適應移動網絡的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及電信，以及特別是，涉及用于適應移動網絡的方法。也描述了節點、通信系統、計算機程序、以及計算機程序產品。
【背景技術】
[0002]在長期演進(LTE)，即演進的通用陸地無線電接入網(UMTS)移動通信系統(E-UTRAN)，的上下文內來描述本公開。應當理解的是，本文中描述的問題和解決方案等同地適用于實現其它接入技術和標準的無線接入網和用戶設備(UE)。LTE用作實施例能夠適用的示例技術，以及因此在說明書中使用LTE特別用于理解問題和解決該問題的解決方案。
[0003]出于容易理解，在以下描述LTE移動性。
[0004]無線電資源控制(RRC)(第三代合作伙伴計劃(3GPP)技術規范(TS) 36.331，例如V10.8.5 (2013-01))是在LTE無線電接入網(E-UTRAN)中用于配置、重新配置和一般連接處理的主要信令協議。RRC控制許多功能，諸如連接建立、移動性、測量、無線電鏈路失敗和連接恢復。這些功能具有對于本公開的相關性，以及因此在下文中在某種程度上進一步詳細地被描述。
[0005]在LTE中的UE可以處于兩種RRC狀態中:RRC_C0NNECTED和RRC_IDLE。在RRC_CONNECTED狀態中，移動性是基于例如由UE提供的測量被網絡控制的，即網絡基于例如由UE提供的測量，判決UE應當何時被切換以及被切換到哪個小區。網絡，即LTE無線電基站(在E-UTRAN中，分別被稱為演進的節點基站(eNodeB或eNB))配置各種測量事件、閾值等，基于此UE然后發送報告給網絡，使得網絡能夠做出聰明的判決以在UE移動離開當前小區時將UE切換到更強的小區。
[0006]圖1 說明了根據 3GPP TS 36.300，例如 VlL 4.0 (2013-01)，圖 10.1.2.1.1-1 的LTE RRC切換過程。圖1說明了 LTE RRC切換過程。在移動網絡100中，UE 102連接到LTE無線電接入網的源eNodeB 104，源eNodeB 104受核心網的分組交換域的移動性管理實體(MME)106控制。目標eNodeB 108受MME 106控制。用戶設備102與核心網的服務網關110交換數據。在切換期間，用戶設備102從源eNodeB 102切換到無線電接入網的目標eNodeB108。由虛線箭頭來指示對應的用戶數據信令。由點劃線箭頭來指示L3控制信令，以及由實線箭頭來指示L1/L2控制信令。源節點104在第一步驟I中發送管理控制信息給用戶設備102，用戶設備102進而在步驟2中發送對應的測量報告給源eNodeB 104。于是，源eNodeB104在步驟3中執行切換判決，以及在步驟4中發送切換請求給目標eNodeB 108。在步驟5中執行了準入控制后，目標eNodeB 108在步驟6中發送切換請求應答給源eNodeB 102，源eNodeB 102在步驟7中開始朝向UE 100的RRC連接重新配置。
[0007]圖2說明了與本公開有關的LTE切換(HO)過程的部分的簡圖。應當注意的是，實際上在目標eNB中準備HO命令，但是經由源eNB來傳送消息。S卩，UE看到的是，該消息來自源eNB。移動網絡200包括源eNodeB 204和目標eNodeB 208。UE 202連接到源eNodeB204。在將測量配置從源eNodeB 204發送給用戶設備202的步驟210之后，在步驟212中，用戶設備202執行A3事件，在A3事件中，分別與源eNodeB 204的信號強度或信號質量相比，目標eNodeB 208的信號強度或信號質量可能被檢測到是更好的，以及在步驟214中，用戶設備202相應地報告測量報告給源eNodeB 204。在步驟216中的對應切換判決后，源eNodeB 204在步驟218中發送切換請求給目標eNodeB 208，目標eNodeB 208進而在步驟220中發送切換應答給源eNodeB 204。源eNodeB 204接著在步驟222中發送切換命令給用戶設備202，用戶設備202在步驟224中執行隨機接入過程，在隨機接入過程中，專用的前導碼被提交給目標eNodeB 208。此外，進一步的箭頭226-230涉及切換過程的完成。在步驟226中，可以從目標eNodeB 208將上行鏈路(UL)準許和跟蹤區域(TA)發送給UE 202。在步驟228中，可以從UE 202將HO確認發送給目標eNodeB 208。在步驟230中，可以從目標 eNodeB 208 將釋放上下文發送給源 eNodeB 204。步驟 210、214、216、218、220、222、224對應于圖1中的步驟1、2、3、4、6、7、和11。
[0008]在RRC_IDLE中，由基于UE的小區選擇來處理移動性，其中游牧的UE 102,202例如基于在小區中廣播的各種指定判據和參數，來選擇“最佳”小區來預占(camp on)。例如，各種小區或頻率層可能優先于其它小區或頻率層，使得只要在特定小區中的信標或導頻的測量質量好于從其它小區接收的某一其它信標或導頻，則UE 102,202試圖預占該特定小區。
[0009]如上所述，本公開主要關注于與網絡控制的移動性相關聯的問題，即對于在RRC_CONNECTED狀態中的LTE UE。因此，以下更詳細地描述與失敗切換相關聯的問題。
[0010]在常規情況下，以及當RRC_C0NNECTED UE 102、202移動離開第一小區(還被稱為源小區)的覆蓋時，在丟失至第一小區的連接之前，它應當被切換到鄰近小區(還被稱為目標小區或第二小區)。即，期望的是，貫穿于切換，在沒有中斷或最小化中斷的情況下來維持連接，使得終端用戶不知道正在進行中的切換。為了使這個方面成功，有必要的是
-指示對于移動性的需求的測量報告由UE 102、202來傳送，并且被源eNB 104、204接收，以及
-源eNB 104、204具有充足的時間來準備至目標小區的切換(通過，除了其它之外，從控制目標小區的目標eNB 108、208請求切換)，以及
-UE 102,202接收來自網絡的如由控制目標小區的目標eNB 108,208所準備的并且經由源小區被發送給UE 102,202的切換命令消息，見圖1和圖2。
[0011]另外，以及為了使切換成功，UE 102、202必須最后在建立至目標小區的連接中成功，在LTE中這要求在目標小區中成功的隨機接入請求，以及隨后的HO完成消息。注意的是，規范在消息的命名中可能稍微不同。這不限制本公開的應用性。例如，在圖2的步驟222中被標記為HO命令的切換命令對應于圖1的步驟7的RRC配置重新配置，以及圖2的步驟228的切換確認消息對應于圖1的步驟11的RRC配置重新配置完成。
[0012]因此，清楚的是，為了使所有這些都成功，有必要的是，充分早地開始導致成功切換的一系列事件，以便至第一小區的無線電鏈路(在它上，這個信令發生)在該信令完成之前沒有惡化太多。如果此類惡化在切換信令在源小區(即，第一小區)中完成之前發生，則該切換很可能失敗。此類切換失敗(HOFs)明顯是不期望的。因此，當前的RRC規范提供了各種觸發器、定時器、以及閾值以便適當地配置測量，使得對于切換的需求能夠可靠地并且充分早地被檢測到。
[0013]在圖2中，在步驟212中，由所謂的A3事件來觸發示例性測量報告，簡言之，其對應于鄰近小區被發現有比當前服務小區好的偏移的場景。應當注意的是，存在能夠觸發報告的多種事件。
[0014]可能發生的是，UE 102、202丟失至UE 102、202當前連接到的小區的覆蓋。這可能在以下情況中發生:當UE 102、202進入衰落波谷時，或如上所述需要切換，但是出于一個或另一個原因切換失敗。如果“切換區域”非常短，這尤其如此。通過不斷地監測例如在如在 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)中描述的物理層上的無線電鏈路質量，UE 102、202自己能夠宣告無線電鏈路失敗，以及自動地開始RRC重新建立過程。如果重新建立是成功的，其取決于，除了其它之外，所選擇的小區和控制該小區的eNB 104、108、204、208是否準備好來維持至UE 102、202的連接，則在UE 102、202和eNB 104、108、204、208之間的連接能夠恢復。重新建立的失敗意味的是，UE 102、202轉到RRC_IDLE，以及連接被釋放。為了繼續通信，那么全新的RRC連接必須被請求和建立。
[0015]在以下，描述特征:雙連通性和RRC多樣性。
[0016]雙連通性是從UE的視角所定義的特征，其中UE可以同時與至少兩個不同的網絡點來接收和傳送。至少兩個網絡點可以經由回程鏈路彼此連接，使得UE能夠經由另一個網絡點與網絡點中的一個網絡點通信。雙連通性是在3GPP發布12 (Rel-12)內在小小區增強的傘工作(umbrella work)內正在被標準化的特征中的一個特征。
[0017]雙連通性是對于當多個聚合網絡點在相同或分開的頻率上操作時的情況而被定義的。UE正在聚合的每個網絡點可以定義獨立的小區或它可以不定義獨立的小區。在這方面，從UE的視角，詞語“獨立小區”可以特別指示的是，每個網絡點，從而每個小區，可以表示分開的小區。作為對比，從UE的視角，不定義獨立小區的網絡點可以被認為是一個相同的小區。還預見的是，從UE的視角，UE可以在UE正在聚合的不同的網絡點之間應用某一形式的時分復用(TDM)方案。這意味的是，在往返于不同聚合網絡點的物理層上的通信實際上可能不是同時的。
[0018]作為特征的雙連通性擁有與載波聚合和協作多點(CoMP)的許多相似性。主要區別因素在于，考慮松弛的回程和對網絡點之間的同步要求的不那么嚴格的要求來設計雙連通性。這與載波聚合和CoMP形成對照，其中在連接的網絡點之間假定嚴格同步和低延時回程。
[0019]雙連通性在網絡中將允許的特征的示例是:
-RRC多樣性(例如，來自源和/或目標的切換(HO)命令);在這方面，詞語“RRC多樣性”可以特定指示一種場景，在該場景中，可以經由網絡和UE之間的至少兩個連接來傳送控制信令；
-無線電鏈路失敗(RLF)魯棒性(僅當兩個鏈路失敗時失敗)；
-解耦上行鏈路(UL)/下行鏈路(DL)(至例如具有對應于小小區或微微小區的LPD的低功率節點(LPN)的UL，來自宏小區的DL);
-宏錨載波和LPN數據增強節點(多個)的聚合；
-選擇性切換(例如，往返于多個節點的數據)； -與具有宏小區中的C-平面的核心網(CN)隱藏小小區之間的移動性；以及-網絡共享(運營商可能希望總是使控制平面和IP語音(VoIP)終止在它們自己的宏中，但是可能愿意將盡力而為業務卸載到共享網絡)。
[0020]圖3說明了 UE 302至錨304a和增強節點304b的雙連通性的特征。
[0021]在雙連通性中的UE 302維持至錨和增強節點304a、304b的并發連接334a、334b。正如名字所暗示的那樣，錨節點304a終止朝向UE 302的控制平面連接，以及因此是UE 302的控制節點。UE 302還從錨304a讀取系統信息。在圖3中，系統信息及其空間可用性由虛線圓指示。除了錨304a之外，UE 203可以連接到一個或若干個增強節點304b以用于額外的用戶平面支持。在這方面，詞語“增強”可以表示的是，在UE的數據分組速率方面，UE的性能可以改進，因為另外可以經由增強節點來傳送用戶平面數據。為此，由錨使用的傳輸頻率可以與由增強節點所使用的傳輸頻率不同。
[0022]從UE 302的視點來定義錨和增強節點的作用。這意味的是，擔當至一個UE 320的錨304a的節點可以擔當至另一個UE 302的增強節點304b。類似地，盡管UE 302從錨節點304a讀取系統信息，但是擔當至一個UE 302的增強節點304b的節點可以向或可以不向另一個UE 302分發系統信息。
[0023]圖4說明了在錨節點或增強節點中的控制平面和用戶平面終止。這個協議架構可以表示符合雙連通性和RRC多樣性的示例性協議終止。在圖4中示出的協議架構被建議作為用于實現在具有松弛的回程要求的部署中在LTE Rel-12中的雙連通性的前進之路。在用戶平面434中，采用分布式分組數據匯聚協議(PDCP)/無線電鏈路控制(RLC)方法，其中增強節點和錨終止它們各自承載的用戶平面436，具有經由多路徑傳輸控制協議(MPTCP)實現用戶平面會聚的可能性，MPTCP可以向若干連接提供分割的業務。在控制平面434中，RRC和分組數據匯聚協議(PDCP)被集中在錨，具有經由錨、增強節點，或甚至同時在兩個鏈路上路由RRC消息的可能性。為便于完整性，“NAS”可以表示非接入層協議層，“RLC”可以表示無線電資源控制協議層，“MAC”可以表示媒體訪問控制協議層，以及“PHYS”可以表示物理層。
[0024]在使得能夠雙連通性和RRC多樣性的又一個示例性協議終止中，RRC被終止在錨節點中，以及rocp可用于錨節點和增強節點兩者。
[0025]然而，以下描述的問題可能出現。
[0026]問題可以與對于UE連接到一個網絡點(因此一個小區)的場景的切換失敗和無線電鏈路失敗有關。在下文中，描述切換和無線電鏈路失敗魯棒性。
[0027]移動寬帶的最近和快速采用已經導致對于增加蜂窩網絡的容量的需求。一種用于實現此類容量增加的解決方案是使用由具有不同“大小”的若干層的小區組成的密集網絡:宏小區確保大覆蓋，其中小區包含大區域，而微_、微微-以及甚至毫微微-小區被部署在對于容量有大的需求的熱點區域中。那些小區典型地提供在小得多的區域中的連通性，但是通過增加另外的小區(以及控制那些小區的無線電基站)，隨著新小區卸載宏小區，容量增加。
[0028]圖5說明了 UE 502移動離開微微小區538的微微小區區域進入宏小區540的宏小區區域中。由箭頭542來指示用戶設備502的移動方向。這個圖可以說明對于UE 502的切換的典型場景。
[0029]不同“層”的小區可以被部署在相同的載波上(S卩，重用-1樣式，其中所有的鄰近小區可以使用相同的頻率)，小小區可以被部署在不同的載波上，以及甚至可以使用不同的技術來部署在各種層上的不同小區(例如，作為一種非排他性示例，在宏-和微-層上的3G/高速分組接入(HSPA)，以及在微微層上的LTE)。在這方面，詞語“層”可以特定指示相對于在小區中使用的傳輸頻率或載波的小區的更高抽象級別。
[0030]當前有大的興趣來研究對于此類異構網絡的可能性，以及運營商對此類部署感興趣。然而，也已經發現的是，如上簡要論述的，此類異構網絡可能導致切換失敗率增加。一個原因是，在異構網絡中的切換區域可能非常短，意味的是切換可能失敗，因為在完成至目標小區的切換之前UE丟失至源小區的覆蓋。例如，當UE離開微微小區時，可能發生的是，該微微小區的覆蓋邊界非常銳利，使得UE在丟失至微微小區的覆蓋之前未能接收至宏的任何切換命令，見圖5或圖6。
[0031]圖6說明了微微/宏小區變化對宏/宏小區變化的切換區域。網絡包括微微小區638、宏小區640a、以及又一個宏小區640b。該圖的橫坐標644可以表不參考信號接收功率(RSRP),以及該圖的縱坐標646可以表不距離。曲線666可以表不由UE從宏小區640a所感知的RSRP，曲線668可以對應于由UE從微微小區638所感知的RSRP，以及曲線670可以表示由UE從另一個宏小區640b所感知的RSRP。與在宏小區640a、640b之間的切換區域674相比，從宏小區640a到微微小區638的切換區域以及反之亦然小。
[0032]當連接到宏小區的UE突然進入在相同載波上的微微小區時，類似的問題可能出現:現在可能發生的是，微微小區的控制信道與UE為了完成切換需要從宏小區接收的信號干擾，以及因此切換失敗。
[0033]為了研究所增加的切換識別的后果以及用于減輕那些后果的解決方案，3GPP當前正在致力于對于修正的評估和技術解決方案，如在TR 36.839中描述中，例如VlL 1.0(2013-01)。
[0034]在下文中，描述了關鍵性能指示(KPI)降級和對于路測的需求。在這方面，詞語“關鍵性能指示”可以特定表示由網絡收集的信息，該信息可以與該網絡的性能特點有關，使得對應的管理網絡運營商可以相應地適應該網絡。例如，KPI可以與切換失敗有關以及可以指示以下信息:諸如切換多久可以發生一次，切換可以在哪個區域中發生，對于切換發生的原因等。詞語“路測”可以特定表示一種過程，在該過程中，專用測試設備，例如用戶設備，可以移動通過網絡，例如可以在附近行進，以及可以測試與例如連通性有關的網絡特點。在一個選項中，例如軟件的實體可以在空間上被固定地安裝在網絡中以及可以在該網絡中從用戶設備收集對應的信息。
[0035]現今，確定在無線電網絡中在某一位置處經歷的KPI問題是否是由于小區沒有接收到UE傳輸或是否是UE沒有接收到小區傳輸或這兩者是非常難的。失敗排除的當前典型方式是進行路測以及既收集具有時間戳事件/傳輸的小區蹤跡又收集從用于路測的UE所收集的具有事件/傳輸的UE蹤跡。這里，詞語“蹤跡”可以指的是日志信息的集合。
[0036]在3GPP中，已經做出努力以支持:當經歷連接問題或在接入系統中的問題時UE收集一些信息，以及接著當至網絡(NW)的連通性被建立時，在連接被建立的隨后的時間處，NW能夠要求UE傳送所收集的信息。所收集的信息具有基于UE的內部時鐘的時間戳信息以及還具有位置信息。
[0037]路測和使用對于路測的特定UE可能不會總是能夠發現間歇失敗或進入到問題實際上發生的位置中。如果是UE供應商的特定問題，則用于路測的UE可能沒有與由網絡中的用戶所使用的UE中的一些UE相同種類的失敗。不僅如此，常規路測典型地非常昂貴。存在用于收集數據的大量成本以及還存在當對數據分析時的成本。由于路測人員需要收集關于相當詳細級別的所有數據并且希望在所收集的大量數據中在路測期間所收集的數據中間隙失敗發生并且被捕獲，因此數據分析可能是成本高并且困難的。
[0038]假設UE能夠同時連接到若干小區的系統，當前不清楚UE應當如何評估無線電鏈路失敗以及系統在這些無線電鏈路失敗或所維持的連接中的一些連接的其它連通性問題時應當如何做出反應。
[0039]此外，在某一時間處在某些位置中對于經歷無線電鏈路問題的UE由無線電網絡進行的KPI評估是有問題的，這是由于在這些情況下至U