移动通信系统中的切换过程的制作方法

移动通信系统中的切换过程的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于执行移动终端向目标基站的切换的方法。作为切换的一部 分，把移动终端配置为经由包含下行链路载波和上行链路载波的目标射频小区与目标基站 进行通信。本发明还提供了执行此处所描述的方法的移动终端与基站。 技术背景
[0002] 长期演化化TE)
[0003] 全世界正在广泛部署基于WCDMA射频访问技术的第S代移动系统(3G)。增强和演 化运一技术的过程中的第一步需要引入高速下行链路分组访问化SDPA)和增强的上行链 路，也将其称为高速上行链路分组访问化SUPA)，从而产生高竞争的射频访问技术。
[0004] 为了对进一步增长的用户需求做好准备，W及为了具有对新射频访问技术的竞争 力，3GPP引入了称为长期演化(Long Term EvoIution化TE))的新的移动通信系统。LTE的设 计旨在满足今后十几年人们对高速数据和媒体传送W及大容量话音支持的载波需求。提供 高比特率的能力是LTE的关键措施。
[000引把称为演化的UMTS地面射频访问化TRA)和UMTS地面射频访问网络化TRAN)的有关 长期演化化TE)的工作项(WI)规范最终化为版本8(LTE Rel. 8) dLTE系统代表W低延迟时间 和低开销提供全基于IP的功能的有效的基于分组的射频访问与射频访问网络。在LTE中，规 定了可放缩的多个传送带宽，例如，1.4、3.0、5.0、10.0、15.0，、^及20.01化，^实现使用某 一给定频谱的灵活的系统部署。在下行链路中，采用了基于正交频分多路复用(OFDM)的射 频访问，因为其具有对因低码元率所导致的多路干扰(MPI)的天然免疫、对循环前缀(CP)的 使用W及其与不同传送带宽设置的亲和力。在上行链路中，采用了基于单载波频分多路访 问（SC-FDMA)的射频访问，因为其考虑到用户设备(肥)的有限的传送能力，在高峰数据率的 改进之上，优化了广域覆盖的提供。使用了许多主要的分组射频访问技术，包括多输入多输 出(MIMO)信道传送技术，并且在LTE版本8/9中实现了一种高效控制信令结构。
[0006] LTE体系结构
[0007] 图1中描述了总体系结构，图2中给出了E-UTRAN体系结构的更详细表示。E-UTRAN 由eNodeB组成，提供了 E-UTRA用户平面(PDCP/MX/MAC/PHY似及面向用户设备(UE)的控制 平面(RRC)协议终止。eNodeB(eNB)宿主包括用户平面头标压缩与加密的功能的物理(PHY)、 介质访问控制(MAC)、射频链路控制(RLC) W及分组数据控制协议(PDCP)层。其也提供了相 应于控制平面的射频资源控制(RRC)功能。其执行多种功能，包括射频资源管理、许可控制、 调度、协商的上行链路服务质量(QoS)的增强、小区信息广播、用户和控制平面数据的加密/ 解密、W及下行链路/上行链路用户平面分组头标的压缩/解压缩。通过X2接口将eNodeB互 相连接。
[000引也通过Sl接口把eNodeB连接于EPC(演化的分组核屯、），更具体地，通过Sl-MME将其 连接于MME(移动管理实体）W及通过Sl-闲尋其连接于服务网关(SGW) dSI接口支持MME/服务 网关和eNodeB之间多对多的关系。SGW路由和转发用户数据分组，同时还在eNodeB之间移交 期间用作用户平面的移动性支撑点，并且还用作针对LTE和其它3GPP技术(终止S4接口 W及 中继2G/3G系统和PDN GW之间的通信量(traf f i C))之间的移动性支撑点。对于闲置状态的 用户设备，当下行链路数据到达用户设备时，SGW终止下行链路数据路径，并且触发寻呼操 作。其管理和存储用户设备上下文，例如，IP载体服务的参数、网络内部路由信息。其还在合 法拦截的情况下执行用户通信量的复制。
[0009] MME是LTE访问网络的主要控制节点。其负责闲置模式用户设备追踪和寻呼操作过 程，包括重新发送。载体激活/去激活过程中设及MME，而且其还负责在初始附接和设及核屯、 网络(CN)节点重新定位的LTE内接管时为用户设备选择SGW。其负责对用户进行认证(通过 与HSS的交互）。非访问层(NAS)信令在MME处终止，而且其还负责用户设备的临时标识的生 成与分配。其检查用户设备的授权，W预占服务提供商的公共陆地移动网络(PLMN)和实施 用户设备漫游限制。MME是用于NAS信令加密/完整性保护的网络中的终止点，并且处理安全 密钥管理。MME也支持信令的合法拦截。MME还通过来自SGSN的终止在MME处的S3接口提供了 针对LTE和2G/3G访问网络之间的移动性的控制平面功能。MME还终止了面向用于漫游用户 设备的家庭服S的Sfe接口。
[0010] 移交过程
[0011] 术语"被连接模式移动性"指的是各种过程，例如，移交过程。具体地讲，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演变的通用地面射频访问化-UTRA)和演变的通用 地面射频访问网络化-UTRAN);总体描述;阶段2"，版本11.5.0,章节10.1.2)，可得于http// WWW.3即p.org，并且将其并入此处W作参考）中规定了3GPP LTE移交过程。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("演变的通用地面射 频访问化-UTRA);射频资源控制（RRC);协议规范）"，版本11.4.0,章节5.3.5)，可得于 http/zVww. 3甜P. org，并且将其并入此处W作参考）中定义了与RRC连接重新配置相关的移 交过程的细节。
[0012] 支持被连接模式中的UE的E-UTRAN内访问移动性支持处理移交过程的所有必需的 步骤，例如源网络侦U(考虑到某些面向专口针对UE的区域限制的UE和eNB巧慢的控制与估 计)最终移交化0)决定之前的过程、目标网络侧的资源的准备、使肥可W使用新射频资源W 及最终释放（旧）源网络侧的资源。
[0013] RRC_C0N肥CT邸状态下的肥的E-UTRAN内移交化0)是肥协助的网络控制的册，使用 了E-UTRAN中的册准备信令：
[0014] -册命令部分来自目标eNB，并且通过源eNB将其透明地转发给肥；
[0015] -为了准备册，源eNB把所有必要的信息传送给目标eNB。
[0016]-源eNB和肥均保持某些上下文（例如，C-RNTI似在册出现故障的情况下实现肥的 返回；
[0017] -UE通过使用专口的RACH前同步码的无竞争过程之后的或者如果专口的RACH前同 步码不可得时使用基于竞争的过程之后的RACH访问目标小区：
[0018] -肥使用专口的前同步码，直至(成功地或者不成功地)完成移交过程；
[0019] -如果在一定时间内面向目标小区的RACH过程未成功，则UE使用最佳小区启动射 频链路故障恢复；
[0020] 在不设及EPC的情况下，执行册过程的准备与执行阶段，即，在eNB之间直接交换准 备消息。在册完成阶段期间，eNB触发源侧的资源的释放。下图描述了基本的移交情形;仅从 本发明角度解释了较相关的前几个步骤：
[0021] W下更详细地描述了图3中所说明的MME内/服务网关移交化0)过程，其中，顺序号 指出图中的序列图中相应的步骤：
[0022] 0源eNB中的UE上下文包含有关漫游限制的信息，在连接建立时或者在最近的TA 更新时提供所述信息。
[0023] 1源eNB根据区域限制信息配置肥测量过程。源eNB所提供的测量可W辅助控制肥 的连接移动性的功能
[0024] 2触发测量报告，并且将其发送给eNB。
[0025] 3源eNB根据测量报告和切换肥的RRM信息进行决定。
[0026] 4源eNB向目标eNB发布移交请求消息，W传送在目标侧准备册所需的信息(源eNB 处肥X2信令上下文参照、肥SlEPC信令上下文参照、目标小区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恢复的源小区+短MAC-I的E-RAB上下文 和物理层ID)。肥X2/肥Sl信令参照使目标eNB能够对源eNB和EP切日W寻址。E-RAB上下文 包括必要的歴IjPTOL寻址信息、W及E-RAB的QoS的情况描述。
[0027] 5如果资源可W得到目标eNB的准予，则目标eNB可W依据所接收的E-RAB QoS信 息执行许可控制，W提高成功HO的可能性。目标eNB根据所接收的E-RAB QoS信息配置所需 的资源，并且预约C-RNTI，也可W选择预约RACH前同步码。目标小区中所使用的AS-配置可 W独立地加 W指出（即，"建立"），也可W作为与源小区中所使用的AS-配置相比的增量加 W 指出（即，"重新配置"）。
[0028] 6目标eNB准备具有L1/L2的HO,并且把移交请求认可（HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)发送给源eNB。移交请求认可消息包括将作为执行移交的RRC信息被发送给肥 的透明容器。所述容器包括新的C-RNTI，所选择的安全算法的目标eNB安全算法标识符，可 W包括专口的RACH前同步码，并且可能包括某些其它参数，即，访问参数、SIB等。如果需要 的话，移交请求认可消息还可W包括针对转发隧道的rnl/?l信息。
[0029] 注意:一经源eNB接收到移交请求认可消息，或者一经在下行链路中启动了移交命 令的传送，就可W立即启动数据转发。
[0030] 步骤7~16提供了避免HO期间数据丢失的机制，在10.1.2.1.2和10.1.2.3中对它 们进行了更详细地描述。
[0031 ] 7 目标eNB生成执行移交的RRC消息，即，RRCConnectionReconf iguration(RRC连 接重新配置）消息，包括源eNB向UE发送的mobi IityControl Information!；移动性控制信 息）。源eNB执行消息的必要完整性保护和加密。肥接收具有所需参数（即，新的C-RNTI，目标 eNB安全算法标识符、W及可选的专口 RACH前同步码、目标eNB的SIB等）的 RRCConnect ionReconf igurat ion消息，并且由源eNB控制其执行册。为了把HARQ/ARQ答复提 交给源eNB,肥不需要延迟移交的执行。
[0032] 8源eNB向目标eNB发送SN STATUS TRANS阳R(SN状况传送)消息，W传递PDCP状况 保存所申请的E-RAB的上行链路PDCP SN接收器状况和下行链路PDCP SN发送器状况（即，针 对化C AM)。上行链路PDCP SN接收器状况至少包括第一丢失化SDU的PDCP SN,而且还可W 包括目标小区中肥需要重新发送的系列化SDU之外的接收状况的比特图，如果存在任何运 样的SDU的话。下行链路PDCP SN发送器状况指示目标eNB将赋予新的尚不具有PDCP SN的 SDU的下一个PDCP SN。如果没有将使用PDCP状况保存对其进行处理的UE的E-RAB，则源eNB 可W忽略发送运一消息。
[003引 9 在接收 包括 mobilityControlInformation 的 RRCConnectionReconfiguration消息之后，在一个无竞争过程之后如果在 mobilityCon化ollnformation中指出了专口RACH前同步码，或者在基于竞争的过程之后如 果没有所指出的专口前同步码，UE执行至目标eNB的同步化，并且经由RACH访问目标小区。 肥导出针对目标eNB的密钥，并且配置将用于目标小区的所选择的安全算法。
[0034] 10目标eNBW化分配和时序提前加 W响应。
[00对 11当UE已经成功访问了目标小区时，凡当可能的时候，肥随上行链路缓冲器状况 报告一起向目标eNB发送确认移交的RRCConnectionReconf 1旨脚日1:;[0]1〔〇11191616(1?亂连接重 新配置完成）消息（C-RNTI)，W指示已经针对UE完成了移交过程。目标eNB验证 RRCConnectionReconfigurationComplete 消息中所发送的 C-RNTI。此时，目标eNB可 W 开始 向肥发送数据。
[0036] 12目标eNB向MME发送PATH SW口CH REQ肥ST(路径转换请求）消息，W通知肥已经 改变了小区。
[0037] 13 MME向服务网关发送MODIFY BEARER REQUEST(修改载体请求)消息。
[0038] 14服务网关把下行链路数据路径转换至目标侧。服务网关把旧路径上的一或多 个"结束标记"分组发送给源eNB，然后向源eNB释放任何U-平面/?L资源。
[0039] 15服务网关向MME发送MODIFY BEARER RESPON沈(修改载体答复)消息。
[0040] 16 MME确认具有PATH SWITCH REQ肥ST ACKNOWLEDGE(路径转换请求认可）消息的 PATH SW口CH REQ肥ST(路径转换请求)消息。
[0041 ] 17通过发送UE CONTEXT RELEASE(肥上下文释放）消息，目标eNB向源eNB通知册 的成功，并且触发源eNB对资源的释放。在从MME接收到路径转换请求认可消息之后，目标 eNB发送运一消息。
[0042] 18当接收到肥上下文释放消息时，源eNB可W释放射频和与UE上下文相关联的与 C-平面相关的资源。任何进行中的数据转发可W继续进行。
[0043] 当设及化NB使用X2移交时，W及当把源化NB连接于化NB GW时，源化NB发送包括显 式GW上下文释放指示的UE CONTEXT服LEASE REQ肥ST化C上下文释放请求）消息，W指示 化NB GW可W释放所有与肥上下文相关的资源。
[0044] 射频链路故障
[004引过去，射频链路故障(RLF)已经广泛得W研究，并且对其特性清晰加 W表述。特别 是，在3GPPP LTE的上下文中，两个不同的阶段制约着与射频链路故障相关联的行为。
[0046]可W把第一阶段表征如下：当检测到射频问题时其开始;其导向射频链路故障;其 相应于非基于UE的移动性;可W根据计时器或者其它（例如，计数)准则(Tl)对其加 W区别。 可W把第二阶段表征如下：当检测到射频链路故障或者出现移交故障时其开始;其导向转 换至RRC_IDLE状态的肥;其相应于基于肥的移动性;并且可W根据计时器(T2)对其加 W区 别。
[0047]在W下的表中，描述了如何针对射频链路故障处理移动性。
[0049] 在第二阶段中，当肥返回至同一小区时或者当肥从同一eNB选择了不同的小区时、 或者当肥从不同的eNB选择了小区时，为了恢复活动和避免经由RRCJDLE进行，采用W下过 程：
[0050] -肥停留在RRC_C0N肥CT邸中；
[0051 ] -UE通过随机访问过程访问所述小区；
[0052] -所选择的eNodeB使用随机访问过程中所使用的争用分辨率的UE标识符（即，其中 RLF出现的小区的肥中的C-RNTI+该小区的物理层标识+基于该小区的密钥的短MAC-I)认证 肥，并且检查其是否具有针对该肥所存储的上下文：
[0053] -如果eNB发现与肥的标识相匹配的上下文，则其指示肥:可W恢复其连接；
[0054] -如果没有发现所述上下文，则释放RRC连接，而且肥启动建立新RRC连接的过程。 在运一情况下，要求肥经由RRCJDLE进行；
[0055] 射频链路故障过程也适用于RN，例外的是，RN被限制从其DeNB小区列表中选择小 区。当检测到射频链路故障时，RN放弃任何当前RN子帖配置(用于与其DeNB进行通信），从而 使RN能够执行作为重新建立的一部分的正