本发明要求主张于2016年8月12日提出的发明名称为“systeminformationstorageandvalidity(系统信息的存储与有效性)”且编号为62/374,048的美国临时专利申请的优先权。该美国临时专利申请的全部内容在此加以一并加以参考。
本发明多个实施例是关于移动通信网络中的网络进入(networkentry)，特别是关于处理系统与配置(configuration)信息的功能。
背景技术
在3gpp长期演进(lte)网络中，演进型公用地面无线电存取网络(evolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork,e-utran)包括多个基站(basestation,bs)，例如，与称为用户设备(userequipment,ue)的多个移动台(mobilestation,ms)进行通信的演进型节点b(evolvednodeb,enb)。服务基站与服务小区中的多个ue可以经由广播(broadcasting)进行通信，例如，当ue处于空闲(idle)模式下时；或者经由专属单播(dedicatedunicasting)进行通信，例如，当ue处于连接(connected)模式下时。在蜂窝(cellular)网络中，每个服务小区周期性地广播其系统配置(configuration)-—系统信息(systeminformation,si)。
si是向通信接口(interface)的用户--所提供的信息，该通信接口的用户是指ue。si可以包含在使用该通信接口之前所需要的信息，许多用户通常所使用的信息，以及适合广播的信息，例如，被处于空闲模式下的用户所使用。si包含但不仅限于bs或公众陆地移动网络(publiclandmobilenetwork,plmn)的存取点(accesspoints)所提供的信息、传输点(transmissionpoints)所提供的信息、波束(beams)所提供的信息、小区(cells)所提供的信息、小区部分(cellportions)所提供的信息等。si也可以由其他存取点或其他ue来提供。ue的注记也包括机器至机器(machinetomachine)的通信场景，即没有人类用户的情况。
在当前领域中，si在每个小区中被获取(acquired)，其中，每个小区中重复并总是广播si。为正常工作，ue应储存并应用其自身的服务小区的si的正确版本。对于相同的si类型，不同的小区可以有不同的配置。在lte中，当ue改变服务小区时，ue总是重新获取所有的si类型。然而，周期性的广播信令(signaling)会增加小区间(inter-cell)干扰，并因此而限制最短小区距离与小区密度。对于高频新系统，连续覆盖的片区(piece)的概念不再是小区，而是被波束所代替，波束具有非常小的覆盖区域。周期性的广播成本需要在多个波束方向上发送，从而导致成本(overhead)倍增。
5g新无线电(newradio,nr)的目标在于降低si广播成本。在高频系统中经由避免si广播而节省传输的可能性非常大，特别是在低通信量时间段，当许多波束将没有活动的(active)用户的时候，以及使用广播来传输si的需求非常低的时候。因此，寻求降低si广播成本的多种方案。
技术实现要素：
本申请提出一种si撷取(acquisition)方法，可以降低信令成本(signalingoverhead)。为了降低si广播的成本，需要减少周期性si广播的总量及降低点播(on-demand)si撷取的频率。为了减少点播si撷取的频率，而不是当服务小区发生改变时总是重新获取si，ue启用对跨越不同小区的已储存si信息单元(informationelement,ie)的复用(reuse)。更具体地，引入一个si标识符(identity,id)的新概念，用于关联应用相同si配置的区域。基于siid及有效性检测，若已储存的siie有效，则ue可以复用已储存的siie。
在一实施例中，ue储存移动通信网络中的一个或多个包含多个siie的集合。已储存的每个siie集合与对应的已储存的siid及一个或多个值标志(valuetag)相关联。ue接收来自服务实体的与所需的siie集合相关联的适用的(applicable)siid及一个或多个值标志。ue确定是否存在对应该适用的siid有效的任何已储存的siie的集合。最后，当确定已储存的siie对于适用的siid有效时，ue应用已储存的siie集合。
下文将详细说明其他实施例及多个优点。该发明内容的目的并非用以定义本发明，本发明的范围由权利要求所界定。
附图说明
多个附图用于说明本发明的多个实施例，其中，相同的编号用于指示相似的组件。
图1为根据一个新的方面的支持减少信令成本的si撷取的移动通信网络的示意图。
图2为执行本发明某些实施例的ue与enb的简化方块图。
图3为根据一个新的方面的ue使用已有的已储存的si来获取si的示意图。
图4为与一个包含多个siie的集合相关联的siid的新概念的示意图。
图5为ue已储存的si的第一实施例的示意图，其中，ue已储存的si中储存了相同si的不同版本。
图6为ue已储存的si的第二实施例的示意图，其中，不同的siie具有不同的适用范围。
图7为ue接收并储存siie以及确定已储存的si是否对于适用的siid有效的一实施例的示意图。
图8为ue确定已储存的si是否对于适用的siid有效的操作示意图。
图9为根据一个新的方面的使用减少信令成本的获取si的流程图。
具体实施方式
请详细参考本发明的一些实施例，这些实施例的示例如附图所示。
图1为根据一个新的方面的支持减少信令成本的si撷取的移动通信网络的示意图。移动通信网络100包含用户设备ue101、第一基站enb102、第二基站enb103、以及分组核心网络(corenetwork,cn)105。多个基站通过x2接口彼此进行通信，以及enb102/103通过s1接口与cn105进行通信。ue101可以经由与enb102/103的无线链路104以及cn105来存取应用服务器与互联网(internet)106。这些enb可以实施为传统方式的enb102，或实施为包含多个传输点(transmissionpoints,trps)的enb103。无线链路104可以具体为包含一小区(cell)的服务实体(servingentity)、一小区部分(cellportion)、一trp、一enb、一边链路(sidelink)或高频系统中的一波束。
lte系统信息为蜂窝空中接口的多个关键方面中的一个。si由主信息块(masterinformationblock,mib)和包括sib1至sib11的多个系统信息块(systeminformationblocks,sibs)所构成。mib携带最重要的系统信息，包括下行链路(downlink,dl)信道带宽(bandwidth)、系统帧号(systemframenumber,sfn)、物理harq指示信道(physicalharqindicatorchannel,phich)配置、以及传输天线端口(port)的数量。mib在物理广播信道(physicalbroadcastchannel,pbch)上发送，并以四个无线电帧的固定周期在该周期内的每个无线电帧中进行广播。sib在周期性的间隔(intervals)上通过无线电资源控制(radioresourcecontrol,rrc)消息在物理下行链路共享信道(physicaldownlinksharedchannel,pdsch)上发送。举例而言，sib1在“systeminformationblocktype1”消息中携带。sib2及其他sib在“systeminformation(si)”消息中携带。si消息可以包含多个sib。sib1携带有关ue是否被允许存取lte小区的信息，并定义其他sib的调度。sib2携带公用信道(commonchannels)与共享信道信息，并携带rrc、上行链路(uplink,ul)功率控制、前导功率提升(preamblepowerramping)等。sib3携带小区重选信息。sib4-sib11携带其他各种类型的系统信息。
在当前领域中，si是在每个小区中获取的，其中，每个小区重复且总是广播si。为正常运作，ue应储存并应用其自身服务小区的si的正确版本。经由检测(check)值标志，ue检测ue已储存的si版本是否与当前服务小区的适用的si版本相同。对于相同的si类型，不同的小区有可能具有不同的配置。在lte中，ue在改变其服务小区时总是重新获取全部si类型，即便新的服务小区与旧的服务小区具有相同的si配置。然而，周期性的广播信令增加了小区间干扰，并因此而限制了最小小区距离与小区密度。对于高频新系统，连续覆盖的片段的概念不再是小区而是具有非常小覆盖面积的波束。周期性的广播成本需要在多个波束方向上发送，从而产生多个成本。
根据一个新的方面，提出一种减少信令成本的si撷取方法。为了减少si广播成本，需要减少周期性的si广播的数量，以及降低点播si撷取的频率。为了减少点播si撷取的频率，而不是当服务小区发生改变时总是重新获取si，ue启用对跨越不同小区的已储存siie的复用。更具体地，引入一个siid的新概念，用于关联应用相同si配置的区域。基于siid及有效性检测，若已储存的siie有效，则ue可以复用已储存的siie。
在图1的的实施例中，ue接收并储存一个或多个包含多个siie的集合，每个siie集合与对应的siid相关联。siid是被引入的一个新概念，用于关联一区域，在具有一个单一siid的该区域内可以应用同一siie集合。基于在当前服务小区接收到的siid，ue可以确定已储存的si对于适用的siid是否有效。在一实施例中，ue101确定已储存的siie集合是有效的，并可以对于当前的服务小区进行复用。在另一实施例中，ue101确定没有有效的已储存的siie集合，并获取经由广播接收或点播信令来所需的siie。当ue在与同一siid相关联的区域内移动时，信令成本被减少了，这是因为ue简单地复用已储存的si且不需要重新获取si。
图2为执行本发明某些实施例的用户设备ue201与基站enb202的简化方块图。用户设备ue201包含存储器211、处理器212、耦接于天线模块219的收发器213，其中，存储器211中存有程序代码与数据214。射频(rf)收发器模块213耦接于天线，用于接收来自天线的射频信号，将接收到的射频信号转换为基带信号，并将基带信号发送至处理器212。射频收发器213也将接收自处理器的基带信号进行转换，将基带信号转换为射频信号，并向天线219发出。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与电路来执行ue201中的不同特性与多个实施例。存储器211储存用于控制ue201的多个操作的程序指令与数据214。
用户设备ue201也可进一步包含多种功能电路与模块，包括用于应用si配置信息的配置电路215、用于执行si撷取的si撷取电路216、用于检测已储存的si信息的有效性的si验证(verification)电路217、以及用于执行rrc连接建立操作与非存取层(nas)建立操作的rrc/专属无线电承载(drb)连接管理与处理电路218。不同的电路和模块为功能电路与模块，可以使用软件、固件、硬件或其任意组合来进行配置和实施。举例而言，每个电路或模块可以包含处理器212加上对应的软件代码。这些功能模块，当在被处理器(例如，经由执行程序代码214和224)执行时，允许ue201和enb202来使用减少的信令成本来执行系统撷取。
类似地，基站enb202包含存储器221、处理器222、耦接于天线模块229的收发器223，其中，存储器221中存有程序代码与数据224。射频收发器模块223耦接于天线，用于接收来自天线的射频信号，将接收到的射频信号转换为基带信号，并将基带信号发送至处理器222。射频收发器223也将接收自处理器的基带信号进行转换，将基带信号转换为射频信号，并向天线229发出。处理器222对接收到的基带信号进行处理，并调用不同的功能模块与电路来执行enb202中的不同特性与多个实施例。存储器221储存用于控制enb202的多个操作的程序指令与数据224。基站enb202也可进一步包含多种功能电路与模块，包括用于向ue201提供包括适用的siid、值标志及有效性定时器(timer)的多种配置的配置模块225、用于管理与核心网络中的移动性管理实体(mme)的通信的s1接口模块226、用于管理与其他bs的通信的x2接口模块227、以及用于执行rrc连接建立操作与nas建立操作并维持rrc/drb连接的rrc/drb连接管理与处理电路228。不同的电路和模块为功能电路与模块，可以使用软件、固件、硬件或其任意组合来进行配置和实施。举例而言，每个电路或模块可以包含处理器212加上对应的软件代码。这些功能模块，当在被处理器(例如，经由执行程序代码214和224)执行时，允许ue201和enb202来使用减少的信令成本来执行系统撷取。
图3为根据一个新的方面的ue使用已有的已储存的si来获取si的操作示意图。在步骤311中，ue接收并储存一个或多个siie的集合，每个siie集合与对应的siid相关联。在步骤312中，经过一段时间，ue有可能改变小区、小区部分、trp、enb、边链路或波束。请注意，已储存的si有可能已经由另外的小区、小区部分、trp、enb、边链路或波束所提供，以及ue有可能在步骤312中发生移动。在步骤313中，当ue需要应用某si或者检测某si的有效性时出现状况。请注意，用于ue以检测si有效性的多个触发条件包括小区改变，但是在本发明中并未进行定义。在步骤314中，ue确定在当前的服务小区、小区部分、trp、enb、边链路或波束中的一个或多个适用的siid。在步骤315中，ue确定是否存在对于该适用的一个或多个siid有效的一个已储存的siie集合。在步骤316中，ue检测是否存在所需的si对于适用的siid没有有效的已储存的si。若步骤316的答案为否，则在步骤317中，ue对该适合的siid应用所需的以及有效的si。若步骤316的答案为是，则在步骤318中，ue经由信令获取所需的si，并可选择性地(optionally)储存该si。
图4为与一siie集合相关联的siid的新概念的示意图。siid旨在在多种方式下使用，其中，一种方式为将具有相同siie集合的多个区域与一个单一siid相关联。只要ue在该区域内移动，则ue可以应用与该siid相关联的已储存的si，而不必重新获取si。然而，当ue移动进入具有一个不同的siid的另一区域时，那么ue需要重新获取与该新的siid相关联的si，并应用该重新获取的si。
在图4的实施例中，地理区域#1与第一siid#1相关联，以及地理区域#2与第二siid#2相关联。区域#1包含三个小区-小区a、小区b及小区c，以及小区c配置有八个定向波束(directionalbeams)1-8。区域#2包含两个小区-小区d和小区e，以及小区e配置有8个定向波束1-8。在区域#1内，相同的siie集合在小区a、小区b和小区c上应用，并在小区c上跨越波束1-8。当ue在区域#1内移动时，ue可以复用与siid#1相关联的已储存的siie，而不重新获取si。类似地，在区域#2内，相同的siie集合在小区d和小区e上应用，并在小区e内跨越波束1-8。当ue在区域#2内移动时，ue可以复用与siid#2相关联的已储存的siie，而不重新获取si。
图5为ue已储存的si的第一实施例的示意图，其中，ue已储存的si中储存了相同si的不同版本。请注意，ue可以接收并储存对应于用于别处的siid的si，例如，当ue移入另一区域时。在图5的实施例中，ue可以储存与siid#1与siid#2有关的多个siie。siid#1与第一区域#1有关，以及siid#2与第二区域#2有关。因此，当ue从区域#1移入区域#2或者反之时，ue可以相应应用已储存的siie，而不重新获取si。
使用多个siid的另一种方式是，对具有不同适用区域的多个siie集合使用不同的siid。举例而言，在较大区域内的一些信息有可能相同，并可以与某siid相关联；以及其他信息有可能更加局部，并可以与具有不同siid的地理区域相关联。对于此类情形，用于识别此地理区域的id有可能用作该siid，例如，小区id、追踪区域id、位置区域id等。
图6为ue已储存的si的第二实施例的示意图，其中，不同的siie具有不同的适用范围。在图6的实施例中，第一类sisib#1、sib#2、及sib#3为一类si，此类si在较大区域内不变，并被分配予第一siid#1。第二类sisib#4、sib#5、及sib#6为另一类si，此类si更加局部，并被分配予第二siid#2，其中，si有可能只在一个较小区域内相同：相邻的非常小的小区的列表、wlan存取点等。举例而言，siid#2可以从另一id得出或推断得到，另一id可以例如小区id、小区部分id、enbid、trpid、边链路id或波束id。第三类sisib#7和sib#8没有与任何siid相关联，并且只要ue处于单个小区、小区部分、trp、enb、边链路或波束内时就可以使用。第三类si有可能在不同的小区/trp/波束之间不同，因而需要被重新检测，或者信息不适用于有效性检测。
基于这三种类型的si，在siie与siid之间存在三种类型的关联。在第一种类型的关联下，si与被广播的siid#1相关联；在第二种类型的关联下，si与从另一id所得到的第二siid#2相关联；在第三种类型的关联下，si不与任何siid相关联。与第一siid#1相关联的si信息、与从另一id所得到的第二siid#2相关联的si信息、以及不与任何siid相关联的si信息可以是：1)在广播中指示，或者b)在标准中硬性规定(hardcoded)。
在lte系统中，对于si有效性检测，ue检测ue已储存的si版本是否与在当前服务小区中所广播的适用的si版本相同。每个小区的si版本使用一版本号进行定义，例如，在每个小区中所广播的值标志。典型地，当si配置被更新时，值标志加一。当进入一个新的小区时，ue重新获取伴随当前的值标志的所有si配置。若经过一段时间后，ue发现被广播的值标志与ue已储存的值标志相同，则ue知晓其已储存的si版本并不是最新的一个。ue将执行si撷取以保留更新后的si。此外，当1)ue获取最新的si，或者2)ue确认已储存的si有效时，开启或重启有效性定时器。若有效性定时器过期(expires)，则ue清除已储存的si并重新获取最新的si配置。请注意，值标志有可能是应用于多个sib的一“全局(global)”值标志，或者有可能是一sib-专用值标志。若该值标志为sib专用，则每个siie与其自身的值标志相关联。
图7为ue接收并储存siie及确定已储存的si对于适用的siid是否有效的一实施例的示意图。在步骤711中，ue701接收一si集合(si(a))，该si集合所关联的siid(a)，以及来自服务enb702的值标志(a)。另外，在步骤712中，ue701也接收另一si集合(si(b))，该si集合所关联的siid(b)，以及来自服务enb702的值标志(b)。在步骤713中，ue701储存所接收的si信息、多个siid、多个值标志，并启动有效性定时器。首先，enb702为用于ue701的服务基站，适用的siid为siid(a)，以及ue701为其si配置应用si(a)。接下来，在步骤714中，ue701从enb702切换(handover)至enb703。在步骤715中，ue701接收enb703所广播的si。接收到的si包括siid(b)、值标志(b)，并可选择性地包含来自新的服务基站enb703的有效性时间t。在一实施例中，接收到的siid(b)被指示为适用于服务小区。在另一实施例中，接收到的si包括另一id，例如，小区id、trpid、tai、plmnid等，从该另一id可以得出或者推断出适用的siid(b)。在步骤716中，ue701确定已储存的sisi(a)或si(b)是否对于适用的siid(b)有效。假设用于siid(b)的有效性定时器尚未过期，由于已储存的si(b)具有匹配的siid(b)及值标志(b)，因此，ue701确定已储存的si(b)有效。最后，在步骤717中，ue701将已储存的si(b)应用于其si配置。
图8为ue确定已储存的si对于适用的siid是否有效的操作示意图。在步骤810中，ue被触发以检测ue已储存的si是否有效。假设ue已储存至少一包含多个siie的集合、与这些siie相关联的一个或多个值标志、及与已储存的siie集合相关联的siid。在步骤811中，从当前服务于ue的实体处，ue接收一siid、一个或多个值标志及可选择性发送的用于该siie集合的有效性时间t。接收到的siid为适用的siid。请注意，siid应当仅适用于无线电存取技术(radioaccesstechnology,rat)或适用于公众陆地移动网络(publiclandmobilenetwork,plmn)。ue为不同的rat/plmn处理分离的siid值，意味着即便已储存的siid值与经由信令接收的siid值相同，若二者涉及不同的rat或不同的plmn，二者仍然视为不同。然而，ue可以为多个rat及/或多个plmn储存si。此外，可以为独立的siid提供不同的服务/面向(verticals)，例如，相较于用于增强型移动宽带通信(embb)的siid，用于大规模机器型通信(mmtc)的siid可以具有更广的适应范围。
在处理值标志的有效性时间时，当接收到与值标志有关的si时，需要在ue中启动定时器，并且需要在检测si有效性且通过该检测时重启该定时器。若定时器>t，则无法信任该值标志，这是因为由于值标志有可能已经循环绕回原值(wrappedaround)，因而检测相同的值有可能具有正输出。为了处理频繁的si更新的周期，可以经由在当前服务实体中将t值与一个或多个值标志一起发送来缩短有效性时间。可替代地，t值可以在标准中进行硬性规定。
在步骤812中，ue确定已储存的siid是否与对应于该siie集合的接收到的siid相匹配。若答案为是，则在步骤813中，ue确定ue值标志有效性定时器是否小于有效性时间t。若答案为是，则在步骤814中，ue重启ue值标志有效性定时器。在步骤815中，对于匹配的siid，ue进一步确定已储存的一个或多个值标志是否与对应于该siie集合的接收到的一个或多个值标志相匹配。若接收到多个sib特定值标志，则每个值标志需要对每个sib进行匹配。若答案为是，则ue转至步骤816，并确定已储存的si对于匹配的siid有效。若对步骤812、813或815中任意一个的答案为否，则ue转至步骤817，并确定没有对于接收到的siid有效的已储存的si。在步骤818中，ue获取并储存对应于接收到的siid的多个siie以及一个或多个值标志。在步骤819中，ue为接收到的siid重启ue值标志有效性定时器。
图9为根据一个新的方面的使用减少的信令成本的获取si的方法流程图。在步骤901中，在移动通信网络中，ue储存一个或多个siie集合。每个已储存的siie集合与对应储存的siid及一个或多个值标志相关联。在步骤902中，ue接收来自服务实体的与所需的siie集合相关联的适用的siid及一个或多个值标志。在步骤903中，ue确定是否存在对于该适用的siid有效的已储存的siie集合。在步骤904中，当确定已储存的siie集合对于该适用的siid有效时，ue应用已储存的siie集合。
虽然本发明已以多个具体实施例揭露如上，然其仅用于指导性说明目的，并非用以限定本发明。相应地，在不脱离本发明所附的权利要求内，上述多个实施例在实施时可以进行多种修改、变形及组合。