專利名稱：無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)無(wú)損遷移的實(shí)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(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)無(wú)損遷移的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(wú)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(wú)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(shí)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(gè)UMTS系統(tǒng)。
UTRAN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示，包含一個(gè)或幾個(gè)RNS(無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng))。一個(gè)RNS由一個(gè)RNC(Radio Network Controller，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器)和一個(gè)或多個(gè)NodeB(基站)組成。RNC與CN之間的接口是Iu接口，NodeB和RNC通過(guò)Iub接口連接。在UTRAN內(nèi)部，RNC之間通過(guò)Iur互聯(lián)，Iur可以通過(guò)RNC之間的直接物理連接或通過(guò)傳輸網(wǎng)連接。RNC用來(lái)分配和控制與之相連或相關(guān)的NodeB的無(wú)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(shí)也參與一部分無(wú)線資源管理。
NodeB是WCDMA系統(tǒng)的基站(即無(wú)線收發(fā)信機(jī))，包括無(wú)線收發(fā)信機(jī)和基帶處理部件。通過(guò)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(hào)和射頻信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換等功能。
RNC用于控制UTRAN的無(wú)線資源，主要完成連接建立和斷開(kāi)、切換、宏分集合并、無(wú)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(dòng)性管理功能；3、宏分集合并、功率控制、無(wú)線承載分配等無(wú)線資源管理和控制功能。
3GPP(Third Generation Partnership Projects，第三代伙伴組織計(jì)劃)考慮到未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)能力，目前正在考慮網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)該如何演進(jìn)，有很多種演進(jìn)方案在3GPP展開(kāi)了討論，網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的目的是希望提供一種低時(shí)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)線鏈路控制)層、PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分組數(shù)據(jù)會(huì)聚協(xié)議)層、RRC(Radio Resources Control，無(wú)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(wú)線接口協(xié)議棧或用戶面協(xié)議棧的下移，減少了傳輸節(jié)點(diǎn)，使得呼叫建立延時(shí)和傳輸延時(shí)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(shí)，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(gè)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(cè)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(wú)Iur接口，無(wú)法交流數(shù)據(jù)。于是，SERS判決在硬切換的同時(shí)，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(guò)程。
2、IAGW收到上述RELOCATION REQUIRED消息后，發(fā)送RELOCATION REQUEST(重定位請(qǐng)求)消息至TERS，請(qǐng)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(dòng)相關(guān)的資源分配程序，建立RRC連接、RAB(Radio Access Bearer無(wú)線接入承載)承載。具體處理過(guò)程為建立PDCP/RLC/MAC實(shí)體，建立新的無(wú)線鏈路，并啟動(dòng)新的無(wú)線鏈路上的發(fā)送和接收；同時(shí)啟動(dòng)建立GTP-U Tunnels for PSRABs(建立PS域無(wú)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(qǐng)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(shí)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(guò)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(guò)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(kāi)始執(zhí)行SERS功能；并發(fā)送RELOCATION DETECT(重定位檢測(cè))消息至IAGW，指出檢測(cè)到SRNS(Serving Radio NetworkSubsystem，服務(wù)無(wú)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(guò)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(shí)時(shí)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(gè)遷移流程比較復(fù)雜。為了保證切換過(guò)程的延時(shí)，在實(shí)現(xiàn)遷移的過(guò)程中，源ERS中的數(shù)據(jù)，比如，其保存的UE上下文信息，無(wú)法按照無(wú)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(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)無(wú)損遷移的實(shí)現(xiàn)方法，從而可以在保證UE切換過(guò)程實(shí)時(shí)性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)UE的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在源基站和目的基站之間無(wú)損遷移。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括邊界無(wú)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(wú)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(jí)聯(lián)功能；IAGW包括了E-RLC的無(wú)線接口協(xié)議棧和無(wú)線電資源控制RRC層的無(wú)線接口協(xié)議棧，所述E-RLC的無(wú)線接口協(xié)議棧和RRC層的無(wú)線接口協(xié)議棧在用戶設(shè)備UE發(fā)生切換時(shí)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(dòng)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(duì)于采用無(wú)應(yīng)答模式UM和通信管理模式TM承載的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，提供緩存能力；自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)模塊對(duì)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(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ功能；序列號(hào)維護(hù)模塊通過(guò)對(duì)RLC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU序列號(hào)進(jìn)行維護(hù)來(lái)提供分組數(shù)據(jù)會(huì)聚協(xié)議PDCP層的PDCP序列號(hào)的維護(hù)功能。
一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)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(shí)，源ERS將針對(duì)該UE的無(wú)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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例，通過(guò)該實(shí)例，接收并保存UE的實(shí)時(shí)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(duì)該UE的無(wú)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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例，通過(guò)該實(shí)例，接收IAGW下發(fā)的所述實(shí)時(shí)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(shí)，源ERS發(fā)送包含針對(duì)該UE的無(wú)線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實(shí)例的配置信息的上下文遷移請(qǐng)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實(shí)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?jìng)鹘oIAGW，在用戶平面，將下發(fā)的實(shí)時(shí)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例的工作，在用戶平面，在繼續(xù)下發(fā)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同時(shí)，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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例開(kāi)始工作后，IAGW通知目標(biāo)ERS為所述UE建立無(wú)線鏈路和Iu+傳輸承載，IAGW還通過(guò)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(hào)，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(duì)所述UE的無(wú)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)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(shí)時(shí)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)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(dòng)E-RLC緩沖區(qū)數(shù)據(jù)上傳定時(shí)器，在該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)到達(dá)后，IAGW通知源ERS刪除針對(duì)所述UE的無(wú)線鏈路，釋放為所述UE分配的傳輸承載資源，在所述UE的無(wú)線鏈路刪除后，源ERS刪除針對(duì)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(dòng)或在小區(qū)邊緣來(lái)回漫游時(shí)，在切換過(guò)程完成后，IAGW不將針對(duì)所述UE的無(wú)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(guò)修改Iu接口的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)議RANAP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。
所述的步驟B還包括所述空口協(xié)議棧功能下移過(guò)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(shí)現(xiàn)針對(duì)所述UE的無(wú)線鏈路的管理和無(wú)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(guò)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(guò)對(duì)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(jì)，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(jiǎn)化了UE的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移流程?？梢栽诓恢袛鄶?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(guò)程實(shí)時(shí)性的同時(shí)，保證了切換過(guò)程中的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無(wú)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(wú)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(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)兩層節(jié)點(diǎn)架構(gòu)中伴隨遷移過(guò)程的流程圖；圖5為本發(fā)明所述無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在正常傳輸過(guò)程中的用戶面協(xié)議棧示意圖；圖6為本發(fā)明所述無(wú)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(shí)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(guò)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；
圖10為本發(fā)明所述方法中空口協(xié)議棧功能下移過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)無(wú)損遷移的實(shí)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(jiǎn)化了遷移流程。
本發(fā)明提出的無(wú)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(duì)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(jì)。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(jí)聯(lián)功能。對(duì)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(dòng)請(qǐng)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(duì)于采用無(wú)應(yīng)答模式UM和通信管理模式TM承載的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，提供緩存能力，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)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(dòng)請(qǐng)求重發(fā)模塊對(duì)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(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ功能，以保證數(shù)據(jù)的順序傳遞。
序列號(hào)維護(hù)模塊通過(guò)對(duì)RLC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU序列號(hào)進(jìn)行維護(hù)來(lái)提供分組數(shù)據(jù)會(huì)聚協(xié)議PDCP層的PDCP序列號(hào)的維護(hù)功能。
IAGW除了實(shí)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(wú)線協(xié)議棧。但I(xiàn)AGW中的無(wú)線接口協(xié)議棧只在某些情況下使用，如切換時(shí)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(dòng)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(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在正常傳輸過(guò)程中的用戶面協(xié)議棧示意圖，圖6為本發(fā)明所述無(wú)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(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移方法，該方法的具體實(shí)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(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，為UE服務(wù)的源ERS會(huì)周期地向UE發(fā)送測(cè)量控制信息，請(qǐng)求UE上報(bào)無(wú)線傳播環(huán)境的測(cè)量結(jié)果。當(dāng)UE處于某個(gè)小區(qū)的邊緣時(shí)，源ERS將會(huì)根據(jù)UE上報(bào)的測(cè)量報(bào)告作出切換判決，該切換判決將觸發(fā)UE切換過(guò)程的發(fā)生，同時(shí)，UE將進(jìn)行實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移過(guò)程。
實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的遷移過(guò)程開(kāi)始時(shí)，首先進(jìn)行空口協(xié)議棧功能上移過(guò)程，該空口協(xié)議棧功能上移過(guò)程的流程如圖8所示。具體描述如下源ERS首先通過(guò)和IAGW間接口發(fā)送一條Context Transfer Request(上下文遷移請(qǐng)求)消息給IAGW，請(qǐng)求IAGW為對(duì)應(yīng)的UE激活無(wú)線接口協(xié)議棧高層實(shí)例。該消息中主要包括目前源ERS中針對(duì)該UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例E-RLC層和RRC層的配置信息，IAGW收到此消息后，會(huì)建立相應(yīng)的無(wú)線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC實(shí)例，在該實(shí)例開(kāi)始工作后，開(kāi)始在繼續(xù)下發(fā)數(shù)據(jù)的同時(shí)緩存收到的E-RLC幀，同時(shí)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(huì)停止自己內(nèi)部相關(guān)的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例的工作。在控制平面，源ERS停止對(duì)相應(yīng)UE的RRC消息進(jìn)行處理，僅在UE和IAGW間執(zhí)行透?jìng)鞴δ?。在用戶平面，源ERS在繼續(xù)下發(fā)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同時(shí)，停止自己內(nèi)部E-RLC層協(xié)議棧緩存功能，并將該實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和緩存在其內(nèi)的E-RLC幀通過(guò)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(wú)線鏈路。
上述IAGW中為對(duì)應(yīng)的UE建立的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例開(kāi)始工作后，IAGW將通過(guò)和目標(biāo)ERS的Iu+接口，通知目標(biāo)ERS為UE建立無(wú)線鏈路和Iu+傳輸承載，同時(shí)通過(guò)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(guò)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(hào)，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(gè)未被發(fā)送的E-RLC幀開(kāi)始。該第一個(gè)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(wú)線鏈路。
所述UE切換過(guò)程完成后，IAGW在本地啟動(dòng)E-RLC緩沖區(qū)數(shù)據(jù)上傳定時(shí)器，在該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)到達(dá)后，IAGW會(huì)通過(guò)與源ERS間的Iu+接口，通知源ERS刪除所述UE的以前的無(wú)線鏈路，釋放為該UE分配的傳輸承載資源。UE的以前的無(wú)線鏈路刪除后，源ERS會(huì)刪除針對(duì)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(huì)引入一定的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)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(guò)程完成后，IAGW會(huì)觸發(fā)空口協(xié)議棧功能下移的過(guò)程。該空口協(xié)議棧功能下移過(guò)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(guò)程中，IAGW會(huì)通過(guò)Iu+接口向目標(biāo)ERS發(fā)送Context Transfer Request消息，請(qǐng)求目標(biāo)ERS為UE建立一個(gè)對(duì)應(yīng)的無(wú)線接口協(xié)議棧高層實(shí)例，即E-RLC和RRC層實(shí)例。所述Context Transfer Request消息中包括目前IAGW中相關(guān)的無(wú)線接口協(xié)議棧配置信息。目標(biāo)ERS收到此消息后，會(huì)建立相關(guān)的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)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(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的E-RLC幀通過(guò)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(duì)該UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)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(guò)程和切換過(guò)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(shí)現(xiàn)針對(duì)所述UE的無(wú)線鏈路的管理和無(wú)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(guò)程。
在上述實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)遷移過(guò)程中，若發(fā)起切換的UE處于高速運(yùn)動(dòng)或在小區(qū)邊緣來(lái)回漫游。如果在切換過(guò)程完成后，IAGW將空口協(xié)議棧實(shí)例下移至目標(biāo)ERS，將會(huì)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(duì)于在低速移動(dòng)的UE，由于其切換頻率較低，將連續(xù)進(jìn)行上述實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)遷移過(guò)程。
上述實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)遷移過(guò)程中的Context Transfer Request/Response消息可以通過(guò)修改現(xiàn)有的Iu接口RANAP(RNS Application Protocol，RNS應(yīng)用協(xié)議)協(xié)議來(lái)實(shí)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(shí)時(shí)業(yè)務(wù)遷移過(guò)程比現(xiàn)有的切換流程和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)遷移過(guò)程簡(jiǎn)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(shí)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(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括邊界無(wú)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(wú)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(jí)聯(lián)功能；IAGW包括了E-RLC的無(wú)線接口協(xié)議棧和無(wú)線電資源控制RRC層的無(wú)線接口協(xié)議棧，所述E-RLC的無(wú)線接口協(xié)議棧和RRC層的無(wú)線接口協(xié)議棧在用戶設(shè)備UE發(fā)生切換時(shí)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(dòng)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(wú)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(duì)于采用無(wú)應(yīng)答模式UM和通信管理模式TM承載的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，提供緩存能力；自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)模塊對(duì)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(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ功能；序列號(hào)維護(hù)模塊通過(guò)對(duì)RLC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU序列號(hào)進(jìn)行維護(hù)來(lái)提供分組數(shù)據(jù)會(huì)聚協(xié)議PDCP層的PDCP序列號(hào)的維護(hù)功能。
3.一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)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(shí)，源ERS將針對(duì)該UE的無(wú)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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例，通過(guò)該實(shí)例，接收并保存UE的實(shí)時(shí)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(duì)該UE的無(wú)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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例，通過(guò)該實(shí)例，接收IAGW下發(fā)的所述實(shí)時(shí)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(shí)，源ERS發(fā)送包含針對(duì)該UE的無(wú)線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實(shí)例的配置信息的上下文遷移請(qǐng)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧E-RLC層和RRC層實(shí)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?jìng)鹘oIAGW，在用戶平面，將下發(fā)的實(shí)時(shí)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例的工作，在用戶平面，在繼續(xù)下發(fā)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同時(shí)，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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例開(kāi)始工作后，IAGW通知目標(biāo)ERS為所述UE建立無(wú)線鏈路和Iu+傳輸承載，IAGW還通過(guò)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(hào)，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(duì)所述UE的無(wú)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)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(shí)時(shí)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(duì)所述UE的無(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)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(dòng)E-RLC緩沖區(qū)數(shù)據(jù)上傳定時(shí)器，在該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)到達(dá)后，IAGW通知源ERS刪除針對(duì)所述UE的無(wú)線鏈路，釋放為所述UE分配的傳輸承載資源，在所述UE的無(wú)線鏈路刪除后，源ERS刪除針對(duì)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(dòng)或在小區(qū)邊緣來(lái)回漫游時(shí)，在切換過(guò)程完成后，IAGW不將針對(duì)所述UE的無(wú)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(guò)修改Iu接口的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)議RANAP協(xié)議來(lái)實(shí)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(guò)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(shí)現(xiàn)針對(duì)所述UE的無(wú)線鏈路的管理和無(wú)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(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)無(wú)損遷移的實(shí)現(xiàn)方法，該架構(gòu)主要包括ERS(邊界無(wú)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(shí)，源ERS將針對(duì)該UE的無(wú)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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例，通過(guò)該實(shí)例，接收并保存UE的實(shí)時(shí)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(duì)該UE的無(wú)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(wú)線接口協(xié)議棧實(shí)例，通過(guò)該實(shí)例，接收IAGW下發(fā)的所述實(shí)時(shí)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(guò)程實(shí)時(shí)性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)UE的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在源基站和目的基站之間無(wú)損遷移。
文檔編號(hào)H04W36/08GK1992957SQ20051000342
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者王宗杰, 許炳, 梁欣剛 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司