СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2013 года по МПК H04W36/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе мобильной связи.

Уровень техники

Конфигурация системы мобильной связи схемы LTE (Release.8), стандартизированной консорциумом 3GPP, такова, что, как показано на фиг.6, при выполнении операции хэндовера мобильной станции UE от базовой радиостанции eNB#1 к базовой радиостанции eNB#2 сигналы управления, используемые в операции хэндовера, передаются и принимаются между базовой радиостанцией eNB#1 и базовой радиостанцией eNB#2 через канал Х2, установленный между базовой радиостанцией eNB#1 и базовой радиостанцией eNB#2.

Как показано на фиг.6, базовая радиостанция eNB#1 и базовая радиостанция eNB#2 в качестве функциональных модулей канала Х2, выполненных с возможностью установления канала Х2, включают функциональный модуль сетевого уровня 1 (NW L1), функциональный модуль сетевого уровня 2 (NW L2), функциональный модуль IP-уровня (Internet Protocol, протокол Интернета) и функциональный модуль SCTP-уровня (Stream Control Transmission Protocol, протокол передачи с управлением потоком).

В системе мобильной связи LTE-Advanced, которая является следующим поколением схемы LTE, соединение между мобильной станцией UE и базовой радиостанцией eNB могут устанавливать ретрансляционные узлы (RN, Relay Node), включающие те же функциональные узлы, что и базовая радиостанция eNB.

Однако обычная система мобильной связи имеет недостаток, состоящий в отсутствии правил выполнения операций хэндовера мобильной станции UE при наличии соединений с ретрансляционными узлами RN.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка. Целью настоящего изобретения является реализация системы мобильной связи с возможностью хэндовера мобильной станции даже при наличии соединений с ретрансляционными узлами.

Первый аспект настоящего изобретения состоит в том, что система мобильной связи, ретрансляционный узел и базовая радиостанция соединены через радиоканал, мобильная станция выполнена с возможностью осуществления операции хэндовера между состоянием, в котором радиоканал установлен с ретрансляционным узлом для осуществления связи через ретрансляционный узел и базовую радиостанцию, и состоянием, в котором радиоканал установлен с базовой радиостанцией для осуществления связи через базовую радиостанцию, при этом мобильная станция выполнена таким образом, что в ходе операции хэндовера сигналы управления, используемые в операции хэндовера, передаются и принимаются через радиоканал между ретрансляционным узлом и базовой радиостанцией.

В первом аспекте настоящего изобретения ретрансляционный узел и базовая радиостанция в качестве функционального модуля уровня, верхнего по отношению к функциональному модулю, выполненному с возможностью установления радиоканала, включают функциональный модуль, выполненный с возможностью осуществления операций поддержания активности радиоканала.

В первом аспекте настоящего изобретения ретрансляционный узел и базовая радиостанция в качестве функционального модуля уровня, верхнего по отношению к функциональному модулю, выполненному с возможностью установления радиоканала, включают функциональный модуль первого уровня, выполненный с возможностью осуществления операций защиты информации между ретрансляционным узлом и базовой радиостанцией, а в качестве функционального модуля уровня, верхнего по отношению к функциональному модулю первого уровня, включают функциональный модуль второго уровня, выполненный с возможностью осуществления операций поддержания активности радиоканала.

Как указано выше, настоящее изобретение позволяет реализовать систему мобильной связи с возможностью хэндовера мобильной станции даже при наличии соединений с ретрансляционными узлами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схему обобщенной конфигурации системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой схему стека протоколов системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой схему стека протоколов системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой схему стека протоколов системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой диаграмму последовательности операций, иллюстрирующую функционирование системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет собой схему стека протоколов используемой в настоящее время системы мобильной связи.

Осуществление изобретения

Система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Далее со ссылкой на фиг.1-5 описывается система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Предлагаемая в настоящем изобретении система мобильной связи, как показано на фиг.1, является системой мобильной связи LTE-Advanced, включающей, например, коммутационный центр ММЕ (Mobility Management Entity, узел управления мобильностью) мобильной связи, ретрансляционные узлы RN1-RN4, базовую радиостанцию DeNB1 (Donor eNB, исходная eNB), соединенную с ретрансляционным узлом RN1, базовую радиостанцию DeNB2, соединенную с ретрансляционными узлами RN2 и RN3, и базовую радиостанцию eNB1.

В рассматриваемом варианте осуществления базовая радиостанция DeNB1 и базовая радиостанция DeNB2 соединены через интерфейс Х2-С, а базовая радиостанция DeNB2 и базовая радиостанция eNB1 также соединены через интерфейс Х2-С.

Кроме того, базовая радиостанция DeNB1, базовая радиостанция DeNB2 и базовая радиостанция eNB1, соответственно, соединены с коммутационным центром ММЕ мобильной связи через интерфейсы S1-MME.

В такой системе мобильной связи мобильная станция UE выполнена с возможностью установления радиоканала между базовыми радиостанциями eNB (DeNB) и ретрансляционными узлами RN с целью осуществления радиосвязи.

Кроме того, в такой системе мобильной связи мобильная станция UE выполнена с возможностью осуществления операции хэндовера между состоянием, в котором радиоканал установлен с ретрансляционным узлом RN2 для осуществления связи через ретрансляционный узел RN2 и базовую радиостанцию DeNB2, и состоянием, в котором радиоканал установлен с базовой радиостанцией DeNB2 для осуществления связи через базовую радиостанцию DeNB2, что на фиг.1 показано обозначением (1).

Для такой операции хэндовера к тому же предусмотрена возможность передачи и приема сигналов управления (сигналов Х2АР), используемых в операции хэндовера, через радиоканал Х2-С (радиоканал) между ретрансляционным узлом RN2 и базовой радиостанцией DeNB2.

Например, как показано на фиг.2-4, ретрансляционный узел RN2 и базовая радиостанция DeNB2 в качестве функциональных модулей радиоканала Х2-С, выполненных с возможностью установления радиоканала Х2-С, включают: функциональный модуль физического (PHY) уровня; функциональный модуль МАС-уровня (Media Access Control, управление доступом к среде передачи), являющийся функциональным модулем верхнего уровня для функционального модуля физического уровня; функциональный модуль RLC-уровня (Radio Link Control, управление каналом радиосвязи), являющийся функциональным модулем верхнего уровня для функционального модуля МАС-уровня; и функциональный модуль PDCP-уровня (Packet Data Convergence Protocol, протокол сведения пакетных данных), являющийся функциональным модулем верхнего уровня для функционального модуля RLC-уровня.

При этом ретрансляционный узел RN2 и базовая радиостанция DeNB2 в качестве функционального модуля уровня, верхнего по отношению к функциональному модулю PDCP-уровня, могут включать функциональный модуль RRC-уровня (Radio Resource Control, управление радиоресурсами).

Кроме того, как показано на фиг.2, ретрансляционный узел RN2 и базовая радиостанция DeNB2 в качестве функционального модуля уровня, верхнего по отношению к функциональным модулям радиоканала Х2-С, могут включать функциональный модуль IP-уровня (функциональный модуль первого уровня), выполненный с возможностью осуществления операций обеспечения защиты информации между ретрансляционным узлом RN2 и базовой радиостанцией DeNB2, а также могут включать функциональный модуль SCTP-уровня (функциональный модуль второго уровня), выполненный с возможностью осуществления операций поддержания активности радиоканала Х2-С, являющийся функциональным модулем верхнего уровня для функционального модуля IP-уровня.

В качестве варианта, как показано на фиг.3, ретрансляционный узел RN2 и базовая радиостанция DeNB2 могут включать функциональный модуль SCTP-уровня, выполненный с возможностью осуществления операций поддержания активности радиоканала Х2-С, являющийся функциональным модулем верхнего уровня для функционального модуля радиоканала Х2-С. В примере, представленном на фиг.3, ретрансляционный узел RN2 и базовая радиостанция DeNB2 не включают функциональный модуль IP-уровня, выполненный с возможностью осуществления операций обеспечения защиты информации между ретрансляционным узлом RN2 и базовой радиостанцией DeNB2.

Кроме того, как показано на фиг.4, ретрансляционный узел RN2 и базовая радиостанция DeNB2 не обязательно должны содержать в качестве функционального модуля уровня, верхнего по отношению к функциональному модулю радиоканала Х2-С, функциональный модуль SCTP-уровня, выполненный с возможностью осуществления операций поддержания активности радиоканала Х2-С, и функциональный модуль IP-уровня, выполненный с возможностью осуществления операций обеспечения защиты информации между ретрансляционным узлом RN2 и базовой радиостанцией DeNB2.

Далее со ссылкой на фиг.5 описывается функционирование системы мобильной связи в соответствии с данным вариантом осуществления; при этом мобильная станция UE переходит из состояния, в котором радиоканал был установлен с ретрансляционным узлом RN2 для осуществления связи через ретрансляционный узел RN2 и базовую радиостанцию DeNB2, в состояние, в котором радиоканал установлен с базовой радиостанцией DeNB2 для осуществления связи через базовую радиостанцию DeNB2.

Как показано на фиг.5, ретрансляционный узел RN2 на шаге S1000 хранит контекст мобильной станции UE (UE Context) и на шаге S1001 передает в базовую радиостанцию DeNB2 через радиоканал Х2-С сообщение «НО Request» (сигнал запроса хэндовера) с целью запроса хэндовера мобильной станции UE *от ретрансляционного узла RN2 к базовой радиостанции DeNB2.

Приняв сообщение «НО Request», базовая радиостанция DeNB2 на шаге S1002 сохраняет контекст мобильной станции UE и на шаге S1003 передает в ретрансляционный узел RN2 через радиоканал Х2-С сообщение «НО Request Ack» (сигнал подтверждения запроса хэндовера).

На шаге S1004 ретрансляционный узел RN2 передает в мобильную станцию UE посредством функционального модуля RRC-уровня сообщение «НО Command» (сигнал команды хэндовера), отдавая тем самым команду на выполнение хэндовера к базовой радиостанции DeNB2.

На шаге S1005 мобильная станция UE передает в базовую радиостанцию DeNB2 посредством функционального модуля RRC-уровня сообщение «НО Complete» (сигнал завершения хэндовера).

На шаге S1006 базовая радиостанция DeNB2 передает в коммутационный центр ММЕ мобильной связи через интерфейс S1-MME сообщение «Path Switch Request» (сигнал запроса переключения маршрута).

На шаге 81007 коммутационный центр ММЕ мобильной связи передает в базовую радиостанцию DeNB2 через интерфейс S1-MME сообщение «Path Switch Request Ack» (сигнал подтверждения запроса переключения маршрута), а также меняет пункт назначения для сигнала, адресованного в мобильную станцию UE, с ретрансляционного узла RN2 на базовую радиостанцию DeNB2.

На шаге S1008 базовая радиостанция DeNB2 передает в ретрансляционный узел RN2 через радиоканал Х2-С сообщение «UE Context Release», a ретрансляционный узел RN2 в ответ прекращает хранение контекста мобильной станции UE.

Ретрансляционный узел RN2 и базовую радиостанцию DeNB2 на фиг.5 можно поменять местами.

Система мобильной связи данного варианта осуществления дает возможность выполнять операцию хэндовера, затрагивающую ретрансляционные узлы RN, без существенной модификации стека протоколов всех устройств, используемых в системе мобильной связи LTE.

Кроме того, в системе мобильной связи данного варианта осуществления в ходе операции хэндовера мобильной станцией UE нет необходимости устанавливать радиоканал Х2-С между базовой радиостанцией DeNB2 и ретрансляционным узлом RN2, и, соответственно, операция хэндовера может быть выполнена быстро.

Функции вышеописанной мобильной станции UE, ретрансляционного узла RN, базовой радиостанции eNB и коммутационного центра ММЕ мобильной связи могут быть реализованы посредством аппаратных средств, программного модуля, выполняемого процессором, либо сочетания указанных средств.

Указанный программный модуль может находиться на носителе информации любого типа, например, в оперативном запоминающем устройстве (Random Access Memory, RAM), во флэш-памяти, в постоянном запоминающем устройстве (Read Only Memory, ROM), в постоянном стираемом запоминающем устройстве (Erasable Programmable ROM, EPROM), в электрически программируемом стираемом постоянном запоминающем устройстве (Electronically Erasable and Programmable ROM, EEPROM), в регистре, на жестком диске, на съемном диске или на компакт-диске (CD-ROM).

Носитель информации соединяют с процессором так, чтобы процессор мог считывать информацию с носителя информации и записывать информацию на носитель информации. Носитель информации может также быть встроен в процессор либо совместно с процессором выполнен в составе специализированной интегральной схемы (ASIC, Application-Specific Integrated Circuit), которая может быть предусмотрена в мобильной станции UE, в ретрансляционном узле RN, в базовой радиостанции eNB и в коммутационном центре ММЕ мобильной связи. Кроме того, носитель информации и процессор могут быть предусмотрены в мобильной станции UE, в ретрансляционном узле RN, в базовой радиостанции eNB и в коммутационном центре ММЕ мобильной связи как самостоятельные компоненты.

Хотя настоящее изобретение подробно описано здесь с использованием вышеприведенных вариантов осуществления, для специалиста в данной области должно быть очевидно, что настоящее изобретение не может быть ограничено вариантом осуществления, приведенным в данном описании. Настоящее изобретение может быть осуществлено в модифицированном или измененном виде без выхода за пределы сущности и объема настоящего изобретения, определяемых формулой изобретения. Тем самым все описание настоящего изобретения носит иллюстративный характер и не имеет целью какое-либо ограничение настоящего изобретения.

Изобретение относится к мобильной связи. Ретрансляционный узел и базовая радиостанция соединены через радиоканал; мобильная станция выполнена с возможностью осуществления операции хэндовера между состоянием, в котором радиоканал установлен с ретрансляционным узлом для осуществления связи через ретрансляционный узел и базовую радиостанцию, и состоянием, в котором радиоканал установлен с базовой радиостанцией для осуществления связи через базовую радиостанцию. В ходе операции хэндовера сигналы управления, используемые в операции хэндовера, передаются и принимаются через радиоканал между ретрансляционным узлом и базовой радиостанцией. Технический результат заключается в обеспечении возможности хэндовера при наличии соединений мобильной станции с ретрансляционными узлами. 6 ил.

Способ выполнения хэндовера, в котором, когда ретрансляционный узел и базовая радиостанция соединены через первый радиоканал, мобильная станция переключается между состоянием, в котором второй радиоканал установлен между мобильной станцией и ретрансляционным узлом для осуществления связи через ретрансляционный узел и базовую радиостанцию, и состоянием, в котором третий радиоканал установлен между мобильной станцией и базовой радиостанцией для осуществления связи через базовую радиостанцию, содержащий:
шаг, на котором ретрансляционный узел передает в базовую радиостанцию сигнал запроса хэндовера уровня прикладного протокола интерфейса Х2 (Х2АР) через первый радиоканал;
шаг, на котором после приема сигнала запроса хэндовера уровня Х2АР базовая радиостанция передает в ретрансляционный узел сигнал подтверждения запроса хэндовера уровня Х2АР через первый радиоканал;
и шаг, на котором после приема сигнала подтверждения запроса хэндовера уровня Х2АР ретрансляционный узел передает в мобильную станцию сигнал команды хэндовера уровня управления радиоресурсами (RRC), отдавая команду на выполнение хэндовера к базовой радиостанции, через второй радиоканал.