無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法
2023-04-25 11:23:06 3
專利名稱：無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法。
背景技術：
目前的3G系統通常由三個部分組成CN(核心網)、UTRAN(UMTS陸地無線接入網)和UE(用戶終端)。CN與UTRAN之間的接口稱為Iu接口，UTRAN與UE之間的接口稱之為Uu接口。其中，UTRAN是由一個或多個無線網絡子系統(RNS)組成。每個RNS由一個無線網絡控制器(RNC)和一個或多個基站(Node B)組成。RNC可以通過Iur接口與另一個RNC相連，RNC與Node B之間通過Iub接口相連。
請參閱圖1，其為3G系統中所採用的協議體系結構。它主要分為三層，最低層的為物理層(PHY)L1，位於物理層之上是數據鏈路層L2，位於數據鏈路層之上的是網絡層L3。垂直地看，一個協議體系被分為一個用於發送控制信號(信令)的控制平面和一個用於發送數據信息的用戶平面。數據鏈路層分為幾個子層，從控制平面上看，它包括媒體接入控制層(MAC)和無線鏈路控制層(RLC)，網絡層主要包括無線資源控制層(RRC)。基站的網絡層主要指NBAP(節點應用協議)，用以處理RNC通過Iub接口傳送的信令以及將本基站的信令通過Iub接口傳送至RNC。
當一個用戶終端與另一用戶終端或服務內容提供商通過網絡側建立通話或其他數據連接時，無線通信系統需在各個終端與網絡側都需進行無線鏈路同步/失步的控制，以檢測RL(通信鏈路)上數據質量，進而保證在無線鏈路的數據質量嚴重惡化的情況下，快速更新小區，以防止掉線進而提高通信質量。
請參閱圖2，其為現有技術中無線通信系統的無線鏈路同步/失步的控制流程圖。它包括S110當用戶終端與基站建立同步通信後，用戶終端和基站各自的物理層依照預先設定的檢測周期向本端的高層上報本檢測周期的無線鏈路狀態。基站檢測的是上行鏈路的無線鏈路狀態，用戶終端檢測的是下行鏈路的無線鏈路狀態。所述檢測周期是物理層檢測無線鏈路同步/失步的一時間周期。在鏈路建立之初通常設置的檢測周期為40ms，而其它時間通常設置的檢測周期為160ms。無線鏈路狀態包括同步和失步兩種狀態。當在檢測周期內檢測到至少一個特殊突發塊(special burst)或者在傳輸信道中檢測到至少一個傳輸塊的CRC(循環冗餘校驗)的校驗結果是正確的，則該物理層在所述無線鏈路上檢測到一次同步，反之，該物理層在所述無線鏈路上檢測到一次失步。高層通常是指網絡層，如NBAP或RRC；S120基站和用戶終端的各自高層每接收到所述無線鏈路狀態，判斷所述無線鏈路狀態是否是失步狀態，若是，則進行步驟S130，否則進入步驟S140；S130高層先將失步計數器中的失步計數值加1，並將同步計數器中的同步計數值清零，然後判斷所述失步計數值是否達到預先設定的失步計數閾值，若是，則啟動計時器，並進行步驟S150，否則重新進行步驟S120；S140高層先將同步計數器中的同步計數值加1，並將失步計數器中的失步計數值清零；S150高層判斷在定時器打開後預先設定的計時時間內，所述同步計數值是否達到預先設定的同步計數閾值，若是，關閉所述計時器，否則進入失步狀態。
若所述基站處於失步狀態，則基站通過NBAP消息向RNC指示本用戶的UL(上行鏈路)處於失步狀態。若用戶終端處於失步狀態時，用戶終端的RRC層可以向RNC發起小區更新消息，告訴RNC現在UE的信號質量已經惡化，並指示物理層進入失步狀態。
用戶終端與基站分別按照圖2公開的方式對無線鏈路同步/失步進行控制，但是，在控制過程中，由於物理層每經過一次檢測周期都要向高層上報本檢測周期的狀態，並且檢測周期設置的時間都較短，因此導致物理層和高層信令交互頻繁，同時增加了高層對無線鏈路同步/失步處理的複雜度，並且由於物理層和高層信交互頻繁，使得同步/失步控制的效率低，進而影響小區更新等後續操作，致使造成影響通信質量等後果。
發明內容
本發明的目的在於提供一種無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，以解決現有技術中在無線鏈路同步/失步控制過程中，物理層與高層信令交互頻繁而造成高層對無線鏈路同步/失步處理的複雜度，進而影響通信質量的技術問題。
為解決上述問題，本發明公開一種無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，所述無線通信系統至少包括無線網絡子系統和用戶終端，所述無線網絡子系統包括基站和無線網絡控制器，包括以下步驟a基站和用戶終端預先通過本端的高層將同/失步計數閾值分配至本端的物理層；b在無線鏈路建立後，基站和用戶終端通過各自的物理層統計本端的同/失步記數，當物理層統計的同/失步計數值達到所述同/失步計數閾值時，向本端的高層上報信令。
步驟(b)具體包括(1)當終端與基站建立同步通信後，基站和用戶終端的物理層分別依照預先設定的檢測周期計算本檢測周期的無線鏈路狀態，並判斷所述狀態是否是失步狀態，若是進行步驟(2)，否則進行步驟(3)；(2)物理層先將失步計數值加1，並將同步計數值清零，然後判斷所述失步計數值是否等於所述失步計數閾值，若是，則向本端高層上報失步原語，否則進行步驟(1)；(3)物理層先將同步計數值加1，並將失步計數值清零，然後判斷所述同步計數值是否等於所述同步計數閾值，若是，則向本端高層上報同步原語，否則進行步驟(1)。
當基站/用戶終端的高層接收到同步原語時，則物理層的同步計數值清零，本端的物理層重新進行下一檢測周期的無線鏈路同/失步的狀態；當基站/用戶終端的高層接收到失步原語時，打開定時器，判斷在預先設定的計時時間內，本端的高層是否接收到所述同步原語，若是關閉定時器，否則本端進入失步狀態。
所述用戶終端和基站的高層進一步將本端的第二同步計數值分配至本端的物理層。
所述用戶終端與基站的無線鏈路建立之初，用戶終端和基站的物理層在K個檢測周期內連續檢測到同步，則向本端的高層發送同步原語，以使本端進入同步狀態，K為所述第二同步計數值。
步驟(1)中物理層計算本檢測周期的無線鏈路狀態進一步包括物理層在所述檢測周期內檢測到至少一個特殊突發塊或者在所述檢測周期內檢測傳輸信道中有一個傳輸塊的循環冗餘校驗CRC的校驗結果正確，則物理層在所述無線鏈路上檢測到一次同步，否則，物理層在所述無線鏈路上檢測到一次失步。
當本端處於失步狀態時，進一步包括若本端為用戶終端，則終端物理層將傳送功率控制TPC設置為「UP」；若本端為基站，則基站物理層將TPC設置為「UP」，藉以增大發射功率，恢復無線鏈路的質量。
本端處理失步狀態進一步包括若本端為用戶終端，則所述終端的高層通過小區更新消息向所述無線網絡控制器指示所述終端的下行鏈路處於失步狀態；若本端為基站，則基站的高層向所述無線網絡控制器發送無線鏈路失敗消息，指示所述上行鏈路處於失步狀態。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明的用戶終端與基站的物理層預先獲得本端的同步計數閾值和失步計數閾值等參數，當用戶終端與基站建立無線鏈路後，失步記數和同步記數放在物理層來完成，只有當失步和同步的計數值達到預先獲得的參數值後，物理層才會向本端的高層上報信令，由此減少了物理層和高層信令交互的流量，進此提高了高層處理同步/失步的效果。
並且，本發明的用戶終端與基站的高層還將在用戶終端物理層與基站物理層的無線鏈路建立後，判斷進入同步狀態的條件(第二同步計數值)預先分配至各自的物理層，當物理層檢測到滿足進入同步狀態條件後才向本端高層發送同步原語，由此也減少了物理層和高層信令交互的流量，進而提高了高層處理同步/失步狀態的效率。
圖1是3G系統中所採用的協議體系結構；圖2是現有技術中無線通信系統的無線鏈路同步/失步的控制流程圖；圖3是本發明的無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法的流程圖；圖4是本發明的無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法的一種具體實現流程圖；圖5為採用本發明無線通信網絡中的無線鏈路同步/失步控制的RRC信令連接建立的流程圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，具體說明本發明。
本發明所述的無線通信系統主要指3G(第三代)系統。由於現有的3GPP(第三代移動通信協議)規定的無線鏈路同步/失步的控制流程中，需要物理層每經過一檢測周期向高層發送無線鏈路狀態信息，由此導致物理層和高層的交互頻繁。為此，本申請人將同/失步計數閾值等參數預先由高層分配至物理層，並且物理層完成同步狀態和失步狀態的計數工作，由此降低同步/失步控制過程中高層和物理層的交互次數，進而提高高層的控制效率。
請參閱圖3，其為本發明的無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法的流程圖。它包括以下步驟基站和用戶終端預先通過本端的高層將同/失步計數閾值分配至本端的物理層(步驟S10)；當無線鏈路建立後，基站和用戶終端通過各自的物理層統計本端的同/失步記數，若物理層統計的同/失步計數值達到所述同/失步計數閾值，則向本端的高層上報信令(S20)。
請參閱圖4，其為本發明無線通信系統中無線鏈路同步/失步控制方法的一實施流程圖。它具體包括S210基站和用戶終端的高層分別將本端的失步計數閾值和同步計數閾值分配至本端的物理層。在3GPP協議的規定中，基站的失步計數閾值是N_OUTSYNC_IND，同步計數閾值是N_INSYNC_IND；用戶終端的失步計數閾值是N313，同步計數閾值是N315；S220當終端與基站建立同步通信後，基站和用戶終端的物理層分別依照預先設定的檢測周期計算本檢測周期的無線鏈路狀態，並判斷所述狀態是否是失步狀態，若是進行步驟S230，否則進行步驟S240。物理層在所述檢測周期內檢測到至少一個特殊突發塊或者在所述檢測周期內檢測傳輸信道中有一個傳輸塊的循環冗餘校驗CRC的校驗結果正確，則所述無線鏈路狀態為同步狀態，否則，所述無線鏈路狀態為失步狀態；S230物理層先將失步計數值加1，並將同步計數值清零，然後判斷所述失步計數值是否等於所述失步計數閾值，若是，向本端高層上報失步原語，否則進行步驟S220，以判斷下一個檢測周期的無線鏈路狀態。失步計數值和同步計數值的初始值為零；S240物理層先將同步計數值加1，並將失步計數值清零，然後判斷所述同步計數值是否等於所述同步計數閾值，若是，則向本端高層上報同步原語，否則進行步驟S220，以判斷下一個檢測周期的無線鏈路狀態；對於基站/用戶終端的高層來說，當基站/用戶終端的高層接收到同步原語時，則物理層的同步計數值清零，本端的物理層重新進行下一檢測周期的無線鏈路同/失步的狀態。若接收到的信令是所述失步原語，打開定時器，並判斷在預先設定的計時時間內，本端的高層是否接收到所述同步原語，若是關閉定時器，否則本端進入失步狀態。若接收到的信令是所述同步失語，則只有定時器打開的情況下，才能促使高層關閉定時器，否則，高層就直接丟棄所述同步失語。
當用戶終端的物理層和基站的物理層建立無線鏈路之初(也包括無線鏈路重配生效後)，用戶終端的物理層在連續N312個檢測周期內檢測到無線鏈路的同步狀態，向UE高層發送同步原語，上報本用戶終端已進入同步狀態。在本實施例中，N312定義為第二同步計數值，該參數可以在步驟S210中由高層分配至物理層，主要用於指示終端的物理層與基站的物理層建立無線鏈路後，判斷終端進入初始同步狀態的條件。
當用戶終端的物理層和基站的物理層建立無線鏈路之初(也包括無線鏈路重配生效後)，基站的物理層在連續N_INSYNC_IND個檢測周期內檢測到無線鏈路的同步狀態，向基站高層發送同步原語，上報本用戶終端已進入同步狀態。N_INSYNC_IND是第二同步計數值，該參數可以在步驟S210中由高層分配至物理層，主要用於指示終端的物理層與基站的物理層建立無線鏈路後，判斷基站進入初始同步狀態的條件。
當用戶終端處於失步狀態時，此時，TPC(傳送功率控制)設置為「UP」，所述終端的高層通過小區更新消息向所述無線網絡控制器指示所述終端的下行鏈路處於失步狀態。
當基站處於失步狀態時，該基站的物理層將TPC設置為「UP」，並且基站的高層向所述無線網絡控制器發送無線鏈路失敗指示消息，指示所述上行鏈路處於失步狀態。
以下以無線通信網絡中RRC連接建立的過程為例，具體說明在RRC連接建立過程中，如何應用本發明進行用戶終端和基站的同步/失步控制。
請參閱圖5，其為應用本發明的無線通信網絡RRC連接建立的信令流程圖。此建立過程所基於的無線通信網絡至少包括用戶終端(UE)、基站(NodeB)和RNC(無線網絡控制器)。它包括以下步驟
當UE RRC在IDLE(空閒)模式的時候，UE的NAS層(非接入層)需要建立信令連接時，UE RRC向RNC發起RRC連接請求消息(rrcConnectionRequest)。當RNC接收到UE RRC連接請求消息後，RNC向NodeB發出無線鏈路建立請求(Radio Link Setup Request)，NodeB NBAP接收到無線鏈路建立請求後，則向NodeB PHY發出NBAP_PHY_RL_Setup_Req消息，為NodeB PHY配置建立RL的資源信息(如N312/N315/N_INSYNC_IND/N_OUTSYNC_IND等參數信息)，在NodeBNBAP成功配置完成並建立RL的資源信息以後，則向RNC響應無線鏈路建立消息(Radio Link Setup Response)，RNC在收到NodeB的RL建立響應消息以後，向UE RRC發出RRC連接建立(rrcConnectionSetup)消息。
UE RRC收到RNC傳來的RRC連接建立消息後，通過RL建立請求(P_RRC_PHY_RL_SETUP_REQ)消息配置UE PHY(用戶終端的物理層)的RL資源信息。當UE PHY的RL資源信息配置成功後，向UE RRC發送P_PHY_RRC_RL_SETUP_CNF響應消息。當初始的同步要求滿足後，UE就返回給RNC一條RRC連接建立完成消息(rrcConnectionSetupComplete)。與此同時，基站的物理層也一併進行初始同步指示，當初始同步完成後，向RNC發出一條無線鏈路建立指示(Radio Link Restore Indication)。
當無線通信網絡中終端和基站間的無線鏈路建立成功後，UE RRC處於CELLDCH狀態。在這種狀態下，基站和終端開始分別監視本端無線鏈路的同步/失步狀態。其中，基站監視上行鏈路的同步/失步狀態，終端監視下行鏈路的同步/失步狀態。由於在本發明中，基站和用戶終端的高層分別將本端的失步計數閾值和同步計數閾值預先分配至本端的物理層，按照圖4中步驟S220-S240的方法物理層分別統計同步計數器中的同步計數值和失步計數器中的失步計數值。當用戶終端的物理層統計的失步計數值等於失步計數閾值N313，則通過P_PHY_RRC_SYNC_IND消息向UE RRC發送失步原語，UE RRC啟動計時器T313，在T313超時之前，UE RRC若沒有收到物理層的同步原語，則UE RRC發送小區更新消息(CellUpdate)至RNC。當基站的物理層統計的失步計數值等於失步計數閾值N_OUTSYNC_IND，則通過RL_OUT_SYNC_PRIMITIVE消息向Node B NBAP發送失步原語，Node BNBAP啟動計時器T_RLFAILURE，在T_RLFAILURE超時之前Node B NBAP若沒有收到物理層的同步原語，則Node B NBAP通過Radio link FailureIndication消息向RNC指示本用戶的UL(上行鏈路)處於失步狀態。
若RNC認為UE不能繼續通信，則RNC可能會發送RRC連接釋放消息(RRC CONNECTION RELEASE)，釋放這個用戶的所有資源。
上述流程僅說明同步/失步控制在RRC連接建立過程中的實現過程，其他信令流程對於同步/失步控制過程也類似，在此不再贅述。以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但本發明並非局限於此，本領域的技術人員能思之的變化，都應落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，所述無線通信系統至少包括無線網絡子系統和用戶終端，所述無線網絡子系統包括基站和無線網絡控制器，其特徵在於，包括以下步驟a基站和用戶終端預先通過本端的高層將同/失步計數閾值分配至本端的物理層；b在無線鏈路建立後，基站和用戶終端通過各自的物理層統計本端的同/失步記數，當物理層統計的同/失步計數值達到所述同/失步計數閾值時，向本端的高層上報信令。
2.如權利要求1所述的無線通信系統中無線鏈路的同/失步的控制方法，其特徵在於，步驟(b)具體包括(1)當終端與基站建立同步通信後，基站和用戶終端的物理層分別依照預先設定的檢測周期計算本檢測周期的無線鏈路狀態，並判斷所述狀態是否是失步狀態，若是進行步驟(2)，否則進行步驟(3)；(2)物理層先將失步計數值加1，並將同步計數值清零，然後判斷所述失步計數值是否等於所述失步計數閾值，若是，則向本端高層上報失步原語，否則進行步驟(1)；(3)物理層先將同步計數值加1，並將失步計數值清零，然後判斷所述同步計數值是否等於所述同步計數閾值，若是，則向本端高層上報同步原語，否則進行步驟(1)。
3.如權利要求2所述的無線通信系統中無線鏈路的同/失步的控制方法，其特徵在於，還包括當基站/用戶終端的高層接收到同步原語時，則物理層的同步計數值清零，本端的物理層重新進行下一檢測周期的無線鏈路同/失步的狀態；當基站/用戶終端的高層接收到失步原語時，打開定時器，判斷在預先設定的計時時間內，本端的高層是否接收到所述同步原語，若是關閉定時器，否則本端進入失步狀態。
4.如權利要求1或2所述的無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，其特徵在於，所述用戶終端和基站的高層進一步將本端的第二同步計數值分配至本端的物理層。
5.如權利要求4所述的無線通信系統中無線鏈路同/失步的控制方法，其特徵在於，所述用戶終端與基站的無線鏈路建立之初，用戶終端和基站的物理層在K個檢測周期內連續檢測到同步，則向本端的高層發送同步原語，以使本端進入同步狀態，K為所述第二同步計數值。
6.如權利要求2所述的無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，其特徵在於，步驟(1)中物理層計算本檢測周期的無線鏈路狀態進一步包括物理層在所述檢測周期內檢測到至少一個特殊突發塊或者在所述檢測周期內檢測傳輸信道中有一個傳輸塊的循環冗餘校驗CRC的校驗結果正確，則物理層在所述無線鏈路上檢測到一次同步，否則，物理層在所述無線鏈路上檢測到一次失步。
7.如權利要求2所述的無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，其特徵在於，當本端處於失步狀態時，進一步包括若本端為用戶終端，則終端物理層將傳送功率控制TPC設置為「UP」；若本端為基站，則基站物理層將TPC設置為「UP」，藉以增大發射功率，恢復無線鏈路的質量。
8.如權利要求7所述的無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，其特徵在於，本端處理失步狀態進一步包括若本端為用戶終端，則所述終端的高層通過小區更新消息向所述無線網絡控制器指示所述終端的下行鏈路處於失步狀態；若本端為基站，則基站的高層向所述無線網絡控制器發送無線鏈路失敗消息，指示所述上行鏈路處於失步狀態。
全文摘要
本發明公開了一種無線通信系統中無線鏈路同步/失步的控制方法，在該方法中，用戶終端與基站的物理層預先獲得本端的同步計數閾值和失步計數閾值等參數。當用戶終端與基站建立無線鏈路後，失步記數和同步記數放在物理層來完成，只有當失步/同步計數值達到預先獲得的同/失步計數閾值後，物理層才會向本端的高層上報信令，由此減少了物理層和高層信令交互的流量，進此提高高層處理同步/失步的效果。
文檔編號H04L29/06GK1773902SQ20041008888
公開日2006年5月17日 申請日期2004年11月8日 優先權日2004年11月8日
發明者熊軍 申請人:大唐移動通信設備有限公司