專利名稱：移動(dòng)中繼中基于路徑預(yù)判的無線鏈路失敗恢復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種移動(dòng)中繼中基于路徑預(yù)判的無線鏈路失敗恢復(fù)方法。
背景技術(shù)：
在3GPPRAN253次全體會(huì)議上，針對(duì)R10/R11標(biāo)準(zhǔn)的制定，新增了一個(gè)研究項(xiàng)目移動(dòng)中繼(Mobile Relay),著重研究在聞速鐵路和聞速公路等聞速移動(dòng)環(huán)境下,通過讓用戶設(shè)備(UE, User Equipment)通過直接接入mobile relay從而獲得穩(wěn)定的信號(hào)接入的同時(shí)避免了頻繁切換造成的不必要的用戶時(shí)延和用戶體驗(yàn)的下降。由于標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間以及某些技術(shù)原因，最終3GPP決定在RlO中，mobile relay被賦予相對(duì)較低的優(yōu)先級(jí)，并沒有在RlO中實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。為了克服車體穿透損耗，目前華為等企業(yè)提出的主流候選方案是，在高速火車或者高速汽車頂部引入了回程用戶設(shè)備(backhaul UE)作為mobile relay的中繼節(jié)點(diǎn)(RN,Relay Node)，采用中繼類型I (TYPE I Relay)技術(shù)方案，為車體內(nèi)部的多種類型基站提供IP化的回傳服務(wù)，如圖I所示。但是，這些方案并沒有考慮到在高速運(yùn)動(dòng)的情況下，backhaul link同樣也會(huì)發(fā)生無線鏈路失敗(RLF, Radio Link Failure),會(huì)造成IP丟包、對(duì)服務(wù)的多個(gè)不同模式的基站和這些基站服務(wù)的用戶的QoS體驗(yàn)造成很大影響。由于中繼(relay)系統(tǒng)最初的設(shè)計(jì)目的，是為了擴(kuò)大覆蓋范圍和覆蓋質(zhì)量，一些公司普遍認(rèn)回程鏈路(backhaul link)是一條信號(hào)質(zhì)量非常好的鏈路，因此沒有必要考慮RLF。而后續(xù)經(jīng)過3GPP討論,在某些場景下,也不能排除backhaul link發(fā)送RLF的可能性。RAN2最終確定Un接口鏈路RLF的處理機(jī)制發(fā)送RLF之后，RN先退回到UE模式，執(zhí)行連接重建過程，如果連接重建失敗，則進(jìn)一步退回到RRC_IDLE狀態(tài)，發(fā)起非接入層(NAS，NonAccess Stratum)恢復(fù)過程或是附著過程。高速移動(dòng)的時(shí)候，mobile relay節(jié)點(diǎn)與施主演進(jìn)型基站(DeNB, Donor evolvedNodeB)之間的backhaul link更有可能發(fā)送RLF。而上述RLF恢復(fù)過程適用于固定RN,對(duì)于mobile relay卻并不適用。如圖2所示，按照現(xiàn)有的3GPP TS 36. 300協(xié)議規(guī)定，當(dāng)終端檢測(cè)的N310個(gè)連續(xù)的“out-of-sync”時(shí)即進(jìn)入RLF恢復(fù)第一階段，終端啟動(dòng)定時(shí)器T310。若定時(shí)器T310超時(shí)，都沒有檢測(cè)到N311個(gè)連續(xù)的“in-sync”，則進(jìn)入RLF恢復(fù)第二階段，啟動(dòng)定時(shí)器T311進(jìn)行小區(qū)重選。若選擇了合適的小區(qū)，則啟動(dòng)定時(shí)器T301，進(jìn)行連接重建，若在進(jìn)行連接重建的過程中，所選的小區(qū)變得不再合適，則直接退出連接重建過程，轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)。其中，定時(shí)器T311的設(shè)置范圍在1000ms 30000ms，定時(shí)器T301的設(shè)置范圍在IOOms 2000ms?？紤]到mobile relay是以350km/h的速度在高速移動(dòng)，當(dāng)mobile relay從開始小區(qū)選擇到在所選小區(qū)進(jìn)行基于競爭隨機(jī)接入的連接重建，mobile relay很有可能已經(jīng)移動(dòng)了 IOOm 3000m,而一般高鐵場景下的宏小區(qū)是3km覆蓋范圍，因此,moble relay很有可能已經(jīng)進(jìn)入另一個(gè)DeNB的覆蓋范圍，而導(dǎo)致在連接重建期間所選的小區(qū)不再合適，此前的重建過程毫無意義。
總而言之，高速鐵路等高速移動(dòng)場景與普通場景相比，由于移動(dòng)速度非常高，在沿途每個(gè)小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)停留的時(shí)間都非常短。而高速移動(dòng)環(huán)境下，由于鏈路質(zhì)量的惡化，終端用戶的小區(qū)駐留、接入、重選和切換等通信過程需要測(cè)量和信令交互的時(shí)間會(huì)更長，而采用常規(guī)的宏蜂窩小區(qū)覆蓋主要考慮的是中低速場景，時(shí)延較大的重選、切換和接入等流程很可能無法在單個(gè)基站站點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)全部完成。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種移動(dòng)中繼中基于路徑預(yù)判的無線鏈路失敗恢復(fù)方法，以增強(qiáng)移動(dòng)中繼回程鏈路的安全性。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種移動(dòng)中繼中基于路徑預(yù)判的無線鏈路失敗恢復(fù)方法，包括如下步驟S101，移動(dòng)中繼檢測(cè)到無線鏈路失敗后，確定所述移動(dòng)中繼當(dāng)前位置；S102，所述移動(dòng)中繼向源DeNB匯報(bào)RLF，捎帶當(dāng)前位置信息；S103，源DeNB采用路徑預(yù)判方式預(yù)估RLF恢復(fù)后所述移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置；S104,源DeNB根據(jù)預(yù)估的RLF恢復(fù)后移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置執(zhí)行RLF的恢復(fù)。優(yōu)選地，所述步驟SlOl中基于已有的定位方法確定所述移動(dòng)中繼的當(dāng)前位置。 優(yōu)選地，所述定位方法包括但不限于輔助全球定位系統(tǒng)GPS。優(yōu)選地，所述步驟S103中所述路徑預(yù)判方式為源DeNB根據(jù)所述移動(dòng)中繼在所述RLF匯報(bào)中捎帶的當(dāng)前位置信息、已部署的鐵路軌道路線和當(dāng)前時(shí)速，預(yù)估RLF恢復(fù)后所述移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置。優(yōu)選地，所述步驟S104中源DeNB根據(jù)預(yù)估的RLF恢復(fù)后移動(dòng)中繼的小區(qū)位置執(zhí)行RLF恢復(fù)的方法包括如下步驟S401，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼仍處于源DeNB的覆蓋范圍內(nèi)，則所述移動(dòng)中繼在源DeNB進(jìn)行連接重建；S402，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼將處于目的DeNB的覆蓋范圍內(nèi)，則源DeNB指示所述移動(dòng)中繼直接切換到目的DeNB ；S403，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼將處于源DeNB和目標(biāo)DeNB的覆蓋范圍之間，則源DeNB指示移動(dòng)中繼在源DeNB和目的DeNB之間進(jìn)行預(yù)切換。優(yōu)選地，所述步驟S403中源DeNB指示移動(dòng)中繼在源DeNB和目的DeNB之間進(jìn)行預(yù)切換包括如下步驟S4031，源DeNB向所述移動(dòng)中繼發(fā)送預(yù)切換命令，源DeNB同時(shí)將所述移動(dòng)中繼的上行文信息通過X2接口切換準(zhǔn)備消息發(fā)送給目標(biāo)DeNB ；S4032，所述移動(dòng)中繼在源DeNB進(jìn)行連接重建，恢復(fù)下行鏈路傳輸；S4033，所述移動(dòng)中繼同時(shí)在目標(biāo)DeNB進(jìn)行非競爭隨機(jī)接入過程切換到目標(biāo)DeNB,建立上行鏈路傳輸；S4034,當(dāng)所述移動(dòng)中繼進(jìn)入目的DeNB覆蓋范圍，檢測(cè)到源DeNB的參考信號(hào)接收功率下降，源DeNB接收到測(cè)量匯報(bào)后發(fā)送切換命令，緩存服務(wù)網(wǎng)關(guān)下發(fā)下行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)DeNB ;所述移動(dòng)中繼切斷和源DeNB的下行鏈路連接，完全接入到目標(biāo)DeNB。(三)有益效果本發(fā)明提出的基于路徑預(yù)判的無線鏈路恢復(fù)方法，由于高速火車的運(yùn)行軌跡以及鐵路沿線的DeNB的部署都是確定的,且mobile relay完全可以利用已有的定位方法(如輔助全球定位系統(tǒng))確定自身的當(dāng)前位置。在mobile relay檢測(cè)到RLF時(shí)，DeNB采用基于路徑預(yù)判的移動(dòng)性管理，根據(jù)mobile relay的當(dāng)前位置以及RLF恢復(fù)后可能抵達(dá)的位置，決定是在源DeNB進(jìn)行連接重建，還是直接切換到目的DeNB，還是進(jìn)行預(yù)切換(即同時(shí)在源DeNB進(jìn)行連接重建恢復(fù)下行數(shù)據(jù)連接，并在目的DeNB進(jìn)行隨機(jī)接入建立上行數(shù)據(jù)連接，待后續(xù)完全斷開與源DeNB的下行數(shù)據(jù)連接建立與目的DeNB的下行數(shù)據(jù)連接)。本發(fā)明通過優(yōu)化RLF恢復(fù)流程，從而在一定程度上增強(qiáng)移動(dòng)中繼回程鏈路的安全性。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中移動(dòng)中繼的實(shí)現(xiàn)方案示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中RLF恢復(fù)過程示意圖；圖3是本發(fā)明基于路徑預(yù)判的無線鏈路恢復(fù)方法的流程圖；圖4a_4c分別是本發(fā)明基于路徑預(yù)判的無線鏈路恢復(fù)方法三個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不是限制本發(fā)明的范圍。如圖3所示，本發(fā)明所述的移動(dòng)中繼中基于路徑預(yù)判的無線鏈路失敗恢復(fù)方法，包括如下步驟S101，移動(dòng)中繼檢測(cè)到無線鏈路失敗后，確定所述移動(dòng)中繼當(dāng)前位置；S102，所述移動(dòng)中繼向源DeNB匯報(bào)RLF，捎帶當(dāng)前位置信息；S103，源DeNB采用路徑預(yù)判方式預(yù)估RLF恢復(fù)后所述移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置；S104,源DeNB根據(jù)預(yù)估的RLF恢復(fù)后移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置執(zhí)行RLF的恢復(fù)。所述步驟SlOl中基于已有的定位方法包括但不限于輔助全球定位系統(tǒng)GPS確定所述移動(dòng)中繼的當(dāng)前位置。所述步驟S103中所述路徑預(yù)判方式為源DeNB根據(jù)所述移動(dòng)中繼在所述RLF匯報(bào)中捎帶的當(dāng)前位置信息、已部署的鐵路軌道路線和當(dāng)前時(shí)速，預(yù)估RLF恢復(fù)后所述移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置。所述步驟S104中源DeNB根據(jù)預(yù)估的RLF恢復(fù)后移動(dòng)中繼的小區(qū)位置執(zhí)行RLF恢復(fù)的方法包括如下步驟S401，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼仍處于源DeNB的覆蓋范圍內(nèi)，則所述移動(dòng)中繼在源DeNB進(jìn)行連接重建；S402，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼將處于目的DeNB的覆蓋范圍內(nèi)，則源DeNB指示所述移動(dòng)中繼直接切換到目的DeNB ；S403，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼將處于源DeNB和目標(biāo)DeNB的覆蓋范圍之間，則源DeNB指示移動(dòng)中繼在源DeNB和目的DeNB之間進(jìn)行預(yù)切換。所述步驟S403中源DeNB指示移動(dòng)中繼在源DeNB和目的DeNB之間進(jìn)行預(yù)切換包括如下步驟S4031，源DeNB向所述移動(dòng)中繼發(fā)送預(yù)切換命令，源DeNB同時(shí)將所述移動(dòng)中繼的上行文信息通過X2接口切換準(zhǔn)備消息發(fā)送給目標(biāo)DeNB ；S4032，所述移動(dòng)中繼在源DeNB進(jìn)行連接重建，恢復(fù)下行鏈路傳輸；S4033，所述移動(dòng)中繼同時(shí)在目標(biāo)DeNB進(jìn)行非競爭隨機(jī)接入過程切換到目標(biāo)DeNB，建立上行鏈路傳輸；S4034,當(dāng)所述移動(dòng)中繼進(jìn)入目的DeNB覆蓋范圍，檢測(cè)到源DeNB的參考信號(hào)接收功率下降，源DeNB接收到測(cè)量匯報(bào)后發(fā)送切換命令，緩存服務(wù)網(wǎng)關(guān)下發(fā)下行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)給 目標(biāo)DeNB ;所述移動(dòng)中繼切斷和源DeNB的下行鏈路連接，完全接入到目標(biāo)DeNB。以下為具體實(shí)施例步驟501，高鐵中火車一般包含16節(jié)車廂，假設(shè)每節(jié)車廂部署一個(gè)mobile relay,高鐵沿線的DeNB為16個(gè)mobile relay預(yù)留切換的隨機(jī)接入信道資源，即前同步碼(preamble),每個(gè)mobile relay切換時(shí)的preamble預(yù)先半靜態(tài)分配；步驟502,每隔固定的時(shí)間,mobile relay基于已有的定位方法(如輔助全球定位系統(tǒng))確定自身的當(dāng)前位置，具體的定位方法參見TS36. 305 ；步驟503,當(dāng)mobile relay從物理層接收到N310個(gè)連續(xù)的“out-of-sync”時(shí)，mobile relay檢測(cè)到物理層問題，啟動(dòng)定時(shí)器T310，進(jìn)入RLF恢復(fù)第一階段。如果在定時(shí)器T310運(yùn)行時(shí),mobile relay從物理層收到N311個(gè)連續(xù)的“in-sync”,則mobile relay認(rèn)為物理層問題恢復(fù)，停止定時(shí)器T310，繼續(xù)正常的通信過程，反之，如果定時(shí)器T310超時(shí)，則mobile relay認(rèn)為檢測(cè)到RLF, mobile relay向DeNB匯報(bào)RLF,并且捎帶當(dāng)前位置信息；步驟504, DeNB收到mobile relay匯報(bào)的RLF,進(jìn)行路徑預(yù)判算法。DeNB根據(jù)mobile移動(dòng)速度，基于定時(shí)器T311和T301估計(jì)mobile relay完成RLF恢復(fù)第二階段(小區(qū)選擇和重建過程)后可能抵達(dá)的位置；步驟505,如果源DeNB預(yù)估m(xù)obile relay完成RLF恢復(fù)第二階段后，仍處于源DeNB的覆蓋范圍，則按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由mobile relay在源DeNB進(jìn)行RRC重建，如圖4 (a)所示；步驟506,如果源DeNB預(yù)估m(xù)obile relay完成RLF恢復(fù)第二階段后，將處于源DeNB的覆蓋范圍，那么任由mobile relay在源DeNB進(jìn)行連接重建則不合適，源DeNB向mobile relay發(fā)送切換命令，同時(shí)將該mobile relay的上行文信息通過X2接口切換準(zhǔn)備消息發(fā)送給目標(biāo)DeNB，mobile relay直接通過非競爭隨機(jī)接入過程切換到目標(biāo)DeNB，如圖4(b)所示；步驟507,如果如果源DeNB預(yù)估m(xù)obile relay完成RLF恢復(fù)第二階段后,將處于源DeNB和目標(biāo)DeNB覆蓋范圍之間，源DeNB向mob i I ere I ay發(fā)送預(yù)切換命令，同時(shí)將mob i I erelay的上行文信息通過X2接口切換準(zhǔn)備消息發(fā)送給目標(biāo)DeNB, mobile relay在源DeNB進(jìn)行連接重建，恢復(fù)下行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)在目標(biāo)DeNB進(jìn)行非競爭隨機(jī)接入過程切換到目標(biāo)DeNB，建立上行鏈路傳輸。當(dāng)mobile relay進(jìn)入目的DeNB覆蓋范圍，檢測(cè)到源DeNB的參考信號(hào)接收功率(RSRP, Reference Signal Receiving Power)下降而觸發(fā)測(cè)量匯報(bào),源DeNB接收到測(cè)量匯報(bào)后發(fā)送切換命令，緩存服務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-GW)下發(fā)的下行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)DeNB，mobile relay切斷和源DeNB的下行鏈路連接，完全接入到目標(biāo)DeNB，以此達(dá)到預(yù)切換的效果，縮短切換時(shí)延和丟包，如圖4(c)所示。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)中繼中基于路徑預(yù)判的無線鏈路失敗恢復(fù)方法，其特征在于，包括如下步驟 S101，移動(dòng)中繼檢測(cè)到無線鏈路失敗后，確定所述移動(dòng)中繼當(dāng)前位置； S102，所述移動(dòng)中繼向源DeNB匯報(bào)RLF，捎帶當(dāng)前位置信息； S103，源DeNB采用路徑預(yù)判方式預(yù)估RLF恢復(fù)后所述移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置； S104，源DeNB根據(jù)預(yù)估的RLF恢復(fù)后移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置執(zhí)行RLF的恢復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟SlOl中基于已有的定位方法確定所述移動(dòng)中繼的當(dāng)前位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述定位方法包括但不限于輔助全球定位系統(tǒng)GPS。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟S103中所述路徑預(yù)判方式為源DeNB根據(jù)所述移動(dòng)中繼在所述RLF匯報(bào)中捎帶的當(dāng)前位置信息、已部署的鐵路軌道路線和當(dāng)前時(shí)速，預(yù)估RLF恢復(fù)后所述移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟S104中源DeNB根據(jù)預(yù)估的RLF恢復(fù)后移動(dòng)中繼的小區(qū)位置執(zhí)行RLF恢復(fù)的方法包括如下步驟 S401，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼仍處于源DeNB的覆蓋范圍內(nèi)，則所述移動(dòng)中繼在源DeNB進(jìn)行連接重建； S402，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼將處于目的DeNB的覆蓋范圍內(nèi)，則源DeNB指示所述移動(dòng)中繼直接切換到目的DeNB ； S403，如果預(yù)估在預(yù)定的時(shí)間超時(shí)后，所述移動(dòng)中繼將處于源DeNB和目標(biāo)DeNB的覆蓋范圍之間，則源DeNB指示移動(dòng)中繼在源DeNB和目的DeNB之間進(jìn)行預(yù)切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)切換的方法，其特征在于，所述步驟S403中源DeNB指示移動(dòng)中繼在源DeNB和目的DeNB之間進(jìn)行預(yù)切換包括如下步驟 S4031，源DeNB向所述移動(dòng)中繼發(fā)送預(yù)切換命令，源DeNB同時(shí)將所述移動(dòng)中繼的上行文信息通過X2接口切換準(zhǔn)備消息發(fā)送給目標(biāo)DeNB ； S4032，所述移動(dòng)中繼在源DeNB進(jìn)行連接重建，恢復(fù)下行鏈路傳輸； S4033,所述移動(dòng)中繼同時(shí)在目標(biāo)DeNB進(jìn)行非競爭隨機(jī)接入過程切換到目標(biāo)DeNB，建立上行鏈路傳輸； S4034，當(dāng)所述移動(dòng)中繼進(jìn)入目的DeNB覆蓋范圍，檢測(cè)到源DeNB的參考信號(hào)接收功率下降，源DeNB接收到測(cè)量匯報(bào)后發(fā)送切換命令，緩存服務(wù)網(wǎng)關(guān)下發(fā)下行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)DeNB ;所述移動(dòng)中繼切斷和源DeNB的下行鏈路連接，完全接入到目標(biāo)DeNB。
全文摘要
本發(fā)明是一種移動(dòng)中繼中基于路徑預(yù)判的無線鏈路失敗恢復(fù)方法，包括如下步驟S101，移動(dòng)中繼檢測(cè)到無線鏈路失敗后，確定所述移動(dòng)中繼當(dāng)前位置；S102，所述移動(dòng)中繼向源DeNB匯報(bào)RLF，捎帶當(dāng)前位置信息；S103，源DeNB采用路徑預(yù)判方式預(yù)估RLF恢復(fù)后所述移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置；S104，源DeNB根據(jù)預(yù)估的RLF恢復(fù)后移動(dòng)中繼所處的小區(qū)位置執(zhí)行RLF的恢復(fù)。本發(fā)明通過優(yōu)化RLF恢復(fù)流程，從而增強(qiáng)了移動(dòng)中繼回程鏈路的安全性。
文檔編號(hào)H04W76/02GK102711204SQ20121006735
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者張平, 林尚靜, 田輝, 胡錚 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)