用于LTE‑WLAN聚合的动态PDCP状态报告轮询的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请根据35u.s.c.§119要求2015年8月27日递交的，申请号为62/210,628，标题为“methodfordynamicpdcpstatusreportpolling”的美国临时申请案的优先权，在此合并参考该申请案的内容。

本公开实施例通常涉及无线通信，以及，更特别地，涉及用于长期演进(lte)-无线局域网(wlan)聚合的动态pdcp状态报告轮询(polling)。

背景技术：

移动数据应用近年来获得指数级增长。长期演进(long-termevolution，lte)系统由于其简化的网络架构，提供高峰值(highpeak)数据速率，低延迟，增加的系统容量，以及低操作成本。在lte系统中，演进通用陆地无线接入网络(evolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork，e-utran)包括多个基站，如与多个移动台进行通信的演进型节点b(evolvednode-b，enb)，该移动台可称为用户设备(userequipment，ue)。然而，对数据流量(datatraffic)的持续增长的需求需要其它的解决方案。lte网络与未授权频谱(unlicensedspectrum)wlan之间的交互(interworking)给运营商(operator)提供额外的带宽。

lte和wlan的交互的当前方案受到各种限制，该限制牵制了lte-wlan交互的好处。例如，核心网络方案(如接入网络发现和选择功能(accessnetworkdiscoveryandselectionfunction，andsf))给实现运营商策略、提供用户专用服务(subscriberspecificservice)，以及使能不同种类的wlan部署(如受信赖(trusted)wlan和不受信赖(non-trusted)wlan)提供了充分支持。然而，核心网络方案因显著的性能缺陷受到限制。这些方案无法对动态改变的无线状况作出反应，也不允许在lte和wlan接入上的ip流(ipflows)的聚合。这些限制中的一些已在3gpp/wlan交互(iwk)协助的ran上的3gpp中有提及。虽然iwk特征协助的ran可提升体验质量(qualityofexperience，qoe)和网络利用率(networkutilization)，但也受到无法聚合ip流以及无法支持pdn级(pdnlevel)上的受限流量粒度(limitedtrafficgranularity)的限制。

一种可更充分地获得lte-wlan交互的好处的潜在方案是通过整合lte和wlan系统的协议栈来允许lte-wlan聚合(lte-wlanaggregation，lwa)。lte-wlan聚合(lwa)在无线接入网络上提供数据聚合，其中，enb对要提供在lte和wi-fi无线链路上的封包(packets)进行调度。这种方案的优势在于lwa可在两种链路上都提供更好的控制和资源利用率。通过更好地管理用户之间的无线资源，lwa可增大所有用户的总吞吐量(aggregatethroughput)，并增加总系统容量。lwa借用现有的双连接(dualconnectivity，duco)的概念，以让wlan网络传送到核心网络(corenetwork，cn)，用于减小cn负载(load)并支持封包级(packetlevel)的卸载(offload)。在这种架构下，enb可动态地调度协议数据单元(pdu)通过lte或wlan传送，以提升用户感知吞吐量(ueperceivedthroughput，upt)。因此，调度器负责决定多少封包(或流量分配比(trafficdispatchingratio))传送到lte/wlan适当。

当pdu传送给wlan链路时，根据duco的cp/up接口在lwa的情况下不存在，且enb不能获悉回传延迟信息(backhauldelayinformation)和wlan的pdcppdu传递状态。如果wlan端不支持反馈或流控制，则enb会使用pdcp状态报告或lwa状态报告在pdcp层的空中接口(airinterface)上触发来自ue的状态报告。需要寻求一种动态的状态报告轮询的解决方案，以增强lwa调度效率。

技术实现要素：

lwa(lte/wlan聚合)是无线级别上的紧密集成，其允许跨wlan和lte的实时信道和负载感知无线电资源管理，以提供显著的容量和体验质量(qoe)改进。当启用lwa时，数据包(packet)作为ltepdu被路由到用于执行pdcp功能的基站(enb)。之后，enb可以调度该pdu在lte链路上或wlan链路上传送。enb能够获得关于wlan链路的实时pdcp和lwa状态或者从ue获得pdcp层性能反馈。因此，enb能够相应地调整pdcp参数设置和lwa调度。

根据新颖方面，为了促进lwapdcp设置/调度，提供动态pdcp状态报告轮询的方法被提出。为了提高调度效率，发送端(可以是来自dl的enb或者用于ul的ue)能够针对lwa行为动态地轮询pdcp状态报告。该轮询可以是由独立的pdcp控制pdu完成的或者使用pdcp数据pdu中的保留位。用于pdcp状态轮询的触发条件包括：没有轮询时间的pdcp超过第一阈值，没有轮询字节的pdcp超过第二阈值，没有轮询pdu数量的pdcp超过第三阈值，数据缓冲区是空的，以及当lwa被禁用(isdeactivated)时。

在一实施例中，ue从无线网络中的基站接收无线资源控制(rrc)信令消息，该rrc信令消息包括lwa配置。ue连接到如lwa配置中所指示的支持lwa的ap。ue还从基站接收针对pdcp状态的轮询配置。pdcp轮询配置和lwa配置可以是从或者不从相同的rrc信令消息来接收的。ue与基站交换包含轮询位(pollingbit)的pdcppdu，该轮询位指示pdcp状态轮询被触发。最后，ue基于轮询配置与基站交换pdcp状态报告。

在另一实施例中，基站向无线网络中的ue发送包括lwa配置的rrc信令消息。ue连接到如lwa配置中所指示的支持lwa的ap。基站还向ue发送针对pdcp状态的轮询配置。pdcp轮询配置和lwa配置可以或可以在相同的rrc信令消息内被传送。基站与ue交换包含轮询位的pdcppdu，该轮询位指示pdcp状态轮询被触发。最后，基站基于轮询配置与ue交换pdcp状态报告。

在下面的详细描述中描述其它实施例和优点。本发明内容不意图限定本发明。本发明由权利要求限定。

附图说明

附图阐述了本发明实施例，其中，相同的标号表示相同的元件。

图1根据本发明实施例示出了一种具有lte-wan聚合(lwa)的无线网络的系统示意图。

图2根据本发明实施例示出了支持lwa的网络实体的简化框图。

图3根据本发明实施例示出了用于lwa的动态pdcp状态报告轮询的一实施例。

图4针对用于lwa的动态pdcp状态报告轮询示出了使用单独的(standalone)pdcp控制pdu和pdcp数据pdu的示例。

图5示出了配置下行链路和上行链路lwa的pdcp状态报告的流程图。

图6示出了提供下行链路和上行链路lwa的pdcp状态报告的流程图。

图7示出了lwa的pdcp状态报告格式的第一示例。

图8示出了lwa的pdcp状态报告格式的第二示例。

图9是从ue角度根据一新颖方面的lwa的动态pdcp状态报告轮询的方法的流程图。

图10是从enb角度根据一新颖方面的lwa的动态pdcp状态报告轮询方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的一些实施例，实施例的示例在附图中示出。

图1根据本发明实施例示出了一种具有lte-wlan聚合(lwa)的无线网络100的系统示意图。无线网络100包括基站enb101、接入点ap102以及用户设备ue103，基站enb101通过演进通用陆地无线接入网路(e-urtran)提供lte蜂窝无线接入，接入点ap102通过无线局域网(wlan)提供wi-fi无线接入。lte-wlan聚合(lwa)是无线级(radiolevel)上的紧密集成，其容许跨lte和wlan的实时信道和负载感知无线资源管理(load-awareradioresourcemanagement)，以提供显著的容量和体验质量(qoe)改进。当启用(enable)lwa时，s1-u接口终止在enb101处，从而，所有的ip数据包被路由到enb101，且作为ltepdu进行pdcp层操作。然后，enb101可调度ltepdu应去lwa-lte链路110还是lwa-wi-fi链路120。lwa借用现有的双连接(duco)的概念，允许wlan网络被传送到核心网络(corenetwork，cn)，以降低核心网络(cn)负载并支持封包级(packetlevel)的卸载。

在图1的示例中，ip数据包通过s1-u接口在服务网关和enb101之间传送(carry)。能够进行lwa的(lwacapable)enb101执行遗留(legacy)pdcp层操作，如加密和报头压缩(cipheringandheadercompressio，rohc)。此外，能够进行lwa的enb101负责聚合lte和wlan空中接口上的数据流。举例来说，能够进行lwa的enb101的pdcp实体(entity)对从服务网关处接收到的lwa数据包进行流量分离(trafficsplitting)、层控制(floorcontrol)以及新pdcp报头处理(headerhandling)。在下行链路中，enb101可将一些pdcppdu调度到lte接入上，以及将剩余的pdcppdu调度到wlan接入上。能够进行lwa的ue103的pdcp实体将在lte和wlan空中接口上接收到的pdcppdu进行缓冲，并执行适当的功能，如流量合并和重排序(trafficconvergingandreordering)、新pdcp报头处理以及遗留pdcp操作。对上行链路来说，也需要类似的功能。

当enb101将数据包调度到lte链路110时，基于所配置的序列号(serialnumber，sn)长度，对应的pdcp报头作为正式的用户数据结构添加，然后将pdcppdu发送给无线链路控制(rlc)实体。或者，当enb101将数据包调度到wlan链路120以便在wi-fi无线上传送时，pdcp实体将将该封包封装为ieee802帧格式，并通过用户面(userplane)接口将该帧最终传送到wlanap102。在此架构下，enb可动态调度pdu通过lte或wlan传送，以提高ue感知吞吐量(ueperceivedthroughput，upt)。因此，该调度负责决定多少数据包(或流量分配比)传送到lte/wlan才适当。enb可基于各自的信道条件或负载进行上述调度，其中，不同的调度算法对upt的影响很大。

根据一新颖性方面，为了促进lwapdcp设置/调度，提出一种提供动态pdcp状态报告轮询的方法，如130所示。当lwa在运行时，ue103被请求提供pdcp层性能结果，以及，enb101在有需要时调整pdcp设置/调度。为了提高调度效率，发送端(可以是enb或ue)能够针对lwa行为动态地轮询pdcp状态报告。该轮询可以由单独的pdcp控制pdu完成，或者使用pdcp数据pdu中的保留位(reservedbit)。

pdcp状态报告包括：最先丢失的pdcp序列号(firstmissingpdcpsn，fms)、接收到的pdcp服务数据单元的位图(bitmapofreceivedpdcpsdus)。lwa状态报告包括：最先丢失的pdcp序列号(fms)、丢失的pdu的数量(numberofmissingpdus，nmp)以及在wlan上的最高接收序列号(highestreceivedsnonwlan，hrw)。传递重排序(reordering)窗口的状态的pdcp状态报告的一些形式是需要的，从而避免意外的窗外丢弃(out-of-windowdrop)。例如，pdcp不会将连续的pdcpsdu的一半以上的pdcpsn空间与pdcpsn相关联。此外，wi-fi不具有与使用rlcam的lte相同的arq机制。除非enb-ap接口是可用的，否则通过wi-fi的dl数据的传送状态是不会被知道的。传送接收窗口的状态的报告的一些形式也是需要的。例如，最先丢失的pdcpsn<->重排序窗口的开始。

图2是enb201、wi-fiap202和ue203的简化方块示意图。ue203具有射频(radiofrequency，rf)收发模块213，与天线216耦接，从天线216接收rf信号，将rf信号转换为基带信号并将基带信号发送给处理器212。rf收发器213还对从处理器212接收到的基带信号进行转换，将基带信号转换为rf信号，并发送给天线216。处理器212对接收到的基带信号进行处理，并调用不同的功能模块来执行ue203中的功能。存储器211存储程序指令和数据214，以及缓冲区(buffer)217，以控制ue203的操作。

ue203还包括多个功能模块和电路，以根据本发明实施例执行不同的任务。ue203包括pdcp接收器(pdcpreceiver)221、pdcp重排序处理器(pdcpreorderinghandler)222、pdcp重排序定时器(pdcpreorderingtimer)223、lwa配置模块224、测量模块(measurementmodule)225以及收集/反馈模块(collector/feedbackmodule)226。pdcp接收器221从较低层(lowerlayer)接收一个或多个pdcp协议数据单元(protocoldataunit，pdu)。根据检测到的pdcp间隙状况(gapcondition)，pdcp重排序模块222进行基于定时器的(timer-based)pdcp重排序过程。当检测到pdcp间隙存在状况并检测到没有重排序定时器运行时，pdcp重排序定时器223启动重排序计时器。lwa配置224将从网络侧接收到的lwa配置进行配置，以用于测量和pdcp状态报告(周期性地或轮询)。测量模块225对目标pdu进行测量。收集/反馈模块226将测量结果和所收集到的pdcp状态报告给服务基站。

类似地，图2显示了enb201的示例性方块示意图。enb201具有rf收发模块233，与天线236耦接，从天线236接收rf信号，将rf信号转换为基带信号并将基带信号发送给处理器232。rf收发模块233还对从处理器232接收到的基带信号进行转换，将基带信号转换为rf信号，并发送给天线236。处理器232对接收到的基带信号进行处理，并调用不同的功能模块来执行enb201中的功能。存储器233存储程序指令和数据234，以控制enb201的操作。协议栈(protocolstack)235根据本发明实施例执行增强的协议栈任务。

图2还根据本发明实施例示出了在无线链路级上进行数据聚合的ue203和wlanap202，ue203是支持lwa的且连接至enb201。ue203与enb201连接。ue203还选择wlanap202进行数据聚合。在协议栈235中，enb201具有物理层(phylayer)、媒体存取控制层(maclayer)、无线链路控制层(rlclayer)、调度器(scheduler)和pdcp层(pdcplayer)。为了支持lwa，enb201还具有pdcp-wlan适配层(pdcp-wlanadapter)240，将通过phy的lte数据流量和wlanap202的wlan数据流量进行聚合。wlanap202具有wlanphy层(wlanphylayer)和wlanmac层(wlanmaclayer)。wlanap202连接至wlan网络，并能够在ue203连接至enb201和ap202这两者时卸载(offload)来自lte网络的数据流量。

ue203是支持lwa的。ue203具有连接至lteenb201的phy层、mac层和rlc层。ue203还具有连接至wlanap202的wlanphy层和wlanmac层。wlan-pdcp适配层250对来自lte和wlan的分离承载(splitbearer)进行处理。ue203还具有pdcp层实体(entity)。ue203将enb201和ap202的数据流量进行聚合。wlanap202的wlanphy通过wlan接口与ue203的wlanphy连接。lteenb201的phy层通过uu接口与ue203的phy层连接。对lwa来说，lte数据流量和wlan数据流量这两者均在ue203的pdcp层上聚合。enb上的pdcp-wlan适配层240和ue上的wlan-pdcp适配层250被提出来促进下行链路中利用wlan帧的ltepdcppdu的传送。类似的适配层被提出来用于利用wlan帧的pdcppdu的上行链路传送。

图3根据本发明实施例示出了用于lwa的动态pdcp状态报告轮询的一实施例。在步骤311中，ue302向enb301指示包括其mac地址的lwa支持。ue302还指示pdcp状态轮询是否被支持。在步骤312中，enb301激活(activate)lwa并配置关于另一个支持lwa的ap的移动设置(mobilityset)、lwa承载(lwabearer)和安全密钥(securitykey)，使得ue302能够与合适的ap进行wlan关联和认证。在该步骤中，若被ue302支持，则enb301还提供pdcp状态轮询配置。该pdcp状态轮询配置包括轮询报告类型(用于dllwapdcp状态)和轮询条件设置(用于ullwapdcp状态)。

在步骤313中，来自enb301的pdcp数据pdu在lte和wlan上发送给ue302，ue302执行测量并收集pdcp状态和lwa状态。在步骤321中，enb301确定轮询条件是否被满足。例如，pdcp状态轮询由以下的至少一个触发：没有轮询时间的pdcp超过第一阈值(t_pdcp_without_poll)、没有轮询字节的pdcp超过第二阈值(b_pdcp_without_poll)，没有轮询pdu数量的pdcp超过第三阈值(n_pdcp_without_poll)、数据缓冲区为空，以及，当lwa去激活(deactivated)时。如果是，则在步骤322中，enb301向ue302发送pdcp轮询指示符(indicator)以轮询来自ue302的pdcp状态。轮询指示符可以由单独的(standalone)pdcp控制pdu完成或使用pdcp数据pdu中的保留位。在步骤323中，ue302基于pdcp和lwa状态配置来准备pdcp状态报告。在步骤324中，ue302向enb301发送pdcp和lwa状态报告pdu。在步骤331中，enb301基于已接收到的pdcp状态报告来执行被更新的流控制(flowcontrol)。在步骤332中，基于已更新的调度，来自的enb301的pdcp数据pdu在lte和wlan上被发送至ue302。

图4针对lwa的动态pdcp状态报告轮询示出了使用单独的pdcp控制pdu和pdcp数据pdu的示例。在图4(a)的例子中，单独的pdcp控制pdu410用于pdcp状态轮询。pdu410中的pdu类型可被设置为特定值，以指示pdcp状态轮询。在图4(b)的例子中，使用pdcp数据pdu420中的保留位(reservedbit)421来指示pdcp状态轮询。pdcp数据pdu420是用于数据无线承载(dataradiobearer，drb)的格式，该格式使用12位序列号。在图4(c)的例子中，使用pdcp数据pdu430中的保留位431来指示pdcp状态轮询。pdcp数据pdu430具有用于drb的格式，该格式使用18位序列号。如果保留位被设置为1，则表明pdcp状态轮询被触发。另一方面，如果保留位被设置为0，则表明pdcp状态轮询没有被触发。

图5针对下行链路和上行链路lwa示出了一种配置pdcp状态报告的流程图。在步骤501中，ue向网络侧报告ue的下行链路和上行链路(dl/ul)lwa能力和轮询能力。在步骤502中，网络侧决定激活用于ue的dl/ullwa。在步骤503中，网络侧确定ue是否支持用于dl/ullwa的通过轮询的pdcp状态报告。如果答案为否，则在步骤506中，网络侧确定是否需要周期性的pdcp状态报告。如果答案为是，则网络侧对ue进行配置，以使用周期性的pdcp状态报告。如果步骤503的答案为是，则在步骤504中，网络侧对ue进行配置，以在dl/ullwa操作期间支持pdcp状态轮询。在步骤505中，网络侧提供用于ullwa操作的ue轮询条件配置，并进入步骤506。

对于dllwa，发送装置是网络侧(例如，基站)，以及，接收装置是ue。网络侧确定用于dllwa操作的轮询条件配置，并在所配置的轮询条件中的任何一个被满足时触发pdcp状态轮询。然后，ue将pdcp状态报告发送回基站。另一方面，对于ullwa，发送装置是ue，以及接收装置是网络侧(例如，基站)。网络侧确定用于ullwa操作的pdcp轮询条件配置，然后将该配置提供给ue。然后，当所配置的轮询条件中的任何一个被满足时，ue触发pdcp状态轮询。基站然后将pdcp状态报告发回给ue。

图6针对下行链路和上行链路lwa示出了一种提供pdcp状态报告的流程图。如果用于dllwa的dllwa操作和pdcp状态轮询被恰当地配置，则在步骤601中，网络侧确定轮询条件是否满足。另一方面，如果用于dllwa的dllwa操作和pdcp状态轮询被恰当地配置，则在步骤601中，ue确定轮询条件是否满足。一旦轮询条件满足，则在步骤602中，网络侧/ue确定是否应用捎带轮询(piggybackpolling)。如果答案为否，则在步骤603中，网络侧/ue发送单独的pdcp控制pdu，以指示pdcp状态轮询的触发。另一方面，如果步骤602的答案为是，则在步骤604中，网络侧/ue在pdcp数据pdu中设置轮询位，以指示触发pdcp状态轮询。

图7针对lwa示出了使用18位sn的pdcp状态报告格式的第一示例。pdcp状态报告包括：最先丢失的pdcpsn(fms)、接收到的pdcpsdu的位图。在图7的例子中，fms字段被设置为最先丢失的pdcpsdu的pdcpsn。如果存在至少一个已存储的失序pscpsdu，则将位长度的位图字段分配为等于来自不包括最先丢失的pdcpsdu的pdcpsn的号码，直到包括最后的(last)失序pdcpsdu，算到8的下一个倍数或直到包括产生的pdcp控制pdu的大小等于8188字节的pdcpsdu，以先到者为准。对于如较低层所指示的未接收到的所有pdcpsdu，以及可选地对解压缩失败的pdcpsdu，在位图字段的相应位置中设置为“0”。对于所有其它的pdcpsdu，在位图字段中指示为“1”。

图8针对lwa示出了使用18位sn的lwa状态报告格式的第二示例。lwa状态报告包括：最先丢失的sn(fms)、丢失的pdu的数量(nmp)和在wlan上最高接收的sn(hrw)。在图8的例子中，fms字段被设置为最先丢失的pdcpsdu的pdcpsn。如果在wlan上没有接收到pdcpsdu，则将hrw字段设置为在wlan上具有最高pdcp计数值(highestpdcpcountvalue)接收到的pdcpsdu的pdcpsn或者fms。nmp字段被设置为丢失的pdcpsn的数量。

在引入lwa之前，没有pdcp状态报告轮询机制。pdcp状态报告轮询机制能够给lwa流控制提供实时的(real-time)状态反馈。lwa流控制用于决定流量调度(trafficdispatching)，以优化用户吞吐量。更具体地说，如果发送器能够让接收器知道丢失的pdcppdu是否将被重发，则接收器能够具有更小的缓冲区大小和更短的数据包延时(packetlatency)。因此，可以引入用于pdcp配置的新参数。如果配置了pdcp重传参数，则接收器不会传递不连续的pdu，直到成功的重传或重排序定时器到期。

图9是从ue的角度根据一个新颖方面的一种用于lwa的动态pdcp状态报告轮询的方法的流程图。在步骤901中，ue从无线网络中的基站接收包括lwa配置的rrc信令消息。ue连接到如该lwa配置中所指示的支持lwa的ap。在步骤902中，ue从该基站接收用于pdcp状态的轮询配置。在步骤903中，ue与该基站交换包含轮询位的pdcppdu，该轮询位指示pdcp状态轮询被触发。在步骤904中，基于轮询配置，ue与基站交换pdcp状态报告。请注意，lwa配置和pdcp轮询配置可以包括在或不包括在相同的rrc信令消息中。

图10是从enb角度根据一个新颖方面的一种用于lwa的动态pdcp状态报告轮询的方法的流程图。在步骤1001中，基站向无线网络中的ue发送lwa配置消息。ue连接到如包含该配置的rrc信令消息中所指示的支持lwa的ap。在步骤1002中，基站向ue发送用于pdcp状态的轮询配置。在步骤1003中，基站与ue交换包含轮询位的pdcppdu，该轮询位指示pdcp状态轮询被触发。在步骤1004中，基于轮询配置，基站与ue交换pdcp状态报告。请注意，lwa配置和pdcp轮询配置可以包括在或不包括在相同的rrc信令消息中。

虽然已经结合一些用于指导目的的特定实施例对本发明进行了描述，但是，本发明不限于此。因此，可以实施所描述的实施例的各种特征的各种修改、改编和组合，而不脱离如权利要求中所述的本发明的范围。