用于在无线通信系统中管理移动性的装置和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于在无线通信系统中高效地管理移动站(MS)的移动性的装置和方法。
【背景技术】
[0002]下一代无线通信系统正考虑使用诸如毫米波之类的高频频带来支持大容量数据服务。然而，如果下一代无线通信系统使用诸如毫米波之类的高频频带，则移动站(MS)和基站(BS)之间的通信距离相比于传统无线通信系统减小。
[0003]通信距离的减小导致BS的小区半径的减小。因此，被安装来提供MS的服务区域的BS的数量必须增大。此外，小区半径的减小和BS数量的增大导致MS移动时切换的增加，从而增加了对系统资源的消耗。
[0004]另外，BS数量的增大增加了接入网关的处理容量。因此，不希望在小的小区环境中应用集中式网络结构。
[0005]因此，为了减小对系统资源的消耗和处理容量，存在对于在无线通信系统中高效管理MS的移动性的需要。
[0006]呈现以上信息作为背景信息仅用于帮助对本公开的理解。关于以上任何信息关于本公开是否可适用为现有技术，没有进行判定，也没有进行断言。
【发明内容】
[0007]解决方案
[0008]本公开的各方面将解决至少以上提及的问题和/或缺点并提供至少下述优点。因此，本公开的一方面将提供用于在无线通信系统中高效地管理移动站(MS)的移动性的装置和方法。
[0009]本公开的另一方面将提供用于在无线通信系统中独立地管理控制信令功能和数据流管理功能的装置和方法。
[0010]本公开的另一方面将提供用于在无线通信系统中与执行数据流管理功能的基站(BS)独立地改变具有控制信令功能的BS的装置和方法。
[0011]以上方面通过提供用于在无线通信系统中管理移动性的装置和方法来实现。
[0012]依照本公开的一方面，提供一种无线通信系统。该无线通信系统包括多个BS，所述多个BS直接连接到互联网而没有更高节点，并且被配置为提供到至少一个MS的无线接入。所述多个BS构建向至少一个MS提供服务的BS集合，并且所述多个BS中的第一 BS充当控制主身份(master)并且被配置为与所述至少一个MS执行控制信令，并且所述多个BS中的第二 BS充当数据主身份并且被配置为通过BS集合执行用于服务提供的调度并且作为所述至少一个MS的互联网协议(IP)端点来操作。
[0013]依照本公开的另一方面，提供一种用于在无线通信系统中操作BS的方法。该方法包括:在用于向MS提供服务的BS集合内，执行与MS执行控制信令的控制主身份功能，以及执行用于通过BS集合的服务提供的调度且作为MS的IP端点来操作的数据主身份功能，根据第一条件的满足或不满足来确定对控制主身份功能的传送，以及在维持数据主身份功能的同时向另一 BS发送用于传送控制主身份功能的消息。
[0014]依照本公开的另一方面，提供一种用于在无线通信系统中操作BS的方法。该方法包括:在用于向MS提供服务的BS集合内，执行与MS执行控制信令的控制主身份功能，根据第二条件的满足或不满足来确定对执行用于通过BS集合的服务提供的调度的数据主身份功能的传送，以及发送用于从执行数据主身份功能的BS接收对数据主身份功能的传送的消息。
[0015]依照本公开的另一方面，提供一种无线通信系统中的BS装置。该装置包括控制单元以及通信单元。该控制单元被配置为:在用于向MS提供服务的BS集合内，执行与MS执行控制信令的控制主身份功能以及执行用于通过BS集合的服务提供的调度且作为MS的IP端点来操作的数据主身份功能，以及根据第一条件的满足或不满足来确定对控制主身份功能的传送。该通信单元被配置为在维持数据主身份功能的同时向另一 BS发送用于传送控制主身份功能的消息。
[0016]依照本公开的另一方面，提供一种无线通信系统中的BS装置。该装置包括控制单元以及通信单元。该控制单元被配置为:在用于向MS提供服务的BS集合内，执行与MS执行控制信令的控制主身份功能，以及根据第二条件的满足或不满足来确定对执行用于通过BS集合的服务提供的调度的数据主身份功能的传送。该通信单元被配置为发送用于从执行数据主身份功能的BS接收对数据主身份功能的传送的消息。
[0017]根据下列结合附图、公开了本公开的各种实施例的详细描述，本公开的其它方面、优点和显著特征将对本领域技术人员变得显而易见。
【附图说明】
[0018]本公开的某些实施例的以上及其它方面、特征和优点将从下列结合附图的描述中更加明显，附图中:
[0019]图1A和图1B图示了根据本公开的实施例的扁平网络结构；
[0020]图2图示了根据本公开的实施例的无线通信系统的网络结构；
[0021]图3是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的下行链路数据传输过程的流程图；
[0022]图4是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的上行链路数据传输过程的流程图；
[0023]图5A和图5B图示了根据本公开的实施例的无线通信系统中的控制主身份改变；
[0024]图6A和图6B图示了根据本公开的实施例的无线通信系统中的数据主身份改变；
[0025]图7是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中用于控制主身份改变的信号交换的流程图；
[0026]图8是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中用于控制主身份改变的信号交换的流程图；
[0027]图9是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的用于数据主身份改变的信号交换的流程图；
[0028]图10是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的传送控制主身份的基站(BS)的操作的流程图；
[0029]图11是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的接收对控制主身份的传送的BS的操作的流程图；
[0030]图12是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的接收对数据主身份的传送的BS的操作的流程图；
[0031]图13是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的传送数据主身份的BS的操作的流程图；以及
[0032]图14是图示根据本公开的实施例的无线通信系统中的BS的构造的方框图。
[0033]贯穿附图，相同的参考标号用来表示相同的元素。
【具体实施方式】
[0034]提供以下参考附图的描述以帮助对如权利要求书及其等效物所限定的本公开的各种实施例的全面理解。以下描述包括各种特定细节以帮助理解但是这些要被认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下进行对本文描述的各种实施例的各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，可能省略对公知功能和构造的描述。
[0035]以下描述和权利要求书中使用的术语和词汇不限于文献学含义，而是由发明人用来使能对本公开清楚且一致的理解。因此，对于本领域技术人员应该显然，以下对本公开的各种实施例的描述仅被提供用于说明的目的，而非为了限制如所附权利要求书及其等效物所限定的本公开的目的。
[0036]要理解，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文清楚地另有指示。因此，例如，对“一个组件表面”的提及包括对一个或多个这样的表面的提及。
[0037]术语“基本上”意味着所述特征、参数、或值不必确切地达到，而是可以以不排除该特征旨在提供的效果的量发生偏差或变化，例如公差、测量误差、测量精度限制及对于本领域技术人员已知的其它因素。
[0038]本公开的实施例描述了用于在无线通信系统中高效管理移动站(MS)的移动性的技术。
[0039]在下列描述中，用于标识具有特定功能的基站(BS)的术语和用于标识各个对象的术语仅仅是为了方便。因此，本公开不受限于本文描述的术语，并且可以使用指代具有等效技术含义的对象的其它术语。
[0040]根据本公开的实施例的无线通信系统具有扁平网络结构。该扁平网络具有以下结构:其中提供无线接入的BS直接连接到互联网而无需诸如网关之类的更高节点。这导致了来自多个BS的业务负载集中于中间节点的现象，所以扁平网络可以提供管理小的小区网络方面的增益。
[0041]此外，为了在小区边界以及小区中心都提供高传送速率，无线通信系统采用多个BS向一个MS提供服务的方案。换句话说，在无线通信系统中，多个BS可以构成BS集合，并且属于该BS集合的BS可以组织到一个MS的传输。BS集合可以被称为‘虚拟小区’或‘云小区’。构成BS集合的BS的组合可以根据MS的移动而被改变。
[0042]BS集合是以用户为中心的，并且被构建来向一个MS提供服务并且向用户提供无边界的体验。BS集合内的一个BS需要调整从多个BS到MS的传输。在本公开中，执行调整BS集合内的BS的功能的BS被称为‘主身份BS (master BS) ’。
[0043]图1A和图1B图示了根据本公开的实施例的扁平网络结构。
[0044]参照图1A和图1B，BS 141、142、143、144和145可以直接连接到互联网110，并且BS 141到145构成用于MS 130的BS集合120。虽然在图1A和图1B中未图示，但是BS 141到145中的每一个可以执行本地代理(Home Agent,HA)功能和外地代理(Foreign Agent，FA)功能。因此，MS 130可以通过从BS 141到145接收服务来接收BS集合120内的无边界服务。在图1A和图1B的实施例中，BS 141到145之中的第一 BS 141充当主身份。为了描述方便，‘充当主身份的BS’被称为‘主身份BS’。因此，第一 BS 141控制对BS集合120的构建和管理、针对MS 130的传输调度(例如，资源分配)、向成员BS 142至145分配所调度的分组的功能等等。此时，对BS 141到145之间的传输的调整通过去程(fronthaul)链路来实行。去程链路表示BS 141到145之间的直接链路，并且可以基于无线或有线连接。
[0045]通过BS集合120，可以提高在小区边界的传送速率，并且可以提供无缝切换。因为期望主身份BS具有与MS 130的极佳的链路质量，所以主身份BS可以根据MS 130的移动而改变。可替换地，主身份BS可以根据执行主身份功能的第一 BS 141的负载状态来改变。例如，如在图1B中那样，如果MS 130变得比第一 BS 141更靠近第二 BS 142，则主身份功能被移动到第二BS 142。此时，由于扁平网络结构，主身份BS到第二BS 142的改变导致互联网协议(IP)端点的改变。
[0046]如果IP端点的改变致使IP地址的改变，则不提供服务的连续性。因此，可能存在对于用于通过正被使用的IP地址维持会话的IP移动性事件的需要。换句话说，在扁平网络的情况下，因为BS直接连接到互联网，所以服务的连续性可以由诸如移动IP(MIP)和代理移动IP (Proxy Mobile IP，PMIP)之类的IP移动性技术来提供。结果，如在图1B中，作为先前的主身份的第一 BS 141可以充当HA，而作为新的主身份的第二 BS 142可以充当FA。因此，层3(L3)隧道150在第一 BS 141和第二 BS 142之间被创建，并且朝向MS 130的数据被通过L3隧道150转发给第二 BS 142。
[0047]然而，IP移动性事件对无缝服务可能具有消极影响。因此，根据本公开的实施例的无线通信系统提出了在支持扁平网络结构中的BS集合时最小化IP移动性事件的发生的方法。
[0048]本公开提出了如下网络结构:其中在多个BS合作地提供服务的系统中，主身份BS被称为‘数据主身份’和‘控制主身份’。另外，本公开提出了通过数据主身份和控制主身份改变过程来管理移动性