CN101507325A - 用于早期数据传输的电信系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于早期数据传输的电信系统和方法。在如E－UTRAN之类的电信系统中，用户设备6通过使用在UE 6和eNB 8处存储的预置值建立的早期无线承载，连接到基站eNB 8。这样使得在UE 6和eNB 8之间的无线承载正式建立之前，可以在无线链路上传送数据。

Description

用于早期数据传输的电信系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在电信系统中早期数据传输的电信系统和方法，更具体地涉及一种依照演进的通用地面无线接入网(E-UTRAN)和演进的通用地面无线接入(E-UTRA)标准实现的电信系统和方法，但不限于此。

背景技术

通用地面无线接入网(UMTS)的已发现的缺点之一是与建立用以传送数据的无线承载相关联的时延和延迟。UMTS的这一限制已成为其应用(如无线一键通(PoC))与通用分组无线业务(GPRS)相比性能较差的原因。在UMTS中，在可以执行非接入层(NAS)过程之前必须完成初始的无线资源控制(RRC)过程。然后，无线接入承载(RAB)建立过程必须在包括会话发起协议(SIP)信令的任何应用数据可能出现之前完成。已经提出了多种解决方案来减小UMTS的时延，但是都显得复杂。

目前，第三代合作伙伴计划(3GPP)正在考虑在并入此处一共参考的3GPP TR 25.912 V7.0.0(2006-06)Technical Report 3rdGeneration Partnership Project；Technical Specification Group，RadioAccess Network；(Release7)及其相关文献中阐述的演进的通用地面无线接入(E-UTRA)和演进的通用地面无线接入网(E-UTRAN)。图1示意性地示出了E-UTRAN架构。用户设备(UE)1与E-UTRAN节点B(eNB)2进行通信，其中在两者之间的无线链路3上的无线承载(RB)上发送数据。eNB3通过指定为S1的接口与接入网关(aGW)4进行连接。当然，实际上，E-UTRAN系统中包括多个eNB和aGW。如3GPP目前设想的那样，eNB作为主机所具有功能有：在附着时对aGW的选择；在RRC激活时向aGW进行的路由；对寻呼消息的调度和传输；对广播控制信道(BCCH)信息的调度和传输；在上行链路和下行链路中向UE对资源的动态分配；eNB测量的配置和提供；无线承载控制；无线接纳控制；以及LTE_ACTIVE状态下的连接移动性控制。设想aGW作为主机所具有的功能是：寻呼来源；LTE_IDLE状态管理；用户平面(U-plane)加密计算；分组数据会聚协议(PDCP)系统架构演进(SAE)承载控制；以及非接入层(NAS)信令的加密计算和完整性保护。

图2示出了在UE1和aGW 4之间的数据传输所需要的消息收发。该消息收发用在建立UE 1和eNB 2之间的RB以及eNB 2和aGW 4之间的接入承载过程中，该aGW 4包括移动管理实体(MME)5。在图2中用从步骤1：“RACH调度时间段的延迟”到步骤16：“H-ARQ重传”的编号步骤表示在数据通信路径建立期间所涉及的延迟和消息收发，这些步骤按所示的顺序顺次发生。因此，例如，在步骤2的从UE 1到eNB 2的随机接入信道(RACH)前同步的传输之后，如步骤3所示，在eNB 2处出现处理延迟，等等。图2中使用的其他缩写是跟踪区(TA)和混合自动重复请求(H-ARQ)。

无线网络控制器(RNC)功能与E-UTRAN中的eNB的集成(在UMTS中分开提供它们)以及对专用信道和软切换的避免应会在信令延迟方面提供显著的性能优势。然而，已经意识到，如果可能在用于UE和eNB之间无线承载的建立的信令之前传输一些数据，那么时延将会减小。假如UE先前附着到网络并且在aGW和UE中已建立了安全上下文，便可以安全地实现这一点。这个概念被称为“早期无线承载建立”。假定平均S1延迟为5ms，早期RB建立与49ms的总延迟估计(同样在5ms S1延迟时)相比节省的时间可以估计为29ms，，导致大约60％的节省。获得早期RB建立的一种途径可以是使用假定在附着时建立的“默认”RB，但任何提议不得引入过度的复杂度或安全性问题，并且在UE可以在哪个RB上发送数据的方面不提供同样的灵活性。

此外，UE可以具有多个RB，必须能够识别数据属于哪个RB。通常，在通过S1接口发送的数据分组中包括隧道端点标识符(TEID)字段以识别该RB。通过eNB和aGW之间的信令协商每个RB的TEID。使用早期RB建立，在上行链路分组到达eNB且要被发送到aGW时，信令不会结束。早期无线承载建立过程还必须提供一种在aGW处识别分组所属的RB的手段。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种在电信系统中传输数据的方法，包括以下步骤：在用户设备和基站处提供与早期无线承载相关联的预置值；以及，用户设备和基站均使用该预置值自主配置它们之间的早期无线承载，以能够使用早期无线承载在用户设备和基站之间传输数据。用户设备和基站可以在RRC连接建立的初始信令交换之后立即执行该配置。

尽管本发明特别适用于E-UTRAN和E-UTRA，但本发明也可以适用于基于其他标准的无线系统，在这样的无线系统中，在无线承载上发送数据，并且寻找数据的早期传输。在E-UTRAN的上下文中，基站是eNB。

本发明使默认的RB得以建立，从而允许数据的早期传输而不引入过度的额外复杂度。

该方法可以包括：从核心网下载用户设备上下文，然后使用在用户设备上下文中接收到的值重新配置已建立的早期无线承载。例如，核心网可以表现为E-UTRAN系统中的aGW。

除了提供无线承载配置信息以外，在eNB处还需要得到用于在S1接口上的数据传输的传输参数，以将数据传输到aGW。典型地，所涉及的参数是用户平面实体(UPE)IP地址、UDP端口号以及隧道端点标识符(TEID)。UPE地址可以由UE提供。例如，可如Iu-flex系统中的控制平面一样，将临时的UE id映射到UPE地址。此外，在根据本发明的一种方法中，eNB处的UDP端口被预先配置为充当早期无线承载UDP端口

还有几种方法用于处理在eNB处对TEID的需要。例如，在根据本发明的一种方法中，在eNB处缓存在早期无线承载上传输的数据分组，直到aGW提供TEID。另一种方法使用在报头中具有额外逻辑信道ID字段的默认TEID。在其他方法中，在逻辑信道ID和TEID(甚至TEID的某些部分)之间存在静态的指定的映射，以允许UPE识别该分组所属的逻辑信道。这是临时的关联的情况。另一种方法包括PDCP报头中的逻辑流信息，用于在建立无线承载之前发送分组的那些情况。可以提供一种这样的方法，或结合使用这些方法。

在本发明的另一方面，一种电信系统包括：至少一个基站和用户设备，该基站包括用于存储与早期无线承载相关联的预置值的存储器，该用户设备包括用于存储与早期无线承载相关联的预置值的存储器；以及用于用户设备和基站均使用所存储的预置值自主配置它们之间早期无线承载的装置。该系统可以是一种依照E-UTRAN标准的系统，其中该基站是eNB。

在本发明的另一方面，一种用户设备包括：用于存储与在电信系统中建立早期无线承载相关联的预置值的存储器。

附图说明

现在将仅以示例的方式并参照附图对本发明的一些方法和实施例进行描述，在附图中：

图1示意性地示出了E-UTRAN架构；

图2示意性地示出了与E-UTRAN系统相关联的消息收发；

图3和图4示意性地示出了根据本发明的方法和E-UTRAN系统；

图5示意性地示出了根据本发明的、与E-UTRAN系统相关联的消息收发；以及

图6到9示意性地示出了备选方案。

具体实施方式

参见附图3和图4，UE 6包括存储器9，存储器9存储了与服务质量、媒体访问控制(MAC)和无线链路控制(RLC)相关的预置值。类似地，eNB 8具有存储针对相同参数的预置值的存储器9。aGW存储安全上下文。

当UE 6希望连接到由aGW 10表示的核心网时，如图4的11所示发生特定的初始信令，以向eNB 8报警并使UE和eNB之间的信令连接得以建立。随后，如12和13所示，UE 6和eNB 8分别地、独立地访问其分别保存在存储器7和9处的存储值，以使它们之间的RB得以建立，该RB是早期RB。

此外，配置eNB 8和aGW 10之间的S1传输承载。在该方法中，与所存储的预置值一样，所需数据已被存储在aGW 10中。在eNB中存储的数据不包括如TEID之类用于每一个RB的用户专用信息。如14所示，在UE 6和eNB 8之间以及在eNB 8和aGW 10之间传输用户数据。

在早期RB建立之后，需要就最适于该数据流的更特定的RB条件对RB参数进行修改，一旦消息收发完成以使这样的RB得以正式建立，便可用到该修改。

图5示出了与图4所示的配置相关联的消息收发，其步骤的编号与图2所示的相同。由此可以看出，现在步骤的顺序不同了，例如步骤10发生在步骤15和16之后。通过将一些步骤相对于其他步骤进行推迟，与图2的消息流程相比可以减小系统总体延迟。

使用包括与数据分组相关联的序号的加密技术对在早期无线承载上发送的数据分组进行加密。该序号还可以用于丢弃重复的分组。

在图6至9中示出了几种用于识别数据分组的RB的备选解决方案。图6示出了S1接口的早期建立的备选方案。在这种情况下，在eNB中缓存分组，直到接收到来自aGW 10的UE上下文响应。

图7示出了另一种用于识别分组所属的RB的方法，其中除了隧道端点标识符(TEID)外，还使用额外的报头元素来识别从eNB到aGW S1接口的逻辑信道。

图8示出了另一种方法，其中预先配置TEID的特殊值以识别专用于早期数据承载的逻辑信道。这是临时分配，只要建立了合适的承载，就立即将其释放掉。因此，只需要少量的预先配置值。随后重新配置TEID以纠正一个TEID，用于识别后续建立的实际承载的逻辑信道。

最后，在图9中，示出了另一种方法，将逻辑信道Id包括在由UE提供的PDCP报头中。

本发明可以采用其他特定形式来体现，也可以通过其他方法来实现，而不背离其精神和本质特征。所描述的实施例在所有方面应仅被视为示例性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，而不是由前述说明书指示。权利要求等价物的意义和范围之内的所有改变都应被处于权利要求的范围内。

Claims (12)

1、一种在电信系统中传输数据的方法，包括以下步骤：在用户设备处和基站处提供与早期无线承载相关联的预置值；以及，所述用户设备和所述基站均使用所述预置值自主配置它们之间的早期无线承载，以能够使用早期无线承载在所述用户设备和所述基站之间传输数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述预置值包括与以下至少一项相关联的值：服务质量；媒体访问控制MAC；以及无线链路控制RLC。

3、根据权利要求1所述的方法，其中在用于RRC连接建立的初始信令交换之后，所述用户设备和所述基站立即执行所述配置。

4、根据权利要求1所述的方法，包括：从核心网下载用户设备上下文，然后使用在用户设备上下文中接收到的值重新配置已建立的早期无线承载。

5、根据权利要求1所述的方法，其中在所述基站处缓存在早期无线承载上传输的数据分组，直到从核心网向所述基站提供隧道端点标识符TEID以建立它们之间的接口为止。

6、根据权利要求1所述的方法，其中，具有额外逻辑信道ID字段的默认TEID被存储在所述基站处并被所述基站包括在每个分组中。

7、根据权利要求1所述的方法，其中在逻辑信道ID和TEID的至少部分之间提供静态的指定的映射，以使得用户平面实体UPE能够识别数据分组所属的逻辑信道。

8、根据权利要求1所述的方法，包括：将逻辑流信息包括在分组数据会聚协议PDCP的报头中。

9、根据权利要求1所述的方法，包括：使用包括与数据分组相关联的序号的加密技术对在早期无线承载上发送的数据分组进行加密；以及使用所述序号丢弃重复的分组。

10、根据权利要求1所述的方法，包括：基站处的UDP端口，所述UDP端口被预先配置为充当早期无线承载UDP端口。

11、一种电信系统，包括：至少一个基站和用户设备，所述基站包括用于存储与早期无线承载相关联的预置值的存储器，所述用户设备包括用于存储与早期无线承载相关联的预置值的存储器；以及用于所述用户设备和所述基站中的每一个使用所存储的预置值自主配置它们之间的早期无线承载的装置。

12、一种用户设备，包括：用于存储与在电信系统中建立早期无线承载相关联的预置值的存储器。

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