專利名稱：用于將控制消息映射在un接口上的無線通信系統(tǒng)及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及移動通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡，并且特別地涉及ー種在使用中繼節(jié)點(RN)的如下系統(tǒng)中發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的方法其中，RN提供與傳統(tǒng)基站相同的功能，并且使用與連接至基站的移動裝置所使用的無線電接ロ(radio interface)相類似的無線電接ロ來提供RN至網(wǎng)絡的鏈路。更特別地但非排他地，本發(fā)明涉及先進的LTE (LTE-Advanced,LTE-A)網(wǎng)絡中的I型RN。
背景技術(shù)：
下一代移動通信(例如通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)和UMTS長期演進(Long TermEvolution，LTE)) g在向用戶提供與現(xiàn)有系統(tǒng)相比改進的服務。期望這些系統(tǒng)提供用于處理和傳輸各種不同信息(例如語音、視頻以及IP多媒體數(shù)據(jù))的高數(shù)據(jù)速率服務。LTE是ー種用于以提高的數(shù)據(jù)速率為用戶提供高速數(shù)據(jù)服務的基于分組的技木。與UMTS以及先前的各代移動通信系統(tǒng)相比，LTE還將提供降低的延遲、提高的小區(qū)邊緣覆蓋、降低的每比特成本、靈活的頻譜使用、以及多無線電接入技術(shù)靈活性。已經(jīng)將LTE設計為給出在下行鏈路(DL)(從基站(BS)到用戶站或用戶終端(UE)的通信)中的大于IOOMbps的峰值數(shù)據(jù)速率以及在上行鏈路(UL)(從UE到BS的通信)中的大于50Mbps的峰值數(shù)據(jù)速率。 圖1示出了 LTE中的基本系統(tǒng)架構(gòu)?？梢钥闯觯總€UE12經(jīng)由Uu接ロ通過無線鏈路連接至eNB (演進型基站)11，該eNBll限定了用于無線通信的一個或許多小區(qū)。存在被稱為“eUTRAN (演進的通用陸地無線接入網(wǎng)絡)” 10的eNB的網(wǎng)絡。每個eNBll又使用被稱為SI的接ロ通過(通常為)有線的鏈路連接至網(wǎng)絡中的較高級或“核心網(wǎng)絡”實體，包括服務網(wǎng)關(S-GW22)以及用于管理系統(tǒng)并向其他節(jié)點(特別是eNB)發(fā)送控制信令的移動性管理實體(MME21)。此外，PDN (分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡)網(wǎng)關(圖2中的P-GW23)單獨地存在或與S-GW22相結(jié)合地存在，以與包括因特網(wǎng)的任意分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)包。至核心網(wǎng)絡EPC20 (其中EPC代表演進分組核心)的有線鏈路被稱為“回程”并且將在家中和辦公室中的已有寬帶基礎設施上采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)。在圖1中，SI接ロ被標記為S1-U，后綴-U表示由eNBll采用的用于向S-GW22傳送用戶數(shù)據(jù)和從S-GW22傳送用戶數(shù)據(jù)的用戶平面(user plane)。S-GW負責對到UE12的下行鏈路上的用戶數(shù)據(jù)進行分組轉(zhuǎn)發(fā)以及對上行鏈路上的用戶數(shù)據(jù)進行分組轉(zhuǎn)發(fā)。S-GW22在UE12從ー個eNBll切換到另ー個eNBll期間提供用于用戶平面的“移動錨點”(mobilityanchor)。S-GW22還管理和存儲UE “上下文”，所述UE “上下文”為與UE的有效連接的細節(jié)，其中有效連接包括所謂的“承載(bearer)”(見下文)。與此并行地，存在接ロ Sl-MME(有時稱為Sl-C)，eNBll經(jīng)由該接ロ Sl-MME與MME21交換控制消息。如其名稱所暗示的，MME21的主要功能為管理UE12的移動性，并且MME21是“僅信令”實體；換言之，用戶數(shù)據(jù)包不通過MME。MME21還負責控制安全性(包括認證用戶)以及EPS承載控制(見下文)。在實踐中，可以存在形成MME “池”的若干個MME。ー個eNB可以具有朝向若干個MME的若干個Sl-MME接口。此外，如圖1所示，例如當將UE12從一個小區(qū)切換到另一個小區(qū)時，eNBll使用用于相互協(xié)作的被稱為X2的接口通過(通常為)無線的鏈路來在eNBll之間通信。在兩個eNB之間僅存在一個X2接口。在以上配置中，eNB之間的通信可以被視為在對等體(在相同分級等級處的網(wǎng)絡節(jié)點)之間進行的通信，而MME構(gòu)成系統(tǒng)中的較高級實體?？刂菩帕畹牧硪环矫嫔婕八^的操作、管理、維護(0ΑΜ)。通過與OAM服務器(未示出)交換OAM信令，RN和eNB可以協(xié)調(diào)它們的行動，使得網(wǎng)絡在至少一定程度上為自組織的。 將管理功能與用戶數(shù)據(jù)業(yè)務的處理分離一換言之，將用戶平面與控制平面分離一允許相應的硬件資源(MME、S-GW)針對用戶數(shù)量和業(yè)務量按照要求獨立地進行伸縮。多供應商布置也是可以的，其中，服務提供者部署他們自己的核心網(wǎng)絡20但使用相同的eUTRANlO?！俺休d(bearer)”的概念對于在基于分組的網(wǎng)絡(例如LTE)中實現(xiàn)服務質(zhì)量(QoS)是重要的。通常，“承載”可被理解為如下的信息傳輸路徑該信息傳輸路徑具有所限定的容量、延遲和誤碼率等，以便能夠提供給定的服務或控制功能?？梢越⒏鞣N類型或等級的承載，其中使用無線電資源控制或RRC來建立無線電部分。圖2示出了針對LTE而提出的EPS承載服務架構(gòu)。圖的左側(cè)表示eUTRANlO，而EPC20占據(jù)圖的中間部分。在右側(cè)，即在LTE系統(tǒng)之外，是因特網(wǎng)24。豎直條表示用戶平面中的主要實體，從UE12到eNBll直到S-GW22和P-GW23，終止于連接至P-GW23的對等實體(例如因特網(wǎng)網(wǎng)絡服務器25)。為了在UE12與對等實體25之間提供端到端服務40(如圖中的上部水平帶所示)，系統(tǒng)如所示的那樣建立“承載”。EPS承載41表示LTE系統(tǒng)內(nèi)的整個連接；其構(gòu)成針對特定服務的QoS流。該連接經(jīng)由外部承載42而延續(xù)到LTE系統(tǒng)的外部。EPS承載41又由UE12與eNBll之間的鏈路上的無線電承載(radio bearer) 51以及eNBll與S-GW22之間的SI承載52構(gòu)成。在S-GW22與P-GW23之間建立有另一個承載(S5/S8承載53)。每個承載可以被視為在給定的協(xié)議層中的用于傳輸包的“隧道”，以在特定服務或“會話”(例如語音通話或下載)的持續(xù)期間連接端點。這樣，無線電承載51在UE12與eNBll之間傳輸較高層EPS承載41的包，并且SI承載52在eNBll與S-GW22之間傳輸EPS承載41的包。之前提及的通過RRC的承載控制包括在考慮E-UTRAN10中的資源情況以及已在進行中的現(xiàn)有會話的情況下，建立針對特定會話的承載以確保足夠的QoS。該承載控制還包括修改和釋放無線電承載。還在信令平面中定義承載。如當前所提議的，LTE采用已知的SCTP協(xié)議(見下文)，以用于在eNBll與MME21之間或在兩個eNB之間傳輸信令消息。確切地說，視情況而定，在SI或X2信令承載的傳輸層中使用SCTP。這需要在eNB與MME之間或在兩個eNB之間執(zhí)行所謂的 “SCTP 關聯(lián)建立(SCTP association setup)”。目前正被標準化的先進的LTE (LTE-Advanced, LTE-A)將進一步改進LTE系統(tǒng)，其使用新技術(shù)在已有的LTE系統(tǒng)之上改進性能，提供更高的數(shù)據(jù)速率(高達IGbps DL, 500MbpsUL)以及小區(qū)邊緣覆蓋的提高。支持中繼節(jié)點(RN)是這種努力的一部分。當前正考慮的是所謂的“I型” RN?！癐型” RN是如下中繼節(jié)點其以“帶內(nèi)(in-band)”方式連接至網(wǎng)絡，換言之使用與UE相同的頻帶，并且建立它們自己的小區(qū)使得每個RN對于UE而言顯得如同eNB —樣。因此，附接至給定RN的UE經(jīng)由Uu接口與RN進行通信，就如同其與eNB通信那樣。換言之，在很大程度上RN的作用就像eNB。RN與eNB之間的“帶內(nèi)”無線電接口被稱為Un，以與Uu相區(qū)分。無線電網(wǎng)絡中的節(jié)點之間(例如在RN與eNB之間)的消息的傳輸涉及使用多層協(xié)議棧。在發(fā)送側(cè)，從應用層處的棧的頂部開始，協(xié)議棧中的每層以某種方式處理數(shù)據(jù)單元，通常在將數(shù)據(jù)向下傳遞給下一個較低的層或子層之前給數(shù)據(jù)單元添加報頭。這些報頭包括用于標識在該協(xié)議層處執(zhí)行的操作的字段。在接收側(cè)，每層對在對應的發(fā)送側(cè)層中插入的報頭進行解碼，以允許數(shù)據(jù)單元的重構(gòu)，該數(shù)據(jù)單元然后被向上傳遞給下一個較高的層。經(jīng)由這兩個無線電接口(Uu與Un)，由用戶平面?zhèn)鬏斢脩魯?shù)據(jù)業(yè)務，該用戶平面由分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP )、無線電鏈路控制(RLC)、介質(zhì)訪問控制(MAC)以及物理(PHY)協(xié)議層構(gòu)成。圖3示出了 LTE用戶平面(被標記為(I))的協(xié)議層與控制平面(2)的協(xié)議層之間的關系。本發(fā)明特別關注經(jīng)由SI和X2接口的控制信令，因此，將參照圖4和圖5對其進行更詳細的說明。SI控制平面在eNB與MME之間的鏈路上定義SI控制平面接口(S1-MME)。圖4示出了 SI接口的控制平面協(xié)議棧。傳輸網(wǎng)絡層32與用戶平面相似地建立在IP傳輸上，但是為了可靠傳輸信令消息，在IP層之上添加了 SCTP31。協(xié)議棧的較低層包括數(shù)據(jù)鏈路層33和物理層34。數(shù)據(jù)鏈路層33又包括分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)子層、無線電鏈路控制(RLC)子層以及介質(zhì)訪問控制(MAC)子層。MAC層將SI信令消息或其他數(shù)據(jù)形成為適合于在無線電網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元(MAC PDU)。這些被物理層或PHY接收，該物理層或PHY提供從每個網(wǎng)絡節(jié)點到網(wǎng)絡的無線電資源的鏈路。應用層信令協(xié)議被稱為S1-AP30 (SI應用協(xié)議)。通常有兩種類型的Sl-AP消息(a) UE專用消息(特定于個體UE12)和(b)用于普通過程的消息。如已提及的，至少從UE的角度，RN的作用就像eNB。因此，除了 eNB與MME之間的Sl-MME接口之外，在MME與RN之間的整個路徑上還定義了 “邏輯” SI接口。X2控制平面在兩個相鄰的eNBll之間的鏈路上定義X2控制平面接口(X2-CP)。圖5示出了 X2接口的控制平面協(xié)議棧。傳輸網(wǎng)絡層建立在IP層36之上的SCTP層36上，而數(shù)據(jù)鏈路層38和物理層39如前所述。應用層信令協(xié)議被稱為X2-AP35 (X2應用協(xié)議)。再一次地，當采用RN時，從eNB到RN存在邏輯的X2接口。SCTP圖4和圖5中的SCTP層31或36通過在兩個節(jié)點之間建立的SCTP關聯(lián)而提供應用層消息的有保證的傳遞。應用層協(xié)議將它們的要在消息中發(fā)送的數(shù)據(jù)提交至SCTP傳輸層。SCTP將消息和控制信息置于分離的塊中(數(shù)據(jù)塊和控制塊)，每個塊由塊報頭來標識。消息可以被分在許多數(shù)據(jù)塊上，但是每個數(shù)據(jù)塊僅包括來自一個用戶消息的數(shù)據(jù)。SCTP塊被捆綁成SCTP包。提交給IP層的SCTP包包括包報頭、SCTP控制塊(必要時)、接著是SCTP數(shù)據(jù)塊(當可獲得時)。SCTP允許在獨立的流內(nèi)傳遞塊，以避免不必要的隊頭阻塞(head-0f-l ineblocking)。隊頭阻塞(HOL)是在緩存式通信網(wǎng)絡交換機(buffered telecommunicationnetwork switch)中出現(xiàn)的ー種現(xiàn)象。交換機通常由緩存式輸入端ロ、交換機架構(gòu)以及緩存式輸出端ロ組成。由于輸入緩存以及交換機設計的FIFO特性，交換機架構(gòu)在每個周期中只能交換處于緩存的頭部的包。當?shù)竭_不同輸入端ロ的包被指定相同的輸出端ロ時出現(xiàn)HOL0如果輸入處的某個緩存的HOL包由于競爭而不能交換至輸出端ロ，那么在該緩存中的其余的包被該隊頭阻塞包所阻塞，即使在這些包在目的地輸出端ロ處并不存在競爭時也是如此。在輸入緩存式系統(tǒng)中，該現(xiàn)象可能具有嚴重的性能退化的影響。在SCTP關聯(lián)上發(fā)送的每個消息被指派給特定流。流內(nèi)的所有數(shù)據(jù)相對于該流中的其他數(shù)據(jù)按順序進行傳遞。不同流中的數(shù)據(jù)沒有順序限制。SCTP的由此生成的并行有序流提供了“部分有序”傳遞的特定情況。這就是避免了以上討論的隊頭阻塞問題的、SCTP的多流服務。在LTE中，每個Sl-MME接ロ實例(instance)的單個SCTP關聯(lián)與針對S1-MME普通過程的ー對流標識符一起使用。針對Sl-MME專用過程應當使用至少ー對流標識符。使用由MME為Sl-MME專用過程指派的MME通信上下文標識符以及由eNB為Sl-MME專用過程指派的eNB通信上下文標識符來區(qū)分特定于UE的Sl-MME信令傳輸承載。在各個Sl-AP消息中傳送通信上下文標識符。類似地，在X2接ロ的情況下，每個X2接ロ實例的單個SCTP關聯(lián)與如下的ー對流標識符一起使用該對流標識符是為了単獨使用利用非UE關聯(lián)信令的X2-AP基本過程而預留的。為了單獨使用利用UE關聯(lián)信令的X2-AP基本過程，預留至少ー對標識符。然而，應當預留若干對(即多于ー對)。這些使用非UE關聯(lián)信令的X2-AP基本過程也被視作普通過程。這些過程包括重置、X2建立、eNB配置更新、資源狀態(tài)報告初始化、移動性設置改變、載荷指示、資源狀態(tài)報告、錯誤指示、無線電鏈路故 障指示、切換報告以及小區(qū)激活。這些過程不與任何特定的UE相關聯(lián)。此外，如已經(jīng)提及的，存在與操作、管理、維護(OAM)相關聯(lián)的信令。在Un接口上僅有限地提供數(shù)據(jù)承載(SRB和DRB)。因此存在如下問題在RN —— DeNB Un接口中，具有不同QoS要求的所有S1_AP、X2_AP和/或OAM消息(例如具有不同的時間危急程度的不同S1-AP/X2-AP消息)必須在有限數(shù)量的DRB或SRB中傳遞。這個問題本質(zhì)上是在到達不同輸入端ロ的包被指定相同的輸出端ロ時出現(xiàn)的隊頭(HOL)阻塞問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種無線通信系統(tǒng)，其中用戶站被布置用干與用作用戶站的基站的中繼站進行無線通信，其中中繼站被布置用于經(jīng)由第一接ロ與施主基站進行無線通信；施主基站被布置用于經(jīng)由至少ー個第二接ロ與對等節(jié)點和/或系統(tǒng)的其他節(jié)點進行有線和/或無線通信；第一接ロ提供用于在施主基站與中繼站之間發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制消息的無線電承載；該第二接ロ或每個第二接ロ具有用于發(fā)送具有不同優(yōu)先級的控制消息的至少ー個協(xié)議；其特征在于，施主基站和中繼基站各自包括如下機制該機制通過考慮多個控制消息的各自的優(yōu)先級而將所述多個控制消息組合至無線電承載中的一個無線電承載，以通過第一接口進行發(fā)送。例如，第一接口可以是在LTE-A中定義的Un，而第二接口可以包括SI和X2中的至少一個。在LTE-A型無線通信系統(tǒng)中，施主基站將是施主eNB，并且取決于系統(tǒng)的架構(gòu)，無線電承載可以是DRB或SRB (如后面將要說明的)。優(yōu)選地，上述機制被布置為根據(jù)以下中的一項或更多項來確定控制消息的優(yōu)先級控制消息的QoS要求；被用來經(jīng)由第二接口發(fā)送控制消息的協(xié)議；控制消息來源于對等節(jié)點還是另外的節(jié)點；控制消息涉及多個用戶站還是單個用戶站；以及控制消息是否涉及緊急情況。例如，對等節(jié)點可以是與消息的接收方具有相同類型或分級等級的另外的節(jié)點，但是其他節(jié)點可以是就系統(tǒng)架構(gòu)而言的較高級節(jié)點。在LTE-A系統(tǒng)中，對等節(jié)點可以是eNB,而其他節(jié)點包括較高級節(jié)點例如MME。優(yōu)選地，系統(tǒng)還包括用于傳送組織和管理消息的至少一個組織和管理節(jié)點，并且所述機制被布置為進一步基于控制消息是否為操作、管理、維護消息來確定優(yōu)先級。在上述系統(tǒng)中，施主基站和中繼站可以被布置為執(zhí)行用于配置第一接口的建立過程，所述建立過程包括交換關于優(yōu)先級的信息。施主基站則優(yōu)選地還具有承載建立機制，該承載建立機制用于構(gòu)建無線電承載以及向中繼站通知相關的上下文信息。在如上定義的任何系統(tǒng)中，經(jīng)由所述第二接口或每個第二接口發(fā)送的控制消息優(yōu)選地使用安全傳輸協(xié)議，在該安全 傳輸協(xié)議中使用安全傳輸協(xié)議關聯(lián)將每條消息指派給流，并且所述機制被布置為將所述流組合至數(shù)量少于所述流的數(shù)量的無線電承載中。在這樣的情況下，中繼站優(yōu)選地被布置為在安全傳輸協(xié)議關聯(lián)發(fā)生變化時更新施主基站。這樣的安全傳輸協(xié)議的一個示例為SCTP。所述機制則優(yōu)選地包括多路復用器/解復用器，其用于將控制消息復用至無線電承載中以經(jīng)由第一接口進行傳輸，以及用于對經(jīng)由第一接口接收的控制消息進行解復用。多路復用器/解復用器可以采用流的固定長度分割和/或采用用于流的預定義間隔模式。優(yōu)選地，所述機制還被布置為根據(jù)各個流中的包來形成被構(gòu)造成反映流的相對優(yōu)先級的新包，并且可以使用不同的包報頭來標識所述新包。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于在以上定義的任何系統(tǒng)中使用的施主基站。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于在以上定義的任何系統(tǒng)中使用的中繼站。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種無線通信方法，包括用戶站與用作用戶站的基站的中繼站進行無線通信；中繼站經(jīng)由第一接口與施主基站進行無線通信；施主基站經(jīng)由至少一個第二接口與對等節(jié)點和/或系統(tǒng)的較高級節(jié)點進行通信；通過使用在第一接口中定義的無線電承載來在施主基站與中繼站之間發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制消息；根據(jù)至少一個協(xié)議來經(jīng)由所述第二接口或每個第二接口發(fā)送具有不同優(yōu)先級的控制消息；以及在施主基站或中繼站中，通過考慮多個控制消息的各自的優(yōu)先級而將所述多個控制消息組合至無線電承載中的一個無線電承載中，以經(jīng)由第一接口進行發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了如下軟件該軟件在被無線通信系統(tǒng)中的施主基站和中繼站的處理器執(zhí)行時，執(zhí)行如上定義的方法。這樣的軟件可以存儲在計算機可讀介質(zhì)上。


僅作為示例來參照附圖，在附圖中圖1示出了 LTE中的傳統(tǒng)(非中繼)系統(tǒng)架構(gòu)；圖2不出了 LTE系統(tǒng)中的承載；圖3示出了 LTE系統(tǒng)中用于(I)用戶平面和(2)控制平面的協(xié)議層；圖4示出了 LTE系統(tǒng)中用于SI控制接口的協(xié)議棧；圖5示出了 LTE系統(tǒng)中用于X2控制接口的協(xié)議棧；圖6示出了采用中繼節(jié)點RN的LTE網(wǎng)絡的架構(gòu)；圖7示出了在四種替選系統(tǒng)配置中的每種配置下LTE系統(tǒng)中的控制平面流程圖8示出了在本發(fā)明的實施例中在RN與eNB之間復用S1-AP消息的示例；圖9示出了在本發(fā)明的實施例中用于組合流的機制；圖10示出了在本發(fā)明的實施例中組合的流的可能格式；以及圖11示出了 在本發(fā)明的實施例中使用的包格式。
具體實施例方式在描述本發(fā)明的實施例之前，首先將就實施例所解決的問題進行進一步說明。該問題關注當在LTE系統(tǒng)中存在中繼節(jié)點RN時傳輸SI控制消息的方式。圖6示出了具有RN的典型LTE網(wǎng)絡。如已提及的，UE12使用Uu無線電接口通過無線鏈路連接至RN (圖6中的中繼14)。RN14又經(jīng)由Un接口通過無線鏈路連接至所謂的“施主eNB”或DeNB13。施主(或錨點)eNB13可以為一個或更多個RN14提供服務并且也可以與其他UE直接通信。針對該UE的用戶平面數(shù)據(jù)(用戶數(shù)據(jù)業(yè)務)被路由至S-GW22。通常，S-GW被用于可通過X2接口互聯(lián)的若干個eNBll、eNB13，其可以是eNB之間的真實物理連接，或被實施為經(jīng)由其他網(wǎng)絡節(jié)點的邏輯連接。DeNB13是使用無線電接口(Un)連接至RN14的eNB，其使用與Uu無線電接口相似的無線電資源。盡管RN —定程度上如eNB那樣被處理，并且因而需要發(fā)送和接收S1_AP、X2_AP和/或OAM信令，但是從圖6清楚可見，在接口 Un上在RN與DeNB之間承載SI (以及可能地X2)接口。因此，當使用RN時，許多UE將連接至RN，并且將經(jīng)由Un無線電接口來傳輸某些控制消息。在從網(wǎng)絡到UE的方向，這些控制消息將是UE專用消息或者是可被多個UE接收的廣播控制消息。針對配備RN的LTE系統(tǒng)，已經(jīng)考慮了各種配置。這些配置被標記為“替選方案(或Alt) I至4”，其中AltU Alt2和Alt3屬于“架構(gòu)A”，且Alt4屬于“架構(gòu)B”。系統(tǒng)配置在DeNB和RN的容量方面以及在S-GW的位置方面不同。這轉(zhuǎn)而確定如何發(fā)送SI信令消息，特別是將SI信令消息發(fā)送到RN或從RN發(fā)送SI信令消息。即，架構(gòu)A采用用戶平面(DRB)來發(fā)送Sl-AP和X2-AP信令，而在架構(gòu)B中，使用控制平面(SRB)。圖7示出了針對所有四種中繼替選方案的控制平面流程，其中DeNB被分別標記為131至134以反映其不同的角色和容量。簡言之，對于架構(gòu)A (替選方案1、2和3)和架構(gòu)B (替選方案4)，計劃Sl-AP和X2-AP終止于中繼節(jié)點14中，架構(gòu)之間的區(qū)別在于架構(gòu)A計劃使用SCTP/IP而架構(gòu)B計劃使用RRC/RLC。另ー個區(qū)別在于在架構(gòu)A中使用DRB來攜帶信令消息，而在架構(gòu)B中則使用SRB。因此，在架構(gòu)A中，Un接口上的DRB除了 S1/X2用戶平面數(shù)據(jù)之外還攜帶S1/X2控制平面數(shù)據(jù)，即S1/X2-AP消息。此外，存在RN的OAM數(shù)據(jù)，使得第三類數(shù)據(jù)被映射在DRB上。更詳細地，在Altl和Alt3中，Sl-AP協(xié)議終止于RN14處，而信令消息經(jīng)過DeNB131或133以及從信令業(yè)務的角度用作用戶平面?zhèn)鬏敼?jié)點的RN的S-GW/P-GW。這意味著在RN14與MME21之間發(fā)送的Sl-AP和OAM信令消息被映射在RN的用戶平面EPS承載上；換言之，這些Sl-AP和OAM信令消息由在RN和其DeNB之間的Un接口上的DRB攜帯，如圖7所示。RN14必須保持對相應MME池中的每個MME21的ー個SI接ロ關系，其中，在RN14與為UE提供服務的MME21之間的給定SI接口上，對于每個所連接的UE12，均存在ー個SI信令連接。SI接口和信令連接透明地跨越DeNB131或133。在這種情況下，DeNB131/133還保持其SI接ロ并具有對應于作為UE的RN14的SI信令連接，該SI信令連接處于DeNB與為RN提供服務的MME21之間。盡管在此僅考慮了SI，但是相似的邏輯結(jié)構(gòu)也可適用于X2接ロ關系。在Alt2 (代理替選方案)的情況下，在MME21與DeNB132之間以及在DeNB132與RN14之間發(fā)送Sl-AP消息。當DeNB132接收到Sl-AP消息時，其在兩個接ロ之間翻譯UE ID或使用某種的網(wǎng)關功能。這個操作對應于Sl-AP代理機制，類似于HeNB GW功能，其中HeNB表示“主eNB (Home eNB)”。Sl-AP代理操作對MME21和RN14是透明的。g卩，從MME21的角度觀察，看起來好像UE12連接至DeNB132，而從RN的角度觀察，看起來好像RN14直接與MME21對話。由SCTP/IP封裝的Sl-AP消息在RN14的EPS數(shù)據(jù)承載上傳送，其中，用于RN的EPS承載的P-GW功能被合并到DeNB132中(作為HeNB的本地出ロ功能)。還應當注意，與之前的情況相似，存在將RN14作為UE來處理的、從DeNB132到為RN提供服務的MME21的SI接ロ關系和SI信令連接。由于Altl、Alt2或Alt3均不需要Sl-AP (和X2-AP)協(xié)議中的任何新功能，在中繼中可以采用根據(jù)傳統(tǒng)的LTE已知的Sl-AP (和X2-AP)協(xié)議。同時，在架構(gòu)B (Alt4)中，在MME21與DeNB134之間以及在DeNB134與RN14之間發(fā)送Sl-AP和OAM消息。當DeNB134接收到Sl-AP消息吋，其借助于修改消息中的Sl-APUE ID、但保持消息的其他部分不變而在兩個接ロ之間翻譯UE ID。這個操作對應于Sl-AP代理機制，并類似于HeNB Gff功能。因此，該操作類似于Alt2，區(qū)別在于在Alt4中使用SRB來攜帶Sl-AP和OAM消息而在Alt2中(并且還在Altl和Alt3中)使用DRB。Sl-AP代理操作對MME21和RN14是透明的。S卩，從MME的角度觀察，看起來好像UE12連接至DeNB134，而從RN的角度觀察，將會看起來好像RN14與MME21直接對話。在Un接口上，在RRC上的新容器(container)中攜帶Sl-AP和/或OAM (由RN14服務的每個UE12 ー個 Sl-AP 和/或 0AM)。在回程有線鏈路中，在IP/ SCTP內(nèi)部攜帶Sl-AP消息，該回程有線鏈路是多跳IP網(wǎng)絡，其中SCTP提供用于其上層(Sl-AP和X2-AP)的多流功能。SCTP的多流特征主要用于克服由于在通過多跳IP路由器的傳輸期間的堵塞、包丟失或包錯誤而引起的隊頭阻塞問題。然而，在單個RB(DRB或SRB)的情況下，其中SCTP的多流被映射到相同的HXP/RLC實例中，因為在RN與DeNB之間僅存在一個Tx/RxroCP/RLC，所以SCTP的多流的優(yōu)點被否定。當無線鏈路是不可靠的或堵塞的，所有的SCTP流將同時被阻塞。因此，SCTP的多流功能在Un接口(用于S1-AP/X2-AP的單個TOCP/RLC)中不能提供與在多跳有線IP網(wǎng)絡中相同的益處。在當前的計劃下，攜帶Sl-AP、X2-AP和/或OAM消息需要多于一個的無線電承載(DRB或SRB)。例如，建議對于Sl-AP和X2-AP消息使用至少六個RB。理想地，將在多個RB上攜帶多個SCTP流，這對應于多個roCP/RLC實例。然而，在LTE-A中，僅存在在eNB與RN中的一對roC/RLC實體以及允許單個UE使用的有限總數(shù)的SRB/DRB ;因此，將會期望降低該要求，換言之，使用較少的無線電承載來發(fā)送控制消息。在針對替選方案I和替選方案3的控制平面架構(gòu)中，RN14具有Un接口中的唯一的SCTP關聯(lián)。為了支持將回程鏈路中的多個SCTP流映射到Un接口上的DRB，需要一些機制。對于替選方案I和替選方案3，在核心網(wǎng)絡節(jié)點(例如P-GW22)中需要一些變化，以定義SDF (服務數(shù)據(jù)流(模板))以支持用戶平面上的信令數(shù)據(jù)傳遞。如圖7所示，在用于替選方案2的控制平面架構(gòu)的情況下，在RN14與DeNB132之間存在SCTP連接，其允許將SCTP流映射到Un接口中的DRB。在用于替選方案4的控制平面架構(gòu)中，由RRC消息在Un接口中經(jīng)由SRB來傳輸Sl-AP消息。在替選方案I和替選方案3的情況下，因為針對在DeNB131或DeNB133中的SCTP不存在終止點，所以SCTP不能為在DeNB中構(gòu)建無線電承載提供一些必要信息。將需要來自SCTP關聯(lián)的一些信息以在DeNB中創(chuàng)建DRB。在替選方案2和替選方案4的情況下，DeNB132/134知道SCTP關聯(lián)。然而，可能需要一些機制以使得能夠在Un接口上進行高效的Sl-AP, X2-AP和/或OAM消息傳遞。在任何情況下，RN—— DeNB Un接口中的、具有不同QoS要求的S1-AP/X2-AP/0AM消息需要在有限數(shù)量的DRB/SRB中傳遞。本發(fā)明的實施例提供了用于將分類的信令消息映射至Un無線電接口上的不同無線電承載的機制。關于此存在如下幾個重要方面( i )將攜帶信令消息的流的標識與控制消息的類型(例如，與Sl-AP或X2-AP基本過程相關的信令、與UE專用過程相關的UE關聯(lián)信令、OAM信令或與緊急呼叫相關的信令)進行組合。(ii)將上下文信息從源到傳送到目標，以降低用于標識信令消息(S1-AP和/或X2-AP和/或0ΑΜ)的各個部分的報頭開銷。(iii)在DeNB與RN之間交換SCTP關聯(lián)信息(至少在替選方案I和替選方案3的情況下)。(iv)針對信令消息的傳送使用有限數(shù)量的DRB或SRB。實施例提供了在同一 RB中復用具有不同QoS要求(即多個QCI，見下文)的消息的能力。然而，重要地，仍然能夠通過向該復用施加配置控制來使得例如某些Sl-AP消息的優(yōu)先于其他消息。不同的S1-AP/X2-AP/0AM消息具有不同的QoS要求(例如，非UE關聯(lián)信令、UE關聯(lián)信令、緊急信令等的時間危急程度)。通常，非UE關聯(lián)信令更重要，并且需要以比UE關聯(lián)信令更高的優(yōu)先級來處理。此外，一些網(wǎng)絡運營商可以將UE分類為具有不同優(yōu)先級的不同服務組。需要考慮S1-AP/X2-AP/0AM消息的更細分類以及對分類后的消息的不同處理。因此期望將分類后的消息映射至Un無線電接口上的不同無線電承載。因此，理想地應當在不同的RB上攜帶具有不同的QoS要求的不同流。然而，基于當前的規(guī)范，存在能被分配給UE的有限數(shù)量的RB，例如針對單個UE最多8DRB。在中繼節(jié)點的情況下，如已提及的，將其作為由DeNB服務的UE來處理。除了與普通UE具有相同的一般RB要求之外，RN還需要其DeNB提供用于回程連接(例如SI和X2)的RB。本實施例解決了該問題，使得在RN —— DeNB Un接口中在有限數(shù)量的DRB/SRB中傳遞具有不同QoS要求的所有信令消息。提出了一種有效的機制，該機制用于區(qū)分不同類型的S1-AP/X2-AP/0AM消息的優(yōu)先級，以滿足這些QoS要求。該機制包括以下步驟(a)如果DeNB不知道SCTP關聯(lián)，那么該信息需要從RN傳送到DeNB，例如在替選方案I和替選方案3的情況下。(該SCTP關聯(lián)建立在RN與攜帶Sl-AP消息的MME之間，或者建立在RN與攜帶X2-AP消息的另一個eNB (不是其DNB)之間)。(b)當DeNB建立Un數(shù)據(jù)無線電承載(針對替選方案2)或針對攜帶S1_AP/X2_AP/OAM消息的流配置信令無線電承載(針對替選方案4)時，將相關的上下文信息(例如，不同優(yōu)先級消息的組合)傳送給RN。因此，RN被通知針對復用的目的的相對優(yōu)先級。這包括傳送如下信息該信息定義了攜帶信令消息的不同流到DRB或SRB的映射。(c)基于該信息，DeNB相應地針對UL和DL 二者使用相似的參數(shù)來建立或更新承載。在此的參數(shù)主要為與QoS相關的參數(shù)，其決定如何處理相關的RB。(d)僅有在以上(a)中建立的關于SCTP關聯(lián)的信息的更新需要被發(fā)送至DeNB，從而確保只需要最小開銷來標識Un接口上攜帶信令消息的流。更具體地，在一個實施例中，存在如下數(shù)據(jù)復用實體其允許在RRC配置或OAM配置的控制下組合不同的SCTP流。該配置允許在RN和DeNB中發(fā)生解復用操作，而無需額外的報頭或使用多個RB來傳輸不同的SCTP流。圖8示出了在RN14與eNB13之間的Un接口上在單個RB310 (由圖中的圓柱形狀表示)上傳送Sl-AP消息30的示 例。示出了 Sl-AP協(xié)議棧，在這種情況下，數(shù)據(jù)鏈路層33被劃分為其組成部分HXP子層、RLC子層以及MAC子層。在該示例中，針對在SCTP關聯(lián)上的SI連接的傳輸，分配了單個無線電承載(RB) 310，該SCTP關聯(lián)包括三個流流#1，標記為311，(具有QCI#1)針對普通Sl-AP消息流#2，標記為312，(具有QCI#2)針對UE關聯(lián)的Sl-AP消息流#3，標記為313，(具有QCI#2)針對UE關聯(lián)的S1-AP消息在此，QCI代表“QoS類標識符”，并確定Sl-AP消息的相對優(yōu)先級。為了能夠使流#1優(yōu)先，需要一些機制，使得流311得到優(yōu)先但仍然與其他流312、313在相同的RB中傳輸。圖9示出了用于組合圖8中示出的三個流(311至313)的機制60。在該圖中可以看到如何通過受控于配置65的數(shù)據(jù)復用操作來組合這三個流。如圖所示，這些流在被轉(zhuǎn)而發(fā)送至對應于每種roCP/RLC實例的rocp實體62和RLC實體63之前在SCTP協(xié)議層的等級處由多路復用器61進行復用。在MAC實體64中組合高達η個的RLC實體以形成在PHY上發(fā)送的MAC PDU。
除了 Sl-AP之外或取代S1-AP，相同的機制當然可以被用于組合X2-AP和/或OAM信令消息。術(shù)語“機制”指用于執(zhí)行指定功能的任何裝置，通常但并不一定排他地指由所關注的無線電節(jié)點的處理器執(zhí)行的軟件。在圖9的機制60的情況下，這通常將通過對DeNB和系統(tǒng)中的每個RN均進行合適的編程來實施。本實施例的特征在于在初始配置Un接ロ時應用方案的復用的控制的配置65。如果在正常RN操作期間Un接ロ需要重新配置則可以更新該配置。復用的配置可以基于可用的流的固定長度分割，如圖10中的61a所示。這示出了如下兩個替選方式其中來自圖9中所示的三個流的各個包3110、3120和3130可以在機制60中被復用?？商孢x地,可以由用作流的預定義數(shù)據(jù)邊界的間_模式(pattern of spaces)來設置復用的配置，當執(zhí)行Un接ロ的OAM或RRC配置時獲知該模式，如61b所示。以這種方式，在調(diào)度在復用的流中的具有較低優(yōu)先級的Sl-AP消息和/或X2或OAM信令之前，將總是首先發(fā)送(例如)具有較高優(yōu)先級的Sl-AP消息。需要在RRC規(guī)范下 執(zhí)行對流的復用的控制，使得可以向多供應商部署中的中繼傳輸這些流。RRC規(guī)范定義了在eNB與UE之間的開放接ロ，這保證了在這種情形下的互操作性。圖11示出了如何將具有高優(yōu)先級的Sl-AP包3140與具有低優(yōu)先級的X2-AP包3150復用到一起、以形成針對數(shù)據(jù)承載(例如圖7中的DRB1)的新的包格式3160，其具有新報頭h’且在其中Sl-AP數(shù)據(jù)首先出現(xiàn)。注意，這僅僅是個示例，并且，在一些情況下，X2-AP或OAM消息可以具有相等或高于Sl-AP的優(yōu)先級。新報頭h’表示在該示例中DRBl攜帯Sl-AP消息和X2-AP消息二者。這種表示可以包括在新的包格式中使用預留的MAC位、RRC或OAM配置、或者預定義的數(shù)據(jù)邊界。假設存在清楚的邊界，該邊界被定義為分離具有不同QCI的包，則只有每幀的初始包將會需要該報頭。因此，總之，本發(fā)明的實施例涉及如下LTE移動通信系統(tǒng)其中使用中繼來提高高數(shù)據(jù)速率的覆蓋、小區(qū)邊緣吞吐量和/或增加系統(tǒng)吞吐量。解決的問題為在RN —— DeNBUn接口中，具有不同QoS要求的所有信令消息(例如具有不同時間危急程度的不同Sl-AP/X2-AP消息)必須在有限數(shù)量的DRB或SRB中傳遞。本發(fā)明的實施例提供了如下的高效機制其使得能夠?qū)Σ煌愋偷腟1-AP/X2-AP/0AM消息進行更細的分類，并將其映射至Un無線電接口上的有限數(shù)量的無線電承載。本機制的益處包括-通過使用有限數(shù)量的DRB或SRB來在Un接口中高效(在無線電資源使用方面)傳遞Sl-AP和/或X2-AP和/或OAM信令；-對于具有不同要求的信令消息的QoS支持；-降低了建立和維持針對Sl-AP消息(在RN與MME之間)和X2-AP消息(在RN與eNB之間)的信令承載所需要的開銷；-將來自多個UE的流的標識與UE專用控制消息或廣播控制消息的標識組合到一起;-將上下文信息從源到傳送到目標，以降低用于標識信令消息的各個部分的報頭開銷；-在DeNB與RN之間交換SCTP關聯(lián)信息(至少在替選方案I和替選方案3的情況下)。

工業(yè)適用性本發(fā)明的應用領域包括使用中繼技術(shù)的所有無線和有線通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，其中，用戶站(12)被布置用于與用作所述用戶站的基站的中繼站(14)進行無線通信，其中 所述中繼站(14)被布置用于經(jīng)由第一接口( 18)與施主基站(13)進行無線通信； 所述施主基站(13)被布置用于經(jīng)由至少一個第二接口(15，16)與對等節(jié)點(11)和/ 或所述系統(tǒng)的其他節(jié)點(21，22)進行有線和/或無線通信；所述第一接口( 18)提供用于在所述施主基站(13)與所述中繼站(14)之間發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制消息的無線電承載(51，310);以及所述第二接口(15，16)或每個第二接口(15，16)具有用于發(fā)送具有不同優(yōu)先級的控制消息的至少一個協(xié)議；其特征在于，所述施主基站(13)和所述中繼站(14)各自包括如下機制(60):該機制(60)用于通過考慮多個所述控制消息的各自的優(yōu)先級而將多個所述控制消息組合到所述無線電承載 (51,310)中的一個無線電承載中，以通過所述第一接口(18)進行發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述機制(60)被布置為根據(jù)如下中的一項或更多項來確定控制消息的優(yōu)先級所述控制消息的QoS要求；被用來經(jīng)由所述第二接口(15，16)發(fā)送所述控制消息的協(xié)議；所述控制消息來源于對等節(jié)點(11)還是另外的節(jié)點(22)；所述控制消息涉及多個用戶站(12)還是單個用戶站；以及所述控制消息是否涉及緊急情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括用于傳送組織和管理消息的至少一個組織和管理節(jié)點，并且其中所述機制(60)被布置為進一步基于所述控制消息是否為操作、管理、維護消息來確定優(yōu)先級。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述施主基站(13)和所述中繼站(14)被布置為執(zhí)行用于配置所述第一接口(18)的建立過程，所述建立過程包括交換關于所述優(yōu)先級的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述施主基站(13)還包括承載建立機制，所述承載建立機制用于構(gòu)建所述無線電承載(51，310)以及向所述中繼站(14)通知相關的上下文信息。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，經(jīng)由所述第二接口(15，16)或每個第二接口(15,16)發(fā)送的所述控制消息使用安全傳輸協(xié)議,在所述安全傳輸協(xié)議中使用安全傳輸協(xié)議關聯(lián)將每個消息指派給流，并且所述機制被布置為將所述流組合到數(shù)量少于所述流的數(shù)量的無線電承載(51，310)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述中繼站(14)被布置為在所述安全傳輸協(xié)議關聯(lián)發(fā)生變化時更新所述施主基站(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其中，所述機制(60)包括多路復用器/解復用器， 所述多路復用器/解復用器用于將控制消息復用到無線電承載(51，310)中以經(jīng)由所述第一接口(18)進行傳輸，以及用于對經(jīng)由所述第一接口(18)接收的控制消息進行解復用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述多路復用器/解復用器采用所述流的固定長度分割。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述多路復用器/解復用器采用用于流的預定義的間隔模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述機制(60)被布置為根據(jù)各個所述流中的包來形成被構(gòu)造為反映所述流的相對優(yōu)先級的新包。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述機制(60)采用不同的包報頭來標識所述新包。
13.一種用于在根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)中使用的施主基站(13)。
14.一種用于在根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)中使用的中繼站(14)。
15.一種無線通信方法，包括用戶站(12)與用作所述用戶站的基站的中繼站(14)進行無線通信；所述中繼站(14)經(jīng)由第一接口( 18)與施主基站(13)進行無線通信；所述施主基站(13)經(jīng)由至少一個第二接口( 15，16)與對等節(jié)點(11)和/或系統(tǒng)的較高級節(jié)點(21，22)進行通信；通過使用在所述第一接口(18)中定義的無線電承載來在所述施主基站(13)與所述中繼站(14)之間發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制消息；以及根據(jù)至少一個協(xié)議來經(jīng)由所述第二接口(15，16)或每個第二接口(15，16)發(fā)送具有不同優(yōu)先級的控制消息；以及在所述施主基站(13)或所述中繼站(14)中，通過考慮多個所述控制消息的各自的優(yōu)先級而將多個所述控制消息組合到所述無線電承載(51，310)中的一個無線電承載中，以經(jīng)由所述第一接口(18)進行發(fā)送。
全文摘要
一種LTE移動通信系統(tǒng)，其中，使用了各自與施主eNB(13)通信的中繼RN(14)來改進高數(shù)據(jù)速率的覆蓋、小區(qū)邊緣吞吐量和/或提高系統(tǒng)吞吐量。解決的問題為在RN←→DeNB(13)Un接口中，具有不同QoS要求的所有SI-AP和/或X2-AP消息(例如具有不同的時間危急程度的不同S1-AP/X2-AP消息)必須在有限數(shù)量的數(shù)據(jù)或信令無線電承載中傳遞。一種復用機制使得能夠?qū)Σ煌愋偷腟1-AP和/或X2-AP消息進行分類，并將其映射至Un無線電接口上的有限數(shù)量的無線電承載。
文檔編號H04W92/12GK103053217SQ201080068380
公開日2013年4月17日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者巴克內(nèi)爾·保羅, 李兆俊 申請人:富士通株式會社