一种DAPS切换方法、网络设备及用户设备与流程

一种daps切换方法、网络设备及用户设备
技术领域
1.本发明涉及一种daps切换方法、网络设备及用户设备，属于无线通信技术技术领域。


背景技术：

2.传统的4g lte（长期演进）网络和5g nr（新无线）网络直到r15版本，ue（用户设备）通常在与目标小区建立连接之前从源小区释放连接。因此，ul（上行）和dl（下行）传输在ue开始与目标小区通信之前在源小区完成，从而导致ue和基站之间的通信中断几十毫秒。这种中断对于使用5g的urlcc（超可靠低延迟通信）场景是非常关键的问题。
3.daps切换是3gpp r16版本提出的双激活协议栈切换。在整个切换过程中，ue保持在源小区中正常的数据接收和发送功能，并不会在ue收到切换命令时释放与源小区的通信连接。当ue能够在目标小区中发送和接收用户数据，目标小区显性指示ue释放源小区连接，否则ue一直保持其源小区通信连接。通过daps切换可以有效解决原有技术导致切换过程中数据中断问题，实现urllc业务场景的广阔发展。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有daps切换存在的上述缺陷，提供了一种取消目标基站通知源基站切换完成消息的切换方法，从而减小控制面时延，并且渐少了消息种类，降低了流程复杂度。
5.本发明是采用以下的技术方案实现的：第一方面，提供一种daps切换方法，基于xn接口的切换，包括：源基站接收rrc重配置完成消息；响应于所述rrc重配置完成消息，基于xn接口向目标基站发送sn状态传输消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息，源基站指示目标基站下行下一个pdcp sn,指示上行第一个丢失pdcp sdu。
6.结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：目标基站接收rrc重配置完成消息和sn状态传输消息；响应于rrc重配置完成消息和sn状态传输消息，向5gc发送路径切换请求，触发路径切换。
7.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，切换方法还包括：目的基站收到rrc重配置完成消息后，表示ue已经与基站完成同步，随机接入完成，目的基站启动下行缓存数据发送，向ue发送下行转发数据。
8.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，切换方法还包括：目的基站根据所述sn状态传输消息的指示，丢弃sn小于消息中数值的sdu，分配下一个pdcp sn,并向5gc发送上行数据。
9.第二方面，提供一种daps切换方法，基于ng接口的切换，包括：源基站接收rrc重配置完成消息；响应于所述rrc重配置完成消息，基于ng接口向5gc发送上行ran状态传输消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息。源基站指示目标基站下行下一个pdcp sn,指
示上行第一个丢失pdcp sdu。
10.结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：切换方法还包括：目标基站接收rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息；响应于rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息，向5gc发送切换通知，触发路径切换。
11.结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，切换方法还包括：目的基站收到rrc重配置完成消息后，表示ue已经与基站完成同步，随机接入完成，目的基站启动下行缓存数据发送，向ue发送下行转发数据。
12.结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，切换方法还包括：目的基站根据所述下行ran状态传输消息的指示，丢弃sn小于消息中数值的sdu，分配下一个pdcp sn,并向5gc发送上行数据。
13.第三方面，提供一种用户设备，所述用户设备包括收发器；以及控制器，被配置为：ue收到基站下发的切换命令后，根据daps配置，完成相关daps建立。
14.同时ue开始向目标基站进行同步，发起随机接入过程，完成随机接入后，向目标基站发送rrc重配置完成消息。ue在收到目标基站rrc重配置完成反馈确认后，向源基站发送rrc重配置完成消息。
15.第四方面，提供daps切换中的源基站，用于接收rrc重配置完成消息并响应于所述rrc重配置完成消息，基于xn接口向目标基站发送sn状态传输消息，或基于ng接口向5gc发送上行ran状态传输消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息。
16.第五方面，提供daps切换中的目标基站，用于接收rrc重配置完成消息和sn状态传输消息；响应于rrc重配置完成消息和sn状态传输消息，向5gc发送路径切换请求，触发路径切换；或者用于接收rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息；响应于rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息，向5gc发送切换通知，指示切换完成。
17.本发明通过在ue确认目标小区收到切换rrc重配置完成消息后，增加一条发送给源小区的rrc重配置完成消息，用于通知源小区目标小区切换完成，在增加rrc重配置完成消息同时，从而取消了目标基站通知源基站切换完成消息，从而减小控制面时延，并且渐少了消息种类，降低了流程复杂度。
18.另外，通过调整基于ng的daps切换流程，将ran状态传输消息的次序提前，与享有技术相比，目标基站实现更早的针对ue/5gc的上行数据转发，因此基于ng切换的过程可以有效减少上行数据转发导致的数据面时延。
附图说明
19.图1本发明实施例提供的基于xn接口的daps切换步骤示意图；图2本发明实施例提供的基于ng接口的daps切换步骤示意图；图3为现有技术中基于xn接口的daps切换流程图；图4为本发明实施例提供的基于ng接口的daps切换流程图；图5为现有技术中基于xn接口的daps切换流程图；图6为本发明实施例提供的基于ng接口的daps切换流程图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为了更好地理解本技术实施例的方案，下面先对本技术实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。
21.以xn接口切换过程为例，整个切换过程分为以下三个阶段：(1)切换准备：包括测量控制和上报，切换请求以及确认。
22.(2)切换执行：用户设备在收到切换命令后立即执行切换过程，即用户设备断开源基站并与目标基站连接(如执行随机接入，发送rrc切换完成消息给目标基站等)；sn状态转移，数据转发。
23.(3)切换完成：目标基站与接入和移动管理功能amf和用户平面功能upf执行路径切换，释放源基站的用户设备设备上下文。
24.如图1所示，本发明的实施例提供一种基于xn接口的daps切换方法，包括：步骤101：ue收到基站下发的切换命令后，根据daps配置，完成相关daps建立。
25.同时ue开始向目标基站进行同步，发起随机接入过程，完成随机接入后，向目标基站发送rrc重配置完成消息。
26.ue在收到目标基站的rrc重配置完成消息的反馈确认后，向源基站发送rrc重配置完成消息。
27.现有的daps切换方法需要等待ue完成目标小区随机接入过程，上报rrc重配置完成消息到目标小区后，通过目标小区通过切换成功消息通知源小区切换完成。此过程为串行过程，会增加控制面信令时延。而在本实施例中通过ue直接通过空口通知源基站的方法，减小切换控制面时延。
28.进一步的，所述方法还包括：目的基站收到rrc重配置完成消息消息，表示ue已经与基站完成同步，随机接入完成，目的基站启动下行缓存数据发送，向ue发送下行转发数据。
29.步骤102：源基站接收rrc重配置完成消息，响应于所述rrc重配置完成消息，基于xn接口向目标基站发送sn状态传输消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息。源基站指示目标基站下行下一个pdcp sn,指示上行第一个丢失pdcp sdu。
30.步骤103：目标基站接收rrc重配置完成消息和sn状态传输消息，响应于rrc重配置完成消息和sn状态传输消息，向5gc发送路径切换请求，触发路径切换。
31.进一步的，所述方法还包括：目的基站根据sn状态传输消息的指示，丢弃sn小于消息中数值的sdu，分配下一个pdcp sn,并向5gc发送上行数据。
32.具体的切换流程如图5所示，包括步骤501至步骤513，下面对各步骤做详细说明，现有技术中基于xn接口的daps切换流程如图3所示。
33.步骤501：源基站根据ue上报的测量报告内容，以及切换策略，选择合适的邻区作为切换的目标基站。
34.步骤502：源基站根据xn链路建立情况，选择切换方式，执行xn切换。源基站向目标基站发送“切换请求”消息，该消息中携带目标基站切换准备阶段需要的信息。
35.步骤503：目标基站通过xn接口接收“切换请求”消息，在目标基站建立ue上下文，并为ue分配相关资源。
36.同时为切换建立上下行数据转发隧道，分配隧道id。根据数据转发策略，携带相关数据转发信息到“切换请求通知”消息。“切换请求通知”消息中需要为daps切换配置rb承载daps。目标基站发送“切换请求通知”消息给源基站。
37.步骤504：源基站接收“切换请求通知”消息，根据携带的数据转发信息，配置相关pdu session和drb（数据无线承载）转发隧道。
38.同时提取“切换请求通知”消息中“rrc重配置”内容，向ue发送切换命令。
39.发送完切换命令后，源基站向目标基站发送“早期状态转移”消息，启动数据转发。源基站继续分配下行数据sn（序列号），并发送给ue，同时持续发送上行数据给5gc。
40.步骤505：目的基站收到“早期状态转移”消息后，启动上下行转发数据缓存，并根据该消息中携带的信息，丢弃sn小于消息中值的sdu(服务数据单元)。
41.步骤506：ue收到基站下发的切换命令后，根据daps配置，完成相关daps建立。
42.同时ue开始向目标基站进行同步，发起随机接入过程，完成随机接入后，向目标基站发送“rrc重配置完成”消息。
43.ue在收到目标基站“rrc重配置完成”反馈确认后，向源基站发送“rrc重配置完成”消息。
44.步骤507：目的基站收到“rrc重配置 完成”消息，表示ue已经与基站完成同步，随机接入完成。
45.目的基站启动下行缓存数据发送，向ue发送下行转发数据。
46.步骤508：源基站收到“rrc重配置 完成”消息后，停止分配下行pdcp sn,同时停止向5gc发送上行数据。
47.源基站向目标基站发送“sn状态转移”消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息。源基站指示目标基站下行下一个pdcp sn,指示上行第一个丢失pdcp sdu。
48.步骤509：目标基站收到“sn状态转移”消息后，根据消息指示，丢弃sn小于消息中值的sdu，负责维护下行pdcp sn，分配下一个pdcp sn,同时发送上行数据给5gc。
49.步骤510：目的基站收到“rrc重配置完成”和“sn状态转移”消息后，启动路径切换，向amf（5g核心网中接入和移动性功能单元）发送“路径切换请求”消息，切换下行数据路径。
50.步骤511：5gc检测到下行数据发送完成，向源基站发送数据结束标记(数据结束标记)。
51.源基站收到数据结束标记后，删除相关转发隧道，同时转发数据结束标记到目的基站。
52.目的基站收到数据结束标记后，同样也执行删除转发隧道。
53.步骤512：目的基站收到5gc的“路径切换 通知”消息后，表示下行路径切换完成，向源基站发送“ue上下文释放”消息，通知释放ue上下文。
54.步骤513：源基站收到“ue上下文释放”消息后，删除源基站ue上下文。
55.如图2所示，本发明实施例提供一种基于ng接口的daps切换方法，步骤201：ue收到基站下发的切换命令后，根据daps配置，完成相关daps建立。
56.同时ue开始向目标基站进行同步，发起随机接入过程，完成随机接入后，向目标基
站发送rrc重配置完成消息。
57.ue在收到目标基站的rrc重配置完成消息的反馈确认后，向源基站发送rrc重配置完成消息。
58.现有的daps切换方法需要等待ue完成目标小区随机接入过程，上报rrc重配置完成消息到目标小区后，通过目标小区通过切换成功消息通知源小区切换完成。此过程为串行过程，会增加控制面信令时延。而在本实施例中通过ue直接通过空口通知源基站的方法，减小切换控制面时延。
59.进一步的，所述方法还包括：目的基站收到rrc重配置完成消息消息，表示ue已经与基站完成同步，随机接入完成，目的基站启动下行缓存数据发送，向ue发送下行转发数据。
60.步骤202：源基站接收rrc重配置完成消息；响应于所述rrc重配置完成消息，基于ng接口向5gc发送上行ran状态传输消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息。源基站指示目标基站下行下一个pdcp sn,指示上行第一个丢失pdcp sdu。
61.步骤203：目标基站接收所述rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息；响应于rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息，向5gc发送切换通知，指示切换完成。
62.将上行ran状态传输消息和下行ran状态传输消息的次序提前，因此与现有技术相比目标基站可以更早的针对ue/5gc的上行数据转发，而不必等待切换通知和切换成功消息之后再发送，因此ng切换可以有效减少上行数据转发导致的数据面时延。
63.进一步的，所述方法还包括：目的基站根据所述下行ran状态传输消息的指示，丢弃sn小于消息中数值的sdu，分配下一个pdcp sn,并向5gc发送上行数据。
64.具体的切换流程如图6所示，包括步骤601至步骤613，下面对各步骤做详细说明，现有技术中基于xn接口的daps切换流程如图4所示。
65.步骤601：源基站根据ue上报的测量报告内容，以及切换策略，选择合适的邻区作为切换的目标基站。
66.步骤602：源基站根据xn链路建立情况，选择切换方式，执行ng切换。源基站向5gc发送“切换请求”消息，该消息中携带目标基站切换准备阶段需要的信息。
67.5gc收到“切换请求”消息后，根据目标基站id，发送“切换请求”消息给目标基站。
68.步骤603：目标基站通过ng接口接收“切换请求”消息，在目标基站建立ue上下文，并为ue分配相关资源。
69.同时为切换建立上下行数据转发隧道，分配隧道id。根据数据转发策略，携带相关数据转发信息到“切换请求通知”消息。“切换请求通知”消息中需要为daps切换配置rb承载daps。
70.目标基站发送“切换请求通知”消息给5gc。5gc收到该消息后，向源基站发送“切换命令”消息。
71.步骤604：源基站接收“切换命令”消息，根据携带的数据转发信息，配置相关pdu session和drb（数据无线承载）转发隧道。
72.同时提取“切换命令”消息中“rrc重配置”内容，向ue发送切换命令。
73.发送完切换命令后，源基站向5gc发送“上行ran早期状态转移”消息，启动数据转发。5gc收到消息后，向目标基站发送“下行ran早期状态转移”消息。
74.源基站继续分配下行数据sn（序列号），并发送给ue，同时持续发送上行数据给5gc。
75.步骤605：目的基站收到“下行ran早期状态转移”消息后，启动上下行转发数据缓存，并根据该消息中携带的信息，丢弃sn小于消息中值的sdu。
76.步骤606：ue收到基站下发的切换命令后，根据daps配置，完成相关daps建立。
77.同时ue开始向目标基站进行同步，发起随机接入过程，完成随机接入后，向目标基站发送“rrc重配置完成”消息。
78.ue在收到目标基站“rrc重配置完成”反馈确认后，向源基站发送“rrc重配置完成”消息。
79.步骤607：目的基站收到“rrc重配置完成”消息，表示ue已经与基站完成同步，随机接入完成。
80.目的基站启动下行缓存数据发送，向ue发送下行转发数据。
81.步骤608：源基站收到“rrc重配置完成”消息后，停止分配下行pdcp sn,同时停止向5gc发送上行数据。
82.源基站向5gc发送“上行ran状态转移”消息，5gc收到消息后，向目标基站发送“下行ran状态转移”消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息。源基站指示目标基站下行下一个pdcp sn,指示上行第一个丢失pdcp sdu。
83.步骤609：目标基站收到“下行ran状态转移”消息后，根据消息指示，丢弃sn小于消息中值的sdu，负责维护下行pdcp sn，分配下一个pdcp sn,同时发送上行数据给5gc。
84.步骤610：目的基站收到“rrc重配置完成”和“sn状态转移”消息后，通知5gc切换完成，进行路径切换，向amf发送“切换通知”消息，切换下行数据路径。
85.步骤611：5gc检测到下行数据发送完成，向源基站发送数据结束标记(数据结束标记)。
86.源基站收到数据结束标记后，删除相关转发隧道，同时转发数据结束标记到目的基站。
87.目的基站收到数据结束标记后，同样也执行删除转发隧道。
88.步骤612： 5gc向源基站发送“ue上下文释放命令”消息，通知源基站释放ue上下文。
89.步骤613：源基站收到“ue上下文释放命令”消息后，删除源基站ue上下文，并向5gc发送“ue上下文释放 完成”消息，通知5gc删除ue上下文完成。
90.本发明实施例还提供一种用户设备，用户设备包括收发器；以及控制器，被配置为：用户设备收到基站下发的切换命令后，根据daps配置，完成相关daps建立。
91.同时用户设备开始向目标基站进行同步，发起随机接入过程，完成随机接入后，向目标基站发送rrc重配置完成消息。ue在收到目标基站rrc重配置完成反馈确认后，向源基站发送rrc重配置完成消息。
92.本发明实施例还提供一种daps切换中的源基站，用于接收rrc重配置完成消息并响应于所述rrc重配置完成消息，基于xn接口向目标基站发送sn状态传输消息，或基于ng接口向5gc发送上行ran状态传输消息，指示已经完成转发的上下行数据sn信息。
93.本发明实施例还提供一种daps切换中的目标基站，用于接收rrc重配置完成消息和sn状态传输消息；响应于rrc重配置完成消息和sn状态传输消息，向5gc发送路径切换请求，触发路径切换；或者用于接收rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息；响应于rrc重配置完成消息和下行ran状态传输消息，向5gc发送切换通知，触发路径切换。
94.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。