适应移动网络的制作方法

适应移动网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及电信，以及特别是，涉及用于适应移动网络的方法。也描述了节点、通信系统、计算机程序、以及计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]在长期演进(LTE)，即演进的通用陆地无线电接入网(UMTS)移动通信系统(E-UTRAN)，的上下文内来描述本公开。应当理解的是，本文中描述的问题和解决方案等同地适用于实现其它接入技术和标准的无线接入网和用户设备(UE)。LTE用作实施例能够适用的示例技术，以及因此在说明书中使用LTE特别用于理解问题和解决该问题的解决方案。
[0003]出于容易理解，在以下描述LTE移动性。
[0004]无线电资源控制(RRC)(第三代合作伙伴计划(3GPP)技术规范(TS) 36.331，例如V10.8.5 (2013-01))是在LTE无线电接入网(E-UTRAN)中用于配置、重新配置和一般连接处理的主要信令协议。RRC控制许多功能，诸如连接建立、移动性、测量、无线电链路失败和连接恢复。这些功能具有对于本公开的相关性，以及因此在下文中在某种程度上进一步详细地被描述。
[0005]在LTE中的UE可以处于两种RRC状态中:RRC_C0NNECTED和RRC_IDLE。在RRC_CONNECTED状态中，移动性是基于例如由UE提供的测量被网络控制的，即网络基于例如由UE提供的测量，判决UE应当何时被切换以及被切换到哪个小区。网络，即LTE无线电基站(在E-UTRAN中，分别被称为演进的节点基站(eNodeB或eNB))配置各种测量事件、阈值等，基于此UE然后发送报告给网络，使得网络能够做出聪明的判决以在UE移动离开当前小区时将UE切换到更强的小区。
[0006]图1 说明了根据 3GPP TS 36.300，例如 VlL 4.0 (2013-01)，图 10.1.2.1.1-1 的LTE RRC切换过程。图1说明了 LTE RRC切换过程。在移动网络100中，UE 102连接到LTE无线电接入网的源eNodeB 104，源eNodeB 104受核心网的分组交换域的移动性管理实体(MME)106控制。目标eNodeB 108受MME 106控制。用户设备102与核心网的服务网关110交换数据。在切换期间，用户设备102从源eNodeB 102切换到无线电接入网的目标eNodeB108。由虚线箭头来指示对应的用户数据信令。由点划线箭头来指示L3控制信令，以及由实线箭头来指示L1/L2控制信令。源节点104在第一步骤I中发送管理控制信息给用户设备102，用户设备102进而在步骤2中发送对应的测量报告给源eNodeB 104。于是，源eNodeB104在步骤3中执行切换判决，以及在步骤4中发送切换请求给目标eNodeB 108。在步骤5中执行了准入控制后，目标eNodeB 108在步骤6中发送切换请求应答给源eNodeB 102，源eNodeB 102在步骤7中开始朝向UE 100的RRC连接重新配置。
[0007]图2说明了与本公开有关的LTE切换(HO)过程的部分的简图。应当注意的是，实际上在目标eNB中准备HO命令，但是经由源eNB来传送消息。S卩，UE看到的是，该消息来自源eNB。移动网络200包括源eNodeB 204和目标eNodeB 208。UE 202连接到源eNodeB204。在将测量配置从源eNodeB 204发送给用户设备202的步骤210之后，在步骤212中，用户设备202执行A3事件，在A3事件中，分别与源eNodeB 204的信号强度或信号质量相比，目标eNodeB 208的信号强度或信号质量可能被检测到是更好的，以及在步骤214中，用户设备202相应地报告测量报告给源eNodeB 204。在步骤216中的对应切换判决后，源eNodeB 204在步骤218中发送切换请求给目标eNodeB 208，目标eNodeB 208进而在步骤220中发送切换应答给源eNodeB 204。源eNodeB 204接着在步骤222中发送切换命令给用户设备202，用户设备202在步骤224中执行随机接入过程，在随机接入过程中，专用的前导码被提交给目标eNodeB 208。此外，进一步的箭头226-230涉及切换过程的完成。在步骤226中，可以从目标eNodeB 208将上行链路(UL)准许和跟踪区域(TA)发送给UE 202。在步骤228中，可以从UE 202将HO确认发送给目标eNodeB 208。在步骤230中，可以从目标 eNodeB 208 将释放上下文发送给源 eNodeB 204。步骤 210、214、216、218、220、222、224对应于图1中的步骤1、2、3、4、6、7、和11。
[0008]在RRC_IDLE中，由基于UE的小区选择来处理移动性，其中游牧的UE 102,202例如基于在小区中广播的各种指定判据和参数，来选择“最佳”小区来预占(camp on)。例如，各种小区或频率层可能优先于其它小区或频率层，使得只要在特定小区中的信标或导频的测量质量好于从其它小区接收的某一其它信标或导频，则UE 102,202试图预占该特定小区。
[0009]如上所述，本公开主要关注于与网络控制的移动性相关联的问题，即对于在RRC_CONNECTED状态中的LTE UE。因此，以下更详细地描述与失败切换相关联的问题。
[0010]在常规情况下，以及当RRC_C0NNECTED UE 102、202移动离开第一小区(还被称为源小区)的覆盖时，在丢失至第一小区的连接之前，它应当被切换到邻近小区(还被称为目标小区或第二小区)。即，期望的是，贯穿于切换，在没有中断或最小化中断的情况下来维持连接，使得终端用户不知道正在进行中的切换。为了使这个方面成功，有必要的是
-指示对于移动性的需求的测量报告由UE 102、202来传送，并且被源eNB 104、204接收，以及
-源eNB 104、204具有充足的时间来准备至目标小区的切换(通过，除了其它之外，从控制目标小区的目标eNB 108、208请求切换)，以及
-UE 102,202接收来自网络的如由控制目标小区的目标eNB 108,208所准备的并且经由源小区被发送给UE 102,202的切换命令消息，见图1和图2。
[0011]另外，以及为了使切换成功，UE 102、202必须最后在建立至目标小区的连接中成功，在LTE中这要求在目标小区中成功的随机接入请求，以及随后的HO完成消息。注意的是，规范在消息的命名中可能稍微不同。这不限制本公开的应用性。例如，在图2的步骤222中被标记为HO命令的切换命令对应于图1的步骤7的RRC配置重新配置，以及图2的步骤228的切换确认消息对应于图1的步骤11的RRC配置重新配置完成。
[0012]因此，清楚的是，为了使所有这些都成功，有必要的是，充分早地开始导致成功切换的一系列事件，以便至第一小区的无线电链路(在它上，这个信令发生)在该信令完成之前没有恶化太多。如果此类恶化在切换信令在源小区(即，第一小区)中完成之前发生，则该切换很可能失败。此类切换失败(HOFs)明显是不期望的。因此，当前的RRC规范提供了各种触发器、定时器、以及阈值以便适当地配置测量，使得对于切换的需求能够可靠地并且充分早地被检测到。
[0013]在图2中，在步骤212中，由所谓的A3事件来触发示例性测量报告，简言之，其对应于邻近小区被发现有比当前服务小区好的偏移的场景。应当注意的是，存在能够触发报告的多种事件。
[0014]可能发生的是，UE 102、202丢失至UE 102、202当前连接到的小区的覆盖。这可能在以下情况中发生:当UE 102、202进入衰落波谷时，或如上所述需要切换，但是出于一个或另一个原因切换失败。如果“切换区域”非常短，这尤其如此。通过不断地监测例如在如在 3GPP TS 36.300，例如 VlL 4.0 (2013-01)，TS 36.331，例如 VlL 2.0 (2013-01)，和TS 36.133，例如VlL 2.0 (2013-01)中描述的物理层上的无线电链路质量，UE 102、202自己能够宣告无线电链路失败，以及自动地开始RRC重新建立过程。如果重新建立是成功的，其取决于，除了其它之外，所选择的小区和控制该小区的eNB 104、108、204、208是否准备好来维持至UE 102、202的连接，则在UE 102、202和eNB 104、108、204、208之间的连接能够恢复。重新建立的失败意味的是，UE 102、202转到RRC_IDLE，以及连接被释放。为了继续通信，那么全新的RRC连接必须被请求和建立。
[0015]在以下，描述特征:双连通性和RRC多样性。
[0016]双连通性是从UE的视角所定义的特征，其中UE可以同时与至少两个不同的网络点来接收和传送。至少两个网络点可以经由回程链路彼此连接，使得UE能够经由另一个网络点与网络点中的一个网络点通信。双连通性是在3GPP发布12 (Rel-12)内在小小区增强的伞工作(umbrella work)内正在被标准化的特征中的一个特征。
[0017]双连通性是对于当多个聚合网络点在相同或分开的频率上操作时的情况而被定义的。UE正在聚合的每个网络点可以定义独立的小区或它可以不定义独立的小区。在这方面，从UE的视角，词语“独立小区”可以特别指示的是，每个网络点，从而每个小区，可以表示分开的小区。作为对比，从UE的视角，不定义独立小区的网络点可以被认为是一个相同的小区。还预见的是，从UE的视角，UE可以在UE正在聚合的不同的网络点之间应用某一形式的时分复用(TDM)方案。这意味的是，在往返于不同聚合网络点的物理层上的通信实际上可能不是同时的。
[0018]作为特征的双连通性拥有与载波聚合和协作多点(CoMP)的许多相似性。主要区别因素在于，考虑松弛的回程和对网络点之间的同步要求的不那么严格的要求来设计双连通性。这与载波聚合和CoMP形成对照，其中在连接的网络点之间假定严格同步和低延时回程。
[0019]双连通性在网络中将允许的特征的示例是:
-RRC多样性(例如，来自源和/或目标的切换(HO)命令);在这方面，词语“RRC多样性”可以特定指示一种场景，在该场景中，可以经由网络和UE之间的至少两个连接来传送控制信令；
-无线电链路失败(RLF)鲁棒性(仅当两个链路失败时失败)；
-解耦上行链路(UL)/下行链路(DL)(至例如具有对应于小小区或微微小区的LPD的低功率节点(LPN)的UL，来自宏小区的DL);
-宏锚载波和LPN数据增强节点(多个)的聚合；
-选择性切换(例如，往返于多个节点的数据)； -与具有宏小区中的C-平面的核心网(CN)隐藏小小区之间的移动性；以及-网络共享(运营商可能希望总是使控制平面和IP语音(VoIP)终止在它们自己的宏中，但是可能愿意将尽力而为业务卸载到共享网络)。
[0020]图3说明了 UE 302至锚304a和增强节点304b的双连通性的特征。
[0021]在双连通性中的UE 302维持至锚和增强节点304a、304b的并发连接334a、334b。正如名字所暗示的那样，锚节点304a终止朝向UE 302的控制平面连接，以及因此是UE 302的控制节点。UE 302还从锚304a读取系统信息。在图3中，系统信息及其空间可用性由虚线圆指示。除了锚304a之外，UE 203可以连接到一个或若干个增强节点304b以用于额外的用户平面支持。在这方面，词语“增强”可以表示的是，在UE的数据分组速率方面，UE的性能可以改进，因为另外可以经由增强节点来传送用户平面数据。为此，由锚使用的传输频率可以与由增强节点所使用的传输频率不同。
[0022]从UE 302的视点来定义锚和增强节点的作用。这意味的是，担当至一个UE 320的锚304a的节点可以担当至另一个UE 302的增强节点304b。类似地，尽管UE 302从锚节点304a读取系统信息，但是担当至一个UE 302的增强节点304b的节点可以向或可以不向另一个UE 302分发系统信息。
[0023]图4说明了在锚节点或增强节点中的控制平面和用户平面终止。这个协议架构可以表示符合双连通性和RRC多样性的示例性协议终止。在图4中示出的协议架构被建议作为用于实现在具有松弛的回程要求的部署中在LTE Rel-12中的双连通性的前进之路。在用户平面434中，采用分布式分组数据汇聚协议(PDCP)/无线电链路控制(RLC)方法，其中增强节点和锚终止它们各自承载的用户平面436，具有经由多路径传输控制协议(MPTCP)实现用户平面会聚的可能性，MPTCP可以向若干连接提供分割的业务。在控制平面434中，RRC和分组数据汇聚协议(PDCP)被集中在锚，具有经由锚、增强节点，或甚至同时在两个链路上路由RRC消息的可能性。为便于完整性，“NAS”可以表示非接入层协议层，“RLC”可以表示无线电资源控制协议层，“MAC”可以表示媒体访问控制协议层，以及“PHYS”可以表示物理层。
[0024]在使得能够双连通性和RRC多样性的又一个示例性协议终止中，RRC被终止在锚节点中，以及rocp可用于锚节点和增强节点两者。
[0025]然而，以下描述的问题可能出现。
[0026]问题可以与对于UE连接到一个网络点(因此一个小区)的场景的切换失败和无线电链路失败有关。在下文中，描述切换和无线电链路失败鲁棒性。
[0027]移动宽带的最近和快速采用已经导致对于增加蜂窝网络的容量的需求。一种用于实现此类容量增加的解决方案是使用由具有不同“大小”的若干层的小区组成的密集网络:宏小区确保大覆盖，其中小区包含大区域，而微_、微微-以及甚至毫微微-小区被部署在对于容量有大的需求的热点区域中。那些小区典型地提供在小得多的区域中的连通性，但是通过增加另外的小区(以及控制那些小区的无线电基站)，随着新小区卸载宏小区，容量增加。
[0028]图5说明了 UE 502移动离开微微小区538的微微小区区域进入宏小区540的宏小区区域中。由箭头542来指示用户设备502的移动方向。这个图可以说明对于UE 502的切换的典型场景。
[0029]不同“层”的小区可以被部署在相同的载波上(S卩，重用-1样式，其中所有的邻近小区可以使用相同的频率)，小小区可以被部署在不同的载波上，以及甚至可以使用不同的技术来部署在各种层上的不同小区(例如，作为一种非排他性示例，在宏-和微-层上的3G/高速分组接入(HSPA)，以及在微微层上的LTE)。在这方面，词语“层”可以特定指示相对于在小区中使用的传输频率或载波的小区的更高抽象级别。
[0030]当前有大的兴趣来研究对于此类异构网络的可能性，以及运营商对此类部署感兴趣。然而，也已经发现的是，如上简要论述的，此类异构网络可能导致切换失败率增加。一个原因是，在异构网络中的切换区域可能非常短，意味的是切换可能失败，因为在完成至目标小区的切换之前UE丢失至源小区的覆盖。例如，当UE离开微微小区时，可能发生的是，该微微小区的覆盖边界非常锐利，使得UE在丢失至微微小区的覆盖之前未能接收至宏的任何切换命令，见图5或图6。
[0031]图6说明了微微/宏小区变化对宏/宏小区变化的切换区域。网络包括微微小区638、宏小区640a、以及又一个宏小区640b。该图的横坐标644可以表不参考信号接收功率(RSRP),以及该图的纵坐标646可以表不距离。曲线666可以表不由UE从宏小区640a所感知的RSRP，曲线668可以对应于由UE从微微小区638所感知的RSRP，以及曲线670可以表示由UE从另一个宏小区640b所感知的RSRP。与在宏小区640a、640b之间的切换区域674相比，从宏小区640a到微微小区638的切换区域以及反之亦然小。
[0032]当连接到宏小区的UE突然进入在相同载波上的微微小区时，类似的问题可能出现:现在可能发生的是，微微小区的控制信道与UE为了完成切换需要从宏小区接收的信号干扰，以及因此切换失败。
[0033]为了研究所增加的切换识别的后果以及用于减轻那些后果的解决方案，3GPP当前正在致力于对于修正的评估和技术解决方案，如在TR 36.839中描述中，例如VlL 1.0(2013-01)。
[0034]在下文中，描述了关键性能指示(KPI)降级和对于路测的需求。在这方面，词语“关键性能指示”可以特定表示由网络收集的信息，该信息可以与该网络的性能特点有关，使得对应的管理网络运营商可以相应地适应该网络。例如，KPI可以与切换失败有关以及可以指示以下信息:诸如切换多久可以发生一次，切换可以在哪个区域中发生，对于切换发生的原因等。词语“路测”可以特定表示一种过程，在该过程中，专用测试设备，例如用户设备，可以移动通过网络，例如可以在附近行进，以及可以测试与例如连通性有关的网络特点。在一个选项中，例如软件的实体可以在空间上被固定地安装在网络中以及可以在该网络中从用户设备收集对应的信息。
[0035]现今，确定在无线电网络中在某一位置处经历的KPI问题是否是由于小区没有接收到UE传输或是否是UE没有接收到小区传输或这两者是非常难的。失败排除的当前典型方式是进行路测以及既收集具有时间戳事件/传输的小区踪迹又收集从用于路测的UE所收集的具有事件/传输的UE踪迹。这里，词语“踪迹”可以指的是日志信息的集合。
[0036]在3GPP中，已经做出努力以支持:当经历连接问题或在接入系统中的问题时UE收集一些信息，以及接着当至网络(NW)的连通性被建立时，在连接被建立的随后的时间处，NW能够要求UE传送所收集的信息。所收集的信息具有基于UE的内部时钟的时间戳信息以及还具有位置信息。
[0037]路测和使用对于路测的特定UE可能不会总是能够发现间歇失败或进入到问题实际上发生的位置中。如果是UE供应商的特定问题，则用于路测的UE可能没有与由网络中的用户所使用的UE中的一些UE相同种类的失败。不仅如此，常规路测典型地非常昂贵。存在用于收集数据的大量成本以及还存在当对数据分析时的成本。由于路测人员需要收集关于相当详细级别的所有数据并且希望在所收集的大量数据中在路测期间所收集的数据中间隙失败发生并且被捕获，因此数据分析可能是成本高并且困难的。
[0038]假设UE能够同时连接到若干小区的系统，当前不清楚UE应当如何评估无线电链路失败以及系统在这些无线电链路失败或所维持的连接中的一些连接的其它连通性问题时应当如何做出反应。
[0039]此外，在某一时间处在某些位置中对于经历无线电链路问题的UE由无线电网络进行的KPI评估是有问题的，这是由于在这些情况下至U