专利名称：支持lte系统结构中数据传输的方法
技术领域：
本发明涉及一种支持第三代伙伴计划(以下简称3GPP)提出的移动通信系统长期演进(以下简称LTE)系统结构中传输数据的方法。
背景技术：
现有的第三代伙伴计划(以下简称3GPP)结构如图1所示。下面是对图13GPP系统结构的描述。
101用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备。102 NodeB是无线网络子系统中(简称RNS)负责无线收/发的节点。103控制无线网络控制器(以下简称CRNC)是直接控制NodeB的无线网络控制器。104服务无线网络控制器(以下简称SRNC)是控制承载信息的无线网络控制器(以下简称RNC)，如无线资源控制(以下简称RRC)状态。105网关通用分组无线业务(以下简称通用分组无线业务为GPRS)支持节点(以下简称网关GPRS支持节点为GGSN)和106服务GPRS支持节点(以下简称SGSN)为数据的传输提供路由。107 E-PDN是外部的公共数据网，提供数据源。
现有的3GPP系统结构存在可升级性差，呼叫建立时间长等诸多缺点，因此3GPP标准化组织正在进行LTE的标准化工作。LTE系统的需求之一是减少信令和数据传输的延迟，减低设备的成本。针对这样的需求，给系统带来的改变主要是要减少节点，减少接口。
现有技术提出了控制平面和用户平面分离的系统结构。比如，图2是一种控制平面和用户平面分离的系统示意图。用户平面的功能集中在一节点上，称做用户平面服务节点(以下简称UPSN)，UPSN实现了原来的GGSN、SGSN的用户平面、SRNC的用户平面的功能。控制平面的功能集中在无线网络控制节点(以下简称RCSN)，RCSN实现了原来SGSN的控制平面、SRNC的控制平面的功能。基站实现了小区无线资源控制功能和原来CRNC的功能。
基于上述LTE提出的控制平面和用户平面分离，功能实体集甲的体系结构中，可以有效的减少数据传输路径中的延迟，缺点是当用户移动的时候，功能实体间的切换比较频繁，如图2所示，当正在接收数据的用户基站1切换到基站2，数据传输的路径也要相应的切换，原来的路径是用户平面服务节点UPSN和基站1之间，切换后的路径在UPSN和目的基站间建立新的数据链路，成功后，删除旧的数据链路，由于一个基站的控制范围比较小，当用户频繁切换的时候，给用户平面服务节点UPSN和网络控制节点RCSN带来较大的信令负担，使UPSN的处理非常繁忙。
发明内容
本发明的目的是提供一种支持LTE系统结构中数据传输的方法。
为实现上述目的，一种支持LTE系统结构中数据传输的方法，包括步骤a)无线网络控制节点RCSN从网络端接收数据并将数据发送到数据网关UPG或者服务基站；b)数据网关或者服务基站把数据转发给目的基站；c)目的基站把数据发送给用户。
本发明的方法减少了UPSN的负担。采用服务UPG或者服务基站保持不变的原则，减少了UPG重配置过程。采用服务UPG或者服务基站的原则，可以保证数据的同步。
图1是现有的3GPP系统结构；图2是一种可能的LTE的系统结构；图3是本发明提出的LTE的系统结构；图4是UE建立数据通路的流程图；图5是UE移动到新的基站(相同的UPG)的流程图；图6是UE移动到新的基站(不同的UPG)的流程图。
具体实施例方式
图3为加入数据网关的系统结构。也可以是一个基站来实现数据网关的功能，那个基站就叫做服务基站。
301是无线网络控制节点RCSN，302是无线网络用户节点UPSN，303是基站，304是数据网关UPG。
301的RCSN实现的原来RNC和SGSN，GGSN的控制功能。如果RRC协议在RCSN上实现，RCSN可以发送RRC信令给用户，建立无线接口上的资源。RCSN也可以发送信令给服务数据网关UPG和基站，以便于建立相应的资源。RCSN也可以发送信令给无线网络用户节点，以便于在网络端建立相应的资源。数据网关和用户平面服务节点的传输层信息也由RCSN来保存管理。如果采用隧道连接方式，无线网络控制接点负责分配UPG和UPSN间的隧道信息，比如隧道标识。
如果RRC协议不在RCSN上实现，而是在LTE的基站上实现，那么RRC信令就是由基站来负责发送和接收，数据平面资源的建立也是由服务基站和UPSN之间建立，然后由服务基站发送消息给目的基站，要求建立无线链路，然后在发送消息通知UE。
302的UPSN可以从外部的网络接收数据，并且把数据发送给网关UPG，或者从数据网关UPG接收数据，并且把数据给外部的网络。303是基站，它可以接收/发送信令和数据，实现物理层，MAC层的功能，也可以实现RLC和PDCP的功能。
304是服务数据网关UPG，是本发明的重点。服务数据网关负责建立和基站间之间的数据连接，UPG负责从UPSN接收数据，转发到基站，或者从基站接收数据，转发到UPSN。服务数据网关UPG可以在基站上实现，叫服务基站，可以把RLC和PDCP的功能放到数据网关上。如果PDCP功能在UPG上实现，当用户移动到另一个基站的控制下，不需要重新建立PDCP模块。
如果RLC功能在UPG上实现，当用户移动到另一个基站的控制下，不需要重新建立RLC模块。
当用户移动到另一个基站的控制下，源基站没有发送成功的数据可以通过UPG或者服务基站来转发到目的基站上。并且，在UE移动的过程中，服务UPG或者服务基站可以保持不变，也可以改变。
当用户移动到其他的基站的控制下，UPSN和服务UPG/服务基站之间的数据通路保持不变。如果RRC在RCSN上实现，RCSN控制服务UPG/服务基站和目的基站之间的数据通路。RCSN发送消息给服务UPG/服务基站，让它建立一条新的数据链路，并且把目的基站的地址信息告诉服务UPG/服务基站，服务UPG/服务基站发送消息给目的基站，要求建立一条新的数据链路。在此消息中，包含服务UPG/服务基站为数据通路分配的地址信息，比如隧道标识。目的基站收到服务UPG/服务基站发来的消息，发送响应消息，在目的基站发送给服务UPG/服务基站的返回消息中，目的基站包括目的基站为数据通路分配的地址信息，比如隧道信息。如果RRC不在RCSN上实现，而在基站上实现，那么RCSN和基站间的信令就可以省略。服务UPG/服务基站收到UE发送的测量报告，决定一个新的目的基站，服务UPG/服务基站会发送消息给新的目的基站，建立跟目的基站间的数据连接。在本发明中，从UPSN到目的基站的数据通路包含了两段，一段在UPSN和服务UPG/服务基站之间，一段在服务UPG/服务基站和目的基站之间。在一次业务的进行过程中，目的基站随着用户的移动会改变，但是服务UPG/服务基站保持不变。
UPG是一个逻辑实体，它可以是一个单独的实体，也可以在LTE的基站上实现，当它在基站上实现的时候，就是由RCSN发送消息给源基站，此源基站就是服务基站，要求它来转发数据给目的基站，从UPSN到目的基站的数据通路包含了两段，一段是UPSN和服务基站间的，一段是服务基站和目的基站间的。在数据通信的过程中，UPSN和服务基站间的通路保持不变，根据UE移动的情况，服务基站建立和不同目的基站间的数据通路。在UE的移动过程中，服务基站可以总保持不变，也可以改变。
实施例本发明以RRC协议在RCSN上实现为例，来说明由一个服务数据网观或者服务基站来转发数据的方法。如果RRC在基站上实现，实施例可以做简单的修改，比如RCSN和服务基站间的信令可以省略，服务基站和目的基站间的数据平面由服务基站负责建立。实施例中的服务UPG可以换成服务基站。
图4是本发明中建立数据通路的一个实施例。以下以数据通路采用隧道方式为例。401 UE发起建立RRC的过程，此过程和本发明没有直接关系，并且在现有的规范中有详细的描述，因此在此不做详细说明。402 RCSN根据UE所处的小区位置，找到对应的UPG和UPSN，并且为UPG和UPSN之间的数据通路分配隧道信息，比如隧道标识。RSCN向UPSN发送消息，要求建议新的数据通路。此消息中包含业务的信息，如果采用隧道方式，此消息还包含RCSN给数据通路分配的隧道信息，比如隧道标识(TEID)，和UPG的传输层地址信息(Transport Layer Address)。403 UPSN根据信息为新的数据通路分配资源，并且成功后发送响应消息通知RCSN。
404 RCSN发送消息给UPG，要求UPG建立一条新的数据通路，用于UPG和UPSN之间的数据传输。如果采用隧道方式，此消息中包含RCSN为此数据通路分配的隧道信息，还包含UPSN的传输层地址。如果UPG和基站是两个物理实体，此消息中还包含基站的标识。
405如果UPG跟基站是两个物理实体，UPG还要建立和基站间的数据通路。UPG发送消息给基站，要求建立新的数据通路，此消息中包含UPG为此数据通路分配的传输层信息。传输层信息可以包含地址信息和隧道信息。406基站为此数据通路分配响应的资源，并且发送响应消息给RNG，此消息中包含基站为数据通路分配的传输层信息。
407 UPG根据信息为新的数据通路分配资源，并且成功后发送响应消息给RCSN。
408 RCSN发送RRC消息给UE，建立无线承载。
409 UE发送响应消息给RCSN。
410 RCSN发送消息给UPSN，指示资源已经建好，可以开始发送数据。
当RCSN发送消息建立资源的时候，也可以跟UPSN和用户约定好数据发送的时间，不过，因为RCSN先要给UPSN发送消息建立资源，那时候，RCSN不知道什么时候资源才能建立好，只能估计一个大概的时间，这个估计的时间一般需要比资源建立的过程要长。因此，为了能在资源建立成功后，及时的发送数据，RCSN建立无线承载的时候，可以把UE端无线承载的启动时间设为“立刻”。然后，RCSN给UPSN发送一条消息，告诉UPSN资源已经准备好，可以开始发送数据了。
图5是本发明UE移动的一个新的小区的实施例，在只有一个UPG的情况下，即服务的UPG不变，数据原来从UPSN发送到UPG，然后UPG发送数据给基站1。用户移动到基站2的控制下，发送测量报告消息给基站1。以下以数据通路采用隧道方式为例。
501基站1把测量报告消息转发到RCSN，消息中包含目的基站2的标识信息。
502 RCSN根据保存的信息，如果服务UPG在UE移动的过程中保持不变，RCSN发送消息给服务UPG，要求UPG建立一条新的数据通路，此通路的两端分别是UPG和目的基站。此消息中包含目的基站的标识。
503 UPG发送消息给目的基站，要求建立一条新的数据通路，此消息中包含业务的信息，比如业务标识，业务Qos的要求。还包含UPG为此数据通路分配的传输层信息。传输层信息可以包含地址信息和隧道信息。
504目的基站发送响应消息给UPG，此消息除了包含业务的信息，还包含目的基站为此数据通路分配的传输层信息。
505 UPG发送响应响应消息给RCSN，此后，数据开始从UPG发送到目的基站。
506 RCSN发送消息给UPG，要求删除旧的数据通路。消息中包含数据通路的标识信息。
507 UPG发送消息给源基站，要求删除旧的数据通路。消息中包含数据通路的标识信息。
508源基站发送响应消息给UPG。
509 UPG发送响应消息给RCSN。
图6是本发明中UE移动的一个新的小区，并且UPG发生改变的一个实施例，数据原来从UPSN发送到UPG1，然后UPG1发送数据给基站1。用户移动到基站2的控制下，发送测量报告消息给基站1。以下以数据通路采用隧道方式为例。
601基站1把测量报告消息转发到RCSN，消息中包含目的基站2的标识信息。
602 RCSN根据保存的信息，如果服务UPG可以改变，RCSN可以决定数据平面切换到另一个UPG的控制下，RCSN发送消息给UPG1，要求UPG1建立一条新的数据通路，此数据通路的两端分别是UPG1和UPG2。此消息中包含目的基站的标识。
603 UPG1收到602的消息，源数据网关UPG1发送消息给目的数据网关UPG2，要求建立一条新的数据通路，此消息中包含原UPG保存的UE的信息，，比如业务标识，业务Qos的要求。还包含UP61为此数据通路分配的传输层信息。传输层信息可以包含地址信息和隧道信息。通过此消息，原UPG保存的UE的上下文发送给了新的UPG。
604 UPG2发送消息给目的基站，要求建立一条新的数据隧道，此消息中包含业务的信息，比如业务标识，业务Qos的要求。还包含UPG2为此数据通路分配的传输层信息。传输层信息可以包含地址信息和隧道信息。605目的基站发送响应消息给UPG2，此消息除了包含业务的信息，还包含目的基站为此数据通路分配的传输层信息。
606 UPG2发送响应响应消息给UPG1，607 UPG1发送响应消息给RCSN，此后，数据开始从UPG1发送到UPG2，然后发送到目的基站。
608 RCSN发送消息给源数据网关UPG1，要求删除旧的数据通路。消息中包含数据通路的标识信息。
609 UPG1发送消息给源基站，要求删除旧的数据通路。消息中包含数据通路的标识信息。
610 源基站发送响应消息给UPG1。
611 UPG1发送响应消息给RCSN。
权利要求
1.一种支持LTE系统结构中数据传输的方法，包括步骤a)无线网络控制节点RCSN从网络端接收数据并将数据发送到数据网关UPG或者服务基站；b)数据网关或者服务基站把数据转发给目的基站；c)目的基站把数据发送给用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤a)包括1)无线网络控制节点根据UE发送的消息中当前小区的信息，选择一个数据网关；2)无线网络控制节点建立网络和数据网关UPG之间的数据通路；3)无线网络控制节点发送消息给数据网关UPG，要求建立新的数据通路；4)数据网关发送消息给基站，要求建立新的数据通路。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果数据网关位于基站上，则步骤3)和步骤4)合成一个步骤。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，无线网络控制节点保存数据网关、用户平面服务节点的传输层地址信息。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，无线网络控制节点负责分配数据网关和用户平面服务节点之间的隧道信息。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，无线网络控制节点向用户平面服务节点发送消息，告之可以开始发送数据。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤b)包括数据网关发送给基站的信息包含数据网关为数据通路分配的传输层地址和隧道信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤b)包括基站发送的响应消息包含基站为数据通路分配的传输层地址和隧道信息。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述隧道消息包括隧道标识。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤c)包括1)服务基站收到UE发送的消息；2)服务基站发送消息给目的基站，要求建立一条新的数据链路；3)目的基站发送响应消息给服务基站；4)服务基站发送消息给UE。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当UE移动到一个新的基站的控制范围，包括步骤1)无线网络控制节点根据UE发送的消息中目的小区的信息，决定是否需要改变服务数据网关，如果需要，进行第2步骤，否则，进行第3步骤；2)无线网络控制节点建立服务数据网关和目的服务数据网关之间的数据通路。3)服务数据网关建立和目的基站之间的数据通路。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，如果数据网关位于基站上，步骤2)和步骤3)合成一个步骤。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在业务进行过程中，服务数据网关保持不变。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，无线网络控制节点保存数据网关、UPSN的传输层地址信息。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，无线网络控制节点负责分配数据网关和UPSN之间的隧道标识。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，数据网关发送给基站的信息包含数据网关为数据通路分配的传输层地址和隧道信息。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，基站发送的响应消息包含基站为数据通路分配的传输层地址和隧道信息。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，服务数据网关发送给目的数据网关的信息包含服务数据网关为数据通路分配的传输层地址和隧道道信息。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，目的数据网关发送的响应消息包含目的数据网关为数据通路分配的传输层地址和隧道信息。
20.根据权利要求15至19之一所述的方法，其特征在于所述隧道消息包括隧道标识。
全文摘要
一种支持LTE系统结构中数据传输的方法，包括步骤无线网络控制节点RCSN从网络端接收数据并将数据发送到数据网关UPG或者服务基站；数据网关或者服务基站把数据转发给目的基站；目的基站把数据发送给用户。本发明的方法减少了UPSN的负担。采用服务UPG或者服务基站保持不变的原则，减少了UPG重配置过程。采用服务UPG或者服务基站的原则，可以保证数据的同步。
文档编号H04W56/00GK1988712SQ200510130698
公开日2007年6月27日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年12月21日
发明者王弘, 李小强 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社