RU2793108C2 - Integrated mobility in access network and in transport network - Google Patents
Integrated mobility in access network and in transport network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793108C2 RU2793108C2 RU2020139090A RU2020139090A RU2793108C2 RU 2793108 C2 RU2793108 C2 RU 2793108C2 RU 2020139090 A RU2020139090 A RU 2020139090A RU 2020139090 A RU2020139090 A RU 2020139090A RU 2793108 C2 RU2793108 C2 RU 2793108C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cell base
- base station
- small cell
- information
- base stations
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к способу управления сетью мобильной связи, в которой устройства пользователя могут переключаться с одной соты связи на другую.The present invention relates to a method for managing a mobile communication network in which user devices can switch from one communication cell to another.
Уровень техникиState of the art
Известные сотовые сети мобильной связи содержат опорную сеть (CN, Core Network) и одну или несколько сетей радиодоступа (RAN, Radio Access Network). Сеть CN выполняет, среди прочего, функции аутентификации и авторизации пользователей и устройств, управления и контроля качества обслуживания (QoS, Quality of Service), предоставления доступа к различным сетям данных и маршрутизации данных между сетями RAN и сетями данных. Как правило, сеть CN не зависит от технологии радиодоступа (RAT, Radio Access Technology), т.е. выполняет лишь функции, не относящиеся к конкретной технологии RAT или сети RAN.Known cellular mobile communication networks include a core network (CN, Core Network) and one or more radio access networks (RAN, Radio Access Network). The CN network performs, among other things, the functions of authenticating and authorizing users and devices, managing and monitoring the quality of service (QoS, Quality of Service), providing access to various data networks and routing data between RANs and data networks. As a rule, the CN network does not depend on radio access technology (RAT, Radio Access Technology), i.e. performs only functions that are not related to a specific RAT technology or RAN network.
Каждая сеть RAN выполняет функции, обеспечивающие устройствам пользователя (UE, User Equipment) беспроводной радиодоступ к опорной сети. Некоторые из этих функций предназначены для конкретной технологии RAT, например, для системы UMTS, LTE или 5G New Radio (NR). Сеть RAN состоит из нескольких базовых станций макросот с определенной технологией RAT (NB, eNB, gNB) и может дополнительно содержать ряд базовых станций малых сот (SC, Small Cell) с той же или с другой технологией RAT.Each RAN performs functions that provide user devices (UE, User Equipment) with wireless radio access to the core network. Some of these features are specific to RAT technology such as UMTS, LTE, or 5G New Radio (NR). The RAN consists of several macro cell base stations with a particular RAT technology (NB, eNB, gNB) and may additionally contain a number of small cell base stations (SC, Small Cell) with the same or different RAT technology.
Устройства UE, зарегистрированные в сети CN, могут иметь текущее соединение с сетью RAN и с сетью CN, т.е. находиться в подключенном режиме, или могут не иметь такого соединения, т.е. находиться в режиме ожидания или неактивном режиме. Обычно устройствами UE в подключенном режиме управляет одна базовая станция, которая здесь называется обслуживающей базовой станцией или обслуживающей сотой. Обслуживающая базовая станция использует протокол управления радиоресурсами (RRC, Radio Resource Control) для установления контекста протокола RRC в устройстве UE и в базовой станции. Контекст протокола RRC включает в себя возможности радиосвязи устройства UE, текущую настройку каналов передачи с соответствующим качеством QoS, мультиплексирование услуг или приложений в этих каналах передачи и мультиплексирование этих каналов передачи в физических ресурсах, выделенные ресурсы и измерения, которые должны выполняться устройством UE, а также триггеры и контент для формирования отчетов о таких измерениях. Измерительная конфигурация включает в себя указание на соседние соты, для которых должны выполняться измерения, причем эти соседние соты могут использовать ту же технологию RAT и ту же частоту, что и управляющая базовая станция, ту же технологию RAT и другую частоту или другую технологию RAT.UEs registered with the CN may have a current connection with the RAN and with the CN, i. e. be in connected mode, or may not be connected, i.e. be in standby or inactive mode. Typically, connected mode UEs are controlled by a single base station, herein referred to as a serving base station or a serving cell. The serving base station uses a Radio Resource Control (RRC) protocol to establish an RRC protocol context at the UE and at the base station. The context of the RRC protocol includes the radio capabilities of the UE, the current setup of bearers with the appropriate QoS, the multiplexing of services or applications on those bearers and the multiplexing of those bearers in physical resources, the allocated resources, and the measurements to be performed by the UE, and triggers and content for reporting on such measurements. The measurement configuration includes an indication of the neighbor cells to be measured, which neighbor cells may use the same RAT and the same frequency as the control base station, the same RAT and a different frequency, or a different RAT.
Когда отчеты о результатах измерений, полученные обслуживающей базовой станцией, указывают на то, что в соседней соте условия для связи лучше, чем в обслуживающей соте, базовая станция может выполнить процедуру хэндовера, в ходе которой она подготавливает выбранную целевую соту для хэндовера и дает команду устройству UE на хэндовер в эту целевую соту. Во время подготовки целевая сота принимает контекст протокола RRC от обслуживающей соты, поэтому связь между устройством UE и целевой сотой обычно может продолжаться из того состояния, в котором она была в обслуживающей соте.When the measurement reports received by the serving base station indicate that the neighboring cell has better communication conditions than the serving cell, the base station may perform a handover procedure in which it prepares the selected target cell for handover and instructs the device UE to handover to this target cell. During preparation, the target cell receives an RRC protocol context from the serving cell, so communication between the UE and the target cell can typically continue from the state it was in the serving cell.
В документе US20110143738A1 описаны функции автономного поиска (ASF, Autonomous Search Function), изменяющие функциональные возможности в зависимости от внешних входных данных, оптимизируя стратегию поиска для текущей среды. Мобильные устройства используют функции ASF в сети LTE для сканирования диапазона частот в поисках информации, транслируемой сотами. Информация, транслируемая сотами системы UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) и системы E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access), может содержать идентификатор закрытой группы абонентов (CSG, Closed Subscriber Group) соты; информацию, определяющую поддерживаемые протоколы; информацию, определяющую поддерживаемую технологию радиодоступа (RAT), и рейтинг соты на ее частоте, а также другую информацию, идентифицирующую соту и способ подключения к ней. Мобильное устройство может использовать информацию об обнаруженных сотах, чтобы инициировать сообщения об обнаружении близости к ним для выполнения хэндовера или для предотвращения хэндовера. Когда мобильное устройство, подключенное к базовой станции UTRA или E-UTRA, входит в зону близости к другой соте или покидает ее, сеть может инициировать сообщения о хэндовере между текущей базовой станцией мобильного устройства и базовой станцией обнаруженной соты.US20110143738A1 describes Autonomous Search Functions (ASFs) that change functionality based on external inputs, optimizing the search strategy for the current environment. Mobile devices use the ASF functions in the LTE network to scan the frequency band for information broadcast by cells. The information broadcast by the cells of the UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) system and the E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access) system may contain the identifier of the closed subscriber group (CSG, Closed Subscriber Group) of the cell; information specifying supported protocols; information identifying the supported radio access technology (RAT) and the rating of the cell on its frequency, as well as other information identifying the cell and how to connect to it. The mobile device may use the detected cell information to initiate cell proximity detection messages to perform handover or to prevent handover. When a mobile device connected to a UTRA or E-UTRA base station enters or leaves proximity to another cell, the network may initiate handover messages between the current base station of the mobile device and the base station of the discovered cell.
В документе US9717110 представлены способы беспроводной связи между первым и вторым устройствами беспроводной связи, при этом первое устройство отправляет сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ-сигнал) вторым устройствам в ячеистой сети (mesh network) в течение первого периода пробуждения, общего для первого и второго устройств. Первое устройство принимает сигнал поддержания активности и информацию о настройке подключения от определенного беспроводного ретрансляционного устройства из числа вторых устройств в течение первого периода пробуждения, а информация о настройке подключения содержит информацию о выделении ресурсов. Кроме того, на первое устройство может передаваться вызов нисходящего канала вместе с информацией о настройке подключения.US9717110 presents wireless communication methods between first and second wireless communication devices, wherein the first device sends a chirp signal to second devices in a mesh network during a first wake-up period common to the first and second devices. The first device receives the keep-alive signal and connection setting information from a certain wireless relay device among the second devices during the first wake-up period, and the connection setting information contains resource allocation information. In addition, the downlink call may be transmitted to the first device along with connection setup information.
В документе US20170055192A1 описан механизм мобильности, ориентированный на устройство UE, в котором устройство UE выполняет повторный выбор соты в подключенном режиме при использовании функции extended DRX, т.е. когда устройство UE не принимает данные в течение увеличенного периода времени. Критерии повторного выбора принимаются от исходной соты в подключенном состоянии протокола RRC, а устройство UE принимает решение либо о применении сетевых средств управления мобильностью, либо об автономном повторном выборе соты устройством UE в зависимости от условий, например, от применения функции extended DRX. Когда в целевой соте требуется автономный повторный выбор устройством UE и сигнализация, для установления соединения с целевой сотой устройством UE используется процедура восстановления RRC. В результате целевая сота получает контекст устройства UE от исходной соты, аналогично установлению или возобновлению соединения RRC из режима ожидания.US20170055192A1 describes a UE-centric mobility mechanism in which the UE performs connected mode cell reselection when using the extended DRX function, i. when the UE does not receive data for an extended period of time. The reselection criteria is received from the source cell in the RRC connected state, and the UE decides either to apply network mobility controls or to autonomously reselect the cell by the UE, depending on the conditions, such as extended DRX. When autonomous reselection by the UE and signaling is required in the target cell, the RRC recovery procedure is used by the UE to establish a connection with the target cell. As a result, the target cell obtains a UE device context from the source cell, similar to establishing or resuming an RRC connection from idle mode.
В документе EP2879440A1 описан способ управления базовой станцией малой соты в системе, содержащей базовые станции малых сот, управляемые базовой станцией макросоты. Малые соты проводят измерения, а информация передается базовой станции макросоты.Document EP2879440A1 describes a method for controlling a small cell base station in a system containing small cell base stations controlled by a macro cell base station. The small cells take measurements and the information is transmitted to the base station of the macro cell.
В документе WO2017028808A1 рассматривается способ повторного выбора соты в подключенном состоянии, в котором устройство UE может выполнять повторный выбор соты без сигнализации хэндовера. В документе EP3125640A1 описана процедура управления каналом передачи, где устройство UE обладает возможностью двойного подключения с изменением типа канала передачи между группой главных сот и группой вторичных сот. В документе WO2015065010A1 описан способ выполнения двойного подключения в гетерогенной сети, содержащей, например, базовую станцию макросоты и базовые станции малых сот.WO2017028808A1 discusses an on-line cell reselection method in which a UE can perform cell reselection without handover signaling. Document EP3125640A1 describes a bearer control procedure where a UE has dual bearer type connection capability between a primary cell group and a secondary cell group. WO2015065010A1 describes a method for performing dual connectivity in a heterogeneous network including, for example, a macro cell base station and small cell base stations.
Беспроводные ретрансляторы известны из сети LTE. Это базовые станции, подключаемые к опорной сети по беспроводному каналу через так называемые базовые станции-доноры (DeNB). Для устройств UE, обслуживаемых беспроводным ретранслятором, такой ретранслятор выглядит как обычная базовая станция, управляющая устройством UE, т.е. между ретранслятором и устройством UE устанавливается соединение RRC. По отношению к станции DeNB беспроводной ретранслятор действует подобно устройству UE, но радиоресурсы, используемые для связи между устройством UE и ретранслятором, контролируются станцией DeNB или в какой-то мере сетью CN.Wireless repeaters are known from the LTE network. These are base stations that are wirelessly connected to the core network through the so-called donor base stations (DeNBs). For UEs served by a wireless relay, such a relay looks like a normal base station controlling the UE, i.e. an RRC connection is established between the relay and the UE. With respect to the DeNB, the wireless relay acts like the UE, but the radio resources used for communication between the UE and the relay are controlled by the DeNB or to some extent by the CN.
Механизмы двойного или множественного подключения известны из сетей LTE и NR, в которых одно устройство UE имеет соединение RRC и активное соединение по радиоканалу с обслуживающей сотой, в этом случае называемой первичной сотой, и, кроме того, одно или несколько активных соединений по радиоканалу со вторичными сотами. Первичная сота управляет устройством UE, а также вторичными сотами в отношении их связи с устройством UE. Базовая станция, образующая вторичную соту для устройства UE, может параллельно управлять другими устройствами UE как первичная или обслуживающая сота. Добавление и удаление вторичных сот для устройства UE полностью находится под контролем первичной соты. Dual or multiple connection mechanisms are known from LTE and NR networks, in which one UE has an RRC connection and an active radio link with a serving cell, in this case called the primary cell, and in addition one or more active radio links with secondary cells. honeycombs. The primary cell controls the UE as well as the secondary cells with respect to their association with the UE. A base station constituting a secondary cell for a UE may control other UEs in parallel as a primary or serving cell. The addition and removal of secondary cells for the UE is entirely under the control of the primary cell.
Для перехода от сети LTE к новым технологиям стандарта 5G NR вводится двойное соединение с устройством UE, имеющим первичную соту, обеспечивающую соединение LTE, и вторичные соты, обеспечивающие соединение 5G NR, или наоборот. В этом случае вторичные соты также имеют соединение RRC с устройством UE с соответствующей вторичной технологией RAT, но первичная сота по-прежнему контролирует соединения, в том числе добавление и удаление вторичных сот.To migrate from LTE to new 5G NR technologies, dual connection is introduced with a UE having a primary cell providing an LTE connection and secondary cells providing a 5G NR connection, or vice versa. In this case, the secondary cells also have an RRC connection with the UE with the corresponding secondary RAT, but the primary cell still controls the connections, including the addition and removal of secondary cells.
Для одного устройства UE обслуживающая базовая станция обычно является единственной или основной точкой доступа к опорной сети. Иными словами, обмен управляющими сообщениями с опорной сетью, так называемая сигнализация слоя NAS (Non-Access Stratum), направляется в опорную сеть через эту базовую станцию. Кроме того, пользовательские данные передаются через обслуживающую соту, за исключением некоторых сценариев с двойным соединением, в которых для передачи пользовательских данных используются несколько точек доступа сети CN. Если сети CN необходимо инициировать сигнализацию или передачу данных устройству UE, она запрашивает сигнализацию или передачу данных у обслуживающей базовой станции.For a single UE, the serving base station is typically the only or primary access point to the core network. In other words, the exchange of control messages with the core network, the so-called NAS (Non-Access Stratum) signaling, is routed to the core network via this base station. In addition, user data is transmitted via the serving cell, except for some dual connection scenarios in which multiple access points of the CN are used to transmit user data. If the CN needs to initiate signaling or data transmission to the UE, it requests signaling or data transmission from the serving base station.
Недавно консорциум 3GPP начал исследовать применение технологии радиодоступа 5G NR для беспроводных линий транспортной сети, обычно используемых для малых сот (SC). Целью этого исследования является обеспечение низкозатратного и не требующего больших усилий развертывания сот SC путем беспроводного подключения сот SC к управляющей базовой станции, так называемому донорскому узлу Node B следующего поколения (DgNB). Эти исследования включают в себя многопролетные сценарии, в которых сота SC подключается к другой соте SC по беспроводному каналу, а последняя сота SC на этом маршруте обеспечивает прямую линию связи до станции DgNB.Recently, the 3GPP consortium has begun to investigate the application of 5G NR radio access technology for wireless backhaul links commonly used for small cells (SCs). The aim of this study is to provide low-cost and low-effort deployment of SC cells by wirelessly connecting SC cells to a control base station, the so-called Next Generation Donor Node B (DgNB). These studies include multi-hop scenarios where an SC connects to another SC over a wireless link and the last SC on that route provides a direct link to the DgNB.
Новая многопролетная беспроводная сеть RAN может использовать различные варианты архитектуры в отношении того, какой узел, т.е. какая базовая станция, управляет такой многопролетной сетью RAN и устройствами UE, подключенными к ней. У каждого решения есть свои преимущества и недостатки. The new multi-hop wireless RAN may use different architectures in terms of which node, i.e. which base station manages such a multi-hop RAN and UEs connected thereto. Each solution has its own advantages and disadvantages.
Подобно известным беспроводным ретрансляторам в сети LTE, каждая базовая станция (малая сота SC) в многопролетной сети RAN может действовать как полноценная базовая станция по отношению к обслуживаемому устройству UE или к обслуживаемой соте SC. При этом для своего транспортного канала такая сота SC будет действовать аналогично устройству UE, обслуживаемому сотой SC следующего пролета или станцией DgNB (для соты SC самого верхнего уровня). Недостатки этого решения заключаются в том, что каждый хэндовер устройств UE между сотами SC требует передачи контекста между сотами SC по иерархической многопролетной сети RAN. Поскольку ключи безопасности для шифрования и защиты целостности устанавливаются между обслуживающей базовой станцией и устройством UE, соты SC должны быть построены соответствующим образом, т.е. расположены в недоступном месте или защищены кожухом, защищающим ключи безопасности от считывания. Это значительно увеличивает стоимость такой соты SC. Кроме того, ни один узел не управляет многопролетной сетью самостоятельно, поэтому каждой соте SC требуются знания об окружающих соседних сотах, чтобы правильно настроить измерения в обслуживаемых устройствах UE. Это затрудняет настройку таких беспроводных сот SC и может потребовать вмешательства в систему эксплуатации и обслуживания для каждой вновь настраиваемой соты SC. Другой недостаток состоит в том, что для сети CN каждая сота SC в этой архитектуре будет обслуживающим узлом сети RAN для устройства UE, т.е. каждый хэндовер устройства UE между малыми сотами потребует обновления соответствующего узла сети CN.Like known wireless repeaters in an LTE network, each base station (small cell SC) in a multi-hop RAN can act as a complete base station with respect to a served UE or a served cell SC. However, for its transport channel, such a SC cell will act similarly to a UE served by a next hop SC cell or a DgNB station (for the uppermost SC cell). The disadvantages of this solution are that each handover of UEs between SCs requires a context transfer between SCs over the hierarchical RAN. Since security keys for encryption and integrity protection are established between the serving base station and the UE, the SCs must be built accordingly, i.e. located in an inaccessible place or protected by a casing that protects the security keys from being read. This greatly increases the cost of such a SC cell. In addition, no node manages the multi-hop network on its own, so each SC needs knowledge of the surrounding neighbor cells in order to correctly set up measurements in the served UEs. This makes it difficult to set up such wireless SCs and may require intervention in the operation and maintenance system for each newly set up SC. Another drawback is that for the CN, each SC in this architecture will be a serving RAN for the UE, i. each handover of a UE between small cells will require an update of the corresponding CN.
Альтернативный подход состоит в завершении каждого соединения RRC в станции DgNB, т.е. все устройства UE и соты SC с беспроводной транспортной сетью через многопролетную сеть RAN настраивают соединение RRC со станцией DgNB, которая, в свою очередь, управляет всеми устройствами в пределах многопролетной сети RAN. Это позволяет легко настраивать соты SC, которые полностью конфигурируются узлом DgNB. Поскольку в этом случае безопасность настраивается при взаимодействии каждого устройства со станцией DgNB, вопрос обеспечения безопасности обслуживаемых устройств снимается с сот SC и стоимость соты SC и ее установки может быть снижена.An alternative approach is to terminate each RRC connection at the DgNB station, i.e. all UEs and SCs with a wireless transport network through the RAN set up an RRC connection with a DgNB station, which in turn manages all devices within the RAN. This makes it easy to set up SCs that are fully configurable by the DgNB. Since, in this case, security is configured when each device interacts with the DgNB station, the issue of securing the served devices is removed from the SCs, and the cost of the SC and its installation can be reduced.
Тем не менее, этот альтернативный вариант архитектуры вносит задержку в установление соединения между устройствами и обслуживающей их базовой станцией, которой в данном случае является станция DgNB, а это противоречит требованию очень быстрого выполнения некоторых функций обслуживающей базовой станцией и быстрой передачи результирующих настроек обслуживаемым устройствам. Одним из примеров таких процедур с малой задержкой является информирование о результатах измерений и результирующее решение о хэндовере. However, this alternative architecture introduces a delay in establishing a connection between the devices and the base station serving them, which in this case is the DgNB station, and this contradicts the requirement that the serving base station perform some functions very quickly and quickly transmit the resulting settings to the served devices. One example of such low latency procedures is the communication of measurement results and the resulting handover decision.
Настоящее изобретение устраняет недостаток многопролетной сети RAN на основе станций DgNB и делает эту архитектуру наиболее выгодным решением для реализации сот SC.The present invention overcomes the disadvantage of multi-hop RAN based on DgNBs and makes this architecture the most advantageous solution for implementing SCs.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В настоящем изобретении реализована подсеть системы мобильной связи, содержащая первую базовую станцию (базовую станцию макросоты) и множество вторых базовых станций (базовых станций малых сот), где множество вторых базовых станций поддерживает беспроводную связь с первой базовой станцией. Каждая вторая базовая станция поддерживает либо прямое соединение с первой базовой станцией, либо соединение с первой базовой станцией через одну или несколько других вторых базовых станций. Первая базовая станция выполнена с возможностью настройки устройства UE, имеющего соединение RRC с первой базовой станцией, с использованием информации о подходящих вторых базовых станциях (т.е. кандидатах на роль второй базовой станции) для предоставления устройству UE возможности автономного переключения между вторыми базовыми станциями. Первая базовая станция выполнена с возможностью настройки вторых базовых станций с использованием информации о конфигурации вторых базовых станций, позволяющей вторым базовым станциям передавать данные устройству UE и принимать данные от устройства UE, а также мультиплексировать и маршрутизировать данные к устройству UE и от него.The present invention implements a subnetwork of a mobile communication system comprising a first base station (macro cell base station) and a plurality of second base stations (small cell base stations), where the plurality of second base stations wirelessly communicate with the first base station. Every second base station maintains either a direct connection to the first base station or a connection to the first base station via one or more other second base stations. The first base station is configured to configure a UE having an RRC connection with the first base station using information about suitable second base stations (i.e., second base station candidates) to enable the UE to autonomously switch between the second base stations. The first base station is configured to configure the second base stations using the configuration information of the second base stations, allowing the second base stations to transmit data to the UE and receive data from the UE, and to multiplex and route data to and from the UE.
В изобретении также реализовано соответствующее устройство UE, базовая станция малой соты и способ управления сетью мобильной связи.The invention also implements a corresponding UE device, a small cell base station, and a method for managing a mobile communication network.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Далее, лишь в качестве примера, описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.Hereinafter, by way of example only, preferred embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings.
На фиг. 1 представлена схема расположения многопролетной беспроводной транспортной сети.In FIG. 1 is a layout diagram of a multi-hop wireless transport network.
На фиг. 2А, 2Б и 2В показаны уровни стека протоколов.In FIG. 2A, 2B and 2C show the layers of the protocol stack.
На фиг. 3 представлена схема подсети.In FIG. 3 is a diagram of a subnet.
На фиг. 4 представлена схема передачи сообщений.In FIG. 4 is a message passing diagram.
На фиг. 5 представлена дополнительная схема передачи сообщений.In FIG. 5 shows an additional message passing scheme.
На фиг. 6 представлена схема другой подсети.In FIG. 6 is a diagram of another subnet.
На фиг. 7 представлена схема передачи сообщений.In FIG. 7 is a message passing diagram.
На фиг. 8 показана схема еще одной подсети.In FIG. 8 shows a diagram of another subnet.
На фиг. 9 представлена схема передачи сообщений для подсети с фиг. 8.In FIG. 9 is a message passing diagram for the subnet of FIG. 8.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
На фиг. 1 показан пример многопролетной беспроводной транспортной сети RAN с донорской базовой станцией (DgNB) сети 5G New Radio (NR), подключенной к сети CN. Станция DgNB управляет подсетью из нескольких каскадно соединенных базовых станций малых сот с беспроводным соединением. Каждая базовая станция малой соты имеет один беспроводной транспортный канал с другой базовой станцией малой соты или со станцией DgNB, а также любое (в том числе нулевое) количество каналов доступа к другим базовым станциям малых сот или к устройствам UE.In FIG. 1 shows an example of a multi-hop wireless transport RAN with a 5G New Radio (NR) Donor Base Station (DgNB) connected to a CN. The DgNB station manages a subnetwork of several cascaded wirelessly connected small cell base stations. Each small cell base station has one wireless transport channel with another small cell base station or DgNB station, as well as any (including zero) number of access channels to other small cell base stations or UEs.
Станция DgNB имеет каналы доступа 1 и 5 к малым сотам SC2.1 и SC2.2, соответственно.The DgNB station has
Базовая станция малой соты SC2.1 имеет каналы доступа 2 и 4 к малым сотам SC3.1 и SC3.2, соответственно. Кроме того, малая сота SC2.1 обеспечивает канал доступа к устройству UE3. Малая сота SC2.2 имеет каналы доступа к малой соте SC3.3 и к устройству UE5.The small cell base station SC2.1 has
Малая сота SC3.1 обеспечивает соединение сети NR с двумя устройствами UE1 и UE2, а малая сота SC3.2 обеспечивает соединение сети NR с устройством UE4 через соответствующие каналы доступа.Small cell SC3.1 provides NR network connection to two devices UE1 and UE2, and small cell SC3.2 provides NR network connection to UE4 through respective access channels.
В соответствии с настоящим изобретением все малые соты и устройства UE в данном примере имеют активное соединение с сетью RAN и через сеть RAN с сетью CN, которая далее может обеспечивать соединения с различными сетями передачи данных (не показаны). Устройства UE1, UE2 и UE4 устанавливают соединение RRC со станцией DgNB по первому каналу связи, например, по каналу 3, и с первой малой сотой, соединенной по беспроводному транспортному каналу, например, по каналу 2, со второй малой сотой. Вторая малая сота соединена по беспроводному каналу, например, по каналу 1, со станцией DgNB. Устройства UE3 и UE5 также имеют соединение RRC со станцией DgNB через прямое соединение с малыми сотами, соединенными со станцией DgNB по беспроводному каналу.In accordance with the present invention, all small cells and UEs in this example have an active connection to the RAN and through the RAN to the CN, which can then provide connections to various data networks (not shown). UE1, UE2 and UE4 establish an RRC connection with a DgNB station on a first communication channel, eg
Все линии радиосвязи в восходящем канале (UL, Uplink) и в нисходящем канале (DL, Downlink) имеют собственную идентификацию передающих устройств, т.е. принимающая базовая станция во всех прежних системах сотовой радиосвязи может различать данные, полученные от различных передающих устройств, при этом и устройства знают, от какой базовой станции они осуществляют прием.All radio links in the uplink (UL, Uplink) and downlink (DL, Downlink) have their own transmitter identification, i.e. the receiving base station in all previous cellular radio systems can distinguish between data received from different transmitters, and the devices also know which base station they are receiving from.
В соответствии с настоящим изобретением все малые соты в данном примере имеют соединение RRC со станцией DgNB либо по прямому беспроводному транспортному каналу, либо по беспроводному транспортному каналу с другой малой сотой.In accordance with the present invention, all small cells in this example have an RRC connection with a DgNB station, either over a forward wireless transport channel or over a wireless transport channel with another small cell.
Базовые станции малых сот в этой новой архитектуре аналогичны ретрансляторам уровня 2. Они не управляют доступом устройств UE к сети RAN и не настраивают это устройство. И то и другое выполняется станцией DgNB. Они предоставляют радиоресурсы по каналу доступа обслуживаемым устройствам UE и обслуживаемым малым сотам в соответствии с их конфигурацией, полученной от станции DgNB. В нисходящем канале они декодируют данные, принятые по беспроводному транспортному каналу, и восстанавливают сегментированные пакеты данных, а затем сегментируют и кодируют эти пакеты для пересылки по беспроводному каналу доступа к следующей базовой станции малой соты или к устройству UE. В восходящем канале базовые станции малых сот декодируют данные, принятые по каналу доступа, и восстанавливают сегментированные пакеты данных, а затем сегментируют и кодируют эти пакеты для пересылки по беспроводному транспортному каналу к следующей базовой станции малой соты или к станции DgNB.The small cell base stations in this new architecture are similar to
Чтобы обеспечить качество QoS во всей описанной многопролетной сети, необходимо различать разные каналы передачи от разных устройств UE в каждой малой соте. Только тогда малые соты могут применять приоритет для канала и для устройства UE и обеспечивать распределение ресурсов. Вследствие этого в радиоинтерфейсах между двумя малыми сотами или между малой сотой и станцией DgNB для каждого пакета данных требуется указать исходное устройство UE и канал передачи. Иными словами, малые соты должны быть способными отличать пакеты данных из одного канала передачи устройства UE от пакетов данных из другого канала передачи того же устройства UE. Кроме того, они должны быть способными отличать пакеты данных из одного канала передачи устройства UE от пакетов данных из канала передачи другого устройства UE.In order to ensure the quality of QoS in the entire described multi-hop network, it is necessary to distinguish between different transmission channels from different UEs in each small cell. Only then can the small cells apply the priority for the channel and for the UE and provide resource allocation. As a result, in air interfaces between two small cells or between a small cell and a DgNB station, for each data packet, it is required to specify the source UE and the transmission channel. In other words, small cells must be able to distinguish data packets from one transmission channel of the UE from data packets from another transmission channel of the same UE. In addition, they must be able to distinguish data packets from one transmission channel of a UE from data packets from a transmission channel of another UE.
Радиоинтерфейс, например в беспроводном транспортном канале, в любом случае предоставляет информацию о устройстве-источнике, передающем данные в восходящем канале, т.е. об устройстве с другой стороны пролета. Кроме того, радиоинтерфейс обеспечивает идентификацию канала передачи для этого пролета, но на каждом следующем пролете данные об устройстве-источнике и информация о канале передачи теряются.The radio interface, for example, in the wireless transport channel, in any case provides information about the source device transmitting data in the uplink, i.e. about the device on the other side of the span. In addition, the air interface provides the identification of the transmission channel for this hop, but on each subsequent hop, the source device data and information about the transmission channel are lost.
В соответствии с данным изобретением малая сота мультиплексирует все данные, полученные из каналов передачи предыдущего пролета, имеющие схожее или одинаковое качество QoS, в общем случае от разных устройств-источников, в один канал передачи следующего пролета с соответствующим качеством QoS. Мультиплексированные таким образом данные передаются по радиоинтерфейсу между двумя малыми сотами. Указание на устройство-источник и исходный канал передачи вводится в пакеты данных или добавляется к ним. Эта информация используется в приемнике при принятии очередного решения о мультиплексировании данных в каналах передачи следующего пролета. Это позволяет каждой базовой станции малой соты пересылать пакеты в соответствии с их индивидуальным качеством QoS и приоритетом.In accordance with the present invention, a small cell multiplexes all data received from previous hop transmission channels having the same or similar QoS, generally from different source devices, into one next hop transmission channel with the corresponding QoS. The data thus multiplexed is transmitted over the air interface between two small cells. An indication of the source device and the original transmission channel is included in or added to the data packets. This information is used in the receiver when making the next decision about data multiplexing in the next hop transmission channels. This allows each small cell base station to forward packets according to their individual QoS and priority.
Каналы передачи указываются и в существующем радиоинтерфейсе, например, в системе LTE, путем указания идентификатора логического канала (LogCh-ID, Logical Channel Identification) в заголовке MAC-адреса пакета данных. При этом идентификатор LogCh-ID является уникальным в пределах лишь одного соединения RRC между устройством UE и обслуживающей базовой станцией. Другие устройства могут использовать тот же LogCh-ID для указания своих каналов передачи. Чтобы однозначно идентифицировать отправителя пакета, базовые станции используют внутренние идентификаторы устройства UE на физическом уровне. Transmission channels are also indicated in the existing radio interface, for example, in the LTE system, by indicating the logical channel identifier (LogCh-ID, Logical Channel Identification) in the header of the MAC address of the data packet. Here, the LogCh-ID is unique within only one RRC connection between the UE and the serving base station. Other devices may use the same LogCh-ID to indicate their transmission channels. To uniquely identify the sender of a packet, the base stations use the UE's internal device identifiers at the physical layer.
В данном изобретении для обработки пакетов в каскадной сети базовых станций малых сот требуется идентификация, объединяющая идентификацию устройства UE и идентификацию канала передачи. В этом смысле термин «канал передачи» (bearer) используется для любых потоков данных с общим или схожим качеством QoS и приоритетом. В существующих сетях радиодоступа обычно также используется термин «канал передачи». В остальной части данного изобретения этот термин используется без потери обобщения. Подобно идентификатору LogCh-ID, совместное указание исходных устройств UE и каналов передачи называется глобальным идентификатором логического канала (GLogCh-ID, Global Logical Channel Identity), который затем используется в многопролетной сети на каждом пролете. In the present invention, packet processing in a concatenated network of small cell base stations requires an identification combining a UE identification and a transmission channel identification. In this sense, the term "bearer" is used for any data streams with a common or similar QoS quality and priority. In existing radio access networks, the term "transmission channel" is also commonly used. In the rest of this invention, this term is used without loss of generality. Like the LogCh-ID, the joint indication of the source UEs and transmission channels is called the Global Logical Channel Identity (GLogCh-ID), which is then used in the multi-hop network on each hop.
Идентификатор GLogCh-ID уникален для каждого канала передачи каждого устройства UE, обслуживаемого в подсети. Устройство UE всегда может быть идентифицировано с помощью идентификатора GLogCh-ID, если, например, этот идентификатор состоит из двух частей - идентификатора устройства UE, уникального для устройства UE в данной подсети, и идентификатора LogCh-ID, уникального для канала передачи одного устройства UE, аналогичного идентификатору LogCh-ID, используемому в существующем стеке протоколов. В альтернативном варианте идентификатор GLogCh-ID не содержит отдельных идентификаторов для устройства UE и канала передачи. The GLogCh-ID is unique for each transmission channel of each UE served on the subnet. A UE can always be identified by a GLogCh-ID if, for example, this identifier consists of two parts - a UE device identifier unique to a UE on a given subnet and a LogCh-ID unique to a transmission channel of a single UE, similar to the LogCh-ID used in the existing protocol stack. Alternatively, the GLogCh-ID does not contain separate identifiers for the UE and the bearer.
В управлении мультиплексированием участвует станция DgNB. Она настраивает все малые соты с использованием идентификатора GLogCh-ID, а также соответствующего качества QoS и приоритетов устройств, для работы с которыми они конфигурируются, для фактического или потенциального выполнения функций маршрутизатора или для предоставления канала доступа.The DgNB station participates in the multiplexing control. It configures all small cells using the GLogCh-ID and the appropriate QoS and priorities of the devices they are configured to work with, to actually or potentially act as a router, or to provide an access channel.
Чтобы упростить описание, в дальнейшем оно сосредоточено лишь на нескольких узлах из показанных на фиг. 1, а именно, на устройствах UE1, станциях SC3.1, SC2.1, линиях связи 3, 2 и 1, а также на станции DgNB.To simplify the description, the following will focus on only a few of the nodes shown in FIGS. 1, namely at UE1s, stations SC3.1, SC2.1,
На фиг. 2А, 2Б и 2В показаны уровни стека протоколов, преимущественно используемые в задействованных узлах и основанные на уровнях предложенного здесь стека протоколов радиоинтерфейса NR.In FIG. 2A, 2B and 2C show the protocol stack layers predominantly used in the involved nodes and based on the layers of the NR air interface protocol stack proposed here.
На фиг. 2А показан стек протоколов для установления и поддержания соединения RRC между устройством UE1 и станцией DgNB (плоскость управления) через малые соты SC3.1 и SC2.1. Соединение RRC устанавливается между устройством UE1 и станцией DgNB, при этом контрагенты протокола RRC находятся в устройстве UE и в станции DgNB. Для этих двух объектов также устанавливается ассоциация безопасности, а уровень протокола PDCP использует эту ассоциацию безопасности (т.е. соответствующие общие ключи) для шифрования и защиты целостности RRC-сообщений. Протоколы уровня ниже PDCP, т.е. протокол управления радиоканалом (RLC, Radio Link Control), протокол управления доступом к среде (MAC, Medium Access Control) и протокол физического уровня (PHY) относятся к фактическому радиоканалу. Следовательно, они присутствуют в каждом задействованном узле и каждый пролет устанавливается соответствующими протоколами-контрагентами на каждой стороне пролета.In FIG. 2A shows a protocol stack for establishing and maintaining an RRC connection between a UE1 and a DgNB (control plane) via small cells SC3.1 and SC2.1. An RRC connection is established between the UE1 and the DgNB, with the RRC protocol peers located at the UE and the DgNB. A security association is also established for these two entities, and the PDCP protocol layer uses this security association (ie the corresponding pre-shared keys) to encrypt and protect the integrity of the RRC messages. Sub-PDCP protocols, i.e. the radio link control protocol (RLC, Radio Link Control), the medium access control protocol (MAC, Medium Access Control), and the physical layer protocol (PHY) refer to the actual radio link. Therefore, they are present in every node involved, and each hop is established by the respective counterparty protocols on each side of the hop.
Для каждого пролета между узлами сети, т.е. между двумя малыми сотами или между малой сотой и станцией DgNB, требуется функция мультиплексирования принятых пакетов для канала передачи следующего пролета и для указания идентификатора GLogCh-ID, введенного в данном изобретении. Для этого стек протоколов каждого из этих пролетов содержит в дополнение к известным функциям уровней RLC, MAC и физического уровня функцию ретрансляции, которая переносит в поле заголовка передаваемых пакетов идентификатор GLogCh-ID и на основе настройки станцией DgNB принимает решение о каналах передачи следующего пролета, в которые следует мультиплексировать пакеты. Эта функция ретрансляции может выполняться на уровне RLC как дополнительная функция с дополнительным полем заголовка RLC. В альтернативном варианте межпролетный стек протоколов может включать в себя дополнительный расширенный уровень PDCP для этой функции. На фиг. 2А показан другой альтернативный вариант функции на дополнительном уровне протокола, называемого протоколом ретрансляции (RP, Relaying Protocol), без потери обобщения.For each hop between network nodes, i.e. between two small cells or between a small cell and a DgNB station, a received packet multiplexing function is required for the next hop transmission channel and to indicate the GLogCh-ID introduced in the present invention. To do this, the protocol stack of each of these hops contains, in addition to the known functions of the RLC, MAC and physical layers, a relay function that transfers the GLogCh-ID identifier to the header field of the transmitted packets and, based on the setting by the DgNB station, decides on the transmission channels of the next hop, in which packets should be multiplexed. This relay function may be performed at the RLC layer as an optional function with an additional RLC header field. Alternatively, the inter-hop protocol stack may include an additional extended PDCP layer for this function. In FIG. 2A shows another alternate function at an additional protocol layer called Relaying Protocol (RP) without loss of generality.
Аналогично, на фиг. 2Б показан соответствующий стек протоколов для передачи пользовательских данных от устройства UE1 к станции DgNB. Протокол мультиплексирования потоков служебных данных по радиоканалам передачи данных (SDAP), недавно представленный для 5G NR, и протокол PDCP для шифрования, защиты целостности и сжатия данных управления присутствуют в устройстве UE1 и в станции DgNB. Как и прежде, протоколы уровня ниже PDCP, т.е. протокол управления радиоканалом (RLC), протокол управления доступом к среде (MAC) и протокол физического уровня (PHY), относятся к фактическому радиоканалу и, следовательно, присутствуют в каждом задействованном узле. Новая введенная функция ретрансляции с указанием идентификатора GLogCh-ID и мультиплексированием также показана как протокол ретрансляции (RP), при этом существуют альтернативные варианты, как описано выше.Similarly, in FIG. 2B shows the corresponding protocol stack for transferring user data from UE1 to the DgNB. The Service Data Stream Multiplexing Protocol (SDAP) recently introduced for 5G NR and the PDCP protocol for encryption, integrity protection and compression of control data are present in the UE1 device and the DgNB station. As before, protocols below PDCP, i.e. radio link control (RLC), medium access control (MAC) and physical layer (PHY) protocols, refer to the actual radio link and hence are present in every participating node. The newly introduced relay function with GLogCh-ID and multiplexing is also shown as a relay protocol (RP) with alternatives as described above.
На фиг. 2В показан стек протоколов для установления и поддержания соединения RRC между малой сотой SC3.1 и станцией DgNB. Контрагенты протоколов RRC и PDCP находятся в соте SC3.1 и в станции DgNB, соответственно; протоколы RLC, MAC и PHY являются межпролетными. Функция ретрансляции, например на уровне протокола RP, требуется лишь на втором пролете этого соединения, т.е. от соты SC2.1 до станции DgNB. Стек протоколов для установления и поддержания соединения RRC между сотой SC2.1 и станцией DgNB, не показанный ни на одном чертеже, весьма похож на показанный на фиг. 2В, но с прямым контрагентом каждого уровня стека протоколов между сотой SC2.1 и станцией DgNB.In FIG. 2B shows a protocol stack for establishing and maintaining an RRC connection between a small cell SC3.1 and a DgNB station. The RRC and PDCP protocol counterparties are in the SC3.1 cell and in the DgNB station, respectively; RLC, MAC and PHY protocols are inter-hop. The relay function, for example at the RP protocol level, is required only on the second hop of this connection, i.e. from SC2.1 cell to DgNB station. The protocol stack for establishing and maintaining an RRC connection between a SC2.1 cell and a DgNB station, not shown in either figure, is very similar to that shown in FIG. 2B, but with a direct peer of each protocol stack layer between SC2.1 and the DgNB.
Согласно описанной выше архитектуре, одним аспектом данного изобретения является настройка станцией DgNB малых сот для возможного хэндовера. Настройка выполняется таким образом, чтобы устройство UE могло автономно переключать соединение с текущей исходной малой сотой на соединение с одной из подходящих целевых малых сот на основе критериев, сконфигурированных станцией DgNB, но без информирования о результатах измерений, относящихся к исходной и целевой сотам, и без команды базовой станции на выполнение хэндовера.According to the architecture described above, one aspect of the present invention is to set up a DgNB station for small cells for possible handover. The setting is performed so that the UE can autonomously switch the connection from the current source small cell to the connection to one of the suitable target small cells based on the criteria configured by the DgNB, but without informing the measurement results related to the source and target cells, and without base station commands to perform handover.
Устройство UE настраивается на набор подходящих малых сот, т.е. на идентификаторы сот, частотные ресурсы и параметры радиосвязи. Эта конфигурация может содержать такую дополнительную информацию, как режим доступа к целевой соте, например по каналу произвольного доступа (RACH) или путем прямого запроса ресурсов по каналу управления восходящей линии связи. Кроме того, эта конфигурация содержит критерии переключения соты, например: порог, ниже которого должна упасть текущая характеристика исходной соты для рассмотрения вопроса о переключении сот; пороги для сравнения характеристик исходной и целевой сот; продолжительность, в течение которой мощность принимаемого сигнала в целевой соте должна быть выше на пороговую величину, чем в исходной соте, или другие критерии. В случае соответствия этим критериям устройство UE немедленно переключается на целевую соту.The UE tunes in to a set of suitable small cells, i. e. cell IDs, frequency resources and radio parameters. This configuration may include additional information such as access mode to the target cell, for example, over a random access channel (RACH) or by direct resource request over an uplink control channel. In addition, this configuration contains cell switching criteria, such as: a threshold below which the current performance of the source cell must fall to consider cell switching; thresholds for comparing characteristics of source and target cells; the duration during which the received signal strength in the target cell must be higher by a threshold amount than in the source cell, or other criteria. If these criteria are met, the UE switches to the target cell immediately.
Приведенный выше список потенциально возможных целевых сот существенно отличается от хорошо известного списка соседних сот, который содержит соты для выполнения измерений и передачи их результатов обслуживающей соте в соответствии с определенными критериями, чтобы обслуживающая сота могла принять решение о подготовке хэндовера и дать команду устройству UE на выполнение хэндовера. При этом конфигурация ныне применяемого списка соседних сот и соответствующая настройка измерений и информирования, а также показатели качества могут сосуществовать с данным изобретением для возможных целевых сот, которые не находятся под контролем станции DgNB, обслуживающей данное устройство UE.The above list of potential target cells differs significantly from the well-known neighbor cell list, which contains cells for performing measurements and transmitting their results to the serving cell according to certain criteria, so that the serving cell can decide to prepare a handover and instruct the UE to perform handover. In this case, the configuration of the currently applied neighbor list and the corresponding measurement and informing setting, as well as quality indicators can coexist with the present invention for candidate target cells that are not under the control of the DgNB station serving this UE.
Кроме того, список подходящих сот и автономное переключение соты существенно отличаются от выбора соты после отказа радиолинии в обслуживающей соте, поскольку в последнем случае требуется, чтобы устройство UE перешло в состояние ожидания, т.е. установило новый контекст RRC для выбранной соты.In addition, the candidate cell list and autonomous cell switching are significantly different from cell selection after radio link failure in the serving cell, since the latter requires the UE to enter the idle state, i.e. set a new RRC context for the selected cell.
Настройка подходящих малых сот выполняется не только в устройстве UE. Станция DgNB также настраивает подходящие малые целевые соты, чтобы обеспечить немедленный запуск передачи данных через целевую соту после переключения сот.The setting of suitable small cells is not only performed at the UE. The DgNB station also sets up suitable small target cells to ensure that data transmission via the target cell is started immediately after cell switching.
Станция DgNB настраивает подходящие целевые соты с использованием всей информации, необходимой для передачи и приема данных, а также для мультиплексирования и маршрутизации данных (данных управления и пользовательских данных) к устройству UE и от него. Иными словами, в подходящих малых сотах настраивается следующее: The DgNB station sets up suitable target cells using all the information necessary for transmitting and receiving data, as well as for multiplexing and routing data (control data and user data) to and from the UE. In other words, the following is configured in suitable small cells:
- конфигурация уровня MAC, содержащая:- MAC layer configuration containing:
- информацию о существующих каналах передачи сигнализации и данных, установленных в устройстве UE;- information about the existing signaling and data transmission channels installed in the UE;
- информацию о мультиплексировании для мультиплексирования каналов передачи данных в транспортных каналах или в физических ресурсах; - multiplexing information for multiplexing data channels in transport channels or in physical resources;
- информацию о приоритете, например, о приоритете каналов передачи одного UE относительно друг друга и/или о приоритете устройства UE относительно других устройств UE или малых сот, обслуживаемых той же малой сотой;- priority information, such as the priority of one UE's transmission channels relative to each other and/or the priority of a UE relative to other UEs or small cells served by the same small cell;
- конфигурация физического уровня, содержащая:- physical layer configuration, containing:
- идентификатор устройства UE (UE-Id), например C-RNTI, известный из системы LTE, с помощью которого устройство UE может идентифицировать себя при доступе к целевой соте;- UE device identifier (UE-Id), such as C-RNTI, known from the LTE system, with which the UE device can identify itself when accessing the target cell;
- возможности радиосвязи устройства UE и параметры радиосвязи; - UE radio capabilities and radio parameters;
- один или несколько глобальных идентификаторов логического канала (GLogCh-ID), которые должны передаваться вместе с данными, принятыми от устройства UE, чтобы обеспечить надлежащее мультиплексирование на следующих пролетах;- one or more global logical channel identifiers (GLogCh-ID) to be transmitted along with the data received from the UE in order to ensure proper multiplexing on the next hops;
- информация о маршрутизации для транспортирования информации нисходящего канала к устройству UE и/или восходящего канала от него.- routing information for transporting downlink information to and/or uplink from the UE.
Станция DgNB настраивает вышеуказанную информацию в конфигурации подходящих малых сот, т.е. малых сот, к которым устройство UE может получить прямой доступ через соединение по радиоканалу. Кроме того, станция DgNB настраивает все малые соты, находящиеся на маршруте между любой из подходящих целевых малых сот и станцией DgNB. В этих малых сотах для маршрутизации, не имеющих радиоинтерфейса с устройством UE, настраивается следующее:The DgNB station sets up the above information in the appropriate small cell configuration, i.e. small cells that can be directly accessed by the UE through an air connection. In addition, the DgNB station tunes all small cells that are on the route between any of the eligible target small cells and the DgNB station. In these small cells for routing that do not have an air interface with the UE, the following is configured:
- идентификаторы GLogCh-ID, используемые для идентификации данных с разным качеством QoS и/или приоритетом (то есть данных из разных каналов), отправляемых устройством UE или адресованных ему;- GLogCh-IDs used to identify data with different QoS quality and/or priority (ie data from different channels) sent by or addressed to the UE;
- соответствующая информация о качестве QoS и/или о приоритете;- relevant QoS quality and/or priority information;
- информация о маршрутизации для транспортирования информации нисходящего канала к устройству UE и/или восходящего канала от него.- routing information for transporting downlink information to and/or uplink from the UE.
В целом, можно сказать, что все малые соты, потенциально участвующие в маршрутизации данных устройства UE, настраиваются путем сообщения им информации, необходимой для пересылки пакетов данных к устройству UE или от него в соответствии с индивидуальными требованиями к качеству QoS в отношении пакета. Малым сотам, которые могут использоваться для обслуживания радиоканала устройства UE, дополнительно сообщается идентификатор устройства UE, а также параметры физического уровня и уровня MAC для настройки и поддержания радиоканала.In general, it can be said that all small cells potentially involved in the UE's data routing are configured by telling them the information necessary to forward data packets to or from the UE according to the packet's individual QoS requirements. The small cells that can be used to serve the UE's radio bearer are further informed of the UE's device ID, as well as the physical layer and MAC layer parameters for setting up and maintaining the radio bearer.
Устройство UE, переключающееся на целевую соту, запрашивает ресурсы восходящего канала у целевой соты с использованием своего идентификатора UE-Id. Целевая сота может идентифицировать устройство UE на основе заранее заданного идентификатора UE-Id и предоставлять имеющиеся ресурсы в соответствии с информацией о канале передачи, мультиплексировании и приоритете. Ресурсы запрашиваются устройством UE для передачи пользовательских данных или данных управления, например данных приложений или RRC-сообщений, что также служит указанием для базовой станции целевой малой соты на то, что устройство UE переключило соту.The UE switching to the target cell requests uplink resources from the target cell using its UE-Id. The target cell may identify the UE based on the predetermined UE-Id and provide the available resources according to the transmission channel, multiplexing, and priority information. Resources are requested by the UE to transmit user data or control data such as application data or RRC messages, which also indicates to the target small cell base station that the UE has switched cells.
В идеальном случае устройство UE перезапускает свой узел уровней RLC и MAC и дальнейшая передача контекста из исходной малой соты не требуется. В зависимости от требуемого качества QoS каналов передачи, потерянные пакеты могут передаваться повторно на уровне PDCP между устройством UE и станцией DgNB. Поскольку устройство UE имеет ассоциацию безопасности со станцией DgNB, все данные шифруются и опционально защищается их целостность, поэтому для целевой малой ячейки нет необходимости выполнять какие-либо процедуры настройки безопасности с устройством UE. Ideally, the UE restarts its RLC and MAC layer node and no further context transmission from the original small cell is required. Depending on the desired QoS of the transmission channels, lost packets may be retransmitted at the PDCP layer between the UE and the DgNB. Since the UE has a security association with the DgNB, all data is encrypted and its integrity is optionally protected, so there is no need for the target small cell to perform any security setup procedures with the UE.
Чтобы обеспечить быстрое переключение маршрута в подсети и направить трафик нисходящего канала к новой малой соте, как только устройство UE начинает обслуживаться малой сотой, эта малая сота информирует малую соту более высокого уровня о том, что устройство UE в настоящее время обслуживается данной целевой малой сотой. Эта процедура повторяется всеми малыми сотами в сторону возрастания иерархического уровня, пока не будет достигнута базовая станция, являющаяся частью как старого, так и нового маршрута. Эта базовая станция может называться общей базовой станцией и она может быть либо малой сотой, либо станцией DgNB. Общая базовая станция немедленно начинает маршрутизацию пакетов нисходящего канала по новому маршруту к целевой малой соте. Для малой соты условием информирования малой соты следующего пролета об обслуживании устройства UE может быть указание устройством UE своего идентификатора UE-ID в запросе ресурса. Предпочтительным альтернативным вариантом является поступление в малую соту первого пакета данных, например, содержащего RRC-сообщение от устройства UE к станции DgNB. Этот пакет, передаваемый по новому маршруту, указывает на переключение маршрута к любой малой соте, расположенной на пути к общей базовой станции. Иными словами, первый пакет восходящего канала служит для дополнительных малых сот индикатором появления устройства UE. Альтернативным вариантом является наличие у малых сот одноранговой сигнализации, например через уровень MAC их транспортной сети или через новый протокол SC-SC. In order to provide fast subnet route switching and direct downlink traffic to a new small cell, once the UE is served by the small cell, the small cell informs the higher layer small cell that the UE is currently served by this target small cell. This procedure is repeated by all small cells upward in the hierarchical level until a base station is reached that is part of both the old and the new route. This base station may be referred to as a common base station and may be either a small cell or a DgNB station. The common base station immediately starts routing the downlink packets along the new route to the target small cell. For a small cell, the condition for informing the small cell of the next hop about the service of the UE may be that the UE indicates its UE-ID in the resource request. A preferred alternative is for the small cell to receive the first data packet, for example, containing an RRC message from the UE to the DgNB. This packet, transmitted on a new route, indicates a route switch to any small cell located on the way to the common base station. In other words, the first uplink burst serves as an indicator for the additional small cells that the UE has arrived. An alternative is for small cells to have peer-to-peer signaling, eg through their transport network's MAC layer or through the new SC-SC protocol.
Как описано ранее, один полезный аспект новой ориентированной на станцию DgNB архитектуры состоит в том, что между устройством UE и станцией DgNB обеспечивается безопасность передачи так, что устройству UE и малым сотам не нужно выполнять дополнительные защитные процедуры, задерживающие переключение сот. Одним из недостатков отсутствия ассоциации безопасности между устройством UE и любой малой сотой является возможность атак на безопасность со стороны мошеннических устройств UE, которые просто обращаются к малой соте с поддельным идентификатором UE-Id или с реальным идентификатором UE-Id мошеннического устройства, вводят ложные данные в восходящий канал и направляют данные, относящиеся к устройству UE, к новой малой соте, что позволяет уводить эти данные от реальной малой соты, обслуживающей соответствующее устройство UE. As previously described, one useful aspect of the new station-oriented DgNB architecture is that transmission security is provided between the UE and the DgNB so that the UE and the small cells do not need to perform additional protection procedures that delay cell switching. One disadvantage of not having a security association between a UE and any small cell is the possibility of security attacks by rogue UEs that simply access the small cell with a fake UE-Id or the real UE-Id of the rogue device, inject false data into the uplink and forward data related to the UE to the new small cell, which allows the data to be moved away from the real small cell serving the corresponding UE.
Использование защиты целостности предотвращает возможность успешной инжекции в поток данных ошибочных данных мошенническим устройством UE. Кроме того, шифрование гарантирует невозможность считывания данных мошенническим устройством UE. Тем не менее, возможны атаки типа «отказ в обслуживании», поскольку перенаправление на новую целевую соту, инициированное мошенническим устройством UE, не позволяет данным достичь нужного целевого устройства UE.The use of integrity protection prevents a rogue UE from successfully injecting erroneous data into the data stream. In addition, the encryption ensures that the data cannot be read by a rogue UE. However, denial-of-service attacks are possible because a redirect to a new target cell initiated by a rogue UE prevents data from reaching the desired target UE.
Чтобы предотвратить такие атаки, общая базовая станция должна временно дублировать пакеты в нисходящем канале по новому и старому маршрутам. Кроме того, она должна принимать пакеты восходящего канала, поступающие по обоим маршрутам, для их пересылки по одному маршруту выше общей базовой станции в иерархической системе. Любые дублированные пакеты должны фильтроваться в станции DgNB с использованием порядковых номеров уровня PDCP или средств защиты целостности.To prevent such attacks, the common base station must temporarily duplicate the downlink packets along the new and old routes. In addition, it must accept uplink packets coming from both routes to be forwarded on the same route above the common base station in the hierarchical system. Any duplicated packets must be filtered at the DgNB station using PDCP layer sequence numbers or integrity protections.
Наконец, само устройство UE должно информировать станцию DgNB о том, что оно переключилось на другую обслуживающую соту, в RRC-сообщении, сформированном устройством UE, естественно, с обеспечением безопасности, т.е. его получение информирует станцию DgNB о переключении на другую соту. Задействованные малые соты могут дополнительно информировать станцию DgNB через свой протокол RRC или аналогичный протокол о произошедших изменениях. В ответ станция DgNB информирует задействованные малые соты о переключении на другой маршрут, т.е. малые соты, расположенные в иерархии ниже, чем общая базовая станция на старом маршруте, могут быть проинформированы о прекращении маршрутизации данных к устройству UE и от него, общая базовая станция получает информацию о необходимости прекратить дублирование пакетов и использовать только новый маршрут, а устройство UE и малые соты получают информацию о новых малых сотах, которые в будущем могут быть использованы для автономного хэндовера.Finally, the UE itself must inform the DgNB that it has switched to another serving cell in an RRC message generated by the UE, of course, with security, i.e. its receipt informs the DgNB station to switch to another cell. The affected small cells may additionally inform the DgNB station via their RRC or similar protocol of the changes that have occurred. In response, the DgNB station informs the affected small cells of the switch to another route, i.e. small cells lower in the hierarchy than the common base station on the old route can be informed to stop routing data to and from the UE, the common base station is informed to stop duplicating packets and use only the new route, and the UE and small cells receive information about new small cells that can be used for autonomous handover in the future.
Общая базовая станция может применять дублирование пакетов лишь в течение ограниченного времени. Она может запускать таймер, останавливаемый после подтверждения нового маршрута станцией DgNB. Если заданное время истекает до получения такого подтверждения, станция DgNB может остановить дублирование пакетов и вернуться к старому маршруту, полагая, что новый маршрут оказался неудачным.A common base station can only apply duplication of packets for a limited time. It may start a timer that stops when a new route is confirmed by the DgNB. If the specified time elapses before receiving such an acknowledgment, the DgNB station may stop duplicating packets and return to the old route, assuming that the new route has failed.
В связи с описанным здесь автономным переключением сот согласно настоящему изобретению, передача данных через устройство UE и опорную сеть продолжается, пока станция DgNB не будет проинформирована о переключении сот или соответствующим образом сама не проинформирует об этом малые соты, при этом задержка данных оказывается минимальной. Таким образом, данное изобретение исключает задержку, вносимую многопролетными подсетями радиосвязи.In connection with the autonomous cell switching according to the present invention described here, data transmission through the UE and the core network continues until the DgNB station is informed of the cell switching or informs the small cells accordingly, while the data delay is minimal. Thus, the present invention eliminates the delay introduced by multi-hop radio subnetworks.
В нисходящем канале новый маршрут будет использоваться лишь после того, как общая базовая станция получит информацию о переключении маршрута. Между переключением сот устройством UE и передачей первых пакетов нисходящего канала по новому маршруту в целевую малую соту некоторые пакеты могут быть доставлены в нисходящий канал по старому маршруту. Чтобы уменьшить вероятность потери пакетов или количество потерянных пакетов, устройство UE, в зависимости от своих возможностей, может продолжать принимать пакеты от исходной малой соты до тех пор, пока первый пакет не поступит в нисходящий канал в целевой малой соте. Сброс на уровнях RLC, MAC и PHY в устройстве UE произойдет только тогда, когда первый пакет нисходящего канала поступит в новой соте.In the downlink, the new route will be used only after the common base station receives the route switching information. Between the cell switch by the UE and the transmission of the first downlink packets on the new route to the target small cell, some packets may be delivered to the downlink on the old route. To reduce the probability of packet loss or the number of lost packets, the UE, depending on its capabilities, may continue to receive packets from the source small cell until the first packet enters the downlink in the target small cell. The reset at the RLC, MAC and PHY layers at the UE will only occur when the first downlink packet arrives at the new cell.
Если устройство UE использует услугу связи, требующую очень надежной передачи данных, для исключения потерь пакетов может быть полезной передача данных с избыточностью. Вновь введенная архитектура настоящего изобретения может быть успешно использована и в этом случае. Устройство UE может иметь несколько обслуживающих малых сот и использовать настройку подходящих целевых малых сот для обеспечения автономной мобильности. Устройство UE может использовать описанные механизмы для автономного переключения одной из малых сот, сохраняя без изменений остальные избыточные каналы. Остальные избыточные каналы могут быть переключены только после подтверждения передачи по восходящему каналу и нисходящему каналу через автономно выбранную целевую малую соту, например, при поступлении первого пакета по нисходящему каналу или при приеме от станции DgNB соответствующего RRC-сообщения по нисходящему каналу. Передача с избыточностью может представлять собой настройку качества QoS канала передачи, используемую постоянно для определенного канала передачи, или возможность, используемую временно только при описанном переключении малых сот для предотвращения потери пакетов.If the UE is using a communication service that requires very reliable data transmission, redundant data transmission may be useful to avoid packet loss. The newly introduced architecture of the present invention can be successfully used in this case as well. The UE may have multiple serving small cells and use the appropriate target small cell setting to provide autonomous mobility. The UE may use the mechanisms described to autonomously switch one of the small cells while keeping the rest of the redundant channels intact. The rest of the redundant channels can only be switched after acknowledgment of the uplink and downlink transmission through the autonomously selected target small cell, for example, when the first packet arrives on the downlink or when the corresponding RRC message is received from the DgNB station on the downlink. Redundant transmission may be a transmission channel QoS setting used permanently for a particular transmission channel, or a feature used temporarily only during the described small cell switching to prevent packet loss.
Настоящее изобретение также может использоваться для реализации двойного подключения, при котором одно устройство UE параллельно подключается к разным базовым станциям. Устройство UE может быть подключено к не менее чем двум малым сотам, управляемым одной и той же станцией DgNB, и может использовать методы автономного переключения для выбора лучших сот. В альтернативном варианте устройство UE может быть подключено к первой базовой станции и к малой соте, управляемой согласно настоящему изобретению станцией DgNB, при этом первая базовая станция не управляется станцией DgNB. Затем производится выбор наилучшей малой соты методом автономного переключения, при этом первая базовая станция остается той же или заменяется с использованием существующих процедур хэндовера.The present invention can also be used to implement dual connectivity in which one UE is connected in parallel to different base stations. The UE may be connected to at least two small cells managed by the same DgNB and may use autonomous switching techniques to select the best cells. Alternatively, the UE may be connected to the first base station and to the small cell managed according to the present invention by the DgNB, without the first base station being controlled by the DgNB. The best small cell is then selected by an autonomous switching method, with the first base station remaining the same or replaced using existing handover procedures.
Еще один альтернативный вариант архитектуры, показанный на фиг. 1, представляет собой устройство UE с не менее чем двумя параллельными подключениями к одной станции DgNB, одно из которых осуществляется через прямой радиоинтерфейс, а другое - через малую соту с беспроводной транспортной сетью, как описано здесь. При этом управляющие сигналы могут передаваться по прямому каналу связи со станцией DgNB, а устройство UE настраивается на автономный выбор лучшей малой соты для параллельного соединения. Тем не менее, основная цель автономного переключения сот, состоящая в исключении задержки управляющей сигнализации при информировании о результатах измерений и выполнении хэндовера, реализуемая многопролетной архитектурой каскадно соединенных малых сот, в этом случае не достигается.Yet another alternative architecture, shown in FIG. 1 is a UE with at least two parallel connections to the same DgNB station, one through a direct air interface and the other through a small cell with a wireless transport network as described here. In this case, the control signals can be transmitted on a direct link with the DgNB station, and the UE is configured to autonomously select the best small cell for the parallel connection. However, the main goal of autonomous cell switching, which is to eliminate the control signaling delay when informing about the results of measurements and performing handover, implemented by the multi-hop architecture of cascaded small cells, is not achieved in this case.
Еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения является использование множества малых сот для организации множества каналов передачи с одним устройством UE, при котором оптимальная малая сота выбирается устройством UE для разных радиоканалов. Некоторые малые соты могут быть оптимизированы для решения отдельных задач, в то время как другие задачи они решают лишь в ограниченном объеме или не решают совсем. Например, некоторые малые соты предназначены для приложений с малой задержкой, но они не обеспечивают высокой скорости передачи данных. Такие малые соты могут передавать информацию о своих свойствах, чтобы дать устройствам UE возможность учитывать эту информацию при выборе новых малых сот, или же особые свойства малых сот могут содержаться в конфигурации подходящей соты, поступающей от станции DgNB. Описанное здесь автономное переключение сот в дальнейшем выполняется устройством UE только для части каналов передачи, настроенных или подлежащих настройке устройством UE. Эти механизмы применяются, как описано выше, а идентификатор GLogCh-ID пакетов восходящего канала позволяет общей базовой станции применять адаптацию маршрута нисходящего канала только для соответствующих каналов передачи. Кроме того, подтверждение маршрута, принимаемое позднее от станции DgNB, подтверждает новый маршрут для некоторых каналов передачи устройства UE, в то время как остальные каналы передачи по-прежнему пользуются старым маршрутом. Этот вариант использования настоящего изобретения особенно полезен для новых типов трафика данных «сверхмалая задержка» (ULL, Ultra Low Latency), «сверхнадежность» (URL, Ultra Reliability) и «массивный Интернет вещей» (MIoT, Massive Internet of Things) разрабатываемой сети 5G, которые могут использоваться в некоторых каналах передачи устройства UE, тогда как другие каналы могут использоваться для обычного широкополосного трафика. Примером реализации может быть базовая станция малой соты с малой задержкой в зоне действия устройства UE, непосредственно подключенная к станции DgNB, минуя множество беспроводных пролетов транспортной сети альтернативных базовых станций малых сот в зоне действия устройства UE. Базовая станция малой соты с малой задержкой обеспечивает лишь ограниченную пропускную способность или только передачу данных без установления соединения, в то время как другие базовые станции малых сот реализуют другие услуги в рамках более эффективной, но менее быстрой многопролетной беспроводной транспортной сети.Another embodiment of the present invention is the use of multiple small cells to organize multiple transmission channels with one UE, in which the optimal small cell is selected by the UE for different radio channels. Some small cells can be optimized for certain tasks, while other tasks can be solved only to a limited extent or not at all. For example, some small cells are designed for low latency applications but do not provide high data rates. Such small cells may transmit information about their properties to enable UEs to take this information into account when selecting new small cells, or the special properties of small cells may be contained in the suitable cell configuration from the DgNB. The autonomous cell switching described hereinafter is performed by the UE for only a portion of the transmission channels configured or to be configured by the UE. These mechanisms are applied as described above, and the GLogCh-ID of the uplink packets allows the common base station to apply downlink route adaptation only to the corresponding transmission channels. In addition, the route acknowledgment received later from the DgNB confirms the new route for some of the transmission channels of the UE while the remaining transmission channels still use the old route. This use case of the present invention is especially useful for the new types of data traffic "ultra-low latency" (ULL, Ultra Low Latency), "ultra-reliability" (URL, Ultra Reliability) and "massive Internet of Things" (MIoT, Massive Internet of Things) of the developed 5G network , which may be used on some UE transmission channels, while other channels may be used for normal broadband traffic. An example implementation could be a small cell base station with low latency within the UE's coverage area directly connected to the DgNB station, bypassing multiple wireless hops of the transport network of alternative small cell base stations within the UE's coverage area. A low latency small cell base station provides only limited bandwidth or only connectionless data transmission, while other small cell base stations implement other services within a more efficient but slower multi-hop wireless transport network.
Описанные выше механизмы позволяют осуществлять автономное переключение обслуживающей соты для устройств UE. Новая архитектура, представленная на фиг. 1, основана на беспроводной транспортной сети для задействованных базовых станций малых сот. Беспроводная транспортная сеть между малыми сотами основана на том же радиоинтерфейсе (или подобном ему), что и радиоинтерфейс между устройством UE и малой сотой. Поэтому оригинальные механизмы настоящего изобретения могут быть также применены к самой беспроводной транспортной сети.The mechanisms described above allow autonomous switching of a serving cell for UEs. The new architecture shown in Fig. 1 is based on a wireless transport network for small cell base stations involved. The wireless transport network between small cells is based on the same radio interface (or similar) as the radio interface between the UE and the small cell. Therefore, the original mechanisms of the present invention can also be applied to the wireless transport network itself.
Базовая станция малой соты, например станция SC3.1, обслуживаемая другой базовой станцией малой соты - станцией SC2.1, может быть настроена на возможное автономное переключение на подходящую малую соту, например, на соту SC2.2. Для подходящей малой соты подготавливается информация о маршрутизации и мультиплексировании, а также информация о радиосвязи и идентификации, чтобы малая сота SC2.2 могла взять на себя обслуживание малой соты SC3.1 после переключения сот. В связи с этим могут использоваться все описанные выше механизмы, например переключение маршрутов, дублирование пакетов и объявление окончательного маршрута станцией DgNB с использованием сигнализации уровня 3. Идентификатор GLogCh-ID может предназначаться для каналов передачи, исходящих только от малой соты SC3.1, поскольку каналы передачи, маршрутизируемые станцией SC3.1, исходящие от других устройств, например от устройства UE1 и устройства UE2, уже связаны с идентификатором GLogCh-ID. При условии, что малая сота не генерирует никаких пользовательских данных, с помощью идентификаторов GLogCh-ID должны идентифицироваться лишь радиоканалы сигнализации для установления и обслуживания соединения RRC между малой сотой SC3.1 и станцией DgNB, при этом они должны быть связаны с информацией о качестве QoS и/или о приоритете в подходящей малой соте SC2.2.A small cell base station, such as SC3.1 station, served by another small cell base station, SC2.1 station, can be configured to possibly autonomously switch to a suitable small cell, such as SC2.2 cell. Routing and multiplexing information and radio and identification information are prepared for the suitable small cell so that the small cell SC2.2 can take over the service of the small cell SC3.1 after cell switching. Therefore, all of the mechanisms described above can be used, such as route switching, packet duplication, and final route announcement by the
Применение настоящего изобретения к беспроводной транспортной сети позволяет осуществлять гибкую динамическую настройку транспортной сети. Тем не менее, поскольку предполагается, что малые соты не являются мобильными, количество малых сот, подходящих для автоматического переключения сот, в этом случае может быть гораздо меньше, чем количество устройств UE (обычно мобильных). Такой вариант переключения может быть контрмерой против эффектов динамического затенения между двумя малыми сотами или против выхода из строя малых сот. При этом мобильные малые соты могут извлечь пользу из описанной сетевой архитектуры и механизмов, аналогично устройствам UE.The application of the present invention to a wireless transport network allows flexible dynamic configuration of the transport network. However, since it is assumed that small cells are not mobile, the number of small cells suitable for automatic cell switching in this case may be much less than the number of UEs (typically mobile). Such a switching option may be a countermeasure against the effects of dynamic shadowing between two small cells or against failure of the small cells. However, mobile small cells can benefit from the described network architecture and mechanisms, similar to UEs.
Подготовка подходящей малой соты в качестве беспроводной транспортной сети для другой малой соты после автономного переключения сот требует, чтобы подходящая малая сота была проинформирована обо всех текущих и потенциально возможных каналах передачи, обслуживаемых или маршрутизируемых исходной малой сотой. Это означает, что если беспроводная транзитная сеть больше и имеет более глубокую иерархию, чем сеть в примере на фиг. 1, а трафик маршрутизации малых сот охватывает несколько десятков других малых сот, каждая из которых связана с несколькими устройствами UE, то объем конфигурационной информации для подготовки каждой малой соты к автономному переключению сильно возрастает. Настройка конфигурации и ее обновление требуют весьма высокой пропускной способности беспроводной сети и производительности вычислительных ресурсов в станции DgNB и в малых сотах.Preparing a candidate small cell as a wireless transport network for another small cell after autonomous cell switching requires that the candidate small cell be aware of all current and potential transmission channels served or routed by the source small cell. This means that if the wireless backhaul network is larger and has a deeper hierarchy than the network in the example of FIG. 1, and the small cell routing traffic covers several dozen other small cells, each of which is associated with several UEs, the volume of configuration information for preparing each small cell for autonomous switching greatly increases. Configuration tuning and updating requires very high wireless network bandwidth and computing resources in the DgNB station and in small cells.
Альтернативным вариантом может быть обеспечение идентичной полной конфигурации всех малых сот беспроводной транспортной сети, т.е. когда конфигурация каждой малой соты содержит полную информацию об обслуживаемых каналах передачи и устройствах, например все идентификаторы GLogCh-ID, соответствующие приоритеты и качество QoS. Информация о конфигурации может передаваться в широковещательном режиме из станции DgNB, т.е. полная конфигурация однократно сообщается станцией DgNB всем малым сотам, напрямую подключенным к станции DgNB, а эти малые соты после приема информации о конфигурации сохраняют и применяют эту конфигурацию, а также пересылают информацию всем последующим малым сотам, которые обслуживаются по прямому каналу. Тот же механизм может применяться при обновлении конфигурации, при котором передаются только изменения в сохраненной полной конфигурации. Механизм широковещательной передачи требует, чтобы во всех задействованных малых сотах был доступен общий ключ безопасности для защиты целостности для гарантии правильности информации о конфигурации. Безопасность может обеспечиваться либо с помощью симметричного ключа, передаваемого через выделенную сигнализацию уровня 3 станцией DgNB каждой малой соте, либо с помощью пары асимметричных ключей станции DgNB, открытый ключ которой заранее задан или включен в широковещательную рассылку в качестве сертификата, проверяемого принимающими малыми сотами.An alternative would be to provide an identical overall configuration for all small cells of the wireless transport network, i. e. when the configuration of each small cell contains complete information about the served channels and devices, for example, all GLogCh-IDs, corresponding priorities and QoS. The configuration information may be broadcast from the DgNB station, i. e. the complete configuration is once reported by the DgNB station to all small cells directly connected to the DgNB station, and these small cells, after receiving the configuration information, store and apply this configuration, and forward the information to all subsequent small cells that are served on the forward channel. The same mechanism can be applied to a configuration update that only transfers changes to the saved full configuration. The broadcast mechanism requires that a shared security key be available in all involved small cells to protect integrity to ensure that the configuration information is correct. Security can be provided either with a symmetric key transmitted via
Описанная широковещательная передача подготавливает каждую малую соту к возможному переключению сот для всех устройств - устройств UE и малых сот. Возможная конфигурация устройств, осуществляющих переключение на подходящие малые соты, должна гарантировать, что переключение по-прежнему осуществляется под управлением станции DgNB. Кроме того, можно использовать многоадресную передачу, т.е. широковещательную рассылку различных конфигурирующих сообщений, адресованных группе малых сот. Это уменьшает количество одиночных конфигурационных сообщений в более крупных подсетях многопролетных беспроводных транспортных сетей.The described broadcast prepares each small cell for a possible cell handoff for all UEs and small cells. The possible configuration of the devices switching to suitable small cells should ensure that the handover is still under the control of the DgNB station. In addition, multicast transmission can be used, i. e. broadcasting various configuration messages addressed to the small cell group. This reduces the number of single configuration messages in larger subnets of multi-hop wireless transport networks.
Следует отметить, что изложенное в описании настоящего изобретения не препятствует обеспечению безопасности беспроводного транспортного соединения базовой станции малой соты, например с помощью защищенного туннеля, каким является туннель IPSec, для предотвращения подслушивания и манипулирования данными на этом уровне. Этот вариант дополнительно не описан в данном изобретении, поскольку он не влияет на изобретательский уровень и преимущества настоящего изобретения, а просто является вариантом его осуществления.It should be noted that what is stated in the description of the present invention does not interfere with the security of the wireless transport connection of the base station of a small cell, for example, using a secure tunnel, such as an IPSec tunnel, to prevent eavesdropping and manipulation of data at this level. This option is not further described in this invention, since it does not affect the inventive step and advantages of the present invention, but is simply an embodiment of it.
На фиг. 3 показана упрощенная архитектура, содержащая станцию DgNB, три базовые станции малых сот SC2, SC3.1 и SC3.2 и устройство UE. Устройство UE имеет канал доступа к базовой станции малой соты SC3.1. Малые соты SC3.1 и SC3.2 имеют беспроводные транспортные каналы связи с базовой станцией малой соты SC2, которая имеет беспроводной транспортный канал со станцией DgNB. Станция DgNB подключена к опорной сети оператора.In FIG. 3 shows a simplified architecture comprising a DgNB station, three small cell base stations SC2, SC3.1 and SC3.2, and a UE. The UE has an access channel to a small cell base station SC3.1. Small cells SC3.1 and SC3.2 have wireless transport links with a small cell base station SC2 that has a wireless transport link with a DgNB station. The DgNB station is connected to the operator's core network.
На схеме передачи сообщений, приведенной на фиг. 4, показан обмен сообщениями и данными в подсети, представленной на фиг. 3. В качестве предварительного условия, показанного как единый блок без детализации, предполагается, что согласно базовой архитектуре этого изобретения все базовые станции малых сот и устройство UE имеют соединение RRC со станцией DgNB.In the message passing diagram shown in FIG. 4 shows the exchange of messages and data in the subnetwork shown in FIG. 3. As a prerequisite, shown as a single block without detail, it is assumed that according to the basic architecture of this invention, all small cell base stations and the UE have an RRC connection with a DgNB.
В исходном состоянии, показанном на фиг. 4, устройство UE осуществляет текущую передачу данных по восходящему каналу (UL) и нисходящему каналу (DL). Для этой цели малые соты SC3.1 и SC2 конфигурируются в соответствии с данным изобретением так, чтобы они могли обеспечить качество QoS для каналов передачи, на которые в данное время настроено устройство UE. У устройства UE есть назначенный идентификатор устройства UE, например C-RNTI в соответствии со стандартом LTE, который используется устройством UE при передаче по восходящему каналу для указания источника данных. Это условие может выполняться путем скремблирования сообщений восходящего канала с идентификатором устройства UE или просто путем передачи идентификатора или его частей в составе данных. Идентификатор устройства UE также используется обслуживающей малой сотой для передачи данных нисходящего канала при обращении к ресурсам, используемым для передачи данных устройству UE. Скремблирование или другие методы могут также использоваться для передачи идентификатора устройства UE или его частей при распределении ресурсов нисходящего канала. Согласно настоящему изобретению, базовая станция малой соты SC3.1 настраивается по идентификатору C-RNTI устройства UE. Кроме того, устройству UE могут быть предоставлены специальные ресурсы малой соты во временной и/или частотной области для запроса планирования передачи по восходящему каналу от базовой станции малой соты SC3.1. Другие параметры радиосвязи, касающиеся функций радиосвязи, поддерживаемых или предпочитаемых устройством UE, также могут быть настроены подобно известным стандартам радиосвязи, например LTE или 5G NR.In the initial state shown in Fig. 4, the UE performs ongoing uplink (UL) and downlink (DL) data transmission. For this purpose, the small cells SC3.1 and SC2 are configured in accordance with the present invention so that they can provide QoS for the transmission channels to which the UE is currently configured. The UE has an assigned UE device identifier, such as C-RNTI according to the LTE standard, which is used by the UE in uplink transmission to indicate the source of the data. This condition may be met by scrambling the uplink messages with the UE's device identifier, or simply by transmitting the identifier or portions thereof as part of the data. The UE device ID is also used by the serving small cell for downlink data transmission when accessing the resources used for data transmission to the UE. Scrambling or other techniques may also be used to transmit the UE device identifier or portions thereof in downlink resource allocation. According to the present invention, the small cell base station SC3.1 is configured by the C-RNTI of the UE. In addition, the UE may be given dedicated small cell resources in the time and/or frequency domain to request uplink transmission scheduling from the SC3.1 small cell base station. Other radio parameters regarding radio features supported or preferred by the UE may also be configured similar to known radio standards such as LTE or 5G NR.
Устройство UE может иметь три радиоканала для сигнализации и четыре радиоканала для передачи данных - всего семь радиоканалов с соответствующими параметрами качества QoS, как указано в таблице 1. Соответствующая информация настраивается в устройстве UE и в базовой станции малой соты SC3.1, которая в настоящее время обслуживает устройство UE.The UE can have three radio channels for signaling and four radio channels for data transmission, for a total of seven radio channels with the corresponding QoS parameters as shown in Table 1. The corresponding information is configured in the UE and in the SC3.1 small cell base station, which is currently serves the UE.
Таблица 1Table 1
Базовая станция малой соты SC3.1 имеет беспроводной транспортный канал с базовой станцией малой соты SC2, который может иметь восемь настраиваемых радиоканалов - три радиоканала сигнализации для установки и поддержания собственного соединения RRC со станцией DgNB и пять радиоканалов для пересылки или ретрансляции данных с разным качеством QoS. В таблице 2 приведен пример беспроводных транспортных каналов, настроенных для станций SC3.1 в SC3.1 и SC2. Только трем радиоканалам сигнализации от станции SC3.1 назначается глобальный идентификатор логического канала, поскольку ожидается, что все пересылаемые или ретранслируемые данные уже содержат идентификатор GLogCh-ID согласно их происхождению и каналу передачи.The SC3.1 small cell base station has a wireless transport channel with the SC2 small cell base station, which can have eight configurable radio channels - three signaling radio channels for establishing and maintaining its own RRC connection with the DgNB station, and five radio channels for forwarding or relaying data with different QoS . Table 2 shows an example of wireless transport channels configured for SC3.1 stations in SC3.1 and SC2. Only the three signaling radio bearers from the SC3.1 station are assigned a global logical channel identifier, since all forwarded or relayed data is expected to already contain a GLogCh-ID according to its origin and transmission channel.
Таблица 2table 2
Подобным образом информация для малой соты SC3.2 может быть настроена в станциях SC3.2 и SC2 в соответствии с таблицей 3:Similarly, the SC3.2 small cell information can be configured in SC3.2 and SC2 stations according to Table 3:
Таблица 3Table 3
Согласно настоящему изобретению, конфигурация базовой станции малой соты SC2 содержит информацию об устройствах, которые обслуживаются или потенциально могут обслуживаться малой сотой SC2, например, идентификатор GLogCh-ID, качество QoS и информацию о приоритете, причем эта информация может отличаться от той, что содержится в обслуживаемых устройствах. Например, информация о приоритете в базовой станции малой соты SC2 может учитывать, что собственные высокоприоритетные радиоканалы для передачи сигнализации базовой станции малой соты SC2 имеют более высокий приоритет, чем аналогичные каналы, пересылаемые или ретранслируемые сотой SC2. Кроме того, высокоприоритетные радиоканалы для передачи сигнализации базовых станций малых сот, обслуживаемых сотой SC2, например, станций SC3.1 и SC3.2, могут иметь более высокий приоритет, чем радиоканалы для передачи сигнализации устройств UE. Такой пример данных, относящихся к устройству UE и к базовым станциям малых сот SC3.1 и SC3.2, сконфигурированных станцией DgNB в станции SC2, приведен в таблице 4. Кроме того, в базовой станции малой соты SC2 настроены свои собственные радиоканалы передачи сигнализации и данных, подобно базовым станциям SC3.1 и SC3.2 в таблицах 2 и 3.According to the present invention, the SC2 small cell base station configuration contains information about devices that are served or potentially served by the SC2 small cell, such as GLogCh-ID, QoS quality, and priority information, which information may differ from that contained in serviced devices. For example, the priority information in the SC2 small cell base station may consider that the SC2 small cell base station's own high priority signaling radio bearers have a higher priority than similar channels forwarded or relayed by the SC2 cell. In addition, the high priority radio bearers for signaling small cell base stations served by SC2, such as SC3.1 and SC3.2, may have a higher priority than the radio bearers for signaling UEs. Such an example of data pertaining to the UE and small cell base stations SC3.1 and SC3.2 configured by the DgNB in SC2 is shown in Table 4. In addition, the small cell base station SC2 is configured with its own signaling radio bearers and data like base stations SC3.1 and SC3.2 in tables 2 and 3.
Таблица 4Table 4
Согласно настоящему изобретению, базовая станция малой соты SC3.1 принимает данные от устройства UE по любому радиоканалу. Можно предположить, что пакеты пользовательских данных поступают по всем радиоканалам передачи данных, т.е. DRB1, DRB2, DRB3 и DRB4. Базовая станция малой соты SC3.1 принимает пакеты, декодирует и демультиплексирует их и восстанавливает сегментированные пакеты в виде исходных пакетов пользовательских данных. В большинстве случаев это IP-пакеты из соответствующих приложений. В других примерах, где пакеты принимаются по радиоканалам передачи сигнализации SRB0, SRB1 или SRB2, эти пакеты могут быть не IP-пакетами, а RRC-сообщениями от уровня RRC устройства UE. Станция SC3.1 на основе радиоканала, по которому был получен пакет, и на основе настройки станцией DgNB определяет для каждого пакета пользовательских данных глобальный идентификатор логического канала GLogCh-ID и добавляет его в пакет данных перед пересылкой этого пакета по беспроводной транспортной сети к базовой станции малой соты SC2. Иными словами, для пакетов, принимаемых от устройства UE по радиоканалу передачи данных DRB1, перед пересылкой данных по беспроводной транспортной сети добавляется идентификатор GLogCh-ID = 68. Для радиоканалов передачи данных DRB2, DRB3 и DRB4 добавляются идентификаторы GLogCh-ID со значениями 69, 70 и 71, соответственно. Такое добавление может быть выполнено в соответствии с любым подходящим протоколом, например, с любым из существующих протоколов в стеке протоколов 5G NR или с новым протоколом, который в примере на фиг. 2 называется протоколом ретрансляции (RP). Пересылка пакетов выполняется в соответствии с настройкой конфигурации станцией DgNB, т.е. в соответствии с конфигурационными данными таблицы 2. В этой таблице для каждого радиоканала устройства UE устанавливается относительный приоритет обработки данных с учетом порядка передачи пакетов, мультиплексируемых в те же ресурсы. Больший приоритет, т.е. меньшие целочисленные значения параметра относительного приоритета, служат условием приоритетной передачи, а пакеты с меньшим приоритетом передаются лишь в том случае, если нет ожидающих передачи пакетов с более высоким приоритетом. Кроме того, в таблице 2 для каждого из радиоканалов устройства UE приведена информация о типе радиоканала, которую также можно называть качеством обслуживания (QoS), указывающим на характер услуг, для оказания которых используются данные. Тип радиоканала может использоваться базовой станцией малой соты для выбора одного из пяти радиоканалов передачи данных DRB4-DRB8 базовой станции малой соты для пересылки пакета данных. Тот же принцип применяется в отношении пакетов данных, принимаемых базовой станцией малой соты SC3.1 от устройства UE по одному из радиоканалов передачи сигнализации SRB0, SRB1 или SRB2 с соответствующим более высоким приоритетом, другим качеством QoS или типом радиоканала и с идентификатором GLogCh-ID, имеющим значение 65, 66 или 67, соответственно.According to the present invention, the small cell base station SC3.1 receives data from the UE over any radio channel. It can be assumed that user data packets arrive via all radio data transmission channels, i.e. DRB1, DRB2, DRB3 and DRB4. The small cell base station SC3.1 receives the packets, decodes and demultiplexes them, and reconstructs the segmented packets as original user data packets. In most cases, these are IP packets from the respective applications. In other examples, where packets are received on signaling radio bearers SRB0, SRB1, or SRB2, these packets may not be IP packets, but RRC messages from the RRC layer of the UE. The SC3.1 station, based on the radio channel on which the packet was received, and based on the setting by the DgNB station, determines the global logical channel identifier GLogCh-ID for each user data packet and adds it to the data packet before forwarding this packet over the wireless transport network to the base station small cell SC2. In other words, for packets received from the UE over the DRB1 data radio bearer, GLogCh-ID = 68 is added before data is sent over the wireless transport network. and 71, respectively. Such an addition may be in accordance with any suitable protocol, for example, any of the existing protocols in the 5G NR protocol stack or a new protocol, which in the example of FIG. 2 is called Relay Protocol (RP). Packet forwarding is performed according to the configuration setting by the DgNB station, i.e. in accordance with the configuration data of Table 2. In this table, for each radio channel of the UE, the relative priority of data processing is set, taking into account the transmission order of packets multiplexed into the same resources. Higher priority, i.e. lower integer values of the relative priority parameter serve as a condition for priority transmission, and packets with a lower priority are transmitted only if there are no higher priority packets waiting to be transmitted. In addition, in Table 2, for each of the radio bearers of the UE, radio bearer type information, which can also be referred to as quality of service (QoS), indicating the nature of the service for which the data is used, is given. The radio bearer type may be used by the small cell base station to select one of five small cell base station data radio bearers DRB4-DRB8 for forwarding the data packet. The same principle applies to data packets received by the small cell base station SC3.1 from the UE on one of the signaling radio bearers SRB0, SRB1 or SRB2 with the corresponding higher priority, different QoS quality or radio bearer type and with the GLogCh-ID, having a value of 65, 66 or 67, respectively.
Базовая станция малой соты SC2, принимающая пакет данных от базовой станции малой соты SC3.1 по любому из радиоканалов DRB1, DRB2, DRB3, DRB4 или DRB5 в беспроводном транспортном канале соты SC3.1, должна декодировать и демультиплексировать пакеты, восстанавливать сегментированные пакеты и определять добавленный идентификатор GLogCh-ID. Она ищет идентификатор GLogCh-ID в соответствии с конфигурацией, заданной станцией DgNB. В приведенном примере поиск пакета от устройства UE с идентификатором LogCh-ID = 68 приводит к его пересылке станцией SC2 в соответствии с качеством обслуживания «по мере возможности» (best effort) и относительным приоритетом 8. Базовая станция малой соты SC2 не имеет никакой информации об устройстве UE и ей не нужно связывать идентификатор GLogCh-ID = 68 с конкретным устройством. Тем не менее, она получает достаточно информации, чтобы принять решение о пересылке пакета с соответствующим качеством QoS и приоритетом, а пересылая идентификатор GLogCh-ID вместе с принятым пакетом данных, она предоставляет достаточную информацию для последующих малых сот, чтобы принять решение о пересылке, и для станции DgNB, чтобы установить принадлежность этого пакета конкретному устройству UE. Если базовая станция малой соты SC2 настроила канал передачи к станции DgNB, соответствующий передаче данных с качеством «по мере возможности», то используется этот канал, а данные мультиплексируются в доступные ресурсы в соответствии с приоритетом 8.A small cell base station SC2 receiving a data packet from a small cell base station SC3.1 on any of the radio channels DRB1, DRB2, DRB3, DRB4, or DRB5 in the wireless transport channel of the SC3.1 cell must decode and demultiplex the packets, recover segmented packets, and determine added GLogCh-ID. It looks for the GLogCh-ID as configured by the DgNB station. In the example shown, searching for a packet from a UE with LogCh-ID = 68 results in SC2 forwarding it according to best effort QoS and relative priority 8. The small cell base station SC2 has no information about UE device and does not need to associate GLogCh-ID = 68 with a specific device. However, it obtains enough information to decide to forward the packet with the appropriate QoS and priority, and by forwarding the GLogCh-ID along with the received data packet, it provides enough information for subsequent small cells to make a forwarding decision, and for the DgNB station to determine if this packet belongs to a particular UE. If the small cell base station SC2 has configured a transmission channel to the DgNB station corresponding to data transmission with "as far as possible" quality, then this channel is used and the data is multiplexed into available resources according to priority 8.
Станция DgNB обладает информацией о распределении идентификаторов GLogCh-ID, выделенных устройствам UE и соответствующим радиоканалам устройств UE в управляемой станцией DgNB подсети, поэтому после успешного приема пакета станция DgNB может по идентификатору GLogCh-ID правильно определить объект уровня PDCP и/или RRC, которому адресован этот пакет.The DgNB station has information about the distribution of GLogCh-IDs allocated to UE devices and the corresponding radio channels of UE devices in the subnet controlled by the DgNB station, therefore, after successfully receiving the packet, the DgNB station can correctly determine the PDCP and / or RRC layer object to which it is addressed by the GLogCh-ID identifier. this package.
Выше описана передача данных по восходящему каналу от устройства UE к станции DgNB через многопролетную подсеть. Для нисходящего канала могут применяться те же принципы, т.е. ко всем пакетам данных, передаваемым к базовой станции малой соты, например, к станции SC2, станция DgNB добавляет идентификатор GLogCh-ID. Базовая станция малой соты SC2 определяет идентификатор GLogCh-ID, отыскивает соответствующие качество QoS и приоритет и пересылает пакеты данных с идентификатором LogCh-ID. Чтобы базовая станция малой соты могла определить маршрут, т.е. какому из обслуживаемых устройств должен быть направлен пакет данных, станция DgNB настраивает информацию о маршрутизации в малых сотах для устройств, которые не обслуживаются ими по каналу доступа. В данном примере это базовая станция малой соты SC2, а настройка маршрутизации показана в качестве примера в столбце «Маршрутизация» таблицы 4.The uplink data transmission from the UE to the DgNB via a multi-hop subnet has been described above. For the downlink, the same principles may apply, ie. to all data packets transmitted to the base station of a small cell, for example, station SC2, the DgNB station adds a GLogCh-ID. The small cell base station SC2 determines the GLogCh-ID, looks up the appropriate QoS and priority, and forwards the data packets with the LogCh-ID. In order for the small cell base station to be able to determine the route, i. e. to which of the served devices the data packet should be directed, the DgNB station sets up routing information in small cells for devices that are not served by them on the access channel. In this example, it is the small cell base station SC2, and the routing setting is shown as an example in the "Routing" column of Table 4.
В этой таблице все радиоканалы, направленные к устройству UE и от него маршрутизируются через базовую станцию малой соты SC3.1. Информация о маршрутизации может быть предоставлена в виде адреса следующего пролета или имени устройства в следующем пролете, последний вариант показан в таблице 4. В альтернативном варианте информация о маршрутизации может быть предоставлена как индекс следующего пролета, который является индексным указателем для заранее заданной таблицы. In this table, all radio bearers directed to and from the UE are routed through the small cell base station SC3.1. The routing information may be provided as a next hop address or a device name in the next hop, the latter shown in Table 4. Alternatively, the routing information may be provided as a next hop index, which is an index pointer to a predetermined table.
Таблица 4 не содержит информации о маршрутизации для радиоканалов базовых станций малых сот SC3.1 и SC3.2, поскольку обе эти базовые станции малых сот обслуживаются по каналу доступа станцией SC2, поэтому идентификатор GLogCh-ID любого пакета соответствует радиоканалу канала доступа и, следовательно, конечному устройству.Table 4 does not contain routing information for the SC3.1 and SC3.2 small cell base station radio bearers, since both of these small cell base stations are served on the access channel by SC2, so the GLogCh-ID of any packet corresponds to the access channel radio bearer and, therefore, end device.
Как показано на фиг. 4, приведенное выше описание в основном объясняет, во-первых, предварительное предположение об установленном соединении RRC каждого устройства UE и базовой станции малой соты со станцией DgNB, как показано на чертеже в верхнем блоке. Во-вторых, выше описана двусторонняя передача данных между устройством UE или другими устройствами и станцией DgNB, что упрощенно показано на чертеже двунаправленными верхними стрелками.As shown in FIG. 4, the above description basically explains, firstly, the preliminary assumption of the established RRC connection of each UE and the small cell base station with the DgNB station, as shown in the drawing in the upper block. Secondly, the two-way communication between the UE or other devices and the DgNB has been described above, which is simply shown in the drawing by the double-headed arrows.
Согласно настоящему изобретению, станция DgNB настраивает устройства UE с использованием информации о подходящей соте, содержащей в этом варианте осуществления изобретения информацию о соте, находящейся в зоне действия базовой станции малой соты SC3.2. Эта информация может содержать информацию о ресурсах, например о полосе частот или о средней частоте полосы пропускания подходящей соты. Эта информация также может содержать идентификатор соты, например идентификатор физической соты, закодированный в сигналах синхронизации, транслируемых в соте, чтобы обеспечить возможность идентификации соты на основе сигналов синхронизации. Кроме того, эта информация может содержать идентификатор устройства UE, используемый устройством UE при доступе к подходящей соте. В этом варианте осуществления изобретения предполагается, что идентификатор устройства UE, например C-RNTI, не изменяется при автономном переключении сот. Для произвольного доступа или других способов доступа к подходящей соте с ограничением данных, и устройство UE, и эта сота могут быть настроены с помощью короткого идентификатора устройства UE в дополнение к идентификатору C-RNTI или вместо него.According to the present invention, a DgNB station tunes UEs using candidate cell information, which in this embodiment contains information about a cell within the coverage area of a small cell base station SC3.2. This information may contain information about resources, such as the bandwidth or the average frequency of the bandwidth of the candidate cell. This information may also include a cell identifier, such as a physical cell identifier, encoded in the synchronization signals broadcast in the cell to enable cell identification based on the synchronization signals. In addition, this information may contain a UE device identifier used by the UE when accessing a suitable cell. In this embodiment, it is assumed that the UE device identifier, such as C-RNTI, does not change in autonomous cell switching. For random access or other access methods to a suitable data restricted cell, both the UE and the cell may be configured with a short UE device identifier in addition to or instead of the C-RNTI.
Кроме того, подходящая малая сота SC3.2 настроена так, что она может обслуживать устройство UE после автономного переключения устройства UE на другую соту. Для этой цели в конфигурацию соты SC3.2 включается идентификатор устройства UE, в данном варианте осуществления изобретения - C-RNTI и/или короткий идентификатор устройства UE, а также дополнительная информация, необходимая для обслуживания устройства UE. Например, указываются возможности радиосвязи устройства UE, относящиеся к уровню MAC и физическому уровню.In addition, the suitable small cell SC3.2 is configured so that it can serve the UE after the UE switches autonomously to another cell. For this purpose, the UE device identifier, in this embodiment, the C-RNTI and/or short UE device identifier, as well as additional information necessary for servicing the UE device, is included in the SC3.2 cell configuration. For example, the radio capabilities of the UE are indicated in terms of the MAC layer and the physical layer.
Кроме того, в базовой станции малой соты SC3.2 также настраивается информация согласно таблице 1, которая в данное время присутствует в устройстве UE и в базовой станции малой соты SC3.1 для обслуживания устройства UE. Эта информация позволяет соте SC3.2 мультиплексировать данные нисходящего канала в соответствующие радиоканалы и пересылать данные восходящего канала с соответствующим качеством QoS и приоритетом, добавляя правильный идентификатор GLogCh-ID, как пояснялось выше в отношении базовой станции малой соты SC3.1.In addition, in the small cell base station SC3.2, the information according to Table 1 currently present in the UE and in the small cell base station SC3.1 is also configured to serve the UE. This information allows the SC3.2 to multiplex the downlink data to the corresponding radio channels and forward the uplink data with the appropriate QoS and priority by adding the correct GLogCh-ID as explained above with respect to the base station of the small cell SC3.1.
Базовая станция малой соты SC3.2 передает в широковещательном режиме синхронизирующие и опорные сигналы, а также системную информацию, принимаемую устройством UE, при этом определяются результаты измерения характеристик подходящей соты SC3.2, используемые устройством UE для принятия решения о возможном переключении сот. Информация, передаваемая сотой SC3.2, показана на чертеже штриховой линией, поскольку это всего лишь пример и при реализации данного изобретения можно использовать любое другое условие для принятия устройством UE решения о переключении сот. Системная информация может содержать информацию о нагрузке, позволяющую устройству UE определять, лучше ли качество обслуживания, ожидаемое в соте SC3.2, текущего качества обслуживания в соте SC3.1.The small cell base station SC3.2 broadcasts the timing and reference signals, as well as system information received by the UE, and the measurement results of the suitable SC3.2 cell characteristics are determined, used by the UE to decide on a possible cell switch. The information transmitted by the SC3.2 cell is shown in the drawing with a dashed line, since this is just an example and any other condition can be used in the implementation of the present invention to make the decision of the UE to switch cells. The system information may contain load information allowing the UE to determine whether the quality of service expected in SC3.2 is better than the current quality of service in SC3.1.
Согласно данному варианту осуществления изобретения, устройство UE принимает решение об автономном переключении сот и запрашивает ресурсы у базовой станции подходящей малой соты SC3.2. Это может быть выполнено путем получения произвольного доступа к подходящей малой соте с помощью короткого идентификатора устройства UE, который был предусмотрен при настройке. Устройство UE может в первом сообщении произвольного доступа запросить ресурсы для передачи более длинного второго сообщения на предоставленных ресурсах. В альтернативном варианте, если произвольный доступ не требуется, например, по причинам быстродействия, устройство UE может напрямую использовать физический канал управления восходящей линии связи для запроса ресурсов восходящего канала с использованием идентификатора C-RNTI.According to this embodiment, the UE decides autonomous cell switching and requests resources from the base station of the suitable small cell SC3.2. This can be done by randomly accessing a suitable small cell with a short UE device ID that was provided during setup. The UE may, in the first random access message, request resources to send a longer second message on the provided resources. Alternatively, if random access is not required, eg for performance reasons, the UE may directly use the physical uplink control channel to request uplink resources using the C-RNTI.
Во время этой процедуры передача данных по нисходящему каналу через базовую станцию малой соты SC3.1 может продолжаться. В зависимости от возможностей радиосвязи устройства UE, оно может быть способным успешно принимать данные от соты SC3.1 и подтверждать прием в восходящем канале после начала передачи данных по восходящему каналу в соту SC3.2. Этот вариант показан штриховыми линиями на фиг. 4.During this procedure, downlink data transmission through the small cell base station SC3.1 can continue. Depending on the radio capability of the UE, it may be able to successfully receive data from SC3.1 and acknowledge in the uplink after starting uplink data transmission to SC3.2. This variant is shown in dashed lines in Fig. 4.
Подходящая малая сота SC3.2 может отвечать на запрос ресурсов восходящего канала предоставлением ресурсов восходящего канала, что после приема устройством UE позволяет превратить подходящую малую соту SC3.2 в новую обслуживающую малую соту. Устройство UE компилирует первые пакеты данных восходящего канала, например, из пакетов пользовательских данных или из RRC-сообщения восходящего канала, и передает их базовой станции малой соты SC3.2. Эти пакеты принимаются и затем выполняется отображение настроенных радиоканалов в радиоканалы беспроводной транспортной линии связи, как описано в отношении пересылки пакетов восходящего канала к базовой станции малой соты SC3.1, включая добавление идентификатора GLogCh-ID в соответствующий протокол связи.The candidate small cell SC3.2 may respond to the request for uplink resources by granting uplink resources, which, upon receipt by the UE, allows the candidate small cell SC3.2 to become a new serving small cell. The UE compiles the first uplink data packets, for example, from the user data packets or from the uplink RRC message, and transmits them to the small cell base station SC3.2. These packets are received and then mapping of the configured radio bearers to the radio bearers of the wireless transport link is performed as described in relation to forwarding uplink packets to the SC3.1 small cell base station, including adding the GLogCh-ID to the corresponding communication protocol.
Согласно настоящему изобретению, как только пакеты данных восходящего канала от устройства UE принимаются базовой станцией малой соты SC2 и распознаются по идентификатору LogCh-ID, запускается дублирование пакетов данных по нисходящему каналу к устройству UE того же канала, распознаваемого по тому же идентификатору LogCh-ID. Дублирование в этом случае означает, что эти пакеты нисходящего канала передаются базовой станцией малой соты по старому маршруту, т.е. к базовой станции малой соты SC3.1 в этом варианте осуществления изобретения и, кроме того, они копируются на новый маршрут, по которому были получены первые пакеты восходящего канала, т.е. к базовой станции малой соты SC3.2.According to the present invention, once the uplink data packets from the UE are received by the small cell base station SC2 and recognized by the LogCh-ID, duplication of the downlink data packets to the UE of the same channel recognized by the same LogCh-ID is started. Duplication in this case means that these downlink packets are transmitted by the small cell base station along the old route, i.e. to the small cell base station SC3.1 in this embodiment of the invention and, in addition, they are copied to the new path on which the first uplink packets were received, i. e. to a small cell base station SC3.2.
Если идентификатор GLogCh-ID построен так, что позволяет идентифицировать все каналы передачи, принадлежащие одному устройству UE, то принцип временного копирования пакетов данных нисходящего канала в базовой станции малой соты может применяться ко всем каналам передачи устройства UE после получения первого пакета данных восходящего канала. Если идентификатор GLogCh-ID не позволяет различать устройства UE, копирование нисходящего канала может применяться лишь к двунаправленным каналам, для которых были приняты пакеты восходящего канала. В этом случае может быть предусмотрена передача устройством UE пустых пакетов в восходящей линии связи для каналов передачи, которые в настоящее время не имеют данных для отправки по восходящему каналу, чтобы ускорить использование нового маршрута в нисходящем канале для всех каналов. Эти пустые пакеты могут иметь нулевую длину пользовательских данных, т.е. могут содержать лишь небольшой заголовок, или могут быть помечены иным образом, чтобы исключить их из потока данных в подсети радиодоступа.If the GLogCh-ID is constructed to identify all transmission channels belonging to one UE, then the principle of temporary copying of downlink data packets in a small cell base station can be applied to all transmission channels of a UE after receiving the first uplink data packet. If the GLogCh-ID does not distinguish between UEs, downlink copying may only apply to bidirectional links for which uplink packets have been received. In this case, the UE may be allowed to send empty uplink packets for transmission channels that currently have no data to send on the uplink to speed up the use of the new downlink route for all channels. These empty packets may have zero length user data, i.e. may contain only a small header, or may be otherwise marked to exclude them from the data stream in the radio access subnet.
Прием первого пакета нисходящего канала устройством UE через новую базовую станцию малой соты SC3.2, первое предоставление восходящего канала или успешный прием подтверждения пакета восходящего канала новой базовой станцией малой соты может инициировать информирование устройством UE станции DgNB об успешном переключении сот в RRC-сообщении, например в сообщении «информация о переключении маршрута» (path switch info). Прием этого сообщения станцией DgNB может инициировать информирование станцией DgNB всех задействованных малых сот о переключении маршрута, т.е. на базовую станцию малой соты SC2 направляется запрос на объявление нового маршрута к устройству UE, на базовую станцию малой соты SC3.2 направляется запрос на функционирование в качестве обслуживающей малой соты, а сота SC3.1 настраивается на удаление контекста устройства UE или на возможное использование в качестве подходящей малой соты для будущего переключения сот обратно на старую соту. Reception of the first downlink burst by the UE through the new SC3.2 small cell base station, first grant of the uplink, or successful receipt of the uplink burst acknowledgment by the new small cell base station may trigger the UE to inform the DgNB of successful cell switching in an RRC message, for example in the path switch info message. Reception of this message by the DgNB may cause the DgNB to inform all involved small cells of the route switching, i. a request is sent to the small cell base station SC2 to advertise a new route to the UE, a request is sent to the small cell base station SC3.2 to act as a serving small cell, and the cell SC3.1 is configured to remove the UE device context or to be used in as a suitable small cell for future cell switching back to the old cell.
Если базовая станция малой соты SC2 скопировала пакеты нисходящего канала лишь для части каналов передачи устройства UE, станция DgNB может инициировать объявление этого маршрута для всех каналов передачи устройства UE.If the small cell base station SC2 copied the downlink packets for only a portion of the UE's transmission channels, the DgNB may initiate advertisement of this route for all the UE's transmission channels.
Далее передача данных нисходящего канала для всех каналов передачи устройства UE направляется к новой базовой станции малой соты. После этого станция DgNB может выполнять новую настройку устройства UE, предоставляя новые подходящие малые соты.Next, the downlink data transmission for all transmission channels of the UE is routed to the new small cell base station. After that, the DgNB station can perform a new setup of the UE by providing new suitable small cells.
На фиг. 5 показана разновидность предыдущего варианта осуществления изобретения на основе той же архитектуры подсети, что представлена на фиг. 3. Предварительные условия для соединений RRC устройства UE и всех базовых станций малых сот со станцией DgNB и настройка базовых станций малых сот SC3.1 и SC2 с использованием идентификаторов GLogCh-ID и информации о маршрутизации те же, что в предыдущем варианте осуществления изобретения.In FIG. 5 shows a variant of the previous embodiment based on the same subnetwork architecture as shown in FIG. 3. The preconditions for RRC connections of the UE and all small cell base stations with the DgNB station and setting of small cell base stations SC3.1 and SC2 using GLogCh-IDs and routing information are the same as in the previous embodiment.
В этом варианте, согласно новому аспекту этого изобретения, базовая станция малой соты SC3.1 настроена на информирование станции DgNB, если соединение с устройством UE потеряно. Малая сота SC3.1 информирует станцию DgNB о потере соединения с устройством UE, передавая идентификационные данные устройства UE, или информирует о потере соединения с обслуживаемыми каналами передачи, передавая список идентификаторов GLogCh-ID, с которыми потеряно соединение. Любая такая информация может быть передана для станции DgNB в виде «уведомления о потере канала передачи» (bearer loss notification).In this embodiment, according to a new aspect of this invention, the small cell base station SC3.1 is configured to inform the DgNB if the connection with the UE is lost. The small cell SC3.1 informs the DgNB of the loss of connection with the UE by transmitting the identification of the UE, or informs the loss of the connection of the served bearers by transmitting the list of GLogCh-IDs with which the connection is lost. Any such information may be sent to the DgNB station as a bearer loss notification.
Как показано на фиг. 5, в некоторый момент времени устройство UE и базовая станция малой соты SC3.1 обнаруживают потерю соединения, например из-за нарушения работы радиолинии вследствие того, что устройство UE покидает соту, вследствие затенения антенны устройства UE и т.п. Устройство UE сразу должно начать буферизацию данных восходящего канала, так как линия связи недоступна для передачи. В этом нет отличий от современной реализации устройств UE. Согласно настоящему изобретению, базовая станция малой соты SC3.1 информирует станцию DgNB о потере соединения с устройством UE, после чего станция DgNB начинает буферизацию данных нисходящего канала. Станция DgNB также может запускать таймер, который по истечении установленного времени запускает неявное разъединение соединения RRC с устройством UE. В этом варианте осуществления изобретения предполагается, что время работы таймера не истекло и соединение RRC поддерживается.As shown in FIG. 5, at some point in time, the UE and the small cell base station SC3.1 detect a loss of connection, for example, due to a radio link failure due to the UE leaving the cell, due to UE antenna shadowing, and the like. The UE must immediately start buffering uplink data because the link is unavailable for transmission. This is no different from the current implementation of UE devices. According to the present invention, the small cell base station SC3.1 informs the DgNB station that the connection with the UE has been lost, after which the DgNB station starts buffering downlink data. The DgNB station may also start a timer which, after a set time, starts an implicit release of the RRC connection with the UE. In this embodiment, it is assumed that the timer has not expired and the RRC connection is maintained.
Устройство UE выполняет автономное переключение соты на подходящую малую соту, в данном варианте - на соту SC3.2, и передает по восходящему каналу, предпочтительно в качестве первого пакета восходящего канала, RRC-сообщение, информирующее станцию DgNB о переключении маршрута. Уровень RRC перенастраивает задействованные малые соты SC2, SC3.1 и SC3.2 на новый маршрут к устройству UE и от него, а также начинает передачу буферизованных данных нисходящего канала, прежде чем продолжить обычную передачу новых данных нисходящего канала. Устройство UE может начинать передачу данных восходящего канала сразу после автономного переключения сот.The UE performs an autonomous cell handover to a suitable small cell, in this embodiment, to an SC3.2 cell, and transmits on the uplink, preferably as the first uplink burst, an RRC message informing the DgNB of the route handoff. The RRC layer reconfigures the involved small cells SC2, SC3.1 and SC3.2 to a new route to and from the UE, and starts transmission of buffered downlink data before continuing normal transmission of new downlink data. The UE may start transmitting uplink data immediately after autonomous cell switching.
Ниже описан еще один вариант осуществления изобретения. Этот вариант является модификацией части предыдущих вариантов осуществления изобретения с архитектурой согласно фиг. 6. По сравнению с архитектурой, представленной на фиг. 3, в изображенной подсети на один уровень иерархии больше. Этот вариант приведен для того, чтобы показать полезный аспект настоящего изобретения для более крупных подсетей.Another embodiment of the invention is described below. This variant is a modification of a part of the previous embodiments of the invention with the architecture according to FIG. 6. Compared to the architecture shown in FIG. 3, the depicted subnet has one more hierarchy level. This variant is provided to show the useful aspect of the present invention for larger subnets.
Если все пять базовых станций малых сот подсети настроены на фактическое или потенциально возможное обслуживание устройства UE, то индивидуальная настройка базовой станции малой соты в соответствии с двумя предыдущими вариантами осуществления изобретения расходует значительные радиоресурсы в линиях беспроводного доступа. Альтернативный вариант показан на фиг. 7. Станция DgNB передает в широковещательном режиме сообщение о перенастройке малой соты, содержащее информацию о подготовке маршрутизации малой соты, т.е. идентификаторы GLogCh-ID и соответствующее качество QoS, приоритет и информацию о маршрутизации. Широковещательная передача в этом случае означает распространение информации по всем непосредственно подключенным базовым станциям малых сот подсети с целью сохранения и применения конфигурации, а также параллельную пересылку этой информации каждой базовой станцией малой соты последующим базовым станциям малых сот, непосредственно подключенным по каналу доступа. If all five small cell base stations of a subnetwork are configured to actually or potentially serve a UE, then the small cell base station customization according to the two previous embodiments consumes significant radio resources on the wireless access links. An alternative is shown in Fig. 7. The DgNB broadcasts a small cell reconfiguration message containing small cell routing preparation information, i. e. GLogCh-IDs and corresponding QoS, priority and routing information. Broadcasting in this case means disseminating information to all directly connected small cell base stations of a subnetwork in order to save and apply the configuration, as well as sending this information in parallel by each small cell base station to subsequent directly connected small cell base stations via an access channel.
Согласно фиг. 7, все базовые станции малых сот, принявшие сообщение о перенастройке, пересылают это сообщение, предварительно проверив его целостность, например путем проверки целостности на основе сертификата, хранящегося в каждой базовой станции малой соты и полученного от оператора сети. После проверки целостности конфигурация сохраняется и применяется в дальнейшей работе.According to FIG. 7, all small cell base stations that have received the reconfiguration message forward the message after checking its integrity, for example, by checking the integrity based on a certificate stored in each small cell base station and received from the network operator. After checking the integrity, the configuration is saved and applied in further work.
Этот эффективный механизм распространения конфигурации подсети может быть объединен с основными шагами настоящего изобретения, описанными в качестве примера для первых двух вариантов осуществления изобретения.This efficient subnet configuration distribution mechanism can be combined with the basic steps of the present invention described by way of example for the first two embodiments of the invention.
Любая перенастройка устройства UE или базовой станции малой соты подсети, приводящая к добавлению, удалению или значительной перенастройке канала передачи сигнализации или данных, в дальнейшем вызывает широковещательную передачу сообщения о перенастройке малой соты, содержащего обновленный идентификатор GLogCh-ID, приоритет, качество QoS и/или информацию о маршрутизации, чтобы все базовые станции малых сот были готовы обслуживать это устройство UE после автономного переключения сот. Если эффективный механизм широковещательной передачи, соответствующий третьему варианту осуществления изобретения, не используется, любая подобная перенастройка устройства UE или базовой станции малой соты приводит к необходимости индивидуальной перенастройки всех задействованных базовых станций малых сот.Any reconfiguration of a UE or a subnetwork small cell base station that adds, removes, or significantly reconfigures a signaling or data link will subsequently cause a small cell reconfiguration message to be broadcast containing the updated GLogCh-ID, priority, QoS, and/or routing information so that all small cell base stations are ready to serve this UE after autonomous cell switching. If the efficient broadcast mechanism according to the third embodiment of the invention is not used, any such reconfiguration of the UE or the small cell base station results in the need to individually reconfigure all involved small cell base stations.
Четвертый вариант осуществления изобретения основан на архитектуре, представленной на фиг. 8, подобной архитектуре фиг. 3, за исключением того, что базовая станция малой соты SC3.2 непосредственно подключена к станции DgNB. Станция SC3.2 может быть оптимизирована для осуществления связи с малой задержкой и ограниченной полосой пропускания.The fourth embodiment of the invention is based on the architecture shown in FIG. 8, similar to the architecture of FIG. 3, except that the small cell base station SC3.2 is directly connected to the DgNB station. The SC3.2 station can be optimized for low latency, limited bandwidth communications.
В устройстве UE может быть запущено несколько приложений, предполагающих качество QoS, не требующее малой задержки связи. Кроме того, в устройстве UE есть одно приложение, эпизодически генерирующее пакеты данных, требующие передачи с малой задержкой (данные ULL), которое обычно генерирует ограниченный объем трафика нисходящего канала, например одно подтверждение на сетевом уровне.The UE may be running multiple applications assuming a QoS that does not require low communication latency. In addition, the UE has one application that occasionally generates data packets requiring low latency transmission (ULL data), which typically generates a limited amount of downlink traffic, such as one network layer acknowledgment.
На фиг. 9 показана последовательность сообщений согласно этому варианту осуществления изобретения. Предполагается, что устройство UE подключено к базовой станции малой соты SC3.1 и имеет соединение RRC со станцией DgNB аналогично первому варианту осуществления изобретения. Устройство UE настроено на по меньшей мере одну соту SC3.2, подходящую для передачи данных ULL. Эта сота не рассматривается при настройке автономного переключения сот, как в других вариантах осуществления изобретения, но рассматривается при автономном выборе соты для передачи данных ULL. Базовая станция малой соты SC3.2 настроена как подходящая сота, но эта настройка может быть ограничена поддержкой лишь радиоканалов передачи данных ULL, например, с одним идентификатором GLogCh-ID, и радиоканалов устройства UE без сигнализации.In FIG. 9 shows the sequence of messages according to this embodiment of the invention. It is assumed that the UE is connected to the small cell base station SC3.1 and has an RRC connection with the DgNB station similar to the first embodiment of the invention. The UE is set to at least one SC3.2 suitable for ULL data transmission. This cell is not considered when setting up autonomous cell switching, as in other embodiments of the invention, but is considered when autonomously selecting a cell for transmitting ULL data. The small cell base station SC3.2 is configured as a suitable cell, but this setting may be limited to support only ULL data radio bearers, for example, with one GLogCh-ID, and UE radio bearers without signaling.
В какой-то момент данные ULL генерируются соответствующим приложением, устройство UE выбирает подходящую соту SC3.2 для их передачи и запрашивает ресурсы для передачи восходящего канала, в то время как передача по восходящему каналу и нисходящему каналу через базовую станцию малой соты SC3.1 продолжается для других приложений, т.е. других радиоканалов, или для сигнализации уровня RRC. После получения разрешения устройство UE передает по восходящему каналу данные ULL, которые направляются в соответствии с конфигурацией малой соты к станции DgNB. Результирующие данные нисходящего канала обрабатываются аналогично: маршрутизируются и принимаются от станции SC3.2 в устройстве UE. Дополнительно устройство UE может информировать станцию DgNB о передаче данных на вновь выбранную базовую станцию малой соты SC3.2, а станция DgNB может перенастроить базовую станцию малой соты и подтвердить новый маршрут. Здесь эти действия описаны как необязательные и показаны на фиг. 9 штриховыми линиями, поскольку для одной передачи данных любое участие станции DgNB, кроме маршрутизации данных, может быть исключено. At some point, the ULL data is generated by the corresponding application, the UE selects a suitable SC3.2 cell to transmit it, and requests resources for uplink transmission, while the uplink and downlink transmission through the SC3.1 small cell base station continues for other applications, i.e. other radio channels, or for RRC layer signaling. After receiving the grant, the UE transmits ULL data in the uplink, which is forwarded according to the small cell configuration to the DgNB. The resulting downlink data is processed similarly: routed and received from SC3.2 at the UE. Further, the UE may inform the DgNB to transmit data to the newly selected small cell base station SC3.2, and the DgNB may reconfigure the small cell base station and confirm the new route. These steps are described here as optional and shown in FIG. 9 with dashed lines, since for a single data transmission any involvement of the DgNB station other than data routing can be excluded.
Конкретные аспекты изобретения можно кратко изложить следующим образом.Specific aspects of the invention can be summarized as follows.
Базовая станция управляет подсетью радиодоступа, содержащей по меньшей мере одно устройство UE и несколько каскадно соединенных базовых станций малых сот, где по меньшей мере одно устройство UE и несколько каскадно соединенных базовых станций малых сот имеют соединение RRC с базовой станцией.The base station manages a radio access subnetwork comprising at least one UE and multiple cascaded small cell base stations, where at least one UE and multiple cascaded small cell base stations have an RRC connection with the base station.
Несколько каскадно соединенных базовых станций малых сот содержат:Several cascaded small cell base stations comprise:
- несколько базовых станций малых сот, каждая из которых имеет беспроводной транспортный канал с другой базовой станцией малой соты;- multiple base stations of small cells, each of which has a wireless transport channel with another base station of a small cell;
- по меньшей мере одну базовую станцию малой соты, имеющую беспроводной транспортный канал с базовой станцией;at least one small cell base station having a wireless transport channel with the base station;
- несколько базовых станций малых сот, каждая из которых имеет беспроводной канал доступа к другим базовым станциям малых сот; и- several base stations of small cells, each of which has a wireless access channel to other base stations of small cells; And
- по меньшей мере одну базовую станцию малой соты, имеющую беспроводной канал доступа к по меньшей мере одному устройству UE. at least one small cell base station having a wireless access channel to at least one UE.
Базовая станция настраивает устройство UE с использованием информации о подходящей малой соте, содержащей идентификационную информацию по меньшей мере одной подходящей малой соты в зоне действия одной из нескольких каскадно соединенных базовых станций малых сот для автономного переключения сот, и по меньшей мере одно условие для выполнения автономного переключения сот.The base station sets up the UE using the suitable small cell information, comprising identification information of at least one suitable small cell within the coverage area of one of the plurality of cascaded small cell base stations for autonomous cell switching, and at least one condition for performing autonomous switching hundred
Базовая станция настраивает по меньшей мере одну базовую станцию малой соты как подходящую для организации беспроводного канала доступа к по меньшей мере одному устройству UE после автономного переключения устройством UE, при этом настройка подходящей базовой станции малой соты включает в себя настройку:The base station configures at least one small cell base station as suitable for establishing a wireless access channel to at least one UE after autonomous switching by the UE, wherein setting the suitable small cell base station includes setting:
- идентификации устройства UE, используемой устройством UE при доступе к подходящей малой соте;- identification of the UE used by the UE when accessing a suitable small cell;
- одного или нескольких идентификаторов каналов передачи, идентифицирующих один или несколько каналов передачи устройства UE; и- one or more transmission channel identifiers identifying one or more transmission channels of the UE; And
- информации об обработке при пересылке идентификаторов одного или нескольких каналов передачи, при этом информация об обработке при пересылке содержит параметры качества обслуживания и/или информацию о приоритете и/или информацию о маршрутизации для пересылки к устройству UE или от него пакетов данных, принятых подходящей базовой станцией малой соты.- forwarding processing information of the identifiers of one or more transmission channels, wherein the forwarding processing information comprises quality of service parameters and/or priority information and/or routing information for forwarding to or from the UE the data packets received by the appropriate base small cell station.
Базовая станция принимает информацию о переключении сот, выполненном устройством UE автономно (выполнение переключения соты не инициируется станцией).The base station receives information about the cell switch performed by the UE autonomously (the execution of the cell switch is not initiated by the station).
Базовая станция способна после приема информации о переключении сот, выполненном устройством UE автономно, настраивать устройство UE путем указания обновленной информации о подходящей малой соте, а также подтверждать после приема информации о переключении сот, выполненном устройством UE автономно, переключение маршрута в базовых станциях малых сот, участвующих в маршрутизации данных к устройству UE или от него.The base station is capable, upon receiving the information of cell switching performed by the UE autonomously, setting up the UE by indicating the updated information of the suitable small cell, and also confirming, after receiving the information of the cell switching performed by the UE autonomously, the route switching in the small cell base stations, involved in routing data to or from the UE.
Базовая станция управляет подсетью радиодоступа, содержащей по меньшей мере одно устройство UE и несколько каскадно соединенных базовых станций малых сот, где по меньшей мере одно устройство UE и несколько каскадно соединенных базовых станций малых сот имеют соединение RRC с базовой станцией, а несколько каскадно соединенных базовых станций малых сот включают в себя:The base station manages a radio access subnetwork comprising at least one UE and several cascaded small cell base stations, where at least one UE and several cascaded small cell base stations have an RRC connection with the base station, and several cascaded base stations small cells include:
- несколько базовых станций малых сот, имеющих беспроводной транспортный канал с другой базовой станцией малой соты;- several small cell base stations having a wireless transport channel with another small cell base station;
- по меньшей мере одну базовую станцию малой соты, имеющую беспроводной транспортный канал с базовой станцией;at least one small cell base station having a wireless transport channel with the base station;
- несколько базовых станций малых сот, имеющих беспроводной канал доступа к другим базовым станциям малых сот; и - several small cell base stations having a wireless access channel to other small cell base stations; And
- по меньшей мере одну базовую станцию малой соты, имеющую беспроводной канал доступа к по меньшей мере одному устройству UE.at least one small cell base station having a wireless access channel to at least one UE.
Базовая станция настраивает устройство UE с использованием информации о подходящей малой соте, содержащей идентификационную информацию по меньшей мере одной подходящей малой соты в зоне действия одной из нескольких каскадно соединенных базовых станций малых сот для автономного переключения сот, и по меньшей мере одно условие для выполнения автономного переключения сот.The base station sets up the UE using the suitable small cell information, comprising identification information of at least one suitable small cell within the coverage area of one of the plurality of cascaded small cell base stations for autonomous cell switching, and at least one condition for performing autonomous switching hundred
Базовая станция настраивает по меньшей мере одну базовую станцию малой соты для маршрутизации данных одного или одного из нескольких устройств UE, при этом настройка включает в себя настройку:The base station configures at least one small cell base station to route data of one or one of the plurality of UEs, the configuration including:
- одного или нескольких идентификаторов каналов передачи, идентифицирующих один или несколько каналов передачи устройства UE;- one or more transmission channel identifiers identifying one or more transmission channels of the UE;
- информации об обработке при пересылке для каждого из одного или нескольких идентификаторов каналов передачи, при этом информация об обработке при пересылке содержит параметры качества обслуживания и/или информацию о приоритете и/или информацию о маршрутизации для маршрутизации пакетов данных нисходящего канала, принимаемых по беспроводному транспортному каналу, к устройству UE, а информация о маршрутизации содержит по меньшей мере один первый путь для маршрутизации пакетов данных нисходящего канала к устройству UE и по меньшей мере один альтернативный путь для маршрутизации пакетов данных нисходящего канала к устройству UE после автономного переключения сот устройством UE.- Forward processing information for each of one or more bearer identifiers, wherein the forward processing information comprises quality of service parameters and/or priority information and/or routing information for routing downlink data packets received over the wireless transport. channel to the UE, and the routing information comprises at least one first path for routing downlink data packets to the UE and at least one alternate path for routing downlink data packets to the UE after autonomous cell switching by the UE.
Базовая станция подтверждает переключение маршрута к базовой станции малой соты в ответ на прием информации по одному из альтернативных путей при переключении сот, выполненном устройством UE автономно.The base station confirms the route switching to the small cell base station in response to receiving information on one of the alternative paths in cell switching performed by the UE autonomously.
Подтверждение базовой станцией переключения маршрута к базовой станции малой соты содержит запрос на прекращение дублирования передачи пакетов данных по первому маршруту.The acknowledgment by the base station of the route switch to the base station of a small cell contains a request to stop duplicating the transmission of data packets along the first route.
Настройка по меньшей мере одной базовой станции малой соты для маршрутизации данных одного из устройств UE включает в себя сообщение одинаковой конфигурационной информации всем базовым станциям малых сот, имеющим канал доступа к базовой станции, для настройки базовых станций малых сот и для пересылки конфигурационной информации базовыми станциями малых сот другим базовым станциям малых сот, при этом предусмотрена защита целостности конфигурационной информации, что позволяет базовым станциям малых сот проверять целостность конфигурационных данных.Setting up at least one small cell base station for routing data of one of the UEs includes reporting the same configuration information to all small cell base stations having an access channel to the base station, for setting up the small cell base stations, and for forwarding the configuration information by the small cell base stations cells to other small cell base stations, and configuration information integrity protection is provided, which allows the small cell base stations to check the integrity of the configuration data.
Устройство UE для выполнения автономного переключения сот имеет беспроводной канал доступа к первой базовой станции малой соты, соединение RRC с базовой станцией макросоты, управляющей первой базовой станцией малой соты и устройством UE, принимает от базовой станции макросоты идентификационную информацию устройства UE и информацию о подходящей малой соте, содержащую идентификационную информацию по меньшей мере одной подходящей малой соты и по меньшей мере одно условие для выполнения автономного переключения сот.The UE device for performing autonomous cell switching has a wireless access channel to the first small cell base station, an RRC connection with the macro cell base station controlling the first small cell base station and the UE, receives from the macro cell base station UE device identification information and suitable small cell information , containing identification information of at least one suitable small cell and at least one condition for performing autonomous cell switching.
Устройство UE на основе результатов измерений характеристик сигналов, принятых от подходящей малой соты, и по меньшей мере одного условия для выполнения автономного переключения сот автономно принимает решение о переключении на подходящую малую соту и запрашивает ресурсы восходящего канала для передачи данных из подходящей малой соты с использованием идентификационной информации устройства UE.Based on the measurement results of signal characteristics received from the candidate small cell and at least one condition for performing autonomous cell switching, the UE autonomously decides to switch to the candidate small cell and requests uplink resources for data transmission from the candidate small cell using the identification UE device information.
Устройство UE автономно принимает решение о переключении сот без приема сообщения, инициирующего переключение на подходящую малую соту, и без информирования первой базовой станции малой соты о переключении сот. Устройство UE выполняет переключение сот, в то время как передача данных к первой базовой станции малой соты и/или от нее продолжается.The UE autonomously decides to switch cells without receiving a message triggering a switch to a suitable small cell and without informing the first base station of the small cell of the cell switch. The UE performs cell switching while data transmission to and/or from the first base station of the small cell is ongoing.
Устройство UE может быть выполнено так, что после успешного выполнения переключения сот оно информирует базовую станцию о переключении сот в RRC-сообщении, отправленном через переключенную малую соту, при этом переключение сот считается успешным после приема от малой соты, на которую выполнено переключение, разрешения на предоставление ресурса восходящего канала или пакета данных нисходящего канала.The UE may be configured such that, after successfully performing a cell switch, it informs the base station of the cell switch in an RRC message sent via the switched small cell, wherein the cell switch is considered successful after receiving from the switched small cell a permission to granting an uplink resource or a downlink data packet.
После приема от базовой станции информации о результатах измерений характеристик соседней соты, содержащей идентификационную информацию по меньшей мере одной соты, не управляемой базовой станцией, и при измерении (параллельном, но в действительности никогда не одновременном) характеристик принятых сигналов подходящих малых сот на основе идентификационной информации по меньшей мере одной подходящей малой соты для принятия решения о выполнении автономного переключения сот, устройство UE может выполнять измерения соседних сот в соответствии с информацией об измерении соседних сот.After receiving from the base station information about the measurement results of the characteristics of the neighboring cell containing the identification information of at least one cell not controlled by the base station, and when measuring (in parallel, but in fact never simultaneously) the characteristics of the received signals of suitable small cells based on the identification information at least one suitable small cell to decide whether to perform autonomous cell switching, the UE may perform neighbor cell measurements according to the neighbor cell measurement information.
Устройство UE может сообщать результаты измерений соседних сот базовой станции макросоты в соответствии с информацией о результатах измерений соседних сот независимо от автономного переключения сот.The UE may report the neighbor cell measurements to the base station of the macro cell according to the neighbor cell measurement information regardless of autonomous cell switching.
Базовая станция малой соты, управляемая базовой станцией, имеющей беспроводной транспортный канал с другой базовой станцией малой соты, управляемой базовой станцией, принимает от базовой станции макросоты идентификационную информацию устройства UE, содержащую:A small cell base station controlled by a base station having a wireless transport channel with another small cell base station controlled by the base station receives from the macro cell base station a UE device identification information comprising:
- идентификатор устройства UE, идентифицирующий устройство UE, которое в настоящее время не обслуживается базовой станцией малой соты;- a UE device identifier identifying a UE device that is not currently served by a small cell base station;
- один или несколько идентификаторов радиоканалов, однозначно идентифицирующих (в пределах подсети, управляемой базовой станцией) один или несколько радиоканалов идентифицированного устройства UE; и- one or more radio bearer identifiers uniquely identifying (within the subnet controlled by the base station) one or more radio bearers of the identified UE; And
- информацию об обработке при пересылке, связанную с идентификаторами одного или нескольких радиоканалов, при этом информация об обработке при пересылке содержит информацию о качестве обслуживания и/или информацию о приоритете и/или информацию о маршрутизации.forwarding processing information associated with identifiers of one or more radio bearers, wherein the forwarding processing information contains quality of service information and/or priority information and/or routing information.
Базовая станция малой соты: Small cell base station:
- принимает от устройства UE запрос ресурсов восходящего канала, содержащий идентификатор устройства UE;- receives from the UE an uplink resource request containing a UE device identifier;
- идентифицирует устройство UE на основе соответствующих идентификаторов устройства UE, полученных от устройства UE и от базовой станции макросоты; - identifies the UE device based on the respective UE device identifiers received from the UE device and from the base station of the macro cell;
- предоставляет ресурсы восходящего канала идентифицированному устройству UE без дополнительной связи с базовой станцией макросоты относительно этого устройства UE; и- provides uplink resources to the identified UE without additional communication with the macro cell base station with respect to this UE; And
- принимает пакет данных восходящего канала по радиоканалу от устройства UE, определяет идентификатор радиоканала, однозначно идентифицирующий радиоканал устройства UE, и пересылает этот пакет данных вместе с определенным идентификатором радиоканала к другой базовой станции малой соты по беспроводному транспортному каналу в соответствии с информацией об обработке при пересылке.- receives an uplink data packet over a radio channel from a UE, determines a radio bearer identifier uniquely identifying a radio bearer of a UE, and forwards this data packet along with the determined radio bearer identifier to another small cell base station over a wireless transport channel according to the forwarding processing information .
Базовая станция малой соты, управляемая базовой станцией, имеющей беспроводной транспортный канал (с другой базовой станцией) и имеющей беспроводные каналы доступа к по меньшей мере двум дополнительным базовым станциям малых сот, управляемым базовой станцией, принимает от базовой станции:A small cell base station controlled by a base station having a wireless transport channel (with another base station) and having wireless access channels to at least two additional small cell base stations controlled by the base station receives from the base station:
- один или несколько идентификаторов каналов передачи, каждый из которых идентифицирует один или несколько каналов передачи конкретного устройства UE,- one or more bearer identifiers, each of which identifies one or more bearers of a particular UE,
- информацию об обработке при пересылке, связанную с одним или несколькими идентифицированными каналами передачи, при этом информация об обработке при пересылке содержит информацию о качестве обслуживания и/или информацию о приоритете и/или информацию о маршрутизации для маршрутизации пакетов данных нисходящего канала, принимаемых по беспроводному транспортному каналу, к конкретному устройству UE, а информация о маршрутизации содержит по меньшей мере первый и второй путь для маршрутизации пакетов данных нисходящего канала к конкретному устройству UE.forwarding processing information associated with one or more identified transmission channels, wherein the forwarding processing information comprises quality of service information and/or priority information and/or routing information for routing downlink data packets received over the wireless transport channel to a specific UE, and the routing information comprises at least first and second paths for routing downlink data packets to a specific UE.
Базовая станция малой соты при передаче всех пакетов данных нисходящего канала, идентифицированных идентификатором канала, маршрут которых к конкретному устройству UE должен проходить по первому маршруту, содержащемуся в информации о маршрутизации, в ответ на прием по меньшей мере одного пакета данных восходящего канала от конкретного устройства UE на втором маршруте (канале доступа), содержащемся в информации о маршрутизации, начинает передавать все пакеты данных нисходящего канала, идентифицированные идентификатором канала, которые должны быть направлены к конкретному устройству UE, по второму маршруту.The small cell base station, when transmitting all downlink data packets identified by the channel ID, whose route to a specific UE is to follow the first route contained in the routing information, in response to receiving at least one uplink data packet from a specific UE on the second route (access channel) contained in the routing information, starts transmitting all downlink data packets identified by the channel ID to be directed to the specific UE on the second route.
Базовая станция малой соты может быть устроена так, что начало передачи всех пакетов данных нисходящего канала, идентифицированных идентификатором канала, которые должны быть направлены к конкретному устройству UE по второму маршруту, включает в себя передачу копий всех пакетов данных нисходящего канала, идентифицированных идентификатором канала, которые должны быть направлены к конкретному устройству UE, также и по первому маршруту, содержащемуся в информации о маршрутизации.The small cell base station may be arranged such that the start of transmission of all downlink data packets identified by the channel identifier to be directed to a particular UE via the second route includes transmission of copies of all downlink data packets identified by the channel identifier, which are should be directed to a specific UE, also on the first route contained in the routing information.
Базовая станция малой соты останавливает передачу копий всех пакетов данных нисходящего канала, идентифицированных идентификатором канала, которые должны быть направлены к конкретному устройству UE по первому маршруту, содержащемуся в информации о маршрутизации, после приема подтверждающего сообщения от базовой станции макросоты по беспроводному транспортному каналу с подтверждением переключения маршрута.The small cell base station stops transmitting copies of all downlink data packets identified by the channel ID to be directed to a specific UE via the first route contained in the routing information after receiving an acknowledgment message from the macro cell base station over the handover-acknowledge wireless transport channel route.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18175531.5 | 2018-06-01 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2023105095A Division RU2023105095A (en) | 2018-06-01 | 2019-05-28 | MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD WITH IMPROVED MOBILITY |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020139090A RU2020139090A (en) | 2022-07-12 |
RU2793108C2 true RU2793108C2 (en) | 2023-03-29 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2836011A1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-11 | Alcatel Lucent | Apparatuses, Methods and Computer Programs for Base Station Transceivers and for a Mobile Transceiver Relating to Change of Payload Data Reception |
WO2015065010A1 (en) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | Lg Electronics Inc. | Method and apparatus for performing dual connectivity in heterogeneous network |
EP2879440A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-03 | NTT Docomo, Inc. | Macro-cell assisted small cell discovery and resource activation |
RU2606061C2 (en) * | 2011-08-25 | 2017-01-10 | Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) | Initiation threshold adaptation for cell reselection measurements |
EP3125640A1 (en) * | 2014-03-28 | 2017-02-01 | Fujitsu Limited | Bear management device and method and communication system |
WO2017028808A1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | Mediatek Inc. | A method of high-efficiency connected mode cell reselection |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606061C2 (en) * | 2011-08-25 | 2017-01-10 | Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) | Initiation threshold adaptation for cell reselection measurements |
EP2836011A1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-11 | Alcatel Lucent | Apparatuses, Methods and Computer Programs for Base Station Transceivers and for a Mobile Transceiver Relating to Change of Payload Data Reception |
WO2015065010A1 (en) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | Lg Electronics Inc. | Method and apparatus for performing dual connectivity in heterogeneous network |
EP2879440A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-03 | NTT Docomo, Inc. | Macro-cell assisted small cell discovery and resource activation |
EP3125640A1 (en) * | 2014-03-28 | 2017-02-01 | Fujitsu Limited | Bear management device and method and communication system |
WO2017028808A1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | Mediatek Inc. | A method of high-efficiency connected mode cell reselection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11849357B2 (en) | Integrated access and backhaul mobility | |
US11871465B2 (en) | Method and apparatus for establishing sidelink radio bearer for UE-to-UE relay communication in a wireless communication system | |
JP7000449B2 (en) | Methods and equipment for indicating the type of bearer used for the next message in a wireless communication system | |
US20220141904A1 (en) | A Master Node, a Secondary Node, a User Equipment and Methods Therein for Handling of a Secondary Cell Group (SCG) | |
US9173147B2 (en) | Communicating data using a local wireless access network node | |
US9622286B2 (en) | Reduced radio resource control connectivity | |
CN113938982A (en) | Method and apparatus for sidelink data radio bearer establishment in a wireless communication system | |
US11516878B2 (en) | Method and apparatus for releasing sidelink radio bearer in a wireless communication system | |
KR20110123662A (en) | Method and apparatus for performing handover | |
US11582818B2 (en) | Method and apparatus for forwarding sidelink user equipment (UE) capability information in a wireless communication system | |
US20210409936A1 (en) | Method and apparatus for relay reporting sidelink user equipment (ue) capability information in a wireless communication system | |
JP2023554677A (en) | Fault monitoring and recovery mechanism for SL relays | |
US20210409937A1 (en) | Method and apparatus for user equipment (ue) reporting sidelink ue capability information in a wireless communication system | |
US20240015619A1 (en) | Method and apparatus for supporting inter-gnb direct-to-indirect path switching for ue-to-nw relay communication in a wireless communication system | |
US11564208B1 (en) | Method and apparatus for radio resource allocation to support UE-to-network relaying in a wireless communication system | |
RU2793108C2 (en) | Integrated mobility in access network and in transport network | |
CN109804708B (en) | Method for controlling communication, wireless communication device, access point and wireless communication system | |
CN116406024A (en) | Method and apparatus for connecting with another remote user equipment via a relay user equipment | |
CN113557699A (en) | Communication device, infrastructure equipment, core network equipment and method | |
US20230217346A1 (en) | Method and apparatus for a relay ue supporting connection with another remote ue in a wireless communication system | |
WO2021251210A1 (en) | Communication system, communication terminal, and management device | |
CN116896774A (en) | Method and apparatus for relay user equipment to support connection with another remote user equipment in wireless communication system |