CN201160315Y - 无线发射/接收单元及网络实体 - Google Patents

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Abstract

一种用于在第三代(3G)长期演进(LTE)无线通信系统中当无线发射/接收单元(WTRU)处于空闲状态时执行小区更新以及路由区域(RA)更新的装置。WTRU包括控制器和收发器。所述控制器经配置成当接收到寻呼消息时将状态机从空闲状态变更为活动状态。所述收发器跟着寻呼响应消息向演进型Node－B(eNode－B)发送小区更新消息。根据另一个实施例，当所述WTRU处于空闲状态时，所述控制器可以接收由演进型Node－B传送的系统信息，如果根据所述系统信息确定所述WTRU是位于新的路由区域时，则将所述状态机从空闲状态变更为活动状态，且触发路由区域更新过程。

Description

无线发射/接收单元及网络实体
技术领域
本实用新型涉及第三代(3G)长期演进(LTE)无线通信系统。特别地，本实用新型涉及一种用于在LTE无线通信系统中当无线发射/接收单元(WTRU)处于空闲状态时执行小区更新和路由区域(RA)更新过程的系统。
背景技术
3G无线通信系统的开发人员正在构想3G LTE系统。3G LTE无线通信系统提供了一种能在减少信号传递过程的数量和减少建立延迟的情况下更有效地处理更高数据速率的增强型空中接口，以及一种设计为允许任何空中接口的互连和互操作的网络，其中这些空中接口可以是全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线服务(GPRS)、宽带码分多址(WCDMA)、CDMA2000、IEEE802.xx等等。
图1显示的是3G LTE无线通信系统100的架构。LTE无线通信系统100包括演进型Node-B(eNode-B)110、接入网关(aGW)120以及WTRU 130。aGW 120包括移动性管理实体(MME)122以及用户平面实体(UPE)124。对常规3G系统中的无线网络控制器(RNC)来说，它所具有的很多功能都被迁移到eNode-B 110中。
MME 122管理并存储WTRU上下文(例如WTRU和用户标识、WTRU移动性状态、用户安全参数等等)。该MME 122为WTRU 130产生临时标识并且将其分配给WTRU130。此外，MME 122还对WTRU 130的用户进行认证，并且检查WTRU 130是否可以预占某个跟踪区域(TA)或是某个公共陆地移动网络(PLMN)的授权。所述MME122支持不同eNode-B 110之间的移动性操作，并为WTRU 130保持无缝服务连续性。
UPE 124为WTRU 130的LTE_Idle状态终止上行链路及下行链路数据路径，并且在用于WTRU 130的下行链路数据到达时触发和启动寻呼。该UPE 124管理并存储WTRU上下文(例如网际协议(IP)承载服务的参数以及网络内部的路由信息)。
对MME 122和WTRU 130来说，它们都保留了图2所示的用于移动性管理的LTE状态机。WTRU 130的状态可以是LTE_Detached(LTE分离)状态、LTE_Idle(LTR空闲)状态以及LTE_Active(LTE活动)状态中的一种。在LTE_Detached状态中，WTRU 130将被断电并且这时是不存在RRC实体的。在这种状态下，系统100并不知道WTRU 130的位置。一旦加电，那么WTRU 130可以执行从LTE_Detached状态到LTE_Active状态的状态转移，并且与系统100执行注册。
在从LTE_Detached状态转移到LTE_Active状态的过程中，WTRU 130建立移动性管理(MM)状态，并且获取分组数据协议(PDP)上下文。此外，该WTRU 130还获取安全上下文、无线电资源控制(RRC)上下文、能力上下文、服务质量(QoS)上下文、无线承载(RB)上下文以及临时标识。小区无线网络临时标识(C-RNTI)、跟踪区域标识(TA-ID)、IP地址等等则被分配给WTRU 130，并且将会建立认证和安全关系。这时，WTRU 130的位置将会在小区级为系统100所知。
在注册之后，由于休止状态或是其他原因，系统100可能迫使WTRU 130从LTE_Active状态转移到LTE_Idle状态。WTRU 130自己也可以转移到LTE_Idle状态。在WTRU 130处于LTE_Idle状态时，WTRU 130将被指派跟踪区域(TA)，并且WTRU 130的位置将会在TA级为网络所知。
图3显示的是示例性的LTE路由区域(RA)。LTE_Idle状态功能是由MME和/或UPE处理的。应该指出的是，图3举例显示了三个RA，但是任意数量和任意级别的RA都是可以存在的，并且在一个RA中可以包含任意数量的小区。在图3中，小区1和2是包含在LTE RA 1中的，小区2～4包含在LTE RA 2中，小区4～6则包含在LTE RA 3中。这些小区在相邻RA之间是局部重叠的，由此可以避免乒乓效应。
当WTRU 130处于LTE_Idle状态时，如果需要转移(例如在WTRU 130接收到寻呼消息时)，那么WTRU 130被要求快速转移到LTE_Active状态(例如在100ms以内)。此外，在LTE_Idle状态中，不必要的业务量是应该排除的。
由此，较为理想的是提供一种用于在WTRU 130处于LTE_Idle状态时实施快速小区更新以及RA更新的方法和系统。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种在3G LTE无线通信系统中的无线发射/接收单元(WTRU)及网络实体，用于当WTRU处于空闲状态时执行小区更新以及RA更新。本实用新型所需要解决的现有技术是当WTRU处于空闲状态时，WTRU被要求快速转变到活动状态，以及在空闲状态期间中应该排除不必要的业务量。
根据本实用新型一方面提供一种无线发射/接收单元，经配置成在处于空闲状态时执行小区更新过程，其特征在于所述无线发射/接收单元包括：处理单元，经配置成当接收到寻呼消息时将该无线发射/接收单元的移动性状态从空闲状态变更为活动状态；以及收发器，用于跟着寻呼回应消息向演进型Node-B发送小区更新消息。
根据本实用新型另一方面提供一种无线发射/接收单元，经配置成在处于空闲状态时执行路由区域更新过程，其特征在于所述无线发射/接收单元包括：处理单元，配置成当所述无线发射/接收单元处于空闲状态时接收由演进型Node-B传送的系统信息，如果根据该系统信息确定所述无线发射/接收单元是位于新的路由区域时，则将该无线发射/接收单元的移动性状态从空闲状态变更为活动状态，并且触发路由区域更新过程；以及收发器，用于发送路由区域更新消息。
根据本实用新型又一方面提供一种网络实体以在当无线发射/接收单元处于空闲状态时支持小区更新过程，其特征在于所述网络实体包括：接收器，用于跟着寻呼响应消息接收小区更新消息；以及处理单元，经配置成根据所述小区更新消息将该无线发射/接收单元的移动性状态从空闲状态变更为活动状态。
本实用新型的有益效果是在WTRU处于空闲状态时可以实施快速小区更新以及RA更新，从而可以在空闲状态期间中应该排除不必要的业务量。
附图说明
从以下关于优选实施例的描述中可以更详细地了解本实用新型，这些优选实施例是作为实例给出的，并且是结合附图而被理解的，其中：
图1显示的是为3G LTE无线通信系统提出的网络架构；
图2显示的是LTE状态机；
图3显示的是示例性的LTE RA；
图4是根据本实用新型来执行LTE小区更新的方法的信号流程图；
图5是根据本实用新型另一个实施例来执行LTE小区更新的方法的信号流程图；以及
图6是根据本实用新型来执行LTE RA更新的方法的信号流程图。
具体实施方式
当下文引用时，术语″无线发射/接收单元(WTRU)″包括但不局限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、计算机或是其他任何一种能在无线环境中工作的用户设备。此外，当下文中引用时，术语″eNode-B″包括但不局限于基站、Node-B、站点控制器、接入点(AP)或是无线环境中的其他任何接口设备。
本实用新型的特征既可以引入集成电路(IC)，也可以配置在包含大量互连组件的电路中。
图4是根据本实用新型来执行LTE小区更新过程的方法400的信号流程图。当前，WTRU 452处于LTE_Idle状态，在MME/UPE 456中，WTRU的状态同样被设置成LTE_Idle状态(步骤402)。在LTE_Idle状态中，WTRU 452是以预占寻呼信道的不连续接收(DRX)模式工作的。当WTRU 452处于LTE_Idle状态时，LTE小区更新是自动执行的。
在步骤404，一旦接收到对于WTRU 452的来话业务量，那么MME/UPE 456会在WTRU 452的LTE RA中寻呼WTRU 452。该MME/UPE 456会向eNode-B 454发送寻呼消息(步骤406)。eNode-B 454则将这个寻呼消息传送到WTRU 452(步骤408)。一旦接收到该寻呼消息，那么WTRU 452将会从LTE_Idle状态转移到LTE_Active状态(步骤410)。
然后，WTRU 452随同寻呼响应消息向eNode-B 454发送小区更新消息(步骤412)。该小区更新消息包括由MME/UPE 456为WTRU 452指定的临时标识(例如无线网络临时标识(RNTI))。eNode-B 454则基于所述标识(例如RNTI)而将这个小区更新消息转发到恰当的MME/UPE 456(步骤414)。这样做可以支持eNode-B与MME/UPE之间的多对多配置。多对多配置指的是用于MME/UPE的不同部署方案，这其中包括将MME和UPE组合在单个设备中，以及MME和UPE各自的变体(例如与aGW相分离的独立的MME/UPE。以及具有包含在aGW中的UPE的独立MME，其中单个UPE支持多个MME)。
在接收到小区更新消息之后，MME/UP E456将WTRU 452的状态变更成LTE_Active状态(步骤416)，并且向eNode-B 454发送无线接入承载(RAB)建立和小区更新确认消息(步骤418)。然后，在eNode-B 454与WTRU 452之间将会根据RAB建立消息来建立RAB(步骤420)。之后，WTRU 452会向eNode-B454发送RAB建立和小区更新完成消息(步骤422)。eNode-B 454则将所述RAB建立和小区更新完成消息转发到MME/UPE 456(步骤424)。然后，在WTRU452与MME/UPE 456之间将会传递用户数据(步骤426)。
LTE小区更新过程还可以在WTRU具有未决业务数据要传送(也就是数据或信令)的时候执行。图5是根据本实用新型的另一个实施例来执行LTE小区更新过程，以便为未决业务量建立恰当RAB和相关隧道的方法500的信号流程图。当前，WTRU 552处于LTE_Idle状态，并且并未建立RAB或隧道，在MME/UPE 556中，WTRU 552的状态同样被设置为LTE_Idle状态(步骤502)。
当WTRU 552有数据要发送时，WTRU 552会从LTE_Idle状态转移到LTE_Active状态(步骤504)。然后，WTRU 552会向eNode-B 554发送小区更新消息(步骤506)。所述LTE小区更新消息包含了与最后一次RA更新相关的信息(例如最后一个RA标识或最后一个小区更新ID)以及由最后一个服务MME/UPE 556为WTRU 552指定的临时标识(例如RNTI)。eNode-B 554分析最后一个RA或小区更新信息，以便确定恰当的服务MME/UPE，然后则根据标识(例如RA ID、小区更新ID或RNTI)而将LTE小区更新消息转发到恰当的MME/UPE556。(步骤508)。
在接收到小区更新消息之后，在采用相同服务MME/UPE(也就是相同的MME/UPE支持与WTRU最后一次通信的eNode-B的相同的eNode-B)的情况下，MME/UPE 556会将WTRU 552的状态变更为LTE_Active状态(步骤510)，并且会将RAB以及隧道建立和小区更新确认消息回送到eNode-B 554(步骤512)。然后，在UPE 556与eNode-B 554之间将会建立新的隧道。此外，在eNode-B 554与WTRU 552之间还会基于RAB建立消息来建立新的RAB(步骤514)。当在WTRU552与eNode-B 554之间建立了RAB之后，WTRU 552会向eNode-B 554发送RAB建立和小区更新完成消息(步骤516)。eNode-B 554则将所述RAB建立和小区更新完成消息转发到MME/UPE 556(步骤518)。然后，在WTRU 552与MME/UPE556之间将会传递用户数据(步骤520)。
图6时根据本实用新型来执行LTE RA更新的方法600的信号流程图。当前，WTRU 652处于LTE_Idle状态，并且在MME/UPE 656中同样将WTRU的状态设置成了LTE_Idle状态(步骤602)。在LTE_Idle状态中，WTRU 652是以预占寻呼信道的不连续接收(DRX)模式工作的。当WTRU 652变更小区时，该WTRU652会在新小区中预占广播控制信道(BCCH)，以便接收新小区的小区标识，并且确定所述新小区是否属于新的LTE RA(步骤604)。如果确定新小区属于新的LTE RA，那么WTRU 652将会执行RA更新过程。这个LTE RA更新可以周期性执行。在这个操作中，由于没有需要传送的数据业务，因此这其中既不需要在WTRU 652与eNode-B 654之间建立RAB，也不需要在eNode-B 654与UPE656之间建立隧道。
WTRU 652从LTE_Idle状态转移到LTE_Active状态(步骤606)。然后，WTRU 652会向eNode-B 654发送LTE RA更新消息(步骤608)。这个LTE RA更新消息包含了WTRU 652的临时标识(例如RNTI)。而eNode-B 654则会根据WTRU 652的临时标识来选择恰当的MME/UPE 656(步骤610)，并且将LTE RA更新消息路由到选定的MME/UPE 656(步骤612)。
一旦接收到LTE RA更新消息，MME/UPE 656会将WTRU 652的状态变更为LTE_Active状态(步骤614)。由于WTRU 652此时在小区级是已知的，因此WTRU 652的状态将会变更，此外，在用于WTRU 652的新数据业务量到达的时候，没有必要在RA上寻呼WTRU 652。然后，MME/UPE 656会向eNode-B 654发送LTE RA更新确认消息(步骤616)。所述LTE RA更新确认消息包含了用于WTRU 652的新的LTE RA，并且还可以包括将WTRU 652的状态变回LTE_Idle状态的命令。eNode-B 654则会将这个LTE RA更新确认消息转发到WTRU(步骤618)。
在接收到所述LTE RA更新确认消息之后，WTRU 652会向eNode-B 654发送LTE RA更新完成消息(步骤620)，并且将会转移到LTE_Idle状态(步骤622)。eNode-B 654会将LTE RA更新完成消息转发到MME/UPE 656(步骤624)。然后，MME/UPE 656会将WTRU 652的状态变更为LTE_Idle状态(步骤626)。
所述小区更新和/或RA更新是可以周期性执行的。此外，该小区更新还可以在出现不可恢复的无线链路控制(RLC)错误，无线链路故障，重新进入服务区域，重新选择小区等等情况下执行。
虽然在特定组合的优选实施例中描述了本实用新型的特征和部件，但是这其中的每一个特征和部件都可以在没有优选实施例中的其他特征和部件的情况下单独使用，并且每一个特征和部件都可以在具有或不具有本实用新型的其他特征和部件的情况下以不同的组合方式来使用。本实用新型提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的，。关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字多用途光盘(DVD)之类的光介质。
举例来说，恰当的处理器包括：通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何一种集成电路和/或状态机。
与软件相关联的处理器可以用于实现一个射频收发信机，以便在无线发射接收单元(WTRU)、用户设备、终端、基站、无线电网络控制器或是任何一种主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄像机模块、食品电路可视电话、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、键盘、蓝牙模块、调频(FM)无线电单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何一种无线局域网(WLAN)模块。

Claims (3)

1.一种无线发射/接收单元，经配置成在处于空闲状态时执行小区更新过程，其特征在于所述无线发射/接收单元包括：
处理单元，经配置成当接收到寻呼消息时将该无线发射/接收单元的移动性状态从空闲状态变更为活动状态；以及
收发器，用于跟着寻呼回应消息向演进型Node-B发送小区更新消息。
2.一种无线发射/接收单元，经配置成在处于空闲状态时执行路由区域更新过程，其特征在于所述无线发射/接收单元包括：
处理单元，配置成当所述无线发射/接收单元处于空闲状态时接收由演进型Node-B传送的系统信息，如果根据该系统信息确定所述无线发射/接收单元是位于新的路由区域时，则将该无线发射/接收单元的移动性状态从空闲状态变更为活动状态，并且触发路由区域更新过程；以及
收发器，用于发送路由区域更新消息。
3.一种网络实体以在当无线发射/接收单元处于空闲状态时支持小区更新过程，其特征在于所述网络实体包括：
接收器，用于跟着寻呼响应消息接收小区更新消息；以及
处理单元，经配置成根据所述小区更新消息将该无线发射/接收单元的移动性状态从空闲状态变更为活动状态。
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