支持多连接性的通信系统及其连接方法与流程

文档序号:14993881发布日期:2018-07-20 23:10阅读:278来源:国知局

本发明的实施例涉及一种通信系统。更具体而言,本发明的实施例涉及一种支持多连接性(multi-connectivity)的通信系统及其连接方法。



背景技术:

随着第四代无线通信系统(4thgenerationwirelesscommunicationsystems)迈入成熟期,国际电信联盟(internationaltelecommunicationunion,itu)、第三代合作伙伴计划(3rdgenerationpartnershipproject,3gpp)、5g公私合营联盟基础建设(5thgenerationinfrastructurepublic-privatepartnership,5gppp)等标准化机构,莫不积极参与下一代无线通信系统,又称第五代无线通信系统(5thgenerationwirelesscommunicationsystems),的标准制定。相较于第四代无线通信系统,标准化机构普遍认为第五代无线通信系统具有以下前景:更快的传输速度、更佳的传输质量、更高的信号覆盖率、更普遍的联网环境等等。

标准化机构曾讨论到第五代无线通信系统是否支持多连接性(multi-connectivity)。多连接性是指单一用户设备可同时连接多个基站,藉此提升其通信能力及/或通信质量。然而,多连接性的实施在现阶段只是一个概念上的提案,且其实施方式仍未有定论。多连接性的实施方式尚未定论的一个原因乃是第五代无线通信系统在未来所要扮演的脚色仍有争论。换言之,在未来,第五代无线通信系统是要完全取代第四代无线通信系统,抑或第五代无线通信系统会与第四代无线通信系统共存,标准化机构尚未取得共识,这也导致多连接性的实施方式未有定论。

有鉴于此,如何针对第五代无线通信系统提供适合多连接性的实施架构及其连接方法,将是所属技术领域中的一项重要目标。



技术实现要素:

为了达到上述目标,本发明的实施例提供了一种支持多连接性(multi-connectivity)的通信系统。所述通信系统可包含一核心网络、一用户设备、一次基站(secondarybasestation)、与一主基站(masterbasestation)。所述用户设备可用以提供一测量报告。所述次基站可包含一次基站集中单元与至少一次基站分布单元。所述次基站集中单元可连接至所述至少一次基站分布单元,且所述次基站集中单元可用以管理所述至少一次基站分布单元。所述主基站可连接至所述核心网络、所述用户设备与所述次基站集中单元,并可用以根据所述测量报告而与所述次基站集中单元协调所述用户设备如何连接至所述至少一次基站分布单元。

为了达到上述目标,本发明的实施例还提供了一种在一支持多连接性的通信系统中的连接方法。所述通信系统可包含一核心网络、一用户设备、一次基站与一主基站。所述次基站可包含至少一次基站分布单元以及一连接至所述至少一次基站分布单元且用以管理所述至少一次基站分布单元的次基站集中单元。所述主基站可连接至所述核心网络、所述用户设备与所述次基站集中单元。所述连接方法可包含下列步骤:

由所述用户设备提供一测量报告;以及

由所述主基站根据所述测量报告而与所述次基站集中单元协调所述用户设备如何连接至所述至少一次基站分布单元。

在本发明的实施例中,可在第五代无线通信系统与第四代无线通信系统共存的情况下实现多连接性,其中主基站与次基站分属前后两代的无线通信系统。次基站可包含一次基站集中单元(上层管理单元)与一或多个次基站分布单元(下层通信/连接单元)。举例而言,次基站集中单元可以是一基频单元(basebandunit,bbu),而次基站分布单元可以是一远程无线顶部(remoteradiohead,rrh)。用户设备除了可与主基站连接之外,还可与次基站中的至少一次基站分布单元连接,以支持多连接性。

在本发明的实施例中,有关用户设备与次基站分布单元之间的连接,主基站可不需与每一个次基站分布单元进行协调。取而代之,主基站可仅与次基站中的次基站集中单元协调,然后由次基站集中单元根据协调的结果指示次基站中的次基站分布单元,藉此完成用户设备与次基站分布单元之间的一或多个连接。因此,在本发明的实施例中,主基站与次基站之间的讯令(signallings)传输次数相对来说可以降低,进而提升效率并减少负担。

在本发明的实施例中,用户设备可以同时与主基站以及至少一次基站分布单元连接(即,支持多连接性)。因此,无论是在用户设备从一主基站换手(handover)到另一主基站的过程中,或者是在用户设备切换其与次基站分布单元之间的连接的过程中,即使某一个连接失效,仍有其余的连接可提供所需的通信功能,故可有效降低用户设备通信中断的可能性,进而增加其通信可靠度。

发明内容摘述了本发明的核心概念,并涵盖了本发明可解决的问题、可采用的手段以及可达到的功效,以提供本领域技术人员对本发明的基本理解。然而,应理解,发明内容并非有意概括本发明的所有实施例,而仅是以一简单形式来呈现本发明的核心概念,以作为随后详细描述的一个引言。

附图说明

图1例示了在本发明的一或多个实施例中一种支持多连接性的通信系统的一架构。

图2例示了在本发明的一或多个实施例中图1所示的通信系统的一运作方式。

图3例示了在本发明的一或多个实施例中图1所示的通信系统的另一运作方式。

图4例示了在本发明的一或多个实施例中一种在一支持多连接性的通信系统中的连接方法。

符号说明

1:支持多连接性的通信系统

cn:核心网络

mbs:主基站

smbs:源主基站

ue:用户设备

sbs:次基站

cu:次基站集中单元

du:次基站分布单元

201~213:运作细节

301~327:运作细节

4:在支持多连接性的通信系统中的连接方法

401、403:步骤

具体实施方式

以下所述各种实施例并非用以限制本发明只能在所述的环境、应用、结构、流程或步骤方能实施。于附图中,与本发明非直接相关的元件皆已省略。于附图中,各元件的尺寸以及各元件之间的比例仅是范例,而非用以限制本发明。除了特别说明之外,在以下内容中,相同(或相近)的元件符号可对应至相同(或相近)的元件。

图1例示了在本发明的一或多个实施例中一种支持多连接性的通信系统的一架构,惟图1所示内容仅是为了说明本发明的实施例,而非为了限制本发明。参照图1,通信系统1可包含一核心网络cn、一用户设备ue、一次基站sbs、与一主基站mbs。

核心网络cn是通信系统1中的大型数据中心网络,其一般可包含交换机(accessswitch)与路由器(router)等装置与设备,并用以提供不同服务,例如,确认用户设备对于网络服务的存取、提供多个子网之间的消息交换等。核心网络cn还可用以管理与其连接的基站。在某些实施例中,核心网络cn可以是一种源自于第四代无线通信系统的演进封包核心网络(evolvedpacketcorenetwork,以下简称epc),而在某些其他的实施例中,核心网络cn可以是一种专属于未来第五代无线通信系统的次一代核心网络(nextgenerationcorenetwork,以下简称5gc)。

用户设备ue可以是在通信技术领域中被用户直接使用以进行通信或沟通的各种装置,例如但不限于:手持式电话、笔记本电脑、桌面计算机、具物联网功能的各种物、具车联网功能的各种载具、或具备联网功能的其他装置等。

次基站sbs可以是一种专属于未来第五代无线通信系统的新无线(newradio,nr)基站,又称为gnb。次基站sbs可包含属于上层管理单元的一次基站集中单元cu与属于下层通信/连接单元的至少一次基站分布单元du。次基站集中单元cu可连接至所述至少一次基站分布单元du,且次基站集中单元cu可用以管理所述至少一次基站分布单元du。次基站集中单元cu主要包括非实时的无线高层协议功能,同时也支持部分核心网功能下层和边缘应用业务的部署,而次基站分布单元du主要处理物理层和实时性需求的功能。举例而言,次基站集中单元cu可以是一基频单元,而次基站分布单元du可以是一远程无线顶部。次基站集中单元cu与次基站分布单元du之间可以通过一逻辑接口,例如f1逻辑接口,来进行连接,多个次基站sbs之间可以通过一逻辑接口,例如xn逻辑接口,来进行连接。在某些实施例中,次基站集中单元cu与次基站分布单元du可以物理性地并置在单一个装置或机器上。在某些实施例中,次基站集中单元cu与次基站分布单元du可以分别地设置在不同的装置或机器上。

主基站mbs可以是一种源自于第四代无线通信系统的演进的通用陆面无线存取(evolveduniversalterrestrialradioaccess,e-utra)基站,又称为enb。主基站mbs具有协调功能(coordinationfunction),负责与次基站sbs进行协调。主基站mbs可以连接至核心网络cn、用户设备ue与次基站集中单元cu。

如图1所示,通信系统1可以通过控制平面(controlplane)接口来控制用户设备与网络不同层之间的连接,包含但不限于:控制选择不同的通信资源、对服务器提出联机请求、以及与基站联机的换手(handover)程序等。举例而言,若核心网络cn是epc,则主基站mbs可在控制平面上,分别通过s1-c逻辑接口而与核心网络cn以及用户设备ue连接,以便核心网络cn中的移动式管理组件(mobilitymanagemententity,mme)控制主基站mbs与用户设备ue。另举例而言,若核心网络cn是5gc,则主基站mbs可在控制平面上,分别通过ng-c逻辑接口而与核心网络cn以及用户设备ue连接,以便核心网络cn中的核心接入与行动管理功能(coreaccessandmobilitymanagementfunction,amf)控制主基站mbs与用户设备ue。

通信系统1还可通过用户平面(userplane)接口来传送传送各种数据,例如用户数据(userdata)等等。举例而言,若核心网络cn是epc,则主基站mbs可在用户平面上,分别通过s1-u逻辑接口而与核心网络cn以及用户设备ue连接,以便核心网络cn中的服务网关(servinggateway,sgw)管理各种数据的传送方式,例如但不限于用户数据的路由和转发等。另举例而言,若核心网络cn是5gc,则主基站mbs可在控制平面上,分别通过ng-u逻辑接口而与核心网络cn以及用户设备ue连接,以便核心网络cn中的用户平面接口功能(userplanefunction,upf)管理各种数据的传送方式,例如但不限于用户数据的路由和转发等。

如图1所示,通信系统1可通过用户平面接口来连接主基站mbs与次基站sbs,以便在主基站mbs与次基站sbs之间传递数据。举例而言,若核心网络cn是epc,则通信系统1可在用户平面上,通过x2-u逻辑接口来连接主基站mbs与次基站sbs。另举例而言,若核心网络cn是5gc,则通信系统1可在用户平面上,通过xn-u逻辑接口来连接主基站mbs与次基站sbs。在某些实施例中,除了用户平面接口之外,通信系统1还可通过控制平面接口来连接主基站mbs与次基站sbs,以便通过主基站mbs来控制次基站mbs。举例而言,若核心网络cn是epc,通信系统1可在控制平面上,通过x2-c逻辑接口来连接主基站mbs与次基站sbs。另举例而言,若核心网络cn是5gc,通信系统1可在用户平面上,通过xn-c逻辑接口来连接主基站mbs与次基站sbs。

在某些实施例中,通信系统1可通过用户平面接口来连接核心网络cn与次基站sbs,以便在核心网络cn与次基站sbs之间传递数据(未绘示)。举例而言,若核心网络cn是epc,则通信系统1可在用户平面上,通过s1-u逻辑接口来连接主基站mbs与次基站sbs。另举例而言,若核心网络cn是5gc,则通信系统1可在用户平面上,通过ng-u逻辑接口来连接主基站mbs与次基站sbs。

参照图1,在某些实施例中,通信系统1还可包含一源主基站(sourcemasterbasestation)smbs。在用户设备ue与主基站mbs连接之前,源主基站smbs分别与核心网络cn以及用户设备ue连接,而经过一换手程序之后,用户设备ue才改为连接到主基站mbs。源主基站smbs与核心网络cn以及用户设备ue的连接方式可如同主基站mbs与核心网络cn以及用户设备ue的连接方式。

图2例示了在本发明的一或多个实施例中图1所示的通信系统1的一运作方式,惟图2所示内容仅是为了说明本发明的实施例,而非为了限制本发明。图2所示的运作方式是基于主基站mbs已经与用户设备ue以及核心网络cn连接,或是基于用户设备ue已经由源主基站smbs换手到主基站mbs。

参照图1与图2,在用户设备ue传送一测量报告至主基站mbs(标示为201)之前,用户设备ue的连接状态可以是单连接或是多连接。单连接表示用户设备ue当下只与主基站mbs连接,而多连接表示用户设备ue当下除了与主基站mbs连接之外,还与一或多个次基站分布单元du连接。用户设备ue所传送的测量报告可包含连接用户设备ue与次基站分布单元du所需的各种信息,例如但不限于:次基站分布单元du的所有信息、各种连接信息、及/或各种蜂窝小区(cell)信息。连接信息可包含波束(beam)信息,而蜂窝小区信息可包含标识符、测量值、设定…等信息。

在某些实施例中,在用户设备ue传送测量报告至主基站mbs(标示为201)之前,主基站mbs可先传送一连接能力信息查询(capabilityinformationenquiry)信号至用户设备ue,以确认用户设备ue是否同时具备与主基站mbs以及次基站sbs连接的能力。用户设备ue可通过传送一连接能力确认信号来向主基站mbs确认其是否具备所述连接能力。若用户设备ue具备所述连接能力,则可传送所述测量报告至主基站mbs。

在接收到用户设备ue所传送的测量报告之后,主基站mbs便可根据所述测量报告而与次基站集中单元cu协调用户设备ue如何连接到次基站分布单元du。举例而言,主基站mbs与次基站集中单元cu之间的协调可包含以下至少一项:增加用户设备ue与次基站分布单元du之间的一或多个连接;释放用户设备ue与次基站分布单元du之间的一或多个连接;以及调整用户设备ue与次基站分布单元du之间的一或多个连接。

举例而言,主基站mbs可从次基站分布单元du中选出要与用户设备ue连接的次基站分布单元du(标示为203)。在某些实施例中,若每一个次基站分布单元du只提供一波束,则主基站mbs可选出一或多个次基站分布单元du来与用户设备ue连接。在某些实施例中,若每一个次基站分布单元du可提供一或多个波束,则主基站mbs可选出一或多个由次基站分布单元du所提供的波束来与用户设备ue连接。

在选出要与用户设备ue连接的次基站分布单元du之后,主基站mbs可基于被选出的次基站分布单元du的相关信息来与次基站集中单元cu协调(标示为205)。举例而言,主基站mbs可先向次基站集中单元cu发出请求(例如发出增加、释放、及/或调整某一或多个次基站分布单元du的请求),并提供主基站群组配置(mastercellgroupconfiguration)与用户设备ue的连接能力等信息至次基站集中单元cu。因应主基站mbs发出的上述请求,次基站集中单元cu可回传确认,并提供次基站sbs的无线资源控制的协议数据单元(protocoldataunit,pdu)等信息至主基站mbs。

在接获次基站集中单元cu所回传的确认之后,主基站mbs可基于被选出的次基站分布单元du的相关信息(例如次基站分布单元du的标识符与设定参数以及次基站sbs的无线资源控制的协议数据单元等信息)而对用户设备ue的无线资源控制(radioresourcecontrol,rrc)进行重新设定(reconfiguration)(标示为207),而用户设备ue会在重新设定完成时告知主基站mbs(标示为209)。在重新设定用户设备ue之后,主基站mbs与次基站集中单元cu可就用户设备ue与被选出的次基站分布单元du之间的连接进行重新设定(reconfiguration)(标示为211),然后由次基站集中单元cu指示次基站分布单元du去与用户设备ue进行连接(标示为213)。

取决于主基站mbs与次基站集中单元cu之间的协调(即,增加、释放、及/或调整某一或多个次基站分布单元du),在次基站集中单元cu指示次基站分布单元du去与用户设备ue进行连接(标示为213)之后,用户设备ue的连接状态可以是单连接或是多连接。单连接表示用户设备ue当下只与主基站mbs连接,而多连接表示用户设备ue当下除了与主基站mbs连接之外,还与一或多个次基站分布单元du连接。

图3例示了在本发明的一或多个实施例中图1所示的通信系统1的另一运作方式,惟图3所示内容仅是为了说明本发明的实施例,而非为了限制本发明。图3所示的运作方式是基于用户设备ue由源主基站smbs换手到主基站mbs的过程。换言之,如图3所示,在用户设备ue由源主基站smbs换手至主基站mbs的过程中,主基站mbs可根据用户设备ue所提供的测量报告而与次基站集中单元cu协调用户设备ue如何连接至次基站分布单元du。

参照图1与图3,在用户设备ue传送一测量报告至源主基站smbs(标示为301)之前,用户设备ue的连接状态可以是单连接或是多连接。单连接表示用户设备ue当下只与源主基站smbs连接,而多连接表示用户设备ue当下除了与源主基站smbs连接之外,还与一或多个次基站分布单元du连接。用户设备ue所传送的测量报告可包含连接用户设备ue与次基站分布单元du所需的各种信息,例如但不限于:次基站分布单元du的所有信息、各种连接信息、及/或各种蜂窝小区信息。连接信息可包含波束信息,而蜂窝小区信息可包含标识符、测量值、设定…等信息。

在某些实施例中,在用户设备ue传送测量报告至源主基站smbs(标示为301)之前,源主基站smbs可先传送一连接能力信息查询(capabilityinformationenquiry)信号至用户设备ue,以确认用户设备ue是否同时具备与主基站mbs以及次基站sbs连接的能力。用户设备ue可通过传送一连接能力确认信号来向源主基站smbs确认其是否具备所述连接能力。若用户设备ue具备所述连接能力,则可传送所述测量报告至源主基站smbs。

在接收到用户设备ue所传送的测量报告之后,源主基站smbs可传送一换手请求至主基站mbs(标示为303),其中换手请求可附带所述测量报告。接着,主基站mbs可决定是否接受来自于源主基站smbs的换手请求(标示为305)。

若主基站mbs接受来自于源主基站smbs的换手请求,则主基站mbs可接着根据所述测量报告而与次基站集中单元cu协调用户设备ue如何连接到次基站分布单元du。举例而言,主基站mbs与次基站集中单元cu之间的协调可包含以下至少一项:增加用户设备ue与次基站分布单元du之间的一或多个连接;释放用户设备ue与次基站分布单元du之间的一或多个连接;以及调整用户设备ue与次基站分布单元du之间的一或多个连接。

举例而言,主基站mbs可从次基站分布单元du中选出要与用户设备ue连接的次基站分布单元du(标示为307)。在某些实施例中,若每一个次基站分布单元du只提供一波束,则主基站mbs可选出一或多个次基站分布单元du来与用户设备ue连接。在某些实施例中,若每一个次基站分布单元du可提供一或多个波束,则主基站mbs可选出一或多个由次基站分布单元du所提供的波束来与用户设备ue连接。

在选出要与用户设备ue连接的次基站分布单元du之后,主基站mbs可基于被选出的次基站分布单元du的相关信息来与次基站集中单元cu协调(标示为309)。举例而言,主基站mbs可先向次基站集中单元cu发出请求(例如发出增加、释放、及/或调整某一或多个次基站分布单元du的请求),并提供主基站群组配置与用户设备ue的连接能力等信息至次基站集中单元cu。因应主基站mbs发出的请求,次基站集中单元cu可回传确认,并提供次基站sbs的无线资源控制的协议数据单元等信息至主基站mbs。

在接获次基站集中单元cu所回传的确认之后,主基站mbs可回传一换手请求确认给源主基站smbs(标示为311),其中所述换手请求确认可包含被选出的次基站分布单元du的相关信息(例如次基站分布单元du的标识符与设定参数以及次基站sbs的无线资源控制的协议数据单元等信息)。然后,源主基站smbs可基于被选出的次基站分布单元du的相关信息(例如其标识符与设定参数)而对用户设备ue的无线资源控制进行重新设定(标示为313)。接着,用户设备ue可存取主基站mbs(标示为315),且在重新设定完成时告知主基站mbs(标示为317)。在重新设定用户设备ue之后,主基站mbs与次基站集中单元cu可就用户设备ue与被选出的次基站分布单元du之间的连接进行重新设定(标示为319),然后由次基站集中单元cu指示次基站分布单元du去与用户设备ue进行连接(标示为321)。

由于用户设备ue即将由源主基站smbs换手到主基站mbs,核心网络cn会将源主基站smbs的一路径切换为主基站mbs的一路径。因此,主基站smbs可传送一路径切换请求至核心网络cn(标示为323),且核心网络cn可因应所述路径切换请求而回传的一路径切换请求确认(标示为325)。在接收到核心网络cn所回传的路径切换请求确认之后,主基站smbs便可指示源主基站smbs完成用户设备背景释放(标示为327)。

取决于主基站mbs与次基站集中单元cu之间的协调(增加、释放、及/或调整某一或多个次基站分布单元du),在源主基站smbs完成用户设备背景释放(标示为327)之后,用户设备ue的连接状态可以是单连接或是多连接。单连接表示用户设备ue当下只与主基站mbs连接,而多连接表示用户设备ue当下除了与主基站mbs连接之外,还与一或多个次基站分布单元du连接。

图4例示了在本发明的一或多个实施例中一种在一支持多连接性的通信系统中的连接方法,惟图4所示内容仅是为了说明本发明的实施例,而非为了限制本发明。参照图4,连接方法4可包含下列步骤:

由用户设备提供测量报告(标示为401);以及

由主基站根据所述测量报告而与次基站中的次基站集中单元协调所述用户设备如何连接至所述次基站中的次基站分布单元(标示为403)。

连接方法4可应用至各种支持多连接性的通信系统。所述通信系统可包含一核心网络、所述用户设备、所述次基站与所述主基站。在所述次基站中,所述次基站集中单元可连接至所述至次基站分布单元,且用以管理所述次基站分布单元。所述主基站可连接至所述核心网络、所述用户设备与所述次基站集中单元。

在某些实施例中,所述主基站可以是一演进的通用陆面无线存取基站,且所述次基站可以是一新无线基站

在某些实施例中,所述核心网络可以为一演进封包核心网络或一次一代核心网络。

在某些实施例中,所述主基站与所述次基站集中单元的一协调可包含以下至少一项:

增加所述用户设备与所述次基站分布单元之间的一或多个连接;

释放所述用户设备与所述次基站分布单元之间的一或多个连接;以及

调整所述用户设备与所述次基站分布单元之间的一或多个连接。

在某些实施例中,所述通信系统还可包含一源主基站,且在所述用户设备由所述源主基站换手至所述主基站的过程中,由所述主基站根据所述测量报告而与所述次基站集中单元协调所述用户设备如何连接至所述次基站分布单元。另外,可选择地,连接方法4还可包含下列步骤:

在所述用户设备由所述源主基站换手至所述主基站的过程中,由所述核心网络将所述源主基站的一路径切换为所述主基站的一路径。

在某些实施例中,连接方法4可应用至通信系统1,并完成通信系统1的上述全部运作。由于本领域技术人员可根据上文针对通信系统1的说明而直接得知连接方法4的全部相对应步骤,故相关细节于此不再赘述。

在本发明的实施例中,可在第五代无线通信系统与第四代无线通信系统共存的情况下实现多连接性,其中主基站与次基站分属前后两代的无线通信系统。次基站可包含一次基站集中单元(上层管理单元)与一或多个次基站分布单元(下层通信/连接单元)。举例而言,次基站集中单元可以是一基频单元,而次基站分布单元可以是一远程无线顶部。用户设备除了可与主基站连接之外,还可与次基站中的至少一次基站分布单元连接,以支持多连接性。

在本发明的实施例中,有关用户设备与次基站分布单元之间的连接,主基站可不需与每一个次基站分布单元进行协调。取而代之,主基站可仅与次基站中的次基站集中单元协调,然后由次基站集中单元根据协调的结果指示次基站中的次基站分布单元,藉此完成用户设备与次基站分布单元之间的一或多个连接。因此,在本发明的实施例中,主基站与次基站之间的讯令传输次数相对来说可以降低,进而提升效率并减少负担。

在本发明的实施例中,用户设备可以同时与主基站以及至少一次基站分布单元连接(即,支持多连接性)。因此,无论是在用户设备从一主基站换手到另一主基站的过程中,或者是在用户设备切换其与次基站分布单元之间的连接的过程中,即使某一个连接失效,仍有其余的连接可提供所需的通信功能,故可有效降低用户设备通信中断的可能性,进而增加其通信可靠度。

以上所揭露的实施例并非为了限制本发明。本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排都落于本发明的范围内。本发明的范围以权利要求所载内容为准。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1