CN100441047C - 减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，包括：UTRN触发用户终端进行RNC的连接，用户终端向UTRN中的RNC发送RNC连接建立请求消息，该消息中携有初始直传消息；RNC接收到RNC连接建立请求消息后，将初始直传消息包含的非接入层的连接管理业务请求消息透传至核心网，并同时发起UTRN接入层资源的建立过程，从而实现非接入层和接入层信令的并行执行；RNC接收到需要下传的非接入层信令时，判断RNC连接是否建立完毕，若已建立完毕则直接下传该非接入层信令，若未完成则缓存该非接入层信令，收到RNC连接建立完成消息后立即下发该非接入层信令。本发明仅需对现有流程进行较小的改动即可实现呼叫延时的明显减少，在不增加任何硬件成本的条件下即可轻易实现。

Description

减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法

技术领域

本发明涉及第3代移动通信系统中的呼叫建立方法，尤其涉及一种WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)减少呼叫建立时间的方法。

背景技术

ITU-T(国际电联电信委员会)发展第三代移动通信系统的目标是统一IMT-2000的标准，但由于技术、商业和政治等原因，经过多年的评选、融合，最后确立了5种IMT-2000无线传输技术(RTT，Radio Transmission Technology)规范，即WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA、UMC-136和DECT，其中基于CDMA技术的WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA成为第三代移动通信系统的主流无线传输技术规范。而WCDMA技术作为已商用的成熟技术，已经成为了被广泛采纳的第三代空中接口。WCDMA网络将不再局限于语音和低速数据业务，而是同时提供可视电话、高速因特网接入、视频流和网络游戏等移动数据业务。

WCDMA系统在提供丰富多彩的无线业务服务和更宽的无线带宽的同时，也因为信令流程复杂而导致呼叫建立时间的延长。根据商用网统计数据显示，目前WCDMA系统的平均呼叫建立时间要比GSM系统的平均呼叫建立时间长2秒左右，这对于习惯了GSM呼叫建立时间的用户来讲，当其升级为WCDMA用户后需要忍受更长的呼叫建立时间，这无疑是很难接受的，呼叫建立时间过长已经成为制约WCDMA大规模应用的主要原因之一。3GPP已经认识到了呼叫延时问题的严重性并成立了专门的工作组对其进行研究。

目前国内外已有减小呼叫建立时延的专利。如申请日为2003年11月16日的申请序列号为687319的题为“Signaling transport over a bearer network for lowlatency services”的美国专利公布了一种减少呼叫建立延时的方法，该方法对于那些需要较少呼叫建立延时的业务，申请专门的承载来进行信令传输以减少呼叫建立的时间。该方法针对不同的信令需要申请专用的资源进行传输，实现时太过复杂。又如公告日为2004年12月22日公开号为CN1557084题为“通过封装信令消息减少呼叫建立等待时间”的中国专利申请公布了一种减少呼叫建立延时的方法，该方法是利用CDMA2000系统的短数据突发(short data burst)的特性，将多个消息打包封装到一个消息中，通过减少空中接口消息交互的次数来达到减少呼叫建立延时的目的。该方法需要利用CDMA2000系统短数据突发的特性才能实现，对无此特性的其它通信系统没有借鉴的意义。

发明内容

针对上述现有的WCDMA系统中减少呼叫建立延时方法中所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种实现简单、兼容性强且明显减少了呼叫建立用时的宽带码分多址系统中呼叫建立方法。

本发明是这样实现的：一种减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，包括以下步骤：

(1)地面无线接入网触发用户终端进行无线资源控制的连接，所述用户终端向所述地面无线接入网中的无线网络控制器发送无线资源控制连接建立请求消息，该消息中携有初始直传消息；

(2)所述无线网络控制器接收到无线资源控制连接建立请求消息后，将初始直传消息包含的非接入层的连接管理业务请求消息透传至核心网，并同时发起所述地面无线接入网接入层资源的建立过程，从而实现非接入层和接入层信令的并行执行；

(3)所述无线网络控制器接收到需要下传的非接入层信令时，判断无线资源控制连接是否建立完毕，若已建立完毕则直接下传该非接入层信令，若未完成则缓存该非接入层信令，收到无线资源控制连接建立完成消息后立即下发该非接入层信令。

优选地，对于无线资源控制连接，所述步骤(2)中地面无线接入网接入层资源的建立过程具体为：

所述无线网络控制器根据当前网络资源首先向所述用户终端发送无线资源控制连接建立消息以进行空中资源的建立，同时进行Iub口的无线链路、承载、帧协议的建立，使空中资源和地面资源并行建立。

优选地，对于Iu信令连接，所述步骤(2)中地面无线接入网接入层资源的建立过程具体为：

所述无线网络控制器接收到核心网发送的无线接入承载指派消息后，首先向所述用户终端发送无线承载建立消息，以进行空中资源的建立；同时启动所述地面无线接入网与所述核心网之间资源建立及所述地面无线接入网内接入层资源的建立，使Iu信令连接过程中的空中资源和地面资源并行建立。

根据3GPP协议规定的WCDMA系统呼叫建立过程，可以知道其分为接入层(Access Stratum)建立过程和非接入层(Non Access Stratum)建立过程，而接入层的建立过程又分为地面资源的建立过程和空中资源的建立过程。本发明将接入层信令与非接入层信令并行进行处理，同时在接入层中将地面资源的建立和空中资源的建立并行进行，而并行方式的实行大大减少了整个呼叫的用时，本发明能有效减少呼叫建立时间1秒以上。本发明仅需对现有流程进行较小的改动即可实现呼叫延时的明显减少，在不增加任何硬件成本的条件下即可轻易实现。

附图说明

图1是现有WCDMA系统呼叫信令流程示意图；

图2是本发明的呼叫信令流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

WCDMA系统由三部分组成：核心网(CN)、地面无线接入网(UTRAN)和移动终端(UE)。其中，UTRAN是由一个或多个无线网络子系统(RNS)组成。一个RNS由一个无线网络控制器(RNC)和一个或多个Node B组成。RNC可以通过Iur接口与另一个RNC相连。RNC与Node B之间通过Iub接口相连。CN负责处理与外部网络之间的呼叫和数据连接的交换和路由选择。UTRAN处理所有与无线接入相关的功能。UE则是与用户的接口。CN与UTRAN之间的接口称为Iu接口，UTRAN与UE之间的接口称为Uu接口。

如图1所示，现有的WCDMA系统呼叫信令按3GPP协议规定，分为接入层过程和非接入层(与无线接入无关的高层协议模块)过程。其中接入层过程又分为空中资源(涉及Uu接口的信令)建立过程和地面资源(涉及Iu接口、Iub接口的信令)建立过程。WCDMA系统呼叫流程实质上包括RRC连接和Iu信令连接两大部分。RRC连接是UE与UTRAN的RRC协议层之间建立的一种双向点到点的连接，即在UE与UTRAN之间建立了一条信令通路，以实现无线资源的分配等。对一个UE来说，至多存在一条RRC连接，其在呼叫建立之初建立，在通话结束后释放，其间一直维持。Iu信令连接建立了UE与CN之间的信令通路，主要传输UE与CN之间非接入层信令。在UTRAN中，非接入层信令是通过上下行直接传输信令透明传输的。Iu信令连接包括了UE鉴权、无线接入承载(RAB)、无线承载(RB)和无线链路(RL)等建立过程。

由图1可知，现有WCDMA系统呼叫建立过程中，接入层过程和非接入层过程是串行进行的，接入层的地面资源建立和空中资源建立也是串行进行的。而串行处理信令的方式必然会导致处理效率的低下。

通过分析可知，绝大部分情况下非接入层的状态机是与接入层无关的，只有非接入层依赖于接入层建立承载时，非接入层的状态机才与接入层相关。在非接入层的状态机与接入层无关时可以考虑采用并行信令的方式进行处理。同样地，对于地面资源和空中资源也可以采用并行的方式建立，对于网络侧任一资源分配失败则整个资源分配失败。本发明正是基于这一点而实现呼叫延时减少的，以下详细说明之。

如图2所示，本发明是在现有WCDMA系统呼叫信令基础上进行改进而实现的。

UTRAN触发UE进行RRC连接时，UE向RNC发送RRC Connect Setup Request(RRC连接建立请求)消息，该消息中携有空中口的Initial Direct Transfer(初始直传)消息；RNC收到该RRC Connect Setup Request消息后，组织INITIAL DIRECTTRANSFER消息(该消息中包含的就是CM SERVICE REQUEST(CM业务请求)消息)透明转发给CN，将UE的非接入层消息透明转发给CN，启动非接入层过程，同时发起接入层资源的建立过程。本发明通过将CM(连接管理)SERVICEREQUEST消息的提前发送，实现了非接入层过程和接入层过程的并行执行。

对于RNC来讲，消息11′即是一个下行直传消息与上行直传消息的交互过程。由于本发明采用了接入层和非接入层的并发处理，消息11′交互中的下行直传可能在消息9′之前就被RNC收到，为了保证消息序列的正确发送，RNC缓存下行直传的消息11′，在收到消息9′(RRC连接完成)后再发送，这样就保证了后续的消息顺序。

对于RRC连接过程中接入层的地面资源建立和空中资源建立，本发明同样是采用并行的方式进行处理的。RNC接收到前述RRC Connect Setup Request消息后，会根据当前网络资源情况分配相应的资源，并通过RRC Connect Setup(RRC连接建立)消息向UE发送，同时进行Iub口的无线链路(RL)、承载(RB)、帧协议(FP)的建立，使空中资源和地面(消息4′、5′、6′、7′、8′涉及的)资源并行建立。

同样地，对于Iu信令连接过程，同样可使用地面资源建立和空中资源并行建立的方式。

对于图2中接入层的消息18′至27′，在RNC收到CN的无线接入承载指派请求(RAB ASSIGNMENT REQUEST)后，同时进行空中资源的建立和地面资源的建立，即先发送空口的Radio Bearer Setup(无线承载建立)消息，然后再进行地面(消息信令20′、21′、22′、23′、24′、25′涉及的)资源(Iu口、Iub口)的分配。

由于目前系统的空口资源建立的延时要大于地面资源建立的延时，所以对于UE来讲其并不知道网络侧是采用并行方式还是串行方式来进行资源分配的。对于WCDMA系统演进后空口资源建立延时可能小于地面资源建立延时的情况，由于UE采用的是确认模式发送的响应消息，这样利用消息的重发机制可以保证网络侧收到UE的响应消息。

由于本发明并行了接入过程和非接入过程，本发明减少了原呼叫流程中非接入层消息9、11之间的一次应答过程；由于空中资源和地面资源的建立过程是并行的，这必将减少该两个建立过程中耗时较短的过程。对于目前空口资源建立时间长于地面资源的建立时间的情况，本发明减少了图1中消息2～5、19～24所代表的地面资源建立所占用的时间。

本发明不仅限于呼叫建立流程，本发明同样适用于位置更新、路由区更新等信令过程，也能明显地减少这些信令过程的延时。在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员还可根据本发明作出其他相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)地面无线接入网触发用户终端进行无线资源控制的连接，所述用户终端向所述地面无线接入网中的无线网络控制器发送无线资源控制连接建立请求消息，该消息中携有初始直传消息；

(2)所述无线网络控制器接收到无线资源控制连接建立请求消息后，将初始直传消息包含的非接入层的连接管理业务请求消息透传至核心网，并同时发起所述地面无线接入网接入层资源的建立过程，从而实现非接入层和接入层信令的并行执行；

(3)所述无线网络控制器接收到需要下传的非接入层信令时，判断无线资源控制连接是否建立完毕，若已建立完毕则直接下传该非接入层信令，若未完成则缓存该非接入层信令，收到无线资源控制连接建立完成消息后立即下发该非接入层信令。

2、根据权利要求1所述的减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，其特征在于，对于无线资源控制连接，所述步骤(2)中地面无线接入网接入层资源的建立过程具体为：

所述无线网络控制器根据当前网络资源首先向所述用户终端发送无线资源控制连接建立消息以进行空中资源的建立，同时进行Iub口的无线链路、承载、帧协议的建立，使空中资源和地面资源并行建立。

3、根据权利要求1所述的减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，其特征在于，对于Iu信令连接，所述步骤(2)中地面无线接入网接入层资源的建立过程具体为：

所述无线网络控制器接收到核心网发送的无线接入承载指派消息后，首先向所述用户终端发送无线承载建立消息，以进行空中资源的建立；同时启动所述地面无线接入网与所述核心网之间资源建立及所述地面无线接入网内接入层资源的建立，使Iu信令连接过程中的空中资源和地面资源并行建立。

4、根据权利要求2所述的减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，其特征在于，所述网络控制器向所述用户终端发送的无线资源控制连接建立消息是在连接管理业务请求消息发送之后立即进行的。

5、根据权利要求3所述的减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，其特征在于，所述宽带码分多址系统中空中资源的建立过程延迟于地面资源建立过程。

6、根据权利要求3所述的减少宽带码分多址系统中呼叫建立时间的方法，其特征在于，所述空中资源和地面资源任一分配失败则整个资源分配失败。

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