用于在lte系統(tǒng)中的小數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠谰迷诰€的承載的制作方法
【專利說明】用于在LTE系統(tǒng)中的小數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠谰迷诰€的承載
[0001]優(yōu)先權(quán)請求
[0002]本申請要求于2012年9月28日提交的美國臨時申請序列號N0.61/707784的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用的方式被并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文所描述的實施例概括而言涉及無線網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]在LTE (長期演進(jìn))蜂窩系統(tǒng)中，正如第三代合作伙伴計劃(3GPP)的LTE規(guī)范中所闡述的，移動終端(其中，終端在LTE系統(tǒng)中被稱為用戶設(shè)備或者UE)連接至基站(在LTE系統(tǒng)中被稱為演進(jìn)型節(jié)點B或者eNB)，基站為UE提供了到連接至外部網(wǎng)絡(luò)(例如，互聯(lián)網(wǎng))的LTE系統(tǒng)的其他網(wǎng)絡(luò)實體的連接。提供這樣的網(wǎng)絡(luò)連接涉及:在LTE系統(tǒng)的不同部件之間設(shè)立被稱為承載的雙向數(shù)據(jù)路徑。當(dāng)UE從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接狀態(tài)時設(shè)立這些承載，而當(dāng)UE空閑時，為了提高效率，則將這些承載拆除。然而，一些LTE應(yīng)用可能會涉及頻繁的小數(shù)據(jù)傳輸，其中，在每次這樣的傳輸之后，UE均轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻e狀態(tài)。在這些情況下重復(fù)地設(shè)立和拆除承載導(dǎo)致大量的信令開銷。減少所述信令開銷是本公開的目的。
【附圖說明】
[0005]圖1示出了 LTE系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)實體；
[0006]圖2示出了節(jié)省Sl-MME信令的永久在線的Sl-U承載的操作示例；
[0007]圖3示出了具有永久在線指示符的RRC連接請求的示例；
[0008]圖4示出了永久在線的Sl-U承載的增強型附著過程的示例；
[0009]圖5示出了增強型S1-釋放消息序列的示例；
[0010]圖6示出了 SI釋放呼叫流決策的示例；
[0011]圖7示出了利用S-GW重定位的跟蹤區(qū)更新的示例；
[0012]圖8示出了修改的服務(wù)請求的示例；
[0013]圖9示出了永久在線的Sl-U承載的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖纠?br>[0014]圖10示出了利用S-GW重定位的eNB重定位的示例；
[0015]圖11示出了在X2接口上將安全上下文從舊eNB傳輸至新eNB的示例；
[0016]圖12示出了使用配置傳輸過程將安全上下文從舊eNB傳輸至新eNB的示例。
【具體實施方式】
[0017]LTE的高級架構(gòu)可以被描述為包括三個主要部分:用戶設(shè)備(UE);演進(jìn)型UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)(E-UTRAN)以及演進(jìn)型分組核心(EPC)，其中，E-UTRAN連同EPC—起被稱為EPS(演進(jìn)型分組系統(tǒng))。UE可以是蜂窩電話或者與由單個部件(演進(jìn)型節(jié)點B(eNB))組成的E-UTRAN進(jìn)行無線通信的其他裝置。eNB與EPC進(jìn)行通信，繼而EPC與在外部世界(例如，互聯(lián)網(wǎng))中的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
[0018]圖1示出了 LTE系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)實體，其中，特定實體可以包括:處理電路系統(tǒng)，在其附圖標(biāo)記中加入后綴“a”；網(wǎng)絡(luò)接口電路系統(tǒng)，在其附圖標(biāo)記中加入后綴“b”；以及具有一個或者多個天線的射頻(RF)收發(fā)機，在其附圖標(biāo)記中加入后綴“c”。eNB 105向UE 100提供RF通信鏈路，RF通信鏈路有時被稱為LTE無線或者空中接口。eNB是在被稱作小區(qū)的一個或者多個地理區(qū)域中服務(wù)UE的基站。UE每次與一個eNB進(jìn)行通信，并且隨著UE移動，在被稱為“移交”的過程中，可以切換至另一 eNB。eNB向其小區(qū)中的所有UE提供上行鏈路數(shù)據(jù)信道和下行鏈路數(shù)據(jù)信道，并且在UE與EPC之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。eNB還通過向UE發(fā)送信令消息來控制它們的低級操作。EPC的主要部件被示出為:MME 110(移動管理實體)、HSS125(歸屬用戶服務(wù)器)、S-GW 115(服務(wù)網(wǎng)關(guān))、以及P-GW 120 (分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān))。MMW控制UE的高級操作，所述高級操作包括:對通信會話、安全性和移動性的管理。每一個UE都被分配給可以隨著UE的移動而改變的單個服務(wù)MME。HSS是包含有關(guān)所有網(wǎng)絡(luò)運營商的訂戶的信息的中央數(shù)據(jù)庫。P-GW是與外部世界的接觸，并且與一個或者多個分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(例如，互聯(lián)網(wǎng))交換數(shù)據(jù)的EPC的點。S-GW充當(dāng)了在eNB與P-GW之間的路由器。和MME —樣，每一個UE都被分配給可以隨著UE的移動而改變的單個服務(wù)S-GW。
[0019]空中接口在UE與eNB之間提供了通信路徑。網(wǎng)絡(luò)接口在eNB與EPC之間以及在EPC的不同部件之間提供了通信路徑。網(wǎng)絡(luò)接口包括:在eNB與MME之間的Sl-MME接口 ；在eNB與S-GW之間的Sl-U接口 ；在不同的eNB之間的X2接口 ；在不同的MME之間的SlO接口；在MME與HSS之間的S6a接口；在S-GW與P-GW之間的S5/S8接口 ；以及在P-GW與PDN之間的SGi接口。這些網(wǎng)絡(luò)接口可以代表在底層傳送網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0020]在高電平下，在圖1中的網(wǎng)絡(luò)實體依靠分組流在所述網(wǎng)絡(luò)實體之間的接口上進(jìn)行通信，其中，分組流被稱為由具體協(xié)議所設(shè)立的承載。UE與eNB使用數(shù)據(jù)無線承載和信令無線承載(SRB) 二者在空中接口上進(jìn)行通信。eNB利用類似名字的承載(S1-MME承載還可以被稱為Sl-AP (SI應(yīng)用協(xié)議)承載)在Sl-MME網(wǎng)絡(luò)接口上與MME通信，并且在Sl-U網(wǎng)絡(luò)接口上與S-GW通信。數(shù)據(jù)無線承載、Sl-U承載、以及S5/S8承載的組合被稱為EPS承載。每當(dāng)UE連接至PDN時，EPC均設(shè)立被稱為默認(rèn)承載的一個EPS承載。UE隨后可以接收被稱為專用承載的其他EPS承載。
[0021]以上所論述的每一個接口均與網(wǎng)絡(luò)實體使用來交換數(shù)據(jù)的協(xié)議棧相關(guān)聯(lián)。將在LTE中的協(xié)議分為用戶平面協(xié)議和控制平面協(xié)議。用戶平面通過所謂的AS(接入層)來攜帶用戶數(shù)據(jù)，并且包括用于以下接口的協(xié)議:在UE與eNB之間的空中接口 ；在eNB與S-GW之間的Sl-U接口 ；以及在S-GW與P-GW之間的S5/S8接口。Sl-U和S5/S8接口的用戶平面部分使用GTP協(xié)議(GPRS (通用分組無線業(yè)務(wù))隧道協(xié)議)，以用于傳送IP分組。GTP封裝原始IP分組，以確保分組在UE與適當(dāng)?shù)膃NB之間流動。
[0022]控制平面負(fù)責(zé)控制在UE與網(wǎng)絡(luò)之間的連接，并且包括用于在UE與eNB之間的空中接口的協(xié)議棧，RRC(無線資源控制)協(xié)議位于該協(xié)議棧的頂部。RRC是用于AS的主要控制協(xié)議，其負(fù)責(zé)使用RRC信令在eNB與UE之間建立無線承載，并且配置更低層。在UE與MME之間運行并且在UE中位于RRC上方的控制平面協(xié)議被稱為NAS (非接入層)協(xié)議，并且包括EMM (EPS移動性管理)協(xié)議和ESM (EPS會話管理協(xié)議)。NAS協(xié)議由MME使用，以管理UE與EPC的連通性。因為NAS協(xié)議不存在于eNB中，因此RRC和Sl-AP (SI應(yīng)用協(xié)議)分別在UE與eNB之間以及在eNB與MME之間被用作NAS消息的傳送協(xié)議。
[0023]在當(dāng)前的3GPP LTE架構(gòu)中，UE執(zhí)行若干步驟，以用于將自身附著至EPS。首先，它建立與eNB的RRC連接來設(shè)立SRB (信令無線承載)，從而從所謂的RRC_空閑(RRC_IDLE)狀態(tài)移至RRC_連接(RRC_CONNECTED)狀態(tài)。在建立RRC連接之后，UE設(shè)立Sl-MME承載。隨后，設(shè)立S5/S8、S1-U、以及無線承載來形成EPS承載。至網(wǎng)絡(luò)的該附著在每個UE的基礎(chǔ)上發(fā)生，并且涉及大量不同數(shù)據(jù)隧道的創(chuàng)建。當(dāng)UE進(jìn)入RRC_空閑狀態(tài)時，僅保留S5/S8EPS承載上下文，并且釋放Sl-U、Sl-AP和無線承載。當(dāng)UE返回RRC_連接狀態(tài)時，必須在每個UE的基礎(chǔ)上重建這些承載。一些UE應(yīng)用可能會頻繁地發(fā)送小數(shù)據(jù)，這會使UE在空閑狀態(tài)與連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。隨著UE在空閑狀態(tài)與連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，必須頻繁地重建無線承載和Sl-U承載，這將導(dǎo)致大量的信令開銷。
[0024]永久在線的Sl-U承載
[0025]對于在重建隧道的同時避免過多信令開銷的解決方案是具有默認(rèn)的、永久在線的Sl-U承載。當(dāng)UE進(jìn)入RRC_空閑模式時，可以保持相關(guān)聯(lián)的Sl-U信息，從而當(dāng)UE從空閑狀態(tài)醒來時，不需要重建Sl-U承載。即，當(dāng)處于RRC_空閑狀態(tài)的UE轉(zhuǎn)變至RRC_連接狀態(tài)時，僅需要建立無線承載，而不需要Sl-MME信令。在圖2中示出的階段I至10是根據(jù)一個實施例的方案，其涉及UE、eNB、S-GW、以及P-GW。階段I是創(chuàng)建由無線承載、S5/S8承載、以及永久在線的Sl-U承載組成的EPS承載的UE的附著過程。在階段2中，UE處于連接模式，并且正在利用頻繁的小數(shù)據(jù)傳輸來運行應(yīng)用。在階段3中，在eNB處的用戶不活動定時器到期，這告訴eNB將UE置于空閑模式。在階段4中，當(dāng)RRC連接由eNB釋放時，UE保留用于永久在線的Sl-U承載的、S-GW IP (互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)地址和S-GW TIED (隧道端點標(biāo)識符)。在階段5中，eNB保留UE上下文；以及在階段6中，S-GW保留有關(guān)永久在線的Sl-U承載的信息并且維持S5/S8承載。在階段7中，UE進(jìn)入空閑模式。在階段8中，UE向eNB發(fā)出NAS服務(wù)請求(例如，因為其具有數(shù)據(jù)需要發(fā)送)并且將保留的S-GW信息在消息中附帶給eNB。在階段8a中，重建無線承載，以及在階段Sb中，eNB使用附帶的S-GW信息將無線承載連接至永久在線的Sl-U承載。在階段9中，S-GW使用保留的上下文信息將永久在線的Sl-U承載映射到S5/S8承載。由此，在階段10中，在不涉及Sl-MME信令的情況下，重建EPS承載。
[0026]呼叫流的修改
[0027]下面所描述的是對現(xiàn)有呼叫流進(jìn)行修改，以便實現(xiàn)永久在線的Sl-U承載的概念。對附著過程、S1-釋放過程、服務(wù)請求過程、S-GW重分配過程、以及移交過程的修改進(jìn)行了描述。當(dāng)UE請求永久在線的Sl-U承載時，eNB和MME 二者都需要感知。在一個實施例中，在RRC信令中使用“永久在線指示符”來通知eNB。RRC連接請求消息包括UE身份和建立原因。介紹了新的建立原因，即，永久在線的Sl-U承載，以便指示UE想要創(chuàng)建如圖3所示的永久在線的Sl-U承載，圖3列出了 RRC連接請求消息的IE(信息單元)。所述永久在線指示符通知eNB:S1-U承載為靜態(tài)的、永久在線的承載，以及在S1-釋放過程期間，eNB不應(yīng)該刪除UE上下文。增加的建立原因提供了對于要求用于移動發(fā)起接入或者移動終止接入的永久在線的Sl-U承載的請求的指示。
[0028]可以通過使eNB在如上所描述的接收到Sl-U承載的UE請求之后，在Sl-AP初始UE消息中轉(zhuǎn)發(fā)永久在線指示符作為“RRC建立原因”信息單元的一部分，從而使MME可以感知要求永久在線的Sl-U承載的UE請求?？商娲模琋AS消息還可以用于向MME傳達(dá):它需要建立永久在線的S1-U承載。關(guān)于附著請求消息，新指示符可以以如下中的一種方式來發(fā)送信號:1)可以增強用于指示所請求的附著的類型的字段EPS附著類型，以指示具有Sl-U永久在線的承載的新附著類型；2)以及，附加的更新類型IE可以用于指示具有Sl-U永久在線的承載的新附著類型；或者，3)可以在附著請求消息中定義新IE。相似地，其他NAS消息(例如，服務(wù)請求或者追蹤區(qū)域更新請求)可以包括永久在線的Sl-U指示。在接收到具有永久在線的Sl-U指示的NAS請求之后，通知MME:將建立永久在線的承載，從而使MME在SI釋放期間不刪除UE上下文信息。
[0029]附著過程的增強
[0030]可以適當(dāng)?shù)匦薷脑?GPP TS 23.401的5.3.2章節(jié)中所描述的附著過程，從而有助于使用永久在線指示符來創(chuàng)建用于包括MTC(機器類型通信)應(yīng)用在內(nèi)的應(yīng)用的永久在線的承載。在一個實施例中，當(dāng)UE頻繁地發(fā)送/接收小數(shù)據(jù)時，UE可以首先指示:其需要永久在線的承載。該指示可以被附帶在RRC連接請求消息上或者在附著請求消息上。該指示通知eNB在S1-釋放期間不要刪除UE上下文。相同的指示還可以被發(fā)送至MME和S-GW，以便在請求永久在線的Sl-U承載時保留UE上下文和EPS承載信息。
[0031]在一個實施例中，允許MME對永久在線的Sl-U承載的需要進(jìn)行驗證。取決于用戶簡檔或者其他用戶行為，網(wǎng)絡(luò)運營商可以任選地在HSS中的用戶訂閱簡檔中(使用永久在線的S1-U)配置最佳的附著。如果該參數(shù)被激活，則該參數(shù)被下載至MME作為更新位置過程的一部分。在MME將創(chuàng)建會話請求消息發(fā)送至S-GW，從而創(chuàng)建永久在線的承載之前，MME驗證在HSS中的訂閱數(shù)據(jù)，并且如下面圖4的階段11所示的確認(rèn)對永久在線的承載的需要。
[0032]在一個實施例中，以如下方式來通知S-GW永久在線的Sl-U承載。MME