CN100456885C - 一种被叫用户连接建立方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用户与网络存在连接的情况下PS域的被叫用户连接建立方法及系统。该方法包括：CN根据接收的被叫建立请求消息，经SRNC寻呼被叫用户；被叫用户接收寻呼消息，向CN发送业务请求；CN向SRNC发送无线接入承载RAB建立请求消息；SRNC在接收到该连接RAB建立请求后，与NodeB建立无线连接；在所述SRNC与NodeB建立无线连接时，或者在所述SRNC与NodeB建立无线连接之后，网络侧与被叫用户进行鉴权加密；在所述被叫用户终端经鉴权加密之后，SRNC与被叫用户间建立无线承载，SRNC向CN发送无线接入承载建立响应。本发明将RB建立请求前面的部分提到了鉴权加密过程前，缩短了被叫端呼叫过程的时延，在对现有设备改动很小的情况下，获得较快的被叫端呼叫建立时延。

Description

一种被叫用户连接建立方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用户与网络存在电路交换(CS CircuitSwitched)连接的情况下，分组交换(PS Packet Switched)域的被叫用户连接建立方法及系统。

背景技术

集群无线通信系统，是一种特殊的移动无线电系统或专用移动无线电系统，主要是为户外作业的专业公司及业务部门的移动用户提供生产调度和指挥控制等通信业务。由于系统具有易于使用、建立通话快速及保密性好等优点，在铁路运输、船舶通信、港口导航、航空业务、气象预报、森林、矿区作业、公安、电力、石油、灾难救助等众多专用指挥调度通信领域得到广泛的应用。同时，许多国家的政府还为集群通信系统运营者开放执照申请，将其作为公共接入移动无线电系统，除运营者本身使用外还提供公众服务。

集群无线通信即按即讲(PTT Push To Talk)业务的概念来自于对讲机，其用户体验使用方式和对讲机类似——简单、快捷，半双工通话。PTT的中文意思就是一按即讲，根据开放移动联盟(OMA Open Mobile Alliance)的需求规格，呼叫建立过程时延不应超过1.6s。由于使用者通常为专业用户，PTT业务较普通移动通讯业务的一大特点就是呼叫建立快速。现有宽带码分多址接入系统(WCDMA)或时分同步CDMA系统(TD-SCDMA)不支持PTT业务，其普通呼叫建立过程也较慢，通常超过4s。

在PTT业务中，用户通过预先设定通话群组，通话时无需拨号，按住终端特定的按键，就可以同时将话音传送给群组中其他所有的成员。该方案可以按键即讲，呼叫和通话连接过程在瞬间完成，使被呼方无需任何响应就能接听。该方案中通话过程采用半双工的方式，一方在说话时，其他成员只能听，不能说。

使用PTT业务的用户基本上都不是和传统的语音通信一样专注于打电话，而是在从事其他活动的同时，需要聆听群组内信息，并不时发表自己的意见，报告情况等。如某大厦或生产基地的保安人员在值班时，负责自己所管辖范围的安全管理，同时聆听同伴间的情况，必要时做出相关的反应或援助；并将自己发现的情况汇报告诉同伴。在这样的场合，半双工的通信方式非常适合。

PTT业务和传统的语音通话相互补充，分别用于不同的场合。随着移动通信的发展，出现了把集群通信技术融入到公用移动通信网络的趋势。将PTT业务集成到手机上，用户可以更方便的选择适合于自己的通信方式。

现有技术中，WCDMA或TD-SCDMA用户在与网络有连接的情况下共有4种连接状态，分别是小区寻呼信道(CELL_PCH)、URA寻呼信道(URA_PCH)、小区专用信道(CELL_DCH)和小区前向接入信道(CELL_FACH)。前两个状态，用户经终端只接收网络的寻呼消息，与网络之间没有业务数据的交互，处在该状态的用户可以很快被网络寻呼到，同时终端电池消耗较少；后两个状态，用户经终端与网络之间有业务数据的交互，终端工作在实时的数据收发状态。当用户终端处在连接状态下，有寻呼到达时，网络寻呼用户，用户响应寻呼，然后转入通话状态。

PTT话音数据走分组交换(PS Packet Switched)域，下面给出用户终端与网络之间有CS连接无PS连接时的呼叫流程。普通话音业务一般走CS域，CS域和PS域是相互独立的，当CS域有连接时用户在PS域的状态可能是空闲即无连接。所述情况为当用户正在进行普通话音通话时，有PTT的话音呼叫寻呼。目前PTT通话的实现方法一般是基于IP多媒体子系统(IMS IP MultimediaSubsystem)的小区PTT业务(PoC PTT of Cell)业务，话音数据走PS域。PoC的呼叫建立信令承载在会话初始化协议(SIP Session Initiated Protocol)消息上，但是SIP的传递又需要PS域业务连接的建立，就相当于PS域业务连接只对IMS提供数据传递业务，这里只给出PS业务连接的建立过程。

图1为所述被叫用户呼叫流程。从图中可见，当某个业务建立消息到达核心网(CN Core Network)侧的服务GPRS支持点(SGSN Serving GPRS SupportNode)时，SGSN判断被叫用户与CN没有PS域的连接，所以需要寻呼被叫用户，详细过程如下：

S01、SGSN在被叫用户终端(UE User Equipment)所在路由区内的所有RNC下发寻呼消息；

S02、与UE有连接的服务无线网络控制器(SRNC Serving Radio NetworkController)知道当前UE与RNC之间存在专有连接，在UE的专用控制信道(DCCH Dedicated Control Channel)发送寻呼类型2消息；

S03、通过直传消息将业务请求Service Request发送到CN，Service Request消息携带消息类型指示为寻呼响应；

S04、然后网络发起和UE的鉴权加密过程，判断UE是否有权限使用被呼业务，以及协商下面消息流的加密方法；

S05、为无线接入承载(RAB Radio Access Bearer)建立过程，建立UE到CN的数据承载；

S06、包数据协议(PDP Packet Data Protocol)协商过程，协商UE和CN之间的QoS；

S07、PS域业务连接建立完成后，IMS即可利用该业务连接发送SIP消息，SIP消息承载了呼叫建立的一些控制过程。

上述步骤S05的时延最大，其目的是建立UE和CN间的业务连接，详细的消息流程如图2所示，图2是RAB建立流程示意图，从图2中可见，无线接入网应用部分(RANAP Radio Access Network Application Part)、Node B应用部分(NBAP Node B Application Part)和无线资源控制(RRC Radio ResourceControl)都是层3协议，ATM适配层2(Q.AAL2 ATM Adaptation Layer)为层2协议。层2向层3提供连接建立服务，层3利用层2建立的连接，层2属于数据链路层。RAB连接建立首先需要RRC连接，其次网络侧需要知道本次呼叫的业务类别。

上述现有技术的方案中，当UE与网络存在CS域连接不存在PS域连接时，当有呼叫到达被叫终端网络时，网络需要发起对被叫UE的寻呼。UE利用已有的RRC连接响应网络，然后是鉴权和加密过程，然后才是RAB的建立。采用该方案造成被叫用户连接建立的时延过长。

发明内容

本发明提供一种被叫用户与网络存在连接的情况下PS域的被叫用户连接建立方法，用以解决现有技术中存在被叫用户连接建立时延过长的问题。

本发明方法包括：

一种被叫用户连接建立方法，应用于网络侧与用户存在电路交换域连接的被呼流程，包括：

A、核心网根据接收到的被叫建立请求消息，经服务无线网络控制器寻呼被叫用户；

B、被叫用户接收寻呼消息，向核心网发送业务请求；

C、核心网向服务无线网络控制器发送无线接入承载建立请求消息，请求建立连接无线接入承载；服务无线网络控制器在接收到该连接无线接入承载建立请求后，与基站建立无线连接；在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接时，或者在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接之后，网络侧与被叫用户进行鉴权加密；

D、在所述被叫用户终端经鉴权加密之后，服务无线网络控制器与被叫用户间建立无线承载。

所述的步骤A，进一步包括：

A1、核心网根据接收到的被叫建立请求消息，向与被叫用户有无线资源控制连接的服务无线网络控制器发送寻呼消息；

A2、服务无线网络控制器下发所述的寻呼消息，所述寻呼消息中，携带寻呼类型标识。

所述的步骤A1中，所述的寻呼消息携带有流程类型标识信息。

所述的步骤A2中，所述的寻呼类型标识，标识终端与网络连接状态。

所述的步骤D，进一步包括：

D1、服务无线网络控制器向被叫用户发送无线承载建立请求消息；

D2、被叫用户向服务无线网络控制器发送无线承载建立完成消息；

D3、服务无线网络控制器向核心网发送无线接入承载建立响应消息。

所述的步骤D之后，还包括步骤：

E、被叫用户与核心网进行上下文协商；

F、被叫用户与核心网建立呼叫。

本发明系统包括：

一种被叫用户连接建立系统，包括被叫用户终端，核心网以及对被叫用户进行管理的服务无线网络控制器和基站，

所述的核心网侧，设置有无线接入承载触发单元，用于接收被叫用户终端发送的业务请求，并根据所述的业务请求发起无线接入承载建立请求；

所述服务无线网络控制器，用于在接收到所述无线接入承载建立请求后，与所述基站建立无线连接；在所述被叫用户终端经鉴权加密之后，建立到所述被叫用户终端的无线承载，向所述核心网返回无线接入承载建立响应；

所述核心网、服务无线网络控制器和基站进一步用于在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接时，或者在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接之后，对所述被叫用户终端进行鉴权加密。

所述的核心网侧还设置有流程类型标识设置单元，用于在向服务无线网络控制器发送的寻呼消息中，设置流程类型标识信息。

所述的服务无线网络控制器设置有寻呼类型标识设置单元，用于在下发给用户终端的寻呼消息中，设置寻呼类型标识。

本发明有益效果如下：

本发明方案将RAB的建立过程中无线承载(RB Radio Bearer)建立请求前面的部分提到了鉴权加密过程前，这样可以在鉴权加密的等待间隔，甚至与鉴权加密过程同时，建立好Node B和SRNC之间的连接，这样当用户的鉴权通过后，SRNC直接可以下发RB建立请求，缩短了被叫用户呼叫过程的时延，

附图说明

图1为现有技术中被叫用户连接建立流程示意图；

图2为现有技术中被叫用户RAB建立流程示意图；

图3为本发明被叫用户连接建立流程示意图；

图4为本发明被叫用户连接建立系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

当UE与网络存在CS域连接不存在PS域连接时，有呼叫到达被叫UE所在网络时，网络需要发起对被叫UE的寻呼，UE利用已有的RRC连接响应网络。当UE响应网络后，由于RRC连接已经建立，同时作为被叫，本次呼叫的业务类别网络也已经知道，所以如果等待鉴权加密完成后才建立RAB时延较大。本发明方案将建立RAB连接提前到鉴权加密过程之前或者同时进行，具体方案图3所示，主要包括以下步骤：

S1、网络向SNRC发送寻呼消息。

当CN收到发送给UE的被叫建立请求后，在UE所在的路由区的所有RNC寻呼UE。

由于本发明方案采用的流程，与现有技术有所区别，所以还可以针对本发明方案的流程采用状况，在寻呼消息携带是否优化流程标志，如果携带所述的优化流程标志，则采用本发明方案，后续步骤按照本发明方案提供的流程进行，否则可以按照现有技术的流程进行。

S2、RNC向UE发送寻呼消息。

网络发送寻呼消息，与UE有RRC连接的SRNC收到寻呼消息后，下发寻呼消息，该寻呼消息对应为寻呼类型2，也即UE与网络侧存在CELL_DCH或CELL_FACH连接状态所对应的寻呼类型。该连接状态下，UE与网络之间有业务数据的交互，UE工作在实时的数据收发状态。

S3、UE向CN发送直传消息，携带送业务请求Service Request。

UE通过直传消息将业务请求Service Request发送给SRNC，针对网络发送的寻呼消息，该Service Request消息携带消息类型指示为寻呼响应，SRNC将所述直传消息发送给CN。

S4、CN向SRNC发送RAB建立请求，请求建立RAB连接。

CN收到业务请求Service Request后，发送RAB建立请求给SRNC，指示SRNC建立与NodeB之间的无线连接。

S5、SRNC与NodeB之间建立无线连接。

该步骤是在步骤S4发起RAB建立请求后，第一时间内发起的，因为在UE响应网络后，RRC连接已经建立，而作为被叫，本次呼叫的业务类别CN也已经知道，所以即可立刻建立所述的无线连接。

上述无线连接建立过程，可以按照图2所示的Node B和SRNC之间的连接建立过程。

S6、对UE进行鉴权加密过程。

UE与NodeB之间，NodeB与SRNC之间以及SRNC与CN之间，分别交互信息，对UE进行必要的鉴权加密。

S7、SRNC建立到UE的无线承载。

SRNC建立到UE的RB连接，该步骤依赖于步骤S6的结果，当UE鉴权成功后，启动SRNC建立到UE的无线承载，无线承载建立成功后，向CN发送RAB建立响应

S8、SRNC向CN发送RAB建立响应。

UE与SRNC的无线承载建立后，SRNC向CN发送RAB建立响应，至此UE与CN之间的RAB建立完成。

S9、PDP协商过程，协商UE和CN之间的QoS。

S10、SIP消息承载话音呼叫信令，完成后续的话音呼叫接续。

上述方案中，步骤S7还可以进一步细化为：

S71、SRNC向UE发送无线承载建立请求消息。

S72、UE向SRNC发送无线承载建立完成消息。

上述方案中，步骤S4、S5与步骤S6之间的时间顺序，是较为重要的，步骤S4既可以在步骤S6之前进行，也可以在步骤S6发起的同时进行，由于步骤S6的鉴权加密过程需要一定时间，该时间内可以完成步骤S4和步骤S5的内容即可，这样就可以充分利用步骤S6的鉴权加密时间来完成无线接入承载建立过程，缩短UE呼叫过程的时延。

本发明还公开了一种被叫用户连接建立系统，如图4所示，该系统包括被叫用户终端UE，CN以及对UE进行管理的SRNC和Node B，所述的CN侧，设置有无线接入承载触发单元，用于接收UE发送的业务请求，并根据所述的业务请求触发无线接入承载流程。

本发明方案在所述的CN侧还设置有流程类型标识设置单元，用于在向服务无线网络控制器发送的寻呼消息中，设置流程类型标识信息。

通过该流程类型标识设置单元在发送的寻呼消息中设置流程类型标识信息，可以标识出本次被叫用户连接建立方法采用的是优化后的流程还是普通的流程，以方便使用。

所述的SRNC还设置有寻呼类型标识设置单元，用于在下发给用户终端的寻呼消息中，设置寻呼类型标识。

本发明方案将RAB的建立过程中RB建立请求前面的部分提到了鉴权加密过程前，这样可以在鉴权加密的等待间隔，甚至与鉴权加密过程同时，建立好Node B和SRNC之间的连接，这样当UE的鉴权通过后，SRNC直接可以下发RB建立请求，缩短了UE呼叫过程的时延，该方案在对现有设备改动很小的情况下，获得较快的UE呼叫建立时延。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1、一种被叫用户连接建立方法，应用于网络侧与用户存在电路交换域连接的被呼流程，包括：

A、核心网根据接收到的被叫建立请求消息，经服务无线网络控制器寻呼被叫用户；

B、被叫用户接收寻呼消息，向核心网发送业务请求；

C、核心网向服务无线网络控制器发送无线接入承载建立请求消息，请求建立连接无线接入承载；服务无线网络控制器在接收到该连接无线接入承载建立请求后，与基站建立无线连接；在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接时，或者在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接之后，网络侧与被叫用户进行鉴权加密；

D、在所述被叫用户终端经鉴权加密之后，服务无线网络控制器与被叫用户间建立无线承载。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A，进一步包括：

A1、核心网根据接收到的被叫建立请求消息，向与被叫用户有无线资源控制连接的服务无线网络控制器发送寻呼消息；

A2、服务无线网络控制器下发所述的寻呼消息，所述寻呼消息中，携带寻呼类型标识。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤A1中，所述的寻呼消息携带有流程类型标识信息。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤A2中，所述的寻呼类型标识，标识终端与网络连接状态。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤D，进一步包括：

D1、服务无线网络控制器向被叫用户发送无线承载建立请求消息；

D2、被叫用户向服务无线网络控制器发送无线承载建立完成消息；

D3、服务无线网络控制器向核心网发送无线接入承载建立响应消息。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤D之后，还包括步骤：

E、被叫用户与核心网进行上下文协商；

F、被叫用户与核心网建立呼叫。

7、一种被叫用户连接建立系统，包括被叫用户终端，核心网以及对被叫用户进行管理的服务无线网络控制器和基站，其特征在于：

所述的核心网侧，设置有无线接入承载触发单元，用于接收被叫用户终端发送的业务请求，并根据所述的业务请求发起无线接入承载建立请求；

所述服务无线网络控制器，用于在接收到所述无线接入承载建立请求后，与所述基站建立无线连接；在所述被叫用户终端经鉴权加密之后，建立到所述被叫用户终端的无线承载，向所述核心网返回无线接入承载建立响应；

所述核心网、服务无线网络控制器和基站进一步用于在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接时，或者在所述服务无线网络控制器与所述基站建立无线连接之后，对所述被叫用户终端进行鉴权加密。

8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的核心网侧还设置有流程类型标识设置单元，用于在向服务无线网络控制器发送的寻呼消息中，设置流程类型标识信息。

9、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的服务无线网络控制器设置有寻呼类型标识设置单元，用于在下发给用户终端的寻呼消息中，设置寻呼类型标识。

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