专利名称：一种中继节点启动的方法及其实现系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种中继网络中中继节点启动的方法。
背景技术：
为了保持第三代移动通信系统在通信领域的竞争力，第三代合作伙伴计划(3GPP， 3rd Generation Partnership Project)标准工作组正致力于演进分组域系统(EPS， Evolved Packet System)的研究。图1为演进分组网络的系统结构图，EPS系统主要包括演进的通用陆地无线接入网络(E-UTRAN，Evolved UniversalTerrestrial Radio Access Network)和演进的分组核心网(EPC，Evolved PacketCore)两部分。该系统的EPC能够支持用户从GSM EDGE无线接入网(GERAN，GSM EDGE radio access network)和通用陆地无
(UTRAN, UniversalTerrestrial Radio Access Network)白勺_入。在EPC分组核心网中，包含了归属用户数据服务器(HSS，Home SubscriberServer)、移动性管理单元(MME，Mobility Management Entity)、服务网关 (SGff, Serving Gateway)、分组数据网络网关(PGW，PDN Gateway)、服务GPRS支持节点 (SGSN, Serving GPRS Support Node)和策略与计费规则功能实体(PCRF，Policy and Charging Enforcement Function)。其中，HSS是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网；MME是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的非接入 (NAS,Non-Access Stratum)层信令管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理；SGW是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法窃听和分组数据路由和转发功能；PGW是演进的分组域系统和该系统外部网络的网关，负责终端的IP地址分配、计费功能、分组包过滤、 策略应用等功能。SGSN是GERAN和UTRAN用户接入EPC网络的业务支持点，功能上与MME 类似，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能；PCRF负责向PCEF提供策略控制与计费规则。在某些场景下，为了扩大无线覆盖范围，或者临时性增加无线提供接入用户的能力，引入了中继(Relay)节点的概念。图2为引入Relay之后的网络架构示意图，如图2所示，当引入了中继节点后，UE可以通过中继节点进行网络接入。其中，中继节点 (RN，Relay Node)，包含两部分功能，UE和中继节点。RN—方面作为UE接入网络，建立承载等相关操作，另一方面作为演进基站(eNB，Evolved NodeB)为UE提供接入；接纳基站(DeNB，Donor eNodeB)，为RN提供了无线接入，终结了 RN-UE的无线资源控制(RRC， Radio ResourceControl)信令，终结了 RN_eNB的Sl应用协议(SlAP)信令以及X2信令。 同时内置了 RN-UE的SGW和PGff ；中继节点的网关系统(RN 0AM, RelayNode Operator and Management)，RN会从其中获得必要的连接信息。DeNB和RN-UE MME相对普通的eNB和MME来说，支持RN接入。即RN对于普通的 eNB和MME接入时，eNB和MME把RN当做一个普通UE的接入，即普通的eNB和MME不知道是RN接入还是普通UE接入。RN接入到DeNB时，DeNB能够根据RN携带的RN能力标识判断出是RN接入的，而非普通UE，同样RN-UE MME可以根据RN签约知道是RN而非普通的UE。 同时RN-UE MME在和DeNB建立Sl连接时告诉DeNB支持RN接入。RN-MME和DeNB也可以作为普通的eNB和MME支持普通的UE接入。 RN启动的时候，RN会做类似UE —样的操作，扫描其所在位置的eNB的广播信息， 并根据信号强弱接入到对应的eNB上，因此当RN第一次接入的时候，可以接入到普通的eNB 和MME上，且连接到对应的RN OAM上，从RNOAM上下载RN的初始参数以及所在位置的DeNB 标识列表，然后RN UE做去附着操作，在DeNB标识列表中选择信号强的DeNB重新附着，DeNB 则根据RN的能力指示选择对应的RN-UE MME，RN-UE MME则根据签约数据选择DeNB中S/ PGff建立承载，然后RN再通过新建立的连接接入到RN 0ΑΜ,下载RN的全部数据，RN建立Sl 连接和X2连接后，RN启动成功。如图3所示，具体包括以下步骤步骤301，RN扫描所在位置区的无线信息，并将扫描小区列表中每个小区对应的 eNB标识信息与预配置的DeNB标识做比较，如果扫描小区中无DeNB标识，则RN向其中一个信号强的eNB发起RRC连接建立流程。步骤302，RN在已经建立的RRC连接上发送附着请求给MME。该条非接入层消息经由基站发送给MME。步骤303，如果网络中没有用户的上下文信息，或者附着请求消息没有完整性保护，或者完整性保护失败，那么MME执行对用户的鉴权认证过程。步骤304，MME为RN选择SGW/PGW，并为RN创建默认承载。步骤305，MME向eNB发送初始上下文建立请求，其中包含建立的承载标识、服务质量(QoS，Quality of Service)等相关参数，还包含发送给RN的附着接受消息。步骤306，RRC重配置过程，建立对应的无线承载。步骤307，eNB向MME返回初始上下文建立响应。步骤308，RN向eNB发送直传消息，其中包含附着完成消息。eNB收到该请求后将其转发给MME。步骤309，RN完成附着(attach)过程后，RN携带位置信息从RN OAM获取初始配置参数。所述初始配置参数包括RN可以接入的DeNB相关信息，即DeNB标识列表。所述位置信息根据RN的设备能力可以是RN的经纬度信息，即RN具有全球定位系统，或者是RN接到的eNB的小区信息列表，或者是RN的IP地址信息；步骤310，如果RN发现当前注册的小区的eNB标识不在所获得的DeNB标识列表中，则RN向MME发起去附着流程，注销在MME的注册。步骤311，RN根据从RN OAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB，RN作为UE向 DeNB发起RRC连接建立流程，所述RRC连接建立请求消息携带RN能力指示，所述RN能力指示用于标识消息发送者为非普通UE，为中继节点。步骤312，RN在已经建立的RRC连接上发送附着请求给DeNB。其中包含RN-UE MME 的标识信息，例如全球唯一的 MME 标识(GUMMEI，GlobalUnique MME Identifier)。步骤313，DeNB根据步骤311中RRC连接建立请求消息携带的RN能力指示为RN 选择支持RN的RN-UE MME。DeNB将非接入层消息路由到所选择的RN-UE MME。步骤314，如果网络中没有用户的上下文信息，或者附着请求消息没有完整性保护，或者完整性保护失败，那么MME执行对用户的鉴权认证过程。
步骤315，RN-UE MME从HSS下载RN签约信息，并且从签约信息中识别接入的不是普通的UE而是RN UE接入，则RN-UE MME为RN选择DeNB内置的S/PGW。RN-UE MME向RN 内置的S/PGW发起创建默认承载。选择S/PGW的方式可以是域名系统(DNS，Domain Name System)查询，或者根据DeNB提供的内置SGW/PGW地址，或者根据配置信息进行查询。步骤316，RN-UE MME向DeNB发送初始上下文建立请求，其中包含建立的承载的标识，服务质量(QoS，Quality of Service)等相关参数，还包含发送给RN的附着接受消息。步骤317，RRC重配置过程，建立对应的无线承载。步骤318，DeNB向RN-UE MME返回初始上下文建立响应。步骤319，RN向DeNB发送直传消息，其中包含附着完成消息。DeNB收到该请求后将其转发给RN-UE MME。步骤320，RN完成向DeNB附着(attach)过程后，RN携带位置信息从RN OAM获取全部的配置参数。所述RN向RN OAM发起的获取全部配置请求参数中携带获取全部配置参数指示，RN OAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。步骤321，RN向DeNB发起Sl连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的MME的Sl 连接，所述Sl连接终结于DeNB，。步骤322，RN向DeNB发起X2连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的eNB的X2 连接，所述X2连接终结于DeNB。自此，RN启动完成，RN便可以作为一个中继基站供用户接入，用户不感知通过RN 接入到网络。现有技术中，RN能够指示DeNB是RN而非普通UE，但是RN不能指示RN OAM现在接入的是eNB还是DeNB，因此上述流程，RN首先在eNB注册下载初始配置数据，而且需要在DeNB中再注册后到RN OAM获取所有用户数据，而在现有条件下，RN可能第一次就接入到DeNB，但是DeNB只是把RN当作普通UE来处理，导致多一次接入过程，浪费相关的网络资源。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种中继节点启动的方法及其实现系统， 能在中继点启动接入接纳基站过程中，只通过一次附着流程完成启动，从而节约了资源和信令开销。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种中继节点启动的方法，该方法包括RN向DeNB发起RRC连接建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；所述RN能力指示用于标识发送所述RRC连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME建立承载；
建立承载后，RN从中继节点的网关系统(RN 0ΑΜ)获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RN OAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。若所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RN OAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程，在完成第二次附着后，再向RN OAM获取全部配置参数，建立相关的接口连接。进一步地，在建立承载之前，所述MME从HSS下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通UE还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。
所述RN向RN OAM获取全部配置参数的方法为所述RN向RN OAM发送获取全部配置参数请求，在请求中携带获取全部配置参数指示，RN OAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。基于上述方法，本发明还提出一种中继节点启动方法实现系统，该系统包括RN、 DeNB、MME、HSS、RN 0AM，其特征在于，所述RN向DeNB发起RRC建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME建立承载；建立承载后，所述RN从RN OAM获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB 标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RN OAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。本发明在RN首次接入就接入到DeNB的场景下，通过一次附着流程即可完成启动过程，节约了资源和信令开销。
图1为演进分组网络的系统结构图；图2为引入Relay之后的网络架构示意图；图3为RN作为UE接入合适的DeNB和MME的流程图；图4为本发明中继节点获取配置参数的启动方法流程图。
具体实施例方式本发明的基本思想是，RN携带RN能力指示向无线侧发起RRC连接建立请求，普通 eNB收到RN能力指示后，丢弃该指示，且RN以普通UE方式接入核心网；当DeNB收到能力指示后直接选择正确的能够支持RN接入的MME建立承载，建立承载后，RN向RN OAM获取到DeNB标识列表，若RN发现已注册的小区的eNB标识保存在所述DeNB标识列表中，则向 RN OAM获取全部配置信息，然后建立相关的接口连接。通过本发明的RN启动流程，可以在 RN首次接入就接入到DeNB的情况下，避免RN执行第二次的接入过程，通过一次附着流程即可完成启动过程，节约了资源和信令开销。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。图4为本发明中继节点获取配置信息的方法实施例的流程图，如图4所示，本示例中继节点获取配置信息的方法具体包括以下步骤步骤401，RN作为UE向DeNB发起RRC连接建立流程，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示，所述RN能力指示用于标识该消息发送者不是普通UE,而是中继节点；步骤402，RN在已经建立的RRC连接上发送附着请求给DeNB。其中包含RN-UE MME 的标识信息，例如GUMMEI。DeNB根据步骤401中RRC连接建立请求消息携带的RN能力指示为RN选择支持RN的RN-UE MME，然后将非接入层消息路由到所选择的RN-UE MME。步骤403，如果网络中没有用户的上下文信息，或者附着请求消息没有完整性保护，或者完整性保护失败，那么MME执行对用户的鉴权认证过程。步骤404，RN-UE MME从HSS下载RN签约信息，并且从签约信息中识别接入的不是普通的UE而是RN，则RN-UE MME为RN选择DeNB内置的S/PGW。RN-UE MME向RN内置的 S/PGW发起创建默认承载流程。选择S/PGW的方式可以是域名系统查询，或者根据DeNB提供的内置SGW/PGW地址、或者根据配置信息进行查询。步骤405，RN-UE MME向DeNB发送初始上下文建立请求，其中包含建立的承载的标识、服务质量等相关参数，还包含发送给RN的附着接受消息。步骤406，执行RRC重配置过程，建立对应的无线承载。步骤407，DeNB向RN-UE MME返回初始上下文建立响应。 步骤408，RN向DeNB发送直传消息，其中包含附着完成消息。DeNB收到该请求后将其转发给RN-UE MME。步骤409，RN完成附着(attach)过程后，RN携带位置信息从RN OAM获取初始配置参数。所述初始配置参数包括RN可以接入的DeNB相关信息，即DeNB标识列表。所述位置信息根据RN的设备能力可以是RN的经纬度信息，即RN具有全球定位系统，或者是RN接到的eNB的小区信息列表，或者是RN的IP地址信息；步骤410，RN检查其所附着基站的eNB标识是否在所述DeNB标识列表中，若所附着基站的eNB标识在所述DeNB标识列表中，则执行步骤411至步骤413，否则参照执行背景技术中附图3的步骤310至步骤322。步骤411，RN携带位置信息从RN OAM获取全部的配置参数。所述RN向RN OAM发起的获取全部配置参数请求中携带获取全部配置参数指示，RNOAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。步骤412，RN向DeNB发起Sl连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的MME的Sl 连接，所述Sl连接终结于DeNB。步骤413，RN向DeNB发起X2连接建立过程，建立关联DeNB与其相连的eNB的X2 连接，所述X2连接终结于DeNB。自此，RN启动完成，RN便可以作为一个中继基站供用户接入，用户不会感知到通过RN接入到网络。通过附图4的流程可知，在RN第一次就接入到DeNB的场景下，采用本发明的方法，只需要执行一次附着便可完成启动过程。相对于附图3所示的现有启动流程来说，由于步骤301中未携带RN能力指示，因此首次接入时，eNB或DeNB无法获知发起RRC连接建立请求的是RN还是UE,因此在获取到DeNB标识列表后，还需要去附着并进行第二次附着过程，显然，相对于附图3所示的现有启动流程来说，本发明的启动流程在RN第一次就接入到 DeNB的场景下节省了资源和信令开销。基于图2的系统结构以及图4的本发明中继节点启动方法的流程图，本发明还提出实现本发明中继节点启动方法的系统，该系统包括RN、DeNB、MME、HSS、0AM,该系统在针对RN第一次接入就接入到DeNB的场景下，各模块通过信令交互实现RN启动的过程主要特征如下
RN向DeNB发起RRC建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示； 所述RN能力指示用于标识发送所述RRC连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。 在RN附着过程中，所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME， 并建立默认承载；在建立承载过程中，所述MME从HSS下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通UE还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。建立承载后，RN从RN OAM获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RN OAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。若所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RN OAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程， 在完成第二次附着后，再向RN OAM获取全部配置参数，建立相关的接口连接。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
1.一种中继节点启动的方法，其特征在于，该方法包括中继节点(RN)向接纳基站(DeNB)发起无线资源控制(RRC)连接建立流程时，在RRC 连接建立请求消息中携带RN能力指示；所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的移动性管理单元(MME)建立承载；建立承载后，RN从中继节点的网关系统(RN OAM)获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN 向RN OAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括若所述RN从RN OAM获取初始配置参数后，所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RNOAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程，在完成第二次附着后，再向RN OAM获取全部配置参数， 建立相关的接口连接。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在建立承载之前，所述MME从归属用户数据服务器(HSS)下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通用户设备(UE)还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RN能力指示用于标识发送所述RRC 连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RN向RNOAM获取全部配置参数的方法为所述RN向RN OAM发送获取全部配置参数请求，在请求中携带获取全部配置参数指示， RN OAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。
6.一种中继节点启动方法实现系统，该系统包括RN、DeNB、MME、HSS、RN 0ΑΜ，其特征在于，所述RN向DeNB发起RRC建立流程时，在RRC连接建立请求消息中携带RN能力指示；所述DeNB根据所述RN能力指示为所述RN选择支持RN的MME建立承载；建立承载后，所述RN从RN OAM获取初始配置参数，所述初始配置参数中包含DeNB标识列表，当RN判定当前附着的DeNB的标识在所述DeNB标识列表中时，RN向RN OAM获取全部配置参数，然后建立相关的接口连接。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RN从RN OAM获取初始配置参数后，若所述RN判定当前附着的DeNB的标识不在所述DeNB标识列表中，则执行去附着流程，然后根据从RNOAM获取的DeNB标识列表选择合适的DeNB发起RRC连接建立流程，在完成第二次附着后，再向RN OAM获取全部配置参数， 建立相关的接口连接。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，在建立承载之前，所述MME从HSS下载所述RN的签约信息，并根据所述签约信息识别接入的是普通UE还是RN，然后根据判断结果执行相应的承载建立过程。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RN能力指示用于标识发送所述RRC 连接建立请求消息的是普通UE还是中继节点。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RN在向RN OAM获取全部配置参数时，向RN OAM发送获取全部配置参数请求，在请求中携带获取全部配置参数指示，RN OAM根据所述指示下载所有的RN配置参数。
全文摘要
本发明公开了一种中继节点启动的方法及其实现系统，用于解决在中继节点RN启动过程中执行两次接入过程，浪费网络资源的技术问题。本发明中，RN携带RN能力指示向无线侧发起RRC连接建立请求，DeNB收到能力指示后直接选择正确的能够支持RN接入的MME建立承载，建立承载后，RN向OAM获取DeNB标识列表，若RN发现已注册的小区的eNB标识在所述DeNB标识列表中，则向RN OAM获取全部配置信息，然后建立相关的接口连接。通过本发明的RN启动流程，避免了RN执行第二次的接入过程，通过一次接入过程可完成RN的启动过程，节约了资源和信令开销。
文档编号H04W76/02GK102448186SQ201010507018
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者卢飞, 梁爽, 游世林 申请人:中兴通讯股份有限公司