[发明专利]用于在低延迟移动通信网络中减少切换过程中数据包重传的方法及装置

说明书

移动通信网络通过信号通知流量源用户设备(user equipment，UE)切换(handover，HO)导致的通信中断。为了实现超低延迟和高可靠通信，通过指示切换开始通知和切换完成通知，避免了流量源重传空中数据包，消除了额外延迟和效率低下问题。指示可以由网元、网元结合网络和流量源(例如，应用)之间的智能流量处理程序，以及包含至少两个不同无线接口的UE来实现。

相关申请交叉引用

本申请要求于2017年12月8日提交的序列号为15/836,096、发明名称为“用于在低延迟移动通信网络中减少切换(Ho)过程中数据包重传的方法和装置(Method AndApparatus For Reducing Packet Retransmission During Handover(Ho)In LowLatency Mobile Communication Networks)”的美国非临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明实施例涉及无线通信，更具体地，涉及一种用于通过防止流量源在用户设备(user equipment，UE)从一个基站切换(handover，HO)到另一个基站的过程中重传空中(in-flight)数据包来支持超低延迟和高可靠通信的系统和方法。

背景技术

随着技术的进步，新的产品和服务应运而生，对吞吐量、信号质量和传输时延方面提出了新的通信需求。增强现实/虚拟现实(augmented reality/virtual reality，AR/VR)、游戏、自动驾驶汽车、远程医疗成像等是新的应用案例，其中许多都要求低延迟和高可靠性。例如，一些传输要求大约1毫秒的端到端延迟和/或无损传输，使得丢包时需要进行重传。在这些应用案例中，大多数利用传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)，即端到端传输控制跟踪哪些数据包被确认，哪些数据包需要重传。如果在超时时间段内没有接收到对数据包的确认信号(ACK)，则重传这个数据包。

下一代(例如，5G)网络中的新用户面具有明显小于切换时长的端到端延迟和较短的重传超时时间段。因此，由于存在移动性管理机制，流量源更有可能重传网络中已经缓冲的数据包，导致高数据速率通信中的过度复制以及更多延迟。

现参考图1说明切换时长(T_h)明显大于往返时间(round trip time，RTT)时产生的问题。RTT也就是小的互联网协议(Internet Protocol，IP)数据包从流量源经过网络传递到目的地再回到流量源的时长。图1示出了移动通信网络16。在移动通信网络16中，UE 22从第一基站(例如，源E-UTRAN基站(source E-UTRAN NodeB，SeNB))14a向第二基站(例如，目标基站(target eNB，TeNB))14b切换。在高速网络中，流量源20发送大量数据包。流量源设置重传超时时间段为α×RTT(其中，α1，但很小)。流量源通过来自UE 22的ACK进行自定时。换句话说，流量源20发送的数据包越多，从UE 22接收到的ACK也越多。一旦数据包的重传超时时间段超时，后续的空中数据包也会过期并被重传，并通过对之前数据包的ACK进行定时。在切换过程中，空中数据包缓冲在网络16中，而UE 22处于中断状态(例如，UE 22无法发送或接收任何数据包)。由于切换时间远大于端到端重传超时时间，因此，切换(即，P₁到P_K)之前的所有空中数据包都过期并由流量源20重传。这样，在切换完成之后会导致拥塞以及更多延迟。

发明内容