一種對(duì)用戶設(shè)備接入流程的優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對(duì)用戶設(shè)備接入流程的優(yōu)化方法，屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括以下步驟：在空閑轉(zhuǎn)態(tài)下，用戶設(shè)備UE進(jìn)行上行同步調(diào)整；基站eNodeB基于接收到的UE的連接請(qǐng)求，識(shí)別UE并根據(jù)UE的上下文信息進(jìn)行相關(guān)配置處理，向UE發(fā)送配置消息，指示無線承載的詳細(xì)配置信息，并同時(shí)向移動(dòng)管理實(shí)體MME發(fā)送建立或喚醒S1承載的請(qǐng)求消息；基站eNodeB接收到MME返回的響應(yīng)消息后，保存S1承載相關(guān)配置，指示UE完成后續(xù)的數(shù)據(jù)發(fā)送。本方法通過把E?RAB承載分開控制管理，即MME控制管理S1承載，eNodeB控制管理無線承載，實(shí)現(xiàn)無線承載(RB)與S1承載并行建立，減少信令交互的次數(shù)，從而解決信令擁塞以及時(shí)延惡化的問題，提升網(wǎng)絡(luò)容量以及網(wǎng)絡(luò)性能。
【專利說明】
一種對(duì)用戶設(shè)備接入流程的優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)接入流程優(yōu)化的方法
【背景技術(shù)】
[0002]時(shí)延作為移動(dòng)通信重要指標(biāo)之一，它影響著用戶的體驗(yàn)。在歐盟的5GMETIS中，低時(shí)延、高可靠性場(chǎng)景被定義為5G“五大核心場(chǎng)景”之一，中國的5G白皮書提出5G將提供“零時(shí)延”的用戶體驗(yàn)。所以，在未來的5G通信中，低時(shí)延將是一個(gè)重要的需求，尤其在車聯(lián)網(wǎng)中。
[0003]在目前的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)中，時(shí)延分為控制面時(shí)延和用戶面時(shí)延，而控制面時(shí)延是影響用戶體驗(yàn)的最主要指標(biāo)，因此優(yōu)化控制面時(shí)延是優(yōu)化時(shí)延的主要途徑?？刂泼鏁r(shí)延是指接入流程所對(duì)應(yīng)的時(shí)延，即用戶設(shè)備(UE)由空閑狀態(tài)到連接狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。當(dāng)UE處在空閑狀態(tài)時(shí)，不存在演進(jìn)的無線接入承載(E-RAB承載)，UE不可以與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。E-RAB承載包括無線承載(RB)和SI承載，而無線承載包括信令無線承載O(SRBO)、信令無線承載I (SRBl)、信令無線承載2(SRB2)和數(shù)據(jù)無線承載(DRBs)。無線承載是基站(eNodeB)與UE之間的數(shù)據(jù)傳輸通道，SI承載是eNodeB和服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。對(duì)于處在空閑狀態(tài)的UE，當(dāng)有上行業(yè)務(wù)時(shí)，首先經(jīng)過接入流程由空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)換到連接狀態(tài)，即建立E-RAB承載，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送?，F(xiàn)有的LTE中，UE接入流程的方法(即信令交互)如圖1示，包括以下步驟:
[0004]步驟I:當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)后，處于空閑狀態(tài)下的UE向eNodeB發(fā)送前導(dǎo)消息使eNodeB獲知有一個(gè)請(qǐng)求并估計(jì)該UE上行同步的時(shí)間調(diào)整量(TA);
[0005]步驟2:eNodeB向UE發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)消息，該消息包含TA、上行授權(quán)；
[0006]步驟3:UE接收到隨機(jī)接入響應(yīng)消息后，根據(jù)TA進(jìn)行上行同步調(diào)整，然后在上行授權(quán)位置向eNodeB發(fā)送無線資源控制(RRC)連接請(qǐng)求消息去建立RRC連接。這條消息在SRBO承載上傳輸，包含UE標(biāo)識(shí)號(hào)和建立的場(chǎng)景；
[0007]步驟4: eNodeB發(fā)送RRC連接設(shè)置消息到UE，這條消息在SRBO承載上傳輸，包含SRBl承載的詳細(xì)配置信息。UE接收到這條信息后，進(jìn)行RRC連接建立以及SRBl承載的配置；
[0008]步驟5:UE向eNodeB發(fā)送RRC連接設(shè)置完成消息去通知eNodeB RRC連接已經(jīng)建立以及SRBl承載建立完成，這條消息在SRBl承載上傳輸，該消息還包括非接入層(NAS)服務(wù)請(qǐng)求信息；
[0009]步驟6:接收到RRC連接設(shè)置完成消息之后，eNodeB向移動(dòng)管理實(shí)體(MME)發(fā)送NAS服務(wù)請(qǐng)求消息去請(qǐng)求建立SI承載以及獲取UE的上下文信息；
[0010]步驟7:MME收到NAS服務(wù)請(qǐng)求消息之后，根據(jù)UE的上下文信息，配置E-RAB承載以及創(chuàng)建UE的安全密鑰等，然后向eNodeB發(fā)送連接設(shè)置消息，這條消息中主要包含E-RAB承載參數(shù)以及安全信息；
[0011]步驟8:接收到來自MME連接設(shè)置消息后，eNodeB配置SI承載并建立UE的上下文信息。eNodeB向UE發(fā)送安全模式命令消息去激活UE的安全模式，這條消息包含一致性保護(hù)算法和加密算法，同時(shí)eNodeB向UE發(fā)送RRC連接重配置消息去建立SRB2承載以及DRBs承載，這條消息包括SRB2和DRBs詳細(xì)的配置信息，也包括測(cè)量配置、移動(dòng)性控制等信息。這兩條消息在SRBl承載上傳輸；
[0012]步驟9:配置完成后，UE發(fā)送安全模式完成消息以及RRC連接重配置完成消息去通知eNodeB成功完成了安全模式的激活以及成功建立了SRB2以及DRBs承載；
[0013]UE完成上述接入流程的信令交互之后，就可以與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互了。接下來，UE發(fā)送上行數(shù)據(jù)到eNodeB，eNodeB把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到SGW。
[0014]通過上述現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)中接入流程可知，E-RAB承載完全由MME控制管理，UE由空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)換到連接狀態(tài)至少需要經(jīng)過9條信令的交互，這個(gè)過程的時(shí)延至少為80ms。在未來的5G通信中，可能存在大量處于空閑狀態(tài)下的UE在短時(shí)間內(nèi)發(fā)起接入請(qǐng)求去發(fā)送上行數(shù)據(jù)，例如在車聯(lián)網(wǎng)中，如果某個(gè)路段發(fā)生了交通事故，則事故地點(diǎn)周圍大量的車輛需要上報(bào)信息，而這些信息需要被及時(shí)的送到網(wǎng)絡(luò)中心。針對(duì)上述場(chǎng)景，如果采用LTE現(xiàn)有的接入流程，則將出現(xiàn)大量的信令開銷以至于產(chǎn)生信令擁塞，造成系統(tǒng)容量下降以及接入時(shí)延的嚴(yán)重惡化，進(jìn)而影響網(wǎng)絡(luò)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的在于為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種對(duì)用戶設(shè)備接入流程優(yōu)化的方法，通過把E-RAB承載分開控制管理，即MME控制管理SI承載，eNodeB控制管理無線承載，實(shí)現(xiàn)無線承載(RB)與SI承載并行建立，減少信令交互的次數(shù)，從而解決信令擁塞以及時(shí)延惡化的問題，提升網(wǎng)絡(luò)容量以及網(wǎng)絡(luò)性能。
[0016]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種對(duì)用戶設(shè)備接入流程的優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0017]步驟1:在空閑轉(zhuǎn)態(tài)下，用戶設(shè)備UE進(jìn)行上行同步調(diào)整；
[00? 8]步驟2:基站eNodeB基于接收到的UE的連接請(qǐng)求，識(shí)別UE并根據(jù)UE的上下文信息進(jìn)行相關(guān)配置處理，向UE發(fā)送配置消息，指示無線承載的詳細(xì)配置信息(包括:信令無線承載I(SRBl)、信令無線承載2 (SRB2)和數(shù)據(jù)無線承載(DRBs ))，并同時(shí)向移動(dòng)管理實(shí)體MME發(fā)送建立或喚醒SI承載的請(qǐng)求消息；
[0019]步驟3:基站eNodeB接收到MME返回的響應(yīng)消息后，保存SI承載相關(guān)配置，指示UE完成后續(xù)的數(shù)據(jù)發(fā)送。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種對(duì)接入流程進(jìn)行優(yōu)化的思路，在這一思路框架下，提供了對(duì)接入流程進(jìn)行優(yōu)化的具體方法。經(jīng)過分析，本發(fā)明的對(duì)接入流程進(jìn)行優(yōu)化的方法不僅具有較低的接入時(shí)延，而且可以有效的緩解信令擁塞問題，提升網(wǎng)絡(luò)容量。因此本發(fā)明提供的方法可以在大量的空閑狀態(tài)下的UE在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)起接入的場(chǎng)景下，獲得較低的接入時(shí)延以及較低的信令開銷。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有LTE系統(tǒng)中接入流程的信令交互示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中接入流程優(yōu)化方法的流程示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)化的接入流程的信令交互示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例提供一種對(duì)接入流程優(yōu)化的方法，通過把E-RAB承載分開控制管理，即MME控制管理制SI承載，eNodeB控制管理無線承載，實(shí)現(xiàn)無線承載(RB)與SI承載并行建立，減少信令交互的次數(shù)，從而解決信令擁塞以及時(shí)延惡化的問題，提升網(wǎng)絡(luò)容量以及網(wǎng)絡(luò)性能。接入流程優(yōu)化方法的流程如圖2所示，包括以下步驟:
[0026]步驟1:在空閑轉(zhuǎn)態(tài)下，用戶設(shè)備UE進(jìn)行上行同步調(diào)整；
[0027]步驟2:基站eNodeB基于接收到的UE的連接請(qǐng)求，識(shí)別UE并根據(jù)UE的上下文信息進(jìn)行相關(guān)配置處理，向UE發(fā)送配置消息，指示無線承載的詳細(xì)配置信息(包括:信令無線承載I(SRBl)、信令無線承載2 (SRB2)和數(shù)據(jù)無線承載(DRBs ))，并同時(shí)向移動(dòng)管理實(shí)體MME發(fā)送建立或喚醒SI承載的請(qǐng)求消息；
[0028]步驟3:基站eNodeB接收到MME返回的響應(yīng)消息后，保存SI承載相關(guān)配置，指示UE完成后續(xù)的數(shù)據(jù)發(fā)送。
[0029]基于本發(fā)明實(shí)施例，把上述步驟細(xì)化，給出了具體優(yōu)化的接入流程的信令交互，如圖3所示，其中步驟I具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[°03°] 步驟1-1:UE向eNodeB發(fā)送前導(dǎo)消息，使eNodeB獲知有一個(gè)請(qǐng)求并估計(jì)該UE上行同步的時(shí)間調(diào)整量TA;
[0031]步驟l-2:eN0deB向UE發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)消息，該消息包含時(shí)間調(diào)整量TA、上行授權(quán)等；
[0032]步驟2具體具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[0033]步驟2-1:UE上行同步后，根據(jù)上行授權(quán)指定的位置發(fā)送連接請(qǐng)求消息，該請(qǐng)求消息用于請(qǐng)求RRC連接以及NAS連接，在SRBO承載上傳輸，具體包含UE標(biāo)識(shí)、建立的場(chǎng)景、公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PLMN)標(biāo)識(shí)、MME標(biāo)識(shí)和NAS服務(wù)請(qǐng)求；
[0034]步驟2-2: eNodeB接收到UE的連接請(qǐng)求消息后，解碼該消息，根據(jù)解碼出的UE標(biāo)識(shí)，eNodeB在自己保存的上下文數(shù)據(jù)庫中搜索出UE上次通信時(shí)所使用的上下文信息，然后根據(jù)UE所使用的上下文信息對(duì)UE進(jìn)行無線承載的配置分配，最后向UE發(fā)送配置消息去配置UE所有的無線承載，該配置消息在SRBO承載上傳輸，該配置消息具體包含SRBl、SRB2和DRBs詳細(xì)的LI層、L2層配置信息以及安全配置信息；
[0035]步驟2-3: eNodeB根據(jù)解碼出的MME標(biāo)識(shí)，向UE所注冊(cè)的MME發(fā)送SI承載建立請(qǐng)求消息去建立或者喚醒SI承載，該請(qǐng)求消息主要包含UE標(biāo)識(shí)、建立的場(chǎng)景、NAS服務(wù)請(qǐng)求；
[0036]步驟3具體包括:當(dāng)接收到SI承載建立請(qǐng)求消息后，MME搜索該UE所對(duì)應(yīng)的SI承載，如果存在，則喚醒相應(yīng)的SI承載，如果不存在，為該UE新建立SI承載，并把SI承載的相關(guān)配置信息通過SI承載建立響應(yīng)的消息發(fā)送給eNodeB，該消息主要包含SGW的IP地址以及SGW的通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS)隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)；
[0037]UE無線承載配置完成并激活安全模式后，不再單獨(dú)發(fā)送配置完成消息去回復(fù)eNodeB，而是把確認(rèn)消息和數(shù)據(jù)一起發(fā)送。
[0038]從上述優(yōu)化的接入流程可以看出，通過把MME控制管理無線承載的功能下沉到eNodeB，即MME控制管理SI承載，eNodeB控制管理無線承載，不但實(shí)現(xiàn)了SI承載與無線承載并行建立，而且實(shí)現(xiàn)了無線承載“畢其功于一役”的配置，通過一條信令去配置所有的無線承載以及激活安全模式，這大大簡(jiǎn)化了信令流程。
[0039]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種對(duì)UE接入流程進(jìn)行優(yōu)化的技術(shù)方案，在這一方案框架下，提供了對(duì)接入流程進(jìn)行優(yōu)化的具體方法。經(jīng)過分析，對(duì)接入流程進(jìn)行優(yōu)化的方法不僅具有較低的接入時(shí)延，而且可以有效的緩解信令擁塞問題，提升網(wǎng)絡(luò)容量。因此本發(fā)明提供的方法可以在大量的空閑狀態(tài)下的UE在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)起接入的場(chǎng)景下，獲得較低的接入時(shí)延以及較低的信令開銷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種對(duì)用戶設(shè)備接入流程的優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟1:在空閑轉(zhuǎn)態(tài)下，用戶設(shè)備UE進(jìn)行上行同步調(diào)整； 步驟2:基站eNodeB基于接收到的UE的連接請(qǐng)求，識(shí)別UE并根據(jù)UE的上下文信息進(jìn)行相關(guān)配置處理，向UE發(fā)送配置消息，指示無線承載的詳細(xì)配置信息，并同時(shí)向移動(dòng)管理實(shí)體MME發(fā)送建立或喚醒SI承載的請(qǐng)求消息； 步驟3:基站eNodeB接收到MME返回的響應(yīng)消息后，保存SI承載相關(guān)配置，指示UE完成后續(xù)的數(shù)據(jù)發(fā)送。2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟I具體實(shí)現(xiàn)步驟如下: 步驟1-1: UE向eNodeB發(fā)送前導(dǎo)消息，使eNodeB獲知有一個(gè)請(qǐng)求并估計(jì)該UE上行同步的時(shí)間調(diào)整量TA; 步驟1-2: eNodeB向UE發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)消息，該消息包含時(shí)間調(diào)整量TA、上行授權(quán)。3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟2具體實(shí)現(xiàn)步驟如下: 步驟2-1:UE上行同步后，根據(jù)上行授權(quán)指定的位置發(fā)送連接請(qǐng)求消息，該請(qǐng)求消息用于請(qǐng)求RRC連接以及NAS連接，在SRBO承載上傳輸，具體包含UE標(biāo)識(shí)、建立的場(chǎng)景、公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PLMN)標(biāo)識(shí)、MME標(biāo)識(shí)和NAS服務(wù)請(qǐng)求； 步驟2-2: eNodeB接收到UE的連接請(qǐng)求消息后，解碼該消息，根據(jù)解碼出的UE標(biāo)識(shí)，eNodeB在自己保存的上下文數(shù)據(jù)庫中搜索出UE上次通信時(shí)所使用的上下文信息，然后根據(jù)UE所使用的上下文信息對(duì)UE進(jìn)行無線承載的配置分配，最后向UE發(fā)送配置消息去配置UE所有的無線承載，該配置消息在SRBO承載上傳輸，該配置消息具體包含SRBl、SRB2和DRBs詳細(xì)的LI層、L2層配置信息以及安全配置信息； 步驟2-3:eN0deB根據(jù)解碼出的MME標(biāo)識(shí)，向UE所注冊(cè)的MME發(fā)送SI承載建立請(qǐng)求消息去建立或者喚醒SI承載，該請(qǐng)求消息主要包含UE標(biāo)識(shí)、建立的場(chǎng)景、NAS服務(wù)請(qǐng)求。4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟3具體包括:當(dāng)接收到SI承載建立請(qǐng)求消息后，MME搜索該UE所對(duì)應(yīng)的SI承載，如果存在，則喚醒相應(yīng)的SI承載，如果不存在，為該UE新建立SI承載，并把SI承載的相關(guān)配置信息通過SI承載建立響應(yīng)的消息發(fā)送給eNodeB，該消息主要包含SGW的IP地址以及SGW的通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS)隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí);UE無線承載配置完成并激活安全模式后，把確認(rèn)消息和數(shù)據(jù)一起發(fā)送。
【文檔編號(hào)】H04W76/02GK105979592SQ201610298922
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】鐘曉峰, 金汝青, 周世東
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)