用户设备、第一接入网络节点及其所用的方法与流程

本发明涉及一种通信系统。特别地但不排他地，本发明与根据第三代合作伙伴计划(3gpp)标准或其等同项或衍生项(包括高级lte和下一代或5g网络)而工作的无线通信系统及其装置相关。特别地但不排他地，本发明与管理通信装置的连接状态相关。

背景技术：

1、3gpp标准的最新发展被称为演进分组核心(epc)网络的长期演进(lte)和演进umts陆地无线电接入网络(e-utran)，通常也称为“4g”。另外，术语“5g”和“新无线电”(nr)是指预期支持各种应用和服务的演进中的通信技术。下一代移动网络(ngmn)联盟例如在“ngmn 5g白皮书”v1.0中描述了5g网络的各种详情，其中该文献可从https://www.ngmn.org/5g-white-paper.html获得。3gpp旨在通过所谓的3gpp下一代(nextgen)无线电接入网络(ran)和3gpp nextgen核心网络来支持5g。

2、在3gpp标准下，nodeb(或lte中的enb、5g中的gnb)是通信装置(用户设备或“ue”)连接至核心网络并与其它通信装置或远程服务器进行通信所经由的基站。为了简单起见，本技术将使用术语基站来指代任何这类基站，并使用术语移动装置、用户装置或ue来指代任何这类通信装置。核心网络(即，在lte的情况下为epc)托管订户管理、移动管理、计费、安全、以及呼叫/会话管理(等)的功能，并且对通信装置提供到诸如因特网等的外部网络的连接。

3、通信装置可以例如是移动通信装置，诸如移动电话、智能电话、用户设备、个人数字助理、膝上型/平板计算机、web浏览器、以及/或者电子书阅读器等。这类移动(或者甚至一般静止的)装置通常由用户操作。然而，3gpp标准还使得可以将所谓的“物联网”(iot)装置(例如，窄带iot(nb-iot)装置)连接至网络，其通常包括自动化设备，诸如各种测量设备、遥测设备、监视系统、跟踪与追踪装置、车载安全系统、车辆维护系统、道路传感器、数字广告牌、销售点(pos)终端、以及远程控制系统等。有效地，物联网是配备有适当的电子器件、软件、传感器和/或网络连接等的装置(或“事物”)的网络，其使得这些装置能够收集数据并与彼此以及其它通信装置交换数据。应当理解，iot装置有时也称为机器类型通信(mtc)通信装置或机器对机器(m2m)通信装置。

4、为了简单起见，在说明书中，本技术是指移动装置，但是应当理解，所描述的技术可以在如下的(移动的和/或一般静止的)任意通信装置上实现，其中与这类通信装置是由人工输入控制还是由存储器中所存储的软件指令控制无关地，这类通信装置可以连接至通信网络用于发送/接收数据。

5、使用如3gpp ts 36.331v14.0.0中所定义的无线电资源控制(rrc)协议来控制移动装置和基站之间的通信。rrc处理移动电话和无线电接入网络之间的层3的控制面信令，并且包括广播系统信息、寻呼、连接建立和释放、无线电承载建立、再配置和释放、移动过程、以及功率控制等的功能。根据rrc协议的当前版本，在任何给定时间，移动装置可以在“rrc空闲模式”(其中不发生数据通信)或“rrc连接模式”(其中移动装置和其服务基站之间可以发生数据通信)下工作。

6、随着在rrc连接模式下工作的移动装置在通信系统所覆盖的区域中四处移动，其从一个小区(即，由基站操作)切换到另一小区(由相同或不同的基站操作)，这取决于信号条件以及诸如所请求的服务质量、所使用的服务类型以及整体系统负载等的其它要求。切换需要移动装置和基站(旧的和新的)之间以及基站和核心网络之间的大量信令。

7、另一方面，在处于rrc空闲模式中时，移动装置被编程为选择具有高质量信号的“服务”小区以驻留，使得在新数据要发送到这些移动装置或从这些移动装置发送的情况下，它们可以受益于有利的信号条件。在空闲移动装置检测到相比于当前服务小区而言具有更好信号质量的新小区(例如由于该移动装置改变其位置)的情况下，该移动装置可以进行所谓的小区重选过程。然而，只要所选择的新小区在相同的“跟踪区域”(即，包括预定义小区集的更大地理区域)内，空闲模式移动装置就不向网络通知该新小区，这是因为无线电网络在整个跟踪区域内发送系统信息和ue特定寻呼消息，从而使得可以与移动装置所驻留的当前小区无关地发起相对该移动装置的通信。

8、为了受益于最低能耗并释放宝贵的系统资源，移动装置只要可能就返回到rrc空闲模式，并且只要保持在相同的跟踪区域内就进行小区重选(而不是切换)。基站控制其小区内的各移动装置的各种工作模式之间的转变。由于在基站和移动装置之间设置和终止rrc连接需要交换信令消息并因此利用宝贵的系统资源、并且还需要一些时间来完成，因此在如3gpp ts 36.331中所定义的特定情况下允许从连接模式到空闲模式的转变。例如，服务基站可以指示移动装置仅在确认为不再存在要发送到特定移动装置/从特定移动装置发送的更多数据(例如，上行链路(ul)和下行链路(dl)缓冲器两者皆为空)之后才进入rrc空闲模式。

9、在各移动装置向核心网络登记了其当前位置(例如，小区)的情况下，各移动装置在其服务基站和核心网络之间还具有相关“s1”连接。s1连接(在移动装置处于rrc空闲模式时)处于所谓的“ecm-idle(ecm空闲)”模式或(在移动装置处于rrc连接模式时)处于“ecm-connected(ecm连接)”模式。s1连接用于在移动装置和核心网络之间(以及之外)传送数据(控制和用户数据)，并且只要移动装置保持在rrc连接模式，就维持该s1连接。另一方面，在移动装置进入rrc空闲模式时，其相关s1连接也被终止(或暂停)，直到移动装置具有要发送或接收的更多数据为止，其中在这种情况下，建立到当前服务基站的新s1连接(或者再激活暂停的s1连接)。

10、在网络具有要发送到rrc空闲移动装置的数据的情况下，其触发在移动装置的最后已知区域(跟踪/寻呼区域)中的适当寻呼过程，这使得该区域内的基站在其小区中广播用于请求特定移动装置进入rrc连接状态的适当寻呼消息。在先前空闲的移动电话再次具有要发送的数据(或者已被寻呼以接收下行链路数据)的情况下，为了被分配通信资源，该移动电话通过(在所谓的随机接入过程之后，其中该随机接入过程确保下层、特别是介质接入控制(mac)层被设置用于与基站的通信)向该基站发送适当格式化的rrc连接请求消息来发起所谓的rrc连接建立过程。

11、对于3gpp标准的最新发展、即所谓的下一代(ng)或5g网络，设想移动装置也可以在新的rrc状态或新的无线电状态(称为“轻连接”(lc)状态)下工作。在移动装置处于lc状态时，即使在移动装置没有要发送或接收的更多数据(因此它通常被配置为进入rrc空闲模式)之后，核心网络也维持其控制面连接和用户面连接这两者。换句话说，即使在lc状态下，从无线电接入网络的(基站的)角度来看，移动装置被视为在空闲模式下工作，但是从核心网络的角度来看，移动装置仍然可被视为连接中。这种新的lc状态的一个益处是具有小且不频繁的数据发送的移动装置(特别是iot装置)无需在每次具有要发送(或接收)的数据时进行整个rrc连接建立过程。作为替代，具有lc状态能力的移动装置可被配置为每当需要时就恢复其与当前服务基站的现有rrc连接，然后返回到更节能(power efficient)的工作模式，直到其再次具有要发送/接收的数据为止。

12、移动装置可以通过向其当前基站发送标识要恢复的连接的信息(例如，恢复id)来恢复其rrc连接。这有益地避免了基站和移动装置必须经过认证和无线电承载建立。为了便于这类轻量连接以及移动装置和其服务基站之间的简化连接恢复，3gpp正在考虑所谓的锚基站的概念。有效地，锚基站是负责存储ue接入层(as)上下文、高速缓存移动装置的用户数据(ue上下文)、以及在终止s1时根据需要向其它基站提供用户数据的基站。例如，锚基站可以是移动装置在特定跟踪区域(或其它预定义区域)所登记的第一(或先前)基站。因此，当移动装置尝试经由(相同区域内的)不同基站恢复其rrc连接时，新基站可以联系锚基站并基于移动装置所提供的信息(例如，恢复id等)来检索ue上下文以及高速缓存的用户数据。由于在lc状态下维持s1连接，因此有益地，新基站可以避免必须联系核心网络以及/或者对移动装置建立新的s1连接(但是新基站可能需要将s1连接从锚/先前基站切换到该新基站)。锚基站概念在由3gpp草案r3-160655再现的图8中示出。

13、3gpp中的当前协议是，在移动装置轻连接的情况下，基站维持s1连接，并且在基站接收来自核心网络的下行链路数据的情况下，其负责(在基站所配置的适当寻呼/跟踪区域内)ran寻呼。lc状态移动装置在其移出其所配置的基于ran的寻呼区域时向网络进行通知，其中在这种情况下，网络可以决定是要使移动装置保持在lc模式还是要暂停该移动装置(例如，请求其进入rrc空闲模式)。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、然而，发明人已经认识到，由于移动装置看起来对于ran和核心网络处于不同状态，因此这可能导致当前提出的系统无法处理的许多问题。这些问题包括但不限于：

3、-在基于ran的寻呼失败时如何避免dl数据的丢失；

4、-在基于ran的寻呼失败时如何进行基于核心网络(例如，mme)的寻呼作为回落(fall-back)；

5、-如何向移动管理实体(mme)通知诸如负载平衡、要求的跟踪区域更新(tau)、省电模式(psm)、移动终止(mt)电路交换回落(csfb)等的特定操作可能会因为移动装置的lc操作而受到影响。

6、-在移动装置进入lc状态时如何通知mme；

7、-当移动装置在ran路由区域内处于lc模式时，如何交换用于唯一地标识移动装置的基于ran的标识符(恢复id)(例如，以通过进行上下文预提取来减少恢复连接所花费的时间)；

8、-在移动装置从lc模式过渡到常规连接模式以进行数据发送时如何加快随机接入信道(rach)处理；

9、-如何使ran位置更新与核心网络位置更新同步；以及

10、-在移动装置处于lc模式时如何实现ul数据发送。

11、因此，本发明的优选示例性实施例旨在提供用于在仍然允许移动装置维持与网络的轻连接的同时解决或至少部分地处理以上问题中的一个或多个的方法和设备。

12、尽管为了本领域技术人员的理解效率而将在3gpp系统(umts、lte)的背景下详细描述本发明，但是本发明的原理可以应用于通信装置或用户设备(ue)使用无线电接入技术接入核心网络的其它系统。

13、用于解决问题的方案

14、在一方面，本发明提供了一种用户设备即ue，包括：存储器，用于存储指令；以及至少一个处理器，其被配置为处理所述指令以：向第一接入网络节点发送包括恢复标识的请求，所述恢复标识用于将所述ue与包括所述第一接入网络节点的网络之间的连接恢复为连接模式，其中，所述恢复标识包括指示所述网络中的最后服务了所述ue的第二接入网络节点的标识符。

15、在一方面，本发明提供了第一接入网络节点，包括：存储器，用于存储指令；以及至少一个处理器，其被配置为处理所述指令以：从用户设备即ue接收包括恢复标识的请求，所述恢复标识用于将所述ue与包括所述第一接入网络节点的网络之间的连接恢复为连接模式，其中，所述恢复标识包括指示所述网络中的最后服务了所述ue的第二接入网络节点的标识符。

16、在一方面，本发明提供了用户设备即ue所用的方法，所述方法包括：向第一接入网络节点发送包括恢复标识的请求，所述恢复标识用于将所述ue与包括所述第一接入网络节点的网络之间的连接恢复为连接模式，其中，所述恢复标识包括指示所述网络中的最后服务了所述ue的第二接入网络节点的标识符。

17、在一方面，本发明提供了第一接入网络节点所用的方法，所述方法包括：从用户设备即ue接收包括恢复标识的请求，所述恢复标识用于将所述ue与包括所述第一接入网络节点的网络之间的连接恢复为连接模式，其中，所述恢复标识包括指示所述网络中的最后服务了所述ue的第二接入网络节点的标识符。

18、在一方面，本发明提供了一种通信网络所用的基站，所述基站包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：控制所述收发器以从核心网络节点接收针对通信装置的下行链路数据；尝试发起与所述通信装置的通信；以及在所述通信装置没有对发起通信的所述尝试进行响应的情况下，控制所述收发器以向所述核心网络节点发送用以请求针对所述通信装置的寻呼过程的发起的消息。

19、在一方面，本发明提供了一种通信网络所用的核心网络设备，所述核心网络设备包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：控制所述收发器以向基站发送针对通信装置的下行链路数据；在所述通信装置没有对所述基站发起通信的尝试进行响应的情况下，控制所述收发器以从所述基站接收用以请求针对所述通信装置的寻呼过程的发起的消息；以及基于所述消息而发起针对所述通信装置的寻呼过程。

20、在一方面，本发明提供了一种通信网络所用的基站，所述基站包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：控制所述收发器以向核心网络节点发送指示对于给定通信装置不能进行(或禁止)至少一个核心网络操作的通知。

21、在一方面，本发明提供了一种通信网络所用的基站，所述基站包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：与所述基站作为锚基站而工作所针对的至少一个通信装置的相应上下文信息相关联地维持用于标识所述基站作为锚基站而工作所针对的各通信装置的信息；以及控制所述收发器以向其它基站提供用以标识所述基站作为锚基站而工作所针对的至少一个相应通信装置的至少一个标识符。

22、在一方面，本发明提供了一种通信网络所用的基站，所述基站包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：控制所述收发器以从至少一个其它基站接收用以标识所述至少一个其它基站作为锚基站而工作所针对的至少一个通信装置的至少一个标识符；以及基于所述至少一个标识符而从所述至少一个其它基站提取所述至少一个其它基站作为锚基站而工作所针对的各通信装置的上下文信息。

23、在一方面，本发明提供了一种通信网络所用的基站，所述基站包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：控制所述收发器以从核心网络节点接收指示针对通信装置要发生来自其它基站的数据转发的消息以及以下各项至少之一：用于从所述其它基站提取与所述通信装置相关的上下文的、与所述通信装置相关联的标识符；s1接口上的在所述核心网络节点处标识所述通信装置的信息(例如，“mme ue s1ap id”)；用于标识所述其它基站的信息(例如，“锚enb id”)；与所述其它基站相关联的跟踪区域代码即tac；与当前服务所述通信装置的核心网络节点相关联的全局唯一id(例如，gummei)；用于标识禁止所述通信装置切换至的至少一个小区的至少一个小区标识符的信息；以及由所述核心网络节点在先前处理的与所述通信装置相关的切换请求中获取的至少一个其它参数；以及控制所述收发器以相应地接收所述其它基站所转发的数据。

24、本发明的方面延伸至相应的系统、方法以及诸如其上存储指令的计算机可读存储介质等的计算机程序产品，该计算机程序产品可操作地对可编程处理器进行编程以执行如以上阐述的方面和可能性中所描述的或权利要求书中记载的方法、以及/或者对适当适配的计算机进行编程以提供权利要求书中任一项所记载的设备。

25、本说明书(该术语包括权利要求书)中所公开的和/或附图中所示的各特征可以单独地(或者与其它公开的和/或所示的任何特征相结合地)包含在本发明中。特定地但非限制性地，根据从属于特定独立权利要求的任何权利要求所述的特征可以相结合地或单独地引入至该独立权利要求中。

26、现将参考附图通过示例的方式来描述本发明的示例性实施例，在附图中：