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CN101005697A - 一种快速呼叫建立中空中接口消息传送方法 - Google Patents

一种快速呼叫建立中空中接口消息传送方法 Download PDF

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CN101005697A CNA2006100234230A CN200610023423A CN101005697A CN 101005697 A CN101005697 A CN 101005697A CN A2006100234230 A CNA2006100234230 A CN A2006100234230A CN 200610023423 A CN200610023423 A CN 200610023423A CN 101005697 A CN101005697 A CN 101005697A
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许佰魁
吕玲
吴涛
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Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
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Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
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Abstract

一种快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，它将业务请求消息封装在无线资源控制连接请求消息中。当用户端在发起对呼叫建立时延敏感的业务并需要启动快速呼叫建立过程时，用户端的无线资源控制层首先将业务请求消息封装到初始直传消息中，如果用户端的无线资源控制层封装到初始直传消息成功，则再对无线资源控制连接请求消息进行非关键扩展，将前面封装好的初始直传消息放入扩展部分；无线网络控制器收到扩展的无线资源控制连接请求消息后，将非接入层的业务请求信息封装到IU接口的直传消息中，然后再把IU接口直传消息发送给核心网。本发明给出的方法是为了解决UMTS通信系统中呼叫建立时延较长的问题，适用于对呼叫建立时延比较敏感的业务。

Description

一种快速呼叫建立中空中接口消息传送方法
技术领域
本发明涉及第三代移动通信系统(UMTS)的呼叫/会话建立方法，特别是一种快速呼叫建立中空中接口(UU)消息传送方法。
背景技术
在通信系统中，呼叫建立的持续时间(我们也称为呼叫建立时延或接续时延)是影响用户服务质量的一个重要因素，对于接续时延敏感的业务如交互式游戏、一键通(Push to talk Over Cellular，简称PoC)等来说，目前UMTS系统中的呼叫建立时延显得较长(一般6～10秒)，本发明的目的就是降低呼叫建立时延，提高用户满意度。
下面简单介绍UMTS系统中的呼叫建立过程，以移动台(UE)呼叫另一移动台为例，呼叫建立过程示意图如图1和2所示，图中包括了UMTS系统中几个主要的功能实体：用户端(UE)、基站(NodeB)、无线网络控制器(RNC)和核心网(CN)，另外，该示意图中假设用户发起的分组交换(PS)域的PoC业务，并且无线资源控制(RRC)连接建立在专用信道(DCH)上。
对于主叫端，呼叫建立的信令过程一般包括以下几个主要步骤：
1)RRC连接建立过程；
2)非接入层(NAS)信令连接建立和NAS信令交互过程；
3)无线接入承载(RAB)建立过程。
被叫端呼叫建立的信令过程(如图2所示)与主叫类似，主要包括：
1)寻呼过程；
2)RRC连接建立过程；
3)NAS信令连接建立和NAS信令交互过程；
4)RAB建立过程。
下面进一步分析各个过程：
RRC连接建立的目的是在UE和UTRAN(UMTS陆地无线接入网，包括若干个RNC和NodeB)建立专用的信令连接通道，以在空中接口(UU)传送UE与UTRAN以及UE与CN之间交互的信令。图1中的phase1:RRC连接建立描述的是处于空闲模式(Idle Mode)下的UE发起的RRC连接建立过程。
NAS信令连接建立的目的是在UE和CN之间建立信令交互的通道，NAS信令连接建立和信令交互如图1中的phase2:NAS信令所示，主要包括业务请求(Service Request)、IU接口(RNC与CN之间接口)信令连接控制部分(SCCP)建立、鉴权、安全模式(Security Mode)设置、临时移动用户标识(TMSI)重分配、分组数据协议(PDP)激活请求等过程。
在NAS信令连接建立完成后开始RAB建立过程，如图1的phase3:无线接入承载建立所示，CN发送RAB指派请求(RAB AssignmentRequest)消息给RNC，RNC收到该消息后进行RAB到RB(无线承载)的映射，然后对NodeB进行RL重配置、ALCAP建立、FP同步等操作，然后发送RB建立(RB Setup)消息给UE，UE收到该消息后配置本端的RLC、MAC和物理层，然后UE发送RB建立完成(RB Setup Complete)消息给RNC，RNC在配置好本端的RLC、MAC之后发送RAB指派响应(RABAssignment Response)消息通知CN侧RAB建立成功，CN收到该消息后发送接收PDP激活(Activate PDP Context Accept)消息给UE，通知UE可以开始数据的发送了，至此，RAB建立成功。
通过上面的分析可知，呼叫建立过程涉及到的信令过程比较多，结果造成呼叫建立时延较长，资料和测试表明，UMTS系统中的呼叫建立时延比GSM系统(第二代移动通信系统)还要长，因此，对于一些对呼叫建立时延比较敏感的业务，有必要降低UMTS系统的呼叫建立时延，以提高用户的满意度。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，主要解决现有呼叫建立过程涉及到的信令过程比较多，结果造成呼叫建立时延较长问题，该方法适用于呼叫建立时延比较敏感的业务。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种快速呼叫建立中空中接口(UU)消息传送方法，其特征在于：它将业务请求(Service Request)消息封装在RRC连接请求消息中，主要包括以下步骤：
步骤1：UE在发起对呼叫建立时延敏感的业务时，UE的NAS层指示RRC层是否需要启动快速呼叫建立过程，如果不需要，那么RRC将直接发起RRC连接请求过程；如果需要，则进入步骤2：
步骤2：UE的RRC层首先将业务请求消息封装到初始直传消息中，如果UE的RRC层封装到初始直传(Initial Direct Transfer，IDT)消息成功，则进入步骤3，反之，UE的RRC层按照正常流程进行，即收到业务请求消息后发送RRC连接请求消息；
步骤3：对RRC连接请求消息进行非关键扩展，将前面封装好的IDT消息放入扩展部分；
RNC收到扩展的RRC连接请求消息后，将NAS层的业务请求信息封装到IU接口直传消息中，然后再把IU接口直传消息发送给CN。
该快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，包括主叫端呼叫建立的信令过程和被叫端呼叫建立的信令过程，其特征在于：
对于主叫端：
(1)修改RRC连接请求消息，在该消息中封装NAS层的业务请求消息，通过RNC将业务请求消息发送至CN，然后，CN将RAB指派消息给RNC；
(2)修改RRC连接建立消息，在连接建立消息中增加业务对应的RB的信息，RNC收到RAB指派消息后完成RAB到RB参数的映射，然后通过RRC/RB建立消息通知UE建立信令和业务信道；
(3)UE在收到RRC/RB建立消息后，同时配置信令和业务信道，在完成物理层同步后，在建立成功的专用信令信道上发送RRC/RB建立完成消息，指示信令和业务信道建立成功；
对于被叫端，信令流程与主叫类似，区别在于多了寻呼过程。
所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：在RRC连接建立消息中还增加业务对应的RLC、MAC、道(TrCH)、物理信道(PhyCH)参数。
所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：可以采用缺省配置或预配置方式，将信令和业务对应的准静态信道参数预先保存在UE中。
所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：该RRC/RB建立完成消息是通过修改RRC建立完成消息，即在RRC建立完成消息中增加RB成功相关内容得到。
所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：对于被叫端，该寻呼消息是在原有寻呼消息的基础上，增加待建业务指示，UE判断新建业务为呼叫建立时延敏感业务(如PoC业务)时启用优化方案对应的信令流程。
藉由上述技术方案，本发明具有的技术效果是：
1、本发明方法中修改RRC连接请求消息，在该消息中封装NAS层的业务请求消息，这样可以使得RNC能够更早地将业务请求消息发送至CN，CN可以更早地发送RAB指派消息给RNC。
2、本发明方法中在呼叫建立过程中不进行鉴权、安全模式、TMSI重分配等操作，通过简化NAS信令，可以缩短呼叫建立时延。
3、本发明方法中修改主叫RRC连接建立消息(称为RRC/RB建立消息)，在RRC连接建立消息中增加业务对应的RB、RLC、MAC、传输信道(TrCH)、物理信道(PhyCH)等参数，RNC收到RAB指派消息后完成RAB到RB参数的映射，然后通过RRC/RB建立消息通知UE建立信令和业务信道。进一步地，我们可以采用缺省配置或预配置方式，将信令和业务对应的准静态信道参数(如对应的RB参数、RLC参数、传输信道参数等)预先保存在UE中，以减小RRC/RB建立消息的大小，进而缩短RRC/RB建立消息的传输时延。通过将RRC连接建立过程和RB建立过程合并起来，可以缩短呼叫建立时延。
附图说明
图1是现有的呼叫建立中主叫端用户呼叫建立信令流程图。
图2是现有的呼叫建立中被叫端用户呼叫建立信令流程图。
图3是本发明方法中主叫端用户呼叫建立信令流程图。
图4是本发明方法中被叫端用户呼叫建立信令流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，现以发起呼叫建立PoC业务为例，它将业务请求(Service Request)消息封装在RRC连接请求消息中，主要包括以下步骤：
步骤1：UE在发起对呼叫建立时延敏感的业务如PoC业务时，UE的非接入层(NAS)指示RRC层是否需要启动快速呼叫建立过程，如果不需要，那么RRC将按照3GPP协议25.331中的描述进行处理，即直接发起RRC连接请求过程；如果需要，则进入步骤2：
步骤2：UE RRC将业务请求(Service Request)消息封装到初始直传(Initial Direct Transfer，IDT)消息中，具体地，除了将业务请求消息封装到IDT消息中的信元“NAS message”，UE RRC还要将信元“Message Type”赋值为初始直传消息，将信元“CN domain identity”设置为NAS指示的核心网标识，将信元“Intra Domain NAS NodeSelector”设置为TMSI/PTMSI或者IMSI或者IMEI(具体的选择原则在25.331中有详细描述)，此外，对于其他可选信元，UE RRC可以选择不填。如果UE RRC封装IDT消息成功，则进入步骤3，反之，UE RRC按照正常流程进行，即收到业务请求消息后发送RRC连接请求消息；
步骤3：对RRC连接请求消息进行非关键扩展，将前面封装好的IDT消息放入扩展部分。举例来说的，我们可以在RRC连接请求消息中增加信元“Direct Transfer Message”，然后将IDT消息放入该信元。
RNC收到扩展的RRC连接请求消息后对该消息处理如下：
RNC RRC层读取信元“Direct Transfer Message”，然后按照原有的IDT消息处理流程进行，即读取IDT消息中各信元，然后按照“CNdomain identity”和“Intra Domain NAS Node Selector”，将“NASmessage”封装到IU接口直传消息(即Initial UE Message)中，然后再把Initial UE Message消息发送给CN。
如图3和图4所示，分别表示本发明方法的主叫端和被叫端的信令过程：
对于主叫端：
1、修改RRC连接请求消息，在该消息中封装NAS层的业务请求消息，这样可以使得RNC能够更早地将业务请求消息发送至CN，CN可以更早地发送RAB指派消息给RNC；
2、在呼叫建立过程中不进行鉴权、安全模式、TMSI重分配等操作，通过简化NAS信令，可以缩短呼叫建立时延；
3、修改主叫RRC连接建立消息(称为RRC/RB建立消息)，在RRC连接建立消息中增加业务对应的RB、RLC、MAC、传输信道(TrCH)、物理信道(PhyCH)等参数，RNC收到RAB指派消息后完成RAB到RB参数的映射，然后通过RRC/RB建立消息通知UE建立信令和业务信道。进一步地，我们可以采用缺省配置或预配置方式，将信令和业务对应的准静态信道参数(如对应的RB参数、RLC参数、传输信道参数等)预先保存在UE中，以减小RRC/RB建立消息的大小，进而缩短RRC/RB建立消息的传输时延。通过将RRC连接建立过程和RB建立过程合并起来，可以缩短呼叫建立时延；
4、UE在收到RRC/RB建立消息后，同时配置信令和业务信道，在完成物理层同步后，在建立成功的专用信令信道上发送RRC/RB建立完成消息(该消息通过修改RRC连接建立完成消息，即在RRC连接建立完成消息中增加RB建立成功相关内容得到)，指示信令和业务信道建立成功。
对于被叫端，信令流程与主叫类似，区别在于多了寻呼过程，这里寻呼消息是在原有寻呼消息的基础上，增加待建业务指示，UE判断新建业务为呼叫建立时延敏感的业务(如PoC业务)时启用优化方案对应的信令流程。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (6)

1、一种快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：它将业务请求消息封装在无线资源控制连接请求消息中，主要包括以下步骤：
步骤1：用户端在发起对呼叫建立时延敏感的业务时，用户端的非接入层指示无线资源控制层是否需要启动快速呼叫建立过程，如果不需要，那么无线资源控制将直接发起无线资源控制连接请求过程；如果需要，则进入步骤2：
步骤2：用户端的无线资源控制层将业务请求消息封装到初始直传消息中，如果用户端的无线资源控制层能够成功封装初始直传消息，则进入步骤3，反之，用户端的无线资源控制层按照正常流程进行，即收到业务请求消息后发送无线资源控制连接请求消息；
步骤3：对无线资源控制连接请求消息进行非关键扩展，将前面封装好的初始直传消息放入扩展部分；
无线网络控制器收到扩展的无线资源控制连接请求消息后，将非接入层的业务请求信息封装到IU接口直传消息中，然后再把IU接口直传消息发送给核心网。
2、根据权利要求1所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：该方法包括主叫端呼叫建立的信令过程和被叫端呼叫建立的信令过程，其特征在于：
对于主叫端：
(1)修改无线资源控制连接建立请求消息，在该消息中封装非接入层的业务请求消息，通过无线网络控制器将业务请求消息发送至核心网，然后，核心网将无线接入承载指派消息给无线网络控制器；
(2)修改无线资源控制连接建立消息，在该消息中增加业务对应的无线承载的信息，无线网络控制器收到无线接入承载指派消息后完成无线接入承载到无线承载参数的映射，然后通过修改后的无线资源控制连接建立消息通知用户端建立信令和业务信道；
(3)用户端在收到修改后的无线资源控制连接建立消息后，同时配置信令和业务信道，在完成物理层同步后，在建立成功的专用信令信道上发送无线资源控制/无线承载建立完成消息，指示信令和业务信道建立成功；
对于被叫端，信令流程与主叫类似，区别在于多了寻呼过程。
3、根据权利要求2所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：在无线资源控制连接建立消息中还增加业务对应的RLC、MAC、传输信道、物理信道参数。
4、根据权利要求2所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：可以采用缺省配置或预配置方式，将信令和业务对应的准静态信道参数预先保存在用户端中。
5、根据权利要求2所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：该无线资源控制/无线承载建立完成消息是通过修改无线资源控制连接建立完成消息，即在无线资源控制连接建立完成消息中增加无线承载建立成功相关内容得到。
6、根据权利要求2或3或4或5所述的快速呼叫建立中空中接口消息传送方法，其特征在于：对于被叫端，该寻呼消息是在原有寻呼消息的基础上，增加待建业务指示，用户端判断新建业务为时延敏感业务时启用优化方案对应的信令流程。
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