用于中继节点的方法和装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201080067586.3 | 申请日 | 2010-06-22 | 公开(公告)号 | CN102960048A | 公开(公告)日 | 2013-03-06 |
| 申请人 | 瑞典爱立信有限公司; | 发明人 | F.古纳森; G.米尔德; S.恩格斯特伦; W.米勒; R.彼得森; | ||||
| 摘要 | 无线电接入网(100)的中继 节点 (110)设置成无线电接入网的小区(125)中的一个或多个用户设备(105)与服务于该小区的基站(115)之间的中继节点。中继节点(110)设置成将它自己标识为无线电接入网(100)中的小区(125)中的中继节点，并且还设置成接收指示服务于该小区(125)的基站不能够支持中继节点的不支持指示。中继节点(110)设置成在接收到所述不支持指示时尝试将它自己建立为另一个小区中的中继节点。 | ||||||
| 权利要求 | 1. 一种用于无线电接入网(100)的中继节点(110)，所述中继节点(110)设置成在所述无线电接入网的小区(125)中的一个或多个用户设备(105)与服务于所述小区的基站(115)之间的中继节点，所述中继节点(110)设置成将它自己标识为所述无线电接入网(100)中的所述小区(125)中的中继节点，所述中继节点(110)其特征在于：它还设置成接收指示服务于所述小区(125)的所述基站不能够支持中继节点的不支持指示，并且其特征在于所述中继节点(110)设置成在接收到所述不支持指示后尝试将它自己建立为另一个小区中的中继节点。 |
||||||
| 说明书全文 | 用于中继节点的方法和装置技术领域[0001] 本发明公开了用于无线电接入网的中继节点，以及网络节点和用于操作无线电接入网中的中继节点的方法。 背景技术[0002] 无线网络（在此情况下是移动电话网）中的一个重要方面是确保该网络部署起来简单，并且操作起来成本有效。优选地，该网络也应该在尽可能多的方面是自组织的。另一重要方面是确保该网络具有良好的覆盖。改进移动电话系统覆盖的一种方式是使用中继节点，这些中继节点充当该系统的小区中的移动终端与服务于该小区的基站之间的“中间站”。通常，对于移动终端与该中继节点之间的用户数据以及对于该中继节点与该基站之间的连接，使用相同技术。 [0003] 当在移动电话网中部署中继节点时的问题是：并非该网络中的所有基站都可能够支持中继节点。 [0004] 为了处置这个问题，已经检验来自所有基站的中继节点支持广播，但这种解决方案的缺点是：它包括相当昂贵的信令，这本该是只有当安装中继节点并且第一次上电时才需要的。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供对不能够支持中继节点的基站的问题的改进解决方案。 [0006] 这个目的通过本发明来满足，原因是它公开了一种用于无线电接入网的中继节点，该中继节点设置成该无线电接入网的小区中的一个或多个用户设备与服务于该小区的基站之间的中继节点。 [0007] 所述中继节点设置成将它自己标识为无线电接入网中的小区中的中继节点，并且还设置成接收指示服务于该小区的基站不能够支持中继节点的不支持指示。此外，该中继节点设置成在接收到所述不支持指示后尝试将它自己建立为另一个小区中的中继节点。 [0008] 在一个实施例中，该中继节点设置成通过传送作为初始连接过程的一部分的一个或多个连接消息将它自己标识为该小区中的中继节点。 [0009] 在一个实施例中，该中继节点设置成向该无线电接入网中的单独配置节点或该无线电接入网连接到的核心网络中的单独配置节点传送一个或多个连接消息，并且从该配置节点接收不支持指示和附加信息。 [0010] 在一个实施例中，该中继节点设置成将缺乏对一个或多个连接消息的响应解释为不支持指示。 [0011] 在一个实施例中，该中继节点设置成传送作为如下一项或多项的一个或多个连接消息：● 专用无线电资源控制消息； ● RRC连接请求消息中的专用建立理由； ● RRC连接设置完成消息中的专用指示； ● 随机接入前导码，其中关于在所述小区中使用的正确随机接入前导码的信息由服务于所述小区的所述基站传送。 [0012] 在一个实施例中，该中继节点设置成与不支持指示一起接收包括如下一项或多项的附加信息：-服务于所述小区的基站不能够支持中继节点的原因的指示； -打算用于中继节点通信的备选载波或频带； -打算用于中继节点通信的备选无线电接入技术RAT； -存在对于中继节点的支持的一个或多个小区的名单； -没有对于中继节点的支持的一个或多个小区的名单。在此实施例中，该中继节点设置成当尝试将它自己建立为另一个小区中的中继节点时使用附加信息。 [0013] 在此，在服务于该小区的eNodeB支持中继节点的意义上使用“存在对于中继节点的支持的小区”的概念。特殊情况出现在该中继节点尝试在其中建立它自己的小区已经由中继节点服务时，使得一个中继节点尝试连接到另一个中继节点。在这种情况下，除非服务于该小区的中继节点支持多个中继节点（即，正在服务的中继节点支持多跳中继），否则小区将缺乏对于中继节点的支持。 [0014] 在一个实施例中，该中继节点设置成接收支持中继节点的一个或多个小区的名单和/或不支持中继节点的一个或多个小区的名单，所述名单形式为小区标识符的一个或多个范围。 [0015] 本发明还公开了用于无线电接入网或核心网络的网络节点(其设置成与本发明的中继节点交互作用)，以及操作中继节点的方法。将在本文中给出的具体实施方式中详细描述网络节点、方法和中继节点。附图说明 [0016] 下面将参考附图更详细地描述本发明，附图中：图1示出了本发明的中继节点的使用的示意图；以及 图2示出了本发明的中继节点的示意框图；以及 图3示出了一个实施例的信令图；以及 图4示出了本发明的网络节点的示意框图；以及 图5-7示出了本发明的中继节点如何与其它节点相互作用的不同实施例；以及图8示出了本发明方法的示意流程图。 具体实施方式[0017] 图1示出了在其中使用本发明的系统100的示意概况。在下文将使用来自LTE系统长期演进的术语来描述系统100并且同样使用来自LTE系统长期演进的术语来描述本发明。应该指出，这仅仅是作为示例，以便便于读者对本发明的理解，并且不应该用于约束本发明寻求或许可的保护范围，本发明也可用在其它类型的系统（诸如例如WCDMA系统和GSM系统）中。 [0018] 系统100包括一个或多个小区125，其中每一个小区都由基站115服务，基站115在LTE系统中被称为eNodeB。每个eNodeB都可服务于一个或多个小区（诸如小区125），并借助图1未示出的多个中间节点连接到核心网络，该核心网络在此示例中是所谓的EPC、演进分组核心130。 [0019] 在每个小区125中，可能存在多个用户设备105。为了增大小区125的覆盖，已经向该小区提供了中继节点110，中继节点110将一个或多个用户设备UE连接到eNodeB 115。适当地，在这些UE与该中继节点之间使用与该中继节点与该eNodeB之间相同种类的连接。 [0020] 为了支持中继节点，这些基站需要专用功能性。对于LTE系统中的eNodeB，这种功能性包含：● S1和X2代理功能性，这是指由服务于该中继节点的eNodeB端接去往/来自该中继节点的S1和X2连接并向前移动（forward）所述S1和X2连接； ● S11端接，这是指在该eNodeB与其它节点之间可建立安全隧道； ● 服务网关(S-GW)功能性，其负责对由该中继器服务的连接进行用户平面处置（代替该核心网络中的S-GW）； ● 专用物理层和MAC层信令和过程，其取决于该中继节点回程是带内还是带外。带内在此用于表示如下情况：其中相比于该eNodeB与该小区中UE之间的连接，该eNodeB与该中继节点之间的连接使用相同频带，并且带外在此用于表示如下情况：其中相比于该eNodeB与该小区中UE之间的连接，该eNodeB与该中继节点之间的连接使用另一频带。 [0021] 如之前所提到的，可能不是LTE系统中的所有eNodeB都能够处置中继节点的功能，这例如是由于如下事实：一些eNodeB可能较老，并且因而未配备必要的功能性。由于这个事实，如果小区由不支持中继节点功能的eNodeB服务，则尝试将它自己建立为小区中的中继节点的中继节点可能不能够成功地这么做。 [0022] 通过本发明，将通知无法在小区中建立它自己的中继节点关于该故障是由于该eNodeB不支持中继节点的事实引起的，这意味着该中继节点能避免不必要地进一步尝试在那个具体小区中建立它自己，并且能改为尝试将它自己建立为另一个小区中的中继节点。 [0023] 在本发明的各种实施例中给出对本发明的中继节点110的功能性的描述之前，将参考图2给出中继节点100的一些主要组件的简要描述，图2示出了中继节点110的示意框图。 [0024] 如图2所示，中继节点110包括接收单元Rx 215和传送单元Tx 220。传送单元220和接收单元215连接到天线接口210，该天线接口210将它们连接到天线单元205，借助天线单元205，它们向小区125中的UE和eNodeB 115进行传送/从小区125中的UE和eNodeB 115接收传送。 [0025] 中继节点110还包括控制单元225，控制单元225用于控制该中继节点的功能(包含传送单元220和接收单元215的功能)。此外，中继节点110还包括连接到该控制单元的存储单元230，存储单元230用于存储用于中继节点110的操作的数据。 [0026] 中继节点110设置成将它自己标识为无线电接入网100中小区125中的中继节点，并且还设置成接收指示服务于小区125的eNodeB 115不能够支持中继节点的不支持指示。在本文中后面将更详细描述不支持指示的示例，但如名称所表明的那样，它是使中继节点100能够理解eNodeB 115不能够支持中继节点的指示。在一个实施例中，中继节点110还设置成与不支持指示一起接收附加信息，所述附加信息包括如下一项或多项：● 服务于小区125的基站115不能够支持中继节点的原因的指示； ● 打算用于中继节点通信的备选载波或频带； ● 打算用于中继节点通信的备选无线电接入技术RAT； ● 和/或其中存在对于中继节点的支持的一个或多个小区的名单(白名单)； ● 其中没有对于中继节点的支持的一个或多个小区的名单。 [0027] 这在图3中示意性例证了，图3示出了中继节点向网络节点（诸如例如eNodeB或MME移动管理实体）传送中继节点指示并接收作为应答的不支持指示和附加信息。 [0028] 服务于小区125的基站115不能够支持中继节点的原因的指示可包括诸如下面的原因：● 没有软件支持- eNodeB软件未配置成处置中继节点或者该软件版本缺乏对处置中继节点的支持； ● 没有S-GW功能性； ● 没有X2和S1代理功能性； ● 没有S11功能性； ● 中继节点，没有多跳支持- 该eNodeB实际上是中继节点它自己，并且因此不能够支持其它中继节点； ● 没有充足资源支持另一中继节点，通常的原因是该eNodeB已经处置它能够处置的中继节点数。 [0029] 在一个实施例中，中继节点110设置成通过传送作为初始连接过程的一部分的一个或多个连接消息而将它自己标识为小区125中的中继节点。 [0030] 在一个实施例中，中继节点110执行附连过程，就好像它是小区125中的UE一样。这个过程的一部分涉及连同关于附连UE的信息一起向核心网络120发信号通知NAS消息。根据该信息，该核心网络将能够揭示：该附连UE实际上是中继节点，并且能通知eNodeB 115该附连UE实际上是中继节点，即，在eNodeB 115所服务的小区125中存在中继节点。 [0031] 在另一个实施例中，中继节点110设置成例如经由RRC无线电资源控制直接向eNodeB 115指示它是中继节点。在这种实施例中，中继节点110设置成向该eNodeB传送作为如下一项或多项的一个或多个连接消息：● 专用无线电资源控制消息； ● RRC连接请求消息中的专用建立理由； ● RRC连接设置完成消息中的专用指示； ● 随机接入前导码，其中关于在所述小区中使用的正确随机接入前导码的信息由服务于所述小区的基站传送。 [0032] 如所提到的，中继节点100设置成与不支持指示一起接收上面已经枚举的附加信息。 [0033] 中继节点110设置成在接收到不支持指示后尝试将它自己建立为另一个小区中的中继节点。在一个实施例中，当该中继节点尝试在接收到不支持指示后将它自己建立为另一小区中的中继节点时，该中继节点使用该中继节点与不支持指示一起接收的附加信息。 [0034] 在一个实施例中，中继节点110存储关于中继节点不支持的指示和附加信息，在其中接收了该附加信息的实施例中，该附加信息可用于将来小区重新选择判定。例如，与另一中继节点相关联的小区将最有可能在将来不支持中继节点。另一方面，在一时间点缺乏中继节点的软件支持的eNodeB可能已经被升级了，并且可能能够在将来处置中继节点。 [0035] 在另一个实施例中，中继节点110在获知eNodeB 115不支持中继器后设置成更新该中继节点或该站点的本地管理系统中的状态信息。所改变的状态信息可包含错误代码或其它指示，诸如光、音频信号等，它们可由运营商的人员接收。这些错误代码可提供与中继节点110不能作为中继器附连到当前eNodeB 115的原因有关的信息。 [0036] 在一个实施例中，中继节点110设置成接收支持中继节点的一个或多个小区的名单(在此也称为“白名单小区”)和/或不支持中继节点的一个或多个小区的名单(在此也称为“黑名单小区”)，所述名单形式为小区标识符的一个或多个范围。在一个实施例中，这些小区标识符是E-UTRAN小区标识符的八位小区标识符。将参考图4说明这种概念，图4示出了E-UTRAN小区标识符的结构。 [0037] 在LTE中，小区由来自枚举集合中的信号序列在本地标识。在LTE中，存在504个信号序列，每个都与物理小区身份PCI相关联。而且，小区广播E-UTRAN小区标识符，即，标识公共陆地移动网PLMN内小区的28位小区标识符。 [0038] 规定在eNodeB之间使用的小区标识符以及在eNodeB与核心网络之间使用的小区标识符。该28位小区标识符被分成两个部分：● 标识该eNodeB的eNodeB ID； ● 由该eNodeB服务的小区的小区标识符。 [0039] 在所谓的宏eNodeB的情况下，该eNodeB ID包括20位，其留下8位来标识小区，并且在所谓的家庭eNodeB的情况下，eNodeB ID由28位标识，并且因此可仅包括一个小区。图4例证了小区标识符与eNodeB标识符之间的关系。因此，作为“白”或“黑”小区名单的是中继节点110设置成接收其范围的小区标识符。 [0040] 如所提到的，该中继节点设置成将它自己标识为该无线电接入网中小区125中的中继节点。在该无线电接入网中或者在该核心网络中，适当地对网络节点执行这种标识。有关该网络节点可区分三种主要情况：● 该网络节点是LTE MME移动管理实体。在此，这是MME，该MME端接向中继节点的NAS(非接入层)信令，并且具有向服务于该中继节点的eNodeB的所建立S1接口。 [0041] ● 该网络节点是服务于该中继节点的eNodeB 115。 [0042] ● 该网络节点是特殊的配置节点。 [0043] 这些情况将在本文中后面更详细描述，这是因为本发明还公开了用于无线电接入网或核心网络的网络节点，在各种实施例中所述网络节点可以是上面列出的三种节点之一。然而，在该网络节点是eNodeB 115的情况下，将在下文描述中继节点110设置成接收其的不支持指示：在此情况下，从eNodeB 115对来自中继节点110的中继指示的缺失应答（missing answer）被eNodeB 110解释为该中继节点做出的关于服务eNodeB 115不支持中继节点的指示，即不支持指示。 [0044] 在一个此类实施例中，中继节点110中的控制单元225在RRC连接建立期间的预定时刻启动定时器，并且如果在中继节点110接收到仅支持中继节点的eNodeB将发送的任何信令之前定时器到期，则这被中继节点110的控制单元225解释为不支持指示。 [0045] 在一个实施例中（其中中继节点100设置成向该无线电接入网中或该无线电接入网连接到的核心网络中的单独配置节点传送其一个或多个连接消息），中继节点110设置成从该配置节点接收该不支持指示和该附加信息。 [0046] 本发明还公开了用于无线电接入网或核心网络的网络节点。图4中示出了这种网络节点的示意框图。将认识到，网络节点400包括许多与中继节点110相同的通用组件。如图4所示，网络节点400包括接收单元Rx 415和传送单元Tx 420。传送单元220和接收单元215打算指示适合于根据应用以无线或有线方式分别传送和接收消息的单元。传送单元420和接收单元415连接到通信接口410，借助所述通信接口410，根据情况而定，它们以无线方式或者经由陆线与其它单元通信。 [0047] 中继节点400还包括控制单元425，控制单元425用于控制该中继节点的功能(包含传送单元420和接收单元415的功能)。此外，中继节点400还包括连接到该控制单元的存储单元430，存储单元430用于存储用于中继节点400的操作的数据。 [0048] 网络节点400设置成从无线电接入网的第一小区（诸如图1中的小区125）中的用户设备110接收作为初始连接过程一部分的一个或多个消息。 [0049] 网络节点400设置成使用所述一个或多个消息来将该用户设备标识为第一小区125中的中继节点1110，并且还设置成在将该用户设备标识为中继节点110后向中继节点 110传送不支持指示，所述不支持指示指示服务于第一小区125的基站115不支持中继节点 110。 [0050] 在一个实施例中，网络节点400还设置成向中继节点110传送服务于该第一小区的基站115不支持中继节点110的原因的指示。 [0051] 在一个实施例中，网络节点400还设置成与该不支持指示一起向中继节点110传送如下一项或多项：● 打算用于中继节点通信的备选载波或频带； ● 打算用于中继节点通信的备选无线电接入技术； ● 支持中继节点的小区名单； ● 不支持中继节点的小区名单。 [0052] 在一个此类实施例中，该网络节点设置成传送小区和/或基站的名单，该名单作为小区标识符的专用集合，诸如E-UTRAN小区标识符的小区标识符部分，即之前提到的“白”和“黑”小区名单包括小区标识符的专用集合。 [0053] 在一个实施例中，网络节点400是LTE移动管理实体，并且来自该UE的一个或多个消息是其一部分的初始连接过程是附连过程。 [0054] 在网络节点400是MME的一个实施例中，该MME配备有无线电接入网100中支持或不支持中继节点110的eNodeB的名单，并且该MME使向该中继节点110的不支持指示基于此名单，其中该不支持指示是经由NAS信令的附连拒绝。 [0055] 在网络节点400是MME的一个实施例中，该MME设置成向该eNodeB 115发信号通知有关由eNodeB 115服务的特定UE（在此情况下是“UE”110）的中继节点指示，并从eNodeB 115接收否定指示，该否定指示指示该eNodeB不支持中继节点的功能。在此实施例中，MMME 400设置成然后经由eNodeB 115向中继节点110发送附连拒绝。来自eNodeB115的该否定指示适当地会是协议错误或专用中继节点不支持消息。 [0056] 图6中也示意例证了网络节点是LTE MME的情况：中继节点110执行到eNodeB115的RRC连接建立，接着中继节点110向MME 400传送NAS附连请求。在一种情况下，该MME已经知道eNodeB 115不支持中继节点，在此情况下该MME能用NAS附连拒绝立即答复。 备选地，该RRC连接建立是在该NAS附连请求之前，并且在eNodeB 115与MME 400之间存在初始上下文设置，接着MME 400经由eNodeB 115向中继节点100传送该NAS附连拒绝。 [0057] 在一个实施例中，网络节点400是LTE eNodeB（诸如图1中的节点115），并且设置成向中继节点110传送作为如下一项或多项的不支持指示：● 专用RRC消息； ● 专有消息； ● 用于RRC连接释放的专用释放理由； ● RRC连接拒绝消息。 [0058] 在一个实施例中，该网络节点是用于无线电接入网或核心网络的单独配置节点，其设置成在到该配置节点的连接过程期间从用户设备110接收作为初始连接过程一部分的一个或多个消息，在该连接过程中用户设备110向该配置节点传送关于它自己的信息。该中继节点向该配置节点传送关于它自己的信息包括诸如如下的信息：例如中继节点身份、该中继节点的SIM详情、服务eNodeB信息（诸如E-UTRAN小区标识符）、PCI、跟踪区域代码、中继节点能力、软件版本、其估计的位置信息、中继节点IMSI、IMEI等。 [0059] 下面将一般地描述该网络节点是这些核心网络功能中的配置节点的实施例。应该指出如下情况：该配置节点以类似方式被放在无线电接入网功能中。 [0060] 中继节点110经由这些附连过程与核心网络120建立连接性。中继节点110揭示或获得配置节点400(即至少部分专用于向中继节点提供初始配置信息的核心网络节点)的地址，并作为到该配置节点的连接过程的一部分向这个配置节点发信号通知指示，该连接过程在上面已经描述了，该指示包括上面列出的信息。 [0061] 配置节点400然后向中继节点110指示eNodeB 115是否支持中继节点。如果eNodeB 115不支持中继节点，则配置节点400可提供之前所描述的重新选择信息，例如：● 打算用于中继节点通信的备选载波或频带； ● 打算用于中继节点通信的备选无线电接入技术； ● 支持中继节点的小区名单； ● 不支持中继节点的小区名单。 [0062] 可基于邻居小区相关信息以及不同小区和eNodeB的中继节点支持能力来配置该配置节点，并且该配置可人工执行或由域管理器自动执行。 [0063] 在中继节点获得与核心网络的连接性的过程中，该MME可能已经揭示eNodeB 115缺乏中继节点支持。如果配置节点（诸如在此公开的配置节点）存在，则该MME反而向中继节点110发信号通知“附连接受”以使中继节点110能够保持与该网络的连接性。在一个实施例中，该MME还发信号通知连接性信息（诸如例如该配置节点的IP地址），或可用于导出该配置节点的IP地址的、关于该配置节点的信息。 [0064] 图7中示出了当该网络节点是单独配置节点时的情况中的信令：图7在此示出该MME尽管它已经在该中继节点附连到该网络时知道eNodeB 115不支持中继节点。然而，该MME仍接受来自该中继节点的附连请求，以便使该中继节点能够与该配置节点建立联系。 [0065] 本发明还公开了用于操作中继节点的方法。图8中示出了本方法800的示意流程图，其中用虚线示出了作为选项或备选的步骤。 [0066] 该方法包括步骤805：将无线电接入网中的中继节点作为该无线电接入网的小区中的一个或多个用户设备与服务于该小区的基站之间的中继节点来操作。 [0067] 方法800还包括步骤810：将该中继节点设置成将它自己标识为该无线电接入网(100)中的小区中的中继节点，并且还包括步骤815：在该中继节点中接收指示服务于该小区的基站不能够支持中继节点的不支持指示，并当在该中继节点中接收到该不支持指示后，让该中继节点尝试将它自己建立为另一小区中的中继节点，步骤816。 [0068] 在一个实施例中，如在步骤820中所指示的，方法800另外包括：从该中继节点传送作为初始连接过程的一部分的一个或多个连接消息，以便让该中继节点将它自己标识为该无线电接入网中的小区中的中继节点。 [0069] 在一个实施例中，如在步骤825中所指示的，该方法包括：与该不支持指示一起接收包括如下一项或多项的附加信息：-服务于所述小区的基站不能够支持中继节点的原因的指示； -打算用于中继节点通信的备选载波或频带； -打算用于中继节点通信的备选无线电接入技术RAT； -其中存在对于中继节点的支持的一个或多个小区的名单； -其中没有对于中继节点的支持的一个或多个小区的名单， 并在所述中继节点尝试将它自己建立为另一个小区中的中继节点时使用这个附加信息。 |
||||||
