移動通信系統(tǒng)中的切換過程的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于執(zhí)行移動終端向目標基站的切換的方法。作為切換的一部 分，把移動終端配置為經(jīng)由包含下行鏈路載波和上行鏈路載波的目標射頻小區(qū)與目標基站 進行通信。本發(fā)明還提供了執(zhí)行此處所描述的方法的移動終端與基站。 技術(shù)背景
[0002] 長期演化化TE)
[0003] 全世界正在廣泛部署基于WCDMA射頻訪問技術(shù)的第S代移動系統(tǒng)(3G)。增強和演 化運一技術(shù)的過程中的第一步需要引入高速下行鏈路分組訪問化SDPA)和增強的上行鏈 路，也將其稱為高速上行鏈路分組訪問化SUPA)，從而產(chǎn)生高競爭的射頻訪問技術(shù)。
[0004] 為了對進一步增長的用戶需求做好準備，W及為了具有對新射頻訪問技術(shù)的競爭 力，3GPP引入了稱為長期演化(Long Term EvoIution化TE))的新的移動通信系統(tǒng)。LTE的設(shè) 計旨在滿足今后十幾年人們對高速數(shù)據(jù)和媒體傳送W及大容量話音支持的載波需求。提供 高比特率的能力是LTE的關(guān)鍵措施。
[000引把稱為演化的UMTS地面射頻訪問化TRA)和UMTS地面射頻訪問網(wǎng)絡(luò)化TRAN)的有關(guān) 長期演化化TE)的工作項(WI)規(guī)范最終化為版本8(LTE Rel. 8) dLTE系統(tǒng)代表W低延遲時間 和低開銷提供全基于IP的功能的有效的基于分組的射頻訪問與射頻訪問網(wǎng)絡(luò)。在LTE中，規(guī) 定了可放縮的多個傳送帶寬，例如，1.4、3.0、5.0、10.0、15.0，、^及20.01化，^實現(xiàn)使用某 一給定頻譜的靈活的系統(tǒng)部署。在下行鏈路中，采用了基于正交頻分多路復用(OFDM)的射 頻訪問，因為其具有對因低碼元率所導致的多路干擾(MPI)的天然免疫、對循環(huán)前綴(CP)的 使用W及其與不同傳送帶寬設(shè)置的親和力。在上行鏈路中，采用了基于單載波頻分多路訪 問（SC-FDMA)的射頻訪問，因為其考慮到用戶設(shè)備(肥)的有限的傳送能力，在高峰數(shù)據(jù)率的 改進之上，優(yōu)化了廣域覆蓋的提供。使用了許多主要的分組射頻訪問技術(shù)，包括多輸入多輸 出(MIMO)信道傳送技術(shù)，并且在LTE版本8/9中實現(xiàn)了一種高效控制信令結(jié)構(gòu)。
[0006] LTE體系結(jié)構(gòu)
[0007] 圖1中描述了總體系結(jié)構(gòu)，圖2中給出了E-UTRAN體系結(jié)構(gòu)的更詳細表示。E-UTRAN 由eNodeB組成，提供了 E-UTRA用戶平面(PDCP/MX/MAC/PHY似及面向用戶設(shè)備(UE)的控制 平面(RRC)協(xié)議終止。eNodeB(eNB)宿主包括用戶平面頭標壓縮與加密的功能的物理(PHY)、 介質(zhì)訪問控制(MAC)、射頻鏈路控制(RLC) W及分組數(shù)據(jù)控制協(xié)議(PDCP)層。其也提供了相 應(yīng)于控制平面的射頻資源控制(RRC)功能。其執(zhí)行多種功能，包括射頻資源管理、許可控制、 調(diào)度、協(xié)商的上行鏈路服務(wù)質(zhì)量(QoS)的增強、小區(qū)信息廣播、用戶和控制平面數(shù)據(jù)的加密/ 解密、W及下行鏈路/上行鏈路用戶平面分組頭標的壓縮/解壓縮。通過X2接口將eNodeB互 相連接。
[000引也通過Sl接口把eNodeB連接于EPC(演化的分組核屯、），更具體地，通過Sl-MME將其 連接于MME(移動管理實體）W及通過Sl-閑尋其連接于服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW) dSI接口支持MME/服務(wù) 網(wǎng)關(guān)和eNodeB之間多對多的關(guān)系。SGW路由和轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)分組，同時還在eNodeB之間移交 期間用作用戶平面的移動性支撐點，并且還用作針對LTE和其它3GPP技術(shù)(終止S4接口 W及 中繼2G/3G系統(tǒng)和PDN GW之間的通信量(traf f i C))之間的移動性支撐點。對于閑置狀態(tài)的 用戶設(shè)備，當下行鏈路數(shù)據(jù)到達用戶設(shè)備時，SGW終止下行鏈路數(shù)據(jù)路徑，并且觸發(fā)尋呼操 作。其管理和存儲用戶設(shè)備上下文，例如，IP載體服務(wù)的參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部路由信息。其還在合 法攔截的情況下執(zhí)行用戶通信量的復制。
[0009] MME是LTE訪問網(wǎng)絡(luò)的主要控制節(jié)點。其負責閑置模式用戶設(shè)備追蹤和尋呼操作過 程，包括重新發(fā)送。載體激活/去激活過程中設(shè)及MME，而且其還負責在初始附接和設(shè)及核屯、 網(wǎng)絡(luò)(CN)節(jié)點重新定位的LTE內(nèi)接管時為用戶設(shè)備選擇SGW。其負責對用戶進行認證(通過 與HSS的交互）。非訪問層(NAS)信令在MME處終止，而且其還負責用戶設(shè)備的臨時標識的生 成與分配。其檢查用戶設(shè)備的授權(quán)，W預占服務(wù)提供商的公共陸地移動網(wǎng)絡(luò)(PLMN)和實施 用戶設(shè)備漫游限制。MME是用于NAS信令加密/完整性保護的網(wǎng)絡(luò)中的終止點，并且處理安全 密鑰管理。MME也支持信令的合法攔截。MME還通過來自SGSN的終止在MME處的S3接口提供了 針對LTE和2G/3G訪問網(wǎng)絡(luò)之間的移動性的控制平面功能。MME還終止了面向用于漫游用戶 設(shè)備的家庭服S的Sfe接口。
[0010] 移交過程
[0011] 術(shù)語"被連接模式移動性"指的是各種過程，例如，移交過程。具體地講，3GPP TS 36.100 ( ('Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN);0verall description；Stage 2"，vers ion 11.5.0，SeCt ion 10.1.2 r演變的通用地面射頻訪問化-UTRA)和演變的通用 地面射頻訪問網(wǎng)絡(luò)化-UTRAN);總體描述;階段2"，版本11.5.0,章節(jié)10.1.2)，可得于http// WWW.3即p.org，并且將其并入此處W作參考）中規(guī)定了3GPP LTE移交過程。另外，TS 36.331 (('Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)；Radio Resource Control (RRC) !Protocol specification)",version 11.4.Osection 5.3.5("演變的通用地面射 頻訪問化-UTRA);射頻資源控制（RRC);協(xié)議規(guī)范）"，版本11.4.0,章節(jié)5.3.5)，可得于 http/zVww. 3甜P. org，并且將其并入此處W作參考）中定義了與RRC連接重新配置相關(guān)的移 交過程的細節(jié)。
[0012] 支持被連接模式中的UE的E-UTRAN內(nèi)訪問移動性支持處理移交過程的所有必需的 步驟，例如源網(wǎng)絡(luò)偵U(考慮到某些面向?qū)？卺槍E的區(qū)域限制的UE和eNB巧慢的控制與估 計)最終移交化0)決定之前的過程、目標網(wǎng)絡(luò)側(cè)的資源的準備、使肥可W使用新射頻資源W 及最終釋放（舊）源網(wǎng)絡(luò)側(cè)的資源。
[0013] RRC_C0N肥CT邸狀態(tài)下的肥的E-UTRAN內(nèi)移交化0)是肥協(xié)助的網(wǎng)絡(luò)控制的冊，使用 了E-UTRAN中的冊準備信令：
[0014] -冊命令部分來自目標eNB，并且通過源eNB將其透明地轉(zhuǎn)發(fā)給肥；
[0015] -為了準備冊，源eNB把所有必要的信息傳送給目標eNB。
[0016]-源eNB和肥均保持某些上下文（例如，C-RNTI似在冊出現(xiàn)故障的情況下實現(xiàn)肥的 返回；
[0017] -UE通過使用專口的RACH前同步碼的無競爭過程之后的或者如果?？诘腞ACH前同 步碼不可得時使用基于競爭的過程之后的RACH訪問目標小區(qū)：
[0018] -肥使用?？诘那巴酱a，直至(成功地或者不成功地)完成移交過程；
[0019] -如果在一定時間內(nèi)面向目標小區(qū)的RACH過程未成功，則UE使用最佳小區(qū)啟動射 頻鏈路故障恢復；
[0020] 在不設(shè)及EPC的情況下，執(zhí)行冊過程的準備與執(zhí)行階段，即，在eNB之間直接交換準 備消息。在冊完成階段期間，eNB觸發(fā)源側(cè)的資源的釋放。下圖描述了基本的移交情形;僅從 本發(fā)明角度解釋了較相關(guān)的前幾個步驟：
[0021] W下更詳細地描述了圖3中所說明的MME內(nèi)/服務(wù)網(wǎng)關(guān)移交化0)過程，其中，順序號 指出圖中的序列圖中相應(yīng)的步驟：
[0022] 0源eNB中的UE上下文包含有關(guān)漫游限制的信息，在連接建立時或者在最近的TA 更新時提供所述信息。
[0023] 1源eNB根據(jù)區(qū)域限制信息配置肥測量過程。源eNB所提供的測量可W輔助控制肥 的連接移動性的功能
[0024] 2觸發(fā)測量報告，并且將其發(fā)送給eNB。
[0025] 3源eNB根據(jù)測量報告和切換肥的RRM信息進行決定。
[0026] 4源eNB向目標eNB發(fā)布移交請求消息，W傳送在目標側(cè)準備冊所需的信息(源eNB 處肥X2信令上下文參照、肥SlEPC信令上下文參照、目標小區(qū)ID、KeNB*、源eNB中包括UE的 C-RNTI的RRC上下文、AS-配置、W及用于可能的化F恢復的源小區(qū)+短MAC-I的E-RAB上下文 和物理層ID)。肥X2/肥Sl信令參照使目標eNB能夠?qū)υ磂NB和EP切日W尋址。E-RAB上下文 包括必要的歴IjPTOL尋址信息、W及E-RAB的QoS的情況描述。
[0027] 5如果資源可W得到目標eNB的準予，則目標eNB可W依據(jù)所接收的E-RAB QoS信 息執(zhí)行許可控制，W提高成功HO的可能性。目標eNB根據(jù)所接收的E-RAB QoS信息配置所需 的資源，并且預約C-RNTI，也可W選擇預約RACH前同步碼。目標小區(qū)中所使用的AS-配置可 W獨立地加 W指出（即，"建立"），也可W作為與源小區(qū)中所使用的AS-配置相比的增量加 W 指出（即，"重新配置"）。
[0028] 6目標eNB準備具有L1/L2的HO,并且把移交請求認可（HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)發(fā)送給源eNB。移交請求認可消息包括將作為執(zhí)行移交的RRC信息被發(fā)送給肥 的透明容器。所述容器包括新的C-RNTI，所選擇的安全算法的目標eNB安全算法標識符，可 W包括?？诘腞ACH前同步碼，并且可能包括某些其它參數(shù)，即，訪問參數(shù)、SIB等。如果需要 的話，移交請求認可消息還可W包括針對轉(zhuǎn)發(fā)隧道的rnl/?l信息。
[0029] 注意:一經(jīng)源eNB接收到移交請求認可消息，或者一經(jīng)在下行鏈路中啟動了移交命 令的傳送，就可W立即啟動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
[0030] 步驟7~16提供了避免HO期間數(shù)據(jù)丟失的機制，在10.1.2.1.2和10.1.2.3中對它 們進行了更詳細地描述。
[0031 ] 7 目標eNB生成執(zhí)行移交的RRC消息，即，RRCConnectionReconf iguration(RRC連 接重新配置）消息，包括源eNB向UE發(fā)送的mobi IityControl Information!；移動性控制信 息）。源eNB執(zhí)行消息的必要完整性保護和加密。肥接收具有所需參數(shù)（即，新的C-RNTI，目標 eNB安全算法標識符、W及可選的?？?RACH前同步碼、目標eNB的SIB等）的 RRCConnect ionReconf igurat ion消息，并且由源eNB控制其執(zhí)行冊。為了把HARQ/ARQ答復提 交給源eNB,肥不需要延遲移交的執(zhí)行。
[0032] 8源eNB向目標eNB發(fā)送SN STATUS TRANS陽R(SN狀況傳送)消息，W傳遞PDCP狀況 保存所申請的E-RAB的上行鏈路PDCP SN接收器狀況和下行鏈路PDCP SN發(fā)送器狀況（即，針 對化C AM)。上行鏈路PDCP SN接收器狀況至少包括第一丟失化SDU的PDCP SN,而且還可W 包括目標小區(qū)中肥需要重新發(fā)送的系列化SDU之外的接收狀況的比特圖，如果存在任何運 樣的SDU的話。下行鏈路PDCP SN發(fā)送器狀況指示目標eNB將賦予新的尚不具有PDCP SN的 SDU的下一個PDCP SN。如果沒有將使用PDCP狀況保存對其進行處理的UE的E-RAB，則源eNB 可W忽略發(fā)送運一消息。
[003引 9 在接收 包括 mobilityControlInformation 的 RRCConnectionReconfiguration消息之后，在一個無競爭過程之后如果在 mobilityCon化ollnformation中指出了?？赗ACH前同步碼，或者在基于競爭的過程之后如 果沒有所指出的專口前同步碼，UE執(zhí)行至目標eNB的同步化，并且經(jīng)由RACH訪問目標小區(qū)。 肥導出針對目標eNB的密鑰，并且配置將用于目標小區(qū)的所選擇的安全算法。
[0034] 10目標eNBW化分配和時序提前加 W響應(yīng)。
[00對 11當UE已經(jīng)成功訪問了目標小區(qū)時，凡當可能的時候，肥隨上行鏈路緩沖器狀況 報告一起向目標eNB發(fā)送確認移交的RRCConnectionReconf 1旨腳日1:;[0]1〔〇11191616(1?亂連接重 新配置完成）消息（C-RNTI)，W指示已經(jīng)針對UE完成了移交過程。目標eNB驗證 RRCConnectionReconfigurationComplete 消息中所發(fā)送的 C-RNTI。此時，目標eNB可 W 開始 向肥發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0036] 12目標eNB向MME發(fā)送PATH SW口CH REQ肥ST(路徑轉(zhuǎn)換請求）消息，W通知肥已經(jīng) 改變了小區(qū)。
[0037] 13 MME向服務(wù)網(wǎng)關(guān)發(fā)送MODIFY BEARER REQUEST(修改載體請求)消息。
[0038] 14服務(wù)網(wǎng)關(guān)把下行鏈路數(shù)據(jù)路徑轉(zhuǎn)換至目標側(cè)。服務(wù)網(wǎng)關(guān)把舊路徑上的一或多 個"結(jié)束標記"分組發(fā)送給源eNB，然后向源eNB釋放任何U-平面/?L資源。
[0039] 15服務(wù)網(wǎng)關(guān)向MME發(fā)送MODIFY BEARER RESPON沈(修改載體答復)消息。
[0040] 16 MME確認具有PATH SWITCH REQ肥ST ACKNOWLEDGE(路徑轉(zhuǎn)換請求認可）消息的 PATH SW口CH REQ肥ST(路徑轉(zhuǎn)換請求)消息。
[0041 ] 17通過發(fā)送UE CONTEXT RELEASE(肥上下文釋放）消息，目標eNB向源eNB通知冊 的成功，并且觸發(fā)源eNB對資源的釋放。在從MME接收到路徑轉(zhuǎn)換請求認可消息之后，目標 eNB發(fā)送運一消息。
[0042] 18當接收到肥上下文釋放消息時，源eNB可W釋放射頻和與UE上下文相關(guān)聯(lián)的與 C-平面相關(guān)的資源。任何進行中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可W繼續(xù)進行。
[0043] 當設(shè)及化NB使用X2移交時，W及當把源化NB連接于化NB GW時，源化NB發(fā)送包括顯 式GW上下文釋放指示的UE CONTEXT服LEASE REQ肥ST化C上下文釋放請求）消息，W指示 化NB GW可W釋放所有與肥上下文相關(guān)的資源。
[0044] 射頻鏈路故障
[004引過去，射頻鏈路故障(RLF)已經(jīng)廣泛得W研究，并且對其特性清晰加 W表述。特別 是，在3GPPP LTE的上下文中，兩個不同的階段制約著與射頻鏈路故障相關(guān)聯(lián)的行為。
[0046]可W把第一階段表征如下：當檢測到射頻問題時其開始;其導向射頻鏈路故障;其 相應(yīng)于非基于UE的移動性;可W根據(jù)計時器或者其它（例如，計數(shù))準則(Tl)對其加 W區(qū)別。 可W把第二階段表征如下：當檢測到射頻鏈路故障或者出現(xiàn)移交故障時其開始;其導向轉(zhuǎn) 換至RRC_IDLE狀態(tài)的肥;其相應(yīng)于基于肥的移動性;并且可W根據(jù)計時器(T2)對其加 W區(qū) 別。
[0047]在W下的表中，描述了如何針對射頻鏈路故障處理移動性。
[0049] 在第二階段中，當肥返回至同一小區(qū)時或者當肥從同一eNB選擇了不同的小區(qū)時、 或者當肥從不同的eNB選擇了小區(qū)時，為了恢復活動和避免經(jīng)由RRCJDLE進行，采用W下過 程：
[0050] -肥停留在RRC_C0N肥CT邸中；
[0051 ] -UE通過隨機訪問過程訪問所述小區(qū)；
[0052] -所選擇的eNodeB使用隨機訪問過程中所使用的爭用分辨率的UE標識符（即，其中 RLF出現(xiàn)的小區(qū)的肥中的C-RNTI+該小區(qū)的物理層標識+基于該小區(qū)的密鑰的短MAC-I)認證 肥，并且檢查其是否具有針對該肥所存儲的上下文：
[0053] -如果eNB發(fā)現(xiàn)與肥的標識相匹配的上下文，則其指示肥:可W恢復其連接；
[0054] -如果沒有發(fā)現(xiàn)所述上下文，則釋放RRC連接，而且肥啟動建立新RRC連接的過程。 在運一情況下，要求肥經(jīng)由RRCJDLE進行；
[0055] 射頻鏈路故障過程也適用于RN，例外的是，RN被限制從其DeNB小區(qū)列表中選擇小 區(qū)。當檢測到射頻鏈路故障時，RN放棄任何當前RN子帖配置(用于與其DeNB進行通信），從而 使RN能夠執(zhí)行作為重新建立的一部分的正