提高用戶設備狀態躍遷速度的方法

2023-04-23 11:33:41

專利名稱：提高用戶設備狀態躍遷速度的方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，具體涉及一種提高用戶設備狀態躍遷速度的方法。
背景技術：
在移動通信系統中，UE(用戶設備)有兩種基本的運行模式空閒模式和連接模式。上電開始UE就停留在空閒模式下，通過非接入層標識如IMSI(國際移動用戶標識)、TMSI(臨時用戶身份標識)或P-TMSI(Packet TemporaryMobile Subscider Identity，分組臨時移動用戶標識)等標誌來區分。UTRAN(陸地無線接入網)不保存空閒模式UE的信息，僅能夠尋呼一個小區中的所有UE或同一個尋呼時刻的所有UE。當UE完成RRC(無線資源控制)連接建立時，UE從空閒模式轉移到連接模式。UE在RRC連接模式下，存在著四種狀態，這四種狀態反映了UE連接的級別以及UE可以使用哪一種傳輸信道。當RRC連接釋放時，UE從連接模式轉移到空閒模式。
在RRC連接模式下，UE的狀態分為四種CELL_DCH狀態、CELL_FACH狀態、CELL_PCH狀態、URA_PCH狀態。這些狀態定義了UE使用的物理信道種類、測量和移動性管理任務，以及發生狀態轉移時的動作。其中，CELL_DCH狀態下，系統會給UE分配專用信道，用於大流量的數據傳輸；當UE的活躍性降低，傳輸的數據量明顯減少時，系統可以將UE的狀態轉為CELL_FACH狀態。在CELL_FACH狀態下，UE只能使用公共信道與系統通信，上行使用RACH(隨機接入信道)，下行使用FACH(前向接入信道)，這種狀態適合小數量的數據傳輸。如果UE的活躍性再降低時，系統可以將UE的狀態轉為CELL_PCH，在這種情況下，UE只能監聽尋呼信道，而不能進行任何數據傳輸。活躍性最低的狀態是URA_PCH狀態，在這種狀態下，UE也只能監聽尋呼信道。URA_PCH狀態與CELL_PCH狀態的區別在於，當UE位於CELL_PCH狀態時，如果當前所在的服務小區發生改變時，就需要向UTRAN匯報一次，而在URA_PCH狀態時，只需要當所在的URA(UTRAN登記區域)區發生變化時，才需要匯報。運營商自定義URA區的大小，一般會包含幾個小區。
UE的這四種狀態不是孤立不變的，而是可以相互轉移的。當用戶在進行大流量數據傳輸時，系統會讓UE處於CELL_DCH狀態，當用戶長時間沒有數據傳輸時或數據量較小時，系統會讓UE轉到CELL_FACH狀態或者CELL_PCH狀態或者URA-PCH狀態；當UE處於CELL_FACH狀態時，系統監測到用戶上傳的數據量超過一定門限時或系統要下傳大量的數據給UE時，會讓UE轉到CELL_DCH狀態。系統可以根據用戶與系統之間的數據流量情況，讓UE在CELL_FACH狀態和CELL_PCH狀態或URA_PCH狀態之間進行轉移。當UE處於CELL_PCH狀態或URA_PCH狀態時，如果有數據要上傳或者系統要傳數據給UE時，就需要先將UE轉移到CELL_FACH狀態。
現有協議規定，進入CELL_PCH狀態，UE不能使用RACH/FACH信道，而且進入CELL_FACH狀態時，需要重新選擇SCCPCH(輔助公共控制物理信道)，建立RACH/FACH信道；離開CELL_FACH狀態，進入CELL_PCH狀態時，需要重新選擇SCCPCH，建立PCH/PICH(尋呼信道/尋呼指示信道)。
圖1示出了現有技術中CELL_FACH和CELL_PCH之間狀態躍遷流程1.當UE處於CEL_LFACH狀態時，收到RNC發送的無線承載重配置消息，指示UE進入CELL_PCH狀態；2.UE進行無線承載重配置，完成後向RNC發送無線承載重配置完成消息；3.RNC回應完成確認消息；4.UE收到該消息後，指示RLC(無線鏈路控制)禁止發送周期性的狀態包；同時刪除MAC層的CELL_RNTI(小區無線網絡臨時標識符)；5.UE通過系統信息獲取SCCPCH(輔助公共控制物理信道)的信息；6.UE根據該信息配置物理層PCH/PICH(尋呼信道/尋呼指示信道)；7.UE在CELL_PCH狀態時，監聽PCCH(尋呼控制信道)的尋呼信息，當監聽到需要上行鏈路數據傳輸時，需要遷移到CELL_FACH狀態；8.通過系統信息獲取SCCPCH的信息；9.UE根據該信息配置物理層FACH傳輸信道和SCCPCH物理信道；10.通過系統信息獲取PRACH(物理隨機接入信道)的信息；11.根據該信息配置物理層RACH傳輸信道和PRACH物理信道；12.配置完成後，UE進入CELL_FACH狀態，UE向RNC發送尋呼響應，報告小區更新信息；13.RNC回應小區更新確認消息。
可見，這種處理方式使得UE在CELL_PCH狀態和CELL_FACH狀態之間躍遷時，增加了UE內部信令處理的複雜度，並且延長了UE內部信令的處理時間。

發明內容
本發明的目的是提供一種提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，以克服現有技術中UE在CELL_PCH狀態與CELL_FACH狀態之間轉換時需要重新選擇SCCPCH建立相應信道，使得UE內部信令處理複雜、時間長的缺點，簡化UE內部信令處理，提高UE在CELL_PCH與CELL_FACH狀態之間的躍遷速率。
為此，本發明提供如下的技術方案一種提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，包括以下步驟A、當所述用戶設備在小區前向接入信道CELL_FACH狀態下收到網絡側發送的無線承載重配置完成確認消息後，分別向層2協議實體及物理層發送消息，指示層2協議實體及物理層進入小區尋呼信道CELL_PCH狀態；B、所述層2協議實體和所述物理層分別根據收到的進入CELL_PCH狀態的消息進行對應的動作，使所述用戶設備進入CELL_PCH狀態；C、當所述用戶設備收到網絡側發送的需要發送數據的尋呼消息或自身觸發小區更新後，分別向所述物理層及所述層2協議實體發送消息，指示所述物理層及所述層2協議實體進入CELL_FACH狀態；D、所述物理層和所述層2協議實體分別根據收到的進入CELL_FACH狀態的消息進行對應的動作，使所述用戶設備進入CELL_FACH狀態，並且啟動小區更新過程。
所述步驟C包括C1、所述層2協議實體收到進入CELL_PCH狀態的消息後，停止接收高層數據；C2、所述物理層收到進入CELL_PCH狀態的消息後，停止接收前向接入信道FACH上的數據，只監聽尋呼信道。
所述步驟C1包括無線鏈路控制層停止接收高層數據；分組數據會聚層停止接收高層數據。
所述步驟D包括D1、所述物理層收到進入CELL_FACH狀態的消息後，開始接收前向接入信道FACH上的數據；D2、所述層2協議實體收到進入CELL_FACH狀態的消息後，開始接收高層數據。
所述步驟D2具體為無線鏈路控制層開始接收高層數據。
所述步驟D還包括D3、當所述用戶設備進入CELL_FACH狀態後，如果收到網絡側發送的小區更新確認消息並成功處理完成以後，則指示分組數據會聚層離開CELL_PCH狀態；D4、所述分組數據會聚層收到離開CELL_PCH狀態的消息後，開始接收高層數據。
由以上本發明提供的技術方案可以看出，本發明通過在RLC(無線鏈路控制)和RRC(無線資源控制)之間增加兩條原語，即UE進入CELL_PCH狀態後，指示PDCP和RLC進入CELL_PCH狀態，指示物理層進入CELL_PCH狀態；UE從CELL_PCH狀態向CELL_FACH狀態躍遷時，指示物理層進入CELL_FACH狀態，並指示RLC離開CELL_PCH狀態，使得UE在CELL_PCH/URA_PCH狀態和CELL_FACH狀態躍遷過程中，UE_RRC既不需要刪除MAC(媒質接入控制)層和物理層的FACH/RACH公共信道，也不重建MAC層和物理層的FACH/RACH公共信道。如果這期間有PS(分組交換)域的業務，RRC將同樣會指示PDCP(分組數據集中協議)進入或者離開CELL_PCH狀態。本發明大大簡化了UE內部的信令處理，使得UE可以迅速地在CELL_PCH與CELL_FACH狀態之間進行躍遷，有效地提高了系統響應速度。


圖1是現有協議中CELL_FACH和CELL_PCH之間狀態躍遷流程圖；圖2是本發明方法的實現流程圖；圖3是本發明方法中UE在CELL_FACH和CELL_PCH狀態之間躍遷時的流程圖；圖4是本發明方法中UE在CELL_FACH和CELL_PCH之間狀態轉換示意圖。
具體實施例方式
本發明的核心在於UE從CELL_FACH狀態躍遷到CELL_PCH/URA_PCH狀態時，使UE RRC不刪除MAC和物理層的FACH/RACH公共傳輸信道，也不刪除此物理層PRACH/SCCPCH公共物理信道，只需指示物理層現在不能使用FACH信道，同時指示RLC、PDCP此時已經進入CELL_PCH/URA_PCH狀態，不能發送數據。這樣使UE各個協議實體都進入一種不能發送數據也不能接收FACH數據的狀態，達到了一致性。進入CELL_PCH狀態後，如果此時有PS(分組交換)域的業務發送、其他信令發送或者網絡側通過尋呼通知UE離開CELL_PCH狀態，則RRC啟動脫離CELL_PCH狀態進入CELL_FACH狀態的操作，此操作只需指示RLC、PDCP離開CELL_PCH狀態，同時指示物理層可以使用FACH信道即可，此時不需要重建MAC層和物理層對FACH/RACH公共信道的配置。
本技術領域人員知道，UE開機後進行小區搜索，搜索到一個信號強度滿足駐留條件的小區進行駐留。當收到網絡側發送的系統信息後，根據該系統信息配置公共傳輸信道和物理信道，隨後UE進入空閒模式。隨後，網絡側通過RRC連接建立消息完成UE信令連接的建立，通過RB(Radio bearer，無線承載)建立消息完成UE的業務信道的建立，然後UE進入通話或者其他業務的傳輸狀態。在RB建立完成以後，在UE側記錄當前使用的RAB(Radio access bearer，無線接入承載)對應的RB信息、RB對應的DCH信息。
當出現網絡擁塞或者UE在一段時間內沒有大量的數據傳輸時，UE將暫時不使用專用信道，但是UE的信令連接並不斷開，此時網絡側將通過RB控制過程指示UE離開CELL_DCH狀態，進入CELL_FACH狀態。
UE從CELL_DCH狀態進入CELL_FACH狀態，RRC會按照連接模式重新建立公共傳輸信道(包括RACH、FACH、PCH)和公共物理信道(包括PRACH、SCCPCH、PICH、FPACH(前向物理接入信道))，然後使用公共的信道發送或者接收數據。如果一段時間內UE連少量數據都不需要發送，網絡側有可能指示UE進入CELL_PCH或URA_PCH狀態。由於進入這些狀態可能是暫時的，因此可以使UE繼續保存RB信息和傳輸信道信息，同時也不刪除物理層公共傳輸信道和公共物理信道，以提高UE從CELL_FACH狀態躍遷到CELL_PCH/URA_PCH狀態時的躍遷速度。同樣，當UE在CELL_PCH/URA_PCH狀態時，由物理層監聽尋呼信道，物理層檢測到本UE的尋呼信息時，通過MAC上報給RRC，RRC收到尋呼消息後，指示物理層和層2協議實體進入CELL_FACH狀態，這時，使UE即可重新使用保存的RB信息和傳輸信道信息，同時也不需要重建物理層公共傳輸信道和公共物理信道，提高了UE從CELL_FACH狀態躍遷到CELL_PCH/URA_PCH狀態時的躍遷速度。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
參照圖2，圖2示出了本發明方法的實現流程，包括以下步驟步驟201當UE在CELL_FACH狀態下收到網絡側發送的無線承載重配置完成確認消息後，分別向層2協議實體及物理層發送消息，指示層2協議實體及物理層進入小區尋呼信道CELL_PCH狀態。
當UE從CELL_DCH進入CELL_FACH狀態後，RRC會按照連接模式重新建立公共傳輸信道(包括RACH/FACH/PCH)和公共物理信道(PRACH/SCCPCH/PICH/FPACH)，然後使用公共的信道發送或者接收數據。
UE在CELL_FACH狀態下，如果一段時間內UE連少量數據都不需要發送時，網絡側向UE發送無線承載重配置消息，UE收到該消息後，根據該消息進行無線承載重配置，完成後向網絡側發送無線承載配置完成消息。網絡側收到該消息後，向UE回應無線承載重量配置完成確認消息。
此時，UE並不刪除MAC層的CELL_RNTI(小區無線網絡臨時標識符)，也不需要根據系統信息重新配置物理層PCH/PICH(尋呼信道/尋呼指示信道)信息，而只需分別向層2協議實體和物理層發送消息，指示層2協議實體及物理層進入小區尋呼信道CELL_PCH狀態。
進入CELL_PCH狀態UE是不能收發數據的，因此層2協議實體和物理層收到相應消息後，進到步驟202。
步驟202層2協議實體和物理層分別根據收到的進入CELL_PCH狀態的消息進行對應的動作，使用戶設備進入CELL_PCH狀態。
具體動作如下層2協議實體收到進入CELL_PCH狀態的消息後，PDCP協議實體和RLC協議實體均停止接收高層數據；物理層收到進入CELL_PCH狀態的消息後，停止接收FACH信道上的數據，只監聽尋呼信道。
UE在CELL_PCH狀態下，如果此時網絡側需要發送數據，可以通過尋呼指示UE發起小區更新，然後網絡側根據需求配置相應的信道，通過小區更新確認消息指示給UE；UE在CELL_PCH狀態下，還可由其自身的協議實體觸發小區更新，即進入步驟203。
步驟203當UE收到網絡側發送的尋呼消息或自身觸發小區更新後，分別向物理層及層2協議實體發送消息，指示物理層及層2協議實體進入CELL_FACH狀態。
步驟204物理層和層2協議實體分別根據收到的進入CELL_FACH狀態的消息進行對應的動作，使用戶設備進入CELL_FACH狀態，同時UE啟動小區更新過程，並向網絡側發送小區更新消息。
具體動作如下物理層收到進入CELL_FACH狀態的消息後，開始接收FACH信道上的數據。
層2協議實體收到進入CELL_FACH狀態的消息後，RLC協議實體開始接收高層數據。
UE進入CELL_FACH狀態後，如果此時其他協議實體(比如，NAS層信令發送)有數據要發送則會通知RRC離開CELL_PCH/URA_PCH狀態。RRC收到這樣的消息後就會發起「上行鏈路數據發送」的小區更新。
步驟205UE收到網絡側發送的小區更新確認消息並成功處理該消息後，指示PDCP協議實體離開CELL_PCH狀態。
步驟206PDCP協議實體收到離開CELL_PCH狀態的消息後，開始接收高層數據。
在本發明中，如果UE從IDLE(空閒)進入CELL_FACH狀態，UE會建立連接模式下的RACH/FACH信道。在CELL_FACH狀態下，UE有可能只是建立了信令RB(無線承載)，即SRB1、SRB2、SRB3，UE也有可能建立起了PS(分組交換)域的業務信道，激活了PS域的RAB(無線接入承載)，網絡側和終端通過公共信道發送PS域的業務。如果此時網絡側的重配置消息要求UE在本小區進入CELL_PCH/URA_PCH狀態，這種狀態可能是暫時的，收到這條重配置消息以後，此時UE並不刪除MAC層的傳輸信道、RLC SRB的信息，以及RABM(無線接入承載管理)對應的RAB信息。同時為了保證RLC和PDCP不發送上行鏈路數據，RRC通過一條消息指示RLC和PDCP進入CELL_PCH/URA_PCH狀態，RLC和PDCP收到這條消息以後就停止了數據和信令的發送和接收，如果此時高層PS域有數據要發送，PDCP會通知RRC需要發送數據。同樣如果RLC有數據發送也同樣會通知RRC離開CELL_PCH/URA_PCH狀態，RRC收到這樣的消息就會發起「上行鏈路數據發送」的小區更新。如果在CELL_PCH狀態網絡側需要發送數據，可以通過尋呼指示UE發起小區更新，然後網絡側根據需求配置相應的小區更新確認消息給UE。
可見，利用本發明，UE在CELL_PCH/URA_PCH狀態和CELL_FACH狀態躍遷過程中，UE RRC既不需要刪除MAC層和物理的FACH/RACH公共信道，也不重建MAC層和物理的FACH/RACH公共信道。只需在RLC和RRC之間增加兩條消息即可實現這種狀態的轉換。如果這期間有PS域的業務，RRC將同樣會指示PDCP進入或者離開CELL_PCH狀態。這樣，UE就可以迅速地在CELL_PCH與CELL_FACH狀態之間進行狀態躍遷並且簡化了UE內部的信令處理。
參照圖3，圖3示出了UE在CELL_FACH和CELL_PCH狀態之間躍遷時的流程圖1.當UE處於CELL_FACH狀態時，收到RNC發送的無線承載重配置消息，指示UE進入CELL_PCH狀態；2.UE進行無線承載重配置，完成後向RNC發送無線承載重配置完成消息；3.RNC回應完成確認消息；4.UE收到該消息後，指示PDCP、RLC進入CELL_PCH狀態；5.PDCP、RLC停止接收高層數據；6.UE指示物理層進入CELL_PCH狀態；7.物理層停止接收FACH信道上的數據，只監聽尋呼信道；8.UE在CELL_PCH狀態時，監聽PCCH(尋呼控制信道)的尋呼信息，當監聽到需要上行鏈路數據傳輸時，需要遷移到CELL_FACH狀態；9.UE收到尋呼信息後觸發「尋呼響應」的小區更新；10.UE同時指示物理層進入CELL_FACH狀態；11.物理層根據該指示開始接收FACH信道上的數據；12.UE指示RLC離開CELL_PCH狀態；13.RLC根據該指示開始接收高層數據；14.UE進入CELL_FACH狀態後，向RNC發送小區更新尋呼響應；
15.RNC回應小區更新確認消息；16.UE收到小區更新確認消息後，指示PDCP離開CELL_PCH狀態；17.PDCP根據該指示開始接收高層數據。
UE在CELL_FACH和CELL_PCH之間狀態轉換如圖4所示假設UE的初始狀態為CELL_FACH狀態，即已經建立公共傳輸信道。
(1)UE在CELL_FACH狀態時，RNC發送RB重配置消息，新狀態是CELL_PCH；(2)UE收到該消息後，由RRC(無線資源控制)指示RLC停止發送、接收數據，UE進入CELL_PCH狀態，此時UE並不刪除FACH/RACH信道；(3)RRC收到NAS(非接入層)信令或RLC數據發送請求消息後，進入CELL_FACH狀態，此時UE不需要重建FACH/RACH信道，通知RLC現在可以發送數據；(4)然後，UE向RNC發起上行鏈路數據傳送的小區更新消息。
可見，UE從CELL_FACH狀態躍遷到CELL_PCH/URA_PCH狀態，UE RRC不刪除MAC和物理層的FACH/RACH公共傳輸信道，也不刪除物理層的PRACH/SCCPCH公共物理信道，只要指示物理層現在不能使用FACH信道，同時指示RLC、PDCP此時已經進入CELL_PCH/URA_PCH狀態，不能發送數據，這樣，UE的各個協議實體就都進入了一種不能發送數據也不能接收FACH數據的狀態；當UE從CELL_PCH/URA_PCH狀態躍遷到CELL_FACH狀態時，UE RRC不重建MAC和物理層對FACH/RACH公共信道的配置，只是指示RLC、PDCP離開PCH狀態，同時指示物理層可以使用FACH信道。如果這期間有PS域的業務發送、其他信令發送或者網絡側通過尋呼通知UE離開CELL_PCH/URA_PCH狀態，RRC即可啟動脫離CELL_PCH/URA_PCH狀態的操作。
通過這種處理方式，大大簡化了UE內部的信令處理。
雖然通過實施例描繪了本發明，本領域普通技術人員知道，本發明有許多變形和變化而不脫離本發明的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本發明的精神。
權利要求
1.一種提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，其特徵在於，包括以下步驟A、當所述用戶設備在小區前向接入信道CELL_FACH狀態下收到網絡側發送的無線承載重配置完成確認消息後，分別向層2協議實體及物理層發送消息，指示層2協議實體及物理層進入小區尋呼信道CELL_PCH狀態；B、所述層2協議實體和所述物理層分別根據收到的進入CELL_PCH狀態的消息進行對應的動作，使所述用戶設備進入CELL_PCH狀態；C、當所述用戶設備收到網絡側發送的需要發送數據的尋呼消息或自身觸發小區更新後，分別向所述物理層及所述層2協議實體發送消息，指示所述物理層及所述層2協議實體進入CELL_FACH狀態；D、所述物理層和所述層2協議實體分別根據收到的進入CELL_FACH狀態的消息進行對應的動作，使所述用戶設備進入CELL_FACH狀態，並且啟動小區更新過程。
2.根據權利要求1所述的提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，其特徵在於，所述步驟C包括C1、所述層2協議實體收到進入CELL_PCH狀態的消息後，停止接收高層數據；C2、所述物理層收到進入CELL_PCH狀態的消息後，停止接收前向接入信道FACH上的數據，只監聽尋呼信道。
3.根據權利要求2所述的提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，其特徵在於，所述步驟C1包括無線鏈路控制層停止接收高層數據；分組數據會聚層停止接收高層數據。
4.根據權利要求1所述的提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，其特徵在於，所述步驟D包括D1、所述物理層收到進入CELL_FACH狀態的消息後，開始接收前向接入信道FACH上的數據；D2、所述層2協議實體收到進入CELL_FACH狀態的消息後，開始接收高層數據。
5.根據權利要求4所述的提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，其特徵在於，所述步驟D2具體為無線鏈路控制層開始接收高層數據。
6.根據權利要求1所述的提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，其特徵在於，所述步驟D還包括D3、當所述用戶設備進入CELL_FACH狀態後，如果收到網絡側發送的小區更新確認消息並成功處理完成以後，則指示分組數據會聚層離開CELL_PCH狀態；D4、所述分組數據會聚層收到離開CELL_PCH狀態的消息後，開始接收高層數據。
全文摘要
本發明公開了一種提高用戶設備狀態躍遷速度的方法，包括當用戶設備在小區前向接入信道CELL_FACH狀態下收到網絡側發送的無線承載重配置完成確認消息後，分別向層2協議實體及物理層發送消息，指示其進入小區尋呼信道CELL_PCH狀態；層2協議實體和物理層進行對應的動作，使用戶設備進入CELL_PCH狀態；當用戶設備收到網絡側發送的需要發送數據的尋呼消息或自身觸發小區更新後，分別向物理層及層2協議實體發送消息，指示其進入CELL_FACH狀態；物理層和層2協議實體進行對應的動作，使用戶設備進入CELL_FACH狀態，並且啟動小區更新過程。利用本發明，可以簡化用戶設備內部信令處理，提高用戶設備狀態躍遷速度。
文檔編號H04W36/24GK1867163SQ200510070698
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月18日 優先權日2005年5月18日
發明者熊軍, 李裕國 申請人:大唐移動通信設備有限公司