专利名称：一种无线宽带通信方法，装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种无线宽带通信的方法、装置和系统。
背景技术：
随着科技进步，人们对移动通信业务和质量的要求也在不断提高，而研究的重点集中在利用有限的频谱资源提高传输质量及降低运营成本。目前，基于无线技术的移动通讯，在家用市场和公用市场获得了广泛的应用。无线技术在如此大的规模下使用，并且目前移动通信发展的驱动力也来自于宽带数据业务的需求，对公用移动无线网络同样造成了不小的冲击，尤其是对同样定位为室内场景的长期演进技术(long term evolution, LTE)更是如此。现有技术中，LTE家庭基站(LTE Home eNode B)的逻辑架构通过SI接口与移动管理实体(mobility management entity, MME)相连，由于LTE家庭基站数量多，如果LTE家庭基站直接与MME经由SI接口建立连接，会对MME的性能和成本都有比较大的影响，所以标准上采纳了在MME与LTE家庭基站之间增加一个中间节点，即家庭基站网关(HeNBGateway, HeNB Gff)，来避免MME上有过多的SI接口。从功能上来看，家庭基站的功能和一般基站的功能完全相同，无法满足下一代的移动宽带通信技术在提高带宽、容量的同时降低成本的需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种无线宽带通信方法、装置和系统，用于提高移动宽带通信的带宽、容量，同时降低成本。本发明实施例提供的一种无线宽带通信的方法，包括小节点通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接；所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息；所述小节点按照所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载。本发明实施例提供的一种无线宽带通信的小节点，包括第一连接建立模块，用于通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接；配置消息接收模块，用于在所述第一连接建立模块建立RRC连接之后，接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息；第一连接与承载建立模块，用于按照所述配置消息接收模块接收的所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载。本发明实施例提供的一种无线宽带通信的宏基站，包括第二连接建立模块，用于建立与UE之间的无线资源控制RRC连接；配置消息发送模块，用于在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后，通过无线接口向UE发送RRC重配消息，并通过有线或无线接口向小节点发送配置消息，以使所述小节点与所述UE建立用户面连接。本发明实施例提供的一种无线宽带通信的用户设备，包括第三连接建立模块，用于建立与宏基站之间的无线资源控制RRC连接；重配消息接收模块，用于在所述第三连接建立模块建立RRC连接之后，接收宏基站向UE发送的RRC重配消息；第二连接与承载建立模块，用于按照所述重配消息接收模块接收的所述RRC重配消息与小节点建立用户面连接，并与所述小节点在所述用户面连接上建立数据承载。
本发明实施例提供的一种无线宽带通信的系统，包括小节点，用于通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接；在所述第一连接建立模块建立RRC连接之后，接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息；按照所述配置消息接收模块接收的所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载；宏基站，用于建立与UE之间的无线资源控制RRC连接；用于在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后，通过无线接口向UE发送RRC重配消息，并通过有线或无线接口向小节点发送配置消息，以使所述小节点与所述UE建立用户面连接。与现有技术相比，在本发明实施例所提供的方法、装置和系统中，用户设备UE先与宏基站建立无线资源控制RRC连接，再由宏基站对小节点进行资源配置，建立UE和小节点的用户面连接，从而达到用户面数据分流的效果，提高了移动宽带通信的带宽、容量，并降低了成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例一种无线宽带通信的方法的流程图；图2为本发明实施例网络拓扑结构图；图3为本发明实施例另一网络拓扑结构图；图4为本发明实施例协议栈结构图；图5为本发明实施例另一协议栈结构图；图6为本发明实施例另一协议栈结构图；图7为本发明实施例另一协议栈结构图；图8为本发明实施例一种无线宽带通信的方法的信令交互图；图9为本发明实施例一种无线宽带通信的方法的信令交互图；图10为本发明实施例另一种无线宽带通信的方法的流程图；图11为本发明实施例另一网络拓扑结构图；图12为本发明实施例另一网络拓扑结构图；图13为本发明实施例另一协议栈结构图14为本发明实施例另一协议栈结构图；图15为本发明实施例另一协议栈结构图；图16为本发明实施例另一协议栈结构图；图17为本发明实施例另一种无线宽带通信的方法的信令交互图；图18为本发明实施例一种无线宽带通信的小节点的结构图；图19为本发明实施例另一种无线宽带通信的小节点的结构图；图20为本发明实施例一种无线宽带通信的宏基站的结构图；图21为本发明实施例一种UE的结构图； 图22为本发明实施例另一种UE的结构图；图23为本发明实施例一种无线宽带通信的系统的结构图；图24为本发明实施例另一种无线宽带通信的系统的结构图；图25为本发明实施例另一种无线宽带通信的方法流程图；图26为本发明实施例另一种无线宽带通信的方法流程图。
具体实施例方式图I为本发明实施例一种无线宽带通信的方法的流程图，本实施例包括步骤101，小节点通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接；步骤102，所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息；步骤103，所述小节点按照所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载。本发明实施例的执行主体为小节点，小节点可以为小基站(Pico)，室内基站(Femto),低移动性基站(Low Mobility, LoMo),其他本地无线接入点AP,或者带有设备到设备(D2D)功能的UE。本实施例以小节点为LoMo为例。宏基站主要用于实现该UE的控制面功能，包括该UE的移动性管理功能。LoMo主要用于承载室内低移动性数据业务，实现用户面功能。具体而言，该空中接口的用户面数据传送和控制面数据传送采用不同路径的分离传送方式，即，LoMo到UE的链路只负责用户面数据的传输，LoMo到UE的控制面信令由宏基站到UE的链路进行建立。如图2所示，宏基站与UE通过空中接口直接连接，无需经过LoMo，LoMo通过宏基站与UE之间的这一接口建立RRC连接。宏基站与LoMo通过有线或者无线接口相连，其中有线接口可以包括基站和移动性管理实体MME之间的SI接口，和/或基站与基站之间的X2接口，和/或通用公共无线接口 CPRI，和/或无线网络控制器与基站之间的Iub接口，LoMo通过这一接口接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息；其中无线接口包括基站与UE之间的Uu接口，和/或基站传输的微波接口。LoMo与UE之间的数据承载由上述宏基站与UE的接口进行配置。LoMo通过所述数据承载接收所述UE的用户面数据之后，可以通过图2中的宏基站与LoMo之间的有线或者无线接口发送给宏基站，以使所述宏基站将所述UE的用户面数据转发给核心网网元；或者，还可以通过图3中的核心网网元与LoMo之间的接口将所述UE的用户面数据直接发送给核心网网元，图3中的核心网网元为服务网关S-GW。若LoMo直接和核心网网元进行数据传输，则LoMo需要将自身的地址告知移动管理实体ΜΜΕ,ΜΜΕ告知核心网网元，MME再将核心网网元的地址告知宏基站，由宏基站转发给LoMo。上述地址可以包括传输网络层地址TNLaddress，通用无线分组业务隧道协议-隧道节点标识GTP-TEID和/或互联网协议IP地址。LoMo与UE之间的空中接口协议栈可以仅包括分组数据汇聚协议TOCP，无线链接控制RLC层协议，媒体访问控制MAC层协议，和层一 LI协议；和/或不包括无线资源控制RRC层协议。即控制面上，LoMo和UE的空口协议栈可以采用简化的协议栈架构，例如没有RRC协议实体。如图4所示。用户面上，LoMo和UE可以采用原来的用户面协议栈TOCP/RLC/MAC，只是从功能上裁剪。如图5所示。LoMo与UE之间的控制面协议栈还可以将H)CP、RLC、MAC合并为一新层实体，如图6所示。LoMo与UE之间的用户面协议栈还可以将H)CP、RLC、MAC合并为一新层实体，如图7所示。
当小节点为带有D2D功能的UE时，在步骤101之前还可以包括以下步骤步骤 104，当小节点在UE附近时，UE向宏基站发起RRC连接以建立业务。宏基站判断所述小节点存储有UE请求的数据。即当宏基站确定UE请求的数据，在附近的小节点就有时，直接让该小节点传输给UE。上述配置消息还可以包括静态或半静态配置资源的分配信息；在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入的资源分配信息，或进行随机接入和数据调度的资源分配信息。如果所述配置消息仅包括所述进行随机接入的资源分配信息，则所述小节点与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载之后进一步包括所述小节点通过建立的数据承载，向所述UE发送在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入的资源分配信息。如果所述配置消息包括所述随机接入和数据调度的资源分配的静态半静态信息，所述小节点与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载之后进一步包括所述小节点通过建立的数据承载向所述UE发送在所述静态或半静态配置资源上配置资源上进行随机接入和数据调度的资源分配信息。如果按照所述资源分配信息进行随机接入，或随机接入和数据调度时发生拥塞，则进一步包括所述小节点向宏基站重新申请静态或半静态的配置资源；或者所述小节点通知所述宏基站将所述UE切换到所述宏基站下；或者所述小节点将资源发生拥塞的新接入米用动态调度方式。下表为宏基站与LoMo的功能比较,其中LoMo —列列出了 LoMo可以简化的功能表一宏基站与LoMo的功能比较表
比较项eNBLoMo
随机接入信道(RACH) 竞争接入/非竞争接入只有非竞争接入
权利要求
1.一种无线宽带通信的方法，其特征在于，包括 小节点通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接； 所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息； 所述小节点按照所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于， 所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息包括所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的用户面协议配置信息， 则建立用户面连接之前还包括 所述小节点根据所述用户面协议配置信息配置用于和所述UE建立用户面连接的无线资源和测量参数；或 所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息包括 所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的辅助载波SCC配置信息， 则建立用户面连接之前还包括 所述小节点根据所述辅助载波SCC配置信息激活用于和所述UE建立用户面连接的辅助载波SCC。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述小节点与所述UE在所述无线连接上建立数据承载之后还包括 所述小节点通过所述数据承载传输所述UE和核心网网元之间的用户面数据； 其中所述UE和核心网网元之间的用户面数据直接通过所述小节点传输；或者所述UE和核心网网元之间的用户面数据通过UE、所述小节点、所述宏基站、所述核心网网元的路径传输。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 所述有线接口包括以下任意一项或几项的组合 基站和移动性管理实体MME之间的SI接口，基站与基站之间的X2接口，通用公共无线接口 CPRI，无线网络控制器与基站之间的Iub接口； 所述无线接口包括 基站与UE之间的Uu接口，和/或基站传输的微波接口。
5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述小节点与所述UE之间的空中接口协议栈， 仅包括分组数据汇聚协议rocp，无线链接控制RLC层协议，媒体访问控制MAC层协议，和层一 LI协议；和/或 不包括无线资源控制RRC层协议。
6.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述配置消息还包括 静态或半静态配置资源的分配信息； 在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入的资源分配信息，或进行随机接入和数据调度的资源分配信息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述配置消息中的资源分配信息仅包括所述进行随机接入的资源分配信息，则所述小节点与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载之后进一步包括 所述小节点通过建立的数据承载，向所述UE发送在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入的资源分配信息。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述配置消息中的资源分配信息仅包括所述进行随机接入和数据调度的资源分配信息，所述小节点与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载之后进一步包括 所述小节点通过建立的数据承载向所述UE发送在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入和数据调度的资源分配信息。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，如果按照所述资源分配信息进行随机接入，或随机接入和数据调度时发生拥塞，则进一步包括 所述小节点向宏基站重新申请静态或半静态的配置资源；或者 所述小节点通知所述宏基站将所述UE切换到所述宏基站下；或者 所述小节点将资源发生拥塞的新接入采用动态调度方式。
10.如权利要求I至9任意一项所述的方法，其特征在于，所述小节点包括以下任意一种 小基站Pico，室内基站Femto，低移动性基站LoMo，本地无线接入点AP，带有设备到设备D2D功能的UE。
11.一种无线宽带通信的小节点，其特征在于，包括 第一连接建立模块，用于通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接；配置消息接收模块，用于在所述第一连接建立模块建立RRC连接之后，接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息； 第一连接与承载建立模块，用于按照所述配置消息接收模块接收的所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载。
12.如权利要求11所述的小节点，其特征在于， 所述配置消息接收模块用于 在所述第一连接建立模块建立RRC连接之后，接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的用户面协议配置信息， 则所述小节点还包括 无线资源和测量参数配置模块，用于根据所述配置消息接收模块接收的所述用户面协议配置信息配置用于和所述UE建立用户面连接的无线资源和测量参数；或所述配置消息接收模块用于 接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的辅助载波SCC配置信息， 则所述小节点还包括 激活模块，用于根据所述配置消息接收模块接收的所述辅助载波SCC配置信息激活用于和所述UE建立用户面连接的辅助载波SCC。
13.如权利要求11所述的小节点，其特征在于，还包括 数据传输模块，用于通过第一连接与承载建立模块建立的所述数据承载传输所述UE和核心网网元之间的用户面数据；其中所述UE和核心网网元之间的用户面数据直接通过所述小节点传输；或者所述UE和核心网网元之间的用户面数据通过UE、所述小节点、所述宏基站、所述核心网网元的路径传输。
14.如权利要求11、12或13所述的小节点，其特征在于， 所述有线接口包括以下任意一项或几项的组合 基站和移动性管理实体MME之间的SI接口，基站与基站之间的X2接口，通用公共无线接口 CPRI，无线网络控制器与基站之间的Iub接口； 所述无线接口包括 基站与UE之间的Uu接口，和/或基站传输的微波接口。
15.如权利要求11、12或13所述的小节点，其特征在于，所述小节点与所述UE之间的 中接口协议栈， 仅包括分组数据汇聚协议HXP，无线链接控制RLC层协议，媒体访问控制MAC层协议，和层一 LI协议；和/或 不包括无线资源控制RRC层协议。
16.如权利要求12或13所述的小节点，其特征在于，所述配置消息接收模块还用于 在所述第一连接建立模块建立RRC连接之后，接收静态或半静态配置资源的分配信息； 在所述第一连接建立模块建立RRC连接之后，接收在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入的资源分配信息，或进行随机接入和数据调度的资源分配信息。
17.如权利要求16所述的小节点，其特征在于，如果所述配置消息接收模块用于接收所述进行随机接入的资源分配信息，则进一步包括 分配信息发送模块，用于通过所述第一连接与承载建立模块建立的数据承载，向所述UE发送在所述静态或半静态配置资源上进行数据调度的资源分配信息。
18.如权利要求16所述的小节点，其特征在于，所述分配信息发送模块进一步用于 通过所述第一连接与承载建立模块建立的数据承载向所述UE发送在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入的资源分配信息。
19.如权利要求16所述的小节点,其特征在于,进一步包括 重新申请模块，用于在按照所述配置消息接收模块接收的所述资源分配信息进行随机接入，或随机接入和数据调度发生拥塞时，向宏基站重新申请静态或半静态的配置资源；或者 通知切换模块，用于在按照所述配置消息接收模块接收的所述资源分配信息进行随机接入，或随机接入和数据调度发生拥塞时，通知所述宏基站将所述UE切换到所述宏基站下；或者 动态调度模块，用于在按照所述配置消息接收模块接收的所述资源分配信息进行随机接入，或随机接入和数据调度发生拥塞时，将资源发生拥塞的新接入采用动态调度方式。
20.如权利要求11至19任意一项所述的小节点，其特征在于，所述小节点包括以下任意一种 小基站Pico，室内基站Femto，低移动性基站LoMo，本地无线接入点AP，带有设备到设备D2D功能的UE。
21.一种无线宽带通信的宏基站，其特征在于，包括 第二连接建立模块，用于建立与UE之间的无线资源控制RRC连接； 配置消息发送模块，用于在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后，通过无线接口向UE发送RRC重配消息，并通过有线或无线接口向小节点发送配置消息，以使所述小节点与所述UE建立用户面连接。
22.如权利要求21所述的宏基站，其特征在于，所述配置消息发送模块用于 在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后，通过无线接口向UE发送RRC重配消息，通过有线或无线接口发送用户面协议配置信息，以使所述小节点与所述UE建立用户面连接；或 在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后，通过无线接口向UE发送RRC重配消息，通过有线或无线接口发送辅助载波SCC配置信息，以使所述小节点与所述UE建立用户面连接。
23.如权利要求21或22所述的宏基站，其特征在于， 所述有线接口包括以下任意一项或几项的组合 基站和移动性管理实体MME之间的SI接口，基站与基站之间的X2接口，通用公共无线接口 CPRI，无线网络控制器与基站之间的Iub接口； 所述无线接口包括 基站与UE之间的Uu接口，和/或基站传输的微波接口。
24.如权利要求21或22所述的宏基站，其特征在于，所述配置消息发送模块还用于 在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后，发送静态或半静态配置资源的分配信息； 在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后，发送在所述静态或半静态配置资源上进行随机接入的资源分配信息，或进行随机接入和数据调度的资源分配信息。
25.如权利要求24所述的宏基站，其特征在于，进一步包括 申请接收模块，用于接收小节点的静态或半静态的配置资源的申请；或者 切换通知接收模块，用于接收将所述UE切换到所述宏基站下的通知。
26.一种无线宽带通信的用户设备，其特征在于，包括 第三连接建立模块，用于建立与宏基站之间的无线资源控制RRC连接； 重配消息接收模块，用于在所述第三连接建立模块建立RRC连接之后，接收宏基站向UE发送的RRC重配消息； 第二连接与承载建立模块，用于按照所述重配消息接收模块接收的所述RRC重配消息与小节点建立用户面连接，并与所述小节点在所述用户面连接上建立数据承载。
27.如权利要求26所述的用户设备，其特征在于，所述小节点与所述UE之间的空中接口协议栈， 仅包括分组数据汇聚协议rocp，无线链接控制RLC层协议，媒体访问控制MAC层协议，和层一 LI协议；和/或 不包括无线资源控制RRC层协议。
28.一种无线宽带通信的系统，其特征在于，包括 小节点，用于通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接；在所述第一连接建立模块建立RRC连接之后，接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息；按照所述配置消息接收模块接收的所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载； 宏基站，用于建立与UE之间的无线资源控制RRC连接；用于在所述第二连接建立模块建立RRC连接之后 ，通过无线接口向UE发送RRC重配消息，并通过有线或无线接口向小节点发送配置消息，以使所述小节点与所述UE建立用户面连接。
全文摘要
本发明实施例提供了一种无线宽带通信方法，装置和系统，用于提高移动宽带通信的带宽、容量，同时降低成本。本发明实施例提供的方法包括小节点通过宏基站与用户设备UE建立无线资源控制RRC连接；所述小节点接收所述宏基站通过有线或无线接口发送的配置消息；所述小节点按照所述RRC连接以及所述配置消息建立所述小节点与所述UE之间的用户面连接，并与所述UE在所述用户面连接上建立数据承载。
文档编号H04W76/02GK102883440SQ20111019932
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者熊新, 王燕, 朱松 申请人:华为技术有限公司