专利名称：一种无线接口恢复方法和一种施主基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术，特别是涉及一种无线接口恢复方法和一种施主基站。
背景技术：
在3G PP的长期演进(LTE，Long Term Evolution)技术之后，3GPP组织继续对LTE 方案进行增强，该增强的技术称为LTE增强(LTE-A，LTE-Advanced)技术，即LTE-A是LTE 技术的后续演进。在LTE-A技术中，在接入网的架构中增加了中继节点(RN，Relay Node)。RN可以 看作是演进基站(eNB)的延伸，为系统提供更经济的覆盖。RN与eNB通过无线接口连接，它 可以在eNB覆盖的边缘增强覆盖质量，也可以在eNB覆盖区域之外部署来扩展覆盖的范围。图1是现有的LTE-A组网中的RN的示意图。如图1所示，为RN提供无线接入服 务的eNB称为施主基站(DeNB，Donor eNB) ；RN与DeNB之间通过无线的Un接口连接，RN 与用户设备(UE)之间通过LTE的Uu接口连接；RN与核心网的移动性管理实体/服务网关 (MME/SGff, Mobility Management Entity/Serving Gateway)通过 Sl 接口连接为 UE 提供 服务；这个Sl接口经过DeNB转接，即DeNB作为Sl接口的转发节点。图1所示架构中的DeNB包含中转功能，其表现为Sl控制平面的Sl接口应用协议 (SlAP)信令和Sl用户平面数据都先到达DeNB，DeNB也知道有信令和数据到达，可对他们 进行解析甚至修改，之后再转发给RN或演进的分组核心网(EPC)。在上述架构中，DeNB具有网关(GW，GateWay)的功能，即可以汇聚多个RN的接口。图2是现有的LTE-A系统中的DeNB的Sl接口网关功能示意图。如图2所示，一 个DeNB下部署了多个RN，每个RN都与DeNB建立一条Sl接口，但DeNB与核心网的MME和 SGW之间只有一条Sl接口，在图2中用实线表示Sl控制平面，用虚线表示Sl用户平面。从 核心网的角度来看，每个RN都是DeNB下的一个小区，而不表现为一个基站的特性。图3是现有的LTE-A系统中的DeNB的X2接口网关功能示意图。如图3所示，每 个RN都与DeNB建立一条X2接口，但该DeNB与其他的DeNB或eNB之间只有一条X2接口， DeNB下所有RN的X2接口信令传递到DeNB后，通过同样一条X2接口传递到同一个目标 DeNB0根据上述架构特征可以看出，为RN下的UE提供服务的Sl接口由两段构成，一段 为RN与DeNB之间由Un接口提供的Sl接口功能；另一段为DeNB和MME/SGW之间由DeNB 接入网络时建立的S1-MME/S1-U接口，为RN的UE身份、连接到RN的UE以及直接连接到 DeNB的UE服务。由于这样两段的接口组成方式，并且其中一段是无线接口，因此总会出现 无线链路失败(RLF，Radio LinkFailure)的情况。在LTE系统中，如果无线接口 Uu上发生了 RLF，则Uu接口的无线资源控制(RRC) 层首先尝试执行RRC连接重建，如果重建成功，Uu接口就可以恢复功能为UE提供服务。对 于RRC往上的协议层和核心网来说，并不知道曾经发生的链路失败。但如果RRC连接重建 没有成功，则UE转入空闲(IDLE)状态，重新发起跟踪区更新(TAU，Tracking Area Update)过程，从非接入层(NAS)的层面进行无线链路的恢复和重建。当Un接口中断时，如果某个 UE的演进的分组系统(EPS，EV0lVed Packet System)承载上有下行的数据在传输，DeNB会 发现下行传输不成功，链路出现了问题，数据只能缓存在DeNB。而对于信令来说，Sl信令过 程会发生失败，因为Un接口的重建会加长信令过程的传递时间，有可能超出规定的正常时 间。 而在LTE-A系统中，一般来说Un接口是一个无线环境稳定的接口，其发生RLF的 概率并不大。然而也因为它是一个无线接口，因此并不能排除该接口瞬间发生短期、可恢复 的无线链路失败的情况。Un接口上同时还为RN的Sl接口提供着服务，Un接口的RLF会使 得为UE服务的Sl接口出现部分中断。但是现有的规范中还没有给出LTE-A的RN架构中，当Un接口出现RLF时，如何 处理的方案。如果采用LTE系统中的处理方法，则先进行RRC连接重建来恢复RRC连接和 DRB，若恢复成功则对上层没有影响，若恢复不成功，则RN进入空闲(IDLE)状态发起TAU过 程进行无线接口的恢复。但如果RN进入IDLE状态，按照现有LTE规范应释放为RN服务的 Sl连接以及Uu接口(即Un接口)的RRC连接，这样RN下UE的所有服务都将中断。由于在Un接口的RLF后所进行的RRC连接重建的过程中断时间比较短，并且RN所 在的状态不会发生改变，因此Uu接口和RN下UE的Sl连接都还继续存在。但在RRC重建 失败后，如果按照现有的LTE规范从NAS层面上进行重建(即发起TAU过程恢复所有的承 载)时，该RN下面所服务的所有UE都会受到影响，UE的个数越多，受到影响的范围越大。Un接口的失败从一方面来说，影响到其下游Uu接口和其上游Sl接口，影响的范围 较大；而从另一方面来说，Un对RN所服务的UE只是Sl连接的一部分，这部分是否中断对 UE的体验上是不敏感的。即，当Un出现问题时，在上行方向，数据发送到RN后，由于Un接 口的问题使得这些数据缓存在RN，直到Un恢复之后才能继续传递到DeNB ；在下行方向，数 据发送到DeNB后也进行缓存，等待Un接口的恢复。由此可见，对于UE来说，上下行方向的 缓存都是不可见的，UE只能发现暂时接收不到数据，而并不知道此时链路就一定中断了。因此，在LTE-A中，RN进入IDLE状态如果拆除相关UE的RRC连接和Sl信令连接， 虽然是一种根据现有规范的自然做法，但这种方法中在Un接口恢复后，所有UE的业务都中 断并且需要重新建立而不可恢复，对于UE的体验来说将会比较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种无线接口恢复方法，该方法在LTE-A中的Un接口发 生无线链路失败时，能够恢复Un接口连接，同时完成UE的Sl连接的恢复，而不需要重建。本发明还提供了一种DeNB，该DeNB在Un接口发生无线链路失败时，能够恢复Un 接口连接，同时完成UE的Sl连接的恢复，而不需要重建。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明公开了一种无线接口恢复方法，该方法适用于长期演进增强LTE-A系统中 的中继节点RN和施主基站DeNB之间的Un接口发生无线链路失败的情况，包括当检测到Un接口上的无线链路失败时，RN在Un接口 上发起无线资源控制RRC连 接重建过程； 当Un接口上的RRC连接重建过程失败时，RN保持Uu接口上的RRC连接并保留自身上的用户设备UE上下文信息；DeNB保留自身上的RN上下文信息和RN所服务UE的UE上 下文信息；在Un接口上重新建立RRC连接，然后RN向移动管理实体MME发送跟踪区更新TAU请求消息；所述TAU请求消息中包含恢复Un所有承载的指示信息；MME收到所述TAU请求消息后，在Sl接口上重建关于RN的Sl连接，恢复Un接口 的所有承载；RN根据所保留的UE上下文信息，恢复Uu承载与Un承载的关联关系；DeNB根据所 保留的RN所服务UE的UE上下文信息和RN上下文信息，恢复Un承载与Sl承载的关联关 系。本发明还公开了一种施主基站DeNB，该DeNB包括检测模块、恢复处理模块，其 中检测模块，用于在检测到Un接口上的无线链路失败时，向恢复处理模块发送通知 消息；所述恢复处理模块，用于在接收到所述通知消息时，保留自身上的RN上下文信息 和RN所服务UE的UE上下文信息，并在Un接口上重新建立RRC连接；用于与MME和RN配 合，在Sl接口上重建关于RN的Sl连接，并恢复Un接口的所有承载；用于根据所保留的RN 上下文信息和RN所服务UE的UE上下文信息，恢复Un承载与Sl承载的关联关系。由上述可见，本发明这种在Un接口上发生无线连接失败时，在RN和DeNB都保留 相关的UE上下文信息和RN上下文信息，这样，当RN执行TAU过程与核心网重新建立了连 接后，恢复RN所有的Un承载，并根据所保留的RN上下文信息和UE上下文信息重新配置所 有的承载，从而完成Un接口连接的恢复，同时完成UE的Sl连接的恢复，而不需要重建。
图1是现有的LTE-A组网中的RN的示意图；图2是现有的LTE-A系统中的DeNB的Sl接口网关功能示意图；图3是现有的LTE-A系统中的DeNB的X2接口网关功能示意图；图4是本发明实施例Un接口恢复的信令流程图；图5是本发明实施例当Un接口发生RLF事件时RN内的执行流程图；图6是本发明实施例当Un接口发生RLF事件时DeNB内的执行流程图；图7是本发明实施例一种DeNB的组成结构图；图8是本发明实施例一种RN的组成结构图。
具体实施例方式本发明的核心思想是在Un接口上发生RLF时，首先进行Un接口的RRC重建，在 Un接口 RRC重建失败后转入NAS重建时，Uu接口并不释放UE的RRC连接，RN和DeNB中也 保留原来的包含了 RN所服务UE的所有承载信息的UE上下文信息和包含了 RN所有承载信 息的RN上下文信息。这样，当RN执行TAU过程与核心网重新建立连接后，恢复RN所有的 Un承载，并根据所保留的RN上下文信息和UE上下文信息重新配置所有的承载，继续发送 UE的上下行数据，从UE的角度来看，业务没有中断。
在本发明的实施例中，还进一步在DeNB上设置一个定时器来监视UE上下文信息 和RN上下文信息的释放时间。如果RN在发起TAU的过程中，连接到的MME不是原先接入 的那个MME，就需要使用定时器来保护DeNB和MME中的资源，即UE上文信息和RN上下文信 息所占用的资源，在一定的时间内RN都没有重新接入，就释放这些资源。为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对 本发明进行详细描述。图4是本发明实施例Un接口恢复的信令流程图。如图4所示，当Un接口正常时， UE的上下行数据都正常传输，在图4中用虚线箭头表示，当Un接口发生RLF事件时，包括以 下步骤 步骤401，RN检测到Un接口上的RLF事件，保持Uu接口上的RRC连接，并保留自 身上的UE上下文信息；DeNB检测到Un接口上的RLF事件，设定定时时间并启动定时器，保 留自身上的RN所服务UE的UE上下文和RN上下文信息，并用所启动的定时器监视UE上下 文信息和RN上下文信息的释放。步骤402，RN尝试进行RRC连接重建过程，试图重新建立Un接口上的RRC连接。 步骤403，RRC连接重建失败，RN决定启动NAS恢复过程。此时，UE的下行数据暂存在DeNB上，UE的上行数据则暂存在RN上。步骤404，RN通过与DeNB交互，在Un接口上重新建立RRC连接，此时DeNB将定时
器清零。步骤405，RN以UE的身份向演进的分组核心网(EPC)的MME发起TAU请求消息， 请求重新建立与网络的连接。MME检索自己是否保存了该RN的上下文信息(即确认该RN 是否之前就登录在本节点)，如果是则更新RN的上下文信息，如果不是则新建该RN的上下 文信息，在本实施例中为前者。本步骤中，TAU请求消息中包含了恢复Un所有承载的指示信息。步骤406，MME接收RN的TAU请求，向DeNB发送初始上下文建立请求消息，该初始 上下文请求消息中包含TAU接受消息。如果在步骤405中MME发现自己没有保存该RN的上下文信息，也就是说RN连接 到的当前MME不是原先接入的那个MME，则当前MME还在TAU接受消息中包含一个指示，表 明RN接入到了一个新的MME。步骤407，DeNB与RN协同完成Un接口上的RRC连接重配置过程。如果RN接入的是一个新的MME，则在本步骤中RN通过RRC连接重配置过程从DeNB 获得表明RN接入到了一个新的MME的指示信息，从而RN将发起RRC连接释放过程，释放所 有Uu接口资源。步骤408，DeNB向MME发送初始上下文建立完成消息。步骤409，RN根据所保留的UE上下文信息，恢复Uu承载与Un承载的关联关系； DeNB根据所保留的RN所服务UE的UE上下文信息和RN上下文信息，恢复Un承载与Sl承 载的关联关系。这样UE的上下行数据继续正常传输。下面根据图4所示的流程，分别对RN和DeNB内的执行流程进行说明。图5是本发明实施例当Un接口发生RLF事件时RN内的执行流程图。如图5所示， 包括以下步骤
步骤501，RN判断是否检测到Un接口发生的RLF事件，是则执行步骤502，否则维 持正常操作状态。步骤502，RN发起RRC连接重建过程。步骤503，判断RRC连接重建过程是否成功，是则返回正常操作状态，否则执行步 骤 504。步骤504，RN保持Uu接口的RRC连接，并维护保留的UE上下文信息。步骤505，RN启动NAS恢复程序，在TAU中要求恢复Un接口的所有承载。步骤506，重建Sl接口上用于RN的Sl连接，恢复Un接口所有承载。
步骤507，重新配置并关联Uu承载和Un承载，返回正常操作状态。图6是本发明实施例当Un接口发生RLF事件时DeNB内的执行流程图。如图6所 示，包括以下步骤步骤601，DeNB判断是否检测到Un接口发生的RLF事件，是则执行步骤602，否则 维持正常操作状态。步骤602，DeNB设定定时时间，并启动定时器。在实际当中，定时时间可以根据实际情况而定。步骤603，判断定时器是否超时，是则执行步骤604，否则执行步骤605。步骤604，DeNB删除所保留的UE上下文信息和RN上下文信息，返回正常操作状 态。步骤605，DeNB维护UE上下文信息和RN上下文信息。步骤606，在Un接口上建立RRC连接。步骤607，定时器清零。步骤608，重建Sl接口上用于RN的Sl连接，恢复Un接口所有承载。步骤609，重新配置并关联Sl承载和Un承载，返回正常操作状态。基于上述实施例，接下来给出本发明中的一种DeNB和一种RN的组成结构图。图7是本发明实施例一种DeNB的组成结构图。如图7所示，该DeNB包括第一检 测模块701、第一恢复处理模块702，其中第一检测模块701，用于在检测到Un接口上的无线链路失败时，向第一恢复处理 模块702发送通知消息；所述第一恢复处理模块702，用于在接收到所述通知消息时，保留自身上的RN上 下文信息和RN所服务UE的UE上下文信息，并在Un接口上重新建立RRC连接；用于与MME 和RN配合，在Sl接口上重建关于RN的Sl连接，并恢复Un接口的所有承载；用于根据所保 留的RN上下文信息和RN所服务UE的UE上下文信息，恢复Un承载与Sl承载的关联关系。在图7所示的DeNB中，所述第一恢复处理模块702与MME和RN配合，在Sl接口 上重建关于RN的Sl连接，并恢复Un接口的所有承载包括所述第一恢复处理模块702，用 于接收MME发送的初始上下文建立请求消息；该初始上下文建立请求消息是MME在接收到 RN的TAU请求消息后向恢复处理模块发送的，其中包含TAU接受消息；所述第一恢复处理 模块702，用于在Un接口上完成RRC连接重配置过程，恢复Un接口的所有承载，然后向MME 发送初始上下文建立完成消息。在图7所示的DeNB中，所述第一恢复处理模块702，在接收到所述通知消息时，进一步启动定时器；用于在Un接口上重新建立RRC连接之后，将该定时器清零；用于在所述 定时器超时，删除所保留的RN上下文信息和RN所服务UE的UE上下文。图8是本发明实施例一种RN的组成结构图。如图8所示，该RN包括第二检测模 块801和第二恢复处理模块802，其中第二检测模块801，用于在检测到Un接口上的无线链路失败时，向第二恢复处理 模块802发送通知消息；第二恢复处理模块802，在接收到所述通知消息时，在Un接口上发起RRC连接重 建过程，当Un接口上的RRC连接重建过程失败时，保持Uu接口上的RRC连接并保留自身上 的用户设备UE上下文信息；用于在Un接口上重新建立RRC连接，然后向MME发送TAU请求 消息，其中，所述TAU请求消息中包含恢复Un所有承载的指示信息；用于与MME和DeNB配 合，在Sl接口上重建关于所述RN的Sl连接，恢复Un接口的所有承载；用于根据自身上所 保留的UE上下文信息，恢复Uu承载与Un承载的关联关系。在如图8所示的RN中，所述第二恢复处理模块802与MME和DeNB配合，在Sl接口 上重建关于所述RN的Sl连接，恢复Un接口的所有承载包括所述第二恢复处理模块802， 用于在DeNB接收到MME发送的初始上下文建立请求消息后，与DeNB协同在Un接口上完成 RRC连接重配置过程，恢复Un接口的所有承载；其中，所述初始上下文建立请求消息是MME 在接收到第二恢复处理模块发送的TAU请求消息后向DeNB发送的；所述DeNB在Un接口上 完成RRC连接重配置后向MME发送初始上下文建立完成消息。综上所述，本发明这种在Un接口上发生无线连接失败时，在RN和DeNB都保留相 关的RN所服务UE的UE上下文信息和RN上下文信息，这样，当RN执行TAU过程与核心网 重新建立了连接后，恢复RN所有的Un承载，并根据所保留的RN上下文信息和UE上下文信 息重新配置所有的承载，从而完成Un接口连接的恢复，同时完成UE的Sl连接的恢复，而不 需要重建。这大大提高了 UE用户的体验。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用 以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
一种无线接口恢复方法，其特征在于，该方法适用于长期演进增强LTE-A系统中的中继节点RN和施主基站DeNB之间的Un接口发生无线链路失败的情况，包括当检测到Un接口上的无线链路失败时，RN在Un接口上发起无线资源控制RRC连接重建过程；当Un接口上的RRC连接重建过程失败时，RN保持Uu接口上的RRC连接并保留自身上的用户设备UE上下文信息；DeNB保留自身上的RN上下文信息和RN所服务UE的UE上下文信息；在Un接口上重新建立RRC连接，然后RN向移动管理实体MME发送跟踪区更新TAU请求消息；所述TAU请求消息中包含恢复Un所有承载的指示信息；MME收到所述TAU请求消息后，在S1接口上重建关于RN的S1连接，恢复Un接口的所有承载；RN根据所保留的UE上下文信息，恢复Uu承载与Un承载的关联关系；DeNB根据所保留的RN所服务UE的UE上下文信息和RN上下文信息，恢复Un承载与S1承载的关联关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MME收到所述TAU请求消息后，在Sl 接口上重建关于RN的Sl连接，恢复Un接口的所有承载包括MME向DeNB发送初始上下文建立请求消息；该初始上下文建立请求消息中包含TAU接 受消息；DeNB在Un接口上完成RRC连接重配置过程，恢复Un接口的所有承载；DeNB向MME发送初始上下文建立完成消息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括当检测到Un接口上的无线链路失败时，DeNB启动定时器；在所述在Un接口上重新建立RRC连接之后，DeNB将定时器清零；当所述定时器超时，DeNB删除所保留的RN上下文信息和RN所服务UE的UE上下文信肩、ο
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括MME收到所述TAU请求消息后，进一步判断自身是否保存了所述RN的上下文信息，是 贝丨J，更新RN上下文信息，否则新建RN上下文信息；然后执行所述MME向DeNB发送初始上下 文建立请求消息的步骤；所述TAU接受消息中进一步包含表示RN接入到了一个新的MME的指示信息；RN通过所述RRC连接重配置过程从DeNB获得所述表示RN接入到了 一个新的MME的指 示信息后，进一步发起RRC连接释放过程，释放所有的Uu接口资源。
5.一种施主基站DeNB，其特征在于，该DeNB包括第一检测模块、第一恢复处理模块， 其中第一检测模块，用于在检测到Un接口上的无线链路失败时，向第一恢复处理模块发送 通知消息；所述第一恢复处理模块，用于在接收到所述通知消息时，保留自身上的RN上下文信息 和RN所服务UE的UE上下文信息，并在Un接口上重新建立RRC连接；用于与MME和RN配 合，在Sl接口上重建关于RN的Sl连接，并恢复Un接口的所有承载；用于根据所保留的RN 上下文信息和RN所服务UE的UE上下文信息，恢复Un承载与Sl承载的关联关系。
6.根据权利要求5所述的DeNB，其特征在于，所述第一恢复处理模块与MME和RN配合，在Sl接口上重建关于RN的Sl连接，并恢复Un接口的所有承载包括所述第一恢复处理模块，用于接收MME发送的初始上下文建立请求消息；该初始上下 文建立请求消息是MME在接收到RN的TAU请求消息后向恢复处理模块发送的，其中包含 TAU接受消息；所述第一恢复处理模块，用于在Un接口上完成RRC连接重配置过程，恢复Un接口的所 有承载，然后向MME发送初始上下文建立完成消息。
7.根据权利要求5或6所述的DeNB，其特征在于，所述第一恢复处理模块，在接收到所述通知消息时，进一步启动定时器；用于在Un接 口上重新建立RRC连接之后，将该定时器清零；用于在所述定时器超时，删除所保留的RN上 下文信息和RN所服务UE的UE上下文信息。
8.—种中继节点RN，其特征在于，该RN包括第二检测模块和第二恢复处理模块，其中，第二检测模块，用于在检测到Un接口上的无线链路失败时，向第二恢复处理模块发送 通知消息；第二恢复处理模块，在接收到所述通知消息时，在Un接口上发起RRC连接重建过程，当 Un接口上的RRC连接重建过程失败时，保持Uu接口上的RRC连接并保留自身上的用户设 备UE上下文信息；用于在Un接口上重新建立RRC连接，然后向MME发送TAU请求消息，其 中，所述TAU请求消息中包含恢复Un所有承载的指示信息；用于与MME和DeNB配合，在Sl 接口上重建关于所述RN的Sl连接，恢复Un接口的所有承载；用于根据自身上所保留的UE 上下文信息，恢复Uu承载与Un承载的关联关系。
9.根据权利要求8所述的RN，其特征在于，所述第二恢复处理模块与MME和DeNB配合， 在Sl接口上重建关于所述RN的Sl连接，恢复Un接口的所有承载包括所述第二恢复处理模块，用于在DeNB接收到MME发送的初始上下文建立请求消息后， 与DeNB协同在Un接口上完成RRC连接重配置过程，恢复Un接口的所有承载；其中，所述初始上下文建立请求消息是MME在接收到第二恢复处理模块发送的TAU请 求消息后向DeNB发送的；所述DeNB在Un接口上完成RRC连接重配置后向MME发送初始上 下文建立完成消息。
全文摘要
本发明公开了一种无线接口恢复方法和设备。所述方法包括在Un接口上发生无线连接失败时，在RN和DeNB都保留相关的UE上下文信息和RN上下文信息，当RN执行TAU过程与核心网重新建立了连接后，恢复RN所有的Un承载，并根据所保留的RN上下文信息和UE上下文信息重新配置所有的Un承载。本发明的技术方案能够在完成Un接口连接的恢复的同时完成UE的S1连接的恢复，而不需要重建，提高了用户的体验。
文档编号H04W88/08GK101848554SQ20101017658
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者姜怡华, 张鹏 申请人:新邮通信设备有限公司