一种应用于无线中继的传输系统及传输方法

专利名称：一种应用于无线中继的传输系统及传输方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝无线通讯系统中的无线中继领域，尤其涉及一种应用于无线中继 技术的传输系统及传输方法。
背景技术：
蜂窝无线通讯系统主要由终端(UE，User Equipment)、无线接入网和核心网组成， 如图1所示，图1中包括基站、终端和核心网。其中，由基站组成的网络、或由基站和基站控 制器共同组成的网络都称为无线接入网，无线接入网负责接入层事务，比如无线资源的管 理。基站之间可以根据实际情况存在物理或者逻辑上的连接，如图1中的基站1和基站2 或者基站3。每个基站可以和一个或者一个以上的核心网节点连接。核心网负责非接入层 事务，比如位置更新等，并且是用户面的锚点。UE是指可以与蜂窝无线通讯进行网络通讯的 各种设备，比如移动电话或者笔记本电脑等。在蜂窝无线通讯系统中，固定基站网络的无线覆盖由于各种各样的原因受到限 制，比如各种建筑结构对无线信号的阻挡等原因，造成在无线网络的覆盖中无可避免的存 在覆盖漏洞。另外，在小区的边缘地区，由于无线信号强度的减弱，以及相邻小区的干扰，导 致UE在小区边缘时，通讯质量较差，无线传输的错误率抬高。为了提高数据传输吞吐量，群 组移动性，临时网络部署，小区边缘地区的吞吐量以及新区域的覆盖，有一种解决方案是在 蜂窝无线通讯系统引入一种无线网络节点，称为中继节点(Relay)。Relay是具有在其他网络节点之间通过无线链路中继数据以及可能控制信息功能 的站点，也叫中继节点/中继站。Relay的工作原理如图2所示。其中，基站直接服务的UE 叫宏UE，Relay服务的UE叫中继UE。各网元间的接口链路包括直传链路、接入链路和回 程链路，其中，直传链路是基站与UE之间的无线链路，包含上、下行的直传链路；接入链路 是Relay与UE之间的链路，包含上、下行的接入链路；回程链路是基站与Relay之间的无线 链路，包含上、下行的回程链路。Relay可以通过多种方法中继数据，比如直接放大接收到的基站发送无线信号，或 者将基站发送的数据接收后进行对应的处理，可以是解调或者解码后，再转发给UE,或者基 站和中继合作向UE发送数据，相反Relay也会中继从UE向基站发送的数据。在众多的中继类型中，有一种中继，其特点如下UE无法区分Relay和固定基站下的小区，即从在UE看来，Relay下的小区跟基站 下的小区没有区别，此类小区可以称为Relay小区。Relay小区和所有的小区一样有自己的 小区物理标识(PCI，physical cell identity)，和普通小区一样发送广播，当UE驻留在中 继小区中，中继小区可以单独分配调度无线资源给UE使用，与参与中继的基站的无线资源 调度相互独立。Relay小区和RelayUE之间的接口以及协议栈与普通基站小区和UE之间相 同。其中，中继的基站又被称为Donor基站，即Relay通过回程链路连接的基站。以下，基于长期演进(LTE，Long Term Evolution)蜂窝无线通讯系统，描述上述 Relay小区回程链路的接口规范。LTE系统采用基于互联网协议(IPJnternet Protocol)的扁平化架构，如图3所示，由演进的通用地面无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)、演进型数据核心网(EPC, Evolved Packet Core)的 节点组成。其中，EPC的节点包括移动管理单元(MME，Mobility Management Entity)、服 务网关(S-GW，ServingGateway)、包数据网络网关(P_GW，PDN Gateway)。MME负责控制面信 令，包括移动性管理、非接入层信令的处理、用户的移动管理上下文的管理等控制面相关工 作；S-GW负责UE用户面数据的传送、转发和路由切换等；P-GW是连接EPC和包数据网如互 联网的节点，负责如UE IP地址的分配、IP数据包按业务类型过滤成业务数据流(Service Data Flows)并绑定到对应的传输承载等。E-UTRAN的节点包括eNB，eNB之间在逻辑上通过X2接口互相连接，用于支持UE 在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换。每个eNB通过Sl接口，连接到系统架构演 进(SAE, System Architecture Evolution)核心网，即通过控制平面 S1-MME 接口与 MME 相连，通过用户平面Sl-U接口与S-GW相连，Sl接口支持eNB与MME和S-GW之间的多点连 接。MME和S-GW之间由Sll接口相连，S-GW和P-GW之间由S5接口相连，也可以合并到一 个网元，此时S5接口不存在。每个eNB通过Uu接口，最初定义为UTRAN与UE之间的无线 接口与UE进行信令和数据的传输。引入Relay后，Relay和eNB之间的无线接口为Un接 口，Relay和UE之间和eNB和UE之间的接口相同，所以也是Uu接口。在目前已有的中继系统的节点架构中，对于Relay数据进入传输网络的节点，一 种架构是将传输网络的接入节点定义在核心网网元上，例如Relay的P-GW ；另一种架构 是将传输网络的接入节点定义在宿主基站(DeNB，DonoreNB)上，比如DeNB的本地接入网 关(LB0 Gff,Local Break Out GW)。但是，这两种架构在数据的传递效率，尤其是考虑到不 同移动性需求时都存在局限，以下具体阐述。一方面，对于接入节点位于核心网网元的架构，由于所有Relay传输的数据都被 封装在Realy到核心网网元的这条传输通道中，当Relay管辖的某个UE发生切换时，切换 信令将通过Relay到达核心网网元后再路由到接入网网元，反向依然。而切换中的数据反 传路径将由核心网网元到达Relay后再从相同路径返回核心网网元，然后才能路由到接入 网元；另一方面，对于接入节点位于DeNB的LBO传输通道的架构，由于这条传输通道建立在 为其提供无线接入的宿主基站之上，所以在Relay本身发生切换时，需要在目标DeNB建立 新的传输通道，而嵌套在该通道内的多条UE的传输通道需要分别切换到新建传输通道，切 换流程复杂。可见，Relay只能接入单一的一条传输通道，由于上述两条传输通道中，每条传 输通道都存在各自的局限性，不利于诸如切换等场景下的Relay数据的传输。因此，目前， 迫切需要一种Relay通过上述两条传输通道同时接入到核心网和DeNB的传输方案，以解决 包括切换场景在内的Relay数据传输的问题。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种应用于无线中继的传输系统及传输方 法，使Relay通过上述两条传输通道能同时接入到传输网络，从而解决了包括切换场景在 内的Relay数据传输的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种应用于无线中继的传输系统，该系统包括一组中继节点(Relay)和一组演进型基站(eNB)，所述eNB作为所述RELAY的宿主基站(DeNB)，该系统还包括与所述Relay 相连的至少两个传输网络接入节点；其中，所述Relay，用于通过位于核心网上的传输网络接入节点和位于DeNB上的传输网络接入节点，同时接入传输网络，并在与不同传输网络接入节点之间分别建立的传 输通道上传输Relay数据。其中，每条传输通道具有传输地址，传输地址具体包括由与当前传输通道相对应 的传输网络接入节点负责分配的地址。其中，传输通道的建立方式具体包括所述Relay与所述传输网络接入节点之间 建立分组数据网络(PDN)连接的方式。其中，所述传输网络接入节点具体包括包数据网络网关(P-GW)，并且P-GW可选 的位于核心网上、或DeNB上；所述传输通道具体包括在DeNB内部，以及在DeNB与P_GW之间建立的用户层面 的通用分组无线业务隧道协议(GTPU)隧道。其中，所述Relay数据具体包括=Relay自身的用户面数据；所述Relay数据还包 括=Relay所提供的无线接入网元的公共控制信令、或Relay所管辖的UE的控制面专用信 令及用户面数据。一种应用于无线中继的传输方法，该方法包括Relay通过位于核心网上的传输 网络接入节点和位于DeNB上的传输网络接入节点，同时接入传输网络，并在与不同传输网 络接入节点之间分别建立的传输通道上传输Relay数据。其中，不同的传输通道具有不同的传输地址；该方法进一步包括与当前传输通道相对应的传输网络接入节点，负责分配传输 地址给当前传输通道。其中，所述Relay，在与不同传输网络接入节点之间建立所述传输通道具体包括所述Relay与所述传输网络接入节点之间，分别通过建立PDN连接的方式建立所 述传输通道，并进入传输网络。其中，所述传输网络接入节点具体包括P-GW ；所述传输通道具体包括GTPU隧 道；所述Relay与位于核心网上的P_GW和位于DeNB上的P_GW之间，分别建立所述 PDN连接；并在DeNB内部，以及DeNB到核心网上的P-GW和位于DeNB上的P-GW之间，分别 建立GTPU隧道。其中，传输所述Relay数据进一步包括=Relay所提供的无线接入网元的公共控制 信令作为Relay的用户数据，通过位于DeNB或者核心网的接入节点传输到传输网络，并从 传输网络到达核心网控制网元、或接入网网元；当传输所述公共控制信令的接入节点位于DeNB上时，可选的，由DeNB终结并处理；或者，传输所述Relay数据进一步包括=Relay所管辖的UE的控制面专用信令及用户面数据作为Relay的用户数据，通过位于DeNB或者核心网的接入节点传输到传输网 络，并从传输网络到达核心网控制网元、接入网网元、或UE位于核心网的传输网络接入网元。
本发明的Relay通过位于核心网上的传输网络接入节点和位于DeNB上的传输网 络接入节点，同时接入传输网络，并在与不同传输网络接入节点之间分别建立的传输通道 上传输Relay数据。采用本发明，解决了只有一条传输通道的无线中继系统的局限性，使Relay兼容 核心网和DeNB的同时接入，也就是说，Relay通过位于核心网上的传输网络接入节点和位 于DeNB上的本地传输网络的接入节点，同时接入不同的传输网络，以便建立两条传输通 道，避免了现有技术中只能采用单一的一条传输通道所各自存在的局限性，从而解决了包 括切换场景在内的Relay数据传输的问题。


图1为现有技术中蜂窝无线通讯系统的结构示意图；图2为现有技术中Relay网络的结构示意图；图3为现有技术中LTE网络的架构示意图；图4为本发明实例1、2、3的网络架构示意图；图5为本发明实例2的Relay接入流程示意图；图6为本发明实例3的UE接入及切换流程示意图；图7为本发明实施例4、5的网络架构示意图；图8为本发明实例5的UE接入及切换流程示意图；图9为本发明实例6的网络架构示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是=Relay通过位于核心网上的传输网络接入节点和位于DeNB 上的传输网络接入节点，同时接入核心网和DeNB，并在与不同传输网络接入节点之间分别 建立的传输通道上传输Relay数据。下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。一种应用于无线中继的传输系统，该系统包括一组Relay和一组eNB，且eNB作 为Relay的DeNB。这里，Relay、eNB和DeNB都是现有的，这里不作具体阐述。该系统还包 括与Relay相连的至少两个传输网络接入节点。其中，Relay，用于通过位于核心网上的传 输网络接入节点和位于DeNB上的传输网络接入节点，同时接入传输网络，并在与不同传输 网络接入节点之间分别建立的传输通道上传输Relay数据。这里，每条传输通道具有的传输地址具体包括由与当前传输通道相对应的传输 网络接入节点负责分配的地址。这里，传输通道的建立方式具体包括=Relay与传输网络接入节点之间建立分组 数据网络(PDN)连接的方式。这里，传输网络接入节点具体包括P_GW，并且P-GW可选的位于核心网上、或DeNB 上。传输通道具体包括在DeNB内部，以及在DeNB与S-GW/P-GW之间建立的用户层面的通 用分组无线业务隧道协议(GTPU)隧道。这里，Relay数据具体包括=Relay所提供的无线接入网元的公共控制信令、Relay 自身的用户面数据、或Relay所管辖的UE的控制面专用信令及用户面数据。
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一种应用于无线中继的传输方法，该方法包括Relay通过位于核心网上的传输 网络接入节点和位于DeNB上的传输网络接入节点，同时接入传输网络，并在与不同传输网 络接入节点之间分别建立的传输通道上传输Relay数据。这里，不同的传输通道具有不同的传输地址。该方法进一步包括与当前传输通道 相对应的传输网络接入节点，负责分配传输地址给当前传输通道。这里，Relay在与不同传输网络接入节点之间建立传输通道具体包括=RELAY与传 输网络接入节点之间，分别通过建立PDN连接的方式建立传输通道，并进入传输网络。这里，传输网络接入节点具体包括P-GW ；传输通道具体包括GTPU隧道。Relay与 位于核心网上的S-GW/P-GW和位于DeNB上的P-GW之间，分别建立PDN连接；并在DeNB内 部，以及DeNB到核心网上的P-GW和位于DeNB上的P-GW之间，分别建立GTPU隧道。这里，传输Relay数据进一步包括以下两种情况第一种情况=Relay所提供的无线接入网元的公共控制信令作为Relay的用户数 据，通过位于本地DeNB或者核心网的接入节点传输到传输网络，并从传输网络到达核心网 控制网元、或接入网网元。其中，当传输公共控制信令的接入节点位于本地DeNB上时，可选的，由DeNB终结 并处理。第二种情况=Relay所管辖的UE的控制面专用信令及用户面数据作为Relay的用 户数据，通过位于本地DeNB或者核心网的接入节点传输到传输网络，并从传输网络到达核 心网控制网元、接入网网元、或UE位于核心网的传输网络接入网元。本发明主要包括以下内容一组Relay，为UE提供无线接入。一组eNB，为中继节点提供无线接入。即所述 Relay 的 DeNB0中继节点同时具有至少两个到传输网络的接入节点，一个位于核心网内，比如 P-Gff ；另一个位于DeNB上，也可以称为DeNB上的本地传输网络接入节点，比如LBO P-GW。更进一步的，中继节点与不同的传输网络接入节点建立传输通道，在不同的通道 上具有不同的传输地址，比如IP地址，分别由对应的传输网络接入节点负责分配该传输地址。更进一步的，传输通道的建立方式可以通过和P-GW建立PDN连接的方式，通过 P-Gff进入传输网络。在这种方式下Relay会分别和位于核心网和DeNB上的P-GW建立PDN 连接。并在DeNB内部，以及DeNB到P-GW之间建立GTPU隧道。更进一步的，针对Relay作为提供无线接入网元的公共控制信令，比如SlAP公 共流程、X2AP公共流程可以作为Relay的用户数据通过Relay的接入节点传递到传输网， 这里，Relay的接入节点包括本地或者核心网，并从传输网络到达核心网控制网元，比如 Relay的MME、或接入网网元，比如eNB ；当传递公共信令的接入节点位于本地DeNB上时，可 选的，可以由DeNB终结并处理。更进一步的，中继节点所管辖的UE的控制面专用信令，比如SlAP专用流程、X2AP 专业流程及数据可以作为Relay的用户数据通过Relay的接入节点传递到传输网，这里， Relay的接入节点包括本地或者核心网，并从传输网络到达核心网控制网元，比如UE的 MME、或接入网网元，比如eNB、或UE位于核心网的传输网络接入网元，比如UE的P-GW。
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综上所述，对比现有技术和本发明可知现有技术中，由于Relay只能接入单一的 一条传输通道，因此，例如在切换场景下出现了数据传输问题而影响到切换时，不具备选择 机制，只能采用这一条传输通道。而本发明，由于同时采用两条传输通道，可以对各自传输 通道进行优势互补，比如，在同时具备两条传输通道的基础上，能实现通道选择机制，在一 条传输通道出现数据传输问题时，启用另一条传输通道，从而，可以解决包括切换场景在内 的Relay数据传输的问题。以下对本发明进行举例阐述。实例1 本实例描述了本发明中的一种网络架构，如图4所示。其中，Relay具有两个传输 网络接入节点一个是位于DeNB上的本地LBO GW，对应的在DeNB上为Relay建立本地传输 通道101 ；另一个为位于核心网内的Relay P-Gff,图中为简便与S-GW合一；对应的在DeNB 与Relay P-Gff之间为Relay建立远端传输通道102。不同的传输通道在Relay与DeNB之 间的Un接口上都由无线承载103传输。Relay与其他eNB之间的直接接口 X2通道111，该接口上的信令及数据作为Relay 的业务数据，通过本地传输通道101从Relay经由DeNB上的LBO GW，发送到相应的eNB。由Relay接入的UE，它们的Sl信令通道112作为Relay的业务数据，通过远端传 输通道102从Relay经由DeNB路由到Relay的P-GW，并从后者由传输网络到达UE各自的 MME 上。由Relay接入的UE，它们的数据通道113作为Relay的业务数据通过远端传输通 道102，从Relay经由DeNB路由到Relay的P-GW，并从后者由传输网络到达UE各自的P-GW上。当UE由Relay所建小区接入切换到eNB所建邻接小区接入时，源Relay和目标 eNB之间通过直接接口 X2通道111进行X2切换流程。在切换过程中的的反传路径也是通 过直接接口 X2通道111，经过DeNB到达目标eNB。这里，需要指出的是，图4中，本地传输通道101以虚线所填充的区域表示；远端传 输通道102以中实线所填充的区域表示；无线承载103以粗实线所填充的区域表示；直接 接口 X2通道111以稀疏的左斜线的阴影填充表示；Sl信令通道112以稀疏的点的阴影填 充表示；数据通道113以交叉线的阴影填充表示。实例2 本实例描述了上述实例1中继节点的接入过程，架构参见如图4所述实例1的架 构，本实例的流程如图5所示，包括以下步骤步骤501 :Relay在DeNB无线覆盖范围内，并与该DeNB建立RRC连接。步骤502 =Relay通过非接入层信令向核心网发起Attach请求，该请求信令在空口 上由RRC消息携带在Relay与DeNB之间传递；由DeNB为Relay选择MME，并由Sl消息携 带在DeNB与所选MME之间传递。步骤503 =MME在收到步骤502中的Attach请求后通过Relay的注册信息选择，或 由Relay自己指定位于EPC内的服务于Relay的P_GW。并在MME和该P-GW之间发起承载 建立流程。承载至少包括一条默认承载，可选的包括多条专用承载。Relay的P-GW在此过 程中为Relay分配IP地址，即IP_1。
步骤504:在DeNB和Relay上为步骤503建立的承载分配资源。在MME和DeNB 之间通过建立UE的上下文流程，在DeNB到Relay之间通过RRC重配流程。并在此过程中， 由前述消息携带对步骤502中的Attach请求的响应。并将步骤503中分配的IP_1通知 Relay。在上述步骤正常完成之后，在Relay和EPC内服务于Relay的P-GW之间建立了传 输通道1，即实例1中的远端传输通道102，在本实例中该传输通道由Relay在核心网P-GW 上建立的PDN连接指定。Relay在该PDN连接上获得IP地址IP_1。该PDN连接至少具有 一个默认承载，可选的具有多于一个的专用承载。步骤505 =Relay从OAM下载配置。该流程作为Relay的业务数据，通过传输通道 1上的默认或者专用承载。由Relay路由到Relay的P_GW，并由P-GW发向0ΑΜ。 Relay成功获得配置后，可以以eNB的身份建立小区，并与至少一个MME建立Sl连 接，建立流程由传输通道1承载，为UE提供无线接入。步骤506 =Relay以UE的身份，通过非接入层信令向核心网发起PDN建立连接请 求。该请求信令在空口上由RRC消息携带在Relay与DeNB之间传递；由Sl消息携带在DeNB 与MME之间传递。该请求中指示所需建立的为本地PDN连接。步骤507 :MME在收到步骤506中的PDN建立连接请求后，判断需要选择本地P-GW， 所以选择驻留在DeNB上的P-GW。在MME和本地P-GW之间发起承载建立流程。承载至少包 括一条默认承载，可选的包括多条专用承载。本地P-GW在此过程中为Relay分配IP地址， 即 IP_2。步骤508 在DeNB和Relay上为步骤507建立的承载分配资源。在MME和DeNB之 间通过建立E-RAB建立流程，在DeNB到Relay之间通过RRC重配流程。并在此过程中，由 前述消息携带对步骤506中的PDN建立连接请求的响应。并将步骤507中分配的IP_2通 知 Relay。在上述步骤正常完成之后，在Relay和驻留于DeNB的LBO Gff之间建立了传输通 道2，即实例1中的本地传输通道101。在本实例中该传输通道由Relay在LBO GW上建立 的PDN连接指定。Relay在该PDN连接上获得IP地址IP_2。该PDN连接至少具有一个默 认承载，可选的具有多于一个的专用承载。步骤509 通过配置或动态监测，Relay决策需要与eNB A或eNB B建立直接接口。 Relay发起与eNB A或eNB B的传输层连接和X2 口的建立。建立流程的信令作为Relay 的数据，使用传输通道2上的默认或者专用承载。由Relay路由到DeNB上的LBO GW，并由 LBO GW根据传输层地址发向目标eNB。实施例3 本实施例描述了上述实施例1中UE在中继节点下的接入过程，并由中继节点所辖 小区切换至邻接宏小区下的切换过程。架构参见如图4所述实例1的架构，本实例的流程 如图6所示，包括以下步骤步骤601 :UE在Relay无线覆盖范围内，并与该Relay建立RRC连接。步骤602 :UE通过非接入层信令向核心网发起Attach请求，该请求信令在空口，即 Uu上由RRC消息携带在UE与Relay之间传递；由Relay为UE选择MME并由Sl消息携带， Relay将Sl消息作为业务数据，通过Un承载103进入Relay的远端传输通道102到达核心网内Relay的P-GW，并由传输网络到达所选MME。 步骤603 =UE的MME在收到步骤602中的Attach请求为UE选择S-GW/P-GW，并发 起和S-GW/P-GW之间的承载建立流程。承载至少包括一条默认承载，可选的包括多条专用 承载。步骤604 在空口，即Uu和Un，以及地面侧为步骤603建立的承载分配资源。在 MME和Relay之间通过UE上下文建立流程流程分配E-UTRAN无线接入承载(E-RAB，E-UTRAN Radio Access Bearer) 0信令到达核心网内Relay的P_GW后，作为业务数据通过远端传输 通道102和Un承载103到达Relay。在Relay和UE之间通过RRC重配流程分配Uu 口的 数据无线承载传输(DRB，Data Radio Bearer) 0并在此过程中，由前述消息携带对步骤602 中的Attach请求的响应。在上述步骤之后，用于传输UE相关的用户面数据的UE的用户面通道建立完成。当 UE通过Relay接入时，其中，121部分为UE与Relay之间的DRB，以稀疏的右斜线的阴影填 充表示；122部分为Relay与UE的P-GW之间的GTPU隧道，以稀疏的竖线的阴影填充表示。 122部分嵌套在Relay远端传输通道102之内。步骤605 =UE向Relay发送测量报告，Relay决策并触发切换过程，步骤606 =Relay向目标eNB发起切换请求，其中携带UE的上下文信息，以及反传 通道的配置信息，在LTE系统中采用的是GTP-U隧道协议，相关的配置参数有源端的IP地 址和GTP-U的隧道端点标识(TEID，Tunnel End ID)。切换请求通过本地传输通道101，从 DeNB进入传输网络到达目标eNB。步骤607 目标eNB收到切换请求，并接纳后，保存对应的上下文信息和配置信息， 并向Relay回复切换应答。切换应答消息至少应该携带，UE在目标小区的Uu配置，如重配 置消息，可以携带反传隧道的对端配置信息。切换应答通过本地传输通道101，从Un承载 103 到达 Relay。源Relay收到切换应答后，反传隧道131建立完成。反传隧道131在Relay与DeNB 之间的部分嵌套在本地传输通道101中。其中，反传隧道131以密集的点的阴影填充表示。步骤608 =UE根据步骤607中获得的空口配置，向Relay发起RRC重配置请求，并 从目标eNB获得重配置完成。步骤609 目标eNB发送路径切换请求给UE的MME，其中携带需要切换到新的传输 通道的配置，如传输通道到仍然使用GTP-U隧道的，则传输通道的目的端地址和TEID。MME 收到请求后会通知UE的P-GW/S-GW更新承载，修改传输隧道的配置。在该过程中将下行的 传输隧道端，即目标eNB的地址通知UE的P-GW/S-GW，后者则会返回一个上行传输隧道端的 地址，由MME返回给目标eNB。在上述步骤之后，UE新的用户面通道建立完成。其中，141部分为UE与目标eNB之 间的DRB，以密集的右斜线的阴影填充表示；142部分为目标eNB与UE的P-GW之间的GTPU 隧道，以密集的竖线的阴影填充表示。 步骤610 最后目标eNB发送UE释放命令至Relay，并在数据反传完毕之后将反传 隧道131进行释放。其中，反传隧道131以密集的点的阴影填充表示。实例4:本实例描述了本发明的另一种网络架构，如图7所示。其中，Relay具有两个传输
11网络接入节点一个是位于DeNB上的本地LBO GW，对应的在DeNB上为Relay建立本地传输 通道201 ；另一个为位于核心网内的Relay P_GW，图中为简便与S-GW合一；对应的在DeNB 与Relay P-Gff之间为Relay建立远端传输通道202。不同的传输通道在Relay与DeNB之 间的Un接口上都由无线承载203传输。所述Relay与其他eNB之间的直接接口 X2通道211，该接口上的信令及数据作为 Relay的业务数据，通过本地传输通道201从Relay经由DeNB上的LBO Gff,发送到相应的 eNB。所述Relay的Sl信令通道212作为Relay的业务数据，通过本地传输通道201。对 于公共信令可以由DeNB终结并处理，对于UE相关的专用信令从Relay经由DeNB上的LBO Gff到达UE各自的MME上。由所述Relay接入的UE，它们的数据通道213作为Relay的业务数据通过远端传 输通道202，从Relay经由DeNB路由到RELAY的P-GW，并从后者由传输网络到达UE各自的 P-GW 上。当UE由Relay所建小区接入切换到eNB所建邻接小区接入时，源Relay和目标 eNB之间通过直接接口 X2通道211进行X2切换流程。在切换过程中的的反传路径也是通 过直接接口 X2通道211，经过DeNB到达目标eNB。在本架构下Relay的接入方式与实例2基本相同，唯一的区别在于在Relay通过 OAM获得配置参数后，Relay通过本地传输通道201将Sl setup发到DeNB，并由DeNB对该 信令进行处理，并回复Sl setup Rsp。这里，需要指出的是，图7中，本地传输通道201以虚线所填充的区域表示；远端传 输通道202以中实线所填充的区域表示；无线承载203以粗实线所填充的区域表示；直接 接口 X2通道211以稀疏的左斜线的阴影填充表示；Sl信令通道212以稀疏的点的阴影填 充表示；数据通道213以交叉线的阴影填充表示。实例5:本实例描述了上述实例4中UE在中继节点下的接入过程，并由中继节点所辖小区 切换至邻接宏小区下的切换过程。架构参加参见如图7所述实例4的架构，本实例的流程 如图8所示，包括以下步骤步骤701 :UE在Relay无线覆盖范围内，并与该Relay建立RRC连接。步骤702 =UE通过非接入层信令向核心网发起Attach请求，该请求信令在空口，即 Uu上由RRC消息携带在UE与Relay之间传递；Relay由Sl消息携带该信令并作为业务数 据，通过Un承载203进入Relay的本地传输通道201到达DeNB，再由DeNB为UE选择MME 并转发。步骤703 =UE的MME在收到步骤702中的Attach请求为UE选择S_GW/P_GW，并发 起和S-GW/P-GW之间的承载建立流程。承载至少包括一条默认承载，可选的包括多条专用 承载。步骤704 在空口，即Uu和Un，以及地面侧为步骤703建立的承载分配资源。在 MME和Relay之间通过UE上下文建立流程流程分配E-UTRAN无线接入承载E-RAB。在这个 过程中Relay和UE的P-GW会互相通知传输层地址以及各自为UE分配的GTPU隧道标识 TEID。其中Relay会使用接入节点位于核心网的传输通道，即远端传输通道202关联的IP
12地址作为传输地址，并可选的触发远端传输通道202中的承载更改。UE的MME和DeNB通过 正常的Sl接口传递信令，并从DeNB通过本地传输通道201和Un承载203到达Relay。在 Relay和UE之间通过RRC重配流程分配Uu 口的数据无线承载传输DRB。并在此过程中，由 前述消息携带对步骤702中的Attach请求的响应。在上述步骤之后，用于传输UE相关的用户面数据的UE的用户面通道建立完成。 当UE通过Relay接入时，其中，221部分为UE与Relay之间的DRB，以稀疏的右斜线的阴影 填充表示；222部分为Relay与UE的P-GW之间的GTPU隧道，以稀疏的竖线的阴影填充表 示。由于Relay使用了远端传输通道202的传输地址通知UE的P-GW，所以，222部分嵌套 在Relay的远端传输通道202之内。步骤705 =UE向Relay发送测量报告，Relay决策并触发切换过程。步骤706 =Relay向目标eNB发起切换请求，其中携带UE的上下文信息，以及反传 通道的配置信息，在LTE系统中采用的是GTP-U隧道协议，相关的配置参数有源端的IP地 址和GTP-U的TEID。切换请求通过本地传输通道201，从DeNB进入传输网络到达目标eNB。步骤707 目标eNB收到切换请求，并接纳后，保存对应的上下文信息和配置信息， 并向Relay回复切换应答。切换应答消息至少应该携带，UE在目标小区的Uu配置，如重配 置消息，可以携带反传隧道的对端配置信息。切换应答通过本地传输通道201，从Un承载 203 到达 Relay。源Relay收到切换应答后，反传隧道231建立完成。反传隧道231在Relay与DeNB 之间的部分嵌套在本地传输通道201中。其中，反传隧道231以密集的点的阴影填充表示。步骤708 =UE根据步骤707中获得的空口配置，向Relay发起RRC重配置请求，并 从目标eNB获得重配置完成。步骤709 目标eNB发送路径切换请求给UE的MME，其中携带需要切换到新的传输 通道的配置，如传输通道到仍然使用GTP-U隧道的，则传输通道的目的端地址和TEID。MME 收到请求后会通知UE的P-GW/S-GW更新承载，修改传输隧道的配置。在该过程中将下行的 传输隧道端，即目标eNB的地址通知UE的P-GW/S-GW，后者则会返回一个上行传输隧道端的 地址，由MME返回给目标eNB。在上述步骤之后，UE新的用户面通道建立完成。其中，241部分为UE与目标eNB之 间的DRB，以密集的右斜线的阴影填充表示；242部分为目标eNB与UE的P-GW之间的GTPU 隧道，以密集的竖线的阴影填充表示。步骤710 最后目标eNB发送发送UE释放命令至Relay，并在数据反传完毕之后将 反传隧道231进行释放。实例6:本实例描述了本发明的另一种网络架构，如图9所示。其中，Relay具有两个传输 网络接入节点一个是位于DeNB上的本地LBO GW，对应的在DeNB上为Relay建立本地传输 通道301 ；另一个为位于核心网内的Relay P-Gff,图中为简便与S-GW合一；对应的在DeNB 与Relay P-Gff之间为Relay建立远端传输通道302。不同的传输通道在Relay与DeNB之 间的Un接口上都由无线承载303传输。所述Relay与其他eNB之间的直接接口 X2通道311，该接口上的信令及数据作为 Relay的业务数据，通过本地传输通道301从Relay经由DeNB上的LBO Gff,发送到相应的
13eNB。由所述Relay接入的UE，它们的数据通道312作为Relay的业务数据通过本地传 输通道301，从Relay经由DeNB上的LBO Gff,发送到相应的UE P-GW。所述Relay的Sl信令通道313作为Relay的业务数据，通过远端传输通道302，从 Relay经由DeNB路由到Relay的P-GW，并从后者由传输网络到达UE各自的P-GW上。这里，需要指出的是，图9中，本地传输通道301以虚线所填充的区域表示；远端传 输通道302以中实线所填充的区域表示；无线承载303以粗实线所填充的区域表示；直接 接口 X2通道311以稀疏的左斜线的阴影填充表示；Sl信令通道313以稀疏的点的阴影填 充表示；数据通道312以交叉线的阴影填充表示。这里，以上涉及到的无线接入网以Radio Access Network表示，缩写为RAN ；中 继站以 Relay Node/Relay Station 表示；宏 UE 以 Macro UE 表示；中继 UE 以 Relay UE 表 示；直传链路以direct link表示；上行以uplink表示，缩写为UL ；下行以downlink表示， 缩写为DL ；接入链路以access link表示；回程链路以backhaul link表示；业务数据流以 Service Data Flows表示；Un承载即为无线承载。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种应用于无线中继的传输系统，该系统包括一组中继节点(Relay)和一组演进 型基站(eNB)，所述eNB作为所述Relay的宿主基站(DeNB)，其特征在于，该系统还包括与 所述Relay相连的至少两个传输网络接入节点；其中，所述Relay，用于通过位于核心网上的传输网络接入节点和位于DeNB上的传输 网络接入节点，同时接入传输网络，并在与不同传输网络接入节点之间分别建立的传输通 道上传输Relay数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每条传输通道具有传输地址，传输地址具 体包括由与当前传输通道相对应的传输网络接入节点负责分配的地址。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，传输通道的建立方式具体包括所述 Relay与所述传输网络接入节点之间建立分组数据网络(PDN)连接的方式。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传输网络接入节点具体包括包数据 网络网关(P-GW)，并且P-GW可选的位于核心网上、或DeNB上；所述传输通道具体包括在DeNB内部，以及在DeNB与P-GW之间建立的用户层面的通 用分组无线业务隧道协议(GTPU)隧道。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述Relay数据具体包括 Relay自身的用户面数据；所述Relay数据还包括=Relay所提供的无线接入网元的公共控 制信令、或Relay所管辖的UE的控制面专用信令及用户面数据。
6.一种应用于无线中继的传输方法，其特征在于，该方法包括=Relay通过位于核心网 上的传输网络接入节点和位于DeNB上的传输网络接入节点，同时接入传输网络，并在与不 同传输网络接入节点之间分别建立的传输通道上传输Relay数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，不同的传输通道具有不同的传输地址；该方法进一步包括与当前传输通道相对应的传输网络接入节点，负责分配传输地址给当前传输通道。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述Relay，在与不同传输网络接入节点 之间建立所述传输通道具体包括所述Relay与所述传输网络接入节点之间，分别通过建立PDN连接的方式建立所述传 输通道，并进入传输网络。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述传输网络接入节点具体包括P-GW； 所述传输通道具体包括=GTPU隧道；所述Relay与位于核心网上的P_GW和位于DeNB上的P_GW之间，分别建立所述PDN连 接；并在DeNB内部，以及DeNB到核心网上的P-GW和位于DeNB上的P-GW之间，分别建立 GTPU隧道。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，传输所述Relay数据进一 步包括Relay所提供的无线接入网元的公共控制信令作为Relay的用户数据，通过位于 DeNB或者核心网的接入节点传输到传输网络，并从传输网络到达核心网控制网元、或接入 网网元；当传输所述公共控制信令的接入节点位于DeNB上时，可选的，由DeNB终结并处理；或者，传输所述Relay数据进一步包括=Relay所管辖的UE的控制面专用信令及用户 面数据作为Relay的用户数据，通过位于DeNB或者核心网的接入节点传输到传输网络，并从传输网络到达核心网控制网元、接入网网元、或UE位于核心网的传输网络接入网元。
全文摘要
本发明公开了一种应用于无线中继的传输系统，该系统包括与中继节点(Relay)相连的至少两个传输网络接入节点；其中，Relay用于通过位于核心网上的传输网络接入节点和位于宿主基站(DeNB)上的传输网络接入节点，同时接入传输网络，并在与不同传输网络接入节点之间分别建立的传输通道上传输Relay数据。本发明还公开了一种应用于无线中继的传输方法，该方法包括RELAY通过位于核心网上的传输网络接入节点和位于DeNB上的传输网络接入节点，同时接入传输网络。采用本发明的系统及方法，使Relay通过两条传输通道能同时接入到传输网络，从而解决了包括切换场景在内的Relay数据传输的问题。
文档编号H04W24/00GK101998449SQ20091016346
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月17日 优先权日2009年8月17日
发明者奚进, 黄亚达 申请人:中兴通讯股份有限公司