降低存取延迟的方法与流程

交叉引用

本发明要求如下优先权：编号为62/668,882，申请日为2018年5月9日，名称为“methodtoreduceaccessdelay”的美国临时专利申请。上述美国临时专利申请在此一并作为参考。

本发明涉及无线通信系统。特别地，本发明涉及当执行无线电资源控制(rrc)连接恢复进程时降低用户设备(ue)的存取延迟。

背景技术：

由于简单网络结构，3gpp长期演进(lte)系统提供高峰数据率、低延迟、改善型系统容量以及低操作成本。3gpplte系统也提供先前无线网络(例如，gsm、cdma以及umts)的无缝整合。考虑增强lte系统，从而使得它们满足或超过先进ima第四代(4g)标准。一个关键增强功能是支持高至100mhz的带宽，并且后向兼容现存的无线网络系统。在lte/lte-a系统中，进化通用陆地无线电存取网络(e-utran)包含与多个移动站(称为用户设备ue)进行通信的多个进化节点b(enodeb或者enb)。

在3gpplte/lte-a系统中，操作可被划分为两种无线电资源控制(rrc)状态：rrc_connected与rrc_idle。在rrc_connected模式中，enb将保持ue的上下文(安全性、id)并且为ue处理无线电资源管理(radioresourcemanagement，rrm)。这里的rrm包含资料调度、链路监测(mcs适用)、切换等。当ue处于rrc_connected模式时，确保ue与enb进行无缝数据传输。在接收到指示伺服小区的信号质量不佳后，enb可命令ue执行rrm测量并且做出切换(handover，ho)决定。在rrc_connnected模式中，将处理关于交换ue信息的enb间谈判。

由于限制无线电资源并且也限制网络负载，因此不可能保持所有ue皆处于rrc_connected模式。enb可释放部分ue，并且命令它们进入rrc_idle模式。一旦ue进入rrc_idle模式，enb将释放ue信息或者仅维持最小ue信息。因此，rrc_idle模式具有最低能耗。当ue发现其驻留小区正变弱时，ue将执行小区重选并且尝试与新小区重新同步。当数据到来时，空闲ue将试着通过rrc连接恢复进程恢复其rrc连接。上述进程包含：a)随机存取进程，以同步上行链路时序，b)功能谈判授权以及网络执行许可控制，以及c)如果允许ue存取网络则建立操作参数。此外，对于通过上行链路(ul)传输的rrc消息处理，ue需要请求网络的ul授权。

基于当前lte标准，可以预见的是，rrc状态转换将消耗许多信令并且引起许多延迟。为了降低存取延迟，3gpp尝试将整个lterrc连接恢复进程限制在20毫秒。具体地，需要降低用于rrc连接恢复消息的uerrc处理时间。在完成rrc连接恢复后，ue可立即接收下行链路(dl)数据。然而，当ue正在执行rrc连接恢复的重新配置时，较低层不能使用新配置接收ul授权。因此，ue必须等待重新配置后的ul授权，其会产生ul数据传输的额外延迟。

为了加速ul数据存取，寻求一种更早将ul授权传给ue的方案。

技术实现要素：

本发明提出一种在无线电资源控制(rrc)重新配置进程期间加速上行链路数据存取的方法。基于控制平面(cp)延迟评估，可降低rrc重新配置进程的处理时间。ue首先发送rrc连接请求，并且作为响应从bs接收rrc重新配置(或者恢复)消息。接着，ue解码该rrc重新配置消息并且执行重新配置操作。ue也等待用于发送rrc重新配置消息与ul数据(如果可用)的ul授权。在实施例中，在ue执行该重新配置操作的同时，bs在通用搜索空间提供该ul授权，并且ue无需等到完成该重新配置操作之后的该ul授权。换句话说，该重新配置操作与该ul授权并行发生，其降低ul数据的存取延迟。在替换实施例中，bs在rrc重新配置消息中提供ul授权，从而使得在ue执行该重新配置操作时不必接收ul授权。

在实施例中，在无线通信网络中，用户设备(ue)发送无线电资源控制(rrc)连接请求。在从该网络接收并且解码无线电资源控制连接重新配置消息后，该ue执行重新配置操作。在该重新配置操作期间，该ue接收上行链路授权，并且该ue在通用搜索空间通过物理下行链路控制信道(pdcch)搜索该上行链路授权。基于该上行链路授权，该ue向该网络发送无线电资源控制连接重新配置完成消息。

在实施例中，在无线通信网络中，基站(bs)从用户设备(ue)接收无线电资源控制(rrc)连接请求。该bs向该用户设备发送无线电资源控制连接重新配置(或恢复)消息。在从该用户设备接收无线电资源控制连接重新配置完成消息之前，该bs发送上行链路授权，其中，在通用搜索空间通过物理下行链路控制信道(pdcch)向该用户设备提供该上行链路授权。该bs从该用户设备接收该无线电资源控制连接重新配置完成消息。

其它实施方式和优点在下面的详细描述中描述。该发明内容并不打算限定本发明。本发明由权利要求书限定。

附图说明

附图示出了本发明的实施方式，在附图中相似的标号指示相似的组件。

图1依据新颖方面描述了移动通信网络中用户设备(ue)执行具有降低存取延迟的无线电资源控制(rrc)连接恢复进程。

图2是依据新颖方面的支持本发明实施例的bs与ue的简化区块图。

图3是依据新颖方面描述具有降低存取延迟的rrc连接恢复进程的消息流。

图4描述rrc连接恢复进程的不同组件的延迟贡献。

图5是依据新颖方面描述的降低rrc连接恢复进程的存取延迟的实施例。

图6是无线通信网络中，ue视角下降低rrc连接恢复进程的存取延迟的方法流程图。

图7是无线通信网络中，bs视角下降低rrc连接恢复进程的存取延迟的方法流程图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的一些实施方式，其示例示出于附图中。

图1依据新颖方面描述了移动通信网络100中用户设备(ue)执行具有降低存取延迟的无线电资源控制(rrc)连接恢复进程。在lte/lte-a系统中，进化通用陆地无线电存取网络(e-utran)包含与多个移动站(称为用户设备)进行通信的多个基站，称为进化节点b。在下一代5g新无线电(nr)系统中，可将基站称为gnodeb或gnb。在本发明中，enb与gnb皆可称为基站(bs)。ue的操作可被划分为两种无线电资源控制(rrc)状态：rrc_connected与rrc_idle。在rrc_connected模式中，ue建立与网络的专用连接。当ue处于rrc_connected模式时，确保ue与bs进行无缝数据传输。一旦ue进入rrc_idle模式，bs将释放ue信息或仅维持最小ue信息。因此，rrc_idle模式具有最低能耗。

在图1中，移动通信网络100是包含bs102与ue101的ofdm/ofdma系统。最初，ue101驻留小区并且处于rrc_idle模式。对于数据传输，ue101需要与bs102建立rrc连接，并且进入rrc_connected模式。当存在从bs待发送至ue的下行链路分组时，每个ue得到下行链路分配，例如，物理下行链路共享信道(pdsch)中的无线电资源集。当ue需要在上行链路中向bs发送分组时，ue从bs得到分配物理上行链路共享信道(pusch)的授权，其中，pusch由上行链路无线电资源集组成。ue从物理下行链路控制信道(pdcch)得到明确指向该ue的下行链路或上行链路调度信息。可将pdcch承载的下行链路分配与上行链路授权称为下行链路控制信息(downlinkcontrolinformation，dci)。对于ue特定搜索空间中的dci，ue需要监测pdcch。

由于限制了无线电资源与网络容量，因此不可能保持所有ue皆处于rrc_connected模式。因此，将闲置ue释放至rrc_idle模式。空闲ue可接收bs广播的系统信息。当数据到达时，空闲ue将尝试通过rrc连接恢复进程恢复其rrc连接。基于当前lte标准，可以预见的是，rrc状态转换将消耗许多信令并且引起许多延迟。为了降低存取延迟，3gpp尝试将整个lterrc连接恢复进程限制在20毫秒。具体地，需要降低用于rrc连接恢复消息的uerrc处理时间。在完成rrc连接恢复后，ue可立即接收下行链路(dl)数据。然而，当ue正在执行rrc连接恢复的重新配置时，由于在ue特定搜索空间(ue-specificsearchspace)发送ue授权，因此较低层不能使用新配置接收ul授权。因此，ue必须等待重新配置后的ul授权，其会产生ul数据传输的额外延迟。

依据新颖方面，提出一种在rrc恢复进程期间加速ul数据存取的方法。在图1的示例中，描述rrc连接恢复进程作为示例。然而，相同方法也可应用于其他进程，例如，rrc连接重新配置进程。在步骤111，ue101向bs102发送rrc连接恢复请求。在步骤112，bs102向ue101发送rrc连接恢复消息。在步骤113，ue101基于rrc连接恢复消息执行第1层与第2层(l1/l2)重新配置。同时，ue101也等待来自bs102的ul授权。在有益方面，当ue101正在执行l1/l2重新配置的同时，bs102在通用搜索空间提供ul授权，并且ue101无需等待l1/l2重新配置完成后的ul授权。换句话说，l1/l2重新配置与ul授权并行发生，这样降低用于ul数据传输的存取延迟。在步骤114，ue101向bs102发送rrc连接恢复完成与ul数据。在替换实施例中，bs102在rrc重新配置消息中提供ul授权，例如，步骤112中的rrc连接恢复消息，从而使得在步骤112执行l1/l2重新配置时ue101不必接收ul授权。

图2是依据新颖方面的支持本发明实施例的bs201与ue202的简化区块图。对于无线bs201，天线207与208发送与接收无线电信号。耦接天线的rf收发器模块206从天线接收rf信号，将其转换为基带信号并且将其发送至处理器203。rf收发器206也转换来自处理器的已接收基带信号，将其转换为rf信号并且发送至天线207与208。处理器203处理已接收基带信号并且调用bs201中的不同功能模块与电路执行功能。存储器202存储程序指令与数据210，以控制bs201的操作。

相似地，对于ue211，天线217与218发送与接收rf信号。耦接天线的rf收发器模块216从天线接收rf信号，将其转换为基带信号并且将其发送至处理器213。rf收发器216也转换来自处理器的已接收基带信号，将其转换为rf信号并且发送至天线217与218。处理器213处理已接收基带信号并且调用ue211中的不同功能模块与电路执行功能。存储器212存储程序指令与数据220，以控制ue211的操作。举例来说，合适的处理器包含特定目的处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、特定应用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路以及其他类型集成电路(ic)及/或状态机。可使用与软件相关联的处理器(例如，处理器213)实施并配置ue201的各种功能。

bs201与ue211也包含可实施并配置执行本发明实施例的几种功能模块与电路。在图2的示例中，bs201包含连接处理器205、调度器204、rach处理电路209、配置与控制电路221。相似地，ue211包含连接处理器215、解码器电路214、rach处理电路219、配置与控制电路231。软件、固件、硬件以及上述任意组合可实施与配置不同功能模块与电路。当处理器203与213执行(例如，通过执行程序代码210与220)时，功能模块与电路允许bs201与ue211相应执行本发明实施例。

在示例中，ue211通过rrc连接处理器215执行与bs201的rrc连接恢复进程。ue211等待rach时机并且通过rach处理电路219发送rach前导码。接着，ue211准备并且向bs201发送rrc连接恢复请求。一旦接收并且通过解码器214解码rrc连接恢复消息，ue211执行较低层l1/l2重新配置，并且也通过在通用搜索空间(commonsearchspace)监测pdcch等待ul授权。并行执行重新配置与ul授权接收，以降低存取延迟。最后，ue211向bs201发送rrc连接恢复完成消息。

图3是依据新颖方面描述具有降低存取延迟的rrc连接恢复进程的消息流。在步骤311，ue301处于rrc空闲模式并且等待随机存取信道(rach)时机，以转换为rrc连接模式。通过网络的寻呼或者上层移动始端(mobileoriginated，mo)数据，可触发上述转换。在步骤312，ue301通过所选rach资源发送rach前导码。在步骤313，bs302检测并解码rach前导码。在步骤314，bs302将rach响应(rar)发送回ue301。在步骤315，ue301准备rrc连接恢复请求消息。在步骤321，ue301向bs302发送具有ueid的rrc连接恢复请求消息。在步骤322，bs302解码rrc连接恢复请求消息。在步骤323，bs302向ue301发送rrc连接恢复消息。rrc连接恢复消息包含用于ue恢复rrc连接的l1/l2参数，包含无线电承载配置、测量配置等。

在步骤324，ue301解码rrc连接恢复消息。在步骤325，ue301处理rrc连接恢复消息，其包含较低层l1/l2重新配置，并且等待具有ul授权的物理下行链路控制信道(pdcch)。当ue301正执行l1/l2重新配置时，如果通过专用搜索空间发送上行链路授权，则不能使用新配置接收ul授权。在完成较低层重新配置前，由于ue不准备进行提前传输，ue不能通过专用搜索空间解码pucch。因此，ue301需要等待完成重新配置后的ul授权。在有益方面，在步骤326，bs302通过通用搜索空间提供pdcch承载的ul授权。因此，当执行l1/l2重新配置的同时，ue301能并行通过通用搜索空间监测ul授权的pdcch，其中，该通用搜索空间与ue特定rnti相关联。因为ue301能并行执行rrc重新配置以及ul授权的pdcch监测，所以降低了rrc连接恢复消息的处理时间。在步骤331，ue301向bs302发送rrc连接恢复完成消息，并且完成rrc连接恢复进程。

图4描述rrc连接恢复进程的不同组件的延迟贡献。基于控制平台(controlplane，cp)可降低rrc连接恢复进程的处理时间。图4的列表410显示在lte或新无线电(nr)系统中rrc连接恢复进程的目标cp延迟，其为20毫秒。可观察到，处理时间相关组件，例如，组件5、7、9占大部分的存取延迟。组件5对应图3的步骤315，组件7对应图3的步骤322，以及组件9对应图3的步骤324与325。基于lte第8版标准，可将组件9的延迟定义为15毫秒，其目标为9毫秒。组件9贡献了rrc连接恢复进程几乎50％的cp延迟时间。

对于组件9，ue必须执行下列操作：1)解码包含rrc连接恢复消息的dl分组；2)解析rrcasn.1码并且获取rrc参数；3)检查rrc参数是否有效以及ue是否能够遵循新配置；以及4)重新配置l1/l2模块。如果可降低重新配置时间，则可大大降低cp延迟时间。值得注意的是，涉及硬件模块的某些重新配置(例如，安全引擎)可为附加的处理时间。从ue实施视角来看，重新配置花费很少毫秒以完成所有必须步骤。最消耗时间的操作是那些涉及跨层重新配置以及l1/mac重新配置的操作。降低rrc处理时间的一种方式是简化重新配置操作。例如，在rrc连接恢复进程期间，如果仅配置l1/l2基线设定以及将不触发drx、sps、ca或mimo重新配置，则将降低处理时间。在ue进入rrc连接模式后，可执行该附加重新配置。此外，在本发明中，在网络接收rrc响应消息之前，可通过具有dci格式0的通用搜索空间发送rrc连接恢复完成传输的ul授权与上行链路数据。在该场景中，通过消除接收ul授权的等待时间，可降低uerrc处理延迟。

图5是依据新颖方面描述的降低rrc连接恢复进程的存取延迟的实施例。在图5的示例中，在rrc连接恢复消息中，网络在子帧n-1提供ul授权(例如，图3的步骤323)。ue将在子帧n+7发送rrc连接恢复完成消息(例如，图3的步骤331)。如果ul授权足够大并且存在可用上行链路数据，则ue可随着rrc连接恢复完成消息发送上行链路数据。在这种场景中，当执行重新配置(例如，图3的步骤325)时，ue无需等待并且接收ul授权。值得注意的是，ul授权是用于rrc响应消息与ul数据。例如，ul授权包含多个参数，其包含资源区块(rb)位置、调制与编码方案(mcs)、harq数量、时序、授权有效时间。指定接收rrc连接恢复消息后的预定时序。在预定子帧中，ue发送rrc连接恢复完成消息与ul数据(如果可用)(例如，本示例中的8子帧或8毫秒)。

图6是无线通信网络中，ue视角下降低rrc连接恢复进程的存取延迟的方法流程图。在步骤601，ue在无线通信网络中发送无线电资源控制(rrc)连接请求。在步骤602，在从网络接收并解码rrc连接重新配置消息后，ue执行重新配置。在步骤603，在重新配置期间，ue接收上行链路授权，并且ue在通用搜索空间搜索物理下行链路控制信道(pdcch)上的上行链路授权。在步骤604，基于上行链路授权，ue向网络发送rrc连接重新配置完成消息。在一个实施例中，rrc连接重新配置消息是rrc连接恢复消息，并且rrc连接重新配置完成消息是rrc连接恢复完成消息。

图7是无线通信网络中，bs视角下降低rrc连接恢复进程的存取延迟的方法流程图。在步骤701，在无线通信网络中，bs从用户设备(ue)接收无线电资源控制(rrc)连接请求。在步骤702，bs向ue发送rrc连接重新配置消息。在步骤703，在从ue接收rrc连接重新配置完成消息之前，bs发送上行链路授权，其中，为ue在通用搜索空间中提供物理下行链路控制信道(pdcch)上的上行链路授权。在步骤704，bs从ue接收rrc连接重新配置完成消息。在一个实施例中，rrc连接重新配置消息是rrc连接恢复消息，并且rrc连接重新配置完成消息是rrc连接恢复完成消息。

尽管上面出于指导目的结合特定的具体实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此。因此，在不脱离如权利要求书中所阐述的本发明范围的情况下，可实践所描述的实施方式的各种特征的各种修改、更改和组合。