CN102244937A - 一种承载建立方法、中继节点及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种承载建立方法、中继节点及基站，包括：在无线链路失败或无线资源控制连接重建失败后，中继节点的非接入层确定施主演进基站是否与失败前连接的施主演进基站相同；在相同时，发起业务请求流程激活已有的演进的分组系统承载，在不相同时，发起附着流程建立承载。本发明对于施主演进基站没有改变的场景，可以使中继节点尽快建立与施主演进基站的连接，减少了信令交互过程；对于施主演进基站改变的场景，可以解决现有技术不能改变分组数据网关的问题。由于实施中都是利用现有参数，因此实现复杂度不高。

Description

一种承载建立方法、中继节点及基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种承载建立方法、中继节点及基站。

背景技术

在未来的移动通信系统，例如B3G(后三代，Beyond Third Generation)或LTE-A(Long Term Evolution-Advance，长期演进升级)，系统将提供更高的峰值数据速率和小区吞吐量，同时也需要更大的带宽，目前2GHz以下的未分配带宽已经很少，B3G系统需要的部分或全部带宽只能在更高的频段上，例如3GHz以上寻找。频段越高，电波传播衰减的越快，传输距离越短，因此同样覆盖区域下，要保证连续覆盖，需要更多的基站，由于基站通常具有较高的造价，这无疑会增加布网成本。为了解决布网成本以及覆盖问题，各厂商和标准化组织开始研究将中继引入到蜂窝系统中，增加覆盖。

图1为LTE-A系统引入RN(Relay Node，中继节点)后的网络架构示意图，RN通过eNB(演进基站)下的donor cell(施主小区)接入到EPS(EvolvedPacket System，演进的分组系统)核心网，RN和核心网没有直接的有线接口，每个RN可以控制一个或多个小区。在此架构下，UE(User Equipment，用户设备)和RN之间的接口称为Uu，而RN和DeNB(Donor Evolved Node B，施主演进基站)之间的接口称为Un。DeNB是donor cell所属的eNB。

架构中RN具有双重身份：

首先，RN具有UE的身份，RN启动时的过程类似于UE的开机附着过程。

其次，对于接入RN的UE来说，RN具有eNB的身份，此时UE的下行数据需要从UE的SGW(Serving Gateway，服务网关)/PDN GW(Packet DataNetwork Gateway，分组数据网关)发送给UE的服务基站，即RN，然后RN在Uu口上发给UE。

图2为RN启动过程示意图，RN启动过程如图2所示为：

首先，RN与DeNB之间建立RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)连接；RN向MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)发送附着请求；MME从HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)处获取RN的鉴权数据，对RN进行认证；如果认证通过，MME在具有分组数据网关功能的DeNB中为RN建立默认承载以及可能的专用承载，再向DeNB发送初始UE上下文建立请求消息，在DeNB中建立RN的上下文；随后DeNB向RN发送RRC连接重配置消息，携带MME发给RN的附着接受消息；RN返回RRC连接重配置完成进行确认。这样，RN建立了基本的IP连接。

然后O&M(Operation and Maintenance，操作与维护系统)将节点配置信息下载到RN，对RN进行配置。RN再建立必要的S1接口和X2接口后，就可以像基站一样正常工作了。

后续过程中，RN可以根据服务UE的数量以及业务量来增加或减少RN承载数量或修改RN承载的属性，来满足UE的业务需求。

根据是否与空口接入相关，UE的协议栈可以分为AS(Access Stratum，接入层)和NAS(Non-Access Stratum，非接入层)。AS主要负责与空口接入相关的功能，如小区选择，RRC连接管理；NAS完成与接入无关的功能，主要是UE与核心网之间的交互，比如选择PLMN(Public Land Mobile Network，公共陆地移动网)、注册、位置更新等。

可触发建立RRC连接的NAS过程包括Attach(附着)、Service Request(业务请求)、TAU(Tracking Area Update，跟踪区更新)、Detach(去附着)等。UE使用网络提供的服务之前，首先需要向网络注册，为UE建立基本的IP连接，这一过程通过Attach来实现，图3为附着过程示意图，如图3所示。在附着过程中，网络侧可能需要对UE进行鉴权，以检测该UE是否为授权用户。MME会通知SGW和PDN GW删除UE旧的承载信息(第7至第11步)，再为UE建立新的承载(第12至第16步)。

当UE不再需要网络侧提供的服务时，比如关机，则通过detach过程向网络注销，网络删除该UE的承载信息。

UE注册后，当需要进行业务的时候，发起业务请求过程来激活已有的核心网承载，图4为业务请求过程示意图，如图4所示。MME收到UE发来的业务请求消息后，通知eNB为UE建立上下文信息(第4步)，然后eNB和UE在空口建立无线承载(第5步)，最后MME再将UE连接的eNB的地址信息等告知SGW即可(第8至第11步)，流程比较简单。在这一过程中，并没有改变UE的PDN GW节点。

当UE进入新的TA(Tracking Area，跟踪区)时，需要进行跟踪区更新过程来通知核心网自己进入了新的跟踪区域，图5为跟踪区更新过程示意图，如图5所示。首先UE向MME发起跟踪区更新请求(第1至第3步)，如果UE更换了MME，则新的MME需要向原来的核心网控制节点(可能是MME，也可能是SGSN(Serving GPRS Support Node，GPRS服务支持节点))索取UE的上下文信息(第4步、第5步、第7步)，然后通知SGW/PDN GW修改UE的承载信息(第9至第13步)。HSS删除旧的核心网控制节点中UE的信息之后(第15步、第16步)，新的MME向UE发出跟踪区更新接受消息。在TAU(Tracking Area Update，跟踪区更新)的过程中，新的MME可能会对UE重新进行认证(第6步)。在这一过程中，并没有改变UE的PDN GW节点。

RN与DeNB之间发生无线链路失败后，如果此时AS安全已经激活，RN将发起RRC连接重建立过程进行恢复。如果恢复失败，RN重新选择一个小区进行驻留，进入空闲状态。选择的小区可能是原来的小区，也可能是另外一个小区。

现有技术中，RRC连接重建失败会通知NAS，NAS可以发起TAU来恢复RRC连接。此时的TAU完成之后，基站会释放S1连接和RRC连接，使UE进入空闲状态。

现有技术的不足在于：TAU过程中PDN GW不发生改变。对于RN来说，DeNB具有PDN GW的功能，如果更换了DeNB，相当于更换了PDN GW，所以TAU并不适用于这种场景。而且，对于RN来说，一旦建立了S1连接和RRC连接，并不需要释放这段连接。也即，现有技术中，如果更换了DeNB，TAU过程将导致新DeNB成为RN的PDN GW，但是新DeNB中并没有RN的EPS承载信息，那么RN将不能正常工作。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供了一种承载建立方法、中继节点及基站，用以解决在无线链路失败或RRC连接重建失败后，在RN与DeNB之间建立承载的问题。

本发明实施例中提供了一种承载建立方法，包括如下步骤：

在无线链路失败或RRC连接重建失败后，RN的NAS确定选择的DeNB是否与失败连接的DeNB相同；

在相同时，发起Service Request流程激活已有的EPS承载，在不相同时，发起Attach流程建立承载。

本发明实施例中提供了一种承载建立方法，包括如下步骤：

DeNB在RN发起Service Request流程时，激活该RN已有的EPS承载；

DeNB根据RN的请求释放承载或修改已有的RN承载属性，或主动发起释放承载或修改已有的RN承载属性。

本发明实施例中提供了一种中继节点，、包括：

基站判断模块，用于在无线链路失败或RRC连接重建失败后，触发RN的NAS确定RN选择的DeNB是否与失败前连接的DeNB相同；

承载建立模块，用于在相同时，发起Service Request流程激活已有的EPS承载，在不相同时，发起Attach流程建立承载。

本发明实施例中提供了一种基站，包括：

激活模块，用于在RN发起Service Request流程时，激活该RN已有的EPS承载；

属性模块，用于根据RN的请求释放承载或修改已有的RN承载属性，或主动发起释放承载或修改已有的RN承载属性。

本发明有益效果如下：

在本发明实施例中，在无线链路失败或RRC连接重建失败后，由于RN的NAS会确定选择的DeNB是否与失败前连接的DeNB相同；并根据DeNB是否相同确定发起不同的流程，在相同时，发起Service Request流程激活已有的EPS承载，在不相同时，发起Attach流程建立承载。因此，对于DeNB没有改变的场景，可以使RN尽快建立与DeNB的连接，减少了信令交互过程；对于DeNB改变的场景，可以解决现有技术不能改变PDN GW的问题。

由于实施中都是利用现有参数，因此实现复杂度不高。

附图说明

图1为背景技术中LTE-A系统引入RN后的网络架构示意图；

图2为背景技术中RN启动过程示意图；

图3为背景技术中附着过程示意图；

图4为背景技术中业务请求过程示意图；

图5为背景技术中位置更新过程示意图；

图6为本发明实施例中承载建立方法实施流程示意图；

图7为本发明实施例中RN与DeNB之间的承载建立方法实施流程示意图；

图8为本发明实施例中实施例1中承载建立方法实施流程示意图；

图9为本发明实施例中实施例1中业务请求过程实施流程示意图；

图10为本发明实施例中实施例2中承载建立方法实施流程示意图；

图11为本发明实施例中中继节点结构示意图；

图12为本发明实施例中基站结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中提出了一种Un口发生无线链路失败或RRC连接重建失败之后恢复RN和DeNB之间的连接的方案，主要是针对不同的场景使用不同的NAS过程来恢复RN和DeNB之间的连接，可以使RN尽快的恢复正常工作，及时为UE服务；能够在一定程度上节省核心网内部的信令交互。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图6为承载建立方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤601、在无线链路失败或RRC连接重建失败后，RN的NAS确定选择的DeNB是否与失败前连接的DeNB相同；

实施中，在步骤601中，如果RN与DeNB之间发生无线链路失败后，RN可以发起RRC连接重建立过程进行恢复。如果重建失败，RN重新选择一个小区，并尝试与该小区建立连接。但是也不排除，RN发生无线链路失败后不进行RRC连接重建过程，而是直接选择一个小区并尝试与其建立连接。

另外，无线链路失败可以导致进行RRC连接重建，但是其他原因也可能导致RRC连接重建。

但是，上述情况下，也就是在无线链路失败或RRC连接重建失败后，都可以按照步骤602进行实施。

步骤602、在相同时，发起Service Request流程激活已有的EPS承载，在不相同时，发起Attach流程建立承载。

实施中，RN的NAS可以根据DeNB是否改变发起不同的NAS过程来恢复RN与DeNB之间的连接。具体可以在判决DeNB是否发生变化后，如果RN选择的DeNB与无线链路失败之前相同，则发起Service Request激活已有的EPS承载，进入基站工作状态。如果RN选择了一个新的DeNB，那么RN需要在这个新DeNB上建立承载，这个过程可以使用Attach来实现。

实施中，RN的NAS确定选择的DeNB是否与失败前连接的DeNB相同，可以包括：

NAS保存RN连接小区的信息，NAS根据AS上报的小区消息来确定DeNB是否相同；

或，NAS根据AS上报的指示来确定DeNB是否相同，所述指示中携带有DeNB是否相同的信息。

具体的，判决DeNB是否改变的方式可以有两种：

1：NAS保存RN连接小区的信息；然后NAS根据AS上报的小区消息来判断DeNB是否改变，从而决定发起哪个NAS过程；

2：AS保存RN连接小区的信息，并根据从小区系统信息中读到的小区信息判断DeNB是否改变；然后AS给NAS一个DeNB是否改变的指示，来触发NAS发起哪个过程；该方式下，将由AS来进行判断，由AS直接指示DeNB是否改变。

实施中，还可以进一步包括：

在RN每次接入一个施主小区后，在NAS和/或AS保存当前小区的信息。

当保存后，便可以用于下一次DeNB是否改变的判断。

实施中，还可以进一步包括：

RN在已有的EPS承载激活后，如果已经建立的承载数量超过阈值，RN请求释放承载，或DeNB主动发起承载释放过程；

或者，RN在已有的EPS承载激活后，当有UE接入时，RN请求修改或DeNB主动发起修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求。

相应的，还提供了DeNB上此时相应的实施方式。

图7为RN与DeNB之间的承载建立方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤701、DeNB在RN发起Service Request流程时，激活该RN已有的EPS承载；

步骤702、DeNB根据RN的请求或主动发起释放承载或修改已有的RN承载属性。

具体的，在中继设备进行业务请求的时候，激活已有承载后可以根据实际情况删除或修改部分RN的承载；实际情况可以是指：如果已经建立的承载比较多，RN可以请求释放一部分承载或是DeNB主动发起释放一部分承载；或者，当有UE接入时，RN可以请求修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求，或是DeNB主动发起修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求，并不需要再新建承载；等等。

下面以实例来进行说明。

实施例1：

图8为实施例1中承载建立方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤801、RN每次连接到一个Donor cell后，NAS保存该cell的ID信息。

步骤802、NAS获取小区标识信息。

实施中，RN可以在选择小区时，读取小区广播的系统信息，从中获取小区标识信息。然后AS将选择的小区的标识信息上报给NAS。小区标识信息中包含TAC(TrackingArea Code，跟踪区域码)、Cell ID等。

步骤803、根据DeNB是否改变发起不同的NAS过程来恢复RN与DeNB之间的连接。

实施中，Cell ID中前面的20比特是eNB ID，NAS可以根据eNB ID来判断RN是否更换了DeNB。如果更换了，则发起Attach过程(具体实施可以参见图2)，否则，发起Service Request。

对于发起Service Request的场景，由于此时RN服务的UE已经释放，不再需要过多的承载，RN可以根据实际情况释放/修改或请求核心网释放/修改部分RN承载。

实际情况可以是指：如果已经建立的承载比较多，RN可以请求释放一部分承载；或者，当有UE接入时，RN可以请求修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求，并不需要再新建承载；等等。

对于DeNB侧，实施时可以如下：

如果RN发送的是Attach Request，DeNB收到MME发来的创建会话请求消息后为RN建立新的EPS承载；

如果RN发送的Service Request，DeNB收到MME发来的初始上下文建立请求消息后，为RN建立DRB(Data Radio Bearer，数据无线承载)。由于此时RN服务的UE已经释放，不再需要过多的承载，DeNB可以根据实际情况释放或修改部分RN的承载。

实际情况可以是指：如果已经建立的承载比较多，DeNB可以请求释放一部分承载；或者，当有UE接入RN时，DeNB可以请求修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求，并不需要再新建承载；等等。

图9为实施例1中业务请求过程实施流程示意图，RN发起业务请求时的流程如图所示，基本过程还可以参见图4。RN恢复与DeNB的连接之后，Un口的S1接口和X2接口如果还未释放，则激活即可；如果已经释放，则RN与DeNB新建S1/X2接口。

实施例2

图10为实施例2中承载建立方法实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤1001、AS获取小区标识信息。

RN选择小区时，读取小区广播的系统信息，从中获取小区标识信息。小区标识信息中包含TAC、Cell ID等；

步骤1002、AS确定DeNB是否改变后指示上报给NAS。

AS获取小区信息后，Cell ID中前面的20比特是eNB ID，AS可以根据eNB ID来判断DeNB是否发生了改变。AS将选择的小区标识信息和/或DeNB是否改变的指示上报给NAS；

步骤1003、NAS根据指示发起不同的NAS过程来恢复RN与DeNB之间的连接。

NAS根据AS上报的DeNB是否改变的指示来决定发起哪个NAS过程：如果DeNB更换了，则发起Attach过程(具体可以参见图2)，否则，发起ServiceRequest(具体可以参见图9)。

对于发起Service Request的场景，由于此时RN服务的UE已经释放，不再需要过多的RN承载来服务，RN可以根据实际情况释放/修改或请求核心网释放/修改部分RN承载。

实际情况可以是指：如果已经建立的承载比较多，RN可以请求释放一部分承载；或者，当有UE接入时，RN可以请求修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求，并不需要再新建承载；等等。

DeNB行为可以参见实施例1。实施例2与实施例1的不同在于：实施例2中判断DeNB是否改变是由AS执行，实施例1中由NAS执行。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种中继节点、基站，由于这些设备解决问题的原理与承载建立方法相似，因此这些设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图11为中继节点结构示意图，如图所示，RN中可以包括：

基站判断模块1101，用于在无线链路失败或RRC连接重建失败后，触发RN的NAS确定RN选择的DeNB是否与失败前连接的DeNB相同；

承载建立模块1102，用于在相同时，发起Service Request流程激活该RN已有的EPS承载，在不相同时，发起Attach流程建立承载。

实施中，基站判断模块可以包括NAS判断单元和/或AS判断单元，其中：

NAS判断单元，用于在NAS保存RN连接小区的信息，触发NAS根据AS上报的小区消息来确定DeNB是否相同；

AS判断单元，用于在AS保存RN连接小区的信息，触发NAS根据AS上报的指示来确定DeNB是否相同，所述指示中携带有DeNB是否相同的信息。

实施中，NAS判断单元还可以进一步用于在RN每次接入一个施主小区后，在NAS保存当前小区的信息；

AS判断单元还可以进一步用于在RN每次接入一个施主小区后，在AS保存RN当前小区的信息。

实施中，中继节点中还可以进一步包括：

请求模块1104，用于在已有的EPS承载激活后，如果已经建立的承载数量超过阈值，请求释放承载；或者，在已有的EPS承载激活后，当有UE接入时，请求修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求。

图12为基站结构示意图，如图所示，基站中可以包括：

激活模块1201，用于在RN发起Service Request流程时，激活该RN已有的EPS承载；

属性模块1202，用于根据RN的请求释放承载或修改已有的RN承载属性，或主动发起释放承载或修改已有的RN承载属性。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

由上述实施可知，RN的NAS可以根据DeNB是否改变发起不同的NAS过程来恢复RN与DeNB之间的连接。

具体的，判断DeNB是否改变的依据可以是小区标识；判断的执行实体可以是AS，也可以是NAS；

如果DeNB没有改变，NAS发起业务请求；如果改变了，则NAS发起附着过程；

NAS或者AS还可以保存RN连接的小区的标识信息；并在RN更换小区后更新该信息；

进一步的，业务请求激活已有承载后，RN可以根据实际情况释放/修改或请求核心网释放/修改部分RN承载。

基站设备在中继设备进行业务请求的时候，在激活已有承载后，还可以根据实际情况删除或修改部分RN的承载；

实施本发明，对于DeNB没有改变的场景，可以使RN尽快建立与DeNB的连接，减少了信令交互过程；对于DeNB改变的场景，可以解决现有技术不能改变PDN GW的问题。

由于实施中都是利用现有参数，因此实现复杂度不高。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种承载建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

在无线链路失败或无线资源控制RRC连接重建失败后，中继节点RN的非接入层NAS确定选择的施主演进基站DeNB是否与失败前连接的DeNB相同；

在相同时，发起业务请求Service Request流程激活已有的演进的分组系统EPS承载，在不相同时，发起附着Attach流程建立承载。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，RN的NAS确定选择的DeNB是否与失败前连接的DeNB相同，包括：

NAS保存RN连接小区的信息，NAS根据接入层AS上报的小区消息来确定DeNB是否相同；

或，NAS根据AS上报的指示来确定DeNB是否相同，所述指示中携带有DeNB是否相同的信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在RN每次接入一个施主小区后，在NAS和/或AS保存当前小区的信息。

4.如权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，进一步包括：

RN在已有的EPS承载激活后，如果已经建立的承载数量超过阈值，RN请求释放承载；

或者，RN在已有的EPS承载激活后，当有UE接入时，RN请求修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求。

5.一种承载建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

DeNB在RN发起Service Request流程时，激活该RN已有的EPS承载；

DeNB根据RN的请求或主动发起释放承载或修改已有的RN承载属性。

6.一种中继节点，其特征在于，包括：

基站判断模块，用于在无线链路失败或RRC连接重建失败后，触发RN的NAS确定中继节点选择的DeNB是否与失败前连接的DeNB相同；

承载建立模块，用于在相同时，发起Service Request流程激活该中继节点已有的EPS承载，在不相同时，发起Attach流程建立承载。

7.如权利要求6所述的中继节点，其特征在于，基站判断模块包括NAS判断单元和/或AS判断单元，其中：

NAS判断单元，用于在NAS保存RN连接小区的信息，触发NAS根据AS上报的小区消息来确定DeNB是否相同；

AS判断单元，用于在AS保存RN连接小区的信息，触发NAS根据AS上报的指示来确定DeNB是否相同，所述指示中携带有DeNB是否相同的信息。

8.如权利要求7所述的中继节点，其特征在于，

NAS判断单元进一步用于在RN每次接入一个施主小区后，在NAS保存当前小区的信息；

AS判断单元进一步用于在RN每次接入一个施主小区后，在AS保存RN当前小区的信息。

9.如权利要求6至8任一所述的中继节点，其特征在于，进一步包括：

请求模块，用于在已有的EPS承载激活后，如果已经建立的承载数量超过阈值，请求释放承载；或者，在已有的EPS承载激活后，当有UE接入时，请求修改已有的RN承载属性来满足UE的业务需求。

10.一种基站，其特征在于，包括：

激活模块，用于在RN发起Service Request流程时，激活该RN已有的EPS承载；

属性模块，用于根据RN的请求释放承载或修改已有的RN承载属性，或主动发起释放承载或修改已有的RN承载属性。

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