接入无线接入网的方法及设备与流程

本发明的实施例大体上涉及无线通信系统，且具体涉及一种使能例如用户设备(userequipment，ue)或移动设备的无线通信设备接入无线接入技术(radioaccesstechnology，rat)或无线接入网(radioaccessnetwork，ran)的设备及方法。

背景技术：

无线通信系统，例如第三代(third-generation，3g)移动电话标准及技术，是众所周知的。这种3g标准及技术已由第三代合作伙伴项目(thirdgenerationpartnershipproject，3gpp)发展。第三代无线通信一般发展成支持宏小区的移动电话通信。通信系统及网络已朝向较宽带宽和移动系统发展。第三代合作伙伴项目已发展了所谓的长期演进(longtermevolution，lte)系统，即演进的通用移动电通信系统区域无线接入网(evolveduniversalmobiletelecommunicationsystemterritorialradioaccessnetwork，e-utran)，以用于移动接入网，其中一个或多个宏小区由称为enodeb或enb(演进的nodeb)的基站支持。最近，lte正进一步朝向所谓的5g或新空口(newradio，nr)系统演进，其中一个或多个小区由称为gnb的基站支持。

nr接入技术旨在满足较大范围的使用情况，包括增强的移动宽带、大量的机器型通信(machinetypecommunication，mtc)和重要的mtc。高达100ghz的工作频率范围目前正处于这个新rat的考虑之中。也设想上到移动网络运营商部署，新rat将能够紧密地与现有lte无线系统互通(interwork)。对于ue到nr网络的原始接入，两个原始接入方案已被提出。第一个方案包括四步基于竞争的随机接入程序或三步基于非竞争的随机接入程序，这两个程序与lte系统中所使用的这些相似。基本上，ue在任何数据或其他信令消息(例如，位置更新)之前向核心网发送无线资源控制(radioresourcecontrol，rrc)信令消息。

第二个方案包括两个步骤，也称为免授权(基于竞争)的传输。ue可以发送“较小”(取决于诸如阈值配置)的数据量，而无需提前使用rrc信令消息，且无需无线接入前导(preamble)分配。优化的ue功率消耗状态"rrc_inactive"被定义，且相对于在lte系统中处于"rrc_connected"状态的活动，ue执行更少动作(例如，无线测量监测)。在nr系统中且处于rrc_inactive状态，ue将主要执行上行链路和/或下行链路数据传输。

然而，还没有确定这提出的两步骤的方案应如何被配置以用于nr系统。

另一挑战是如何指导当ue处于rrc_inactive模式而无需ue必须改变rrc_connected状态时不直接响应于任何上行链路活动的下行链路数据传输(从gnb到ue)。

又一挑战涉及定义回退(fallback)程序，以用于处理ue使用上述两步骤的方案开始接入nr网络，但是该过程失败的情况。这发生是因为在多次重试之后的竞争解决失败，或者因为很多ue同时尝试接入。

另一需要解决的问题涉及一种情况，其中ue需要服务nr小区或附近lte小区当前不提供的特定系统信息，并且特别是，ue应该使用什么作为原始接入程序，以为了通知nr网络其需要获得系统信息。相比于lte系统，nr系统可能在某些nr小区中不提供整个系统信息集，以为了能量利用率和降低信令开销的目的。

待解决的一问题涉及ue在某些时间点处如何提高其成功发送及接收数据的概率，即具有更少的传输失败。例如，数据传输可能失败，而ue处于rrc_inactive状态，因为ue移动性以及在该状态下放松了测量上报。

待解决的另一问题涉及一种情况，其中nr系统与lte系统互通，假设用户层数据正在由nr系统处理。如果数据需要以rrc信令进行传输，则ue如何了解该数据将需要被发送到nr小区？实际上，在现有的使用两个lte小区的双连接设计或与wi-fi系统互通的lte系统(所谓的ltewlan聚合)中，任一信令仅被发送到一个lte小区(或lte小区以用于lwa)。因此，不同于传统的系统，信令需要两个接口的处理。

技术实现要素：

本发明内容以简化的形式介绍相关概念，这些概念将会在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非用于确定本发明所主张的主题的主要特征或基本特征，也并非意在帮助确定要求保护的主题的范围。

根据本发明的第一方面，提供了一种使能无线通信设备接入由无线接入网提供的服务的方法，包括：给所述无线通信设备配置配置信息，其中所述配置信息包括选择所述无线通信设备用于接入由所述无线接入网提供的服务的多个接入程序中的一个或多个的多个规则。

在一实施例中，该方法包括：将所述配置信息自基站发送到所述无线通信设备。

接入程序可以包括如下中的至少一个：免授权程序；基于授权的程序；仅用于下行链路的免授权程序；包括使用信令消息的程序；不包括使用信令消息的程序；原始接入尝试失败的情况下使用的回退程序；接入替代无线接入网。

信令消息包括无线资源控制(rrc)消息。

在一些实施例中，所述无线通信设备可以通知基站关于所述无线通信设备能够使用的接入程序的能力。例如，一些无线通信设备可以无需能够支持免授权的接入程序。在这种情况下，这些规则经过裁剪(tailor)以匹配无线通信设备的能力。

这些规则可以是基于无线通信设备所需的服务类型的。服务的类型可以包括如下中的至少一个：数据的发送和/或接收；语音电话的发送和/或接收；信令消息的发送和/或接收；系统信息的请求；延迟容忍接入；位置更新的传输；异常事件的传输。

这些规则可以是以适用于无线通信设备的实施的格式。

在一实施例中，这些规则指示了在何种情况下无线通信设备在请求接入到服务之前应该或不应该获得授权分配。

在一实施例中，这些规则指示了在尝试的免授权程序失败的事件中，无线通信设备在请求接入到服务之前应该获得授权分配。

在一实施例中，该方法还包括：建立所述无线接入网与替代接入网之间的互通接口。无线接入网可以为新空口/5g网络。替代网络可以为lte网络。

在一实施例中，无线通信设备可以将无线通信设备的当前状态的指示包括在到基站的数据传输中。该指示可以或不可以是由无线接入网请求的。

在一实施例中，基站可以将目标状态的指示包括在到无线通信设备的数据传输中。

无线通信设备可以提供给基站的待定(pending)数据传输相关信息的指示。该信息可以与缓存大小有关。该信息可以被包括在从无线通信设备到基站的数据传输中。该信息可以或不可以是由无线接入网请求的。

由无线通信设备提供给基站的这些指示可以是以每个无线通信设备的实施的格式提供的。

在无线通信设备请求系统信息的情况中，程序可以是基于信令消息的，该信令消息可以为rrc消息。无线接入网可以存储系统信息，由无线通信设备再次请求该系统信息的情况下，该系统信息已由无线通信设备用于未来使用而请求的系统信息。如果无线通信设备移动到另一无线接入网或需要系统信息更新，则系统信息可以被需要，来自于无线通信设备的系统信息的请求可以被指向该无线接入网或另一无线接入网。

本发明允许上述一定条件下在nr/5g系统中实施的两步骤(免授权)的接入方案。根据所需的服务的类型使用两步骤方案的规则可以降低接入失败。实际上，使用该免授权(基于竞争)的方案而尝试的接入越多，失败的可能性越高。根据本发明的应用规则可以有利地限制这个两步骤方案的使用。在nr系统与lte系统之间存在互通接口的情况中，这些规则允许系统之间的不同接入程序的分布。例如，这些规则可以允许卸载从一个系统到另一系统的信令，例如，从nr系统到lte系统。这可以是有利的，因为信令比数据对延迟更不敏感。

有利的是，本发明也允许无线通信设备处于rrc_inactive模式时的下行链路数据的传输。这可以通过无线通信设备向基站指示(以消息的形式)其当前状态(具体地，即目标rrc状态)以及其数据传输来实现。可选地，这可以通过基站向无线通信设备指示(以消息的形式)用户设备所正在移动的目标状态(具体地，即目标rrc状态)以及其数据传输来实现。通过封装这种消息中的数据，rrc信令消息开销可以被避免，而保持无线通信设备与无线接入网之间的rrc状态的同步。这也可以使得更少的数据传输失败，因为随着数据的无线通信设备的状态的动态指示的接收允许无线接入网决定其是否最好指导无线通信设备改变成更大数量的数据可被传输而无失败的更鲁棒的状态(每个已被分配了足够授权)。随着数据传输的该rrc状态的动态指示，也降低了移动到这个状态的延迟。最小化关于rrc状态(特别是rrc_inactive和rrc_connected)之间移动的延迟，是nr系统的要求。在lte系统中，rrc状态之间的移动需要配置过程，包括ran与无线通信设备之间的三个消息交互。

有利的是，这些规则可以允许无线通信设备及时从两步(免授权)的接入尝试的失败中恢复，因为无线通信设备不能了解到又一个两步尝试是否失败。这些规则可以指示无线通信设备在免授权的接入程序的一个或多个尝试失败之后，选择基于授权的接入程序。

有利的是，无线通信设备使用这些规则可以给其提供处理系统信息请求的一定灵活性。例如，这些规则可以允许使用两步(免授权)或四步(基于授权)的接入程序，以用于请求系统信息。接收该请求的网络可以记忆该请求以提供特定的系统信息块，以为了避免无线通信设备当这些块不再提供时不得不再次请求它们。在一无线接入网(例如，nr)与另一无线接入网(例如，lte)之间已建立了互通接口的情况中，这些规则可以允许卸载从nr网络到lte网络的系统信息请求(其比数据对延迟更不灵敏)。

根据本发明的第二方面，提供了一种基站，用于将配置信息传输至无线通信设备，其中，所述配置信息包括选择所述无线通信设备用于接入由无线接入网所提供的服务的多个接入程序中的一个或多个的多个规则。

根据本发明的第三方面，提供了一种无线通信设备，配置有配置信息，所述配置信息包括选择所述无线通信设备用于接入由无线接入网所提供的服务的多个接入程序中的一个或多个的多个规则。

无线通信设备可以适用于从基站接收配置信息。

无线通信设备可以基于其实施，使用选择用于接入服务的所述多个接入程序中的一个或多个的多个规则，即无需从基站接收配置信息。

无线通信设备可以基于多个先前接入尝试的结果，适应选择用于接入服务的所述多个接入程序中的一个或多个的规则。例如，知道由无线接入网分配给无线通信单元的先前授权，和/或知道上行链路无线信号状态，和/或位置信息改变可以在选择最适合的待使用的接入程序(即免授权或基于授权)时，辅助无线通信单元。

根据本发明的第四方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质，存储有多个计算机可读指令，用于由处理器执行以执行根据第一方面的方法。

非暂时性计算机可读介质可包括由硬盘、cd-rom、光学存储装置、磁性存储装置、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器以及闪存组成的组中的至少一个。

附图说明

以下将参考附图仅以举例的方式描述本发明的进一步的细节、方面和实施例。为了说明的简洁和清楚，附图中的元件被示出，并不一定按比例绘制。为了便于理解，各附图中采用了相似的标号。

图1是根据示例实施例的无线接入网的简化结构示意图；

图2是示出了用于接入无线接入网服务的一系列操作的第一示例的消息序列流程图；

图3是示出了用于接入无线接入网服务的一系列操作的第二示例的消息序列流程图；以及

图4是示出了用于接入无线接入网服务的一系列操作的第三示例的消息序列流程图。

具体实施方式

本领域技术人员将认识和理解，所描述的示例的细节仅仅是对一些实施例的说明，并且本文的启示适用于各种替代方案。

图1示出了无线接入网100，其在本示例中为5g/nr网络。nrran100可以包括多个gnb101，其中一个在图中示出，以及其他网络实体(未示出)。gnb101与ue102进行通信，并支持各个小区103。gnb101执行基站的功能(其他之间)。ue102可以是，例如手机，智能手机，无线调制解调器，笔记本电脑或其他无线通信设备。nrran100近似于ran，其在本实施例中为lte网络104。lte网络104可以包括多个enb105，其中一个在图中示出，以及其他网络实体(未示出)。enb105支持各个小区106，其可以至少部分与gnb101的小区103重叠。在本实施例中，互通接口被建立于gnb101与enb105之间。ue102能够与gnb101和enb105中的至少一个通信。

现如图2所示，在步骤201中，互通接口被建立于上述结合图1所示的系统的gnb101和enb105之间。在步骤202中，gnb向ue(图1的102)发送配置信息，以用于通过该gnb以用于使用或不使用rrc信令的数据传输，或通过具有信令的enb，到nr系统的(ue102的)原始接入。在步骤203中，ue接收该配置信息，并在选择接入程序时考虑该配置信息。在步骤204中，基于接收到的配置，ue选择使用lte，以用于接入，并且因此，在步骤205中，ue向enb发送nr信令。在步骤206中，enb代表gnb处理接收到的nr信令。可选地，在步骤207中，基于接收到的配置，ue选择是否使用rrc信令。如果选择使用rrc信令，则在步骤208中，它可以将数据嵌入到该信令中，并将这发送给gnb。在步骤209中，enb知道存在更多来自于ue的数据，则enb可以决定请求ue随着数据而改变rrc状态。在步骤210中，一消息自gnb被发送至ue，并包括随着数据传输一起的目标rrc状态。

现如图3所示，在步骤301中，ue(图1中的102)向gnb(图1中的102)发送能力信息。在本示例中，能力信息通知gnb，ue102能够执行免授权接入程序。在步骤302中，gnb向ue发送配置信息，其包括在选择ue根据某些条件(例如，所需服务的类型)可以使用的多个接入程序之一时辅助ue的规则。在本示例中，这些规则可以指导ue执行如下程序中的一个：当数据传输被需要时使用免授权接入程序，并使用回退程序，包括在免授权程序失败的情况下使用基于授权的程序；或者使用基于授权的程序；或者使用仅用于下行链路的免授权程序。在步骤303中，ue在原始接入到nrran时考虑接收到的配置。如果ue希望发送数据和指示免授权程序可被使用的规则，则在步骤304中，ue选择该接入程序，并在步骤305中，向gnb发送数据传输，而无任何授权供应(provision)。如果，在步骤306中，ue通知免授权程序已失败，则在步骤307中，如规则所指示，ue回退到基于授权的程序，并在步骤308中，自gnb请求授权供应。如果没有自gnb接收到确认，ue可以推断出免授权程序已失败。失败会发生，因为来自于小区103中的其他用户设备的并发接入尝试。在步骤309中，请求授权供应，并随后进行从gnb到ue的授权供应的传输。一旦ue接收到授权供应，在步骤310中，ue可以基于其上的授权供应发送数据。可选地，这些规则可以指示ue总是选择基于授权供应发送数据。在这种情况下，在步骤311中，使用基于授权的程序。在这种情况下，在步骤312中，上述的步骤308-310被执行。如果这些规则指示免授权程序应仅用于下行链路(在步骤313中)，则在步骤314中，下行链路的授权供应将自gnb被发送至ue，并在步骤315中，ue基于接收到的授权供应，向gnb进行数据传输。

指示免授权程序仅用于下行链路的好处在于，降低ue与gnb之间的延迟。gnb已经将连续下行链路数据传输的资源分配给ue，因为gnb知道下行链路传输的大小。通过执行有或没有竞争的基于授权的程序，ue不需要请求授权分配。为了实现上行链路中相似的好处，gnb需要知道上行链路传输的平均大小。ue可以向gnb指示该信息。随后，gnb可以给上行链路传输预分配授权，并配置ue使用免授权程序。

指示使用基于授权的程序的好处在于，降低不同大小的数据传输下的延迟。在数据传输的大小暂时超过固定分配授权的数据传输的阈值的情况中，ue将数据分割成更小的数据传输，并避免请求授权分配。暂时超过该阈值可以发生于来自于应用(例如，ip)层的数据突发的情景中。指示使用基于授权的程序和免授权程序的好处在于，降低用于ue指示由gnb待分配的授权大小的情景的较小数据传输的数量，从而降低来自对端应用层的反馈的延迟。

步骤308中的请求授权供应可以被实现为从ue到gnb的缓存大小指示，以使得后者分配足够的授权大小。这种的好处在于，避免多个较小数据传输，而是允许更大的数据传输。gnb也可以触发ue提供这种缓存大小指示。待定数据传输的缓存大小的指示也可以随着数据一起被发送。这允许ue优化其处理，并因而降低功率消耗。

现如图4所示，在步骤401中，互通接口被建立于在上述结合图1所述的系统的gnb101和enb105之间。在步骤402中，gnb向ue(图1的102)发送配置信息，以用于到nr或lte网络的(ue102的)原始接入，以用于通过gnb或enb请求有或没有rrc信令的nr系统信息(systeminformation，si)。在步骤403中，ue接收配置信息，并在选择接入程序时考虑该配置信息。在步骤404中，基于接收到的配置，如果“到lte的原始接入”在该配置中不存在，则在步骤405中，ue发送有或没有信令的nrsi的请求。如果ue选择使用信令，则在步骤405中，ue将si请求嵌入到rrc信令中。在步骤406中，gnb记忆由ue请求的si，并在步骤407中，提供由专用rrc信令请求的si。可选地，如果“到lte的原始接入”存在于配置信息中，则在步骤408中，ue可以选择将其nr系统信息的请求发送到lte网络的enb。在这种情况下，在步骤409中，ue将nrsi请求发送到enb。在步骤410中，enb记忆由ue请求的si，并在步骤411中，将所请求的nrsi信息发送到ue。

本发明实施例的信号处理功能，特别是enb的信号处理器和ue的信号处理电路，可以使用相关领域中的技术人员所知的计算机系统或架构来实现。计算系统，例如台式计算机、便携式计算机或笔记本计算机、手持式计算设备(pda、蜂窝电话，掌上型电脑等)、大型机、服务器、客户端或任何其他类型的专用或通用计算设备，因可以适用或者适合于特定应用或者环境而可以被使用。计算系统可以包括一个或多个处理器，其可以使用诸如微处理器、微控制器或其他控制处理模块的通用或专用处理引擎来实现的。

计算系统还可以包括用于存储要由处理器执行的信息和指令的主存储器，例如随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)或其他动态存储器。这种主存储器也可以用于存储由处理器待执行的指令执行期间的暂时变量或其他中介信息。计算系统同样可以包括用于处理器的存储静态信息和处理器指令的只读存储器(readonlymemory，rom)或其他静态存储设备。

计算系统还可以包括信息存储系统，例如，其可以包括介质驱动器和可移动存储接口。介质驱动器可以包括驱动器或其他机制以支持固定或可移动存储介质，诸如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光盘(compactdisc，cd)、数字视频驱动器(digitalvideodrive，dvd)、读或写驱动器(readorwritedrive，r或rw)或其他可移动或固定介质驱动器。例如，存储介质可以包括例如硬盘、软盘、磁带、光盘、cd或dvd或由介质驱动器读和写的其他固定或可移动介质。存储介质可以包括具有存储在其中的特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。

在可选实施例中，信息存储系统可以包括用于允许将计算机程序或其他指令或数据加载到计算系统中的其他类似组件。例如，这些组件可以包括可移动存储单元与接口，例如，程序卡盒与卡盒接口、可移动存储器(例如，闪存或者其他可移动存储器模块)与存储器插槽、以及允许软件和数据自可移动存储单元传输到计算系统的其他可移动存储单元与接口。

计算系统也可以包括通信接口。这样的计算系统可以被使用以允许软件和数据在计算系统和外部设备之间转移。本实施例中，通信接口可以包括调制解调器、网络接口(例如，以太网或nic卡)、通信端口(例如，通用串行总线(universalserialbus，usb)端口)、pcmcia槽与卡等。通过通信接口传输的软件和数据是以信号的形式进行传输，可以是电子的，电磁的，光学的或其他能够被通信接口介质接收的信号。

在本文中，术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等可以通常用于指的有形介质，例如，存储器、存储设备或存储单元。这些形式和其他形式的计算机可读介质可以存储一个或多个指令，以由包括计算机系统的处理器使用，以使处理器执行指定操作。这些指令，通常称为“计算机程序代码”(其可以以计算机程序的形式或其他组合来组合)，在被执行时，使得计算系统执行本发明实施例的功能。注意的是，该代码可以直接使得处理器执行特定操作，被编译成这样做，和/或与其他软件、硬件和/或固件(例如，执行标准功能的库)组合以这样做。

在使用软件来实现元件的实施例中，软件可以被存储在计算机可读介质中，并且，例如使用可移动存储驱动器，其被加载到计算系统中。当由计算机系统中的处理器执行时，控制模块(在本示例中，为软件指令或可执行计算机程序代码)使得处理器执行如本文所述的本发明的功能。

此外，本发明构思可以应用于用于执行网络元件内的信号处理功能的任何电路。进一步设想，例如，半导体制造商可以在独立设备的设计中使用本发明的构思，例如数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)或专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)的微控制器和/或任何其他子系统元件。

可以理解的是，为了清楚的目的，上面已经参照单个处理逻辑描述了本发明的实施例。然而，本发明构思同样可以通过多个不同的功能单元和处理器来实现，以提供信号处理功能。因此，对特定功能单元的引用仅被视为对用于提供所描述功能的合适手段的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。

本发明的各方面可以以包括硬件，软件，固件及其任何组合的任何适当形式来实现。可选地，本发明可以至少部分地作为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器或可配置模块组件(例如fpga设备)上运行的计算机软件来实现。因此，本发明的实施例的元件和组件可以以任何合适的方式在物理上，功能上和逻辑上实现。实际上，功能可以以单个单元，多个单元或作为其他功能单元的一部分来实现。

尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是并不意味着将本发明限制于这里阐述的特定形式。相反，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。另外，尽管结合特定实施例来描述一特征，但本领域技术人员将认识到，所描述的实施例中的多个特征均可以组合。在权利要求中，术语“包括”不排除其他元件或步骤的存在。

此外，尽管单独列出，但是可以通过例如单个单元或处理器来实现多个装置，元件或方法步骤。另外，尽管单个功能可以被包括在不同的权利要求中，这些可能被有利地组合，不同权利要求中的包括不意味着功能的组合不是可行和/或有利的。同样，一组权利要求中的特征的包括不意味着对这组的限制，但是只要适合，其表示该特征同样适用于其他权利要求组。

此外，权利要求中的特征的顺序不意味着这些特征必须被执行的任何特定顺序，特别是方法权利要求中的单个步骤的顺序不意味着这些部分必须按照这个顺序来执行。相反，这些步骤可以按照任何适当的顺序来执行。另外，单数引用不排除多个。因此，引用“一个”、“第一”、“第二”等不排除多个。

尽管本发明已结合一些实施例进行描述，但是不旨在限定本文所说明的具体形式。相反，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。此外，虽然，特征似乎是结合具体实施例来描述的，但是本领域技术人员可以理解的是，所描述的实施例的不同特征可以根据本发明进行组合。在权利要求中，术语“包括”或“包含”不排除其他元件的存在。