用于无线数据传输系统的切换方法与流程

本发明涉及一种用于无线数据传输的方法和设备。

背景技术：

在无线电接入网络中，基站向覆盖区域内的用户设备提供无线连接。基站通常向用户设备提供低频带覆盖，即在低于6ghz的频带内。

在无线电接入网络中，基站和用户设备例如根据长期演进标准、长期演进高级标准或用于5g标准的当前可用的概念来进行操作。这样，无线电接入网络提供低频带覆盖。

wo2014/113686a2公开了一种用于向宏小区层报告小小区层测量以用于做出切换决定的测量报告过程。

us2015/0043492a1公开了主enb命令从senb1到senb2的切换。

毫米波无线电接入点或其他无线电接入点和兼容的用户设备可在无线电接入网络中被使用以获得容量增强，即更高的数据速率。它们利用毫米波频带中的无线电信号工作，即在30至300千兆赫的电磁频谱中的射频频带内工作。毫米波无线电传输可实现高数据吞吐量。通常，可以使用以大于6千兆赫的频率操作的任何无线电接入点。

为了提供冗余覆盖，在第一频带中操作的多个无线电接入点被放置在以第二频带操作的基站的覆盖区域内。

由于在第一频带中操作的无线电接入点的覆盖区域内的障碍物，数据传输质量可能受损。毫米波无线电接入点可以使用高带宽，这允许非常高的数据速率。对于这种无线电接入点通常会有阻碍，而对于在第二频段工作的低频带节点则不然。但是低频带节点只能使用有限的带宽容量，这只允许“低”数据速率。

当用户设备相对于服务无线电接入点移动或者环境发生变化时，例如卡车阻挡数据传输时，可能会丢失该无线接入点的覆盖区域，或者用户设备与无线接入点之间的视线被阻挡一段时间。

由于毫米波无线电信号的传播特性，由于接入点和用户设备之间的一个或所有可能路径中的阻塞，链路阻塞可能突然出现在用户设备和毫米波无线电接入点之间的链路中。这种堵塞可能导致高中断时间。

技术实现要素：

因此，本发明的一个目的是提供在经由无线电连接传输数据时从一个无线电接入点至另一个无线电接入点的无缝切换。

该目标通过在第一无线电接入点处的传输无线数据的方法实现，该方法包括：

检测为第一无线接入点和用户设备之间的第一频带建立的第一无线链路的降级，

根据检测的结果，发送被寻址到网络实体的信息，该信息用于触发无线数据传输从操作在第一频带中的第一无线电接入点的第一无线电链路至操作在第一频带中的第二无线电接入点的第二无线电链路的切换决定。

有利地，发送至网络实体的信息包括关于第一无线电链路的降级的信息。

有利地，基于经由第一无线电链路传输的上行链路信号的性能指示符来检测第一无线电链路的降级。

有利地，性能指示符是物理链路质量。

有利地，性能指示符由第一无线电接入点基于上行链路导频信号或混合自动重复请求过程的状态来检测。

本发明还涉及一种在网络实体处的无线数据传输方法，用于触发无线数据传输从第一无线电链路至第二无线电链路的的切换或切换决定，该方法包括：

接收基于性能指示符的信息，

发送被寻址到用户设备的、用于针对第二无线电链路的无线电链路质量的测量的触发，

接收针对第二无线电链路的无线电链路质量的测量的结果，

基于测量的结果发送被寻址到用户设备的、针对数据传输从第一无线电链路至第二无线电链路的切换的触发。

有利地，第一无线电链路位于操作在第一频带中的第一无线电接入点与用户设备之间，第二无线电链路位于操作在第一频带中的第二无线电接入点与用户设备之间，并且针对切换的触发经由在用户设备和操作在第二频带中的网络实体之间的第三无线电链路而被发送。

有利地，第二无线电链路的第二无线电接入点由网络实体根据包含在第一频带中操作的多个无线电接入点的用户设备的测量报告中选择的。

有利地，通过将作为测量结果接收的性能指示符与预定的或可配置的阈值进行比较来检测第一无线电链路的降级。

有利地，性能指示符是物理链路层质量和/或混合自动重复请求过程的状态。

一种用于无线数据传输的网络节点，

包括：

收发器，可操作用于接收信息，所述信息用于触发无线数据传输从第一无线电链路至第二无线电链路的切换或切换决定，

收发器，可操作发送被寻址到用户设备的、针对第二无线电链路的无线电链路质量的测量的触发，

收发器，可操作用于接收第二无线电链路的无线电链路质量的测量结果，

收发器，可操作用于根据测量结果发送被寻址到用户设备的、针对数据传输从第一无线电链路至第二无线电链路的切换或切换决定的触发。

有利地，第一无线电链路位于操作在第一频带中的第一无线电接入点和用户设备之间，其中第二无线电链路位于操作在第一频带中的第二无线电接入点和用户设备之间，并且其中针对切换或所述切换决定的触发经由用户设备和操作在第二频带中的网络实体之间的第三无线电链路而被发送。

一种用于传输数据的无线电接入点，包括：第一收发器，可操作用于检测在第一频带中操作的第一无线电接入点与用户设备之间的第一无线电链路的降级；第二收发器，可操作用于根据检测结果发送被寻址到网络实体的、用于触发无线数据传输从第一无线电链路至第二无线电链路的切换或切换决定的信息。

有利地，发送至网络实体的信息包括关于第一无线电链路的降级的信息。

有利地，基于经由第一无线电链路传输的上行链路信号的性能指示符来检测第一无线电链路的降级。

有利地，为了测量无线电链路质量，不同下行链路无线电信号(例如，在时域中被协调)经由与第一无线电接入点不同且可能无线电链路的范围内的至少两个无线电接入点而被发送给用户设备。

本发明进一步的改进可以根据从属权利要求和随后的描述而获得。

附图说明

图1示意性地描述了无线电接入网络的一部分。

图2示意性地描述了根据示例性的无线电接入网络的信号路径。

图3示意性地描述了消息序列图。

具体实施方式

图1示意性地描绘了无线电接入网络100的一部分。无线电接入网络100通过多种无线电接入技术提供连接。

网络节点110，例如，演进节点b或5g节点，下面被称为enb，在覆盖区域120内根据上述标准之一来提供连接。网络节点110是例如配置为根据长期演进标准enb的基站，或是即将到来的5g标准的5g节点。网络节点110可以可替换地或另外地配置为无线电接入网络(ran)控制器。

多个无线电接入点131、132、133，优选地毫米波无线电接入点或在6ghz以上操作的接入点，使用至少暂时地、至少部分地与覆盖区域120和用户设备140的位置重叠的波束161、162、163在各自的覆盖区域181、182、183中提供无线电接入。光束161、162、163是示例性光束；覆盖区域181、182、183是波束的扫描区域，即，各个波束161、162、163可以在其扇区内被控制。如果波束161、162、163被控制为与用户设备140的位置重叠，则波束161、162、163是用于用户设备140的专用波束。每个无线接入点可以根据用户设备140的位置提供一定数量的专用波束161、162、163。

多个无线电接入点131、132、133和网络节点110适用于交换数据和接入点相关的控制消息，例如，经由用于特定的用户设备的xn接口。

多个无线电接入点131、132、133适用于在第一频带中向用户设备140提供各自的无线电链路。在该示例中，第一频带是6ghz以上的无线电通信频谱的一部分。在该示例中，用户设备140经由第一频带中的第一无线电链路142而连接到第一无线电接入点131。在该示例中，用户设备140也可以经由第一频带中的第二无线电链路而连接到第二无线电接入点132、133。

网络实体110适用于在第二频带中向用户设备140提供第三无线电链路144。第二频带与第一频带不同。该示例中的第二频带是低于6ghz的无线电通信频率的频谱的一部分。

如果朝向针对用户设备140建立无线电链路，则用户相关控制消息可以由网络节点110发送至第二频带中的用户设备140或者经由第一频带中的任何无线电接入点131、132、133发送至用户设备140。

当用户设备140相对于第一无线电接入点131移动时，用户设备140被当前连接至第一无线电接入点131，以用于传输数据，或者环境有变化时，例如卡车150阻挡数据传输，用户设备140失去与第一无线电接入点131的连接。

参考图2，用户设备140可配置为在第二频带中通过网络节点110提供的第三无线电链路144来接收数据和/或控制消息。此外，用户设备140可配置为通过第一无线电接入点131提供的第一无线电链路142来接收数据。

同样地，用户设备140可配置为经由多个第二无线电接入点132、133接收数据。多个第二无线电接入点132、133可经由各自的数据链路174、175而连接到基站110。

在该示例中，用户设备140被配置为经由任一无线电链路永久接收数据。

下行链路数据171经由核心单元170进入无线电接入网络100，并且由基站110经由来自核心单元170的数据链路172接收。

该示例中的第一无线电接入点131用作初始服务节点。这意味着它被配置用于这个专用用户设备140。可以使用例如包括分组数据汇聚协议(pdcp)数据和/或网络控制信令(ncs)数据的协议数据单元。在下文中，使用分组数据汇聚协议数据来描述示例。任何其他协议数据单元的机制都是相同的。在该示例中，转发的分组数据汇聚协议(pdcp)数据由第一无线电接入点131经由来自基站110的数据链路173接收。该数据将经由第一无线电链路142而发送至用户设备140。

另外，根据无线电资源控制协议的数据用于经由第三无线电链路144在基站110和用户设备140之间进行传输信令。

在该示例中，网络节点110是包括用于交换无线电资源控制协议消息的收发器114的网络实体。

第一无线电接入点131包括用于经由第一无线电链路142与用户设备140通信的收发器135和用于经由数据链路173与网络节点110通信的收发器136。

用户设备140包括第一收发器141和第二收发器143。

用户设备140的第一收发器141可操作经由第一无线电链路142与第一无线电接入点131的收发器135通信。

用户设备140的第二收发器143可操作经由第三无线电链路144与网络节点110(例如，基站)的收发器114通信。

参考图3，下面描述用于无线数据传输从第一无线电接入点131和用户设备140之间的第一无线电链路142的切换以建立第二无线电接入点132和用户设备140之间建立第二无线电链路的信令。

示出了用于在网络节点110(例如，基站)和用户设备140之间经由第一无线电接入节点131传输数据的连接300、301。

在步骤302中，检测到第一无线电链路142的链路质量的降级。优选地，通过比较性能指示符(例如，预定质量参数)和预定或可配置的阈值来检测降级。下面描述了用于处理该信息的几个标准。目的是在检测到的链路质量下降过高之前触发切换或切换决定，例如，性能指示符低于预定或可配置的阈值。

在该示例中，在第一无线电接入点131处检测到第一无线电链路142的链路质量的降级。

可替换地或另外地，基于第一无线电接入点131检测到的相关信息，可以将链路质量的降级传送至网络节点110(例如，基站)。

性能指示符，例如是物理链路层质量。该性能指示符由第一无线电接入点131测量，例如，基于用户设备140的上行链路导频信号。作为混合自动重复请求过程的状态，也可以使用从用户设备140接收的混合自动重复请求率noacknowledgements/negativeacknowledgements(无确认/负面确认)，公知的为harqnack。

这提供了第一无线电接入点131中的链路质量降级的早期检测。

在该示例中，在步骤302，由第一无线电接入点131接收第一消息。第一消息，例如，导频信号或harqnack，在示例中触发向网络节点110(例如，基站)发送第二消息303。

第二消息303被寻址到网络节点110(例如，基站)，并且在示例中包含关于第一无线电链路142的链路质量的降级的信息。可选地或另外地，第二消息303包含用以触发用于切换的测量的信息。

在接收到第二消息303时，在步骤304，关于第一无线电链路142的降级的信息被处理。

为了处理该信息，下面描述了几个标准。目的是在检测到的链路质量下降过高之前触发切换或切换决定，例如，性能指示符低于预定或可配置的阈值。

可替代地或另外地，当第二消息303包含用以触发用于切换的测量的信息时，处理该信息以触发测量。

基于物理链路层反馈

如果第一无线电接入点131监视物理链路层质量，例如，信道质量指示，链路质量不足可以如下被报告给基站110。

将所有信道质量指示测量结果报告给基站110。在这种情况下，评估和决定由基站110在步骤304中执行。

为了减少第一无线电接入点131和基站110之间的报告量，“链路质量不足”的报告可以基于第一无线电接入点131内的物理链路层质量的预处理。

该预处理可以由基站110使用相应的控制命令来配置。

例如，可以支持两种测量报告：

“链路质量不足”作为对于基站110的触，，用以开始针对用户设备140的替代接入点的测量，该替代接入点用于替代第一无线电接入点131的数据传输链路。

“需要快速无线电接入点改变”作为执行用户设备140切换至备选接入点的触发，该备选接入点已经作为合适的服务接入点而被报告。

该标准的优点是：

-切换不需要依赖于所有无线电接入点131、132、133的周期性测量。这避免了开销，因为不需要对每个无线电接入点131、132、133的每个可能波束进行测量；

-切换由基站110触发。基站110是在第二频带中操作以向用户设备140提供第三无线电链路144的实例，第三无线电链路144是具有比第一无线电接入点131的第一无线电链路142更高可靠性的链路；

-在当前无线电链路142降级太多之前已经启动了切换过程；

-即使无线电链路142中断，也已经通过可靠的第二频带连接执行切换过程；

-在切换之前，触发对其他无线电接入点132、133的链路质量的测量。这样，确保了可能的切换接入点候选者仍然可用并且也不受阻塞的影响。

网络节点110(例如，基站或enb)，可以根据无线电资源控制协议使用该信令触发用户设备140。

基于混合自动重复请求过程

混合自动重复请求过程的状态可用作链路质量的指示符：

第一无线电接入点131监视混合自动重复请求重传的数量或注意到混合自动重复请求定时器到期。如果达到由基站110或其他操作和管理功能实体配置的阈值，第一无线电接入点131触发基站110。基站110主动地从用户设备140请求测量报告以获得到第二无线电接入点132、133的链路。

这样，最近的数据可用于切换决定。

基站110可以触发至第二无线电接入点132、133的集群中的第二无线电接入点132的切换以服务于用户设备140。优选地，选择根据测量报告具有当前最佳链路质量的第二无线电接入点132。优选地，群集包含最可能在用户设备140的范围内的接入点的子集。群集可以通过自组织网络(son)机制的方式来确定，例如，抽样测量和维护记录。

这意味着由网络实体(例如，基站110)从当前在用于至用户设备140的无线电链路范围内的多个无线电接入点132、133中选择第二无线电接入点132。

该标准的优点是：

-可灵活设置阈值以调整降级检测的灵敏度；

-在当前链路质量降级太多之前已经启动了切换过程；

-即使第一无线电链路142中断，也已经经由在第二频带中操作的可靠的第三无线电链路144执行切换过程；

-在切换之前，触发对其他无线电接入点132、133的链路质量的测量。这样，确保了可能的切换接入点候选者仍然可用并且也不受阻塞的影响。

网络节点110(例如，基站)，可以根据无线资源控制协议使用信令触发用户设备140。

基于物理链路层反馈和混合自动重复请求的组合

在两个标准的组合中，在混合自动重复请求过程指示降级的情况下，可以触发物理链路层测量。

在任何情况下，网络节点110(例如，基站)，主动地从用户设备140请求测量报告，以获得可能在用户设备140的范围内的任何第二无线电接入点132、133的链路。

该请求在寻址到用户设备140的第四消息305中发送。

第四消息305中的请求，例如是针对第二无线电接入点132和用户设备140之间的第二无线电链路的链路质量的测量的触发。

第四消息305是例如经由第三无线电链路144而被发送。这意味着，针对测量的触发是经由第三无线电链路144在第二频带中发送。

可选地或另外地，被寻址到用户设备140并且包含针对测量的触发的第五消息306被发送至第一无线电接入点131，并且在第六消息305'中经由第一无线电链路142在第一频带中被转发至用户设备。

第四消息305或第六消息305'的接收触发用户设备140执行新的候选无线电接入点的测量并报告测量。

在接收到针对第二无线电链路的链路质量的测量的触发时，在步骤307，测量到一个或多个第二无线电接入点132、133的第二无线电链路的链路质量。

然后，在第七消息308中发送测量结果，该第七消息308被寻址到网络节点110(例如，基站)。

然后，在该示例中，第七消息308被发送至第一无线电接入点131。在该示例中，第七消息308作为第八消息309被转发至网络节点110(例如，基站)。

第七消息308，并且此后的第八消息309，被寻址到网络节点110(例如，基站)，并且包含关于第二无线电链路的链路质量的测量的信息。

可选地或另外地，被寻址到网络节点110(例如基站)并且包含关于第二无线电链路的测量的信息的第九消息309'可以经由第三无线电链路144而被发送。

在接收到第八消息309或第九消息309'时，在步骤310，处理关于第二无线电链路的链路质量的测量的信息。

优选地，如果质量参数低于预先配置的阈值，则触发切换或切换决定。优选地，如果一个以上的第二无线电接入点132、133可用于经由第二无线电链路而连接到用户设备140，则选择具有更好链路质量的第二无线电接入点132、133。

然后，在第十一消息311中，根据测量结果发送针对数据传输从第一无线电链路142至第二无线电链路的切换的触发。

第四消息305，例如经由寻址到用户设备140的第三无线电链路144发送。

可替代地或另外地，被寻址到用户设备140并且包含针对切换或切换决定的触发的第十二消息312被发送至第一无线电接入点131，并且在第十三消息311'经由无线电链路142转发至用户设备140。

第十一消息311或第十三消息311'的接收触发用户设备140执行切换决定，或执行至第二无线电链路的切换313，即切换至第二无线电接入点132。执行切换是指切换所需的步骤。执行切换决定是指识别切换参数所需的步骤，并且可以包括之后执行切换。

说明书和附图仅说明了本发明的原理。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计各种布置，这些布置虽然未在本文中明确描述或示出，但体现了本发明的原理并且包括在其精神和范围内。此外，本文所述的所有示例主要旨在仅用于教学目的以帮助读者理解本发明的原理和发明人为改进领域而贡献的概念，并且应被解释为没有对这些具体叙述的实施例和条件的限制。此外，这里叙述本发明的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例旨在包含其等同物。

可以通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件来提供图中所示的各种元件的功能，包括任何功能块。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器提供，其中一些处理器可以是共享的。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和非易失性存储器。还可以包括其他传统的和/或定制的硬件。

本领域技术人员应该理解，这里的任何框图表示体现本发明原理的说明性电路的概念图。类似地，应当理解，任何序列图表示可以基本上在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行的各种过程，无论是否明确地示出了这样的计算机或处理器。

本领域技术人员将容易认识到，各种上述方法的步骤可以由编程计算机执行。这里，一些实施例还旨在涵盖程序存储设备，例如，数字数据存储介质，其是机器或计算机可读的并且编码机器可执行的或计算机可执行的指令程序，其中所述指令执行如上所述方法的部分或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、磁存储介质例如磁盘和磁带、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。实施例还旨在涵盖被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。