N-PDU序号。
43.如权利要求39或40所述的移动台，其特征在于，协议数据单元包括N-PDU。
44.如权利要求41-43中的任一项所述的移动台，其特征在于，缓冲上行链路N-PDU的缓冲部件。
45.如权利要求44所述的移动台，其特征在于，所述缓冲器大小对于与要缓冲的LLC PDU的传输的RLC/MAC确认的最大延迟对应的若干N-PDU来说是足够大的。
46.如权利要求39-43中的任一项所述的移动台，其特征在于，关于下一个预计协议数据单元的信息在发起或完成基站变更或关于所述移动台的切换的消息中传送。
47.如权利要求46所述的移动台，其特征在于，发起或完成基站变更或切换的所述消息是PS切换命令或PS切换完成消息。
48.一种用于涉及至少一个移动台的通信的包括基站的分组交换通信网络中的支持节点，所述支持节点的特征在于接收协议数据单元的根据一个或多个协议来操作的处理部件，所述处理部件提取用于所述支持节点的信息，以把与所述至少一个移动台的分组交换基站变更关联的下一个预计上行链路协议数据单元通知移动台。
49.一种用于涉及至少一个移动台的通信的包括基站的分组交换通信网络中的支持节点，所述支持节点的特征在于传送协议数据单元的根据一个或多个协议来操作的处理部件以及从所述至少一个移动台接收关于与分组交换切换关联的下一个预计下行链路协议数据单元的信息的接收机，从而允许分组交换通信的无损基站变更。
50.如权利要求49所述的支持节点，其特征在于，用于为经受无损类型的基站变更的每个分组流保存N-PDU发送和接收序号以及GTP T-PDU上行链路和下行链路序号的协议实体，所述支持节点在所述基站变更期间用作源支持节点，向所述基站变更的目标支持节点转发所保存的序号信息。
51.如权利要求50所述的支持节点，其特征在于，用于连同转发到所述目标支持节点的每个N-PDU一起提供下行链路N-PDU和下行链路GTP T-PDU序号的处理部件。
52.如权利要求50所述的支持节点，其特征在于，用于为经受无损PS切换的每个分组流缓冲向下发送给所述源BSS的一组N-PDU的缓冲器。
53.如权利要求50所述的支持节点，其特征在于，用于在PS切换命令消息中包含RLC ACK/NACK报告、允许移动台确定哪个或哪些N-PDU已经由网络完全接收的处理部件。
54.如权利要求50所述的支持节点，其特征在于，从所述支持节点发送给源BSS的PS切换命令包含预计接收N-PDU序号，移动台应当在目标小区中对于经受无损切换的每个上行链路分组流从所述预计接收N-PDU序号开始传输。
55.如权利要求50所述的支持节点，其特征在于，用于在处于所述移动台与所述支持节点之间的未确认模式时记录与上行链路和下行链路N-PDU关联的上行链路和下行链路G-PDU序号的记录部件。
56.如权利要求49所述的支持节点，其特征在于，所述基站变更在GERAN之内或者在GERAN与UTRAN之间。
57.如权利要求49所述的支持节点，其特征在于，所述支持节点的协议实体保持所述支持节点上的序列连续性。
58.如权利要求57所述的支持节点，其特征在于，所述协议实体根据SNDCP进行操作。
59.如权利要求49所述的支持节点，其特征在于，在完成分组交换基站变更时，所述支持节点支持所述基站变更为从所述至少一个移动台所预计的下一个协议数据单元开始向所述至少一个移动台传送协议数据单元。
60.如权利要求59所述的支持节点，其特征在于接收部件，所述传送在所述接收部件接收到PS切换完成消息时开始。
61.如权利要求48-60中的任一项所述的支持节点，其特征在于，所述协议数据单元符合子网相关会聚协议。
62.如权利要求61所述的支持节点，其特征在于，所述处理部件根据子网相关会聚协议来记录所接收或传送的N-PDU的N-PDU序号。
63.如权利要求61所述的支持节点，其特征在于，所述处理部件根据子网相关会聚协议来记录所接收或传送的G-PDU的G-PDU序号。
64.如权利要求61-63中的任一项所述的支持节点，其特征在于缓冲部件，缓冲下行链路N-PDU。
65.如权利要求64所述的支持节点，其特征在于，所述缓冲器大小对于与所述关联分组流的延迟属性对应的多个N-PDU来说是足够大的。
66.如权利要求48-65中的任一项所述的支持节点，其特征在于，关于下一个预计协议数据单元的信息在发起或完成基站变更或关于所述至少一个移动台的切换的消息中被传送。
67.如权利要求66所述的支持节点，其特征在于，发起或完成基站变更或切换的所述消息是PS切换命令或PS切换完成消息。
68.如权利要求64或65所述的支持节点，其特征在于，所述缓冲的协议数据单元在分组交换基站变更时被传送给在所述至少一个移动台变更到的所述基站上维持分组交换通信的支持节点。
69.如权利要求68所述的支持节点，其特征在于，所述缓冲的协议数据单元在完成所述分组交换基站变更的准备阶段时被传送。
70.如权利要求48-69中的任一项所述的支持节点，其特征在于，所述支持节点是在服务GPRS支持节点。
71.一种用于涉及至少一个移动台的通信的、包括至少一个支持节点的分组交换通信网络中的基站实体，所述基站实体的特征在于接收部件、发送部件以及缓冲部件，所述缓冲部件缓冲下行链路协议数据单元，所述缓冲部件被清空送往所述至少一个移动台的协议数据单元，所述协议数据单元由所述发送部件在所述接收部件从所述至少一个支持节点接收到关于所述一个移动台的分组交换基站变更的命令时发送。
72.如权利要求71所述的基站实体，其特征在于，用于删除在所述源BSS向所述移动台发送所述PS切换命令消息的时间点仍未发送给所述移动台或者由所述移动台确认的所缓冲LLC数据的处理部件。
73.如权利要求72所述的基站实体，其特征在于，用于把状态消息发回给所述源支持节点以通知它已经删除了多少LLC PDU的发送部件。
74.如权利要求73所述的基站实体，其特征在于，所述状态消息提供所述一个或多个已删除LLC PDU的一部分。
75.如权利要求74所述的基站实体，其特征在于，所述状态消息提供所述一个或多个已删除LLC PDU的首标。
76.如权利要求71所述的基站实体，其特征在于，接收部件和发送部件，所述接收部件在所述缓冲部件被清空送往所述至少一个移动台的协议数据单元时接收来自所述至少一个移动台的上行链路分组数据。
77.一种通信系统，其特征在于用于执行权利要求1-37中的任一项中的方法的部件。
78.一种通信系统，其特征在于权利要求38-48中的任一项中的多个移动台，所述移动台能够进行相互的分组交换通信。
79.一种通信系统，其特征在于权利要求49-70中的任一项中的多个支持节点。
80.一种通信系统，其特征在于权利要求71-76中的任一项中的多个基站实体。
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