專利名稱:無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實時業(yè)務(wù)無損遷移的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實時業(yè)務(wù)無損遷移的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng))是一種采用WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址)空中接口技術(shù)的第三代移動通信系統(tǒng)，通常也把UMTS系統(tǒng)稱為WCDMA通信系統(tǒng)。UMTS系統(tǒng)采用了與第二代移動通信系統(tǒng)類似的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括RAN(Radio AccessNetwork，無線接入網(wǎng)絡(luò))和CN(Core Network，核心網(wǎng)絡(luò))。其中RAN用于處理所有與無線有關(guān)的功能，而CN處理UMTS系統(tǒng)內(nèi)所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的交換和路由功能。CN從邏輯上分為電路交換域(Circuit Switched，CS)和PS(Packet Switched，分組交換域)。UTRAN(UMTS Territorial Radio Access Network，UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng))、CN與用戶設(shè)備一起構(gòu)成了整個UMTS系統(tǒng)。
UTRAN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示，包含一個或幾個RNS(無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng))。一個RNS由一個RNC(Radio Network Controller，無線網(wǎng)絡(luò)控制器)和一個或多個NodeB(基站)組成。RNC與CN之間的接口是Iu接口，NodeB和RNC通過Iub接口連接。在UTRAN內(nèi)部，RNC之間通過Iur互聯(lián)，Iur可以通過RNC之間的直接物理連接或通過傳輸網(wǎng)連接。RNC用來分配和控制與之相連或相關(guān)的NodeB的無線資源。NodeB則完成Iub接口和Uu接口之間的數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換，同時也參與一部分無線資源管理。
NodeB是WCDMA系統(tǒng)的基站(即無線收發(fā)信機(jī))，包括無線收發(fā)信機(jī)和基帶處理部件。通過標(biāo)準(zhǔn)的Iub接口和RNC互連，主要完成Uu接口物理層協(xié)議的處理。它的主要功能是擴(kuò)頻、調(diào)制、信道編碼及解擴(kuò)、解調(diào)、信道解碼，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換等功能。
RNC用于控制UTRAN的無線資源，主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制等功能。具體如下1、執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制功能；2、切換和RNC Relocation(遷移)或重定位等移動性管理功能；3、宏分集合并、功率控制、無線承載分配等無線資源管理和控制功能。
3GPP(Third Generation Partnership Projects，第三代伙伴組織計劃)考慮到未來網(wǎng)絡(luò)的競爭能力，目前正在考慮網(wǎng)絡(luò)在未來該如何演進(jìn)，有很多種演進(jìn)方案在3GPP展開了討論，網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的目的是希望提供一種低時延、高數(shù)據(jù)速率、高系統(tǒng)容量和覆蓋、低成本、完全基于IP的網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)有的一種網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案為兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，該架構(gòu)的示意圖如圖3所示。在這種架構(gòu)下，ERS(Edge Radio Station，邊界無線站)是演進(jìn)后的NodeB，具有以前大部分的RNC的功能，并采取新的物理層技術(shù)，如OFDM(orthogonal frequency division multiplexing，正交頻分復(fù)用)，IAGW(IPAccess GateWay，IP接入網(wǎng)關(guān))具有部分SGSN(Serving GPRSSupporting Node，服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn))的功能和以前GGSN(Gateway GPRS Supporting Node，網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn))的功能。
為了保證現(xiàn)有UTRAN架構(gòu)的平滑演進(jìn)，兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)最大限度地重用了現(xiàn)有協(xié)議。在無線接口側(cè)，ERS由于合并了以前大部分的RNC的功能，除了保留原有的物理層功能(L1)，又加入了MAC(Mdium Access Control，媒質(zhì)接入控制層)層、RLC(Radio Link Control，無線鏈路控制)層、PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議)層、RRC(Radio Resources Control，無線電資源控制)層等協(xié)議層的功能。在ERS和IAGW間采用GTP-U(GPRS Tunneling Protocol for User Plane，GPRS隧道協(xié)議用戶平面)隧道傳輸協(xié)議。演進(jìn)后的兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，由于無線接口協(xié)議?；蛴脩裘鎱f(xié)議棧的下移，減少了傳輸節(jié)點(diǎn)，使得呼叫建立延時和傳輸延時縮短，提高了數(shù)據(jù)傳輸性能。
在上述的兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)下，由于空口協(xié)議棧下移至ERS處理，當(dāng)發(fā)生ERS間的切換流程時，源ERS必須將其內(nèi)保存的UE上下文經(jīng)IAGW轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)ERS中，整個遷移流程如圖4所示。在圖4所示的流程中，SERS為源ERS，TERS為目標(biāo)ERS。包括如下步驟1、SERS根據(jù)所收集的測量數(shù)據(jù)判決UE需向TERS切換。由于在演進(jìn)架構(gòu)中，SERS與TERS間無Iur接口，無法交流數(shù)據(jù)。于是，SERS判決在硬切換的同時，Iu接口需進(jìn)行重定位，向IAGW發(fā)送RELOCATION REQUIRED(需要重定位)消息，觸發(fā)Relocation過程。
2、IAGW收到上述RELOCATION REQUIRED消息后，發(fā)送RELOCATION REQUEST(重定位請求)消息至TERS，請求TERS為UE預(yù)分配所需要資源。
3、TERS接收到RELOCATION REQUEST消息后，啟動相關(guān)的資源分配程序，建立RRC連接、RAB(Radio Access Bearer無線接入承載)承載。具體處理過程為建立PDCP/RLC/MAC實體，建立新的無線鏈路，并啟動新的無線鏈路上的發(fā)送和接收；同時啟動建立GTP-U Tunnels for PSRABs(建立PS域無線接入承載的GTP_U隧道)傳輸承載，建立TERS與IAGW之間的用戶面承載。在所有必需的資源成功建立、分配后，目標(biāo)ERS將發(fā)送RELOCATION REQUEST ACKNOWEDGE(重定位請求確認(rèn))消息到IAGW，確認(rèn)資源分配成功。
4、IAGW接收到RELOCATION REQUEST ACKNOWEDGE消息后，判決目標(biāo)系統(tǒng)的資源分配已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，決定繼續(xù)重定位流程。此時IAGW將發(fā)送RELOCATION COMMAND(重定位命令)消息到源ERS，通知源ERS觸發(fā)重定位的執(zhí)行。
5、源ERS接收到RELOCATION COMMAND消息后，終止重定位準(zhǔn)備過程，并讀取RELOCATION COMMAND消息的切換相關(guān)參數(shù)，準(zhǔn)備硬切換的PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION(物理信道重新配置)消息，通過Uu接口將該P(yáng)HYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION消息發(fā)送至UE，觸發(fā)UE接入目標(biāo)小區(qū)。
6、UE接收到PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION消息后，將按照PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION消息提供的信息接入目標(biāo)小區(qū)。當(dāng)成功地接入目標(biāo)小區(qū)后，UE將發(fā)送PHYSICAL CHANNELRECONFIGURATION COMPLETE(物理信道重新配置完成)消息給TERS，通知TERS切換成功，觸發(fā)TERS重定位的執(zhí)行。
7、TERS收到PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATIONCOMPLETE消息后，開始執(zhí)行SERS功能；并發(fā)送RELOCATION DETECT(重定位檢測)消息至IAGW，指出檢測到SRNS(Serving Radio NetworkSubsystem，服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng))進(jìn)行重定位。IAGW收到該消息后，將用戶面由SERS切換至TERS。
8、TERS向IAGW發(fā)送RELOCATION COMPLETE(重定位完成)消息，通知IAGW目標(biāo)ERS已完成RELOCATION過程。IAGW收到RELOCATION COMPLETE消息，執(zhí)行Iu release命令，釋放到SERS的Iu接口連接。在實時情況下，源ERS將丟棄其保存的數(shù)據(jù)幀，
上述遷移流程的缺點(diǎn)為整個遷移流程比較復(fù)雜。為了保證切換過程的延時，在實現(xiàn)遷移的過程中，源ERS中的數(shù)據(jù)，比如，其保存的UE上下文信息，無法按照無損遷移流程那樣從源ERS轉(zhuǎn)移到目標(biāo)ERS，從而造成了大量的數(shù)據(jù)丟失。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實時業(yè)務(wù)無損遷移的實現(xiàn)方法，從而可以在保證UE切換過程實時性的同時，實現(xiàn)UE的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在源基站和目的基站之間無損遷移。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括邊界無線基站ERS和IP接入網(wǎng)關(guān)IAGW，ERS中的空口協(xié)議棧包括擴(kuò)展的媒質(zhì)接入控制層E-MAC和擴(kuò)展的無線鏈路控制層E-RLC，E-MAC除了具有MAC層功能外，還加入了RLC層的分割/級聯(lián)功能；IAGW包括了E-RLC的無線接口協(xié)議棧和無線電資源控制RRC層的無線接口協(xié)議棧，所述E-RLC的無線接口協(xié)議棧和RRC層的無線接口協(xié)議棧在用戶設(shè)備UE發(fā)生切換時由源ERS激活后使用，ERS和IAGW間采用GPRS隧道協(xié)議用戶平面GTP-U隧道或移動IP傳輸協(xié)議承載高層信令和數(shù)據(jù)。
所述的E-RLC包括緩存模塊對于采用無應(yīng)答模式UM和通信管理模式TM承載的實時業(yè)務(wù)，提供緩存能力；自動請求重發(fā)模塊對于采用應(yīng)答模式AM承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提供了RLC層的執(zhí)行緩沖和重傳機(jī)制的自動請求重發(fā)ARQ功能；序列號維護(hù)模塊通過對RLC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU序列號進(jìn)行維護(hù)來提供分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議PDCP層的PDCP序列號的維護(hù)功能。
一種無線接入網(wǎng)絡(luò)中實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)遷移方法，包括步驟A、當(dāng)UE發(fā)生小區(qū)切換時，源ERS將針對該UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息上傳給IAGW，IAGW根據(jù)該配置信息建立相應(yīng)的無線接口協(xié)議棧實例，通過該實例，接收并保存UE的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；B、當(dāng)所述UE小區(qū)切換完成后，IAGW將針對該UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息下發(fā)給UE的目標(biāo)ERS，目標(biāo)ERS根據(jù)該配置信息建立相應(yīng)的無線接口協(xié)議棧實例，通過該實例，接收IAGW下發(fā)的所述實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
所述的步驟A具體包括A1、當(dāng)所述UE發(fā)生小區(qū)切換時，源ERS發(fā)送包含針對該UE的無線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實例的配置信息的上下文遷移請求Context TransferRequest消息給IAGW；A2、IAGW根據(jù)接收到的所述Context Transfer Request消息，建立相應(yīng)的針對所述UE的無線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實例，發(fā)送上下文遷移響應(yīng)Context Transfer Response消息給源ERS；A3、源ERS接收到所述Context Transfer Response消息后，在控制平面，將該UE的RRC消息透傳給IAGW，在用戶平面，將下發(fā)的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和緩存在其內(nèi)部的E-RLC幀傳遞給IAGW的E-RLC層進(jìn)行緩存。
所述的步驟A3還包括源ERS接收到所述Context Transfer Response消息后，停止其內(nèi)部針對所述UE的無線接口協(xié)議棧實例的工作，在用戶平面，在繼續(xù)下發(fā)實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同時，停止其內(nèi)部E-RLC層協(xié)議棧緩存功能。
所述的步驟A還包括A4、在IAGW建立的所述無線接口協(xié)議棧實例開始工作后，IAGW通知目標(biāo)ERS為所述UE建立無線鏈路和Iu+傳輸承載，IAGW還通過源ERS通知所述UE進(jìn)行空口協(xié)議棧重配置，切換至目標(biāo)ERS所覆蓋的小區(qū)；
A5、UE重配置其空口協(xié)議棧完成后，向IAGW發(fā)送切換完成消息，該切換完成消息中包含UE期望接收的下行E-RLC幀的幀號，IAGW收到該消息后，在其緩存區(qū)中刪除掉已下發(fā)的E-RLC幀。
所述的步驟B具體包括B1、當(dāng)所述UE小區(qū)切換完成后，IAGW向目標(biāo)ERS發(fā)送Context TransferRequest消息，所述Context Transfer Request消息中包括IAGW中針對所述UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息；B2、目標(biāo)ERS收到所述Context Transfer Request消息后，建立相應(yīng)的針對所述UE的無線接口協(xié)議棧實例，發(fā)送Context Transfer Response消息給IAGW；B3、IAGW收到所述Context Transfer Response消息后，將緩存在其內(nèi)部的包含實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的E-RLC幀傳送給目標(biāo)ERS。
所述的步驟B3還包括IAGW將緩存在其內(nèi)部的E-RLC幀傳送給目標(biāo)ERS后，刪除其內(nèi)部針對所述UE的無線接口協(xié)議棧實例，在清空其緩存區(qū)內(nèi)的E-RLC幀后，取消該緩存區(qū)。
所述的步驟B還包括當(dāng)所述UE小區(qū)切換完成后，IAGW在本地啟動E-RLC緩沖區(qū)數(shù)據(jù)上傳定時器，在該定時器的定時時長的計時到達(dá)后，IAGW通知源ERS刪除針對所述UE的無線鏈路，釋放為所述UE分配的傳輸承載資源，在所述UE的無線鏈路刪除后，源ERS刪除針對該UE的上下文信息。
所述的步驟B還包括當(dāng)發(fā)起切換的UE處于高速運(yùn)動或在小區(qū)邊緣來回漫游時，在切換過程完成后，IAGW不將針對所述UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息下發(fā)給所述UE的目標(biāo)ERS。
所述的Context Transfer Request消息和Context Transfer Response消息通過修改Iu接口的無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)議RANAP協(xié)議來實現(xiàn)。
所述的步驟B還包括所述空口協(xié)議棧功能下移過程完成后，接受空口協(xié)議棧功能下移的目標(biāo)ERS負(fù)責(zé)實現(xiàn)針對所述UE的無線鏈路的管理和無線幀的緩存和傳送功能，UE處于該目標(biāo)ERS的控制下，按照正常的協(xié)議流程進(jìn)行通信和切換過程。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過對現(xiàn)有的兩層節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的ERS和IAGW的功能進(jìn)行重新設(shè)計，采用空口協(xié)議棧上移和下移的方式代替UE上下文的轉(zhuǎn)移，簡化了UE的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移流程。可以在不中斷數(shù)據(jù)發(fā)送的前提下，在切換錨點(diǎn)處完成了下行數(shù)據(jù)緩存的重建，在保證切換過程實時性的同時，保證了切換過程中的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無損遷移。
圖1為UMTS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為UTRAN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有的無線接入網(wǎng)絡(luò)兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)的示意圖；圖4為現(xiàn)有的無線接入網(wǎng)絡(luò)兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)中伴隨遷移過程的流程圖；圖5為本發(fā)明所述無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在正常傳輸過程中的用戶面協(xié)議棧示意圖；圖6為本發(fā)明所述無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在切換狀態(tài)下的用戶面協(xié)議棧示意圖；圖7為本發(fā)明所述方法的具體實現(xiàn)方式的處理流程圖；圖8為本發(fā)明所述方法中空口協(xié)議棧功能上移過程的流程圖；圖9為UE切換完成后的用戶數(shù)據(jù)流向示意 圖10為本發(fā)明所述方法中空口協(xié)議棧功能下移過程的流程圖。
具體實施方式本發(fā)明提供了一種無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實時業(yè)務(wù)無損遷移的實現(xiàn)方法，本發(fā)明的核心為采用空口協(xié)議棧上移和下移的方式代替UE上下文的轉(zhuǎn)移，簡化了遷移流程。
本發(fā)明提出的無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為一種新的兩層節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該架構(gòu)對現(xiàn)有的兩層節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的ERS和IAGW的功能重新進(jìn)行設(shè)計。具體如下ERS中的空口協(xié)議棧由原有的MAC/RLC/PDCP演進(jìn)成E-MAC(擴(kuò)展的MAC)/E-RLC(擴(kuò)展的RLC)，其中E-MAC除保留原有的MAC層功能外，還加入了RLC層原有的分割/級聯(lián)功能。對于采用AM(應(yīng)答模式)模式承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言。E-RLC繼承了RLC層原有的執(zhí)行緩沖和重傳機(jī)制的ARQ(自動請求重發(fā))功能，以保證數(shù)據(jù)的順序傳遞。
所述的E-RLC包括緩存模塊對于采用無應(yīng)答模式UM和通信管理模式TM承載的實時業(yè)務(wù)，提供緩存能力，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，提供E-RLC協(xié)議層和E-MAC協(xié)議層間的流控機(jī)制。
自動請求重發(fā)模塊對于采用應(yīng)答模式AM承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提供RLC層的執(zhí)行緩沖和重傳機(jī)制的自動請求重發(fā)ARQ功能，以保證數(shù)據(jù)的順序傳遞。
序列號維護(hù)模塊通過對RLC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU序列號進(jìn)行維護(hù)來提供分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議PDCP層的PDCP序列號的維護(hù)功能。
IAGW除了實現(xiàn)原有的核心網(wǎng)結(jié)點(diǎn)功能外，還包括了E-RLC層、RRC層的無線協(xié)議棧。但I(xiàn)AGW中的無線接口協(xié)議棧只在某些情況下使用，如切換時由源ERS激活，一般情況下不使用。ERS和IAGW間，可采用GTP-U隧道、移動IP等多種傳輸協(xié)議承載高層信令和數(shù)據(jù)。
圖5為本發(fā)明所述無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在正常傳輸過程中的用戶面協(xié)議棧示意圖，圖6為本發(fā)明所述無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在切換狀態(tài)下的用戶面協(xié)議棧示意圖。
基于上述無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，本發(fā)明提供了一種實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移方法，該方法的具體實現(xiàn)方式的處理流程如圖7所示，包括如下步驟步驟7-1、源ERS進(jìn)行空口協(xié)議棧功能上移。
在上述本發(fā)明提出的無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，為UE服務(wù)的源ERS會周期地向UE發(fā)送測量控制信息，請求UE上報無線傳播環(huán)境的測量結(jié)果。當(dāng)UE處于某個小區(qū)的邊緣時，源ERS將會根據(jù)UE上報的測量報告作出切換判決，該切換判決將觸發(fā)UE切換過程的發(fā)生，同時，UE將進(jìn)行實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移過程。
實時業(yè)務(wù)的遷移過程開始時，首先進(jìn)行空口協(xié)議棧功能上移過程，該空口協(xié)議棧功能上移過程的流程如圖8所示。具體描述如下源ERS首先通過和IAGW間接口發(fā)送一條Context Transfer Request(上下文遷移請求)消息給IAGW，請求IAGW為對應(yīng)的UE激活無線接口協(xié)議棧高層實例。該消息中主要包括目前源ERS中針對該UE的無線接口協(xié)議棧實例E-RLC層和RRC層的配置信息，IAGW收到此消息后，會建立相應(yīng)的無線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC實例，在該實例開始工作后，開始在繼續(xù)下發(fā)數(shù)據(jù)的同時緩存收到的E-RLC幀，同時發(fā)送Context Transfer Response(上下文遷移響應(yīng))消息給源ERS，源ERS收到此消息后，會停止自己內(nèi)部相關(guān)的無線接口協(xié)議棧實例的工作。在控制平面，源ERS停止對相應(yīng)UE的RRC消息進(jìn)行處理，僅在UE和IAGW間執(zhí)行透傳功能。在用戶平面，源ERS在繼續(xù)下發(fā)實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同時，停止自己內(nèi)部E-RLC層協(xié)議棧緩存功能，并將該實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和緩存在其內(nèi)的E-RLC幀通過ERS與IAGW間的接口傳送至IAGW，交由IAGW的E-RLC層進(jìn)行緩存。
步驟7-2、目標(biāo)ERS為UE建立新的無線鏈路。
上述IAGW中為對應(yīng)的UE建立的無線接口協(xié)議棧實例開始工作后，IAGW將通過和目標(biāo)ERS的Iu+接口，通知目標(biāo)ERS為UE建立無線鏈路和Iu+傳輸承載，同時通過源ERS通知UE進(jìn)行空口協(xié)議棧重配置，切換至目標(biāo)ERS所覆蓋的小區(qū)。UE重配置其空口協(xié)議棧完成后，向IAGW發(fā)送切換完成消息，指示其切換過程完成。所述切換完成消息中含有UE期望接收的下行E-RLC幀的幀號，IAGW收到該消息后，在其內(nèi)緩存區(qū)中刪除掉已下發(fā)的E-RLC幀。切換完成后的數(shù)據(jù)傳輸從第一個未被發(fā)送的E-RLC幀開始。該第一個未被發(fā)送的E-RLC幀為UE期望接收的下行E-RLC幀。
上述UE切換完成后的用戶數(shù)據(jù)流向示意圖如圖9所示。
步驟7-3、源ERS刪除UE的舊的無線鏈路。
所述UE切換過程完成后，IAGW在本地啟動E-RLC緩沖區(qū)數(shù)據(jù)上傳定時器，在該定時器的定時時長的計時到達(dá)后，IAGW會通過與源ERS間的Iu+接口，通知源ERS刪除所述UE的以前的無線鏈路，釋放為該UE分配的傳輸承載資源。UE的以前的無線鏈路刪除后，源ERS會刪除針對該UE的上下文信息。
步驟7-4、IAGW進(jìn)行空口協(xié)議棧功能下移。
由于E-RLC空口協(xié)議層位于IAGW會引入一定的數(shù)據(jù)傳輸問題，如在ERS和IAGW間的回程鏈路上產(chǎn)生大量的流控幀。因此，在UE的一次遷移過程完成后，IAGW會觸發(fā)空口協(xié)議棧功能下移的過程。該空口協(xié)議棧功能下移過程的流程如圖10所示。具體描述如下
在空口協(xié)議棧功能下移過程中，IAGW會通過Iu+接口向目標(biāo)ERS發(fā)送Context Transfer Request消息，請求目標(biāo)ERS為UE建立一個對應(yīng)的無線接口協(xié)議棧高層實例，即E-RLC和RRC層實例。所述Context Transfer Request消息中包括目前IAGW中相關(guān)的無線接口協(xié)議棧配置信息。目標(biāo)ERS收到此消息后，會建立相關(guān)的無線接口協(xié)議棧實例，并發(fā)送Context TransferResponse消息給IAGW，IAGW收到此消息后，將緩存在其內(nèi)部的包含實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的E-RLC幀通過和目標(biāo)ERS間的Iu+接口傳送至目標(biāo)ERS，然后，刪除自己內(nèi)部針對該UE的無線接口協(xié)議棧實例，并清空其緩存區(qū)內(nèi)的E-RLC幀后，取消該緩存區(qū)。
空口協(xié)議棧功能下移過程和切換過程結(jié)束后，接受空口協(xié)議棧功能下移的目標(biāo)ERS負(fù)責(zé)實現(xiàn)針對所述UE的無線鏈路的管理和無線幀的緩存和傳送功能，UE處于該目標(biāo)ERS控制下，按照正常的協(xié)議流程進(jìn)行通信和切換過程。
在上述實時業(yè)務(wù)遷移過程中，若發(fā)起切換的UE處于高速運(yùn)動或在小區(qū)邊緣來回漫游。如果在切換過程完成后，IAGW將空口協(xié)議棧實例下移至目標(biāo)ERS，將會導(dǎo)致UE頻繁發(fā)起遷移流程。為了避免在所述兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)中因UE頻繁地遷移導(dǎo)致的空口資源浪費(fèi)，在此種情況下也可考慮不發(fā)起所述步驟7-4的空口協(xié)議棧功能下移流程。而對于在低速移動的UE，由于其切換頻率較低，將連續(xù)進(jìn)行上述實時業(yè)務(wù)遷移過程。
上述實時業(yè)務(wù)遷移過程中的Context Transfer Request/Response消息可以通過修改現(xiàn)有的Iu接口RANAP(RNS Application Protocol，RNS應(yīng)用協(xié)議)協(xié)議來實現(xiàn)。
總之，上述本發(fā)明所述改進(jìn)后的兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)中的切換流程和實時業(yè)務(wù)遷移過程比現(xiàn)有的切換流程和實時業(yè)務(wù)遷移過程簡單，而且能夠應(yīng)付更多的例外情況。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求
的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括邊界無線基站ERS和IP接入網(wǎng)關(guān)IAGW，其特征在于ERS中的空口協(xié)議棧包括擴(kuò)展的媒質(zhì)接入控制層E-MAC和擴(kuò)展的無線鏈路控制層E-RLC，E-MAC除了具有MAC層功能外，還加入了RLC層的分割/級聯(lián)功能；IAGW包括了E-RLC的無線接口協(xié)議棧和無線電資源控制RRC層的無線接口協(xié)議棧，所述E-RLC的無線接口協(xié)議棧和RRC層的無線接口協(xié)議棧在用戶設(shè)備UE發(fā)生切換時由源ERS激活后使用，ERS和IAGW間采用GPRS隧道協(xié)議用戶平面GTP-U隧道或移動IP傳輸協(xié)議承載高層信令和數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，所述的E-RLC包括緩存模塊對于采用無應(yīng)答模式UM和通信管理模式TM承載的實時業(yè)務(wù)，提供緩存能力；自動請求重發(fā)模塊對于采用應(yīng)答模式AM承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提供了RLC層的執(zhí)行緩沖和重傳機(jī)制的自動請求重發(fā)ARQ功能；序列號維護(hù)模塊通過對RLC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU序列號進(jìn)行維護(hù)來提供分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議PDCP層的PDCP序列號的維護(hù)功能。
3.一種無線接入網(wǎng)絡(luò)中實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)遷移方法，其特征在于，包括步驟A、當(dāng)UE發(fā)生小區(qū)切換時，源ERS將針對該UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息上傳給IAGW，IAGW根據(jù)該配置信息建立相應(yīng)的無線接口協(xié)議棧實例，通過該實例，接收并保存UE的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；B、當(dāng)所述UE小區(qū)切換完成后，IAGW將針對該UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息下發(fā)給UE的目標(biāo)ERS，目標(biāo)ERS根據(jù)該配置信息建立相應(yīng)的無線接口協(xié)議棧實例，通過該實例，接收IAGW下發(fā)的所述實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于，所述的步驟A具體包括A1、當(dāng)所述UE發(fā)生小區(qū)切換時，源ERS發(fā)送包含針對該UE的無線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實例的配置信息的上下文遷移請求Context TransferRequest消息給IAGW；A2、IAGW根據(jù)接收到的所述Context Transfer Request消息，建立相應(yīng)的針對所述UE的無線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實例，發(fā)送上下文遷移響應(yīng)Context Transfer Response消息給源ERS；A3、源ERS接收到所述Context Transfer Response消息后，在控制平面，將該UE的RRC消息透傳給IAGW，在用戶平面，將下發(fā)的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和緩存在其內(nèi)部的E-RLC幀傳遞給IAGW的E-RLC層進(jìn)行緩存。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于，所述的步驟A3還包括源ERS接收到所述Context Transfer Response消息后，停止其內(nèi)部針對所述UE的無線接口協(xié)議棧實例的工作，在用戶平面，在繼續(xù)下發(fā)實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同時，停止其內(nèi)部E-RLC層協(xié)議棧緩存功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于，所述的步驟A還包括A4、在IAGW建立的所述無線接口協(xié)議棧實例開始工作后，IAGW通知目標(biāo)ERS為所述UE建立無線鏈路和Iu+傳輸承載，IAGW還通過源ERS通知所述UE進(jìn)行空口協(xié)議棧重配置，切換至目標(biāo)ERS所覆蓋的小區(qū)；A5、UE重配置其空口協(xié)議棧完成后，向IAGW發(fā)送切換完成消息，該切換完成消息中包含UE期望接收的下行E-RLC幀的幀號，IAGW收到該消息后，在其緩存區(qū)中刪除掉已下發(fā)的E-RLC幀。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3、4、5或6所述的方法，其特征在于，所述的步驟B具體包括B1、當(dāng)所述UE小區(qū)切換完成后，IAGW向目標(biāo)ERS發(fā)送Context TransferRequest消息，所述Context Transfer Request消息中包括IAGW中針對所述UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息；B2、目標(biāo)ERS收到所述Context Transfer Request消息后，建立相應(yīng)的針對所述UE的無線接口協(xié)議棧實例，發(fā)送Context Transfer Response消息給IAGW；B3、IAGW收到所述Context Transfer Response消息后，將緩存在其內(nèi)部的包含實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的E-RLC幀傳送給目標(biāo)ERS。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，所述的步驟B3還包括IAGW將緩存在其內(nèi)部的E-RLC幀傳送給目標(biāo)ERS后，刪除其內(nèi)部針對所述UE的無線接口協(xié)議棧實例，在清空其緩存區(qū)內(nèi)的E-RLC幀后，取消該緩存區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，所述的步驟B還包括當(dāng)所述UE小區(qū)切換完成后，IAGW在本地啟動E-RLC緩沖區(qū)數(shù)據(jù)上傳定時器，在該定時器的定時時長的計時到達(dá)后，IAGW通知源ERS刪除針對所述UE的無線鏈路，釋放為所述UE分配的傳輸承載資源，在所述UE的無線鏈路刪除后，源ERS刪除針對該UE的上下文信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，所述的步驟B還包括當(dāng)發(fā)起切換的UE處于高速運(yùn)動或在小區(qū)邊緣來回漫游時，在切換過程完成后，IAGW不將針對所述UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息下發(fā)給所述UE的目標(biāo)ERS。
11.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，所述的Context TransferRequest消息和Context Transfer Response消息通過修改Iu接口的無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)議RANAP協(xié)議來實現(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，所述的步驟B還包括所述空口協(xié)議棧功能下移過程完成后，接受空口協(xié)議棧功能下移的目標(biāo)ERS負(fù)責(zé)實現(xiàn)針對所述UE的無線鏈路的管理和無線幀的緩存和傳送功能，UE處于該目標(biāo)ERS的控制下，按照正常的協(xié)議流程進(jìn)行通信和切換過程。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實時業(yè)務(wù)無損遷移的實現(xiàn)方法，該架構(gòu)主要包括ERS(邊界無線基站)和IAGW(IP接入網(wǎng)關(guān))。該方法主要包括當(dāng)UE發(fā)生小區(qū)切換時，源ERS將針對該UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息上傳給IAGW，IAGW根據(jù)該配置信息建立相應(yīng)的無線接口協(xié)議棧實例，通過該實例，接收并保存UE的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；當(dāng)所述UE小區(qū)切換完成后，IAGW將針對該UE的無線接口協(xié)議棧的配置信息下發(fā)給UE的目標(biāo)ERS，目標(biāo)ERS根據(jù)該配置信息建立相應(yīng)的無線接口協(xié)議棧實例，通過該實例，接收IAGW下發(fā)的所述實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。利用本發(fā)明所述方法，可以在保證UE切換過程實時性的同時，實現(xiàn)UE的實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在源基站和目的基站之間無損遷移。
文檔編號H04W36/08GK1992957SQ200510003424
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日
發(fā)明者王宗杰, 許炳, 梁欣剛 申請人:華為技術(shù)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan